JP2017003098A - ワッシャ - Google Patents

Abstract

【課題】ボルトの回転位置によらず、緩み止め可能なワッシャを提供する。【解決手段】ワッシャ１０は、角柱形状を成すボルト頭部２１と、互いに締結される第１部材３０及び第２部材４０との間に介在する。ワッシャ１０は、ボルト軸部が挿入される貫通孔を有する基部１１と、基部１１に設けられ、第１部材３０が有する被係合部３５に係合する係合部１５と、貫通孔の軸線方向からみたとき基部１１の外縁から同一方向の両側に向かって延伸しており、外部から押圧を受けてボルト頭部２１に当接可能である２対の爪部１２１、１２２とを備えている。ボルト２０の回転位置によらず、２対の爪部１２１、１２２による計４つの爪部のうち、少なくとも２つの爪部は、ボルト頭部２１の側面２１７に接触することができる。【選択図】図１

Description

本発明は、ボルトの緩み止めに用いられるワッシャに関する。

従来、自動車の車両等の振動を受け易い所に使用されるボルトに対する緩み止め対策として、いわゆる舌付きワッシャ等、爪部を有するワッシャを用いることが知られている。具体的には、ボルトの締め付け後、ワッシャの爪部を折り曲げてボルト頭部の側面に接触させることにより、ボルトの回転を抑制する。例えば、特許文献１には、このような爪部を有する締結部材が開示されている。

特開２００６−１２２９２５号公報

一般に、ボルトの締め付けトルクが一定であっても、締め付け後のボルトの回転位置は様々になり得る。しかしながら、従来技術のワッシャを使用するためには、ボルトの締め付け後、ボルト頭部の側面とワッシャの爪部との互いの位置が合っていることが必要である。仮に、互いの位置がずれたままであると、ワッシャの爪部が折り曲げられたとき、爪部は、ボルト頭部の側面ではなく側面間の辺に線接触する可能性がある。この場合、爪部は、ボルトの回転を抑制できず、緩み止めは機能しない。よって、従来技術では、緩み止めが機能するように、作業者がボルトの回転位置や爪部の折り曲げ角度等を調整するという手間が必要になる。
なお、同様の問題は、ボルトと対になるナットに対してワッシャを用いる場合にも起こりうる。

本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、ボルト又はナットの回転位置によらず、緩み止め可能なワッシャを提供することを目的とする。

本発明のワッシャは、角柱形状を成すボルトの頭部又はナットと、被締結部材との間に介在するものであって、ボルトの軸部が挿入される貫通孔を有する基部と、基部に設けられ、被締結部材が有する被係合部に係合する係合部と、貫通孔の軸線方向からみたとき基部の外縁から同一方向の両側に向かって延伸しており、外部から押圧を受けてボルトの頭部又はナットに当接可能である２対以上の爪部と、を備える。ここで、２対以上の爪部の延伸方向は、ボルトの頭部又はナットによる角柱形状の底面の中心と頂点とを結ぶ線分同士の成す角とは異なる角を挟んで交わり、又は互いに平行である。

上記構成によれば、ボルト又はナットの回転位置によらず、２対以上の爪部のうち、いずれか２つ以上の爪部が、ボルトの頭部又はナットの側面に接触することができる。このため、ワッシャは、ボルト又はナットの回転位置によらず、ボルト又はナットの緩み止めを行うことができる。

本発明の第１実施形態によるワッシャが設けられた締結構造を示す斜視図であり、（ａ）は爪部のかしめ前、（ｂ）は爪部のかしめ後を示している。 図１の締結構造を示す断面図であり、（ａ）は爪部のかしめ前、（ｂ）は爪部のかしめ後を示している。 本発明の第１実施形態によるワッシャを示す平面図である。 図１の締結構造を示す平面図であり、（ａ）は爪部のかしめ前、（ｂ）は爪部のかしめ後を示している。 図１の締結構造の他の例を示す平面図であり、（ａ）は爪部のかしめ前、（ｂ）は爪部のかしめ後を示している。 本発明の第２実施形態によるワッシャを示す平面図である。 比較例によるワッシャが設けられた締結構造を示す平面図であり、（ａ）及び（ｂ）は、互いにボルトの回転位置が異なる例を示している。

