JP5820104B2 - ブラインドボルト - Google Patents

Description

本発明は、例えば板状の複数の部材を重ね合わせて締結する作業を、片側から行うことができるブラインドボルトに関する。

２つの板材を締結する手段として、六角柱の頭部を有するボルトと六角柱の形状のナットとの組合せが一般的である。しかし、ボルトとナットとの組合せは、締結する際に供回りを防止する必要があることから、板材の一方の側からのみ作業が可能な場合には、ブラインドボルトが使用される。
ブラインドボルトは、一端に六角柱の頭部を有し他端側の一部に雌ネジが設けられた円筒状のリベット部材と、雌ネジに螺合するボルト部材で構成され、重ね合わせた板材の孔を貫通させ一端側でボルト部材を締め付けることにより、板材の他方の側においてリベット部材の他端側中途部分を屈曲させて外方に拡げ、複数の板材を締結する（特許文献１）。

ブラインドボルトには、ボルト部材の頭部が所定のトルクを超えると破断して雄ネジ部分と切り離されることにより、施工時にトルクレンチを不要とし、かつその後の操作を不要としたブラインドボルトも提案されている（特許文献２）。

実公平２−３９０５２号公報 特開２００４−１００８３７号公報

特許文献１，２に開示されたブラインドボルトは、リベット部材が屈曲可能な程度に塑性変形し易く形成されており、半端な屈曲では締結後容易に緩みが生ずる。そのため、施工時に、リベット部材はそれ以上変形しない限界にまで屈曲される。
ところで、例えばモーター等の動力源を備えた機器および設備等では、動力源からの振動等によって、ブラインドボルトによる締結部分に緩みが生ずるおそれがある。

しかし、ブラインドボルトによる締結部分に緩みが生じた場合、特許文献１，２に開示されたブラインドボルトには、その締結に関わる構造から、増し締めを行うことができな
いという問題がある。
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたもので、締結後経時等により緩みが生じた場合に増し締めを行うことができるブラインドボルトを提供することを目的とする。

本発明に係るブラインドボルトは、締結部材、ボルト部材および拡径部材で構成され、前記締結部材は、外形が略円柱状の円筒状部と、前記円筒状部の一端において前記円筒状部から径方向に拡がる頭部と、前記円筒状部および前記頭部をその軸方向に貫通するボルト用孔と、を有し、前記ボルト部材は、前記ボルト用孔に挿入可能であって雄ネジが設けられた軸部と、前記ボルト用孔に挿入不能であって前記軸部の一端に一体化され前記軸部を回転させる工具または装置に連結可能または係合可能な頭部と、を有する。

前記拡径部材は、略円錐台形の拡径部と、前記拡径部の下底をその底面として前記拡径部に一体となった外形が略円柱状の本体と、からなり、その軸心を前記雄ネジに螺合する雌ネジが貫通している。
前記拡径部は、前記本体とは反対側の端の外径が前記ボルト用孔の内径よりも小さく、前記本体は、その外径が前記ボルト用孔の内径よりも大きい。

前記拡径部の周面には、前記周面の母線に沿って略同じ高さで凸となって線状に延びた複数の凸帯が設けられ、前記ボルト用孔の内面には、前記複数の凸帯の互いに異なるいずれかを嵌め入れ可能な複数の凹溝が、前記径方向に拡がる頭部とは前記軸方向についての反対側の端から前記頭部に向けて前記軸方向に延びている。
ここでいう「略円柱状」とは、完全な円柱のほかに、いずれかの形状に例えるとすれば円柱といえる形状を含み、また周面が円滑でなく例えば周面に軸心方向の溝を多数有する形状も含まれる。

本発明によると、締結後経時等により緩みが生じた場合に増し締めを行うことができるブラインドボルトを提供することができる。

図１はブラインドボルトの正面半断面図である。 図２はブラインドボルトの平面図である。 図３はブラインドボルトの下面図である。 図４は締結状態のブラインドボルトの正面半断面図である。 図５は他の形態の拡径部材の平面図である。 図６は他の形態の拡径部材の上面図である。 図７は他の形態の頭部を有するボルト部材を示す図である。 図８は他の形態の頭部を有するボルト部材を示す図である。

