JP2012159169A - Fastening structure and washer unit used in the same - Google Patents

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淳 今井
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豊 今井
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fastening structure reducing a torque necessary for fastening a nut by arranging a thrust rolling bearing between the nut and a member to be fastened reducing the cost of the fastening structure by making it possible to use a general-purpose nut as the nut.SOLUTION: A washer unit 18 comprising a washer body 23 and a lock ring 24 is constituted separately from the nut 16. The washer body 23 is arranged between the nut 16 and the thrust rolling bearing 17 arranged on the surface of an upper case 13 and screwed and connected to a male screw 23a arranged in an outer periphery of the washer body 23, thereby the lock ring 24 is mounted on the outer periphery of the washer body 23. The seat surface 24c of the lock ring 24 is brought into pressed contact with the surface of the upper case 13 after fastening the nut 16, thereby to prevent the loosening of the nut 16.

Description

本発明は、ナットの座面と被締結部材の表面との間にスラスト転がり軸受を配置してナットの締め付けに必要なトルクを低減させるようにした締結構造およびこれに用いる座金ユニットに関するものである。   The present invention relates to a fastening structure in which a thrust rolling bearing is disposed between a seat surface of a nut and a surface of a member to be fastened to reduce a torque necessary for tightening the nut, and a washer unit used therefor. .

ボルトとナットとを用いて被締結部材を締結する締結構造では、ボルトの先端にねじ結合させたナットを所定のトルクで締め付け方向に回転させてボルトに締結軸力を発生させる。通常、ナットと被締結部材との間には金属板により形成された座金(ワッシャ)が配置され、ナットは座金に対して滑り摩擦を生じながら締め付けられる構造となっている(特許文献1参照)。   In a fastening structure in which a fastened member is fastened using a bolt and a nut, a nut that is screwed to the tip of the bolt is rotated in a fastening direction with a predetermined torque to generate a fastening axial force on the bolt. Usually, a washer formed by a metal plate is disposed between the nut and the member to be fastened, and the nut is structured to be tightened while causing sliding friction against the washer (see Patent Document 1). .

しかしながら、締め付け時にナットが座金に対して滑り摩擦を生じる構造では、ナットに加えた締め付けトルクの50%以上がナットと座金との間の摩擦抵抗により消費され、実際のボルト軸力発生に有効に寄与していない。そのため、ナットの締め付けに大きなトルクが必要になる。   However, in a structure where the nut causes sliding friction against the washer during tightening, 50% or more of the tightening torque applied to the nut is consumed by the frictional resistance between the nut and the washer, which is effective for generating actual bolt axial force. It does not contribute. Therefore, a large torque is required for tightening the nut.

そこで、ナットと被締結部材との間にスラスト転がり軸受を配置してナットと被締結部材との間を転がり摩擦にすることにより、その摩擦抵抗を滑り摩擦の場合よりも小さくして、ナットの締め付けに必要なトルクを低減させるようにした転がり摩擦型の締結構造が開発されている。   Therefore, a thrust rolling bearing is arranged between the nut and the fastened member and rolling friction is generated between the nut and the fastened member so that the frictional resistance is smaller than that in the case of sliding friction. A rolling friction type fastening structure that reduces the torque required for fastening has been developed.

ここで、ボルトとナットとを用いた締結構造におけるナットの回転トルクT(Nm)は、ボルトのねじ径をD(mm)、ボルトのねじピッチをp(mm)、ボルトのねじ山角度をα(度)、ナットの平均座面径をDz(mm)、ねじ面の摩擦係数をμ、被締結部材の座面の摩擦係数をμz、ボルトの発生軸力をF(kN)とすると、ボルトのねじ山がα=60度のメートルねじの場合、ボルトのねじ有効径Da(mm)=D−0.6495×p、平均座面径Dz=1.32×Dとなるので、これを用いて計算すると、ねじ山角度分摩擦角ρ=atan(μ/cos(π/6)、リード角度分摩擦角γ=atan(p/(π×Da))となり、ナットの締め付けに必要な回転トルクTとボルトの発生軸力Fの関係式は、T=F×(0.5×(Da×tan(ρ+γ)+Dz×μz))となる。ここで、ねじ面摩擦分トルク成分=Da×tan(ρ+γ)、座面摩擦分トルク成分は=Dz×μzである。   Here, the rotational torque T (Nm) of the nut in the fastening structure using the bolt and the nut is the screw diameter of the bolt D (mm), the screw pitch of the bolt p (mm), and the screw thread angle α (Degrees), when the average bearing surface diameter of the nut is Dz (mm), the friction coefficient of the thread surface is μ, the friction coefficient of the seating surface of the fastened member is μz, and the generated axial force of the bolt is F (kN), the bolt Is a metric screw with α = 60 degrees, the effective screw diameter of the bolt Da (mm) = D−0.6495 × p and the average bearing surface diameter Dz = 1.32 × D. As a result, the friction angle ρ = atan (μ / cos (π / 6) and the friction angle γ = atan (p / (π × Da)) corresponding to the thread angle, and the rotational torque necessary for tightening the nut The relational expression between T and the generated axial force F of the bolt is T = F × (0.5 × (Da × tan ρ + γ) + Dz × μz)) become. Here, the screw surface frictional corresponding torque component = Da × tan (ρ + γ), the seat surface frictional corresponding torque component is = Dz × μz.

ナットと被締結部材の間が滑り摩擦の場合では、ボルト(M36)のねじ径D=36(mm)、ピッチp=4.0(mm)、μ=0.12,μz=0.14とし、標準ナットによりボルトに435kNの軸力を発生させるとすると、Da=33.402(mm)、Dz=47.52(mm)、ρ=0.138、γ=0.038となり、T=435×0.5×(33.402×tan(0.138+0.038)+47.52×0.14)=2737Nmとなる。   When sliding friction occurs between the nut and the member to be fastened, the screw diameter D of the bolt (M36) D = 36 (mm), the pitch p = 4.0 (mm), μ = 0.12, and μz = 0.14. When an axial force of 435 kN is generated on the bolt by the standard nut, Da = 33.402 (mm), Dz = 47.52 (mm), ρ = 0.138, γ = 0.038, and T = 435 × 0.5 × (33.402 × tan (0.138 + 0.038) + 47.52 × 0.14) = 2737 Nm.

これに対して、ナットと被締結部材との間にスラスト転がり軸受(内径40φ、外径90φ、静許容荷重435kN)を配置して、ナットと被締結部材との間を転がり摩擦とした場合には、同様に、ボルト(M36)のねじ径D=36(mm)、ピッチp=4.0(mm)の標準ナットによりボルトに435kNの軸力を発生させるとすると、平均座面径Dz=(40+90)×0.5=65(mm)、スラスト転がり軸受によるナットと被締結部材との間の摩擦係数μzを滑り摩擦の場合の1/10であるμz=0.014の推定値とすると、T=435×0.5×(33.402×tan(0.138+0.038)+65×0.014)=1488Nmとなる。   On the other hand, when a thrust rolling bearing (inner diameter 40φ, outer diameter 90φ, static permissible load 435kN) is arranged between the nut and the member to be fastened, and rolling friction is caused between the nut and the member to be fastened. Similarly, when an axial force of 435 kN is generated on a bolt by a standard nut having a screw diameter D = 36 (mm) and a pitch p = 4.0 (mm) of the bolt (M36), an average bearing surface diameter Dz = (40 + 90) × 0.5 = 65 (mm), and the friction coefficient μz between the nut and the member to be fastened by the thrust rolling bearing is an estimated value of μz = 0.014, which is 1/10 of the sliding friction. , T = 435 × 0.5 × (33.402 × tan (0.138 + 0.038) + 65 × 0.014) = 1488 Nm.

上記の比較から分かるように、ナットと被締結部材との間をスラスト転がり軸受を用いた転がり摩擦にした構造では、ナットに加えた締め付けトルクに対するボルト軸力の発生比率を向上させて、ボルトに必要軸力を発生させるために必要なナットの締め付けトルクを、ナットと被締結部材との間を滑り摩擦とした場合の約40〜50%にまで低減させることができる。   As can be seen from the above comparison, in the structure where the friction between the nut and the member to be fastened is a rolling friction using a thrust rolling bearing, the generation ratio of the bolt axial force to the tightening torque applied to the nut is improved, and the bolt is The tightening torque of the nut necessary for generating the necessary axial force can be reduced to about 40 to 50% when sliding friction is formed between the nut and the fastened member.

