(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボルトに螺着すべきナットであって、
略円筒形状のナット本体と、
該ナット本体が周方向に対して分割されて形成されている複数のナット分割体と、
前記ナット本体を覆う略円筒形状のカバー体と、
該カバー体の一方の端部に向けて徐々にその内壁の内径が小さくなるように形成されたカバー側テーパ部と、
該カバー側テーパ部に対応するように前記ナット本体の一方の端部に向けてその外壁の外径が小さくなるように形成されたナット側テーパ部と、
前記カバー体に前記ナット本体とともに収容されて前記カバー体の他方の端部側に配されたスプリングと、
前記カバー体の他方の端部を覆う蓋体とを含むナットを備え、
前記ボルトのねじ山であるボルトねじと前記ナット本体のねじ山であるナットねじとのピッチが異なっている不等ピッチを有し、
前記ナットは、
前記カバー体の前記カバー側テーパ部が形成された側の端部に形成されている挿通孔から前記ボルトを挿通させた際に、前記ナット分割体が前記スプリングに抗して前記蓋体側に押しつけられながら移動している移動状態と、
前記スプリングの付勢力により前記ナット分割体が前記挿通孔側に移動して前記ボルトねじと前記ナットねじとが緩く噛み合っている噛合状態と、
前記ナットを前記ボルトに配されている対象物に押し当てる方向に螺合させて前記ナット分割体を前記挿通孔側にさらに移動させて前記ボルトねじと前記ナットねじとがきつく噛み合っている締結状態とを有し、
前記噛合状態は、前記締結状態にて前記ボルトねじが変形した際に前記ナットを前記ボルトから取り外すためのものであり、
前記噛合状態にて、前記ナット本体の両端外側に位置する前記ナットねじの表面のみが前記ボルトねじに接していることを特徴とするボルトナット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボルトとナットの構造により所定効果を奏することができるボルトナットに関する。
【背景技術】
【０００２】
長尺の棒状部材の外周にねじ山が形成されたボルトが知られている。一方で、ナットは略平板の筒形状であって内周にねじ山が形成されている。ボルトに対してナットが螺合し、ボルトナットとして種々の建築現場等で用いられている。例えば、ボルトに対して部材を挿通し、この両側にナットを螺合させて部材をナットにより挟持して固定させたりしている。【０００３】
このようなボルトナットにおいて、通常はボルトとナットのピッチは等しい。ここでピッチとは、隣り合うねじ山の中心を結んだ距離である。すなわち、ボルト及びナットは等ピッチにて形成される。このように等ピッチにすることで、ナットはボルトの一方の端部から螺合することで長尺のナットに沿って移動することができる。【０００４】
しかしながら、ボルトが長尺の場合、ナットを螺合させながら移動させるのはかなりの手間が掛かり面倒である。さらに、ボルト及びナットが等ピッチの場合、ナットはボルトの一方の方向から移動し、対向するナットや部材等に押しつけられて固定される（締め付け）。この締め付けの際、ボルト及びナットはそのねじ山の一方向からの面接触による押しつけ力でのみ固定される。このとき、等ピッチとはいえ、ボルト及びナットの互いのねじ山をかみ合わせたとしても、多少の隙間ができるように設計されている。したがってボルトナットを締め付けたとしても、ねじ山の一方の側は密着しているが、他方には隙間が生じていることになる。【０００５】
したがって、例えば部材を挟み込んでいる他方のナットが緩んでしまった場合、一方のナットもすぐに緩み、部材がボルトから外れてしまう。すなわち、等ピッチの場合、ナットは単独でボルトに保持されることができず、自然に緩んでしまう。【０００６】