以下、本発明の複数の実施形態によるワッシャについて、図面に基づいて説明する。複数の実施形態において、実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
［第１実施形態］
図１及び図２に示すように、本実施形態によるワッシャ１０は、第１部材３０と第２部材４０とを締結するボルト２０に対する緩み止めのために用いられる。まず、ボルト２０による締結構造について、図１（ａ）及び図２（ａ）を参照して説明する。

ボルト２０は、ボルト頭部２１およびボルト軸部２２を備えている。ボルト頭部２１は、多角柱形状（本実施形態では六角柱形状）を成しており、複数の側面２１７と２つの底面２１９とを有している。ボルト頭部２１において、一方の底面２１９からはボルト軸部２２が延びており、他方の底面２１９には締め付け工具用の穴２４が形成されている。なお、穴２４の形状は、十字に限られず、その他様々な形状であってもよい。

第１部材３０及び第２部材４０は、ボルト２０によって互いに締結されている。第１部材３０及び第２部材４０には、それぞれ、ボルト軸部２２が挿入される挿入孔３１、４１が設けられており、挿入孔３１とボルト軸部２２とは螺合している。
また、第１部材３０は、特許請求の範囲に記載の「被締結部材」に相当し、第２部材４０が取り付けられた部位よりもボルト頭部２１側に突出するように形成された被係合部３５を有している。後述するように、被係合部３５は、ワッシャ１０の係合部１５に係合する。

なお、本実施形態では、第１部材３０として、車両の自動変速機の作動油圧を制御するバルブを想定しており、第２部材４０として、バルブの変位を検出するレバーを想定している。このため、第２部材４０は、第１部材３０とワッシャ１０との間で回転可能であるように設けられている。

ワッシャ１０の構成について、図１〜図３を参照して説明する。なお、図３では、ワッシャ１０に対するボルト頭部２１の配置例を２点鎖線によって示している。

ワッシャ１０は、例えば金属製であり、基部１１、２対の爪部１２１、１２２、及び、係合部１５を一体に備えている。
基部１１は、全体として円形状に形成されており、その中心にはボルト軸部２２が挿入される貫通孔１１６が形成されている。なお、貫通孔１１６の軸線Ｐは、貫通孔１１６に挿入されたボルト２０の軸線と一致する。

各対の爪部１２１、１２２は、基部１１に設けられており、ワッシャ１０を貫通孔１１６の軸線方向からみたとき、基部１１の外縁から同一方向の両側に向かって延伸している。以下、一方の対をなす爪部１２１の延伸方向をＤ１とし、他方の対をなす爪部１２２の延伸方向をＤ２とする。ここで、延伸方向Ｄ１、Ｄ２は、互いに平行である。

爪部１２１、１２２は、基部１１に対して、貫通孔１１６の軸線方向の一方側に向かって屈曲した状態に形成されている。すなわち、ワッシャ１０は、ボルト２０に組み付けられる前、爪部１２１、１２２が既に屈曲した状態である。例えば、ワッシャ１０は、爪部１２１、１２２が屈曲した形状の型を用いた射出成形によって製造されることが好ましい。この場合、ワッシャ１０の製造後に爪部１２１、１２２を折り曲げる加工を必要としない。

係合部１５は、貫通孔１１６の軸線方向からみたとき、基部１１の外縁から爪部１２とは異なる側に延伸している。係合部１５は、第１部材３０の被係合部３５に当接することにより、第１部材３０に対するワッシャ１０の回転を抑制することができる。

