JP3500256B2

JP3500256B2 - 雌ねじ部構造

Info

Publication number: JP3500256B2
Application number: JP23984696A
Authority: JP
Inventors: 洋二中川
Original assignee: 株式会社杉浦製作所
Priority date: 1996-08-21
Filing date: 1996-08-21
Publication date: 2004-02-23
Anticipated expiration: 2016-08-21
Also published as: JPH1061638A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば、ナット
のゆるみ止めや漏れ止め（シール）等の雌ねじ部構造に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ボルト・ナットのゆるみ止めに
は、一般にワッシャや割ピン等が用いられている。ま
た、ボルトとナットのゆるみ止めやシール性を確保する
ために、ボルトのねじ山の外周面にシール材ないしは接
着剤を付着しておき、これによってボルトとナットのね
じ螺合部のシールやゆるみ止めを図ることも行われてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ワッシ
ャによるゆるみ止めには限界がある。他方、ボルトのね
じ部全面にシール材等を付着した場合は、ナットとの螺
合の際に、シール材等をかきとりながら螺合が進行する
ため、かきとり屑が生じやすいほか、螺合の際の抵抗が
大きくなる。さらに、使用までに長期間要した場合に
は、空気との接触による硬化等の品質劣化を生じるおそ
れがある。

【０００４】本発明は、主にナット等の雌ねじ部とボル
ト等の雄ねじ部の螺合に際して、かきとり屑の発生や、
螺合の際の抵抗の増大、長期保存後の品質劣化を招くこ
となく、ゆるみ止めやシール性等の所定の機能を確保す
ることを課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段及び作用・効果】このよう
な課題を解決するために、請求項１に係る発明は、雄ね
じ部と螺合する雌ねじ部には、雌ねじ部の雄ねじ部挿入
側端近傍の内周面に雌ねじ部よりも大きな外径を持つ段
差部を形成し、流動性の充填剤を皮膜封入してなるリン
グ状のカプセル部材を段差部の底部に位置させ、かつ、
内端部が雌ねじ部の雄ねじ部挿入側端の段差部にカプセ
ル部材と対向するように挿入され、外端部が雌ねじ部の
雄ねじ部挿入側端から軸方向外側に向けて突出され、内
側周部が雄ねじ外径よりも大きく形成された圧縮部材を
備える。そして、圧縮部材はその内周縁から円筒状に立
ち上がる差込み部の外径を段差部の内径にほぼ等しくし
て雌ねじ部に嵌め込んで形成されており、カプセル部材
は雌ねじ部に組み込まれた圧縮部材が雌ねじと雄ねじの
螺合による軸方向荷重を受けて雌ねじ部の内側へ押し込
まれることにより、圧縮部材の内端部と雌ねじ部の段差
部との間でカプセル部材を圧縮してその皮膜を破壊し、
漏出した充填剤を雌ねじ部と雄ねじ部との螺合したねじ
部の山と谷の隙間に供給する。

【０００６】このように、カプセル部材と雌ねじと一体
になり、圧縮部材は雌ねじ部に組み込まれて雄ねじに螺
合することができるようになり、また、カプセル材に皮
膜封入したシール剤や接着剤等の充填剤を、雌ねじと雄
ねじとの螺合時に初めて雄ねじ部のねじ部に供給するこ
とにより、ねじ部にシール剤等を予め付着した雄ねじ部
と違い、シール剤等による螺合時の大きな抵抗は生ぜ
ず、シール剤等のかきとり屑も生じない。また、カプセ
ル部材に封入された充填剤は、カプセル部材が圧縮部材
により破壊されるまで密封状態に維持されるため、所定
の品質を長く保持することができる。

【０００７】

【０００８】

【０００９】なお、カプセル部材は雌ねじ部の内周面で
あって、雄ねじ部挿入側端のねじ部始点の手前近傍に形
成された段差部の底部に保持することができる。これに
よって、圧縮部材が軸方向荷重を受けたときに、その段
差部と圧縮部材との間にカプセル部材を挟み込んで、そ
のカプセル部材に封入したカプセルの破壊を容易に生じ
させ得る。

【００１０】また、雌ねじ部としては、ナット（ナット
本体）が代表例であり、その内周面の段差部にリング状
のカプセル部材を装着しながら、圧縮部材を組み込むこ
とにより、充填剤付きナットとなる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、図面に示す実施例を参照し
つつ、本発明の実施の形態を説明する。図１に示すカプ
セル部材付きナット１は、雌ねじ部としてのナット本体
２、圧縮部材としてのカラー３、及びカプセル部材４を
有する。ナット本体２は、その内周面に雌ねじ部７と段
差部８を備える。雌ねじ部７はナット本体２のボルト突
出し側の開口端から、ボルト挿入側の段差部８の手前ま
で形成される。また、段差部８は、ナット本体２のボル
ト挿入側の開口端から所定の奥行きで、雌ねじ部７の谷
径より大きい内径の凹状に形成され、その内端がナット
本体２の軸方向と直角な円環状（リング状）の段差（段
付面）９となっている。

