JP2003520338A - セルフロック固定組立体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 部分的にネジの付いたシャンクを具備したボルト（１０）が、ネジとそのヘッド（１１）との間のシャンクに、複数のロック溝を有する。ボルト（１０）は、ロック溝（１３）の少なくとも半分が露出したままになるように、構成要素のスタック、スペースワッシャ及びステップリアクションワッシャを介して挿入される。変形可能な切頭円錐状のロックリング（１７）は、一端に円形受容キャビティを有するナットに配置される。ナットリング（１５）及びロックリング（１７）は、ボルト（１０）のネジ（１４）に配置され、ロックリング（１７）が切頭円錐状から、実質的に平坦なディスク状に変形するように締め付けられ、ロックリングの孔の直径は小さくなり、それによってロックリングをロック溝（１３）の中に保持する。受容キャビティ（１６）の外径が、ステップリアクションワッシャ（１８）に当接する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 （技術分野） 本発明は、セルフロックネジを固定する組立体に関するものでする。

【０００２】 （背景技術） 従来のネジ固定具は、ナットと、それに対応して例えばボルト上にネジ部分、
または構成要素を固定するため使用できるネジ付きスタッドを備え得る。ナット
は、割りピンによってボルト上にロックされてもよい。もし更なる確実性を要求
するなら、部品の従来形状の一つが、ボルト上に備えられたバネロックリングを
具備し、それはネジとボルトのシャンクの平らな部分との間の溝に永久的に配置
されている。付属品に、割りバネリングが押し入って、ボルトがボルト穴を介し
て、逆側に出るまで押されて、バネリングがシャンクと同一平面に位置するよう
になる。ボルトが挿入されると、割りバネリングが広がって、振動または回転に
よる機械的動作によって、ボルトが抜けないようになる。ナットがボルトに取り
付けられると、例えば航空機などの飛行制御部に関し、更に確実性が要求される
ため、割りピンも取り付けられ得る。もしナット及び割りピンが作用しなくても
、バネロックリングによってもたらされるロック機能が残る。

【０００３】 実際に構成要素のスタックが、公差を大きくするため非常に広く、結果的に別
の長さのボルトを必要とし得る。この交換は、幾つかの構成要素を取り外して再
構成する必要があるので、費用が掛かり、時間の浪費し得る。構成要素のスタッ
クの幅とボルトの長さを変えることによって、設計の別の概念に関する影響も有
し得る。

【０００４】 米国特許明細書US 3,393,183は、キャプティブナット及び内ネジナットを有す
る組立体を示しているが、それは色々なスタックの状態に合わせるため、調節不
可能で、且つ種々のボルトの長さを必要とする。米国特許明細書US 3,638,980は
、自己保持ボルト組立体を示しているが、それも調節不可能で、異なる寸法の一
つは、別寸法の構成要素のスタックに関連するため製造しなければならない。

【０００５】 英国特許明細書GB 2340909は、弾性材料から作られたワッシャを有するナット
及びボルトロックシステムを開示している。しかしバネロックは、ナットを取り
外すため、手動で押し戻すことができ、それは人により勝手に緩めることができ
たり、取り外したりできることを意味している。英国特許明細書GB 1006102は、
らせん状ネジを有するボルトを具備したロック装置を開示しており、それには他
の既知の装置に関して記載されたものと類似した問題が、未だ生じ得る。

【０００６】 本発明の目的は、別の形態のセルフロック固定組立体を提供することで、好ま
しくは、色々な幅の構成要素のスタックを固定できる。好ましい実施形態におい
て、固定手段を組立て及び取り外しは、現行の工具を使用して行うことができる
。

【０００７】 （発明の開示） 本発明による第一の概念によると、セルフロック固定組立体は、 シャンクを有する雄型部材を備え、シャンクが一方の端部領域に、らせん状ネジ
部分を具備し且つ、ネジ部分に近接するか、またはその内側に配置した複数のら
せん状ロック溝を具備し、 また使用時に圧縮されて変形するロックリングを備え、ロックリングの内径が収
縮して、一つ以上の前記ロック溝に配置することができ、且つそれによって保持
され、 更に前記ネジ部分に嵌り合って、前記ロックリングを圧縮する、ナットを備える
。

【０００８】 複数のロック溝を備えることは、ロック装置が積み重ねた複数の構成要素を使
用しえることを意味しており、スタックの寸法が変化しても、良好な“固い”接
続をなおも提供する。

【０００９】 好ましくは、ロックリングは実質的に皿形または切頭円錐形状である。

【００１０】 固定組立体は、更にリアクションワッシャを具備し得、リアクションワッシャ
が、シャンクに使用する際、ロックリングに近接して配置される。好ましくはリ
アクションワッシャが、少なくとも部分的にテーパー状または切頭円錐形のであ
り、使用時に好ましくはリアクションワッシャの内径が、ロックリングの内径に
当接する。

