JP3095134U - 戻り止めボルト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 鋼材及びマグネシウムやアルミニウムなどの
軟質材料の締付けに使用して有効な戻り止め効果を奏す
る戻り止めボルトを提供する。 【解決手段】 ねじ締結用機能を設えた頭部１と頭部に
延設されたねじが形成されたねじ軸２とを備え、頭部の
座面３は、その外縁部に形成された円環状凸部５を有
し、ねじのねじ山７は、頭部と反対側の半角部がθの大
きさに形成され、頭部側の半角部がθより微小角度αだ
け小さい大きさに形成されていることを特徴とする。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

本考案は、戻り止めボルトに係り、特に、小ねじの締付けに使用する戻り止め ボルトに関する。

【０００２】

【従来の技術】

ねじ締結におけるゆるみ及びもどりの問題を考える場合に、ボルトの使用状態 が多様であることから、それぞれの条件に合った方法が検討されている。例えば 、ねじ径の大きいボルトについては相手ナットのねじ部を部分的に変形しておね じと緩衝させることによってゆるみ止め機能を得るものが多く使用されている。

【０００３】 しかし小径のボルトにおいては相手ナットも微小となるために、ゆるみ止め機 構を加工付加することが容易でない。従って、小径ボルトにおいては、おねじの ねじ部または頭部座面などに加工を加えた構造をとることによってゆるみ止め効 果を得ようとすることが行われている。

【０００４】 従来行われているこの種の小径ボルトには、 （１）頭部座面の縁の周辺に歯形をつけて、締付けによって相手材料にねじ座面 の歯形が食い込むようにしたもの、 （２）頭部座面の円周方向に複数の波形形状を設けて、波の凸部によって相手材 料に食い込むようにしたもの、 などが代表的なものと見られる。

【０００５】

【特許文献１】 特開２００１−２３４９１７号公報

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、これらの従来のボルトは特定な材料間において有効であっても 、近時使用されている多種類の材料については必ずしも戻り止めの効果は充分で はない。

【０００７】 そこで、本考案の目的は、上記従来技術の有する問題を解消し、現今の多様な ねじ締付けの条件に順応可能であり、例えば相手材が鋼材料、マグネシウム材料 、あるいはアルミニウム材料等の多種類の材料であっても対応することができ、 充分な戻り止め機能を得ることが可能な戻り止めボルトを提供することである。

【０００８】

【課題を満足するための手段】

上記目的を達成するために、本願の第１の考案の戻り止めボルトは、ねじ締結 用機能を設えた頭部と前記頭部に延設されたねじが形成されたねじ軸とを備え、 前記頭部の座面は、その外縁部に形成された円環状凸部を有し、前記ねじのねじ 山は、前記頭部と反対側の半角部がθの大きさに形成され、前記頭部側の半角部 が前記θより微小角度αだけ小さい大きさに形成されていることを特徴とする。

【０００９】 本願の第２の考案の戻り止めボルトは、ねじ締結用機能を設えた頭部と前記頭 部に延設されたねじが形成されたねじ軸とを備え、前記頭部の座面は、ｎ等分の 角度間隔をおいて形成されたｎ個の突起部を有し、前記ねじのねじ山は、前記頭 部と反対側の半角部がθの大きさに形成され、前記頭部側の半角部が前記θより 微小角度αだけ小さい大きさに形成されていることを特徴とする。

【００１０】 本願の第３の考案の戻り止めボルトは、ねじ締結用機能を設えた頭部と前記頭 部に延設されたねじが形成されたねじ軸とを備え、前記頭部の座面は、ｎ等分の 角度間隔をおいて形成されたｎ個の陥没部を有し、前記ねじのねじ山は、前記頭 部と反対側の半角部がθの大きさに形成され、前記頭部側の半角部が前記θより 微小角度αだけ小さい大きさに形成されていることを特徴とする。

【００１１】

【考案の実施の形態】

以下に図面を参照して本考案の実施の形態について説明する。 図１に示す戻り止めボルト１０は、例えばネジ軸直径が１．７ｍｍの小径のボ ルトである。小径のボルトとしては、典型的にはネジ軸直径が１ｍｍ〜３ｍｍで あるが、例えばネジ軸直径が６ｍｍ程度であってもよい。図１において符号１は 締付け工具嵌合用十字穴を設えたねじ頭部を示し、符号２は頭部１に連結された ねじ軸を示す。

