JP4698636B2 - ボルト緩み止め構造 - Google Patents

Description

本発明は、例えば各種物品等を取付けたり締付け固定するためのボルトが振動等で次第に緩んでガタついたり抜け落ちるのを防ぐためのボルト緩み止め構造に関する。

従来、例えば各種の物品等を被取付部材に取付けたり締付け固定する場合には、被取付部材に形成した雌ねじ孔にボルトをねじ込んで各種物品を取付けたり、被取付部材に貫通させて設けたボルト挿通孔にボルトを挿通しナットをねじ込んで締付け固定すること等が行われている。ところが、上記のボルトやナットは振動等により時間の経過と共に次第に緩んでガタついたり脱落するおそれがある。

上記のボルトやナットの緩みを防止する手段として、従来は一般にスプリングワッシャを用いているが、そのスプリングワッシャと、それが当接するボルト頭部や被取付部材との接触面は、通常ほぼ平滑な面であるため摩擦抵抗が少なく、しかも長期間使用するとスプリングワッシャのばね力が次第に低下して上記接触面にすべりが生じ、ボルトが徐々に回動して緩みを生じる。そして一旦ボルトが緩んでしまうと、その後は殆ど抵抗なく自由に回動して脱落する等のおそれがある。

そこで、上記のボルトやナットの緩みを更に確実に防止する手段として各種の緩み止め構造が提案されており、その一種として下記特許文献１，２のようにコイルばね等の螺旋状もしくはリング状の弾性体を用いることが提案されている。すなわち、上記文献１，２のものは被取付部材に貫通させて設けたボルト挿通孔にボルトを挿通してナットをねじ込み、そのナットから突出したボルトの先端部外周に螺旋状もしくはリング状の弾性体を嵌めて圧接させると共に、その弾性体を上記ナットの端面に当接させて、そのナットの回動を阻止し、それによってナットやボルトが緩むのを防止する構成である。

しかし、上記のような緩み止め構造は、ボルトの先端部がナットから突出していない場合やナットを用いない場合などには適用することができない。例えば筒状の長ナット内にその長さ範囲内でボルトをねじ込んで各種物品を取付ける場合、或いは通常のナットを用いる場合でもそのナットからボルトの先端部が突出しない場合には適用できない。さらに例えば被取付部材に非貫通状態で形成した雌ねじ孔にボルトをねじ込んで各種物品を取付けるような場合には適用することができない。

一方、上記のような場合、特にナットを用いることなくボルトのみで各種物品等を取付ける場合でも該ボルトの緩みを防止することのできる緩み止め構造としては下記特許文献３，４のように接着材やゴム等を用いるものが提案されている。すなわち、上記文献３はボルトの頭部等を接着材で固定するものであり、文献４はボルトの雄ねじ部に形成した母線方向の凹部に沿ってゴム等の摩擦係数の大きい部材を設けることによって該ボルトの回動抵抗を高め、それによってボルトの緩みを防止するものである。

しかし上記いずれの場合にも長期間使用すると、接着材やゴムが劣化して、接着強度や摩擦力が次第に減退してボルトの緩み止め機能が低下するおそれがあり、耐候性や耐久性等に欠ける嫌いがある。また接着材を用いるものは、一度取付けると、取外しが困難もしくは不能となる等の不具合がある。

特開２０００−１７９５２５号公報 特開２００４−３１６７１５号公報 特開平６−２３５４１３号公報 特開２００２−３９１３９号公報

本発明は上記従来の問題点に鑑みて提案されたもので、例えばナットを用いることなくボルトのみで各種物品等を取付けたり締め付け固定する場合、或いはナットからボルトが突出しない場合でも、それらのボルトを簡単・確実に回り止め係止することのできるボルト緩み止め構造を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために本発明によるボルト緩み止め構造は、以下の構成としたものである。すなわち、雌ねじ孔にねじ込んだボルトが緩むのを防止するためのボルト緩み止め構造であって、上記ボルトの先端部に該ボルトの雄ねじ部よりも小径の細径部を設け、上記雌ねじ孔に螺合し該雌ねじ孔の内面に圧接する螺旋状の弾性体を上記細径部の周囲に配置すると共に、上記螺旋状弾性体の一端を上記細径部に連結保持させたことを特徴とする。

