JP6532430B2 - 枢着装置、並びに、取付装置 - Google Patents

Description

本発明は、種々の回転部材の取り付けに用いることのできる枢着装置、並びに、種々の部材の取り付けに用いることのできる取付装置に関する。

回転部材の枢着構造や、その他各種部材の取付構造としては、種々のものが知られている。

本発明は、部材の種々の幅にも対応でき、しかも繰り返しの着脱使用も容易に行うことができ、振動による緩みの発生をも防止し得る新規な枢着装置並びに取付装置を提供することを目的とする。

本発明は、被取付体に対して回転部材を回転可能に取り付けるための枢着装置を提供する。

かかる本発明の枢着装置は、ボルトと、該ボルトが螺合する雌ねじ孔が設けられた第１及び第２のナットとを備え、第１のナットには、前記回転部材の第１側面を支持する第１の支持面と、該第１の支持面から第２のナット側へ向けて軸方向に突設されて前記回転部材を回転可能に保持するボス部とが備えられ、第２のナットには、前記回転部材の前記第１側面の反対側の第２側面を支持する第２の支持面と、該第２支持面に設けられて前記ボス部が嵌合する係合凹部とが備えられている。

さらに、前記ボス部が前記係合凹部内に嵌合すると前記ボス部の外周面の周方向一部が前記係合凹部の内周面の周方向一部に係合して第１及び第２のナットに軸心直交方向の押圧力が生じるように、第１のナットの雌ねじ孔に対して前記ボス部の外周面が偏心されているか、又は、第２のナットの雌ねじ孔に対して前記係合凹部の内周面が偏心されている。

そして、本発明の特徴は、前記係合凹部に対する前記ボス部の嵌合深さが所定範囲内で変化しても前記押圧力が生じるように、前記ボス部の外周面及び前記係合凹部の内周面は共に直円筒状に構成されていることにある。

かかる本発明の枢着装置の使用方法について説明すると、まず、第１及び第２のナットのいずれか一方のナット（以下、「先付ナット」という。）を用いてボルトを被取付体に対して締結固定する。典型的には、被取付体に設けた取付孔の軸方向一方側からボルトを挿通し、先付ナットを軸方向反対側でボルトに螺着して締結することで、ボルト頭と先付ナットとにより被取付体を軸方向両側から挟み込むようにして取り付ける。このとき、先付ナットの雌ねじとボルトの雄ねじの求心性によって、雌ねじ孔とボルトとの間にはめあい隙間が設けられていても、先付ナットの雌ねじ孔はボルトに対して軸心がずれることなく同心状に取付られる。

次に、他方のナット（以下、「後付ナット」という。）をボルトに螺着していくと、第１のナットのボス部が第２のナットの係合凹部に嵌合し、ボス部の外周面の周方向一部が係合凹部の内周面の周方向一部に係合して第１及び第２のナットに軸心直交方向の押圧力（相互反発力）が生じる。後付ナットは、この押圧力によってはめあい隙間の分だけボルト軸心に対して僅かに偏心された状態となり、後付ナットの雌ねじがボルトの雄ねじに対して拗れた状態となるため、これにより緩み止め作用が発揮される。上記押圧力並びに緩み止め作用により後付けナットの緩みが防止されるので、後付けナットの締結完了位置は、係合凹部に対するボス部の嵌合深さが所定範囲内の任意の位置であってよく、したがって、第１及び第２の支持面の間隔を回転部材の幅や回転部材の取り付け構造等に応じて適宜変更できる。

上記本発明の枢着装置において、回転部材は第１及び第２の支持面に直接当接支持されていてもよいが、前記回転部材を軸方向に向けて付勢する弾性体が前記ボス部外周に装着されており、第１又は第２の支持面は前記弾性体を介して前記回転部材を支持するものとすることができる。

また、ボス部にベアリングを介して回転部材を取り付けることも可能であり、具体的には、ベアリングの内輪をボス部外周に取り付け、該内輪を第１及び第２の支持面間に固定することができる。そして、ベアリングの外輪を回転部材に固定することで、回転部材の回転抵抗を大幅に低減できる。なお、この場合、内輪をも含めたベアリングは回転部材の一部を構成するものとし、かかる回転部材のベアリングの内輪の第１側面が第１のナットに支持され、第２側面が第２のナットに支持されるものとする。

なお、ボス部外周面及び係合凹部内周面は、互いに係合する周方向一部が直円筒状であればよく、その他の部位は前記周方向一部よりも係方向に突出していなければどのような形状乃至構造であってもよい。

