(57)【要約】ベース部（４）にボルト（３）の呼び径よりもやや大きいボルト貫通孔（５）を有し、該ボルト貫通孔（５）の周囲に、ボルト軸方向上方に従って縮径し、内周面にボルト（３）のネジ部（１３）と嵌め合う螺条（８）を刻設した円錐状筒片（６）を立設し、ベース部（４）と円錐状筒片（６）に連通したネジ部（１３）の螺旋方向と同一方向に傾斜した欠円用スリット（７）を形成した座金（１）の円錐状筒片（６）を、先端部の内周直径が円錐状筒片（６）の先端部の外周直径よりも小さく、後端部の内周直径が円錐状筒片（６）の付け根部の外周直径よりも小さい、円錐状筒片（６）の傾斜角度と同一傾斜角度のテーパ面を備えたナット（２）の円錐状孔部（１０）に嵌入し、ナット（２）とボルト（３）の螺合に伴って、円錐状筒片（６）を縮径し、座金（１）とナット（２）の相乗効果により多様な方向の締め付け力をボルト（３）に作用させ、強固な緩み止め効果を発揮する。
2003093692.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボルトと、ベース部に、ボルトの呼び径よりもやや大きいボルト貫通孔を有し、該ボルト貫通孔の周囲に、ボルト軸方向上方にしたがって縮径する円錐状筒片を起立設し、該円錐状筒片の内周面に、ボルトのネジ部と嵌め合う螺条を刻設し、前記ベース部と前記円錐状筒片に連続した欠円用スリットを形成した座金と、先端部の内周の直径を前記筒片の先端部の外周の直径よりも小さくし、後端部の内周の直径を前記筒片の付け根部の外周の直径よりも小さくした、前記円錐状筒片の傾斜角度と同一傾斜角度のテーパ面を有する円錐状孔部を、ボルトのネジ部と螺合するメネジ部の上部に設けたナットとからなる緩み止め締結具。
【請求項２】
座金の欠円用スリットを、ボルトのネジ部の螺旋方向と同一方向に傾斜して形成した請求項１記載の緩み止め締結具。
【請求項３】
ベース部の欠円用スリットを、ボルトの軸方向と同一方向に形成した請求項１または２記載の緩み止め締結具。
【請求項４】
座金の円錐状筒片の一部をボルト貫通孔の円中心に対して、微小に偏心した肉厚部とした請求項１、２または３記載の緩み止め締結具。
【請求項５】
座金のベース部に、ベース部を径方向に切り欠いた、一又は複数の切欠部を設けた請求項１、２、３または４記載の緩み止め締結具。
【請求項６】
座金の最も肉厚となる肉厚部と連設するベース部に、ベース部を径方向に切り欠いた切欠部を設けた請求項４または５記載の緩み止め締結具。
【請求項７】
座金の傾斜状筒片に、一又は複数の縦溝部を設けた請求項１、２、３または５記載の緩み止め締結具。
【請求項８】
座金の肉厚部の最も肉厚となる部位を除いた円錐状筒片に、一又は複数の縦溝部を設けた請求項４または６記載の緩み止め締結具。
【請求項９】
座金の円錐状筒片の傾斜角度を、略１０°とした請求項１、２、３、４、５、６、７または８記載の緩み止め締結具。
【請求項１０】
座金の円錐状筒片に刻設した螺条を、ボルトのネジ部のピッチと同一ピッチとなる、前記ネジ部と螺合するメネジとした請求項１、２、３、４、５、６、７、８または９記載の緩み止め締結具。
【請求項１１】
２ピッチ半以上３ピッチ以下の１条ねじを、円錐状筒片に刻設した１０記載の緩み止め締結具。
【請求項１２】
座金の円錐状筒片に刻設した螺条を、ボルトのネジ部のピッチよりも小さいピッチとした請求項１、２、３、５、６、７または８記載の緩み止め締結具。
【請求項１３】
ボルトのネジ部のピッチごとに位相差を有して、座金の欠円用スリットとボルトのネジ部を接触させた請求項１、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１または１２記載の緩み止め締結具。
【請求項１４】
座金の欠円用スリットを、ボルト軸方向に対して、２０°から２５°傾斜した請求項１３記載の緩み止め締結具。
【請求項１５】
座金の欠円用スリットの幅を、ボルトとナットを締め切った状態で、隙間を有する幅とした請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３または１４記載の緩み止め締結具。
【請求項１６】
座金の円錐状筒片の高さを、ナットの円錐状孔部の高さよりも低くした請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４または１５記載の緩み止め締結具。
【請求項１７】
ナットの円錐状孔部とメネジ部との間に内鍔状の段部を形成した請求項１、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５または１６記載の緩み止め締結具。
【請求項１８】
座金若しくはナットを、合成樹脂で形成した請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６または１７記載の緩み止め締結具。
【請求項１９】
座金を、ナットよりも硬質材とした請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７または１８記載の緩み止め締結具。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、ボルトと、座金と、ナットとから成る締結具に関し、簡単な構造で、強固に締結具の緩みを防止する緩み止め締結具に関する。
背景技術