【００１２】 図１におけるＡの部分を買う台して図３に示す。頭部１の座面３の外縁部には 円環状凸部５が形成されている。座面３における円環状凸部５の内側すなわちね じ軸２の側には、凹部６がねじ軸２の回りに環状に形成されている。凹部６の窪 みの深さは円環状凸部５の面から約０．１５ｍｍである。図３に示すように、円 環状凸部５の半径方向の幅は例えば０．３ｍｍである。

【００１３】 ねじ軸２にはピッチＰの雄ねじ７が形成されている。図５はナットの雌ねじ１ ５に嵌合する雄ねじ７を示す。図５に示すように、雄ねじ７のねじ山において、 頭部２と反対側（図５におけるＤ側）の半角部８がθの大きさ、例えば３０度に 形成され、頭部２側（図５におけるＣ側）の半角部９がθより微小角度αだけ小 さい大きさ、例えば３０度より微小角度３度だけ小さい大きさに形成されている 。図５における（ａ）はロック前の状態を示し、（ｂ）は（ａ）におけるＥの部 分を拡大して示す図である。

【００１４】 次に、ボルト１０の作用について説明する。 ボルト１０にＦｓなる軸力を発生するために頭部１に食わせた締め付けトルク をＴｆ、締め付けの際のねじ軸２に発生した軸トルクをＴｓとすれば、ＴｆはＴ ｓと座面３における摩擦トルクとの和に等しい。座面３における摩擦係数をμｗ 、座面３と被締め付け相手部材表面１７との接触部における摩擦トルクの等価直 径をＤｖとすると、 Ｔｆ＝Ｔｓ ＋ （Ｄｖ／２）・Ｆｓ・μｗ （１） なる関係が成立する。式（１）において、右辺第１項は軸トルクＴｓを示すのに 対し第２項は座面トルクを示す。

【００１５】 ここで、図４に示すように、円環状凸部５の外直径ａと内直径ｂとすると、等 価直径Ｄｖは Ｄｖ＝（２／３）・（ａ^３−ｂ^３）／（ａ^２−ｂ^２） （２） で与えられる。

【００１６】 式（１）からわかるように座面トルクは等価直径Ｄｖに比例する。また、式（ ２）で示すように、等価直径Ｄｖにおいて、座面３に円環状凸部５ａが形成され ているのでｂの値がａの値に近いので相対的に等価直径Ｄｖが大きくなり、座面 トルクが大きくなり、高い戻り止め効果を奏することができる。

【００１７】 また、図５に示すように、雄ねじ７のねじ山において、頭部２と反対側の半角 部８がθの大きさであるのに対し頭部２側の半角部９がθ−αであるので、締め 付けトルクを加えて締め付け力を生じさせると頭部２側の半角部９の頂側部９ａ で相手雌ねじ１５と接触し、さらに締め付けトルクを徐徐に増大させて締め付け 力を大きくすると頂側部９ａが弾性変形して、頂側部９ａと雌ねじ１５との接触 部分は大きくなる。このように、雄ねじ７と雌ねじ１５との嵌合状態においては 、まず雄ねじ７の外径部にある頂側部９ａで行われ相手の雌ねじ１５を弾性的に 支持しているので外部振動に対し強い緩み止めの機能を生じさせることができる 。

【００１８】 次に、本考案の他の実施形態について説明する。 図２０に示す戻り止めボルト１０は、例えばネジ軸直径が１．７ｍｍの小径の ボルトである。小径のボルトとしては、典型的にはネジ軸直径が１ｍｍ〜３ｍｍ であるが、例えばネジ軸直径が６ｍｍ程度であってもよい。図２０において符号 ２１は締付け工具嵌合用十字穴を設えたねじ頭部を示し、符号２２は頭部１に連 結されたねじ軸を示す。ねじ軸２２にはピッチＰのねじが形成されている。頭部 ２１の座面２３には円周方向にｎ等分、例えば３等分の角度間隔をおいて座面３ の周縁近傍の放射状位置にｎ個、例えば３個の戻り止め部２４が形成されている 。

