(57)【要約】【課題】何ら締結作業性を変えることなく、螺合した締め付けナットと緩み止めナットとを一体化させ、締め付けナットの緩みを確実に防止し得る締結具を提供すること。【解決手段】ボルト１の軸部３を本体軸部３ａとその先端側に存在する細径軸部３ｂとし、前記細径軸部に前記本体軸部に設けられた雄ネジよりピッチの狭い雄ネジを設けると共に、前記本体軸部に設けた雄ネジに螺合する雌ネジを締め付けナット５に設け、前記細径軸部に設けた雄ネジに螺合する雌ネジを緩み止めナット６に設けることにより、前記本体軸部に締め付けナットを螺合させ、前記細径軸部に緩み止めナットを螺合させるようにした締結具であって、上記締め付けナットと上記緩み止めナットとの間に、表面及び裏面に、当接する前記締め付けナットと緩み止めナットの表面を掘り起し、係合凸部３０をその間に形成する２個一組の突起１１をそれぞれ設けた座金を介在させた締結具とした。【選択図】図１４
2019124322.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボルトの軸部を本体軸部とその先端側に存在する細径軸部とし、前記本体軸部に雄ネジを設け、前記細径軸部に前記本体軸部に設けられた雄ネジよりピッチの狭い雄ネジを設けると共に、前記本体軸部に設けた雄ネジに螺合する雌ネジを締め付けナットに設け、前記細径軸部に設けた雄ネジに螺合する雌ネジを緩み止めナットに設けることにより、前記本体軸部に締め付けナットを螺合させ、前記細径軸部に緩み止めナットを螺合させるようにした締結具であって、上記締め付けナットと上記緩み止めナットとの間に、表面及び裏面に、当接する前記締め付けナットと緩み止めナットの表面を掘り起し、係合凸部をその間に形成する２個一組の突起をそれぞれ設けた座金を介在させたことを特徴とする、締結具。
【請求項２】
上記座金に設けられた２個一組の突起が、表面と裏面の異なる位置にそれぞれ形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の締結具。
【請求項３】
上記座金に設けられた２個一組の突起が、当接する締め付けナットと緩み止めナットの表面を掘り起こす掘り起し突起と、前記掘り起し突起により掘り起こされた肉部を堰き止め、っ前記掘り起し突起との間に上記係合凸部を形成する堰き止め突起とからなることを特徴とする、請求項１又は２に記載の締結具。
【請求項４】
上記掘り起し突起と堰き止め突起が、座金の表面及び裏面に、僅かにずらした異なる円周上にそれぞれ形成されていることを特徴とする、請求項３に記載の締結具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、締結具に関するもので、特にボルト、ナットそして座金とからなる締結具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、締結具として、一本のボルトに二つのナットを螺合した緩み止め構造、いわゆるダブルナット式とした緩み止め構造を有する締結具が存在する。
これは、ボルトに螺合した締め付けナットに続いて緩み止めナットを螺合して締め付け、振動等によって締め付けナットが緩む方向に回転するのを、緩み止めナットによって阻止するものである。
【０００３】
この緩み止め構造は、締め付けナットと緩み止めナットの双方に同一ピッチの雌ネジを形成し、それと同一ピッチの雄ネジを軸部に形成したボルトに螺合し、締め付けた両ナット間に生じる摩擦力によって、締め付けナットの緩みを防止するものである。
【０００４】
従来のこうした構造に係る締結具は、締め付けナットの緩みをある程度防止することができるものの、大きな振動が長時間加わると、締め付けナットと緩み止めナットがいわゆる供回りを起こし、ボルトから両ナットが緩んでしまうといった問題があった。
【０００５】
そこで、本件出願人等は、先に振動などによりナットが供回りを起こすことがなく、有効にナットの緩みを防止し得る締結具を考案し、実用新案登録出願を行った（特許文献１）。
