JP5319302B2

JP5319302B2 - 脱落防止具

Info

Publication number: JP5319302B2
Application number: JP2008550948A
Authority: JP
Inventors: 正道添田
Original assignee: KHI CO.
Current assignee: KHI CO.
Priority date: 2006-12-26
Filing date: 2006-12-26
Publication date: 2013-10-16
Anticipated expiration: 2026-12-26
Also published as: WO2008078388A1; EP2119921A1; EP2119921A4; US20100028103A1; TW200835862A; KR101170421B1; CN101589240A; JPWO2008078388A1; KR20100004923A

Description

本発明は脱落防止具に関する。詳しくは、ボルトから被固定物やナットが脱落することを防止する脱落防止具に係るものである。

構造物の固定には、ボルトとナットによる締付け方法があらゆる分野で多用されており、例えば、鉄骨造りの建物や鉄塔、道路の設置物から自動車や電器製品に至るまで幅広く用いられている。

例えば、特許文献１には、図５（ａ）に示すような脱落防止具が記載されており、脱落防止具１０１は、弾性のある金属または樹脂等で構成された素線によって、ツマミ部１０２とコイルバネ部１０３が形成されている。
ここで、コイルバネ部の内径は、脱落防止具を装着するボルトの脚部の外径よりわずかに小さい内径となるように構成されている。

このように構成された脱落防止具をボルトの脚部に装着する際には、ナットが螺合したボルトの先端部に脱落防止具を当接し、図５（ｂ）中の符号Ａで示す方向に回転させる。
即ち、ボルトの先端部に脱落防止具を当接した状態で脱落防止具を回転することにより、コイルバネ部の内径が拡大する方向にコイルバネ部を変形させ、コイルバネ部の素線を、ボルトの脚部の端部から脚部に設けられたネジ溝に沿って嵌り込ませ、ボルトの脚部に脱落防止具を装着する。

また、特許文献２には、図６に示すような脱落防止具が記載されており、脱落防止具２０１は、第１のコイルバネ部２０２と、装着用ツマミ部２０３と、離脱用ツマミ部２０４と、第２のコイルバネ部２０５とからなる。
第１のコイルバネ部は、基端部（図６中、上方）より先端部へ向けて図６中符号ａで示す第１のコイルバネ部の内径が脱落防止具を装着するボルトの脚部の外径よりもわずかに小さな径で形成されると共に、図６中符号ｂで示す時計回りに回された際にボルトの脚部から頭部に向けて嵌り込む方向に巻回されている。
また、装着用ツマミ部は、第１のコイルバネ部の基端部から連続的に伸設され、脱落防止具を装着するボルトの半径方向に突出して形成されている。
また、離脱用ツマミ部は、第１のコイルバネ部の先端部から連続的に伸設され、脱落防止具を装着するボルトの半径方向に突出して形成されている。
また、第２のコイルバネ部は、離脱用ツマミ部の先端部から連続的に伸設され、基端部（図６中、上方）から先端部にかけてその内径が大きくなるように、第１のコイルバネ部と同方向に巻回されている。

特開２００１−５９５１４号公報特開２００５−８３５４３号公報

しかしながら、従来の脱落防止具は、素線の一部がコイルバネ部の巻回軸線を横切ってフック状に形成されたツマミ部を備えているため、ナットを通過したボルトの脚部（余長部）が長い場合にはツマミ部が邪魔になって脱落防止具をボルトに装着できず、また、離脱時に大きな力を必要とし、更に、もう一方の従来の脱落防止具は、先端部から連続して伸設されて棒状体の半径方向に突出したツマミ部を備えているので、このツマミ部が邪魔になって、ソケット付電動工具を使用することができず、大量に脱落防止具を取り付けることができなかった。
また、振動が加わると、ナットからの力を受けやすく、徐々に脱落防止具がナットに押され、比較的少ない振動回数でナットが緩み始めていた。

本発明は、以上の点に鑑みて創案されたものであり、ナットの緩みを抑制できる脱落防止具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、本発明の脱落防止具は、素線が略同一径で巻回されると共にボルトの溝部の径よりも小さい内径を有するコイルバネ部を備える、ボルトの脚部に装着される脱落防止具であって、前記素線の一端及び他端は、前記コイルバネ部の半径方向外側に位置し、前記一端から所定の長さの素線は、前記コイルバネ部の半径方向外側に位置して前記他端側の方向へ曲げられたことを特徴とする。