また、本発明は、回転部材に限らず、板状部材その他適宜の部材を被取付体に取付固定するための取付装置として実施可能である。すなわち、本発明は、被取付体に対して部材を取り付けるための取付装置であって、ボルトと、該ボルトが螺合する雌ねじ孔が設けられた第１及び第２のナットとを備え、第１のナットには、前記部材の第１側面を支持する第１の支持面と、該第１の支持面から第２のナット側へ向けて軸方向に突設されて前記部材を保持するボス部とが備えられ、第２のナットには、前記部材の前記第１側面の反対側の第２側面を支持する第２の支持面と、該第２支持面に設けられて前記ボス部が嵌合する係合凹部とが備えられ、前記ボス部が前記係合凹部内に嵌合すると前記ボス部の外周面の周方向一部が前記係合凹部の内周面の周方向一部に係合して第１及び第２のナットに軸心直交方向の押圧力が生じるように、第１のナットの雌ねじ孔に対して前記ボス部の外周面が偏心されているか、又は、第２のナットの雌ねじ孔に対して前記係合凹部の内周面が偏心されており、前記係合凹部に対する前記ボス部の嵌合深さが所定範囲内で変化しても前記押圧力が生じるように、前記ボス部の外周面及び前記係合凹部の内周面は共に直円筒状に構成されていることを特徴とするものであってよい。

本発明によれば、簡単な構造で容易に繰り返し使用ができるものでありながらも、回転部材の厚み（軸方向幅）の変化や種々の取り付け構造にも対応して緩みの発生を防止できる。

本発明の一実施形態に係る枢着装置の断面図である。 同枢着装置の分解斜視図である。 同枢着装置の作用を説明するためのグラフである。 本発明の別の実施形態に係る枢着装置の断面図である。

図１及び図２は、本発明の一実施形態に係る枢着装置１（取付装置）を用いて被取付体Ａに対してＬ字状の回転部材Ｂを回転可能に取り付けた枢着構造を示している。

本実施形態の枢着装置１は、ボルト２と、該ボルト２が螺合する雌ねじ孔３ａ，４ａが設けられた第１及び第２のナット３，４とを備えており、これら第１及び第２のナット３，４によりダブルナットが構成されている。

ボルト２は、六角柱状のボルト頭２１と、該ボルト頭２１から突設されたボルト軸部２２とを有する。ボルト軸部２２外周面には雄ねじが形成されている。

第１のナット３は、断面六角形状のフランジ部３１と、該フランジ部３１の第２ナット３に対する対向側面３１ａから第２のナット３側へ向けて軸方向に突設された断面円筒状のボス部３２とを一体に備えている。フランジ部３１の上記対向側面３１ａは、回転部材Ｂの第１側面Ｂａを支持する第１の支持面として機能する。ボス部３２ａは、回転部材Ｂに設けられた取付孔Ｂｃに貫挿されて、これにより回転部材Ｂを回転可能に支持する。また、ボス部３２ａの外周面は、直円筒状に構成されているとともに、雌ねじ孔３ａに対して僅かに偏心されている。また、図２にも示すように、後述する係合凹部４１への係合を案内するためのテーパー面がボス部３２ａの先端部外周に形成されている。なお、図示実施例では、テーパー面は雌ねじ孔３ａと同心状に形成されており、したがって、ボス部３２ａ外周面に対してはテーパー面は偏心形成されているが、テーパー面をボス部外周面と同心状に形成してもよい。

第２のナット４は、六角ナット状に構成されており、第１のナット３に対する対向側面４ａが、回転部材Ｂの第１側面の反対側の第２側面Ｂｂを支持する第２の支持面として機能する。また、第２のナット４には、第２の支持面４ａに、第１のナット３のボス部３２が嵌合する係合凹部４１が設けられている。この係合凹部４１の深さは、ボス部３２の突出高さとほぼ等しい。係合凹部４１の内周面は直円筒状に構成されているとともに、雌ねじ孔４ａに対して同心状に形成されている。

なお、第１及び第２のナットのそれぞれの雌ねじ孔３ａ，４ａの内径は、ボルト２の雄ねじの外径よりも僅かに大きくされ、これによりハメアイ隙間が形成されている。

図１に示す枢着構造においては、まず、第２のナット４とボルト２のボルト頭２１との間に被取付体Ａを挟み込むようにして第２のナット４を強く締結することで、ボルト２を被取付体Ａに固定する。かかる固定状態におけるボルト２の雄ねじとナット４の雌ねじ孔４ａとの関係は、ボルト２の雄ねじ山の両フランク面のうち基端側（図示下側）を向くフランク面が圧力側フランクとなるとともに先端側（図示上側）を向くフランク面が遊び側フランクとなり、ナット４の締結によってボルト２と雌ねじ孔４ａの軸心が略一致した状態となるとともに、ナット４及びボルト２は軸方向に対しては完全に固定される。なお、第１のナット３と第２のナット４との予め嵌合させておくことによって、第２のナット４をボルト２に対して僅かに偏心した状態で締結させることも可能である。

次に、第１のナット３のボス部３２ａを回転部材Ｂの取付孔Ｂｃに図示上方から挿通するとともに、取付孔Ｂｃから下方に突出した部分を第２のナット４の係合凹部４１に嵌合させて、ボス部３２ａの直円筒状外周面の周方向一部（偏心側側部）が係合凹部４１の内周面の周方向一部に係合するまで押し込む。なお、第１及び第２の支持面３１ａ，４ａの間に固定部材を締め付け固定してしまわないよう、第１のナット３の締め付け量を適度に調整することが好ましい。

