JP2020180651A - 緩み止めボルトと部材連結構造と部材連結方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 頭部に工具係止部を備えないボルトであっても締め付け容易であり、締め付け時に部材に傷が付かず、締め付け後は緩み難い緩み止めボルトと部材連結構造を提供する。【解決手段】 緩み止めボルトは、頭部裏面に食い込み用又は圧接用の突起を備え、当該突起はボルト軸に螺合したナットを締め付け回転させてボルト軸をナット側に引き寄せると、連結する部材に食い込み又は圧接可能である。ボルトは頭部裏面であってボルト軸の根元に角根がある角根ボルトであってもよい。【選択図】図１

Description

本発明は緩み止めボルトと、重ねた二枚以上の部材を当該ボルトを使用して連結した締め付け物連結構造及び部材連結方法に関する。

ボルトには従来から各種形状のものがある。その一つとして、本件出願人が先に開発して特許出願した座金付きボルトがある（特許文献１〜７）。これら座金付きボルトは、ボルトの頭部裏面の根元側に座金を抜け落ちないようにセットしたものであり、ボルトを締め付け回転させると、頭部裏面の頭部突起と座金上面の座金上面突起とが噛み合って座金が締め付けられ、逆方向へは回転し難くなって緩みを防止できるようにしたものである。

特開２００６−２４２３２４号公報 特開２００６−３０７９６５号公報 特開２０１１−０３８５９６号公報 特開２０１５−２１８８７４号公報 特開２０１５−２２４６７１号公報 特開２０１５−２３００４１号公報 特開２０１６−０１４４５０号公報

特許文献１〜７の座金付きボルトは、緩みにくいという利点はあるが、ボルトの頭部を工具で回転させて、座金を木材、金属板等の部材に締め付けて連結するものであるため、頭部に工具係止部がないボルト、例えば、頭部にプラスドライバーを嵌合可能なプラス溝がないボルト、頭部にマイナスドライバーを嵌合可能なマイナス溝がないボルト、頭部輪郭形状が角形でない（回転工具を係止できない）丸頭ボルトや平頭ボルトには応用できなかった。また、ボルト頭部の締め付け回転が強くなり過ぎると座金が回転し、座金裏面に突設されている突起が回転して、ボルトとそれに螺合したナットの締め付けにより連結する部材に突起の廻り傷が付くことがある。このため、傷を嫌う部材の連結には使用できないとか、使用しにくいという難点がある。

本発明の解決課題は、回転させにくいボルト又は回転させることのできないボルト、例えば、頭部に工具係止部がない丸頭ボルトや平頭ボルト等（以下、「係止部無ボルト」という。）であっても容易に締め付け可能であり、部材に突起の廻り傷が付かず、締め付け後は緩み難くなる緩み止めボルトと、そのボルトを使用した部材連結構造及び部材連結方法を提供することにある。

本発明の緩み止めボルトは、係止部無ボルトの頭部裏面に突起があり、この突起は係止部無ボルト軸へのナットの締め付け回転により当該ボルト軸を金属板、木材等の部材側に引き込むと、部材に食い込み可能又は圧接可能なものである。係止部無ボルトは頭部裏面に角形の突起（角根）を備えた角根付きボルトであっても、角根付でないボルトであってもよい。前記ナットには汎用のナットを使用することも、本件発明者が先に開発した座金付きナット、即ち、ナットの頭部裏面に座金が抜け落ちないようにセットされた座金付きナットを使用することもできる。

本発明の部材連結構造は、重ねた二以上の部材に開口されている通孔にボルト軸が貫通し、通孔から突出しているボルト軸に螺合したナットを締め付け回転することにより、前記二以上の部材が連結されたものであり、ボルトが本発明の緩み止めボルトであり、当該緩み止めボルトのボルト軸に螺合されたナットの締め付け回転により当該ボルトが部材側に引き寄せられて、前記緩み止めボルトの頭部裏面の突起が部材に食い込み又は圧接して二以上の部材が連結されたものである。

緩み止めボルトが角根付きボルトの場合は、重ねた二以上の部材の通孔にボルト軸を貫通すると共に、部材に開口されている嵌合孔に角根付きボルトの角根が差し込まれて嵌合し、そのボルト軸に螺合したナットの締め付け回転により、当該ボルトが部材側に引き寄せられて、前記ボルトの頭部裏面の突起が部材に食い込み又は圧接して二以上の部材が連結された連結構造である。