一般的に、締結具は、ボルトとナット、若しくはボルトとナットと座金からなるものが用いられている。当然のことならが被締結材の保護上、座金があることが望ましい。ボルトとナット等からなる締結具を用いる場所は、飛行機や電車等の連結部、建物、鉄塔、高速道路の橋げた等の連結部であり、乗り物の走行による振動や、風等の自然環境下の振動の影響を受ける部位に用いられる場合には、所謂緩み止めが施された締結具が用いられる。
緩み止め効果を奏する締結具の提案としては、例えば、特開平９−７９２４７号公報記載に、座金の表面を傾斜した傾斜面を有する凸部若しくは凹部に形成し、ナットの裏面またはボルトの頭部の裏面を、座金の凸部若しくは凹部に対応した傾斜面を有する凹部若しくは凸部に形成して、互いに嵌合した座金の傾斜面とナットの傾斜面に摩擦抵抗力を働かせて、緩み止め効果を奏するとした締結具が開示されている。
しかしながら、座金との間の摩擦抵抗のみに頼るナットは、航空機、電車の連結部、高速道路の連結部等のように回動方向に常時振動が働く部位に用いた場合に、振動によって容易に緩んでいき、一旦ナットが緩んでしまうと、途端に座金の傾斜面とナットの傾斜面との摩擦抵抗力もなくなり、ボルトに対して緩み止め効果を発揮せず、ナットの緩みにより締結具が簡単に緩んでしまう、と云う問題がある。
すなわち、ナットが頼る座金は、ボルトと非一体の関係にあり、いくら座金と一体化を図っても、ナットの対ボルトの一体化した緩み止めは期し得ないからである。
また、座金の凸部若しくは凹部と、ナット等の凹部若しくは凸部を嵌め合わせて、座金の傾斜面とナット等の傾斜面との間に有効な摩擦抵抗力を働かせるためには、ボルトのネジ部と螺合していない座金を、ボルトとナットの螺合に対して回らないようにしておく構造が必須となり、このため、特開平９−７９２４７号公報記載の発明にあっては、座金に回り止め用のピンを突設する構成も記述されている。
しかしながら、座金に回り止め用のピンを突設した場合、座金に突設した回り止め用のピンに対して、該ピンを嵌合する嵌合部を被締結物若しくはナットの方に設ける必要があり、構造が複雑となって、生産性、汎用性を低減する、と云う問題もある。更には、究極的にはピンの剪断力に頼るという不合理がある。
さらに、特開平１１−６５１６号公報記載の発明にあっては、ネジ孔の周囲に軸孔方向上方にしたがって縮径するテーパ状の外周面を有し、該外周面がネジ孔に対して微小偏心された凸部を設けた第１ナットと、第１ナットの凸部が嵌合するとともに、ネジ孔と同心状とした内周面を有する凹部を設けた後行取り付けの第２ナットとから構成した緩み止め効果を奏するダブルナットの記述がある。
このダブルナットは、第１ナットの偏心方向側に、樹脂、あるいは軟質金属を被覆し、第２ナットの凹部に第１ナットの凸部を嵌合して、第２ナットで第１ナットを締め付けると、偏心した第１ナットの凸部が、ネジ孔と同心状の第２ナットの凹部に嵌合することによって、クサビ的な作用を奏し、緩み止め効果を発揮するというものである。
すなわち、第１ナットのメネジとボルトのネジ部を螺合した後、第１ナットの凸部に、第２ナットの凹部を嵌合させて、第２ナットのメネジとボルトのネジ部を螺合していくと、凸部と凹部が偏心されていることから、第１ナットは偏心側からボルトを押圧しつつ締め付け力を作用させ、第１ナットが偏心方向他側へ若干位置ずれするため、第２ナットが偏心方向他側からボルトを押圧しつつ締め付け力を作用させる。
このダブルナットは、第１ナットと第２ナットのボルト軸方向への締め付け力及びボルトのネジ部の上下で第１ナットの偏心方向側及び第２ナットの偏心方向他側から作用させる押圧力で緩み止め効果を発揮させているため、電車の連結部、高速道路の連結部等のように絶えず、ボルトとナットの螺合が緩む方向に振動が働く部位に該ダブルナット用いた場合は、少しずつナットが緩んでしまい、緩み止めとなっている第１ナットと第２ナットの押圧力がボルトに作用しにくくなる、と云う不安がある。
更には、ダブルナットを用いた締結具にあっては、二つのナットを重ねて用いるため、第１ナットの凸部を許容するスペースが必要となり、第１ナット及び凸部を許容し得ない狭小なスペースにあっては、用いることができない、と云う使用上の問題もある。
発明の開示
第１の発明は、
緩み止め締結具であって、
ボルトと、ベース部に、ボルトの呼び径よりもやや大きいボルト貫通孔を有し、該ボルト貫通孔の周囲に、ボルト軸方向上方にしたがって縮径する円錐状筒片を起立設し、該円錐状筒片の内周面にボルトのネジ部と嵌め合う螺条を刻設し、ベース部と円錐状筒片に欠円用スリットを連設した座金と、先端部の内周の直径を、座金の円錐状筒片の先端部の外周の直径よりも小さくし、後端部の内周の直径を座金の円錐状筒片の付け根部の外周の直径よりも小さくした、前記円錐状筒片の傾斜角度と同一傾斜角度のテーパ面を有する円錐状孔部を、ボルトのネジ部と螺合するメネジ部の上部に開設したナットとからなること、にある。
第１の発明にあっては、ボルトのネジ部とナットのメネジ部の螺合により、被締結物を締め付けていくと、ナットの締め付け力が、欠円用スリットに加わっていき、欠円用スリットの隙間が小さくなって、座金の円錐状筒片が縮径し、円錐状筒片の螺条とボルトのネジ部が螺嵌した状態となって、ナットとボルトの間に座金の円錐状筒片を噛み挟んだ状態となる。
このボルトとナットの間に介在する、噛み挟まれた状態の座金の円錐状筒片が、ボルトとナットの螺動の障害となって、絶えず螺合が緩む方向に振動が加わる場合であっても、締結具の緩みを阻止し、非常に強固な緩み止め効果を発揮する。
また、ボルトとナットの間の噛み挟まれた状態の座金の円錐状筒片が、クサビ的作用を奏し、座金よりもボルト軸方向の先端部で螺合しているナットのメネジ部により、全周からボルトのネジ部を圧接する力が作用し、このボルトのネジ部の全周に作用する、圧接力によっても、緩み止めが強固となる。