一方で、等ピッチであったとしてもナットの移動を容易にさせるものとして、ナットを分割させてボルトに沿って摺動させるものが知られている（例えば特許文献１参照）。しかしながら、等ピッチであるが故、ナット単独では緩んでしまう問題点は残ったままである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−１６８２２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述したように、現状のボルトナットは種々の問題点を抱えたままであるが、さらに今回、新たな課題が発見された。ボルトナットの実際の利用形態として、ナットにより部材をボルトに固定した後、その表面が塗装されることが多い。ナットがボルトに螺合して固着した状態で塗装されると、ナットが固定されている以外のボルトのねじ山表面は塗装の膜（塗装膜）によりカバーされ、ねじ山が潰れたような状態となる。そうするとボルトからナットを外すことができず（ナットがボルトを螺合しながら移動できない）、建築物の解体等の際にはこれらをそのまま廃棄しなければならなかった。この場合、ナットのねじ山には塗装膜がないので、ナット自体は再利用できるはずである。しかしながら上述した理由によりナットをボルトから取り外すことができないため、資源の無駄となっている。このことは、塗装膜によりナットが取り外せないことだけではなく、経年劣化によるボルトのねじ山のつぶれや錆びが発声した際も同様である。この課題は実際の使用態様で発生しているものであり、ナットを再利用して省資源の実現が望まれている現状としては大変深刻な問題である。【０００９】
本発明は、上記従来技術を考慮したものであって、経年劣化や後加工によりボルトのねじ山が変形したとしても、容易にナットを取り外して再利用することができ、且つ高い締結力を維持でき、且つボルトとナットのねじ山ピッチが異なる場合でもナットを容易に移動させることができるボルトナットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記目的を達成するため、本発明では、ボルトに螺着すべきナットであって、略円筒形状のナット本体と、該ナット本体が周方向に対して分割されて形成されている複数のナット分割体と、前記ナット本体を覆う略円筒形状のカバー体と、該カバー体の一方の端部に向けて徐々にその内壁の内径が小さくなるように形成されたカバー側テーパ部と、該カバー側テーパ部に対応するように前記ナット本体の一方の端部に向けてその外壁の外径が小さくなるように形成されたナット側テーパ部と、前記カバー体に前記ナット本体とともに収容されて前記カバー体の他方の端部側に配されたスプリングと、前記カバー体の他方の端部を覆う蓋体とを含むナットを備え、前記ボルトのねじ山であるボルトねじと前記ナット本体のねじ山であるナットねじとのピッチが異なっている不等ピッチを有していることを特徴とするボルトナットを提供する。【００１１】
好ましくは、前記ナットは、前記カバー体の前記カバー側テーパ部が形成された側の端部に形成されている挿通孔から前記ボルトを挿通させた際に、前記ナット分割体が前記スプリングに抗して前記蓋体側に押しつけられながら移動している移動状態と、前記スプリングの付勢力により前記ナット分割体が前記挿通孔側に移動して前記ボルトねじと前記ナットねじとが緩く噛み合っている噛合状態と、前記ナットを前記ボルトに配されている対象物に押し当てる方向に螺合させて前記ナット分割体を前記挿通孔側にさらに移動させて前記ボルトねじと前記ナットねじとがきつく噛み合っている締結状態とを有し、前記噛合状態にて、前記ナット本体の両端外側に位置する前記ナットねじの表面が前記ボルトねじに接している。【００１２】
好ましくは、前記噛合状態は、前記締結状態にて前記ボルトねじが変形した際に前記ナットを前記ボルトから取り外すためのものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、カバー体内でナット本体（ナット分割体）が移動し、この移動の際にカバー側テーパ部及びナット側テーパ部によりボルトねじとナットねじとがきつく噛み合ったり緩まったりする。そして、ボルトねじとナットねじとの噛合が緩んだ際にはナット本体はスプリングに抗してカバー体内で内径が広い側（カバー側テーパ部とは反対側の端部）に移動できるので、ボルトねじとナットねじとが不等ピッチであっても螺合させながらではなく、ナットねじはボルトねじの外側にて容易に移動させることができる。さらに、不等ピッチであるのでナットが締結された際は互いのねじが食い込んで高い締結力を維持することができる。【００１４】
特に、噛合状態にてナット本体の両端外側に位置するナットねじの表面がボルトねじに接しているように設計することで、無理なく互いのねじがきつく噛合できる。極端に言えば、互いのねじ山の頂点同士が締結時に同位置にくることはなく、したがって容易に無理なく互いのねじがきつく噛合できることになる。【００１５】
