JP2005003068A

JP2005003068A - Fastener antiloosening mechanism

Info

Publication number: JP2005003068A
Application number: JP2003166220A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Adachi; 弘足立
Original assignee: FUJI SEIMITSU KK
Current assignee: FUJI SEIMITSU KK
Priority date: 2003-06-11
Filing date: 2003-06-11
Publication date: 2005-01-06
Anticipated expiration: 2023-06-11
Also published as: JP3629486B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fastener antiloosening mechanism using a cap, allowing the mounting of a nut as it remains fastened to a bolt, without adjusting the fastening position of the nut, and effectively preventing the looseness or fall-off of the nut. <P>SOLUTION: The fastener antiloosening mechanism comprises a bolt configured part 31 and a nut configured part 32 formed on the cap 3 so that it can be mounted on an engagement portion 12a of the bolt 1 and a top portion of the nut 2 with a play. Thus, no need exists for adjustment of the fastening position of the nut 2 which is conventionally needed, fastening force is securely managed, and the looseness and fall-off of the nut 2 is effectively prevented. Furthermore, working efficiency is improved and mischiefs are prevented. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、ボルトとナットとを用いた締結体の弛み止め機構に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】
実開昭５７−８３９１１号公報
【０００３】
従来より、ボルトとナットとを用いた締結体の弛み止め機構については種々の提案がなされている。これらには、大きく分けてボルトとナットとの間の摩擦抵抗を利用するものと、別個の部材を取り付けることにより、メカニカルな弛み止めを行なうものが存在する。
【０００４】
上記のうち、後者の弛み止め機構の一例として割りピンを用いるものがある。これは、ボルトの軸部に径方向に貫通穴を設けておき、ナットには端面にピン用溝を設けておく。そして、このボルトとナットとを締結した後、ナットのピン用溝に割りピンを配位した状態となるように貫通穴に割りピンを通し、割りピンの先端部を広げて固定する。このようにしてピン用溝に割りピンを配位した状態で固定することにより、ナットをボルトに固定し、ナットが弛むことを防止できる。
【０００５】
しかし、この割りピンを用いた弛み止め機構においては、ボルトの貫通穴とナットのピン用溝が直線状に並ぶようにナットの締結位置を調整する必要がある。このために、貫通穴とピン用溝を共に目視しながら作業可能な工具である、モンキーレンチやメガネレンチを使用する必要があった。また、割りピンを広げるための工具も別に必要であり、作業性に問題があった。
【０００６】
また、他の一例としてキャップを用いるものがある。これは、特許文献１（実開昭５７−８３９１１号公報）に記載のものがその一例としてあげられる。
これは、ボルトの軸部の先端に、軸部よりも小断面であって、断面が多角形形状や外周部分に溝を形成した突出部を形成したものである。この特許文献１に記載の考案においては、軸部の先端部をカットして、対向する平面を形成したものとしている。そして、キャップはナットの外周面とボルトの突出部にそれぞれ係合させるものであり、ナット及びボルトをキャップで覆うようにして止めることにより、ナットが弛むことを防止するものである。
【０００７】
しかし、このキャップを用いた弛み止め機構においても、上記の割りピンを用いたものと同様に、キャップの形状に合わせるために、ナットの締結位置を調整して、キャップを取り付ける必要があった。
【０００８】
上記のように、ナットの締結位置を調整するためにナットを締めたり緩めたりすることは、わずらわしい作業を必要とするものであって作業性に問題があった。
また、締結体の締め付け力の管理が重要なことは周知のことであるが、上記のようにナットを締めたり緩めたりすることで締結体の締め付け力がばらつくために正確な管理が不可能であり、この点においても好ましいものではなかった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記の問題に鑑み、本願発明は、ナットの締結位置を調整することなく、ボルトに対してナットを締結したそのままの状態で取り付け可能であり、効果的にナットの弛みや脱落を防止できる、キャップを用いた締結体の弛み止め機構を提供することを課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本願の請求項１に記載の発明は、ボルト１とナット２とキャップ３とを備えた締結体１０の弛み止め機構であって、ボルト１には、ねじ山を有する軸部１１の先端に突出部１２が設けられ、この突出部１２の外周部分には、キャップ３と係合するための係合部１２ａが形成されたものであり、キャップ３は、少なくとも上記の突出部１２の一部と係合するボルト配位部３１と、少なくともナット２の外周部分の一部と係合するナット配位部３２とを有し、ボルト１に対してナット２を締結したそのままの状態で、ボルト１及びナット２にキャップ３を取り付けできるように、キャップ３にボルト配位部３１とナット配位部３２とを形成したことを特徴とする締結体の弛み止め機構を提供する。
【００１１】
また、本願の請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、ボルト１の、軸中心Ｚと係合部分１２ａの中央部とを結ぶ仮想線をボルト側仮想線Ｘ１とし、ナット２の、軸中心Ｚと頂点部分２ａとを結ぶ仮想線Ｘ２ａ、並びに前記仮想線Ｘ２ａ，Ｘ２ａ同士の間を所定の割合で等分した仮想線Ｘ２ｂと、からなる仮想線をナット側仮想線Ｘ２とし、ボルト配位部３１には、突出部１２の係合部分１２ａと係合するために、中央部がボルト側仮想線Ｘ１上となるようにキャップ側ボルト係合部３１ａが、ナット配位部３２には、ナット２の頂点部分２ａと係合するために、中央部がナット側仮想線Ｘ２上となるようにキャップ側ナット係合部３２ａが、それぞれ形成されており、ボルト１にナット２を締結した際の、ボルト側仮想線Ｘ１とナット側仮想線Ｘ２の位置のずれのうちで最小のものよりも、ボルト１にキャップ３を係合させた状態における、ボルト１の係合部分１２ａの中央部とキャップ３のキャップ側ボルト係合部３１ａとの間の遊びと、ナット２にキャップ３を係合させた状態における、ナット２の頂点２ａとキャップ３のキャップ側ナット係合部３２ａとの間の遊びとのそれぞれの和の方が大きくなるように、ボルト配位部３１とナット配位部３２とを形成したことを特徴とする締結体の弛み止め機構を提供する。
【００１２】