更に、ナットの締め付け力に対して、錐状筒片と円錐状孔部の傾斜角度に従ったベクトル分力が発生し、多様な方向からボルトのネジ部に該ベクトル分力を作用させるため、縦揺れ、横揺れ、斜め方向等のあらゆる振動に対して強固な緩み止め効果を発揮する
また、座金の円錐状筒片とナットの円錐状孔部により、座金とナットの摩擦抵抗力が増大し、座金とナットの回転トルクが増大して、ナットと座金が略一体化するため、ボルトとナットの間に座金の円錐状筒片が噛み挟まれた状態が緩むことはなく、航空機、電車の連結部、高速道路の連結部等のように回動方向に常時振動が働く部位において、強固な緩み止め効果を発揮する。
更に、座金に形成された欠円用スリットの端縁が、ナットの強固な締め付け力によって、ナットの円錐状孔部のテーパ面に引っ掛かった状態となり、座金とナットの略一体化が一層強まる。
本発明の締結具は、ボルトのネジ部に対して直接作用する、座金及びナットの組合わせにより、従来の締結具にはない、非常に強固な緩み止め効果を発揮し、従来のダブルナットのように、スペースを取らず、狭小な部位においても、強固な緩み止め効果を発揮する締結具を使用できる。
なお、欠円用スリットの形状は、ボルト軸に対して、斜めの形状であってもよく、ストレートな形状であってもよく、その他Ｖ字形状であっても、波形状であってもよく、様々な形状の欠円用スリットを設けることができ、欠円用スリットの形状は問わない。
第２の発明は、第１の発明記載の緩み止め締結具の構成として、
欠円用スリットを、ボルトのネジ部の螺旋方向と同一方向に傾斜して形成したこと、にある。
第２の発明にあっては、ボルトのネジ部とナットのメネジ部の螺合の進行にともなって、ナットの締め付け力が、ボルトのネジ部の螺旋方向と同一方向に傾斜した欠円用スリット全域に、均等に加わっていき、座金の円錐状筒片全体が均等に縮径するため、非常にスムーズに、円錐状筒片がナットの円錐状孔部に嵌合して、ボルトとナットの間に座金の円錐状筒片が噛み挟まれた状態となり、座金とナットの相乗効果による強固かつ確実な緩み止め効果を発揮することができる。
第３の発明は、第１の発明記載の緩み止め締結具の構成として、
欠円用スリットを、ボルトの軸方向と同一方向に形成したこと、にある。
第３の発明にあっては、ボルトのネジ部とナットのメネジ部の螺合の進行にともなって、円錐状筒片がボルト軸方向に引っ張られた状態となって、ストレートな欠円用スリットの端縁が、ナットの円錐状孔部に対して鋭いエッジ状となり、この鋭いエッジ状となった欠円用スリットが円錐状孔部に引っ掛かった状態となるため、座金とナットの略一体化を一層強まる。
第４の発明は、第１、第２または第３の発明記載の緩み止め締結具の構成として、
座金の円錐状筒片の一部をボルトの貫通孔の円中心に対して、微小に偏心した肉厚部としたこと、にある。
第４の発明にあっては、円錐状筒片の一部をボルト貫通孔の円中心に対して、微小に偏心した肉厚部としたため、ボルトとナットの螺合に伴って、縮径した円錐状筒片が円錐状孔部に嵌合した際に、該肉厚部が、径方向からボルトを押圧し、ボルトの軸中心がずれてボルトがやや斜めに傾いた状態となり、このやや斜めに傾いたボルトに対して、該肉厚部と反対の径方向からナットがボルトを押圧するため、ボルトのネジ部の上下で対向した径方向から押圧力がボルトに加わり、更に強固な緩み止め効果を奏することになる。
更に、肉厚部の偏心効果により、座金とナットの摩擦抵抗力も大きくなって回転トルクが増大し、ナットと座金が略一体化が一層促進する。
なお、円錐状筒片をナットとボルトの間に噛み挟まれた状態あるので、このボルトとナットの間に介在する、噛み挟まれた状態の座金の円錐状筒片が、ボルトとナットの螺動の障害となって、ボルト軸方向に対する緩みを阻止することに変わりはなく、この強固な緩み止め効果に、更に、円錐状筒片の肉厚部によるネジ部の上下に対向した径方向から押圧力が加わることになる。
第５の発明は、第１、第２、第３または第４の発明記載の緩み止め締結具の構成として、座金のベース部に、ベース部を径方向に切り欠いた、一又は複数の切欠部を設けたこと、にある。
第５の発明にあっては、座金のベース部に一又は複数の切欠部を設けているため、ナットで傾斜筒片を締め付ける際に、該切欠部によって、座金の変形度が増大して、円錐状筒片がより縮径しやすくなり、比較的弱い力でナットを締め付けていくことができる。
第６の発明は、第４又は第５の発明記載の緩み止め締結具の構成として、座金の最も肉厚となる肉厚部と連設するベース部に、ベース部を径方向に切り欠いた切欠部を設けたこと、にある。
第６の発明にあっては、微小に偏心した肉厚部を設けた円錐状筒片においては、該肉厚部の最もの肉厚となる部位から連続するベース部に、径方向の切欠部を設けることにより、座金の変形自由度が増大するため、円錐状筒片をより締め付けやすくなり、ボルトの呼び径の大きい締結具であっても、容易に締結具を締め付けて強固な緩み止め効果を発揮させることができる。
第７の発明は、第１、第２、第３、第４または第５の発明記載の緩み止め締結具の構成として、円錐状筒片の軸方向に一又は複数の縦溝部を設けたこと、にある。
第７の発明にあっては、円錐状孔部に嵌合した円錐状筒片が、軸方向に設けた一又は複数の縦溝部によって座金の円錐状筒片の変形自由度が増大し、座金の円錐状筒片をナットの円錐状孔部に嵌合する際には、円錐状筒片が容易に縮径方向に撓み変形し、ボルトに対してナットを締め切った状態となるまで螺合する際の円錐状孔部と円錐状筒片の摩擦抵抗力を低減し、比較的弱い力でボルトに対してナットを締め付けていくことができる。
