JP3733534B2 - 緩み止め締結具 - Google Patents

Description

【０００１】
【技術分野】
本発明は、ボルトと、座金と、ナットとから成る、簡単な構造で、強固に締結具の緩みを防止する緩み止め締結具に関する。
【０００２】
【背景技術】
一般的に、締結具は、ボルトとナット、若しくはボルトとナットと座金からなるものが用いられている。当然のことながら被締結材の保護上、座金があることが望ましい。締結具によって連結される最も重要な部位は、飛行機や電車等の連結部、建物、鉄塔、高速道路の橋げた等の連結部であり、このような乗り物の走行による振動や、風等の振動の緩みの影響を受ける部位には、特に、緩み止めが施された締結具が用いられる。
【０００３】
緩み止め効果を奏する締結具の提案は、数多くなされている。例えば、特開平９−７９２４７号公報には、座金の座面を傾斜した傾斜面を有する凸部若しくは凹部に形成すると共に、ナットの裏面またはボルトの頭部の裏面を、座金の凸部若しくは凹部に対応した傾斜面を有する凹部若しくは凸部に形成して、互いに嵌合した座金の傾斜面とナットの傾斜面に圧縮による摩擦力を働かせて、緩み止め効果を奏するとした締結具が開示されている。
当該締結具では、凸部形成の場合にあっては、ナットのめねじ部の一部を傾斜面に提供するために失う重大な不利を、当該一部に形成した摩擦部で補うことになっているが、この限られたスパン間のみに確保の摩擦力が戻り回転方向に作用する力に抵抗するには、無理がある。また、凹部形成した場合にあっては、ナット喰い込み用の厚みを加算しなければならず、分厚い座金という奇妙なものとなってしまうし、上記凸部形成と同じく限られたスパン間のみに確保の摩擦力に頼るものであり、無理がある。
これに加え、本提案にあっては、頼りにしている座金に踏ん張りが期し難く、座金をボルトとナットの螺合に対して回らないようにしておくべく、座金に回り止め用のピンを突設する構成も記述されているが、座金に回り止め用のピンを突設するには、座金に突設した回り止め用のピンに対して、該ピンを嵌合する嵌合部を被締結物若しくはナットの方に設ける必要があり、構造が複雑となって、生産性、汎用性が低減する、と云う問題もある。究極的には、ピンの剪断力に頼るという不合理がある。
更には、緩み止めとは、ナットとボルトとの一体化（ねじ締結体の予張力低下をもたらすねじ噛み合い面における滑りの阻止を図るの意）であるので、座金とナットとの一体をいくら成し遂げても、ボルト締結体全体に作用する外力による緩みを阻止し得ず、本提案は大なる欠陥を有している。
【０００４】
特開平１１−６５１６号公報にあっては、ねじ孔の周囲に軸孔方向上方にしたがって縮径するテーパ状の外周面を有し、該外周面がねじ孔に対して微小偏心された凸部を設けた第１ナットと、第１ナットの凸部が嵌合するとともに、ねじ孔と同心状とした内周面を有する凹部を設けた後行取り付けの第２ナットとから構成した緩み止め効果を奏するダブルナットの提案がある。
このダブルナットは、第１ナットの偏心方向側に、樹脂、あるいは軟質金属を被覆し、第２ナットの凹部に第１ナットの凸部を嵌合して、第２ナットで第１ナットを締め付けると、偏心した第１ナットの凸部が、ねじ孔と同心状の第２ナットの凹部に嵌合することによって、くさび的な作用を奏し、緩み止め効果を発揮するというものである。
すなわち、先行装着の第１ナットの凸部に、後行装着の第２ナットの凹部を嵌合させて、第２ナットのめねじとボルトのねじ部を螺合していくと、第１ナットの凸部が偏心されていることから、第１ナットは偏心側からボルトを押圧しつつ締め付け力が作用し、第１ナットが偏心方向他側へ若干位置がずれるため、第２ナットが偏心方向他側からボルトを押圧しつつ締め付け力が作用するものとなる。
第１、２ナットの嵌合積層体の上下の互いに相反する箇所にて、強力なボルト軸直角方向から押し付け力が作用すると共に、第１、２ナット間のテーパ面の摩擦力で緩み止めが奏されるとしたものである。
この提案では、ボルト軸に相反する直交方向から上下に不利な剪断力の強力な押し付け力が加わり、ボルトの負担が過酷である。
ダブルナットは、二つのナットを重ねて用いるため、ねじ山の破損もあり、繰り返しの使用に耐え得なく、コスト高となる。
更には、第１ナットの凸部を許容するスペースが必要となり、第１ナット及び凸部を許容し得ない狭小なスペースにあっては、ダブルナットを用いることができない、と云う使用上の制約もある。
【０００５】
特開平１０−３０６８１９号公報にあっては、第２２図に示すように、外面をボルト軸方向上方にしたがって縮径するテーパ状に形成し、内周面にナットのめねじ部１１と連続するめねじ２３を刻設し、円周の一部をボルト軸方向に切り欠いた切欠部２２を設けたリング状の緩み止め部材２０と、該リング部材２０を嵌合するテーパ状の内周面を有するテーパ凹部３０ａを設けたナット２とから成る緩み止め構造の提案がある。
ボルト３とナット２を締め付けていくと、リング状の緩み止め部材２０は縮径して、ボルト３とナット２間の充填連結材化し、ナット２のテーパ凹部３０ａの中に没入する。
しかして、緩み止め部材２０の圧縮に反発するボルト３、ナット２双方に向けての、軸直角方向の応力が作用し、締め付け力が大きくなり、ねじの緩みを防止する。
この提案では、既述の特開平９−７９２４７号と同じくナットのねじの一部を犠牲にしているが、この犠牲部に縮径自在な充填連結部材（緩み止め部材２０）が介在する点で異なる。
