JP2011220387A - ねじの弛み止め構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 部品点数を増やすことなく、又製造のコストアップを招来することなく、ねじの弛み止めを確実に行うことができるようにしたねじの弛み止め構造を提供する。
【解決手段】 ボルト頭部（１０Ａ）裏面又はナット（１１）裏面と座金（１２，１３）表面の各々には径方向に延びる複数の凹溝（２０Ａ，３０Ａ）及び凸条（２０Ｂ，３０Ｂ）を形成し、ボルト頭部裏面又はナット裏面の凹溝及び凸条と座金表面の凹溝及び凸条とを相互に噛合させる。凹溝と凸条はボルト又はナットの締付け方向の回転を許容するが、ボルト又はナットの弛み方向の回転を規制する断面形状に形成する。座金は外周部で被接合部材（１４，１５）と接するように湾曲した形状に形成する。
【選択図】 図４

Description

本発明はねじの弛み止め構造に関し、特に相互に螺合させた雌雄のねじの締結が簡単に弛まないようにした構造に関する。

例えば、部材を締結する場合、部材に挿通穴を形成し、挿通穴にボルトを挿通し、ボルトの雄ねじにナットの雌ねじを螺合させ、ボルト・ナットを締めつけて締結する方式が一般的である。

このボルト・ナットによる締結では振動、熱膨張、経年変化などの原因によって締結が弛むおそれがあることから、種々な弛み止め方式が提案されている。例えば、ナットの頂面又は座面のねじ穴周縁に弛み止め板を固定し、弛み止め板を弾性変形させてボルトのねじ山フランクに押しつけ、これによってナットに回転抵抗を付与するようにした弛み止め構造が知られている（特許文献１）。

また、先端側がナット中心に向けて偏向された円弧状のロック部をナットの頂面に一体的に形成する一方、ボルトの雄ねじに凹所を形成し、凹所にロック部の先端を嵌入させることによりナットの弛み方向への廻り止めを行う一方、ロック部が弾性変形してロック部の先端が凹所から抜け出させることによりナットの締付け方向への回転を許容するようにした弛み止め構造が提案されている（特許文献２）。

また、従来より、座金のナットとの接触部分よりも外側の部分に凹凸を形成し、ナットは座金の内側の平滑な面と接触してスムーズに回転し、座金の凹凸を被接合部材の座面と接触させることにより座金の共回りを防止するようにした技術が提案されている（特許文献３）。

また、座金の被接合部材との接触面に凹凸を形成し、座金のボルトやナットと接する面は平滑とし、ボルトやナットを回転させたときに座金が共回りしないようにした技術が提案されている（特許文献４）。

特開２００１−１２４０４３号公報 特開２００２−２４２９２１号公報 特開２００３−１７２３３２号公報 特開２００９−１４４８８３号公報

しかし、上記特許文献１記載の弛み止め構造では弛み止め板を必要とし、部品点数が多くなってしまう。
他方、特許文献２記載の弛み止め構造ではボルトの雄ねじに凹部を加工し、ナットにロック部を形成する必要があって、製造コストが高くなる。

本発明はかかる問題点に鑑み、部品点数を増やすことなく、又製造のコストアップを招来することなく、ねじの弛み止めを確実に行うことができるようにしたねじの弛み止め構造を提供することを課題とする。

そこで、本発明に係るねじの弛み止め構造は、被接合部材の挿通穴にボルト軸部を挿通し、ボルト軸部にナットを螺合し、ボルト頭部又はナットと被接合部材との間に座金を介在させて締め付けるようにしたねじ締結構造において、上記ボルト頭部裏面又はナット裏面と座金表面の各々には径方向に延びる複数の凹溝及び凸条が形成され、上記ボルト頭部裏面又はナット裏面の凹溝及び凸条と座金表面の凹溝及び凸条とは相互に噛合し、ボルト又はナットの締付け方向の回転を許容するが、ボルト又はナットの弛み方向の回転を規制する断面形状となっている一方、上記座金は外周部で被接合部材と接するように湾曲した形状となっていることを特徴とする。

本発明の特徴の１つはボルト頭部又はナットと座金とに相互に噛合する凹溝と凸条を形成し、座金に対するボルト又はナットの弛み方向の回転を規制するようにした点にある。

これにより、ボルト又はナットはその凹溝及び凸条が締め付け方向には座金の凹溝及び凸条を軽く越えることができるが、弛み方向には座金の凹溝及び凸条を乗り越えるには抵抗が大きく、弛み方向には回転し難い。

特に、締め付け完了時には座金が平坦な板状に弾性変形され、ボルト頭部には弾性復元力が作用してボルト頭部と座金の凹溝及び凸条は強固に噛合するので、ボルト・ナットは弛み方向には回転し難い。

