JP2023181155A - 締結具 - Google Patents

Abstract

【課題】ボルトに螺着したナットが弛緩してしまうのを抑制すること。【解決手段】本発明では、ボルト２とナット３、４とからなる締結具１において、ボルト２の基端部（頭部）側に、第１のナット３を螺着するための第１のネジ部９を形成するとともに、ボルト２の先端具側に、第２のナット４を螺着するための第２のネジ部１０を形成し、第２のネジ部１０の呼び径を，第１のネジ部９の谷径よりも小さくするとともに、第２のネジ部１の螺旋方向を、第１のネジ部９とは逆向きにし、第１のナット３と第２のナット４とを連結具５で連結することとした。また、第２のナット４の外寸を、第１のナット３の外寸と同一又は第１のナット３の外寸よりも小さくし、連結具５に第１及び第２のナット３、４と嵌合する挿通孔１２、１３を形成することにした。また、連結具５の脱落を防止するための脱落防止具６を設けることとした。【選択図】図１

Description

本発明は、ボルトとナットとからなる締結具に関するものである。

従来より、締結具としては、ボルトと、ボルトに形成したネジ部に螺着するナットとで形成したものが広く利用されている。

このボルトとナットとからなる締結具では、締結後に振動等の影響によってナットがボルトのネジ部で回転して弛緩してしまうおそれがあった。

そのため、これまでにナットの弛緩を抑制するために様々な構造の締結具が開発されており、その中には、ボルトに２個のナットを螺着する構造の締結具も開発されている（たとえば、特許文献１参照。）。

特開２０１６－２１１６４９号公報

しかしながら、上記従来のボルトとナットとからなる締結具では、振動等の影響によってボルトに螺着した２個のナットが交互に弛緩することがあり、ナットの弛緩を良好に抑制することができないものであった。

そこで、請求項１に係る本発明では、ボルトとナットとからなる締結具において、ボルトの基端部（頭部）側に、第１のナットを螺着するための第１のネジ部を形成するとともに、ボルトの先端部側に、第２のナットを螺着するための第２のネジ部を形成し、第２のネジ部の呼び径を、第１のネジ部の谷径より小さくするとともに、第２のネジ部の螺旋方向を、第１のネジ部とは逆向きにし、第１のナットと第２のナットとを連結具で連結することにした。

また、請求項２に係る本発明では、前記請求項１に係る本発明において、前記第２のナットの外寸を、第１のナットの外寸と同一又は第１のナットの外寸よりも小さくし、連結具に第１及び第２のナットと嵌合する挿通孔を形成することにした。

また、請求項３に係る本発明では、前記請求項１又は請求項２に係る本発明において、前記連結具の脱落を防止するための脱落防止具を設けることにした。

そして、本発明では、以下に記載する効果を奏する。

すなわち、本発明では、ボルトとナットとからなる締結具において、ボルトの基端部（頭部）側に、第１のナットを螺着するための第１のネジ部を形成するとともに、ボルトの先端部側に、第２のナットを螺着するための第２のネジ部を形成し、第２のネジ部の呼び径を、第１のネジ部の谷径よりも小さくするとともに、第２のネジ部の螺旋方向を、第１のネジ部とは逆向きにし、第１のナットと第２のナットとを連結具で連結することにしているため、振動等の影響を受けても第１のナットと第２のナットとが連結具で連結されていることによって第１のナットと第２のナットとが交互に弛緩することが無く、第１のナット及び第２のナットの弛緩を良好に抑制することができる

特に、前記第２のナットの外寸を、第１のナットの外寸と同一又は第１のナットの外寸よりも小さくし、連結具に第１及び第２のナットと嵌合する挿通孔を形成することにした場合には、第１のナットと第２のナットとを連結具で被覆することができ、第１のナットや第２のナットの螺着部分に雨水や油等の侵入を防止することができ、より一層、第１のナット及び第２のナットの弛緩を良好に抑制することができる。

