JP2013194913A - 六角ボルト用高軸力発生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】標準的六角ボルトを取付け対象とした小トルク・高軸力発生付帯装置である。更にボルトに発生した軸応力を保持しつつ、緩み止機能を有している。
【解決手段】ボルトの下面に接触する上蓋２と受け皿（ソーサー）１の間に複数のローラー３が介在し、六角ボルトにトルクを加えるとボルトは直接対象物の座面上を回転するのではなくローラー３上を回転する。この時の摩擦力は大きな滑り摩擦ではなく、極めて小さな転がり摩擦であり、加えたトルクを有効に軸力に転化することが出来る。ソーサー１は接触面の摩擦力の違いから回転現象は全く生じない。更に、上蓋２の側面にボルトと同方向のねじを施し、ロックナット４を取付けてソーサー１の上面に密着させると、万一ボルトが緩み方向に回ろうとするとロックナット４は逆の締方向に働き、常に均衡を保っているので緩み現象は起こらない。
【選択図】図５

Description

本発明は、機械または構造物の部分と部分、または本体と部分とを結合する場合に用いられるボルトの締緩に際し、従来のトルク締付方法に比べ小さなトルクで大きな軸力を発生し、且つ緩み止を確実に行うことの出来る六角ボルト用付帯装置

従来から機械装置の部品や構造物の締結方法として広く普及しているトルク締付法では、ボルト・ナットの接触座面に生ずる摩擦力は発生軸力に比べて何倍も大きく、また振動や衝撃によってボルト・ナットが緩み、締結力が低下する問題が提起されてきた。 単なる緩み止対策としては、ナットを緩み止目的でもう一つ付加するダブルナット方式や、楔効果を利用した特殊形状のロックナット、緩み止効果のある特殊ワッシャー、更には本件出願者が出願中の緩み止ロック付特殊ナット等がある。しかし、ボルト・ナットの締緩に際し接触面の摩擦力を小さくする、従って軸力を増大させる効果的な方法は、当社が出願中の文献を除いては見当たらない。

特開平９−２８０２３９号広報

出願文献

特願２０１０−２０９１０５
特願２０１１−２３５４４４

本件出願者は特願２０１０−２０９１０５に於いて、既に背景技術を満たす特殊ナットを開発しているが、本発明は通常の六角ボルトに適用できる同様の技術を応用したボルト用付帯装置であり、これによって発明の新技術をねじ全般に及ぼすことが出来る。

ボルト・ナットによる締結方法で、ナットを使用せず、締付相手のねじが植込みボルト用になっている場合は圧倒的に六角ボルトを使用することが多い。総じてボルト・ナットによる締結法で大きな需要を占めている六角ボルト締結に本発明が果たす役割は非常に大きい。

外周壁のある円形中穴状の受皿（ソーサー）の円周面上に複数のローラー或いは球体を配置し、その上に中穴状の上蓋を載せた形態の本発明は、それを六角ボルトの下面に装着することによって、ボルト締緩時にボルト下面は上蓋と一体的にローラー上を回転移動する。更に、上蓋の側面にはボルトと同方向の外ねじ（雄ねじ）が切られ、その雄ねじに緩み止を目的とするスリーブ状のロックナットが取り付けられている。

一般的に、ボルトを使用して対象物を締結する場合、或いは緩める場合、加えたトルクのおよそ半分はボルト下面と締付対象物との間に発生する面間摩擦に消費されてしまう。本発明はこの摩擦力を極小化し、その分トルクを軸力の発生に振り向ける役割を果たしている。従って、本装置を使用することによって、ボルトは小さなトルクで大きな軸力を得ることが出来る。このような機構を持った本発明は、基本的に摩擦抵抗の大きな面間の滑り摩擦と桁違いに小さな転がり摩擦との摩擦抵抗差を利用している。

ボルト締結で発生した軸力（締付応力）によって通常六角ボルトは接触面に固着されているが、繰返し振動や衝撃によって軸方向荷重（軸力）の増減、軸直角衝撃力の繰返しなどが起こり、緩み現象を生じることがある。この場合、本発明では、ボルト締付け後にロックナットを外周壁上面に密着するまで締めておくと、ボルトが緩もうとするとロックナットは外周壁上を更に締方向に回転しようとし、この均衡関係によってボルトが緩むのを常に阻止している。

