JP2011231860A - Washer - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ボルトやナットとの共回りの防止効果が高い座金に関する。 The present invention relates to a washer having a high effect of preventing co-rotation with bolts and nuts.
座金には、丸や角型の平座金、皿座金、ばね座金、歯付座金など、様々な種類があり、ねじ、ボルト、ナット等と、締結物との間に挟むことで、緩み止めとしての効果や締結力を均等に作用させるという効果を奏する。 There are various types of washers, including round and square flat washers, counter washers, spring washers, and toothed washers. There is an effect that the effect and the fastening force are applied equally.
ここで、建築における鋼構造物を、ボルト、ナットを用いて確実に接合するためには、ナットを締め付ける際に座金が回転しないことが必要である。しかし、実際の施工現場では、ナットと締結物との間に座金を挟んで締め付ける際に、ナットと座金がくっついて一緒に回る、いわゆる共回りを生じることがある。共回りが生じると一般的に締結力が低くなるので、ボルト、ナット及び座金を交換して、再度締め付け作業をやり直すこともある。そうすると、施工に余計な時間がかかり工期が延びることになる。また、共回りによって、座金と締結物との間で大きな音が発生し、現場環境の悪化や、騒音を招くこともある。 Here, in order to securely join the steel structure in the building using the bolt and the nut, it is necessary that the washer does not rotate when the nut is tightened. However, in an actual construction site, when a washer is clamped between a nut and a fastener, the nut and the washer may stick together and rotate so-called together. When the joint rotation occurs, the fastening force generally becomes low. Therefore, the bolt, the nut, and the washer may be replaced and the tightening operation may be performed again. If it does so, construction will take extra time and a construction period will be extended. In addition, due to the co-rotation, a loud noise is generated between the washer and the fastener, which may cause deterioration of the on-site environment and noise.
そこで、座金の締結物と接触する面(以下、「締結物接触面」とする。)は、摩擦係数を高くし、反対側のナットと接触する面(以下、「座面接触面」とする。)は、摩擦係数を低くすることで、締め付け時にナットのみが滑って回転し、共回りを抑制する座金が用いられることがある。そのような座金として、従来では、例えば特許文献1(特開2009−144883号公報)に記載されているように、締結物接触面に、凹部が相互に離間するように設けられ、凹部の周囲に凸部が形成され、凸部の締結物接触面からの高さが20〜50μmである座金が提案されている。 Therefore, the surface of the washer that comes into contact with the fastener (hereinafter referred to as “fastening contact surface”) has a higher coefficient of friction and the surface that contacts the opposite nut (hereinafter referred to as “seat contact surface”). )), By lowering the coefficient of friction, only a nut slips and rotates when tightening, and a washer may be used that suppresses co-rotation. As such a washer, conventionally, as described in, for example, Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2009-144883), recesses are provided on the fastener contact surface so as to be separated from each other, and around the recesses A washer has been proposed in which a convex portion is formed on the surface and the height of the convex portion from the fastener contact surface is 20 to 50 μm.
図6は、従来の座金を示す図であり、(a)は締結物接触面の平面図、(b)は断面図である。このような締結物接触面13を有する座金20であれば、ナットを締め付ける際に、締結物接触面13の凸部15が締結物に対する滑り止めの役割を果たす。一方、座面接触面12には凹凸が無いので、ナットと座面接触面12との間の摩擦係数は、本来有している鋼板の自然のままの摩擦係数であり、締結物接触面13の摩擦係数よりも小さい。従って、座金20と締結物との間では滑りが生じにくく、座金20とナットとの間では滑りが生じるので、共回りを抑制し、締め付けの確実性を向上することができる。そして、締め付けが進み締結完了が近くなると、締結物接触面13の凸部15は、大きな力が掛かって潰れ、潰れた凸部15は凹部14に流れる。さらに、締結完了時には、締結物接触面13のほぼ全面が締結物と接触するので、経時的な締結力の低減は小さくなる。即ち、経時的に締結部に生じる緩みは小さなものとなり、長期間に渡って緩みを防止できる信頼性の高い締結が可能となる。
6A and 6B are diagrams showing a conventional washer, wherein FIG. 6A is a plan view of a fastener contact surface, and FIG. 6B is a cross-sectional view. In the case of the
ここで、特許文献1に記載された座金の締結物接触面に設けられた凹部及び凸部は、互いに平行な直線形状のみで形成されている。しかし、座金が共回りしないためには、締結物接触面において、ナットの締め付けによる回転方向の力に対して抵抗しなければならないので、締結物と接触する凸部は、従来のような一方向ではなく、多方向を向いている方が、より滑り止め効果が高く、望ましい。 Here, the recessed part and the convex part provided on the fastening object contact surface of the washer described in Patent Document 1 are formed only by linear shapes parallel to each other. However, in order for the washer not to rotate together, it is necessary to resist the rotational force caused by tightening the nut on the contact surface of the fastening object. Instead, it is desirable to face in multiple directions because it has a higher anti-slip effect.