ここで、素線の一端及び他端が、コイルバネ部の半径方向外側に位置することによって、素線が張り出してコイルバネ部の半径方向外側に位置する場合に比べて張り出した面積が小さいため電動工具等の工具を使い易く、また、一端から所定の長さの素線は、コイルバネ部の半径方向外側に位置して他端側の方向へ曲げられていることによって、ナットに当接させた場合にナットからの力を受けにくくなる。
なお、ここでいう「所定の長さ」とは、コイルバネ部の一周の長さの半分よりも短い長さをいう。

また、本発明の脱落防止具において、一端から所定の長さの素線は、巻回された素線の中心線に対してリード角を超える角度であると共に巻回された素線の中心線に対して（リード角＋ボルトのねじ山角度の半角）以下の角度で曲げられた場合、素線がナットからの力を受け難く、また、素線がボルトのねじ山に乗り上がることなくコイルバネの緊縮力を保つことができる。
なお、ここでいう「所定の長さ」とは、コイルバネ部の一周の長さの半分よりも短い長さをいう。

また、本発明の脱落防止具において、一端及び他端は、拡径した場合にナットの二面幅内に位置する場合、ナット締結後のナットの追締め作業やナットのトルク検査を行ない易い。

また、本発明の脱落防止具において、他端から所定の長さの素線は、コイルバネ部の半径方向外側に位置して巻回軸線と略平行に一端側へ向けてフック形状に曲げられた場合、コイルバネ部を回転等させるときでもコイルバネ部に力を加えやすく、また、フック部分を手で摘んで回転させ易くなる。
なお、ここでいう「所定の長さ」とは、コイルバネ部の一周の長さの半分よりも短い長さをいう。

また、本発明の脱落防止具において、一端及び他端から所定の長さの素線は、コイルバネ部の半径方向外側に位置すると共に互いに略同じ形状を有する場合、脱落防止具自体をナットのように使用できる。
なお、ここでいう「所定の長さ」とは、コイルバネ部の一周の長さの半分よりも短い長さをいう。

本発明に係る脱落防止具は、ナットの緩みを抑制できる。

本発明を適用した脱落防止具の第１の態様を説明する概略斜視図（ａ）、概略正面図（ｂ）及び概略平面図（ｃ）である。本発明を適用した脱落防止具の第２の態様を説明する概略斜視図（ａ）、概略正面図（ｂ）及び概略平面図（ｃ）である。一端から所定の長さの素線の曲げ角度について説明する概略図である。本発明の脱落防止具を緩み試験機に取付けた状態を示す概略図である。従来の脱落防止具を説明する概略図である。従来の他の脱落防止具を説明する概略図である。

符号の説明

１脱落防止具
２コイルバネ部
３素線の一端
４素線の他端
５振動冶具
６ボルト取付冶具
７ボルト
７Ａボルトのねじ山
８ナット
９加振用ピストン
１０冶具ワッシャー
１１衝撃ストローク
１２振動ストローク
α 曲げ角度
β ボルトのねじ山角度

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明し、本発明の理解に供する。
図１は、本発明を適用した脱落防止具の第１の態様を説明する概略斜視図（ａ）、概略正面図（ｂ）及び概略平面図（ｃ）である。図１において、本発明の脱落防止具１は、金属製の素線が略同一径で巻回されて、ボルトの溝部の径よりも小さい内径を有するコイルバネ部２を備えており、素線の一端３及び素線の他端４は、コイルバネ部２の半径方向外側に位置すると共に、互いに略同じ方位に位置している。また、コイルバネ部２の巻回角度は、ボルト脚部のねじ部のリード角と一致している。
また、一端３及び他端４は、コイルバネ部２の半径方向外側に位置するものの、拡径した場合でもナットの二面幅内に位置している。
また、図１（ｂ）に示すように、一端３から所定の長さ例えばコイルバネ部の外側に位置する範囲の長さであってコイルバネ部の一周の長さの約８分の１の長さの素線は、他端４側の方向へαの角度で曲げられている。また、コイルバネ部２の巻回角度は、ボルト脚部のねじ部のリード角と一致している。
また、素線の一端３は、素線の他端４から所定の長さ例えばコイルバネ部の一周の長さの約８分の１の長さの素線が一部を構成するコイルバネ部領域の半径方向外側に位置している。
また、図１（ａ）に示すように、他端４から所定の長さ例えばコイルバネ部の一周の長さの約４分の１の長さの素線は、コイルバネ部２の半径方向外側に位置して巻回軸線と略平行に一端３側へ向けてフック形状に曲げられている。

