JP6431376B2 - Bolt with locking function - Google Patents
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Description
本発明は、緩み止め機能を有するボルトに関する。 The present invention relates to a bolt having a locking function.
本願出願人は、従来より、緩み止め機能を有するボルトの開発を行っており、例えば、下記の特許文献1,2に開示している。
The applicant of the present application has conventionally developed a bolt having a locking function, which is disclosed, for example, in
これらはいずれも、ボルトのネジ軸の軸心に対して偏心して嵌合する部位を設けることによりネジ軸をネジ孔に対して偏心させ、これによりネジ軸とネジ孔との間に水平方向の反力を生じさせて、いわゆる「くさび作用」によって大きな緩み止め機能を生じさせるものである。 In any of these cases, the screw shaft is decentered with respect to the screw hole by providing a portion that is eccentrically fitted to the screw shaft axis of the bolt, whereby the horizontal direction between the screw shaft and the screw hole is reduced. A reaction force is generated, and a large locking function is generated by a so-called “wedge action”.
本発明は、上記従来技術とは異なる方法により同等の緩み止め機能を有する新たなボルトを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a new bolt having an equivalent locking function by a method different from that of the above-described prior art.
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。 In order to achieve the above object, the present invention takes the following technical means.
即ち、本発明の緩み止め機能を有するボルトは、ネジ孔に螺合するネジ軸を有し、該ネジ軸の前記ネジ孔に螺合する範囲内の軸方向中途部にネジ軸のオネジ谷径よりも小径のくびれ部が設けられ、該くびれ部よりも軸方向先端側のネジ軸先端部の軸心が、くびれ部よりも軸方向基端側のネジ軸基端部の軸心に対して僅かに傾斜されており、これによりネジ軸先端部及びネジ軸基端部を前記ネジ孔に螺合したときネジ軸基端部に対するネジ軸先端部の傾斜角が小さくなるようにネジ軸先端部がネジ軸基端部に対して弾性変形することを特徴とするものである。 That is, the bolt having the locking function of the present invention has a screw shaft that is screwed into the screw hole, and the screw thread diameter of the screw shaft is in the middle of the screw shaft within the range screwed into the screw hole. A constricted portion having a smaller diameter than the constricted portion, and the axial center of the screw shaft distal end side closer to the axial direction than the constricted portion is in relation to the axial center of the screw shaft proximal end portion axially proximal to the constricted portion. The tip of the screw shaft is slightly inclined so that the angle of inclination of the tip of the screw shaft with respect to the base of the screw shaft becomes small when the screw shaft tip and the screw shaft base are screwed into the screw hole. Is elastically deformed with respect to the screw shaft base end portion.
本発明によれば、ネジ軸先端部がネジ軸基端部に対して弾性変形した状態でネジ軸がネジ孔に螺合され、その復元力が内部応力としてネジ軸に蓄積されるとともに、ネジ軸先端部はその傾斜方向側の側部がネジ孔内面に水平方向に強く圧接される一方、その反対側の側部でネジ軸基端部がネジ孔内面に水平方向に強く圧接され、これにより圧接各部での摩擦力を増大させて大きな緩み止め作用を生じさせることができる。さらに、くびれ部を設けておくことにより上記弾性変形を生じさせるための力が適切となるように容易に設計でき、ネジ軸先端部のみをネジ孔に螺合させた状態からインパクトレンチなどの適宜の工具を用いてボルトを所定の締め付け力で回転させることにより、ボルトを所定位置まで容易かつ迅速に締結することができるとともに、ネジ軸基端部のオネジがネジ孔のメネジに係合していくときにくびれ部が案内部として機能して、円滑にネジ軸基端部もネジ孔に螺着させることができる。 According to the present invention, the screw shaft is screwed into the screw hole in a state where the tip end portion of the screw shaft is elastically deformed with respect to the screw shaft base end portion, and the restoring force is accumulated in the screw shaft as internal stress. The side of the tip end of the shaft is strongly pressed against the inner surface of the screw hole in the horizontal direction, while the base end of the screw shaft is strongly pressed against the inner surface