(57)【要約】【課題】標準のボルトあるいはナットに有効なゆるみ止め金具を提供すること。【解決手段】ゆるみ止め金具に弾性支持された爪を具備し、締結状態においてボルトあるいはナットがゆるむ動きを阻止する方向に爪を傾けて、爪先をボルトあるいはナットあるいは被締結物に弾性的に突き当てる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
次の事項を特徴とするボルトあるいはナットのゆるみ止め金具
（ａ）  ボルトあるいはナットを締結後も可動な状態を維持できる爪を有する。
（ｂ）  （ａ）の爪先は、ボルトあるいはナットの座面、ボルト頭部外周面、被締結物の        締結面、あるいは被締結物に設けたボルト用座ぐり穴内周面の少なくとも一面に        突き当てられる。
（ｃ）  （ａ）の爪先は弾性作用で（ｂ）に記した面に絶えず押し付けられる。
（ｄ）  （ａ）の爪先は（ｂ）に記した面に斜めに突き当てられる。
（ｅ）  （ｄ）に記した爪先の傾斜の方向は、ボルトのゆるみを防止する方向とする。
【請求項２】
ねじの軸方向に爪が作用するようにした請求項１記載のボルトあるいはナットのゆるみ止め金具。
【請求項３】
ねじの半径方向に爪が作用するようにした請求項１記載のボルトあるいはナットのゆるみ止め金具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、締結されたボルトあるいはナットのゆるみを防止する金具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  ボルトあるいはナットによる締結では、締結時の軸力が大きくなれば、ねじ部の摩擦力がそれに連れて大きくなり、容易にはねじはゆるまない。しかし、実際にはねじの強度上の問題から、あまり大きな軸力を発生させることは不可能であった。このため、ボルトあるいはナットはどうしてもゆるむことが多かった。
標準のボルトあるいはナットのゆるみ止めに使用されているバネ座金は、締結時その反発力により軸力を多少増強させるものであるが、元々のねじ部の軸力の大きさに比較すればその増加量はわずかなものである。しかし多少のゆるみ止めの効果があるために一般的にバネ座金が用いられることが多かった。
ところが、激しい振動が加わると、軸力が変動したり、ねじ部に摩擦力以上の力が働き、バネ座金では防止できず、ねじは徐々に滑り、ゆるんでしまう問題点があった。またボルトが熱膨張すると、軸力が低下するので、バネ座金が使用されていても容易にボルト、ナットはゆるんでしまう問題点があった。【０００３】  ただし最近、ナットに板バネを組み込んだもの、変形ナットを二重に使用するものなど特殊ナットがゆるみ止めに使用されることが多くなってきた。しかし標準のボルトやナットを使用してゆるみを防止できる有効な手段は現れていない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】  解決しようとする問題点は、標準のボルトあるいはナットに使用できる、ゆるみ止めに効果のある金具がない点である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】  本発明は、金具の一部にボルトあるいはナットのゆるみを止める爪を組み込んだことを最も主要な特徴とする。
この爪は、ボルトあるいはナットを締める方向へ回す時は障害とならぬ様逃げ、ボルトあるいはナットがゆるむ方向にまわる時は突っ張るようにしてその回転を防げるようになっている。
【発明の効果】
【０００６】  本発明の金具は、バネ座金のようにねじ部の摩擦力に頼ることなく、爪の突っ張り作用によって強固にボルトあるいはナットのゆるみを防止できる利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】  弾性的に保持された爪を金具に具備することにより、標準のボルトあるいはナットに使用し得る、ゆるみ止めの金具を実現した。
【実施例１】
