JP3629486B2 - 締結体の弛み止め機構 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、ボルトとナットとを用いた締結体の弛み止め機構に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】
実開昭５７−８３９１１号公報
【０００３】
従来より、ボルトとナットとを用いた締結体の弛み止め機構については種々の提案がなされている。これらには、大きく分けてボルトとナットとの間の摩擦抵抗を利用するものと、別個の部材を取り付けることにより、メカニカルな弛み止めを行なうものが存在する。
【０００４】
上記のうち、後者の弛み止め機構の一例として割りピンを用いるものがある。これは、ボルトの軸部に径方向に貫通穴を設けておき、ナットには端面にピン用溝を設けておく。そして、このボルトとナットとを締結した後、ナットのピン用溝に割りピンを配位した状態となるように貫通穴に割りピンを通し、割りピンの先端部を広げて固定する。このようにしてピン用溝に割りピンを配位した状態で固定することにより、ナットをボルトに固定し、ナットが弛むことを防止できる。
【０００５】
しかし、この割りピンを用いた弛み止め機構においては、ボルトの貫通穴とナットのピン用溝が直線状に並ぶようにナットの締結位置を調整する必要がある。このために、貫通穴とピン用溝を共に目視しながら作業可能な工具である、モンキーレンチやメガネレンチを使用する必要があった。また、割りピンを広げるための工具も別に必要であり、作業性に問題があった。
【０００６】
また、他の一例としてキャップを用いるものがある。これは、特許文献１（実開昭５７−８３９１１号公報）に記載のものがその一例としてあげられる。
これは、ボルトの軸部の先端に、軸部よりも小断面であって、断面が多角形形状や外周部分に溝を形成した突出部を形成したものである。この特許文献１に記載の考案においては、軸部の先端部をカットして、対向する平面を形成したものとしている。そして、キャップはナットの外周面とボルトの突出部にそれぞれ係合させるものであり、ナット及びボルトをキャップで覆うようにして止めることにより、ナットが弛むことを防止するものである。
【０００７】
しかし、このキャップを用いた弛み止め機構においても、上記の割りピンを用いたものと同様に、キャップの形状に合わせるために、ナットの締結位置を調整して、キャップを取り付ける必要があった。
【０００８】
上記のように、ナットの締結位置を調整するためにナットを締めたり緩めたりすることは、わずらわしい作業を必要とするものであって作業性に問題があった。
また、締結体の締め付け力の管理が重要なことは周知のことであるが、上記のようにナットを締めたり緩めたりすることで締結体の締め付け力がばらつくために正確な管理が不可能であり、この点においても好ましいものではなかった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記の問題に鑑み、本願発明は、ナットの締結位置を調整することなく、ボルトに対してナットを締結したそのままの状態で取り付け可能であり、効果的にナットの弛みや脱落を防止できる、キャップを用いた締結体の弛み止め機構を提供することを課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本願の請求項１に記載の発明は、ボルト１とナット２とキャップ３とを備えた締結体１０の弛み止め機構であって、ボルト１には、ねじ山を有する軸部１１の先端に突出部１２が設けられ、この突出部１２の外周部分には、キャップ３と係合するための係合部１２ａが形成されたものであり、キャップ３は、少なくとも上記の突出部１２の一部と係合するボルト配位部３１と、少なくともナット２の外周部分の一部と係合するナット配位部３２とを有し、ボルト１に対してナット２を締結したそのままの状態で、ボルト１及びナット２にキャップ３を取り付けできるように、キャップ３にボルト配位部３１とナット配位部３２とを形成したものであり、ボルト１の、軸中心Ｚと係合部分１２ａの中央部とを結ぶ仮想線をボルト側仮想線Ｘ１とし、ナット２の、軸中心Ｚと頂点部分２ａとを結ぶ仮想線Ｘ２ａ、並びに前記仮想線Ｘ２ａ，Ｘ２ａ同士の間を所定の割合で等分した仮想線Ｘ２ｂと、からなる仮想線をナット側仮想線Ｘ２とし、ボルト配位部３１には、突出部１２の係合部分１２ａと係合するために、中央部がボルト側仮想線Ｘ１上となるようにキャップ側ボルト係合部３１ａが、ナット配位部３２には、ナット２の頂点部分２ａと係合するために、中央部がナット側仮想線Ｘ２上となるようにキャップ側ナット係合部３２ａが、それぞれ形成されており、ボルト１にナット２を締結した際の、ボルト側仮想線Ｘ１とナット側仮想線Ｘ２の位置のずれのうちで最小のものよりも、ボルト１にキャップ３を係合させた状態における、ボルト１の係合部分１２ａの中央部とキャップ３のキャップ側ボルト係合部３１ａとの間の遊びと、ナット２にキャップ３を係合させた状態における、ナット２の頂点２ａとキャップ３のキャップ側ナット係合部３２ａとの間の遊びとのそれぞれの和の方が大きくなるように、ボルト配位部３１とナット配位部３２とを形成したものであり、上記の遊びの和が±５°未満とされたことを特徴とする締結体の弛み止め機構を提供する。
