JP2935095B2 - 緩み止め波形ばね座金とその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、産業界で数多く使用さ
れているボルトに、緩み止めとして組み込む波形ばね座
金の改良と製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】波形ばね座金は、ＳＰＡＫ（他社登録商
標）の名称で主として自動車関連産業界で使用されてお
り、その形状は、ＤＩＮ１２７−１９７０（現在規格は
廃止されている。）の形状を踏襲しているのが実状であ
る。

【０００３】ばね座金（ＪＩＳＢ１２５１）と比べ、ば
ね反力が大きい、ばね反力が均等に作用する、緩み止め
効果が大きい等幾多の長所があり根強い需要がある。波
形ばね座金ではないが、本発明の目的と同様に、ばね座
金の形状の改良を試みたものとして、実開昭５６−１５
８１９の第６図のものがある。

【０００４】波形ばね座金そのものの製造方法として
は、特公昭４３−２８３１２に開示されており、本発明
も、この製造方法及び装置を利用する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】波形ばね座金の，ボル
トと被締め付け材に接触する幅面にＶ字状溝を設ける事
によりボルトの緩み止め効果をより一層大きなものとす
る事を目的としている。

【０００６】ボルトの座面にギザを設けて緩み止めとす
る技術は公知であり、又、バネ座金にギザを設ける事
は、実開昭５６−１５８１９に記載されている。

【０００７】しかし、上記考案は、ばね座金の上下幅面
全体にギザを設けている為、技術上致命的な欠陥があ
る。すなわち、実際のボルトに取り付けて使用する場
合、ばね座金の開口部は段差がなくなり、ボルト及び被
締め付け面に密着し平面となる。

【０００８】この場合、ばね座金の外周側には大きな引
張力が働くので、外周面まで到達しているギザ部が切欠
きとなり、大きな応力集中が働き、割れが発生してとて
も使用に耐えない。

【０００９】又、ＪＩＳ Ｂ １２５１に規定するねじ
り試験を行うと、やはり、割れてしまうのである。

【０００１０】波形ばね座金に緩み止めのＶ字状溝を多
数設け、従来の波形ばね座金より一層緩み止め効果の大
きい座金とすると共に、使用時にも割れが発生せず、さ
らに簡単な装置で自動的、連続的に緩み止めＶ字状溝を
刻設する製造方法を提供する事を目的としている。

【０００１１】

【課題を解決するための手段】波形ばね座金の幅面に緩
み止め用のＶ字状溝を多数設けるのであるが、波形ば座
金の幅面の内周側及び外周側に、所定量Ｖ字状溝を設け
ない形状とする。

【００１２】ＪＩＳ Ｂ１２５１には、ボルト首下の丸
みとの干渉を避けるため、内径側の角部に、面取り叉は
丸みを設けていて、その寸法も規定してあるが、波形ば
ね座金について、ＤＩＮを参考とした製造メーカー各社
カタログには、ばね座金より幅面の厚み部が薄い為か規
定されていない。

【００１３】本発明では、波形ばね座金の幅面の内径側
及び外径側に、ＪＩＳ Ｂ１２５１に規定するばね座金
の面取り叉は丸みよりもやや大きな寸法の、Ｖ字状溝を
設けない部分を残しておく。ばね座金のものをそのまま
波形ばね座金に流用すれば安全側である事による。

【００１４】その大きさは、幅面の約１／５〜１／４で
ある。１／５〜１／４としたのは、幅面に設けたＶ字状
溝が、内径側及び外径側の面取り又は丸み部に到達する
のを避けるためであり、Ｖ字状溝を設けない部分がある
ことにより、使用時に圧縮されて上下面の外径部に圧縮
力、内径部に引張力がそれぞれ作用してもＶ字状溝が切
欠き部とならないため、応力集中を考慮する必要がな
く、割れが発生する危険がないことによる。