この緩み止めの効果は、結局、緩み止め部材２０のテーパ状の外周面と、ナット２のテーパ凹部３０ａとの接触による摩擦力に頼って、緩み止め部材２０が裏面にてボルト３と一体化（ねじの噛み合いのため螺動方向については一体効果は期し得ない。）するものとなっているが、この限られたスパンにしか提供されることのない接触面では限度があるので、ナット２の上部を拡径した拡径部３０に形成してテーパ凹部３０ａを設ける必要があり、ナット２が特殊な形状となるため、製造コストが増大する、と云う問題が発生する。また、ダブルナットと同様に拡径部３０を許容し得ないスペースにおいては、特殊形状となったナット２を用いることができない、と云う使用上の制約もある。
【０００６】
既述の通り、緩み止めとはナットとボルトとの一体化であるが、この提案ではナット２のテーパ凹部３０ａでのボルト軸直交方向の作用の圧縮に対する反発力のみで、この一体化をもたらしているが、僅かなスパン間にしか確保し得ないねじ込みにしたがって進行するテーパ間の乗り上げに頼った単純なクサビ作用による一体化効能部では、緩み止めには極めて脆弱であり、実効性に劣る。
【０００７】
【発明の開示】
発明の第１のモデルは、緩み止め締結具であって、ボルトと、ベース部に、ボルトの呼び径よりもやや大きいボルト貫通孔を有し、該ボルト貫通孔の周囲に、ボルト軸方向上方にしたがって縮径する円錐状筒片を起立設し、ベース部と円錐状筒片に連続した欠円用スリットを形成した座金と、
前記座金と対峙しない半部分の内周の直径を、座金の円錐状筒片の先端部の外周の直径よりも小さくし、座金と対峙する側の半部分の開口の直径を座金の円錐状筒片の付け根部の外周の直径よりも小さくした、座金の円錐状筒片の高さよりもやや高い、座金の円錐状筒片の傾斜角度と同一傾斜角度のテーパ面を有する円錐状孔部を、ボルトのねじ部と螺合するめねじ部の上部に開設したナットとからなること、にある。
【０００８】
このものにあっては、被締結物を締め付けていくと、ナットの締め付け力が、欠円用スリットに加わっていき、欠円用スリットの隙間が小さくなって、座金の円錐状筒片は全長均一に縮径し、ナットの円錐状孔部とボルトとの間に座金の円錐状筒片があたかも目詰材の如く介装され、ナットとボルトの間に座金の円錐状筒片を噛み挟んだ状態となり、ナットと座金は、前記特開平１０−３０６８１９号と同じく、ボルト軸直角方向について弾性復元力でもって一体化する。
【０００９】
しかし、次記の点で著しく異なる。すなわち、円錐状筒片はベース部と一体であるので、ナットの締め付けで働くベース部を被締結面に押し付ける力でもって、円錐状筒片はボルト軸方向に強力に引きずられるが、この際、内面をボルトのねじ山に食い込まれた円錐状筒片は、ボルトのねじ山をちぎる方向に剪断力を働かせる。この極めて強引な剪断力は、ボルト軸方向全周についての座金（円錐状筒片）とボルトの双方に働く、ボルト軸方向についての特有の摩擦力であり、その結果、ナットとボルトは座金を介して一体化する。
結局、座金のベース部を押圧するナットは、座金の円錐状筒片を介したボルト軸方向のねじ山に作用する剪断力の仲介を経ても、ボルトと一体化している。
よって、この締結具は、ボルト軸直角方向とボルト軸方向との２種の一体化ルートを介して強力に一体化するものとなり、大なる緩み止め効能を合理的に実現する。
【００１０】
締結具として六角ナットを用いると、六角ナットの角部によって、被締結物の締結面が傷つけられたり、被締結物の締結面に六角ナットの締結面が均等に当接せず、ボルトとナットの締め付けによる圧縮力がボルト軸対称に均等に負荷されない等の問題があるが、本発明にあっては、ボルトとナットの間に座金を介在させているため、被締結物の締結面の保護、ボルトとナットの締め付けによる圧縮力のボルト軸対称に均等な負荷等、座金が通常発揮する効果も当然のことながら発揮することになる。
座金の欠円用スリットの形状は、縮径するものであればよく、ボルト軸に対して、斜めの形状であってもよく、ストレートな形状であってもよく、その他Ｖ字形状であっても、波形状であってもよく、様々な形状の欠円用スリットを設けることができ、欠円用スリットの形状は問わない。
【００１１】
本発明の第二のモデルは、ボルトと、ベース部中央部に形成のボルト軸方向上方にしたがって縮径する偏心した円錐台にボルトの呼び径よりもやや大きいボルト貫通孔を縦貫設して成る円錐状筒片を設け、当該筒片薄肉部にベース部と連続した円錐状筒片のベース部を含む全長均一縮径用の欠円用スリットを形成した欠円座金と、当該座金と対峙しない半部分の内周の直径を、座金の円錐状筒片の先端部の外周の直径よりも小さくし、座金と対峙する側の半部分の開口の直径を座金の円錐状筒片の付け根部の外周の直径よりも小さくした、該円錐状筒片の縮径完了後も螺進して該座金のベース部を被締結面に押し付ける行程確保のために座金の円錐状筒片の高さよりもやや高い、座金の円錐状筒片の傾斜角度と同一傾斜角度のテーパ面を有する円錐状孔部を、ボルトのねじ部と螺合するめねじ部の下部に開設したナットとからなることにある。
このものにあっては、第一のモデルと同じく、円錐状筒片は、円錐状孔部とボルトとの間に目詰材となって介装すると共に、ボルトのねじ山をちぎる方向に剪断力を働かせることとなるのであるが、この作用は、偏心した円錐状筒片の肉厚部に集約して働くこととなるので、より強力化される。
更に、座金の円錐状筒片の肉厚部で径方向から押圧されてやや斜めに傾いた状態になろうとするボルトを、ナットが該肉厚部とは反対の径方向から押圧することとなるため、ボルト軸方向の上下で対向した径方向からのブレーキとなる押圧力がボルトに加わり、緩み止めの効能が向上する。
したがって、第二のモデルにあっては、第一のモデルと異なり、第一のモデルと同じ作用が一部に集約して作用すると共に既述のボルト軸方向の上下で対向した径方向からの押圧力が新たに追加されるものとなっている。
