JP3149555U

JP3149555U - 緩止締結部材

Info

Publication number: JP3149555U
Application number: JP2009000216U
Authority: JP
Inventors: 雪雄菅
Original assignee: 一心エンジニアリング有限会社
Priority date: 2009-01-20
Filing date: 2009-01-20
Publication date: 2009-04-02
Anticipated expiration: 2019-01-20
Also published as: KR20100085856A; US20100183399A1

Abstract

【課題】締付ナットの緩みを長期間にわたって防止することのできる締結部材を提供する。【解決手段】頭部１１とを有し、軸部を、大径の根元側軸部と、それより小径の先端側軸部の二段に形成し、根元側軸部に一回転方向の螺条を形成して締付ネジ部１３とすると共に、先端側軸部に他回転方向の螺条を形成して緩止ネジ部１４とし、締付ネジ部１３のネジ山の谷径を、緩止ネジ部１４のネジ山の山径より大きく形成したボルト１０と、締付ネジ部１３に螺合する締付ナット２０と、前端面が締付ナットの後端面に当接した状態で緩止ネジ部１４に螺合し、締付ナット２０と同一寸法の外形を有する緩止ナット３０と、を設けて構成する。【選択図】図５

Description

この考案は、ボルトとナットで構成され、複数の物（被締結物）同士を固定するための、緩み止め機能を備えた締結部材に関するものである。

従来から、複数の被締結物同士を固定するための締結部材として、ボルトとナットが使用されている。ボルトは、被締結物（通常、複数）に穿設した孔部に挿通し、そのネジ部にナットを螺合して締付けるものである。

また、ナットの緩みを防止するために、締付け用のナットの他に緩止め用のナットを螺合するいわゆるダブルナット式の締結部材も多く使用されている。このダブルナット式の締結部材は、締付ナットの緩みをある程度防止することができるといった効果がある。

しかし、従来のダブルナット式の締結部材は締付ナットの緩みをある程度防止することができるものの、必ずしも十分ではないといった問題がある。特に、被締結物に振動が加わる場合には、短期間で緩んでしまい易いといった問題がある。

本考案はこうした問題に鑑み創案されたもので、締付ナットの緩みを長期間にわたって防止することのできる締結部材を提供することを課題とする。

図１乃至図６を参照して説明する。請求項１に記載の緩止締結部材１は、頭部１１と軸部１２を有し、前記軸部１２を、大径の根元側軸部と、それより小径の先端側軸部の二段に形成し、前記根元側軸部に一回転方向の螺条を形成して締付ネジ部１３とすると共に、前記先端側軸部に他回転方向の螺条を形成して緩止ネジ部１４とし、前記締付ネジ部１３のネジ山の谷径Ｄを、前記緩止ネジ部１４のネジ山の山径ｄより大きく形成したボルト１０と、前記締付ネジ部１３に螺合する締付ナット２０と、前端面が前記締付ナットの後端面に当接した状態で前記緩止ネジ部１４に螺合し、前記締付ナット２０と同一寸法の外形を有する緩止ナット３０と、を備える。

請求項２に記載の緩止締結部材１は、頭部１１と軸部１２を有し、前記軸部１２を、大径の根元側軸部と、それより小径の先端側軸部の二段に形成し、前記根元側軸部に一回転方向の螺条を形成して締付ネジ部１３とすると共に、前記先端側軸部に他回転方向の螺条を形成して緩止ネジ部１４とし、前記締付ネジ部１３のネジ山の谷径Ｄを、前記緩止ネジ部１４のネジ山の山径ｄより大きく形成したボルト１０と、前記締付ネジ部１３に螺合する締付ナット２０と、前端面が前記締付ナットの後端面に当接した状態で前記緩止ネジ部１４に螺合し、前記締付ナット２０と同一寸法の外形を有する緩止ナット３０と、を備える。そして、前記締付ネジ部１３と緩止ネジ部１４との境界部分に、前記締付ナット２０の後端部が位置する環状溝１５を形成している。