図１はブラインドボルト１の正面半断面図、図２はブラインドボルト１の平面図、図３はブラインドボルト１の下面図、図４は締結状態のブラインドボルト１の正面半断面図である。
ブラインドボルト１は、締結部材２、ボルト部材３および拡径部材４で構成される。
締結部材２は、円筒状部１１および頭部１２からなる。円筒状部１１は、軸心を通り断面が円形の孔を有する円筒である。頭部１２は、形状が六角柱であって、その軸心を円筒状部１１の軸心に一致させて円筒状部１１と一体になり、円筒状部１１の孔に連続し同じ内径の孔が貫通している。円筒状部１１の孔およびこれに連続する頭部１２の孔を併せてボルト用孔１６という。頭部１２は、円筒状部１１の径方向外方にフランジ状（鍔状）に拡がる。締結部材２は、適度な強度と組成変形性とを有する金属材料、例えば炭素鋼で形成される。

ボルト部材３は、頭部１３に六角レンチ用の孔１４を有する六角穴付きボルトである。雄ネジが設けられた軸部１５の軸径は、締結部材２の孔の内径より僅かに小さい。軸部１５の長さは、締結部材２の孔を貫通しさらに外部に露出する程度である。ボルト部材３は、全ネジが好ましいが、ネジ部分が締結に十分な長さを有すれば半ネジでもよい。
拡径部材４は、外形が略円錐台状の拡径部２１、および外形が円柱状の本体２２からなる。拡径部２１は、上底（径が小さい方の底）側近傍において、周面の母線の軸心に対する傾斜が一段と大きくなっている。拡径部２１は、上底側外径がボルト用孔１６の内径よりも小さい。

本体２２は、その軸心を拡径部２１の軸心と一致させその一方の底（面）が拡径部２１の下底に連続する。本体２２の外径は、締結部材２の円筒状部１１の外径と同じまたはそれ以下であり、かつボルト用孔１６の内径より大きい。拡径部材４は、拡径部２１および本体２２の軸心を通りボルト部材３の雄ネジに螺合する雌ネジ２３を備える。
拡径部材４は、拡径部２１の形状を球または楕円球とすることができ、拡径部材４全体の形状を砲弾形とすることができる。

次に、ブラインドボルト１による板材の締結について説明する。
図１を参照して、ブラインドボルト１は、ボルト部材３の軸部１５が、締結部材２の頭部１２側からボルト用孔１６内に挿入される。締結部材２の他端から飛び出た軸部１５には、拡径部材４が拡径部２１側から螺合される。ボルト部材３は、拡径部２１の端部がボルト用孔１６内に進入し拡径部材４の供回りが阻止される程度にまで回転される。ブラインドボルト１は、このように一体化された後、締結する板材に共通に設けられた貫通孔２５に拡径部２１側から差し入れられる。

板材の締結に使用されるブラインドボルト１は、本体２２の外径に締結部材２の円筒状部１１の厚さの２倍を加えた数値が貫通孔２５の内径より大きな拡径部材４を有するものが使用される。つまり、目的とする締結強度を得るために選択されたブラインドボルト１に応じて、上記の要件を満たす内径の貫通孔２５が板材に設けられる。
また、使用されるブラインドボルト１は、締結部材２の円筒状部１１の長さが、貫通孔２５の長さに拡径部材４の長さを加えた以上のものが好ましい。

ブラインドボルト１による締結作業には、締結装置ＴＤが使用される。図４を参照して、締結装置ＴＤは、回転六角レンチ５１および締結部材押さえ５２を有する。回転六角レンチ５１は、断面六角形のレンチがその軸心回りに回転するものである。締結装置ＴＤは、回転六角レンチ５１と駆動源とが空転クラッチで連結され、所定のトルク以上で駆動源が空転する。回転六角レンチ５１は、ボルト部材３の頭部１３に設けられた孔１４に嵌め入れられ、ボルト部材３を一方向（締まる方向）に回転させる。締結部材押さえ５２は、締結部材２の六角形の頭部１２を嵌め入れてその軸心回りの回転を制限する。