【００１１】 好ましくは、ナットが外周リップによって画定された一端に、受容キャビティ
を有し、受容キャビティは、その中に少なくとも部分的にロックリングを収容で
きるような寸法を有している。通常、固定組立体が組立てられると、ロックリン
グの外径が受容キャビティに当接する。使用時に、好ましくは受容キャビティの
リップが、リアクションワッシャに当接し、それによってナットが締められると
、ナットによって加えられるクランプ力を、ロックリングだけでなく、ワッシャ
に伝えることができる。

【００１２】 固定組立体は更に、使用時にリアクションワッシャの内部に配置される、少な
くとも一つのスペーシングワッシャを具備し得る。

【００１３】 雄型部材は、ボルトまたはネジ付きスタッドであり得る。

【００１４】 本発明を上記で記載したが、上記または下記に述べる特徴を幾つか組み合せる
ことにも、範囲は拡大する。

【００１５】 （発明を実施するための最良の形態） 本発明は、種々の方法で実行されてもよく、一例としてその実施形態をここで
、添付図面を参照して説明する。

【００１６】 図面は、セルフロックボルトの形でのセルフロック固定を示している。

【００１７】 図１において、ボルト１０が円筒状シャンクを具備した一端にヘッド１１を有
している。ヘッド１１に近接したシャンクの一部分１２は、実質的に滑らかで、
平坦な表面を有している。平坦な部分１２の以外で、ヘッド１１から遠位のシャ
ンクの一部分が、複数の環状非らせん形ロック溝１３を具備している。ロック溝
１３は、ネジを切る工具、またはネジ回転工具である、ねじ切り工具を使用する
ことによって、らせん状のピッチを製造するために横移動することなく、シャン
ク上に形成される。標準的なネジ切り工具を使用することができる場合、ボルト
１０は、最初に滑らかなシャンクを有し得、またはらせん状ネジを有した標準ボ
ルトは、ロック溝を具備するために適合できる。したがって、もし適切なサイズ
の滑らかなシャンク型のボルトが利用されなければ、標準ボルトを使用すること
ができる。

【００１８】 ロック溝１３に近接し、平坦な部分１２から離れたシャンクの別の部分が、ら
せん状ネジ１４を具備している。非らせん状の複数のロック溝１３は、深さとネ
ジ１４に対する形状に関して似ており、したがってボルトのせん断強度は減らな
い。

【００１９】 組立体は、ナット１５も具備している。ナット１５は、ナットのネジ１４にね
じ込むことができるような寸法のネジ孔を有している。ナット１５の一端が、外
周リップによって確定された、実質的に円形の受容キャビティ１６を有している
。受容キャビティ１６は、ネット１５の孔と同心である。

【００２０】 組立体は、ロックリング１７も具備している。ロックリング１７は、実質的に
形が切頭円錐状で、（以下に記載するように）ボルトに取り付けられる前、ボル
トのシャンクの直径と実質的に等しい通常の直径を有し、ロックリングをネジ部
分１４にかけて摺動できるようにしている。ロックリングは、ボルト１０及びナ
ット１５よりも可鍛または柔軟な、様々な材料から製造され得る。好ましい実施
形態において、ロックリング１７は、モネルメタルから形成される。使用時に、
様々な構成要素が組立てられて、ロックリング１７の外径が、ナット１５の受容
キャビティ１６に当接する。

【００２１】 ナット１５からロックリング１７の別の側で、リアクションワッシャ１８がロ
ックリング１７を向いている。リアクションワッシャ１８は、ロックリング１７
を向いた切頭円錐状面を有する、環状ステップワッシャである。

【００２２】 固定組立体も、一つ以上のワッシャ１９を具備することができる。ワッシャ１
９は、必要に応じて構成要素の組立者によって選択され、例えば2.54mm、1,27mm
などのクリアランスを得るため、勾配した厚みを有し得る。

【００２３】 図２を参照すると、セルフロックボルトが示されているように、構成要素のス
タック２１をクランプ留めしている。このために、ボルト１０は構成要素のスタ
ック２１を介して挿入されて、ボルトのロック溝１３が、構成要素のスタックを
解して突出するようになる。そしてワッシャ１９及びリアクションワッシャ１８
は、ボルトに取り付けられて、ワッシャ１９が構成要素のスタック２１に当接し
、ロック溝１３の約半分が、左側に突出するようになっている。ロックリング１
７及びナット１５は、ボルト１０の自由端部に配置され、ナットがトルク負荷に
よって締め付けられる。そしてナット１５が、普通の方法で割りピン２０を使用
して、適所にロックされる。

【００２４】 図３で見られるように、ナット１５が正確なトルクまで締め付けられると、リ
アクションワッシャ１８の切頭円錐状面は、切頭円錐状ロックリング１７を実質
的に平坦な形に変形させて、その孔の直径は小さくされ、それによってロックリ
ングをロック溝１３の一つに嵌められる。リアクションワッシャの切頭円錐状部
分が受容キャビティの内部に合わさって、受容キャビティのリップが、リアクシ
ョンワッシャ１８の外縁部に当接する。これはクランプ力をナットから、リアク
ションワッシャを通して、ワッシャ１９そして構成要素のスタック２１を介し、
ボルトヘッドへ伝えることができる。この特徴は、またロックリング１７が平坦
な形状を越えて変形しないようにすることである。

