JP6055079B2

JP6055079B2 - 取付構造

Info

Publication number: JP6055079B2
Application number: JP2015505610A
Authority: JP
Inventors: 克彦若林
Original assignee: HARDLOCK INDUSTRY CO., LTD.
Current assignee: HARDLOCK INDUSTRY CO., LTD.
Priority date: 2013-03-14
Filing date: 2014-03-14
Publication date: 2016-12-27
Anticipated expiration: 2034-03-14
Also published as: JPWO2014142326A1; WO2014142326A1

Description

本発明は、被取付部材に対してネジを取付けてなる取付構造に関する。

本願出願人は、本体部（被取付部材）に対して取付部材をボルトによって取付固定し、かつ、ボルトの緩み止めをボルト自体の構造によって行う技術として、下記の特許文献１に記載の取付構造を開発している。

特開２００４−３２４８２０号公報

この従来の取付構造では、ボルトのボルト頭の底面にテーパー状外周面を有する円錐台形状凸部を設けるとともに、偏心テーパー凸部を設けるとともに、ボルト受け部のボルト頭への対向面には、前記凸部が嵌合する凹部を設け、これら凸部及び凹部の径はネジ軸よりも大径であって、凹部の内周面はネジ軸と同心状に設けられ、凸部の外周面はネジ軸に対して微小量偏心されている。

そして、凸部の偏心量は、ボルト受け部の挿通孔（１０）とネジ軸とのハメアイのスキマとほぼ等しいか、若しくは、挿通孔とネジ軸とのハメアイのスキマよりも大きくされ、これによって、挿通孔の内周面とネジ軸の外周面とが周方向一部で圧接され、その反対側で凸部の外周面と凹部の内周面とが圧接されることによって、緩み止め作用が生じるようにしている。

上記従来技術では、ネジ軸と被取付部材のネジ孔とは螺着状態で偏心するものではなかったため、十分な緩み止め作用が得られるように設計し、製造上の品質管理を行うことが困難であった。すなわち、本願出願人が製造販売するハードロック（日本国登録商標）ナットでは、偏心嵌合によってネジ螺合部分を偏心させることによって強力な緩み止め作用が発揮されるものであるが、上記従来技術では挿通孔（１０）の内周面は円筒状であり、挿通孔とネジ軸との間には軸方向に自由に相対移動可能であるため、テーパー状の凸部と凹部の周方向一部が接触し、且つ、その直径方向反対側で挿通孔とネジ軸とが接触した時点から僅かしかボルトをねじ込むことができず、そのわずかなねじ込みによってクサビ作用による緩み止めを行おうとするものであるため、非常に厳しい寸法管理が要求されるものであった。

そこで、本発明は、ボルトやビスなどのネジを有し、ナットを用いない取付構造においても、ハードロックナットと同等の緩み止め作用が得られるようにすることを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するために、次の技術的手段を講じた。

即ち、本発明の取付構造は、ネジと、該ネジが螺着される被取付部材とを備え、前記ネジは、ネジ頭と、外周面にオネジが形成されたネジ軸とを軸方向に連設して備え、前記被取付部材は、前記ネジ軸が螺着されるネジ孔と、前記ネジ頭が内嵌される嵌着穴とを備え、前記ネジ頭の外周面及び嵌着穴の内周面は、前記ネジ軸及びネジ孔側から軸方向外方に至るにしたがって徐々に大径となるテーパー面であり、前記ネジ頭が前記嵌着穴内に全周にわたって接触するよう嵌合したときに前記ネジ軸軸心が前記ネジ孔軸心に対して偏心した状態で螺着されるように、前記ネジ軸の軸心に対して前記ネジ頭の外周面の軸心が偏心されているか或いは前記ネジ孔の軸心に対して該嵌着穴の内周面の軸心が偏心されていることを特徴とするものである。

かかる本発明の取付構造によれば、ネジをネジ孔に螺着していくと、ネジ頭と嵌着穴とが偏心しているため、ネジ頭の外周面と嵌着穴の内周面とが周方向一部で接触する。さらにネジを螺進させていくと、上記接触部位の直径方向反対側ではネジ頭と嵌着穴との間に隙間があり、且つ、ネジ軸のオネジとネジ孔のメネジの間には若干の遊びが形成されているため、ネジが若干傾きながらねじ込まれていき、この過程で徐々にネジ軸のオネジとネジ孔のメネジとが偏心されていき、ねじ込んでいくに従って大きな径方向応力がネジ軸に蓄積されていく。そして、完全にネジ頭が嵌着穴に嵌合した状態では、ネジ孔に対してネジ軸が偏心した状態で螺着されることとなり、大きなクサビ力がネジ全体に作用して強力な緩み止め作用を発揮する。