また、前記連結具の脱落を防止するための脱落防止具を設けることとした場合には、連結具の脱落によって第１のナットや第２のナットが弛緩してしまうのを防止することができ、これによっても、より一層、第１のナット及び第２のナットの弛緩を良好に抑制することができる。

本発明に係る締結具を示す説明図。 締結した状態の締結具を示す背面説明図（ａ）、側面説明図（ｂ）、側面断面図（ｃ）、正面説明図（ｄ）。 締結具による締結方法を示す説明図。 本発明の他の実施態様に係る締結具を示す説明図。 本発明の他の実施態様に係る各部品を比較した説明図 他の実施態様における締結した状態の締結具を示す背面説明図（ａ）、側面説明図（ｂ）、側面断面図（ｃ）、正面説明図（ｄ）。 他の実施態様における締結具による締結方法を示す説明図。 他の実施態様における締結した状態を示す側面断面図

以下に、本発明に係るボルトとナットとからなる締結具の具体的な構成について図面を参照しながら説明する。

図１及び図２に示すように、締結具１は、ボルト２と、第１のナット３と、第２のナット４と、連結具５と、脱落防止具６とで構成している。

ボルト２は、六角柱状の頭部７の前側（先端側）に概略円柱状のネジ部８を前後に伸延させた状態で形成している。

このボルト２のネジ部８は、ボルト２の基端部（頭部７）側に第１のナット３を螺着するための第１のネジ部９を形成するとともに、ボルト２の先端部側に第２のナット４を螺着するための第２のネジ部１０を形成している。

第１のネジ部９は、谷径がＤ１で、呼び径がＤ２で、螺旋方向（螺着方向）が右回りに形成されている。

第２のネジ部１０は、谷径がｄ１で、呼び径がｄ２で、螺旋方向（螺着方向）が左回りに形成されている。

ここで、第２のネジ部１０は、呼び径ｄ２を第１のネジ部９の谷径Ｄ１よりも小さくするとともに、第２のネジ部１０の螺旋方向を第１のネジ部９とは逆向きにしている。なお、第１のネジ部９の螺旋方向を左回りに形成するとともに第２のネジ部１０の螺旋方向を右回りに形成してもよい。

また、ボルト２は、ネジ部８（第２のネジ部１０）の先端部に脱落防止具６を取付けるための上下に貫通する貫通孔１１を形成している。

第１のナット３は、六角柱の頭部の外寸がＤ３で、頭部の中央にボルト２の第１のネジ部９に螺着されるネジ部が形成されている。

第２のナット４は、六角柱の頭部の外寸がｄ３で、頭部の中央にボルト２の第２のネジ部１０に螺着されるネジ部が形成されている。

ここで、第２のナット４は、頭部の外寸ｄ３を第１のナット３の頭部の外寸Ｄ３よりも小さくしている。なお、第２のナット４の頭部の外寸ｄ３を第１のナット３の頭部の外寸Ｄ３と同一にしてもよい。

連結具５は、前後に伸延させた円柱状の外形を有し、中央に前後に貫通する挿通孔を形成している。この挿通孔は、後側（基端側）の第１の挿通孔１２が第１のナット３の頭部と嵌合する外寸がＤ３の六角形断面となっており、前側（先端側）の第２の挿通孔１３が第２のナット４の頭部と嵌合する外寸がｄ３の六角形断面となっている。なお、連結具５は、上記構造に限られず、第１のナット３と第２のナット４とを連結して、いずれか一方のナット３、４だけがボルト２に対して単独で回転することができないような構造であればよい。

脱落防止具６は、ボルト２に形成した貫通孔１１に装着されるスナップピンを用いている。小野田暗く防止具６は、ボルト２に装着することで、連結具５の前端（先端）に当接して、連結具５が第１のナット３や第２のナット４から脱落してしまうのを防止している。なお、脱落防止具６は、上記構造に限られず、連結具５の脱落を防止することができる構造であればよい。

締結具１は、以上に説明したように構成しており、この締結具１を用いて２個の部材14、１５を締結するには、まず、図３（ａ）に示すように、部材１４、１５に形成した挿通孔にボルト２のネジ部８を挿通させる。

