(57)【要約】【課題】簡易な構造でありながら、締結及び取外しを繰り返し行った場合でも、長期に亘って一定の緩み止め効果を維持することが可能なボルトの緩み止め機構を提供する。【解決手段】頭部１２と胴体部１４で構成されて被締結部材と螺着されると共に、螺着後の緩みを抑止する緩み止め機構を備えた緩み止め機構付きボルト１０であって、ボルトには中心穴１６が形成され、中心穴は頭部を貫通して胴体部内の底部１６ｂへ連続し、軟金属製の棒状部材１８が収容される構造を成すと共に、棒状部材を中心穴へ押し込む押込部材２０を螺着させる雌ねじ１６ｓが形成され、棒状部材を中心穴と略同一かそれよりも僅かに小さな径寸法に設定し、ボルトの螺着後、雄ねじを形成した押込部材を中心穴に螺着させ、棒状部材を中心穴へ押し込み、押込部材の先端部２０ｂと中心穴の底部の間へ挟んで押圧することで、胴体部を拡径させて被締結部材に対する螺着力を高め、緩みを抑止する。【選択図】図１
2008274992.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転治具を係合させて当該回転治具からの回転力が伝達される頭部と、外周部に螺旋状の溝で成る雄ねじが形成された胴体部で構成され、前記胴体部の雄ねじと螺合する螺旋状の溝で成る雌ねじが内周部に形成された被締結部材と螺着されるとともに、被締結部材への螺着後における緩みを抑止するための緩み止め機構を備えた緩み止め機構付きボルトであって、
前記ボルトには、その中心部に軸心と同心を成す中心穴が形成され、当該中心穴は、前記頭部を貫通して前記胴体部に内設された底部へ連続し、弾性を有する軟金属製の棒状部材が収容される構造を成すとともに、当該棒状部材を前記中心穴の底部へ向けて押し込めるための押込部材を螺着させるために、螺旋状の溝で成る雌ねじが内周部に形成された構造を成し、前記棒状部材は、その径寸法が前記中心穴の径寸法と略同一あるいは当該径寸法よりも僅かに小さな寸法に設定されており、
前記ボルトが前記被締結部材に螺着された後、前記中心穴に形成された雌ねじと螺合する螺旋状の溝で成る雄ねじが外周部に形成された押込部材を、前記中心穴と螺着させることによって前記棒状部材を前記中心穴の底部へ向けて押し込み、前記押込部材の先端部と当該中心穴の底部との間に当該棒状部材を挟み込んで押圧することで、前記胴体部の外径寸法を拡大させて前記被締結部材に対する螺着力を高め、緩みを抑止していることを特徴とする緩み止め機構付きボルト。
【請求項２】
回転治具を係合させて当該回転治具からの回転力が伝達される頭部と、外周部に螺旋状の溝で成る雄ねじが形成された胴体部で構成され、前記胴体部の雄ねじと螺合する螺旋状の溝で成る雌ねじが内周部に形成された被締結部材と螺着されるとともに、被締結部材への螺着後における緩みを抑止するための緩み止め機構を備えた緩み止め機構付きボルトであって、
前記ボルトには、その中心部に軸心と同心を成す中心孔が形成され、当該中心孔は、前記頭部から胴体部までを先細り状に貫通し、金属製の棒状部材が収容される構造を成すとともに、当該棒状部材を前記中心孔の先細り側の開口へ向けて押し込めるための押込部材を螺着させるために螺旋状の溝で成る雌ねじが内周部に形成された構造を成し、前記棒状部材は、その最大径寸法が前記中心孔の最大径寸法と略同一あるいは当該最大径寸法よりも僅かに小さな寸法に設定されているとともに、当該中心孔の先細り形状と略同一の先細り状を成しており、
前記ボルトが前記被締結部材に螺着された後、前記中心孔に形成された雌ねじと螺合する螺旋状の溝で成る雄ねじが外周部に形成された押込部材を、前記中心孔と螺着させることによって前記棒状部材を前記中心孔の先細り側の開口へ向けて押し込み、当該棒状部材の外周部を当該中心孔の内周部に押圧することで、前記胴体部の外径寸法を拡大させて前記被締結部材に対する螺着力を高め、緩みを抑止していることを特徴とする緩み止め機構付きボルト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種の機械装置において、複数の構成部材を相互に締結固定するためのボルトに関し、特に、簡易な構造で締結及び取外しを繰り返し行うことが可能なボルトの緩み止め機構の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、自動車、航空機及び鉄道車両等の輸送機械、各種の産業機械や機器など、各種の機械装置において、複数(例えば、２つ)の構成部材を相互に締結固定する部材(機械要素)として、ボルトが非常に高い頻度で使用されている。その際、前記機械装置の種類や締結部位によっては、その安全性を図る上でボルトの緩みを高いレベルで確実に抑止することが必要とされる場合がある。そのため、ボルトの雄ねじ部をねじ穴やナットなどの雌ねじ部へ強固に螺着させ、当該ボルトの緩みを確実に抑止すべく、ボルトに対して緩み止め機構を設けた各種の構成が従来から知られている。