また、本発明の他の特徴は座金を湾曲させ、ボルト頭部又はナットと座金とは小さな半径で接触し、座金と被接合部材とは大きな半径で接触するようにした点にある。

これにより、ボルト又はナットの締め付け時には座金は大きな半径で被接合部材と接するので、ボルト頭部又はナットは座金に対して小さなトルクで締め付け方向に廻すことができる。

他方、ボルト又はナットの弛み方向には座金が被接合部材と大きな半径で接触するので、座金を回転させるのに大きなトルクを必要とし、しかもボルト頭部又はナットは凹溝と凸条の噛合によって弛み方向に回り止めされているので、ボルト又はナットの弛みが少ない。

凹溝と凸条の断面形状は締め付け方向には軽く越えることができるが、弛み方向には乗り越えるのに大きな抵抗を必要とする形状であればよい。例えば、ボルト頭部裏面又はナット裏面の凹溝及び凸条はボルト又はナットの締め付け方向進み側の急斜面と遅れ側の緩斜面を繰り返した断面形状となし、座金表面の凹溝及び凸条はボルト又はナットの締め付け方向進み側の緩斜面と、遅れ側の急斜面とを繰り返した断面形状とするのがよい。

例えば、凹溝及び凸条の急斜面は座面に対して垂直に立ち上がり又は立ち下がった形状を採用することができる。

また、締め付け後には座金の弾性復元力によってボルト頭部は被接合部材から離れる方向に付勢されるので、雌ねじと雄ねじの螺合のがたつきが少ない。そこで、迅速な締め付けが可能なボルト・ナットに適用すると、螺合のがたつきをなくすことができ、その実用性が大きい。

即ち、本発明はボルト軸部の有効径におけるねじ山幅及びねじピッチが、メートル並目ねじにおける三角ねじ山のねじ山幅及びねじピッチよりも大きく形成され、ねじ谷部が弧
状凹面に形成されているねじの弛み止め構造に適用すると、効果が大きい。

本発明のねじの弛み止め構造の好ましい実施形態を示す断面図である。 上記実施形態におけるボルト頭部の裏面を示す図である。 上記実施形態における座金表面を示す図である。 上記実施形態におけるボルト頭部及び座金の凹溝と凸条の噛合状態を示す図である。 上記実施形態における締め付け前の状態と締め付け後の状態を示す図である。 上記実施形態におけるボルトのねじ形状を示す図である。 第２の実施形態を示す断面図である。

以下、本発明を図面に示す具体例に基づいて詳細に説明する。図１ないし図６は本発明に係るねじの弛み止め構造の好ましい実施形態を示す。図において、被接合部材１４、１５はボルト１０、ナット１１及び座金１２、１３によって締め付け接合されている。

ボルト１０は頭部１０Ａと軸部１０Ｂとからなり、軸部１０Ｂには雄ねじが形成され、軸部１０Ｂにはナット１１が螺合されるようになっている。

ボルト軸部１０Ｂの雄ねじはボルト有効径Ｄにおけるねじ山幅Ｔ及びねじピッチＰが、メートル並目ねじにおける三角ねじ山のねじ山幅及びねじピッチよりも１．５〜２倍大きく形成され、ねじ谷部が弧状凹面に形成されている。

ボルト頭部１０Ａの裏面には半径方向に延びる複数の凹溝２０Ａ及び凸条２０Ｂが形成され、座金１２の表面には半径方向に延びる複数の凹溝３０Ａ及び凸条３０Ｂが形成され、ボルト１０の凹溝２０Ａ及び凸条２０Ｂは座金１２の凹溝３０Ａ及び凸条３０Ｂと噛合されるようになっている。

ボルト頭部１０Ａの凹溝２０Ａ及び凸条２０Ｂはボルト締め付け方向進み側の座面に対して垂直に立ち下がった急斜面と遅れ側の緩斜面を繰り返した断面形状に形成され、座金１２表面の凹溝３０Ａ及び凸条３０Ｂはボルト締め付け方向進み側の緩斜面と、遅れ側の座面に対して垂直に立ち上がった急斜面とを繰り返した断面形状に形成されている。

また、座金１２はその外縁で被接合部材１４と接するように湾曲した形状に形成されている。

被接合部材１４、１５を接合する場合、図１に示されるように、被接合部材１４、１５の挿通穴及び座金１２、１３にボルト１０の軸部１０Ｂを挿通し、ナット１１に螺合させる。

ナット１１が座金１３に接するまではボルト１０の頭部１０Ａは軽く廻すことができる。ナット１１が座金１３に接するようになると、図５の（ａ）に示されるように、ボルト１０の頭部１０Ａ裏面の凹溝２０Ａ及び凸条２０Ｂが座金１２表面の凹溝３０Ａ及び凸条３０Ｂと噛合するようになるが、座金１２の凹溝３０Ａ及び凸条３０Ｂはボルト締め付け方向に緩斜面が形成されているので、ボルト１０の凸条２０Ｂは座金１２の凹溝３０Ａ及び凸条３０Ｂを軽く乗り越えることができる。

