JP2015078744A - 緩み止めリング - Google Patents

Abstract

【課題】雄ねじに締め込む力の強さによって変形することのない強度を備えると共にたとえ雄ねじに締め込んで使用した後でも雄ねじから取り外して再使用することが可能な緩み止めリングを提供する。
【解決手段】緩み止めリングＲは、一端面３０ａにボルトのねじ穴３１と同心的に環状凹部３３を形成したフリクションリング３０と、環状凹部に固定し、中心穴３６の内周縁の一部に内径がボルトのねじ山の外径より小さいばね係合部３５ａを備えた板リング３５を備え、フリクションリングは、ねじ回し工具を外周部３０ｃに係止して回転操作できる必要最小限に薄肉な環状鋼材で形成し、他端面３０ｂには凹凸の刻み面４０を設け、ボルトに対して緩む方向に回転すると、一端面において板リングの内周縁がボルトのねじ溝に食い込んでねじ山を弾力的に強圧すると同時に他端面においても刻み面がナット２０の締付端面２０ａに当接して相乗的に大きな摩擦トルクを発生する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、継続的に振動や衝撃を受ける建築構造物、機械装置、鉄道周辺構造物、架線、橋梁、鉄塔、車両等のねじ締結部において、ナットやボルトの締め込みの緩みを防止するのに好適な緩み止めリングに関する。

一般に、継続的に振動、衝撃、回転力等が加わる建築構造物、機械装置、鉄道周辺構造物、架線、橋梁、鉄塔、車両等のねじ締結部においては、振動、衝撃、回転力等によってナットやボルトの締め込みが次第に緩んでくることがある。ねじ締結部において、ナットやボルトの締め込みに緩みを生ずると、固定状態が不安定になって締結構造物の強度が低下したり、ナットやボルト自体が落下する危険性も生じ、ときには重大な事故につながるおそれがある。そこで、従来、ねじ締結部において、ナットやボルトの締め込みの緩みを防止するために、各種の緩み止め手段が提案されている。

その種の緩み止めリングの中には、例えば図６、図７及び図８に示すように、板材に板厚方向の円形穴１を穿設し、その板材の外周縁を直角に曲げ起こしてナット２に対応する六角形状の操作板部３を形成し、円形穴１の内周縁１ａにＶ字形状の切欠部４を凹設すると共に、切欠き部４の両側縁４ａ・４ｂをボルト５のねじ溝５ａのピッチに合わせて上下に間隔をあけた形状にして内周縁１ａがボルト５のねじ溝５ａに螺合するように構成し、使用時、ナット２をボルト５に螺合させて締結した後に、上向きにしてナット２の上面に密着するまで手でねじ回し、次いで、レンチやスパナ等のねじ回し工具で円周の１／４〜１／３締め回すと、図９に示すように、内周縁１ａがボルト５のねじ溝５ａに食い込むことによって締め込みが緩まないように固定する構造にしたものがある。

特開昭６３−２７０９１１号公報 特開平３−３１１号公報

ところが、上述した従来の緩み止め手段は、板材を曲げ成形したものだから、使用時、ナット２の上で操作板部３にねじ回し工具を掛けてボルト等の雄ねじに締め込むときに、締め込む力の強さによっては操作板部３が曲がったり凹んだりして変形しやすいという課題があった。しかも、従来の緩み止めリングは、そのように変形しやすい構造だから、たとえ一度でも雄ねじに締め込んで使用すると、これを取り外して再使用することが難しいという課題があった。

そこで、本発明は、雄ねじに締め込む力の強さによって変形することのない強度を備えると共にたとえ雄ねじに締め込んで使用した後でも雄ねじから取り外して繰り返し再使用することが可能な緩み止めリングを提供することにある。

