JP2018091421A - ボルト・ナットの弛み止め構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 安定した弛み止め性能を確保できるようにしたボルト・ナットの弛み止め構造を提供する。
【解決手段】 ボルト軸部１０Ａの先端には小径軸部１０Ｂが形成され、ボルト軸部には雄ねじ１０Ｃが形成され、小径軸部にはボルト軸部の雄ねじに対して逆ねじの雄ねじ１０Ｄが形成される一方、弛み止めナット１３の頂面１３Ｃ側端部には雌ねじ１３Ａが形成されるとともに、内径がボルト軸部よりも大きい穴１３Ｂが弛み止めナットの座面１３Ｄから頂面側の雌ねじに向けて形成され、小径軸部の雄ねじに弛み止めナットが螺合されてその座面が締付けナットの頂面１２Ｂに競り合わされて締付けナットが弛み止めされるようになした。
【選択図】 図１

Description

本発明はボルト・ナットの弛み止め構造に関し、特に製造工程の複雑さを招来することなく、安定した弛み止め性能を確保できるようにした構造に関する。

ボルト・ナットを用いて被締結部材を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・ナットは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。

そこで、従来より、種々な弛み止め構造が提案されている。例えば、右ねじを有する雄ねじ棒のねじ山を横断するように左ねじを形成し、ねじ棒の右ねじに右ねじの締付けナットを、左ねじに左ねじの弛み止めナットを螺合させて競り合わせ、締付けナットの弛み止めを行うようにした弛み止め構造が知られている（特許文献１）。

特開２０１１−１９６４４９号公報

しかし、上記特許文献１記載の弛み止め構造ではねじ棒に右ねじを形成した後、右ねじのねじ山を横断するように左ねじを形成する必要があって、製造工程が煩雑になる。

本発明は、かかる問題点に鑑み、製造工程の煩雑さを招来することなく、安定した弛み止め性能を確保できるようにしたボルト・ナットの弛み止め構造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、ボルト頭部とボルト軸部の雄ねじに螺合された締付けナットとの間で被締結部材を締結し、締付けナットに弛み止めナットを競り合わせて締付けナットの弛み止めを行うようにしたボルト・ナットの弛み止め構造において、ボルトは雄ねじを有するボルト軸部と該ボルト軸部の雄ねじに対して逆ねじの雄ねじを有するボルト軸部先端側の小径軸部とからなる二重軸部構造をなす一方、上記弛み止めナットはその頂面側の穴内周面に上記ボルト小径軸部の雄ねじに螺合し得る雌ねじを有するとともに、内径が上記ボルト軸部よりも大きくかつ上記弛み止めナットの座面から頂面側の雌ねじに向う穴を有しており、上記小径軸部の雄ねじには上記弛み止めナットの座面が上記締付けナットの頂面に競り合わされる状態に上記弛み止めナットが螺合されていることを特徴とする。

本発明の特徴の１つはボルト軸部の先端に小径軸部を形成し、ボルト軸部と小径軸部に逆の雄ねじを形成するとともに、弛み止めナットを袋ナット形状とし、この弛み止めナットを小径軸部の雄ねじに螺合させてボルト軸部の雄ねじに螺合させた締付けナットの頂面に競らせるようにした点にある。

これにより、ボルト軸部の雄ねじに螺合させた締付けナットが逆ねじの袋ナット形状の弛み止めナットと競られ、締付けナットの締結位置に影響されることなく、締付けナットが弛むのを阻止できるので、安定した弛み止め性能を確保することができる。

また、本発明の第２の特徴はボルト軸部の先端に小径軸部を形成し、小径軸部にボルト軸部の雄ねじと逆ねじを形成し、これに弛み止めナットを螺合させて締付けナットと競らせるようにした点にある。

これにより、特許文献１記載の弛み止め構造のように、ボルト軸部に雄ねじを形成し、この雄ねじに逆ねじを加工する場合のような煩雑な製造工程を必要としない。

ところで、弛みの原因となる振動の影響は重量のあるものより軽量のものの方が受けにくい。本発明の場合、弛み止めナットを袋状ナットとし、締付けナットに比較して軽量化したので、振動の影響が少なく、弛み止め効果が大きい。

