JP3139615U - 締結具 - Google Patents

Abstract

【課題】締め直しを不要にする。
【解決手段】セルフタッピングボルト１とナット体２から成り、ナット体２にセルフタッピングボルト１の軸部３を捻じ込む下孔４を貫設し、セルフタッピングボルト１は、その軸部３の外周に螺旋条５を突設すると共に、軸部３の先端側で螺旋条５の始端側に下孔４の内周に雌螺子を削成する切り刃６を設けており、螺旋条５の谷部７での軸部３の外径を下孔４の内径より小径にすると共に、螺旋条５の山部８での軸部３の外径を始端側から他端側に従い徐々に大径に調製し、一方ナット体２の下孔４の内径を螺旋条５の山部８での軸部３の最小外径以上で且つ最大外径より小さくすることによって、下孔４に軸部３を捻じ込み雌螺子を削成しつつ、軸部３により下孔４を押し広げさせ、拡張に抗する下孔４の復元力にて軸部３を締め付け、セルフタッピングボルト１とナット体２を一体化する。
【選択図】図１

Description

本考案は、従来のボルトとナットによる締結具に比して緩み難く締結状態をより強固に堅持可能な締結具に関する。

従来より、物品の締結には、ボルトとナットが使われ、例えば、一対の被締結物の各々に取付孔を貫設し、両被締結物の取付孔を位置合わせし、一方の取付孔からボルトの軸部を挿通し、他方の取付孔から突出した軸部にナットを螺合させるのである。
又、ボルトの頭部と被締結物との間に座金を挟持させたり、ナットと被締結物との間に座金とワッシャーを挟持させ、ナットが、ワッシャーの反力にて軸部の先端側へ付勢されることで、ボルトの螺子山部の斜面とナットの螺子山部の斜面が相互に押圧されて、密着し、ナットの回転に伴う摩擦を増大させることで、ナットは緩まず締結状態が保持されるのである。

ところが、例えば、鉄道の軌道と枕木との締結の様に、振動に耐えねばならない物品の締結では、振動によるナットの緩みを避けることができず、適宜期間の経過毎に締め直しを余儀なくされ、設備の維持管理に手間がかかっていた。

本考案は、上記課題に鑑み、セルフタッピングボルトとナット体から成り、該ナット体に前記セルフタッピングボルトの軸部を捻じ込む下孔を貫設し、前記セルフタッピングボルトは、その軸部外周に螺旋条を突設すると共に、軸部先端側で螺旋条の始端側に前記下孔の内周に雌螺子を削成する切り刃を設けており、螺旋条の少なくとも始端側領域では、螺旋条谷部での軸部外径を前記下孔内径より小径にすると共に、螺旋条山部での軸部外径を始端側から他端側に従い徐々に大径に調製し、一方ナット体の下孔内径を螺旋条山部での軸部の最小外径以上で且つ最大外径より小さくすることによって、下孔に軸部を捻じ込み雌螺子を削成しつつ、軸部により下孔を押し広げさせ、拡張に抗する下孔の復元力にて軸部を締め付け、セルフタッピングボルトとナット体を一体化する。

又、ボルト体とセルフタッピングナットから成り、該セルフタッピングナットに前記ボルト体の軸部を捻じ込む雄螺子削成孔を貫設し、該雄螺子削成孔は、その内周に螺旋条を突設すると共に、雄螺子削成孔の一端側で螺旋条の始端側に前記ボルト体の軸部外周に雄螺子を削成する切り刃を設けており、螺旋条の少なくとも始端側領域では、螺旋条谷部での雄螺子削成孔内径を前記軸部外径より大径にする共に、螺旋条山部での雄螺子削成孔内径を始端側から他端側に従い徐々に小径に調製し、一方ボルト体の軸部外径を螺旋条山部での雄螺子削成孔の最小内径より大きく且つ最大内径以下にすることによって、雄螺子削成孔に軸部を捻じ込み雄螺子を削成しつつ、軸部により雄螺子削成孔を押し広げさせ、拡張に抗する雄螺子削成孔の復元力にて軸部を締め付け、ボルト体とセルフタッピングナットを一体化する様にして、上記課題を解決する。

