(57)【要約】  【課題】機械及び建築物において、物体と物体とのネジの締め付けによる締結は不可欠であるが、ネジが緩む場合がある。特に振動を受ける機械及び建築物においてそれは起こり易い。そこで緩み止めのナットが発明されて、有効に活用されている。ナットを使えない場合は主物体にタップを切り副物体をボルトで締め付けて締結することを行うが、緩み止めボルトの優れた物はまだ生まれておらず、これの発明が待たれていた。  【解決手段】軸方向に貫通孔があるボルトを作り、これのネジ側に割りを入れて、ここにコーン形状の穴を作り、この内面にタップ溝を形成する。その穴の中にツバの無いセットボルトをレンチ穴を奥側にしてねじ込む。このボルトをタップ穴に入れて締め付けたあと、ボルトの頭にある孔からレンチを差し込み、セットボルトを内側に引き寄せるように回転させ、ボルトの先端部を広げる。  【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向に貫通した孔をもつボルトにおいて、ボルトの先端側に軸方向の割りを入れ、貫通孔の開口部に奥の方のネジ径が細くなるタップ溝を形成し、貫通孔の径を、使用するレンチが通る太さとし、タップ溝に、レンチと噛み合う穴を内側にしたセットボルトを挿入することを特徴とする、緩み止めボルト。
【請求項２】
軸方向に貫通した孔をもち、ボルトの先端側に軸方向の割りが有り、貫通孔の開口部にタップ溝が形成され、貫通孔は使用する六角レンチが通る太さであり、タップ溝に、レンチと噛み合う六角穴を内側にしたセットボルトを挿入したボルトにおいて、そのタップ溝とセットボルトのボルト山を内側に向かって径が細くなるごとく形成したことを特徴とする、緩み止めボルト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
機械、建築物等の構造物において、物体同士をネジで締め付けて締結するためには、ネジが最も有効である。ネジは容易に大きな締め付け力が得られるために多用されるが、不確実な要素も有るために、全体の製品の信頼性に大きく影響する重要な役割を持っている。
【０００２】
この不確実要素とは、ネジは、回転のトルクにより与えられるボルトの軸方向の引っ張りの力（以下軸力という）で発生する締め付け力から得られるネジ面の摩擦により固定されるもので、この軸力がネジ面の表面の微細な形状、表面強度、表面処理、表面に付着している油脂、接合面の平行度や塗料などの状況により、締め付けた時の回転トルクにより発生する締め付けのための軸力が大きく変わることにある。
【０００３】
さらにまた、与える軸力を弾性変形内で収めるか、降伏点を過ぎた塑性変形領域にするかの問題もあり、特に振動によりネジにかかる力が変化する場合、軸力が弱いと瞬間的にネジ部の摩擦が小さくなることが起き、また塑性変形領域まで締め付けている場合、強い力で引き寄せられてさらに変形した場合、元の形状に復元せず、摩擦が小さくなる。これの繰り返しで緩みが発生するのである。
【０００４】
２つの物体に貫通した穴があるときは、これにネジとしてボルトとナットを使用し、ボルトとナットが物体同士を締め付けて締結する。一方片方の物体にタップ等によりネジ溝が形成されている時は、ボルトのみで締め付けることで物体の締結を行う。
【０００５】
このネジによる締め付けには、優れた締め付け機能と共に、摩擦の減少時である望まない時に逆方向に回転することで緩むという危険が常に伴っている。これには摩擦面の状況も関係するが、振動のある機械や建造物において、この危険は特に大きいのである。
【０００６】
この緩みを防止するために、通常は締め付け力が最適であるような、すなわち軸力がボルトの弾性変形内であるように、あるいは塑性変形が始まる初期段階であるように注意して締め付ける、これには多くの場合トルクレンチを使用するが、それでもネジの持つ不確実要素を消し去ることは出来ないものである。
【０００７】
