JP2016211649A - ボルト・ナットの弛み止め構造及びそれに用いるボルト - Google Patents

Abstract

【課題】 ボルトの雄ねじ強度及び弛み止め性能を保証できるようにしたボルト・ナットの弛み止め構造及びそれに用いるボルトを提供する。【解決手段】 ボルト軸部１０Ａには右ねじ又は左ねじの台形ねじ１０Ｂが形成され、該台形ねじの頂面には第２のねじ１０Ｃが頂面に接する仮想円筒上にて連続し、しかも台形ねじのピッチよりも小さいピッチでかつ台形ねじに対して逆ねじとなるように形成され、台形ねじには締付けナット１１が螺合され、第２のねじにはロックナット１２が螺合され、ロックナットが締付けナットと競られることによって締付けナットの戻り回転が阻止されていることを特徴とする。【選択図】 図１

Description

本発明はボルト・ナットの弛み止め構造及びそれに用いるボルトに関し、特にボルトの雄ねじ強度及び弛み止め性能を保証できるようにした構造及びボルトに関する。

ボルト・ナットを用いて締結する方式は多くの構造物において採用されている。ボルトは被締結部材に形成した雌ねじに単純に螺合し締付け、あるいは被締結部材を挿通して裏側のナットに単純に螺合し締付けただけでは、座面の陥没による弛み、ねじ締結体の接触部のあらさ、うねりあるいは形状誤差による初期弛み、軸力の静的な変動あるいは動的な変動に起因するナットの戻り回転などにより、締結の弛みが生ずることが懸念される。

これに対し、ボルト雄ねじに右ねじ半部と左ねじ半部を交互に重複して設け、右ねじのナットと左ねじのナットをダブルナット状に重ねて螺合して弛み止めを行うようにした弛み止め構造が提案されている（特許文献１）。

特許第４６６３８１３号公報

しかし、特許文献１記載の弛み止め構造ではナットの雌ねじはボルト雄ねじの周方向の１／２程度のねじ山と噛合するので、雄ねじの一部で雌ねじからの荷重を受けなければならず、雄ねじのねじ山が損傷することが懸念される。

本発明はかかる問題点に鑑み、ボルトの雄ねじ強度及び弛み止め性能を保証できるようにしたボルト・ナットの弛み止め構造及びそれに用いるボルトを提供することを課題とする。

そこで、本発明に係るボルト・ナットの弛み止め構造は、被接合部材の挿通穴にボルト軸部を挿通し、ボルト軸部に締付けナットを螺合して締め付けるようにしたボルト・ナットの締結構造において、ボルト軸部には右ねじ又は左ねじの台形ねじが形成され、該台形ねじの頂面には第２のねじが上記頂面に接する仮想円筒上にて上記台形ねじのピッチよりも小さいピッチでかつ上記台形ねじに対して逆ねじとなるように形成され、上記台形ねじには締付けナットが螺合され、上記第２のねじにはロックナットが螺合され、該ロックナットが上記締付けナットと競られることによって上記締付けナットの戻り回転が阻止されていることを特徴とする。

本発明の特徴の１つはボルト軸部に右ねじ又は左ねじの台形ねじを形成し、台形ねじの頂面に台形ねじよりも小さいピッチの第２のねじを台形ねじとは逆ねじ、つまり左ねじ又は右ねじとなるように形成し、台形ねじに締付けナットを螺合させ、第２のねじにロックナットを螺合させるようにした点にある。

これにより、ロックナットは締付けナットと競り合うが、ロックナットは締付けナットのピッチに比較して小さいピッチであること、さらに締付けナットと逆方向のつる巻線を有するロックナットが螺合されているので、衝撃や軸力の変動に起因して締付けナットと競り合ったロックナットが回転しようとしても回転できず、締付けナットの戻り回転を確実に阻止できることとなる。

また、台形ねじはボルト軸部の全周に形成されているので、ボルト雄ねじの強度は特許文献１記載の弛み止め構造のようにナットの雌ねじがボルト雄ねじの周方向の１／２程度のねじ山と噛合する場合に比較して荷重を雄ねじ全体で受けることができ、雄ねじのねじ山が損傷するおそれが少ない。

台形ねじ頂面の第２のねじの形状は特に限定されないが、ねじの加工性及び雌雄のねじの噛み合いを考慮すると、三角ねじが好ましい。

また、台形ねじ頂面に第２のねじを形成した上述のボルトも斬新である。すなわち、本発明に係るボルト・ナットの弛み止め構造に用いられるボルトは、ボルト軸部に締付けナットを螺合し、ロックナットによって締付けナットの戻り回転を阻止するようにしたボルト・ナットの弛み止め構造において用いられ、ボルト軸部には台形ねじが形成され、該台形ねじの頂面には上記頂面に接する仮想円筒上にて連続する第２のねじが上記台形ねじのピッチよりも小さいピッチでかつ上記台形ねじに対して逆ねじとなるように形成されており、上記台形ねじには締付けナットが螺合され、上記第２のねじにはロックナットが螺合され、該ロックナットが上記締付けナットと競られることによって上記締付けナットの戻り回転が阻止されるようになっていることを特徴とする。

本発明のボルト・ナットの弛み止め構造の好ましい実施形態を示す断面図である。 上記実施形態においてボルト軸部、締付けナット及びロックナットを示す図である。 上記実施形態におけるボルト軸部と締付けナット及びロックナットの噛合状態を示す図である。

以下、本発明を図面に示す具体例に基づいて詳細に説明する。図１ないし図３は本発明に係るボルト・ナットの弛み止め構造の好ましい実施形態を示す。図において、被接合部材１４、１５はボルト１０、締付けナット１１及びロックねじナット１２によって締め付け接合されている。

