JP2016191422A

JP2016191422A - 座金付きねじ

Info

Publication number: JP2016191422A
Application number: JP2015071573A
Authority: JP
Inventors: 濱野　真一; Shinichi Hamano; 真一濱野; 貴大石; Takashi Oishi; 昌小佐々; Akira Kosasa
Original assignee: Nitto Seiko Co Ltd
Current assignee: Nitto Seiko Co Ltd
Priority date: 2015-03-31
Filing date: 2015-03-31
Publication date: 2016-11-10
Anticipated expiration: 2035-03-31
Also published as: JP6527366B2

Abstract

【課題】
締結後も被締結物の所定の動きを許容する座金付きねじの提供。
【解決手段】
本発明の座金付きねじ１は、頭部２とねじ部４の間に設けられた首下部３を有し、この首下部３にねじ部４の締結物６へのねじ込みに伴って弾性変形可能な座金５を配置して構成されている。前記首下部３は、その直径Ｄが締結物６の下穴６ａの直径よりも大きく、かつ被締結物７の取付穴７ａよりも小さく構成されている。また、首下部３の長さＬは、座金５と被締結物７の各厚さを加えた厚さｔ３よりも短く、かつ座金５が変形する直前のねじ込み状態において対向する首下部３の座面３ａと締結物６の着座面６ｂとの間隔ｔ４が座金５の厚さｔ１よりも小さくなる長さに構成されている。これにより、座金付きねじ１の首下部３を被締結物７の取付穴７ａを挿通させて締結物６に着座させ、かつ、座金５を弾性力を保った変形状態で被締結物に圧接することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、首下に座金を組み込んだ座金付きねじに関する。

従来、座金付きねじとしては特許文献１に示すボルトが知られている。このボルトは、六角形の頭部と、この頭部に連設された段部と、この段部に連続して設けられたボルト本体と、段部に配設された皿状ばね（座金）とを備えるものである。このボルトの段部は、ボルト本体よりも大きく、かつ頭部よりも小さい径を成し、しかもボルトを完全に締め付けた状態において、ワーク表面に着座する形状を成している。また、この段部は、皿状ばねよりも少し大きい厚さを成しており、ボルトを完全に締め付けた状態（段部がワーク表面に着座した状態）において、皿状ばねが弾性変形中途の状態に保たれるようになっている。

実公昭45-23058号公報

近年、機械装置において機械的振動の伝達を抑えるための耐振構造や、建築物において地震の揺れを軽減するための免震構造においては、その構造部品間を締結する際、平時は構造部品同士が適正に固定された状態に保たれ、振動や揺れを軽減する必要がある際には、ある程度相対的に動作可能となる締結構造が求められている。これに対し、上記従来のボルトにおいては、段部と皿状ばねとを被締結物の同一面に当接させて、皿状ばねの弾性力が効いた状態でボルトを所定に締め付けるものであるため、被締結物は強固に締結された状態に保たれる。ゆえに、このボルトを利用した締結構造においては、機械的振動や地震の揺れ等を軽減することができない等の問題が発生していた。

本発明は、上記課題に鑑みて創成されたものであり、締結後も被締結物の所定の動きを許容する座金付きねじを提供することを目的とする。この目的を達成するために本発明は、所定のねじ締め工具が係合可能な駆動部を備えた頭部と、ねじ山を有するねじ部と、頭部とねじ部の間に設けられた首下部と、この首下部に配置されてねじ部の締結物へのねじ込みに伴って弾性変形可能な座金とから成り、前記首下部は、その直径Ｄがねじ部をねじ込む締結物の穴の直径よりも大きく、かつ被締結物の取付穴よりも小さく構成され、またその長さＬが座金と被締結物の各厚さを加えた厚さｔ３よりも短く、かつ座金が変形する直前のねじ込み状態において対向する首下部座面と締結物着座面との間隔ｔ４が座金の厚さｔ１よりも小さくなる長さに構成されていることを特徴とする。これにより、座金付きねじの首下部を被締結物の取付穴を挿通させて締結物に着座させ、かつ、座金を弾性力を保った変形状態で被締結物に圧接することができる。ゆえに、座金付きねじを所定の締付けトルクで締め付けつつ、座金によって被締結物を適度な力で締結することができる。