振動のある機械や建造物においては、ネジを締め付ける時の軸力の注意だけでは不十分であるため、この緩みを防止するために各種の発明がなされている。特にナット側で締め付ける構造の場合においては相応しい機能を持ったものが生まれているが、ボルトにおいては未だ十分な機能を果たすものが生まれていない。
【０００８】
本発明は、このボルトにおける緩み止めを行うことに関するもので、ネジの山部とネジの溝部同士の接触を、通常の締め付け以上に密にする方法を提供する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００９】
穴の内側に、山部が渦巻き状に畝として形成されたナットと、同じピッチで山部が渦巻き状に畝として形成されたボルトとは、その山部が同じ間隔と傾斜で形成されているため、回転すると、山部同士の接触面に滑りが生じて移動し、ボルトの頭部の座面とナットの座面との距離が縮まり、これにより２つの物体は締め付けられて固定される。
【００１０】
このボルトの山部とナットの溝部、及びボルトの溝部とナットの山部の凹凸は図３のごとく、完全な一体であって空隙無く噛み合って接触している（以下完全噛み合い状態という）状態であることが、緩みを起こさないためには理想であるが、径が同一であるとネジ山同士の滑りが生じず、締め付けの回転が行えないために、径にはわずかな差を作り、お互いの山部と溝部にわずかな透き間が有るように作る。
【００１１】
即ち、締め付けられたボルトとナットの山部と溝部の関係は、図４の如く、山部が作る畝の一方の斜面のみが接し合っている状態となり、ボルトにかかる軸力によるボルトの伸びの弾性変形と、畝の変形による弾性変形との復元力により、引き寄せられた状態で、ネジは締め付けられて、２つの物体は締結されている。
【００１２】
２つの物体の締結を解除したいときには、ネジに特に強い回転力を締め付けの逆方向に働かすことで緩ますことができる。このように山部の畝と山部の畝でかしめられていることは有利であり、通常機械や建築物には、ネジを破壊ささずに緩ますという機能が必要な場合が多いために、ボルトとナットの組み合わせが多用されている側面もある。
【００１３】
しかし２つの物体が締結されている場合に、この２つの物体の一方に離れる方向への力がかけられ、再び元の位置に戻るようにその力が消える運動、即ち軸力が繰り返し変化する振動が与えられると、斜面の接触部が瞬間的に一時離れる、或いは摩擦力が瞬間的に減少する現象が起きる。それが元に戻る時に、ボルトとナットの山部と山部の接触部は元の位置に戻らず、接触圧、即ち摩擦力が弱くなる側に戻ろうとする。
【００１４】
振動によりこの現象が繰り返されると、軸力は小さくなり、ボルトとナットの山部と山部の摩擦力は次第に弱くなり、摩擦力が弱くなると、さらにこの現象が起こり易くなり、物体の締結を求めて締め付けているボルトとナットの締め付けた状態が緩んでくるのである。
【００１５】
これを防ぐ方法として一般的なものはダブルナットであるが、有効性には疑問がある、これは一度締め付けたナットを、さらに別のナットで上から押すために、始めのナットとボルトの接触圧を弱くすることになり、また２つのナットは同一方向に回転することで緩むためである。
【００１６】
またロックタイト（商品名）という固化する粘状物を接触面に塗布し、締め付けた後にネジ山同士を接着させ、或いは符号９の空隙を埋めて接触圧が弱くなった時の緩み方向への移動を起こりにくくする方法もあるが、この場合は緩ませる必要があるときにボルトの頭部の破壊に近い力をかけないと緩まない場合があるという問題もある。
【００１７】
この緩みの現象を防ぐための方法は多くの発明で提案されていて、それぞれ優れた特徴を備えている。緩み止めという本問題が大きいテーマであり、また完全な解決策が少ないため、その出願数は多い。また発明内容も多岐にわたるが、本質的に問題が近い位置にあるナットの緩み止め問題をも含めて選びだし、それを以下整理して示した。
【００１８】
【特許文献１】特開平５−１８７４２８
【特許文献２】特開平５−２０９６１２