この実用新案登録出願を行った締結具は、ボルトの軸部を本体軸部とその先端側に存在する細径軸部とし、前記本体軸部に並目ネジの雄ネジを形成し、前記細径軸部に細目ネジの雄ネジを形成すると共に、前記並目ネジに螺合する雌ネジを締め付けナットに形成し、前記細目ネジに螺合する雌ネジを緩み止めナットに形成することにより、前記本体軸部に締め付けナットを螺合させ、前記細径軸部に緩み止めナットを螺合させるようにした、ボルトとナットとからなる締結具である。
【０００６】
上記したボルトとナットとからなる締結具によれば、締め付けナットと緩み止めナットのピッチが異なるので、両ナットが供回りを起こすことがなく、よって締め付けナットの緩みを効果的に防止することができるものであった。
【０００７】
一方、特許文献２，３には、２つのナットを用いたダブルナット式のボルトとナットとからなる締結具において、そのナット同士の当接面に、それぞれ鋸刃状等の凹凸部を予め形成し、両ナットを一体化させ、ボルトからの緩みを防止する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】登録実用新案第３１７９８７４号公報
【特許文献２】特開２００４−２０４８６７号公報
【特許文献３】登録実用新案第３１５３１３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記した特許文献１に開示された締結具は、ナット間の摩擦力により締め付けナットと緩み止めナットとが独立して動くことができず、一体となって動く状態である場合には、両ナットはピッチが異なるために供回りすることはできず、有効に締め付けナットの緩みを防止できるものではあったが、何らかの要因で細目ネジに螺合した緩み止めナットが先に独立して緩んでしまった場合には、その後はもはや両ナットを一体として供回りさせるナット間の摩擦力は働かず、それぞれのナットが独立して緩んでしまうことが起こり得ることから、締め付けナットの緩み、及びそのボルトからの脱落が懸念されるものであった。
【００１０】
また、特許文献２，３に開示されたナット同士の当接面に、それぞれ鋸刃状等の凹凸部を予め形成しておく技術にあっては、通常のナットを使用することはできず、凹凸部を有する特殊なナットを製作する必要があり、コスト高となっていた。また特許文献２の〔０００４〕段にも記載されているように、副ナットの主ナットへの締め付け時に、過度の荷重がかかった状態で両凹凸部が擦り合わされるため、係合手段である凹凸部が損傷してしまい、その結果、主ナットと副ナットとの当接面が噛合されにくく、主ナットの緩みを効果的に防止することができないことが生じていた。
【００１１】
本発明は、上述した先行技術が有する種々の課題に鑑み成されたものであって、その目的は、何ら締結作業性を変えることなく、螺合した締め付けナットと緩み止めナットとを一体化させ、締め付けナットの緩み、しいては締結具の緩み確実に防止し得るボルト、ナットそして座金とからなる締結具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記した目的を達成するため、本発明は、次の（１）〜（５）に記載の締結具とした。
（１）ボルトの軸部を本体軸部とその先端側に存在する細径軸部とし、前記本体軸部に雄ネジを設け、前記細径軸部に前記本体軸部に設けられた雄ネジよりピッチの狭い雄ネジを設けると共に、前記本体軸部に設けた雄ネジに螺合する雌ネジを締め付けナットに設け、前記細径軸部に設けた雄ネジに螺合する雌ネジを緩み止めナットに設けることにより、前記本体軸部に締め付けナットを螺合させ、前記細径軸部に緩み止めナットを螺合させるようにした締結具であって、上記締め付けナットと上記緩み止めナットとの間に、表面及び裏面に、当接する前記締め付けナットと緩み止めナットの表面を掘り起し、係合凸部をその間に形成する２個一組の突起をそれぞれ設けた座金を介在させたことを特徴とする、締結具。