ボルトに対してナットを締め切った状態とすると、ボルトとナットの間の噛み挟まれた状態の座金の円錐状筒片の弾性応力が増大し、ボルト軸方向の先端部で螺合しているナットのメネジ部の圧接力が、この弾性応力に対応して強くなるため、ボルトのネジ部の全周に強い圧接力が作用し、緩み止めが強固となる
また、ボルトに対して最後までナットを締め切った状態とすると、座金の弾性応力により、円錐状筒片が円錐状孔部に圧着するため、座金とナットの略一体化が損なわれることはない。
更に、円錐状筒片と円錐状孔部の圧着性を損なうことなく、振動による衝撃を切欠部から逃がすことができるため、略一体化した座金とナットの相乗効果により、非常に強固な緩み止め効果を発揮する。
なお、切欠部は、軸方向に対して、ストレートに形成すること、若しくは欠円用スリットと同一角度で傾斜して形成すること、その他Ｖ字状に形成すること、波形状に形成すること等、様々な形状に形成することが可能とである。
第８の発明は、第４または第６記載の発明構成の緩み止め締結具の構成として、座金の肉厚部の最も肉厚となる部位を除いた円錐状筒片に、一又は複数の縦溝部を設けたこと、にある。
第８の発明にあっては、微小に偏心した肉厚部を設けた円錐状筒片においては、該肉厚部の最もの肉厚となる部位を避けて、切欠部若しくは欠円用スリットを形成することにより、該肉厚部による径方向から締め付け力をボルトに有効に作用させることができ、ボルトのネジ部の上下で対向した径方向から強い締め付け力をボルトに作用させ、非常に強固な緩み止め効果を発揮することができる。
第９の発明は、第１、第２、第３、第４、第５、第６、第７または第８の発明記載の緩み止め締結具の構成として、座金の円錐状筒片の傾斜角度を、略１０°としたこと、にある。
第９の発明にあっては、円錐状筒片の傾斜角度を略１０°としたため、円錐状筒片の高さが、円錐状筒片の内周面に、ボルトのネジ部のピッチと同一ピッチのメネジを２リード半から３リード刻設できる高さとなり、ボルトとナットの螺合の進行に伴って、ナットの締め付け力を座金にスムーズに作用させ、座金とナットの相乗効果による強固かつ多様な方向からの締め付け力を円滑にボルトに作用させて、強固な緩み止め効果を発揮することができる。
第１０の発明は、第１、第２、第３、第４、第５、第６、第７、第８または第９の発明記載の緩み止め締結具の構成として、円錐状筒片に刻設した螺条を、ボルトのネジ部のピッチと同一ピッチとなる、ボルトのネジ部と螺合するメネジとしたこと、にある。
第１０の発明にあっては、ボルトとナットの進行に伴って、縮径した円錐状筒片とボルトの螺合も進行するため、無理なくナットの締め付け力を座金に作用させ、座金とナットの相乗効果による強固かつ多様な方向の締め付け力を確実にボルトに作用させることができる。
第１１の発明は、第１０の発明記載の緩み止め締結具として、２ピッチ以上３ピッチ半以下の１条ネジを、円錐状筒片に刻設したこと、にある。
第１１の発明にあっては、座金の円錐状筒片に２ピッチ半以上３ピッチ以下の１条ネジを円錐状筒片に刻設したため、座金とボルトが、２リード半以上螺合することとなり、ナットとボルトの螺合の進行にともなって、座金とボルトの螺合を進行させ、ボルトのネジ部に直接、強固な緩み止め効果を作用させることができる。
第１２の発明は、第１、第２、第３、第４、第５、第６、第７、第８または第９発明記載の緩み止め締結具として、座金の円錐状筒片に刻設した螺条を、ボルトのネジ部のピッチよりも小さいピッチとしたこと、にある。
第１２の発明にあっては、ボルトとナットの螺合の進行にともなって、縮径した座金の円錐状筒片の螺条に、ボルトのネジ部の尖端部のみが螺嵌することとなる。
座金の螺条とボルトのネジ部の尖端部のみが螺嵌した場合であっても、ボルトに対して、座金とナットの相乗効果により締め付け力をボルトに作用させることができるとともに、スパナ等の器具を用いることによって、容易にナット及び座金とボルトの螺合を緩めることができるため、ナットを取り外しての点検作業等が容易となる。
第１３の発明は、第１、第３、第４、第５、第６、第７、第８、第９第１０、第１１または第１２の発明記載の緩み止め締結具として、ボルトのネジ部のピッチごとに位相差を有して、座金の欠円用スリットとボルトのネジ部とを接触させたこと、にある。
第１３の発明にあっては、ボルトのネジ部の螺旋方向と同一方向に傾斜する欠円用スリットが、ボルトのネジ部のピッチごとに一定の位相差を有して接触しているため、欠円用スリットに均等に加わるナットの締め付け力を、ボルトにも軸方向に均等に作用させることができる。
第１４の発明は、第１３記載の発明記載の緩み止め締結具として、座金の欠円用スリットを、ボルト軸方向に対して、２０°から２５°傾斜したこと、にある。
第１４の発明にあっては、座金の欠円用スリットを、ボルト軸方向に対して、２０°から２５°傾斜させることにより、ボルトのネジ部のピッチごとに一定の位相差を有して、座金の欠円用スリットとボルトのネジ部を接触させることができることとなり、欠円用スリットに加わる締め付け力をボルトにも軸方向に略均等に作用させることができる。
第１５の発明は、第１、第２、第３、第４、第５、第６、第７、第８、第９、第１０、第１１、第１２、第１３または第１４の発明記載の締結具として、座金の欠円用スリットの幅を、ボルトとナットを締め切った状態で、該欠円用スリットの端面に隙間を有する欠円用スリット幅としたこと、にある。