【００１２】
いずれのモデルにあっても、座金の円錐状筒片の高さを、座金の円錐状筒片の内周面に、ボルトのねじ部のピッチと同一ピッチで、少なくとも二ピッチ半以上のメネジを形成できる高さとすると良い。
座金の円錐状筒片の高さを、座金の円錐状筒片の内周面に、ボルトのねじ部のピッチと同一ピッチで、少なくとも二ピッチ半以上のめねじを形成できる高さとすると、ボルトとナットの間に座金の円錐状筒片が確実に噛み挟まれ、噛み挟まれた状態の座金（円錐状筒片）に既述の力が確実に作用するため、大なる緩み止め効能を発揮するボルトとナットの一体化を確実なものとなる。
【００１３】
いずれのモデルにあっても、座金とボルトの組み合わせにおいて、座金をボルトよりも軟質材とすると良い。
このものにあっては、例えば、座金をボルトよりも軟質材とすると、座金の円錐状筒片の内面が、ナットの締め付けによって、ボルトのねじ山に確実に食い込んだ状態となり、このボルトのねじ山に食い込んだ状態の座金（円錐状筒片）に既述の種々の力が作用するため、ナットとボルトが強力に一体化する。
【００１４】
いずれのモデルにあっても、座金の欠円用スリットをボルトのねじ部の螺旋方向と反対方向に傾斜して形成すると良い。
このものにあっては、ナットの締め付けにより、座金の円錐状筒片にも螺旋状に締付けトルクが加わっていくが、座金の欠円用スリットが傾斜していると、螺旋状に加わる締付けトルクが欠円用スリットに均等に加わって、座金（円錐状筒片）が縮径し、スムーズに座金がナットの円錐状孔部に嵌合し、ナットのベース部への押圧を、ボルト軸の全周にわたってボルト軸対称に均等に加えることができ、ナットとボルトの強力な一体化を実現する。
座金の欠円用スリットが、ボルトのねじ部の螺旋方向と反対方向に傾斜していると、ナットの強い締め付け力により、ナットの締め付け方向側の欠円用スリットの端縁がナットに対してエッジ状となり、該エッジ状となった欠円用スリットの端縁が、座金のベース部を押圧するナットの締結面に引っ掛かった状態となり、振動等によって、ナットが緩み方向に回動しようとすると、このエッジ状に引っ掛かっている部分がストッパーとなってナットの緩み方向の回動を阻止し、ボルトとナットの一体化を維持して、ナットの緩みを防止する。
【００１５】
いずれのモデルにあっても、座金の欠円用スリットを、ボルトのねじ部の螺旋方向と同一方向に傾斜して形成すると良い。
このものにあっては、上記と同様にボルトとナットの螺合の進行に伴う、螺旋状の締め付けトルクが、座金の傾斜した欠円用スリット全体に均等に加わって、座金の円錐状筒片全体が均等に縮径していくため、既述の力がボルト軸周囲の全周にわたって、ボルト軸対称に均等に作用し、座金を介してボルトとナットの強力な一体化を実現することができる。
【００１６】
いずれのモデルにあっても、座金の欠円用スリットを、ボルト軸方向と同一方向に形成すると良い。
このものにあっては、ナットの締め付け力によって、座金の円錐状筒片がボルト軸方向に強力に引きずられた状態となるため、ボルト軸方向と同一方向に形成したストレートな欠円用スリットの端縁が鋭いエッジ状となって、ナットの締結面に引っ掛かった状態となり、このエッジ状に引っ掛かった部分がストッパーとなってナットの緩み方向の回動を阻止する。
【００１７】
いずれのモデルにあっても、座金のベース部の中央部に、円錐状筒片の大径部の直径よりもやや大きい直径の凹部を設けるを良しとする。
このものにあっては、座金のベース部の中央部に、凹部を設けたため、ナットのベース部への押圧が該凹部の内方に作用し、凹部周囲に残存している締結面となる座金のベース部が、被締結物と面均一に当接することになる。このため、ナットのベース部への押圧が、座金のベース部の全周にわたってボルト軸対称に均等に作用し、緩み止めの効能を発揮する座金を介したナットとボルトの一体化を強力なものとする。
座金のベース部に凹部を設けたため、ボルトのねじ部周囲に密着するベース部の板厚が薄くなったことと同様となり、ボルトのねじ部周囲に密着したベース部の板厚に比して大きくなる締め付けトルクを小さくすることができ、特に、規格値の大きな締結具にあっては、締め付けトルクが小さくなるため、締め付け作業を楽に行うことができる。
【００１８】
いずれのモデルにあっても、座金のベース部に、該ベース部を径方向に切り欠いた、少なくとも一つの切欠部を設けるを良しとする。
このものにあっては、座金のベース部に切欠部を設け、該切欠部によって、座金のベース部の変形自由度を増大したため、座金の弾性的変形が周辺の状況に影響されることが少なくなり、緩み止め効果が安定する。
【００１９】
特に、第二のモデルにあって、座金の偏心した円錐状筒片の最も肉厚となる部位から連設した、座金のベース部に、該ベース部を径方向に切り欠いた少なくとも一つの切欠部を設けるを良しとする。
このものにあっては、座金の偏心した円錐状筒片の肉厚部から連設するベース部に、径方向の切欠部を設けることによって、特に回動に力を要する部分の変形自由度が増大し、締め付け作業を簡単に行うことができる。
【００２０】
いずれのモデルにあっても、座金の円錐状筒片の軸方向に、少なくとも一つの縦溝部を設けるを良しとする。
このものにあっては、円錐状筒片に、少なくとも一つの縦溝部を設けたため円錐状筒片の変形自由度が増大し、円錐状筒片が縮径方向に容易に撓み変形するため、ナットの締め付けトルクが減少し、締め付け作業が容易となる。
座金の円錐状筒片に設けた縦溝部により、円錐状筒片の変形自由度が増大しているため、座金（円錐状筒片）のボルト軸直交方向への反発応力は衰えることなく、座金を介したボルトとナットの強力な一体化を維持して、強固な緩み止めの効能を発揮する。