上記の例では弛み止めナットを袋状ナットとしたが、締付けナットと通常の弛み止めナットとの間に筒状部材を介在させ、弛み止めナットを螺進させて筒状部材を締付けナットに競らせるようにしてもよく、上記の例と同様の作用効果を奏する。

すなわち、本発明に係るボルト・ナットの弛み止め構造は、ボルト頭部とボルト軸部の雄ねじに螺合された締付けナットとの間で被締結部材を締結し、弛み止めナットによって締付けナットの弛み止めを行うようにしたボルト・ナットの弛み止め構造において、ボルトは雄ねじを有するボルト軸部と該ボルト軸部の雄ねじに対して逆ねじの雄ねじを有するボルト軸部先端側の小径軸部とからなる二重軸部構造をなし、上記弛み止めナットは穴内周面に上記ボルト小径軸部の雄ねじに螺合し得る雌ねじを有する一方、先端側の内径が上記ボルト軸部よりも大きくなった筒状部材が上記締付けナットの背後にて遊嵌状態で上記ボルト軸部に外嵌めされ、上記小径軸部の雄ねじには上記筒状部材の先端面と上記締付けナットの頂面及び上記筒状部材の先端面と上記弛み止めナットの座面とが競り合わされる状態に上記弛み止めナットが螺合されていることを特徴とする。

上記の例では弛み止めナットを袋ナット形状とし、あるいは弛み止めナットと筒状部材の２部品として締付けナットと競らせるようにしたが、締付けナットをその頂面内縁が小径軸部に対向するようなナット高さに形成し、小径軸部の弛み止めナットと競らせるようにしても、上記と同様に作用効果を奏する。この場合には弛み止めナットは袋ナットでもよいが、通常のナットが好ましい。

本発明に係るボルト・ナットの弛み止め構造は、ボルト頭部とボルト軸部の雄ねじに螺合された締付けナットとの間で被締結部材を締結し、締付けナットに弛み止めナットを競り合わせて締付けナットの弛み止めを行うようにしたボルト・ナットの弛み止め構造において、ボルトは雄ねじを有するボルト軸部と該ボルト軸部の雄ねじに対して逆ねじの雄ねじを有するボルト軸部先端側の小径軸部とからなる二重軸部構造をなす一方、上記締付けナットは頂面内縁が締付け時に上記小径軸部に対向する位置となるような高さを有し、上記弛み止めナットはその穴内周面に上記ボルト小径軸部の雄ねじに螺合し得る雌ねじを有し、上記小径軸部の雄ねじには上記弛み止めナットの座面が上記締付けナットの頂面に競り合わされる状態に上記弛み止めナットが螺合されていることを特徴とする。

締付けナットの弛み止め性能をより向上させる上で、小径軸部の雄ねじ及び弛み止めナットの雌ねじのピッチはボルト軸部の雄ねじ及び締付けナットの雌ねじのピッチよりも小さくするのがよい。弛み止めナットのねじピッチを締付けナットのねじピッチよりも小さくすると、リード角の違いから締付けナットの弛みが初期に開始され、弛み止めナットの締付け方向に働くので、本来の締付けナットの弛みを確実に防止できる。

ところで、弛み止めボルト・ナットのセットで重要なのは特殊ねじ、例えばＪＩＳに規定のないねじを使用することによって、使用に際して特別な設計が必要となるので、使用を嫌う傾向があるが、本件発明では規格、例えばＪＩＳ規格のままのねじを使用できるので、今までの設計を使用できる。

すなわち、本発明に係るボルト・ナットの弛み止め構造では締付けナットと弛み止めナットを組み合わせて使用する。ここで、締付けナットとボルトは規格、例えばＪＩＳＢ０２０５−１（一般メートルねじの基本山形）を満足し、ナット高さは呼び寸法の８割又は１０割で製造されることができる。
このため、ＪＩＳＢ１０８２（ねじの有効断面積及び座面の負荷荷重）を適用することができる。この特徴から、本発明に係るボルト・ナットの弛み止め構造ではＪＩＳＢ１０８３（ねじの締め付け通則）を満足し、被締結部材の締結に際して特別の配慮をせずに締付け作業管理が可能となる。

本発明に係る弛み止め構造を有するボルト・ナットの好ましい実施形態を示す断面構成図である。 上記実施形態におけるボルト、締付けナット及び弛み止めナットを示す分解斜視図である。 第２の実施形態におけるボルト・ナットの弛み止め構造を示す断面構成図である。 第３の実施形態におけるボルト・ナットの弛み止め構造を示す断面構成図である。