【０００３】
しかしながら、これまでに開示されている緩み止め機構では、ボルトの雄ねじ部、又はねじ穴やナットなどの雌ねじ部に対して追い加工を必要とし、当該追い加工を行うためのコストが割高となってしまう場合が少なくなかった。また、かかる雄ねじ部や雌ねじ部の一部が破損あるいは不可逆的に変化した状態となるため、構成部材の締結固定後にボルトを緩めて装置の分解作業を行うことや、ボルトを当該装置から取り外して再使用することが困難となる場合が少なくなかった。
【０００４】
例えば、特許文献１には、図３に示すような所定のピン部材(以下、ロック中心ピンという)５２を挿入するための垂直穴(同、中空部)５４をボルト５０の軸芯に沿って設けるとともに、固定部材(同、ロック玉)５６を格納するための水平孔(同、ロック玉孔)５８が中空部５４の中間に当該中空部５４と垂直に交差する方向へ設けられたボルト５０の緩み止め機構の構成例が開示されている。
【０００５】
かかる緩み止め機構によれば、ボルト５０の中空部５４にロック中心ピン５２を予め挿入するとともに、ロック玉孔５８にロック玉５６を予め格納した状態で、ボルト５０を図示しない所定の雌ねじ部(例えば、ねじ穴)にねじ込み、締結する。なお、この場合、ロック中心ピン５２は、その頭部５２ａが中空部５４の開口から突出した状態としておく。その後、中空部５４に挿入されたロック中心ピン５２の頭部５２ａを金づち６０などで打ち付け、当該ロック中心ピン５２を中空部５４の中へ徐々に押し込んでいく。
その際、中空部５４の中へ押し込まれたロック中心ピン５２は、その先端部５２ｂがロック玉孔５８に格納されたロック玉５６に接触し、当該ロック玉５６をロック玉孔５８から水平方向(図３の左右方向)へ僅かに押し出す。そして、ロック玉孔５８から押し出されたロック玉５６は、図示しないねじ穴の雌ねじに当て付けられ、結果として、ボルト５０がロック玉５６の部分だけ拡径された状態となる。
【０００６】
すなわち、ねじ穴の雌ねじ(図示しない)に当て付けられたロック玉５６がいわゆるストッパとしての機能を果たすため、ボルト５０を当該ねじ穴(図示しない)に対して強固に固定することができ、当該ボルト５０の緩み止めを図ることが可能となる。
【特許文献１】特開平９−３２９１２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に開示された緩み止め機構では、ねじ穴の雌ねじ(図示しない)へロック玉５６を当て付け(食い込ませ)、これによってボルト５０を当該ねじ穴(図示しない)に対して強固に固定するため、ロック玉５６が当て付けられた雌ねじの山や谷の形状が変形してしまう場合がある。このため、雌ねじに対するロック玉５６の当て付け状態を解除した場合であっても、スムーズにボルト５０を緩めることができず、当該ボルト５０をねじ穴から容易に取り外すことができなくなってしまう虞がある。
【０００８】
また、このように雌ねじ(図示しない)に対してロック玉５６を当て付ける(食い込ませる)緩み止め機構では、当該緩み止め機構を一旦解除し、その後再度使用した場合、ロック玉５６や雌ねじの変形などにより、当初の緩み止め精度を維持することができず、その緩み止め精度は必然的に低下してしまう。このため、かかる緩み止め機構の使用は基本的に一度限りに限定され、その汎用性や耐用性が非常に悪い。
【０００９】
本発明は、このような課題を解決するためになされており、その目的は、簡易な構造でボルトの緩み止めを図るのみならず、当該ボルトの締結及び取外しを繰り返し行うことを可能とするとともに、かかる締結及び取外しを繰り返し行った場合であっても、長期に亘って一定の緩み止め効果を維持することが可能なボルトの緩み止め機構を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
