JP4657763B2 - ボルト・ナットの緩み止め構造 - Google Patents

Description

本発明は、締結部材であるボルト・ナットの緩み止め構造に係り、特に、掛かる加重が頻繁に変化したり、或いは振動が加わる被締結部材を締結する締結部材の緩み止め構造に関するものである。

一般に、鉄道車両を構成する各種の部材は、走行時の振動或いは風圧、更には各種の搭載機器自体の振動によってそれぞれに掛かる加重が変化しており、これらの部材を固定するボルト・ナット或いはボルトと該ボルトを保持する部材からなる締結部材には、緩み止め構造が設けられている。例えば、ボルト・ナット緩み止め構造は、折り曲げ座金のようなボルト若しくはナットが緩まないように機械的に固定する方法や、ダブルナットのような緩み止め部材のみを用いる場合や、ボルト若しくはナットのネジ山部に接着剤を塗布する方法などが用いられている。

例えば、折り曲げ座金としては、特許文献１に開示されるようなボルト・ナット緩み止め構造が知られている。
特開平０６−３３０９２４号公報

ところが、機械的な方法によるボルト・ナット緩み止め構造では、上記特許文献１に開示されるような折り曲げ座金などを用いるが、このような方法によれば、ボルトとナットの締結後の状態を目視により確認することが可能であるが、部品点数が増大するばかりでなく、前記折り曲げ座金を折り曲げる作業が発生し、折り曲げ座金を折り曲げる作業が手数を要して面倒であった。

また、従来のダブルナットのような緩み止め部材のみを用いた場合や、ボルト若しくはナットのネジ山部に接着剤を塗布する方法では、部品点数の増大を抑制することは可能であるが、ボルトとナットの締結状態を確認するために打検若しくは増し締めといった作業を行う必要が有り、メンテナンス性を低下させることになった。

そこで、本発明は、上記の課題に鑑み、緩み止め部材がおねじ部材若しくはめねじ部材の緩みを確実に防止しすること、或いは、他方の被締結部材と緩み止め部材との間の隙間や締結指示部材の締結状態確認部を目視するのみで、おねじ部材とめねじ部材の締結状態を容易に確認することができること、或いは、部品点数の増大を抑制しつつ、メンテナンス性を維持することが可能な締結部材の緩み止め構造を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、基本的手段として、互いに重ね合わせた２つ以上の被締結部材をボルト・ナットで締結したときの緩み止め構造であって、重ね合わされた被締結部材の挿通孔に対して被締結部材の一方側から挿通されるおねじ部材と、被締結部材の他方側にあっておねじ部材に螺合されるめねじ部材と、被締結部材の表面に配設されておねじ部材に挿通される締結指示部材と、おねじ部材の頭部と締結指示部材との間に配置されておねじ部材に挿通される緩み止め部材とを備え、締結指示部材は、おねじ部材の挿通孔を中心にして両端が被締結部材の表面から離れる方向にＶ字形に折り曲げられた弾性を有する板状体の部材であること、を特徴とするものである。

以上に説明したように、本発明によれば、緩み止め部材がおねじ部材若しくはめねじ部材の緩みを確実に防止し、他方の被締結部材と緩み止め部材との間の隙間や締結指示部材の締結状態確認部を目視するのみで、おねじ部材とめねじ部材の締結状態を容易に確認することができ、部品点数の増大を抑制しつつ、メンテナンス性を維持することが可能な締結部材の緩み止め構造を得ることができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面を参照して詳細に説明する。

本実施例は、鉄道車両における各種部材の締結構造を例に説明する。鉄道車両用ボルト・ナット緩み止め構造は、鉄道車両用のボルトとなるおねじ部材とナットとなるめねじ部材の緩み止めを行うものである。