また、経年劣化による錆や潰れ、あるいは塗装による後加工等によりボルトのねじ山が変形したとしても、ナットを少し緩めるだけでナットは締結状態から噛合状態に容易に移行し、ボルトに沿ってナットを移動させることができる。これにより、ナットを取り外して再利用することができ、無駄になる部品を抑えることができ、省資源の実現に寄与できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係るボルトナットのナット部分を示す概略斜視図である。
【図２】本発明に係るボルトナットのナット部分の概略断面図である。
【図３】移動状態の概略断面図である。
【図４】噛合状態の概略断面図である。
【図５】締結状態の概略断面図である。
【図６】不等ピッチでの噛合状態の概略断面図である。
【図７】不等ピッチの概略拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１及び図２に示すように、本発明に係るボルトナット１に用いられるナット２は、後述するようにボルト３に螺着されるものである。このナット２は、略円筒形状のナット本体４を備えている。ナット本体４は周方向に対して分割され、複数のナット分割体４ａにより構成されている（図では４つのナット分割体４ａ）。ナット本体４は、略円筒形状のカバー体５にその外周面を覆われている。すなわち、ナット本体４とカバー体５にて二重筒形状が形成されている。カバー体５の内壁は、一方の端部に向けて徐々にその内径が小さくなるようにされたカバー側テーパ部５ａが形成されている。このカバー側テーパ部５ａは、カバー体５の軸方向において内壁の途中から形成されている。またこのカバー側テーパ部５ａに対応するように、ナット本体４の一方の端部に向けては、その外壁の外径が小さくなるように形成されたナット側テーパ部４ｂが形成されている。
【００１８】
カバー体５の他方の端部側には、スプリング６が収容されている。すなわち、カバー体５には一方の端部側（カバー側テーパ部５ａ側）にナット本体４が、他方の端部側（カバー側テーパ部５ａの反対側）にスプリング６が収容されている。このスプリング６は、図の例では圧縮ばねである。カバー体５の他方の端部は蓋体７にて覆われている。このときはスプリング６によってナット本体４はカバー側テーパ部５ａ側に押圧されている。これはナット２としては、ボルト３に挿通される前であり、ナット本体４がスプリング６にのみ押圧されている規定状態にあるといえる。なお、ナット分割体４ａの移動方向をナット２の軸方向に限定するために、各ナット分割体４ａの間にはナット２の軸方向に延びる仕切り部材１０が配設されている。
【００１９】
ここで図３及び図４を参照すれば明らかなように、ナット２にボルト３を挿通すると、以下のような移動状態と噛合状態とが繰り返された状態となる。ボルト３はナット２に対してカバー体５の一方の端部に形成されている挿通孔５ｂから挿入される。このときナット本体４の内壁に形成されている複数のねじ山からなるナットねじ８は、ボルト２の外壁に形成されている複数のねじ山からなるボルトねじ９からカバー体５の他方の端部側に押圧される。ナットねじ８がこのように押圧されると、ナット本体４（各ナット分割体４ａ）はカバー体５の他方の端部側にスプリング６に抗して移動する。このとき、ナット本体４はカバー側テーパ部５ａに沿って外方に広がりながら移動する。このため、ある程度広がった時にはボルトねじ９はナットねじ８を乗り越える。するとスプリング６によりナット本体４は再びカバー側テーパ部５ａに沿ってカバー体５の内側方向且つカバー体５の一方の端部側に移動する。そうすると再びボルトねじ９の次の山がナットねじ８をカバー体５の他方の端部側に押圧し、再びボルトねじ９はナットねじ８を乗り越える。これが繰り返されて、ボルト２はナット２と螺合されることなく、容易にナット２を挿通することができる。
【００２０】
このように、カバー体５のカバー側テーパ部５ａが形成された側の端部に形成されている挿通孔５ｂからボルト３を挿通させた際に、ナット分割体４ａがスプリング６に抗して蓋体７側に押しつけられながら移動している状態が移動状態である。そして、スプリング６の付勢力によりナット分割体４ａが挿通孔５ｂ側に移動して、ボルトねじ９とナットねじ８とが緩く噛み合っている状態が噛合状態である。ボルトねじ９がナットねじ８を乗り越えるまでが移動状態、乗り越えた後にナット分割体４がスプリング６に押されて挿通孔５ｂ側に戻った状態が噛合状態である。ボルト３をナット２に挿通するということは、移動状態から噛合状態に移った際にボルト３が挿通されて再び移動状態に移り、これが繰り返されているということである。