一方、ナットと被締結部材との間に生じる摩擦抵抗は、締め付け後のナットの緩みを防止する抵抗力としても作用するので、単にナットと被締結部材との間にスラスト転がり軸受を配置しただけでは、ナットが緩み易くなる。そのため、ナットと被締結部材との間にスラスト転がり軸受を設けた締結構造では、如何にしてナットの緩み防止のための構造を設けるかが重要な問題となる。   On the other hand, the frictional resistance generated between the nut and the member to be fastened also acts as a resistance force to prevent the nut from loosening after tightening, so a thrust rolling bearing is simply arranged between the nut and the member to be fastened. Then, it becomes easy to loosen a nut. Therefore, in a fastening structure in which a thrust rolling bearing is provided between a nut and a member to be fastened, how to provide a structure for preventing the nut from loosening becomes an important issue.

このような緩み防止構造としては、例えば、スラスト転がり軸受の外周にギア歯を一体に形成し、このギア歯に係合する金具を締め付け後のナットの外周部にねじ等の締結部材を用いて固定することにより、ナットの緩み方向への回転を防止するようにしたものが知られている。   As such a loosening prevention structure, for example, gear teeth are integrally formed on the outer periphery of the thrust rolling bearing, and a fastening member such as a screw is used on the outer peripheral portion of the nut after tightening the metal fitting engaged with the gear teeth. It is known that the nut is prevented from rotating in the loosening direction by being fixed.

特開2006−242206号公報JP 2006-242206 A

しかしながら、ギア歯と金具とを用いた従来の緩み防止構造では、そのナットとして、JIS規格の標準品等の汎用品ではなく、金具を固定するためのねじ孔等を備えた専用の加工品を用いる必要がある。そのため、ナットのコストが非常に高くなるという問題があった。   However, in the conventional loosening prevention structure using gear teeth and metal fittings, the nut is not a general-purpose product such as a JIS standard standard product but a specially processed product with a screw hole for fixing the metal fitting. It is necessary to use it. Therefore, there has been a problem that the cost of the nut becomes very high.

本発明の目的は、ナットと被締結部材との間にスラスト転がり軸受を配置してナットの締め付けに必要なトルクを低減させるようにした締結構造において、そのナットとして汎用品を用いることを可能として、この締結構造のコストを低減させることにある。   An object of the present invention is to enable a general-purpose product to be used as a nut in a fastening structure in which a thrust rolling bearing is disposed between the nut and a member to be fastened to reduce torque required for tightening the nut. This is to reduce the cost of this fastening structure.

本発明の締結構造は、ボルトとナットにより被締結部材を締結する締結構造であって、前記ナットと前記被締結部材との間に配置されるスラスト転がり軸受と、外周に雄ねじを備え、前記ナットと前記スラスト転がり軸受との間に配置される座金本体と、円筒状に形成され、内周に設けられた雌ねじにおいて前記雄ねじにねじ結合して前記座金本体に装着されるロックリングとを備えた座金ユニットとを有し、前記ナットが締結状態にまで締め込まれた後、前記ロックリングを回転させて前記被締結部材に圧接させることにより前記ナットの緩み方向への回転が阻止されることを有することを特徴とする。   The fastening structure of the present invention is a fastening structure for fastening a member to be fastened by a bolt and a nut, comprising a thrust rolling bearing disposed between the nut and the member to be fastened, a male screw on the outer periphery, and the nut And a washer body disposed between the thrust rolling bearing and a lock ring that is formed in a cylindrical shape and is screwed to the male screw in a female screw provided on the inner periphery thereof, and is attached to the washer body. After the nut is tightened to the tightened state, the lock ring is rotated and pressed against the member to be fastened to prevent the nut from rotating in the loosening direction. It is characterized by having.

本発明の締結構造は、前記ロックリングの前記被締結部材に接する座面に表面粗さを高める加工を施したことを特徴とする。   The fastening structure of the present invention is characterized in that the seating surface of the lock ring that contacts the member to be fastened is subjected to processing for increasing the surface roughness.

本発明の締結構造は、前記雄ねじのピッチが前記ナットのピッチよりも大きく設定されていることを特徴とする。   The fastening structure of the present invention is characterized in that the pitch of the male screw is set larger than the pitch of the nut.

本発明の締結構造は、前記ロックリングの内周に径方向内側に突出する保持部を設け、該保持部と前記座金本体との間に前記スラスト転がり軸受を保持させて該スラスト転がり軸受を前記座金ユニットと一体に構成したことを特徴とする。   In the fastening structure of the present invention, a holding portion that protrudes radially inward is provided on the inner periphery of the lock ring, and the thrust rolling bearing is held between the holding portion and the washer body to hold the thrust rolling bearing. It is constructed integrally with the washer unit.

本発明の座金ユニットは、ボルトにねじ結合するナットと被締結部材との間にスラスト転がり軸受を配置した締結構造に用いられる座金ユニットであって、外周に雄ねじを備え、前記ナットと前記スラスト転がり軸受との間に配置される座金本体と、円筒状に形成され、内周に設けられた雌ねじにおいて前記雄ねじにねじ結合して前記座金本体に装着されるロックリングとを有し、前記ナットが締結状態にまで締め込まれた後、前記ロックリングを回転させて前記被締結部材に圧接させることにより前記ナットの緩み方向への回転が阻止されることを特徴とする。   The washer unit of the present invention is a washer unit used in a fastening structure in which a thrust rolling bearing is disposed between a nut to be screwed to a bolt and a member to be fastened, and has a male screw on the outer periphery, and the nut and the thrust rolling A washer body disposed between the bearing and a lock ring that is formed in a cylindrical shape and is coupled to the male screw in a female screw provided on an inner periphery thereof, and is attached to the washer body; After being tightened to the tightened state, the lock ring is rotated and pressed against the member to be fastened to prevent the nut from rotating in the loosening direction.

本発明の座金ユニットは、前記ロックリングの前記被締結部材に接する座面に表面粗さを高める加工を施したことを特徴とする。   The washer unit of the present invention is characterized in that the seating surface of the lock ring that contacts the fastened member is processed to increase the surface roughness.

本発明の座金ユニットは、前記雄ねじのピッチが前記ナットのピッチよりも大きく設定されていることを特徴とする。   The washer unit of the present invention is characterized in that the pitch of the male screw is set larger than the pitch of the nut.

本発明の座金ユニットは、前記ロックリングの内周に径方向内側に突出する保持部を備え、該保持部と前記座金本体との間に前記スラスト転がり軸受を保持して該スラスト転がり軸受と一体に構成されたことを特徴とする。   The washer unit of the present invention includes a holding portion that protrudes radially inward on the inner periphery of the lock ring, and holds the thrust rolling bearing between the holding portion and the washer body, and is integrated with the thrust rolling bearing. It is characterized by being configured.

本発明によれば、締め付け後のナットの緩みを防止するロックリングを備えた座金ユニットをナットとは別体に構成し、この座金ユニットをナットとスラスト転がり軸受との間に配置する構成としたので、ナットとしてJIS規格の標準品等の汎用品を用いることができる。これにより、緩み止めの機能を持たせるための専用のナットを用いることを不要として、この締結構造のコストを低減させることができる。また、スラスト転がり軸受を座金ユニットと別体に構成した場合には、スラスト転がり軸受としてもJIS規格の標準品等の汎用品を用いることができ、この締結構造のコストをさらに低減させることができる。   According to the present invention, the washer unit provided with a lock ring for preventing loosening of the nut after tightening is configured separately from the nut, and the washer unit is disposed between the nut and the thrust rolling bearing. Therefore, general-purpose products such as JIS standard products can be used as nuts. As a result, it is not necessary to use a dedicated nut for providing a locking function, and the cost of this fastening structure can be reduced. Further, when the thrust rolling bearing is configured separately from the washer unit, a general-purpose product such as a standard product of JIS standard can be used as the thrust rolling bearing, and the cost of this fastening structure can be further reduced. .