また本発明では、六角ボルトは締付対象物の座面と直接接触することなく回転する構造になっているので、締付に際して座面を損傷することがなく、反対に緩め作業の場合、緩むと同時に必要トルクが激減し作業効率は大幅に改善される。勿論締め、緩めの双方に於いて受け皿（ソーサー）が回転することは、面間の滑り摩擦と転がり摩擦の相違から全く生じない。

以下、本発明が達成する実施形態について図面を参照にしながら説明する。

本発明に係わる六角ボルト用軸力発生装置の平面図 同側面図 ロックナット無しの六角ボルト軸力発生装置の平面図 同側面図 本発明の実施形態を示す平面図及び側面図（ロックナット付） 同立体図Ａ及びＢ 本発明の実施形態を示す平面図及び側面図（ロックナット無し） 同立体図Ｃ及びＤ

以下、図面に従って説明をすれば、ボルトの下面に図５、図７のように本発明を装着し、止リング６をあらかじめボルトの所定位置に施されたボルト側止めリング用溝７に嵌め込んで本発明とボルトとを結合する。

本発明を取り付けた六角ボルトを締付対象物にねじ込み、トルクレンチなどの締工具を用いてトルクをかけていくと、六角ボルトは中穴円形状プレート（上蓋）２と一体となってローラー３上を回転する。この時中穴円形プレート２とローラー３との接触面間に発生する摩擦力は、通常ボルトと締付対象物間に生ずる摩擦力に比べはるかに小さい。摩擦力で約６０分の１、必要トルクに換算すれば、三分の一或いはそれ以下である。

ボルト締結後、中穴円形プレート２の側面に取り付けられたロックナット４をボルトと同方向に回転し、円形中穴受け皿（ソーサー）１の上部に着座させる。更にしっかりと密着させるために引掛けレンチ等を用いてトルクをかけておく。

万一軸力が発生しているボルトが振動や衝撃により緩み方向に回ろうとすると、ロックナット４は必然的に締方向に回ろうとし、ボルトの緩みを阻止する。

ロックナットを持たない形態の本発明は、緩み止の機能を有しないが、頻繁にボルトの着脱を行う必要のある使用箇所には、作業性の点でロックナット付本発明より優れている。

以上、本発明の実施形態について具体的に説明してきたが、本発明はこれに限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

１・・・中穴円形状受け皿（ソーサー）
２・・・中穴円形状プレート（上蓋）
３・・・ローラー、球体
４・・・ロックナット
５・・・ロックナット切り欠き（引掛けレンチ用）
６・・・止リング
７・・・ボルト側止リンク用溝

Claims (5)

1. 一般的に広く使用されている汎用六角ボルトに本発明になる付帯装置を取付けることにより、小さなトルクで大きな軸力を発生させ、更に使用中のボルトの緩みを阻止する機能を備えているボルト用低トルク高軸力及び緩み止付発生装置。
2. 更なる作業性の向上を目的として、緩み止機構を持たない請求事項１の機能を備えた低トルク高軸力発生装置。
3. 中穴状の上蓋と中穴円形上の受け皿との間に円形ローラー、球体状の転がり摩擦力の極めて小さな部材を介在させた構成に成る本発明をボルトの下面に取り付け、通常、ボルトが諦緩作業に際して対象物との間に発生する大きな座面摩擦を極小化するボルト用低トルク高軸力発生装置
4. 前要求事項３の装置で、円形中穴状の上蓋の側面にねじ加工を施し、そのねじに緩み止ロックナットを取り付けて、ボルトが緩もうとする時、ロックナットが締方向に働いてそれを阻止する同装置。
5. 本発明に成る発生装置をボルト下面に保持するため、ボルトの所定の位置に脱落防止用の溝を施し、止めリングを使用して双方の一体化を図る機構を備えた同装置。

Images