JP3709183B2 - 緩み止めボルト及びその製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ナット等の雄螺子に螺合して被締結部材を締結するとともに、被締結部材やナット等に振動等の外力がかかった際の螺着力、締結力の低下を防止できる緩み止めボルト及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、自動車や航空機，電車等の輸送機器，各種の産業機械・機器，搬送パイプラインや電力等の送電装置，等における各種部分の締結には、ボルト・ナットが高い頻度で使用されており、また、ボルト・ナットは各種の締結部分の締結に用いられる機械要素として高い重要度を占めている。
しかしながら、従来から、ボルト・ナットで締結される被締結部材やナット等にかかる振動等の外力により雌螺子に螺合されたナット等が緩み、螺着力や締結力が低下して被締結部材の締結部が緩んだり外れたりするトラブルが後を絶たず、被締結部材の締結部の安全性の向上のため、被締結部材やナット等にかかる振動等の外力により緩みを防止するボルトやナットが望まれていた。
このため、近年、ナット等の雌螺子からボルトが緩むのを防止するために種々のボルトやナットが開発されており、特に、緩みを防止する緩み止めボルトとして特開昭５７−３７１１４号公報、特開平８−１０９９１５号公報、特開平９−２８０２３９号公報、特開平１１−３７１３０号公報、実開昭５７−８９０１６号、実開昭６１−６９５１７号公報等に種々のものが開示されている。これらは、螺子のフランクや座面に緩み防止のための回転止めを形成し変形して摩擦力を増加するもの等であり、一旦螺合した後に取り外すのが困難で繰り返し使用性に欠けるものであった。
【０００３】
繰り返し使用性を有する緩み止めボルトとしては、例えば、実開平４−３６１１６号公報（以下、イ号公報という）に「主ボルトと、前記主ボルトの端部の軸端に螺子部と等径かつ等ピッチの雄螺子が形成されて回転不能にかつ軸方向移動可能に配設された可変螺子と、前記主ボルト及び前記可変螺子の軸心部に挿通し前記主ボルトの螺子部に対して軸方向に正逆回転させることにより前記可変螺子を前記主ボルトの螺子部に対して軸方向に接離移動自在にする調整軸と、を備えた緩み止め付きボルト」が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来の技術においては、以下のような課題を有していた。
（１）イ号公報に記載の技術は、部品点数が多く構成が複雑であるため製造に工数を要し生産性に欠けるという課題を有していた。
（２）部品点数が多く螺合する螺子部が多いため、螺子面のかじりや磨耗が発生し易く破損し易いという課題を有していた。
（３）調整軸を所定方向に回転させて可変螺子を軸方向の外側に押圧すると、可変螺子が主ボルトの螺子部から離間し、螺子部及び可変螺子のフランクが雌螺子のフランクを圧接して緩み止めを行うが、調整軸と可変螺子とを螺合する螺子部が緩み易く、これが緩んだ場合は螺子部及び可変螺子が雌螺子を圧接する力が弱まり、この結果、主ボルトが雌螺子から緩み易くなるという課題を有していた。
（４）締結作業を行う場合は、雌螺子に主ボルトを締結した後に調整軸を所定方向に回転して可変螺子を軸方向の外側に押圧しなければ緩み止めを行うことができず、作業工数を要し締結作業性に欠けるという課題を有していた。
（５）螺着時に緩み止め機構により非常に大きな力を必要とし、雌螺子の螺子山を破壊するという課題を有していた。
【０００５】
本発明は上記従来の課題を解決するもので、簡単な構造で生産性に優れるとともに、被締結部材やナット等に外力がかかった際の螺着力の低下を防止することができ、半永久的に高い締結力を維持することができ、被締結部材の締結部の安全性を著しく向上でき、また締結作業性にも優れ、さらに繰り返し使用性にも優れる緩み止めボルトを提供することを目的とする。
また、本発明は、簡便で作業性に優れるとともに生産性に優れ、さらに信頼性に優れる緩み止めボルトの製造方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記従来の課題を解決するために本発明の緩み止めボルト及びその製造方法は、以下の構成を有している。
【０００７】
本発明の請求項１に記載の緩み止めボルトは、雌螺子に螺合して被締結部材を締結する緩み止めボルトであって、ボルト軸部の先端部に前記ボルト軸部と同軸に形成されたボルト先端部と、前記ボルト軸部の外周に形成された主雄螺子部と、前記ボルト先端部の前記ボルト軸部側の外周に環状に形成された環状溝部と、前記主雄螺子部に対する位相が１２〜１００°好ましくは２４〜９０°より好ましくは２４〜７２°変位して前記ボルト先端部の外周に形成された副雄螺子部と、を備えた構成を有している。
この構成により、以下のような作用が得られる。
（１）雌螺子に締め付けられた緩み止めボルトは、主雄螺子部に対する副雄螺子部の位相が所定量変位しているため、その締め付け力で発生する圧接力の主雄螺子部のフランクが雌螺子のフランクを圧接する方向と副雄螺子部のフランクが雌螺子のフランクを圧接する方向とが１８０°異なり相反している。このため、この圧接力と螺子のリード角等によって生じるトルクの方向が、主雄螺子部と副雄螺子部とでは正逆異なるので、ナットや被締結部材等に振動等の外力が加わり雌螺子から主雄螺子部が緩もうとする回転方向の力が加わると、副雄螺子部のフランクに発生するトルクが締め付け方向に作用するため、緩み止めボルトが雌螺子から緩むのを確実に防止でき半永久的に高い締結力を維持することができる。
（２）雌螺子に緩み止めボルトを締め付け締結力を加えると、緩み止めボルトの副雄螺子部が雌螺子によって変形されて弾性変形を生じ、弾性変形内でその反力により雌螺子に主雄螺子部と副雄螺子部をより強固に密着させて締結することができるので、緩み止めボルトと雌螺子の螺着力をより向上でき振動等の外力により緩み止めボルトが雌螺子から緩むのをより確実に防止できる。
（３）被締結部材と座面との間が磨耗して緩みが生じた場合であっても、副雄螺子部が雌螺子を主雄螺子部の方向に押圧する反力、又は副螺子部が雌螺子を主雄螺子部と反対側の方向に押圧する反力によって、緩み止めボルトが雌螺子から外れるのを防止することができ振動の激しい自動車や橋梁等に適用した場合でもボルトやナットが外れて落下するという落下事故を防止することができる。
（４）雌螺子に螺合された緩み止めボルトの副雄螺子部が雌螺子によって変形されて生じた弾性変形による反力により、雌螺子に主雄螺子部と副雄螺子部を強固に密着するので、弾性変形内で雌螺子と緩み止めボルトの雄螺子部の加工精度のばらつきによるガタツキを吸収することができ安定性に優れるとともに、変位量が小さいので、締結時に緩み止めボルトやナット等の螺子部に傷を付け難く、また弾性変形によって反力を安定して得ることができるので、同一の雌螺子であれば一旦螺合させた緩み止めボルトを取り外した後に再度螺着して繰り返し使用することができ、繰り返し使用性に優れる。
（５）主雄螺子部の谷底と同一若しくは深く形成された環状溝部を有しているので、雌螺子に主雄螺子部を螺着する際にスムーズに螺着することができるとともに圧縮若しくは引張変形を容易にすることができ、設計の自由度を増すとともに圧縮変形の際に主雄螺子部等が座屈するのを防止することができる。
（６）先端凹部によって環状溝部の軸部を薄肉にし、弾力や曲げ応力等の機械的強度を最適にして螺子部に応じた反力を得ることができ、螺子部の損傷を防止するとともに緩み難くすることができる。
（７）環状溝部におけるボルト先端部が圧縮変形された弾性部は弾性を有するので、螺合された雌螺子によって生じる副雄螺子部等の弾性変形に加え、螺合された雌螺子によって生じる弾性部の伸びによって、雌螺子と緩み止めボルトの雄螺子部の加工精度のばらつきによるガタツキ等を吸収するとともに、弾性部の弾力によって雄螺子部に生じる反力をさらに大きくすることができ、緩み止めボルトが雌螺子から緩むのをより確実に防止できる。
（８）主雄螺子部と副雄螺子部とを同一ピッチかつ同一位相で形成した後、環状溝部を圧縮変形させることで主雄螺子部と副雄螺子部の位相を容易にずらすことができるので、製造が容易で生産性に優れる。
【０００８】
ここで、ボルト先端部としては、ボルト軸部の先端部に、ボルト軸部と一体に形成又はボルト軸部に溶接等により固着されてボルト軸部と同軸に形成され、ボルト軸部の外周と同じ外径に形成された外周を有するものが用いられる。ボルト先端部の長さとしては、ボルト先端部の材質や螺着される雌螺子の材質等に応じて、主雄螺子部及び副雄螺子部が雌螺子と確実に螺着するための必要なかみあいが得られる長さで形成される。
ボルト先端部の反対側のボルト軸部には、六角ボルトのような六角柱状等の多角状，六角穴つきボルトのような頂面に六角穴等の穴部を有する円柱状，アイボルトのような輪状等に形成されたボルト頭を形成することができる。また、植込みボルト，控えボルト等のようにボルト頭を有さず螺子部が形成されたものや、基礎ボルト等のようにＬ形，Ｊ形等の形状に形成されたものも用いることができる。
【０００９】
主雄螺子部としては、緩み止めボルトが螺着される雌螺子に応じて、メートル螺子やインチ螺子等の三角螺子状や台形螺子状等で、かつ、雌螺子に応じたピッチで、ボルト軸部の外周に形成される。１条螺子の他、２条乃至複数条の多条螺子を形成することもできる。また、主雄螺子部の長さとしては、ボルト軸部やボルト先端部の材質、主雄螺子部が螺着される雌螺子の材質等に応じて、雌螺子との螺着に必要なかみあい長さが得られる長さで形成される。
【００１０】
環状溝部としては、ボルト軸部の軸心に対して略直交して若しくは斜交して形成され、ボルト先端部の外周に主雄螺子部の谷底と同一若しくは深い環状に形成され主雄螺子部と副雄螺子部とを分離するものが用いられる。特に、環状溝部が主雄螺子部の谷底よりも深く形成されボルト先端部を薄肉にしたものが好適に用いられる。弾性変形が容易だからである。環状溝部が主雄溝部の谷底と同一の深さで形成されると、環状溝部におけるボルト先端部の機械的強度が大きく伸びが生じ難いため、雌螺子や主雄螺子部の螺子山を潰し易くなる傾向がみられる。
なお、環状溝部がボルト軸部の軸心に対して斜交して形成される場合は、主雄螺子部のリード角と略平行する角度で形成することができる。これにより主雄螺子部と環状溝部で分離されて形成された副雄螺子部に、雌螺子がかみ込むことなく螺着できる。
【００１１】
なお、副雄螺子部の位相は、主雄螺子部側又は主雄螺子部と反対側のいずれに変位していてもよい。いずれの場合も、締結した際に生じる圧接力の主雄螺子部のフランクが雌螺子のフランクを圧接する方向と副雄螺子部のフランクが雌螺子のフランクを圧接する方向とを１８０°異ならせることができるからである。
副雄螺子部の形状や条数としては、主雄螺子部と同様のものが用いられる。
先端凹部が環状溝部の全幅にわたって形成された場合は、薄肉にされた環状溝部の軸部を長く形成して弾性変形を容易にすることができるため好適に用いられる。
なお、環状溝部に対応する先端凹部の内径を大きくした大径凹部を形成することもできる。大径凹部を形成することによっても、環状溝部におけるボルト先端部の肉厚を所定の厚みに薄くすることができ、ボルト先端部の弾性変形を容易にすることができる。また、先端凹部や大径凹部は、ボルト先端部に形成された環状溝部を超えてボルト軸部の一部にも形成してよい。
【００１２】
雌螺子としては、ナットの中心部や機械部品等に植設されたもの、板状や塊状等の構造物の所定部に螺設されたもの等を用いることができる。
【００１３】
本発明の請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の緩み止めボルトであって、前記主雄螺子部に対する前記副雄螺子部の位相が１２〜１００°変位している構成を有している。
この構成により、請求項１で得られる作用に加え、以下のような作用が得られる。
（１）ボルト先端部の外周に、主雄螺子部に対する位相が１２〜１００°に変位されて形成された副雄螺子部を備えているので、被締結部材を締結する際に緩み止めボルトを雌螺子に螺合することにより、副雄螺子部が主雄螺子部の方向に雌螺子を押圧する反力と主雄螺子部が副雄螺子部の方向に雌螺子を押圧する反力と、又は副雄螺子部が主雄螺子部と反対側の方向に雌螺子を押圧する反力と主雄螺子部が副雄螺子部と反対側の方向に雌螺子を押圧する反力とが生じ、これによって主雄螺子部及び副雄螺子部と雌螺子との間で大きな摩擦力を得ることができ、振動等により雌螺子から主雄螺子部等が緩み螺着力が低下するのを確実に防止できる。
【００１４】
ここで、副雄螺子部としては、環状溝部によって主雄螺子部と離間されて、ボルト先端部の外周に、主雄螺子部と同じピッチで、かつ、主雄螺子部に対する位相を１２〜１００°変位させて形成される。
主雄螺子部に対する副雄螺子部の位相が、１２°より小さくなるにつれ雌螺子と緩み止めボルトの雄螺子部の加工精度のばらつきによるガタツキによって弾性変形量が少なくなり主雄螺子部と副雄螺子部によって雌螺子に得られる反力が小さく、緩み止めボルトと雌螺子の螺着力が低下する傾向が著しく、１００°より大きくなるにつれ、締結時に緩み止めボルトの螺子部が雌螺子にかみ込み易く締結に必要な力が大きくなり締結作業性に欠け、さらに締結時に緩み止めボルトやナット等の螺子部に傷を付け易くなり繰り返し使用性が低下する傾向が著しいため、いずれも好ましくない。
【００１５】