なお、前記座金は、ねじ部側に配置されてねじ部の締結物へのねじ込みに伴って弾性変形可能な第１座金と、頭部側に配置されて前記第１座金に重合する第２座金とから構成され、第２座金は第１座金より弾性率が高い材質で成ることが望ましい。このような座金の場合、第１座金を第２座金で規制し、第１座金の不規則な弾性変形を防止することができる。また、このような座金の場合、第１座金はゴム、第２座金は金属で成ることが望ましい。さらに、このような座金を採用する場合、首下部の長さＬは、座金と被締結物の各厚さを加えた厚さｔ３よりも短く、かつ座金が変形する直前のねじ込み状態において対向する首下部座面と締結物着座面との間隔ｔ４が第１座金の厚さｔ５よりも小さくなる長さに構成されていることが望ましい。これにより、第１座金を第２座金で規制したまま適切に変形させることができる。また、第２座金が被締結物に接するのを防止することもできる。

本発明によれば、上述のように座金付きねじを所定の締付けトルクで締め付けつつ、座金の弾性力によって被締結物を適度な力で締結することができるため、座金付きねじの緩みを防止しつつ、被締結物に座金による締結力を上回る力が作用した場合の被締結物の動作を可能とする効果を得ることができる。これにより、耐振構造や免震構造に適した締結構造を提供することができる等の利点がある。また、ゴム等で成る第１座金の不規則な弾性変形を金属等で成る第２座金により的確に規制することができるため、被締結物に作用する第１座金の弾性力および摩擦力を均一ならしめ、被締結物を安定的かつ確実に締結保持することが可能になる等の利点もある。さらに、首下部の長さは、金属等の弾性率の高い材質で構成された第２座金が被締結物に接することがない長さに設定されているため、第２座金により被締結物の表面を損傷することを防止できると共に、座金付きねじに対して被締結物が動く場合にも、被締結物が第２座金と擦れて不快な音を発することを防止できる等の利点がある。

本発明に係る座金付きねじのねじ込み中途の状態を示す断面図である。本発明に係る座金付きねじの正面図である。本発明に係る座金付きねじの平面図である。本発明に係る座金付きねじの締結状態を示す断面図である。本発明に係る座金付きねじの締結状態の説明用斜視図である。

以下、図面に基づいて本発明の一実施形態を説明する。
図１ないし図５において１は座金付きねじであり、フランジ付き六角形状の頭部２と、この頭部２に連続する円柱状の首下部３と、この首下部３に連続するねじ部４と、前記首下部３に組み付けられた座金５とから構成される。この座金付きねじ１の頭部２には、所定のねじ締め工具と係合可能な駆動部７ａが設けられており、また、前記ねじ部４には締結物６に設けられる下穴６ａにめねじを成形しながらねじ込み可能なおねじ４ａが形成されている。このように、本座金付きねじ１は相手材にめねじを成形しながら締結されるセルフタッピンねじとして構成されている。この座金付きねじ１の前記首下部３は、その直径φＤが、頭部２の直径よりも小さく、ねじ部４をねじ込む締結物６の下穴６ａの直径φｄ１よりも大きく、かつ被締結物７の取付穴７ａよりも小さく構成されている。また、首下部３の長さＬは、座金５の厚さｔ１に被締結物７の厚さｔ２を加えた厚さｔ３よりも短く、かつ座金５が変形する直前のねじ込み状態（図１に示す状態）において対向する首下部３の座面３ａと締結物６の着座面６ｂとの間隔ｔ４（以下、単に間隔ｔ４という）が座金５の厚さｔ１よりも小さくなる長さに設定されている。

前記座金５は円形の傘状を成しており、ねじ部４側に配置されてねじ部４の締結物６へのねじ込みに伴って弾性変形可能な第１座金５ａと、この第１座金５ａより頭部２側に配置された第２座金５ｂとを重合して接着することにより一体化して構成されている。この座金５は、第１座金５ａがゴム、第２座金５ｂが金属材料（ばね用ステンレス鋼）で構成されており、第１座金５ａよりも第２座金５ｂの方が弾性率が高い材料で構成されている。また、この座金５は、ゴムで成る第１座金５ａの中心穴が首下部３の直径よりも僅かに小さい直径に形成されており、ここに首下部３を押し込むことにより座金５は首下部３から脱落しないように保持されている。

本座金付きねじ１は、ゴムで成る第１座金５ａを金属製の第２座金５ｂに優先して変形させ、第１座金５ａの弾性力および摩擦力により被締結物７を締結しようとするものである。このため、前述の首下部３の長さＬは、前記間隔ｔ４が第１座金５ａの外縁の垂直方向の厚さｔ５よりも小さくなる長さに設定されている。これにより、第２座金５ｂが被締結物７に当接する前に首下部３を締結物６に着座させることが可能となり、第１座金５ａが第２座金５ｂに押し潰されて極端に変形することを防止し、第１座金５ａの弾性力および摩擦力を有効に作用させることが可能になる（図４参照）。