以下に説明する締結構造の緩み止め構造の概要は次のとおりである。鉄道車両用ボルト・ナット緩み止め構造は、互いに重ね合わせた２つ以上の被締結部材と、前記被締結部材のいずれか一方の被締結部材側に配設されためねじ部材と、前記被締結部材のいずれか他方の被締結部材側に配設され、前記複数の被締結部材を貫通してめねじ部材に螺合するおねじ部材と、他方の被締結部材とおねじ部材の頭部との間に配設されたおねじ部材が挿通される緩み止め部材と、他方の被締結部材と緩み止め部材との間に配設され、おねじ部材が挿通され、かつ、おねじ部材とめねじ部材の締結を指示するための変形可能な弾性を有する締結指示部材とからなり、前記締結指示部材は、１枚の板状体から構成されており、おねじ部材２を挿通するための貫通孔を設け、締結指示部材の一端と他端との間に互いに反対方向に傾斜するようにＶ字形に折り曲げた折り曲げ部を形成し、締結指示部材の一端に他方の被締結部材の端面に引掛けられて係合するように直角に折り曲げた回り止め部を形成し、締結指示部材の他端におねじ部材とめねじ部材の締結状態を確認するための回り止め部と反対方向に向って直角に折り曲げた締結指示用の視認可能な締結状態確認部を形成している。

以下、本発明の第１実施例に係る鉄道車両用ボルト・ナット緩み止め構造について、図１，図２及び図３を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明の第１実施例に係る鉄道車両用ボルト・ナット緩み止め構造を示すボルト・ナット締結前の斜視外観図、図２は、本発明の第１実施例に係る鉄道車両用ボルト・ナット緩み止め構造を示すボルト・ナット正規締結後の要部切断正面図、図３は、本発明の第１実施例に係る鉄道車両用ボルト・ナット緩み止め構造におけるボルト・ナット不良締結状態を示す要部切断正面図である。
図１において、１は鉄道車両用ボルト・ナット緩み止め構造であり、鉄道車両用ボルト・ナット緩み止め構造１は、被締結部材４と、被締結部材５と、めねじ部材３と、おねじ部材２と、緩み止め部材６と、締結指示部材７とから構成されている。

被締結部材４の上部には、図１に示すように、被締結部材５が重なり合って配置され、被締結部材４にはおねじ部材２を挿通する挿通孔４０が穿設され、被締結部材５にはおねじ部材２を挿通するための被締結部材４の挿通孔４０と連通する挿通孔５０が穿設されている。

被締結部材４の最端部側の下部には、図１に示すように、平板状のめねじ部材３が配置され、めねじ部材３には被締結部材４の挿通孔４０に臨んでおねじ部材２の螺合するねじ孔３０が設けられている。

また、めねじ部材３は、図２に示すように、被締結部材４の最端部側の下面に固定されており、めねじ部材３は被締結部材４に対して自由に回転することはない。

被締結部材５の最端部側の上部には、図１に示すように、めねじ部材３のねじ孔３０に螺合するおねじ部材２が配置され、おねじ部材２の基端には六角形状の頭部２０が形成され、図２に示すように、おねじ部材２の先端部がめねじ部材３のねじ孔３０に螺着されている。

被締結部材５とおねじ部材２の頭部２０との間には、図１に示すように、緩み止め部材６が配置され、緩み止め部材６は、リング状の互いに重ね合わされた下座金６０と上座金６１とからなり、下座金６０と上座金６１との互いに対向する内側の接合面６２には複数のくさび形状のカム６３がそれぞれ形成されており、下座金６０と上座金６１の接合面６２と反対側の外側面には放射状に複数のリブ６４が形成されている。

緩み止め部材６の下座金６０と上座金６１との接合面６２に形成したくさび形状のカム６３の傾斜する角度であるリード角αは、おねじ部材２のリード角βよりも大きく設定されている。

緩み止め部材６としては、緩み止めワッシャであるノルトロック（商標名）を使用する。

被締結部材５と緩み止め部材６との間には、図１に示すように、締結指示部材７が設置され、締結指示部材７は、１枚の板状体からなり、締結指示部材７の中央にはおねじ部材２を挿通するための被締結部材４，５の挿通孔４０，５０と連通する貫通孔７０が設けられ、締結指示部材７の一端と他端との間の中間には互いに反対方向に向って傾斜するようにＶ字形に折り曲げた折り曲げ部７１が形成されている。この折り曲げ部７１すなわち締結指示部材７の折り曲げた２面の境界位置は、該２面が前記おねじ部材２の頭部２０の押面によって前記緩み止め部材６を介して被締結部材５に対して押し付けられる位置となるように形成されている。また、この締結指示部材７の一端には斜め下方に向って直角に折り曲げた回り止め部７２が形成され、締結指示部材７の他端には回り止め部７２と反対方向の斜め上方に向って直角に折り曲げた締結指示用の視認可能な締結状態確認部７３が形成されている。