【００２１】
ナット２がボルト３に対して所定位置まで移動すると、図５に示すような締結状態としてナット２をボルト３に固定する。このときは、ナット２がボルト３に挿通されて配設されている特定の部材等である対象物（不図示）に当接している場合である。この対象物に当接した状態でナット２を締め込むことで、対象物はこの締め込まれるべきナット２と反対側にあるナットやボルトヘッドとの間に挟持されて固定される。このように締め込む際、まずはナット２は噛合状態にある。ボルト３の挿通が行われていないので、ナット本体４はスプリング６によりある程度カバー側テーパ部５ａに沿ってカバー体５の内側に移動し、ナットねじ８とボルトねじ９とが緩く噛み合っている状態だからである。そしてこのとき、ナット２をボルト３に配されている対象物に押し当てる方向に螺合させる（カバー体５を螺合方向に回転させることでナット本体４を回転させる）と、ナット２はボルト３に対して螺合しながら移動する。これはナット分割体４ａがさらに挿通孔５ｂ側に移動するということであり、カバー側テーパ部５ａに沿って最もナット本体４がカバー体５の内側に位置し、且つ最もナット本体４が挿通孔５ｂ側に位置しているということである。すなわち、ボルトねじ９とナットねじ８とがきつく噛み合っている状態がこの締結状態である。
【００２２】
そして本発明に係るボルトナット１でのボルトねじ９とナットねじ８とは、そのピッチが異なっている。すなわち、ボルトねじ９とナットねじ８とは不等ピッチである。不等ピッチであるが故、互いのねじ山は全ての山にて同一位置に隙間が生じることはなく、となりあう山ではボルトねじ９とナットねじ８とが接する位置が異なり、種々の方向にて互いに締結するための力が働くことになる。換言すれば、締結状態では、不等ピッチであるが故互いのねじ８、９が食い込んで高い締結力を維持することができる。この不等ピッチを利用すれば、ボルトナット１はそのねじ山同士の噛み合いによる摩擦力も利用できることになる。これは、噛合効果が高く、上述したようなナット２が単独でボルト３に固着するので部材等の対象物の落下リスクも低減させることができる。つまり、ナット２同士でボルト３に何らかの対象物を挟持して保持している場合、一方のナット２が緩んでしまったとしても、他方のナット２が緩むことはない。他方のナット２は単独でボルトに固定され、対象物が落下しないようにボルト３に保持できる猶予も残すことができる。締結状態では、ボルトねじ９及びナットねじ８ともに、弾性限度を超えない塑性変形が発生して緩むことはなくなっている。
【００２３】
そしてこのとき、上述したような移動状態及び噛合状態を繰り返してナット２をボルト３に対して容易に移動できるような構成としているので、ボルトねじ９とナットねじ８とが不等ピッチであってもナット２を螺合させながらボルト３に対して移動させることは不要となる。すなわち、高い締結力を実現するために不等ピッチにした場合にナット２がボルト３に沿って移動できなくなってしまうことが防止される（不等ピッチであるとそもそも螺合させながらナットをボルトに沿って移動させることができない）。
【００２４】
そして本発明では不等ピッチという考えをさらに一歩進めている。ナットねじ８とボルトねじ９とを単に不等ピッチにすればよいというものではない。本発明の技術的思想である不等ピッチは、互いのねじ８、９が互いに食い込んで高い締結力を実現するということにとどまらず、その高い締結力を効率よくさらに作業性よく実現するように工夫されている。すなわち、図６を参照すれば明らかなように、本発明では噛合状態にて、ナット本体４の両端外側に位置するナットねじ８の表面がボルトねじ９に接しているような不等ピッチを採用している。図７を参照して詳述すると、例えばナットねじ８の最も挿通孔５ｂ側のねじ山表面がボルトねじ９に接している場合、その隣のナットねじ８とボルトねじ９との挿通孔５ｂ側の間には若干の隙間が生じる（図７の隙間１１）。そしてさらに隣を見ると、その隙間はさらに広くなり、さらに隣に行くに従ってさらに広くなっていく。