次に、図３（ｂ）に示すように、ボルト２の第１のネジ部９に第１のナット３を螺着する。その際に、第１のナット３は、ボルト２の第１のネジ部９に強固に(適正な締め付けトルクで）螺着する。なお、第２のネジ部１０の呼び径ｄ２を第１のネジ部の谷径Ｄ１よりも小さくしているために、第１のナット３を第２のネジ部１０を通過させた後に第１のネジ部９に螺着することができる。

次に、図３（ｃ）に示すように、ボルト２の第２のネジ部１０に第２のナット４を螺着する。その際に、第２のナット４は、ボルト２の第２のネジ部１０に強固に（適正な締め付けトルクで）螺着する。

次に、図３（ｄ）に示すように、連結具５を第１のナット３及び第２のナット４に装着する。その際には、連結具５の第１の挿通孔１２に第１のナット３の頭部を嵌合させるとともに、第２の挿通孔１３に第２のナット４の頭部を嵌合させる。なお、第２のナット４の外寸ｄ３を第１のナット３の外寸Ｄ３と同一又は第２のナット３の外寸Ｄ３よりも小さくしているために、連結具５の第１の挿通孔１２を第２のナット４を通過させた後に第１のナット３の頭部と嵌合させることができる。ここで、連結具５の第１及び第２の挿通孔１２、１３は、ボルト２に第１及び第２のナット３、４を強固に(適正な締め付けトルクで）螺着させた状態で第１及び第２のナット３、４の頭部が良好に嵌合するように予め形成されている。連結具５は、予め第１及び第２の貫通孔１２、１３を形成したものに限られず、ボルト２に第１及び第２のナット４を螺着した後に、溶融状態の樹脂を第１及び第２のナット３、４の頭部の外周に付着させ、その後、樹脂が硬化することによって、第１及び第２の挿通孔１２、１３が形成された連結具５となるようにしてもよい。

最後に、図３（ｅ）に示すように、ボルト２の貫通孔１１に脱落防止具６(スナップピン）を挿入してボルト２の先端に脱落防止具６を連結具５の先端に当接（近接）させた状態で取り付ける。

このように締結された状態では、振動等の影響を受けて第１のナット３が弛緩する方向に回転しようとしても、第１のナット３に連結具５を介して連結されている第２のナット４が強固に螺着されていてそれ以上回転することができないために、第１のナット３が弛緩する方向に回転しようとするのを阻止することができる。なお、振動等の影響を受けて第２のナット４が弛緩する方向に回転しようとしても、第２のナット４に連結具５を介して連結されている第１のナット３が強固に螺着されていてそれ以上回転することができないために、第２のナット４が弛緩する方向に回転しようとするのを阻止することができる。

次に他の実施形態について説明する。尚、これまで説明した実施態様と共通する部分については説明を省略する。本実施形態では、第１のナット３と第２のナット４の六角柱の頭部の外寸を、その形状及び寸法が互いに同一である合同とすることが望ましい。すなわち、ここでいう合同とは、図４及び５に示したように、第１及び第２のナットの頭部を同一形状、同一外寸とすることを意味する。また、図５において、第１及び第２のナット３、４の頭部中央孔として表現されているネジ部は、それぞれボルト２の第１及び第２のネジ部９、１０に螺着されるため適合した大きさとなる。すなわち、第１のナット３のネジ部は、ボルト２の第１のネジ部９に螺着される大きさに形成され、第２のナット４のネジ部は、ボルト２の第２のネジ部１０に螺着される大きさに形成される。このように、第１及び第２のナットの頭部を合同とすることで、連結具５の中央を貫通する挿通孔１２として形成される孔の形状を、第１及び第２のナット頭部が嵌合する同一径の単純な六角柱形状に形成することができる。これにより、連結具５の挿通孔１２を形成するための加工が極めて容易となり、より安価に連結具５を製造することができる。また、ボルト２に第１及び第２のナットを締結した後の連結具を嵌合させる作業においても、嵌合させる方向を考慮する必要がなく、より容易に行うことができ、作業効率の向上が期待できる。更に、連結具５の挿通孔１２が同一径の単純な六角柱形状とできることで、より汎用性のある連結具となる。すなわち、これまで説明したように、第１及び第２のナットのそれぞれが挿通孔内のどの位置で固定されるかは、固定される素材や使用するナット頭部の厚みによって異なることとなるため、第１及び第２のナットが合同でない場合には、それぞれのナットの固定位置を考慮して挿通孔の径を変化させる個所（すなわち、前述の実施態様における第１及び第２の挿通孔１２、１３の接続箇所）を予め決める必要が生じる。しかし、２つのナットを合同とし、挿通孔が同一径の単純な六角柱形状の場合には、どの位置に第１及び第２ナットが固定されるのかを考慮する必要がなくなる。これにより、１つの連結具で、様々な素材の厚みやナット頭部の厚みに容易に対応できる利点がある。