【特許文献３】特開平５−３２１９２１
【特許文献４】特開平７−４４１７
【特許文献５】特開平８−１４２４１
【特許文献６】特開平８−４２５４４
【特許文献７】特開平８−４２５５１
【特許文献８】特開平８−１２１４５５
【特許文献９】特開平９−２１００３９
【特許文献１０】特開平１０−１９０２６
【特許文献１１】特開平１０−３７９３６
【特許文献１２】特開平１０−７３１１８
【特許文献１３】特開平１０−１３１９３７
【特許文献１４】特開平１０−１４１３４９
【特許文献１５】特開平１０−１５３２１１
【特許文献１６】特開平１０−１８４６３４
【特許文献１７】特開平１０−２８６６４９
【特許文献１８】特開平１０−３１１３２４
【特許文献１９】特開平１１−６５１６
【特許文献２０】特開平１１−１２５２３１
【特許文献２１】特開平１１−１２８５６０
【特許文献２２】特開２０００−１２０６４４
【特許文献２３】特開２００１−１１６０３２
【特許文献２４】特開２００１−３３４３４３
【特許文献２５】特開２００２−１３０２３１
【特許文献２６】特開２００２−１９５２３６
【特許文献２７】特開２００２−２０６５１５
【特許文献２８】特開２００２−３７２０２４
【特許文献２９】特開２００３−４２１２８
【特許文献３０】特開２００３−１２０６４２
【特許文献３１】特開２００３−１４８４３８
【特許文献３２】特開２００３−１８４８４８
【特許文献３３】特開２００３−２７８２８０
【特許文献３４】特開２００３−２８７０１４
【特許文献３５】特開２００３−３０１８２９
【特許文献３６】特開２００４−３１６７１５
【特許文献３７】特開２００４−３２４８２０
【特許文献３８】特開２００５−９５４５
【特許文献３９】特開２００５−６９３４７
【特許文献４０】特開２００５−１６３２９９
【特許文献４１】特開２００５−３３７３５８
【特許文献４２】特開２００５−３４４７７２
【特許文献４３】特開２００６−１００５４
【特許文献４４】特開２００６−４５９８８
【特許文献４５】特開２００６−８４０１７
【特許文献４６】特開２００６−１５３１４６
【特許文献４７】特開２００６−２４２２０６
【特許文献４８】特開２００６−２５８１９９
【特許文献４９】ＷＯ０１／０１４７５３
【００１９】
緩み止めに対して最も最短な方法としては、ネジの回転を座金に回り止めを付して止めようというものがある、特許文献１０、特許文献１８、及び特許文献４７はそれに相当するが、物品の面への傷つけで緩み止めを成立させているため、一度傷が破壊されると効力を失うという問題がある。
【００２０】
接着剤あるいは緩衝材を利用しようとする方法として、特許文献１６は入れた接着剤の不要部分をボルトの中心の孔から逃がして接触面の摩擦を大きくしようとする考えであり、特許文献２３は同じく孔を開けて接着剤をネジ部の噛み合わせ部に注入しようとする考えのものである。この場合は恐らくネジ山の接触面も符号９の空隙もいずれも接着されているため、緩ませたい時に不都合である。特許文献４６も接着剤の浸透をネジ山を横断する溝で促進しようとするものだが、同じ問題を持っている。
【００２１】
特許文献２１はタップ穴の中にボルトが入って締め付けられると先端部の空間が小さくなることを利用し、ここに弾性物を入れて、これをネジ部の噛み合わせ部に押し出そうというものである。特許文献３６はボルトのネジ山に線状弾性体を巻き付けて緩み止めとし、特許文献３８はボルトの座面に緩衝体を置いて緩みを防止しようとするものだが、これらはいずれも緩みの初期に有効であるが緩みが開始してしまうと、効果がなくなってしまうという問題を抱えている。
【００２２】
ナットの回転を、かぶせる蓋で止めようとする物もある、特許文献３０、及び特許文献４４がそれに当たり、目的と使用場面によれば有効である。
【００２３】