被締結部材４，５のおねじ部材２とめねじ部材３による締結は、まず、被締結部材５を被締結部材４の上部に重ね合わせて載せると共に、被締結部材４の挿通孔４０と被締結部材５の挿通孔５０とを位置合わせした後、図２に示すように、被締結部材４の最端部側の下面にめねじ部材３を固定する。

次いで、締結指示部材７を被締結部材５の最端部側の上部に載置すると共に、緩み止め部材６を締結指示部材７の上部に載置した後、おねじ部材２を緩み止め部材６，締結指示部材７の貫通孔７０及び被締結部材４，５の挿通孔４０，５０に上方より挿通し、おねじ部材２の先端部をめねじ部材３のねじ孔３０に螺合して締め付ける。これにより、締結指示部材７がおねじ部材２の締め付けに伴いながら緩み止め部材６と共に被締結部材５に向って押し付けられて変形し、締結指示部材７の折り曲げ部７１が緩み止め部材６により平らに延ばされ、緩み止め部材６のリブ６４がおねじ部材２の頭部２０及び締結指示部材７に喰い込み、締結指示部材７の一端に形成した回り止め部７２が被締結部材５の最端部の端面５１に当接して係合する。この時、締結指示部材７の他端に形成した締結状態確認部７３が被締結部材５上に直立した状態に立ち上がり、締結指示部材７の締結状態確認部７３の設置角度γが被締結部材５に対して直角となり、締結指示部材７は被締結部材５に対して面内回転が回り止め部７２により拘束され、図２に示すように、被締結部材４，５が緩み止め部材６及び締結指示部材７を介しておねじ部材２とめねじ部材３により強固に締結される。

図２に被締結部材４，５をおねじ部材２とめねじ部材３により締結した後の状態を示す。
このような構成によれば、おねじ部材２をめねじ部材３に締め付けた時、締結指示部材７の折り曲げ部７１は緩み止め部材６によって平らに延ばされ、締結指示部材７の回り止め部７２は被締結部材５の最端部の端面５１に接し、締結指示部材７は被締結部材５に対して面内回転が拘束される。

緩み止め部材６は、締結指示部材７と共におねじ部材２とめねじ部材３との緩み止め構造を形成する。

この結果、鉄道車両用ボルト・ナット緩み止め構造１において、おねじ部材２は緩み止め部材６により緩み止め機能を付与されることになる。

図３におねじ部材（ボルト）２とめねじ部材（ナット）３の締結状態の確認方法を示す。
おねじ部材２がめねじ部材３に対して正規に締め付けられていない不良締結の場合、図３に示すように、被締結部材５と緩み止め部材６との間に設置した締結指示部材７はその弾性力により折り曲げ部７１から互いに反対方向に傾斜して折れ曲ったＶ字形の元の形状に戻り、締結指示部材７の回り止め部７２が被締結部材５の最端部の端面５１より離れ、締結指示部材７の締結状態確認部７３の設置角度γが被締結部材５に対して９０°よりも大きく傾いた鈍角となり、緩み止め部材６が締結指示部材７によって被締結部材５より離間するおねじ部材２の頭部２０に向って僅かに上方に押し上げられ、被締結部材５と緩み止め部材６との間に締結指示部材７の板厚よりも大きな隙間７５（根元の隙間を符号８で示す）が形成される。

おねじ部材２とめねじ部材３の締結状態は、被締結部材５と緩み止め部材６との間の隙間７５を目視することで確認を行ったり、或いは締結指示部材７の締結状態確認部７３を目視することで確認を行うことができる。また、締結指示部材７と被締結部材５との隙間７５を目視することで確認することができる。