このような目的を達成するために、本発明に係る緩み止め機構付きボルトは、回転治具を係合させて当該回転治具からの回転力が伝達される頭部と、外周部に螺旋状の溝で成る雄ねじが形成された胴体部で構成され、前記胴体部の雄ねじと螺合する螺旋状の溝で成る雌ねじが内周部に形成された被締結部材と螺着されるとともに、被締結部材への螺着後における緩みを抑止するための緩み止め機構を備えている。かかる緩み止め機構付きボルトには、その中心部に軸心と同心を成す中心穴が形成され、当該中心穴は、前記頭部を貫通して前記胴体部に内設された底部へ連続し、弾性を有する軟金属製の棒状部材が収容される構造を成すとともに、当該棒状部材を前記中心穴の底部へ向けて押し込めるための押込部材を螺着させるために、螺旋状の溝で成る雌ねじが内周部に形成された構造を成し、前記棒状部材は、その径寸法が前記中心穴の径寸法と略同一あるいは当該径寸法よりも僅かに小さな寸法に設定されている。そして、前記ボルトが前記被締結部材に螺着された後、前記中心穴に形成された雌ねじと螺合する螺旋状の溝で成る雄ねじが外周部に形成された押込部材を、前記中心穴と螺着させることによって前記棒状部材を前記中心穴の底部へ向けて押し込み、前記押込部材の先端部と当該中心穴の底部との間に当該棒状部材を挟み込んで押圧することで、前記胴体部の外径寸法を拡大させて前記被締結部材に対する螺着力を高め、緩みを抑止している。
【００１１】
また、本発明に係る緩み止め機構付きボルトには、その中心部に軸心と同心を成す中心孔が形成され、当該中心孔は、前記頭部から胴体部までを先細り状に貫通し、金属製の棒状部材が収容される構造を成すとともに、当該棒状部材を前記中心孔の先細り側の開口へ向けて押し込めるための押込部材を螺着させるために螺旋状の溝で成る雌ねじが内周部に形成された構造を成し、前記棒状部材は、その最大径寸法が前記中心孔の最大径寸法と略同一あるいは当該最大径寸法よりも僅かに小さな寸法に設定されているとともに、当該中心孔の先細り形状と略同一の先細り状を成している。そして、前記ボルトが前記被締結部材に螺着された後、前記中心孔に形成された雌ねじと螺合する螺旋状の溝で成る雄ねじが外周部に形成された押込部材を、前記中心孔と螺着させることによって前記棒状部材を前記中心孔の先細り側の開口へ向けて押し込み、当該棒状部材の外周部を当該中心孔の内周部に押圧することで、前記胴体部の外径寸法を拡大させて前記被締結部材に対する螺着力を高め、緩みを抑止している。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のボルトの緩み止め防止機構によれば、簡易な構造でボルトの緩み止めを図ることができるのみならず、当該ボルトの締結及び取外しを繰り返し行うことができる。また、かかるボルトの締結及び取外しを繰り返し行った場合であっても、長期に亘って一定の緩み止め防止効果を維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の緩み止め機構付きボルトについて、添付図面を参照して説明する。なお、本発明に係る緩み止め機構付きボルトは、自動車、航空機及び鉄道車両等の輸送機械、各種の産業機械や機器など、各種の機械装置において、複数(例えば、２つ)の構成部材を相互に締結固定する部材(機械要素)として適用することができるため、ここではその用途について特に限定しない。
【００１４】
図１(ａ)〜(ｄ)には、本発明の第１実施形態に係る緩み止め機構付きボルト(以下、単にボルトという)１０が示されており、当該ボルト１０は、回転治具(例えば、スパナやレンチなど)を係合させて当該回転治具からの回転力が伝達される頭部１２と、外周部に螺旋状の溝で成る雄ねじ１４ｓが形成された胴体部１４で構成されている。かかるボルト１０は、胴体部１４の雄ねじ１４ｓと螺合する螺旋状の溝で成る雌ねじが内周部に形成された図示しない被締結部材(ねじ穴やナットなど)と螺着され、当該被締結部材への螺着後における緩みを当該ボルト１０自体に備えられた緩み止め機構によって抑止する構造となっている。
【００１５】
なお、図１(ａ)〜(ｄ)に示す構成においては、一例として、頭部１２を正六角形(正六角柱)に形成しているが、その形状は特に限定されず、ボルトの使用条件や使用目的、あるいは被締結部材の形状などに応じて任意に設定すればよい。例えば、六角以外の正多角形(正多角柱)を成していてもよいし、円形(円柱)などを成していてもよい。さらに、レンチなどの回転治具の外郭形状に合わせた凹状の窪みを頭部に設けた構成としてもよい。
【００１６】
また、図１(ａ)〜(ｄ)には、頭部１２の径寸法を胴体部１４の径寸法よりも大きく設定し、当該頭部１２が図示しない被締結部材(ねじ穴やナットなど)への螺着時に、当該被締結部材の周縁部と当接する構造を成すボルト１０を例示しているが、頭部１２は、その径寸法を胴体部１４の径寸法より必ずしも大きく設定して構成しなくともよく、ボルト１０が締結される機械装置の使用条件や使用目的などに応じて、あるいは被締結部材の大きさや形状などに応じて、頭部と胴体部の径寸法を相対的にそれぞれ設定すればよい。例えば、頭部の径寸法を胴体部の径寸法と略同一に設定し、被締結部材(ねじ穴やナットなど)への螺着時には、当該頭部が胴体部ととともに当該被締結部材へ埋没(収容)される構成(いわゆる、いもねじ状の構成)であってもよい。