副雄螺子部の主雄螺子部に対する位相は好ましくは２４〜９０°より好ましくは２４〜７２°である。
主雄螺子部に対する副雄螺子部の位相が、２４°より小さくなるにつれ雌螺子と緩み止めボルトの雄螺子部の加工精度のばらつきによるガタツキによって弾性変形量が少なくなり主雄螺子部と副雄螺子部によって雌螺子に得られる反力が小さく、緩み止めボルトと雌螺子の螺着力が低下する傾向がみられ、７２°〜９０°になると締結する前のトルクが大きく作業性が低下するとともに使用時に焼付きを生じ易くなる傾向がみられる。９０°より大きくなるにつれ、締結時に緩み止めボルトの螺子部が雌螺子にかみ込み易く締結に必要な力が大きくなり締結作業性に欠け、さらに締結時に緩み止めボルトやナット等の螺子部に傷を付け易くなり繰り返し使用性が低下する傾向がみられるため好ましくない。
【００１６】
本発明の請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の緩み止めボルトであって、前記環状溝部の軸方向の変形量αが、前記主雄螺子部のピッチの大きさをＰとしたとき、（ｎ＋１／３０）Ｐ≦α≦（ｎ＋５／１８）Ｐ、又は、（ｎ−５／１８）Ｐ≦α≦（ｎ−１／３０）Ｐ（但し、ｎは０以上の整数とする。αは圧縮方向を正とする。）である構成を有している。
この構成により、請求項１又は２で得られる作用に加え、以下のような作用が得られる。
（１）環状溝部を変形量αで変形することにより、主雄螺子部に対する副雄螺子部の位相を１２〜１００°に確実に変位させることができるので、製品得率が高いとともに生産性に優れる。
（２）ｎの値を変えることにより環状溝部を所定の変形量にすることができ、環状溝部の変形が弾性限度以内であれば弾性部の弾力を変化させることができるので、弾性部の変位と反力との関係が安定的に得られ、得られる反力のばらつきが小さく安定性に優れる。
【００１７】
ここで、環状溝部の変形量αとしては、変形後の軸方向の環状溝部の長さＬ１を変形前の軸方向の環状溝部の長さＬ２から減じた長さ（Ｌ２−Ｌ１）が用いられ、主雄螺子部のピッチの大きさをＰとしたとき、（ｎ＋１／３０）Ｐ≦α≦（ｎ＋５／１８）Ｐ、又は、（ｎ−５／１８）Ｐ≦α≦（ｎ−１／３０）Ｐ（但し、ｎは０以上の整数とする。αは圧縮方向を正とする。）が好ましいとされる。環状溝部の変形量が（ｎ＋１／３０）Ｐより小さくなる若しくは（ｎ−１／３０）Ｐより大きくなるにつれナット等の雌螺子と緩み止めボルトの雄螺子部の加工精度ばらつきによるガタツキを吸収し難く弾性変形量が少なくなり主雄螺子部と副雄螺子部によって雌螺子に得られる反力が小さく、緩み止めボルトと雌螺子の螺着力が低下する傾向が著しく、（ｎ＋５／１８）Ｐより大きくなる若しくは（ｎ−５／１８）Ｐより小さくなるにつれ、締結時に緩み止めボルトの雄螺子部が雌螺子部にかみ込み易く締結に必要な力が大きくなり締結作業性に欠け、さらに締結時に緩み止めボルトや雌螺子に傷を付け易くなり繰り返し使用性が低下する傾向が著しいため、いずれも好ましくない。
環状溝部の変形量αとしては、好ましくは（ｎ＋１／１５）Ｐ≦α≦（ｎ＋１／４）Ｐ、より好ましくは（ｎ＋１／１５）Ｐ≦α≦（ｎ＋１／５）Ｐ、又は、好ましくは（ｎ−１／４）Ｐ≦α≦（ｎ−１／１５）Ｐ、より好ましくは（ｎ−１／５）Ｐ≦α≦（ｎ−１／１５）Ｐ（但し、ｎは０以上の整数とする。αは圧縮方向を正とする。）とされる。環状溝部の変形量が、（ｎ＋１／１５）Ｐより小さくなる若しくは（ｎ−１／１５）Ｐより大きくなるにつれナット等の雌螺子と緩み止めボルトの雄螺子部の加工精度ばらつきによるガタツキを吸収し難く弾性変形量が少なくなり主雄螺子部と副雄螺子部によって雌螺子に得られる反力が小さく、緩み止めボルトと雌螺子の螺着力が低下する傾向がみられ、（ｎ＋１／５）Ｐ〜（ｎ＋１／４）Ｐになると締結前のトルクが大きく作業性が低下するとともに使用時に焼付き等が発生し易くなる傾向がみられる。（ｎ＋１／４）Ｐより大きくなる若しくは（ｎ−１／４）Ｐより小さくなるにつれ、締結時に緩み止めボルトの雄螺子部が雌螺子部にかみ込み易く締結に必要な力が大きくなり締結作業性に欠け、さらに締結時に緩み止めボルトや雌螺子に傷を付け易くなり繰り返し使用性が低下する傾向がみられるため好ましくない。
【００１８】
ｎは０以上の整数が用いられる。変形量α＝（ｎ＋１／３０）Ｐの場合を例にとって説明すると、α＝ｎＰ＋１／３０・Ｐであって、ｎが整数の場合に変形量ｎＰによっては位相のずれは発生せず、それを超えて変形された変形量１／３０・Ｐによって位相のずれを形成することができるからである。さらに、ｎは０〜４好ましくは１〜３が好適に用いられる。ｎが０のときは環状溝部の変形量が小さいため弾性部の弾力が大きくなり弾性部のわずかな変位により得られる反力の大きさが著しく異なりばらつきが大きく安定性が乏しくなる傾向がみられ、３より大きくなるにつれ環状溝部の変形量が大きく弾性部の弾力が小さくなり弾性部の変位によって得られる反力が小さくなる傾向がみられるため、いずれも好ましくない。特に、ｎが４より大きくなるとこの傾向が著しいため好ましくない。
【００１９】
圧縮変形前の環状溝部の軸方向の長さＬ２は、（ａ）主雄螺子部のピッチの大きさをＰ、環状溝部の底部の径をＡ、先端凹部の内径をＢとしたとき、Ｐ≦Ｌ２≦５Ｐ＋Ａ−Ｂ、又は、（ｂ）圧縮変形後の環状溝部の軸方向の長さをＬ１、弾性部の軸方向に対する変形角をθとしたとき、Ｌ２＝Ｌ１／ｃｏｓθ（但し、１０°≦θ≦７５°）が好適に用いられる。
これにより、以下のような作用が得られる。
（１）圧縮変形前の環状溝部の軸方向の長さが所定範囲にあるので環状溝部の座屈荷重を適量にし、圧縮変形させて副雄螺子部の位相を所定範囲に容易に変位させることができ、生産性に優れるとともに安定性に優れる。
（２）圧縮変形前の環状溝部の軸方向の長さが所定範囲にあるので、圧縮変形した場合に環状溝部内に弾性部を納めることができ、形成される弾性部の大きさ等の自由度に優れる。
（３）弾性部の変形角θが所定の範囲で形成されると、弾性部の最適な弾力が得られるとともに弾性部の変位と反力との関係が安定的に得られ、得られる反力のばらつきが小さく安定性に優れる。
【００２０】
ここで、圧縮変形前の環状溝部の軸方向の長さＬ２は、主雄螺子部のピッチの大きさをＰ、環状溝部の底部の径をＡ、先端凹部の内径をＢとしたとき、Ｐ≦Ｌ２≦５Ｐ＋Ａ−Ｂが好適に用いられる。圧縮変形前の環状溝部の軸方向の長さが主雄螺子部の１ピッチの大きさＰより小さくなるにつれ、環状溝部におけるボルト先端部の機械的強度が大きく環状溝部を圧縮変形させるために大きな荷重を要しプレス設備等の設備負荷が大きくなるとともに環状溝部以外の副雄螺子部等も変形し易く副雄螺子部等のピッチが小さくなり副雄螺子部がナット等の雌螺子にかみ込み易くなる傾向がみられ、さらに変形量αを大きくすることができず安定性を高め難い傾向がみられ、５Ｐ＋Ａ−Ｂより大きくなるにつれ座屈荷重が小さくなるとともに安定性が低下し主雄螺子部と副雄螺子部との軸がずれ易く雌螺子を副雄螺子部や主雄螺子部に螺着し難くなり、また副雄螺子部の機械的強度が小さく疲労し易いため長期信頼性が低下する傾向がみられるため好ましくない。
【００２１】
また、圧縮変形前の環状溝部の軸方向の長さＬ２は、圧縮変形後の環状溝部の軸方向の長さをＬ１、弾性部の軸方向に対する変形角をθとしたとき、Ｌ２＝Ｌ１／ｃｏｓθ（但し、１０°≦θ≦７５°）が好適に用いられる。弾性部の軸方向に対する変形角θが１０°より小さくなるにつれ、環状溝部の変形量が小さいため弾性部の弾力が大きくなり弾性部のわずかな変位により得られる反力の大きさが著しく異なりばらつきが大きく安定性が乏しくなる傾向がみられ、７５°より大きくなるにつれ環状溝部の変形量が大きく弾性部の弾力が小さくなり弾性部の変位によって得られる反力が小さくなる傾向がみられるため、いずれも好ましくない。
【００２２】
本発明の請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３の内いずれか１に記載の緩み止めボルトであって、前記環状溝部の軸部の横断面積が、前記ボルト軸部の谷底における横断面積の５〜５０％である構成を有している。
この構成により、請求項１乃至３の内いずれか１で得られる作用に加え、以下のような作用が得られる。
（１）環状溝部の軸部の横断面積を規定することによって副雄螺子部が雌螺子に与える反力Ｑを所定範囲に設定できるので、（数１）によって表される締め付け前の空トルクＴｑを約１〜５０Ｎ・ｍ程度に抑えることができ、締結作業性に優れる。
【数１】
（２）環状溝部の軸部の肉厚を所定厚みに形成して機械的強度を所定範囲にできるので、ボルト先端部を変形させて副雄螺子部の位相を所定範囲に容易に変位させることができる。また、環状溝部の軸部に適量の伸びが生じ易く、雌螺子に螺着された際に軸部が伸びることにより雌螺子や副雄螺子部の螺子山を潰し難く装着性に優れる。
【００２３】
ここで、環状溝部の軸部の横断面積としては、先端凹部を有していない場合は環状溝部の外縁（底部の径）で囲まれた面積、先端凹部を有している場合は環状溝部の外縁（底部の径）で囲まれた面積から先端凹部の内縁（内径）で囲まれた面積を減じたものが用いられ、ボルト軸部の谷底における横断面積の５〜５０％が好ましいとされる。横断面積が５％より小さくなるにつれ座屈荷重が小さくなるとともに機械的強度が低下する傾向がみられ、５０％より大きくなるにつれ、軸部の座屈荷重が大きくなるとともに伸びや収縮が生じ難くなり空トルクが大きくなるとともにフランクを傷めたり焼付きを起こしたりする傾向がみられるため好ましくない。
【００２４】
なお、先端凹部が形成されたときのボルト先端部の副雄螺子部における肉厚（副雄螺子部の谷底から先端凹部の内周壁までの厚み）は、ボルト先端部の材質等に応じて、雌螺子との螺着に必要な機械的強度が得られる厚みで形成される。
【００２５】
本発明の請求項５に記載の緩み止めボルトの製造方法は、ボルト軸部の先端側の所定部の外周に雄螺子の谷底と同一若しくはそれより深い環状溝部を形成する環状溝部形成工程と、前記ボルト軸部の軸中心に先端から少なくとも前記環状溝部の全幅にわたって先端凹部を形成する先端凹部形成工程と、前記ボルト軸部と略平行に所定荷重を所定時間印加して前記環状溝部形成工程で形成された前記環状溝部における前記ボルト軸部を、変形量αが前記雄螺子のピッチの大きさをＰとしたとき、（ｎ＋１／３０）Ｐ≦α≦（ｎ＋５／１８）Ｐ、又は、（ｎ−５／１８）Ｐ≦α≦（ｎ−１／３０）Ｐ（但し、ｎは０以上の整数とする。αは圧縮方向を正とする。）だけ前記ボルト先端部の外周側又は内周側に膨出させ圧縮変形させて弾性部を形成する弾性部形成工程と、を備えた構成を有している。
この構成により、以下の作用が得られる。
（１）先端凹部が形成された環状溝部におけるボルト軸部を圧縮変形させることで、位相のずれた主雄螺子部と副雄螺子部を容易に形成することができるので、製造が容易で生産性に優れる。
（２）環状溝部におけるボルト軸部が変形量αで圧縮変形されているので、主雄螺子部に対する副雄螺子部の位相を１２〜１００°に確実に変位させることができるので、信頼性に優れるとともに作業性に優れる。
【００２６】
ここで、環状溝部形成工程や先端凹部形成工程としては、旋盤やフライス等を用いた切削加工によって、雄螺子が形成されたボルト軸部の外周やボルト軸部の先端側に環状溝部や先端凹部を形成するものが用いられる。
先端凹部をボルト軸部の軸中心の先端から少なくとも環状溝部まで穿設して形成すれば、環状溝部形成工程に次いで先端凹部形成工程を行ってもよいし、先端凹部形成工程に次いで環状溝部形成工程を行ってもよい。
弾性部形成工程としては、加圧装置を用いてボルト軸部と略平行に所定荷重を所定時間印加するものが用いられる。荷重の印加は冷間で行うと好ましい。機械的強度が向上されるとともに高い寸法精度が得られるからである。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
（実施の形態１）
図１（ａ）は実施の形態１における緩み止めボルトの全体斜視図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）の軸方向における要部断面端面図である。
図中、１は実施の形態１における緩み止めボルト、２は緩み止めボルト１のボルト軸部、３はボルト軸部２の先端部にボルト軸部２と一体で同軸に形成されたボルト先端部、４はボルト先端部３と反対側のボルト軸部２の端部に六角柱状に形成されたボルト頭、５は先端側のボルト軸部２の外周に１条乃至複数条の三角螺子や台形螺子、角螺子、鋸歯螺子状等（図は三角螺子を示す）に形成された主雄螺子部、６はボルト先端部３のボルト軸部２側の外周に主雄螺子部５の谷底と同一乃至はより深い環状に形成された環状溝部、７は環状溝部６におけるボルト先端部３が主雄螺子部５のピッチの大きさをＰとしたとき、変形量αが（ｎ＋１／３０）Ｐ≦α≦（ｎ＋５／１８）Ｐ、好ましくは（ｎ＋１／１５）Ｐ≦α≦（ｎ＋１／４）Ｐ、より好ましくは（ｎ＋１／１５）Ｐ≦α≦（ｎ＋１／５）Ｐ、又は、（ｎ−５／１８）Ｐ≦α≦（ｎ−１／３０）Ｐ好ましくは（ｎ−１／４）Ｐ≦α≦（ｎ−１／１５）Ｐより好ましくは（ｎ−１／５）Ｐ≦α≦（ｎ−１／１５）Ｐ（但し、ｎは０以上の整数とする。αは圧縮方向を正とする。）だけ圧縮変形されてボルト先端部３の外周側に膨出し軸方向に圧縮された弾性部である。なお、弾性部７は引張変形させ肉厚を薄くして形成することもできる。８は環状溝部６を除くボルト先端部３の外周に主雄螺子部５と同一ピッチに形成された副雄螺子部、９はボルト先端部３の軸中心にボルト先端部３の先端から環状溝部６の幅の全部を超えてボルト軸部２の一部まで形成された先端凹部である。Ｌ１は圧縮変形して圧縮された環状溝部６（弾性部７）の軸方向の長さ、θは弾性部７の軸方向に対する変形角である。