本発明によれば、ロックリングの被締結部材に接する座面に表面粗さを高める加工を施すようにしたので、ナットの緩み止め効果をさらに高めることができる。   According to the present invention, since the seat surface contacting the fastened member of the lock ring is subjected to processing for increasing the surface roughness, the effect of preventing the nut from loosening can be further enhanced.

本発明によれば、雄ねじのピッチをナットのピッチよりも大きく設定するようにしたので、振動等によりナットが緩み方向に回転しようとしたときに、その緩み方向への回転により生じるナットの緩み方向への移動代よりも、ナットとともに座金本体が回転することにより生じるロックリングの締め付け方向への移動代が大きくなり、振動等によるナットの緩み方向への回転をロックリングが阻止される。これにより、ナットの緩みを確実に防止することができる。   According to the present invention, since the pitch of the male screw is set larger than the pitch of the nut, when the nut tries to rotate in the loosening direction due to vibration or the like, the loosening direction of the nut caused by the rotation in the loosening direction The movement allowance in the tightening direction of the lock ring caused by the rotation of the washer body together with the nut is larger than the movement allowance to the lock ring, and the lock ring is prevented from rotating in the loosening direction of the nut due to vibration or the like. Thereby, loosening of a nut can be prevented reliably.

本発明によれば、ロックリングの内周に設けた保持部と座金本体との間にスラスト転がり軸受を保持させてスラスト転がり軸受を座金ユニットと一体に構成するようにしたので、座金ユニットとスラスト転がり軸受とを1つのユニットとしてボルトに装着することができる。したがって、この締結構造を用いた締結作業を容易にすることができる。   According to the present invention, the thrust rolling bearing is held between the holding portion provided on the inner periphery of the lock ring and the washer body so that the thrust rolling bearing is configured integrally with the washer unit. The rolling bearing can be attached to the bolt as one unit. Therefore, the fastening operation using this fastening structure can be facilitated.

本発明の一実施の形態である締結構造をタービンケースの組立てに適用した場合を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the case where the fastening structure which is one embodiment of this invention is applied to the assembly of a turbine case. 図1に示す締結構造の分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the fastening structure shown in FIG. 図1に示す締結構造のロックリング締め付け前の状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state before the lock ring fastening of the fastening structure shown in FIG. 図1に示す締結構造のロックリング締め付け後の状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state after the lock ring fastening of the fastening structure shown in FIG. 図3に示す締結構造の変形例であって、スラスト転がり軸受を座金ユニットと一体に構成した場合を示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing a modification of the fastening structure shown in FIG. 3, in which a thrust rolling bearing is configured integrally with a washer unit.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は、本発明の一実施の形態である締結構造11を、発電所等の動力プラントで用いられるタービンケース12の組立てに適用した場合を示している。このタービンケース12は内部に高温・高圧のガスや蒸気等の熱エネルギを機械エネルギに変換するタービン(不図示)を収容するものであり、アッパーケース(被締結部材)13とロワーケース(被締結部材)14とを組み合わせて構成されている。各ケース13,14はそれぞれフランジ13a,14aを備えており、これらのフランジ13a,14aにおいて締結構造11により互いに締結されている。   FIG. 1 shows a case where a fastening structure 11 according to an embodiment of the present invention is applied to an assembly of a turbine case 12 used in a power plant such as a power plant. The turbine case 12 houses therein a turbine (not shown) that converts thermal energy such as high-temperature and high-pressure gas or steam into mechanical energy, and includes an upper case (fastened member) 13 and a lower case (fastened) Member) 14 in combination. Each case 13 and 14 is provided with flanges 13a and 14a, and these flanges 13a and 14a are fastened to each other by a fastening structure 11.

本発明の締結構造11は、ボルト15とナット16とを用いた締結を基本としつつ、ナット16の座面16aと被締結部材であるアッパーケース13のフランジ13aの表面との間にスラスト転がり軸受17を配置してナット16の締め付けに必要なトルクを低減させるとともに、本発明の一実施の形態である座金ユニット18を用いて締結後のナット16の緩みを長期間に亘って防止するようにしたものである。   The fastening structure 11 of the present invention is basically a thrust rolling bearing between the seat surface 16a of the nut 16 and the surface of the flange 13a of the upper case 13, which is a member to be fastened, based on the fastening using the bolt 15 and the nut 16. 17 is arranged to reduce the torque required for tightening the nut 16 and to prevent loosening of the nut 16 after fastening over a long period of time using the washer unit 18 according to an embodiment of the present invention. It is what.

各ケース13,14のフランジ13a,14aには、フランジ13a,14aを組み合わせたときに互いの軸心が一致するように貫通孔13b,14bが設けられている。ボルト15はその軸部15aがこれらの貫通孔13b,14bにロワーケース14の側から挿通され、その先端はアッパーケース13のフランジ13aの表面から突出している。ボルト15のアッパーケースから突出する軸部15aにはナット16がねじ結合され、このナット16を規定のトルクで締め付けることによりボルト15に軸力が発生する。これにより、ボルト15の頭部15bとナット16の座面16aとの間にフランジ13a,14aがボルト軸力を加えられた状態で挟み込まれて両ケース13,14が締結される。   The flanges 13a and 14a of the cases 13 and 14 are provided with through holes 13b and 14b so that the axial centers thereof coincide when the flanges 13a and 14a are combined. The shaft 15a of the bolt 15 is inserted into the through holes 13b and 14b from the side of the lower case 14, and the tip of the bolt 15 protrudes from the surface of the flange 13a of the upper case 13. A nut 16 is screwed to the shaft portion 15a protruding from the upper case of the bolt 15, and an axial force is generated in the bolt 15 by tightening the nut 16 with a predetermined torque. As a result, the flanges 13a and 14a are sandwiched between the head portion 15b of the bolt 15 and the seating surface 16a of the nut 16 in a state where the bolt axial force is applied, and both the cases 13 and 14 are fastened.

これらのボルト15とナット16としては、JIS規格に記載された標準ボルト、標準ナット等の汎用品を用いることができる。また、ボルト15とナット16としては、タービンケース12の締結に必要なボルト軸力を発生可能なサイズのものが選定される。   As these bolts 15 and nuts 16, general-purpose products such as standard bolts and standard nuts described in JIS standards can be used. Further, as the bolt 15 and the nut 16, those having a size capable of generating the bolt axial force necessary for fastening the turbine case 12 are selected.

ナット16の座面16aと被締結部材であるアッパーケース13のフランジ13aの表面との間には、前述のようにスラスト転がり軸受17が配置される。このスラスト転がり軸受17は保持器17aにより周方向に所定の間隔を空けて保持された多数の転動体17bを備えている。また、スラスト転がり軸受17は、ボルト15の軸部15aの外径よりも大径の内径を有する円環状に形成されており、その軸心においてボルト15の軸部15aに装着される。ボルトに装着されたスラスト転がり軸受17は、ナット16とアッパーケース13の間でボルト15と同軸に配置される。   As described above, the thrust rolling bearing 17 is disposed between the seat surface 16a of the nut 16 and the surface of the flange 13a of the upper case 13 that is a member to be fastened. The thrust rolling bearing 17 includes a large number of rolling elements 17b held at predetermined intervals in the circumferential direction by a cage 17a. The thrust rolling bearing 17 is formed in an annular shape having an inner diameter larger than the outer diameter of the shaft portion 15 a of the bolt 15, and is attached to the shaft portion 15 a of the bolt 15 at the shaft center. The thrust rolling bearing 17 attached to the bolt is disposed coaxially with the bolt 15 between the nut 16 and the upper case 13.