すると、ボス部３２ａの外周面の周方向一部が係合凹部４１の内周面の周方向一部に係合して第１及び第２のナット３，４に軸心直交方向の押圧力が生じて、第１のナット３がボス部の偏心方向とは逆方向（図示右側）に微小移動して、ボス部の偏心側の周方向一部でボルト２の雄ねじ山の両フランク面が第１のナット３の雌ねじ山の両フランク面に圧接され、両者間に大きな摩擦抵抗力が生じる。

そして、ボス部３２の外周面ならびに係合凹部４１の内周面をいずれも直円筒状に構成しているため、係合凹部４１に対するボス部３２の嵌合深さが変化しても、直円筒状外周面及び内周面が係合している範囲では上記の軸心直交方向の押圧力を両ナット３，４に生じさせることができるため、回転部材Ｂの板厚が異なる場合であっても、回転部材Ｂを軸心方向両側から支持面３１ａ，４ａによって支持することで回転部材Ｂのブレを防止しつつ、ボス部３２によって回転可能に支持することができる。

図３は、本願出願人が試作した試験サンプルを用いて第１のナット３を締め付けていくときの締め付けトルクの遷移、並びに、締結された第１のナット３を緩めていくときの締め付けトルクの遷移を示すグラフである。ボス部３２ａ先端のテーパー面が係合凹部４１に最初に当接係合した時点を回転角０°とすると、テーパー面が係合凹部４１に入り込んでいくにしたがってトルクが上昇していることが分かる。回転角３１５°でテーパー面がすべて係合凹部４１内に入り込み、それ以降はボス部３２ａの直円筒状の外周面と係合凹部４１の直円筒状の内周面とが軸方向にスライドするようになるため、回転角３１５°以降は締付トルクはほぼ安定していることから、両ナット３，４に生じる軸心直交方向の押圧力もほぼ安定しているといえる。

なお、図４に示すように、回転部材Ｂを軸方向に向けて付勢するスプリング等の弾性体５をボス部３２外周に装着して、第１の支持面３１ａは弾性体５を介して回転部材Ｂを支持するよう構成することもできる。また、第１の支持面４ａと回転部材との間に同様の弾性体を設けることもできる。

また、上記実施形態では、第１のナットの雌ねじ孔に対してボス部の外周面が偏心させたが、第２のナットの雌ねじ孔に対して係合凹部の内周面を偏心させることもできる。また、上記実施形態では、まず第２のナットでボルトを固定した後に、第１のナットを取り付ける例を示したが、まず第１のナットでボルトを固定した後に、この第１のナットのボス部外周に回転部材を装着して、第２のナットを締結固定することもできる。

また、上記実施形態では回転部材の枢着に第１及び第２のナット３，４を用いたが、回転部材以外の適宜の部材を、第１及び第２のナット３，４を用いて被取付体Ａに対して取付固定することもでき、この場合においても、部材の板厚等が変化しても第１ナット３の締め付け量を調整することによって対応可能である。

Claims (2)

1. 被取付体（Ａ）に対して回転部材（Ｂ）を回転可能に取り付けるための枢着装置であって、
   ボルト（２）と、該ボルト（２）が螺合する雌ねじ孔（３ａ，４ａ）が設けられた第１及び第２のナット（３，４）とを備え、前記ボルトは、第１及び第２のナットのいずれか一方のナットを用いて前記被取付体に対して締結固定され、
   第１のナット（３）には、前記回転部材（Ｂ）の第１側面を支持する第１の支持面（３１ａ）と、該第１の支持面（３１ａ）から第２のナット（４）側へ向けて軸方向に突設されて前記回転部材（Ｂ）を回転可能に保持するボス部（３２）とが備えられ、
   第２のナット（４）には、前記回転部材（Ｂ）の前記第１側面の反対側の第２側面を支持する第２の支持面（４ａ）と、該第２の支持面（４ａ）に設けられて前記ボス部（３２）が嵌合する係合凹部（４１）とが備えられ、
   前記ボス部（３２）が前記係合凹部（４１）内に嵌合すると前記ボス部（３２）の外周面の周方向一部が前記係合凹部（４１）の内周面の周方向一部に係合して第１及び第２のナット（３，４）に軸心直交方向の押圧力が生じるように、第１のナット（３）の雌ねじ孔（３ａ）に対して前記ボス部（３２）の外周面が偏心されているか、又は、第２のナットの雌ねじ孔に対して前記係合凹部の内周面が偏心されており、
   前記係合凹部（４１）に対する前記ボス部（３２）の嵌合深さが所定範囲内で変化しても前記押圧力が生じるように、前記ボス部（３２）の外周面及び前記係合凹部（４１）の内周面は共に直円筒状に構成されていることを特徴とする枢着装置。
2. 請求項１に記載の枢着装置において、前記回転部材を軸方向に向けて付勢する弾性体（５）が前記ボス部の外周面に装着されており、第１又は第２の支持面は前記弾性体を介して前記回転部材を支持することを特徴とする枢着装置。

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