上記本発明の取付構造において、該テーパー面の軸長が、前記ネジ孔の軸長と同等乃至前記ネジ孔の軸長より長いことが好ましい。これによれば、ネジ孔に対してネジ軸を偏心させる大きな力を上記テーパー面によって発揮させることができるとともに、テーパー面の寸法精度が比較的小さくとも確実に緩み止め作用を生じさせることが可能となる。

また、前記偏心量は、前記ネジ孔のメネジに対する前記ネジ軸のオネジの遊び量とほぼ等しいことが好ましい。

また、前記ネジは、前記ネジ頭と前記ネジ軸との間に一体的に設けられた支軸部をさらに備え、該支軸部に回転部材を回転可能に取付けることができる。例えば、眼鏡のフレームを上記被取付部材とし、眼鏡のテンプルを上記回転部材として、眼鏡のテンプルの取付構造として本発明を採用することによって、テンプルを取付けるためのネジが緩まない眼鏡を安価に提供できる。

本発明によれば、ナットを用いずにネジによって取付けを行う取付構造においても、ハードロックナットと同等の緩み止め作用を得ることができる。

本発明の一実施形態に係る取付構造のネジを螺着する前の状態を示し、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその縦断面図である。同取付構造のネジ螺着工程を示す縦断面図である。同取付構造のネジ螺着工程を示す縦断面図である。同取付構造のネジ螺着完了状態を示す縦断面図である。本発明の別の実施形態に係る取付構造を示す縦断面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１〜図４は本発明の一実施形態に係る取付構造（取付装置）を示しており、例えば、眼鏡のフレーム１（被取付部材）に対してテンプル２（回転部材）をネジ３を用いて回転可能に取付けてなるものである。

ネジ３は、ネジ頭３１と、外周面が円筒状の支軸部３２と、外周面にオネジが形成されたネジ軸部３３とが軸方向に一体的に連設されたものであり、支軸部３２とネジ軸部３３の軸心Ｏは同心状とされ、これら軸部３２，３３の軸心Ｏに対してネジ頭３１の軸心Ｐは微少量偏心されている。支軸部３２の外径は、ネジ軸部３３の外径とほぼ等しいか或いは大径となされている。ネジ頭３１は、上端からネジ軸３３側に至るにしたがって徐々に小径となる円錐台形状に形成され、これによりその外周面がネジ軸３３側から軸方向外方に至るにしたがって徐々に大径となるテーパー面となされている。このテーパー角度は、軸心Ｐに対して５°〜１５°程度が好ましく、より好ましくは９°〜１１°がよい。また、ネジ頭３１の外周面の上端の半径と下端の半径との差は、上記偏心量よりも大きいことが好ましく、これにより図２に示すようにネジ軸３３とネジ孔１４が同心状のままネジ３を螺進させていったときにネジ頭３１の下端が嵌着穴１３内に円滑に入り込むようになる。また、ネジ頭３１の上面には、工具係合部３４が設けられており、図示例ではマイナスドライバー用の係合溝で示しているが、プラスドライバー用の係合溝であってもよく、また、六角レンチ用の係合凹部であってもよく、その他適宜の形状であってよい。

フレーム１には断面コ字状に構成された上下一対の支持片１１，１２が設けられており、これら支持片１１，１２の間にテンプル２の一端部が挿入される。上側支持片１１には上記ネジ頭３１が内嵌される嵌着穴１３が設けられており、該嵌着穴１３の内周面は、ネジ頭３１の外周面に合致するテーパー面とされている。下側支持片１２には上記ネジ軸部３３が螺着されるネジ孔１４が設けられており、ネジ孔１４と嵌着穴１３の軸心は同心状となされている。このネジ孔１４の内周面に形成されたメネジ内径と、ネジ軸部３３のオネジ外径とは、設計寸法上は一致しているが、実製造上は若干の遊びが設けられており、メネジ内径（半径）よりもオネジ外径（半径）の方が若干の遊び量だけ小径となされている。この遊び量は、上記偏心量とほぼ等しいことが好ましい。

なお、上記テーパー面の軸長は、ネジ軸部３３の軸長と同等か或いはネジ軸部３３の軸長より長くすることが好ましく、これにより、テーパー面同士の嵌合力によってネジ軸部３３をネジ孔１４に対して偏心させる力を大きくすることができる。

テンプル２の一端部の上下方向幅は上下支持片１１，１２の間の隙間幅とほぼ等しく、このテンプル２の一端部には、上記ネジ軸部３３が挿通される挿通孔２１が設けられており、該挿通孔２１の内径はネジ軸部３３外径とほぼ等しい。なお、ネジ軸部３３の軸長は、上下支持片１１，１２の間の隙間幅とほぼ等しい。