【００１５】Ｖ字状溝の深さはあまり深くする必要はな
く、幅面の摩擦係数がある程度大きくなれば良い。

【００１６】波形ばね座金の幅面内径側及び外径側に、
幅面の約１／５〜１／４程度Ｖ字状溝を刻設しない部分
を設け、それ以外の面に、ボルトの緩みに抵抗する方向
に螺旋状にＶ字状溝を設ける事により、表面の摩擦係数
を大きくし、又、鱗状の模様をつけ摩擦係数を大きくす
る事もできる。

【００１７】鱗状としたのは、螺旋状のものと製造方法
が類似しており、同一の作用効果を奏するためである。

【００１８】同様に、製造方法が類似であるので、上述
の螺旋状、鱗状の代わりに、Ｖ字状溝を細かく刻設した
形状として摩擦係数を大きくする事が簡単にでき、波形
ばね座金幅面表面の摩擦係数を大きくする事ができる。

【００１９】ボルトに波形ばね座金を組み込んで締め付
けた際、波形ばね座金幅面にＶ字状溝を刻設してある
と、Ｖ字状溝に接触する相手部材が、塑性変形を起こ
し、Ｖ字状溝内にわずかに膨らんで摩擦係数を大きくす
る。この事は、Ｖ字状溝に接触する相手部材に、ハッキ
リと跡（圧痕）が付く事からも明らかである。特に、被
締め付け部材が鋳物、アルミ等の軟質材には効果が大き
い。

【００２０】ばね座金を製造する際、通常異形圧延装置
を使用するが、異形圧延ユニットの後に、本発明の波形
ばね座金にＶ字状溝を刻設する圧刻ユニットを配置す
る。すなわち、連続伸線された丸線材を、異形圧延後、
圧刻ユニットに取り付けたローレット付き圧刻ローラー
により異形圧延材にＶ字状溝を刻設する。

【００２１】圧刻ユニットに最大４個の圧刻ローラーと
最大４個のガイドローラーを取り付けその間に異形圧延
材を挿通し、異形圧延材を案内押圧すると共に、それぞ
れのローラーには調節ネジを具備している。

【００２２】圧刻ローラー側の調節ネジでは、異形圧延
材に圧力を加え、刻設するＶ字状溝深さを調節可能とし
てある。

【００２３】異形圧延材は、両面共テーパーになってい
るので、その角度に適合できるよう圧刻ローラーは、圧
刻ローラーホルダーを介して、傾斜してフレームに取り
付けている。

【００２４】異形圧延材上下幅面に刻設される複数のＶ
字状溝の各種直線は、刻設ローラーに付けてあるローレ
ットの角度、ローレットの刻み目の数により自由自在に
変更選択できる。

【００２５】上述のように異形圧延材に直線状のＶ字状
溝を刻設した後、次工程で捲取ると、波形ばね座金幅面
にＶ字状溝付き各種模様を形成する事ができ、緩み止め
波形ばね座金を製造する事ができる。

【００２６】

【作用】波形ばね座金幅面にＶ字状溝を刻設したものを
ボルトに組み込んで締め付けると、Ｖ字状溝に接触する
ボルト座面、被締め付け材等相手部材がボルトの軸力に
より塑性変形を起こしＶ字状溝内にわずかに膨らんで摩
擦係数を大きくする。この事は、Ｖ字状溝に接触する相
手部材に、ハッキリと跡（圧痕）が付く事からも明らか
である。

【００２７】

【実施例】現在の波形ばね座金の製造方法は、材料を
（１）連続伸線、焼鈍、（２）異形圧延、（３）捲取
り、切断、（４）プレス（波付け）という工程が採用さ
れており、特公昭４３−２８３１２に詳記されている。
Ｖ字状溝を設けるのは、異形圧延の次の工程である。

【００２８】図１は通常の異形圧延装置であり、図２は
通常の異形圧延装置の途中であって、本発明である緩み
止め波形ばね座金のＶ字状溝を刻設する圧刻ユニット７
を取り付けたものである。