上記座金付きねじ１においては、締結物６に被締結物７を締結するに当たって、首下部３が被締結物７の取付穴７ａを通過可能であり、かつ締結物６の下穴６ａには進入できない。このため、ねじ部４を下穴６ａにねじ込んでいくと首下部３の座面３ａが締結物６の着座面６ｂ（下穴６ａ開口端面と同一面上の締結物６表面）に着座し、これにより締付けトルクが所定値まで高まって座金付きねじ１が締め付けられる。この時、首下部３の長さＬが上述の通りの寸法に構成されているため、座金５は頭部２の座面２ｂと被締結物７との間で、適度に弾性力を保った弾性変形状態となる。本実施形態においては、座金５が前述のようにゴムと金属材料の複合体として構成されているため、首下部３の着座している状態で第１座金５ａが優先的に変形し、第２座金５ｂはほとんど弾性変形を生じずに第１座金５ａの変形範囲を規制するように機能する。これにより、第１座金５ａの不規則な変形を防ぎ、それによって生じる弾性力や摩擦力の分散・減滅を防止できる。よって、被締結物７に第１座金５ａを良好に圧接させて、第１座金５ａの弾性力および摩擦力を均等に作用させることが可能になり、被締結物７を締結物６に安定的かつ確実に締結することが可能となる。一般にゴムなどの弾性変形しやすい座金を用いるとねじが緩みやすくなってしまうが、本発明では座金付きねじ１の首下部３が下穴６ａ開口端周辺に着座して所定の締付けトルクで締め付けられているため、座金付きねじ１自体の緩みも防止することができる。

被締結物７は、以上のような座金付きねじ１の締付け形態で締結物６に締結されるため、所定の力（第１座金５ａの摩擦力を超える力）を加えることで、図５中に矢印で示すように、座金付きねじ１回りの回転動作、あるいは被締結物７の取付穴７ａが長穴である場合には、その長手方向に移動させることが可能となる。このため、この座金付きねじ１を建築物の免震構造部材の締結などに用いる場合には、常時は免震構造部材を所定の締結力で締結された状態に保ち、地震発生時には、その揺れに伴う免震構造部材の作動を許容することが可能となる。また、首下部３の長さは金属製の第２座金５ｂが被締結物７に当接しない長さに設定されているため、前述のような被締結物７の作動時に第２座金５ｂによって被締結物７の表面が傷付けられるのを防止することができるとともに、第２座金５ｂと擦れてキシミ音などの不快な音が生じるのを防止することも可能である。

なお、以上の本発明の実施形態においては、座金付きねじ１はセルフタッピンねじとし、この座金付きねじ１をねじ込むために締結物６に下穴６ａを設ける例を紹介したが、締結物６に予めめねじを形成しておき、ここに座金付きねじをねじ込む構成としてもよい。このように構成する場合、座金付きねじの首下部の直径は、締結物のめねじの内径より大きく設定しておくとよい。また、座金としては、ゴムのみで構成された座金、スプリングワッシャや皿ばね座金等、ねじ部のねじ込みに伴って弾性変形可能な各種の座金を適用することができる。

１座金付きねじ
２頭部
２ａ駆動部
２ｂ座面
３首下部
３ａ座面
４ねじ部
４ａねじ山
５座金
５ａ第１座金
５ｂ第２座金
６締結物
６ａ下穴
６ｂ着座面
７被締結物
７ａ取付穴

Claims

所定のねじ締め工具が係合可能な駆動部を備えた頭部と、ねじ山を有するねじ部と、頭部とねじ部の間に設けられた首下部と、この首下部に配置されてねじ部の締結物へのねじ込みに伴って弾性変形可能な座金とから成り、
前記首下部は、
その直径Ｄがねじ部をねじ込む締結物の穴の直径よりも大きく、かつ被締結物の取付穴よりも小さく構成され、
またその長さＬが座金と被締結物の各厚さを加えた厚さｔ３よりも短く、かつ座金が変形する直前のねじ込み状態において対向する首下部座面と締結物着座面との間隔ｔ４が座金の厚さｔ１よりも小さくなる長さに構成されていることを特徴とする座金付きねじ。
前記座金は、ねじ部側に配置されてねじ部の締結物へのねじ込みに伴って弾性変形可能な第１座金と、頭部側に配置されて前記第１座金に重合する第２座金とから構成され、第２座金は第１座金より弾性率が高い材質で成ることを特徴とする請求項１に記載の座金付きねじ。
第１座金はゴム製であり、第２座金は金属製であることを特徴とする請求項２に記載の座金付きねじ。
首下部の長さＬは、座金と被締結物の各厚さを加えた厚さｔ３よりも短く、かつ座金が変形する直前のねじ込み状態において対向する首下部座面と締結物着座面との間隔ｔ４が第１座金の厚さｔ５よりも小さくなる長さに構成されていることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の座金付きねじ。