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及び図２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、ボルト１０はボルト軸部１０Ａの先端に小径軸部１０Ｂが一体的に形成されて二重軸部構造に構成され、ボルト軸部１０Ａには雄ねじ１０Ｃが転造ダイス、例えば平ダイスを用いて形成され、小径軸部１０Ｂには雄ねじ１０Ｄがボルト軸部１０Ａの雄ねじ１０Ｃに対して逆ねじに、しかもボルト軸部１０Ａの雄ねじ１０Ｃよりも小さいピッチで転造ダイス、例えば平ダイスを用いて形成されている。

他方、締付けナット１２はボルト軸部１０Ａの雄ねじ１０Ｃに螺合し得る寸法に製作され、弛み止めナット１３は頂面１３Ｃ側の端部内周面には雌ねじ１３Ａが小径軸部１０Ｂの雄ねじ１０Ｄに螺合し得る寸法に形成されるとともに、内径がボルト軸部１０Ａよりも大きい穴１３Ｂが弛み止めナット１３の座面１３Ｄから頂面１３Ｃ側の雌ねじ１３Ａに向けて形成されている。

今、ボルト１０の軸部１０Ａをワッシャ３２及び被締結部材３０、３１の穴に挿通してボルト軸部１０Ａの雄ねじ１０Ｃに締付けナット１２に螺合させ、ボルト１０・ナット１３を締め付ける方向に相対回転させた後、小径軸部１０Ｂの雄ねじ１０Ｄに弛み止めナット１３を螺合させて螺進させ、弛み止めナット１３の座面１３Ｄを締付けナット１２の頂面１２Ｂに競り合わせる。

このとき、締付けナット１２が弛み方向に回転しようとすると、逆ねじの弛み止めナット１３と競り合わされているので、締付けナット１２は弛み方向に回転することはできず、弛み止めされる。

また、弛み止めナット１３は袋ナット形状をなしているので、締付けナット１２の位置に関係なくボルト軸部１０Ａに対して螺進させることができ、締付けナット１２に強く競り合わせることができ、安定した弛み止め性能を得ることができる。

図３は第２の実施形態を示し、図において図１と同一符号は同一又は相当部分を示す。本例では弛み止めナット１３には通常のナットが用いられ、弛み止めナット１３と締付けナット１２との間には筒状部材１４が介在されている。

この筒状部材１４は終端部を除いてボルト軸部１０Ａよりも大きな内径に製作され、筒状部材１４は締付けナット１２の背後にて遊嵌状態でボルト軸部１０及び小径軸部１０Ｂに外嵌めされ、小径軸部１０Ｂの雄ねじ１０Ｄには弛み止めナット１３が螺合され、筒状部材１４の先端面と締付けナット１２の頂面１２Ｂ、及び筒状部材１４の後端面と弛み止めナット１３の座面１３Ｄとが競り合わされる状態に締付けられている。

今、ボルト１０の軸部１０Ａをワッシャ３２及び被締結部材３０、３１の穴に挿通してボルト軸部１０Ａ及び小径軸部１０Ｂに筒状部材１４を遊嵌し、雄ねじ１０Ｃに締付けナット１２に螺合させ、小径軸部１０Ｂの雄ねじ１０Ｄに弛み止めナット１３を螺合させ、ボルト１０・ナット１３を締め付ける方向に相対回転させた後、小径軸部１０Ｂの雄ねじ１０Ｄに対して弛み止めナット１３を螺進させると、筒状部材１４の両端面を弛み止めナット１３の座面１３Ｄ及び締付けナット１２の頂面１２Ｂに競り合わせ、これによって締付けナット１２の弛み止めを行うことができる。

図４は第３の実施形態を示し、図において図１と同一符号は同一又は相当部分を示す。本例では締付けナット１２はボルト軸部１０Ａの雄ねじ１０Ｃに螺合し得る寸法に製作されるとともに、締付けナット１２の頂面内縁が締付け時に小径軸部１０Ｂの雄ねじ１０Ｄに対向する高さとなるようなナット高さに形成され、又弛み止めナット１３は小径軸部１０Ｂの雄ねじ１０Ｄに螺合し得る雌ねじ１３Ａが形成された通常のナットが使用されている。