【００２９】圧刻ユニットには、最大４個のガイドロー
ラー１５と最大４個のローレット付き圧刻ローラー１１
が取り付けられており（各々２個のローラーは図４の紙
面の垂直方向奥側にあり、図示していない）、ローレッ
ト付き圧刻ローラーは、４個のＴ溝付き圧刻ローラーホ
ルダー１２に軸（図外）、軸穴１６により回動自在に支
持れており、圧刻ローラーホルダーに、Ｔ字突起を有す
る圧力調節ネジ９（下側２個は図外）にて略上下方向移
動可能にフレームに保持されている。フレームには圧力
調節ネジを締め込むメネジ（図外）が最大４個設けられ
ている。

【００３０】すなわち、圧刻ローラーを４個設けてある
ので、圧力調節ネジも４個設けてあり、又、４個のガイ
ドローラーも圧刻ローラーと全く同様にガイドローラー
ホルダーに、回動自在に支持されており、ガイドローラ
ーホルダーにはＴ溝が設けられ、Ｔ溝突起を有する調節
ネジ（いずれも図示していない）にて水平方向移動可能
に保持されている。調節ネジは４個あるが、右側２個は
図示していない。フレームには調節ネジを締め込むメネ
ジ（図外）が最大４個設けられているのも圧刻ロラーの
場合と全く同様である。

【００３１】一例として記すと、波形ばね座金サイズで
３〜１２ｍｍのものは、異形圧延材を片面それぞれ４度
のテーパとして製造しているので、圧刻ローラーホルダ
ー、圧刻ローラー、圧力調節ネジも、それぞれ４度傾斜
させてある。

【００３２】これは捲取る際、すなわちプレス前の平面
形状とする際、異形圧延材の厚肉部が平面形状の薄肉部
に、異形圧延材の薄肉部が平面形状の厚肉部となるた
め、異形圧延材の両面に、それぞれテーパをつけて製造
するものである。

【００３３】ガイドローラーには、圧刻ローラーのよう
に４度の傾斜を設ける必要はなく、水平方向に案内押圧
できればよい。

【００３４】図４の圧刻ユニットの正面２個の圧刻ロー
ラーと２個のガイドローラーを使って異形圧延材にＶ字
状溝を刻設する場合を説明する。他の各々２個は取り外
す。

【００３５】図８に示すように、異形圧延材の進行方向
に向かって、３０度傾斜したＶ溝を刻設する。裏面側
は、その逆となる。異形圧延材は、両面共テーパとなっ
た直線状であるが、これを次工程で捲取ると、異形圧延
材の厚肉部が平面形状の薄肉部、すなわち外径側に、巽
径圧延材の薄肉が平面形状の厚肉部、すなわち内径側に
なるため、異形圧延材の幅の中央を中心として外周側は
大きな引張力が作用して伸ばされ、内周側には圧縮力が
働く。

【００３６】つまり、捲取ると異形圧延材の幅の中央を
中心として、平面形状となると外形側と内径側で周長が
異なる状態となる。この為、異形圧延材に刻設したＶ字
状溝は、緩やかな螺旋状となり、その後、切断、プレス
（１捲きのコイルを２山の波形に曲げたもの）により製
品形状とし、右ネジに取付た場合、緩みに抗する螺旋Ｖ
字状溝となるのである。図７、（ａ）（ｂ）参照。

【００３７】本発明である波形ばね座金の内周部及び外
周部に、所定量Ｖ溝を設けないようにするには、圧刻ユ
ニットのガイドローラー１５の位置を、調節ネジ１０で
移動調節し、異形圧延材の厚肉部、薄肉部に所定量Ｖ字
状溝を設けない幅を有するローレットを用い、異形圧延
材の幅面の中央部に圧刻ローラーを転がせれば良い。

【００３８】圧刻ユニットの４個の圧刻ローラーと４個
のガイドローラーを使ってＶ字状溝を形成する場合を説
明する。

【００３９】図４の圧刻ユニットにおいて、２個の上側
圧刻ローラーを、異形圧延材の進行方向に対し交互に３
０度傾け（図１２）、異形圧延材を送ると、図１２のよ
うな複数のＶ字状溝が異形圧延材上面に刻設され、２個
の下側圧刻ローラーも同様にすると、複数のＶ字状溝が
異形圧延材下面に刻設される。３０度というのは、一例
である。