【００１１】
また、本願の請求項２に記載の発明は、ボルト１とナット２とキャップ３とを備えた締結体１０の弛み止め機構であって、ボルト１には、ねじ山を有する軸部１１の先端に突出部１２が設けられ、この突出部１２の外周部分には、キャップ３と係合するための係合部１２ａが形成されたものであり、キャップ３は、少なくとも上記の突出部１２の一部と係合するボルト配位部３１と、少なくともナット２の外周部分の一部と係合するナット配位部３２とを有し、ボルト１に対してナット２を締結したそのままの状態で、ボルト１及びナット２にキャップ３を取り付けできるように、キャップ３にボルト配位部３１とナット配位部３２とを形成したものであり、ボルト１の、軸中心Ｚと係合部分１２ａの中央部とを結ぶ仮想線をボルト側仮想線Ｘ１とし、ナット２の、軸中心Ｚと頂点部分２ａとを結ぶ仮想線Ｘ２ａ、並びに前記仮想線Ｘ２ａ，Ｘ２ａ同士の間を所定の割合で等分した仮想線Ｘ２ｂと、からなる仮想線をナット側仮想線Ｘ２とし、ボルト配位部３１には、突出部１２の係合部分１２ａと係合するために、中央部がボルト側仮想線Ｘ１上となるようにキャップ側ボルト係合部３１ａが、ナット配位部３２には、ナット２の頂点部分２ａと係合するために、中央部がナット側仮想線Ｘ２上となるようにキャップ側ナット係合部３２ａが、それぞれ形成されており、ボルト１にナット２を締結した際の、ボルト側仮想線Ｘ１とナット側仮想線Ｘ２の位置のずれのうちで最小のものよりも、ボルト１にキャップ３を係合させた状態における、ボルト１の係合部分１２ａの中央部とキャップ３のキャップ側ボルト係合部３１ａとの間の遊びと、ナット２にキャップ３を係合させた状態における、ナット２の頂点２ａとキャップ３のキャップ側ナット係合部３２ａとの間の遊びとのそれぞれの和の方が大きくなるような、上記の各仮想線Ｘ１，Ｘ２の組み合わせが、３６０°の範囲内で少なくとも１組存在するように、ボルト１の係合部分１２ａが形成されたものであり、上記の遊びの和が±５°未満とされたことを特徴とする締結体の弛み止め機構を提供する。
【００１２】
また、本願の請求項３に記載の発明は、六角形状のナット２を用いたものであって、キャップ３は、外観が袋ナット状であって、内部が空洞になっており、この空洞と連通するようにして下部に開放された部分であるナット配位部３２と、上部に形成された貫通穴であるボルト配位部３１とを有するものであり、キャップ３のボルト配位部３１には、周方向にＹ個のキャップ側ボルト係合部３１ａが形成され、キャップ３のナット配位部３２には、周方向にＸ個のキャップ側ナット係合部３２ａが形成され、このキャップ側ナット係合部３２ａは、ナット２の頂点部分２ａの形状に一致する三角形状の溝とされたものであり、キャップ側各係合部３１ａ，３２ａは、３６０°毎にＺ個が、θ°以内のずれ角となるように形成されたものであって、Ｘ，Ｙ，Ｚ，θが下記 (i) 〜 (x) のうち、いずれかの組み合わせであることを特徴とする、請求項１または２に記載の締結体の弛み止め機構を提供する。
(i) Ｘ＝６、Ｙ＝７、Ｚ＝１、θ＝４．３
(ii) Ｘ＝６、Ｙ＝１１、Ｚ＝１、θ＝２．７
(iii) Ｘ＝１２、Ｙ＝５、Ｚ＝１、θ＝３
(iv) Ｘ＝１２、Ｙ＝７、Ｚ＝１、θ＝２．１
(v) Ｘ＝１２、Ｙ＝１０、Ｚ＝２、θ＝３
(vi) Ｘ＝１２、Ｙ＝１１、Ｚ＝１、θ＝１．３
(vii) Ｘ＝１８、Ｙ＝５、Ｚ＝１、θ＝２
(viii) Ｘ＝１８、Ｙ＝８、Ｚ＝２、θ＝２．５
(ix) Ｘ＝１８、Ｙ＝１０、Ｚ＝２、θ＝２
(x) Ｘ＝１８、Ｙ＝１１、Ｚ＝１、θ＝０．９
【００１３】
また、本願の請求項４に記載の発明は、ナット２の上部に形成された、略円筒状の突起２１の側面を一周するようにキャップ保持溝２２が形成され、キャップ３のナット配位部３２の上方には、上記のキャップ保持溝２２に対して嵌合するキャップ保持用爪３３が形成されたことにより、ナット２にキャップ３を取り付けた際において、キャップ３が、ナット２と、ナット２が締結されたボルト１とから脱落することを防止することを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の締結体の弛み止め機構を提供する。
【００１４】