なお、縦溝部の形状は、座金の円錐状筒片の変形自由度を増大するものであればよく、縦溝部を軸方向に対してストレートに形成すること、若しくは欠円用スリットと同一角度で傾斜して形成すること、その他側面V字状に形成すること、波形状に形成すること等、様々な形状に形成することが可能である。
【００２１】
第二のモデルにあっては、座金の偏心した円錐状筒片の最も肉厚となる部位を除いて、座金の円錐状筒片の軸方向に、少なくとも一つの縦溝部を設けるを良しとする。
このものにあっては、微小に偏心した肉厚部を設けた座金の円錐状筒片の最も肉厚となる部位を除いて、座金の円錐状筒片に縦溝部を形成したため、該円錐状筒片の肉厚部による押圧力を有効にボルトに加えることができる。また、座金の変形自由度が縦溝部により増大するため、締め付け作業を安定したものにすることができる。
【００２２】
いずれのモデルにあっても、座金の円錐状筒片の傾斜角度を略１０°とするを良しとする。
このものにあっては、座金の円錐状筒片の傾斜角度を略１０°とすると、円錐状筒片の高さは、該円錐状筒片の内周面に、ボルトのねじ部のピッチと同一ピッチのめねじを少なくとも２ピッチ半以上刻設できる高さとなるため、座金の円錐状筒片を、ボルトとナットの間に確実に噛み挟まれる高さとし、既述の力を座金に作用させて、座金を介したボルトとナットの強力な一体化による、大いなる緩み止め効能を実現することができる。
【００２３】
いずれのモデルにあっても、座金の欠円用スリットの傾斜角度をボルト軸に対して、略２０°から２５°とするを良しとする。
このものにあっては、座金の欠円用スリットの傾斜角度を、ボルト軸に対して、略２０°から２５°に設定すると、欠円用スリットの端縁が、ボルトのねじ部と一定の位相差を有して均等に当ることになり、螺旋状に加わる締め付けトルクにより、スムーズに座金の円錐状筒片を縮径することができる。
【００２４】
いずれのモデルにあっても、座金の欠円用スリットの幅を、ボルトとナットを締め切った状態で、隙間を有する幅とするを良しとする。
このものにあっては、ナットを締め切った状態で、座金の欠円用スリットの端面が隙間を有する幅となるように、欠円用スリットの幅を設定しているため、ナットを締め切った状態にあっても、ナットとボルトの間に噛み挟まれた状態の座金の強力なバネ力を維持して、強力なナットとボルトの一体化を図っている。
【００２５】
いずれのモデルにあっても、座金の円錐状筒片の内周面に、ボルトのネジ部と嵌め合う螺条を刻設するを良しとする。
このものにあっては、座金の円錐状筒片の内周面に、螺条を刻設したため、円錐状筒片がボルトのねじ部に確実に嵌め合い、座金とボルトの双方に働く摩擦力を確実に発揮させて、ボルトとナットを強力に一体化する。
【００２６】
いずれのモデルにあっても、座金の円錐状筒片の内周面に、ボルトのねじ部と同一ピッチのめねじを刻設するを良しとする。
このものにあっては、座金の円錐状筒片の内周面に、ボルトのねじ部と同一ピッチのめねじを刻設したため、ボルトとナットの締め付けに伴って、座金の円錐状筒片が、ボルトのねじ部に螺嵌してスムーズに縮径して、ナットの円錐状孔に嵌合し、座金を介して、ボルトとナットの強力な一体化による、強固な緩み止め効果を発揮する
【００２７】
いずれのモデルにあっても、座金の円錐状筒片の内周面に、ボルトのねじ部のピッチよりも小さいピッチの螺条を刻設するを良しとする。
このものにあっては、ボルトとナットの締め付けに伴って、ボルトのねじ部の尖端部のみが、座金の円錐状筒片の内周面に刻設した螺条に螺嵌した状態となり、スパナ等の器具を用いることによって、締結具を容易に緩めることが可能となり、締結具を取り外して行う点検作業をを楽に行うことができる。
【００２８】
いずれのモデルにあっても、座金若しくはナットを合成樹脂で形成するを良しとする。
このものにあっては、腐食が激しい場所に用いる場合等、使用目的や使用状況に応じて、強固な緩み止め効果を発揮する合成樹脂製の締結具を用いることができる。
【００２９】
いずれのモデルにあっても、座金の円錐状筒片の内周面に、縦方向に亘って内方に突出する複数の突起部を設けるを良しとする。
このものにあっては、合成樹脂製の座金の円錐状筒片の内周面に、縦方向に亘って内方に突出する複数の突起部を設けたため、座金の円錐状筒片が縮径して、ナットの円錐状孔部に嵌入した際に、ボルトのねじ部に座金の円錐状筒片の突起部が強く当って、ボルトとナットの間に、座金の円錐状筒片を確実に噛み挟んだ状態となるため、合成樹脂製の座金に既述の力が確実に作用し、ボルトとナットの強力な一体化による、大なる緩み止めの効能を実現する。
【００３０】
【発明を実施するための最良の形態】
以下、本発明の実施例を、図面を参照にしながら説明する。
先ず、第１のモデルの緩み止め締結具の基本を第１〜９図で説明する。
第１図に示すように、緩み止め締結具は、座金１、ナット２及びボルト３からなり、これらの座金１、ナット２及びボルト３を互いに螺合組付けし、座金１を介してボルト３とナット２を強力に一体化することにより、大なる緩み止め効能を実現するものである。
座金１は、第１図及び第２図に示すように、円形平板状のベース部４の中心に、ボルト３のねじ部１３が貫通するねじ部１３の呼び径よりもやや大きいボルト貫通孔５を有し、該ボルト貫通孔５の周囲に、ボルト軸の先端方向に縮径する円錐状筒片６を起立設している。
ベース部４と円錐状筒片６には、ボルト３のねじ部１３の螺旋方向と反対方向に傾斜した欠円用スリット７を開設している。