特殊な方法としては、特許文献２０のコイルバネをネジ溝に巻く方法があるが、接触面積が小さくなるため、締め付けの強度に不安がある。特許文献４２は突起と溝部を作って噛み合わせる方法、特許文献２２と特許文献３２はピッチの違うネジ溝を使う方法であるが効果の程に疑問がある。特許文献８、及び特許文献４０は部分的にピッチを縮めて、あるいはピッチを潰してボルトとの摩擦力を部分的に大きくしようというものであるが、同じく効果には疑問がある。
【００２４】
座金を有効に活用しようというものとして、特許文献７がある、これはナットの頭の座面に、外周の厚みの大きい座金を置き座面にかかる圧力を広く分散しようとするものだが、いったん緩んだ場合は無効である。
【００２５】
ナットを締め付けたとき、その力でネジが傾いて、山部と溝部分の噛み合わせに密な部分が作られるようにする発明がある、特許文献１５はそれを、厚さを一方を薄くなるように傾けた座金で行おうとするものであり、これは一度緩んだときは無効になる。特許文献４３はナットの座面に傾斜をつけている、さらにこの場合ダブルナットの効果もあり優れている。特許文献３１においてはダブルナットの効果と傾斜の効果を期待しており、ほぼ似た効果が期待出来る。
【００２６】
特許文献１３はボルトにおいてこれを行っているもので、ボルトの頭部の座面を傾けておりこれによりボルトの先端部分に撓みを期待するものだが、効果の大きさは不明である。
【００２７】
異質のものとして、特許文献３４は木材など固定物品の大きな収縮に対してバネで軸力を保とうとするものであるが、振動に対して有効であるかどうかは不明である。特許文献４１はバネの座金を介して締め付けを行うもので、これも木材の収縮を主目的にしている。特許文献３３も同一に木材対象であるが、さらに楔を差し込んでバネを強制的に広げていて時々手をかけることが必要になる。いずれの場合もボルトとナットは軸力により生ずる摩擦のみで位置が維持されている。
【００２８】
逆ネジのダブルナットの方法が有る。特許文献１２、及び特許文献３５がこれにあたるもので、前者はネジの太さを変えて内側が太く、外側が細くて逆ネジになり、後者はナットの下面にあらかじめ逆ネジのボルトが形成されこれに逆ネジのナットがねじ込まれている。いずれも２つのナットが逆回転なのでダブルナットよりも緩みにくいが、完全噛み合い状態はない。
【００２９】
クサビ効果をストレートに利用しようとする、最もシンプルなものとして特許文献１、特許文献５、特許文献９、特許文献２５、特許文献２８、特許文献４５、及び特許文献４８がある。これらはネジ込みの力を利用して、楔効果でネジの径が細くなるように締め付る物であり、完全噛み合い状態を作っている可能性がるが、いずれもナットに使用されている。
【００３０】
有効な物で、ダブルナットのお互いの接触側に偏心して噛み合う凹凸を作っておき、これを噛み合わせた状態でナットを絞めたあと、外ナットだけをさらに絞め、偏心によって軸方向に対して横方向の力を２つのナットの間で発生させて、ナット山部のボルトの山部に対する押し圧を高めようというもので、特許文献２９があるが、これには偏心とボルトナットの径の差との間で狭い最適値が有ると言う問題がある。
【００３１】
同様に偏心の効果を利用して、さらに楔効果を併用し、テーパー状の凸部を持ち、そのテーパーが偏心している座金を使用し、それに噛み合うナットの座面の中心に凹部を穿ち、この凹部と座金の凸部を噛み合わせて、ナットを絞めた時に横方向にも力を生じさせる発明がある。これは特許文献２７、及び特許文献３９であるが、座金の下面と締め付ける対象の物体との間での滑りには多少の不安が残る。物体との締め付け力が無くなるとこの効果は無くなってしまうのである。
【００３２】
さらに優れた物として特許文献１９、及び特許文献２６に示される発明がある。これはダブルナットの、各接触面にお互いに噛み合うテーパーつきの凹部と凸部をつけ、一方を偏心させておき、ダブルナットの始めのナットを締め付けたあと、後のナットの締め付けを行うことで、ボルトの山部を介して２つのナット同士が横方向の力も持って噛み合い、部分的ではあるが完全噛み合い状態を作るのである。この場合締結する対象物との締め付け力とは関係なく、即ち軸力が変化してもこのナット同士の噛み合いは変わらない。
