JP4519042B2

JP4519042B2 - 締結構造

Info

Publication number: JP4519042B2
Application number: JP2005275229A
Authority: JP
Inventors: 重信濱中
Original assignee: 濱中ナット株式会社
Priority date: 2005-09-22
Filing date: 2005-09-22
Publication date: 2010-08-04
Anticipated expiration: 2025-09-22
Also published as: JP2007085465A

Description

本発明は締結構造に関し、特に一旦締結すると簡単に外れることのないようにした構造に関する。

例えば、部材を締結する場合、部材に挿通穴を形成し、挿通穴にボルトを挿通し、ボルトの雄ねじにナットの雌ねじを螺合させ、ボルト・ナットを締めつけて締結する方式が一般的である。

かかる締結に使用されるナットには多角柱状の中心に雌ねじを形成したナット、金属板に雌ねじを刻設した簡易ナット、金属板にバーリングを施して見掛けの板厚を厚くした折り曲げ部に雌ねじを刻設した簡易ナット、等が知られている。

他方、金属板に不完全円形の開口を形成し、開口の内縁に切り込みを入れて突起を形成し、突起を傾斜するように折り曲げ、突起の先端をボルトの雄ねじ谷底に当接させるとともに、突起の先端部分裏面をボルトの雄ねじのねじ山フランクに接触させ、ボルトを抜け止めするようにしたファスナーが提案されている（特許文献１、特許文献２）。

特開平０４−１５７０３２号公報特開平０３−１４０６１０号公報

しかし、上記特許文献１、２記載のファスナーではボルト又はファスナーが故意に締結の弛む方向に相対的に回転されると、ファスナーに対してボルトの雄ねじが螺退し、締結が簡単に外れてしまうという問題がある。

本発明は、かかる問題点に鑑み、一旦締結すると簡単に外れることのないようにした締結構造を提供することを課題とする。

そこで、本発明に係る締結構造は、棒材と板ファスナーとによって部材の締結を行うようにした締結構造であって、上記棒材の外周面には盛り上がり部分が軸線方向に一定の間隔でかつ周方向に一定の長さで間欠的に形成されている一方、上記板ファスナーには上記棒材を挿通し得る挿通穴が形成され、該挿通穴の内縁側部分には抜け止め部及び廻り止め部が形成され、上記抜け止め部は上記板ファスナーの締付け方向には上記棒材の盛り上がり部分を乗り越えるような弾性変形を許容される一方、上記板ファスナーの抜け方向には上記棒材の盛り上がり部分又は該盛り上がり部分と上記部材とによって該盛り上がり部分を乗り越えるような弾性変形を阻止され、上記廻り止め部は上記棒材の盛り上がり部分のない部分によって上記棒材に対して廻り止めされており、上記板ファスナーはその抜け止め部によって上記棒材に対して抜け止めされるとともにその廻り止め部によって上記棒材に対して廻り止めされることにより、上記棒材とともに上記部材の締結を行うようになっていることを特徴とする。

本発明の１つの特徴は板ファスナーの挿通穴に棒材を挿通し、板ファスナーを棒材に沿って押し込むことにより、板ファスナーの抜け止め部を弾性変形させて棒材の盛り上がり部分を乗り越えさせる一方、板ファスナーの抜けに対しては棒材の盛り上がり部分又はこれと部材とによって板ファスナーの抜け止め部の弾性変形を阻止することにより、板ファスナーと棒材とを相対的に抜け止めし、又板ファスナーの廻り止め部を棒材の盛り上がり部分のない部分によって廻り止めするようにした点にある。

これにより、棒材又は板ファスナーを故意に回しても棒材と板ファスナーが共廻りするだけであり、板ファスナーの抜け止め部が破壊されない限り、部材の締結が外れることはない。

板ファスナーを棒材に外嵌させたときの抜け止め部の先端縁と棒材の基部までの距離が大きい場合、締結すべき部材が棒材軸線に沿った抜け方向に変位すると、板ファスナーの抜け止め部が棒材の盛り上がり部分と部材との間に強く挟まれ、これによって抜け止め部の板ファスナーの抜け方向への弾性変形が阻止され、板ファスナーを棒材に対して抜け止めすることができる。

また、板ファスナーを棒材に外嵌させたときの抜け止め部の先端縁と棒材の基部までの距離が小さい場合、板ファスナーの抜け止め部は棒材の盛り上がり部分の外表面又は基部の外表面に押しつけられて突っ張り、これによって抜け止め部の板ファスナーの抜け方向への弾性変形が阻止され、板ファスナーを棒材に対して抜け止めすることができる。