（２）上記座金に設けられた２個一組の突起が、表面と裏面の異なる位置にそれぞれ形成されていることを特徴とする、上記（１）に記載の締結具。
（３）上記座金に設けられた２個一組の突起が、当接する締め付けナットと緩み止めナットの表面を掘り起こす掘り起し突起と、前記掘り起し突起により掘り起こされた肉部を堰き止め、前記掘り起し突起との間に上記係合凸部を形成する堰き止め突起とからなることを特徴とする、上記（１）又は（２）に記載の締結具。
（４）上記掘り起し突起と堰き止め突起が、座金の表面及び裏面に、僅かにずらした異なる円周上にそれぞれ形成されていることを特徴とする、上記（３）に記載の締結具。
【発明の効果】
【００１３】
上記した本発明に係る締結具によれば、締め付けナットと緩み止めナットとの間に、表面及び裏面にそれぞれ当接する前記ナットの表面を掘り起し、係合凸部をその間に形成する２個一組の突起を設けた座金を介在させたので、締め付けにより両ナットは該座金を介して一体となり、独立して回ることができない状態となる。一方、本発明が対象としている締結具は、本体軸部に設けた雄ネジに螺合する締め付けナットと、細径軸部に設けた前記本体軸部の雄ネジよりピッチの狭い雄ネジに螺合する緩み止めナットとからなるものであるので、両ナットの回転による進度が異なり、締め付けナットと緩み止めナットとは供回りを起こすことができない状態のものである。上記した本発明の締結具の両作用、即ち、突起を有する座金により締め付けナットと緩み止めナットとを一体化させる作用と、ピッチ差を設けて締め付けナットと緩み止めナットとの供回りを阻止する作用とが相俟って、ナットの緩みを確実に防止し得る締結具となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明において使用するボルトの一実施形態を示した側面図である。
【図２】本発明において使用する締め付けナットの一実施形態を示した上方視斜視図である。
【図３】本発明において使用する緩み止めナットの一実施形態を示した上方視斜視図である。
【図４】本発明において使用する座金の一実施形態を示した上方視斜視図である。
【図５】図４に示した座金の下方視斜視図である。
【図６】図４に示した座金の平面図である。
【図７】図４に示した座金の正面図である。
【図８】図４のＡ−Ａ線に沿う部分の断面図である。
【図９】図４のＢ−Ｂ腺に沿う部分の拡大断面図である。
【図１０】図１〜図９に示したボルト、締め付けナット及び緩み止めナット、そして座金を使用した締結構造の一実施形態を示した図であって、ボルトに締め付けナット及び緩み止めナットを螺合させる前の状態を示した一部を断面とした側面図である。
【図１１】図１０に示した締結構造において、ボルトに締め付けナットを螺合させた状態を示した一部を断面とした側面図である。
【図１２】図１０に示した締結構造において、ボルトに締め付けナット及び緩み止めナットを座金を介在させて螺合させた状態を示した一部を断面とした側面図である。
【図１３】座金に設けられた突起によってナット表面に係合凸部が形成される状態を概念的に示した拡大断面図である。
【図１４】緊締後の締め付けナットと緩み止めナットとの間に介在させた座金の状況を示した拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、上記した本発明に係る締結具の実施形態を、図面を示して詳細に説明する。
【００１６】
本発明において使用するボルト１は、図１に示したように、頭部２と、軸部３とを有する。頭部２は、略六角柱の形状をなし、スパナ、六角レンチなどの工具により締め付けるのに適した形状とされている。また、軸部３は、本体軸部３ａと、その先端側に存在する細径軸部３ｂとから構成され、前記本体軸部３ａ及び細径軸部３ｂには、それぞれ並目の雄ネジ４ａ、４ｂが形成されている。ここで、細径軸部３ｂは本体軸部３ａより軸径が小さいため、両者にともに並目の雄ネジを形成した場合にも、細径軸部側の雄ネジ４ｂは本体軸部側の雄ネジ４ａより狭いピッチのものとなる。なお、本体軸部３ａに並目ネジの雄ネジを形成し、細径軸部３ｂに細目ネジの雄ネジを形成した場合には、そのピッチ差がより大きなものとなるため、それでもよい。