請求項３に記載の緩止締結部材１は、請求項１または２に記載の考案において、締付ネジ部１３を右ネジとし、緩止ネジ部１４を左ネジとしている。

請求項４に記載の緩止締結部材１は請求項１乃至３のいずれかに記載の考案において、締付ネジ部１３のリードＹと緩止ネジ部１４のリードＺを等しくしたものである。

請求項１に記載の緩止締結部材１は、ボルト１０の根元側軸部に一回転方向に螺条を形成した締付ネジ部１３とし、先端側軸部に他回転方向に螺条を形成した緩止ネジ部１４としたので、締付ナット２０の緩みを防止することができる。

すなわち、被締結物５０を固定した状態において、緩止締結部材１に振動が加わると締付ネジ部１３に螺合した締付ナット２０と緩止ネジ部１４に螺合した緩止ナット３０は、螺条が逆方向に形成されているので、相互逆方向に回転する力が作用する。従って、例えば、締付ナット２０に左回転を生じさせる力（緩む方向への回転力）が作用すると、緩止ナット３０にも同様に左回転を生じさせる力（締まる方向への回転力）が作用する。そのため、締付ナット２０の後端面に緩止ナット３０の前端面が、より強固に密着して締付ナット２０の左回転を阻止し、その結果、締付ナット２０の緩みを防止する。

なお、締付ネジ部１３のネジ山の谷径Ｄを、前記緩止ネジ部１４のネジ山の山径ｄより大きく形成したので、締付ナット２０は緩止ネジ部１４を容易に通過して締付ネジ部１３に達することができる。従って、締付ナット２０の螺合を容易に行うことができる。

また、締付ナット２０と緩止ナット３０の外形を同一寸法に設定したので、同じ工具（スパナなど）を使用して両者を締付けることができる。従って、作業性に優れる。

請求項２に記載の緩止締結部材１は、請求項１に記載の考案と同様の効果を発揮する。また、締付ネジ部１３と緩止ネジ部１４との境界部分に、締付ナット２０の後端部が位置する環状溝１５を形成したので、例えば、製造工程において、締付ナット２０の高さＨにバラツキが発生して設定寸法よりも短く形成されることがあっても、緩止ナット３０を、その先端面を締付ナット２０の後端面に当接させた状態で緩止ネジ部１４に螺合させることができる。これにより、締付ナット２０の緩みをより確実に防止することができる。

また、環状溝１５を形成することによって、締付けネジ部１３と緩止ネジ部１４の形成が容易となるといった利点もある。

請求項３に記載の緩止締結部材１は、請求項１および２に記載の考案と同様の効果を発揮する。また、締付ネジ部１３を右ネジとし、緩止ネジ部１４を左ネジとしたので（すなわち、締付ナット２０を右ネジとし、緩止ナット３０を左ネジとしたので）、締付ナット２０を通常のナットと同様の方向（右方向）に回転させて容易に螺合させることができる。また、緩止ナット３０をそれとは逆方向（左方向）に回転させて螺合させることができる。

請求項４に記載の緩止締結部材１は、締付ネジ部１３のリードＹと、緩止ネジ部１４のリードＺを等しく構成したので、両ナット２０，３０を回すときスパナから手に受ける感覚の違和感を少なくし、また目視したときの異常感も少なくなる。

本考案に係る緩止締結部材の実施形態におけるボルトを示す側面図である。本考案に係る緩止締結部材の実施形態における緩止ナットを示すもので、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。本考案に係る緩止締結部材の実施形態における締付ナットを示すもので、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。本考案に係る緩止締結部材の実施形態におけるワッシャーを示すもので、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。本考案に係る緩止締結部材の実施形態を示す半断面側面図である。本考案に係る緩止締結部材の実施形態におけるボルトを示す要部拡大側面断面図である。緩止め機能を確認するための試験状況を示す部分断面側面図である。

本考案に係る緩止締結部材１の実施形態を、図１乃至図６に示す。この緩止締結部材１は、ボルト１０、締付ナット２０、および緩止ナット３０を備える。ボルト１０は、頭部１１と軸部１２を有しており、軸部１２を、大径の根元側軸部と、それより小径の先端側軸部の二段に形成している。また、根元側軸部に一回転方向（右方向）の螺条を形成して、いわゆる右ネジの締付ネジ部１３としている。