本発明の部材連結方法は、重ねた二枚以上の部材の通孔に、本発明の緩み止めボルトのボルト軸を貫通させ、部材から突出したボルト軸にナットを螺合させ、前記緩み止めボルトを全く又は殆ど回転させることなく、前記ナットを締め付け回転させて緩み止めボルトをナット側に引き寄せて、当該緩み止めボルトの頭部裏面の突起を部材に食い込み又は圧接させて、前記部材を連結する方法である。緩み止めボルトが角根付きの場合は、その角根を前記部材の通孔に嵌合し、その状態でナットを締め付け回転させる。この場合も、緩み止めボルトは全く又は殆ど回転させない。

本発明の緩み止めボルトは、ナットの締め付け回転によりボルトのネジ軸がナット側に引き寄せられると、部材に食い込み又は圧接可能な突起があるため、緩み止めボルトを工具で回転操作しなくても、ナットを締め付け回転させることにより二枚以上の部材を連結することができ、締め付け時に突起が回転して部材に擦り傷が付くこともない。しかも、締め付け後のボルトの緩みが防止される。

本発明の部材連結構造は、緩み止めボルトの突起が部材に食い込むか圧接しているため、ボルトの緩みが防止される。座金付きナットを使用すれば連結後の緩み止めが確実になる。

本発明の部材連結方法は、緩み止めボルトを回転させずに締め付けるため、ボルト頭部裏面の突起が接する部材に、当該突起の廻り傷が付かず、廻り傷があるために、ボルトが廻り傷に沿って緩み方向に回転して、締め付けが緩み易くることもない。

本発明の緩み止めボルトの第１の例であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は（ａ）の底面図、（ｃ）は突起の説明図。 本発明の緩み止めボルトの第２の例であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は（ａ）の底面図。 本発明の緩み止めボルトの第３の例であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は（ａ）の底面図、（ｃ）は突起の一例の断面図、（ｄ）は突起の他例の断面図。 本発明の緩み止めボルトの第４の例であり、ボルトが角根付きボルトの場合であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は（ａ）の底面図。 本発明の緩み止めボルトの第５の例であり、（ａ）〜（ｄ）は突起の異なる例を示す底面図。 （ａ）は図１（ａ）の緩み止めボルトで二枚の部材を上下に重ねて連結する場合であってナット螺合前の説明図、（ｂ）はナット締め付け後の連結構造図。 （ａ）は図４（ａ）の緩み止めボルトで二枚の部材を上下に重ねて連結する場合であってナット螺合前の説明図、（ｂ）はナット締め付け後の連結構造図。 本発明の緩み止めボルトに螺合する座金付きナットであり、（ａ）（ｂ）は一枚の座金を備えた場合の異なる例の側面図。 本発明の緩み止めボルトに螺合する座金付きナットであり、（ａ）（ｂ）は二枚の座金を備えた場合の異なる例の側面図。

（緩み止めボルトの実施形態１）
ボルトには各種形状、構造のものがあり、例えば、丸頭ボルトや平頭ボルト等がある。これらボルトには頭部裏面のボルト軸の付け根に角形の突起（角根）が付いている角根付きのものボルトもある。本発明の緩み止めボルトは、既存のボルト、特に、丸頭ボルトや平頭ボルトであって、その頭部に工具係止部がなく、ボルトを回転させて締め付けることのできない係止部無ボルトを改良して、緩み止め機構を設けたものである。

本発明の緩み止めボルトの一例として図１（ａ）〜（ｃ）に示すものは、基本形状及び構造が既存の丸頭ボルトと同じであり、頭部に工具係止部のない係止部無ボルト１の頭部２の頂面（上面）３が弧面状であり、頭部２の裏面にボルト軸（ネジ軸）４があり、頭部１の裏面５に緩み止め用の突起６が突設されている。

突起６の形状、構造、突出箇所、材質等は、ボルトの締め付け時に、部材Ａ又はＢ（図６（ａ）（ｂ））に食い込むものである。図１（ａ）〜（ｃ）の突起６は頭部２の裏面周方向４箇所に突設されており、いずれも図１（ｃ）のように下向きに尖鋭にして、部材Ａ（図６（ｂ））に食い込み易くしてある。係止部無ボルト１が金属製の場合は、頭部２の裏面をプレスして突起６を突設してある。係止部無ボルト１が樹脂製の場合は頭部２の成形時に頭部２の裏面に突出させて成形してある。突起６の形状、突出長、突出箇所は任意に設計できる。