しかも、ボルト１０の頭部１０Ａは小さな半径Ｌ０で座金１２と接触しているので、ボ
ルト１０の頭部１０Ｂを小さなトルクで回転させることができるので、ボルト１０を軽く締め付けることができる。

また、ボルト１０の締め付けに伴い、座金１２は湾曲した状態から次第に平坦な状態となり、ボルト１０の締め付けがほぼ済むと、図５の（ｂ）に示されるように、座金１２は平坦となり、ボルト頭部１０Ａと座金１１の凹溝２０Ａ、３０Ａと凸条２０Ｂ、３０Ｂとは座金１２の弾性復元力を受けて強固に噛合する。

しかも、ボルト頭部１０Ａが弛み方向に回転するには凸条２０Ｂが座金１２の凸条３０Ｂを乗り越える必要があるが、ほぼ垂直に立ち下がった急斜面でほぼ垂直に立ち上がった急斜面を乗り越える必要があるので、乗り越えるためには大きな力を必要とし、簡単には乗り越えることができず、ボルト１０は座金１２に対して弛み方向に回転し難い。

また、座金１２はその外縁、つまり大きな半径Ｌ１で被接合部材１４と接触し、座金１２が弛み方向に回転するには大きなトルクを必要とし、弛み難くなっている。

以上のように、本例の弛み止め構造によれば、部品点数が増えることはなく、又ボルト頭部１０Ａの裏面及び座金１２の表面に凹溝２０Ａ、３０Ａと凸条２０Ｂ、３０Ｂを加工すればよく、製造のコストアップを招来することがない。

図７は第２の実施形態を示し、図において図１ないし図６と同一符号は同一又は相当部分を示す。本例ではボルト頭部１０Ａではなく、座金１３の表面とナット１１の裏面に凹溝２０Ａ、３０Ａと凸条２０Ｂ、３０Ｂを形成し、相互に噛合させるとともに、座金１３を外縁で被接合部材１５と接触するように湾曲した断面形状に製造しており、このようにナット１２と座金１３に本例の構造を適用しても同様の作用効果を奏する。

１０ ボルト
１０Ａ 頭部
１０Ｂ 軸部
１１ ナット
１２、１３ 座金
１４、１５ 被接合部材
２０Ａ、３０Ａ 凹溝
２０Ｂ、３０Ｂ 凸条

Claims (4)

1. 被接合部材の挿通穴にボルト軸部を挿通し、ボルト軸部にナットを螺合し、ボルト頭部又はナットと被接合部材との間に座金を介在させて締め付けるようにしたねじ締結構造において、
   上記ボルト頭部（１０Ａ）裏面又はナット（１１）裏面と座金（１２，１３）表面の各々には径方向に延びる複数の凹溝（２０Ａ，３０Ａ）及び凸条（２０Ｂ，３０Ｂ）が形成され、上記ボルト頭部（１０Ａ）裏面又はナット（１１）裏面の凹溝（２０Ａ）及び凸条（２０Ｂ）と座金（１１）表面の凹溝（３０Ａ）及び凸条（３０Ｂ）とは相互に噛合し、ボルト又はナットの締付け方向の回転を許容するが、ボルト又はナットの弛み方向の回転を規制する断面形状となっている一方、
   上記座金（１１）は外周部で被接合部材（１４，１５）と接するように湾曲した形状となっていることを特徴とするねじの弛み止め構造。
2. 上記ボルト頭部（１０Ａ）裏面又はナット（１１）裏面の凹溝（２０Ａ）及び凸条（２０Ｂ）はボルト又はナットの締め付け方向進み側の急斜面と遅れ側の緩斜面を繰り返した断面形状となっている一方、上記座金（１２）表面の凹溝（３０Ａ）及び凸条（３０Ｂ）はボルト又はナットの締め付け方向進み側の緩斜面と、遅れ側の急斜面とを繰り返した断面形状となっている請求項１記載のねじの弛み止め構造。
3. 上記凹溝（２０Ａ，３０Ａ）及び凸条（２０Ｂ，３０Ｂ）の急斜面は座面に対して垂直に立ち上がり又は立ち下がっている請求項２記載のねじの弛み止め構造。
4. 上記ボルト軸部（１０Ｂ）の有効径（Ｄ）におけるねじ山幅及びねじピッチが、メートル並目ねじにおける三角ねじ山のねじ山幅及びねじピッチよりも大きく形成され、ねじ谷部が弧状凹面に形成されている請求項１記載のねじの弛み止め構造。

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