【００１７】
上記細径軸部３ｂは、上記本体軸部３ａの軸径の６０〜９０％の軸径に形成されていることが好ましく、７０〜８５％の軸径に形成されていることが更に好ましい。これは、６０％に満たない細い細径軸部を形成した場合には、該細径軸部の強度が弱くなると共に、該細径軸部に形成された雄ネジ４ｂに螺合する緩み止めナットと、本体軸部に形成された雄ネジ４ａに螺合する締め付けナットとの十分な当接面を確保することが困難となるために好ましくない。逆に９０％を超える細径軸部を形成した場合には、本体軸部に形成された雄ネジ４ａへの締め付けナットの挿入・螺合に際して、該細径軸部に形成されたピッチの異なる雄ネジ４ｂが邪魔となるおそれがあるために好ましくない。
【００１８】
また、上記細径軸部３ｂに形成された雄ネジ４ｂのピッチは、本体軸部３ａに形成された雄ネジ４ａのピッチの５０〜８０％に形成されていることが好ましく、５５〜７５％に形成されていることが更に好ましい。これは、５０％に満たない狭いピッチの雄ネジ４ｂを細径軸部３ｂに形成した場合には、該雄ネジ４ｂに螺合する緩み止めナットの進度が遅く、締結作業上好ましくない。一方、８０％を超え、本体軸部３ａに形成された雄ネジ４ａのピッチとさほど差のない雄ネジを細径軸部３ｂに形成した場合には、締め付けナットと緩み止めナットが供回りを起こすおそれがあるために好ましくない。
【００１９】
なお、本体軸部３ａに形成する雄ネジ４ａは、本体軸部の全長に亘り形成されている必要は必ずしもなく、図示したように本体軸部３ａの上方のみに形成されていてもよい。
【００２０】
本発明において使用する締め付けナット５及び緩み止めナット６は、上記ボルト１の本体軸部３ａ及び細径軸部３ｂに形成された雄ネジ４ａ，４ｂが共に並目のネジである場合には、通常のナットをそのまま用いることができる。また、ボルト１に形成した雄ネジ４ａ，４ｂを特殊なピッチのネジとした場合には、それぞれの雄ネジ４ａ，４ｂに合う雌ネジ７，８をそれぞれ形成された締め付けナット５及び緩み止めナット６を用いることとなるが、いずれにしても、特殊な外形のものに加工する必要はない。なお、締め付けナット５及び緩み止めナット６の外形寸法は、図２、図３に示したように、略六角柱の形状をなし、スパナ、六角レンチなどの工具により締め付けるのに適した形状とされていると共に、同一の外形寸法のものであることが、締め付け時の作業性の観点から好ましい。また、締め付けナット５及び緩み止めナット６の硬度は、後記する座金１０の突起１１によって変形し易いよう、柔らかい材質、例えば２０ＨＲＣ以下の硬度のもので作製されていることが好ましく、一般的に広く使用されているＳＳ４００により作製されたものを用いることができる。
【００２１】
本発明において使用する座金１０は、図４〜図９に示したように、その表面１０ａ及び裏面１０ｂに、それぞれ当接する上記締め付けナット５及び緩み止めナット６の表面を掘り起し、係合凸部をその間に形成する２個一組の突起１１を設けたものである。
【００２２】
上記突起１１は、当接する締め付けナット５と緩み止めナット６の表面を掘り起こす掘り起し突起１２と、前記掘り起し突起１２により掘り起こされた肉部を堰き止め、掘り起し突起１２との間に係合凸部を形成する堰き止め突起１３とからなる。これらの掘り起し突起１２と堰き止め突起１３とは、１個ずつで一組の突起１１をなし、図示した実施形態においては、座金１０の表面１０ａ及び裏面１０ｂに、それぞれ１８０度を開けて二組の突起１１が表・裏面の９０度ずらした位置に形成されている。また、この実施形態においては、突起１１が形成された面と反対側の面には、その同一位置にそれぞれ凹部１４が形成されている。この凹部１４は、板状の素材から所定金型を用いてプレス加工を施すことにより本発明において使用する突起１１が設けられた座金１０を製造する場合、該突起１１を形成する肉部を確保する観点から形成されている。