さて、ブラインドボルト１は、締結部材２の頭部１２が締結部材押さえ５２により供回りを制限された状態でボルト部材３が回転すると、螺合する拡径部材４が円筒状部１１におけるボルト用孔１６内に進入する。拡径部材４は、形状が円錐台の拡径部２１が、円筒状部１１を径方向に押し拡げながらボルト用孔１６内を進入する。このとき、ボルト部材３の頭部１３は、締結部材２の頭部１２に係止されて、拡径部材４をボルト用孔１６内に引き寄せる。

拡径部材４が貫通孔２５の内方に入り込むと、回転六角レンチ５１の回転トルクが増加し、押し拡げられた円筒状部１１は、強く貫通孔２５の内面を押圧する。やがて回転トルクが所定の値になると空転クラッチによって回転六角レンチ５１の回転が停止し、ブラインドボルト１による板材の締結が終了する。
ブラインドボルト１は、拡径部材４の拡径部２１が、締結作業時に円筒状部１１を押しひろげるとともに、締結後にはくさびの役割を果たす。

ブラインドボルト１は、板材等の締結後、ボルト部材３を逆回転させ、締結部分から取り除くことができる。また、ブラインドボルト１は、振動等により締結部分に緩みが生じたときには、ボルト部材３を（螺合部分が進行する方向に）正回転させ、さらに円筒状部１１を押し拡げることにより、緩みを解消させることができる。
締結部分からボルト部材３が取り外された場合でも、ボルト部材３を締結部材２の頭部１２側からボルト用孔１６に挿入して拡径部材４に螺合させ拡径部材４をボルト用孔１６内に進入させることにより、円筒状部１１を押し拡げて緩みを解消し、強い締結状態に回復させることができる。

図５は他の形態の拡径部材４Ｂの平面図、図６は拡径部材４Ｂの上面図である。
拡径部材４Ｂは、上記した拡径部材４と同様に、外形が略円錐台状の拡径部２１Ｂ、および外形が円柱状の本体２２からなる。拡径部２１Ｂは、その周面に、母線に沿って線状に凸となった凸帯２６Ｂが、周方向に等間隔に４本設けられている。凸帯２６Ｂの***幅は、母線に沿って線状に延びると認められる任意とすることができる。拡径部材４Ｂにおける拡径部２１Ｂは、本体２２に連続する部分から上底に相当する部分までの周面の母線（軸を含む断面の輪郭）が、不連続点を有しない曲線となっている。

拡径部材４Ｂにおける他の部分の形状等は、拡径部材４におけるものと同じであり、図５および図６において拡径部材４におけると同じ符合を付し、説明を省略する。
拡径部材４Ｂに組み合わされる締結部材２は、ボルト用孔１６の内面に、凸帯２６Ｂの***幅と同じまたはそれ以上の幅、および凸帯の***高さと同じまたはそれ以下の深さであり、軸方向に延びた４本の凹溝２７Ｂ，２７Ｂ，２７Ｂが周方向に等間隔に設けられていることが好ましい。

凸帯２６Ｂを有する拡径部材４Ｂは、板材等の締結時に回転されるボルト部材３に供回りし難く、確実に強く板材等を締結することができる。
凸帯２６Ｂの数は４に限られず他の数としてもよい。また、凸帯２６Ｂは、周方向に等間隔ではなく、不規則な間隔としてもよい。そのような拡径部材に組み合わされる締結部材に設けられる凹溝２７Ｂは、全ての凸帯２６Ｂがいずれかの凹溝２７Ｂに嵌り込むように配される。