ボルト１０は六角状の頭部と軸部１０Ａとからなり、軸部１０Ａには台形ねじ１０Ｃが右ねじとなるように形成され、台形ねじ１０Ｂの頂面には第２のねじ１０Ｃが頂面に接する仮想円筒上にて連続し、しかも台形ねじ１０Ｃのピッチよりも小さいピッチでかつ台形ねじ１０Ｂに対して逆ねじ、つまり左ねじとなるように形成されている。

他方、締付けナット１１には台形ねじ１０Ｃは噛合し得る寸法の雌ねじが形成され、ロックナット１２には第２のねじ１０Ｃと噛合し得る寸法の雌ねじが締付けナット１１の雌ねじに対して逆ねじとなるように形成されている。

被接合部材１４、１５を接合する場合、図１に示されるように、被接合部材１４、１５の挿通穴にボルト軸部１０Ａを挿通し、ボルト１０の頭部と締付けナット１１を適当な工具で把持し、ボルト軸部１０Ａの台形ねじ１０Ｂに締付けナット１１を螺合させ、所定の軸力が得られるトルクで締め付ける。

その後、図３（ａ）（ｂ）に示されるように、第２のねじ１０Ｃにロックナット１２を螺合させ、締付けナット１１とは逆方向に回転させて螺進させ、締付けナット１１の頂面に当接させて押し付け、締付けナット１１とロックナット１２を一体化する。

この状態で締付けナット１１が締結の弛む方向に回転、つまり戻り回転しようとすると、ロックナット１２が締付けナット１１と一体化され、しかもロックナット１２は締付けナット１１とは逆ねじであるので、締付けナット１１は廻り止めされ、ボルト１０と締付けナット１１の締結が弛むことはない。

しかも、第２のねじ１０Ｃは台形ねじ１０Ｂに比較して小さいピッチであるので、衝撃や軸力の変動に起因してロックナット１２が戻り回転してもボルト軸線方向にはほとんど後退せず、締付けナット１１の戻り回転を確実に阻止できることとなる。

本例の弛み止め構造の効果を確認すべく、弛み試験を行った。試験機はアメリカ航空機規格・ＮＡＳ３３５０規格相当機を使用し、振動時間最大１７分、振幅１１ｍｍ、振動数１７８０ｒｐｍ、振動ストローク１９ｍｍとした。本例の弛み止め構造ではＳＳ４００の六角引き抜き材から強度区分４．８のボルトブランクを削りだし、Ｍ１６でピッチ４ｍｍのメートル台形右ねじ、第２のねじはＭ１６でピッチ１ｍｍのメートル三角左ねじを形成し、締付けナット及びロックナットは台形ねじ及び第２のねじと噛合し得る寸法に形成した。

比較例として、Ｍ１６並目ねじのボルトを用い、２つのナットで締結したもの（比較例１）、１つのナットで締結したもの（比較例２）、Ｍ１７並目ねじのボルトを用い、１つのナットで締結したもの（比較例３）に対して上記同様の弛み試験を行った。ただし、比較例１については２回弛み試験を行った。

弛み試験の結果、本例の弛み止め構造では日を変えて２回試験を行っこところ、最大振動時間１７分が経過しても全く弛みは生じなかった。これに対し、比較例１では５７秒、１分５５秒で弛みが発生した。比較例２では３７秒で、比較例３は１分７秒で弛みが発生した。

その結果、本例の弛み止め構造によって優れた弛み止め効果を発揮し、締結の信頼性を大幅に向上できることが確認された。

１０ ボルト
１０Ａ 軸部
１０Ｂ 台形ねじ
１０Ｃ 第２のねじ
１１ 締付けナット
１２ ロックナット
１４，１５ 被締結部材

Claims (3)

1. 被接合部材の挿通穴にボルト軸部を挿通し、ボルト軸部に締付けナットを螺合して締め付けるようにしたボルト・ナットの締結構造において、
   ボルト軸部（１０Ａ）には台形ねじ（１０Ｂ）が形成され、該台形ねじ（１０Ｂ）の頂面には上記頂面に接する仮想円筒上にて連続する第２のねじ（１０Ｃ）が上記台形ねじ（１０Ｂ）のピッチよりも小さいピッチでかつ上記台形ねじ（１０Ｂ）に対して逆ねじとなるように形成され、上記台形ねじ（１０Ｂ）には締付けナット（１１）が螺合され、上記第２のねじ（１０Ｃ）にはロックナット（１２）が螺合され、該ロックナット（１２）が上記締付けナット（１１）と競られることによって上記締付けナット（１１）の戻り回転が阻止されていることを特徴とするボルト・ナットの弛み止め構造。
2. 上記第２のねじ（１０Ｃ）が三角ねじである請求項１記載のボルト・ナットの弛み止め構造。
3. ボルト軸部に締付けナットを螺合し、ロックナットによって締付けナットの戻り回転を阻止するようにしたボルト・ナットの弛み止め構造において用いられ、
   ボルト軸部（１０Ａ）には台形ねじ（１０Ｂ）が形成され、該台形ねじ（１０Ｂ）の頂面には上記頂面に接する仮想円筒上にて連続する第２のねじ（１０Ｃ）が上記台形ねじ（１０Ｂ）のピッチよりも小さいピッチでかつ上記台形ねじ（１０Ｂ）に対して逆ねじとなるように形成されており、
   上記台形ねじ（１０Ｂ）には締付けナット（１１）が螺合され、上記第２のねじ（１０Ｃ）にはロックナット（１２）が螺合され、該ロックナット（１２）が上記締付けナット（１１）と競られることによって上記締付けナット（１１）の戻り回転が阻止されるようになっていることを特徴とするボルト・ナットの弛み止め構造に用いるボルト。
   

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