第１５の発明にあっては、ボルトとナットを締め切った状態で、該欠円用スリットの端面の間に隙間を有する欠円用スリット幅としたため、ナットの締め付け力に対して、座金の弾性応力に余裕があり、ボルトに対して、ナットが締め切った状態となるまで、ナットの締め付け力を座金に作用させることができる。
第１６の発明は、第１、第２、第３、第４、第５、第６、第７、第８、第９、第１０、第１１、第１２、第１３、第１４または第１５の発明記載の緩み止め締結具として、座金の円錐状筒片の高さを、ナットの円錐状孔部の高さよりも低くしたこと、にある。
第１６の発明にあっては、座金の円錐状筒片の高さを、ナットの円錐状孔部の高さよりも低くしたため、座金の円錐状筒片が、ナットの円錐状孔部に完全に嵌合した場合であっても、座金の円錐状筒片の先端部が、ナットのメネジ部まで到達せず、締め付けられた円錐状筒片により、ボルトのネジ山やナットのメネジ部を大きく押し潰して傷つけることなく、座金とナットによる緩み止め効果を発揮することができる。
第１７の発明は、第１、第２、第３、第４、第５、第６、第７、第８、第９、第１０、第１１、第１２、第１３、第１４、第１５または第１６の発明記載の緩み止め締結具として、ナットの円錐状孔部とメネジ部との間に内鍔状の段部を形成したこと、にある。
第１７の発明にあっては、ボルトとナットの螺合によって、ナットの円錐状孔部に嵌入した円錐状筒片の先端部を、円錐状孔部とメネジ部との間に形成した内鍔状の段部によって確実に係止することができ、締め付けられた円錐状筒片が、ボルトのネジ山やナットのメネジ部を大きく押し潰して傷つけることなく、座金とナットによる緩み止め効果を発揮することができる。
第１８の発明は、第１、第２、第３、第４、第５、第６、第７、第８、第９、第１０、第１１、第１２、第１３、第１４、第１５、第１６または第１７の発明記載の緩み止め締結具として、座金若しくはナットを、合成樹脂で形成したこと、にある。
第１８の発明にあっては、腐食が激しい部位に用いる場合等のように、使用目的や使用場所等に応じて、強固な緩み止め効果を発揮する合成樹脂製の緩み止め締結具を用いる。
第１９の発明は、第１、第２、第３、第４、第５、第６、第７、第８、第９、第１０、第１１、第１２、第１３、第１４、第１５、第１５、第１６、第１７または第１８の発明記載の緩み止め締結具として、座金をナットよりも硬質材としたこと、にある。
第１９の発明にあっては、座金をナットよりも硬質材としたため、座金の縮径した欠円用スリットの円錐状孔部のテーパ面に対する引っ掛かり、若しくは、座金のテーパ面に対してエッジ状となった欠円用スリットの端縁のテーパ面に対する引っ掛かりを大きくして、ナットと座金をより一体化して、座金とナットの相乗効果による強固な緩み止め効果を発揮させることができる。
例えば、マルテンサイト組織を有する焼入れした硬質合金製の座金を用いることが考えられる。
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明の実施例を、図面を参照にしながら説明する。
先ず、第１実施例として、第１図から第６図に示す、緩み止め締結具について説明する。
第１図に示すように、緩み止め締結具は、座金１、ナット２及びボルト３からなり、これらの座金１、ナット２及びボルト３を互いに螺合組付けし、座金１及びナット２が一体的かつ直接的にボルト３のネジ部１３に作用することにより、強固な緩み止め効果を発揮するものである。
座金１は、第１図及び第２図に示すように、円形平板状のベース部４の中心に、ボルト３のネジ部１３が貫通するネジ部１３の呼び径よりもやや大きいボルト貫通孔５を有し、該ボルト貫通孔５の周囲に、ボルト軸方向上方に縮径する円錐状筒片６を起立設している。円錐状筒片６の内周面には、ボルト３のネジ部１３に螺嵌する螺条８が刻設されている。
本実施例においては、ベース部４と円錐状筒片６には、ボルト３のネジ部１２の螺旋方向と同一方向に傾斜した欠円用スリット７を開設している。
本例において、円錐状筒片６の傾斜角度θ１は、略１０°であり、欠円用スリット７のボルト３の軸方向に対する傾斜角度θ２は、略２５°である。
円錐状筒片６の傾斜角度θ１を、略１０°とすると、円錐状筒片６の内周面に、ボルト３のネジ部１３と同一ピッチのメネジを、２ピッチ半以上３ピッチ以下の刻設することができる。すなわち、座金１の円錐状筒片６は、ボルト３のネジ部１３と２リード半から３リード螺合する、１条ネジを刻設したことになる。
また、ボルト軸方向に対して、欠円用スリット７の傾斜角度θ２を略２５°とすると、欠円用スリット７が、ボルト３のネジ部１３のネジ山ごとに、一定の位相差を有して、接触することとなる。
なお、欠円用スリット７は、ボルト軸に対して、ストレートに形成してもよく、ボルト軸方向に対して傾斜させる場合は、傾斜角度を２５°に限定するものではない。
ナット３は、第３図に示すように、ボルト３のネジ部１３と螺合するメネジ部１１の上部に、座金１の円錐状筒片６を嵌合する円錐状孔部１０を設けている。円錐状孔部１０の傾斜角度θ３は、円錐状筒片６の傾斜角度θ１と同一角度である略１０°に設定している。メネジ部１１と円錐状孔部１０との間には、内鍔状の段部１２を設けている。
円錐状孔部１０は、その先端部の内周直径が、円錐状筒片６の先端部の外周直径よりも小さく、後端部の内周直径が、円錐状筒片６の付け根部の外周直径よりも小さくしている。
このため、第４図に示すように、円錐状孔部１０に円錐状筒片６を嵌入すると、円錐状筒片６の先端部のみが円錐状孔部１０に嵌入し、座金１がナット２から突出した状態となる。