また、本願の請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、ボルト１の、軸中心Ｚと係合部分１２ａの中央部とを結ぶ仮想線をボルト側仮想線Ｘ１とし、ナット２の、軸中心Ｚと頂点部分２ａとを結ぶ仮想線Ｘ２ａ、並びに前記仮想線Ｘ２ａ，Ｘ２ａ同士の間を所定の割合で等分した仮想線Ｘ２ｂと、からなる仮想線をナット側仮想線Ｘ２とし、ボルト配位部３１には、突出部１２の係合部分１２ａと係合するために、中央部がボルト側仮想線Ｘ１上となるようにキャップ側ボルト係合部３１ａが、ナット配位部３２には、ナット２の頂点部分２ａと係合するために、中央部がナット側仮想線Ｘ２上となるようにキャップ側ナット係合部３２ａが、それぞれ形成されており、ボルト１にナット２を締結した際の、ボルト側仮想線Ｘ１とナット側仮想線Ｘ２の位置のずれのうちで最小のものよりも、ボルト１にキャップ３を係合させた状態における、ボルト１の係合部分１２ａの中央部とキャップ３のキャップ側ボルト係合部３１ａとの間の遊びと、ナット２にキャップ３を係合させた状態における、ナット２の頂点２ａとキャップ３のキャップ側ナット係合部３２ａとの間の遊びとのそれぞれの和の方が大きくなるような、上記の各仮想線Ｘ１，Ｘ２の組み合わせが、３６０°の範囲内で少なくとも１組存在するように、ボルト１の係合部分１２ａが形成されたものであることを特徴とする締結体の弛み止め機構を提供する。
【００１３】
また、本願の請求項４に記載の発明は、請求項２または３に記載の発明において、六角形状のナット２を用いたものであって、キャップ３のボルト配位部３１には、周方向に１０個のキャップ側ボルト係合部３１ａが形成され、キャップ３のナット配位部３２には、周方向に１２個のキャップ側ナット係合部３２ａが形成され、キャップ側各係合部３１ａ，３２ａは、１８０°毎に１個が、３°以内の差で一致するように形成されたものであることを特徴とする締結体の弛み止め機構を提供する。
【００１４】
本願発明に係る締結体の弛み止め機構は、メカニカルな構造であることより、信頼性の高い締結体１０を提供することができる。また、従来必要であったナットの締結位置の調整が必要なく、ボルト１に対してナット２を締結したそのままの状態でキャップ３を取り付け可能であるため、締め付け力を確実に管理でき、効果的にナット２の弛みや脱落を防止できる。
また、ナット２の形状を特殊形状としない限り、一般工具のみで締結可能であるため、組み付け時間を大幅に短縮でき、作業効率を向上できる。
また、ボルト１の先端部がキャップ３で覆われるため、ボルト１の先端部に引っ掛かることによる怪我などを防止できる。また、いたずらでナット２を取り外されることなども防止できる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面と共に、本願発明の実施の一例を取り上げて説明する。図１は本例におけるボルト、図２は同ナット、図３は同キャップを示す説明図であり、図４は本例のボルトに、ナットとキャップを取り付けた状態を示す説明図である。
【００１６】
本例のボルト１は図１に示すようなものであり、軸部１１にはナット２と同一ピッチであるねじが切られている（図示省略）。本例においては外径、ねじ径、ねじのピッチなどの主要な寸法はＪＩＳで規定されている規格寸法にて形成しているが、特殊な寸法で形成しても良い。
軸部１１において、図１（Ｂ）の図示上方側の先端には突出部１２が形成されている。突出部１２は、本例においては、軸部１１よりも断面積が小さく形成された筒状の突起である。また、この突出部１２の外周部分には、軸方向と平行であって、周方向に１０個の突起である係合部分１２ａが等間隔（３６°毎）に形成されている。本例においては、係合部分１２ａの断面形状が、図１（Ａ）に示すように三角形であるスプライン軸として形成されているが、半円形など他の形状の突起を形成したものでも良いし、本例とは逆に外周面に溝を形成し、凹部を係合部分１２ａとしても良い。また、図７（Ｆ）（Ｇ）に示すような、五角形などの多角形形状を有するものとしても良い。また、係合部分１２ａの数についても、本例のように１０個に限られるものではなく、種々の数で実施できる。
なお、図１（Ａ）に示すように、軸中心Ｚと係合部分１２ａの中央部とを結ぶ仮想線をボルト側仮想線Ｘ１とする。
また、本願発明に係るボルト１において、図１（Ｂ）に図示していない側（図示下方側）の先端については、通常の六角ボルトと同様に、六角形状の頭部を設けたものとしても良いし、他の形状の頭部を設けたものであっても良い。また、寸切ボルトとしても良いし、シャフト等と一体化したものであっても良く、多種多様な形状で実施が可能である。つまり、軸部１１にナット２を締結するための螺旋状のねじを形成したものであれば、種々の形態で実施して良い。
【００１７】
本例のナット２は、図２に示すようなものである。本例では六角ナットの上部を変形した形状としているが、その他の部分は市販されているナットと同様である。また、工具と係合する部分の外形寸法や、ねじのピッチなど主要な寸法は、ＪＩＳで規定されている規格寸法にて形成しているが、ボルト１と同様、特殊な寸法で形成しても良い。
本例においては、六角形状の頂点部分２ａが、後述するキャップ３のナット配位部３２に対して引っ掛かることによりナット２の回動を防止する。なお、本願発明における頂点部分２ａの形状は、多角形状の頂点はもとより、突起や溝など、種々の形態での実施が可能である。
【００１８】
そして、本例のナット２においては、上部に略円筒状の突起２１が形成されており、この突起２１の側面を一周するようにキャップ保持溝２２が形成されている。このキャップ保持溝２２は、図４に示すように、ナット２にキャップ３を取り付けた際において、キャップ３の内面に形成されたキャップ保持用爪３３と組み合わせてキャップ保持手段として機能するものであり、キャップ保持溝２２がキャップ保持用爪３３に対して嵌合することにより、キャップ３が、ナット２と、ナット２が締結されたボルト１とから脱落することを防止するものである。
【００１９】
このキャップ保持手段は、ナット２からキャップ３が脱落することを防止できるものであれば良く、本例の形態に限定されるものではない。例えば、ナット２の側にキャップ保持用爪を設け、キャップ３の側にキャップ保持溝を設けても良いし、ポイント的に凹凸を形成しても良い。また、ピンなどの別個の部材をナット２とキャップ３を貫通するように設けても良い。更には、ナット２とキャップ３との間には直接キャップ保持手段を設けず、ボルト１とキャップ３との間に設けることによりキャップ３を保持するものとしても良く、種々の形態で実施が可能である。
【００２０】
なお、図７（Ｄ）（Ｅ）に示すように、ナット２として一般的な六角ナットを使用する場合には、キャップ保持溝２２などのキャップ保持手段の形成を省略しても良い。また、特殊な用途の締結体においては、四角形や八角形などの多角形形状や、円筒状で、表面に工具を引掛けるための平面や穴を形成したものとしても良い。
【００２１】
また、本例においては、ナット２の上面、具体的には突起２１にキャップ３との位置合わせを容易にするためのマーキング２３がなされている。このマーキング２３は、キャップ３の下部に形成されるナット配位部３２の形状に合わせて付けられるものであり、本例においては、ナット配位部３２のキャップ側ナット係合部３２ａが、周方向に等間隔に１２箇所設けられていることに対応して、ナット２におけるマーキングは、ナット２の軸中心Ｚから頂点部分２ａを結ぶ仮想線Ｘ２ａと、これら仮想線Ｘ２ａ，Ｘ２ａ同士の間を二等分した仮想線Ｘ２ｂとからなる、ナット側仮想線Ｘ２上に計１２本設けられている。よって、このマーキング２３は、キャップ側ナット係合部３２ａを６箇所形成した場合は６本、１８箇所形成した場合は１８本というように、キャップ側ナット係合部３２ａを形成した数に合わせて設けられている。つまり、ナット２が六角形状の場合は６の倍数のマーキング２３が形成されている。なお、本願発明においては、このマーキング２３の形成は必須のものではなく、省略しても良い。
【００２２】
本例のキャップ３は図３に示すようなものである。本例においては合成樹脂製であり、外観は袋ナット状である。
このキャップ３は内部が空洞になっており、この空洞と連通するようにして下部が開放されている。また、上部にも貫通穴が形成されている。この下部の開放された部分がナット配位部３２であり、上部の貫通穴がボルト配位部３１となる。
【００２３】
ボルト配位部３１は、図４に示すように、ボルト配位部３１の内周面がボルト１の突出部１２と係合することにより、キャップ３の上部がボルト１に取り付けられる。
ボルト配位部３１の内周面にはキャップ側ボルト係合部３１ａが形成されている。本例においては、ボルト１の係合部１２ａの形状に一致する三角形状の溝が、等間隔に１０個形成されている。ここで本例においては、キャップ側ボルト係合部３１ａと、ボルト１の突出部１２における係合部分１２ａの形状が一致しているため、後述するナット配位部３２とは異なり、キャップ側ボルト係合部３１ａに一対一の対応で、ボルト１の係合部分１２ａが配位される。