また、おねじ部材２とめねじ部材３の締結後の緩みに関しても、被締結部材５と緩み止め部材６との間の隙間８の有無を目視によって確認したり、或いは締結指示部材７の締結状態確認部７３の設置角度γが直角に対して著しく偏差が無いことを目視によって確認することができる。
ところで、本実施例において、前記めねじ部材３は、ナットを例に説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、鉄道車両の車体を構成する部材であって、ボルトによって被締結部材を固定する骨部材であってもよい。

以下、本発明の第２実施例に係る鉄道車両用ボルト・ナット緩み止め構造について、図４，図５及び図６を参照しながら詳細に説明する。
本発明の鉄道車両用ボルト・ナット緩み止め構造１Ａは、互いに重ね合わせた２つ以上の被締結部材４，５と、２つ以上の被締結部材４，５のいずれか一方の被締結部材４側に配設され、２つ以上の被締結部材４，５を貫通するボルトとなるおねじ部材２Ａと、２つ以上の被締結部材４，５のいずれか他方の被締結部材５側に配設されたおねじ部材２Ａに螺合するナットとなるめねじ部材３Ａと、他方の被締結部材５とめねじ部材３Ａとの間に配設されたおねじ部材２Ａを挿通する緩み止め部材６と、他方の被締結部材５と緩み止め部材６との間に配設されたおねじ部材２Ａを挿通するおねじ部材２Ａとめねじ部材３Ａの締結を指示するための変形可能な弾性を有する締結指示部材７とからなり、２つ以上の被締結部材４，５におねじ部材２Ａを挿通するための互いに連通する挿通孔４０，５０を設け、締結指示部材７が、１枚の板状体から構成されており、締結指示部材７におねじ部材２Ａを挿通するための２つ以上の被締結部材４，５の挿通孔４０，５０と連通する貫通孔７０を設け、締結指示部材７の一端と他端との間に互いに反対方向に傾斜するようにＶ字形に折り曲げた折り曲げ部７１を形成し、締結指示部材７の一端に他方の被締結部材５の端面５１に引掛けられて係合するように直角に折り曲げた回り止め部７２を形成し、締結指示部材７の他端におねじ部材２Ａとめねじ部材３Ａの締結状態を確認するための回り止め部７２と反対方向に向って直角に折り曲げた締結指示用の視認可能な締結状態確認部７３を形成している。

図４は、本発明の第２実施例に係る鉄道車両用ボルト・ナット緩み止め構造を示すボルト・ナット締結前の斜視外観図、図５は、本発明の第２実施例に係る鉄道車両用ボルト・ナット緩み止め構造を示すボルト・ナット正規締結後の要部切断正面図、図６は、本発明の第２実施例に係る鉄道車両用ボルト・ナット緩み止め構造におけるボルト・ナット不良締結状態を示す要部切断正面図である。
図４において、１Ａは鉄道車両用ボルト・ナット緩み止め構造であり、鉄道車両用ボルト・ナット緩み止め構造１Ａは、被締結部材４と、被締結部材５と、おねじ部材２Ａと、めねじ部材３Ａと、緩み止め部材６と、締結指示部材７とから構成されている。

なお、被締結部材４，被締結部材５，緩み止め部材６，締結指示部材７は、図１に示す上記第１実施例のものと全く同様のため、同一部位に同一符号を付して説明を省略する。

被締結部材４の最端部側の下部には、図４に示すように、おねじ部材２Ａが配置され、おねじ部材２Ａの基端には平板状のベース部２１が形成されている。
また、おねじ部材２Ａは、図５に示すように、ベース部２１が被締結部材４の最端部側の下面に固定されており、おねじ部材２Ａは被締結部材４に対して自由に回転することはない。

被締結部材５の最端部側の上部には、図４に示すように、六角形状のめねじ部材３Ａが配置され、めねじ部材３Ａにはおねじ部材２Ａの螺合するねじ孔３１が設けられ、図５に示すように、おねじ部材２Ａの先端部がめねじ部材３Ａのねじ孔３１に螺着されている。

被締結部材４，５のおねじ部材２Ａとめねじ部材３Ａによる締結は、まず、被締結部材５を被締結部材４の上部に重ね合わせて載せると共に、被締結部材４の挿通孔４０と被締結部材５の挿通孔５０とを位置合わせした後、おねじ部材２Ａを被締結部材４，５の挿通孔４０，５０に下方より挿通し、図５に示すように、被締結部材４の最端部側の下面におねじ部材２Ａのベース部２１を固定する。