【００３３】
特許文献１４の発明も偏心による横方向への応力を利用したものであり、特許文献４９の発明はナットの座面に湾曲させた面を突出させ、この面を凹ませ、ネジを締め付けた時にこの面を変形させ、ネジの底部を変形させようとするものである。
【００３４】
特許文献１７、及び特許文献２４の発明は、ナットの上部に肉を薄くした縦溝を持った傾斜のある山型を形成し、これを上からの力で絞ってナットの内径を望ましい径に細め、ナットを締め付ける時に、この山型部分の弾力を利用して堅く締め付け、その部分のネジ面で完全噛み合い状態を作ろうという優れたものである。
【００３５】
以上の如く緩み止めナットには有効なものが有るが、これはタップを形成した主物体に穴を開けた副物体を締め付けて固着する目的には利用出来ない。この場合ボルトの先端部を使用出来ないからであり、あまり有効な発明を見ない。
【００３６】
特許文献１７、及び特許文献２４の発明と同じ原理を利用したボルトが提示されている。特許文献３７の発明がそれであるが、偏心を作った位置から離れたボルトの先端部に与える効果は少なくなる。
【００３７】
特許文献１１に示される発明は、タップ穴の底に偏心したテーパー穴を開けた円盤受け部材を入れ、ボルトの先端部にテーパーを持つ突起を作り、これを締め付けた時に穴と突起を噛み合わせて偏心力を生まそうとするものであるが、タップ穴の深さが希望通りに正確でないと効果を発揮しない。
【００３８】
特許文献３の発明も、タップ穴の底部に楔を置き、ボルトの先端がこれで広げられるというものであるが、深さの正確さを要するという同じ問題を持ち、またボルトが一旦緩んだ時に、この楔効果は消えてしまうという問題を持つ。
【００３９】
特許文献４の発明は、外ボルトに貫通孔をあけ、外ボルトの先端部にラッパ状に広がった穴を穿ち、外ボルトの先端部に割りを設ける。一方貫通孔より細い内ボルトを設けて、これのネジ側の反対側を先端の拡がった楔形状に形成し、これを外ボルトの貫通孔に通し、外ボルトの締め付けの後に、この内ボルトをナットで絞めて引っ張り、外ボルトの先端の楔穴形状部で外ボルトの先端部を広げて、タップ穴との完全噛み合い状態を作ろうというものである。
【００４０】
また特許文献２の発明は同一の概念によるものであり、楔形状部の内部にタップ穴を切り、外ボルトの貫通孔より細い内ボルトの先端に形成したネジを、タップ穴に切られたネジ山に噛み合わせて、内ボルトを締め付けることで、楔形状部を引っ張り、外ボルトの外形を広げ、外ボルトとタップ穴との完全噛み合い状態を作ろうと言うものである。
【００４１】
特許文献２と特許文献４の発明はいずれも優れた着想によるものであり有効であるが、その効果の大きさは完全噛み合い状態に届かないと思われる。それは細い内ボルトの軸力の範囲でクサビを引っ張らねばならず、軸の伸縮の影響がクサビの広げ力に影響してしまうことと、細い内ボルトに十分強い軸力を与えるのに、このネジ径の太さでは限界があるだろうことによる。
【００４２】
特許文献６の発明はまた異なった着想である。これはタップ穴の中に先にセットボルトを六角レンチ穴を上にしてねじ込み、この上に貫通孔のあるボルトを締め付ける。次にボルトの貫通孔より六角レンチを入れてセットボルトを緩み方向に回転させて、ボルトの底部を下から押し上げることで、ダブルナットのような効果を発揮させようというものである。この場合ボルトの山部とタップ穴のタップ山部の接触をさらに強める効果があり、有効であると思われるが、このこと自体はボルトを強く締めたのと同じ効果である、しかしセットボルトとの摩擦が有るために有効ではある。ただタップ穴の深さをこのセットボルトで使ってしまうため、タップ穴が深い場合には使えるが、通常の深さの浅いタップ穴においては使用出来ないという問題がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００４３】