本願発明に係る締結体の弛み止め機構は、メカニカルな構造であることより、信頼性の高い締結体１０を提供することができる。また、従来必要であったナットの締結位置の調整が必要なく、ボルト１に対してナット２を締結したそのままの状態でキャップ３を取り付け可能であるため、締め付け力を確実に管理でき、効果的にナット２の弛みや脱落を防止できる。
また、ナット２の形状を特殊形状としない限り、一般工具のみで締結可能であるため、組み付け時間を大幅に短縮でき、作業効率を向上できる。
また、ボルト１の先端部がキャップ３で覆われるため、ボルト１の先端部に引っ掛かることによる怪我などを防止できる。また、いたずらでナット２を取り外されることなども防止できる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面と共に、本願発明の実施の一例を取り上げて説明する。図１は本例におけるボルト、図２は同ナット、図３は同キャップを示す説明図であり、図４は本例のボルトに、ナットとキャップを取り付けた状態を示す説明図である。
【００１６】
本例のボルト１は図１に示すようなものであり、軸部１１にはナット２と同一ピッチであるねじが切られている（図示省略）。本例においては外径、ねじ径、ねじのピッチなどの主要な寸法はＪＩＳで規定されている規格寸法にて形成しているが、特殊な寸法で形成しても良い。
軸部１１において、図１（Ｂ）の図示上方側の先端には突出部１２が形成されている。突出部１２は、本例においては、軸部１１よりも断面積が小さく形成された筒状の突起である。また、この突出部１２の外周部分には、軸方向と平行であって、周方向に１０個の突起である係合部分１２ａが等間隔（３６°毎）に形成されている。本例においては、係合部分１２ａの断面形状が、図１（Ａ）に示すように三角形であるスプライン軸として形成されているが、半円形など他の形状の突起を形成したものでも良いし、本例とは逆に外周面に溝を形成し、凹部を係合部分１２ａとしても良い。また、図７（Ｆ）（Ｇ）に示すような、五角形などの多角形形状を有するものとしても良い。また、係合部分１２ａの数についても、本例のように１０個に限られるものではなく、種々の数で実施できる。
なお、図１（Ａ）に示すように、軸中心Ｚと係合部分１２ａの中央部とを結ぶ仮想線をボルト側仮想線Ｘ１とする。
また、本願発明に係るボルト１において、図１（Ｂ）に図示していない側（図示下方側）の先端については、通常の六角ボルトと同様に、六角形状の頭部を設けたものとしても良いし、他の形状の頭部を設けたものであっても良い。また、寸切ボルトとしても良いし、シャフト等と一体化したものであっても良く、多種多様な形状で実施が可能である。つまり、軸部１１にナット２を締結するための螺旋状のねじを形成したものであれば、種々の形態で実施して良い。
【００１７】
本例のナット２は、図２に示すようなものである。本例では六角ナットの上部を変形した形状としているが、その他の部分は市販されているナットと同様である。また、工具と係合する部分の外形寸法や、ねじのピッチなど主要な寸法は、ＪＩＳで規定されている規格寸法にて形成しているが、ボルト１と同様、特殊な寸法で形成しても良い。
本例においては、六角形状の頂点部分２ａが、後述するキャップ３のナット配位部３２に対して引っ掛かることによりナット２の回動を防止する。なお、本願発明における頂点部分２ａの形状は、多角形状の頂点はもとより、突起や溝など、種々の形態での実施が可能である。
【００１８】
そして、本例のナット２においては、上部に略円筒状の突起２１が形成されており、この突起２１の側面を一周するようにキャップ保持溝２２が形成されている。このキャップ保持溝２２は、図４に示すように、ナット２にキャップ３を取り付けた際において、キャップ３の内面に形成されたキャップ保持用爪３３と組み合わせてキャップ保持手段として機能するものであり、キャップ保持溝２２がキャップ保持用爪３３に対して嵌合することにより、キャップ３が、ナット２と、ナット２が締結されたボルト１とから脱落することを防止するものである。
【００１９】
このキャップ保持手段は、ナット２からキャップ３が脱落することを防止できるものであれば良く、本例の形態に限定されるものではない。例えば、ナット２の側にキャップ保持用爪を設け、キャップ３の側にキャップ保持溝を設けても良いし、ポイント的に凹凸を形成しても良い。また、ピンなどの別個の部材をナット２とキャップ３を貫通するように設けても良い。更には、ナット２とキャップ３との間には直接キャップ保持手段を設けず、ボルト１とキャップ３との間に設けることによりキャップ３を保持するものとしても良く、種々の形態で実施が可能である。
【００２０】
