JP2006189077A - Member fastening structure - Google Patents
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Description
本発明は、締結構造に関して、特に、ナットを含んで構成される部材の締結構造に関する。 The present invention relates to a fastening structure, and more particularly to a fastening structure of a member configured to include a nut.
一般に、アルミニウム合金等の非鉄材料の部材をナットを締め付けて締結させる場合には、部材のナット着座面(以下、単に座面と称する。)に作用される圧力(以下、座面圧力と称する。)を許容圧力以下にして、当該部材のへたりによるナットの緩みを防止する必要がある。そこで、フランジ付きナットのフランジ径を延長することで、部材とナットとの接触面積を拡大して座面圧力を低下させることが従来から行われていた。しかしながら、フランジ付きナットのフランジ径を延長させた場合には、ナットの軸心からの距離が小さい部位ほど座面圧力が大きくなることから、部材の座面に作用される圧力分布が不均一になる。したがって、フランジ付きナットを用いた場合には座面圧力を効率的に分散させることが困難であり、最大座面圧力を許容圧力以下にするためにはフランジ径をより大きく形成する必要がある。 In general, when a member made of a non-ferrous material such as an aluminum alloy is fastened by tightening a nut, the pressure applied to a nut seating surface (hereinafter simply referred to as a seating surface) of the member (hereinafter referred to as a seating surface pressure). ) Should be less than the allowable pressure to prevent the nut from loosening due to the sag of the member. Therefore, it has been conventionally performed to extend the flange diameter of the flanged nut to increase the contact area between the member and the nut and to reduce the seating surface pressure. However, when the flange diameter of the flanged nut is extended, the seat surface pressure increases as the distance from the nut axis decreases, so the pressure distribution acting on the member seat surface becomes uneven. Become. Therefore, when a flanged nut is used, it is difficult to efficiently disperse the seating surface pressure, and in order to make the maximum seating surface pressure less than the allowable pressure, it is necessary to make the flange diameter larger.
このため、フランジ付きナットを用いた場合には、フランジが大型化されて締結構造が大型化、且つ重量化されると共に、フランジ径に応じた座面スペースを要することで設計の自由度が著しく縮小される。また、部材とナットとの接触面積が拡大された場合であっても、依然として座面圧力が集中して部分的に許容圧力を越える虞がある。そこで、フランジ付きナットのフランジ厚さを厚く形成すると共に該フランジの内側に直径がボルトの外径よりも大きい穴を形成した、所謂スカートナットが従来から知られている。該スカートナットでは、当該ナットの軸平面においてボルトが最初に螺合されるねじ山(以下、第1のねじ山と称する。)と座面との距離の較差が小さくなるため、座面圧力が座面に略均一に作用される。しかしながら、上記スカートナットでは、第1のねじ山と座面との距離の較差をより小さくするためには、第1のねじ山と座面との距離を十分にとる必要がある。 For this reason, when a nut with a flange is used, the flange is enlarged, the fastening structure is increased in size and weight, and the seating space according to the flange diameter is required, so that the degree of freedom in design is remarkably increased. Reduced. Further, even when the contact area between the member and the nut is increased, the seating surface pressure may still be concentrated and partially exceed the allowable pressure. Therefore, a so-called skirt nut is known in which the flange thickness of the flanged nut is increased and a hole having a diameter larger than the outer diameter of the bolt is formed inside the flange. In the skirt nut, since the difference in the distance between the thread surface (hereinafter referred to as the first thread thread) to which the bolt is first screwed in the axial plane of the nut and the seat surface becomes small, the seat surface pressure is reduced. It acts on the seat surface almost uniformly. However, in the skirt nut, in order to further reduce the difference in the distance between the first screw thread and the seating surface, it is necessary to provide a sufficient distance between the first screw thread and the seating surface.
したがって、上記スカートナットでは、締結構造の高さ寸法、並びに重量が大きくなるため、用途が限られる。そこで、ナットの接触面が外球面によって形成されると共に部材の座面がナットの接触面に整合させた内球面によって形成された部材の締結構造が従来からある(例えば、特許文献1参照。)。しかしながら、この締結構造では、フランジ付きナットを用いる場合と比較すると、ナットの第1のねじ山と座面との距離の較差が小さくなるが、ナットの外球面の中心(球の中心)が当該ナットの軸心上にあるため、依然としてナットの第1のねじ山と座面との距離の較差があり、座面圧力が集中して部分的に許容圧力を越える虞がある。
そこで本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、コンパクトに形成されると共に座面圧力が均一化される部材の締結構造を提供することを目的とする。 Then, this invention was made | formed in view of the said situation, and it aims at providing the fastening structure of the member in which a seat surface pressure is equalized while being compactly formed.