なお、上記螺旋状弾性体の一端を上記細径部に連結保持させる手段としては、例えば上記ボルトの先端部に穴または溝等の凹部を形成し、その凹部に螺旋状弾性体の一端を挿入して連結保持させるようにすればよい。また上記螺旋状弾性体の他端に折曲部を設け、上記雌ねじ孔に螺合したボルトをねじ込み方向と反対方向に回動したとき上記折曲部が当接する当接係合部を上記ボルトに設けるようにしてもよい。

本発明によるボルト緩み止め構造は、上記のように構成したことによって、上記のボルトを雌ねじ孔にねじ込む際に、先ず、その先端部に設けた螺旋状弾性体を細径部と共に上記雌ねじ孔にねじ込み、引き続き、その螺旋状弾性体とともに上記ボルト自体の雄ねじ部を上記雌ねじ孔にねじ込むことで、上記螺旋状弾性体とボルトとを上記雌ねじ孔に連続的に螺合させる。その際、上記螺旋状弾性体の弾性変形により、小さなねじ込みトルクで容易に螺合させることができる。また上記雌ねじ孔にねじ込んだ螺旋状弾性体は雌ねじ孔の内面に圧接し、それによって上記螺旋状弾性体を介してそれと一体のボルトが振動等で回動するのが阻止され、それによって上記ボルトが緩むのを防止することができるものである。

また前記のように螺旋状弾性体の一端を上記細径部に連結保持させる手段として、上記ボルトの先端部に穴または溝等の凹部を形成し、その凹部に螺旋状弾性体の一端を挿入して連結保持させるようにすると、上記螺旋状弾性体を上記ボルトに簡単に連結保持させることができる。

さらに上記螺旋状弾性体の他端に折曲部を設け、上記雌ねじ孔に螺合したボルトをねじ込み方向と反対方向に回動したとき上記折曲部が当接する当接係合部を上記細径部に設けると、上記雌ねじ孔に螺合したボルトを外す必要がある場合に、上記ボルトをねじ込み方向と反対方向に回動したとき、上記の折曲部が上記当接係合部に当接して上記螺旋状弾性体がやや縮径することで上記雌ねじ孔への圧接力が軽減され、それによって上記ボルトをねじ込み方向と反対方向に回動して取外すことが可能となる。

以下、本発明によるボルト緩み止め構造を図に示す実施形態に基づいて具体的に説明する。図１（ａ）は本発明によるボルト緩み止め構造を備えたボルトの正面図、（ｂ）はその側面図、図２（ａ）は上記のボルト緩み止め構造を構成する螺旋状弾性体をボルトから外した状態の分解斜視図、同図（ｂ）は上記螺旋状弾性体をボルトに組付けた状態の斜視図である。

本実施形態のボルト緩み止め構造は、ボルト頭部１ａと軸部１ｂとからなるボルト（特に図の場合は六角ボルト）１における上記軸部１ｂに形成した雄ねじ部１１の先端部に、その雄ねじ部１１よりも小径の細径部１２を形成し、その細径部１２の周囲に螺旋状弾性体２をルーズに嵌合配置したものである。

その螺旋状弾性体２として、本実施形態においては既存のコイルばねを用いたもので、そのコイルばねよりなる螺旋状弾性体２は、上記ボルト１をねじ込む不図示の雌ねじ孔に螺合するように上記ボルト１の雄ねじ部１１とほぼ同一ピッチの螺旋状に形成され、かつ上記雌ねじ孔に螺合させたとき該雌ねじ孔の内面に適度な圧力で圧接するように該内面よりもやや大径に形成されている。

上記螺旋状弾性体２は、その一端側を上記細径部１２に連結保持させたもので、図の場合は上記細径部１２の前側（ボルト先端側、以下本書では便宜上ボルト先端側を前側、ボルト頭部側を後側という）の端面に凹溝条よりなる凹部１２ａを形成し、その凹部１２ａに上記螺旋状弾性体２の一端側（図の場合は前端側）に設けた折曲部２ａを挿入して係合保持させた構成である。上記凹部１２ａおよび折曲部２ａは、図の場合はそれぞれ上記細径部１２および螺旋状弾性体２のほぼ直径方向に設けたものであるが、その方向は適宜である。