次いで、おねじ部材２Ａを締結指示部材７の貫通孔７０に挿通し、締結指示部材７を被締結部材５の最端部側の上部に載置すると共に、緩み止め部材６をおねじ部材２Ａに嵌め込んで締結指示部材７の上部に載置した後、めねじ部材３Ａをおねじ部材２Ａの先端部に螺合して締め付けることにより、締結指示部材７がめねじ部材３Ａの締め付けに伴いながら緩み止め部材６と共に被締結部材５に向って押し付けられて変形し、締結指示部材７の折り曲げ部７１が緩み止め部材６により平らに延ばされ、緩み止め部材６のリブ６４がめねじ部材３Ａ及び締結指示部材７に喰い込み、締結指示部材７の一端に形成した回り止め部７２が被締結部材５の最端部の端面５１に当接して係合し、締結指示部材７の他端に形成した締結状態確認部７３が被締結部材５上に直立した状態に立ち上がり、締結指示部材７の締結状態確認部７３の設置角度γが被締結部材５に対して直角となり、締結指示部材７は被締結部材５に対して面内回転が回り止め部７２により拘束され、図５に示すように、被締結部材４，５が緩み止め部材６及び締結指示部材７を介しておねじ部材２Ａとめねじ部材３Ａにより強固に締結される。

図５に被締結部材４，５をおねじ部材２Ａとめねじ部材３Ａにより締結した後の状態を示す。
このような構成によれば、めねじ部材３Ａをおねじ部材２Ａに締め付けた時、締結指示部材７の折り曲げ部７１は緩み止め部材６によって平らに延ばされ、締結指示部材７の回り止め部７２は被締結部材５の最端部の端面５１に接し、締結指示部材７は被締結部材５に対して面内回転が拘束される。

緩み止め部材６は、締結指示部材７と共におねじ部材２Ａとめねじ部材３Ａとの緩み止め構造を形成する。

この結果、鉄道車両用ボルト・ナット緩み止め構造１Ａにおいて、めねじ部材３Ａは緩み止め部材６により緩み止め機能を付与されることになる。

図６におねじ部材２Ａとめねじ部材３Ａの締結状態の確認方法を示す。
めねじ部材３Ａがおねじ部材２Ａに対して正規に締め付けられていない不良締結の場合、図６に示すように、被締結部材５と緩み止め部材６との間に設置した締結指示部材７はその弾性力により折り曲げ部７１から互いに反対方向に傾斜して折れ曲ったＶ字形の元の形状に戻り、締結指示部材７の回り止め部７２が被締結部材５の最端部の端面５１より離れ、締結指示部材７の締結状態確認部７３の設置角度γが被締結部材５に対して９０°よりも大きく傾いた鈍角となり、緩み止め部材６が締結指示部材７によって被締結部材５より離間するめねじ部材３Ａに向って僅かに上方に押し上げられ、被締結部材５と緩み止め部材６との間に締結指示部材７の板厚よりも大きな隙間７５が形成される。

おねじ部材２Ａとめねじ部材３Ａの締結状態は、上記第１実施例と同様に、被締結部材５と緩み止め部材６との間の隙間７５を目視することで確認を行ったり、或いは締結指示部材７の締結状態確認部７３を目視することで確認を行うことができる。

また、おねじ部材２Ａとめねじ部材３Ａの締結後の緩みに関しても、上記第１実施例と同様に、被締結部材５と緩み止め部材６との間の隙間７５の有無を目視によって確認したり、或いは締結指示部材７の締結状態確認部７３の設置角度γが直角に対して著しく偏差が無いことを目視によって確認することができる。

即ち、本第２実施例と上記第１実施例との相違点は、おねじ部材２Ａを被締結部材４に固定し、めねじ部材３Ａを締結指示部材７，緩み止め部材６を介しておねじ部材２Ａに締め付けていく点にある。