以上の如く、緩み止めナットにおいては十分に問題を解決しているが、ナットを使用出来ない機械や建築物は多いのである。即ちボルトにおいてはいまだ緩み止めの問題は未解決である。ボルトとタップ穴との締め付けの理想は、軸力によりボルトの山部とタップ穴の山部の軸力による強い接触による摩擦によるのでなく、図３の如く山部と溝部が噛み合っている完全噛み合い状態が部分的でも有ることである。緩み止めナットにおいてはそれは成されているが、ボルトとタップ穴の関係ではそれは未だ成されていない。
【００４４】
前述の特許文献２と特許文献４に有るごとく、ボルトの内部に孔を貫通させ、これを使って楔効果でボルトの径を広げようとするものはあるが、完全噛み合い状態を得るに必要な軸力を内部に通す細いボルトとこれを締め付ける細いネジ山に期待することは出来ないと思われるし、特許文献６の如きセットボルトを先に埋め込む方法はタップ穴の深さを必要とするので実用的でない。
【００４５】
特に機械や建築物の設計の自由度を上げ、構造を小型に、また単純にするためには、タップ穴とボルトの組み合わせは必要であり、また使用するボルトの本数は少なくしたいという要望もある。さらに特に振動のある機械や建造物においては緩み止め機能のあるボルトが必要な場合が多い。
【００４６】
この場合現在は通常、ボルトを絞める時に粘着材か接着剤をボルトに塗布して締め付けるか、あるいは変形する樹脂を巻いて締め付けて、ボルトとタップの山部と山部を接着させるか、或いは接触面の反対側にできる符号９の空隙部を埋めるかして噛み合い状態を強固にすることを行っているが、この場合緩めて物体同士の固着を離すのに困難がある。
【００４７】
通常のボルトを使用する如き状態で、完全噛み合い状態を作り、緩みの危険が無く、緩ませたい時には自在に緩ませられる、安全なボルトを提供することが本発明の課題であり、この課題に対して解決することが出来たものである。
【課題を解決するための手段】
【００４８】
本発明は、ボルトに締め付け用具と噛み合う頭部が有って、その頭部と物体との接触部に座面があり、貫通孔のあるボルトを使用する。そのボルトのネジ側の先端に符号１３の割りを設けて、符号４の奥に向かってコーン状の穴を形成し、その内側に符号５の奥に向かって径が細くなる、或いは溝が浅くなるタップ溝を形成する。そのタップ溝と噛み合うピッチとネジ方向の符号６のボルト状のネジ山を持つセットボルトを用い、これに使用する六角レンチの先端と正しく噛み合う符号７の六角の凹部を形成する。
【００４９】
このセットボルトは通常の既存製品を使用しても良いが、或いは奥に向かって径が細くなる符号５のコーン状のタップ穴と噛み合う先端の細い形状にしたものも有効である。ネジ山の方向は正ネジでも逆ネジでも良い。
【００５０】
ボルトに作る孔径は、六角レンチの最大径がかじらずに回るに必要な範囲での最小径であることが望ましいが、軸力はボルトの断面積とネジ山の関係であるので、径の細い中心部の影響は小さく、あまり厳密でなくてもよい。この孔は原材料となる棒材の製造時に作っておいてもよく、後のネジ加工の成型時に開けてもよい。
【００５１】
この標準的なネジ形状を、ネジ部をネジ側から見た図であるＡ−Ｂ−Ｃ断面図で図１に示した。これはまずボルトを締め付けて２つの物体を締結した時の状況を示している。符号１はボルトの貫通孔、符号２はボルト側のネジ山部、符号３は符号１１の物体に形成されたタップ穴側のネジ山部であり、以下符号は共通の数字を使用する。
【００５２】
符号１２の副物体の穴にボルトを差し込んでネジを締め付け、次にボルトの頭部に有る符号８の穴からレンチを通して、セットボルトの符号７の穴に噛み合わせセットボルトを回転させる、その回転はネジ山のねじり方向に合わせて、セットボルトがボルトの頭部の方向に移動する回転方向とし、この回転により、セットボルトは符号２のネジ山部を広げ、符号３のタップ穴のネジ山部に食い込ませ、図４の状態から図３のような完全噛み合い状態が出来るように径を太くするのである。
【００５３】