また、先端側軸部に他回転方向（左回転）の螺条を形成していわゆる左ネジの緩止ネジ部１４としている。また、締付ネジ部１３のネジ山の谷径Ｄを、緩止ネジ部１４のネジ山の山径ｄよりも大きく形成している（図６参照）。

締付ナット２０は、締付ネジ部１３に螺合するもので、本実施形態では締付けネジ部１３に対応して右ネジとしている。また、緩止ナット３０は、緩止ネジ部１４に螺合するもので左ネジである。この締付ナット２０と緩止ナット３０は、同一寸法の外形を有する六角ナットである。なお、締付ナット２０を左ネジとし、緩止ナット３０を右ネジとすることもでき、また、両ナット２０，３０を六角ナット以外（例えば、四角ナット）とすることもできる。

本実施形態では、締付ネジ部１３と緩止ネジ部１４との境界部分に、締付ナット２０の後端部が位置する環状溝１５を形成している。これにより、締付ナット２０の後端部に、締付ネジ部１３に螺合していない部分である遊びネジ部３１が形成されている。この遊びネジ部３１により締付ナット２０と緩止ナット３０の接触が円滑に行われる。また、この環状溝１５の外径は、緩止ネジ部１４の谷径Ｄと同一またはそれより小さく設定している。さらに、本実施形態では、締付ナット２０と被締結部との間にワッシャー４０を設けている。

本実施形態に係る緩止締結部材１は、ボルト１０の根元側軸部を右ネジである締付ネジ部１３とし、先端側軸部を左ネジである緩止ネジ部１４としているので、この緩止締結部材１に振動が加わると締付ネジ部１３と緩止ネジ部１４は、相互逆方向に回転する力が作用する。そのため、締付ナット２０の後端面に緩止ナット３０の前端面が、より強固に組み付き、その結果、締付ナット２０の緩みを防止することができる。

なお、締付ネジ部１３のネジ山の谷径Ｄを、前記緩止ネジ部１４のネジ山の山径ｄより大きく形成しているので、締付ナット２０は緩止ネジ部１４を容易に通過して締付ネジ部１３に達することができる。従って、締付ナット２０の螺合を容易に行うことができる。

また、締付ナット２０と緩止ナット３０の外形を同一寸法に設定しているので、同じスパナなどを使用して両者を締付けることができ、作業が容易となる。

また、締付ネジ部１３と緩止ネジ部１４との境界部分に、締付ナット２０の後端部が位置する環状溝１５を形成しているので、例えば、製造工程において、締付ナット２０の高さＨにバラツキが発生して設定寸法よりも短く形成されていても、緩止ナット３０の後端面を締付ナット２０の前端面に確実に当接させることができる。

なお、本実施形態に係る緩止締結部材１はワッシャー４０を設けているが、このワッシャー４０を設けない形態とすることもできる。この場合には、同様に、締付ナット２０の後端部が環状溝１５に位置するように、締付ネジ部１３や締付ナット２９の長さ（高さ）を設定する。

本考案者らは、本考案に係る緩止締結部材１の緩止め機能を確認すべく、従来のいわゆるダブルナット式の締結部材との比較試験を行った。この試験は、ＮＡＳ規格（米国航空宇宙局規格）を参考にした加振式衝撃緩み試験により評価した。ただし、試験機の能力の制約により、ＮＡＳ規格に定める加振ストローク１１ｍｍに対し、９ｍｍでの試験とした。

試験条件、試験手順、試験結果および評価は以下の通りである。また、試験状況（本考案の緩止締結部材１の場合）を図７に示す。

（試験条件）
試験機：振動試験装置（（株）振研Ｇ−０１１０型）
試験用治具：ＮＡＳ規格に準じた
振動数：３０Ｈｚ（１８００ｒｐｍ）
加振ストローク（Ｓ１）：９ｍｍ（垂直方向。手動操作により設定）
インパクトストローク（Ｓ２）：１１ｍｍ
試験時間：１９分２２秒（ただし、緩んだ時点で中止した）
緩みの判定：ボルトとナットの合マークがずれ、手で回せるようになった時点