【０００８】  図１は、本発明の実施例１の縦断面図である。ゆるみ止め金具１を使用してボルト４にて被締結物５が本体６に締結されている。ボルト４頭部に記した矢印は締結時のボルト座面４ａの動く方向を右ねじの場合で示している。本実施例では爪２はボルトの軸方向に作用するように配置されている。
図２は、図１で示したゆるみ止め金具１の平面図である。ゆるみ止め金具１には複数の切欠１ａが設けられ、ここに複数の爪２がゴムなどの弾性体３に支えられて取付けられている。１ｂはボルト穴である。【０００９】  図３は、図２のＡ−Ａ断面である。本図は締結前の状態を示す。爪２は、ゆるみ止め金具１の座面にほぼ垂直方向に、弾性体３にて支えられている。あるいは当初より締結方向、すなわち図１で示す矢印の方向に傾斜していてもよい。また爪２の両先端は、ゆるみ止め金具１の座面より外に飛び出るようにする。しかし締結後に図１で示すように、爪２の両先端が、ボルト座面４ａおよび被締結物の締結面５ａに、斜めに突き当たるようになってれば、締結前の爪の先端の座面よりの飛び出しは一方だけでもよい。切欠１ａは、ボルトあるいはナットの締結時、あるいはゆるめる時に、爪２の動きが阻害されないよう形成されている。【００１０】  ここで図１を使用して爪２の動きを説明する。ボルト４を締め込んでいくと、まずゆるみ止め金具１の座面より飛び出ている爪２の先端がボルト座面４ａ、被締結物の締結面５ａのいずれか、あるいは双方に接触する。更にボルト４を締め込んでいくと、ボルト座面４ａあるいは被締結物の締結面５ａと接触している爪２の先端は、引きずられて図のように矢印の方向に傾く。同時にボルト４は軸方向に移動するため、爪２はボルト座面４ａに押されて、切欠１ａ内へ押し込まれ図のような状態で締結が完了する。締結完了時には、爪２の両先端がボルト座面４ａおよび被締結物の締結面５ａに、必ず接触するように構成しておく。この状態では弾性体３の復元力により、爪２の両先端は絶えずボルト座面４ａおよび被締結物の締結面５ａに押し付けられている。【００１１】  爪２は締結前には、ゆるみ止め金具１の座面に対し垂直方向あるいは締結方向に傾いているので、ボルト４の締結時には爪２はボルト座面４ａの動きに逆らうことなく、ボルトの締結には支障にならない。次にボルト４がゆるもうとする場合、すなわち矢印と逆の方向へボルト４が動こうとする場合、爪２の先端部は、ボルト座面４ａおよび被締結物の締結面５ａに弾性体３によって押し付けられているため、摩擦力が発生して引き摺られる。更に弾性体３の復元力により爪２の先端部が同一方向へ動こうとする。これらの相乗作用により、爪２の先端部での相手面との滑りは少なくなり、爪２は傾斜を起こそうとする。この結果、ボルト座面４ａと被締結物の締結面５ａとの間で爪２は突っ張り、ボルトの回転すなわちゆるみは止められる。
また、振動あるいは熱膨張によるボルトの微小な伸縮にも、爪は弾性支持されているため爪先は追随して動き、爪のゆるみ止めの機能は維持される。【００１２】  この場合、弾性体３による爪２に作用する復元回転モーメントが同じとすれば、爪２の傾斜角度αは小さい方が、ボルト座面４ａおよび被締結物の締結面５ａの法線方向への、弾性体３による爪２の押付力の分力は大きくなる。すなわち爪２の先端部での相手面との摩擦力も大きくなり両者間での滑りが生じ難くなる。尚、傾斜角度αは締結完了状態で，爪２とボルト座面４ａあるいは被締結物の締結面５ａの法線とのなす角度を云う。
以上のことから、このゆるみ止め金具１のゆるみ止めの能力は、爪２の傾斜角度α、弾性体３の復元力、爪２の数、爪２の先端部の摩擦係数に関係しているといえる。実際には生産性を考慮してこれらの仕様が決定される。【００１３】  この金具１によるゆるみ止めの能力は、ボルト４が通常に締結されていれば発揮される。すなわち締結完了状態でゆるみ止め座金１が、ボルト座面４ａと被締結物の締結面５ａとの間でスキマなく、浮遊していない状態に締結されていればよく、過大な締付トルクで締結される必要はない。したがってボルトの破断も回避できる。尚、ここではボルトに対してその効果を説明したが、ナットに対しても同様の効果が得られることは云うまでもない。