【００１９】 戻り止め部２４は、座面２３に対して突起した突起部を有し、この突起部は、 締め付け回転方向Ａに向かって先細に形成されたくさび形状を有し、ねじ軸２２ の締め付け回転方向Ａと反対方向に向かって突起高さが漸次増大して最大の突起 高さ位置に至り、この後急峻に下降して座面２２の平たい部分に至り、最大の突 起高さ位置でエッジ２６を有する。また、戻り止め部２４の突起部は、座面２３ の周縁近傍に形成されており、ねじ軸２２にまでは連なっていない。

【００２０】 エッジ２６は、半径方向に直線状に形成され、座面３からの高さは半径方向に 渡ってほぼ同じ高さを有する。エッジ２６の座面２３からの高さはＰ／ｎ、例え ばＰ／３に近い値を有する。近い値であれば、例えばＰ／３より低い値でも高い 値でもよいが、低い値がより好ましい。

【００２１】 図７に示すように、戻り止め部２４の突起部は、座面３から離れるほどくさび 形状の内側へ形成して形成されており、図９に示す角度βはボルトの大きさにも 依存するが、約６度乃至１２度の大きさである。

【００２２】 ボルト２０のねじ軸２２の雄ねじ７は図５に示すものと同等に形成されている 。すなわち、ねじ軸２２の雄ねじ７は、図５に示すように、雄ねじ７のねじ山に おいて、頭部２２と反対側（図５におけるＣ側）の半角部８がθの大きさ、例え ば３０度に形成され、頭部２２側（図５におけるＣ側）の半角部９がθより微小 角度αだけ小さい大きさ、例えば３０度より微小角度３度だけ小さい大きさに形 成されている。

【００２３】 図８は、図６に示す戻り止めボルト１０を使用した板締付けの構成を示してい る。タップによってめねじ加工した板Ｃに、ねじ径よりも大きい孔を加工した被 締付板Ｂを戻り止めボルト２０によって締付け初める状態で、座面２２に形成さ れた戻り止め部２４のエッジ６が板Ｂの上面に接触した状態を示している。エッ ジ６の高さｈはねじ軸２が１回転することによって進む量即ちピッチＰの１／３ より小さい値であってＰ／３に近い値に設定されている。図８に示す状態から更 に締めて板締めするわけであるが、戻り止め部４のエッジ６はねじ回転による締 付力によって板Ｂに喰い込みながら回転する。戻り止め部４の突起部が完全に喰 い込み、座面３が板Ｂに接触した後、更に締めて締付けトルクが規定値に達した 後に締付けは完了する。

【００２４】 戻り止め部２４の突起部は、ねじ軸２２の締め付け回転方向Ａと反対方向に向 かって突起高さが漸次増大して最大の突起高さ位置に至るように形成されている ので、図８に示す状態からねじ回転による締付力によって板Ｂに喰い込ませなが ら回転する場合に、比較的に少ない回転抵抗の下で締め付けることができる。

【００２５】 この一方、戻り止め部２４の突起部は、最大の突起高さ位置に至りこの後急峻 に下降して座面２に至り、最大の突起高さ位置でエッジ２６を有するように形成 されているので、戻り止めボルト２０が締め付け回転方向Ａと逆方向に戻ろうと するときに、エッジ２６が板Ｂに喰い込むように作用し戻り止め効果を奏するこ とができる。

【００２６】 また、エッジ２６の高さｈがＰ／３ピッチより小さいことから、ねじ軸２の回 転は１／３回転より以前にエッジ６の全高さｈが被締付板Ｂに喰い込んで、座面 ２が板Ｂに接触することになり、１／３回転すれば確実にエッジ２６の全高さｈ を被締付板Ｂに喰い込ませることができる。また、エッジ２６の高さｈがＰ／３ ピッチに近い値であるので、戻り止め効果を生じ得る程にエッジ２６を被締付板 Ｂに喰い込ませることができる。これによって、戻り止めボルト２０と板Ｃによ るねじの締付けは完全に行われると共に、戻り止め部４の突起部は被締付板Ｂに 完全に喰い込むので、締付け終了後の締結体は高いゆるみ止め及びもどり止め性 能を有することができる。

【００２７】 また、エッジ２６の高さｈはせいぜいＰ／３ピッチに近い値であり比較的に小 さいので、被締付板Ｂに喰い込む量を比較的に小さくすることができる。この一 方、締付板Ｂに喰い込む量を比較的に小さくしても、３個の戻り止め部２４が設 けられているのでので、この積算効果によって十分な戻り止め効果を奏すること ができる。