第５図に示すように、座金１とボルト３の間に被締結物１４を挟み、ネジ部１３とメネジ部１１を螺合し、ナット２の締め付け力を作用させていくと、ナット２の締め付け力により、欠円用スリット７の間隙が小さくなって、円錐状筒片６が縮径し、円錐状筒片６の内周面に刻設した螺条８がネジ部１３に螺嵌する。
そして、ナット２とボルト３の螺合の進行に伴って、ネジ部１３と同一ピッチの螺条８を刻設した座金１とボルト３の螺合も進行し、円錐状孔部１０に、円錐状筒片６の略全体が嵌合した状態となる。
第６図（ａ）に示すように、欠円用スリット７は、ボルト３のネジ部１３の螺旋方向と同一方向に傾斜しているため、ナット２の締め付け力が欠円用スリット７全体に均等に加わっていき、最初にＬ１の幅を有していた欠円用スリット７の間隙は、第６図（ｂ）に示すように、欠円用スリット７全体が均等にＬ２の幅まで小さくなって、円錐状筒片６全体が均等に縮径し、ナット２とボルト３の螺合に伴って、円錐状筒片６がスムーズに円錐状孔部１０に嵌合していく。
欠円用スリット７の幅は、本実施例においては約３ｍｍ程度に設定している。欠円用スリット７の幅は、ナット２を締め切った状態で、０．５ｍｍ〜１ｍｍ程度の間隙を有する幅であるとよい。
座金１の円錐状筒片６が、ナット２の円錐状孔部１０に嵌合し、ボルト３に対して、ナット２を締め切った状態とすると、円錐状筒片６は、ナット２とボルト３との間に噛み挟まれた状態となり、円錐状筒片６が、ナット２とボルト３との螺動の障害となって、絶えず螺合が緩む方向に振動が加わる場合であっても、締結具の緩みを阻止し、非常に強固な緩み止め効果を発揮する。
また、ナット２とボルト３との間に噛み挟まれた状態の円錐状筒片６がクサビ的作用を奏し、座金１よりもボルト軸方向の先端部で螺合しているメネジ部１１が、全周からネジ部１３を圧接し、この圧接力によっても緩み止め効果が強固となる。
更に、錐状筒片６と円錐状孔部１０の摩擦抵抗力により、円錐状筒片６と円錐状孔部１０との間には、円錐状筒片６と円錐状孔部１０の傾斜角度θ１に従って摩擦抵抗力によるベクトル分力発生し、ネジ部１３に対して、複雑な方向からベクトル分力を作用させるため、縦揺れ、横揺れ、斜め方向等のあらゆる振動に対して強固な緩み止め効果を発揮する。
円錐状筒片６に設けた螺条８と、ネジ部１３が螺嵌しているため、ナット２とボルト３の螺合とともに、円錐状筒片６は、ボルト３のネジ部１３と確実に螺合していき、回り止め等を設ける必要がない。
また、円錐状筒片６と円錐状孔部１０との嵌合により、接触面積の増大し、座金１とナット２の摩擦抵抗力が増大して、回転トルクが増大し、座金１とナット２が略一体的となって、ネジ部１３に作用する。
また、円錐状筒片６は、ボルト３に対してナット２を締め切った状態であっても、欠円用スリット７の間に隙間が開いているため（望ましくは、０．５ｍｍから１ｍｍ程度の隙間）、円錐状筒片６の弾性応力によっても、座金と１とナット２の略一体化が強まる。
この隙間の開いた欠円用スリット７の端縁が円錐状孔部１０のテーパ面に引っ掛かり、座金１とナット２との略一体化が強まるため、ナット２とボルト３の緩みを、略一体化した座金１とナット２で確実に防止し、従来の緩み止め機構にない、非常に強固な緩み止め効果を発揮できる。
座金１の円錐状筒片６の高さは、円錐状孔部１０の高さよりも低く設定しており、ナット２の円錐状孔部１０とメネジ部１１との間には、内鍔状の段部１２を設けているため、ナット２の締め付け力によって円錐状筒片６が延伸されたとしても、円錐状筒片６の先端がメネジ部１２まで到達することはなく、ネジ部１３やメネジ部１１を強く押し潰して傷つけることはない。
なお、ボルト３に対して、座金１とナット２は、一対の組合わせのみならず、座金１とナット２の組合わせを複数用いることにより、被締結物に対して、より強固な緩み止め効果を発揮させることも可能である。
次に、本発明の座金１の第２の実施例について説明する。
第７図は、座金１の第２の実施例を示す、ボルト３を螺合した状態の半縦断面図である。なお、第７図の半分はボルト３を除いた状態の座金１とナット２の半縦断面図を示している。
第７図に示すように、座金１の円錐状筒片６の内周面には、ボルト３のネジ部１３のピッチよりも、細かいピッチの螺条８を刻設している。
螺条８をボルト３のネジ部１３よりも細かいピッチとすると、ボルト３とナット２の螺合に伴って、螺条８は、ネジ部１３の尖端部のみと螺嵌する。
円錐状筒片６とネジ部１３は、ネジ部１３の尖端部のみが螺条８と螺嵌しているため、スパナ等の器具を用いることにより、ボルト３とナット２の螺合を緩めて、締結具を簡単に取り外すことができ、一定期間ごとに締結具を取り外す必要がある場合に便利であり、定期点検等の作業が容易となる。
次に、第８図乃至第１０図に示す、座金１の第３の実施例について説明する。
第８図及び第９図に示すように、座金１は、円錐状筒片６の一部に、ボルト貫通孔５の円中心に対して微小に偏心した肉厚部９を設けている。ナット２の円錐状孔部１０は、その先端部の直径を、微小に偏心した肉厚部９を有する円錐状筒片６の先端部の直径よりも小さく、後端部の直径を、円錐状筒片６の付け根部の直径よりも小さくなるように形成している。このため、円錐状孔部１０とメネジ部１１との間に設けた内鍔状の段部１２の面積が拡大することになる。
第１０図に示すように、円錐状筒片６の内周面には、ネジ部１３と螺合する螺条８を刻設しているため、ボルト３とナット２の螺合の進行に伴って、座金１とナット２との螺合も進行していき、縮径した円錐状筒片６が円錐状孔部１０に嵌合する。