【実施例２】
【００１４】  図４は実施例２のゆるみ止め金具７を使用して、ボルト４により被締結物５を本体６に締結した縦断面図である。ゆるみ止め金具７は座金８、座金９、および爪付座金１０より構成されている。本実施例も実施例１と同様ボルトの軸方向に爪が作用するようにしたものである。尚、ボルト４の矢印は右ねじの場合に、締結時のボルト座面４ａの動く方向を示す。【００１５】  図５は図４のゆるみ止め金具７の部分詳細図である。実施例１と大きく異なる点は爪そのものが弾性体であることである。上爪１０ａおよび下爪１０ｂは締結前の状態では２点鎖線の位置にあり、それぞれの爪の先は座金８および座金９の座面より飛び出るように形成されている。また、各爪はそれぞれの座金の面に対し垂直方向あるいは矢印の方向すなわち締結方向へ当初より傾けてある。座金８および座金９には切欠８ａおよび切欠９ａが設けられ、上爪１０ａおよび下爪１０ｂの自由な動きを可能にする空間を確保している。【００１６】  上爪１０ａおよび下爪１０ｂの先端は鋭い角部を有した形状とし、熱処理により硬度を上げてある。これによりボルト座面４ａおよび被締結物の締結面５ａへの引っ掛かりがよくなり、上爪１０ａ、下爪１０ｂの先端部が滑りにくくなっている。【００１７】  図５において、左向きの上側の矢印は締結時ボルト座面４ａの動く方向を示す。このボルト座面４ａの動きにより上爪１０ａは切欠８ａ内に傾斜して押し込まれる。またボルト座面４ａが左方向に動くことにより、ゆるみ止め座金７全体は同一方向に引き摺られるので、被締結物の締結面に接触している下爪１０ｂは、下側に示した右方向の矢印の方向に傾いて、切欠９ａ内へ傾斜して押し込まれ締結は完了する。
このように締結完了時には、上下の爪は自分自身の復元力によりそれぞれの相手面に、突き当たっており、しかもボルトがゆるむ動きを阻止する方向に傾いているために、実施例１と同様、ボルトのゆるみは止められる。ボルトの伸縮にも対応できることは実施例１と同様である。
この場合も実施例１と同様、爪の傾斜角度βおよびγ、爪の復元力、爪の数および爪先の摩擦係数等がゆるみ止めの能力に関係しており、必要とされるゆるみ止め能力に見合った仕様が選定される。尚、締結完了時において、上爪１０ａとボルト座面４ａの法線とのなす角度をβとし、下爪１０ｂと被締結物の締結面５ａの法線とのなす角度をγとする。またこの実施例２も、ナットに対しても有効なゆるみ止め金具であることは云うまでもない。【００１８】  図６は実施例２のゆるみ止め金具７の分解図である。中央の爪付座金１０には、上側に折れ曲がった上爪１０ａと下側に折れ曲がった下爪１０ｂを複数備えている。１０ｃはボルト穴である。爪付座金１０を上下からはさむ座金８および座金９には、上爪１０ａおよび下爪１０ｂが入り込み、自由に動き得る大きさの切欠８ａおよび９ａが設けられている。中央にはボルト穴８ｂおよび９ｂが設けられている。この３枚の座金は相互の位置がずれないように、溶接あるいは接着されて１つのゆるみ止め金具７となっている。このゆるみ止め金具７を構成する座金８，座金９および爪付座金１０は共にプレス加工にて容易に製作可能な形状であり実用化は問題ない。又すべて金属にて製作可能なため、使用環境面での制約が少ない利点がある。
【実施例３】
【００１９】  図７は実施例３の縦断面図である。実施例１および２では、ゆるみ止めの爪はボルトの軸方向にに作用するものであったが、実施例３ではボルトの半径方向に作用するようにしたものである。例えば、六角穴付ボルトを被締結物に設けられた座ぐり穴に締結する場合に応用できる。
図７では、ボルト頭部１４ａの外周面と被締結物１５に設けられたボルト用座ぐり穴１５ａの内周面との間に、ゆるみ止め金具１１が設けられている。ゆるみ止め金具１１は爪１２と弾性体１３とで構成されている。【００２０】  図８は図７の平面図である。