上記目的を達成するために、本発明のうち請求項1に記載の発明は、被締結部材に、ナットの接触面に整合させた凹状の座面が形成される部材の締結構造であって、ナットの軸平面においてボルトが最初に螺合されるナットのねじ山と座面との距離が均一になるように構成されることを特徴とする。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の部材の締結構造において、ナットは、接触面が、軸平面においてボルトが最初に螺合されるねじ山からの距離が均一な曲面によって形成されることを特徴とする。
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の部材の締結構造において、ナットは、接触面が、軸平面においてボルトが最初に螺合されるねじ山からの距離が均一な曲面に近似させた外円錐面によって形成されることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the invention described in claim 1 of the present invention is a fastening structure of a member in which a recessed seat surface aligned with a contact surface of a nut is formed on a fastened member, In the axial plane of the nut, the distance between the thread surface of the nut to which the bolt is first screwed and the seat surface is uniform.
According to a second aspect of the present invention, in the member fastening structure according to the first aspect, the nut has a contact surface formed by a curved surface having a uniform distance from a screw thread to which the bolt is first screwed in the axial plane. It is characterized by being.
According to a third aspect of the present invention, in the member fastening structure according to the second aspect, the nut has a contact surface approximating a curved surface having a uniform distance from a screw thread to which a bolt is first screwed in an axial plane. It is characterized by being formed by an outer conical surface.
上記目的を達成するために、本発明のうち請求項4に記載の発明は、被締結部材に、ナットの接触面に整合させた凹状の座面が形成される部材の締結構造であって、ナットの接触面がナットに装着される座金に設けられて、ナットの軸平面においてボルトが最初に螺合されるナットのねじ山と座面との距離が均一になるように構成されることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the invention according to
したがって、請求項1及び4に記載の発明では、ナットの軸平面においてボルトが最初に螺合されるねじ山と被締結部材の座面との距離が均一になる。
請求項2に記載の発明では、ナットの軸平面においてボルトが最初に螺合されるねじ山と被締結部材の曲面によって形成された座面との距離が均一になる。
請求項3に記載の発明では、ナットの軸平面においてボルトが最初に螺合されるねじ山と被締結部材の外円錐面によって形成された座面との距離が略均一になる。
Accordingly, in the first and fourth aspects of the present invention, the distance between the thread on which the bolt is first screwed and the seating surface of the member to be fastened becomes uniform in the axial plane of the nut.
In the invention according to the second aspect, the distance between the thread on which the bolt is first screwed on the axial plane of the nut and the seat surface formed by the curved surface of the member to be fastened becomes uniform.
In the invention according to the third aspect, the distance between the thread on which the bolt is first screwed in the axial plane of the nut and the seat surface formed by the outer conical surface of the fastened member is substantially uniform.
コンパクトに形成されると共に座面圧力が均一化される部材の締結構造を提供することができる。 It is possible to provide a fastening structure for a member that is compact and has a uniform bearing surface pressure.
本発明の一実施の形態を図1及び図2に基づいて説明する。図1に示されるように、本部材の締結構造は、重ね合わされた被締結部材1,2を貫通するボルト挿通孔3にボルト4が挿通されて、該ボルト4に螺合されたナット5が締め付けられて上記被締結部材1,2が締結される。図2に示されるように、上記ナット5は、軸心方向(図2における紙面視上下方向)の一側(図2における紙面視下側)に、被締結部材1に接触される接触部6が形成されており、該接触部6の頂部には、当該ナット5と同一軸心上に、ボルト4を挿通可能な内径寸法を有する所定深さのザグリ7が形成される。また、上記ナット5は、上記接触部6の接触面8が、ナット5の軸平面上においてボルト4が最初に螺合されるねじ山9(なお、上記ナット5に螺設されるねじは一条ねじであるため、当該ナット5のねじを平面に展開するとねじ山9は一本であるが、便宜上、ナット5の軸平面上においてボルト4が最初に螺合されるねじ山9を、以下、第1のねじ山9と称する。)を中心Oとする半径Rの円Cをナット5の軸心回りに回転させて得られる曲面を含んで形成される。