棒材は盛り上がり部分を軸線方向に一定の間隔でかつ周方向に一定の長さで間欠的に形成したものであればその横断面形状（軸線に垂直な断面形状）は特に限定されず、長円形状や多角形状などの異形棒とすることができる。

例えば、棒材は軸線の方向から見たときに相互に直交する方向に長径部分と短径部分とを有する長円形状とし、長径部分に盛り上がり部分を形成することができる。この場合、板ファスナーはその挿通穴の内縁側部分に廻り止め部を対向して形成し、挿通穴の内縁側部分の廻り止め部と直交する部位には抜け止め部を形成するのがよい。

また、棒材は軸線の方向から見たときにほぼ三角形状、ほぼ四角形状、ほぼ五角形状、ほぼ六角形状などの多角形状となし、多角形状の各頂点の部分に盛り上がり部分を形成することもできる。この場合、板ファスナーはその挿通穴の内縁側部分の多角形状の頂点の位置に抜け止め部を形成するとともに、隣接する抜け止め部の間に廻り止め部を形成するのがよい。

また、棒材は上述のような異形棒ではなく、丸棒に雄ねじを形成するとともに雄ねじを横断して深い長溝を形成したねじ棒とすることもできる。

即ち、丸棒の外周面に盛り上がり形状部分を軸線方向に一定の間隔でかつ周方向に連続して形成するとともに、盛り上がり形状部分の高さよりも深い長溝を盛り上がり形状部分を横断してかつ軸線方向に延びて形成されることにより、盛り上がり部分を軸線方向に一定の間隔でかつ周方向に一定の長さで間欠的に形成した棒材とすることができる。この場合、板ファスナーの挿通穴の内周縁には長溝に嵌入する廻り止め部と複数の抜け止め部とを突設するのがよい。

盛り上がり部分は軸線方向に一定の間隔で形成するが、棒材の製造時における盛り上がり部分の加工性を考慮すると、盛り上がり部分は螺旋状に形成するのがよい。即ち、盛り上がり部分は一定の間隔で螺旋状にかつ周方向に一定の長さで間欠的に形成されるのが好ましい。

盛り上がり部分を螺旋状とする場合、盛り上がり部分は雄ねじやねじ節鉄筋のねじ節として形成することができる。即ち、外周面に盛り上がり形状部分と長溝とを形成した丸棒とする場合、雄ねじのねじ山よりも深い長溝を軸線方向に延びて形成したねじ棒を棒材として利用することができる。

棒材の材料は特に限定されず、部材に締結に利用できる材料であればよい、例えば金属材料や合成樹脂材料、繊維強化材料その他の複合材料を用いることができる。また、板ファスナーは抜け止め部が弾性変形して盛り上がり部分の外表面を押しつけることができればどのような材料でもよく、例えばばね鋼を用いることができる。

部材の締結は部材に挿通穴を形成し、挿通穴に棒材を挿通して締結してもよく、又部材に切り欠きを形成し、切り欠きに棒材を嵌め込んで締結するようにしてもよい。締結すべき部材は特に限定されない。

以下、本発明を図面に示す具体例に基づいて詳細に説明する。図１ないし図５は本発明に係る締結構造の好ましい実施形態を示す。本例の締結では異形棒（棒材）１０と板ファスナー２０とが用いられる。異形棒１０は棒鋼を用いて製作され、軸線の方向から見たときに相互に直交する方向に長径部分１０Ａと短径部分１０Ｂとを有する長円形状をなし、長径部分１０Ａには盛り上がり部分１０Ｃが軸線方向に一定の間隔で螺旋状に形成されており、これによって異形棒１０の外周面には盛り上がり部分１０Ｃが軸線方向に一定の間隔でかつ周方向に一定の長さで間欠的に形成されている。

板ファスナー２０は弾性変形し得る適切な金属材料、例えばばね鋼を用いて製作され、板ファスナー２０には一対の直線状の位置決め部２０Ａが異形棒１０の短径部分１０Ｂの寸法と等しいか又は少しだけ大きな間隔をあけて対向して形成され、位置決め部２０Ａは異形棒１０の短径部分１０Ｂと当たって異形棒１０に対して板ファスナー２０を廻り止めするようになっている。

また、板ファスナー２０の位置決め部２０Ａと直交する部位には抜け止め部２０Ｂが対向して形成され、抜け止め部２０Ｂは上方に折り曲げられるとともに（板ファスナー２０と面一のままでもよい）、先端縁は異形棒１０の盛り上がり部分１０Ｃの基部と接触し得るように円弧凹状（三角凹形状、矩形状、その他の任意の形状でもよい）に形成されている。