そこで本発明は、斯かる実情に鑑み、締結物接触面に設ける凸部の向きを多方向にすることで、共回りの防止効果を高める座金を提供するものである。 Therefore, in view of such circumstances, the present invention provides a washer that enhances the effect of preventing co-rotation by changing the direction of the convex portion provided on the fastener contact surface to multiple directions.
本発明の座金は、中央にボルト挿通孔を備える平板よりなる座金であって、座金の締結物と接触する面に、複数の直線形状又は曲線形状からなる凹部と、凹部を分断するように形成される平面部と、凹部の端部及び両側部に形成される凸部と、を有するものである。 The washer of the present invention is a washer made of a flat plate having a bolt insertion hole in the center, and is formed on the surface that comes into contact with the fastener of the washer so as to divide the concave portion and the concave portion having a plurality of linear shapes or curved shapes. And a convex portion formed on the end portion and both side portions of the concave portion.
ここで、凹部がボルト挿通孔の中心位置から放射状方向に設けられていることにしても良く、平面部をボルト挿通孔の径より大きく座金の外径より小さい径の環状に設けても良い。 Here, the concave portion may be provided in a radial direction from the center position of the bolt insertion hole, and the flat portion may be provided in an annular shape having a diameter larger than the diameter of the bolt insertion hole and smaller than the outer diameter of the washer.
また、中央にボルト挿通孔を備える平板よりなる座金であって、座金の締結物と接触する面に、四角形で互いに所定の間隔をあけて整列している凹部と、凹部の周囲に形成される凸部と、を有するものにしても良い。ここで、凹部の形状が、すべての内角が30゜以上の菱形であることにすると良い。 Also, a washer made of a flat plate having a bolt insertion hole in the center, formed on the surface of the washer that comes into contact with the fastener, in a rectangular shape and arranged around the recess with a predetermined distance from each other. And a convex portion. Here, it is preferable that the shape of the concave portion is a rhombus having all inner angles of 30 ° or more.
本発明の座金によれば、座金の締結物接触面に設けられる凸部の向きを多方向にすることができるので、滑り止め効果が高くなり、ナット等との共回りの防止効果を高めることができるという優れた効果を奏し得る。 According to the washer of the present invention, since the direction of the convex portion provided on the fastening object contact surface of the washer can be multidirectional, the anti-slip effect is enhanced and the effect of preventing co-rotation with a nut or the like is enhanced. It is possible to achieve an excellent effect of being able to.
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
図1は、本発明の実施例1の座金を示す図であり、(a)は締結物接触面の平面図、(b)はA−A断面図、(c)は締結物接触面の拡大図、(d)は歪取ダイスの平面図である。このように実施例1の座金10は、締結物接触面13に凹部14と、凸部15と、環状の平面部16を有している。
1A and 1B are views showing a washer according to a first embodiment of the present invention, in which FIG. 1A is a plan view of a fastener contact surface, FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line AA, and FIG. FIG. 4D is a plan view of the strain relief die. As described above, the
図1(a)に示すように、凹部14は、互いに平行な複数本の直線で形成されている。また、図1(b)に示すように、凸部15は、凹部14の両側部に形成されている。これは、凹部14が図1(d)に示すような歪取ダイス140の凸部分を締結物接触面13に押圧することにより形成され、これに伴い、かえりとして凸部15が凹部14の周囲に盛り上がって形成されるからである。ここで、凸部15の締結物接触面13からの高さは、従来と同じように20〜50μm程度になる。