図示する場合では、スラスト転がり軸受17は、転動体17bとしてローラー(コロ)が用いられたローラースラスト軸受となっている。このスラスト転がり軸受17が配置されることにより、ナット16の座面16aとアッパーケース13の表面との間は転がり摩擦とされている。これにより、ナット16の座面16aとアッパーケース13の表面との間の摩擦抵抗は滑り摩擦の場合に比べて小さくなり、その分、小さなトルクでナット16の締め付けを行うことができる。   In the illustrated case, the thrust rolling bearing 17 is a roller thrust bearing in which a roller (roller) is used as the rolling element 17b. By disposing the thrust rolling bearing 17, rolling friction is formed between the seating surface 16 a of the nut 16 and the surface of the upper case 13. As a result, the frictional resistance between the seating surface 16a of the nut 16 and the surface of the upper case 13 becomes smaller than that in the case of sliding friction, and the nut 16 can be tightened by a corresponding amount of torque.

スラスト転がり軸受17としては、JIS規格に記載された標準品等の汎用品を用いることができる。また、スラスト転がり軸受17としては、ボルト15のサイズやその必要軸力に応じて、軸受メーカーの仕様表等を参照して、基本静定格荷重、軸受内径、軸受外径、軸受厚さが適切となる形式のものが選定される。   As the thrust rolling bearing 17, a general-purpose product such as a standard product described in the JIS standard can be used. For the thrust rolling bearing 17, the basic static load rating, bearing inner diameter, bearing outer diameter, and bearing thickness are appropriate by referring to the bearing manufacturer's specification table etc. according to the size of the bolt 15 and the required axial force. Is selected.

本実施の形態においては、スラスト転がり軸受17として、転動体17bがローラーであるローラースラスト軸受を用いているが、これに限らず、転動体17bがボール(玉)であるボールスラスト軸受や転動体17bがニードル(針状コロ)であるニードルスラスト軸受など、他の形式のものを用いるようにしてもよい。   In the present embodiment, a roller thrust bearing in which the rolling element 17b is a roller is used as the thrust rolling bearing 17. However, the present invention is not limited to this, and a ball thrust bearing or rolling element in which the rolling element 17b is a ball (ball). Other types such as a needle thrust bearing in which 17b is a needle (needle roller) may be used.

スラスト転がり軸受17とアッパーケース13との間には下座金ワッシャ21が配置されている。この下座金ワッシャ21は鋼材等の金属材料により平板リング状に形成されており、その軸心においてボルト15の軸部15aに装着されている。ボルト15に装着された下座金ワッシャ21は、ボルト15と同軸となってアッパーケース13の表面に配置される。また、スラスト転がり軸受17とナット16との間には上座金ワッシャ22が配置されている。この上座金ワッシャ22も鋼材等の金属材料により平板リング状に形成されており、その軸心においてボルト15の軸部15aに装着されている。ボルト15に装着された上座金ワッシャ22は、ボルト15と同軸となってスラスト転がり軸受17の上に配置され。これらの座金ワッシャ21,22は、スラスト転がり軸受17の軌道輪としても機能するものであり、それぞれの転動体17bは下座金ワッシャ21と上座金ワッシャ22の表面を転動するようになっている。このように、スラスト転がり軸受17は保持器17aに保持された転動体17bが下座金ワッシャ21と上座金ワッシャ22との間に挟み込まれた構成となっている。   A lower washer 21 is disposed between the thrust rolling bearing 17 and the upper case 13. The lower washer 21 is formed in a flat ring shape from a metal material such as a steel material, and is attached to the shaft portion 15a of the bolt 15 at its axis. The lower washer 21 attached to the bolt 15 is arranged on the surface of the upper case 13 so as to be coaxial with the bolt 15. An upper washer 22 is disposed between the thrust rolling bearing 17 and the nut 16. The upper washer 22 is also formed in a flat ring shape from a metal material such as steel, and is attached to the shaft portion 15a of the bolt 15 at the axis. The upper washer 22 attached to the bolt 15 is arranged on the thrust rolling bearing 17 so as to be coaxial with the bolt 15. These washer washers 21 and 22 also function as bearing rings of the thrust rolling bearing 17, and the respective rolling elements 17 b roll on the surfaces of the lower washer 21 and the upper washer 22. . Thus, the thrust rolling bearing 17 has a configuration in which the rolling elements 17b held by the cage 17a are sandwiched between the lower washer 21 and the upper washer 22.

次に、本発明の座金ユニット18の構成について説明する。   Next, the configuration of the washer unit 18 of the present invention will be described.

座金ユニット18は座金本体23と座金本体23の外周に装着されたロックリング24とを備えている。   The washer unit 18 includes a washer body 23 and a lock ring 24 attached to the outer periphery of the washer body 23.

座金本体23は鋼材等の金属材料により円板状に形成されており、その外周には軸方向の全体に亘って雄ねじ23aが一体に設けられている。また、座金本体23の軸心にはボルト15の軸部15aの外径よりも大径の貫通孔23bが設けられており、座金本体23はこの貫通孔23bにおいてボルト15の軸部15aに装着されている。ボルト15に装着された座金本体23は、ボルト15と同軸となって上座金ワッシャ22(スラスト転がり軸受17)とナット16の間に配置される。座金本体23の軸方向の一方の端面はナット16の座面16aに当接し、他方の端面は上座金ワッシャ22に当接している。   The washer body 23 is formed in a disk shape from a metal material such as a steel material, and a male screw 23a is integrally provided on the outer periphery of the washer body 23 over the entire axial direction. Further, a through hole 23b having a diameter larger than the outer diameter of the shaft portion 15a of the bolt 15 is provided in the shaft center of the washer body 23, and the washer body 23 is attached to the shaft portion 15a of the bolt 15 in the through hole 23b. Has been. The washer body 23 attached to the bolt 15 is disposed between the upper washer 22 (thrust rolling bearing 17) and the nut 16 so as to be coaxial with the bolt 15. One end surface of the washer body 23 in the axial direction is in contact with the seat surface 16 a of the nut 16, and the other end surface is in contact with the upper washer 22.

ロックリング24は鋼材等の金属材料により円筒状に形成されており、その内周には雌ねじ24aが設けられている。この雌ねじ24aは座金本体23の雄ねじ23aに対応したねじ径を有するものであり、そのピッチも雄ねじ23aと同一となっている。ロックリング24の雌ねじ24aが設けられた部分の軸方向寸法は座金本体23の軸方向寸法よりも大きくなっている。また、ロックリング24の軸方向の一端には雌ねじ24aが設けられた部分よりも内径が小さい荷重受け部24bが一体に設けられている。この荷重受け部24bは、その内径が座金本体23の外径よりも小さく、且つ、スラスト転がり軸受17の外径よりも大きく形成されている。また、荷重受け部24bの軸方向を向く端面は軸方向に垂直な座面24cとなっている。   The lock ring 24 is formed in a cylindrical shape from a metal material such as steel, and an internal thread 24a is provided on the inner periphery thereof. The female screw 24a has a screw diameter corresponding to the male screw 23a of the washer body 23, and the pitch thereof is the same as that of the male screw 23a. The axial dimension of the portion of the lock ring 24 where the female screw 24 a is provided is larger than the axial dimension of the washer body 23. A load receiving portion 24b having an inner diameter smaller than that of the portion where the female screw 24a is provided is integrally provided at one end of the lock ring 24 in the axial direction. The load receiving portion 24 b is formed so that its inner diameter is smaller than the outer diameter of the washer body 23 and larger than the outer diameter of the thrust rolling bearing 17. Moreover, the end surface which faces the axial direction of the load receiving part 24b is a seating surface 24c perpendicular to the axial direction.

ロックリング24は、雌ねじ24aを座金本体23の雄ねじ23aにねじ結合させることにより、座金本体23の外周に装着されている。ロックリング24が座金本体23に装着されると、スラスト転がり軸受17はロックリング24の内側に収容される。   The lock ring 24 is mounted on the outer periphery of the washer main body 23 by screwing the female screw 24 a to the male screw 23 a of the washer main body 23. When the lock ring 24 is attached to the washer body 23, the thrust rolling bearing 17 is accommodated inside the lock ring 24.