以上の構成によるワッシャ１０は、図１及び図２に示すように、第２部材４０とボルト頭部２１との間に配置される。そして、ボルト２０が第１部材３０と第２部材４０とを締結した後、爪部１２１、１２２が外部から押圧を受けてボルト頭部２１に当接する、すなわち爪部１２１、１２２がボルト頭部２１にかしめられる。これによって、ワッシャ１０は、ボルト２０の緩み止めを行うことができる。
なお、爪部１２をかしめる方法は、例えば、かしめ装置のパンチ部９１が各対の爪部１２１、１２２を両側から挟み込む方法などがある（図２（ｂ）参照）。

（効果）
第１実施形態のワッシャ１０の効果について説明する。
（１）ワッシャ１０は、角柱形状を成すボルト頭部２１と、互いに締結される第１部材３０及び第２部材４０との間に介在するものである。また、ワッシャ１０は、ボルト軸部２２が挿入される貫通孔１１６を有する基部１１と、基部１１に設けられ、第１部材３０が有する被係合部３５に係合する係合部１５と、貫通孔１１６の軸線方向からみたとき基部１１の外縁から同一方向の両側に向かって延伸しており、外部から押圧を受けてボルト頭部２１に当接可能である２対の爪部１２１、１２２とを備えている。ここで、２対の爪部１２１、１２２の延伸方向Ｄ１、Ｄ２は、互いに平行である。

この構成による効果について、図７の比較例と対比しつつ、図４及び図５を参照して説明する。なお、図４及び図５、並びに、図７（ａ）及び図７（ｂ）では、締め付け後のボルト２０の回転位置が互いに異なる例を示している。
図７に示すように、比較例によるワッシャ１００は、従来技術と同様、ボルト頭部２１に接触可能な１つの爪部１２０を備えている。
ボルト２０の締め付け後、ボルト頭部２１の側面２１７が爪部１２０に対向する場合、爪部１２０は、外部から押圧を受けて側面２１７に接触することができる。これにより、ワッシャ１００はボルト２０の回り止めを行うことができる（図７（ａ）参照）。

しかしながら、ボルト２０の締め付け後、ボルト２０の回転位置がずれた場合、ボルト頭部２１の側面２１７間の辺２１６が爪部１２０に対向する。その状態のまま爪部１２０に外部からの押圧が加わると、爪部１２はボルト頭部２１の辺２１６に線接触する（図７（ｂ）参照）。すると、ワッシャ１００はボルト２０の回り止めを行うことができず、緩み止めが機能しなくなる。
よって、比較例によるワッシャ１００を用いて確実に緩み止めを行うためには、作業者がボルト２０の回転位置や爪部１２０の折り曲げ角度等を調整するという手間が必要になる。

これに対し、第１実施形態のワッシャ１０は、２対の爪部１２１、１２２を備えている。
各対の爪部１２１、１２２は、基部１１の外縁から同一方向の両側に向かって延伸している。このため、例えばかしめ装置のパンチ部９１は、各対の爪部１２１、１２２を両側から挟むことによって、各対の爪部１２１、１２２をボルト頭部２１にかしめることが可能である。

また、図４（ａ）（ｂ）に示すように、ボルト２０の締め付け後、ボルト頭部２１の側面２１７が各爪部１２１、１２２に対向する場合、各対の爪部１２１、１２２は、ボルト頭部２１を挟み込むようにして側面２１７に接触することができる。これにより、ワッシャ１０はボルト２０の回り止めを行うことができる。

一方、図５（ａ）（ｂ）に示すように、ボルト２０の締め付け後、ボルト２０の回転位置がずれた場合、ボルト頭部２１の側面２１７間の辺２１６が、２対の爪部１２１、１２２による計４つの爪部のうちの２つの爪部に対向する。このため、当該２つの爪部は、外部から押圧を受けると、ボルト頭部２１の辺２１６に線接触する。ただし、他の２つの爪部は、外部から押圧を受けると、ボルト頭部２１の側面２１７に当接することができる。

