JP6450136B2 - 留め具 - Google Patents
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Description
多くの留め具は、繰り返し着脱して使用できるように着脱自在な構造となっているが、中には、一度取り付けると二度と取り外せない方が望ましい用途に使用される留め具もある。
この止め具は、対をなす第一部材110(雄体)と第二部材120(雌体)とからなる。第一部材110は、第一被取付物102に取り付けられる基部111と、基部111の表面から突出したテーパー状の突出部116と、突出部116の先端に設けられた鍔部114を有する係合突起113と、基部111裏面から係合突起113内部にかけて形成され、突出部116の外周面と内周面との肉厚を薄肉とする穴112とからなる。
第二部材120は、第二被取付物103に取り付けられる基部121と、基部121表面に開口する円形の凹み122と、基部121裏面および凹み122の上面に開口する貫通穴123と、この貫通穴123周縁に環状に4分割されて立設された係合爪124とからなる。係合爪124はテーパー状に形成されるとともに、その先端開口部124aが鍔部114の外径よりも小さく、かつ、突出部116の小径部分の外径よりも大きく形成されている。
そこで本発明は、従来の留め具と同程度の大きさでありながら、係合させるときは雄ネジと雌ネジとの螺合を小さな押圧力で係合させることができ、固定後には従来よりもはるかに大きな引き抜き力が働いた場合でも破壊されることなく係合状態を維持できる堅固な留め具を提供することを目的とする。
また、本発明は一旦固定された後は雄体が雌体に対して自由に回転できないようにして、安定した係合状態を維持することができる留め具を提供することを目的とする。
すなわち、本発明の留め具は、雄体および雌体からなる留め具であって、前記雄体は、内側表面を有する雄体基部と、前記雄体基部の内側表面から立設するとともに前記雄体基部近傍に雄ネジが刻設される雄体軸部、および、当該雄体軸部の先端に鍔部が、当該鍔部よりも小径となる括れ部を介して設けられた係合突起とを備え、前記雌体は、内側表面および外側表面を有する雌体基部と、前記雌体基部の内側表面から立設し、前記雄体の鍔部より大径の雌体軸部とを備え、前記雌体軸部を貫通して前記雌体基部の外側表面に開口し、前記係合突起が挿入される軸孔が形成され、前記軸孔には、内径が前記鍔部の径よりも小さく前記括れ部と係合する段差面、および、前記鍔部が嵌合される径の嵌合空間が形成され、さらに、前記雌体基部から前記段差面を経て前記雌体軸部の一部に至る部分を、前記軸孔の軸方向に沿って少なくとも2つに分割する分割溝が形成され、さらに前記雌体軸部の先端近傍の軸孔に前記雄ネジと螺合可能な雌ネジが刻設され、前記雌体基部は少なくとも外側表面の外側が開放状態下に配置されて使用されることで当該雌体基部に形成されている分割溝が拡がることにより拡径可能とされ、
前記係合突起は、前記軸孔に挿入されて前記雄ネジと前記雌ネジとが螺合状態でねじ込まれていくときに前記分割溝で分割されている段差面が一時的に押し広げられて貫通することにより、前記括れ部が前記段差面に係合されるとともに前記鍔部が前記嵌合空間に嵌合され、前記括れ部が、前記段差面に係合された後に前記係合突起を前記軸孔から引き抜く方向の力が作用したときに、前記段差面を押圧するとともに前記鍔部を側方から圧接する力が働くように構成されている。
その後、雄体を軸孔から引き抜く方向に雄ネジを回転させると、係合部分で鍔部の下面の段差が段差面を押圧するだけではなく、力のモーメント(分割溝の底を軸とし段差面を力点とするモーメント)が働くことで、分割された雌体の嵌合空間の内壁面が雄体の鍔部の側面を強く押圧するようになり、これら双方の押圧作用で引き抜く力に抗するようになる。その結果、従来よりも広い面積の段差面で受ける力と鍔部の側面に働く力のモーメントとによって引き抜く力に抗することができるようになり、一旦係合状態になった後は堅固な係合を実現することができる。
また、鍔部の下面の段差が雌体の段差面に当接した後は、雌ネジに対し雄ネジを引き抜く方向に回転させることもできなくなるので、雄体の雌体に対する回転変動も抑制することができ、安定した固定状態を維持させることができる。
これにより係合突起をねじ込んで挿入していくときに、抵抗を感じながらテーパー面で案内されるようになり、安定して挿入することができるとともに、雄体を雌体の軸孔内にほとんど隙間なく挿入することができる。
これにより係合突起が軸孔に挿入されて鍔部がテーパー面の領域に達したときに、小さい力で簡単にテーパー領域の内径が広がるので、大きな抵抗を感じることなく係合突起を挿入することができる。
図1は本発明の一実施形態である留め具1を示した斜視図であり、留め具1を構成する雄体10と雌体20とを互いに係合させた状態(使用状態)を示した斜視図である。また、図2は図1における雄体10の斜視図であり、図3は図1における雌体20の斜視図(a)と分割溝28が形成された方向から見た正面図(b)であり、図4は図1の留め具1の使用状態における断面図である。