【００１７】
さらに、頭部１２の大きさ、並びに胴体部１４の大きさは、ボルト１０が締結される機械装置の使用条件や使用目的などに応じて、あるいは図示しない被締結部材の大きさなどに応じて任意に設定すればよいため、ここでは特に限定しない。加えて、胴体部１４の雄ねじ１４ｓを構成する山と谷の形状や高さ(深さ)、あるいはピッチなどは、被締結部材(ねじ穴やナットなど)の内周部に形成された雌ねじと螺合可能である限り、ボルト１０の大きさや形状などに応じて任意に設定すればよい。
【００１８】
ボルト１０には、その中心部に軸心と同心を成す穴(以下、中心穴という)１６が形成されており、当該中心穴１６は、頭部１２を貫通して胴体部１４に内設された底部１６ｂへ連続し、弾性を有する軟金属製の棒状部材(以下、ストレートピンという)１８が収容される構造を成している。すなわち、中心穴１６は、その開口１６ａが頭部１２の上面(図１(ａ)の上側の面)１２ａに位置付けられるとともに、その底部１６ｂが胴体部１４内に位置付けられた、非貫通穴として構成されている。
【００１９】
また、中心穴１６は、ストレートピン１８を当該中心穴１６の底部１６ｂへ向けて押し込めるための部材(以下、押込部材という)２０を螺着させるために、螺旋状の溝で成る雌ねじ１６ｓが内周部１６ｃに形成された構造を成している。
この場合、中心穴１６の雌ねじ１６ｓは、当該中心穴１６の頭部部分のすべてと、当該頭部部分に連続する胴体部部分の一部に形成され、その長さ(図１(ａ)〜(ｄ)の上下方向の距離)を押込部材２０の長さよりも大きな寸法に設定して構成されている。
【００２０】
なお、押込部材２０は、その径寸法が基端部２０ａから先端部２０ｂ(図１(ｂ)〜(ｄ)の上端部から下端部)まで一定の円柱状を成し、中心穴１６に形成された雌ねじ１６ｓと螺合する螺旋状の溝で成る雄ねじ２０ｓが外周部に形成された構造を成している。これにより、中心穴１６の雌ねじ１６ｓに対して雄ねじ２０ｓを螺合させることで、押込部材２０を当該中心穴１６にねじ込むことができる。
【００２１】
この場合、押込部材２０の基端部２０ａには、レンチなどの回転治具を係合させるために、当該回転治具の外郭形状に合わせた凹状の窪み(以下、係合穴という)２０ｄが設けられており、押込部材２０を中心穴１６へねじ込む際には、基端部２０ａの係合穴２０ｄに回転治具を係合させた状態で当該回転治具を所定方向(例えば、時計回り)へ回転させる。その際、回転治具とともに押込部材２０が当該回転治具と同一方向へ回転することで、当該押込部材２０を中心穴１６の雌ねじ１６ｓに沿って旋回させ、当該中心穴１６にねじ込むことができる。なお、係合穴２０ｄの大きさや形状などは、レンチなどの回転治具の大きさや外郭形状に合わせて設定すればよいため、ここでは特に限定しない。
【００２２】
ストレートピン１８は、その径寸法が基端部１８ａから先端部１８ｂ(図１(ａ)〜(ｄ)の上端部から下端部)まで一定の円柱状を成し、当該径寸法を中心穴１６の径寸法と略同一あるいは当該径寸法よりも僅かに小さな寸法に設定するとともに、その長さ(基端部１８ａから先端部１８ｂまでの距離)を中心穴１６の深さ(開口１６ａから底部１６ｂまでの距離)よりも小さな寸法に設定して構成されている。
これにより、ストレートピン１８は、中心穴１６の開口１６ａから先端部１８ｂを当該中心穴１６へ挿入し、基端部１８ａに所定の押圧力を加えることで、その外周部１８ｃを中心穴１６の内周部１６ｃ(雌ねじ１６ｓ及びそれ以外の部分)に接触させながら、その先端部１８ｂを中心穴１６の底部１６ｂに当接させるまで移動する(すなわち、中心穴１６へ押し込む)ことが可能となる。
【００２３】
このような構成を成すボルト１０は、ストレートピン１８の先端部１８ｂが中心穴１６の底部１６ｂと所定の間隔を空けて非接触となるとともに、その基端部１８ａが中心穴１６の開口１６ａから突出することなく、頭部１２の上面１２ａを中心穴１６の部分だけ凹ませるように、当該ストレートピン１８が当該中心穴１６へ収容された状態で、図示しない被締結部材(ねじ穴やナットなど)へねじ込まれ、当該被締結部材と螺着される(図１(ａ)に示す状態)。
【００２４】