【００２８】
以上のように構成された実施の形態１における緩み止めボルトの製造方法について、以下図面を用いて説明する。
図２（ａ）は実施の形態１における緩み止めボルトの環状溝部を圧縮変形する以前の状態を示す要部断面図であり、図２（ｂ）はボルトを加工しボルト先端部と先端凹部を形成したボルトの断面図である。
図２（ａ）において、５ａはボルト軸部２の外周に１条乃至複数条の三角螺子状に形成された雄螺子である。
図２（ｂ）において、６ａはボルト先端部３のボルト軸部２側の外周に環状に形成された環状溝部、７ａは環状溝部６ａの軸部、８ａは環状溝部６ａによって雄螺子５ａと分離されて形成された雄螺子である。Ａは環状溝部６ａの底部の径、Ｂは先端凹部９の内径、Ｌ２は圧縮変形前の環状溝部６ａの軸方向の長さ、雄螺子５ａ，８ａは螺合される雌螺子と同一ピッチかつ同一位相で形成されている。
実施の形態１では、圧縮変形前の環状溝部６ａの軸方向の長さＬ２が、Ｐ≦Ｌ２≦５Ｐ＋Ａ−Ｂ（但し、Ｐは雄螺子５ａ，８ａのピッチの大きさである）の大きさで形成されている。また、軸部７ａの横断面積π・（Ａ2−Ｂ2）／４が、ボルト軸部２の谷底（雄螺子５ａの谷底）における横断面積の５〜５０％に形成されている。さらに、弾性部７の変形角θ（図１（ｂ）参照）が１０°≦θ≦７５°でＬ２＝Ｌ１／ｃｏｓθの関係で形成されている。
【００２９】
まず、本体形成工程において、プレス成形等の塑性加工や切削加工等でボルト頭４と一体に形成され雄螺子５ａが螺設されたボルト軸部２を形成する（図２（ａ）参照）。
次いで、環状溝部形成工程において、ボルト軸部２の先端側の所定部の外周に雄螺子５ａの谷底よりも多少深い環状溝部６ａを形成し、ボルト先端部３を形成する。
次いで、先端凹部形成工程において、ボルト先端部３の軸中心にボルト先端部３の先端から環状溝部６ａの幅を超えてボルト軸部２の一部まで深く穿設して先端凹部９を形成する（図２（ｂ）参照）。
次いで、弾性部形成工程において、ボルト先端部３の先端とボルト頭４との間にボルト軸部２と略平行に環状溝部６におけるボルト先端部３の座屈荷重より大きな荷重を所定時間印加する。これにより、環状溝部６におけるボルト先端部３を、変形量αが（ｎ＋１／３０）Ｐ≦α≦（ｎ＋５／１８）Ｐ、好ましくは（ｎ＋１／１５）Ｐ≦α≦（ｎ＋１／４）Ｐ、より好ましくは（ｎ＋１／１５）Ｐ≦α≦（ｎ＋１／５）Ｐ、又は、（ｎ−５／１８）Ｐ≦α≦（ｎ−１／３０）Ｐ好ましくは（ｎ−１／４）Ｐ≦α≦（ｎ−１／１５）Ｐより好ましくは（ｎ−１／５）Ｐ≦α≦（ｎ−１／１５）Ｐ（但し、ｎは０以上の整数とする。αは圧縮方向を正とする。）だけ圧縮変形させて弾性部７を形成する。この結果、雄螺子５ａが主雄螺子部５となり、雄螺子８ａが、主雄螺子部５に対する位相が１２〜１００°好ましくは２４〜９０°より好ましくは２４〜７２°に変位した副雄螺子部８となる（図１（ｂ）参照）。
【００３０】
なお、本実施の形態においては、プレス成形等の塑性加工や切削加工等でボルト頭４とボルト軸部２とを一体に形成しボルト軸部２に環状溝部６ａを形成する場合について説明したが、予め環状溝部６ａが形成されたボルト先端部３を形成しボルト軸部２の先端に抵抗溶接や摩擦溶接等の溶接や嵌合等によって固着してボルト先端部３をボルト軸部２と同軸に形成することもできる。この場合は、先端凹部９をボルト先端部３に予め形成しておいてもよいし、ボルト先端部３をボルト軸部２に固着した後に穿設して形成してもよい。
また、環状溝部形成工程において環状溝部６ａを形成した後、先端凹部形成工程において先端凹部９を形成する場合について説明したが、先端凹部形成工程において先端凹部９を形成した後、環状溝部形成工程において環状溝部６ａを形成する場合もある。この場合も同様の作用が得られる。
また、弾性部形成工程において、環状溝部６ａを捻じって変形量αだけ圧縮変形若しくは引張変形させる場合もある。この場合も同様の作用が得られる。
【００３１】
次に、実施の形態１における緩み止めボルトの変形例について、以下図面を用いて説明する。
図３は実施の形態１における緩み止めボルトの変形例を示す要部断面端面図である。
図中、１０は実施の形態１の変形例における緩み止めボルト、１１はボルト先端部３のボルト軸部２側の外周に主雄螺子部５の谷底と同じ深さでボルト軸部２の軸方向と略直交する環状に形成された環状溝部、１２はボルト先端部３の軸中心にボルト先端部３の先端から穿設形成された先端凹部、１２ａは環状溝部１１の内部のボルト先端部３に先端凹部１２の内径よりも大きな径で形成された先端凹部１２の大径凹部、１３は環状溝部１１におけるボルト先端部３が（ｎ＋１／３０）Ｐ≦α≦（ｎ＋５／１８）Ｐ、好ましくは（ｎ＋１／１５）Ｐ≦α≦（ｎ＋１／４）Ｐ、より好ましくは（ｎ＋１／１５）Ｐ≦α≦（ｎ＋１／５）Ｐ、又は、（ｎ−５／１８）Ｐ≦α≦（ｎ−１／３０）Ｐ好ましくは（ｎ−１／４）Ｐ≦α≦（ｎ−１／１５）Ｐより好ましくは（ｎ−１／５）Ｐ≦α≦（ｎ−１／１５）Ｐ（但し、Pは主雄螺子部５のピッチ、ｎは０以上の整数とする。αは圧縮方向を正とする。）変形量αだけ圧縮変形されて大径凹部１２ａの内部に膨出した弾性部である。
この変形例のように、弾性部はボルト先端部の外周側に膨出するだけでなく、先端凹部の内部側に膨出させることもできる。なお、この場合は、弾性部形成工程において、弾性部が先端凹部の内部側に膨出するように外周側を拘束してやればよい。
【００３２】
次に、以上のように構成された実施の形態１における緩み止めボルトの使用時における動作について、以下図面を用いて説明する。
図４は実施の形態１における緩み止めボルトで被締結部材を締結した状態を示す要部断面図であり、図５は実施の形態１における緩み止めボルトで被締結部材を締結した際に弾性部に生じる反力と変位との関係を模式的に示す図であり、縦軸は弾性部に生じる反力を示し、横軸は弾性部の変形量を示す。
図４において、２０は板状や塊状等の構造物２０ａの所定部に螺設された雌螺子、２１は緩み止めボルト１で構造物２０ａに締結される被締結部材、２２は被締結部材２１に穿設され緩み止めボルト１が挿通されるボルト孔である。なお、図中Ｂは緩み止めボルト１を雌螺子２０に螺合した際に主雄螺子部５と雌螺子２０の螺合部分に加工精度ばらつき等によるガタツキによって形成される隙間（バックラッシ）、Ｂ´は副雄螺子部８と雌螺子２０の螺合部分に形成されるバックラッシを示す。バックラッシＢ，Ｂ´は各々反対方向に生じている。
【００３３】
被締結部材２１を緩み止めボルト１で締結する場合、被締結部材２１のボルト孔２２に緩み止めボルト１を挿通し、図４に示すように、緩み止めボルト１を雌螺子２０に螺合すると、弾性部７の軸方向の変形量αによって生じる雌螺子２０と副雄螺子部８との位相のずれに相当する変形量（図５の０Ｐ2に等しいとする）からバックラッシＢ（又はＢ´）の軸方向の長さに相当する量（図５のＰ1Ｐ2に等しいとする）との差分の変形（図５に示す０Ｐ1）が弾性部７に生じ、弾性部７の弾性変形に伴う反力（図５に示すＰ）が生じる。弾性部７に生じた反力（Ｐ）によって、副雄螺子部８，主雄螺子部５が雌螺子２０のフランクの正逆方向から押すことにより強固に締結される。
雌螺子２０に一旦螺合させた緩み止めボルト１を取り外せば、弾性部７に生じる反力は０になるとともに弾性部７の復元力によって変位も０になる。この取り外した緩み止めボルト１を雌螺子２０に再度螺着すれば、弾性部７に生じる反力（Ｐ）によって、副雄螺子部８と主雄螺子部５のフランクを雌螺子２０のフランクに強固に密着させて、何度でも繰り返し被締結部材２１を締結することができる。
【００３４】
以上のように、実施の形態１における緩み止めボルトは構成されているので、以下のような作用が得られる。
（１）雌螺子に締め付けられた緩み止めボルトは、主雄螺子部に対する副雄螺子部の位相が所定量変位しているため、その締め付け力で発生する圧接力の主雄螺子部のフランクが雌螺子のフランクを圧接する方向と副雄螺子部のフランクが雌螺子のフランクを圧接する方向とが１８０°異なり相反している。このため、この圧接力と螺子のリード角等によって生じるトルクの方向が、主雄螺子部と副雄螺子部とでは正逆異なるので、ナットや被締結部材等に振動等の外力が加わり雌螺子から主雄螺子部が緩もうとする回転方向の力が加わると、副雄螺子部のフランクに発生するトルクが締め付け方向に作用するため、緩み止めボルトが雌螺子から緩むのを確実に防止でき半永久的に高い締結力を維持することができる。
（２）ボルト先端部の外周に、主雄螺子部に対する位相が１２〜１００°好ましくは２４〜９０°より好ましくは２４〜７２°に変位されて形成された副雄螺子部を備えているので、被締結部材を締結する際に緩み止めボルトを雌螺子に螺合することにより、副雄螺子部が主雄螺子部の方向に雌螺子を押圧する反力と主雄螺子部が副雄螺子部の方向に雌螺子を押圧する反力と、又は副雄螺子部が主雄螺子部と反対側の方向に雌螺子を押圧する反力と主雄螺子部が副雄螺子部と反対側の方向に雌螺子を押圧する反力とが生じ、これによって主雄螺子部及び副雄螺子部と雌螺子との間で大きな摩擦力を得ることができ、振動等により雌螺子から主雄螺子部等が緩み螺着力が低下するのを確実に防止できる。また、変位量が従来と比べて小さいので、螺着時に少ない抵抗で容易に螺着できる。
（３）雌螺子に緩み止めボルトを締め付け締結力を加えると、緩み止めボルトの副雄螺子部が雌螺子の締結によって変形されて弾性変形を生じ、弾性変形内でその反力により雌螺子に主雄螺子部と副雄螺子部をより強固に密着させて締結することができるので、緩み止めボルトと雌螺子の螺着力をより向上でき振動等の外力により緩み止めボルトが雌螺子から緩むのをより確実に防止できる。
（４）被締結部材と座面との間が磨耗して緩みが生じた場合であっても、副雄螺子部が雌螺子を主雄螺子部の方向に押圧する反力、又は副螺子部が雌螺子を主雄螺子部と反対側の方向に押圧する反力によって、緩み止めボルトが雌螺子から外れるのを防止することができ自動車や電車等の振動が激しい車両や橋梁等でのボルトやナットの落下事故を防止することができる。
（５）雌螺子に螺合された緩み止めボルトの副雄螺子部が雌螺子によって変形されて生じた弾性変形による反力により、雌螺子に主雄螺子部と副雄螺子部を強固に密着するので、雌螺子と緩み止めボルトの雄螺子部の加工精度のばらつきによるガタツキを吸収することができ安定性に優れるとともに、位相の変位量が小さいので、締結時に緩み止めボルトやナット等の螺子部に傷を付け難く、また弾性変形によって反力を安定して得ることができるので、同一の雌螺子であれば一旦螺合させた緩み止めボルトを取り外した後に再度螺着して繰り返し使用することができ、繰り返し使用性に優れる。
（６）主雄螺子部の谷底と同一若しくは深く形成された環状溝部を有しているので、雌螺子に主雄螺子部を螺着する際にスムーズに螺着することができるとともにボルト先端部を薄肉にして圧縮変形を容易にすることができ、圧縮変形の際に主雄螺子部等が座屈するのを防止することができる。
（７）環状溝部におけるボルト先端部が圧縮変形された弾性部は弾性を有するので、螺合された雌螺子によって生じる副雄螺子部等の弾性変形に加え、螺合された雌螺子によって生じる弾性部の伸びによって、雌螺子と緩み止めボルトの雄螺子部の加工精度のばらつきによるガタツキ等を吸収するとともに、弾性部が有する弾力によって発生する応力により、生じる反力をさらに大きくすることができ、緩み止めボルトが雌螺子から緩むのをより確実に防止できる。
（８）主雄螺子部と副雄螺子部とを同一ピッチかつ同一位相で形成した後、環状溝部を圧縮変形させることで主雄螺子部と副雄螺子部の位相を容易にずらすことができるので、製造が容易で生産性に優れる。
（９）先端凹部を備えているので、環状溝部が形成されたボルト先端部を薄肉にすることができ、ボルト先端部の圧縮変形が容易で生産性に優れる。
（１０）環状溝部を変形量αだけ圧縮することにより、主雄螺子部に対する副雄螺子部の位相を１２〜１００°好ましくは２４〜９０°より好ましくは２４〜７２°に確実に変位させることができ、変形量が適量なので締結時に螺子部に傷を付けたり使用時に焼付きが生じ難く繰り返し使用性に優れ、さらに螺子部のピッチや角度等にバラツキを生じても締結時にフランク同士の圧接が十分得られ安定性に優れる。また、製品得率が高く生産性に優れる。
（１１）ｎの値を変えることにより環状溝部を所定の変形量にすることができ、環状溝部の変形が弾性限度内であれば弾性部の弾力を変化させることができるので、弾性部の変位と反力との関係が安定的に得られ、得られる反力のばらつきが小さく安定性に優れる。
（１２）圧縮変形前の環状溝部の軸方向の長さＬ２がＰ≦Ｌ２≦５Ｐ＋Ａ−Ｂの所定範囲にあるので、環状溝部の座屈荷重を適量にし、圧縮変形させて副雄螺子部の位相を所定範囲に容易に変位させることができ、生産性に優れるとともに安定性に優れる。
（１３）圧縮変形前の環状溝部の軸方向の長さＬ２が所定範囲にあるので、圧縮変形した場合に環状溝部内に弾性部を納めることができ、形成される弾性部の大きさ等の自由度に優れる。
（１４）環状溝部の軸部の横断面積を規定することによって副雄螺子部が雌螺子に与える反力を所定範囲に設定できるので、雌螺子や雄螺子部を破損することなしに緩み止めを行うことができる。