図示例の円錐状筒片６の傾斜角度θ1は、略１０°であり、欠円用スリット７のボルト３の軸方向に対する傾斜角度θ2は、略２０°から２５°である。
円錐状筒片６の傾斜角度θ１を、略１０°とすると、円錐状筒片６の内周面に、ボルト３のねじ部１３と同一ピッチのめねじを、２リード半以上刻設することができる高さとなる。
また、ボルト軸方向に対して、欠円用スリット７の傾斜角度θ2を略２０°から２５°とすると、欠円用スリット７が、ボルト３のねじ部１３のねじ山ごとに、一定の位相差を有して、接触することとなる。
なお、欠円用スリット７は、ボルト軸方向に対して、ストレートに形成してもよく、ボルト軸方向に対して傾斜させる場合は、傾斜角度が略２０°から２５°に限定するものではない。
【００３１】
ナット２は、第３図に示すように、ボルト３のねじ部１３と螺合するめねじ部１１の上部に、座金１の円錐状筒片６を嵌合する円錐状孔部１０を設けている。円錐状孔部１０の傾斜角度θ3は、円錐状筒片６の傾斜角度θ1と同一角度である略１０°に設定している。めねじ部１１と円錐状孔部１０との間には、内鍔状の段部１２を設けている。
円錐状孔部１０は、座金１と対峙しない半部分の内周の直径を、円錐状筒片６の先端部の外周の直径よりも小さくし、座金１と対峙する側の半部分の開口の直径を円錐状筒片６の付け根部の外周の直径よりも小さくしている。
このため、第４図に示すように、ナット２の円錐状孔部１０に、座金１の円錐状筒片６を嵌入すると、円錐状筒片６の先端部のみが円錐状孔部１０に嵌入し、座金１がナット２から突出した状態となる。
第５図および第６図に示すように、座金１とボルト３の間に被締結物１５を挟み、ねじ部１３とめねじ部１１を螺合し、ナット２の締め付け力を作用させていくと、ナット２のめねじ部１１のリード角に従った螺旋状の締め付け力が、傾斜した欠円用スリット７全長に均等に加わるので、円錐状筒片６の対ボルト３への押し付けは全長均一になされる。
【００３２】
そして、第５図（ａ），（ｂ）に示すように、最初にL1の幅を有していた欠円用スリット７全体が均等にL2の幅まで小さくなって、円錐状筒片６全体が均等に縮径し、ナット２の締め付けに伴って、円錐状筒片６がスムーズに円錐状孔部１０に嵌合していく。
欠円用スリット７の幅L1は、本実施例においては約３ｍｍ程度に設定している。欠円用スリット７の幅L1は、ナット２を締め切った状態で、欠円用スリット７の幅L2が０．５ｍｍ〜１ｍｍ程度の間隙を有する幅であればよい。
【００３３】
ボルト３に対して、座金１を軟質材とすると、ナット２の締め付けに伴って、ねじ部１３の尖端部が円錐状筒片６の内周面に食い込んで、円錐状筒片６の内周面が削られた状態で、円錐状筒片６の略全体が、ナット２の円錐状孔部１０に嵌合する。
すなわち、第６図に示すように、円錐状筒片６があたかも目詰め材のごとく、ナット２とボルト３との間に円錐状筒片６を噛み挟んだ状態となる。
【００３４】
第７図は、座金１、ナット２およびボルト３の間に働く力の方向を説明する図である。図中黒矢印は、座金１により緩み止めの効能を奏する力の方向を示し、図中白矢印は、ボルト３とナット２に加わる力の方向を示す。
第７図に示すように、先ず、ナット２と座金１は、ナット２とボルト３との間に噛み挟まれた状態の座金１のボルト軸直交方向について反発応力（矢印F1）でもって、一体化する。
【００３５】
次いで、ナット２の締め付けで、ベース部４を被締結面に押し付ける力でもって、円錐状筒片６がボルト軸方向に強力に引きずられる（矢印St）。この際、内面をボルト３のねじ山に食い込まれた円錐状筒片６には、ボルト３のネジ山をちぎる方向の剪断力が働く。この極めて強力な剪断力は、ボルト軸方向全周についての座金１とボルト３の双方に働く、ボルト軸方向についての特有な摩擦力であり、その結果、ナット２のベース部４への押圧（矢印F2）は、強力な座金１の弾性変形復元力で反抗を受け、この抵抗力を介して、ナット２とボルト３は一体化している。
しかして、ボルト３とナット２は、座金１を介して、ボルト軸直角方向（矢印F1）とボルト軸方向（矢印F2）の二種の一体化ルートを介して、強力に一体化するものとなり、大なる緩み止め効能を合理的に実現する。
【００３６】
ボルト３とナット２の間に噛み挟まれた座金１の円錐状筒片６は、くさび的作用を奏し、座金１よりもボルト軸方向の先端部で螺合しているナット２のめねじ部１１に、全周からボルトのねじ部１３を圧接する力（矢印F4）が加わり、ナット２と螺合しているボルト３のねじ山に加わる、摩擦力(矢印F5)を強めて、ナット２とボルト３の一体化を更に強力なものとし、縦揺れ、横揺れ、斜め方向等のあらゆる振動に対して、大なる緩み止め効能を合理的に実現する。
【００３７】
第８図に示すように、座金１の欠円用スリット７が、ボルト３の螺旋方向と反対方向に傾斜していると、座金１のベース部４にナット２の螺旋状の締め付け力Tが加わるため、螺旋方向前側に位置する欠円用スリット７の端縁７ａがナット２の締結面２ａに対して鋭いエッジ状となり、このエッジ状となった欠円用スリット７の端縁７ａがナット２の締結面２ａに食い込んで締結面２ａを切り立てて引っ掛かった状態となる。
ボルト３とナット２の螺合が緩む方向は、締め付け力Ｔが加わる方向とは反対方向となるため、ボルト３とナット２との螺合が緩む方向に振動等が加わった場合であっても、欠円用スリット７の端縁７ａがナット２の締結面２ａに引っ掛かった部分がストッパーとなり、緩み方向へのナット２の回動を阻止する。
【００３８】