ボルト１０が被締結部材(ねじ穴やナットなど)に螺着された後、中心穴１６の開口１６ａから押込部材２０の先端部２０ｂを当該中心穴１６へ挿入するとともに、レンチなどの回転治具を基端部２０ａの係合穴２０ｄに係合させる。この状態で、当該回転治具を所定方向(例えば、時計回り)へ回転させ、当該回転治具とともに押込部材２０を同一方向へ回転させることで、当該押込部材２０が中心穴１６の雌ねじ１６ｓに沿って旋回し、当該中心穴１６へ徐々にねじ込まれていく(図１(ｂ)に示す状態)。
なお、押込部材２０は、ボルト１０の被締結部材(ねじ穴やナットなど)への螺着時に、予めストレートピン１８とともに中心穴１６へ収容して(ねじ込んで)おいてもよい。
【００２５】
このように押込部材２０を中心穴１６へ徐々にねじ込んでいくと、当該押込部材２０は、その先端部２０ｂが予め当該中心穴１６に収容されているストレートピン１８の基端部１８ａと当接する(図１(ｃ)に示す状態)。先端部２０ｂをストレートピン１８の基端部１８ａに当接させた状態で、押込部材２０をさらに中心穴１６へねじ込んでいくと、当該ストレートピン１８は押込部材２０から押圧力を受け、中心穴１６の底部１６ｂへ向けて移動していく(押し込まれていく)。
【００２６】
そして、押込部材２０によって押し込まれたストレートピン１８は、先端部１８ｂが中心穴１６の底部１６ｂに当接され、当該底部１６ｂと押込部材２０の先端部２０ｂとの間に挟まれた状態となる。この状態で押込部材２０をさらに中心穴１６へねじ込み、ストレートピン１８に対して押圧力を作用させると、当該押圧力によりストレートピン１８が弾性変形(具体的には、拡径変形(膨張))し、中心穴１６の内周部１６ｃを拡径方向へ押圧する(図１(ｄ)に示す状態)。
【００２７】
この結果、中心穴１６が弾性変形して拡径され、ボルト１０の胴体部１４の外径寸法が弾性的に拡大される。すなわち、拡径された胴体部１４(特に、ストレートピン１８が収容されている部分)の外周部に形成された雄ねじ１４ｓが、螺着時よりも図示しない被締結部材(ねじ穴やナットなど)の雌ねじに強固に押し付けられ、当該雄ねじ１４ｓと雌ねじとがより強く螺合される。
【００２８】
これにより、ボルト１０を被締結部材(ねじ穴やナットなど)に対して螺着させる力(螺着力)を高めることができ、当該ボルト１０の被締結部材に対する緩みを確実に抑止することができる。
【００２９】
なお、上述した本実施形態において、ストレートピン１８の具体的な材質については特に言及しなかったが、押込部材２０によって中心穴１６に押し込まれ、当該押込部材２０の先端部２０ｂと中心穴１６の底部１６ｂとの間に挟まれて容易に弾性変形(具体的には、拡径変形(膨張))することが可能で、当該中心穴１６、すなわち胴体部１４の径寸法を拡大させることが可能な素材であれば、ボルト１０が締結される機械装置の使用条件や使用目的などに応じて各種の素材を任意に選択することができる。一例として、ストレートピン１８は、軟金属である亜鉛製とすればよい。
【００３０】
また、ボルト１０を緩める際には、押込部材２０の係合穴２０ｄに係合されたレンチなどの回転治具を所定方向(例えば、反時計回り)へ回転させ、当該押込部材２０を中心穴１６の雌ねじ１６ｓに沿って旋回させて当該中心穴１６へのねじ込み方向とは反対方向(すなわち、取り除く方向(図１(ｂ)〜(ｄ)の上方向))へ徐々に移動させる。このように押込部材２０を移動させると、ストレートピン１８の基端部１８ａに当接されていた先端部２０ｂが当該基端部１８ａから離れた状態となる。
【００３１】
この結果、押込部材２０からストレートピン１８へ付与されていた押圧力が開放され、当該ストレートピン１８が弾性変形(具体的には、拡径変形(膨張))前の元の状態まで戻り、中心穴１６の内周部１６ｃを拡径方向へ押圧することがなくなる。
【００３２】
したがって、中心穴１６が弾性変形前の元の径寸法に戻るとともに、弾性的に拡大されていたボルト１０の胴体部１４の外径寸法を拡大前の元の大きさまで戻すことができる。すなわち、胴体部１４(特に、ストレートピン１８が収容されている部分)の外周部に形成された雄ねじ１４ｓが、螺着時と略同一の力で図示しない被締結部材(ねじ穴やナットなど)の雌ねじと螺合した状態とすることができる。
【００３３】
これにより、一旦、被締結部材(ねじ穴やナットなど)と螺着させたボルト１０をスムーズに緩めることができるとともに、当該被締結部材から容易に取り外すことができる。さらには、被締結部材から取り外したボルト１０を再び当該被締結部材と螺着させ、その後、上述した手順と同様の手順により、その螺着力を高め、当該ボルト１０の被締結部材に対する緩みを再度確実に抑止することも可能となる。
【００３４】