なお、図３（Ａ）に示すように、軸中心Ｚとキャップ側ボルト係合部３１ａの溝の底部である中央部とを結ぶ仮想線は、ボルト１とキャップ３との間における取付時の遊びを考えない場合、ボルト１におけるボルト側仮想線Ｘ１と一致している。
【００２４】
ナット配位部３２も、ボルト配位部３１とほぼ同様のものであり、本例においては、図４に示すように、ナット配位部３２の内周面がナット２と係合することにより、キャップ３の下部がナット２に取り付けられる。
ナット配位部３２の内周面にはキャップ側ナット係合部３２ａが形成されている。本例においては、キャップ側ボルト係合部３１ａと同様であり、ナット２の頂点部分２ａの形状に一致する三角形状の溝が、等間隔に１２個形成されている。キャップ３がナット２に取り付けられた際においては、ナット２の外形が六角形状であることより、キャップ側ナット係合部３２ａの１つおきに、ナット２の頂点部分２ａが配位される。
なお、図３（Ｃ）に示すように、軸中心Ｚとキャップ側ナット係合部３２ａの溝の底部である中央部とを結ぶ仮想線は、ナット２とキャップ３との間における取付時の遊びを考えない場合、ナット２におけるナット側仮想線Ｘ２と一致している。
【００２５】
ここで、ボルト配位部３１及びナット配位部３２については、本例のように、ボルト１の突出部１２とナット２の全周に係合するものに限られるものではなく、少なくとも一部に係合するものであれば良く、本例以外の種々の形態で実施し得る。
【００２６】
また、本例においては、キャップ３の内面におけるナット配位部３２の上方に、ナット２のキャップ保持溝２２に対して嵌合するキャップ保持用爪３３が対角に２箇所形成されている。ナット２にキャップ３を取り付けた際において、ナット２のキャップ保持溝２２に対してキャップ３のキャップ保持用爪３３が嵌合する。この嵌合により、キャップ３に外力がかかった場合でも容易には脱落しない。
また、本例のキャップ３は合成樹脂製であるため、キャップ３に力を加え、ナット２のキャップ保持溝２２とキャップ３のキャップ保持用爪３３との嵌合を解除することにより、キャップ３をボルト１及びナット２から取り外すことができる。よって、キャップ３の繰り返し使用が可能であり、従来のように、２〜３回程度しか繰り返し使用できなかった割りピン方式よりも再使用性に優れている。
このキャップ保持溝２２とキャップ保持用爪３３のそれぞれの形状は、種々に変更が可能であり、例えば上下方向に非対称な形状とすることにより、取り付け時に必要な力を比較的小さくしてキャップ３を容易に取り付けできるようにし、逆に、取り外し時に必要な力を比較的大きくしてキャップ３の取り外しを困難なものとするなど、作業性の向上や、取り付け後のいたずら防止などの観点から最適なものとできる。
なお、図７に示すように、キャップ保持溝２２とキャップ３のキャップ保持用爪３３のようなキャップ保持手段を一切設けないものとしても良い。
【００２７】
本例においては、キャップ３の側面に窓部３４が対角に２箇所形成されており、キャップ３の内部の空洞と連通している。この窓部３４を通して、組み付け状態を目視で確認することができる。また、図６に示すようなキャップ取り外し工具４を用いる際に、引掛爪４１を窓部３４に引掛けるために用いる。
このキャップ取り外し工具４の使用方法について述べる。まず、図６に示すように、キャップ３の窓部３４に引掛爪４１を引掛けた上で、螺合により回動可能に取り付けられたハンドル４２を用いて、押込部４３を下方に押込んでいく。そして、この押込部４３がボルト１の突出部１２に当接した後は、ハンドル４２の回動を続けるにつれ、引掛爪４１が上方に引き上げられ、それに伴い、キャップ３も上方に引っ張られる。これにより、ナット２のキャップ保持溝２２とキャップ３のキャップ保持用爪３３との嵌合が外れ、キャップ３を取り外すことができる。
【００２８】
ここで、キャップ３は、上部と下部とが一体となっているため、上部に位置するボルト配位部３１と下部に位置するナット配位部３２の位置関係は常に一定である。
しかし、ボルト１に対しナット２を締結した場合においては、当然ながら、ナット２とボルト１の突出部１２の間の位置関係はランダムとなる。そのため、従来においては、キャップ３に合わせるために、ナット２を締めたり緩めたりして両者の位置関係を調整する必要があった。
【００２９】
ナット２のねじ込みを調整することなくキャップ３を取り付けるためには、ボルト１にナット２を締結した際における、ナット２の頂点部分２ａとボルト１の係合部１２ａとの位置（角度）のずれに対して、ボルト１及びナット２にキャップ３を取り付けた際の、ボルト１の係合部１２ａとキャップ３のキャップ側ボルト係合部３１ａの遊びと、ナット２の頂点部分２ａに対するキャップ３のキャップ側ナット係合部３２ａの遊びとのそれぞれの和の方が大きくなるように、キャップ３のボルト配位部３１とナット配位部３２とを、遊びを持たせた形状に形成すれば良い。
【００３０】
ここで、キャップ３におけるボルト配位部３１のキャップ側ボルト係合部３１ａと、ナット配位部３２のキャップ側ナット係合部３２ａとのそれぞれの位置関係について、図５と共に述べる。
本例におけるボルト配位部３１は、既に述べたように、三角形状の溝であるキャップ側ボルト係合部３１ａが設けられている。このキャップ側ボルト係合部３１ａは周方向に１０個設けられている。
ナット配位部３２についても、ボルト配位部３１と同様に、三角形状の溝であるキャップ側ナット係合部３２ａが周方向に１２個設けられている。よって、ナット２にキャップ３を取り付けた場合には、キャップ側ナット係合部３２ａの一つおきに、外形が六角形状であるナット２の頂点部分２ａが配位される。
そして、キャップ側ナット係合部３２ａはキャップ側ボルト係合部３１ａに対し、１８０°毎、つまり全周（３６０°）において２箇所で一致するように形成されている。
【００３１】
一方、ボルト１の係合部１２ａは周方向に等間隔（３６°毎）に１０個設けられており、これはキャップ３のキャップ側ボルト係合部３１ａと一致するものである。
そして、ナット２については、形状が六角形のため、頂点部分２ａが６０°毎に存在する。ただ、上記のように、キャップ３のキャップ側ナット係合部３２ａは３０°毎に設けられており、キャップ側ナット係合部３２ａに一致させてナット２の頂点部分２ａを配位可能であることを考えると、３０°毎に調整可能となる。
よって、両者の調整可能な角度の差は６°となる。そして、ボルト１にナット２を締結した際においては、両者の関係は、図５（Ａ）に示す状態から図５（Ｃ）に示す状態にかけての状態となる。
【００３２】
具体的に述べると、図５（Ａ）に示す状態は、ナット２の側の位置ａとボルト１の側の位置Ａとが重なった状態であり、この時のずれ角は０°である。また、図５（Ｂ）に示す状態は、図５（Ａ）に示す状態から図５（Ｃ）に示す状態までの間のちょうど中間を示すものであり、ナット２の側の位置ａとボルト１の側の位置Ａ、そしてナット２の側の位置ｂとボルト１の側の位置Ｂとがどちらも３°ずれている。また、図５（Ｃ）に示す状態は、ナット２の側の位置ｂとボルト１の側の位置Ｂとが重なった状態であり、この時のずれ角は０°である。
本例においては、半周（１８０°）分の範囲内において、図５（Ａ）に示す状態から図５（Ｃ）に示す状態までの間の状態が１箇所必ず存在する。つまり、ずれ角が３°以下となるポイントが１８０°毎に存在する。
よって、ナット２の頂点部分２ａとキャップ３のキャップ側ナット係合部３２ａとの間の遊び角度と、ボルト１の係合部１２ａとキャップ３のキャップ側ボルト係合部３１ａとの間の遊び角度のそれぞれの和が３°以上になるようにキャップ３のボルト配位部３１とナット配位部３２とを形成することにより、ボルト１にナット２を締結した状態のままでキャップ３を取り付けることが可能となる。
【００３３】
本例においては、ボルト１の係合部１２ａ（キャップ３のキャップ側ボルト係合部３１ａと一致）が周方向に１０個設けられている。そして、キャップ３のキャップ側ナット係合部３２ａが周方向に１２個設けられており、この場合における、ボルト１とナット２の間でのずれ角は、既に述べた通り±３°となる。また、この場合では全周（３６０°）において、ボルト１の係合部１２ａとキャップ側ナット係合部３２ａとは２箇所で一致している。
ここで既に述べた通り、キャップ側ナット係合部３２ａの形成数（Ｘ）、係合部１２ａ（キャップ側ボルト係合部３１ａ）の形成数（Ｙ）については、本例以外に種々に変更できる。その例のいくつかについての、Ｘ、Ｙ、Ｚ（全周（３６０°）における、係合部１２ａとキャップ側ナット係合部３２ａの一致箇所の数）、ボルト１とナット２の間でのずれ角を下記に示す。