なお、図７（Ｄ）（Ｅ）に示すように、ナット２として一般的な六角ナットを使用する場合には、キャップ保持溝２２などのキャップ保持手段の形成を省略しても良い。また、特殊な用途の締結体においては、四角形や八角形などの多角形形状や、円筒状で、表面に工具を引掛けるための平面や穴を形成したものとしても良い。
【００２１】
また、本例においては、ナット２の上面、具体的には突起２１にキャップ３との位置合わせを容易にするためのマーキング２３がなされている。このマーキング２３は、キャップ３の下部に形成されるナット配位部３２の形状に合わせて付けられるものであり、本例においては、ナット配位部３２のキャップ側ナット係合部３２ａが、周方向に等間隔に１２箇所設けられていることに対応して、ナット２におけるマーキングは、ナット２の軸中心Ｚから頂点部分２ａを結ぶ仮想線Ｘ２ａと、これら仮想線Ｘ２ａ，Ｘ２ａ同士の間を二等分した仮想線Ｘ２ｂとからなる、ナット側仮想線Ｘ２上に計１２本設けられている。よって、このマーキング２３は、キャップ側ナット係合部３２ａを６箇所形成した場合は６本、１８箇所形成した場合は１８本というように、キャップ側ナット係合部３２ａを形成した数に合わせて設けられている。つまり、ナット２が六角形状の場合は６の倍数のマーキング２３が形成されている。なお、本願発明においては、このマーキング２３の形成は必須のものではなく、省略しても良い。
【００２２】
本例のキャップ３は図３に示すようなものである。本例においては合成樹脂製であり、外観は袋ナット状である。
このキャップ３は内部が空洞になっており、この空洞と連通するようにして下部が開放されている。また、上部にも貫通穴が形成されている。この下部の開放された部分がナット配位部３２であり、上部の貫通穴がボルト配位部３１となる。
【００２３】
ボルト配位部３１は、図４に示すように、ボルト配位部３１の内周面がボルト１の突出部１２と係合することにより、キャップ３の上部がボルト１に取り付けられる。
ボルト配位部３１の内周面にはキャップ側ボルト係合部３１ａが形成されている。本例においては、ボルト１の係合部１２ａの形状に一致する三角形状の溝が、等間隔に１０個形成されている。ここで本例においては、キャップ側ボルト係合部３１ａと、ボルト１の突出部１２における係合部分１２ａの形状が一致しているため、後述するナット配位部３２とは異なり、キャップ側ボルト係合部３１ａに一対一の対応で、ボルト１の係合部分１２ａが配位される。
なお、図３（Ａ）に示すように、軸中心Ｚとキャップ側ボルト係合部３１ａの溝の底部である中央部とを結ぶ仮想線は、ボルト１とキャップ３との間における取付時の遊びを考えない場合、ボルト１におけるボルト側仮想線Ｘ１と一致している。
【００２４】
ナット配位部３２も、ボルト配位部３１とほぼ同様のものであり、本例においては、図４に示すように、ナット配位部３２の内周面がナット２と係合することにより、キャップ３の下部がナット２に取り付けられる。
ナット配位部３２の内周面にはキャップ側ナット係合部３２ａが形成されている。本例においては、キャップ側ボルト係合部３１ａと同様であり、ナット２の頂点部分２ａの形状に一致する三角形状の溝が、等間隔に１２個形成されている。キャップ３がナット２に取り付けられた際においては、ナット２の外形が六角形状であることより、キャップ側ナット係合部３２ａの１つおきに、ナット２の頂点部分２ａが配位される。
なお、図３（Ｃ）に示すように、軸中心Ｚとキャップ側ナット係合部３２ａの溝の底部である中央部とを結ぶ仮想線は、ナット２とキャップ３との間における取付時の遊びを考えない場合、ナット２におけるナット側仮想線Ｘ２と一致している。
【００２５】
ここで、ボルト配位部３１及びナット配位部３２については、本例のように、ボルト１の突出部１２とナット２の全周に係合するものに限られるものではなく、少なくとも一部に係合するものであれば良く、本例以外の種々の形態で実施し得る。
【００２６】
また、本例においては、キャップ３の内面におけるナット配位部３２の上方に、ナット２のキャップ保持溝２２に対して嵌合するキャップ保持用爪３３が対角に２箇所形成されている。ナット２にキャップ３を取り付けた際において、ナット２のキャップ保持溝２２に対してキャップ３のキャップ保持用爪３３が嵌合する。この嵌合により、キャップ３に外力がかかった場合でも容易には脱落しない。
また、本例のキャップ３は合成樹脂製であるため、キャップ３に力を加え、ナット２のキャップ保持溝２２とキャップ３のキャップ保持用爪３３との嵌合を解除することにより、キャップ３をボルト１及びナット２から取り外すことができる。よって、キャップ３の繰り返し使用が可能であり、従来のように、２〜３回程度しか繰り返し使用できなかった割りピン方式よりも再使用性に優れている。このキャップ保持溝２２とキャップ保持用爪３３のそれぞれの形状は、種々に変更が可能であり、例えば上下方向に非対称な形状とすることにより、取り付け時に必要な力を比較的小さくしてキャップ３を容易に取り付けできるようにし、逆に、取り外し時に必要な力を比較的大きくしてキャップ３の取り外しを困難なものとするなど、作業性の向上や、取り付け後のいたずら防止などの観点から最適なものとできる。