（緩み止めボルトの実施形態２）
緩み止めボルトの実施形態２として図２（ａ）（ｂ）に示すものは、基本的構成は実施形態１と同様である。異なるのは突起６の本数、形状、突設箇所である。図２（ａ）（ｂ）では本数が６本、形状は横長、突設箇所は頭部裏面５の外周縁部である。

（緩み止めボルトの実施形態３）
緩み止めボルトの実施形態３として図３（ａ）（ｂ）に示すものも、基本的構成は実施形態１と同様である。異なるのは突起６の形状、突設箇所である。図３（ａ）（ｂ）の突起６は連続山形であり、頭部裏面５の周方向にリング状に連続している。突起６の形状は図３（ｃ）のような山形でも、図３（ｄ）のような半円状の波形でも、その他の形状でもよい。

（緩み止めボルトの実施形態４）
緩み止めボルトの実施形態４として図４（ａ）（ｂ）に示すものは、係止部無ボルト１が頭部２の裏面５であってネジ軸４の付け根に突起（角根）７を備えたものである。この場合、頭部２の裏面５に設けた突起６は角根７の厚さよりも長くして、突起６の先端部が角根７の下まで突出するようにしてある。

（緩み止めボルトの実施形態５）
実施形態１〜４の突起６はいずれも、頭部２の裏面５をプレスしてその裏面から突出させたものであるが、図５（ａ）〜（ｄ）に示す実施形態４は頭部２の裏面５にゴム、樹脂といった弾性材製の突起６を取り付けたものである。この突起６の形状、構造、サイズ、取付け箇所、取付け数等は任意に設計できる。弾性材の材質も任意に選択できる。取り付け手段は接着、頭部２の裏面５に形成した凹部への圧入等であってもよい。一例として図５（ａ）に示すものは三角形のリング状であり、図５（ｂ）に示すものは星形のリング状であり、図５（ｃ）に示すものは三角錐のチップであり、図５（ｄ）に示すものは細長チップ状である。

（部材連結構造の実施形態１）
本発明の部材連結構造の実施形態の一例を以下に説明する。一例として図６（ａ）（ｂ）に示すものは、図１（ａ）の緩み止め付きボルト（角根なし係止部無ボルト）を使用した例であり、連結する二枚の板状の部材Ａ、Ｂに開口されている通孔に図１（ａ）の角根無し係止部無ボルト１を差し込み、部材Ｂの先に突出したネジ軸４の先端側にナット８を螺合し、そのナット８を締め付け回転させて角根無し係止部無ボルト１をナット８側に引き寄せて、図６（ｂ）のように突起６を部材Ａの表面に食い込ませたものである。

（部材連結構造の実施形態２）
本発明の部材連結構造の実施形態の他例を図７（ａ）（ｂ）に示す。これは図４（ａ）の緩み止め付きボルト（角根付きボルト）を使用した例であり、連結する二枚の板状の部材Ａ、Ｂに開口されている通孔に図４（ａ）の係止部無ボルト１のボルト軸４を差し込むと共に部材Ａに開口されている嵌合孔Ｃ内に角根７を差込んで嵌合し、その状態で、ボルト軸４の先端側にナット８を螺合し、そのナット８を締め付け回転させて係止部無ボルト１をナット８側に引き寄せて、図７（ｂ）のように突起６を部材Ａの表面に食い込ませたものである。ナット８を回転させるとき、前記係止部無ボルト１を回転させると突起６も回転し、突起６が接する部材Ａ又は部材Ｂに突起６の回転跡が付くことがある。この回転跡が付かないようにするためには、係止部無ボルト１は全く回転しないか又はできるだけ回転しないようにするのが望ましい。

［ナット］
図６（ａ）、図７（ａ）のナット８は既存のナットであるが、本発明では既存のナットに代えて座金付きナット９（図８（ａ）、図９（ａ））を使用することもできる。

図８（ａ）の座金付きナット９はナット本体１０の裏面に一枚の座金１１を抜け落ちないようにセットしてあり、ナット本体１０の頭部裏面に頭部裏面突起１２を、座金１１の表面に座金表面突起１３を備えたものである。頭部裏面突起１２と座金表面突起１３はナット本体１０の頭部を締め付け回転させると互いに噛み合って締め付けられ、逆方向には回転しにくい傾斜の山形突起としてある。座金１１の裏面の座金裏面突起１４はない場合もある。