As shown in FIG. 1A, the
図1(c)は、締結物接触面13の平面部16と凹部14との境界付近を拡大して詳細に見たものであって、ハッチングをした箇所、つまり、凹部14の両側部だけでなく凹部14の端部にも凸部15が形成されている。このように、平面部16を直線形状の凹部14を分断するように設けたときは、平面部16で凹部14が途切れることになるので、凹部14に端部が形成されることになる。つまり、平面部16を設けることによって、凹部14の端部に凸部15が形成されることになる。
FIG. 1 (c) is an enlarged view of the vicinity of the boundary between the
図2は、座金の製造方法を示す図であり、(a)はポンチで鋼板を打ち抜く図、(b)は打ち抜かれた座金の断面図である。座金10は、鋼板100をポンチ110とダイス120との間で打ち抜いて形成される。鋼板100には、予めボルト挿通孔11を穿設してあり、打ち抜かれた座金10は、図2(b)に示すようにポンチ110側に凹型の湾曲形状をしている。
FIGS. 2A and 2B are diagrams showing a method for manufacturing a washer, wherein FIG. 2A is a view in which a steel plate is punched with a punch, and FIG. 2B is a cross-sectional view of the punched washer. The
次に、このように湾曲形状をした座金10の歪取りが行われる。図3は、座金の歪取りの方法を示す図であり、(a)は歪取りの構成を示す図、(b)は歪取りを行った座金の断面図である。図3(a)に示すように、打ち抜かれた座金10を裏返して歪取ダイス140の上に置き、上方からポンチ130を降ろして座金10の湾曲を矯正する。それと共に、ポンチ130の先端の傾斜面131によって、ボルト挿通孔11の上面側の内周端部の面取り11aを行う。このとき予め歪取ダイス140の表面上に設けた凹凸パターン141によって、座金10の締結物接触面13に凹部14、凸部15及び平面部16が形成される。なお、歪取ダイス140に接触しない部分が平面部16になる。また、凹凸パターン141の形状によって、座金10の凹部14の形状を曲線や放射状等にすることもできる。
Next, the
ここで、歪取ダイス140の凹凸パターン141が図1(d)のような場合に、図1(a)のような、直線状の凹部14及び凸部15と、ボルト挿通孔11よりも径が大きく座金10の外径よりも小さい径の環状に平面部16が形成される。そして、図1では、この平面部16が直線状の凹部14を環状の内側と外側に分断するように形成されているので、凹部14の端部が形成され、凸部15は、凹部14に沿った方向だけでなく、凹部14の端部にも形成されることになる。なお、このように平面部16が座金10と同心で環状に設けられていると、座金10がほぼ均等に締結物と接触することになるので、締結物接触面13の摩擦力や締結力を均等に作用させることができる。
Here, when the concave /
平面部16の幅は任意であるが、細すぎると凹部14の端部同士が近くなるので、凸部15が近くに寄りすぎる。また、太すぎると平面部16の面積が大きくなり、凹部14の両側部に形成される凸部15が短くなる。また、湾曲した座金10を歪取ダイス140に押圧して凹部14や凸部15が形成されることから、座金10の外周に近い部分の方が、歪取ダイス140に強く接触し、凹部14や凸部15がはっきりと形成される傾向にある。つまり、ボルト挿通孔11に近い部分だけに凸部15が形成されることにならないように、座金10全体のバランスを考慮して、平面部16の幅や位置を決定する必要がある。
The width of the
図4は、十文字に平面部を設けた本発明の実施例2の座金を示す図であり、(a)は凹部の向きと同方向及び直角方向に平面部を設けた締結物接触面の平面図、(b)は凹部の向きに対して斜めに平面部を設けた締結物接触面の平面図、(c)は放射状の凹部に対して十文字に平面部を設けた締結物接触面の平面図である。実施例2は、図示したように座金10の締結物接触面13に、ボルト挿通孔11を中心とした十文字形状の平面部16を設けたものである。十文字形状にすることで凹部14及び凸部15が4つに分割された形状となり、座金10がほぼ均等に締結物と接触することになるので、締結物接触面13の摩擦力や締結力をほぼ均等に作用させることができる。なお、座金10の打ち抜き、歪取り及び凹部14等の形成の方法は、実施例1と同様である。
FIG. 4 is a view showing the washer of the second embodiment of the present invention in which a flat portion is provided on the cross, (a) is a plane of the fastener contact surface provided with the flat portion in the same direction and at a right angle as the direction of the recess. FIG. 4B is a plan view of a fastener contact surface provided with a flat portion obliquely with respect to the direction of the recess, and FIG. 5C is a plane of the fastener contact surface provided with a flat portion in a cross shape with respect to the radial recess. FIG. In the second embodiment, a cross-shaped