なお、図７に示すように、キャップ保持溝２２とキャップ３のキャップ保持用爪３３のようなキャップ保持手段を一切設けないものとしても良い。
【００２７】
本例においては、キャップ３の側面に窓部３４が対角に２箇所形成されており、キャップ３の内部の空洞と連通している。この窓部３４を通して、組み付け状態を目視で確認することができる。また、図６に示すようなキャップ取り外し工具４を用いる際に、引掛爪４１を窓部３４に引掛けるために用いる。
このキャップ取り外し工具４の使用方法について述べる。まず、図６に示すように、キャップ３の窓部３４に引掛爪４１を引掛けた上で、螺合により回動可能に取り付けられたハンドル４２を用いて、押込部４３を下方に押込んでいく。そして、この押込部４３がボルト１の突出部１２に当接した後は、ハンドル４２の回動を続けるにつれ、引掛爪４１が上方に引き上げられ、それに伴い、キャップ３も上方に引っ張られる。これにより、ナット２のキャップ保持溝２２とキャップ３のキャップ保持用爪３３との嵌合が外れ、キャップ３を取り外すことができる。
【００２８】
ここで、キャップ３は、上部と下部とが一体となっているため、上部に位置するボルト配位部３１と下部に位置するナット配位部３２の位置関係は常に一定である。
しかし、ボルト１に対しナット２を締結した場合においては、当然ながら、ナット２とボルト１の突出部１２の間の位置関係はランダムとなる。そのため、従来においては、キャップ３に合わせるために、ナット２を締めたり緩めたりして両者の位置関係を調整する必要があった。
【００２９】
ナット２のねじ込みを調整することなくキャップ３を取り付けるためには、ボルト１にナット２を締結した際における、ナット２の頂点部分２ａとボルト１の係合部１２ａとの位置（角度）のずれに対して、ボルト１及びナット２にキャップ３を取り付けた際の、ボルト１の係合部１２ａとキャップ３のキャップ側ボルト係合部３１ａの遊びと、ナット２の頂点部分２ａに対するキャップ３のキャップ側ナット係合部３２ａの遊びとのそれぞれの和の方が大きくなるように、キャップ３のボルト配位部３１とナット配位部３２とを、遊びを持たせた形状に形成すれば良い。
【００３０】
ここで、キャップ３におけるボルト配位部３１のキャップ側ボルト係合部３１ａと、ナット配位部３２のキャップ側ナット係合部３２ａとのそれぞれの位置関係について、図５と共に述べる。
本例におけるボルト配位部３１は、既に述べたように、三角形状の溝であるキャップ側ボルト係合部３１ａが設けられている。このキャップ側ボルト係合部３１ａは周方向に１０個設けられている。
ナット配位部３２についても、ボルト配位部３１と同様に、三角形状の溝であるキャップ側ナット係合部３２ａが周方向に１２個設けられている。よって、ナット２にキャップ３を取り付けた場合には、キャップ側ナット係合部３２ａの一つおきに、外形が六角形状であるナット２の頂点部分２ａが配位される。
そして、キャップ側ナット係合部３２ａはキャップ側ボルト係合部３１ａに対し、１８０°毎、つまり全周（３６０°）において２箇所で一致するように形成されている。
【００３１】
一方、ボルト１の係合部１２ａは周方向に等間隔（３６°毎）に１０個設けられており、これはキャップ３のキャップ側ボルト係合部３１ａと一致するものである。
そして、ナット２については、形状が六角形のため、頂点部分２ａが６０°毎に存在する。ただ、上記のように、キャップ３のキャップ側ナット係合部３２ａは３０°毎に設けられており、キャップ側ナット係合部３２ａに一致させてナット２の頂点部分２ａを配位可能であることを考えると、３０°毎に調整可能となる。
よって、両者の調整可能な角度の差は６°となる。そして、ボルト１にナット２を締結した際においては、両者の関係は、図５（Ａ）に示す状態から図５（Ｃ）に示す状態にかけての状態となる。
【００３２】
具体的に述べると、図５（Ａ）に示す状態は、ナット２の側の位置ａとボルト１の側の位置Ａとが重なった状態であり、この時のずれ角は０°である。また、図５（Ｂ）に示す状態は、図５（Ａ）に示す状態から図５（Ｃ）に示す状態までの間のちょうど中間を示すものであり、ナット２の側の位置ａとボルト１の側の位置Ａ、そしてナット２の側の位置ｂとボルト１の側の位置Ｂとがどちらも３°ずれている。また、図５（Ｃ）に示す状態は、ナット２の側の位置ｂとボルト１の側の位置Ｂとが重なった状態であり、この時のずれ角は０°である。
本例においては、半周（１８０°）分の範囲内において、図５（Ａ）に示す状態から図５（Ｃ）に示す状態までの間の状態が１箇所必ず存在する。つまり、ずれ角が３°以下となるポイントが１８０°毎に存在する。