要するに、実用新案登録請求の範囲の請求項１に記載の考案は、セルフタッピングボルトの軸部外周に設けた螺旋条の始端側に切り刃を設け、該始端側領域では、螺旋条谷部での軸部外径をナット体に貫設した下孔内径より小径にすると共に、螺旋条山部での軸部外径を始端側から他端側に従い徐々に大径に調製し、またナット体の下孔内径を螺旋条山部での軸部の最小外径以上で且つ最大外径より小さくしたので、下孔に軸部先端側を捻じ込むことで、切り刃により、下孔に雌螺子が削成でき、螺旋条山部での軸部外径が徐々に大径になることから、雌螺子を切り進むに従い、下孔は外方に徐々に押されて、僅かに拡張し、この拡張方向の力に抗して復元力が働き、雌螺子により軸部が求心方向に強く圧迫されて、セルフタッピングボルトとナット体が恰も一体化したかの如く固定される。
従って、セルフタッピングボルトとナット体の締結状態は強固に堅持されて緩まず、従前のボルトとナットによる締結の様な締め直しを不要にすることが出来る。
又、従前のボルトとナットによる締結は、通常は座金とワッシャーを使用し、ボルトの頭部とナット側の座金を被締結物に強く押し当てねば、ワッシャーの反力が弱く、ナット固定が不十分となってしまうため、往々にして締め付け過ぎ、被締結物が金属より脆弱な素材、例えば、木材、プラスチック等の場合、過度の締め付けにより、被締結物が損傷するおそれがあるが、本考案のものは、セルフタッピングボルトとナット体とが目的の位置で固定されて不動化することから、被締結物にセルフタッピングボルトの頭部とナット体をあまり強く押接させなくても良く、被締結物の損傷を回避することが出来る。

例えば、螺旋条山部の突出丈を始端側から他端側まで一定にし、谷部での軸部外径を先端側から他端側に従い徐々に大径にすることのみによって、螺旋条山部での軸部外径を上記の様に調製すると、先端側での谷部外径が著しく細くなって、軸部先端側での抗折強度が低くなってしまうが、請求項２に記載の考案は、螺旋条山部の突出丈を調製する様にしたので、例えば、螺旋条谷部での軸部外径を軸部先端側から他端側まで一定にしたり、或いは、先端側と他端側の谷部での軸部外径の差を小さくすることが出来て、先端側での軸部の抗折強度を高くし、耐久性を確保することが出来る。

請求項３に記載の考案は、螺旋条の始端側から他端側まで全領域において、螺旋条自体を切り刃と成し、螺旋条谷部での軸部外径をナット体の下孔内径より小径にすると共に、螺旋条山部での軸部外径を始端側から他端側に従い徐々に大径に調製したので、ナット体をセルフタッピングボルトの先端側から他端側まで、任意の位置まで、回転させつつ押し進めて雌螺子削成をすることが出来、どの位置からでも雌螺子削成を進めることで、常に下孔を外方に拡張する力と、これに抗する復元力とが働き、請求項１の考案同様、セルフタッピングボルトとナット体とを強固に堅持、固定することが出来る。
従って、セルフタッピングボルトの他端縁部に設けた頭部とナット体の両者の間隔を適宜調整して、両者に挟持させる被締結物の厚みに対応させ、様々な被締結物に対し適用させることが出来る。

請求項４に記載の考案は、切欠溝にて螺旋条が分断され、且つ、軸部と下孔内周面との間に隙間が空くので、例えば、ナット体をより長くし、下孔をより長く（深く）し、雌螺子削成行程が長くなって、雌螺子の削成により発生する切り屑の量が多くなっても、切り屑を切欠溝から排出して、円滑に雌螺子削成をしながら軸部を下孔中に押し進めることが出来る。
又、ナット体をより長くし、セルフタッピングボルトとナット体とが噛み合う部分をより多くすることで、締結力を向上させることが出来る。