なお、本発明に係るボルトの緩み止め機構は、上述した第１実施形態に係る構成(図１(ａ)〜(ｄ))に特に限定されず、ボルトが締結される機械装置の使用条件や使用目的などに応じて任意の構成とすることができる。例えば、図２(ａ)〜(ｄ)に示す本発明の第２実施形態に係る緩み止め機構を備えたボルト(緩み止め機構付きボルト)３０であっても、第１実施形態に係るボルト１０と同様の被締結部材(ねじ穴やナットなど)に対する緩みを抑止する効果(すなわち、緩み止め効果)を得ることができる。
【００３５】
図２(ａ)〜(ｄ)には、本発明の第２実施形態に係るボルト３０が示されており、当該ボルト３０は、上述した第１実施形態に係るボルト１０(図１(ａ)〜(ｄ))と同様に、回転治具(例えば、スパナやレンチなど)を係合させて当該回転治具からの回転力が伝達される頭部１２と、外周部に螺旋状の溝で成る雄ねじ１４ｓが形成された胴体部１４で構成されている。この場合、ボルト３０の基本的な構成は上述したボルト１０と同様であるため、当該ボルト１０と同一若しくは類似の構成については、図面上で同一の符号を付して説明は省略若しくは簡略化し、以下では、本実施形態に係るボルト３０の特徴的な構成について説明する。
【００３６】
図２(ａ)〜(ｄ)に示すように、ボルト３０には、その中心部に軸心と同心を成す孔(以下、中心孔という)３６が形成されており、当該中心孔３６は、頭部１２及び胴体部１４を先細り状に貫通している。この場合、中心孔３６は、頭部１２及び当該頭部１２と連続する胴体部１４の一部までを一定の径寸法とするとともに、当該部位から胴体部１４の先端面(図２(ａ)〜(ｄ)の下側の面)１４ｂまでが徐々に縮径され、金属製の棒状部材(以下、テーパピンという)３８が収容される構造を成している。すなわち、中心孔３６は、頭部１２の上面１２ａに最大径の開口(以下、上側開口という)３６ａが位置付けられるとともに、胴体部１４の先端面１４ｂに最小径の開口(同、下側開口)３６ｂが位置付けられた構成となっている。
【００３７】
また、中心孔３６は、テーパピン３８を当該中心孔３６の下側開口３６ｂへ向けて押し込めるための押込部材２０を螺着させるために、螺旋状の溝で成る雌ねじ３６ｓが内周部３６ｃに形成された構造を成している。
この場合、中心孔３６の雌ねじ３６ｓは、当該中心孔３６の頭部部分のすべてと、当該頭部部分に連続する胴体部部分の一部に形成され、その長さ(図２(ａ)〜(ｄ)の上下方向の距離)を押込部材２０の長さよりも大きな寸法に設定して構成されている。
【００３８】
なお、押込部材２０は、その径寸法が基端部２０ａから先端部２０ｂ(図２(ｂ)〜(ｄ)の上端部から下端部)まで一定の円柱状を成し、中心孔３６に形成された雌ねじ３６ｓと螺合する螺旋状の溝で成る雄ねじ２０ｓが外周部に形成された構造を成している。これにより、中心孔３６の雌ねじ３６ｓに対して雄ねじ２０ｓを螺合させることで、押込部材２０を当該中心孔３６にねじ込むことができる。
【００３９】
テーパピン３８は、その基端部３８ａ(図２(ａ)〜(ｄ)の上端部)を最大径、その先端部３８ｂ(同図の下端部)を最小径とし、当該基端部３８ａから先端部３８ｂまで徐々にその径寸法が小さくなる先細りの円錐台形状を成している。この場合、最大径寸法(基端部３８ａの径寸法)が中心孔３６の最大径寸法(上側開口３６ａの径寸法)と略同一、あるいは当該最大径寸法よりも僅かに小さな寸法に設定されているとともに、当該中心孔３６の先細り部分(以下、テーパ部分という)３６ｔの形状と略同一の先細り状を成して構成されている。また、テーパピン３８は、その長さ(基端部３８ａから先端部３８ｂまでの距離)を中心孔３６の深さ(上側開口３６ａから下側開口３６ｂまでの距離)よりも小さな寸法に設定して構成されている。
【００４０】
これにより、テーパピン３８は、中心孔３６の上側開口３６ａから先端部３８ｂを当該中心孔３６へ挿入し、基端部３８ａに所定の押圧力を加えることで、その外周部３８ｃの一部を中心孔３６の内周部３６ｃ(雌ねじ３６ｓ及びそれ以外の部分)に接触させながら、その先端部３８ｂが下側開口３６ｂの近傍に達するまで移動する(すなわち、中心孔３６へ押し込む)ことが可能となる。
【００４１】
このような構成を成すボルト３０は、テーパピン３８の先端部３８ｂが中心孔３６の下側開口３６ｂまで達することなく、胴体部１４の先端面１４ｂが中心孔３６の部分を凹ませるとともに、その基端部３８ａが中心孔３６の上側開口３６ａから突出することなく、頭部１２の上面１２ａを中心孔３６の部分だけ凹ませるように、当該テーパピン３８が当該中心孔３６へ収容された状態で、図示しない被締結部材(ねじ穴やナットなど)へねじ込まれ、当該被締結部材と螺着される(図２(ａ)に示す状態)。