【００１２】カラー３は、図２に示すように、一端にフ
ランジ部１２と、その内周縁から円筒状に立ち上がる差
込み部１３とを有し、例えば、樹脂の一体成形あるいは
金属板のプレス成形等で得られる。図１に示すように、
この円筒状の差込み部１３は、ナット本体２の段差部８
に差し込まれる部分であり、フランジ部１２は、被締着
材１６に当たる（着座する）部分となる。差込み部１３
の外径は、ナット本体２の段差部８の内径にほぼ等し
く、フランジ部１２の板厚分を除いた高さは、段差部８
の内周面１０の高さより若干低めとする。なお、フラン
ジ部１２の外径は、ナット本体２の円筒面状の座部１１
の外径にほぼ等しい。

【００１３】カプセル部材４は、図３(ａ)、(ｂ)に示す
ように、リング形状であり、その断面は例えば円形であ
るが、楕円形、矩形、その他適宜の形状のものを採用で
きる。カプセル部材４の表皮構造は、図３(ｃ)に示すよ
うに、薄く密閉性があり、ある程度の強度を有する。例
えば、所定の樹脂あるいはゴム等の皮膜２１の中に、シ
ール剤、ゆるみ止め剤、防錆剤等の液状態あるいは粘性
状態等の流動性のある充填剤２２を封入したものであ
る。

【００１４】また、リング状のカプセル部材４の外径ｄ
（図３(ａ)）は、図１に示すように、ナット本体２の段
差部８の内周面１０の内径にほぼ対応する（例えば、そ
れより若干大きく形成する）。そして、カプセル部材４
は段差９に接触する状態で納めたとき、主に段差部８と
の摩擦力で保持される。また、カプセル部材４の円形断
面の径ｄ’（図３(ｂ)）は、段差９の幅寸法にほぼ対応
している。

【００１５】なお、予め成形したカプセル部材を組み込
むのではなく、ナット本体の段差部に所定の充填剤をコ
ーティグ又はモールディングし、それが固まることによ
り表皮が生じ、内部に流動性のある樹脂等が封入された
状態となるようにしてもよい。

【００１６】次に、図４に基づき、このカプセル部材付
きナット１が雄ねじ部としてのボルト５と螺合し、被締
着材１５及び１６を締着する際の作用を説明する。同図
（ａ）に示すように、段差部８にカプセル部材４を保持
したナット本体２にカラー３をはめ込んで形成されるカ
プセル部材付きナット１を、被締着材１５及び１６のボ
ルト穴１７の端に当てて、反対側からボルト５を差し入
れ、手又はレンチ等で螺合していくが、螺合の途中まで
は、特別の抵抗もなく軽いトルクで螺合される。

【００１７】螺合が進み、ボルト５の頭部５ａが被締着
材１５に当たり、かつカラー３のフランジ部１２が被締
着材１６に当たった以後は、螺合の進行に従い、カラー
３をナット本体２に押し込んで行く軸方向荷重がカラー
３に加わる。このカラー３の差込部１３の先端が、カプ
セル部材４を段差９との間で圧縮する結果、ついにはカ
プセル部材４の皮膜２１（図３(ｃ)）が破壊し、図４
(ｂ)に示すように、中の充填剤２２が漏洩する。破壊後
も螺合の進行によりカプセル部材４内の充填剤２２が外
部に押し出され、カラー３の内面とボルト外面との間、
並びにナット本体２の雌ねじ部とボルト５の雄ねじ部の
山と谷の隙間に入り込む。そして、ボルトの締付けは図
４(ｃ)のような状態で完了する。

【００１８】ここで、充填剤２２が螺合後のねじ部のど
の程度の範囲まで入り込むかは、充填剤２２の粘性（流
動性の度合）による。流動性が低ければ、充填剤２２の
供給領域は段差９の近傍のねじ部に止まるが、その範囲
でナット・ボルト間の漏れ止め（シール）やゆるみ止め
の効果を発揮する。

【００１９】また、充填剤２２が流動性の高い（低粘度
の）液状体である場合は、カプセル部材４の破裂と同時
期あるいはその後徐々に、例えば重力の作用や毛細管等
の原理により、螺合部の相当領域（例えば全体）のねじ
の山と谷の隙間に充填剤２２が浸透する場合がある。こ
の場合、充填剤２２が浸透した後に空気との接触等によ
り固化することで、ゆるみ止め（ロック）効果を生じさ
せることもできる。また、液状の充填剤２２が螺合の途
中でねじ部内の隙間に浸透していくことを利用して、次
に述べる防錆材や摩擦係数安定材（締付けトルクをほぼ
均一にするもの）を充填剤に用いることにより、所定の
効果を得ることもできる。