請求項５に記載の考案は、セルフタッピングナットの下孔内周に設けた螺旋条の始端側に切り刃を設け、該始端側領域では、螺旋条谷部での雄螺子削成孔内径をボルト体軸部外径より大径にすると共に、螺旋条山部での雄螺子削成孔内径を始端側から他端側に従い徐々に小径に調製し、またボルト体の軸部外径を螺旋条山部での雄螺子削成孔の最小内径より大きく且つ最大内径以下にしたので、雄螺子削成孔の螺旋条の始端側から軸部を捻じ込むことで、切り刃により、軸部に雄螺子が削成でき、螺旋条山部での雄螺子削成孔内径が徐々に小径になることから、雄螺子を切り進むに従い、雄螺子削成孔は外方に徐々に押されて、僅かに拡張し、この拡張方向の力に抗して復元力が働き、雄螺子削成孔により雄螺子が求心方向に強く圧迫され、ボルト体とセルフタッピングナットとが恰も一体化したかの如く固定される。
従って、ボルト体とセルフタッピングナットの締結状態は強固に堅持されて緩まず、請求項１に記載の考案と同様に、従前のボルトとナットによる締結の様な締め直しを不要にすることが出来る。
又、請求項１に記載の考案と同様に、ボルト体とセルフタッピングナットとが目的の位置で固定されて不動化することから、被締結物にボルト体の頭部とセルフタッピングナットをあまり強く押接させなくても良く、被締結物の損傷を回避することが出来る。

例えば、螺旋条山部の突出丈を始端側から他端側まで一定にし、谷部での雄螺子削成孔内径を一端側から他端側に従い徐々に小径にすることのみによって、山部での雄螺子削成孔内径を上記の様に調製すると、一端側での谷部内径が著しく大きくなり、セルフタッピングナットの径方向の肉厚が薄くなって、一端側での強度が著しく低くなってしまうが、請求項６に記載の考案は、螺旋条山部の突出丈を調製する様にしたので、例えば、螺旋条谷部での雄螺子削成孔内径を一端側から他端側まで一定にしたり、或いは、一端側と他端側の谷部での雄螺子削成孔内径の差を小さくすることが出来て、一端側でのセルフタッピングナットの強度を高くし、耐久性を確保することが出来る。

請求項７に記載の考案は、螺旋条の始端側から他端側まで全領域において、螺旋条自体を切り刃と成し、螺旋条谷部での雄螺子削成孔内径をボルト体の軸部外径より大径にしたので、セルフタッピングナットをボルト体の先端側から他端側まで、任意の位置まで、回転させつつ押し進めて雄螺子削成をすることが出来、どの位置からでも雄螺子削成を進めることで、螺旋条山部での雄螺子削成孔内径が徐々に小径になる様に調製された領域では、常に雄螺子削成孔を外方に拡張する力と、これに抗する復元力とが働き、請求項５の考案同様、ボルト体とセルフタッピングナットを強固に堅持、固定することが出来る。
従って、ボルト体の他端縁部に設けた頭部とセルフタッピングナットの両者の間隔を適宜調整して、両者に挟持させる被締結物の厚みに対応させ、様々な被締結物に対し適用させることが出来る。
更に、螺旋条の始端側から他端側まで全領域において、螺旋条山部での雄螺子削成孔内径を始端側から他端側に従い徐々に小径に調製したので、全領域にて雄螺子削成孔の拡張と復元とによる締め付け力が働くため、締結力が向上し、ボルト体とセルフタッピングナットをより強固に固定することが出来る。

請求項８に記載の考案は、切欠溝にて螺旋条が分断され、且つ、軸部外周面と雄螺子削成孔との間に隙間が空くので、例えば、セルフタッピングナットをより長くし、雄螺子削成孔をより長く（深く）し、雄螺子削成行程が長くなって、雄螺子の削成により発生する切り屑の量が多くなっても、切り屑を切欠溝から排出して、円滑に雄螺子削成をしながら軸部を雄螺子削成孔中に押し進めることが出来る。
又、セルフタッピングナットをより長くし、ボルト体とセルフタッピングナットが噛み合う部分をより多くすることで、締結力を向上させることが出来る等その実用的効果甚だ大である。