（１５）環状溝部の軸部の肉厚を所定厚みに形成して機械的強度を所定範囲にできるので、ボルト先端部を圧縮変形する際には副雄螺子部の位相を所定範囲に容易に変位させることができる。また、環状溝部の軸部に適量の伸びが生じ易く、雌螺子に螺着された際に軸部が伸びることにより雌螺子や副雄螺子部の螺子山を潰し難く装着性に優れる。
（１６）弾性部の変形角θが所定の範囲で形成されているので、弾性部の最適な弾力が得られるとともに弾性部の変位と反力との関係が安定的に得られ、得られる反力のばらつきが小さく安定性に優れる。
（１７）ＪＩＳやＡＳＭＥ、ＤＩＮ等で規格化されたボルトを加工するので、汎用性に優れる。
【００３６】
（実施の形態２）
図６は実施の形態２における緩み止めボルトで被締結部材を締結した状態を示す要部断面図であり、図７は実施の形態２における緩み止めボルトで被締結部材を締結した際に主雄螺子部と副雄螺子部にかかる応力と歪みとの関係を模式的に示す図であり、縦軸は主雄螺子部と副雄螺子部にかかる応力を示し、横軸は主雄螺子部と副雄螺子部の歪み量を示す。なお、実施の形態１で説明したものと同様のものは、同じ符号を付して説明を省略する。
図中、３０は実施の形態２における緩み止めボルト、３１はボルト先端部３のボルト軸部２側の外周に主雄螺子部５の谷底よりも多少大きな深さでボルト軸部２の軸方向と略直交する環状に形成された環状溝部、３１ａは環状溝部３１の軸部、３２は環状溝部３１からボルト先端部３の先端に向けてボルト先端部３の外周に主雄螺子部５と同一ピッチ、かつ、主雄螺子部５に対する位相が、１２〜１００°好ましくは２４〜９０°より好ましくは２４〜７２°に変位されて旋盤等で螺刻若しくは転造して形成された副雄螺子部である。
【００３７】
実施の形態２における緩み止めボルトが実施の形態１と異なる点は、環状溝部を圧縮変形させて副雄螺子部の位相を変位させるのではなく、旋盤等で螺刻等して主雄螺子部５に対する副雄螺子部３２の位相を１２〜１００°好ましくは２４〜９０°より好ましくは２４〜７２°に変位させる点である。
【００３８】
被締結部材２１を緩み止めボルト３０で締結する場合も、実施の形態１で説明したのと同様に図６に示すように、被締結部材２１のボルト孔２２に緩み止めボルト３０を挿通し、緩み止めボルト３０を雌螺子２０に螺合すると、主雄螺子部５と副雄螺子部３２とに弾性限度（図７に示すＵ点）より大きく極限強さ（図７に示すＭ点）より小さな応力（図７に示すＳ点）が生じる。これにより、副雄螺子部３２に永久歪み（図７に示す０Ｓ1）が生じて変形し、雌螺子２０と主雄螺子部５，副雄螺子部３２の加工精度ばらつき等によるバックラッシＢ，Ｂ´が主雄螺子部５と副雄螺子部３２で正逆反対方向に生じる。さらに、弾性変形（図７に示すＳ1Ｓ2）によって生じる反力によって、副雄螺子部３２，主雄螺子部５が雌螺子２０のフランクの正逆方向から押すことにより強固に締結される。
雌螺子２０に一旦螺合させた緩み止めボルト３０は、雌螺子２０に応じて副雄螺子部３２に永久歪み（図７に示す０Ｓ1）が生じ変形しており、雌螺子２０から取り外した後もこの変形が維持される。この緩み止めボルト３０を雌螺子２０に再度螺着した場合も、副雄螺子部３２の弾性変形（図７に示すＳ1Ｓ2）によって生じる反力が雌螺子２０に働き、何度でも強固に締結することができる。
【００３９】
以上のように、実施の形態２における緩み止めボルトは構成されているので、実施の形態１に記載の作用に加え、以下のような作用が得られる。
（１）旋盤等で螺刻して副雄螺子部の主雄螺子部に対する位相（螺合される雌螺子に対する位相）を変位させるので、圧縮変形させるためのプレス設備等を要さず設備負荷を少なくすることができる。
（２）環状溝部及び先端凹部を形成することによってボルト先端部を薄肉にすることができるので、弾力や曲げ応力等の機械的強度を最適にして螺子部に応じた反力を得ることができ、螺子部の損傷を防止するとともに緩み難くすることができる。
【００４０】
なお、実施の形態１における緩み止めボルトは、実施の形態２で説明した弾性変形（図７に示すＳ1Ｓ2）によって生じる反力と、実施の形態１における緩み止めボルトにおいて弾性部７に生じる反力（Ｐ）と、を加えた反力が発生しているため、実施の形態２と比較してより大きな反力が得られ大きな螺着力が得られる。
【００４１】
【発明の効果】
以上のように、本発明の緩み止めボルトによれば、以下のような有利な効果が得られる。
請求項１に記載の発明によれば、
（１）雌螺子に締め付けられた緩み止めボルトは、主雄螺子部に対する副雄螺子部の位相が所定量変位しているため、その締め付け力で発生する圧接力の主雄螺子部のフランクが雌螺子のフランクを圧接する方向と副雄螺子部のフランクが雌螺子のフランクを圧接する方向とが１８０°異なり相反している。このため、この圧接力と螺子のリード角等によって生じるトルクの方向が、主雄螺子部と副雄螺子部とでは正逆異なるので、ナットや被締結部材等に振動等の外力が加わり雌螺子から主雄螺子部が緩もうとする回転方向の力が加わると、副雄螺子部のフランクに発生するトルクが締め付け方向に作用するため、緩み止めボルトが雌螺子から緩むのを確実に防止でき半永久的に高い締結力を維持することができる緩み止めボルトを提供することができる。
（２）雌螺子に緩み止めボルトを締め付け締結力を加えると、緩み止めボルトの副雄螺子部が雌螺子によって変形されて弾性変形を生じ、弾性変形内でその反力により雌螺子に主雄螺子部と副雄螺子部をより強固に密着させて締結することができるので、緩み止めボルトと雌螺子の螺着力をより向上でき振動等の外力により緩み止めボルトが雌螺子から緩むのをより確実に防止できる緩み止めボルトを提供することができる。
（３）被締結部材と座面との間が磨耗して緩みが生じた場合であっても、副雄螺子部が雌螺子を主雄螺子部の方向に押圧する反力、又は副雄螺子部が雌螺子を主雄螺子部と反対側の方向に押圧する反力によって、緩み止めボルトが雌螺子から外れるのを防止することができ振動の激しい自動車や橋梁等に適用した場合でもボルトやナットが外れて落下するという落下事故を防止することができる緩み止めボルトを提供することができる。
（４）雌螺子に螺合された緩み止めボルトの副雄螺子部が雌螺子によって変形されて生じた弾性変形による反力により、雌螺子に主雄螺子部と副雄螺子部を強固に密着するので、弾性変形内で雌螺子と緩み止めボルトの雄螺子部の加工精度のばらつきによるガタツキを吸収することができ安定性に優れるとともに、位相の変位量が小さいので、締結時に緩み止めボルトやナット等の螺子部に傷を付け難く、また弾性変形によって反力を安定して得ることができるので、同一の雌螺子であれば一旦螺合させた緩み止めボルトを取り外した後に再度螺着して繰り返し使用することができ、繰り返し使用性に優れた緩み止めボルトを提供することができる。
（５）主雄螺子部の谷底と同一若しくは深く形成された環状溝部を有しているので、雌螺子に主雄螺子部を螺着する際にスムーズに螺着することができるとともに圧縮若しくは引張変形を容易にすることができ、設計の自由度を増すとともに圧縮変形の際に主雄螺子部等が座屈するのを防止することができる緩み止めボルトを提供することができる緩み止めボルトを提供することができる。
（６）先端凹部によって環状溝部の軸部を薄肉にし、弾力や曲げ応力等の機械的強度を最適にして螺子部に応じた反力を得ることができ、螺子部の損傷を防止するとともに緩み難くすることができる緩み止めボルトを提供することができる。
（７）環状溝部におけるボルト先端部が圧縮変形された弾性部は弾性を有するので、螺合された雌螺子によって生じる副雄螺子部等の弾性変形に加え、螺合された雌螺子によって生じる弾性部の伸びによって、雌螺子と緩み止めボルトの雄螺子部の加工精度ばらつきによるガタツキ等を吸収するとともに、弾性部の弾力に応じて発生する応力によって、生じる反力をさらに大きくすることができ、緩み止めボルトが雌螺子から緩むのをより確実に防止できる緩み止めボルトを提供することができる。
（８）主雄螺子部と副雄螺子部とを同一ピッチかつ同一位相で形成した後、環状溝部を圧縮変形させることで主雄螺子部と副雄螺子部の位相を容易にずらすことができるので、製造が容易で生産性に優れた緩み止めボルトを提供することができる。
【００４２】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１の効果に加え、
（１）ボルト先端部の外周に、主雄螺子部に対する位相が１２〜１００°に変位されて形成された副雄螺子部を備えているので、被締結部材を締結する際に緩み止めボルトを雌螺子に螺合することにより、副雄螺子部が主雄螺子部の方向に雌螺子を押圧する反力と主雄螺子部が副雄螺子部の方向に雌螺子を押圧する反力と、又は副雄螺子部が主雄螺子部と反対側の方向に雌螺子を押圧する反力と主雄螺子部が副雄螺子部と反対側の方向に雌螺子を押圧する反力とが生じ、これによって主雄螺子部及び副雄螺子部と雌螺子との間で大きな摩擦力を得ることができ、振動等により雌螺子から主雄螺子部等が緩み螺着力が低下するのを確実に防止できる緩み止めボルトを提供することができる。
【００４４】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は２の効果に加え、
（１）環状溝部を変形量αで変形することにより、主雄螺子部に対する副雄螺子部の位相を１２〜１００°に確実に変位させることができるので、製品得率が高いとともに生産性に優れた緩み止めボルトを提供することができる。
（２）ｎの値を変えることにより環状溝部を所定の変形量にすることができ、環状溝部の変形が弾性限度以内であれば弾性部の弾力を変化させることができるので、弾性部の変位と反力との関係が安定的に得られ、得られる反力のばらつきが小さく安定性に優れた緩み止めボルトを提供することができる。
【００４５】
請求項４に記載の発明によれば、請求項１乃至３の内いずれか１の効果に加え、
（１）環状溝部の軸部の横断面積を規定することによって副雄螺子部が雌螺子に与える反力Ｑを所定範囲に設定できるので、締結前の空トルクＴｑを約１〜５０Ｎ・ｍ程度に抑えることができ、締結作業性に優れた緩み止めボルトを提供することができる。
（２）環状溝部の軸部の肉厚を所定厚みに形成して機械的強度を所定範囲にできるので、ボルト先端部を変形させて副雄螺子部の位相を所定範囲に容易に変位させることができる。また、環状溝部の軸部に適量の伸びが生じ易く、雌螺子に螺着された際に軸部が伸びることにより雌螺子や副雄螺子部の螺子山を潰し難く装着性に優れた緩み止めボルトを提供することができる。
【００４６】
請求項５に記載の発明によれば、
（１）先端凹部が形成された環状溝部におけるボルト軸部を圧縮変形させることで、位相のずれた主雄螺子部と副雄螺子部を容易に形成することができるので、製造が容易で生産性に優れた緩み止めボルトの製造方法を提供することができる。
（２）環状溝部におけるボルト軸部が変形量αで圧縮変形されているので、主雄螺子部に対する副雄螺子部の位相を１２〜１００°に確実に変位させることができるので、信頼性に優れるとともに作業性に優れた緩み止めボルトの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）実施の形態１における緩み止めボルトの全体斜視図
（ｂ）図１（ａ）の軸方向における要部断面端面図
【図２】（ａ）実施の形態１における緩み止めボルトの環状溝部を圧縮変形する以前の状態を示す要部断面図
（ｂ）ボルトを加工しボルト先端部と先端凹部を形成したボルトの断面図
【図３】実施の形態１における緩み止めボルトの変形例を示す要部断面端面図
【図４】実施の形態１における緩み止めボルトで被締結部材を締結した状態を示す要部断面図
【図５】実施の形態１における緩み止めボルトで被締結部材を締結した際に弾性部に生じる力と変位との関係を模式的に示す図
【図６】実施の形態２における緩み止めボルトで被締結部材を締結した状態を示す要部断面図
【図７】実施の形態２における緩み止めボルトで被締結部材を締結した際に主雄螺子部と副雄螺子部にかかる応力と歪みとの関係を模式的に示す図
【符号の説明】
１ 緩み止めボルト
２ ボルト軸部
３ ボルト先端部
４ ボルト頭
５ 主雄螺子部
５ａ 雄螺子
６，６ａ 環状溝部
７ 弾性部
７ａ 軸部
８ 副雄螺子部
８ａ 雄螺子
９ 先端凹部
１０ 緩み止めボルト
１１ 環状溝部
１２ 先端凹部
１２ａ 大径凹部
１３ 弾性部
２０ 雌螺子
２０ａ 構造物
２１ 被締結部材
２２ ボルト孔
３０ 緩み止めボルト
３１ 環状溝部
３１ａ 軸部
３２ 副雄螺子部
【発明の属する技術分野】
本発明は、ナット等の雄螺子に螺合して被締結部材を締結するとともに、被締結部材やナット等に振動等の外力がかかった際の螺着力、締結力の低下を防止できる緩み止めボルト及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、自動車や航空機，電車等の輸送機器，各種の産業機械・機器，搬送パイプラインや電力等の送電装置，等における各種部分の締結には、ボルト・ナットが高い頻度で使用されており、また、ボルト・ナットは各種の締結部分の締結に用いられる機械要素として高い重要度を占めている。
しかしながら、従来から、ボルト・ナットで締結される被締結部材やナット等にかかる振動等の外力により雌螺子に螺合されたナット等が緩み、螺着力や締結力が低下して被締結部材の締結部が緩んだり外れたりするトラブルが後を絶たず、被締結部材の締結部の安全性の向上のため、被締結部材やナット等にかかる振動等の外力により緩みを防止するボルトやナットが望まれていた。