【００２３】
上記掘り起し突起１２は、図示した実施形態においては、大径の半球状に形成され、当接するナットの表面に食い込むと共にその周囲に肉を盛り上げる作用、即ち肉部の掘り起し作用を果たす。また、堰き止め突起１３は、小径の半球状に形成されており、前記掘り起し突起１２によって掘り起こされた肉部を堰き止め、掘り起し突起１２と堰き止め突起１３との間に係合凸部３０を形成する作用を果たす。これらの掘り起し突起１２及び堰き止め突起１３は、高周波焼入れ等にてその硬度が上げられていることが好ましいく、その硬度は４０ＨＲＣを超えるものであることが好ましい。
【００２４】
上記掘り起し突起１２及び堰き止め突起１３の大きさは、形成する座金１０の大きさ、また形成する数等によって適宜設計される。例えば、３０ｍｍ程度の直径の座金１０に対し、図示した実施形態の如く、１８０度の間隔を開けて二組の突起１１を座金の表・裏面の９０度ずらした位置にそれぞれ形成する場合、掘り起し突起１２は、高さＨ（図９参照）が０．３〜０．７ｍｍ、底部径Ｄ（図９参照）が１．５〜２．０ｍｍの大径の半球状の突起とすることが適当であり、堰き止め突起１３は、高さｈ（図９参照）が０．２〜０．６ｍｍ、底部径ｄ（図９参照）が１．３〜１．８ｍｍの前記掘り起し突起１２より小径の半球状の突起とすることが適当である。図示した実施形態においては、掘り起し突起１２として、高さＨが０．５ｍｍ、底部径Ｄが１．７ｍｍの半球状の突起が形成され、堰き止め突起１３として、高さｈが０．４ｍｍ、底部径ｄが１．６ｍｍの半球状の突起が形成されている。
【００２５】
また、上記掘り起し突起１２と堰き止め突起１３は、座金１０の表面及び裏面に、僅かにずらした異なる円周上にそれぞれ形成されていることが、締め付け時の抵抗を差ほど増加させることなく係合凸部３０を該突起１２，１３間に形成できるものとなることから好ましい。この掘り起し突起１２と堰き止め突起１３のずらし量は、やはり形成する座金１０の大きさ、また形成する数等によって適宜設計されるが、ずらし量δ（図６参照）が０．３〜２．０ｍｍ異なる円周上に形成されていることが適当である。図示した実施形態においては、掘り起し突起１２が直径２０ｍｍの円周上に形成され、堰き止め突起１３が直径２１ｍｍの円周上に形成されることにより、堰き止め突起１３が掘り起し突起１２の外方に０．５ｍｍずれた円周上に形成されている。
【００２６】
上記したボルト１、締め付けナット５及び緩み止めナット６、更には上記座金１０を使用し、被締結物を締結するに際しては、従来と同様に行えばよい。
即ち、図１０に示したように、先ず締結すべき部材２０，２１のそれぞれに形成された貫通孔２２，２３に、ボルト１の軸部３を挿入する。この際、必要に応じて通常の座金２４を挿入したボルトの軸部３に嵌め込む。
【００２７】
続いて、図１１に示したように、ボルト１の本体軸部３ａに形成された雄ネジ４ａに、締め付けナット５を挿入・螺合し、強く締め付けることにより部材２０，２１を締結する。この際、ボルト１の先端部に存在するピッチの狭い雄ネジ４ｂは、径が細い細径軸部３ｂに形成されているため、締め付けナット５を本体軸部３ａの雄ネジ４ａに螺合させる場合に、何ら邪魔となることがない。また、本体軸部３ａに形成された雄ネジ４ａは、何ら欠損部分がないものであるために変形し難く、締め付けナット５を強く締め付けることが可能となる。
【００２８】