また上記螺旋状弾性体２の他端にも折曲部２ｂを設け、上記雌ねじ孔にねじ込んだボルトをねじ込み方向と反対方向に回動したとき上記折曲部２ｂが当接する当接係合部を上記ボルト１に設けたもので、図の場合は上記ボルト１の細径部１２に、その接線方向と平行な面で切除した面取部１２ｂを形成して、その面取部１２ｂによる上記細径部１２の欠円部内に上記折曲部２ｂを設けると共に、不図示の雌ねじ孔にねじ込んだボルト１を、そのねじ込み方向と反対方向に回動したとき上記折曲部２ｂが上記面取部１２ｂに当接するようにしたものである。

上記の構成において、例えば図３に示すように各種物品Ａ等を被取付部材Ｂに上記ボルト１で取付けるに当たっては、予め、そのボルト１の細径部１２の外周に上記螺旋状弾性体２を嵌合配置すると共に、上記細径部１２の先端部に形成した凹部１２ａに上記螺旋状弾性体２の一端折曲部２ａを係合させる。

その状態で、上記被取付部材Ｂに形成した雌ねじ孔ｈに、上記螺旋状弾性体２とボルト１とを順にねじ込むもので、先ずボルト１の先端部に設けた螺旋状弾性体２をねじ込むに当たっては、その螺旋状弾性体２の前側の端部を上記雌ねじ孔ｈの開口側の端部に係合させながらボルト１をねじ込み方向に回動させればよい。その際、上記螺旋状弾性体２は上記ボルト１およびそれが螺合する上記雌ねじ孔ｈとほぼ同一ピッチで形成されているので、上記雌ねじ孔ｈにボルト１をねじ込む場合と全く同様の要領で上記螺旋状弾性体２を上記雌ねじ孔ｈにねじ込むことができる。

なお、上記螺旋状弾性体２は、それが接触する雌ねじ孔ｈの内面の径よりもやや大きく形成されているので、上記内面との接触摩擦力で回動抵抗が生じるが、上記螺旋状弾性体２は文字通り螺旋状の弾性体であるから、上記のねじ込み時には内方に撓んで上記の接触摩擦力および回動抵抗が軽減され、比較的容易にねじ込むことができる。特に上記実施形態のようにボルト１の先端部に設けた凹部１２ａに、螺旋状弾性体２の前端折曲部２ａを係合させて回動させるようにすると、上記ボルト１が図４（ａ）の矢印の方向（同図はボルト１を先端側から見たもので、該ボルト１のねじ込み方向は図のように半時計方向）に回動したとき、螺旋状弾性体２の後側（図３で右側）を前側（図３で左側）が先導して引っ張る形で螺旋状弾性体２全体が巻き締められる傾向となる。そのため、上記螺旋状弾性体２は図４（ａ）の鎖線示の自由状態よりも同図実線示のようにやや縮径した状態となるので、更に容易にねじ込むことが可能となる。

次に、上記のようにして雌ねじ孔ｈ内に螺旋状弾性体２をねじ込んだところで引き続き上記ボルト１をねじ込み方向に回動すると、上記螺旋状弾性体２に続いてボルト１の先端部が上記雌ねじ孔ｈ内にねじ込まれていく。その際、螺旋状弾性体２とボルト１の雄ねじのピッチを前記のようにほぼ同一に形成すだけでなく、それらの配置状態におけるピッチも前記図１および図３のように揃えるようにすると、上記雌ねじ孔ｈへの螺旋状弾性体２とボルト１のねじ込みを連続的にスムースに行うことができる。ただし、螺旋状弾性体２は多少弾性変形可能であり、また上記凹部１２ａと前端折曲部２ａとの係合部には多少のずれが許容されるので、上記の配置状態や螺旋状弾性体２とボルト１の雄ねじのピッチに多少のずれがあっても支障はない。