このため、近年、ナット等の雌螺子からボルトが緩むのを防止するために種々のボルトやナットが開発されており、特に、緩みを防止する緩み止めボルトとして特開昭５７−３７１１４号公報、特開平８−１０９９１５号公報、特開平９−２８０２３９号公報、特開平１１−３７１３０号公報、実開昭５７−８９０１６号、実開昭６１−６９５１７号公報等に種々のものが開示されている。これらは、螺子のフランクや座面に緩み防止のための回転止めを形成し変形して摩擦力を増加するもの等であり、一旦螺合した後に取り外すのが困難で繰り返し使用性に欠けるものであった。
【０００３】
繰り返し使用性を有する緩み止めボルトとしては、例えば、実開平４−３６１１６号公報（以下、イ号公報という）に「主ボルトと、前記主ボルトの端部の軸端に螺子部と等径かつ等ピッチの雄螺子が形成されて回転不能にかつ軸方向移動可能に配設された可変螺子と、前記主ボルト及び前記可変螺子の軸心部に挿通し前記主ボルトの螺子部に対して軸方向に正逆回転させることにより前記可変螺子を前記主ボルトの螺子部に対して軸方向に接離移動自在にする調整軸と、を備えた緩み止め付きボルト」が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来の技術においては、以下のような課題を有していた。
（１）イ号公報に記載の技術は、部品点数が多く構成が複雑であるため製造に工数を要し生産性に欠けるという課題を有していた。
（２）部品点数が多く螺合する螺子部が多いため、螺子面のかじりや磨耗が発生し易く破損し易いという課題を有していた。
（３）調整軸を所定方向に回転させて可変螺子を軸方向の外側に押圧すると、可変螺子が主ボルトの螺子部から離間し、螺子部及び可変螺子のフランクが雌螺子のフランクを圧接して緩み止めを行うが、調整軸と可変螺子とを螺合する螺子部が緩み易く、これが緩んだ場合は螺子部及び可変螺子が雌螺子を圧接する力が弱まり、この結果、主ボルトが雌螺子から緩み易くなるという課題を有していた。
（４）締結作業を行う場合は、雌螺子に主ボルトを締結した後に調整軸を所定方向に回転して可変螺子を軸方向の外側に押圧しなければ緩み止めを行うことができず、作業工数を要し締結作業性に欠けるという課題を有していた。
（５）螺着時に緩み止め機構により非常に大きな力を必要とし、雌螺子の螺子山を破壊するという課題を有していた。
【０００５】
本発明は上記従来の課題を解決するもので、簡単な構造で生産性に優れるとともに、被締結部材やナット等に外力がかかった際の螺着力の低下を防止することができ、半永久的に高い締結力を維持することができ、被締結部材の締結部の安全性を著しく向上でき、また締結作業性にも優れ、さらに繰り返し使用性にも優れる緩み止めボルトを提供することを目的とする。
また、本発明は、簡便で作業性に優れるとともに生産性に優れ、さらに信頼性に優れる緩み止めボルトの製造方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記従来の課題を解決するために本発明の緩み止めボルト及びその製造方法は、以下の構成を有している。
【０００７】
本発明の請求項１に記載の緩み止めボルトは、雌螺子に螺合して被締結部材を締結する緩み止めボルトであって、ボルト軸部の先端部に前記ボルト軸部と同軸に形成されたボルト先端部と、前記ボルト軸部の外周に形成された主雄螺子部と、前記ボルト先端部の前記ボルト軸部側の外周に環状に形成された環状溝部と、前記主雄螺子部に対する位相が１２〜１００°好ましくは２４〜９０°より好ましくは２４〜７２°変位して前記ボルト先端部の外周に形成された副雄螺子部と、を備えた構成を有している。
この構成により、以下のような作用が得られる。
（１）雌螺子に締め付けられた緩み止めボルトは、主雄螺子部に対する副雄螺子部の位相が所定量変位しているため、その締め付け力で発生する圧接力の主雄螺子部のフランクが雌螺子のフランクを圧接する方向と副雄螺子部のフランクが雌螺子のフランクを圧接する方向とが１８０°異なり相反している。このため、この圧接力と螺子のリード角等によって生じるトルクの方向が、主雄螺子部と副雄螺子部とでは正逆異なるので、ナットや被締結部材等に振動等の外力が加わり雌螺子から主雄螺子部が緩もうとする回転方向の力が加わると、副雄螺子部のフランクに発生するトルクが締め付け方向に作用するため、緩み止めボルトが雌螺子から緩むのを確実に防止でき半永久的に高い締結力を維持することができる。
（２）雌螺子に緩み止めボルトを締め付け締結力を加えると、緩み止めボルトの副雄螺子部が雌螺子によって変形されて弾性変形を生じ、弾性変形内でその反力により雌螺子に主雄螺子部と副雄螺子部をより強固に密着させて締結することができるので、緩み止めボルトと雌螺子の螺着力をより向上でき振動等の外力により緩み止めボルトが雌螺子から緩むのをより確実に防止できる。
（３）被締結部材と座面との間が磨耗して緩みが生じた場合であっても、副雄螺子部が雌螺子を主雄螺子部の方向に押圧する反力、又は副螺子部が雌螺子を主雄螺子部と反対側の方向に押圧する反力によって、緩み止めボルトが雌螺子から外れるのを防止することができ振動の激しい自動車や橋梁等に適用した場合でもボルトやナットが外れて落下するという落下事故を防止することができる。
（４）雌螺子に螺合された緩み止めボルトの副雄螺子部が雌螺子によって変形されて生じた弾性変形による反力により、雌螺子に主雄螺子部と副雄螺子部を強固に密着するので、弾性変形内で雌螺子と緩み止めボルトの雄螺子部の加工精度のばらつきによるガタツキを吸収することができ安定性に優れるとともに、変位量が小さいので、締結時に緩み止めボルトやナット等の螺子部に傷を付け難く、また弾性変形によって反力を安定して得ることができるので、同一の雌螺子であれば一旦螺合させた緩み止めボルトを取り外した後に再度螺着して繰り返し使用することができ、繰り返し使用性に優れる。
（５）主雄螺子部の谷底と同一若しくは深く形成された環状溝部を有しているので、雌螺子に主雄螺子部を螺着する際にスムーズに螺着することができるとともに圧縮若しくは引張変形を容易にすることができ、設計の自由度を増すとともに圧縮変形の際に主雄螺子部等が座屈するのを防止することができる。
（６）先端凹部によって環状溝部の軸部を薄肉にし、弾力や曲げ応力等の機械的強度を最適にして螺子部に応じた反力を得ることができ、螺子部の損傷を防止するとともに緩み難くすることができる。
（７）環状溝部におけるボルト先端部が圧縮変形された弾性部は弾性を有するので、螺合された雌螺子によって生じる副雄螺子部等の弾性変形に加え、螺合された雌螺子によって生じる弾性部の伸びによって、雌螺子と緩み止めボルトの雄螺子部の加工精度のばらつきによるガタツキ等を吸収するとともに、弾性部の弾力によって雄螺子部に生じる反力をさらに大きくすることができ、緩み止めボルトが雌螺子から緩むのをより確実に防止できる。
（８）主雄螺子部と副雄螺子部とを同一ピッチかつ同一位相で形成した後、環状溝部を圧縮変形させることで主雄螺子部と副雄螺子部の位相を容易にずらすことができるので、製造が容易で生産性に優れる。
【０００８】
ここで、ボルト先端部としては、ボルト軸部の先端部に、ボルト軸部と一体に形成又はボルト軸部に溶接等により固着されてボルト軸部と同軸に形成され、ボルト軸部の外周と同じ外径に形成された外周を有するものが用いられる。ボルト先端部の長さとしては、ボルト先端部の材質や螺着される雌螺子の材質等に応じて、主雄螺子部及び副雄螺子部が雌螺子と確実に螺着するための必要なかみあいが得られる長さで形成される。
ボルト先端部の反対側のボルト軸部には、六角ボルトのような六角柱状等の多角状，六角穴つきボルトのような頂面に六角穴等の穴部を有する円柱状，アイボルトのような輪状等に形成されたボルト頭を形成することができる。また、植込みボルト，控えボルト等のようにボルト頭を有さず螺子部が形成されたものや、基礎ボルト等のようにＬ形，Ｊ形等の形状に形成されたものも用いることができる。
【０００９】
主雄螺子部としては、緩み止めボルトが螺着される雌螺子に応じて、メートル螺子やインチ螺子等の三角螺子状や台形螺子状等で、かつ、雌螺子に応じたピッチで、ボルト軸部の外周に形成される。１条螺子の他、２条乃至複数条の多条螺子を形成することもできる。また、主雄螺子部の長さとしては、ボルト軸部やボルト先端部の材質、主雄螺子部が螺着される雌螺子の材質等に応じて、雌螺子との螺着に必要なかみあい長さが得られる長さで形成される。
【００１０】
環状溝部としては、ボルト軸部の軸心に対して略直交して若しくは斜交して形成され、ボルト先端部の外周に主雄螺子部の谷底と同一若しくは深い環状に形成され主雄螺子部と副雄螺子部とを分離するものが用いられる。特に、環状溝部が主雄螺子部の谷底よりも深く形成されボルト先端部を薄肉にしたものが好適に用いられる。弾性変形が容易だからである。環状溝部が主雄溝部の谷底と同一の深さで形成されると、環状溝部におけるボルト先端部の機械的強度が大きく伸びが生じ難いため、雌螺子や主雄螺子部の螺子山を潰し易くなる傾向がみられる。
なお、環状溝部がボルト軸部の軸心に対して斜交して形成される場合は、主雄螺子部のリード角と略平行する角度で形成することができる。これにより主雄螺子部と環状溝部で分離されて形成された副雄螺子部に、雌螺子がかみ込むことなく螺着できる。
【００１１】
なお、副雄螺子部の位相は、主雄螺子部側又は主雄螺子部と反対側のいずれに変位していてもよい。いずれの場合も、締結した際に生じる圧接力の主雄螺子部のフランクが雌螺子のフランクを圧接する方向と副雄螺子部のフランクが雌螺子のフランクを圧接する方向とを１８０°異ならせることができるからである。
副雄螺子部の形状や条数としては、主雄螺子部と同様のものが用いられる。
先端凹部が環状溝部の全幅にわたって形成された場合は、薄肉にされた環状溝部の軸部を長く形成して弾性変形を容易にすることができるため好適に用いられる。
なお、環状溝部に対応する先端凹部の内径を大きくした大径凹部を形成することもできる。大径凹部を形成することによっても、環状溝部におけるボルト先端部の肉厚を所定の厚みに薄くすることができ、ボルト先端部の弾性変形を容易にすることができる。また、先端凹部や大径凹部は、ボルト先端部に形成された環状溝部を超えてボルト軸部の一部にも形成してよい。
【００１２】
雌螺子としては、ナットの中心部や機械部品等に植設されたもの、板状や塊状等の構造物の所定部に螺設されたもの等を用いることができる。
【００１３】
本発明の請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の緩み止めボルトであって、前記主雄螺子部に対する前記副雄螺子部の位相が１２〜１００°変位している構成を有している。
この構成により、請求項１で得られる作用に加え、以下のような作用が得られる。
（１）ボルト先端部の外周に、主雄螺子部に対する位相が１２〜１００°に変位されて形成された副雄螺子部を備えているので、被締結部材を締結する際に緩み止めボルトを雌螺子に螺合することにより、副雄螺子部が主雄螺子部の方向に雌螺子を押圧する反力と主雄螺子部が副雄螺子部の方向に雌螺子を押圧する反力と、又は副雄螺子部が主雄螺子部と反対側の方向に雌螺子を押圧する反力と主雄螺子部が副雄螺子部と反対側の方向に雌螺子を押圧する反力とが生じ、これによって主雄螺子部及び副雄螺子部と雌螺子との間で大きな摩擦力を得ることができ、振動等により雌螺子から主雄螺子部等が緩み螺着力が低下するのを確実に防止できる。
【００１４】
ここで、副雄螺子部としては、環状溝部によって主雄螺子部と離間されて、ボルト先端部の外周に、主雄螺子部と同じピッチで、かつ、主雄螺子部に対する位相を１２〜１００°変位させて形成される。
主雄螺子部に対する副雄螺子部の位相が、１２°より小さくなるにつれ雌螺子と緩み止めボルトの雄螺子部の加工精度のばらつきによるガタツキによって弾性変形量が少なくなり主雄螺子部と副雄螺子部によって雌螺子に得られる反力が小さく、緩み止めボルトと雌螺子の螺着力が低下する傾向が著しく、１００°より大きくなるにつれ、締結時に緩み止めボルトの螺子部が雌螺子にかみ込み易く締結に必要な力が大きくなり締結作業性に欠け、さらに締結時に緩み止めボルトやナット等の螺子部に傷を付け易くなり繰り返し使用性が低下する傾向が著しいため、いずれも好ましくない。
【００１５】
副雄螺子部の主雄螺子部に対する位相は好ましくは２４〜９０°より好ましくは２４〜７２°である。
主雄螺子部に対する副雄螺子部の位相が、２４°より小さくなるにつれ雌螺子と緩み止めボルトの雄螺子部の加工精度のばらつきによるガタツキによって弾性変形量が少なくなり主雄螺子部と副雄螺子部によって雌螺子に得られる反力が小さく、緩み止めボルトと雌螺子の螺着力が低下する傾向がみられ、７２°〜９０°になると締結する前のトルクが大きく作業性が低下するとともに使用時に焼付きを生じ易くなる傾向がみられる。９０°より大きくなるにつれ、締結時に緩み止めボルトの螺子部が雌螺子にかみ込み易く締結に必要な力が大きくなり締結作業性に欠け、さらに締結時に緩み止めボルトやナット等の螺子部に傷を付け易くなり繰り返し使用性が低下する傾向がみられるため好ましくない。
【００１６】
本発明の請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の緩み止めボルトであって、前記環状溝部の軸方向の変形量αが、前記主雄螺子部のピッチの大きさをＰとしたとき、（ｎ＋１／３０）Ｐ≦α≦（ｎ＋５／１８）Ｐ、又は、（ｎ−５／１８）Ｐ≦α≦（ｎ−１／３０）Ｐ（但し、ｎは０以上の整数とする。αは圧縮方向を正とする。）である構成を有している。