具体的には、本実施形態において、一対の爪部１２１のうち、一方の爪部１２１がボルト頭部２１の辺２１６に線接触し、他方の爪部１２１がボルト頭部２１の側面２１７に接触する。同様に、一対の爪部１２２のうち、一方の爪部１２２がボルト頭部２１の辺２１６に線接触し、他方の爪部１２２がボルト頭部２１の側面２１７に接触する。

よって、図５に示すように、ボルト２０の回転位置がずれた場合であっても、ボルト頭部２１の側面２１７に接触する爪部１２１、１２２が存在するため、ワッシャ１０は、ボルト２０の回り止めを行うことができる。

したがって、本実施形態によれば、ボルト２０の回転位置がどのような角度であっても、２対の爪部１２１、１２２のうち、少なくとも２つの爪部がボルト頭部２１の側面２１７に接触することができる。このため、ワッシャ１０は、ボルト２０の回転位置によらず、ボルト２０の緩み止めを行うことができる。
また、本実施形態は、従来技術のような作業者の調整を必要としないため、自動装置がボルト２０及びワッシャ１０を第１部材３０及び第２部材４０に組み付ける場合、特にかしめ装置などが爪部１２１、１２２をかしめる場合に好適である。

（２）本実施形態において、２対の爪部１２１、１２２の延伸方向Ｄ１、Ｄ２が互いに平行であることは、かしめ装置などが爪部１２１、１２２をかしめる場合にさらに好適である。具体的には、ワッシャ１０を直線方向に移動させることにより、かしめ装置に対して２対の爪部１２１、１２２を順に配置し、かしめることが可能になる。すなわち、ワッシャ１０を回転させたり、かしめ装置の配置を調整したりする必要がないため、かしめ作業にかかる時間を短縮すると共に、かしめ角度を安定させることができる。

（３）本実施形態において、各対の爪部１２１、１２２は、基部１１に対して、貫通孔１１６の軸線方向の一方側に向かって屈曲した状態に形成されている。
上記構成によれば、各対の爪部１２１、１２２を曲げ起こす工程を必要とせず、１方向へ押圧を加える１動作によって各対の爪部１２１、１２２をかしめることができる。このため、特にかしめ装置などを用いて爪部１２１、１２２をかしめる場合に好適である。また、かしめ時、爪部１２１、１２に必要なスペースを節約することができる。

なお、本実施形態では、ボルト頭部２１に締め付け工具用の穴２４が形成されている。このため、各対の爪部１２１、１２２が屈曲した状態に形成されていても、締め付け工具は、爪部１２１、１２２に干渉することなく、ボルト２０を締め付けることができる。

［第２実施形態］
第２実施形態のワッシャ１８について、図６を参照して説明する。第２実施形態のワッシャ１８は、２対の爪部１３１、１３２の延伸方向Ｄ１、Ｄ２について、第１実施形態とは異なる。なお、図６では、ワッシャ１８に対するボルト頭部２１の配置例を２点鎖線によって示している。

２対の爪部１３１、１３２の延伸方向Ｄ１、Ｄ２は、貫通孔１１６の軸線Ｐを通り、互いに角度αを挟んで交わっている。ここで、角度αは、ボルト頭部２１の底面２１９の中心と頂点とを結ぶ線分同士の成す角度βとは異なる。本実施形態では、ボルト頭部２１が六角柱形状であるため、角度αは６０度以外に設定されている。

このような構成によれば、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。すなわち、ボルトの回転位置によらず、２対の爪部１３１、１３２による計４つの爪部のうち、いずれかの２つの爪部がボルト頭部２１の側面２１７に接触することができる。例えば、一対の爪部１３１がボルト頭部２１の辺２１６に線接触する場合、他の一対の爪部１３２がボルト頭部２１の側面２１７に接触することができる。このため、ボルト２０の回転位置によらず、ワッシャ１８はボルト２０の緩み止めを行うことができる。