以下、本考案の締結具につき、実施例を示し、詳細に説明する。
図１及び２に示す様に、実施例１の締結具は、セルフタッピングボルト１とナット体２から成り、該ナット体２にセルフタッピングボルト１の軸部３の先端側を捻じ込む下孔４を貫設している。

セルフタッピングボルト１は、その軸部３の外周に螺旋条５を突設すると共に、軸部３の先端側で螺旋条５の始端側に切り刃６を設けており、この切り刃６により、ナット体２の下孔４の内周に雌螺子を削成するのである。
又、螺旋条５の谷部７での軸部３の外径をナット体２の下孔４の内径より小径にすると共に、螺旋条５の始端側領域では、螺旋条５の山部８の突出丈を始端側から他端側に従い徐々に高くすることにより、螺旋条５の山部８での軸部３の外径を始端側から他端側に従い徐々に大径になる様に調製している。

尚、上記切り刃６の形式は特に限定されるものではなく、雌螺子削成が可能であれば良く、例えば、ナット体２の形成素材よりも、高硬度の素材によりセルフタッピングボルト１を形成して、螺旋条５の全ての領域に切り刃６としての機能を付与しても良いし、始端側領域のみ高硬度の素材によるコーティングを施し、始端側領域のみ切り刃６としても良い。
又、図１中９は、軸部３の他端に設けた頭部であり、該頭部９は、従前のボルトの頭部と同様のものである。

一方、ナット体２は、下孔４の内径を上記螺旋条５の山部８での軸部３の最小外径（つまり、螺旋条５の山部８の始端での軸部３の外径）以上で、且つ、最大外径（つまり、螺旋条５の山部８の他端側での軸部３の外径）より小さくしている。

実施例１の締結具の使用時には、図１に示す様に、被締結物W1、W2の取付孔H1、H2を位置合わせし、取付孔H1、H2にセルフタッピングボルト１の軸部３を挿通し、取付孔H1より突出した軸部３の先端にナット体２の下孔４を被せ、セルフタッピングボルト１又はナット体２を回転させ、セルフタッピングボルト１の切り刃６により、下孔４の内周に雌螺子を削成しつつ、下孔４に軸部３を捻じ込む。
すると、螺旋条５の山部８での軸部３の外径が徐々に大径になっていること、並びに、下孔４の内径が螺旋条５の山部８での軸部３の最小外径以上で、且つ、最大外径より小さく設定されていることから、雌螺子を切り進むに従い、下孔４は外方に徐々に押されて、僅かに拡張し、この拡張方向の力に抗して復元力が働き、雌螺子により軸部３が求心方向に強く圧迫されて、セルフタッピングボルト１にナット体２が固定される。

次に、実施例２の締結具について説明する。
図３に示す様に、実施例２の締結具は、基本的には、上記実施例１の締結具と同様の構成を備え、図３中実施例１のものと同一構成要素については、同一品番を付して表しており、本実施例のものは、更に軸部３の外周面長手方向に切欠溝10、10ａ…を螺旋条５と交差する様に設けて、螺旋条５を分断している。
この締結具では、切欠溝10、10ａ…にて螺旋条５が分断され、且つ、軸部３と下孔４の内周面との間に隙間が空くことにより、雌螺子の削成により発生する切り屑が切欠溝10、10ａ…から排出される。

前記の実施例１のものでは、使用するナット体２の下孔４の深さに合わせて、始端側領域のみ、軸部３の外径が上記の通りに調製されているが、螺旋条５の始端側から他端側まで全領域において、螺旋条５自体を切り刃６と成し、螺旋条５の谷部７での軸部３の外径をナット体２の下孔４の内径より小径にすると共に、螺旋条５の山部８での軸部３の外径を始端側から他端側に従い徐々に大径に調製する様にしても良いく、軸部３の外径を上記の様に調製することにより、ナット体２をセルフタッピングボルト１の先端側から他端側まで、任意の位置まで、回転させつつ押し進めて雌螺子削成が可能である。