その状態を図２に示した。この状態は、ナットにおける特許文献１７、特許文献２４、特許文献１９、特許文献２６が示すであろう状況に類似している。しかし本発明の場合は強い摩擦に抗して締め付けるのでも無く、偏心により完全噛み合い状態を作るのでもなく、内部から軸力方向に直行した外方向への力で、均一にボルトを太くしようというものであり、ナットの使えない所に適するのみでなく、その締結力の安定性は同じく優れた物である。
【００５４】
セットボルトの回転をさせると、ネジの山部と山部の噛み合いが深くなるので、ボルトは軸力が高くなる方向に移動する。その軸力が適当な値であるように、始めにボルトを締め付けるトルクを考慮し、セットボルトを締め付けた時に最適な軸力になるように考慮するのはさらに有効である。また一度降伏点に届かない弾性限界域内で強く締め付け、定めた角度だけ戻し、再びセットボルトを締め付ける方法もある。さらにこれらの考慮無く締め付けて、たとえ塑性変形域まで軸力が大きくなっても、２つの物体の締結力は弱くなっても、振動による緩みは発生しない。
【００５５】
符号１３の割りに関して言うと、透き間が無い状態で割りの数を増やすように形成すると軸力を最大にすることが出来る。またこの符号１３の割りを完全な割り溝とせず、また厚さ方向に完全に割られずに薄くなった部分を残した状態でも良い。
また六角レンチと述べているが、これは噛み合うことが必要なのであって、四角でも星形でも良い物である。
【発明の効果】
【００５６】
本発明は、貫通した孔を持ったボルトの先端部に符号１３の割りを設け、コーン形状のタップ穴を形成し、これにセットボルトを噛み合わせておき、ボルトの締め付け後に、このセットボルトを、貫通孔を通ったレンチで回転させてボルトの径を大きく太くし、このことでタップに形成されたネジ山部と、ボルトに形成されたネジ山部を完全噛み合い状態にしようと構成したものである。
【００５７】
本発明によれば、振動の多い主物体に穿った通常の深さのタップ穴を使用し、穴を開けた副物体を通常の固定法で固定する。そのボルトの締め付け後に、ボルトにある穴を使用してレンチを差し込み、これで回転を加えるだけでボルトは太くなり、完全噛み合い状態を作ることが出来るため、緩みの可能性の少ない締結を行うことができる。
【００５８】
物体と物体との締結による結合は、機械や建築物に欠かせない。振動や荷重の変化のない機械や建築物は稀である。このような場に、本発明の緩みの危険が極度に小さいボルトを提供することは、機械や建築物の進歩と、それの恩恵を受ける人々の生活に限りない貢献をするものであり、広く産業上の利用に有効な特徴を有するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５９】
以下、本発明のいくつかの実施内容を図面を参照しながら説明し。本発明のさらなる理解に供する。
【実施例１】
【００６０】
図１は本発明の技術内容の説明図であるが、同時に寸法を入れると実施例そのものの図面となるので、これをもって説明する。
【００６１】
ボルトはＭ１０でありネジに外径は９.９ｍｍ、タップ穴の内径は８.６ｍｍ、ネジのピッチは１.６ｍｍで、ボルトの頭の厚みは７ｍｍ、六角対辺は１７ｍｍであり、ネジ部の長さは２０ｍｍである。
このボルトの軸方向の中心には、３.５ｍｍの孔が貫通して開けられている。その孔のボルトの頭部の反対側のネジ部に、深さ１２ｍｍのスリットが軸方向に十字に切られている、そのスリット巾は０.５ｍｍである。
【００６２】
このネジ部の側にＭ６のタップ穴が深さ１２ｍｍに切られており、このタップ穴は奥に行くにしたがって溝が浅くなっている。これはタップを使ってタップ穴を切る場合、タップの深さで容易にコントロールして切ることが出来るが、本来は溝を浅く成型せず山部と溝部が作る断面形状を変えずに奥が細くなるように形成することが望ましい。
【００６３】