なお、座金１の円錐状筒片６の高さは、円錐状孔部１０の高さよりも低く設定しており、ナット２の円錐状孔部１０とめねじ部１１との間には、内鍔状の段部１２を設けているため、ナット２の締め付け力によって円錐状筒片６が延伸されたとしても、円錐状筒片６の先端がめねじ部１１まで到達することはなく、ねじ部１３やめねじ部１１を強く押し潰して傷つけることはない。
ボルト３に対して、座金１とナット２は、一対の組合わせのみならず、座金１とナット２の組合わせを複数用いることにより、より強固な緩み止め効果を発揮させることも可能である。
【００３９】
次に、第二のモデルの緩み止め締結具について説明する。
第９図は、その座金１を示す、（ａ）平面図、（ｂ）側面図、（ｃ）縦断面図、（ｄ）底面図である。
座金１は、円錐状筒片６の一部に、ボルト貫通孔５の円中心に対して微小に偏心した肉厚部９を設け、欠円用スリット７を薄肉部に設けている。第１０図を示す如く、円錐状筒片６を嵌合するナット２の円錐状孔部１０にあっては、円錐状孔部１０とめねじ部１１との間に設けた内鍔状の段部１２の面積が下記の理由により拡大することになる。
第１０図は、偏心した座金１により、緩み止めの効能を示す力の方向を説明する図である。
第１０図に示すように、円錐状孔部１０に嵌合した円錐状筒片６の微小に偏心している肉厚部９が、径方向からボルト３を押圧し（矢印F1）、肉厚部９で押圧されてやや斜めに傾いた状態となろうとするボルト３を、ナット２のめねじ部１１で肉厚部９とは反対の径方向から押圧するため（矢印F2）、ボルト３にボルト軸方向の上下で、対向した径方向からの押圧力（F1,F2）が加わり、大なる緩み止め効能を発揮する。
また、ナット２の円錐状孔部１０に嵌合した、円錐状筒片６の肉厚部９が、径方向からボルト３を押圧するくさび的効果によって、座金１よりもボルト軸方向の先端部で螺合しているナット２のめねじ部１１に、ボルトのねじ部１３を圧接する力（矢印F4）が加わり、ナット２とボルト３の双方のねじ山に加わる摩擦力を強めて、ボルト３とナット２の一体化を強力なものとしている。
【００４０】
第１１図は、第一のモデルにおける座金１の実施例を示す、（ａ）平面図、（ｂ）側面図、（ｃ）底面図である。
座金１は、円錐状筒片６の内周面には、ボルト３のねじ部１３と同一ピッチのめねじ８を、２リード半から３ピッチを刻設している。また、欠円用スリット７は、ボルト３の螺旋方向と同一方向に傾斜している。
円錐状筒片６の内周面に、ボルト３のネジ部１３と同一ピッチのめねじ８を刻設した場合、ボルト３とナット２の螺合に伴って、円錐状筒片６に刻設しためねじ８が、ボルト３のねじ部１３に螺嵌し、螺旋方向の締め付け力が、螺旋方向と同一方向に傾斜した欠円用スリット７に均等に加わって、円錐状筒片６全体が均等に縮径し、スムーズにナット２の円錐状孔部１０に、座金１の円錐状筒片６を嵌合させることができ、締め付け作業が容易となる。
これは、第二のモデルにおける座金１についても同様である。
【００４１】
すなわち、第１２図に示すように、第二のモデルにおける座金１の微小に偏心した肉厚部９を設けた円錐状筒片６の内周面に、ボルト３のねじ部１３と同一ピッチのめねじ８を刻設してもよい。
【００４２】
第１３図に示すように、第一のもでるにおける座金１の円錐状筒片６の内周面に、ボルト３のねじ部１３のピッチよりも、細かいピッチの螺条８を刻設してもよい。
螺条８を、ボルト３のねじ部１３よりも細かいピッチとすると、座金１は、ねじ部１３の尖端部のみが螺条８と螺嵌することになる。このため、スパナ等の器具を用いることにより、締結具を簡単に緩めることができ、一定期間ごとに締結具を取り外す必要がある場合に便利であり、定期点検等の作業を楽に行うことができる。
なお、微小に偏心した肉厚部９を設けた、第二のモデルにおける座金１の円錐状筒片６の内周面に、ボルト３のねじ部１３よりも細かいピッチの螺条８を刻設してもよい。
【００４３】
第１４図に示すように、第一のモデルにおける座金１の欠円用スリット７を、ボルト３の軸方向と同一方向のストレートな形状としてもよい。
ナット２の締め付け力によって、座金１の円錐状筒片６が、ボルト軸方向に強引に引きずられた状態となるため（第７図参照、矢印St）、ストレートな欠円用スリット７の端縁が、ナット２の締結面に対してエッジ状となり、このエッジ状となった欠円用スリット７の端縁が、ナット２の締結面に引っ掛かり、欠円用スリット７がエッジ状に引っ掛かった部分がストッパーとなって、ナット２の緩み方向への回動を阻止する。第二のモデルの座金にあっても同じである。
【００４４】
第１５図に示すように、第一のモデルにおける座金１のベース部４の中央に、円錐状筒片６の大径部の直径よりも、やや大きい直径の凹部４ａを設けるとよい。
すなわち、通常、ナット２のめねじ１１の直径は、加工誤差を解消するため、ボルト３のねじ部１３の直径に対して若干大きく形成されており、ボルト３がナット２に対して、多少傾いた状態で、ナット２とボルト３が締め付けられる。ナット２に対するボルト３の傾きは、ナット２とボルト３の規格値が大きくなる程、大きくなる傾向にある。ボルト３が多少傾いた状態となると、ナット２のベース部４への押圧が、座金１のベース部４の全周にわたって、ボルト軸対称に均等に加わらないため、緩み止めの効能が発揮できないことになる。
座金１のベース部４の中央部に、凹部４ａを設けたため、ナット２のベース部４への押圧が、該凹部４ａの内方に作用し、凹部４ａ周囲に残存しているベース部４が、被締結物と面均一に当接し、規格値の大きな締結具にあっても、ナット２のベース部４への押圧が、座金１のベース部４の全周にわたって、ボルト軸対称に均等に作用し、座金１を介したナット２とボルト３への一体化を強力なものとする。