爪１２の両先端部が、ボルト頭部１４ａ外周面と被締結物座ぐり穴１５ａ内周面とに突き当たるよう、爪の長さが設定されている。複数の爪１２はゴム等の弾性体１３にて支えられており、両者で一体化したゆるみ止め金具１１を構成している。ボルト１４に示した矢印は、一般的な右ねじの場合の締結方向を表している。このように締結状態では爪１２はボルト１４の締結方向に傾いている。【００２１】  図９は実施例３の部分詳細図である。この例では、ゆるみ止め金具１１は、予め被締結物の座ぐり穴１５ａに取付けておき、ボルト１４を挿入して締結する。従って座ぐり穴１５ａに取付ける前の自由な状態では、爪１２の先端で形成される外接円径は、座ぐり穴１５ａの内径よりもやゝ大きくして締め代を少し持たせてある。これにより、ゆるみ止め金具１１を座ぐり穴１５ａに圧入できる。ゆるみ止め金具１１を座ぐり穴１５ａに取り付けた状態では、爪１２は図９の２点鎖線のごとくボルト１４のほぼ中心を向くようにする。あるいは当初より締結方向に傾斜させておいてもよい。更に、爪１２の中心側の先端で形成される内接円径は、ボルト頭部１４ａの外径よりも小さくしてある。ここへボルト１４がねじ込まれると、矢印の方向へボルト頭部が回転するため、爪１２は実線のように傾斜して締結が完了する。この状態では弾性体１３の復元力により、爪１２の両先端はボルト頭部１４ａ外周面と被締結物の座ぐり穴１５ａ内周面とに弾性的に突き当たる。この時の爪１２とボルト頭部１４ａ外周面あるいは座ぐり穴１５ａ内周面の法線とのなす角度をδとする。【００２２】  以上のように、ボルト１４の締結時には爪１２は締結方向に傾斜するため、何ら支障にならないが、ボルト１４がゆるもうとする場合、すなわち矢印と逆の方向へ回ろうとすると、爪１２の先端部はボルト頭部１４ａ外周面と被締結物の座ぐり穴１５ａ内周面との摩擦によりその回転を阻止するように働き、ボルト１４のゆるみが防止される。この爪１２の作用は既に述べた実施例１および実施例２と機能的には同じである。このため爪１２の先端部での摩擦力が大きくなるよう、弾性体１３の復元力に関係する因子、爪１２の傾斜角度δ、爪１２の形状、および爪１２の数等は適切なものが選定される。又ボルト頭部１４ａ外周面および締結物の座ぐり穴１５ａ内周面も、摩擦力が大きくなるような表面仕上が施されていればより効果があがる。
尚、この実施例ではボルトの締結後に、ゆるみ止め金具１１を打ち込んで装着しても、有効なゆるみ止め金具として成立する。但し装着後の爪１２の傾きは図８に示すようにボルトの締結方向でなければならない。また爪１２の両先端がボルト頭部１４ａ外周面と座ぐり穴１５ａ内周面に、弾性的に突き当たっていなければならない。
本実施例では、爪がボルトの軸の半径方向に作用するため、振動や熱膨張によるボルトの微小な伸縮に対しては全く影響を受けない。従ってそのためにゆるみ止めの効果が損なわれることはない。
【実施例４】
【００２３】  図１０は実施例４を示す。これも実施例３と同様、ボルト頭部１４ａ外周面と被締結物の座ぐり穴１５ａ内周面との間にゆるみ止め金具１６を配置したものであり、機能も類似している。複数の内爪１６ａおよび外爪１６ｂはボルト頭部１４ａ外周面および被締結物の座ぐり穴１５ａ内周面に、ボルトの締結方向に傾斜して、突き当たっている。内爪１６ａと外爪１６ｂが実施例３と同様にボルトのゆるみを止める。矢印は右ねじの場合のボルトの締結方向を示す。本図はゆるみ止め金具１６そのものが弾性材料で出来ていて、内爪１６ａと外爪１６ｂは共にその一部である。【００２４】  この金具も、座ぐり穴１５ａに取り付ける前の自由な状態では、内爪１６ａの先端で形成される内接円径は、ボルト頭部１４ａの円筒径よりも小さく、外爪１６ｂの先端で形成される外接円径は、被締結物座ぐり穴１５ａの内径よりも大きくなるよう設定されている。内爪１６ａおよび外爪１６ｂの角度φおよびψ、爪の数、爪の形状等は必要とされるゆるみ止め能力に応じて決定される。尚、φは内爪１６ａとボルト頭部１４ａ外周面の法線とのなす角度を云い、ψは外爪１６ｂと被締結物座ぐり穴１５ａ内周面の法線とのなす角度を云う。