（１）Ｘ＝６の場合
Ｙ＝７（Ｚ＝１、ずれ角±４．３°）、Ｙ＝１１（Ｚ＝１、ずれ角±２．７°）
（２）Ｘ＝１２の場合
Ｙ＝５（Ｚ＝１、ずれ角±３°）、Ｙ＝７（Ｚ＝１、ずれ角±２．１°）、Ｙ＝１１（Ｚ＝１、ずれ角±１．３°）
（３）Ｘ＝１８の場合
Ｙ＝５（Ｚ＝１、ずれ角±２°）、Ｙ＝８（Ｚ＝２、ずれ角±２．５°）、Ｙ＝１０（Ｚ＝２、ずれ角±２°）、Ｙ＝１１（Ｚ＝１、ずれ角±０．９°）
【００３４】
ちなみに、上記の各数値の算出方法について述べると、Ｘはナット２の頂点数（六角ナットでは６）の整数倍、Ｙは任意の数、ＺはＸとＹとの最大公約数、ずれ角は１８０をＸとＹの最小公倍数で割った数値である。
ずれ角については、あまり大きくなると、キャップ３がずれ角を基準とした遊び角度を有するものであるため、キャップ３の弛み止めの作用が甘くなる。よって、具体的には±５°未満とすることが望ましく、±３°以下とすることがより望ましい。
また、係合部１２ａとキャップ側ボルト係合部３１ａの形成数（Ｙ）が多い方が、ずれ角を小さくできるために、弛み止めの作用から見て好ましいが、これに伴い係合部１２ａなどの加工が困難となるため、具体的にはＹを１２以下とすることが望ましい。
なお、上記の基準は一般的な締結体に関するものであって、特殊な締結体に関しては、用途などに応じて最も適した形態に形成すれば良い。
【００３５】
次に、本例の締結体１０を用いて行なった試験について示す。比較用試験体はＪＩＳに規定される、呼びがＭ１２の六角ボルトと六角ナットの組み合わせであり、本願試験体は、図７に示すボルト１とナット２とキャップ３の組み合わせとし、比較用試験体と同径のものとした。
なお、比較用試験体及び本願試験体のボルト及びナットは冷間圧造用炭素鋼からなるものとし、表面処理として電気亜鉛メッキを施したものとした。
【００３６】
まず、米国航空機規格（ＮＡＳ３３５０）に従った振動衝撃試験を行った。これは、各試験体のボルトとナットとを締結し、軸直角方向に振動衝撃を与え、弛みの有無及び進行を検証する試験である。
比較用試験体の場合、振動衝撃２０００サイクル未満でボルトからナットが脱落したのに対し、本願試験体の場合、ＮＡＳ３３５０の規格条件である振動衝撃３００００サイクルでもナット２の脱落は発生しなかった。なお、この際のボルト１に対するナット２の弛みは、振動衝撃２０００サイクル未満で、キャップ３のセット時に生じる弛み方向の遊び角度分（弛み方向のキャップ３とナット２の遊び角度と、弛み方向のキャップ３とボルト１の遊び角度のそれぞれの和）は発生したが、それ以上の弛みの進行は、その後３００００サイクルまでなかった。
更には、ＮＡＳ３３５０の規格条件を超えた振動衝撃１０００００サイクルを加えた試験も行ったが、本願試験体においてはナット２の脱落はなく、弛みに関しても、上記の３００００サイクルの状態からの進行は見られなかった。
【００３７】
次に、ユンカー式ねじ弛み試験を実施した。これは、各試験体のボルトとナットとを締結し、ナットの座面が接する座面板に対し、軸直角方向に強制的変位として±１．２ｍｍを２００サイクル／分で与え、弛みの有無及び進行を検証する試験である。
比較用試験体の場合は、試験開始直後から弛みが発生し、時間の経過と共に弛みが進行して約３分で締め付け力がなくなった。これに対し、本願試験体の場合は、試験開始から３０秒間で、キャップ３のセット時に生じる弛み方向の遊び角度分の弛みが生じたものの、その後、試験終了時間までの５分間で弛みの進行はなかった。
【００３８】
上記の各試験により、本願発明に係る締結体１０が従来の締結体に対して、顕著な弛み止め効果を有することが確認できた。
【００３９】
【発明の効果】
本願発明に係る締結体の弛み止め機構は、メカニカルな構造であることより、信頼性の高い締結体を提供することができる。また、従来必要であったナットの締結位置の調整が必要なく、ボルトに対してナットを締結したそのままの状態でキャップを取り付け可能であるため、締め付け力を確実に管理でき、効果的にナットの弛みや脱落を防止できる。
また、ナットの形状を特殊形状としない限り、一般工具のみで締結可能であるため、組み付け時間を大幅に短縮でき、作業効率を向上できる。
また、ボルトの先端部がキャップで覆われるため、ボルトの先端部に引っ掛かることによる怪我などを防止できる。また、いたずらでナットを取り外されることなども防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明の実施の一例におけるボルトの要部を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図である。
【図２】本例のナットを示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は半断面の正面図である。
【図３】本例のキャップを示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＩ−Ｉ断面図、（Ｃ）は底面図である。
【図４】本例におけるボルトに、ナットとキャップを取り付けた状態を示す断面視の説明図である。
【図５】（Ａ）〜（Ｃ）共、本例のボルトにナットを締結した状態を示す、平面視の説明図である。
【図６】キャップ取り外し工具４の使用方法を示す参考図である。
【図７】本願発明の実施の他の例を示す説明図であり、（Ａ）はキャップを示す正面図、（Ｂ）は（Ａ）のＩＩ−ＩＩ断面図、（Ｃ）はキャップを示す背面図、（Ｄ）はナットを示す正面図、（Ｅ）は同側面図、（Ｆ）はボルトを示す正面図、（Ｇ）は同側面図である。
【符号の説明】
１０締結体
１ボルト
１１軸部
１２突出部
１２ａ係合部
２ナット
３キャップ
３１ボルト配位部
３１ａキャップ側ボルト係合部
３２ナット配位部
３２ａキャップ側ナット係合部
Ｘ１ボルト側仮想線
Ｘ２ナット側仮想線
Ｚ軸中心[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a loosening prevention mechanism for a fastening body using bolts and nuts.
[0002]
[Prior art]
[Patent Document 1]
Japanese Utility Model Publication No. 57-83911
[0003]
Conventionally, various proposals have been made on a loosening prevention mechanism for a fastening body using bolts and nuts. There are two types, one that uses the frictional resistance between the bolt and nut, and the other that attaches a separate member to prevent mechanical loosening.
[0004]
Among the above, there is one using a split pin as an example of the latter loosening prevention mechanism. In this, a through hole is provided in the axial direction of the bolt in the radial direction, and a pin groove is provided on the end surface of the nut. After the bolt and nut are fastened, the split pin is passed through the through hole so that the split pin is arranged in the pin groove of the nut, and the tip of the split pin is widened and fixed. Thus, by fixing the split pin in a state where the split pin is arranged in the pin groove, the nut can be fixed to the bolt and the nut can be prevented from loosening.