そこで、請求項１に記載の発明は、たとえば以下に示す図示実施の形態のとおり、ボルトにナット２０をねじ戻し可能に螺合してねじ込み位置を調整しながら締結部材を所定セット位置に位置決め調整し終わると、該ナット２０を前記ボルトに締め込んでから、前記ナット２０の締付端面２０ａに締着して締め込みが緩む方向の回転を規制する緩み止めリングＲであって、前記ボルトの雄ねじ部が螺合するねじ穴３１を板厚方向に設け、一端面に該ねじ穴３１と同心的に環状凹部３３を形成したフリクションリング３０と、該環状凹部３３に固定し、中心穴の内周縁の一部に内径が前記ボルトのねじ山の外径より小さいばね係合部３５ａを備えた弾性を有する板リング３５を備え、前記フリクションリング３０は、ねじ回し工具を外周部３０ｃに係止して回転操作できる必要最小限に薄肉な環状鋼材で形成し、他端面３０ｂには凹凸の刻み面４０を設け、前記ボルトに対して緩む方向に回転すると、一端面３０ａにおいて、前記板リング３５の内周縁が前記ボルトのねじ溝に食い込んでねじ山を弾力的に強圧すると同時に、他端面３０ｂにおいても、前記刻み面４０が前記ナット２０の締付端面２０ａに当接し、相乗的に大きな摩擦トルクを発生してなることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の緩み止めリングにおいて、たとえば以下に示す図示実施の形態のとおり、前記フリクションリング３０は、他端面３０ｂにおいて、前記ボルトに対する締め込みが緩む方向に摩擦トルクが発生するように前記凹凸の刻み面４０を設けてなることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、緩み止めリングは、フリクションリングを回してボルトに締め込んでいくと、一端面において、板リングのばね係合部がボルトのねじ溝に食い込んで撓み始め、ねじ山を弾力的に強圧し、すると、板リングのばね係合部の戻ろうとする力（応力）と、ボルトとナットのねじの引っ張り合う力（反力）とが働いて摩擦トルクを発生すると同時に、他端面においても、刻み面がナットの締付端面に当接して摩擦トルクを発生し、この両端面に発生した摩擦トルクによって相乗的にナットの締め込みが緩む方向への回転を規制する結果、ナットの緩みをより完全に防止することができる。

しかも、請求項１に記載の発明によれば、緩み止めリングは、フリクションリングを、単に板材を曲げ成形したものではなく、ねじ回し工具を外周部に係止して回転操作できる必要最小限に薄肉な環状鋼材で形成するから、使用時、ねじ回し工具をフリクションリングの外周部に係止してボルトに締め込むときに、締め込む力の強弱によってフリクションリングが曲がったり凹んだりして変形することがなく、従来のように変形しやすい構造ではないため、ボルトの雄ねじ部に締め込んで使用しても、ボルトから取り外して再使用することができ、その結果、緩み止めに費やすコストを著しく低減することができる。

加えて、請求項１に記載の発明によれば、緩み止めリングは、ボルトにナットをねじ戻し可能に螺合してねじ込み位置を出入り調整しながら、締結部材を所定セット位置に位置決め調整し終わると、ボルトにナットを締め込んでから、そのナットの締付端面に締着して締め込みが緩む方向の回転を規制し、つまり、ナットがボルトに対するねじ込み位置を出入り調整する役割を担う一方、緩み止めリングは、そのねじ込み位置の出入り調整を終えたナットの締付端面に締着して緩み止めする役割を別個に担う構成になっているから、いったん締結部材を所定セット位置に位置決め調整し終えた後に所定セット置を更に微調整する必要性を生じたとしても、板リングのばね係合部がボルトのねじ山から離れるまでフリクションリングをねじ戻してボルトから取り外せば、簡単にナットをねじ回してねじ込み位置を微調整することができるなど再使用することができ、その結果、緩み止めに費やすコストを著しく低減することができる。

請求項２に記載の発明によれば、フリクションリングの他端面に、ボルトに対する締め込みが緩む方向に摩擦トルクが発生するように凹凸の刻み面を設けることにより、接地面へのスパイク効果を発揮してより効果的に緩み止めすることができる。

本発明の一例である緩み止めリングを緩み止め使用状態において示す縦断面図である。 同緩み止めリングの組立斜視図である。 同緩み止めリングの斜視図である。 同緩み止めリングの底面図である。 本発明の緩み止めリングを適用したファスナーにより上下階のＰＣパネルを連結して組み立てるカーテンウォールを示す分解斜視図である。 従来の緩み止めリングを示す斜視図である。 従来の緩み止めリングを示す縦断面図である。 従来の緩み止めリングを緩み止め使用状態において示す斜視図である。 従来の緩み止めリングを締付作用状態において示す縦断面図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。