図4(a)に示すように凹部14の向きと十文字の縦画とを同じ向きにすると、十文字の横画によって凹部14が分断されたような形状となり、凹部14の端部に横方向の凸部15が形成される。また、図4(b)に示すように凹部14の向きに対し斜めに十文字形状を設けると、凹部14は斜め方向に分断されたような形状となり、多くの凸部15が形成される。さらに、図4(c)に示すように凹部14を放射状にすると、バランス良く回転方向の力に抵抗できる。
As shown in FIG. 4A, when the direction of the
ここで図示した十文字形状の幅や角度は一例であり、凹部14の形状とそれに対する十文字形状の幅や角度によって、これら以外にも多数のバリエーションが考えられる。なお、凹部14は、直線状だけでなく曲線状であっても良い。
The width and angle of the cross-shaped shape shown here are only examples, and many other variations are conceivable depending on the shape of the
図5は、本発明の実施例3の座金を示す図であり、(a)は締結物接触面の平面図、(b)は凹部の拡大図、(c)は当該座金を形成する歪取ダイスの平面図である。実施例3は、座金10の締結物接触面13に四角形で互いに所定の間隔をあけて整列している凹部14と、凹部14の周囲に形成される凸部15と、を有するものである。凸部15が締結物接触面13の全体に渡って一様に設けられているので、座金10はほぼ均等に締結物と接触し、締結物接触面13の摩擦力や締結力をほぼ均等に作用させることができる。なお、座金10の打ち抜き、歪取り及び凹部14等の形成の方法は、実施例1及び2と同様である。
5A and 5B are diagrams showing a washer according to a third embodiment of the present invention, in which FIG. 5A is a plan view of a fastener contact surface, FIG. 5B is an enlarged view of a recess, and FIG. 5C is a strain relief that forms the washer. It is a top view of dice. The third embodiment has a
図5(a)(b)に示すように、締結物接触面13に形成された凹部14の形状は、すべての内角αが30゜以上の菱形にすると良い。つまり、菱形の鋭角が30゜以上90゜以下で、鈍角は90゜以上150゜以下ということになる。内角αを30゜以上にしたのは、図5(b)に示すように、凹部14の周囲に凸部15が形成されるが、内角αを30゜以下にすると、凹部14が直線に近い菱形となるので、その結果、凹部14に付随する凸部15もすべてほぼ同じ方向を向くことになり、凸部15が多方向を向いているとは言えなくなるからである。ここでは、図でハッチングをした凹部14の周囲に凸部15が形成されるので、内角αを30゜以上にすると、一つの凹部14に対し、4方向の凸部15を形成することができる。
As shown in FIGS. 5 (a) and 5 (b), the shape of the
歪取ダイス140に設ける凹凸パターン141は、図5(c)に示すように、互いに30゜以上の一定角度αで交差する溝を格子状に設ければ良い。そうすると、歪取ダイス140上に、所望の菱形の凸部分が形成されるので、座金10の締結物接触面13には、所望の凹部14及び凸部15を形成することができる。
As shown in FIG. 5C, the concave /
実施例1〜3に示す本発明の締結物接触面13を有する座金10と、図6に示す従来の座金20について、回転滑り特性の評価試験を行ったところ、本発明の締結物接触面13を有する座金10の方が、ボルトの軸荷重が1〜3割程度小さい状態で共回りを生じなくなるという結果が得られた。つまり、本発明の座金10の方が、締め付けトルクが小さい段階で共回りしなくなるので、共回りの防止効果が高いといえる。
When the
10,20 座金
11 ボルト挿通孔
12 座面接触面
13 締結物接触面
14 凹部
15 凸部
16 平面部
140 歪取ダイス
141 凹凸パターン
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記座金の締結物と接触する面に、複数の直線形状又は曲線形状からなる凹部と、前記凹部を分断するように形成される平面部と、前記凹部の端部及び両側部に形成される凸部と、を有することを特徴とする座金。 A washer made of a flat plate having a bolt insertion hole in the center,
On the surface that comes into contact with the fastener of the washer, a plurality of concave portions having a linear shape or a curved shape, a flat portion formed so as to divide the concave portion, and convex portions formed on end portions and both side portions of the concave portion. And a washer.
前記座金の締結物と接触する面に、四角形で互いに所定の間隔をあけて整列している凹部と、前記凹部の周囲に形成される凸部と、を有することを特徴とする座金。 A washer made of a flat plate having a bolt insertion hole in the center,
A washer comprising a concave portion arranged in a quadrangular shape at a predetermined interval and a convex portion formed around the concave portion on a surface of the washer that comes into contact with a fastener.
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