図８（ｂ）の座金付きナット９もナット本体１０に一枚の座金１１を取り付けたものであり、ナット本体１０の頭部裏面に頭部裏面突起１２を、座金１１の表面に座金表面突起１３を抜け落ちないようにセットしたものである。頭部裏面突起１２は多数の山形突起が頭部裏面の周方向に連続するものであるが、座金表面突起１３は座金表面周方向数箇所に設けた単独の突起であり、ナット本体１０の頭部を締め付け回転させると、座金表面突起１３が頭部裏面突起１２のいずれかの山に係止して締め付けられ、逆方向には回転しにくいようにしてある。座金裏面突起１４はナット本体１０の頭部を締め付け回転させると上の部材Ａに食い込むように下向きに先鋭にしてある。

図９（ａ）のナット本体１０に二枚の座金１１、１５を抜け落ちないように取り付けたものであり、ナット本体１０の頭部裏面１０ａが平面であり、上座金１１の表面に上座金表面突起１３が、裏面に上座金裏面突起１４があり、下座金１５の表面に下座金表面突起１６が、裏面に下座金裏面突起１７がある。上座金表面突起１３はナット本体１０の頭部を締め付け回転させるとナット本体１０の頭部裏面１０ａに食い込むように上向きに先鋭にしてある。上座金裏面突起１４と下座金表面突起１６はナット本体１０の頭部を締め付け回転させると、互いに噛み合って締め付けられる連続山形にしてある。下座金裏面突起１７はナット本体１０の頭部を締め付け回転させると上の部材Ａに食い込むように下向きに先鋭にしてある。

図９（ｂ）の座金付きナット９もナット本体１０に二枚の座金１１、１５を抜け落ちないように取り付けたものであり、ナット本体１０の頭部裏面に連続山形の頭部裏面突起１２が、上座金１１の表面に上座金表面突起１３があり、頭部裏面突起１２は多数の山形突起が頭部裏面の周方向に連続するものである。上座金表面突起１３は座金表面周方向数箇所に突設してあり、ナット本体１０の頭部を締め付け回転させると、上座金表面突起１３が頭部裏面突起１２のいずれかの山に係止して締め付けられ、逆方向には回転しにくいようにしてある。上座金裏面突起１４と下座金表面突起１６は共に、ナット本体１０の頭部を締め付け回転させると、互いに噛み合って締め付けられる連続山形にしてある。下座金裏面突起１７はナット本体１０の頭部を締め付け回転させると上の部材Ａに食い込むように下向きに先鋭にしてある。

（部材連結方法の実施形態１）
本発明の部材連結方法は、ボルトのボルト軸にナットを螺合して重ねた二枚以上の部材を連結する方法である。この場合、重ねた部材Ａ、Ｂの通孔に、本発明の緩み止めボルト１のボルト軸４を貫通させ、部材Ａ、Ｂから突出したボルト軸４にナット８を螺合させ、前記緩み止めボルト１を全く又は殆ど回転させることなく、前記ナット８を締め付け回転させて緩み止めボルト１をナット８側に引き寄せて、当該緩み止めボルト１の頭部裏面５の突起６を部材Ａ、Ｂに食い込み又は圧接させて、前記部材Ａ、Ｂを連結する。

（部材連結方法の実施形態２）
この実施形態は、基本的には、部材連結方法の実施形態１と同様であり、異なるのは、緩み止めボルト１が角根付きの場合であり、その角根７を前記部材Ａ、Ｂの通孔に嵌合させ、その状態でナット８を締め付け回転させることである。この場合も、緩み止めボルト１は全く又は殆ど回転させない。

前記実施形態はあくまでも本発明の一例である。突起の形状、本数、座金の形状、山の噛み合い構造等は、本発明の課題を解決可能な限りにおいて、図示した以外であってもよい。

１ 係止部無ボルト
２ （係止部無ボルトの）頭部
３ （頭部の）頂面（上面）
４ ボルト軸（ネジ軸）
５ （頭部の）裏面
６ 突起
７ 角根
８ ナット
９ 座金付きナット
１０ ナット本体
１０ａ （ナット本体の）頭部裏面
１１ 座金（上座金）
１２ 頭部裏面突起
１３ 座金表面突起（上座金表面突起）
１４ 座金裏面突起（上座金裏面突起）
１５ 座金（下座金）
１６ 下座金表面突起
１７ 下座金裏面突起
Ａ、Ｂ 部材
Ｃ 嵌合孔