次に、実施例３の締結具について説明する。
図４及び５に示す様に、実施例３の締結具は、ボルト体11とセルフタッピングナット12から成り、該セルフタッピングナット12にボルト体11の軸部13の先端側を捻じ込む雄螺子削成孔14を貫設している。

雄螺子削成孔14は、その内周に螺旋条15を突設すると共に、雄螺子削成孔14の一端側で螺旋条15の始端側に切り刃16を設けており、この切り刃16により、ボルト体11の軸部13の外周に雄螺子を削成するである。
又、螺旋条15の谷部17での雄螺子削成孔14の内径をボルト体11の軸部13の外径より大径にする共に、螺旋条15の始端側領域では、螺旋条15の山部18の突出丈を始端側から他端側に従い徐々に高くすることにより、螺旋条15の山部18での雄螺子削成孔14の内径を始端側から他端側に従い徐々に小径になる様に調製している。

尚、上記切り刃16の形式は特に限定されるものではなく、雄螺子削成が可能であれば良く、例えば、ボルト体11の形成素材よりも、高硬度の素材によりセルフタッピングナット12を形成して、螺旋条15の全ての領域に切り刃16としての機能を付与しても良いし、始端側領域のみ高硬度の素材によるコーティングを施し、始端側領域のみ切り刃16としても良い。
又、図４及び５中19は、軸部13の他端に設けた頭部であり、該頭部19は、従前のボルトの頭部と同様のものである。

一方、ボルト体11は、軸部13の外径を螺旋条15の山部18での雄螺子削成孔14の最小内径（つまり、螺旋条15の山部18の他端側での雄螺子削成孔14の内径）より大きく、且つ、最大内径（つまり、螺旋条15の山部18の始端での雄螺子削成孔14の内径）以下にしている。

実施例３の締結具の使用時には、図５に示す様に、被締結物W1、W2の取付孔H1、H2を位置合わせし、取付孔H1、H2にボルト体11の軸部13を挿通し、取付孔H1より突出した軸部13の先端にセルフタッピングナット12の雄螺子削成孔14を被せ、ボルト体11又はセルフタッピングナット12を回転させ、セルフタッピングナット12の切り刃16により、軸部13の外周に雄螺子を削成しつつ、雄螺子削成孔14に軸部13を捻じ込む。
すると、螺旋条15の山部18での雄螺子削成孔14の内径が徐々に小径になっていること、並びに、軸部13の外径が螺旋条15の山部18での雄螺子削成孔14の最小内径より大きく、且つ、最大内径以下に設定されていることから、雄螺子を切り進むに従い、雄螺子削成孔14は外方に徐々に押されて、僅かに拡張し、この拡張方向の力に抗して復元力が働き、雄螺子削成孔14により雄螺子が求心方向に強く圧迫され、ボルト体11にセルフタッピングナット12が固定される。

次に、実施例４の締結具について説明する。
図６に示す様に、実施例４の締結具は、基本的には、上記実施例３の締結具と同様の構成を備え、図６中実施例３のものと同一構成要素については、同一品番を付して表しており、本実施例のものは、更に雄螺子削成孔14の内周面深さ方向に切欠溝20、20ａ…を螺旋条15と交差する様に設けて、螺旋条15を分断している。

この締結具では、切欠溝20、20ａ…にて螺旋条15が分断され、且つ、軸部13の外周面と雄螺子削成孔14との間に隙間が空くことにより、雄螺子の削成により発生する切り屑が切欠溝20、20ａ…から排出される。