[0005]
However, in the loosening prevention mechanism using this split pin, it is necessary to adjust the fastening position of the nut so that the through hole of the bolt and the pin groove of the nut are aligned in a straight line. For this reason, it was necessary to use a monkey wrench or a spectacle wrench, which is a tool that can be operated while visually observing both the through hole and the pin groove. In addition, a tool for expanding the split pin is also necessary, and there is a problem in workability.
[0006]
Another example uses a cap. An example of this is disclosed in Patent Document 1 (Japanese Utility Model Publication No. 57-83911).
This is formed by forming a projecting portion having a smaller cross section than the shaft portion at the front end of the shaft portion of the bolt and having a polygonal shape in the cross section and a groove in the outer peripheral portion. In the device disclosed in Patent Document 1, the tip portion of the shaft portion is cut to form an opposing flat surface. The cap is engaged with the outer peripheral surface of the nut and the protruding portion of the bolt, and the nut and the bolt are covered with the cap and stopped to prevent the nut from loosening.
[0007]
However, also in the loosening prevention mechanism using this cap, it is necessary to adjust the fastening position of the nut and attach the cap in order to match the shape of the cap, similarly to the mechanism using the split pin.
[0008]
As described above, tightening or loosening the nut in order to adjust the fastening position of the nut requires troublesome work and has a problem in workability.
In addition, it is well known that the management of the fastening force of the fastening body is important, but the tightening force of the fastening body varies by tightening or loosening the nut as described above, so accurate management is impossible. In this respect, it was not preferable.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
In view of the above problems, the present invention is a cap that can be attached in the state in which the nut is fastened to the bolt without adjusting the fastening position of the nut, and can effectively prevent the nut from loosening or falling off. It is an object of the present invention to provide a mechanism for preventing looseness of a fastening body using a tie.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the invention described in claim 1 of the present application is a loosening prevention mechanism for a fastening body 10 including a bolt 1, a nut 2, and a cap 3, and the bolt 1 has a thread. A protruding portion 12 is provided at the tip of the shaft portion 11 having an engaging portion 12 a for engaging with the cap 3 on the outer peripheral portion of the protruding portion 12. A bolt coordination portion 31 that engages with a part of the projecting portion 12 and a nut coordination portion 32 that engages with at least a part of the outer peripheral portion of the nut 2, and the nut 2 is fastened to the bolt 1. A fastening body loosening prevention mechanism characterized in that a bolt coordination portion 31 and a nut coordination portion 32 are formed in the cap 3 so that the cap 3 can be attached to the bolt 1 and the nut 2 in the state as it is. provide.
[0011]
Further, in the invention described in claim 2 of the present application, in the invention described in claim 1, the imaginary line connecting the axial center Z of the bolt 1 and the central part of the engaging portion 12a is defined as a bolt-side imaginary line X1. An imaginary line consisting of an imaginary line X2a connecting the axis center Z and the apex portion 2a of the nut 2 and an imaginary line X2b obtained by equally dividing the imaginary lines X2a and X2a at a predetermined ratio is represented by a nut side imaginary line. X2 and, in order to engage with the engaging portion 12a of the protrusion 12, the cap side bolt engaging portion 31a is arranged on the bolt side imaginary line X1 so that the center portion is on the bolt side virtual line X1. In order to engage with the apex portion 2a of the nut 2, a cap side nut engaging portion 32a is formed in the center portion 32 so that the center portion is on the nut side imaginary line X2. Bolt side imaginary line when nut 2 is fastened 1 and the center side of the engagement portion 12a of the bolt 1 and the cap side bolt of the cap 3 in a state in which the cap 3 is engaged with the bolt 1 rather than the smallest deviation in the positions of the imaginary line X2 and the nut side imaginary line X2. Sum of play between the engaging portion 31a and play between the apex 2a of the nut 2 and the cap side nut engaging portion 32a of the cap 3 when the cap 3 is engaged with the nut 2. A fastening mechanism for a fastening body is provided, in which the bolt coordination portion 31 and the nut coordination portion 32 are formed so that is larger.
[0012]
Further, in the invention described in claim 3 of the present application, in the invention described in claim 1, the imaginary line connecting the axial center Z of the bolt 1 and the central portion of the engaging portion 12a is defined as a volt-side imaginary line X1. An imaginary line consisting of an imaginary line X2a connecting the axis center Z and the apex portion 2a of the nut 2 and an imaginary line X2b obtained by equally dividing the imaginary lines X2a and X2a at a predetermined ratio is represented by a nut side imaginary line. X2 and, in order to engage with the engaging portion 12a of the protrusion 12, the cap side bolt engaging portion 31a is arranged on the bolt side imaginary line X1 so that the center portion is on the bolt side virtual line X1. In order to engage with the apex portion 2a of the nut 2, a cap side nut engaging portion 32a is formed in the center portion 32 so that the center portion is on the nut side imaginary line X2. Bolt side imaginary line when nut 2 is fastened 1 and the center side of the engagement portion 12a of the bolt 1 and the cap side bolt of the cap 3 in a state in which the cap 3 is engaged with the bolt 1 rather than the smallest deviation in the positions of the imaginary line X2 and the nut side imaginary line X2. Sum of play between the engaging portion 31a and play between the apex 2a of the nut 2 and the cap side nut engaging portion 32a of the cap 3 when the cap 3 is engaged with the nut 2. The engagement portion 12a of the bolt 1 is formed so that there is at least one combination of the imaginary lines X1 and X2 in the range of 360 °, such that Provided is a loosening prevention mechanism for a fastening body.
[0013]
Further, the invention described in claim 4 of the present application uses the hexagonal nut 2 in the invention described in claim 2 or 3, and the bolt coordination portion 31 of the cap 3 has a circumferential direction. 10 cap side bolt engaging portions 31a are formed in the cap, and 12 cap side nut engaging portions 32a are formed in the circumferential direction in the nut positioning portion 32 of the cap 3, and each cap side engaging portion 31a is formed. , 32a are provided so that one piece every 180 ° coincides with a difference within 3 °, and provides a loosening prevention mechanism for the fastening body.
[0014]
Since the fastening body loosening prevention mechanism according to the present invention has a mechanical structure, the fastening body 10 with high reliability can be provided. In addition, it is not necessary to adjust the fastening position of the nut, which is necessary in the past, and the cap 3 can be attached with the nut 2 fastened to the bolt 1, so that the tightening force can be reliably managed and effective. In addition, the nut 2 can be prevented from loosening or falling off.
In addition, since the nut 2 can be fastened only with a general tool unless the shape of the nut 2 is a special shape, the assembling time can be greatly shortened and the working efficiency can be improved.
Moreover, since the front-end | tip part of the volt | bolt 1 is covered with the cap 3, the injury etc. by being caught on the front-end | tip part of the volt | bolt 1 can be prevented. Further, it is possible to prevent the nut 2 from being removed due to mischief.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an example of implementation of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a bolt in the present example, FIG. 2 is the same nut, FIG. 3 is an explanatory view showing the same cap, and FIG. 4 is an explanatory view showing a state where a nut and a cap are attached to the bolt of this example.
[0016]
The bolt 1 of this example is as shown in FIG. 1, and a screw having the same pitch as the nut 2 is cut in the shaft portion 11 (not shown). In this example, the main dimensions such as the outer diameter, the screw diameter, and the screw pitch are formed with standard dimensions defined by JIS, but may be formed with special dimensions.
In the shaft portion 11, a protruding portion 12 is formed at the tip of the upper side in FIG. In this example, the protruding part 12 is a cylindrical protrusion having a smaller cross-sectional area than the shaft part 11. Further, on the outer peripheral portion of the protruding portion 12, engaging portions 12a which are parallel to the axial direction and are ten protrusions in the circumferential direction are formed at equal intervals (every 36 °). In this example, the cross-sectional shape of the engaging portion 12a is formed as a triangular spline shaft as shown in FIG. 1 (A), but it may be formed with protrusions of other shapes such as a semicircular shape. Contrary to this example, a groove may be formed on the outer peripheral surface, and the recess may be used as the engaging portion 12a. Moreover, it is good also as what has polygonal shapes, such as a pentagon, as shown to FIG.7 (F) (G). Further, the number of engaging portions 12a is not limited to ten as in this example, and various numbers can be used.