この構成により、請求項１又は２で得られる作用に加え、以下のような作用が得られる。
（１）環状溝部を変形量αで変形することにより、主雄螺子部に対する副雄螺子部の位相を１２〜１００°に確実に変位させることができるので、製品得率が高いとともに生産性に優れる。
（２）ｎの値を変えることにより環状溝部を所定の変形量にすることができ、環状溝部の変形が弾性限度以内であれば弾性部の弾力を変化させることができるので、弾性部の変位と反力との関係が安定的に得られ、得られる反力のばらつきが小さく安定性に優れる。
【００１７】
ここで、環状溝部の変形量αとしては、変形後の軸方向の環状溝部の長さＬ１を変形前の軸方向の環状溝部の長さＬ２から減じた長さ（Ｌ２−Ｌ１）が用いられ、主雄螺子部のピッチの大きさをＰとしたとき、（ｎ＋１／３０）Ｐ≦α≦（ｎ＋５／１８）Ｐ、又は、（ｎ−５／１８）Ｐ≦α≦（ｎ−１／３０）Ｐ（但し、ｎは０以上の整数とする。αは圧縮方向を正とする。）が好ましいとされる。環状溝部の変形量が（ｎ＋１／３０）Ｐより小さくなる若しくは（ｎ−１／３０）Ｐより大きくなるにつれナット等の雌螺子と緩み止めボルトの雄螺子部の加工精度ばらつきによるガタツキを吸収し難く弾性変形量が少なくなり主雄螺子部と副雄螺子部によって雌螺子に得られる反力が小さく、緩み止めボルトと雌螺子の螺着力が低下する傾向が著しく、（ｎ＋５／１８）Ｐより大きくなる若しくは（ｎ−５／１８）Ｐより小さくなるにつれ、締結時に緩み止めボルトの雄螺子部が雌螺子部にかみ込み易く締結に必要な力が大きくなり締結作業性に欠け、さらに締結時に緩み止めボルトや雌螺子に傷を付け易くなり繰り返し使用性が低下する傾向が著しいため、いずれも好ましくない。
環状溝部の変形量αとしては、好ましくは（ｎ＋１／１５）Ｐ≦α≦（ｎ＋１／４）Ｐ、より好ましくは（ｎ＋１／１５）Ｐ≦α≦（ｎ＋１／５）Ｐ、又は、好ましくは（ｎ−１／４）Ｐ≦α≦（ｎ−１／１５）Ｐ、より好ましくは（ｎ−１／５）Ｐ≦α≦（ｎ−１／１５）Ｐ（但し、ｎは０以上の整数とする。αは圧縮方向を正とする。）とされる。環状溝部の変形量が、（ｎ＋１／１５）Ｐより小さくなる若しくは（ｎ−１／１５）Ｐより大きくなるにつれナット等の雌螺子と緩み止めボルトの雄螺子部の加工精度ばらつきによるガタツキを吸収し難く弾性変形量が少なくなり主雄螺子部と副雄螺子部によって雌螺子に得られる反力が小さく、緩み止めボルトと雌螺子の螺着力が低下する傾向がみられ、（ｎ＋１／５）Ｐ〜（ｎ＋１／４）Ｐになると締結前のトルクが大きく作業性が低下するとともに使用時に焼付き等が発生し易くなる傾向がみられる。（ｎ＋１／４）Ｐより大きくなる若しくは（ｎ−１／４）Ｐより小さくなるにつれ、締結時に緩み止めボルトの雄螺子部が雌螺子部にかみ込み易く締結に必要な力が大きくなり締結作業性に欠け、さらに締結時に緩み止めボルトや雌螺子に傷を付け易くなり繰り返し使用性が低下する傾向がみられるため好ましくない。
【００１８】
ｎは０以上の整数が用いられる。変形量α＝（ｎ＋１／３０）Ｐの場合を例にとって説明すると、α＝ｎＰ＋１／３０・Ｐであって、ｎが整数の場合に変形量ｎＰによっては位相のずれは発生せず、それを超えて変形された変形量１／３０・Ｐによって位相のずれを形成することができるからである。さらに、ｎは０〜４好ましくは１〜３が好適に用いられる。ｎが０のときは環状溝部の変形量が小さいため弾性部の弾力が大きくなり弾性部のわずかな変位により得られる反力の大きさが著しく異なりばらつきが大きく安定性が乏しくなる傾向がみられ、３より大きくなるにつれ環状溝部の変形量が大きく弾性部の弾力が小さくなり弾性部の変位によって得られる反力が小さくなる傾向がみられるため、いずれも好ましくない。特に、ｎが４より大きくなるとこの傾向が著しいため好ましくない。
【００１９】
圧縮変形前の環状溝部の軸方向の長さＬ２は、（ａ）主雄螺子部のピッチの大きさをＰ、環状溝部の底部の径をＡ、先端凹部の内径をＢとしたとき、Ｐ≦Ｌ２≦５Ｐ＋Ａ−Ｂ、又は、（ｂ）圧縮変形後の環状溝部の軸方向の長さをＬ１、弾性部の軸方向に対する変形角をθとしたとき、Ｌ２＝Ｌ１／ｃｏｓθ（但し、１０°≦θ≦７５°）が好適に用いられる。
これにより、以下のような作用が得られる。
（１）圧縮変形前の環状溝部の軸方向の長さが所定範囲にあるので環状溝部の座屈荷重を適量にし、圧縮変形させて副雄螺子部の位相を所定範囲に容易に変位させることができ、生産性に優れるとともに安定性に優れる。
（２）圧縮変形前の環状溝部の軸方向の長さが所定範囲にあるので、圧縮変形した場合に環状溝部内に弾性部を納めることができ、形成される弾性部の大きさ等の自由度に優れる。
（３）弾性部の変形角θが所定の範囲で形成されると、弾性部の最適な弾力が得られるとともに弾性部の変位と反力との関係が安定的に得られ、得られる反力のばらつきが小さく安定性に優れる。
【００２０】
ここで、圧縮変形前の環状溝部の軸方向の長さＬ２は、主雄螺子部のピッチの大きさをＰ、環状溝部の底部の径をＡ、先端凹部の内径をＢとしたとき、Ｐ≦Ｌ２≦５Ｐ＋Ａ−Ｂが好適に用いられる。圧縮変形前の環状溝部の軸方向の長さが主雄螺子部の１ピッチの大きさＰより小さくなるにつれ、環状溝部におけるボルト先端部の機械的強度が大きく環状溝部を圧縮変形させるために大きな荷重を要しプレス設備等の設備負荷が大きくなるとともに環状溝部以外の副雄螺子部等も変形し易く副雄螺子部等のピッチが小さくなり副雄螺子部がナット等の雌螺子にかみ込み易くなる傾向がみられ、さらに変形量αを大きくすることができず安定性を高め難い傾向がみられ、５Ｐ＋Ａ−Ｂより大きくなるにつれ座屈荷重が小さくなるとともに安定性が低下し主雄螺子部と副雄螺子部との軸がずれ易く雌螺子を副雄螺子部や主雄螺子部に螺着し難くなり、また副雄螺子部の機械的強度が小さく疲労し易いため長期信頼性が低下する傾向がみられるため好ましくない。
【００２１】
また、圧縮変形前の環状溝部の軸方向の長さＬ２は、圧縮変形後の環状溝部の軸方向の長さをＬ１、弾性部の軸方向に対する変形角をθとしたとき、Ｌ２＝Ｌ１／ｃｏｓθ（但し、１０°≦θ≦７５°）が好適に用いられる。弾性部の軸方向に対する変形角θが１０°より小さくなるにつれ、環状溝部の変形量が小さいため弾性部の弾力が大きくなり弾性部のわずかな変位により得られる反力の大きさが著しく異なりばらつきが大きく安定性が乏しくなる傾向がみられ、７５°より大きくなるにつれ環状溝部の変形量が大きく弾性部の弾力が小さくなり弾性部の変位によって得られる反力が小さくなる傾向がみられるため、いずれも好ましくない。
【００２２】
本発明の請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３の内いずれか１に記載の緩み止めボルトであって、前記環状溝部の軸部の横断面積が、前記ボルト軸部の谷底における横断面積の５〜５０％である構成を有している。
この構成により、請求項１乃至３の内いずれか１で得られる作用に加え、以下のような作用が得られる。
（１）環状溝部の軸部の横断面積を規定することによって副雄螺子部が雌螺子に与える反力Ｑを所定範囲に設定できるので、（数１）によって表される締め付け前の空トルクＴｑを約１〜５０Ｎ・ｍ程度に抑えることができ、締結作業性に優れる。
【数１】
（２）環状溝部の軸部の肉厚を所定厚みに形成して機械的強度を所定範囲にできるので、ボルト先端部を変形させて副雄螺子部の位相を所定範囲に容易に変位させることができる。また、環状溝部の軸部に適量の伸びが生じ易く、雌螺子に螺着された際に軸部が伸びることにより雌螺子や副雄螺子部の螺子山を潰し難く装着性に優れる。
【００２３】
ここで、環状溝部の軸部の横断面積としては、先端凹部を有していない場合は環状溝部の外縁（底部の径）で囲まれた面積、先端凹部を有している場合は環状溝部の外縁（底部の径）で囲まれた面積から先端凹部の内縁（内径）で囲まれた面積を減じたものが用いられ、ボルト軸部の谷底における横断面積の５〜５０％が好ましいとされる。横断面積が５％より小さくなるにつれ座屈荷重が小さくなるとともに機械的強度が低下する傾向がみられ、５０％より大きくなるにつれ、軸部の座屈荷重が大きくなるとともに伸びや収縮が生じ難くなり空トルクが大きくなるとともにフランクを傷めたり焼付きを起こしたりする傾向がみられるため好ましくない。
【００２４】
なお、先端凹部が形成されたときのボルト先端部の副雄螺子部における肉厚（副雄螺子部の谷底から先端凹部の内周壁までの厚み）は、ボルト先端部の材質等に応じて、雌螺子との螺着に必要な機械的強度が得られる厚みで形成される。
【００２５】
本発明の請求項５に記載の緩み止めボルトの製造方法は、ボルト軸部の先端側の所定部の外周に雄螺子の谷底と同一若しくはそれより深い環状溝部を形成する環状溝部形成工程と、前記ボルト軸部の軸中心に先端から少なくとも前記環状溝部の全幅にわたって先端凹部を形成する先端凹部形成工程と、前記ボルト軸部と略平行に所定荷重を所定時間印加して前記環状溝部形成工程で形成された前記環状溝部における前記ボルト軸部を、変形量αが前記雄螺子のピッチの大きさをＰとしたとき、（ｎ＋１／３０）Ｐ≦α≦（ｎ＋５／１８）Ｐ、又は、（ｎ−５／１８）Ｐ≦α≦（ｎ−１／３０）Ｐ（但し、ｎは０以上の整数とする。αは圧縮方向を正とする。）だけ前記ボルト先端部の外周側又は内周側に膨出させ圧縮変形させて弾性部を形成する弾性部形成工程と、を備えた構成を有している。
この構成により、以下の作用が得られる。
（１）先端凹部が形成された環状溝部におけるボルト軸部を圧縮変形させることで、位相のずれた主雄螺子部と副雄螺子部を容易に形成することができるので、製造が容易で生産性に優れる。
（２）環状溝部におけるボルト軸部が変形量αで圧縮変形されているので、主雄螺子部に対する副雄螺子部の位相を１２〜１００°に確実に変位させることができるので、信頼性に優れるとともに作業性に優れる。
【００２６】
ここで、環状溝部形成工程や先端凹部形成工程としては、旋盤やフライス等を用いた切削加工によって、雄螺子が形成されたボルト軸部の外周やボルト軸部の先端側に環状溝部や先端凹部を形成するものが用いられる。
先端凹部をボルト軸部の軸中心の先端から少なくとも環状溝部まで穿設して形成すれば、環状溝部形成工程に次いで先端凹部形成工程を行ってもよいし、先端凹部形成工程に次いで環状溝部形成工程を行ってもよい。
弾性部形成工程としては、加圧装置を用いてボルト軸部と略平行に所定荷重を所定時間印加するものが用いられる。荷重の印加は冷間で行うと好ましい。機械的強度が向上されるとともに高い寸法精度が得られるからである。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
（実施の形態１）
図１（ａ）は実施の形態１における緩み止めボルトの全体斜視図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）の軸方向における要部断面端面図である。
図中、１は実施の形態１における緩み止めボルト、２は緩み止めボルト１のボルト軸部、３はボルト軸部２の先端部にボルト軸部２と一体で同軸に形成されたボルト先端部、４はボルト先端部３と反対側のボルト軸部２の端部に六角柱状に形成されたボルト頭、５は先端側のボルト軸部２の外周に１条乃至複数条の三角螺子や台形螺子、角螺子、鋸歯螺子状等（図は三角螺子を示す）に形成された主雄螺子部、６はボルト先端部３のボルト軸部２側の外周に主雄螺子部５の谷底と同一乃至はより深い環状に形成された環状溝部、７は環状溝部６におけるボルト先端部３が主雄螺子部５のピッチの大きさをＰとしたとき、変形量αが（ｎ＋１／３０）Ｐ≦α≦（ｎ＋５／１８）Ｐ、好ましくは（ｎ＋１／１５）Ｐ≦α≦（ｎ＋１／４）Ｐ、より好ましくは（ｎ＋１／１５）Ｐ≦α≦（ｎ＋１／５）Ｐ、又は、（ｎ−５／１８）Ｐ≦α≦（ｎ−１／３０）Ｐ好ましくは（ｎ−１／４）Ｐ≦α≦（ｎ−１／１５）Ｐより好ましくは（ｎ−１／５）Ｐ≦α≦（ｎ−１／１５）Ｐ（但し、ｎは０以上の整数とする。αは圧縮方向を正とする。）だけ圧縮変形されてボルト先端部３の外周側に膨出し軸方向に圧縮された弾性部である。なお、弾性部７は引張変形させ肉厚を薄くして形成することもできる。８は環状溝部６を除くボルト先端部３の外周に主雄螺子部５と同一ピッチに形成された副雄螺子部、９はボルト先端部３の軸中心にボルト先端部３の先端から環状溝部６の幅の全部を超えてボルト軸部２の一部まで形成された先端凹部である。Ｌ１は圧縮変形して圧縮された環状溝部６（弾性部７）の軸方向の長さ、θは弾性部７の軸方向に対する変形角である。
【００２８】
以上のように構成された実施の形態１における緩み止めボルトの製造方法について、以下図面を用いて説明する。
図２（ａ）は実施の形態１における緩み止めボルトの環状溝部を圧縮変形する以前の状態を示す要部断面図であり、図２（ｂ）はボルトを加工しボルト先端部と先端凹部を形成したボルトの断面図である。
図２（ａ）において、５ａはボルト軸部２の外周に１条乃至複数条の三角螺子状に形成された雄螺子である。
図２（ｂ）において、６ａはボルト先端部３のボルト軸部２側の外周に環状に形成された環状溝部、７ａは環状溝部６ａの軸部、８ａは環状溝部６ａによって雄螺子５ａと分離されて形成された雄螺子である。Ａは環状溝部６ａの底部の径、Ｂは先端凹部９の内径、Ｌ２は圧縮変形前の環状溝部６ａの軸方向の長さ、雄螺子５ａ，８ａは螺合される雌螺子と同一ピッチかつ同一位相で形成されている。