このように第１及び第２のナットの頭部を合同とする場合でも、本発明の締結具を用いた締結方法は、前述の実施態様の場合の手順と同様である。参考までに図６、７に、２つのナット頭部が合同である場合の締結状態、締結方法を示した。このようにして締結された本発明の締結具は、頭部が合同である第１及び第２のナットをそれぞれネジ部の螺旋方向を逆向きにして締結し、連結具で連結することにより、第１及び第２のナットは同じ方向へのみ回転することとなる。これにより、第１のナット及び第２のナットの弛緩を良好に抑制することができる。この作用について次に詳説する。

本発明の締結具を用いて素材を締結した後、本発明の締結具がナットを緩めようとする力に対してどのように作用するかを以下に説明する。まず、第１のナット３を緩めようとする力が働いた場合、第１のナット３が右締めの場合には、左に回るときに第１のナット３が緩んでしまうことになる。このような第１のナット３を左へ回そうとする力が働く場合、その左に回ろうとする動きが連結具５に伝わるため、第２のナット４に対しても左へ回ろうする力が働くこととなる。しかし、第２のナット４が左へ回る場合、それは第２のナット４を締めようとする動きとなる。このように、左に回転しようとする力が働くと、第１のナット３と第２のナット４は、図の左右方向からそれぞれ押し合う形となって、第１のナット３は左方向へ、第２のナット４は右方向へ互いに圧力を加える形となる。このため、どちらも回転が抑止されることなって回ることができない。このような作用により、第１のナット３を緩めようとする力が働いた場合でも、第１のナット３が緩むことはない。

これとは逆に、第２ナット４を緩めようとする力が働く場合、第２のナット４が左締めであれば、右に回ってしまうと第２のナット４が緩んでしまうことになる。このように、第２のナット４を右へ回そうとする力が働くと、その右に回ろうとする動きが連結具５に伝わるため、第１のナット３に対しても右へ回ろうする力が働くこととなるが、第１のナット３が右へ回る場合、それは第１のナット３を締めようとする動きとなる。更に、そもそも第１のナット３は、締結時において、少なくとも素材がしっかり固定され動かない程度に締められているはずである。すなわち、第１のナット３は、それ以上、締める方向（右方向）へは回ることができない状態となっていることとなる。このように第１のナット３が右へ回転できない以上、連結器によって同じ方向へしか回転できない状態である第２のナット４も緩む方向である右方向へ回転することができない。すなわち、このような作用により、第２のナット４を緩めようとする力が働いた場合でも、第２のナット４が緩むことはない。