［他の実施形態］
第１実施形態では、ワッシャ１０の爪部１２１、１２２をかしめる方法として、かしめ装置を用いる方法を主に説明しているが、本発明はこれに限られず、作業者が工具を用いて手作業でかしめを行ってもよい。

本発明のワッシャは、３対以上の爪部を備えていてもよい。この場合にも、ボルトの回転位置によらず、ボルト頭部の側面に接触可能な爪部が存在するため、緩み止めを確実に行うことができる。

第１実施形態において、ワッシャ１０の係合部１５は、第１部材３０の被係合部３５に係合しているが、本発明はこれに限られない。例えば、第２部材が第１部材に対して回転しないように設けられている場合、ワッシャの係合部は、第２部材に設けられた被係合部に係合してもよい。この場合、第２部材が特許請求の範囲に記載の「被締結部材」に相当する。

また、本発明のワッシャの係合部は、上記実施形態のように被係合部に当接する構成に限られない。例えば、第１部材又は第２部材に「被係合部」としての穴が設けられている場合、この穴に挿入可能な形状に構成されていてもよい。

本発明のワッシャと共に用いられるボルトの構成や、ボルトによって互いに締結される第１部材及び第２部材の構成は、上記実施形態に例示したものに限られない。
例えば、ボルト頭部は、六角柱形状に限られず、八角柱形状など、他の多角柱形状であってもよい。また、第１部材及び第２部材は、自動変速機のバルブ及びレバーに限られず、互いに締結される他の様々な部材であってもよい。

なお、特許請求の範囲における「ボルト頭部の底面の中心と頂点とを結ぶ線分同士の成す角度」とは、隣接する線分同士の成す角度だけでなく、任意に選択される線分同士の成す角度も含まれる。例えば、第２実施形態にて参照する図６の角度βの整数倍も含むものである。

上記実施形態では、本発明のワッシャがボルトの緩みを抑制することについて説明しているが、本発明のワッシャは、ボルトと対になるナットに対しても同様の効果を奏することができる。
例えば、ボルト頭部、第２部材、第１部材、及びナットがこの順に配置される場合、本発明のワッシャがナットと第１部材との間に介在し、爪部がナットの側面に接触することにより、ナットの緩みを抑制することが可能である。

以上、本発明は上述の各実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の形態で実施することができる。

１０・・・ワッシャ
１１・・・基部
１１６・・・貫通孔
１２１、１２２、１３１、１３２・・・爪部
１５・・・係合部
２０・・・ボルト
２１・・・ボルト頭部（頭部）
２２・・・ボルト軸部（軸部）
３０・・・第１部材（被締結部材）
３５・・・被係合部

Claims (3)

1. 角柱形状を成すボルト（２０）の頭部（２１）又はナットと、被締結部材（３０）との間に介在するワッシャであって、
   前記ボルトの軸部（２２）が挿入される貫通孔（１１６）を有する基部（１１）と、
   前記基部に設けられ、前記被締結部材が有する被係合部（３５）に係合する係合部（１５）と、
   前記貫通孔の軸線方向からみたとき前記基部の外縁から同一方向の両側に向かって延伸しており、外部から押圧を受けて前記ボルトの頭部又は前記ナットに当接可能である２対以上の爪部（１２１、１２２、１３１、１３２）と、
   を備え、
   前記２対以上の爪部の延伸方向（Ｄ１、Ｄ２）は、前記ボルトの頭部又は前記ナットによる角柱形状の底面の中心と頂点とを結ぶ線分同士の成す角（β）とは異なる角（α）を挟んで交わり、又は、互いに平行であることを特徴とするワッシャ。
2. 前記２対以上の爪部の延伸方向は、互いに平行であることを特徴とする請求項１に記載のワッシャ。
3. 前記爪部は、前記基部に対して、前記貫通孔の軸線方向の一方側に向かって屈曲した状態に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のワッシャ。

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