実施の形態１では、圧縮変形前の環状溝部６ａの軸方向の長さＬ２が、Ｐ≦Ｌ２≦５Ｐ＋Ａ−Ｂ（但し、Ｐは雄螺子５ａ，８ａのピッチの大きさである）の大きさで形成されている。また、軸部７ａの横断面積π・（Ａ2−Ｂ2）／４が、ボルト軸部２の谷底（雄螺子５ａの谷底）における横断面積の５〜５０％に形成されている。さらに、弾性部７の変形角θ（図１（ｂ）参照）が１０°≦θ≦７５°でＬ２＝Ｌ１／ｃｏｓθの関係で形成されている。
【００２９】
まず、本体形成工程において、プレス成形等の塑性加工や切削加工等でボルト頭４と一体に形成され雄螺子５ａが螺設されたボルト軸部２を形成する（図２（ａ）参照）。
次いで、環状溝部形成工程において、ボルト軸部２の先端側の所定部の外周に雄螺子５ａの谷底よりも多少深い環状溝部６ａを形成し、ボルト先端部３を形成する。
次いで、先端凹部形成工程において、ボルト先端部３の軸中心にボルト先端部３の先端から環状溝部６ａの幅を超えてボルト軸部２の一部まで深く穿設して先端凹部９を形成する（図２（ｂ）参照）。
次いで、弾性部形成工程において、ボルト先端部３の先端とボルト頭４との間にボルト軸部２と略平行に環状溝部６におけるボルト先端部３の座屈荷重より大きな荷重を所定時間印加する。これにより、環状溝部６におけるボルト先端部３を、変形量αが（ｎ＋１／３０）Ｐ≦α≦（ｎ＋５／１８）Ｐ、好ましくは（ｎ＋１／１５）Ｐ≦α≦（ｎ＋１／４）Ｐ、より好ましくは（ｎ＋１／１５）Ｐ≦α≦（ｎ＋１／５）Ｐ、又は、（ｎ−５／１８）Ｐ≦α≦（ｎ−１／３０）Ｐ好ましくは（ｎ−１／４）Ｐ≦α≦（ｎ−１／１５）Ｐより好ましくは（ｎ−１／５）Ｐ≦α≦（ｎ−１／１５）Ｐ（但し、ｎは０以上の整数とする。αは圧縮方向を正とする。）だけ圧縮変形させて弾性部７を形成する。この結果、雄螺子５ａが主雄螺子部５となり、雄螺子８ａが、主雄螺子部５に対する位相が１２〜１００°好ましくは２４〜９０°より好ましくは２４〜７２°に変位した副雄螺子部８となる（図１（ｂ）参照）。
【００３０】
なお、本実施の形態においては、プレス成形等の塑性加工や切削加工等でボルト頭４とボルト軸部２とを一体に形成しボルト軸部２に環状溝部６ａを形成する場合について説明したが、予め環状溝部６ａが形成されたボルト先端部３を形成しボルト軸部２の先端に抵抗溶接や摩擦溶接等の溶接や嵌合等によって固着してボルト先端部３をボルト軸部２と同軸に形成することもできる。この場合は、先端凹部９をボルト先端部３に予め形成しておいてもよいし、ボルト先端部３をボルト軸部２に固着した後に穿設して形成してもよい。
また、環状溝部形成工程において環状溝部６ａを形成した後、先端凹部形成工程において先端凹部９を形成する場合について説明したが、先端凹部形成工程において先端凹部９を形成した後、環状溝部形成工程において環状溝部６ａを形成する場合もある。この場合も同様の作用が得られる。
また、弾性部形成工程において、環状溝部６ａを捻じって変形量αだけ圧縮変形若しくは引張変形させる場合もある。この場合も同様の作用が得られる。
【００３１】
次に、実施の形態１における緩み止めボルトの変形例について、以下図面を用いて説明する。
図３は実施の形態１における緩み止めボルトの変形例を示す要部断面端面図である。
図中、１０は実施の形態１の変形例における緩み止めボルト、１１はボルト先端部３のボルト軸部２側の外周に主雄螺子部５の谷底と同じ深さでボルト軸部２の軸方向と略直交する環状に形成された環状溝部、１２はボルト先端部３の軸中心にボルト先端部３の先端から穿設形成された先端凹部、１２ａは環状溝部１１の内部のボルト先端部３に先端凹部１２の内径よりも大きな径で形成された先端凹部１２の大径凹部、１３は環状溝部１１におけるボルト先端部３が（ｎ＋１／３０）Ｐ≦α≦（ｎ＋５／１８）Ｐ、好ましくは（ｎ＋１／１５）Ｐ≦α≦（ｎ＋１／４）Ｐ、より好ましくは（ｎ＋１／１５）Ｐ≦α≦（ｎ＋１／５）Ｐ、又は、（ｎ−５／１８）Ｐ≦α≦（ｎ−１／３０）Ｐ好ましくは（ｎ−１／４）Ｐ≦α≦（ｎ−１／１５）Ｐより好ましくは（ｎ−１／５）Ｐ≦α≦（ｎ−１／１５）Ｐ（但し、Pは主雄螺子部５のピッチ、ｎは０以上の整数とする。αは圧縮方向を正とする。）変形量αだけ圧縮変形されて大径凹部１２ａの内部に膨出した弾性部である。
この変形例のように、弾性部はボルト先端部の外周側に膨出するだけでなく、先端凹部の内部側に膨出させることもできる。なお、この場合は、弾性部形成工程において、弾性部が先端凹部の内部側に膨出するように外周側を拘束してやればよい。
【００３２】
次に、以上のように構成された実施の形態１における緩み止めボルトの使用時における動作について、以下図面を用いて説明する。
図４は実施の形態１における緩み止めボルトで被締結部材を締結した状態を示す要部断面図であり、図５は実施の形態１における緩み止めボルトで被締結部材を締結した際に弾性部に生じる反力と変位との関係を模式的に示す図であり、縦軸は弾性部に生じる反力を示し、横軸は弾性部の変形量を示す。
図４において、２０は板状や塊状等の構造物２０ａの所定部に螺設された雌螺子、２１は緩み止めボルト１で構造物２０ａに締結される被締結部材、２２は被締結部材２１に穿設され緩み止めボルト１が挿通されるボルト孔である。なお、図中Ｂは緩み止めボルト１を雌螺子２０に螺合した際に主雄螺子部５と雌螺子２０の螺合部分に加工精度ばらつき等によるガタツキによって形成される隙間（バックラッシ）、Ｂ´は副雄螺子部８と雌螺子２０の螺合部分に形成されるバックラッシを示す。バックラッシＢ，Ｂ´は各々反対方向に生じている。
【００３３】
被締結部材２１を緩み止めボルト１で締結する場合、被締結部材２１のボルト孔２２に緩み止めボルト１を挿通し、図４に示すように、緩み止めボルト１を雌螺子２０に螺合すると、弾性部７の軸方向の変形量αによって生じる雌螺子２０と副雄螺子部８との位相のずれに相当する変形量（図５の０Ｐ2に等しいとする）からバックラッシＢ（又はＢ´）の軸方向の長さに相当する量（図５のＰ1Ｐ2に等しいとする）との差分の変形（図５に示す０Ｐ1）が弾性部７に生じ、弾性部７の弾性変形に伴う反力（図５に示すＰ）が生じる。弾性部７に生じた反力（Ｐ）によって、副雄螺子部８，主雄螺子部５が雌螺子２０のフランクの正逆方向から押すことにより強固に締結される。
雌螺子２０に一旦螺合させた緩み止めボルト１を取り外せば、弾性部７に生じる反力は０になるとともに弾性部７の復元力によって変位も０になる。この取り外した緩み止めボルト１を雌螺子２０に再度螺着すれば、弾性部７に生じる反力（Ｐ）によって、副雄螺子部８と主雄螺子部５のフランクを雌螺子２０のフランクに強固に密着させて、何度でも繰り返し被締結部材２１を締結することができる。
【００３４】
以上のように、実施の形態１における緩み止めボルトは構成されているので、以下のような作用が得られる。
（１）雌螺子に締め付けられた緩み止めボルトは、主雄螺子部に対する副雄螺子部の位相が所定量変位しているため、その締め付け力で発生する圧接力の主雄螺子部のフランクが雌螺子のフランクを圧接する方向と副雄螺子部のフランクが雌螺子のフランクを圧接する方向とが１８０°異なり相反している。このため、この圧接力と螺子のリード角等によって生じるトルクの方向が、主雄螺子部と副雄螺子部とでは正逆異なるので、ナットや被締結部材等に振動等の外力が加わり雌螺子から主雄螺子部が緩もうとする回転方向の力が加わると、副雄螺子部のフランクに発生するトルクが締め付け方向に作用するため、緩み止めボルトが雌螺子から緩むのを確実に防止でき半永久的に高い締結力を維持することができる。
（２）ボルト先端部の外周に、主雄螺子部に対する位相が１２〜１００°好ましくは２４〜９０°より好ましくは２４〜７２°に変位されて形成された副雄螺子部を備えているので、被締結部材を締結する際に緩み止めボルトを雌螺子に螺合することにより、副雄螺子部が主雄螺子部の方向に雌螺子を押圧する反力と主雄螺子部が副雄螺子部の方向に雌螺子を押圧する反力と、又は副雄螺子部が主雄螺子部と反対側の方向に雌螺子を押圧する反力と主雄螺子部が副雄螺子部と反対側の方向に雌螺子を押圧する反力とが生じ、これによって主雄螺子部及び副雄螺子部と雌螺子との間で大きな摩擦力を得ることができ、振動等により雌螺子から主雄螺子部等が緩み螺着力が低下するのを確実に防止できる。また、変位量が従来と比べて小さいので、螺着時に少ない抵抗で容易に螺着できる。
（３）雌螺子に緩み止めボルトを締め付け締結力を加えると、緩み止めボルトの副雄螺子部が雌螺子の締結によって変形されて弾性変形を生じ、弾性変形内でその反力により雌螺子に主雄螺子部と副雄螺子部をより強固に密着させて締結することができるので、緩み止めボルトと雌螺子の螺着力をより向上でき振動等の外力により緩み止めボルトが雌螺子から緩むのをより確実に防止できる。
（４）被締結部材と座面との間が磨耗して緩みが生じた場合であっても、副雄螺子部が雌螺子を主雄螺子部の方向に押圧する反力、又は副螺子部が雌螺子を主雄螺子部と反対側の方向に押圧する反力によって、緩み止めボルトが雌螺子から外れるのを防止することができ自動車や電車等の振動が激しい車両や橋梁等でのボルトやナットの落下事故を防止することができる。
（５）雌螺子に螺合された緩み止めボルトの副雄螺子部が雌螺子によって変形されて生じた弾性変形による反力により、雌螺子に主雄螺子部と副雄螺子部を強固に密着するので、雌螺子と緩み止めボルトの雄螺子部の加工精度のばらつきによるガタツキを吸収することができ安定性に優れるとともに、位相の変位量が小さいので、締結時に緩み止めボルトやナット等の螺子部に傷を付け難く、また弾性変形によって反力を安定して得ることができるので、同一の雌螺子であれば一旦螺合させた緩み止めボルトを取り外した後に再度螺着して繰り返し使用することができ、繰り返し使用性に優れる。
（６）主雄螺子部の谷底と同一若しくは深く形成された環状溝部を有しているので、雌螺子に主雄螺子部を螺着する際にスムーズに螺着することができるとともにボルト先端部を薄肉にして圧縮変形を容易にすることができ、圧縮変形の際に主雄螺子部等が座屈するのを防止することができる。
（７）環状溝部におけるボルト先端部が圧縮変形された弾性部は弾性を有するので、螺合された雌螺子によって生じる副雄螺子部等の弾性変形に加え、螺合された雌螺子によって生じる弾性部の伸びによって、雌螺子と緩み止めボルトの雄螺子部の加工精度のばらつきによるガタツキ等を吸収するとともに、弾性部が有する弾力によって発生する応力により、生じる反力をさらに大きくすることができ、緩み止めボルトが雌螺子から緩むのをより確実に防止できる。
（８）主雄螺子部と副雄螺子部とを同一ピッチかつ同一位相で形成した後、環状溝部を圧縮変形させることで主雄螺子部と副雄螺子部の位相を容易にずらすことができるので、製造が容易で生産性に優れる。
（９）先端凹部を備えているので、環状溝部が形成されたボルト先端部を薄肉にすることができ、ボルト先端部の圧縮変形が容易で生産性に優れる。
（１０）環状溝部を変形量αだけ圧縮することにより、主雄螺子部に対する副雄螺子部の位相を１２〜１００°好ましくは２４〜９０°より好ましくは２４〜７２°に確実に変位させることができ、変形量が適量なので締結時に螺子部に傷を付けたり使用時に焼付きが生じ難く繰り返し使用性に優れ、さらに螺子部のピッチや角度等にバラツキを生じても締結時にフランク同士の圧接が十分得られ安定性に優れる。また、製品得率が高く生産性に優れる。
（１１）ｎの値を変えることにより環状溝部を所定の変形量にすることができ、環状溝部の変形が弾性限度内であれば弾性部の弾力を変化させることができるので、弾性部の変位と反力との関係が安定的に得られ、得られる反力のばらつきが小さく安定性に優れる。
（１２）圧縮変形前の環状溝部の軸方向の長さＬ２がＰ≦Ｌ２≦５Ｐ＋Ａ−Ｂの所定範囲にあるので、環状溝部の座屈荷重を適量にし、圧縮変形させて副雄螺子部の位相を所定範囲に容易に変位させることができ、生産性に優れるとともに安定性に優れる。
（１３）圧縮変形前の環状溝部の軸方向の長さＬ２が所定範囲にあるので、圧縮変形した場合に環状溝部内に弾性部を納めることができ、形成される弾性部の大きさ等の自由度に優れる。
（１４）環状溝部の軸部の横断面積を規定することによって副雄螺子部が雌螺子に与える反力を所定範囲に設定できるので、雌螺子や雄螺子部を破損することなしに緩み止めを行うことができる。
（１５）環状溝部の軸部の肉厚を所定厚みに形成して機械的強度を所定範囲にできるので、ボルト先端部を圧縮変形する際には副雄螺子部の位相を所定範囲に容易に変位させることができる。また、環状溝部の軸部に適量の伸びが生じ易く、雌螺子に螺着された際に軸部が伸びることにより雌螺子や副雄螺子部の螺子山を潰し難く装着性に優れる。
（１６）弾性部の変形角θが所定の範囲で形成されているので、弾性部の最適な弾力が得られるとともに弾性部の変位と反力との関係が安定的に得られ、得られる反力のばらつきが小さく安定性に優れる。
（１７）ＪＩＳやＡＳＭＥ、ＤＩＮ等で規格化されたボルトを加工するので、汎用性に優れる。
【００３６】
（実施の形態２）
図６は実施の形態２における緩み止めボルトで被締結部材を締結した状態を示す要部断面図であり、図７は実施の形態２における緩み止めボルトで被締結部材を締結した際に主雄螺子部と副雄螺子部にかかる応力と歪みとの関係を模式的に示す図であり、縦軸は主雄螺子部と副雄螺子部にかかる応力を示し、横軸は主雄螺子部と副雄螺子部の歪み量を示す。なお、実施の形態１で説明したものと同様のものは、同じ符号を付して説明を省略する。