係合突起14は、雄体基部13に近い側で柱状の軸体をなす雄体軸部15と、雄体軸部15の先端に設けられる鍔部16とからなる。鍔部16と雄体軸部15との境界部分には、鍔部16よりも外径の小さい括れ部17が形成されている。括れ部17は雄体軸部15の先端側を先細りのテーパー状の外周面として形成されており、鍔部16の外径と雄体軸部15の基部側の外径とは略同径となっている。この括れ部17によって鍔部16の下面となる段差が形成されている。この段差部分は、後述する雌体の段差面26と係合する際の係合面となる。なお、鍔部16の上面の周縁は丸く面取りされている。
また、雄体軸部15の雄体基部13側の近傍(テーパー状の外周面が形成されていない雄体軸部15の部分)には平行ネジの雄ネジ18が刻設されている。
また、雌体20が弾性変形することにより段差面26の位置の孔径を大きく変化させることができるので、段差面26で鍔部16の段差と接する部分の面積を十分に大きくとることができるようになっている。
雄体10は、第一部材Aに形成された貫通孔に係合突起14を貫通させるとともに、雄体基部13の内側表面11が第一部材Aに当接するようにして取り付けられる。同様に雌体20は、第二部材Bに形成された貫通孔に雌体軸部24を貫通させるとともに、雌体基部23の内側表面21が第二部材Bに当接するようにして取り付けられる。
すなわち、雄ネジ18と雌ネジ25bとの螺合による引き抜きに対する抵抗以外に、雄体10の括れ部17の段差が雌体20の段差面26と当接しているため、これが強い抵抗となって引き抜くことができなくなる。しかも大きな引き抜き力が加わるほど、雌体20における分割溝28で分割された雌体基部23側の各分割片は、分割溝28の底(図4のS−S’線の位置)を支点(軸)とし、段差面26を力点とする力のモーメントが働き、鍔部16側面や括れ部17近辺を周囲から強く圧接するようになる。この作用によって引き抜き力に対する抵抗がさらに強まって係合が強固になる。
特許文献1の従来例(図7参照)のように、雌体120の係合爪124による弾性変形を利用する場合は、雌体120の内壁から突出する係合爪124による弾性力と力のモーメントの作用で引き向き力に対する抗力を生じるようにしていたため、十分な抗力が得られなかったが、分割溝28が形成された本発明では、従来よりもはるかに大きな引き抜き力が働いた場合でも破壊されることなく係合状態を維持できるようになる。
また、上記の実施形態では雄体10の鍔部16と雄体軸部15の基部側との外径を同径とした例を示したが、異径としてもよく、その場合は雌体20の対応する部分の径も雄体10に合わせて同様に異径とすればよい。
10 雄体
11 内側表面
12 外側表面
13 雄体基部
14 係合突起
15 雄体軸部
16 鍔部
17 括れ部
18 雄ネジ
20 雌体
21 内側表面
22 外側表面
23 雌体基部
24 雌体軸部
25 軸孔
25a テーパー状内周面
25b 雌ネジ
26 段差面
27 嵌合空間
28 分割溝
Claims (3)
- 雄体および雌体からなる留め具であって、
前記雄体は、内側表面を有する雄体基部と、前記雄体基部の内側表面から立設するとともに前記雄体基部近傍に雄ネジが刻設される雄体軸部、および、当該雄体軸部の先端に鍔部が、当該鍔部よりも小径となる括れ部を介して設けられた係合突起とを備え、
前記雌体は、内側表面および外側表面を有する雌体基部と、前記雌体基部の内側表面から立設し、前記雄体の鍔部より大径の雌体軸部とを備え、前記雌体軸部を貫通して前記雌体基部の外側表面に開口し、前記係合突起が挿入される軸孔が形成され、前記軸孔には、内径が前記鍔部の径よりも小さく前記括れ部と係合する段差面、および、前記鍔部が嵌合される径の嵌合空間が形成され、さらに、前記雌体基部から前記段差面を経て前記雌体軸部の一部に至る部分を、前記軸孔の軸方向に沿って少なくとも2つに分割する分割溝が形成され、さらに前記雌体軸部の先端近傍の軸孔に前記雄ネジと螺合可能な雌ネジが刻設され、
前記雌体基部は少なくとも外側表面の外側が開放状態下に配置されて使用されることで当該雌体基部に形成されている分割溝が拡がることにより拡径可能とされ、
前記係合突起は、前記軸孔に挿入されて前記雄ネジと前記雌ネジとが螺合状態でねじ込まれていくときに前記分割溝で分割されている段差面が一時的に押し広げられて貫通することにより、前記括れ部が前記段差面に係合されるとともに前記鍔部が前記嵌合空間に嵌合され、
前記括れ部が、前記段差面に係合された後に前記係合突起を前記軸孔から引き抜く方向の力が作用したときに、前記段差面を押圧するとともに前記鍔部を側方から圧接する力が働くように構成されることを特徴とする留め具。
- 前記雄体軸部の前記雄体基部側の外径と前記鍔部の外径とは略同径であり、前記雄体軸部における前記鍔部との境界近傍を先細りのテーパー状の外周面にすることにより前記括れ部が形成され、
前記雌体の前記軸孔には前記雄体軸部のテーパー状の外周面に対応したテーパー状の内周面が形成されるようにした請求項1に記載の留め具。 - 前記分割溝は、前記雌体基部の外側表面から前記テーパー状の内周面の領域を超えた深さまで形成されるようにした請求項2に記載の留め具。
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