よって、ナット２の頂点部分２ａとキャップ３のキャップ側ナット係合部３２ａとの間の遊び角度と、ボルト１の係合部１２ａとキャップ３のキャップ側ボルト係合部３１ａとの間の遊び角度のそれぞれの和が３°以上になるようにキャップ３のボルト配位部３１とナット配位部３２とを形成することにより、ボルト１にナット２を締結した状態のままでキャップ３を取り付けることが可能となる。
【００３３】
本例においては、ボルト１の係合部１２ａ（キャップ３のキャップ側ボルト係合部３１ａと一致）が周方向に１０個設けられている。そして、キャップ３のキャップ側ナット係合部３２ａが周方向に１２個設けられており、この場合における、ボルト１とナット２の間でのずれ角は、既に述べた通り±３°となる。また、この場合では全周（３６０°）において、ボルト１の係合部１２ａとキャップ側ナット係合部３２ａとは２箇所で一致している。
ここで既に述べた通り、キャップ側ナット係合部３２ａの形成数（Ｘ）、係合部１２ａ（キャップ側ボルト係合部３１ａ）の形成数（Ｙ）については、本例以外に種々に変更できる。その例のいくつかについての、Ｘ、Ｙ、Ｚ（全周（３６０°）における、係合部１２ａとキャップ側ナット係合部３２ａの一致箇所の数）、ボルト１とナット２の間でのずれ角を下記に示す。
（１）Ｘ＝６の場合
Ｙ＝７（Ｚ＝１、ずれ角±４．３°）、Ｙ＝１１（Ｚ＝１、ずれ角±２．７°）
（２）Ｘ＝１２の場合
Ｙ＝５（Ｚ＝１、ずれ角±３°）、Ｙ＝７（Ｚ＝１、ずれ角±２．１°）、Ｙ＝１１（Ｚ＝１、ずれ角±１．３°）
（３）Ｘ＝１８の場合
Ｙ＝５（Ｚ＝１、ずれ角±２°）、Ｙ＝８（Ｚ＝２、ずれ角±２．５°）、Ｙ＝１０（Ｚ＝２、ずれ角±２°）、Ｙ＝１１（Ｚ＝１、ずれ角±０．９°）
【００３４】
ちなみに、上記の各数値の算出方法について述べると、Ｘはナット２の頂点数（六角ナットでは６）の整数倍、Ｙは任意の数、ＺはＸとＹとの最大公約数、ずれ角は１８０をＸとＹの最小公倍数で割った数値である。
ずれ角については、あまり大きくなると、キャップ３がずれ角を基準とした遊び角度を有するものであるため、キャップ３の弛み止めの作用が甘くなる。よって、具体的には±５°未満とすることが望ましく、±３°以下とすることがより望ましい。
また、係合部１２ａとキャップ側ボルト係合部３１ａの形成数（Ｙ）が多い方が、ずれ角を小さくできるために、弛み止めの作用から見て好ましいが、これに伴い係合部１２ａなどの加工が困難となるため、具体的にはＹを１２以下とすることが望ましい。
なお、上記の基準は一般的な締結体に関するものであって、特殊な締結体に関しては、用途などに応じて最も適した形態に形成すれば良い。
【００３５】
次に、本例の締結体１０を用いて行なった試験について示す。比較用試験体はＪＩＳに規定される、呼びがＭ１２の六角ボルトと六角ナットの組み合わせであり、本願試験体は、図７に示すボルト１とナット２とキャップ３の組み合わせとし、比較用試験体と同径のものとした。
なお、比較用試験体及び本願試験体のボルト及びナットは冷間圧造用炭素鋼からなるものとし、表面処理として電気亜鉛メッキを施したものとした。
【００３６】
まず、米国航空機規格（ＮＡＳ３３５０）に従った振動衝撃試験を行った。これは、各試験体のボルトとナットとを締結し、軸直角方向に振動衝撃を与え、弛みの有無及び進行を検証する試験である。
比較用試験体の場合、振動衝撃２０００サイクル未満でボルトからナットが脱落したのに対し、本願試験体の場合、ＮＡＳ３３５０の規格条件である振動衝撃３００００サイクルでもナット２の脱落は発生しなかった。なお、この際のボルト１に対するナット２の弛みは、振動衝撃２０００サイクル未満で、キャップ３のセット時に生じる弛み方向の遊び角度分（弛み方向のキャップ３とナット２の遊び角度と、弛み方向のキャップ３とボルト１の遊び角度のそれぞれの和）は発生したが、それ以上の弛みの進行は、その後３００００サイクルまでなかった。更には、ＮＡＳ３３５０の規格条件を超えた振動衝撃１０００００サイクルを加えた試験も行ったが、本願試験体においてはナット２の脱落はなく、弛みに関しても、上記の３００００サイクルの状態からの進行は見られなかった。
【００３７】
次に、ユンカー式ねじ弛み試験を実施した。これは、各試験体のボルトとナットとを締結し、ナットの座面が接する座面板に対し、軸直角方向に強制的変位として±１．２ｍｍを２００サイクル／分で与え、弛みの有無及び進行を検証する試験である。
比較用試験体の場合は、試験開始直後から弛みが発生し、時間の経過と共に弛みが進行して約３分で締め付け力がなくなった。これに対し、本願試験体の場合は、試験開始から３０秒間で、キャップ３のセット時に生じる弛み方向の遊び角度分の弛みが生じたものの、その後、試験終了時間までの５分間で弛みの進行はなかった。