ここで、素線の一端及び他端は、コイルバネ部の半径方向外側に位置し、一端から所定の長さの素線は、コイルバネ部の半径方向外側に位置して他端側の方向へ曲げられているのであれば、必ずしも一端及び他端は、拡径した場合にナットの二面幅内に位置していなくてもよい。
また、素線の一端及び他端は、コイルバネ部の半径方向外側に位置し、一端から所定の長さの素線は、コイルバネ部の半径方向外側に位置して他端側の方向へ曲げられているのであれば、必ずしも他端から所定の長さの素線は、コイルバネ部の半径方向外側に位置して巻回軸線と略平行に一端側へ向けてフック形状に曲げられていなくてもよい。
また、素線の一端及び他端は、コイルバネ部の半径方向外側に位置し、一端から所定の長さの素線は、コイルバネ部の半径方向外側に位置して他端側の方向へ曲げられているのであれば、必ずしも素線は金属製でなくてもよく、例えば樹脂製であってもよい。

図２は、本発明を適用した脱落防止具の第２の態様を説明する概略斜視図（ａ）、概略正面図（ｂ）及び概略平面図（ｃ）である。図２において、本発明の脱落防止具１は、金属製の素線が略同一径で巻回されたコイルバネ部２を備えており、素線の一端３及び他端４は、コイルバネ部２の半径方向外側に位置すると共に、互いに略同じ方位に位置している。また、コイルバネ部２の巻回角度は、ボルト脚部のねじ部のリード角と一致している。
また、一端３及び他端４は、コイルバネ部２の半径方向外側に位置するものの、拡径した場合でもナットの二面幅内に位置している。
また、図２（ｂ）に示すように、一端３から所定の長さ例えばコイルバネ部の外側に位置する範囲の長さであってコイルバネ部の一周の長さの約８分の１の長さの素線は、他端４側の方向へαの角度で曲げられ、また、他端４から所定の長さ例えばコイルバネ部の外側に位置する範囲の長さであってコイルバネ部の一周の長さの約８分の１の長さの素線は、一端３側の方向へαの角度で曲げられており、一端３から所定の長さの素線の形状及び他端４から所定の長さの素線の形状は、互いに略同じである。
また、図２（ｂ）に示すように、素線の一端３は、素線の他端４から所定の長さ例えばコイルバネ部の一周の長さの約８分の１の長さの素線が一部を構成するコイルバネ部領域の半径方向外側に位置している。

ここで、素線の一端及び他端は、コイルバネ部の半径方向外側に位置し、一端から所定の長さの素線は、コイルバネ部の半径方向外側に位置して他端側の方向へ曲げられているのであれば、必ずしも一端及び他端から所定の長さの素線の形状は、互いに略同じでなくてもよい。

図３は、一端から所定の長さの素線の曲げ角度について説明する概略図である。図３において、素線の中心線がＡの場合は、素線が何ら曲げられていない状態を示し、素線の中心線がＢの場合は、巻回された素線の中心線に対して即ち中心線Ａに対してリード角の角度で曲げられた状態を示し、素線の中心線がＣの場合は、巻回された素線の中心線に対して即ち中心線Ａに対してリード角の２倍の角度で曲げられた状態を示し、そして素線の中心線がＤの場合は、巻回された素線の中心線に対して即ち中心線Ａに対して、（リード角＋ボルトのねじ山７Ａの角度βの半角β／２）の角度で曲げられた状態をそれぞれ示している。