ロックリング24の外周面には複数の回し穴24dが設けられている。これらの回し穴24dはピンレンチ等の工具(不図示)を係合させるためのものである。これらの回し穴24dに係合させた工具により、ロックリング24を回転させることができる。工具を用いてロックリング24を座金本体23に対して回転させることにより、ロックリング24を座金本体23に対して軸方向(上下方向)に移動させることができる。このロックリング24の座金本体23に対する移動範囲は、ナット16がボルト15に締め付けられる前には、その座面24cとアッパーケース13の表面との間に、ナット16の締め込みによる座金本体23や各座金ワッシャ21,22およびスラスト転がり軸受17の圧縮量以上となる十分な隙間を生じさせることができ、一方、ナット16がボルト15に締結状態にまで締め込まれた後には、その座面24cをアッパーケース13のフランジ13aの表面に圧接させることができる範囲に設定されている。   A plurality of rotation holes 24 d are provided on the outer peripheral surface of the lock ring 24. These turning holes 24d are for engaging a tool (not shown) such as a pin wrench. The lock ring 24 can be rotated by a tool engaged with these turning holes 24d. By rotating the lock ring 24 with respect to the washer body 23 using a tool, the lock ring 24 can be moved in the axial direction (vertical direction) with respect to the washer body 23. The range of movement of the lock ring 24 relative to the washer body 23 is such that the nut 16 is tightened between the seat surface 24 c and the upper case 13 before the nut 16 is tightened to the bolt 15. A sufficient gap that is equal to or greater than the compression amount of each of the washer washers 21 and 22 and the thrust rolling bearing 17 can be generated. On the other hand, after the nut 16 is tightened to the bolt 15 to the tightened state, its seat surface 24c. Is set in such a range that can be pressed against the surface of the flange 13 a of the upper case 13.

図示する場合では、円筒状のロックリング24の外周面に複数の回し穴24dを設け、これらの回し穴24dにピンレンチ等の工具を係合させてロックリング24を締め付ける構成としているが、これに限らず、ロックリング24の外形を、例えば六角形状等の多角形状に形成して、その二面幅に係合させたスパナレンチやアジャスタブルレンチ等の工具でロックリング24を回転させる(締め付ける)構造としてもよい。   In the illustrated case, a plurality of turning holes 24d are provided on the outer peripheral surface of the cylindrical lock ring 24, and a tool such as a pin wrench is engaged with these turning holes 24d to tighten the lock ring 24. Not limited to this, the outer shape of the lock ring 24 is formed in a polygonal shape such as a hexagonal shape, and the lock ring 24 is rotated (tightened) with a tool such as a spanner wrench or an adjustable wrench engaged with the width of the two surfaces. Also good.

次に、この締結構造11によりアッパーケース13とロワーケース14とを締結する手順について説明する。   Next, a procedure for fastening the upper case 13 and the lower case 14 with the fastening structure 11 will be described.

各ケース13,14の貫通孔13b,14bにボルト15の軸部15aをロワーケース14の側から挿通し、アッパーケース13の側に突出したボルト15の軸部15aの先端から下座金ワッシャ21を装着し、当該下座金ワッシャ21をアッパーケース13のフランジ13aの上面に配置する。   The shaft portion 15a of the bolt 15 is inserted into the through holes 13b, 14b of the cases 13, 14 from the lower case 14 side, and the lower washer 21 is inserted from the tip of the shaft portion 15a of the bolt 15 protruding to the upper case 13 side. The lower washer 21 is mounted on the upper surface of the flange 13 a of the upper case 13.

次に、ボルト15の軸部15aにスラスト転がり軸受17を装着し、このスラスト転がり軸受17を下座金ワッシャ21の上に配置する。さらに、ボルト15の軸部15aに上座金ワッシャ22を装着し、これをスラスト転がり軸受17の上に配置する。   Next, the thrust rolling bearing 17 is mounted on the shaft portion 15 a of the bolt 15, and the thrust rolling bearing 17 is disposed on the lower washer 21. Further, an upper washer 22 is mounted on the shaft portion 15 a of the bolt 15, and this is disposed on the thrust rolling bearing 17.

次に、座金ユニット18を、その座金本体23の貫通孔23bにボルト15の軸部15aの先端を挿通させて装着し、座金本体23を上座金ワッシャ22の上に配置し、座金本体23の下面を上座金ワッシャ22の上面に密着させる。このとき、組み込まれた座金ユニット18のロックリング24の座面24cとアッパーケース13のフランジ13aの表面との間に、十分な隙間(ナット16の締め込みによる座金本体23、各座金ワッシャ21,22およびスラスト転がり軸受17の圧縮量以上の隙間)があることを確認する。   Next, the washer unit 18 is mounted by inserting the tip end of the shaft portion 15a of the bolt 15 into the through hole 23b of the washer body 23, and the washer body 23 is disposed on the upper washer washer 22. The lower surface is brought into close contact with the upper surface of the upper washer 22. At this time, there is a sufficient gap between the seating surface 24c of the lock ring 24 of the assembled washer unit 18 and the surface of the flange 13a of the upper case 13 (the washer body 23, the washer washers 21, 22 and a clearance larger than the compression amount of the thrust rolling bearing 17).

座金ユニット18を組み込んだら、次に、締結用のナット16をボルト15の軸部15aの先端にねじ結合させ、その座面16aを座金本体23の上面に接するまでねじ込む。これにより、締結構造11は図3に示す締め付け前状態となる。   After the washer unit 18 is assembled, the fastening nut 16 is screwed to the tip of the shaft portion 15 a of the bolt 15 and screwed until the seat surface 16 a comes into contact with the upper surface of the washer body 23. Thereby, the fastening structure 11 will be in the state before fastening shown in FIG.

次に、ボルト15の軸部15aの最先端側にねじ結合されたナット16にトルクレンチ(油圧トルクレンチ、倍力レンチ、エアーレンチ)等のトルク発生工具(不図示)によりトルクを加えて締め付ける。ナット16に締め付けのトルクが加えられると、ナット16の座面16aに接する座金ユニット18もナット16と一体に回転する。このとき、座金本体23(ナット16)とアッパーケース13との間にはスラスト転がり軸受17が配置されているので、ナット16や座金ユニット18とアッパーケース13との間は転がり摩擦となる。そのため、ナット16とアッパーケース13との間が滑り摩擦の場合の規定トルクに対して45%を概算中心値とした値となるトルク値でナット16を締め付けることができる。   Next, torque is applied to the nut 16 screwed to the most distal side of the shaft portion 15a of the bolt 15 with a torque generating tool (not shown) such as a torque wrench (hydraulic torque wrench, booster wrench, air wrench) and tightened. . When a tightening torque is applied to the nut 16, the washer unit 18 that contacts the seating surface 16 a of the nut 16 also rotates together with the nut 16. At this time, since the thrust rolling bearing 17 is disposed between the washer body 23 (nut 16) and the upper case 13, rolling friction occurs between the nut 16, the washer unit 18 and the upper case 13. Therefore, the nut 16 can be tightened with a torque value that is 45% of the specified torque when the friction between the nut 16 and the upper case 13 is sliding friction.

次に、ナット16を規定のトルクで締め付けた状態に保持したまま、座金ユニット18のロックリング24の外周の回し穴24dにピンレンチ等の工具を係合させ、この工具を用いてロックリング24を回転させる。そして、ロックリング24の座面24cをアッパーケース13のフランジ13aの表面に着座させ、さらに締め込むことにより当該座面24cをアッパーケース13のフランジ13aの表面に圧接させる。   Next, a tool such as a pin wrench is engaged with a rotation hole 24d on the outer periphery of the lock ring 24 of the washer unit 18 while the nut 16 is held in a tightened state with a specified torque, and the lock ring 24 is fixed using this tool. Rotate. Then, the seating surface 24c of the lock ring 24 is seated on the surface of the flange 13a of the upper case 13, and the seating surface 24c is pressed against the surface of the flange 13a of the upper case 13 by further tightening.

ロックリング24の座面24cがアッパーケース13のフランジ13aの表面に圧接した状態となると、ナット16の座面16aと座金本体23との間の摩擦抵抗、座金本体23とロックリング24のねじ結合部分の摩擦抵抗およびロックリング24の座面24cとアッパーケース13のフランジ13aの表面との間の摩擦抵抗により、ナット16の緩み方向への回転が阻止され、ナット16の緩みが防止される。   When the seating surface 24c of the lock ring 24 comes into pressure contact with the surface of the flange 13a of the upper case 13, the frictional resistance between the seating surface 16a of the nut 16 and the washer body 23, and the screw connection between the washer body 23 and the lock ring 24 Due to the frictional resistance of the portion and the frictional resistance between the seating surface 24c of the lock ring 24 and the surface of the flange 13a of the upper case 13, rotation of the nut 16 in the loosening direction is prevented, and loosening of the nut 16 is prevented.