【００３８】
上記の各試験により、本願発明に係る締結体１０が従来の締結体に対して、顕著な弛み止め効果を有することが確認できた。
【００３９】
【発明の効果】
本願発明に係る締結体の弛み止め機構は、メカニカルな構造であることより、信頼性の高い締結体を提供することができる。また、従来必要であったナットの締結位置の調整が必要なく、ボルトに対してナットを締結したそのままの状態でキャップを取り付け可能であるため、締め付け力を確実に管理でき、効果的にナットの弛みや脱落を防止できる。
また、ナットの形状を特殊形状としない限り、一般工具のみで締結可能であるため、組み付け時間を大幅に短縮でき、作業効率を向上できる。
また、ボルトの先端部がキャップで覆われるため、ボルトの先端部に引っ掛かることによる怪我などを防止できる。また、いたずらでナットを取り外されることなども防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明の実施の一例におけるボルトの要部を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図である。
【図２】本例のナットを示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は半断面の正面図である。
【図３】本例のキャップを示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＩ−Ｉ断面図、（Ｃ）は底面図である。
【図４】本例におけるボルトに、ナットとキャップを取り付けた状態を示す断面視の説明図である。
【図５】（Ａ）〜（Ｃ）共、本例のボルトにナットを締結した状態を示す、平面視の説明図である。
【図６】キャップ取り外し工具４の使用方法を示す参考図である。
【図７】本願発明の実施の他の例を示す説明図であり、（Ａ）はキャップを示す正面図、（Ｂ）は（Ａ）のＩＩ−ＩＩ断面図、（Ｃ）はキャップを示す背面図、（Ｄ）はナットを示す正面図、（Ｅ）は同側面図、（Ｆ）はボルトを示す正面図、（Ｇ）は同側面図である。
【符号の説明】
１０ 締結体
１ ボルト
１１ 軸部
１２ 突出部
１２ａ 係合部
２ ナット
３ キャップ
３１ ボルト配位部
３１ａ キャップ側ボルト係合部
３２ ナット配位部
３２ａ キャップ側ナット係合部
Ｘ１ ボルト側仮想線
Ｘ２ ナット側仮想線
Ｚ 軸中心

Claims (4)

1. ボルト（１）とナット（２）とキャップ（３）とを備えた締結体（１０）の弛み止め機構であって、
   ボルト（１）には、ねじ山を有する軸部（１１）の先端に突出部（１２）が設けられ、
   この突出部（１２）の外周部分には、キャップ（３）と係合するための係合部（１２ａ）が形成されたものであり、
   キャップ（３）は、少なくとも上記の突出部（１２）の一部と係合するボルト配位部（３１）と、少なくともナット（２）の外周部分の一部と係合するナット配位部（３２）とを有し、
   ボルト（１）に対してナット（２）を締結したそのままの状態で、ボルト（１）及びナット（２）にキャップ（３）を取り付けできるように、キャップ（３）にボルト配位部（３１）とナット配位部（３２）とを形成したものであり、
   ボルト（１）の、軸中心（Ｚ）と係合部分（１２ａ）の中央部とを結ぶ仮想線をボルト側仮想線（Ｘ１）とし、
   ナット（２）の、軸中心（Ｚ）と頂点部分（２ａ）とを結ぶ仮想線（Ｘ２ａ）、並びに前記仮想線（Ｘ２ａ，Ｘ２ａ）同士の間を所定の割合で等分した仮想線（Ｘ２ｂ）と、からなる仮想線をナット側仮想線（Ｘ２）とし、
   ボルト配位部（３１）には、突出部（１２）の係合部分（１２ａ）と係合するために、中央部がボルト側仮想線（Ｘ１）上となるようにキャップ側ボルト係合部（３１ａ）が、
   ナット配位部（３２）には、ナット（２）の頂点部分（２ａ）と係合するために、中央部がナット側仮想線（Ｘ２）上となるようにキャップ側ナット係合部（３２ａ）が、それぞれ形成されており、
   ボルト（１）にナット（２）を締結した際の、ボルト側仮想線（Ｘ１）とナット側仮想線（Ｘ２）の位置のずれのうちで最小のものよりも、
   ボルト（１）にキャップ（３）を係合させた状態における、ボルト（１）の係合部分（１２ａ）の中央部とキャップ（３）のキャップ側ボルト係合部（３１ａ）との間の遊びと、
   ナット（２）にキャップ（３）を係合させた状態における、ナット（２）の頂点（２ａ）とキャップ（３）のキャップ側ナット係合部（３２ａ）との間の遊びとのそれぞれの和の方が大きくなるように、
   ボルト配位部（３１）とナット配位部（３２）とを形成したものであり、上記の遊びの和が±５°未満とされたことを特徴とする締結体の弛み止め機構。