図５は、本発明の一例である緩み止めリングを適用したファスナーにより上下階のＰＣパネルを連結して建物躯体にファスニングするカーテンウォールを示し、図１、図２、図３および図４は、カーテンウォールのファスナーに適用した本発明の緩み止めリングを示す。図示例のカーテンウォールＷは、ファスナーＦにより上下階のＰＣパネルｗ１・ｗ２を連結して組み立てられる。ファスナーＦは、上階パネルｗ１にアンカーボルト（引きボルト）１０を打ち込んで雄ねじ部１０ａを裏面の建物躯体側に突出する一方、アンカーボルト１０と連結するジョイントプレート（荷重受け）１１を下階パネルｗ２の上部に壁面を面一に埋設している。ジョイントプレート１１は、上部側にアンカーボルト１０が挿通するルーズホール１２を凹設すると共に押しボルト１３が螺合するねじ穴１４を螺設する一方、下部側の裏面には、上下方向に貫通するねじ穴１５ａを螺設した躯体連結部１５を突設している。

ファスナーＦは、アンカーボルト１０の雄ねじ部１０ａを、ルーズワッシャープレート１６、すべり材１７、ワッシャープレート１８のルーズホール１２等に通してから、雄ねじ部１０ａの先端にナット２０をねじ込んでアンカーボルト１０を引っ張る一方、押しボルト１３をねじ穴１４にねじ込んで、上階パネルｗ１を、水平方向に押し引きしながら出入り調整してジョイントプレート１１と連結し、水平方向の所定セット位置にナット２０を締め込んで固定する。他方、躯体連結部１５において、荷重受けボルト２５は、固定プレート２１のねじ挿通穴２１ａに通して雄ねじ部２５ａをねじ穴１５ａに螺合し、鉛直方向の所定セット位置に位置決めして溝型鋼２２を介して建物躯体側の鉄骨梁Ｂにファスニングする。ナット２０は、通常の六角ナットを用いている。

そこで、図示例では、アンカーボルト１０にナット２０を締め込んで上階パネルｗ１を水平方向の所定セット位置にロッキングしたとき、雄ねじ部１０ａに締め込んだナット２０が後で緩まないように本発明の緩み止めリングＲを使用する。また、躯体連結部１５のねじ穴１５ａにねじ込んだ荷重受けボルト２５の緩み防止にも本発明の緩み止めリングＲを使用する。

緩み止めリングＲは、図３に示すように、本体のフリクションリング３０と、フリクションリング３０に装着する板リング３５とからなる。

フリクションリング３０は、ステンレス鋼等の金属製で、外周部３０ｃが通常の六角ナットに合わせて六角形状をなし、中心にアンカーボルト１０等のボルトの雄ねじ部が螺合するねじ穴３１を板厚方向に貫通して設け、スパナやレンチ等のねじ回し工具を外周部３０ｃに係止して回転操作できる必要最小限に薄肉な、例えば厚さ１０ｍｍの環状鋼材により形成する。一端面３０ａには、外周縁に短い円筒状にカラー部３２を立設し、カラー部３２の内側にねじ穴３１と同心的に段状に環状凹部３３を形成する一方、図４に示すように、他端面３０ｂには凹凸の刻み面４０を形成する。図示例の刻み面４０は、凸状部４０ａ…がそれぞれボルトに対する締め込みが緩む方向Ｘに摩擦トルクが発生するように、その締め込みが緩む方向Ｘに凸状部４０ａの高さが高くなるテーパ状に形成する。凹凸の刻み面は、図示例のような凹凸に限らず、その他のギザギザや粒状突起やローレット等、各種のものが適用される。

板リング３５は、図３に示すように、弾性を有する、例えば薄い板状のばね鋼を用いてドーナツ板状につくり、内周縁の対向位置には、互いに半径方向内方に向けて鍔状に延びるばね係合部３５ａを突設してなる。従って、板リング３５は、ばね係合部３５ａにおいて、中心穴３６の内径がボルトの雄ねじ部に有したねじ山の外径より小さくなっている。

そこで、緩み止めリングＲは、フリクションリング３０の環状凹部３３に板リング３５を嵌装してから、カラー部３２をカシメ加工により内側に巻締めることにより、図１に示すように、カラー部３２で外周縁３５ｂを挟んで板リング３５をフリクションリング３０に固着し、図２に示すように組み立てられる。