この抜け止め部２０Ｂは板ファスナー２０の締付け方向には異形棒１０の盛り上がり部分１０Ｃを乗り越えるような弾性変形を許容される一方、板ファスナー２０の抜け方向には棒材１０の盛り上がり部分１０Ｃによって該盛り上がり部分１０Ｃを乗り越えるような弾性変形を阻止されるようになっている。

例えば、部材Ｗ１、Ｗ２を締結する場合、図２及び図３に示されるように、その挿通穴に異形棒１０を位置合わせして部材Ｗ１、Ｗ２を異形棒１０に外装した後、板ファスナー２０を異形棒１０の上端面に重ね、板ファスナー２０の位置決め部２０Ａを異形棒１０の短径部分１０Ｂの側面に合わせ、板ファスナー１０を異形棒１０に沿って押し込む。

すると、板ファスナー２０の位置決め部２０Ａが異形棒１０の短径部分１０Ｂの側面に接触して位置決めされ、又抜け止め部２０Ｂが弾性変形しながら異形棒１０の盛り上がり部分１０Ｃを乗り越え、板ファスナー２０は次第に異形棒１０の下方に移動する。

今、板ファスナー２０の抜け止め部２０Ｂの内方への突出量が異形棒１０の盛り上がり部分１０Ｃの張り出し寸法に比して小さい場合、板ファスナー２０が部材Ｗ１の表面に押しつけられる位置まで板ファスナー２０を押し込むと、板ファスナー２０の抜け止め部２０Ｂは直上の盛り上がり部分１０Ｃの外表面と接触するか又は直上の盛り上がり部分１０Ｃに対してフリーな状態となっている。

部材Ｗ１が異形棒１０の軸線方向に抜けようとすると、部材Ｗ１は板ファスナー２０を持ち上げ、図２及び図３に示されるように、少なくとも一方の抜け止め部２０Ｂは部材Ｗ１と異形棒１０の直上の盛り上がり部分１０Ｃとの間に強く挟まれ、盛り上がり部分１０Ｃを乗り越えようとする弾性変形を阻止され、板ファスナー２０は異形棒１０に対して抜け止めされる。

同時に、板ファスナー２０の位置決め部２０Ａが異形棒１０の短径部分１０Ｂの側面に接触して位置決めされ、こうして板ファスナー２０は異形棒１０に対して廻り止めされるとともに抜け止めされているので、部材Ｗ１、Ｗ２は異形棒１０に確実に締結される。

また、板ファスナー２０を盛り上がり部分１０Ｃに沿って抜ける方向に回転させようとしても、板ファスナー２０は異形棒１０に対して廻り止めされているので、板ファスナー２０が破壊されない限り締結を緩めることはできない。

また、板ファスナー２０の抜け止め部２０Ｂの内方への突出量が異形棒１０の盛り上がり部分１０Ｃの突出量より少しだけ小さい場合、図４及び図５に示されるように、板ファスナー２０が部材Ｗ１の表面に押しつけられる位置まで板ファスナー２０を押し込むと、板ファスナー２０の抜け止め部２０Ｂは異形棒１０の部材Ｗ１に近い盛り上がり部分１０Ｃを乗り越える時に弾性変形され、これを乗り越えると、弾性復帰して直上の盛り上がり部分１０Ｃの外表面又は基部表面に押しつけられた状態となる。

この状態では板ファスナー２０が上方に抜けようとしても、板ファスナー２０の抜け止め部２０Ｂが異形棒１０の直上の盛り上がり部分１０Ｃを突っ張って弾性変形できないので、板ファスナー２０は異形棒１０に対して抜け止めされる。同時に、上述のように板ファスナー２０は異形棒１０に対して廻り止めされるので、部材Ｗ１、Ｗ２は異形棒１０に確実に締結される。

図６は第２の実施形態を示す。本例では棒材としてほぼ三角形状の異形棒３０を用い、異形棒３０の三角形状の各頂点の部位には盛り上がり部分３０Ｃが軸線方向に一定の間隔で形成されている。

板ファスナー４０では挿通穴の内縁側部分の１２０°毎の位置に位置決め部４０Ａが形成され、位置決め部４０Ａの間に抜け止め部４０Ｂが形成されている。位置決め部４０Ａは異形棒３０の盛り上がり部分３０Ｃの形成されていない部分の側面と当たって又は接触して廻り止めされるような形状に形成され、又抜け止め部４０Ｂはほぼ台形状に形成されるとともに、第１の実施形態のそれと同様に、上方に折り曲げられ（板ファスナー４０と面一のままでもよい）、又先端縁は異形棒３０の盛り上がり部分３０Ｃの基部と接触し得るように円弧凹状（三角凹形状、矩形状、その他の任意の形状でもよい）に形成されている。