Claims (10)

1. 頭部とボルト軸を備えたボルトであり、
   前記頭部の裏面に食い込み用又は圧接用の突起を備え、
   前記突起はボルト軸に螺合したナットを締め付け回転させて、ボルト軸をナット側に引き寄せることにより、連結する部材に食い込み又は圧接可能である、
   ことを特徴とする緩み止めボルト。
2. 頭部とボルト軸を備え、頭部裏面に角根があるボルトであり、
   前記頭部の裏面に食い込み用又は圧接用の突起があり、
   前記突起はボルト軸に螺合したナットを締め付け回転させて、ボルト軸をナット側に引き寄せることにより、連結する部材に食い込み又は圧接可能である、
   ことを特徴とする緩み止めボルト。
3. 請求項１又は請求項２記載の緩み止めボルトにおいて、
   ボルトが頭部に工具を係止できる工具係止部がないボルトである、
   ことを特徴とする緩み止めボルト。
4. 請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の緩み止めボルトにおいて、
   突起が、頭部裏面周方向に連続する連続山形突起である、
   ことを特徴とする緩み止めボルト。
5. 請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の緩み止めボルトにおいて、
   突起が、山形であり、頭部裏面に単独で設けられたものである、
   ことを特徴とする緩み止めボルト。
6. 請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の緩み止めボルトにおいて、
   突起が弾性材製である、
   ことを特徴とする緩み止めボルト。
7. 重ねた二枚以上の部材がボルトとナットで連結された部材連結構造において、
   ボルトが請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の緩み止めボルトであり、
   ナットが汎用品又は二枚の座金がナット本体に抜け落ちないようにとセットされた座金付きナットであり、
   緩み止めボルトのボルト軸が部材の通孔を貫通し、部材から突出したボルト軸に螺合させたナットの締め付け回転により、緩み止めボルトがナット側に引き寄せられて、当該緩み止めボルトの頭部裏面の突起が部材に食い込み又は圧接している、
   ことを特徴とする部材連結構造。
8. 重ねた二枚以上の部材がボルトとナットで連結された部材連結構造において、
   ボルトが請求項２から請求項６のいずれか１項に記載の角根付きの緩み止めボルトであり、
   ナットが汎用品又は二枚の座金がナット本体に抜け落ちないようにとセットされた座金付きナットであり、
   緩み止めボルトのボルト軸が、重ねた二枚以上の部材の通孔を貫通し、緩み止めボルトの角根が前記二枚以上の部材の嵌合凹部に嵌合しており、
   前記部材から突出したボルト軸に螺合したナットの締め付け回転により、緩み止めボルトがナット側に引き寄せられて、当該緩み止めボルトの頭部裏面の突起が部材に食い込み又は圧接している、
   ことを特徴とする部材連結構造。
9. 重ねた二枚以上の部材をボルトとナットで連結する部材連結方法において、
   ボルトが請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の緩み止めボルトであり、
   ナットが汎用品又は二枚の座金がナット本体に抜け落ちないようにとセットされた座金付きナットであり、
   緩み止めボルトのボルト軸を部材の通孔を貫通させ、部材から突出したボルト軸にナットを螺合させ、前記緩み止めボルトを全く又は殆ど回転させることなく、前記ナットを締め付け回転させて緩み止めボルトをナット側に引き寄せて、当該緩み止めボルトの頭部裏面の突起を部材に食い込み又は圧接させて、前記部材を連結する、
   ことを特徴とする部材連結方法。
10. 重ねた二枚以上の部材がボルトとナットで連結する部材連結方法において、
    ボルトが請求項２から請求項６のいずれか１項に記載の角根付きの緩み止めボルトであり、
    ナットが汎用品又は二枚の座金がナット本体に抜け落ちないようにとセットされた座金付きナットであり、
    緩み止めボルトのボルト軸を、重ねた二枚以上の部材の通孔を貫通させ、緩み止めボルトの角根を前記二枚以上の部材の嵌合凹部に嵌合させ、部材から突出したボルト軸にナットを螺合させ、前記緩み止めボルトを全く又は殆ど回転させることなく、前記ナットを締め付け回転させて緩み止めボルトをナット側に引き寄せて、当該緩み止めボルトの頭部裏面の突起が部材に食い込み又は圧接させて、前記部材を連結する、
    ことを特徴とする部材連結方法。

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