円錐状孔部１０に嵌合した円錐状筒片６の微小に偏心している肉厚部９が、ボルト３に対して押圧力Ｆ１を作用させる。
この肉厚部９の押圧力Ｆ１により、ボルト３の軸中心がずれ、軸中心がずれたボルト３に対して、ネジ部１３の軸方向先端部分で、メネジ部１１が、ネジ部１３に強い押圧力Ｆ２を作用させる。
このように、ネジ部１３のボルト軸方向の上下で、肉厚部９とナット２により、略対向した位置から強い押圧力Ｆ１，Ｆ２をネジ部１３に作用させるため、更に強固な緩み止め効果が発揮されることになる。
また、肉厚部９の偏心効果により、円錐状筒片６と円錐状孔部１０の回転と陸が増大し、ナット２と座金１の略一体化が一層強まり、緩み止め効果が更に強固となる。
なお、円錐状筒片６は、ナット２とボルト３の間に噛み挟まれた状態あるので、このボルト３とナット２の間に介在する、噛み挟まれた状態の円錐状筒片６が、ボルト３とナット２の螺動の障害となって、ボルト軸方向に対する緩みを阻止することに変わりはなく、この強固な緩み止め効果に、更に、肉厚部９によるネジ部１３の上下に対向した径方向から押圧力が加わって、更に強固な緩み止め効果を奏することになる。
第１１図は、座金１の第４の実施例を示し、螺合後のナット２と座金１を示す縦断面図である。
第１１図に示すように、座金１の円錐状筒片６に刻設する螺条８を、ボルト３のネジ部１３のピッチよりも細かいピッチに設定し、非常に強固な緩み止め効果を発揮するとともに、スパナ等の器具を用いて、締結具の容易な取り外し可能とし、作業の効率を図ることも可能である。
第１２図は、座金１の第５の実施例を示す（ａ）平面図、（ｂ）側面図、（ｃ）底面図である。
座金１は、ベース部４と円錐状筒片６に、ボルト３の軸方向と同一方向のストレートな欠円用スリット７を連設している。
ボルト３とナット２の螺合の進行に伴って、欠円用スリット７の隙間が小さくなり、円錐状筒片６が円錐状孔部１０に嵌合すると、円錐状筒片６の先端部に、ナット２による大きな締め付け力が加わり、円錐状筒片６がボルト軸方向に引っ張られた状態となるため、ストレートに形成された欠円用スリット７の端縁が、円錐状孔部１０に対してエッジ状となり、このエッジ状となった欠円用スリット７の端縁が、ナット２の円錐状孔部１０に引っ掛かって、ナット２と座金１との略一体性が高まり、振動等によっても容易に緩むことのない強固な緩み止め効果が発揮されることになる。
特に、座金１をナット２よりも硬質材で形成すると、硬質製の座金１のエッジ状となった欠円用スリット７の端縁が、ナット２の円錐状孔部１０の開口部分に食い込み状の引っ掛かり、座金１とナット２の略一体性が向上するため、座金１の円錐状筒片６とナット２の相乗効果により、ボルト３に対して多様な方向からの締め付け力を、確実にボルト３に作用させることができる。
硬質材として、マルテンサイト組織を有する焼き入れした合金を用いて座金１を形成すると、ナット２の締め付け力によって、縮径した円錐状筒片７が、ナット２の締め付け力を解除することにより、元の状態まで復元し、緩み止め効果を低減することなく、複数回の繰り返しの使用が可能となる。
第１３図は、座金１の第６の実施例を示す（ａ）平面図、（ｂ）底面図である。
座金１のベース部４には、径方向にベース部４を切り欠いた、切欠部４ａを形成している。この切欠部４ａを設けることにより、ナット２の締め付け力に対して、座金１の変形自由度が増大し、円錐状筒片６が容易に縮径方向に撓み変形して、比較的弱い力で容易にナット２を締め付けていくことができる。
円錐状筒片６に肉厚部９を設けた場合、該肉厚部９の最も肉厚となる部位から連設しているベース部４に、径方向の切欠部４ａを設けることにより、肉厚部９の存在により回転トルクが大きくなっているナット２の締め付けに際して、比較的弱い力で締め付けることができるので、ボルト３に対して、ナット２を締め切った状態となる最後まで、円滑にナット２を締め付けていくことができ、締め付け作業が容易となる。
特に、ボルトの呼び径の大きい締結具に関して、比較的弱い力で円滑に締結具を締め付けることができるため、有利である。
また、座金１は、切欠部４ａによって変形自由度が増大するため、ボルト３に対してナット２を締め切った状態とすると、座金の弾性応力により、座金１とナット２の略一体化が一層強まり、略一体化した座金１とナットの相乗効果により、緩み止め効果がより強固となる。
第１４図は、座金１の第７の実施例を示す（ａ）平面図、（ｂ）側面図、（ｃ）底面図である。
第１４図に示すように、座金１は、円錐状筒片６に軸方向に、複数の縦溝部７ａを設けている。この縦溝部７ａによって、ナット２の締め付け力に対して、円錐状筒片６の変形自由度が増大し、円錐状筒片６が縮径方向に容易に撓み変形し、ボルト３に対して、ナット２を締め切った状態となる最後まで、円錐状孔部１０と円錐状筒片６の摩擦抵抗力を低減し、比較的弱い力で円滑にボルト３に対してナット２の締め付け力を作用させることができる。
また、座金１は、縦溝部７ａによって変形自由度が増大しているため、ボルト３に対してナット２を締め切った状態とすると、円錐状筒片６の外径方向へ広がろうとする弾性応力が強まるため、円錐状筒片６のクサビ的作用が強まり、座金１よりもボルト軸方向の先端部で螺合しているメネジ部１１により、ボルト３のネジ部１３の全周を圧接する圧接力が強まり、より一層緩み止め効果が強固となる。
縦溝部７ａは、欠円用スリット７と同様に、ボルト３のネジ部１３の螺旋方向と同一方向に傾斜して設けてもよい。