本発明の締結具を用いる場合、固定される素材の厚みによって、締結後の第１のナット３と第２のナット４の固定位置が異なることとなる。しかし、素材の厚みの違いがあっても、これまで説明した本発明の締結具が有する緩まない効果に差異が生じることがないことを次に説明する。まず、素材の厚みが薄い場合について、図８（ａ）を参照しつつ説明する。この場合、素材の厚みと第１ナット３の厚みの合計よりも、ボルト２の第１のネジ部９の長さが長いため、第１のネジ部９が余った状態で第１のナット３が固定されることとなる。そして、第２のナット４は、自己の内径と適合しない第１のネジ部９へと進むことができないため、ボルト２の第２のネジ部１０の根本（ボルト２の頭部側）で止まることとなる。よって、図８（ａ）のように、締結後の第１のナット３と第２のナット４は互いに離れた位置で固定されることとなる。すなわち、第１のナット３と第２のナット４の間にはスペースＳ１が生じる。しかし、この状態においても、本発明の締結具では連結具５によって第１のナット３と第２のナット４が連結されているため、一方の回転しようとする力は、他方へも同方向へ回転しようとする力として伝わることとなる。すなわち、前述の説明のように、第１のナット３が右締めの場合、第１のナット３を緩める方向（左方向）へ回転させようとする力は、連結器を通じて第２ナット４を同方向(左）へ回転させようとする力となって伝わる。しかし、左締めとなる第２のナット４が左回転（すなわち締まる方向）へ回転しようとしても、内径が適合しない第１のネジ部９へと進むことはできないため、第２のネジ部根本で止まった状態が維持される。すちわち、連結器を通じて第２のナット４を左へ回転させ締めようとする力が働いたとしても、それ以上は図の右方向へ進むことができないのであるから、右へ進むために必要な左回転ができないこととなる。このように、第２のナット４の左回転が抑止される限り、その回転を抑止する力は連結器を通じて第１のナット３へも伝わり、第１のナット３の左回転も抑止されることなる。従って、第１のナットは緩む方向である左回転ができないため、緩むことはない。

逆に、第２ナット４を緩めようとする力（右回転）が働いたとしても、連結器を通じて第１のナット３を右回転（締める方向）させる力となるため、既に素材を固定するまでに締め付けられている第１のナット３をそれ以上締めることが難しいため、第１のナット３はほとんど回転できないこととなる。このように第１のナット３の右回転を抑止する力は連結器を通じて第２のナット４に伝わるため、第２のナット４が緩もうとする力（右回転）は抑止され、第２ナット４が緩むことはない。尚、図８（ａ）の状態において生じるスペースＳ１は、図のように連結具５で覆われた密閉空間となるため、雨水等の侵入がなく耐久性に問題が生じる心配がないことは前述のとおりである。

次に、図８（ｂ）に示した素材が厚い場合について説明する。この場合、素材の厚みと第１ナット３の厚みの合計は、ボルト２の第１のネジ部９の長さよりも長くなるため、第１のナット３は、その一部が第１のネジ部９からはみ出て、第２のネジ部にかかった状態で固定されることとなる。この状態で第２のナット４を締めると、第２のナット４は第１のナット３に接触したところでそれ以上は進む（締める）ことができずに固定されることとなる。この状態では、図８（ｂ）のように、第１のナット３の内径内部に、第１のナット３が第２のネジ部にはみ出た部分についてスペースＳ２が生じることとなる。このスペースＳ２は、図のようにボルトのネジ部と第１のナット３の内径、第２のナット４の底面部（図の右側）で密閉された空間となるため、雨水等の侵入がないことは素材が薄い場合と同様である。この場合、第１のナット３が右締めの場合、第１のナット３を緩める方向(左）へ回転させようとする力が働いたとしても、連結具５を通じて、左締めである第２のナット４を左回転させる力（締めようとする力）として伝わることになる。従って、第１のナット３は左へ、第２のナット４は右へと押し合う状態となって、互いに回転を抑止することとなる。よって、第１のナット３は緩むことがない。また、この状態で第２のナット４を緩めようとする力が働く場合も、素材が薄い場合と同様に、連結具５によって一体に接続されている第１のナット３が回転を抑止することにより、第２のナット４が緩むことはない。