今、ボルト１０の軸部１０Ａをワッシャ３２及び被締結部材３０、３１の穴に挿通してボルト軸部１０Ａの雄ねじ１０Ｃに締付けナット１２に螺合させ、ボルト１０・ナット１３を締め付ける方向に相対回転させた後、小径軸部１０Ｂの雄ねじ１０Ｄに弛み止めナット１３を螺合させて螺進させ、弛み止めナット１３の座面１３Ｄを締付けナット１２の頂面１２Ｂに競り合わせることができる。

このとき、締付けナット１２が弛み方向に回転しようとすると、逆ねじの弛み止めナット１３と競り合わされているので、締付けナット１２は弛み方向に回転することはできず、弛み止めされる。

１０ ボルト
１０Ａ ボルト軸部
１０Ｂ 小径軸部
１０Ｃ 雄ねじ
１０Ｄ 逆ねじの雄ねじ
１２ 締付けナット
１２Ｂ 頂面
１３ 弛み止めナット
１３Ａ 逆ねじの雄ねじ
１３Ｂ 穴
１３Ｃ 頂面
１３Ｄ 座面
１４ 筒状部材

Claims (4)

1. ボルト頭部とボルト軸部の雄ねじに螺合された締付けナットとの間で被締結部材を締結し、締付けナットに弛み止めナットを競り合わせて締付けナットの弛み止めを行うようにしたボルト・ナットの弛み止め構造において、
   ボルトは雄ねじを有するボルト軸部と該ボルト軸部の雄ねじに対して逆ねじの雄ねじを有するボルト軸部先端側の小径軸部とからなる二重軸部構造をなす一方、上記弛み止めナットはその頂面側の穴内周面に上記ボルト小径軸部の雄ねじに螺合し得る雌ねじを有するとともに、内径が上記ボルト軸部よりも大きくかつ上記弛み止めナットの座面から頂面側の雌ねじに向う穴を有しており、上記小径軸部の雄ねじには上記弛み止めナットの座面が上記締付けナットの頂面に競り合わされる状態に上記弛み止めナットが螺合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. ボルト頭部とボルト軸部の雄ねじに螺合された締付けナットとの間で被締結部材を締結し、弛み止めナットによって締付けナットの弛み止めを行うようにしたボルト・ナットの弛み止め構造において、
   ボルトは雄ねじを有するボルト軸部と該ボルト軸部の雄ねじに対して逆ねじの雄ねじを有するボルト軸部先端側の小径軸部とからなる二重軸部構造をなし、上記弛み止めナットは穴内周面に上記ボルト小径軸部の雄ねじに螺合し得る雌ねじを有する一方、先端側の内径が上記ボルト軸部よりも大きくなった筒状部材が上記締付けナットの背後にて遊嵌状態で上記ボルト軸部に外嵌めされ、上記小径軸部の雄ねじには上記筒状部材の先端面と上記締付けナットの頂面及び上記筒状部材の先端面と上記弛み止めナットの座面とが競り合わされる状態に上記弛み止めナットが螺合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。
3. ボルト頭部とボルト軸部の雄ねじに螺合された締付けナットとの間で被締結部材を締結し、締付けナットに弛み止めナットを競り合わせて締付けナットの弛み止めを行うようにしたボルト・ナットの弛み止め構造において、
   ボルトは雄ねじを有するボルト軸部と該ボルト軸部の雄ねじに対して逆ねじの雄ねじを有するボルト軸部先端側の小径軸部とからなる二重軸部構造をなす一方、上記締付けナットは頂面内縁が締付け時に上記小径軸部に対向する位置となるような高さを有し、上記弛み止めナットはその穴内周面に上記ボルト小径軸部の雄ねじに螺合し得る雌ねじを有し、上記小径軸部の雄ねじには上記弛み止めナットの座面が上記締付けナットの頂面に競り合わされる状態に上記弛み止めナットが螺合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。
4. 上記小径軸部（１０Ｂ）の雄ねじ（１０Ｄ）は上記ボルト軸部（１０Ａ）の雄ねじ（１０Ｃ）よりも小さいピッチに形成されている請求項１又は２記載のボルト・ナットの弛み止め構造。
   

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