【００４０】これを、前述の螺旋状Ｖ字状溝付き波形ば
ね座金の場合と同様に捲取り、平面形状とし切断、プレ
ス（波付け）をすると、摩擦係数の大きい鱗状のＶ字状
溝を刻設した波形ばね座金を造る事ができる。図１０参
照。

【００４１】ボルトの緩みに抗する方向に螺旋状及び鱗
状にＶ字状溝を刻設するのは前述の通りであるが、ロー
レットの刻み目を細かくすれば、図１３（ａ）のような
細かな螺旋状のＶ字状溝を刻設できるし、鱗状のＶ字状
溝を刻設した場合も、ローレットの刻み目を細かくすれ
ば、図１３（ｂ）のような非常に多くのＶ字状溝を、波
形ばね座金上下面に形成でき、摩擦係数が大きくなって
緩み止め防止効果が大となる。従って、圧刻ローラーの
ローレットの刻み形状を変更する事により、波形ばね座
金幅面に自由自在な形状のＶ字状溝を造る事ができる。

【００４２】ガイドローラー２個と圧刻ローラー１個、
もう１個の圧刻ローラーの代わりに支持ローラーを使う
と、波形ばね座金の片側面にだけ、緩みに抗する螺旋状
のＶ字状溝を刻設する事ができる。又、図４において、
ガイドローラー４個と上側の圧刻ローラー２個、下側に
支持ローラー２個を使うと、波形ばね座金の片側面にだ
け鱗状のＶ溝を複数刻設する事ができる。支持ローラー
は、ローレットなしの円盤とする。

【００４３】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、以下に記載されるような効果を奏する。

【００４４】波形ばね座金幅面にＶ字状溝を刻設したも
のを、ボルトに組み込んで締め付けると、Ｖ字状溝に接
触するボルト座面、被締め付け材など相手部材がボルト
の軸力により、塑性変形を起こしＶ字状溝内にわずかに
膨らんで摩擦係数を大きくするので、緩み止め効果が大
きい。

【００４５】焼入れ焼き戻し等の熱処理を施さないボル
トには、幅面にＶ字状溝を刻設したものが大きな効果が
あり、熱処理を施したボルトにも勿論効果があるが、被
締め付け材に鋳物、アルミ等の比較的軟質材には効果が
大きい。

【００４６】異形圧延の際の厚肉部が、捲取り、切断、
プレスにより製品外周薄肉部となるが、捲取り時、相当
高い引張力が働いても、外周部に、幅面の約１／５〜１
／４Ｖ字状溝を設けない事としたので、捲取り時切欠き
による応力集中がなく割れが発生する危険がない。

【００４７】所定量Ｖ字状溝を刻設しない部分を内周部
及び外周部に設けたので、製品として使用する際、圧縮
力により波形部が平坦になった時、内周部に引張力、外
周部に圧縮力が働くが、切欠きによる応力集中で、割れ
が発生する恐れがない。

【００４８】通常の異形圧延装置そのものは何等変更せ
ず、圧刻ユニットを異形圧延ユニットとドラムの間に配
置する事により、簡易に異形圧延材の上下両面、又は、
片面に、Ｖ字状溝を各種の直線状に刻設する事ができ、
これを捲取り、切断、プレスする事により、波形ばね座
金幅面に各種Ｖ字状溝を刻設する事ができる。

【００４９】又、圧刻ユニットには、調節ネジ付きガイ
ドローラーと圧力調節ネジ付き圧刻ローラーを設け、ロ
ーレット付き圧刻ローラーを異形圧延材の傾斜角度に応
じて傾斜させ、直線状のローレット自体の傾斜角度、刻
み数を変更できる装置とする事により、波形ばね座金両
幅面、叉は、片幅面に緩み止め用各種Ｖ字状溝を刻設し
た波形ばね座金を簡単に造る事ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】通常の異形圧延装置である。