2. ボルト（１）とナット（２）とキャップ（３）とを備えた締結体（１０）の弛み止め機構であって、
   ボルト（１）には、ねじ山を有する軸部（１１）の先端に突出部（１２）が設けられ、
   この突出部（１２）の外周部分には、キャップ（３）と係合するための係合部（１２ａ）が形成されたものであり、
   キャップ（３）は、少なくとも上記の突出部（１２）の一部と係合するボルト配位部（３１）と、少なくともナット（２）の外周部分の一部と係合するナット配位部（３２）とを有し、
   ボルト（１）に対してナット（２）を締結したそのままの状態で、ボルト（１）及びナット（２）にキャップ（３）を取り付けできるように、キャップ（３）にボルト配位部（３１）とナット配位部（３２）とを形成したものであり、
   ボルト（１）の、軸中心（Ｚ）と係合部分（１２ａ）の中央部とを結ぶ仮想線をボルト側仮想線（Ｘ１）とし、
   ナット（２）の、軸中心（Ｚ）と頂点部分（２ａ）とを結ぶ仮想線（Ｘ２ａ）、並びに前記仮想線（Ｘ２ａ，Ｘ２ａ）同士の間を所定の割合で等分した仮想線（Ｘ２ｂ）と、からなる仮想線をナット側仮想線（Ｘ２）とし、
   ボルト配位部（３１）には、突出部（１２）の係合部分（１２ａ）と係合するために、中央部がボルト側仮想線（Ｘ１）上となるようにキャップ側ボルト係合部（３１ａ）が、
   ナット配位部（３２）には、ナット（２）の頂点部分（２ａ）と係合するために、中央部がナット側仮想線（Ｘ２）上となるようにキャップ側ナット係合部（３２ａ）が、それぞれ形成されており、
   ボルト（１）にナット（２）を締結した際の、ボルト側仮想線（Ｘ１）とナット側仮想線（Ｘ２）の位置のずれのうちで最小のものよりも、
   ボルト（１）にキャップ（３）を係合させた状態における、ボルト（１）の係合部分（１２ａ）の中央部とキャップ（３）のキャップ側ボルト係合部（３１ａ）との間の遊びと、
   ナット（２）にキャップ（３）を係合させた状態における、ナット（２）の頂点（２ａ）とキャップ（３）のキャップ側ナット係合部（３２ａ）との間の遊びとのそれぞれの和の方が大きくなるような、
   上記の各仮想線（Ｘ１，Ｘ２）の組み合わせが、３６０°の範囲内で少なくとも１組存在するように、ボルト（１）の係合部分（１２ａ）が形成されたものであり、上記の遊びの和が±５°未満とされたことを特徴とする締結体の弛み止め機構。
3. 六角形状のナット（２）を用いたものであって、
   キャップ（３）は、外観が袋ナット状であって、内部が空洞になっており、この空洞と連通するようにして下部に開放された部分であるナット配位部（３２）と、上部に形成された貫通穴であるボルト配位部（３１）とを有するものであり、
   キャップ（３）のボルト配位部（３１）には、周方向にＹ個のキャップ側ボルト係合部（３１ａ）が形成され、
   キャップ（３）のナット配位部（３２）には、周方向にＸ個のキャップ側ナット係合部（３２ａ）が形成され、
   このキャップ側ナット係合部（３２ａ）は、ナット（２）の頂点部分（２ａ）の形状に一致する三角形状の溝とされたものであり、
   キャップ側各係合部（３１ａ，３２ａ）は、３６０°毎にＺ個が、θ°以内のずれ角となるように形成されたものであって、
   Ｘ，Ｙ，Ｚ，θが下記 (i) 〜 (x) のうち、いずれかの組み合わせであることを特徴とする、請求項１または２に記載の締結体の弛み止め機構。
   (i) Ｘ＝６、Ｙ＝７、Ｚ＝１、θ＝４．３
   (ii) Ｘ＝６、Ｙ＝１１、Ｚ＝１、θ＝２．７
   (iii) Ｘ＝１２、Ｙ＝５、Ｚ＝１、θ＝３
   (iv) Ｘ＝１２、Ｙ＝７、Ｚ＝１、θ＝２．１
   (v) Ｘ＝１２、Ｙ＝１０、Ｚ＝２、θ＝３
   (vi) Ｘ＝１２、Ｙ＝１１、Ｚ＝１、θ＝１．３
   (vii) Ｘ＝１８、Ｙ＝５、Ｚ＝１、θ＝２
   (viii) Ｘ＝１８、Ｙ＝８、Ｚ＝２、θ＝２．５
   (ix) Ｘ＝１８、Ｙ＝１０、Ｚ＝２、θ＝２
   (x) Ｘ＝１８、Ｙ＝１１、Ｚ＝１、θ＝０．９
4. ナット（２）の上部に形成された、略円筒状の突起（２１）の側面を一周するようにキャップ保持溝（２２）が形成され、
   キャップ（３）のナット配位部（３２）の上方には、上記のキャップ保持溝（２２）に対して嵌合するキャップ保持用爪（３３）が形成されたことにより、
   ナット（２）にキャップ（３）を取り付けた際において、キャップ（３）が、ナット（２）と、ナット（２）が締結されたボルト（１）とから脱落することを防止することを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の締結体の弛み止め機構。

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