前記の実施例３のものでは、始端側領域のみ、雄螺子削成孔14の内径が上記の通りに調製されているが、実施例４のものの様に、螺旋条15の始端側から他端側まで全領域において、螺旋条15自体を切り刃６と成し、螺旋条15の谷部17での雄螺子削成孔14の内径をボルト体11の軸部13の外径より大径にすると共に、螺旋条15の山部18での雄螺子削成孔14の内径を始端側から他端側に従い徐々に小径に調製する様にしても良い。
実施例４のものでは、雄螺子削成孔14の内径を上記の様に調製することにより、セルフタッピングナット12をボルト体11の先端側から他端側まで、任意の位置まで、回転させつつ押し進めて雄螺子削成が可能であり、また雄螺子削成孔14の全領域において、拡張と復元とによる締め付け力が働く。

本考案の実施例１の締結具の概略図である。 図１の要部拡大断面図である。 実施例２の締結具の概略図である。 実施例３の締結具の概略図である。 実施例３の締結具の使用状態図である。 実施例４の締結具の概略図である。

符号の説明

１ セルフタッピングボルト
２ ナット体
３ 軸部
４ 下孔
５ 螺旋条
６ 切り刃
７ 谷部
８ 山部
10、10ａ… 切欠溝
11 ボルト体
12 セルフタッピングナット
13 軸部
14 雄螺子削成孔
15 螺旋条
16 切り刃
17 谷部
18 山部
19 頭部
20、20ａ… 切欠溝

Claims (8)

1. セルフタッピングボルトとナット体から成り、該ナット体に前記セルフタッピングボルトの軸部を捻じ込む下孔を貫設し、前記セルフタッピングボルトは、その軸部外周に螺旋条を突設すると共に、軸部先端側で螺旋条の始端側に前記下孔の内周に雌螺子を削成する切り刃を設けており、螺旋条の少なくとも始端側領域では、螺旋条谷部での軸部外径を前記下孔内径より小径にすると共に、螺旋条山部での軸部外径を始端側から他端側に従い徐々に大径に調製し、一方ナット体の下孔内径を螺旋条山部での軸部の最小外径以上で且つ最大外径より小さくしたことを特徴とする締結具。
2. 螺旋条山部の突出丈を始端側から他端側に従い徐々に高くすることにより、螺旋条山部での軸部外径を調製する様にしたことを特徴とする請求項１記載の締結具。
3. 螺旋条の始端側から他端側まで全領域において、螺旋条自体を切り刃と成し、螺旋条谷部での軸部外径をナット体の下孔内径より小径にすると共に、螺旋条山部での軸部外径を始端側から他端側に従い徐々に大径に調製したことを特徴とする請求項１又は２記載の締結具。
4. 軸部の外周面長手方向に切欠溝を螺旋条と交差する様に設けて、螺旋条を分断したことを特徴とする請求項１、２又は３記載の締結具。
5. ボルト体とセルフタッピングナットから成り、該セルフタッピングナットに前記ボルト体の軸部を捻じ込む雄螺子削成孔を貫設し、該雄螺子削成孔は、その内周に螺旋条を突設すると共に、雄螺子削成孔の一端側で螺旋条の始端側に前記ボルト体の軸部外周に雄螺子を削成する切り刃を設けており、螺旋条の少なくとも始端側領域では、螺旋条谷部での雄螺子削成孔内径を前記軸部外径より大径にする共に、螺旋条山部での雄螺子削成孔内径を始端側から他端側に従い徐々に小径に調製し、一方ボルト体の軸部外径を螺旋条山部での雄螺子削成孔の最小内径より大きく且つ最大内径以下にしたことを特徴とする締結具。
6. 螺旋条山部の突出丈を始端側から他端側に従い徐々に高くすることにより、螺旋条山部での雄螺子削成孔内径を調製する様にしたことを特徴とする請求項５記載の締結具。
7. 螺旋条の始端側から他端側まで全領域において、螺旋条自体を切り刃と成し、螺旋条谷部での雄螺子削成孔内径をボルト体の軸部外径より大径にすると共に、螺旋条山部での雄螺子削成孔内径を始端側から他端側に従い徐々に小径に調製したことを特徴とする請求項５又は６記載の締結具。
8. 雄螺子削成孔の内周面深さ方向に切欠溝を螺旋条と交差する様に設けて、螺旋条を分断したことを特徴とする請求項５、６又は７記載の締結具。

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