【００４２】
ボルト３０が被締結部材(ねじ穴やナットなど)に螺着された後、中心孔３６の上側開口３６ａから押込部材２０の先端部２０ｂを当該中心孔３６へ挿入するとともに、レンチなどの回転治具を基端部２０ａの係合穴２０ｄに係合させる。この状態で、当該回転治具を所定方向(例えば、時計回り)へ回転させ、当該回転治具とともに押込部材２０を同一方向へ回転させることで、当該押込部材２０が中心孔３６の雌ねじ３６ｓに沿って旋回し、当該中心孔３６へ徐々にねじ込まれていく(図２(ｂ)に示す状態)。
なお、押込部材２０は、ボルト３０の被締結部材(ねじ穴やナットなど)への螺着時に、予めテーパピン３８とともに中心孔３６へ収容して(ねじ込んで)おいてもよい。
【００４３】
このように押込部材２０を中心孔３６へ徐々にねじ込んでいくと、当該押込部材２０は、その先端部２０ｂが予め当該中心孔３６に収容されているテーパピン３８の基端部３８ａと当接する(図２(ｃ)に示す状態)。先端部２０ｂをテーパピン３８の基端部３８ａに当接させた状態で、押込部材２０をさらに中心孔３６へねじ込んでいくと、当該テーパピン３８は押込部材２０から押圧力を受け、中心孔３６の下側開口３６ｂへ向けて移動していく(押し込まれていく)。
【００４４】
そして、押込部材２０によって押し込まれたテーパピン３８は、先端部３８ｂが中心孔３６の下側開口３６ｂの近傍まで達すると、その外周部３８ｃの略全体を中心孔３６の内周部３６ｃのテーパ部分３６ｔに接触させた状態となる。この状態で押込部材２０をさらに中心孔３６へねじ込み、テーパピン３８に対して押圧力を作用させると、その外周部３８ｃの略全体が中心孔３６の内周部３６ｃのテーパ部分３６ｔに強く当接し、当該テーパ部分３６ｔを拡径方向へ押圧する(図２(ｄ)に示す状態)。すなわち、中心孔３６のテーパ部分３６ｔに対し、テーパピン３８がいわゆるくさびとして打ち込まれた状態と同様の状態となる。
【００４５】
この結果、中心孔３６が弾性変形して拡径され、ボルト３０の胴体部１４の外径寸法が弾性的に拡大される。すなわち、拡径された胴体部１４(特に、テーパピン３８が収容されている部分)の外周部に形成された雄ねじ１４ｓが、螺着時よりも図示しない被締結部材(ねじ穴やナットなど)の雌ねじに強固に押し付けられ、当該雄ねじ１４ｓと雌ねじとがより強く螺合される。
【００４６】
これにより、ボルト３０を被締結部材(ねじ穴やナットなど)に対して螺着させる力(螺着力)を高めることができ、当該ボルト３０の被締結部材に対する緩みを確実に抑止することができる。
【００４７】
なお、上述した本実施形態において、テーパピン３８の具体的な材質については特に言及しなかったが、押込部材２０によって中心孔３６に押し込まれ、外周部３８ｃの略全体が中心孔３６のテーパ部分３６ｔに強く当接された場合であっても変形することなく、一定の剛性を維持することが可能で、当該中心孔３６、すなわち胴体部１４の径寸法を拡大させることが可能な素材であれば、ボルト１０が締結される機械装置の使用条件や使用目的などに応じて各種の素材を任意に選択することができる。一例として、テーパピン３８は、所定の金属製である場合を想定するが、上述した本発明の第１実施形態に係るストレートピン１８のような軟金属(一例として、亜鉛)ではなく、硬質の金属製であることが好ましい。
【００４８】
また、ボルト３０を緩める際には、押込部材２０の係合穴２０ｄに係合されたレンチなどの回転治具を所定方向(例えば、反時計回り)へ回転させ、当該押込部材２０を中心孔３６の雌ねじ３６ｓに沿って旋回させて当該中心孔３６へのねじ込み方向とは反対方向(すなわち、取り除く方向(図２(ｂ)〜(ｄ)の上方向))へ徐々に移動させる。これにより、テーパピン３８の基端部３８ａに当接されていた先端部２０ｂが当該基端部３８ａから所定の間隔を空けて離れた状態となるように、押込部材２０を位置付ける。
【００４９】
次いで、中心孔３６の下側開口３６ｂから図示しない押出治具(例えば、テーパピン３８の先端部３８ｂと略同一の径寸法に設定された円柱部材など)をテーパピン３８の先端部３８ｂに当て付け、当該押出治具を中心孔３６へ向けてハンマー(図３に示す金づちなど)で叩くことなどにより、当該押出治具に先端部３８ｂが当て付けられたテーパピン３８を中心孔３６の上側開口３６ａへ向けて(より具体的には、押込部材２０の先端部２０ｂへ向けて)移動させる。
この結果、テーパピン３８の外周部３８ｃが中心孔３６のテーパ部分３６ｔを押圧することなく、その外周部３８ｃが当該テーパ部分３６ｔと緩やかに接触するようになる。
【００５０】