上記取付構造の作用について説明すると、図１に示すようにテンプル２の一端部を上下支持片１１，１２の間に挿入して、ネジ３のネジ軸３３を嵌着穴１３側から挿通孔２１及びネジ孔１４に差し込み、ネジ３を螺進させていくと、最初のうちはネジ軸３３がネジ孔１４とほぼ同心状のまま螺着されていく。そのまま螺進させていくと、図２に示すように、ネジ頭３１の外周面のうち偏心側の周方向一部が嵌着穴１３の内周面に接触する。その状態で螺進を続けると、ネジ軸３３とネジ孔１４との間の遊びによって若干のネジ軸３３の傾きが許容されるため、徐々に微少量傾きながらネジ３が螺進していき、図３に示すように、ネジ頭３１の外周面のうち偏心側の下端部と、その直径方向反対側の上端部とが、嵌着穴１３の内周面に接触する状態となって、これ以上のネジ軸３３の傾きが規制される。さらに強制的にネジ３を螺進させると、図４に示すように、ネジ頭３１の外周面と嵌着穴１３の内周面が全周にわたって接触するとともに、ネジ軸３３がネジ孔１４に対して微少量偏心した状態で螺着される状態となる。

かかる締結状態では、図４に矢印で示すように、ネジ軸部には全長にわたって径方向の反力が作用し、ネジ頭３１には偏心方向の下端部とその反対側の上端部とに大きな反力が生じることとなり、これら反力によって絶大な摩擦抵抗力を生じさせて確実な緩み止め作用が発揮される。

本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、適宜設計変更できる。例えば、ネジ頭はネジ軸と同心状とし、嵌着穴をネジ孔に対して偏心させてもよい。また、上記被取付部材１は、図５に示すように、軸方向に対向する２つの取付孔６，７を設けた本体部と、上記嵌着穴１３を設けた第１のカラー４と、上記ネジ孔１４を設けた第２のカラー５とを備えることができ、第１のカラー４は一方の取付孔６内に取付けることができ、第２のカラー５は他方の取付孔７内に取付けることができる。２つの取付孔６，７の内面は円筒面とすることができ、これらの内径は異なっていてもよいが、同一径であれば旋盤やドリルなどの切削工具によって２つの取付孔６，７を一度に加工することができる。各カラー４，５の軸方向外端部にはフランジが設けられている。なお、取付孔６，７の内面は、軸方向外方に至るにしたがって徐々に大径となるテーパー面であってもよく、この場合は上記フランジはなくてもよい。各カラー４，５は、本体部に対して回転不能であってもよいが、図示例では軸芯回りに回転可能に本体部に取付けられている。かかる図５に示す実施形態によれば、ネジ軸に軸力を作用させることができ、一層の緩み止め効果を期待できるとともに、複数部材の締結固定にも応用することが可能である。また、被取付部材１の本体部には単純な孔加工のみでよく、高い加工精度が必要となるネジ孔１４やテーパー面１３は小さなパーツであるカラー４，５に形成することができる。

Claims

ネジ（３）と、該ネジ（３）が螺着される被取付部材（１）とを備え、前記ネジ（３）は、ネジ頭（３１）と、外周面にオネジが形成されたネジ軸（３３）とを軸方向に連設して備え、前記被取付部材（１）は、前記ネジ軸（３３）が螺着されるネジ孔（１４）と、前記ネジ頭（３１）が内嵌される嵌着穴（１３）とを備え、前記ネジ頭（３１）の外周面及び嵌着穴（１３）の内周面は、前記ネジ軸（３３）及びネジ孔（１４）側から軸方向外方に至るにしたがって徐々に大径となるテーパー面であり、
前記ネジ軸（３３）の軸心（Ｐ）に対して前記ネジ頭（３１）の外周面の軸心（Ｏ）が偏心されているか或いは前記ネジ孔（１４）の軸心に対して該嵌着穴（１３）の内周面の軸心が偏心されているとともに、前記ネジ頭（３１）の外周面と前記嵌着穴（１３）の内周面とが全周にわたって接触するよう前記ネジ頭（３１）が前記嵌着孔（１３）内に嵌合されており、これにより前記ネジ軸（３３）軸心が前記ネジ孔（１４）軸心に対して偏心した状態（前記ネジ軸軸心が前記ネジ孔軸心に対して傾いている状態を除く。）で螺着されている、取付構造。
請求項１に記載の取付構造において、該テーパー面の軸長が、前記ネジ孔（１４）の軸長と同等乃至前記ネジ孔（１４）の軸長より長いことを特徴とする取付構造。
請求項１に記載の取付構造において、前記偏心量は、前記ネジ孔（１４）のメネジに対する前記ネジ軸（３３）のオネジの遊び量とほぼ等しいことを特徴とする取付構造。
請求項１に記載の取付構造において、前記ネジ（３）は、前記ネジ頭（３１）と前記ネジ軸（３３）との間に一体的に設けられた支軸部（３２）をさらに備え、該支軸部（３２）に回転部材（２）が回転可能に取付られていることを特徴とする取付構造。