縦溝部７ａをネジ部１３の螺旋方向と同一方向に傾斜して設けると、ナット２とボルト３の螺合の進行に伴って、ナット２による締め付け力が均等に縦溝部７ａに加わっていくため、円錐状筒片６がスムーズに縮径することになり、締結具の締め付け作業が一層容易となる。
外周面が増大する大きなボルト３とナット２の締結に際しても、締結に非常に大きな力を必要とすることなく、最後まで、ボルト３に対してナット２を締め付けていくことができ、非常に強固な緩み止め効果を発揮することができる。
また、ボルト３に対して最後までナットを締め切った状態とすると、座金１の弾性応力により、円錐状筒片６が円錐状孔部１０に圧着するため、座金１とナット２の略一体化が損なわれることはない。
更に、円錐状筒片６と円錐状孔部１０の圧着性を損なうことなく、振動による衝撃を縦溝部７ａから逃がすことができるため、略一体化した座金１とナット２の相乗効果により、非常に強固な緩み止め効果を発揮する。
第１５図の座金１の第８の実施例に示すように、微小に偏心した肉厚部９を設けた円錐状筒片６においては、該肉厚部９の最もの肉厚となる部位を避けて、縦溝部７ａ若しくは欠円用スリット７を形成することにより、該肉厚部９による径方向から締め付け力をボルト３に有効に作用させることができ、ボルト３のネジ部１３の上下で対向した径方向から強い締め付け力をボルト３に作用させ、非常に強固な緩み止め効果を発揮することができる。
なお、縦溝部７ａと欠円用スリット７は、ボルト３のネジ部１３の螺旋方向と同一方向に傾斜する場合のみならず、ストレートに形成すること、その他Ｖ字状に形成すること、波形状に形成すること等、様々な形状に形成することが可能とである。
第１６図には、座金１の第９の実施例を示し、座金１には、欠円用スリット７の他に、ベース部４に複数の切欠部４ａ、円錐状筒片６に複数の縦溝部７ａの双方を設けている。
第１６図に示す、座金１にあっては、切欠部４ａと縦溝部７ａとの相乗効果により、座金１の変形自由度が益々増大し、円錐状筒片６容易に撓み変形して縮径するため、締結作業が容易となり、作業効率を向上するとともに、円錐状筒片６の弾性応力も益々増大するため、円錐状筒片６の外径方向へ広がろうとする弾性応力が強まるため、強まった弾性応力に対して、ネジ部１３の上方でネジ部１３の全周囲から内径方向下方へ強い締め付け力を作用させるため、緩み止め効果が非常に、強固となる。
また、座金若しくはナットの一方若しくは双方を合成樹脂製とすることも可能である。例えば、ＦＲＰ等の素材を用いて形成することにより、強度と耐腐食性等を要求される部位に用いる場合のように、使用目的、使用場所等に応じて適切な素材の最適な緩み止め効果を発揮する締結具を用いることが可能となる。
産業上の利用可能性
以上のように、本発明は、座金とナットの組合わせにより、ボルトに対して非常に強固な締め付け力、複雑な方向から締め付け力を作用させて被締結物の緩みを防止すること技術的課題とし、もって、断続的若しくは永続的に振動が負荷される狭小な部位であっても、非常に強固な緩み止め効果を発揮する、緩み止め締結具を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明の緩み止め締結具の第１の実施例を示す、ボルト、座金およびナットの分解斜視図である。
第２図は、本発明の座金の第１の実施例を示し、（ａ）平面図、（ｂ）側面図、（ｃ）底面図である。
第３図は、本発明のナットの第１の実施例を示し、半縦断面図である。
第４図は、第２図及び第３図の座金とナットを組付けた状態を示す半縦断面図である。
第５図は、第１図に示す締結具により、被締結物を締め付けた状態を示す縦断面図である。
第６図は、（ａ）螺合前の座金とナットの状態を示す縦断面図、（ｂ）螺合後の座金とナットの状態を示す縦断面図である。
第７図は、本発明の座金の第２の実施例を示し、締結具を締め付けた状態の半縦断面図である。
第８図は、本発明の座金の第３の実施例を示し、（ａ）縦断面図、（ｂ）底面図である。
第９図は、第８図に示す、座金とナットを組付けた状態を示す縦断面図である。
第１０図は、第８図に示す座金を用いて締結具を締め付けた状態を示す半縦断面図である。
第１１図は、本発明の座金の第４の実施例を示し、螺合後の座金とナットを示す縦断面図である。
第１２図は、本発明の座金の第５の実施例を示し、（ａ）平面図、（ｂ）側面図、（ｃ）底面図である。
第１３図は、本発明の座金の第６の実施例を示し、（ａ）平面図、（ｂ）側面図、（ｃ）底面図である。
第１４図は、本発明の座金の第７の実施例を示し、（ａ）側面図、（ｂ）底面図である。
第１５図は、本発明の座金の第８の実施例を示し、（ａ）側面図、（ｂ）底面図である。
第１６図は、本発明の座金の第９の実施例を示し、（ａ）側面図、（ｂ）底面図である。
【図１】
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【図２】
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【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】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【国際調査報告】
2003093692.tif 000019
2003093692.tif 000020
2003093692.tif 000021
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