（試験手順）
１．締結部材（ボルト、ナット）を石油系溶剤により脱脂洗浄した。
２．ボルトのネジ山に機械油を塗布した。
３．振動バーレルＢを備えた治具Ｊに取付け、トルクレンチを使用してボルトを締付けた。
（締付け方向、トルクは下記の結果に示すとおりである）。
４．治具Ｊを試験機の加振台Ｍに取付けた。
５．試験時間を２０分にセットし加振をスタートした。このとき、振幅は０ｍｍから徐々に増加し、３８秒後に９ｍｍに達した時点を試験開始とした。

（試験結果）
１．本考案に係る緩止締結部材
締付け手順
（１）締付ナット２０を１００ｋＮ／ｍで締付けた。
（２）緩止ナット３０を７０ｋＮ／ｍで締付けた。
試験結果を表１に示す。

２．従来の締結部材（ダブルナット）
締付け手順
（１）下ナット（本考案の締付ナット２０に相当）を７５ｋＮ／ｍで締付けた。
（２）上ナット（本考案の緩止ナット３０に相当）を１００ｋＮ／ｍで締付けた。
（３）上ナットを締付け固定した後、下ナットを逆方向に１００ｋＮ／ｍで締付け、上ナットに強く組付けた。
試験結果を表２に示す。

（評価）
上記の試験結果に示すように、本考案に係る緩止締結部材１は３回の試験の全てで締付ナット２０と緩止ナット３０の緩みが生じなかったのに対し、従来の締結部材は３回の試験のうち、２回において緩みが生じた。

こうしたことから、本考案に係る緩止締結部材１の緩み止め機能は、従来のダブルナット式の締結部材と比較して、きわめて優れていることを確認した。

１緩止締結部材
１０ボルト
１１頭部
１２軸部
１３締付ネジ部
１４緩止ネジ部
１５環状溝
２０締付ナット
３０緩止ナット
３１遊びネジ部
４０ワッシャー
５０被締結物
Ｂ振動バーレル
Ｄ締付ネジ部の谷径
ｄ緩止ネジ部の山径
Ｈ締付ナットの高さ
Ｊ治具
Ｍ加振台
Ｙ締付ネジ部のリード
Ｚ緩止ネジ部のリード
Ｓ１加振ストローク
Ｓ２インパクトストローク

Claims

頭部（１１）と軸部（１２）を有し、前記軸部を、大径の根元側軸部と、それより小径の先端側軸部の二段に形成し、前記根元側軸部に一回転方向の螺条を形成して締付ネジ部（１３）とすると共に、前記先端側軸部に他回転方向の螺条を形成して緩止ネジ部（１４）とし、前記締付ネジ部のネジ山の谷径（Ｄ）を、前記緩止ネジ部のネジ山の山径（ｄ）より大きく形成したボルト（１０）と、
前記締付ネジ部に螺合する締付ナット（２０）と、
前端面が前記締付ナットの後端面に当接した状態で前記緩止ネジ部に螺合し、前記締付ナットと同一寸法の外形を有する緩止ナット（３０）と、を備えてなる緩止締結部材。
頭部（１１）と軸部（１２）を有し、前記軸部を、大径の根元側軸部と、それより小径の先端側軸部の二段に形成し、前記根元側軸部に一回転方向の螺条を形成して締付ネジ部（１３）とすると共に、前記先端側軸部に他回転方向の螺条を形成して緩止ネジ部（１４）とし、前記締付ネジ部のネジ山の谷径（Ｄ）を、前記緩止ネジ部のネジ山の山径（ｄ）より大きく形成したボルト（１０）と、
前記締付ネジ部に螺合する締付ナット（２０）と、
前端面が前記締付ナットの後端面に当接した状態で前記緩止ネジ部に螺合し、前記締付ナットと同一寸法の外形を有する緩止ナット（３０）と、を備え、
前記締付ネジ部と緩止ネジ部との境界部分に、前記締付ナットの後端部が位置する環状溝（１５）を形成してなる緩止締結部材。
締付ネジ部（１３）を右ネジとし、緩止ネジ部（１４）を左ネジとしてなる請求項１または２に記載の緩止締結部材。
締付ネジ部（１３）のリード（Ｙ）と緩止ネジ部（１４）のリード（Ｚ）を等しくしてなる請求項１乃至３のいずれかに記載の緩止締結部材。