図中、３０は実施の形態２における緩み止めボルト、３１はボルト先端部３のボルト軸部２側の外周に主雄螺子部５の谷底よりも多少大きな深さでボルト軸部２の軸方向と略直交する環状に形成された環状溝部、３１ａは環状溝部３１の軸部、３２は環状溝部３１からボルト先端部３の先端に向けてボルト先端部３の外周に主雄螺子部５と同一ピッチ、かつ、主雄螺子部５に対する位相が、１２〜１００°好ましくは２４〜９０°より好ましくは２４〜７２°に変位されて旋盤等で螺刻若しくは転造して形成された副雄螺子部である。
【００３７】
実施の形態２における緩み止めボルトが実施の形態１と異なる点は、環状溝部を圧縮変形させて副雄螺子部の位相を変位させるのではなく、旋盤等で螺刻等して主雄螺子部５に対する副雄螺子部３２の位相を１２〜１００°好ましくは２４〜９０°より好ましくは２４〜７２°に変位させる点である。
【００３８】
被締結部材２１を緩み止めボルト３０で締結する場合も、実施の形態１で説明したのと同様に図６に示すように、被締結部材２１のボルト孔２２に緩み止めボルト３０を挿通し、緩み止めボルト３０を雌螺子２０に螺合すると、主雄螺子部５と副雄螺子部３２とに弾性限度（図７に示すＵ点）より大きく極限強さ（図７に示すＭ点）より小さな応力（図７に示すＳ点）が生じる。これにより、副雄螺子部３２に永久歪み（図７に示す０Ｓ1）が生じて変形し、雌螺子２０と主雄螺子部５，副雄螺子部３２の加工精度ばらつき等によるバックラッシＢ，Ｂ´が主雄螺子部５と副雄螺子部３２で正逆反対方向に生じる。さらに、弾性変形（図７に示すＳ1Ｓ2）によって生じる反力によって、副雄螺子部３２，主雄螺子部５が雌螺子２０のフランクの正逆方向から押すことにより強固に締結される。
雌螺子２０に一旦螺合させた緩み止めボルト３０は、雌螺子２０に応じて副雄螺子部３２に永久歪み（図７に示す０Ｓ1）が生じ変形しており、雌螺子２０から取り外した後もこの変形が維持される。この緩み止めボルト３０を雌螺子２０に再度螺着した場合も、副雄螺子部３２の弾性変形（図７に示すＳ1Ｓ2）によって生じる反力が雌螺子２０に働き、何度でも強固に締結することができる。
【００３９】
以上のように、実施の形態２における緩み止めボルトは構成されているので、実施の形態１に記載の作用に加え、以下のような作用が得られる。
（１）旋盤等で螺刻して副雄螺子部の主雄螺子部に対する位相（螺合される雌螺子に対する位相）を変位させるので、圧縮変形させるためのプレス設備等を要さず設備負荷を少なくすることができる。
（２）環状溝部及び先端凹部を形成することによってボルト先端部を薄肉にすることができるので、弾力や曲げ応力等の機械的強度を最適にして螺子部に応じた反力を得ることができ、螺子部の損傷を防止するとともに緩み難くすることができる。
【００４０】
なお、実施の形態１における緩み止めボルトは、実施の形態２で説明した弾性変形（図７に示すＳ1Ｓ2）によって生じる反力と、実施の形態１における緩み止めボルトにおいて弾性部７に生じる反力（Ｐ）と、を加えた反力が発生しているため、実施の形態２と比較してより大きな反力が得られ大きな螺着力が得られる。
【００４１】
【発明の効果】
以上のように、本発明の緩み止めボルトによれば、以下のような有利な効果が得られる。
請求項１に記載の発明によれば、
（１）雌螺子に締め付けられた緩み止めボルトは、主雄螺子部に対する副雄螺子部の位相が所定量変位しているため、その締め付け力で発生する圧接力の主雄螺子部のフランクが雌螺子のフランクを圧接する方向と副雄螺子部のフランクが雌螺子のフランクを圧接する方向とが１８０°異なり相反している。このため、この圧接力と螺子のリード角等によって生じるトルクの方向が、主雄螺子部と副雄螺子部とでは正逆異なるので、ナットや被締結部材等に振動等の外力が加わり雌螺子から主雄螺子部が緩もうとする回転方向の力が加わると、副雄螺子部のフランクに発生するトルクが締め付け方向に作用するため、緩み止めボルトが雌螺子から緩むのを確実に防止でき半永久的に高い締結力を維持することができる緩み止めボルトを提供することができる。
（２）雌螺子に緩み止めボルトを締め付け締結力を加えると、緩み止めボルトの副雄螺子部が雌螺子によって変形されて弾性変形を生じ、弾性変形内でその反力により雌螺子に主雄螺子部と副雄螺子部をより強固に密着させて締結することができるので、緩み止めボルトと雌螺子の螺着力をより向上でき振動等の外力により緩み止めボルトが雌螺子から緩むのをより確実に防止できる緩み止めボルトを提供することができる。
（３）被締結部材と座面との間が磨耗して緩みが生じた場合であっても、副雄螺子部が雌螺子を主雄螺子部の方向に押圧する反力、又は副雄螺子部が雌螺子を主雄螺子部と反対側の方向に押圧する反力によって、緩み止めボルトが雌螺子から外れるのを防止することができ振動の激しい自動車や橋梁等に適用した場合でもボルトやナットが外れて落下するという落下事故を防止することができる緩み止めボルトを提供することができる。
（４）雌螺子に螺合された緩み止めボルトの副雄螺子部が雌螺子によって変形されて生じた弾性変形による反力により、雌螺子に主雄螺子部と副雄螺子部を強固に密着するので、弾性変形内で雌螺子と緩み止めボルトの雄螺子部の加工精度のばらつきによるガタツキを吸収することができ安定性に優れるとともに、位相の変位量が小さいので、締結時に緩み止めボルトやナット等の螺子部に傷を付け難く、また弾性変形によって反力を安定して得ることができるので、同一の雌螺子であれば一旦螺合させた緩み止めボルトを取り外した後に再度螺着して繰り返し使用することができ、繰り返し使用性に優れた緩み止めボルトを提供することができる。
（５）主雄螺子部の谷底と同一若しくは深く形成された環状溝部を有しているので、雌螺子に主雄螺子部を螺着する際にスムーズに螺着することができるとともに圧縮若しくは引張変形を容易にすることができ、設計の自由度を増すとともに圧縮変形の際に主雄螺子部等が座屈するのを防止することができる緩み止めボルトを提供することができる緩み止めボルトを提供することができる。
（６）先端凹部によって環状溝部の軸部を薄肉にし、弾力や曲げ応力等の機械的強度を最適にして螺子部に応じた反力を得ることができ、螺子部の損傷を防止するとともに緩み難くすることができる緩み止めボルトを提供することができる。
（７）環状溝部におけるボルト先端部が圧縮変形された弾性部は弾性を有するので、螺合された雌螺子によって生じる副雄螺子部等の弾性変形に加え、螺合された雌螺子によって生じる弾性部の伸びによって、雌螺子と緩み止めボルトの雄螺子部の加工精度ばらつきによるガタツキ等を吸収するとともに、弾性部の弾力に応じて発生する応力によって、生じる反力をさらに大きくすることができ、緩み止めボルトが雌螺子から緩むのをより確実に防止できる緩み止めボルトを提供することができる。
（８）主雄螺子部と副雄螺子部とを同一ピッチかつ同一位相で形成した後、環状溝部を圧縮変形させることで主雄螺子部と副雄螺子部の位相を容易にずらすことができるので、製造が容易で生産性に優れた緩み止めボルトを提供することができる。
【００４２】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１の効果に加え、
（１）ボルト先端部の外周に、主雄螺子部に対する位相が１２〜１００°に変位されて形成された副雄螺子部を備えているので、被締結部材を締結する際に緩み止めボルトを雌螺子に螺合することにより、副雄螺子部が主雄螺子部の方向に雌螺子を押圧する反力と主雄螺子部が副雄螺子部の方向に雌螺子を押圧する反力と、又は副雄螺子部が主雄螺子部と反対側の方向に雌螺子を押圧する反力と主雄螺子部が副雄螺子部と反対側の方向に雌螺子を押圧する反力とが生じ、これによって主雄螺子部及び副雄螺子部と雌螺子との間で大きな摩擦力を得ることができ、振動等により雌螺子から主雄螺子部等が緩み螺着力が低下するのを確実に防止できる緩み止めボルトを提供することができる。
【００４４】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は２の効果に加え、
（１）環状溝部を変形量αで変形することにより、主雄螺子部に対する副雄螺子部の位相を１２〜１００°に確実に変位させることができるので、製品得率が高いとともに生産性に優れた緩み止めボルトを提供することができる。
（２）ｎの値を変えることにより環状溝部を所定の変形量にすることができ、環状溝部の変形が弾性限度以内であれば弾性部の弾力を変化させることができるので、弾性部の変位と反力との関係が安定的に得られ、得られる反力のばらつきが小さく安定性に優れた緩み止めボルトを提供することができる。
【００４５】
請求項４に記載の発明によれば、請求項１乃至３の内いずれか１の効果に加え、
（１）環状溝部の軸部の横断面積を規定することによって副雄螺子部が雌螺子に与える反力Ｑを所定範囲に設定できるので、締結前の空トルクＴｑを約１〜５０Ｎ・ｍ程度に抑えることができ、締結作業性に優れた緩み止めボルトを提供することができる。
（２）環状溝部の軸部の肉厚を所定厚みに形成して機械的強度を所定範囲にできるので、ボルト先端部を変形させて副雄螺子部の位相を所定範囲に容易に変位させることができる。また、環状溝部の軸部に適量の伸びが生じ易く、雌螺子に螺着された際に軸部が伸びることにより雌螺子や副雄螺子部の螺子山を潰し難く装着性に優れた緩み止めボルトを提供することができる。
【００４６】
請求項５に記載の発明によれば、
（１）先端凹部が形成された環状溝部におけるボルト軸部を圧縮変形させることで、位相のずれた主雄螺子部と副雄螺子部を容易に形成することができるので、製造が容易で生産性に優れた緩み止めボルトの製造方法を提供することができる。
（２）環状溝部におけるボルト軸部が変形量αで圧縮変形されているので、主雄螺子部に対する副雄螺子部の位相を１２〜１００°に確実に変位させることができるので、信頼性に優れるとともに作業性に優れた緩み止めボルトの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）実施の形態１における緩み止めボルトの全体斜視図
（ｂ）図１（ａ）の軸方向における要部断面端面図
【図２】（ａ）実施の形態１における緩み止めボルトの環状溝部を圧縮変形する以前の状態を示す要部断面図
（ｂ）ボルトを加工しボルト先端部と先端凹部を形成したボルトの断面図
【図３】実施の形態１における緩み止めボルトの変形例を示す要部断面端面図
【図４】実施の形態１における緩み止めボルトで被締結部材を締結した状態を示す要部断面図
【図５】実施の形態１における緩み止めボルトで被締結部材を締結した際に弾性部に生じる力と変位との関係を模式的に示す図
【図６】実施の形態２における緩み止めボルトで被締結部材を締結した状態を示す要部断面図
【図７】実施の形態２における緩み止めボルトで被締結部材を締結した際に主雄螺子部と副雄螺子部にかかる応力と歪みとの関係を模式的に示す図
【符号の説明】
１ 緩み止めボルト
２ ボルト軸部
３ ボルト先端部
４ ボルト頭
５ 主雄螺子部
５ａ 雄螺子
６，６ａ 環状溝部
７ 弾性部
７ａ 軸部
８ 副雄螺子部
８ａ 雄螺子
９ 先端凹部
１０ 緩み止めボルト
１１ 環状溝部
１２ 先端凹部
１２ａ 大径凹部
１３ 弾性部
２０ 雌螺子
２０ａ 構造物
２１ 被締結部材
２２ ボルト孔
３０ 緩み止めボルト
３１ 環状溝部
３１ａ 軸部
３２ 副雄螺子部
Claims (5)
- 雌螺子に螺合して被締結部材を締結する緩み止めボルトであって、
ボルト軸部の先端部に前記ボルト軸部と同軸に形成されたボルト先端部と、前記ボルト軸部の外周に形成された主雄螺子部と、前記ボルト先端部の前記ボルト軸部側の外周に前記主雄螺子部の谷底と同一若しくは深い環状に形成された環状溝部と、前記主雄螺子部に対する位相が所定量変位して前記ボルト先端部の外周に形成された副雄螺子部と、前記ボルト先端部の軸中心に前記ボルト先端部の先端から少なくとも前記環状溝部の全幅にわたって形成された先端凹部と、前記環状溝部の軸部を前記ボルト先端部の外周側又は内周側に膨出し軸方向に圧縮された弾性部と、を備えていることを特徴とする緩み止めボルト。 - 前記主雄螺子部に対する前記副雄螺子部の位相が１２〜１００°変位していることを特徴とする請求項１に記載の緩み止めボルト。
- 前記環状溝部の軸方向の変形量αが、前記主雄螺子部のピッチの大きさをＰとしたとき、（ｎ＋１／３０）Ｐ≦α≦（ｎ＋５／１８）Ｐ、又は、（ｎ−５／１８）Ｐ≦α≦（ｎ−１／３０）Ｐ（但し、ｎは０以上の整数とする。αは圧縮方向を正とする。）であることを特徴とする請求項１又は２に記載の緩み止めボルト。
- 前記環状溝部の軸部の横断面積が、前記ボルト軸部の谷底における横断面積の５〜５０％であることを特徴とする請求項１乃至３の内いずれか１に記載の緩み止めボルト。
- 雌螺子に螺合して被締結部材を締結する緩み止めボルトの製造方法であって、
ボルト軸部の先端側の所定部の外周に雄螺子の谷底と同一若しくはそれより深い環状溝部を形成する環状溝部形成工程と、
前記ボルト軸部の軸中心に先端から少なくとも前記環状溝部の全幅にわたって先端凹部を形成する先端凹部形成工程と、
前記ボルト軸部と略平行に所定荷重を所定時間印加して前記環状溝部形成工程で形成された前記環状溝部における前記ボルト軸部を、変形量αが前記雄螺子のピッチの大きさをＰとしたとき、（ｎ＋１／３０）Ｐ≦α≦（ｎ＋５／１８）Ｐ、又は、（ｎ−５／１８）Ｐ≦α≦（ｎ−１／３０）Ｐ（但し、ｎは０以上の整数とする。αは圧縮方向を正とする。）だけ前記ボルト先端部の外周側又は内周側に膨出させ圧縮変形させて弾性部を形成する弾性部形成工程と、
を備えていることを特徴とする緩み止めボルトの製造方法。
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