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 1, the fastening structure of this member is such that a
そして、図1に示されるように、上記被締結部材1には、上記ナット5の接触部6の接触面8に整合させた曲面を有する凹状の座面10が形成される。なお、上述したように、本部材の締結構造では、上記ナット5の接触部6の接触面8が、ナット5の軸平面上において第1のねじ山9を中心Oとする半径Rの円Cをナットの軸心回りに回転させて得られる曲面を含んで形成されるが、上記円Cの中心Oが、上記第1のねじ山9の受圧側(図2における紙面視上側)の面9a上のナット5の軸心からの距離がナット5のねじのピッチ円半径の寸法と等しい位置に設定される。また、上記ナット5の軸平面は、第1のねじ山9が、一条のねじの開始部になるようにナット5の軸心回りに角度位相が設定される。また、上記被締結部材1はアルミニウム合金によって形成されて、上記被締結部材2はスチールによって形成される。
As shown in FIG. 1, the fastened member 1 is formed with a
次に、本部材の締結構造の作用を説明する。まず、ボルト4が、被締結部材1,2のボルト挿通孔3に被締結部材2の側(図1における紙面視下側)から挿通される。次に、被締結部材1,2を貫通させたボルト4にナット5が螺合されて、当該ナット5の接触部6の接触面8が被締結部材1の座面10に接触(嵌合)される。そして、ボルト4に螺合させたナット5が所定の締め付けトルクで締め付けられることにより、当該ボルト4に軸力が生じて、該軸力によって被締結部材1,2が締結される。この状態では、ナット5の軸平面上において、ナット5の第1のねじ山9(ボルト4とナット5との間の作用点。本実施の形態では、図2における円Cの中心O。)と座面10との距離Rが均一であるため、座面10における面圧分布が均一化される。そして、本部材の締結構造では、ナット5の軸心回りの全ての軸平面においても、ボルト4が最初に螺合されるねじ山9と座面10との距離Rが均一であるため、座面10における面圧分布が均一化される。
Next, the effect | action of the fastening structure of this member is demonstrated. First, the
この実施の形態では以下の効果を奏する。
本部材の締結構造では、ナット5の軸平面においてボルト4が最初に螺合されるねじ山9と被締結部材1の座面10との距離Rが均一になるように構成されるので、座面10に作用される圧力分布が均一化される。したがって、座面圧力が集中することによる座面10のへたりが防止されてナット5の緩みが抑制される。また、座面10に作用される圧力分布が均一化されることにより、ナット5と座面10との接触面積を最大限に利用して効率的に座面圧力を分散させることができるため、最小のスペースで済ませることが可能になり、また高さ寸法も低く抑えられるため、締結構造がコンパクトに構成される。
This embodiment has the following effects.
In the fastening structure of this member, the distance R between the
なお、実施の形態は上記に限定されるものではなく、例えば次のように構成してもよい。
本部材の締結構造では、ナット5の接触面8が、当該ナット5の軸平面上においてボルト4が最初に螺合されるねじ山9を中心Oとする半径Rの円Cをナットの軸心回りに回転させて得られる曲面によって形成されるが、図3に示されるように、該曲面に近似させた外円錐面によってナット5の接触面8を形成して、座面10を該接触面8に整合させて形成するように構成してもよい。
この場合においても、ナット5の軸平面においてボルト4が最初に螺合されるねじ山9と被締結部材1の座面10との距離Rが略均一になるため、座面10に作用される圧力分布が略均一化される。また、接触面8が曲面によって形成される場合と比較して、製造が容易であるため製造コストが削減される。
In addition, embodiment is not limited above, For example, you may comprise as follows.
In the fastening structure of this member, the
Even in this case, since the distance R between the
本部材の締結構造では、ナット5に形成された接触部6に接触面8が形成されるが、図4に示されるように、ナット5に軸部11を形成して、該軸部11に装着される座金12に接触面8を形成するように構成してもよい。
この場合、必要に応じて、異なる形状の接触面8を有する座金12を用いることで、1つのナット5を多用な形状の座面10に対応させることが可能になる。
In the fastening structure of this member, the
In this case, if necessary, the use of the
1,2 被締結部材、5 ナット、8 接触面、9 ねじ山、10 座面、12 座金 1, 2 Fastened member, 5 Nut, 8 Contact surface, 9 Thread, 10 Seat surface, 12 Washer
Claims (4)
A fastening structure of a member in which a concave seating surface aligned with a contact surface of a nut is formed on a member to be fastened, wherein the contact surface of the nut is provided on a washer attached to the nut, A fastening structure for a member, characterized in that a distance between a screw thread of the nut to which a bolt is first screwed in an axial plane and a seat surface is uniform.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2013253697A (en) * | 2007-03-12 | 2013-12-19 | Atlas Copco Mai Gmbh | Anchor and anchor nut thereof |
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2005
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