このように、本発明の締結構造11では、ナット16とアッパーケース13との間にスラスト転がり軸受17を配置してナット16の締め付けに必要なトルクを低減させるとともに、ナット16を締め付けた後には、座金ユニット18に設けたロックリング24の座面24cをアッパーケース13のフランジ13aの表面に圧接させることにより、ナット16の緩み方向への回転を阻止するようにしたので、ナット16とアッパーケース13との間にスラスト転がり軸受17を配置して、ナット16の締め付けに必要なトルクを低減させるようにしても、締結後のナット16が緩み方向に回転することを防止して、ナット16の緩みを防止することができる。   As described above, in the fastening structure 11 of the present invention, the thrust rolling bearing 17 is disposed between the nut 16 and the upper case 13 to reduce the torque necessary for tightening the nut 16 and after the nut 16 is tightened. Since the seat surface 24c of the lock ring 24 provided in the washer unit 18 is brought into pressure contact with the surface of the flange 13a of the upper case 13, the nut 16 is prevented from rotating in the loosening direction. Even if the thrust rolling bearing 17 is arranged between the nut 16 and the torque required for tightening the nut 16 is reduced, the nut 16 after fastening is prevented from rotating in the loosening direction. Looseness can be prevented.

また、本発明の締結構造11では、締め付け後のナット16の緩みを防止するための座金ユニット18をナット16とは別体に構成し、この座金ユニット18をナット16とスラスト転がり軸受17との間に配置することにより、ナット16の緩みを防止させる構成としたので、ナット16としてJIS規格の標準品等の汎用品を用いることができる。つまり、緩み止めの機能を持たせるための専用のナットを用いることなく、座金ユニット18を用いることで本締結構造11にナット16の緩みを防止するための機能を持たせることができる。これにより、専用のナットを用いることを不要とし、つまり、汎用品のナット16を用いることを可能として、この締結構造11のコストを低減させることができる。   Further, in the fastening structure 11 of the present invention, the washer unit 18 for preventing loosening of the nut 16 after tightening is configured separately from the nut 16, and the washer unit 18 is formed between the nut 16 and the thrust rolling bearing 17. Since the nut 16 is prevented from loosening by being disposed between, a general-purpose product such as a JIS standard standard product can be used as the nut 16. That is, the fastening structure 11 can be provided with a function for preventing the nut 16 from loosening by using the washer unit 18 without using a dedicated nut for giving a function of preventing the loosening. Thereby, it is not necessary to use a dedicated nut, that is, it is possible to use a general-purpose nut 16, and the cost of the fastening structure 11 can be reduced.

さらに、本発明の締結構造11では、スラスト転がり軸受17も座金ユニット18と別体に構成しているので、スラスト転がり軸受17としてもJIS規格の標準品等の汎用品を用いることができる。これにより、この締結構造11のコストをさらに低減させることができる。   Furthermore, in the fastening structure 11 of the present invention, since the thrust rolling bearing 17 is also formed separately from the washer unit 18, a general-purpose product such as a JIS standard standard product can be used as the thrust rolling bearing 17. Thereby, the cost of this fastening structure 11 can further be reduced.

さらに、本発明の締結構造11では、ナット16の締め付け後には、ボルト15の軸力の一部はロックリング24によっても支持されることになる。そのため、ナット16の締め付け後にスラスト転がり軸受17に加えられるボルト15の軸力は、その分、低減されることになる。これにより、スラスト転がり軸受17の転動体17bがボルト15の軸力を受けて座屈することを防止して、転動体17bの座屈によりボルト軸力が低下してナット16に緩みが生じることを防止することができる。また、ボルト15の軸力に耐えられずにスラスト転がり軸受17の転動体17bが座屈した場合でも、ボルト15の軸力はロックリング24により機械的に支持されることになるので、転動体17bが座屈した場合であっても、ナット16の緩みを確実に防止することができる。つまり、ナット16の締め付け後にボルト15の軸力の一部をロックリング24によって支持することができるので、スラスト転がり軸受17の転動体17bの座屈を防止するとともに転動体17bが座屈した場合であってもボルト15の軸力をロックリング24により支持して、長期間、ナット16の緩みを防止することができる。   Furthermore, in the fastening structure 11 of the present invention, after the nut 16 is tightened, a part of the axial force of the bolt 15 is also supported by the lock ring 24. Therefore, the axial force of the bolt 15 applied to the thrust rolling bearing 17 after the nut 16 is tightened is reduced accordingly. As a result, the rolling element 17b of the thrust rolling bearing 17 is prevented from buckling due to the axial force of the bolt 15, and the bolt axial force is reduced due to the buckling of the rolling element 17b and the nut 16 is loosened. Can be prevented. Even when the rolling element 17b of the thrust rolling bearing 17 is buckled without being able to withstand the axial force of the bolt 15, the axial force of the bolt 15 is mechanically supported by the lock ring 24. Even if 17b buckles, the nut 16 can be reliably prevented from loosening. That is, since a part of the axial force of the bolt 15 can be supported by the lock ring 24 after the nut 16 is tightened, the rolling element 17b of the thrust rolling bearing 17 is prevented from buckling and the rolling element 17b is buckled. Even so, the axial force of the bolt 15 can be supported by the lock ring 24 and the loosening of the nut 16 can be prevented for a long time.

ロックリング24によるナット16の緩み止め効果(ロック効果)を高めるためには、ロックリング24の座面24cとアッパーケース13の表面との間の摩擦抵抗を高めることが有効である。そのため、本締結構造11では、ロックリング24の座面24cの表面粗さつまり面粗度を機械加工時に粗く形成するようにして、座面24cがアッパーケース13との間で生じる摩擦係数を大きくするようにしている。座面24cの面粗度を高める加工としては、例えば、ロックリング24の座面24cに対するショットピーニング加工がある。この場合、座面24cを12S以上の加工面とするのがよい。   In order to increase the locking effect of the nut 16 by the lock ring 24, it is effective to increase the frictional resistance between the seating surface 24c of the lock ring 24 and the surface of the upper case 13. Therefore, in the present fastening structure 11, the surface roughness of the seating surface 24c of the lock ring 24, that is, the surface roughness is formed to be rough during machining, and the friction coefficient generated between the seating surface 24c and the upper case 13 is increased. Like to do. As a process for increasing the surface roughness of the seating surface 24c, for example, there is a shot peening process for the seating surface 24c of the lock ring 24. In this case, the seating surface 24c is preferably a processed surface of 12S or more.

このように、本発明の締結構造11では、ロックリング24の座面24cに表面粗さを高める加工を施すことにより、ロックリング24の座面24cとアッパーケース13との間の摩擦抵抗を高めるようにしたので、ロックリング24を用いたナット16の緩み止め効果をさらに高めることができる。   As described above, in the fastening structure 11 of the present invention, the frictional resistance between the seating surface 24c of the lock ring 24 and the upper case 13 is increased by processing the seating surface 24c of the lock ring 24 to increase the surface roughness. Since it did in this way, the locking effect of the nut 16 using the lock ring 24 can further be improved.