本例においても板ファスナー４０の挿通穴に異形棒３０を挿通して板ファスナー４０を異形棒３０に沿って押し込めばよく、第１の実施形態と同様に、板ファスナー４０が異形棒３０に対して廻り止めされるとともに抜け止めされることとなる。

図７は第３の実施形態を示す。本例では棒材としてボルト５０が用いられている。このボルト５０は頭部５０Ａと円柱状の軸部（丸棒）５０Ｂとからなり、軸部５０Ｂには雄ねじ（盛り上がり形状部分）５０Ｃが一定のピッチで周方向に連続して形成され、又軸部５０Ｂには雄ねじ５０Ｃの高さよりも深い長溝５０Ｄが雄ねじ５０Ｃを横断して軸線方向に延びて形成されており、こうして雄ねじ５０Ｃのねじ山（盛り上がり部分）が軸線方向に一定の間隔で螺旋状にかつ周方向に一定の長さで間欠的に形成されている。

他方、板ファスナー６０はボルト５０の軸部５０Ｂの外径より少し大きい内径の挿通穴６０Ａが形成され、挿通穴６０Ａの内縁側部分には複数の抜け止め部６０Ｃが間隔をあけて形成されるとともに、１つの抜け止め部の位置に位置決め部６０Ｂが突出して形成され、抜け止め部６０Ａは第１、第２の実施形態と同様に、板ファスナー６０の締付け方向には雄ねじ５０Ｃのねじ山を乗り越えるような弾性変形を許容され、板ファスナー６０の抜け方向には雄ねじ５０Ｃのねじ山又はねじ山と締結すべき部材とによって該ねじ山を乗り越えるような弾性変形を阻止され、位置決め部６０Ｂはボルト５０の長溝５０Ｄに嵌まり込んで廻り止めするようになっている。

本例においても板ファスナー６０の挿通穴６０Ａにボルト５０の軸部５０Ｂを挿通して板ファスナー６０をボルト５０の軸部５０Ｂに沿って押し込めばよく、第１、第２の実施形態と同様に、板ファスナー６０がボルト５０の軸部５０Ｂに対して廻り止めされるとともに抜け止めされることとなる。

本発明に係る締結構造に用いる異形棒と板ファスナーを示す図である。上記実施形態における締結構造を示す断面図である。上記実施形態における締結構造を示す斜視図である。上記実施形態における他の締結構造を示す断面図である。上記実施形態における他の締結構造を示す斜視図である。第２の実施形態を示す図である。第３の実施形態を示す図である。

符号の説明

１０異形棒
１０Ａ長径部分
１０Ｂ雄ねじ
１０Ｃ盛り上がり部分
２０板ファスナー
２０Ａ位置決め部
２０Ｂ抜け止め部
３０異形棒
３０Ｃ盛り上がり部分
４０板ファスナー
４０Ａ位置決め部
４０Ｂ抜け止め部
５０ボルト
５０Ｂ軸部（丸棒）
５０Ｃ雄ねじ（盛り上がり部分）
６０板ファスナー
６０Ａ位置決め部
６０Ｂ抜け止め部

Claims

棒材と板ファスナーとによって部材の締結を行うようにした締結構造であって、
上記棒材の外周面には盛り上がり部分が軸線方向に一定の間隔で螺旋状にかつ周方向に一定の長さで間欠的に形成されている一方、上記板ファスナーには上記棒材を挿通し得る挿通穴が形成され、該挿通穴の内縁側部分には抜け止め部及び廻り止め部が形成され、
上記抜け止め部は上記板ファスナーの締付け方向には上記棒材の盛り上がり部分を乗り越えるような弾性変形を許容される一方、上記板ファスナーの抜け方向には上記棒材の盛り上がり部分又は該盛り上がり部分と上記部材とによって上記盛り上がり部分を乗り越えるような弾性変形を阻止され、上記廻り止め部は上記棒材の盛り上がり部分のない部分によって上記棒材に対して廻り止めされており、
上記板ファスナーはその抜け止め部によって上記棒材に対して抜け止めされるとともにその廻り止め部によって上記棒材に対して廻り止めされることにより、上記棒材とともに上記部材の締結を行うようになっていることを特徴とする締結構造。