of the screw hole in the horizontal direction on the opposite side. As a result, the frictional force at each part of the press contact can be increased to produce a large locking action. Further, by providing a constricted portion, it can be easily designed so that the force for causing the elastic deformation is appropriate, and from the state where only the screw shaft tip portion is screwed into the screw hole, an impact wrench or the like can be appropriately used. By rotating the bolt with a predetermined tightening force using this tool, the bolt can be easily and quickly fastened to a predetermined position, and the male screw at the base end of the screw shaft is engaged with the female screw in the screw hole. The constricted portion functions as a guide portion at any time, and the screw shaft base end portion can be smoothly screwed into the screw hole.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1及び図2は本発明の一実施形態に係るボルト1を用いてベース部材Aに対して被締結部材Bを締結した状態を示しており、ボルト1は、ボルト頭2と、外周にオネジが形成されたネジ軸3とを一体に備えている。このボルト1は、ステンレス鋼などの所要の弾性係数を有する従来公知の適宜の材料から製作できるが、好ましくは炭素鋼やモリブデン鋼などを用いることができる。。ベース部材Aにはネジ軸3が螺合するネジ孔4が設けられており、被締結部材Bにはネジ軸3が遊嵌状に挿通されるボルト挿通孔5が設けられている。ネジ軸3のオネジ山径はネジ孔4のメネジ谷径より僅かに小さく、ネジ軸3のオネジ谷径はネジ孔4のメネジ山径より僅かに小さく、ネジ軸3とネジ孔4との間には僅かなハメアイ隙間が設けられている。
1 and 2 show a state in which a fastened member B is fastened to a base member A using a bolt 1 according to an embodiment of the present invention. The bolt 1 has a
ボルト1のネジ軸3の軸方向中途部には、ボルト締結完了時にネジ孔4に螺合する範囲内にくびれ部6が設けられている。本実施形態のくびれ部6は、全周にわたって連続する断面半円弧状の溝からなり、このくびれ部6の最小径は、ネジ軸3のオネジ谷径よりも小さい。また、くびれ部6の軸方向長さ(特に、オネジの外表面よりも径方向内方に凹む部位の軸方向全長)は、ネジ軸3のオネジの2ピッチよりも大きくなされている。
A
そして、くびれ部6よりも先端側のネジ軸先端部3aの軸心は、オネジ加工後にネジ軸基端部3bに対して押圧変形させることによってネジ軸基端部3bの軸心に対して僅かに傾斜されている。この傾斜角度θは、ネジ軸先端部3a及びネジ軸基端部3bをネジ孔4に螺合させたときにネジ軸基端部3bに対するネジ軸先端部3aの傾斜角が小さくなるようにネジ軸先端部3aのネジ軸基端部3bに対する弾性変形が生じる程度の大きさとなされている。具体的には、上記傾斜角θは、好ましくは1〜5度、より好ましくは2〜3度程度とすることができる。
The shaft center of the
上記くびれ部6は、ネジ軸先端部3aの上記傾斜角θが小さくなるようネジ軸3が弾性変形することを可能とし、ボルト1の繰り返しの着脱によっても緩み止め機能を維持することに役立つ。
The
上記ボルト1は適宜の製造方法によって製造することができるが、例えば、まず図3に示すように、オネジ加工前の軸部3’とボルト頭2とを有する中間製造物の軸部3’にくびれ部6を転造等の適宜の方法により設けておき、この中間製造物の軸部3’のくびれ部6の前後にわたってオネジを転造ダイス等によって形成することができる。
The bolt 1 can be manufactured by an appropriate manufacturing method. For example, as shown in FIG. 3, first, as shown in FIG. 3, an intermediate
また、オネジ形成後のネジ軸先端部3aの変形加工(ネジ軸3の曲げ加工)は、例えば、図4に示すように、ネジ軸3の中央部にスペースを空けてネジ軸3の両端部を下方から台座7a,7bによって支持した状態で、くびれ部6よりも基端側で且つネジ軸3の中央部を上方から所定の力でプレスすることにより行うことができる。なお、プレス時にオネジが潰れてしまうことを防止するために、オネジに接触する台座7a及びプレス型8の接触面に、オネジのネジ山に適合するネジ山を形成しておくことが好ましい。
Further, the deformation processing (bending processing of the screw shaft 3) of the screw
本実施形態のボルト1によれば、ネジ孔4に螺着した際に、ネジ軸先端部3aの軸心がネジ軸基端部3bの軸心に沿うように変形して、図1に示すように、僅かに傾斜されたネジ軸先端部3aの傾斜方向の側部(図示左側側部)がネジ孔4内周面に強く圧接され、これによりネジ軸基端部3bがネジ孔4に対して僅かに偏心して反対側の側部(図示右側側部)がネジ孔4内周面に強く圧接される。より詳細には、傾斜方向の側部においては、ネジ軸基端部3bのオネジの上下フランク面がネジ孔4のメネジの上下フランク面から若干浮いた状態となる一方、反対方向の側部においては、ネジ軸基端部3bのオネジの上下フランク面が共にネジ孔4のメネジの上下フランク面に圧接されたような状態となり、これによりネジ軸3とネジ孔4との間に大きな摩擦力が生じて大きな緩み止め作用が生じる。
According to the bolt 1 of the present embodiment, when screwed into the
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、くびれ部6は、図5に示すように円柱状の細長い軸部であってもよい。また、本発明のボルトは、ナットのネジ孔に対して螺着されるものであってもよい。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately changed in design. For example, the
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