【００２８】 戻り止めボルト２０によって、図８に示す状態から比較的に少ない回転抵抗の 下で締め付けることができ、また、被締付板Ｂに喰い込む量を比較的に小さくす ることができる一方、複数の戻り止め部２４による積算効果によって十分な戻り 止め効果を奏することができるので、相手部材が硬い鋼材であってもアルミニウ ム材等の柔らかいものであってもよく、多種類の材料に渡って戻り止めの効果を 充分に発揮することが可能になる。

【００２９】 また、ボルト２０は、ボルト１０について説明した場合と同様に、図５に示す ように、雄ねじ７のねじ山において、頭部２２と反対側の半角部８がθの大きさ であるのに対し頭部２２側の半角部９がθ−αであるので、締め付けトルクを加 えて締め付け力を生じさせると頭部２２側の半角部９の頂側部９ａで被締付板Ｂ 、Ｃの相手雌ねじ１５と接触し、さらに締め付けトルクを徐徐に増大させて締め 付け力を大きくすると頂側部９ａが弾性変形して、頂側部９ａと雌ねじ１５との 接触部分は大きくなる。このように、雄ねじ７と雌ねじ１５との嵌合状態におい ては、まず雄ねじ７の外径部にある頂側部９ａで行われ相手の雌ねじ１５を弾性 的に支持しているので外部振動に対し強い緩み止めの機能を生じさせることがで きる。

【００３０】 次に、本考案のさらに他の実施形態について説明する。 図９に示す戻り止めボルト３０は、例えばネジ軸直径が１．７ｍｍの小径のボ ルトである。図９において、頭部３１の座面３３には円周方向にｎ等分、例えば ３等分の角度間隔をおいて座面３３の周縁近傍の放射状位置にｎ個、例えば３個 の戻り止め部３４が形成されている。

【００３１】 戻り止め部３４は、座面３３に対して陥没した陥没部を有し、この陥没部は、 ねじ軸３２の締め付け回転方向Ａに沿って陥没深さが漸次増大して最大の陥没深 さ位置を経た後にエッジ３６を形成して座面３に戻るように形成されている。

【００３２】 ボルト３０のねじ軸３２の雄ねじ７は図５に示すものと同等に形成されている 。すなわち、ねじ軸３２の雄ねじ７は、図５に示すように、雄ねじ７のねじ山に おいて、頭部３２と反対側（図５におけるＣ側）の半角部８がθの大きさ、例え ば３０度に形成され、頭部３２側（図５におけるＣ側）の半角部９がθより微小 角度αだけ小さい大きさ、例えば３０度より微小角度３度だけ小さい大きさに形 成されている。

【００３３】 本実施形態の戻り止めボルト３０は、マグネシウム、アルミニウムなど軟質材 料に対して有効である。即ち、戻り止めボルト３０を図８に示す場合と同様に締 付けに使用した場合に、座面３３は板Ｂに締付け初期において接触する。この状 態で締付けが進むことによって、座面３３は軟質板Ｂを圧縮しながら回転する。 規定の締付けを終了した状態ではねじ座面は締付力によって板Ｂを強く圧縮する 。軟質板Ｂは圧縮によってわずかな肉の移動を生じて座面３に形成された戻り止 め部３４の陥没部内にわずかな凸部を形成することになる。板Ｂに生じたこのわ ずかな凸肉と戻り止め部３４の陥没部とによって有効なもどり止め機能を得るこ とが出来る。

【００３４】 また、ボルト３０は、ボルト１０について説明した場合と同様に、図５に示す ように、雄ねじ７のねじ山において、頭部３２と反対側の半角部８がθの大きさ であるのに対し頭部３２側の半角部９がθ−αであるので、締め付けトルクを加 えて締め付け力を生じさせると頭部３２側の半角部９の頂側部９ａで被締付板Ｂ 、Ｃの相手雌ねじ１５と接触し、さらに締め付けトルクを徐徐に増大させて締め 付け力を大きくすると頂側部９ａが弾性変形して、頂側部９ａと雌ねじ１５との 接触部分は大きくなる。このように、雄ねじ７と雌ねじ１５との嵌合状態におい ては、まず雄ねじ７の外径部にある頂側部９ａで行われ相手の雌ねじ１５を弾性 的に支持しているので外部振動に対し強い緩み止めの機能を生じさせることがで きる。