また、ボルト３及びナット２が大きくなると、座金１のベース部４の板厚も当然厚くなることが考えられ、ベース部４の板厚が厚くなると、締め付けトルクが大きくなり、締め付け作業が困難になる、と云う問題がでてくる。
座金１のベース部４に凹部４ａを設けると、該凹部４ａによって、ボルト３のネジ部１３と、座金１のベース部４との間に隙間が形成されて、ボルト３のねじ部１３周囲において、座金１のベース部４が薄くなったことと同様となるため、締め付けトルクを小さくすることができ、必然的に座金１のベース部４が厚くなる大きな締結具であっても、締め付け作業を楽に行うことができる。第二のモデルにおける座金についても同様である。
【００４５】
第１６図は、第二のモデルにおける座金１のベース部４に、径方向にベース部４を切り欠いた、切欠部４ｂを形成したものを示す。
この切欠部４ｂを設けることにより、ナット２の締め付け力に対して、座金１の変形自由度が増大し、円錐状筒片６が容易に縮径方向に撓み変形して、比較的弱い力で容易にナット２を締め付けていくことができる。
円錐状筒片６の肉厚部９の最も肉厚となる部位から連設しているベース部４に、径方向の切欠部４ｂを設けることにより、肉厚部９の存在により、特に、回動に力を要する部分の変形自由度が増大するため、締め付けトルクが安定し、締め付け作業を楽に行うことができる。第一のモデルにおける座金についても同様である。
【００４６】
第１７図は、第一のモデルの座金１が円錐状筒片６に軸方向に、複数の縦溝部７ａを設けたものを示す。この縦溝部７ａによって、ナット２の締め付け力に対して、円錐状筒片６の変形自由度が増大し、円錐状筒片６が縮径方向に容易に撓み変形するため、締め付けトルクを小さくすることができる。
また、座金１は、縦溝部７ａによって変形自由度が増大しているため、円錐状筒片６のボルト軸直交方向への反発応力は衰えることはなく、ボルトとナットの強力な一体化を維持する。
縦溝部７ａは、欠円用スリット７と同様に、ボルト３のねじ部１３の螺旋方向と同一方向に傾斜して設けてもよい。
縦溝部７ａをねじ部１３の螺旋方向と同一方向に傾斜すると、螺旋状に加わるナット２の締め付け力が縦溝部７ａに均等に加わっていくため、円錐状筒片６がスムーズに縮径することになり、締結具の締め付け作業が一層容易となる。
【００４７】
第１８図は、第二のモデルの座金１での上記縦溝部７ａの実施例を示し、微小に偏心した肉厚部９を設けた円錐状筒片６においては、該肉厚部９の最も肉厚となる部位を避けて、縦溝部７ａ若しくは欠円用スリット７を形成することにより、有効に該肉厚部９による径方向からの押圧をボルト３に作用させることができ、ボルト３のねじ部１３の上下で対向した径方向からの押圧力を、ボルト３に加えて、緩み止めの効能を強固なものとすることができる。
なお、縦溝部７ａと欠円用スリット７は、ボルト３のねじ部１３の螺旋方向と同一方向に傾斜する場合のみならず、ストレートに形成すること、その他Ｖ字状に形成すること、波形状に形成すること等、様々な形状に形成することが可能とである。
【００４８】
第１９図は、第二のモデルの座金１に欠円用スリット７の他に、ベース部４に複数の切欠部４ｂ、円錐状筒片６に複数の縦溝部７ａの双方を設けたものを示す。
この座金１にあっては、切欠部４ｂと縦溝部７ａとの相乗効果により、座金１の変形自由度が増大し、円錐状筒片６が容易に撓み変形して縮径するため、締結作業が容易となり、作業効率を向上する。
締結具を合成樹脂製とすることも可能である。例えば、ＦＲＰを用いて形成することにより、強度と耐腐食性等を要求される部位に、本発明の締結具を用いることができ、使用目的、使用場所等に応じて適切な素材の最適な緩み止め効果を発揮する締結具を用いることができる。第一のモデルの座金にあっても同様である。
【００４９】
第２０図は、第二のモデルの座金１の円錐状筒片６の内周面の縦方向全域に亘って、三つの突起部６ａを設けたものを示す。
合成樹脂製の座金１にあっては、コスト的に精密な加工が困難であるため、円錐状筒片６の内周面に突起部６ａを設け、この突起部６ａにボルト３のねじ山が食い込むことによって、ナット２とボルト３の間に円錐状筒片６が確実に噛み挟まれた状態となるため、ナット２とボルト３とを強力に一体化する既述の力を合成樹脂製の座金１に作用させて、大なる緩み止め効能を発揮させることができる。
なお、第２０図（ｂ）に示すように、呼び径の大きい締結具に用いる座金にあっては、第１６図に示す、第７実施例と同様に、座金１のベース部４に凹部４ａを設けてもよい。第一のモデルにあっても同様である。
【００５０】
第２１図は、第二のモデルの座金１の円錐状筒片６の内周面に設ける突起部６ａを第２０図に示す、第１２実施例のように三つに限らず、同一角度で複数の突起部６ａを設けるとしたものを示す。第一のモデルにあっても同様である。
【００５１】
以上のように、本発明は、ボルト３とナット２との間に、欠円された座金１のベース部４と円錐状筒片６を介在させたことによって、ボルト軸直角方向（くさび効果）とボルト軸方向（摩擦効果）との２種の一体化ルートを介して、強力にボルト３とナット２とを一体化し、大なる緩み止め効能を合理的に実現するものである。
【図面の簡単な説明】
【Ｆｉｇ．１】第１図は、本発明の緩み止め締結具を示す、ボルト、座金およびナットの分解斜視図である。
【Ｆｉｇ．２】第２図は、本発明の座金の実施例を示し、（ａ）平面図、（ｂ）側面図、（ｃ）縦断面図、（ｄ）底面図である。
【Ｆｉｇ．３】第３図は、本発明のナットの実施例を示し、半縦断面図である。
【Ｆｉｇ．４】第４図は、第２図及び第３図の座金とナットを組付けた状態を示す半縦断面図である。