【００２０】ここで、上記カプセル部材４に封入される
充填剤２２としては、適度の粘性（流動性）のある樹脂
（ゴム材料を含む）、例えば、ポリアミド（ナイロン）
樹脂、ビニル樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、フッ
素樹脂、エポキシ樹脂、アルキッド樹脂、シリコーン樹
脂等の適宜のポリマーを主体とするものを用いることが
できる。そして、ナット本体２とボルト５との螺合部に
おいて、雄ねじ部と雌ねじ部の間の隙間に供給される充
填剤２２の成分機能に基づき、例えば、摩擦保持力（反
発押付力、回転阻止力）を発生させて、ねじ部の相対的
な運動を止め、振動や衝撃に対して有効なゆるみ止め効
果（ロック効果）を奏したり、例えば、エンジン油、ギ
ヤ油などの漏れ防止を必要とする部位の、貫通ねじ等の
気体・液体の漏れ止め効果（シール効果）、あるいは、
ねじ山の発錆を阻止する防錆効果、さらには締付けトル
クをほぼ均一にするトルク安定機能等を奏したりする。

【００２１】上述のロック効果やシール効果等を生じさ
せる上で、充填剤２２として、ねじ螺合部の隙間で固化
する接着機能を有するもの、例えば、反応固着性の樹脂
を採用することができる。その場合、カプセル部材４内
に流動または半流動性の反応固着性の樹脂を封入し、段
差部８に保持する。そして、カラー３によりカプセル部
材４が破壊されると、例えば、空気との接触によって反
応固着性樹脂（一種の接着剤）が、螺合部に付着あるい
はねじ間の隙間に入り込んで固化するように構成するこ
とができる。

【００２２】他方、充填剤２２は反応固着性の樹脂では
なく、ある程度の弾性を生じた状態で反応固化するもの
や、ある程度の粘性を長期にわたり保持するものとして
もよい。この場合、反応固着性の樹脂では不可能なナッ
トの繰り返し使用も可能となる。

【００２３】さらに、充填剤２２として、例えば、特開
平５−３２１９２０に開示されているようなマイクロカ
プセル化された高反応性固着剤をカプセル部材４に封入
することもできる。

【００２４】この場合、図３(ｄ)に概念的に示すよう
に、皮膜２１内に高反応性固着剤（反応によって固着力
を生ずる例えばエポキシ系、アクリル系等の接着剤）を
閉じこめたマイクロカプセル２３を、所定の粘性（可塑
性）を有するベース剤２４中に分散させたもの（ベース
剤の中にマイクロカプセル固着剤が混在する充填剤）を
用いることができる。ベース剤２４としては、例えばシ
リコーン、変性シリコーン、アクリル、ウレタン、ポリ
サルファイド、ポリエステル、エポキシ等をはじめ、適
宜のエラストマーも使用できる。

【００２５】このようなマイクロカプセルをさらにカプ
セルの中に封入した複合タイプでは、カラー３の差込み
部１３とナット本体２の段差９でカプセル部材４が挟圧
される際にカプセル部材４が破れるとともに、中のマイ
クロカプセル２３も破壊され、その中の反応樹脂成分が
ベース剤２４と反応してロック機能やシール機能を生ず
ることとなる。

【００２６】なお、充填剤２２として、前述の摩擦係数
安定剤、例えば酸化低分子ポリエチレン（分子量５００
〜１０，０００程度のエチレン重合体を一部酸化変性し
てＯＨ基、ＣＯＯＨ基のような極性基を導入したもの）
と、合成樹脂エマルジョン（合成樹脂が微粒子（例えば
Ｏ．１〜３ミクロン程度）となって水に分散したもの
で、水の蒸発により微粒子同士が互いに融着して連続し
た皮膜を形成するもの）とを、水に分散したものを用い
ることもできる。この場合は、特に螺合部における摩擦
係数の安定化により締付けトルクの安定化（バラツキ防
止）の機能が付与される。

【００２７】図５(ａ)は、別の実施例であり、図１に示
すカプセル部材４の代わりに、摩擦係数が比較的大きく
弾力性のあるゴムやプラスチック製のＯリング３２を備
えたＯリング付きナット３１の要部を示すものである。
図１におけるカプセル部材４と同様に、Ｏリング３２は
段差９に接触して保持される。