したがって、中心孔３６が弾性変形前の元の径寸法に戻るとともに、弾性的に拡大されていたボルト３０の胴体部１４の外径寸法を拡大前の元の大きさまで戻すことができる。すなわち、胴体部１４(特に、テーパピン３８が収容されている部分)の外周部に形成された雄ねじ１４ｓが、螺着時と略同一の力で図示しない被締結部材(ねじ穴やナットなど)の雌ねじと螺合した状態とすることができる。
【００５１】
これにより、一旦、被締結部材(ねじ穴やナットなど)と螺着させたボルト３０をスムーズに緩めることができるとともに、当該被締結部材から容易に取り外すことができる。さらには、被締結部材から取り外したボルト３０を再び当該被締結部材と螺着させ、その後、上述した手順と同様の手順により、その螺着力を高め、当該ボルト３０の被締結部材に対する緩みを再度確実に抑止することも可能となる。
【００５２】
このような本発明の第２実施形態に係るボルトの緩み止め機構は、ボルト３０の胴体部１４が先端面１４ｂを被締結部材(図示しない)への螺着後に外部に対して露出された状態となる場合、例えば、被締結部材がナットである場合などにおいて、非常に有効な構成となる。すなわち、被締結部材(一例として、ナット)への螺着後に胴体部１４の先端面１４ｂが外部に露出されているため、前記押出治具によりテーパピン３８を中心孔３６の上側開口３６ａの方向へ移動させる作業を容易に行うことができる。すなわち、ボルト３０の螺着力の操作(調整)を容易に行うことができ、当該ボルト３０の締結及び取り外しを容易に繰り返すことができる。
【００５３】
以上、本発明の第１実施形態、並びに第２実施形態に係る緩み止め機構によれば、簡易な構造でボルト10,30の緩み止めを図ることができるのみならず、当該ボルト10,30の締結及び取外しを繰り返し行うことができる。また、かかるボルト10,30の締結及び取外しを繰り返し行った場合であっても、長期に亘って一定の緩み止め防止効果を維持することができる。
【００５４】
なお、上述した本発明の第１実施形態、並びに第２実施形態においては、押込部材２０の長さが、中心穴１６に収容されたストレートピン１８の基端部１８ａに先端部２０ｂを当接させた状態で、基端部２０ａが中心穴１６の開口１６ａから突出しない寸法、あるいは、中心孔３６に収容されたテーパピン３８の基端部３８ａに先端部２０ｂを当接させた状態で、基端部２０ａが中心孔３６の上側開口３６ａから突出しない寸法に設定されている。
【００５５】
このため、ボルト10,30に対する緩み止め作業の完了後、押込部材２０は、そのまま中心穴１６あるいは中心孔３６に残存させておいてもよいし、取り除いてしまってもよい。例えば、ボルト10,30(さらには、機械装置)の高剛性化を図る場合には、押込部材２０を残存させておくことが好ましい。一方、ボルト10,30(さらには、機械装置)の軽量化を図る場合には、押込部材２０を取り除いてしまうことが好ましい。
したがって、ボルト10,30の緩み止め作業完了後における押込部材２０の取り扱いは、当該ボルト10,30が締結される機械装置の使用条件や使用目的などに応じて自由に決定すればよい。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の第１実施形態に係る緩み止め機構付きボルトの構成例を示す図であって、(ａ)は、ストレートピンを中心穴へ収容したボルトが被締結部材へ螺着された状態を示す機構図、(ｂ)は、押込部材が中心穴へねじ込まれた状態を示す機構図、(ｃ)は、押込部材がストレートピンと当接した状態を示す機構図、(ｄ)は、ストレートピンが拡径変形して中心穴の内周部を拡径方向へ押圧している状態を示す機構図。
【図２】本発明の第２実施形態に係る緩み止め機構付きボルトの構成例を示す図であって、(ａ)は、テーパピンを中心孔へ収容したボルトが被締結部材へ螺着された状態を示す機構図、(ｂ)は、押込部材が中心孔へねじ込まれた状態を示す機構図、(ｃ)は、押込部材がテーパピンと当接した状態を示す機構図、(ｄ)は、テーパピンの外周部が中心孔に強く当接してテーパ部分を拡径方向へ押圧している状態を示す機構図。
【図３】従来の緩み止め機構付きボルトの構成例を示す機構図。
【符号の説明】
【００５７】
１０  緩み止め機構付きボルト
１２  頭部
１４  胴体部
１４ｓ  胴体部雄ねじ
１６  中心穴
１６ｂ  中心穴底部
１６ｓ  中心穴雌ねじ
１８  棒状部材(ストレートピン)
２０  押込部材
２０ｂ  押込部材先端部
【図１】
2008274992.tif 000003
【図２】
2008274992.tif 000004
【図３】
2008274992.tif 000005