また、ロックリング24によるナット16の緩み止め効果(ロック効果)を高めるためには、ボルト15やナット16のねじピッチよりも座金本体23の雄ねじ23aやロックリング24の雌ねじ24aのねじピッチを大きく設定することも有効である。ボルト15やナット16のねじピッチよりも座金本体23の雄ねじ23aやロックリング24の雌ねじ24aのねじピッチを大きくすると、振動等によりナット16が緩み方向に回転しようとしても、その緩み方向への回転により生じるナット16の緩み方向への移動代よりナット16とともに座金本体23が回転することにより生じるロックリング24の締め付け方向への移動代が大きくなる。そのため、ナット16の緩み方向への回転はロックリング24により阻止されることになる。   Further, in order to increase the locking effect of the nut 16 by the lock ring 24, the screw pitch of the male screw 23a of the washer body 23 and the female screw 24a of the lock ring 24 is made larger than the screw pitch of the bolt 15 and nut 16. Setting is also effective. If the screw pitch of the male screw 23a of the washer body 23 and the female screw 24a of the lock ring 24 is made larger than the screw pitch of the bolt 15 or nut 16, even if the nut 16 tries to rotate in the loosening direction due to vibration or the like, the rotation in the loosening direction will occur. The movement allowance in the tightening direction of the lock ring 24 caused by the rotation of the washer body 23 together with the nut 16 is larger than the movement allowance in the loosening direction of the nut 16 caused by the above. Therefore, rotation of the nut 16 in the loosening direction is prevented by the lock ring 24.

このように、本発明の締結構造11では、ボルト15やナット16のねじピッチよりも座金本体23の雄ねじ23aやロックリング24の雌ねじ24aのねじピッチを大きく設定するようにしたので、振動等によるナット16の緩み方向への回転をロックリング24により阻止して、ナット16の緩みを確実に防止することができる。   In this way, in the fastening structure 11 of the present invention, the screw pitch of the male screw 23a of the washer body 23 and the female screw 24a of the lock ring 24 is set larger than the screw pitch of the bolt 15 and nut 16, so that vibration or the like The lock ring 24 prevents the nut 16 from rotating in the loosening direction, and the nut 16 can be reliably prevented from loosening.

本発明の締結構造11では、締め付け前(ロックリング24とナット16を軽く手締めした状態)のロックリング24の位置と、締め付け後(ロックリング24をアッパーケース13に圧接させた後)のロックリング24の位置から得られるロックリング24の締め付け前後における実質的な軸方向への移動量により、ボルト15の軸力を管理することができる。   In the fastening structure 11 of the present invention, the position of the lock ring 24 before tightening (the state in which the lock ring 24 and the nut 16 are lightly hand-tightened) and the lock after tightening (after the lock ring 24 is pressed into contact with the upper case 13). The axial force of the bolt 15 can be managed by the amount of movement in the substantial axial direction before and after tightening of the lock ring 24 obtained from the position of the ring 24.

したがって、多数のボルト15とナット16とを用いて多数点において被締結部材を本発明の締結構造11により締結する構成とした場合には、ロックリング24の締め付け前後における実質的な軸方向への移動量を各締結構造11について測定しておき、これらの測定結果から得られる各ボルト15の軸方向の歪値を均一化するように各締結構造11の締結作業を行うことにより、各ボルト15の軸力を互いに均一となるように管理することができる。   Therefore, when a member to be fastened is fastened by a fastening structure 11 of the present invention at a number of points using a large number of bolts 15 and nuts 16, a substantial axial direction before and after the lock ring 24 is tightened is used. The amount of movement is measured for each fastening structure 11, and each bolt 15 is tightened by performing the fastening work of each fastening structure 11 so as to equalize the axial strain value of each bolt 15 obtained from these measurement results. Can be managed so that their axial forces are uniform with each other.

図5は図3に示す締結構造の変形例であって、スラスト転がり軸受17を座金ユニット18と一体に構成した場合を示す断面図である。なお、図5においては、前述した部材に対応する部材には同一の符号を付してある。   FIG. 5 is a cross-sectional view showing a modification of the fastening structure shown in FIG. 3, in which the thrust rolling bearing 17 is configured integrally with the washer unit 18. In FIG. 5, members corresponding to those described above are denoted by the same reference numerals.

図3に示す場合では、座金ユニット18は、ナット16やスラスト転がり軸受17とは別体に構成されているので、締結作業を行う際には、ボルト15の軸部15aに、スラスト転がり軸受17、座金ユニット18およびナット16を、それぞれ別個に順に装着する必要がある。   In the case shown in FIG. 3, the washer unit 18 is configured separately from the nut 16 and the thrust rolling bearing 17. Therefore, when performing the fastening operation, the thrust rolling bearing 17 is attached to the shaft portion 15 a of the bolt 15. It is necessary to attach the washer unit 18 and the nut 16 separately in order.

これに対して、図5に示す変形例の構造では、スラスト転がり軸受17を座金ユニット18に組み込んで座金ユニット18と一体に構成するようにしているので、座金ユニット18とスラスト転がり軸受17とを1つのユニットとしてボルト15の軸部15aに装着することができる。   On the other hand, in the structure of the modified example shown in FIG. 5, the thrust rolling bearing 17 is incorporated in the washer unit 18 so as to be integrated with the washer unit 18, so that the washer unit 18 and the thrust rolling bearing 17 are provided. It can be attached to the shaft portion 15a of the bolt 15 as one unit.

この場合、スラスト転がり軸受17を保持するために、ロックリング24の荷重受け部24bの内周には保持部24eが設けられている。保持部24eはロックリング24と一体に形成されており、ロックリング24の内周から径方向内側に突出している。保持部24eは、ロックリング24の内周の全範囲に亘る円板状の構成でも、突起状に形成された複数の保持部24eがロックリング24の内周に周方向に所定の間隔を空けて配置される構成であってもよい。   In this case, in order to hold the thrust rolling bearing 17, a holding portion 24 e is provided on the inner periphery of the load receiving portion 24 b of the lock ring 24. The holding portion 24e is formed integrally with the lock ring 24 and protrudes radially inward from the inner periphery of the lock ring 24. Even if the holding portion 24e has a disk-like configuration over the entire inner circumference of the lock ring 24, a plurality of holding portions 24e formed in a protruding shape have a predetermined interval in the circumferential direction on the inner circumference of the lock ring 24. It may be configured to be arranged.

一方、スラスト転がり軸受17の下座金ワッシャ21の外周には、保持部24eに係合可能な被保持部21aが一体に設けられている。この被保持部21aは、アッパーケース13の表面に対して間隔を空けて設けられており、この被保持部21aとアッパーケース13の表面との間に保持部24eが配置されるようになっている。   On the other hand, a held portion 21 a that can be engaged with the holding portion 24 e is integrally provided on the outer periphery of the lower washer 21 of the thrust rolling bearing 17. The held portion 21a is provided at a distance from the surface of the upper case 13, and a holding portion 24e is disposed between the held portion 21a and the surface of the upper case 13. Yes.

座金本体23の上座金ワッシャ22と接する下面には、上座金ワッシャ22と同一径の凹部23cが形成されている。スラスト転がり軸受17は、被保持部21aがロックリング24の保持部24eに係合するとともに、上座金ワッシャ22が座金本体23の凹部23cに係合した状態となって、両座金ワッシャ21,22とともに保持部24eと座金本体23との間に挟み込まれて座金ユニット18に保持されている。上座金ワッシャ22が凹部23cに係合することにより、スラスト転がり軸受17はボルト15と同軸になるように座金本体23に対して位置決めされる。   A recess 23 c having the same diameter as the upper washer 22 is formed on the lower surface in contact with the upper washer 22 of the washer body 23. In the thrust rolling bearing 17, the held portion 21 a is engaged with the holding portion 24 e of the lock ring 24, and the upper washer 22 is engaged with the concave portion 23 c of the washer body 23, so that both washer washers 21 and 22 are engaged. At the same time, it is sandwiched between the holding portion 24 e and the washer body 23 and is held by the washer unit 18. When the upper washer 22 is engaged with the recess 23 c, the thrust rolling bearing 17 is positioned with respect to the washer body 23 so as to be coaxial with the bolt 15.

スラスト転がり軸受17の座金ユニット18への装着は、座金ユニット18からロックリング24を取り外し、その状態で座金本体23に、上座金ワッシャ22、スラスト転がり軸受17および下座金ワッシャ21を順に配置し、次いでロックリング24を座金本体23に下側から装着することで行われる。   To attach the thrust rolling bearing 17 to the washer unit 18, the lock ring 24 is removed from the washer unit 18, and in this state, the upper washer 22, the thrust rolling bearing 17, and the lower washer 21 are arranged in this order. Next, the lock ring 24 is mounted on the washer body 23 from below.