【００２５】 複数のロック溝１３をボルトシャンクに配置することにより、ボルトをスタッ
クの幅が、典型的に5mmまで変化する組立体に装着する事を可能にし、したがっ
て別の長さのボルトを調達するための遅れ、または費用の掛かる構造体の分解を
少なくする。

【００２６】 固定組立体を取り外して、構成要素のスタックを解体できるようにするため、
ナット１５がボルト１０から抜かれて、ロックリング１７が外れるまで、ボルト
を軽く叩く。これは、バネロックリングを具備した従来のセルフロックボルトを
取り外す方法に類似しており、したがって図示の実施形態は、組立て及び解体の
ため、何も特別な器具を必要としない。

【００２７】 この固定組立体は、多数の工学製品に使用され得、勝手な解体を阻止するため
、“不正操作が不可能な”装置として作用することができる。また、二つ以上の
ロック装置を必要としない製品において、図示の実施形態がそれ自体、割りピン
の代わりに、それらの異なる位置で使用することができる。

【００２８】 従って、好ましい実施形態は、ナット及び割りピンのような従来のロック装置
に対し補助的に使用することができる安定ロック機構を提供する。補助ロック機
構の機能は、航空機製造において特に有利であり、航空機関が、一定の構成要素
に関して、使用するための最少数のロック装置に関するガイドライン、例えば飛
行制御部に関して、ナット、割りピン及び好ましい実施形態のロックリングを使
用することで実行され得る、最小の三つのロック装置を規定する、ガイドライン
を提供する。

【００２９】 第四のロック機構は、ナイロン製または圧縮ネジタイプ（すなわちネジをナッ
トに締め付ける際に、圧縮される）のロックナットを、標準ナットの代わりに使
用する際に、追加され得、従って四つのロック装置、すなわちナット、ナット内
の圧縮ネジ、割りピン、及び好ましい実施形態のロックリングをもたらす。別の
場合では、設計者またはエンジニアが二つのロックを規定し、それはナット及び
割りピンによって通常備え得る。しかし、充分な空間が利用不可能で、取り扱い
が難しければ、割りピンを、実質的に不正操作が不可能なロック構成を提供する
、好ましい実施形態のロックリングまたはロックナットに取り替えてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】 組立て前のセルフロックボルト組立体の好ましい実施形態の構成要素。

【図２】 構成要素のスタックを固定するための組立形態をした図２の構成要素。

【図３】 図２の部分Ａの詳細図。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ，ＴＲ)，ＯＡ(ＢＦ ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ， ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，Ｇ Ｍ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ， ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ， ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，Ｂ Ｚ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ， ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，Ｊ Ｐ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ， ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，Ｒ Ｏ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ， ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一方の端部領域に、らせん状ネジ部分を具備し且つ、ネジ部
   分に近接するか、またはその内側に配置した複数のらせん状ロック溝を具備した
   、シャンクを有する雄型部材と、 ロックリングの内径が収縮して、一つ以上の前記ロック溝に配置することができ
   、且つそれによって保持されるように、使用時に圧縮されて変形するロックリン
   グと、 前記ネジ部分に嵌り合って、前記ロックリングを圧縮する、ナットと、 を備えることを特徴とするセルフロック固定組立体。
2. 【請求項２】 ロックリングが、実質的に皿形または切頭円錐状であること
   を特徴とする請求項１に記載のセルフロック固定組立体。
3. 【請求項３】 更にリアクションワッシャを備え、リアクションワッシャが
   、使用時にロックリングに近接したシャンク上に配置されることを特徴とする請
   求項１または２に記載のセルフロック固定組立体。
4. 【請求項４】 リアクションワッシャが少なくとも部分的に、テーパー状ま
   たは切頭円錐状であることを特徴とする請求項３に記載のセルフロック固定組立
   体。
5. 【請求項５】 ナットが、外周リップによって画定された一端に、受容キャ
   ビティを有し、受容キャビティが、その中に少なくとも部分的にロックリングを
   収容できるような寸法を有していることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一
   項に記載のセルフロック固定組立体。
6. 【請求項６】 使用時に受容キャビティのリップが、リアクションワッシャ
   に当接することを特徴とする請求項３または４に従属する、請求項５に記載のセ
   ルフロック固定組立体。
7. 【請求項７】 少なくとも一つのスペースワッシャを更に備え、スペースワ
   ッシャが使用時にリアクションワッシャに近接して配置されることを特徴とする
   請求項３〜６のいずれか一項に記載のセルフロック固定組立体。
8. 【請求項８】 雄型部材が、ボルトであることを特徴とする請求項１〜７の
   いずれか一項に記載のセルフロック固定組立体。
9. 【請求項９】 雄型部材が、ネジ付きスタッドであることを特徴とする請求
   項１〜８のいずれか一項に記載のセルフロック固定組立体。