図３から判るように、図１や図２でも示した、一端から所定の長さの素線を他端側の方向へ曲げる曲げ角度αは、巻回された素線の中心線に対して、どれくらい曲げたかを示す角度であり、全く素線を曲げない状態では、ナット８の端面に素線の面が干渉していまい、ナット８の反時計回りの緩み方向の回転に対し有効な緩み抑制力を発揮できない。また、一端から所定の長さの素線を他端側の方向へ曲げることによって、このような干渉を防ぐことができるが、巻回された素線の中心線に対してリード角の角度で曲げられた状態では、ナット８の端面に対して素線の面が略平行となってナット８の端面に接触する可能性があり、充分とは言えない。
そこで、一端から所定の長さの素線を他端側の方向へ曲げる曲げ角度αは、巻回された素線の中心線に対してリード角を超える角度であることが好ましいが、巻回された素線の中心線に対して、（リード角＋ボルトのねじ山７Ａの角度βの半角β／２）を超えた角度であると、ボルトのねじ山７Ａに、一端から所定の長さの素線が乗り上げてしまい、コイルバネの緊縮力が軽減され、有効なナットの緩み抑制力を発揮できないため、曲げ角度αは、巻回された素線の中心線に対して、（リード角＋ボルトのねじ山７Ａの角度βの半角β／２）以下の角度であることが好ましい。

次に、従来の脱落防止具及び本発明の脱落防止具について実施した緩み試験について説明する。図４は、本発明の脱落防止具を緩み試験機に取付けた状態を示す概略図である。
図４に示すように、ＮＡＳ（米国航空規格）３３５０に準拠した緩み試験機の振動冶具５に形成された開口部にボルト取付冶具６が通されており、そしてボルト取付冶具６に鉄塔規格のボルト７が通されており、ボルト７の脚部に菜種油を塗油して、ボルト７の脚部に冶具ワッシャー１０を取付け、更に冶具ワッシャー１０の上から菜種油が塗油された鉄塔規格のナット８が規定トルクでボルト７の脚部に取付けられている。また、ボルト７の余長部には、試験対象の本発明の脱落防止具１が取付けられている。また、緩み試験で使用された本発明の脱落防止具１は、図１に示す態様のものであり、他端４側の方向へαの角度で曲げられた、一端３から所定の長さ例えばコイルバネ部の外側に位置する範囲の長さであってコイルバネ部の一周の長さの約８分の１の長さの素線側がナット８に向けられ、ボルト７の余長部に取付けられている。なお、比較例として使用された脱落防止具の、一端から所定の長さの素線は、他端側へ曲げられておらず、この素線側をナット８に向けて、比較例として使用された脱落防止具をボルト７の余長部に取付けた。

また、緩み試験には２種類のボルトを使用した。即ち、ボルトねじ長が４０ｍｍのＭ１６と、ボルトねじ長が５０ｍｍのＭ２０である。また、Ｍ１６のボルトには締結トルク７４００Ｎ・ｃｍでナットを締結し、Ｍ２０のボルトには締結トルク１６０００Ｎ・ｃｍでナットを締結した。

このように脱落防止具を取付けられた緩み試験機は、加振用ピストン９によって符号１２で示す振動ストローク１１ｍｍの振動が与えられ、符号１１で示す衝撃ストローク１９ｍｍの衝撃がボルト７やナット８に与えられる。
振動周波数は２１．３Ｈｚ、振動加速度は１０Ｇ、加振方向はボルト軸に対して直角方向とし、ナット８が緩みを開始する振動回数及びナット脱落時の振動回数を確認した。なお、ナットの緩み判定は、ボルト、ナットに予め付したマーキング位置の変化または振動衝撃音の変化を基に行い、ナットの脱落が生じない場合には、ＮＡＳ３３５０に準拠して、３０，０００回の振動回数で試験を終えることにした。結果を表に示す。

表１から明らかなように、Ｍ１６、Ｍ２０ともに、本発明の脱落防止具を取付けたナットは、振動周波数２１．３Ｈｚ（振動加速度１０Ｇ）の振動を３０，０００回加えても脱落しなかった。引き続き振動周波数３０Ｈｚ（振動加速度１９．５Ｇ）に増加して、更に３０，０００回の強烈な振動を加えてもナットの脱落は生じず、本発明の脱落防止具は、充分なナットの脱落防止機能を備えていることが判った。
また、ナットの緩み開始の振動回数は、Ｍ１６、Ｍ２０ともに従来の脱落防止具を取付けた場合よりも、本発明の脱落防止具を取付けた場合の方が遥かに多い振動回数を示しており、ナットの緩み抑制機能が一段と向上していることが判る。