このように、本発明の締結構造11では、ロックリング24の内周に設けた保持部24eと座金本体23との間にスラスト転がり軸受17を保持させてスラスト転がり軸受17を座金ユニット18と一体に構成するようにしたので、座金ユニット18とスラスト転がり軸受17とを1つのユニットとしてボルト15に装着することができる。これにより、この締結構造11を用いた締結作業の工数を低減して、その作業を容易にすることができる。   Thus, in the fastening structure 11 of the present invention, the thrust rolling bearing 17 is held between the holding portion 24e provided on the inner periphery of the lock ring 24 and the washer body 23 so that the thrust rolling bearing 17 is integrated with the washer unit 18. Therefore, the washer unit 18 and the thrust rolling bearing 17 can be attached to the bolt 15 as one unit. Thereby, the man-hour of the fastening operation | work using this fastening structure 11 can be reduced, and the operation | work can be made easy.

また、座金ユニット18とスラスト転がり軸受17とを一体に構成したものをボルト15の軸部15aに装着してナット16の締め付け作業を行うだけで、通常のボルトとナットとによる締結構造を、容易にスラスト転がり軸受17を用いてナット16の締め付け力を低減させるようにした本発明の締結構造11とすることができる。   Further, by simply mounting the washer unit 18 and the thrust rolling bearing 17 integrally mounted on the shaft portion 15a of the bolt 15 and performing the tightening operation of the nut 16, the fastening structure with a normal bolt and nut can be easily achieved. Furthermore, the fastening structure 11 of the present invention in which the tightening force of the nut 16 is reduced using the thrust rolling bearing 17 can be obtained.

本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。   It goes without saying that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention.

例えば、前記実施の形態においては、本発明の締結構造11をタービンケース12の組立てに適用しているが、これに限らず、他の被締結部材を締結する締結構造として本発明の締結構造11を用いるようにしてもよい。   For example, in the said embodiment, although the fastening structure 11 of this invention is applied to the assembly of the turbine case 12, it is not restricted to this, The fastening structure 11 of this invention is used as a fastening structure which fastens another to-be-fastened member. May be used.

また、前記実施の形態においては、上座金ワッシャ22を座金本体23と別体に形成するようにしているが、これに限らず、上座金ワッシャ22を座金本体23と一体に形成するようにしてもよい。   In the embodiment, the upper washer 22 is formed separately from the washer body 23. However, the present invention is not limited to this, and the upper washer 22 is formed integrally with the washer body 23. Also good.

11 締結構造
12 タービンケース
13 アッパーケース(被締結部材)
13a フランジ
13b 貫通孔
14 ロワーケース(被締結部材)
14a フランジ
14b 貫通孔
15 ボルト
15a 軸部
15b 頭部
16 ナット
16a 座面
17 スラスト転がり軸受
17a 保持器
17b 転動体
18 座金ユニット
21 下座金ワッシャ
21a 被保持部
22 上座金ワッシャ
23 座金本体
23a 雄ねじ
23b 貫通孔
23c 凹部
24 ロックリング
24a 雌ねじ
24b 荷重受け部
24c 座面
24d 回し穴
24e 保持部
11 Fastening structure 12 Turbine case 13 Upper case (fastened member)
13a Flange 13b Through hole 14 Lower case (member to be fastened)
14a Flange 14b Through-hole 15 Bolt 15a Shaft 15b Head 16 Nut 16a Seating surface 17 Thrust rolling bearing 17a Cage 17b Rolling body 18 Washer unit 21 Lower washer washer 21a Holding part 22 Upper washer 23 Washer body 23a Male screw 23b Through Hole 23c Recess 24 Lock ring 24a Female screw 24b Load receiving portion 24c Seat surface 24d Rotating hole 24e Holding portion

Claims (8)

ボルトとナットにより被締結部材を締結する締結構造であって、
前記ナットと前記被締結部材との間に配置されるスラスト転がり軸受と、
外周に雄ねじを備え、前記ナットと前記スラスト転がり軸受との間に配置される座金本体と、円筒状に形成され、内周に設けられた雌ねじにおいて前記雄ねじにねじ結合して前記座金本体に装着されるロックリングとを備えた座金ユニットとを有し、
前記ナットが締結状態にまで締め込まれた後、前記ロックリングを回転させて前記被締結部材に圧接させることにより前記ナットの緩み方向への回転が阻止されることを有することを特徴とする締結構造。
A fastening structure for fastening a fastening member with a bolt and a nut,
A thrust rolling bearing disposed between the nut and the fastened member;
A male washer on the outer periphery, and a washer body disposed between the nut and the thrust rolling bearing, and a cylindrically formed female screw provided on the inner periphery, and screwed to the male screw and attached to the washer body A washer unit with a lock ring to be
After the nut is tightened to the tightened state, the lock ring is rotated and pressed against the member to be fastened to prevent the nut from rotating in the loosening direction. Construction.
請求項1記載の締結構造において、前記ロックリングの前記被締結部材に接する座面に表面粗さを高める加工を施したことを特徴とする締結構造。   The fastening structure according to claim 1, wherein the seating surface of the lock ring in contact with the member to be fastened is processed to increase surface roughness. 請求項1または2記載の締結構造において、前記雄ねじのピッチが前記ナットのピッチよりも大きく設定されていることを特徴とする締結構造。   3. The fastening structure according to claim 1, wherein a pitch of the male screw is set larger than a pitch of the nut. 請求項1〜3のいずれか1項に記載の締結構造において、前記ロックリングの内周に径方向内側に突出する保持部を設け、該保持部と前記座金本体との間に前記スラスト転がり軸受を保持させて該スラスト転がり軸受を前記座金ユニットと一体に構成したことを特徴とする締結構造。   The fastening structure according to any one of claims 1 to 3, wherein a holding portion that protrudes radially inward is provided on an inner periphery of the lock ring, and the thrust rolling bearing is provided between the holding portion and the washer body. The fastening structure is characterized in that the thrust rolling bearing is configured integrally with the washer unit. ボルトにねじ結合するナットと被締結部材との間にスラスト転がり軸受を配置した締結構造に用いられる座金ユニットであって、
外周に雄ねじを備え、前記ナットと前記スラスト転がり軸受との間に配置される座金本体と、
円筒状に形成され、内周に設けられた雌ねじにおいて前記雄ねじにねじ結合して前記座金本体に装着されるロックリングとを有し、
前記ナットが締結状態にまで締め込まれた後、前記ロックリングを回転させて前記被締結部材に圧接させることにより前記ナットの緩み方向への回転が阻止されることを特徴とする座金ユニット。
A washer unit used in a fastening structure in which a thrust rolling bearing is disposed between a nut and a member to be fastened to a bolt,
A washer body provided with an external thread on the outer periphery, and disposed between the nut and the thrust rolling bearing;
A lock ring which is formed in a cylindrical shape and is attached to the washer body by screw coupling to the male screw in a female screw provided on the inner periphery;
A washer unit that prevents the nut from rotating in the loosening direction by rotating the lock ring and press-contacting the member to be fastened after the nut has been tightened.
請求項5記載の座金ユニットにおいて、前記ロックリングの前記被締結部材に接する座面に表面粗さを高める加工を施したことを特徴とする座金ユニット。   The washer unit according to claim 5, wherein a process for increasing surface roughness is performed on a seating surface of the lock ring that contacts the fastened member. 請求項5または6記載の座金ユニットにおいて、前記雄ねじのピッチが前記ナットのピッチよりも大きく設定されていることを特徴とする座金ユニット。   The washer unit according to claim 5 or 6, wherein a pitch of the male screw is set larger than a pitch of the nut. 請求項5〜7のいずれか1項に記載の座金ユニットにおいて、前記ロックリングの内周に径方向内側に突出する保持部を備え、該保持部と前記座金本体との間に前記スラスト転がり軸受を保持して該スラスト転がり軸受と一体に構成されたことを特徴とする座金ユニット。   The washer unit according to any one of claims 5 to 7, further comprising a holding portion protruding radially inward on an inner periphery of the lock ring, wherein the thrust rolling bearing is provided between the holding portion and the washer body. And a washer unit configured integrally with the thrust rolling bearing.
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