図７および図８はそれぞれ他の形態の頭部１３Ｃ，１３Ｄを有するボルト部材３Ｃ，３Ｄを示す図である。図７および図８において（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。
ボルト部材３Ｃは、スパナ等で締結を行うことができるように、形状が六角柱の頭部１３Ｃを有する。
ボルト部材３Ｄは、プラスドライバーで締結を行うことができるように、十字型の孔が設けられた頭部１３Ｄを有する。

ボルト部材３Ｃおよびボルト部材３Ｄは、頭部１３Ｃ，１３Ｄの形状を除く他の部分は、ボルト部材３におけるものと同じである。ボルト部材３Ｃおよびボルト部材３Ｄは、上述した締結部材２および拡径部材４，４Ｂと組み合わされて、ブラインドボルトを構成する。
上述の実施形態において、締結部材２の頭部１２は、円筒状部１１の一端の全周において径方向に鍔状に拡がり、円筒状部１１が板材の貫通孔２５に挿入されたときに板材の作業側表面に係止されたものであれば、その形状を任意のものとすることができる。締結部材２は、その頭部１２に、ボルト部材１５との供回り防止のためになんらかの工夫が施されるのが好ましい。

頭部１２におけるボルト部材１５との供回り防止のための工夫とは、上記した形状を六角柱とする方策のほかに、スパナに保持等に保持可能なように平行な２つの側面（側面＝軸心に平行な面）を設ける、または円筒状部１１側を向く面に目荒らしを行うもしくは小さな三角錐状の突起を設ける等である。
拡径部材４は、拡径部２１の先端の端縁が、軸心方向から見たときに本体２２の輪郭内に収まれば、拡径部２１の形状を任意のものとすることができる。

その他、ブラインドボルト１の各構成または全体の構造、形状、寸法、個数、材質などは、本発明の趣旨に沿って適宜変更することができる。

本発明に係るブラインドボルトは、施工後経時により緩みが発生しやすく増し締めが求められる板材等の締結に利用することができる。

１ ブラインドボルト
２ 締結部材
３，３Ｃ，３Ｄ ボルト部材
４，４Ｂ 拡径部材
１１ （締結部材の）円筒状部
１２ （締結部材の）頭部
１３，１３Ｃ，１３Ｄ （ボルト部材の）頭部
１５ （ボルト部材の）軸部
１６ ボルト用孔
２１ （拡径部材の）拡径部
２２ （拡径部材の）本体
２３ （拡径部材の）雌ネジ
２６Ｂ 凸帯

Claims (1)

1. 締結部材、ボルト部材および拡径部材で構成され、
   前記締結部材は、
   外形が略円柱状の円筒状部と、
   前記円筒状部の一端において前記円筒状部から径方向に拡がる頭部と、
   前記円筒状部および前記頭部をその軸方向に貫通するボルト用孔と、を有し、
   前記ボルト部材は、
   前記ボルト用孔に挿入可能であって雄ネジが設けられた軸部と、
   前記ボルト用孔に挿入不能であって前記軸部の一端に一体化され前記軸部を回転させる工具または装置に連結可能または係合可能な頭部と、を有し、
   前記拡径部材は、
   略円錐台形の拡径部と、
   前記拡径部の下底をその底面として前記拡径部に一体となった外形が略円柱状の本体と、からなり、
   その軸心を前記雄ネジに螺合する雌ネジが貫通し、
   前記拡径部は、前記本体とは反対側の端の外径が前記ボルト用孔の内径よりも小さく、
   前記本体は、その外径が前記ボルト用孔の内径よりも大きく、
   前記拡径部の周面に、前記周面の母線に沿って略同じ高さで凸となって線状に延びた複数の凸帯が設けられ、
   前記ボルト用孔の内面には、前記複数の凸帯の互いに異なるいずれかを嵌め入れ可能な複数の凹溝が、前記径方向に拡がる頭部とは前記軸方向についての反対側の端から前記頭部に向けて前記軸方向に延びている
   ことを特徴とするブラインドボルト。