このように、本発明の脱落防止具は、素線の一端及び他端が、コイルバネ部の半径方向外側に位置することによって、素線が張り出してコイルバネ部の半径方向外側に位置する場合に比べて張り出した面積が小さいため電動工具等の工具を使い易く、また、一端から所定の長さの素線は、コイルバネ部の半径方向外側に位置して他端側の方向へ曲げられていることによって、ナットに当接させた場合にナットからの力を受けにくくなり、ナットの緩みを抑制できる。
また、電動工具等の工具を使い易いので、大量に脱落防止具を取付けることができ、作業効率が向上する。

また、一端から所定の長さの素線は、巻回された素線の中心線に対してリード角を超える角度であると共に巻回された素線の中心線に対して（リード角＋ボルトのねじ山角度の半角）以下の角度で曲げられているので、素線がナットからの力を受け難く、また、素線がボルトのねじ山に乗り上がることなくコイルバネの緊縮力を保つことができ、ナットの緩み抑制に有利に働く。
なお、ボルトのねじ山に素線が乗り上がると、ねじ山によって素線が外側に押出された形となり、コイルバネの緊縮力が軽減されてしまって、ナットの緩み抑制力を発揮しえない。

また、素線の一端及び他端は、拡径した場合にナットの二面幅内に位置するので、ナット締結後のナットの追締め作業やナットのトルク検査を行ない易い。

また、他端から所定の長さの素線は、コイルバネ部の半径方向外側に位置して巻回軸線と略平行に一端側へ向けてフック形状に曲げられているので、コイルバネ部を回転等させるときでもコイルバネ部に力を加えやすく、フック部分を手で摘んで回転させ易くなる。

また、一端から所定の長さの素線の形状及び他端から所定の長さの素線の形状は、互いに略同じであるので、脱落防止具自体をナットのように使用できる。

また、コイルバネ部の巻回角度は、ボルト脚部のねじ部のリード角と一致しているので、コイルバネ部のねじ溝に対し均一の摩擦力を付与でき、また、装着または離脱がより容易になり、更には装着時に局部的な塑性変形が伴わず再利用しても機能が低下しない。

Claims

素線が略同一径で一方向に巻回されると共にボルトの溝部の径よりも小さい内径を有し、さらにボルトのねじ部のリード角と同じ巻回角度を有するコイルバネ部を備える、ボルトの脚部に装着される脱落防止具であって、
前記素線の一端及び他端は、前記コイルバネ部の半径方向外側に位置し、
前記一端から前記コイルバネ部の一周の長さの半分よりも短い長さの素線は、前記コイルバネ部の半径方向外側に位置して、前記コイルバネ部の巻回軸線方向に沿って、前記他端から前記コイルバネ部の一周の長さの半分よりも短い長さの素線から離されており、前記巻回された素線の中心線に対してリード角を超える角度であると共に巻回された素線の中心線に対して前記ボルトのねじ部のリード角に前記ボルトのねじ山角度の半分を足した角度以下の角度で前記他端側の方向へ曲げられた
ことを特徴とする脱落防止具。
前記他端から前記コイルバネ部の一周の長さの半分よりも短い長さの素線は、前記コイルバネ部の半径方向外側に位置して、前記コイルバネ部の巻回軸線方向に沿って、前記一端から前記コイルバネ部の一周の長さの半分よりも短い長さの素線から離されており、前記巻回された素線の中心線に対してリード角を超える角度であると共に巻回された素線の中心線に対して前記ボルトのねじ部のリード角に前記ボルトのねじ山角度の半分を足した角度以下の角度で前記一端側へ向けて曲げられた
ことを特徴とする請求項１に記載の脱落防止具。
前記一端及び他端は、拡径した場合にナットの二面幅内に位置する
ことを特徴とする請求項１に記載の脱落防止具。
前記他端から前記コイルバネ部の一周の長さの半分よりも短い長さの素線は、前記コイルバネ部の半径方向外側に位置して巻回軸線と略平行に前記一端側へ向けてフック形状に曲げられた
ことを特徴とする請求項１に記載の脱落防止具。