このように、本発明の締結具では、互いに逆ネジとなっている第１のナット３と第２のナット４がしっかりと締められた状態で、その外側を連結具５で覆われ、第１のナット３と第２のナット４が連結された状態となっていれば、第１のナット３と第２のナット４は一方が回転しようとしても、他方がその方向への回転を抑止する状態で固定されることとなる。このため、連結具が外れない限り、第１のナット３と第２のナット４のいずれも緩むことはなく、振動等の外力を受けたとしても、本発明の締結具はその固定された「緩まない」状態を維持することとなる。逆に言えば、本発明の締結具では、連結具が振動等の外力によって外れることがない状態であることが望まれる。本明細書では、実施態様の一例として、ボルト２に脱落防止具６を固定する挿通孔１３を設ける例を開示したが、これに限らず、連結器が外れて脱落することを防止できる固定手段であればどのような方法であってもいいことは前述のとおりである。金具で固定する方法の他、樹脂で固着する方法、接着剤等で接着する方法等、公知の方法で固定することができる。

以上に説明したように、上記締結具１は、ボルト２の基端部（頭部）側に、ナット３を螺着するための第１のネジ部９を形成するとともに、ボルト２の先端部側に、第２のナット４を螺着するための第２のネジ部１０を形成し、第２のネジ部１０の呼び径ｄ２を、第１のネジ部９の谷径Ｄ１よりも小さくするとともに、第２のネジ部１０の螺旋方向を、第１のネジ部９とは逆向きにし、第１のナット３と第２のナット４とを連結具５で連結する構成となっている。

そのため、上記構成の締結具１では、振動等の影響を受けても第１のナット３と第２にナット４とが連結具５で連結されていることによって第１のナット３と第２のナット４とが交互に弛緩することが無く、第１のナット３及び第２のナット４の弛緩を良好に抑制することができる。

また、上記締結具１は、第２のナット４の外寸ｄ３を、第１のナット３の外寸Ｄ３と同一又は第１のナット３の外寸Ｄ３よりも小さくし、連結具５に第１及び第２のナット３、４と嵌合する挿通孔（第１の挿通孔１２及び第２の挿通孔１３、又は第１の挿通孔１２のみ）を形成した構成となっている。

そのため、上記構成の締結具１では、第１のナット３と第２のナット４とを連結具５で被覆することができ、第１のナット３や第２のナット４の螺着部分に雨水や油等の侵入を防止することができ、より一層、第１のナット３及び第２のナット４の弛緩を良好に抑制することができる。

また、上記締結具１は、連結具５の脱落を防止するための脱落防止具６を設けた構成となっている。

そのため、上記締結具１では、連結具５の脱落によって第１のナット３や第２のナット４が弛緩してしまうのを防止することができ、これによっても、より一層、第１のナット３及び第２のナット４の弛緩を良好に抑制することができる。

以上に説明した構成により、本発明の締結具１は、締結後に、振動等の緩めようとする外力が働いたとしても絶対に緩まない締結具となる。

１ 締結具
２ ボルト
３ 第１のナット
４ 第２のナット
５ 連結具
６ 脱落防止具
７ 頭部
８ ネジ部
９ 第１のネジ部
１０ 第２のネジ部
１１ 貫通孔
１２ 第１の挿通孔
１３ 第２の挿通孔
１４、１５ 部材

Claims (3)

1. ボルトとナットとからなる締結具において、
   ボルトの基端部（頭部）側に、第１のナットを螺着するための第１のネジ部を形成するとともに、ボルトの先端部側に、第２のナットを螺着するための第２のネジ部を形成し、 第２のネジ部の呼び径を、第１のネジ部の谷径よりも小さくするとともに、第２のネジ部の螺旋方向を、第１のネジ部とは逆向きにし、
   第１のナットと第２のナットとを連結具で連結したことを特徴とする締結具。
2. 前記第２のナットの外寸を、第１のナットの外寸と同一又は第１のナットの外寸よりも小さくし、連結具に第１及び第２のナットと嵌合する挿通孔を形成したことを特徴とする請求項１に記載の締結具。
3. 前記連結具の脱落を防止するための脱落防止具を設けたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の締結具。
   
   

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