しかしその逆側（挿通孔５ｂの反対側）の隙間は徐々に狭くなっていく。そして最終的には挿通孔５ｂの反対側にてナットねじ８とボルトねじ９とのねじ山表面が接する。この最初に挿通孔５ｂの反対側にて接したナットねじ８が、ナット２の挿通孔５ｂの反対側の最も端部に位置するナットねじ８となり、ナット２（ナット本体４）はそれ以上挿通孔５ｂの反対側にねじ山は形成されない。換言すれば、ナット本体４は両端外側にてボルトねじ９と接するナットねじ８をそれぞれひとつずつしか有しない。このように設計することで、無理なく互いのねじ８、９がきつく噛合できる。極端に言えば、互いのねじ山の頂点同士が締結時に同位置にくることはなく、したがって容易に無理なく互いのねじがきつく噛合できることになる。
【００２５】
そして互いのねじ８、９を不等ピッチにしたこと、移動状態及び噛合状態を繰り返すことでナット２を容易にボルト３に沿って移動できるようにしたことに伴い、本発明はさらに以下の技術的思想を有してさらなる有利な効果を奏することができる。すなわち、噛合状態は、締結状態にてボルトねじ９が変形した際にナット２をボルト３から容易に取り外すためのものであるという思想である。ここでボルトねじ９が変形とは、ボルトねじ９のねじ山の経年劣化による錆や潰れ、あるいは塗装による後加工等も含む。これらによりボルトねじ９のねじ山が変形したとしても、ナット２を少し緩めるだけでナット２は締結状態から噛合状態に容易に移行し、あとは移動状態と噛合状態とを繰り返すことでボルト３に沿ってナット２を容易に移動させることができる。これにより、ナット２を取り外して再利用することができ、無駄になる部品を抑えることができ、省資源の実現に寄与できる。詳述すると、例えば塗装の後加工では、ナット２をボルト３に締結した後に塗装される。そうすると、ナット２が配された以外のボルトねじ９は塗装膜により厚くなり、通常であればナット２を螺合させて移動させることができない。これがナット２の再利用を妨げていたが、このような場合でもナットを再利用できることになる。
【００２６】
本願発明は、不等ピッチによる摩擦力を利用した高い締結力と、ナットを拡径方向に移動させてボルトに沿って容易に移動させるということを単に組み合わせたものではない。まず、不等ピッチとした場合、長尺のボルト３に対して所定位置まで螺合させながらナット２を移動させることができない。ねじ山のピッチが異なるので、途中で噛み合いながら移動することができなくなるからである。そして従来は、不等ピッチといっても、どのような態様が最も不等ピッチとして好ましいのか、そこまで具体的に検討はされていない。すなわち、不等ピッチのボルトナットは等ピッチの「等」に対する「不等」という一般的な考え方として知られているのみであり、実際には不等ピッチのボルトナットは実用化に至っていない。本発明は等ピッチという考えから単に不等ピッチという考えに至ったのではなく、ボルトナット１の締結後の後加工による塗装膜があったとしてもナット２を移動できるようにしたという課題に着目した技術的思想から創作されたものであり、このような観点から不等ピッチをどのように活用すれば実用化に至るのかを出発点としたものである。
【符号の説明】
【００２７】
１：ボルトナット、２：ナット、３：ボルト、４：ナット本体、４ａ：ナット分割体、４ｂ：ナット側テーパ部、５：カバー体、５ａカバー側テーパ部、５ｂ：挿通孔、６：スプリング、７：蓋体、８：ナットねじ、９：ボルトねじ、１０：仕切り部材、１１：隙間
【要約】
ボルトナット(1)は、略円筒形状のナット本体(4)と、複数のナット分割体(4a)と、ナット本体(4)を覆う略円筒形状のカバー体(5)と、カバー体(5)の内壁に形成されたカバー側テーパ部と、カバー側テーパ部に対応するようにナット本体(4)の一方の端部に向けてその外壁の外径が小さくなるように形成されたナット側テーパ部(4a)と、カバー体(5)にナット本体(4)とともに収容されているスプリング(6)と、カバー体(5)の他方の端部を覆う蓋体(7)とを含むナット(2)を備え、ボルトのねじ山であるボルトねじとナット本体(4)のねじ山であるナットねじとのピッチが異なっている不等ピッチを有している。【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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