このような構成によれば、上記第１実施例と同等の効果を実現することができる。
なお、上記各実施例における発明の特徴点を別の観点でまとめると次のとおりとなる。すなわち、締結部材と被締結部材の間に設置され、締結部材が貫通する貫通穴を備えた板状の緩み止め板において、緩み止め板は、締結部材の押圧面よりも外側に伸びた表示板部を備えており、緩み止め板は、少なくとも二つの面を構成するように屈曲した形状となっており、前記表示板部が前記一方の面を構成しており、前記二つの面が締結部材の押圧面と被締結部材の間に位置するように該二つの面の境界位置を形成しており、一方の面の端部に、締結部材又は被締結部材に係止する折り曲げ部が形成されていることを特徴とする緩み止め板である。

また、締結部材と被締結部材の間に設置され、締結部材が貫通する貫通穴を備えた板状の緩み表示板において、緩み止め板は、締結部材の押圧面よりも外側に伸びた表示板部を備えており、緩み止め板は、少なくとも二つの面を構成するように屈曲した形状となっており、前記表示板部が前記一方の面を構成しており、
前記二つの面が締結部材と被締結部材の間に位置するように該二つの面の境界位置を形成していることを特徴とする緩み表示板である。前記緩み止め板は、前記各実施例の締結指示部材に相当するものである。

本発明の第１実施例に係る鉄道車両用ボルト・ナット緩み止め構造を示すボルト・ナット締結前の斜視外観図。 本発明の第１実施例に係る鉄道車両用ボルト・ナット緩み止め構造を示すボルト・ナット正規締結後の要部切断正面図。 本発明の第１実施例に係る鉄道車両用ボルト・ナット緩み止め構造におけるボルト・ナット不良締結状態を示す要部切断正面図。 本発明の第２実施例に係る鉄道車両用ボルト・ナット緩み止め構造を示すボルト・ナット締結前の斜視外観図。 本発明の第２実施例に係る鉄道車両用ボルト・ナット緩み止め構造を示すボルト・ナット正規締結後の要部切断正面図。 本発明の第２実施例に係る鉄道車両用ボルト・ナット緩み止め構造におけるボルト・ナット不良締結状態を示す要部切断正面図。

符号の説明

１，１Ａ 鉄道車両用ボルト・ナット緩み止め構造
２，２Ａ おねじ部材（ボルト）
３，３Ａ めねじ部材（ナット）
４ 被締結部材
５ 被締結部材
６ 緩み止め部材
７ 締結指示部材
７５ 隙間
２０ 頭部
２１ ベース部
３０ ねじ孔
３１ ねじ孔
４０ 挿通孔
５０ 挿通孔
５１ 端面
６０ 下座金
６１ 上座金
６２ 接合面
６３ カム
６４ リブ
７０ 貫通孔
７１ 折り曲げ部
７２ 回り止め部
７３ 締結状態確認部
α リード角
β リード角
γ 設置角度

Claims (2)

1. 互いに重ね合わせた２つ以上の被締結部材をボルト・ナットで締結したときの緩み止め構造であって、
   重ね合わされた被締結部材の挿通孔に対して被締結部材の一方側から挿通されるボルト部材と、
   被締結部材の他方側にあってボルト部材に螺合されるナット部材と、
   被締結部材の表面に配設されてボルト部材に挿通される締結指示部材と、
   ボルト部材の頭部と締結指示部材との間に配置されてボルト部材に挿通される緩み止め部材とを備え、
   締結指示部材は、ボルト部材の挿通孔を中心にして両端が被締結部材の表面から離れる方向にＶ字形に折り曲げられた弾性を有する板状体の部材であって、
   該板状体の部材の一端部は前記被締結部材側に直角に折り曲げられて被締結部材の端部に係合する回り止め部を形成し、板状体の部材の他端部は回り止め部とは反対方向に直角に折り曲げられて締結状態確認部を形成し、
   正常に締結された状態にあっては、回り止め部は、被締結部材の端部に対して直交して当接し、締結状態確認部は被締結部材の上面に対して直立した状態に立ち上がること、
   を特徴とするボルト・ナットの緩み止め構造。
2. 締結部指示部材を構成する板状体の部材の両端は、ボルト部材の押圧面より外側に延びて回り止め部と締結状態確認部を形成すること、
   を特徴とする請求項１記載のボルト・ナットの緩み止め構造。

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