【００３５】

【発明の効果】

本発明の構成によれば、頭部の座面は、その外縁部に形成された円環状凸部を 有し、ねじのねじ山は、頭部と反対側の半角部がθの大きさに形成され、頭部側 の半角部がθより微小角度αだけ小さい大きさに形成されているので、確実な戻 り止め効果を奏することができる。

【００３６】 また、頭部の座面は、ｎ等分の角度間隔をおいて形成されたｎ個の突起部を有 し、ねじのねじ山は、頭部と反対側の半角部がθの大きさに形成され、頭部側の 半角部がθより微小角度αだけ小さい大きさに形成されているので、確実な戻り 止め効果を奏することができる。

【００３７】 また、頭部の座面は、ｎ等分の角度間隔をおいて形成されたｎ個の陥没部を有 し、ねじのねじ山は、頭部と反対側の半角部がθの大きさに形成され、頭部側の 半角部がθより微小角度αだけ小さい大きさに形成されているので、確実な戻り 止め効果を奏することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の戻り止めボルトの一実施形態を示す平
面図。

【図２】図１に示す頭部を示す図。

【図３】図１におけるＡ領域を拡大して示す断面図。

【図４】図１に示すボルトを説明する図。

【図５】図１、図６または図９のねじ山の作用を説明す
る図であり、（ａ）はロック前を示し、（ｂ）は（ａ）
におけるＥの部分を拡大して示す図であり、ロック状態
を示す。

【図６】本発明の戻り止めボルトの他の実施形態を示す
斜視図。

【図７】図６に示すボルトの座面を示す平面図。

【図８】本発明の戻り止めボルトによる板締付けの構成
を示す説明図。

【図９】本発明の戻り止めボルトのさらに他の実施形態
を示す斜視図。

【符号の説明】

１、２１、３１ 頭部 ２、２２，３２ ねじ軸 ３、２３、３３ 座面 ５ 円環状凸部 ２４ 突起部 ３４ 陥没部

Claims (5)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】ねじ締結用機能を設えた頭部と前記頭部に
   延設されたねじが形成されたねじ軸とを備え、 前記頭部の座面は、その外縁部に形成された円環状凸部
   を有し、 前記ねじのねじ山は、前記頭部と反対側の半角部がθの
   大きさに形成され、前記頭部側の半角部が前記θより微
   小角度αだけ小さい大きさに形成されていることを特徴
   とする戻り止めボルト。
2. 【請求項２】ねじ締結用機能を設えた頭部と前記頭部に
   延設されたねじが形成されたねじ軸とを備え、 前記頭部の座面は、ｎ等分の角度間隔をおいて形成され
   たｎ個の突起部を有し、 前記ねじのねじ山は、前記頭部と反対側の半角部がθの
   大きさに形成され、前記頭部側の半角部が前記θより微
   小角度αだけ小さい大きさに形成されていることを特徴
   とする戻り止めボルト。
3. 【請求項３】ねじ締結用機能を設えた頭部と前記頭部に
   延設されたねじが形成されたねじ軸とを備え、 前記頭部の座面は、ｎ等分の角度間隔をおいて形成され
   たｎ個の陥没部を有し、 前記ねじのねじ山は、前記頭部と反対側の半角部がθの
   大きさに形成され、前記頭部側の半角部が前記θより微
   小角度αだけ小さい大きさに形成されていることを特徴
   とする戻り止めボルト。
4. 【請求項４】前記ねじはピッチＰを有し、 前記突起部は、前記ねじ軸の締め付け回転方向と反対方
   向に向かって突起高さが漸次増大し最大の突起高さ位置
   でエッジを有し、前記エッジの前記座面からの高さはＰ
   ／ｎの近傍の値をとることを特徴とする請求項２に記載
   の戻り止めボルト。
5. 【請求項５】前記ねじはピッチＰを有し、 前記陥没部は、前記ねじ軸の締め付け回転方向に沿って
   陥没深さが漸次増大して最大の陥没深さ位置を経た後に
   エッジを形成して前記座面に戻るように形成されている
   ことを特徴とする請求項３に記載の戻り止めボルト。