As shown in FIG. 1A, a virtual line connecting the shaft center Z and the central portion of the engaging portion 12a is a bolt-side virtual line X1.
Further, in the bolt 1 according to the present invention, the tip of the side not shown in FIG. 1B (the lower side in the drawing) may be provided with a hexagonal head as in the case of a normal hexagon bolt. It may be good or may be provided with a head of another shape. Further, it may be a cut bolt or may be integrated with a shaft or the like, and can be implemented in various shapes. That is, as long as a spiral screw for fastening the nut 2 to the shaft portion 11 is formed, the present invention may be implemented in various forms.
[0017]
The nut 2 of this example is as shown in FIG. In this example, the upper part of the hexagonal nut is deformed, but the other parts are the same as commercially available nuts. Also, the main dimensions such as the external dimensions of the part engaged with the tool and the pitch of the screw are formed with the standard dimensions specified by JIS. Also good.
In this example, the hexagonal apex portion 2a is caught on a nut coordination portion 32 of the cap 3 described later, thereby preventing the nut 2 from rotating. In addition, the shape of the vertex part 2a in this invention can be implemented with various forms, such as a protrusion and a groove | channel, as well as a polygonal vertex.
[0018]
And in the nut 2 of this example, the substantially cylindrical protrusion 21 is formed in the upper part, and the cap holding | maintenance groove | channel 22 is formed so that the side surface of this protrusion 21 may be made a round. As shown in FIG. 4, the cap holding groove 22 functions as a cap holding means in combination with a cap holding claw 33 formed on the inner surface of the cap 3 when the cap 3 is attached to the nut 2. When the cap holding groove 22 is fitted to the cap holding claw 33, the cap 3 is prevented from falling off from the nut 2 and the bolt 1 to which the nut 2 is fastened.
[0019]
The cap holding means may be any means as long as it can prevent the cap 3 from dropping off from the nut 2 and is not limited to the form of this example. For example, a cap holding claw may be provided on the nut 2 side, a cap holding groove may be provided on the cap 3 side, or irregularities may be formed in points. Moreover, you may provide separate members, such as a pin, so that the nut 2 and the cap 3 may be penetrated. Further, the cap holding means is not provided directly between the nut 2 and the cap 3, but the cap 3 may be held by being provided between the bolt 1 and the cap 3, and can be implemented in various forms. It is.
[0020]
7D and 7E, when a general hexagon nut is used as the nut 2, the formation of cap holding means such as the cap holding groove 22 may be omitted. Moreover, in the fastening body of special use, it is good also as what formed the plane and the hole for hooking a tool on the surface in polygonal shapes, such as a rectangle and an octagon, and a cylindrical shape.
[0021]
Further, in this example, a marking 23 for facilitating alignment with the cap 3 is provided on the upper surface of the nut 2, specifically, the protrusion 21. The marking 23 is attached in accordance with the shape of the nut coordination portion 32 formed in the lower portion of the cap 3. In this example, the cap side nut engaging portion 32 a of the nut coordination portion 32 Corresponding to the fact that twelve points are provided at equal intervals in the direction, the marking on the nut 2 is made between the virtual line X2a connecting the vertex part 2a from the axial center Z of the nut 2 and between these virtual lines X2a and X2a. A total of twelve lines are provided on the nut-side virtual line X2 including the bisected virtual line X2b. Therefore, the marking 23 is adjusted to the number of the cap-side nut engaging portions 32a formed, such as 6 when the cap-side nut engaging portions 32a are formed at six places, and 18 when the cap-side nut engaging portions 32a are formed. Is provided. That is, when the nut 2 has a hexagonal shape, markings 23 that are multiples of 6 are formed. In the present invention, the marking 23 is not essential and may be omitted.
[0022]
The cap 3 of this example is as shown in FIG. In this example, it is made of synthetic resin, and the appearance is a cap nut shape.
The cap 3 has a hollow inside, and the lower part is opened so as to communicate with the hollow. A through hole is also formed in the upper part. The lower open part is the nut coordination part 32, and the upper through hole is the bolt coordination part 31.
[0023]
As shown in FIG. 4, the upper portion of the cap 3 is attached to the bolt 1 by engaging the inner peripheral surface of the bolt coordination portion 31 with the protruding portion 12 of the bolt 1.
A cap-side bolt engaging portion 31 a is formed on the inner peripheral surface of the bolt coordination portion 31. In this example, ten triangular grooves that match the shape of the engaging portion 12a of the bolt 1 are formed at equal intervals. Here, in this example, the cap side bolt engaging portion 31a and the shape of the engaging portion 12a in the projecting portion 12 of the bolt 1 are the same. The engagement portion 12a of the bolt 1 is coordinated in a one-to-one correspondence with the engagement portion 31a.
As shown in FIG. 3A, an imaginary line that connects the shaft center Z and the central portion that is the bottom of the groove of the cap-side bolt engaging portion 31a is not attached when the bolt 1 and the cap 3 are attached. When play is not considered, it coincides with the bolt side virtual line X1 in the bolt 1.
[0024]
The nut coordination part 32 is also substantially the same as the bolt coordination part 31, and in this example, as shown in FIG. 4, the inner peripheral surface of the nut coordination part 32 is engaged with the nut 2. The lower part of the cap 3 is attached to the nut 2.
A cap side nut engaging portion 32 a is formed on the inner peripheral surface of the nut arrangement portion 32. In this example, it is the same as the cap side bolt engaging portion 31a, and 12 triangular grooves that match the shape of the apex portion 2a of the nut 2 are formed at equal intervals. When the cap 3 is attached to the nut 2, since the outer shape of the nut 2 is hexagonal, the apex portion 2a of the nut 2 is arranged at every other cap-side nut engaging portion 32a.
As shown in FIG. 3C, an imaginary line that connects the shaft center Z and the central portion that is the bottom of the groove of the cap-side nut engaging portion 32a is not attached when the nut 2 and the cap 3 are attached. When play is not considered, it coincides with the nut side virtual line X2 in the nut 2.
[0025]
Here, the bolt coordination portion 31 and the nut coordination portion 32 are not limited to those that engage with the entire periphery of the projecting portion 12 of the bolt 1 and the nut 2 as in this example, but at least a part thereof. Anything can be used as long as it can be engaged with, and can be implemented in various forms other than this example.
[0026]
Further, in this example, two cap holding claws 33 that fit into the cap holding groove 22 of the nut 2 are formed diagonally above the nut positioning portion 32 on the inner surface of the cap 3. When the cap 3 is attached to the nut 2, the cap holding claw 33 of the cap 3 is fitted into the cap holding groove 22 of the nut 2. Due to this fitting, even when an external force is applied to the cap 3, it does not fall off easily.
Further, since the cap 3 of this example is made of synthetic resin, the cap 3 is released by applying force to the cap 3 and releasing the fitting between the cap holding groove 22 of the nut 2 and the cap holding claw 33 of the cap 3. Can be removed from the bolt 1 and the nut 2. Therefore, the cap 3 can be used repeatedly, and is more reusable than the split pin method that can be used repeatedly only about 2 to 3 times as in the prior art.
Each shape of the cap holding groove 22 and the cap holding claw 33 can be changed in various ways. For example, by making the shape asymmetric in the vertical direction, the force required at the time of attachment can be made relatively small, and the cap 3 Optimum from the standpoint of improving workability and preventing mischief after installation, such as making the cap 3 difficult to remove by making the force required during removal relatively large. You can do it.
As shown in FIG. 7, cap holding means such as the cap holding groove 22 and the cap holding claw 33 of the cap 3 may not be provided at all.