上述のような構成の緩み止めリングＲは、建築構造物、機械装置、鉄道周辺構造物、架線、橋梁、鉄塔、車両等のねじ締結部において、振動、衝撃、回転力等によってナットやボルトの締め込みが緩むのを防止するために使用する。例えば図５に示すように、カーテンウォールＷをファスナーＦにより鉄骨梁Ｂに組み付けるとき、アンカーボルト１０にナット２０を締め込んで上階パネルｗ１を水平方向の所定セット位置にロッキングした後に、雄ねじ部１０ａに締め込んだナット２０が緩まないように使用する。

即ち、図示例では、アンカーボルト１０の雄ねじ部１０ａ先端にナット２０をねじ込む一方、押しボルト１３をねじ穴１４にねじ込んで、上階パネルｗ１を押し引きしながら出入り調整してから、水平方向の所定セット位置でナット２０を締め込んでアンカーボルト１０に固定した後に、アンカーボルト１０の雄ねじ部１０ａ先端に、刻み面４０を有した他端面３５ｂをナット２０の締付端面２０ａに向けてから、アンカーボルト１０の雄ねじ部１０ａに緩み止めリングＲを螺合する。それから、フリクションリング３０の外周部３０ｃを手で掴み、図１に示すように、刻み面４０がナット２０の締付端面２０ａに当接するまで、緩み止めリングＲを締付方向Ｙにねじ回してから、さらにスパナやレンチのねじ回し工具をフリクションリング３０の外周部３０ｃに係止してアンカーボルト１０に締め込むことにより、緩み止めリングＲをナット２０の締付端面２０ａに締着する。

そのとき、緩み止めリングＲは、フリクションリング３０を回してアンカーボルト１０に締め込んでいくと、一端面３０ａにおいて、板リング３５のばね係合部３５ａがアンカーボルト１０のねじ溝４５に食い込んで撓み始め、ねじ山４５ａを弾力的に強圧し、すると、板リング３５のばね係合部３５ａの戻ろうとする力（応力）Ｐと、アンカーボルト１０とナット２０のねじの引っ張り合う力（反力）Ｐ´とが働いて摩擦トルクを発生すると同時に、他端面３０ｂにおいても、刻み面４０がナット２０の締付端面２０ａに当接して摩擦トルクを発生し、この両端面３０ａ・３０ｂに相乗的に発生して大きくなった摩擦トルクによってナット２０の締め込みが緩む方向Ｘへの回転を規制する結果、ナット２０の緩みをより完全に防止することができる。

しかも、緩み止めリングＲは、フリクションリング３０を、単に板材を曲げ成形したものではなく、レンチやスパナ等のねじ回し工具を外周部３０ｃに係止して回転操作できる必要最小限に薄肉な環状鋼材で形成するから、使用時、ねじ回し工具をフリクションリング３０の外周部３０ｃに係止してアンカーボルト１０に締め込むときに、締め込む力の強弱によってフリクションリング３０が曲がったり凹んだりして変形することがなく、従来のように変形しやすい構造ではないため、アンカーボルト１０の雄ねじ部１０ａに締め込んで使用しても、アンカーボルト１０から取り外して再使用することができる。

緩み止めリングＲは、アンカーボルト１０から取り外すとき、板リング３５のばね係合部３５ａがアンカーボルト１０のねじ山４５ａから離れるまで、ねじ回し工具をフリクションリング３０の外周部３０ｃに係止してねじ戻せばよい。

従って、図示例の緩み止めリングＲは、アンカーボルト１０にナット２０をねじ戻し可能に螺合してねじ込み位置を出入り調整しながら、締結部材の上階パネルｗ１を所定セット位置に位置決め調整し終わると、アンカーボルト１０にナット２０を締め込んでから、そのナット２０の締付端面２０ａに締着して締め込みが緩む方向の回転を規制し、つまりナット２０がボルトに対するねじ込み位置を出入り調整する役割を担う一方、緩み止めリングＲは、そのねじ込み位置の出入り調整を終えたナット２０の締付端面２０ａに締着して緩み止めする役割を別個に担う構成になっているから、いったん上階パネルｗ１を所定セット位置に位置決め調整し終わった後に所定セット位置を更に微調整する必要性を生じたとしても、板リング３５のばね係合部３５ａがアンカーボルト１０のねじ山４５ａから離れるまで、フリクションリング３０をねじ戻してアンカーボルト１０から取り外せば、簡単にナットをねじ回してねじ込み位置を微調整することができるなど再使用することができる。