そして上記のようにして螺旋状弾性体２とともにボルト１を雌ねじ孔ｈに所定の深さまでねじ込むことによって、前記の各種物品Ａ等を被取付部材Ｂに取付けたり、上記ボルト１の頭部１ａと上記被取付部材Ｂとの間に各種物品Ａ等を挟んで締付け固定するもので、その締付け固定した状態において上記螺旋状弾性体２は前記図４（ａ）の状態よりも同図（ｂ）のように拡径して不図示の雌ねじ孔ｈの内面に圧接し、それによって上記螺旋状弾性体２が雌ねじ孔ｈに対して回り止め係止されると共に、その螺旋状弾性体２を介して上記ボルト１の回動が阻止され、それによって該ボルト１の緩みが防止されるものである。

なお、上記のようにして螺旋状弾性体２によりボルト１の緩みを防止した状態で、そのボルト１をねじ込み方向と反対方向に回動すると、通常は上記螺旋状弾性体２が拡径傾向となって雌ねじ孔ｈとの接触摩擦力が増大するため上記ボルト１の取外しは殆ど不可能であるが、上記実施形態においては前記のように螺旋状弾性体２の他端側にも折曲部２ｂを設け、その折曲部２ｂが当接する当接係合部として上記細径部１２に面取部１２ｂを設けたことによって上記ボルト１の取外しが可能である。

すなわち、図５（ａ）の矢印のようにボルト１をねじ込み方向と反対方向（図５はボルトを先端側から見ているので右方向）に回動しようとすると、螺旋状弾性体２が雌ねじ孔ｈの内面に圧接しているので手動では容易に回動することはできないが、工具等で上記ボルト１を強く回動すると、螺旋状弾性体２の雌ねじ孔ｈとの当接部は殆ど回動することなく、ボルト１が上記螺旋状弾性体２の一端折曲部２ａを図５（ｂ）のようにく字状に屈曲しながら徐々に回動する。そして上記ボルト１が所定角度回動したところでボルト細径部１２の面取部１２ｂが図５（ｂ）のように螺旋状弾性体２の他端折曲部２ｂに当接する。

その状態で、上記ボルト１を引き続き同方向に回動すると、上記の一端折曲部２ａが更に屈曲しながら、ボルト１の面取部１２ｂを介して螺旋状弾性体２の他端折曲部２ｂ側が同方向に回動する。その他端折曲部２ｂは前記図３においては螺旋状弾性体２の右端側にあって、その他端折曲部２ｂ側がボルト１のねじ込み方向と反対方向に回動すると、上記螺旋状弾性体２は徐々に巻き締められる傾向となって縮径し、雌ねじ孔ｈとの接触摩擦力が軽減されて、その螺旋状弾性体２とともにボルト１をねじ込み方向と反対方向に回動して取外すことができるものである。

なお、上記実施形態は、螺旋状弾性体２として既存のコイルばねを用いたが、ボルト１を螺合する雌ねじ孔の径やピッチ等に応じて適宜調製したばね棒材等よりなる螺旋状の弾性体を用いてもよい。また図の場合は螺旋状弾性体２の一端折曲部２ａを、ボルト１の細径部１１ｂの先端に形成した凹溝条よりなる凹部１１ｃに回り止め係合させるようにしたが、その凹部１１ｃとして上記のような凹溝条の代わりに細径部１１ｂの前端面または周面もしくは前記面取部に所望の方向の孔等を形成して、その孔等に上記の一端折曲部２ａを係合させるようにしてもよい。さらに上記折曲部２ａは上記のような凹部１１ｃに単に挿入係合させるだけでなく、圧入嵌合してもよく、また必要に応じて上記螺旋状弾性体２をボルト１に対して接着材その他適宜の手段で一体的に固着するようにしてもよい。

また上記実施形態は、雌ねじ孔ｈにねじ込んだボルト１をねじ込み方向と反対方向に回動したとき螺旋状弾性体２の他端折曲部２ｂが当接する当接係合部としてボルト１の細径部１２に面取部１２ｂを設けたが、上記細径部１２の周囲に上記折曲部２ｂを含めて螺旋状弾性体２を挿入嵌合することが可能で、かつ上記ボルト１をねじ込み方向と反対方向に回動したとき螺旋状弾性体２の他端折曲部２ｂに当接して該折曲部２ｂ側の端部を回動できるものであれば上記当接係合部の構成は適宜であり、また上記細径部１２に限らず例えばボルト１の雄ねじ部の前端面その他ボルトの任意の位置に設けることができる。