[0027]
In this example, two window portions 34 are formed diagonally on the side surface of the cap 3 and communicate with a cavity inside the cap 3. The assembled state can be visually confirmed through the window 34. Further, when the cap removing tool 4 as shown in FIG. 6 is used, the hooking claw 41 is used to hook the window portion 34.
A method of using the cap removal tool 4 will be described. First, as shown in FIG. 6, after the hooking claw 41 is hooked on the window portion 34 of the cap 3, the pushing portion 43 is pushed downward by using a handle 42 that is rotatably attached by screwing. Go. And after this pushing part 43 contact | abuts to the protrusion part 12 of the volt | bolt 1, as the handle | steering-wheel 42 continues rotation, the hook nail | claw 41 is pulled up upwards and the cap 3 is also pulled upwards in connection with it. Thereby, the fitting of the cap holding groove 22 of the nut 2 and the cap holding claw 33 of the cap 3 is released, and the cap 3 can be removed.
[0028]
Here, since the upper part and the lower part of the cap 3 are integrated, the positional relationship between the bolt coordination part 31 located at the upper part and the nut coordination part 32 located at the lower part is always constant.
However, when the nut 2 is fastened to the bolt 1, the positional relationship between the nut 2 and the protruding portion 12 of the bolt 1 is naturally random. Therefore, conventionally, in order to match the cap 3, it is necessary to adjust the positional relationship between the nut 2 and the nut 2 by tightening or loosening.
[0029]
In order to attach the cap 3 without adjusting the screwing of the nut 2, the position (angle) of the apex portion 2a of the nut 2 and the engaging portion 12a of the bolt 1 when the nut 2 is fastened to the bolt 1 is shifted. On the other hand, when the cap 3 is attached to the bolt 1 and the nut 2, the play of the engaging portion 12a of the bolt 1 and the cap-side bolt engaging portion 31a of the cap 3 and the cap 3 with respect to the apex portion 2a of the nut 2 are shown. What is necessary is just to form the bolt arrangement | positioning part 31 and the nut arrangement | positioning part 32 of the cap 3 in the shape which gave the play so that each sum with the play of the cap side nut engaging part 32a may become large. .
[0030]
Here, the positional relationship between the cap side bolt engaging portion 31a of the bolt positioning portion 31 in the cap 3 and the cap side nut engaging portion 32a of the nut positioning portion 32 will be described with reference to FIG.
As already described, the bolt coordination portion 31 in this example is provided with the cap-side bolt engaging portion 31a which is a triangular groove. Ten cap side bolt engaging portions 31a are provided in the circumferential direction.
Similarly to the bolt positioning part 31, the nut positioning part 32 is also provided with twelve cap-side nut engaging parts 32a that are triangular grooves in the circumferential direction. Therefore, when the cap 3 is attached to the nut 2, the apex portion 2a of the nut 2 whose outer shape is a hexagonal shape is arranged at every other cap-side nut engaging portion 32a.
And the cap side nut engaging part 32a is formed so that it may correspond in two places with respect to the cap side bolt engaging part 31a every 180 degrees, ie, in a perimeter (360 degrees).
[0031]
On the other hand, ten engaging portions 12 a of the bolt 1 are provided at equal intervals (every 36 °) in the circumferential direction, which coincides with the cap-side bolt engaging portion 31 a of the cap 3.
And about the nut 2, since the shape is a hexagon, the vertex part 2a exists for every 60 degrees. However, as described above, the cap-side nut engaging portion 32a of the cap 3 is provided every 30 °, and the apex portion 2a of the nut 2 can be aligned with the cap-side nut engaging portion 32a. Considering this, adjustment is possible every 30 °.
Therefore, the difference between the two adjustable angles is 6 °. When the nut 2 is fastened to the bolt 1, the relationship between the two is from the state shown in FIG. 5 (A) to the state shown in FIG. 5 (C).
[0032]
More specifically, the state shown in FIG. 5A is a state where the position a on the nut 2 side and the position A on the bolt 1 side overlap each other, and the deviation angle at this time is 0 °. Further, the state shown in FIG. 5 (B) shows the exact middle between the state shown in FIG. 5 (A) and the state shown in FIG. 5 (C). The position a on the nut 2 side and the bolt The position A on the 1 side, the position b on the nut 2 side, and the position B on the bolt 1 side are shifted by 3 °. The state shown in FIG. 5C is a state where the position b on the nut 2 side and the position B on the bolt 1 side are overlapped, and the deviation angle at this time is 0 °.
In this example, there is always one state between the state shown in FIG. 5 (A) and the state shown in FIG. 5 (C) within the range of half a circle (180 °). That is, there is a point where the deviation angle is 3 ° or less every 180 °.
Therefore, the play angle between the apex part 2a of the nut 2 and the cap side nut engaging part 32a of the cap 3 and the play between the engaging part 12a of the bolt 1 and the cap side bolt engaging part 31a of the cap 3 are as follows. The cap 3 is attached while the nut 2 is fastened to the bolt 1 by forming the bolt coordination portion 31 and the nut coordination portion 32 of the cap 3 so that the sum of the angles becomes 3 ° or more. It becomes possible.
[0033]
In this example, ten engagement portions 12a of the bolt 1 (matching with the cap-side bolt engagement portions 31a of the cap 3) are provided in the circumferential direction. Twelve cap-side nut engaging portions 32a of the cap 3 are provided in the circumferential direction. In this case, the deviation angle between the bolt 1 and the nut 2 is ± 3 ° as described above. In this case, the engagement portion 12a of the bolt 1 and the cap-side nut engagement portion 32a coincide at two locations on the entire circumference (360 °).
As already described, the number of cap-side nut engaging portions 32a (X) and the number of engaging portions 12a (cap-side bolt engaging portions 31a) (Y) are variously changed in addition to this example. it can. For some of the examples, X, Y, Z (the number of coincident portions of the engaging portion 12a and the cap side nut engaging portion 32a in the entire circumference (360 °)), between the bolt 1 and the nut 2 The deviation angle is shown below.
(1) When X = 6
Y = 7 (Z = 1, deviation angle ± 4.3 °), Y = 11 (Z = 1, deviation angle ± 2.7 °)
(2) When X = 12
Y = 5 (Z = 1, deviation angle ± 3 °), Y = 7 (Z = 1, deviation angle ± 2.1 °), Y = 11 (Z = 1, deviation angle ± 1.3 °)
(3) When X = 18
Y = 5 (Z = 1, deviation angle ± 2 °), Y = 8 (Z = 2, deviation angle ± 2.5 °), Y = 10 (Z = 2, deviation angle ± 2 °), Y = 11 (Z = 1, deviation angle ± 0.9 °)
[0034]
By the way, the calculation method for each of the above numerical values is described. X is an integer multiple of the number of vertices of nut 2 (6 for hexagonal nut), Y is an arbitrary number, Z is the greatest common divisor of X and Y, and the deviation angle is It is a numerical value obtained by dividing 180 by the least common multiple of X and Y.
If the displacement angle is too large, the cap 3 has a play angle based on the displacement angle, so that the cap 3 has a loosening action. Therefore, specifically, it is desirably less than ± 5 °, and more desirably ± 3 ° or less.
In addition, a larger number (Y) of the engaging portions 12a and cap-side bolt engaging portions 31a is preferable from the viewpoint of the function of preventing loosening because the deviation angle can be reduced. For example, it is desirable to set Y to 12 or less.
In addition, said reference | standard is related with a general fastening body, What is necessary is just to form it in the most suitable form according to a use etc. regarding a special fastening body.
[0035]
Next, it shows about the test done using the fastening body 10 of this example. The test specimen for comparison is a combination of a hexagonal bolt and a hexagonal nut whose size is M12 specified by JIS. The test specimen of this application is a combination of the bolt 1, nut 2 and cap 3 shown in FIG. And the same diameter.
The bolts and nuts of the comparative test body and the test body of the present application were made of carbon steel for cold heading, and were subjected to electrogalvanization as a surface treatment.