このネジの中に切られたタップ穴の中にＭ６のセットボルトをレンチとの噛み合わせ穴を内側にしてねじ込んである。この場合特別の滑剤は使用しなかった。このセットボルトも先端側が細くなるように形成することが望ましいが、ここでは通常のセットボルトを使用した。この場合ネジのピッチは０.５ｍｍであり、セットボルトを埋め込んだ状態が使用されるボルトである。
【００６４】
符号１１の厚さ１０ｍｍの物体にタップを切り、一方、符号１２の副物体に１０.２ｍｍの貫通穴を開け、このボルトを使ってこの２つの物体をトルクレンチで弾性域の上限まで締め付け、その後に六角レンチを逆回転させてセットボルトをボルトの頭部側に引き上げることを行った。その結果、このボルトを緩めようと試みても、締め付け力の５倍の回転トルクをかけても緩んでくれなかった。
トルクレンチでの締め付け力を弱くしてのちセットボルトを締め付けた結果も良好な締め付け結果が得られた。
【実施例２】
【００６５】
六角の頭のボルト用のトルクレンチにおいて、ボルトの六角頭を入れるソケットの中心から六角レンチをスプリングで押し出される形で出しておき、これにボルトの軸の中心に有る孔を通して支える。このボルトを、奥にタップが形成されている対象とする孔に差し込みまずボルトを締め付け、次に六角レンチをセットボルトを引き寄せる側に回転させる。これは一体型のトルクレンチとして制作した。
【実施例３】
【００６６】
締め付け対象物はコンクリート製の枕木で、これにタップを形成した座金が埋め込まれている。これにクッション材を置き、レールを乗せ、スプリング押さえをおき。その上からこのボルトを使って適当なスプリング強度に締め付け、内蔵してあるセットボルトを貫通孔を通して六角レンチで引き寄せ側に回転させて、タップ穴とボルトとの締結を強固にした。副物体が硬質な物質でなく、ボルトの頭部の座面との圧力が強くない場合でも、緩みは発生しなかった。
【実施例４】
【００６７】
建築物等、木材の締結においては、物体の収縮が起きる。また外部への金属の露出を嫌うためナットとスプリングは内部に隠した状態で、ボルトの緩みを止めたい場合が多い、取り付けたあと、ナットとスプリング側をさわる事の出来ない構造の木材建造物において有効であった。パッキン、ガスケット、バネを中間に置いての締め付けも試みたが、結果は良好であった。緩み方向への回転を座面の摩擦抵抗に期待出来ないときも良い。
【実施例５】
【００６８】
外部の美観を必要とするため、強い締め付け力を出せるボルトの六角頭のような形状を使えず、偏平な丸型の座面で中心にプラスドライバー溝が有るだけのような場合、これの軸心の中に貫通孔を開け、本発明と同様な方法をネジ部に備えたところ十分な締結を行うことが出来た。
【実施例６】
【００６９】
本発明において、貫通孔とネジ先端部の加工を施して、このタップ穴に接着を兼ねた滑材を塗布して、セットボルトをねじ込んだ状態を製品とするが、セットボルトと貫通孔とネジ先端部の加工を施したボルト本体を別々に製品とし、ボルトはボルトとして使用し、或いはセットボルトは市販の物を使用することがあってもよい。これは完全状態の製品を必要としない対象物の場合にも共通の部材として使用出来るということを意味している。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の緩み止めボルトの断面図
【図２】緩み止めボルトのネジ山を広げた図
【図３】完全噛み合い状態の断面図
【図４】通常のネジを締めた時の断面図
【符号の説明】
【００７１】
１  貫通孔
２  ボルト側のネジ山部
３  タップ側のネジ山部
４  コーン状の穴の上部
５  コーン状の穴のタップ溝
６  セットボルト
７  レンチと噛み合うセットボルトの穴
８  ボルトの頭部の穴
９  締めたネジに通常出来る空隙部
１０  ボルト
１１  タップを形成する側の主物体
１２  取り付ける副物体
１３  割り
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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