【図２】異形圧延装置の途中に、圧刻ユニットを設置し
た概略図である。

【図３】通常の波形ばね座金の製造工程の一部である。

【図３】（ａ）連続伸線、焼鈍

【図３】（ｂ）異形圧延

【図３】（ｃ）捲取り、切断

【図３】（ｄ）プレス（波付け）

【図４】圧刻ユニットの概略図である。

【図５】圧刻ローラー側分解斜視図である。

【図６】緩みに抗する向きにＶ字状溝を刻設した波形ば
ね座金の全体図である。

【図６】（ａ）平面図

【図６】（ｂ）左側面図

【図６】（ｃ）右側面図

【図７】ボルト座面、被締め付け材との接触面に、緩み
に抗する向きにＶ字状溝を刻設した波形ばね座金。

【図７】（ａ）正面図

【図７】（ｂ）裏面図

【図８】異形圧延材に、Ｖ字状溝を刻設した概略図であ
る。

【図９】鱗状のＶ字状溝を刻設した波形ばね座金の全体
図である。

【図９】（ａ）平面図

【図９】（ｂ）左側面図

【図９】（ｃ）右側面図

【図１０】鱗状のＶ字状溝を刻設した波形ばね座金

【図１０】（ａ）正面図

【図１０】（ｂ）裏面図

【図１１】Ｖ字状溝を示す異形圧延材断面図である。

【図１２】波形ばね座金に鱗状Ｖ字状溝を形成するため
のＶ字状溝を刻設した概略図である。

【図１３】（ａ）図７（ａ）のＶ字状溝を細かく刻設し
て、摩擦係数を大きくした平面図である。

【図１３】（ｂ）図１０（ａ）のＶ字状溝を細かく刻設
して、摩擦係数を大きくした平面図である。

【符号の説明】

１ コイル ２矯正ローラー ３ 異形圧延ユニット ４ ドラム ５ 丸線材 ６ 巻き取り ７ 圧刻ユニット ８ フレーム ９ 圧力調節ネジ １０ 調節ネジ １１ 圧刻ローラー １２ 圧刻ローラーホルダー １３ Ｔ溝 １４ Ｔ字突起付きネジ １５ ガイドローラー １６ 軸穴 １７ 異形圧延材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F16B 39/24 F16B 43/00

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】４個のガイドローラーと４個のローレット
   付き圧刻ローラーを各ホルダーに回動自在に支持し、各
   ホルダーをフレームに固定し、各ホルダーの位置は、調
   節ネジにより移動自在とし、この２種類の各ローラーの
   間に異形圧延材を挿入し、各ローラーで押圧案内すると
   共に、異形圧延材の傾斜に合致させるよう圧刻ローラー
   ホルダーは傾斜させてあり、加圧用調節ネジで圧力を加
   えＶ字状溝深さを調節し、異形圧延材表裏幅面の内径側
   及び外径側に、所定量Ｖ字状溝なし部を設け、残りの表
   裏平面部に、ローレットにより直線状のＶ字状溝を複数
   刻設し、捲取り、切断、プレスにより波形ばね座金とす
   る事を特徴とする波形ばね座金の製造方法。
2. 【請求項２】ガイドローラーとローレット付き圧刻ロー
   ラーが異形圧延材挿入側各々２個ずつである請求項１記
   載の緩み止め波形ばね座金の製造方法。
3. 【請求項３】１個のローレット付き圧刻ローラーと対設
   した１個の支持ローラー及び２個のガイドローラーによ
   り、異形圧延材片面のみに、所定量Ｖ字状溝なし部を設
   ける請求項１記載の緩み止め波形ばね座金の製造方法。
4. 【請求項４】上側２個の又は下側２個のローレット付き
   圧刻ローラーと各圧刻ローラーに支持ローラーを対設
   し、４個のガイドローラーにより、異形圧延材片面のみ
   に、所定量Ｖ字状溝なし部を設ける請求項１記載の緩み
   止め波形ばね座金の製造方法。