このゆるみ止め金具１６も実施例３と同様、ボルト１４の締結前に座ぐり穴１５ａに装着しても，締結後にボルト頭部１４ａと座ぐり穴１５ａとの間に打ち込んでも成立する。この場合も、打込後の内爪１６ａおよび外爪１６ｂの傾斜方向は図のようにボルト１４の締結方向でなければならない。又それぞれの爪の先端は相手部材に弾性的に突き当たるようにしなければならない。【００２５】  図１１は実施例４のゆるみ止め金具１６の斜視図である。円筒形の一部を打ち抜いて爪を形成している。この場合、内爪１６ａのみとして、外爪１６ｂをなくし、金具１６を座ぐり穴１５ａに圧入して使用することも考えられる。又、逆に内爪１６ａをなくし、外爪１６ｂのみとして金具１６にボルト頭部１４ａを圧入して使用することも可能である。また、内爪１６ａと外爪１６ｂを有する場合円筒形につながっていなくてもよく、平板より製作した後丸めても機能は変わらない。
【実施例５】
【００２６】  図１２は実施例５の縦断面図を示す。
実施例３および４においては、ゆるみ止め金具１１および１６が天地逆に取付けられる場合、使用中脱落する恐れがある。実施例５ではこのためゆるみ止め金具１７にボルトを通す部分を設けて、ボルト１４にてゆるみ止め金具１７を被締結物１５と同時に締結し、金具の脱落を防止するようにしたものである。【００２７】  図１３は実施例５のゆるみ止め金具１７の展開図である。このゆるみ止め金具１７は中央にボルト穴１７ｃを有し，４ヵ所に内爪１７ａおよび外爪１７ｂを形成している。＊の箇所はプレスで打抜いた展開図を示し、これから２点鎖線の部分を折り曲げてすべて＊＊の箇所ような状態にして完成する。この場合、ボルト１４がボルト穴１７ｃを貫通して締結するため、ゆるみ止め金具１７はボルトが締結されていれば脱落することはあり得ない。内爪１７ａ、外爪１７ｂの機能は実施例４と同様である。
【産業上の利用可能性】
【００２８】  この発明によるゆるみ止め金具は、標準のボルトあるいはナットを使用しながらより確実なゆるみ止め効果が得られるため、幅広い分野で利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】ボルトのゆるみ止め金具の実施例１の縦断面図である。
【図２】実施例１の金具の平面図である。
【図３】実施例１の金具の部分断面図である。
【図４】ボルトのゆるみ止め金具の実施例２の縦断面図である。
【図５】実施例２の金具の部分詳細図である。
【図６】実施例２の金具の分解図である。
【図７】ボルトのゆるみ止め金具の実施例３の縦断面図である。
【図８】図７の平面図である。
【図９】実施例３の部分詳細図である。
【図１０】ボルトのゆるみ止め金具の実施例４の平面図である。
【図１１】実施例４の金具の斜視図である。
【図１２】ボルトのゆるみ止め金具の実施例５の縦断面図である。
【図１３】実施例５の金具の展開図である。
【符号の説明】
【００３０】１，７，１１，１６，１７  ゆるみ止め金具
１ａ，８ａ，９ａ  切欠
１ｂ，８ｂ，９ｂ，１０ｃ，１７ｃ  ボルト穴
２，１２  爪
３，１３  弾性体
４，１４  ボルト
４ａ  ボルト座面
５，１５  被締結物
５ａ  被締結物の締結面
６  本体
８，９  座金
【００３１】１０  爪付座金
１０ａ  上爪
１０ｂ  下爪
１４ａ  ボルト頭部
１５ａ  座ぐり穴
１６ａ，１７ａ  内爪
１６ｂ，１７ｂ  外爪
【００３２】α  爪２とボルト座面４ａあるいは被締結物の締結面５ａの法線とのなす角度
β  上爪１０ａとボルト座面４ａの法線とのなす角度
γ  下爪１０ｂと被締結物の締結面５ａの法線とのなす角度
δ  爪１２とボルト頭部１４ａ外周面の法線、あるいは座ぐり穴１５ａ内周面の法線とのなす角度
φ  内爪１６ａとボルト頭部１４ａ外周面の法線とのなす角度
ψ  外爪１６ｂと座ぐり穴１５ａ内周面の法線とのなす角度
【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】
2007255429.tif 000015