【００２８】そして、図５(ｂ)に示すように、ボルト３
０とナット本体２との螺合が進むと、Ｏリング３２はカ
ラー３の差込み部１３と段差９との間で挟まれて圧縮力
を受け、偏平方向に変形する。この偏平状に変形したＯ
リング３２ａが、段差部８の内周面１０とボルト３０の
円筒外面（非ねじ部）３３に密着させられ、ナット本体
２とボルト３０とのシール性を高める。変形したＯリン
グ３２ａが有する摩擦力と弾力性により、ナット本体２
とボルト３０との間のある程度のゆるみ止め効果も期待
できる。

【００２９】なお、図６に示すようなカラー３５（圧縮
部材）を用いて、カプセル部材付きナット１（図４）を
ボルト穴１７（図４）近傍に仮固定することもできる。
このカラー３５は、前述のフランジ部１２及び差込み部
１３の他、フランジ部１２を挟んで差込み部１３とは反
対側に突出するボルト穴挿入部（例えば円筒状部）３６
を備える。

【００３０】上位概念的にいえば、ナット等の雌ねじ部
材側に挿入される第一の挿入部（１３）と、ボルト穴等
に挿入保持される第二の挿入部（３６）と、これら第一
及び第二の挿入部の間に形成された側方突出部（１２）
とを有する。そして、ナット本体２に、前述のような充
填剤入りのカプセル部材４又はＯリング３２、及び上記
カラー３５を組み込んだ後、図７に示すように、ボルト
穴挿入部３６をボルト穴１７に押し込むことで、螺合前
の充填剤入りのカプセル部材４又はＯリング３２付きの
ナット本体２を、ボルト穴１７開口近傍に脱落しないよ
うに仮固定できる。従って、このナットを手で支えてい
なくてもよく、作業性が向上する効果が加わる。

【００３１】さらに、以上の説明では雌ねじとしてすべ
てナットを例示したが、図８に示すようにナットではな
く、所定の部材面４１に雌ねじ穴４２が形成された部分
の雌ねじ部構造に対しても、本発明を適用することがで
きる。この場合でも、ボルト５と雌ねじ穴４２とのシー
ルや回り止め等、ナットの場合と実質上同様の効果が得
られる。

【００３２】その他、本発明は当業者の知識に基づき、
種々の変形を加えた態様で実施し得ることは勿論であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例であるカプセル部材付きナッ
トの断面図。

【図２】圧縮部材としてのカラーの斜視図。

【図３】カプセル部材の具体例を示す図。

【図４】図１の実施例の作用説明図。

【図５】本発明の別の実施例であるＯリング付ナットの
要部を作用とともに示す作用説明図。

【図６】圧縮部材の変形例を示す斜視図。

【図７】図６の圧縮部材を用いた場合の組付構造を示す
断面図。

【図８】雌ねじ部としてナット以外の例を示す断面図。

【符号の説明】

１カプセル部材付きナット（雌ねじ部）２ナット本体３カラー（圧縮部材）４カプセル部材５ボルト（雄ねじ部）２２充填剤３１Ｏリング付きナット３２Ｏリング３５カラー（圧縮部材）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16B 23/00 - 43/02

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】雄ねじ部と螺合する雌ねじ部には、該雌
ねじ部の雄ねじ部挿入側端近傍の内周面に雌ねじ部より
も大きな外径を持つ段差部を形成し、流動性の充填剤を皮膜封入してなるリング状のカプセル
部材を前記段差部の底部に位置させ、かつ、内端部が前記雌ねじ部の雄ねじ部挿入側端の段差
部に前記カプセル部材と対向するように挿入され、外端
部が前記雌ねじ部の雄ねじ部挿入側端から軸方向外側に
向けて突出され、内側周部が雄ねじ外径よりも大きく形
成された圧縮部材を備え、前記圧縮部材はその内周縁から円筒状に立ち上がる差込
み部の外径を段差部の内径にほぼ等しくして雌ねじ部に
嵌め込んで形成されており、前記カプセル部材は雌ねじ部に組み込まれた前記圧縮部
材が前記雌ねじと雄ねじの螺合による軸方向荷重を受け
て、前記雌ねじ部の内側へ押し込まれることにより、前
記圧縮部材の内端部と前記雌ねじ部の段差部との間で前
記カプセル部材を圧縮してその皮膜を破壊し、漏出した
充填剤を前記雌ねじ部と雄ねじ部との螺合したねじ部の
山と谷の隙間に供給することを特徴とする雌ねじ部構
造。
【請求項２】前記カプセル部材が、前記雌ねじ部の内
周面であって、前記雄ねじ部挿入側端のねじ部始点の手
前近傍に形成された段差部の底部に保持されることを特
徴とする請求項１に記載の雌ねじ部構造。