続いて、図１２に示したように、座金１０を介在させた状態で、ボルト１の細径軸部３ｂに形成された雄ネジ４ｂに、緩み止めナット６を挿入・螺合し、先に螺合した締め付けナット５の上面に座金１０の裏面１０ｂを、該緩み止めナット６の下面に座金１０の表面１０ａをそれぞれ強く圧接させる。これにより、座金１０の下面１０ｂに形成された突起１１によって、締め付けナット５の上面に座金１０と係合する係合凸部３０が、座金１０の上面１０ａに形成された突起１１によって、緩み止めナット６の下面に座金１０と係合する係合凸部３０がそれぞれ形成される（図１３（ｃ），図１４参照）。
【００２９】
上記座金１０に形成された突起１１（掘り起し突起１２、堰き止め突起１３）による係合凸部３０の形成のメカニズムは、次の通りである。
締め付けナット５と緩み止めナット６との間に介在させられた座金１０は、緩み止めナット６を強く締め付けると、座金１０の表面１０ａ及び裏面１０ｂにそれぞれ形成された突起１１は、当接するそれぞれのナット５，６の表面に強く圧接されることとなる。この際、突起１１は、当接するナット５，６の表面に食い込むと共に、その周囲に肉を盛り上げる作用、即ち肉部を掘り起こす作用を果たす掘り起し突起１２と、掘り起し突起１２によって掘り起こされた肉部を堰き止める作用を果たす堰き止め突起１３とからなるため、掘り起し突起１２と堰き止め突起１３との間に係合凸部３０が形成される（図１３（ａ）〜（ｃ）参照）。
【００３０】
そして、緩み止めナット６の締め付け後においては、上記両ナット５，６に形成された係合凸部３０と座金１０の突起１１とが噛み合い、両ナットの相対的な回転を阻止する係合手段となり、締め付けナット５と緩み止めナット６とは座金１０を介して一体となり、独立して回ることができない状態となる。
一方、ボルト１の本体軸部３ａに形成された雄ネジ４ａに螺合させた締め付けナット５と、ボルト１の細径軸部３ｂの雄ネジ４ｂに螺合させた緩み止めナット６とは、回転による進度が異なり、締め付けナット５と緩み止めナット６とは供回りを起こすことができない状態となる。
上記した両作用、即ち、座金１０に設けられた突起１１により形成された係合凸部３０からなる係合手段により締め付けナット５と緩み止めナット６とを座金１０を介して一体化させる作用、及びピッチ差を設けて締め付けナット５と緩み止めナット８との供回りを阻止する作用が相俟って、両ナット５，６のボルト１からの緩みを確実に防止することができる締結具となる。
【００３１】
以上、本発明に係るボルト、ナットそして座金とからなる締結具の実施形態を説明したが、本発明は、何ら既述の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した本発明の技術的思想の範囲内において、種々の変形及び変更が可能であることは当然である。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明に係る締結具は、振動が加えられる環境下において使用される部品の締結、例えば、自動車、船舶、航空機、さらにはモータを搭載した洗濯機等の家電製品の部品の締結に、広く利用することができるものである。
【符号の説明】
【００３３】
１  ボルト
２  頭部
３  軸部
３ａ  本体軸部
３ｂ  細径軸部
４ａ  雄ネジ
４ｂ  雄ネジ
５  締め付けナット
６  緩み止めナット
７  雌ネジ
８  雌ネジ
１０  座金
１０ａ  表面
１０ｂ  裏面
１１  突起
１２  掘り起し突起
１３  堰き止め突起
１４  凹部
２０，２１  締結部材
２２，２３  貫通孔
２４  座金
３０  係合凸部
【図１】
2019124322.tif 000003
【図２】
2019124322.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2019124322.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
2019124322.tif 000014
【図１３】
2019124322.tif 000015
【図１４】
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