[0036]
First, a vibration impact test according to the US aircraft standard (NAS3350) was performed. This is a test in which bolts and nuts of each test specimen are fastened, a vibration impact is applied in a direction perpendicular to the axis, and the presence or absence and progress of the slack are verified.
In the case of the test specimen for comparison, the nut dropped from the bolt in less than 2000 cycles of vibration shock, whereas in the case of the test specimen of the present application, the nut 2 did not fall off even in the vibration shock of 30000 cycles which is the standard condition of NAS3350. Note that the loosening of the nut 2 with respect to the bolt 1 at this time is less than 2000 cycles of vibration shock, and is the amount of play angle in the loosening direction that occurs when the cap 3 is set (the play angle of the cap 3 and the nut 2 in the loosening direction and the loosening direction). The sum of the play angles of the cap 3 and the bolt 1) occurred, but no further loosening progressed until 30000 cycles thereafter.
Furthermore, although a test was conducted in which 100,000 vibration cycles exceeding the NAS 3350 standard conditions were added, the nut 2 did not fall off in the test specimen of this application, and the progress from the above 30000 cycle state was also observed in terms of looseness. I couldn't.
[0037]
Next, a Junker-type screw loosening test was performed. This is done by fastening bolts and nuts of each test specimen, giving ± 1.2 mm as a forced displacement in the direction perpendicular to the axis at 200 cycles / min. This is a test to verify progress.
In the case of the comparative test body, slackening occurred immediately after the start of the test, and the slackening progressed with the passage of time, and the tightening force disappeared in about 3 minutes. On the other hand, in the case of the test specimen of the present application, the slack of the play angle in the slack direction generated when the cap 3 was set occurred in 30 seconds from the start of the test, but then the slack progressed in 5 minutes until the test end time. There was no.
[0038]
From each of the above tests, it was confirmed that the fastening body 10 according to the present invention has a significant loosening prevention effect with respect to the conventional fastening body.
[0039]
【The invention's effect】
Since the fastening body loosening prevention mechanism according to the present invention has a mechanical structure, it can provide a highly reliable fastening body. In addition, it is not necessary to adjust the fastening position of the nut, which was necessary in the past, and the cap can be attached as it is with the nut fastened to the bolt. Can prevent slack and dropout.
In addition, since the nut can be fastened only with a general tool unless the nut has a special shape, the assembling time can be greatly shortened and the working efficiency can be improved.
Further, since the tip of the bolt is covered with the cap, it is possible to prevent injuries and the like caused by being caught on the tip of the bolt. It is also possible to prevent the nut from being removed due to mischief.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows a main part of a bolt according to an embodiment of the present invention, in which (A) is a plan view and (B) is a front view.
2A and 2B show a nut of this example, in which FIG. 2A is a plan view and FIG. 2B is a front view of a half section.
3A and 3B show a cap of the present example, in which FIG. 3A is a plan view, FIG. 3B is a cross-sectional view taken along line II of FIG.
FIG. 4 is an explanatory view in cross-sectional view showing a state where a nut and a cap are attached to the bolt in this example.
FIGS. 5A to 5C are explanatory views in plan view showing a state in which a nut is fastened to the bolt of this example. FIGS.
6 is a reference diagram showing how to use the cap removal tool 4. FIG.
7A and 7B are explanatory views showing another example of the present invention, in which FIG. 7A is a front view showing a cap, FIG. 7B is a sectional view taken along line II-II in FIG. The rear view, (D) is a front view showing a nut, (E) is the same side view, (F) is a front view showing a bolt, and (G) is the same side view.
[Explanation of symbols]
10 Fastener
1 bolt
11 Shaft
12 Protrusion
12a Engagement part
2 nuts
3 cap
31 Bolt coordination section
31a Cap side bolt engagement part
32 Nut coordination part
32a Cap side nut engaging part
X1 Bolt side imaginary line
X2 Nut side virtual line
Z-axis center

Claims

A fastening mechanism for a fastening body (10) comprising a bolt (1), a nut (2) and a cap (3),
The bolt (1) is provided with a protrusion (12) at the tip of the shaft (11) having a thread,
An engagement portion (12a) for engaging with the cap (3) is formed on the outer peripheral portion of the protrusion (12).
The cap (3) includes at least a bolt coordinating portion (31) that engages with a part of the protrusion (12) and a nut coordinating portion (at least part of the outer peripheral portion of the nut (2)). 32)
In the state in which the nut (2) is fastened to the bolt (1), the bolt positioning portion (31) is attached to the cap (3) so that the cap (3) can be attached to the bolt (1) and the nut (2). ) And the nut coordination part (32).

The imaginary line connecting the axial center (Z) of the bolt (1) and the central portion of the engagement portion (12a) is defined as a volt side imaginary line (X1),
An imaginary line (X2a) connecting the axis center (Z) and the apex portion (2a) of the nut (2), and an imaginary line (X2b) equally dividing the imaginary lines (X2a, X2a) at a predetermined ratio ), And the nut-side virtual line (X2),
In order to engage with the engaging portion (12a) of the projecting portion (12), the cap-side bolt engaging portion is arranged on the bolt-side imaginary line (X1). (31a)
In order to engage with the apex portion (2a) of the nut (2), the nut arrangement portion (32) has a cap-side nut engaging portion (32a) so that the center portion is on the nut-side imaginary line (X2). ) Are formed,
When the nut (2) is fastened to the bolt (1), the minimum deviation among the displacements of the bolt-side imaginary line (X1) and the nut-side imaginary line (X2),
Between the center part of the engaging part (12a) of the bolt (1) and the cap side bolt engaging part (31a) of the cap (3) when the cap (3) is engaged with the bolt (1). Play and
Each of the play between the apex (2a) of the nut (2) and the cap side nut engaging portion (32a) of the cap (3) in a state in which the cap (3) is engaged with the nut (2). So that the sum is larger,
The fastening mechanism of the fastening body according to claim 1, wherein a bolt coordination part (31) and a nut coordination part (32) are formed.

The imaginary line connecting the axial center (Z) of the bolt (1) and the central portion of the engagement portion (12a) is defined as a volt side imaginary line (X1),
An imaginary line (X2a) connecting the axis center (Z) and the apex portion (2a) of the nut (2), and an imaginary line (X2b) equally dividing the imaginary lines (X2a, X2a) at a predetermined ratio ), And the nut-side virtual line (X2),
In order to engage with the engaging portion (12a) of the projecting portion (12), the cap-side bolt engaging portion is arranged on the bolt-side imaginary line (X1). (31a)
In order to engage with the apex portion (2a) of the nut (2), the nut arrangement portion (32) has a cap-side nut engaging portion (32a) so that the center portion is on the nut-side imaginary line (X2). ) Are formed,
When the nut (2) is fastened to the bolt (1), the minimum deviation among the displacements of the bolt-side imaginary line (X1) and the nut-side imaginary line (X2),
Between the center part of the engaging part (12a) of the bolt (1) and the cap side bolt engaging part (31a) of the cap (3) when the cap (3) is engaged with the bolt (1). Play and
Each of the play between the apex (2a) of the nut (2) and the cap side nut engaging portion (32a) of the cap (3) in a state in which the cap (3) is engaged with the nut (2). The sum is bigger,
The engagement portion (12a) of the bolt (1) is formed so that there is at least one combination of the above virtual lines (X1, X2) within a range of 360 °. The fastening body loosening prevention mechanism according to claim 1.

It uses a hexagonal nut (2),
Ten cap-side bolt engaging portions (31a) are formed in the circumferential direction in the bolt coordination portion (31) of the cap (3),
Twelve cap side nut engaging portions (32a) are formed in the circumferential direction in the nut coordination portion (32) of the cap (3),
4. The cap-side engaging portion (31 a, 32 a) is formed so that one piece every 180 ° coincides with a difference of 3 ° or less. 5. A mechanism to prevent loosening of the fastening body.