上述した図示例では、図５に示すように、アンカーボルト１０にナット２０を締め込んで上階パネルｗ１を水平方向の所定セット位置にロッキングした後に、雄ねじ部１０ａに締め込んだナット２０が緩まないように本発明の緩み止めリングＲを使用した。また、本発明の緩み止めリングＲは、カーテンウォールＷをファスナーＦにより鉄骨梁Ｂに組み付けるとき、躯体連結部１５のねじ穴１５ａにねじ込んだ荷重受けボルト２５の緩み防止に使用することができる。

即ち、図示他例では、躯体連結部１５において、荷重受けボルト２５を、締結部材の固定プレート２１のねじ挿通穴２１ａに通して雄ねじ部２５ａをねじ穴１５ａに螺合して下階パネルｗ２を上下に高さ調整してから、鉛直方向の所定セット位置で荷重受けボルト２５を締め込んで躯体連結部１５に固定した後に、刻み面４０を躯体連結部１５の締付端面１５ｂに向けて、緩み止めリングＲを、荷重受けボルト２５の雄ねじ部２５ａの先端に螺合し、フリクションリング３０の刻み面４０が躯体連結部１５の締付端面１５ｂに当接するまで締付方向に手でねじ回してから、さらにねじ回し工具を使って荷重受けボルト１５に締め込むことにより、躯体連結部１５の締付端面１５ｂに締着する（図１参照）。

そのとき、緩み止めリングＲは、フリクションリング３０を回して荷重受けボルト１５に締め込んでいくと、一端面３０ａにおいて、板リング３５のばね係合部３５ａが荷重受けボルト１５のねじ溝に食い込んで撓み始め、ねじ山を弾力的に強圧し、すると、板リング３５のばね係合部３５ａの戻ろうとする力（応力）Ｐと、荷重受けボルト１５と躯体連結部１５のねじの引っ張り合う力（反力）Ｐ´とが働いて摩擦トルクを発生すると同時に、他端面３０ｂにおいても、刻み面４０が躯体連結部１５の締付端面１５ｂに当接して摩擦トルクを発生し、この両端面３０ａ・３０ｂに相乗的に発生して大きくなった摩擦トルクによって荷重受けボルト１５の締め込みが緩む方向Ｘへの回転を規制する結果、荷重受けボルト１５の緩みをより完全に防止することができる。

Ｒ 緩み止めリング
１０ アンカーボルト（ボルト）
１０ａ 雄ねじ部
２０ ナット
２０ａ 締付端面
３０ フリクションリング
３３ 環状凹部
３５ 板リング
３５ａ ばね係合部
４０ 凹凸の刻み面

Claims (2)

1. ボルトにナットをねじ戻し可能に螺合してねじ込み位置を調整しながら締結部材を所定セット位置に位置決め調整し終わると、該ナットを前記ボルトに締め込んでから、前記ナットの締付端面に締着して締め込みが緩む方向の回転を規制する緩み止めリングであって、
   前記ボルトの雄ねじ部が螺合するねじ穴を板厚方向に設け、一端面に該ねじ穴と同心的に環状凹部を形成したフリクションリングと、該環状凹部に固定し、中心穴の内周縁の一部に内径が前記ボルトのねじ山の外径より小さいばね係合部を備えた弾性を有する板リングを備え、
   前記フリクションリングは、
   ねじ回し工具を外周部に係止して回転操作できる必要最小限に薄肉な環状鋼材で形成し、他端面には凹凸の刻み面を設け、
   前記ボルトに対して緩む方向に回転すると、一端面において、前記板リングのばね係合部が前記ボルトのねじ溝に食い込んでねじ山を弾力的に強圧すると同時に、他端面においても、前記刻み面が前記ナットの締付端面に当接し、相乗的に大きな摩擦トルクを発生してなることを特徴とする、緩み止めリング。
2. 前記フリクションリングは、他端面において、前記ボルトに対する締め込みが緩む方向に摩擦トルクが発生するように前記凹凸の刻み面を設けてなることを特徴とする、請求項１に記載の緩み止めリング。
   
   

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