さらに上記実施形態は、被取付部材Ｂに横方向に形成した雌ねじ孔ｈに各種物品Ａ等を取付けるようにしたが、図６のように被取付部材Ｂに縦方向に形成した雌ねじ孔ｈに各種物品Ａ等を取付けるためのボルト１等にも適用可能であり、また図７のようにコンクリート等よりなる被取付部材Ｂに形成した縦または横方向の孔Ｈ内に有底筒状または筒状のボルトｂを挿入して樹脂Ｒ等で固着し、そのボルトｂに形成した雌ねじ孔ｈに各種物品Ａ等を取付けるためのボルト１などにも適用できる。図７おいて、Ｗはワッシャである。

なお、上記図６および図７のようにボルト１に装着した螺旋状弾性体２を下側にして雌ねじ孔ｈにねじ込むものにあっては、そのねじ込む際に、上記螺旋状弾性体２の一端２ａをボルト細径部１２の凹部１２ａに単に係合させただけでは落下するおそれがある場合には、接着材や接着テープ等で固定するか、或いは前述のように、その他適宜の手段で一体的に固着するようにすればよい。また本発明は上記図６および図７のような構成に限らず各種の用途や構成のボルトにも適用可能であり、例えばナットを用いるもの、特に筒状の長ナットにボルトをねじ込み、そのボルトの先端がナットから突出しないような場合にも適用可能である。

以上のように本発明によるボルト緩み止め構造は上記の構成であるから、被取付部材に形成した雌ねじ孔にボルトをねじ込む場合、或いはナットにボルトをねじ込む場合であって、そのボルトがナットから突出しない場合であっても上記ボルトの緩みを簡単・確実に防止することが可能となるもので、各種の被取付部材に各種物品等を取付けたり締付け固定する場合などに有効に適用することができるものである。

（ａ）は本発明によるボルト緩み止め構造を備えたボルトの正面図、（ｂ）はその側面図。 （ａ）は上記のボルト緩み止め構造を構成する螺旋状弾性体をボルトから外した状態の分解斜視図、（ｂ）は上記螺旋状弾性体をボルトに組付けた状態の同上図。 本発明によるボルト緩み止め構造をもちいて被取付部材に各種物品等を取付けた状態の側面図。 （ａ）（ｂ）はボルトをねじ込む状態の動作説明図。 （ａ）〜（ｃ）はボルトを外す際の動作説明図。 縦方向の雌ねじ孔に各種物品等を取付ける場合の説明図。 雌ねじ孔を有する筒状のボルトを介して各種物品を取付ける場合の説明図。

符号の説明

１ ボルト
１ａ 頭部
１ｂ 軸部
１１ 雄ねじ部
１２ 細径部
１２ａ 凹部
１２ｂ 面取部（当接係合部）
２ 螺旋状弾性体
２ａ 一端折曲部
２ｂ 他端折曲部
Ａ 各種物品
Ｂ 被取付部材
ｈ 雌ねじ孔

Claims (3)

1. 雌ねじ孔にねじ込んだボルトが緩むのを防止するためのボルト緩み止め構造であって、上記ボルトの先端部に該ボルトの雄ねじ部よりも小径の細径部を設け、上記雌ねじ孔に螺合し該雌ねじ孔の内面に圧接する螺旋状の弾性体を上記細径部の周囲に配置すると共に、上記螺旋状弾性体の一端を上記細径部に連結保持させたことを特徴とするボルト緩み止め構造。
2. 上記細径部の先端部に穴または溝等の凹部を形成し、その凹部に上記螺旋状弾性体の一端を挿入して連結保持させてなる請求項１に記載のボルト緩み止め構造。
3. 上記螺旋状弾性体の他端に折曲部を設け、上記雌ねじ孔にねじ込んだボルトをねじ込み方向と反対方向に回動したとき上記折曲部が当接する当接係合部を上記ボルトに設けてなる請求項１または２に記載のボルト緩み止め構造。

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