【Ｆｉｇ．５】第５図は、（ａ）締め付け前の座金とナットの状態を示す縦断面図、（ｂ）締め付け後の座金とナットの状態を示す縦断面図である。
【Ｆｉｇ．６】第６図は、第１図に示す締結具により、被締結物を締め付けた状態を示す縦断面図である。
【Ｆｉｇ．７】第７図は、締め付けによって、締結具に加わる力の作用方向を説明する説明図である。
【Ｆｉｇ．８】第８図は、締め付けによって、座金の欠円用スリットの端縁がナットに引っ掛かった状態を説明する、斜視図である。
【Ｆｉｇ．９】第９図は、本発明の座金の実施例を示し、（ａ）平面図、（ｂ）側面図（ｃ）縦断面図、（ｄ）底面図である。
【Ｆｉｇ．１０】第１０図は、第９図に示す座金を用いて締結具を締め付けた状態において、力の加わる方向を説明する、縦断面図である。
【Ｆｉｇ．１１】第１１図は、本発明の座金の実施例を示し、（ａ）平面図、（ｂ）側面図（ｃ）底面図である。
【Ｆｉｇ．１２】第１２図は、本発明の座金の実施例を示し、（ａ）縦断面図、（ｂ）底面図である。
【Ｆｉｇ．１３】第１３図は、本発明の座金の実施例を示し、締結具を締め付けた状態を示す、半縦断面図である。
【Ｆｉｇ．１４】第１４図は、本発明の座金の実施例を示し、（ａ）平面図、（ｂ）側面図、（ｃ）底面図である。
【Ｆｉｇ．１５】第１５図は、本発明の座金の実施例を示し、（ａ）斜視図、（ｂ）縦断面図である。
【Ｆｉｇ．１６】第１６図は、本発明の座金の実施例を示し、（ａ）平面図、（ｂ）底面図である。
【Ｆｉｇ．１７】第１７図は、本発明の座金の実施例を示し、（ａ）平面図、（ｂ）側面図、（ｂ）底面図である。
【Ｆｉｇ．１８】第１８図は、本発明の座金の実施例を示し、（ａ）側面図、（ｂ）底面図である。
【Ｆｉｇ．１９】第１９図は、本発明の座金の実施例を示し、（ａ）平面図、（ｂ）底面図である。
【Ｆｉｇ．２０】第２０図は、本発明の座金の第実施例を示し（ａ）平面図、（ｂ）半縦断面図である。
【Ｆｉｇ．２１】第２１図は、本発明の座金の実施例を示し、平面図である。
【Ｆｉｇ．２２】第２２図は、従来例を示し、ボルトと、緩み止め部材と、ナットとを示す斜視図である。

Claims (16)

1. ボルトと、ベース部中央部に形成のボルト軸方向上方にしたがって縮径する偏心した円錐台にボルトの呼び径よりもやや大きいボルト貫通孔を縦貫設して成る円錐状筒片を設け、当該筒片薄肉部にベース部と連続した円錐状筒片のベース部を含む全長均一縮径用の欠円用スリットを形成した欠円座金と、当該座金と対峙しない半部分の内周の直径を、座金の円錐状筒片の先端部の外周の直径よりも小さくし、座金と対峙する側の半部分の開口の直径を座金の円錐状筒片の付け根部の外周の直径よりも小さくした、該円錐状筒片の縮径完了後も螺進して該座金のベース部を被締結面に押し付ける行程確保のために座金の円錐状筒片の高さよりもやや高い、座金の円錐状筒片の傾斜角度と同一傾斜角度のテーパ面を有する円錐状孔部を、ボルトのねじ部と螺合するめねじ部の下部に開設したナットとからなるとした緩み止め締結具。
2. 座金の円錐状筒片の高さを、ボルトのねじ部と同一ピッチのめねじを２ピッチ半以上可能な高さとした請求項１記載の緩み止め締結具。
3. 座金とボルトの組み合わせにおいて、座金をボルトよりも軟質材とした請求項１又は２記載の緩み止め締結具。
4. 座金と欠円用スリットを、ボルトのねじ部の螺旋方向と反対方向に傾斜して形成した請求項１、２または３記載の緩み止め締結具。
5. 座金の欠円用スリットを、ボルトのねじ部の螺旋方向と同一方向に傾斜して形成した請求項１、２または３記載の緩み止め締結具。
6. 座金の欠円用スリットを、ボルト軸方向と同一方向に形成した請求項１、２または３記載の緩み止め締結具。
7. 座金のベース部に、円錐状筒片の大径部の直径よりもやや大きい直径であり、該ベース部の厚さよりも少ない高さの凹部を設けた請求項１、２、３、４、５または６記載の緩み止め締結具。
8. 座金のベース部に、ベース部を径方向に切り欠いた少なくとも一つの切欠部を設けた請求項１、２、３、４、５または６記載の緩み止め締結具。
9. 座金の偏心した円錐状筒片の最も肉厚となる部位を除いて、座金の円錐状筒片に、少なくとも一つの縦溝部を設けた請求項１、２、３、４、５、６、７または８記載の緩み止め締結具。
10. 座金の円錐状筒片の傾斜角度を、略１０°とした請求項１、２、３、４、５、６、７、８または９記載の緩み止め締結具。
11. 座金の欠円用スリットの傾斜角度を、ボルト軸方向に対して、略２０°から略２５°とした請求項４または５記載の緩み止め締結具。
12. 座金の欠円用スリットの幅を、ボルトとナットを締め切った状態で、隙間を有する幅とした請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０または１１記載の緩み止め締結具。
13. 座金の円錐状筒片の内周面に、ボルトのねじ部と嵌め合う螺条を刻設した請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１または１２記載の緩み止め締結具。
14. 座金の円錐状筒片の内周面に、ボルトのねじ部と同一ピッチのめねじを刻設した請求項１３記載の緩み止め締結具。
15. 座金の円錐状筒片の内周面に、ボルトのねじ部のピッチよりも小さいピッチの螺条を刻設した請求項１３記載の緩み止め締結具。
16. 座金若しくはナットを、合成樹脂で形成した請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４または１５記載の緩み止め締結具。

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