JP7016204B2 - 緩み止め締結構造 - Google Patents

Description

本発明は、ナットおよびボルトからなる締結具により被締結体を締め付け固定する締結構造に関し、より詳細には好適な緩み止め作用を備えた緩み止め締結構造に関する。

部品、部材を締め付け固定に使用する締結部材として、ナットおよびボルトは種々の分野に広く使用されている。これらのナットおよびボルトは、部品、部材を締め付けて固定するためのものであるが、これらの締結部分に振動が繰り返して作用するとナットやボルトが緩むという問題がある。このため、ナットやボルトの緩み止めを目的として、ダブルナットにより緩み止めを行う構造、或いは、座金を利用して緩み止めを行う構造など種々の構成が提案されている。

このうち、座金を利用した緩み止め構造としては、例えば、特開２０１５－１７６５７号公報（特許文献１）、特開２０１１－２２０３８７号公報（特許文献２）、特開２０１６－２２３６２５号公報（特許文献３）及び、実用新案登録第３１１３１５１号公報（特許文献４）に開示された緩み止めナットは、ナットの座面及び座金の表面にボルトの回転方向を許容する傾斜面と、ボルトの回転を阻止する回転阻止部を円周方向に複数並べて形成し、各々の回転阻止部に嵌入させることにより廻り止めを行うようにしている。

また、座金を利用して緩み止めを行う他の方法として、特開平１０－１５３２１１号公報（特許文献５）に開示された緩み止めナットは、リング状のワッシャーの一方の面を緩やかな傾斜面に形成し、ナットを螺合して締め付けたとき、ナットが傾斜面によって傾斜させることにより、ボルトに対する面圧を高めて緩み止めを行うようにしている。

さらに本出願人は、特開２０１９－３９５５５号公報（特許文献６）において、新規な締結具の緩み止め構造を提案した。この緩み止め構造は、締結具の頭部と被締結体との間に座金を介在させ、座金４の座面は直行する平面に形成し、座金の座面とは反対の座金接合面と、この座金に接合する締結具の頭部の頭部接合面の傾斜角度を、締結具のねじのリード角θ２の１．０～３．０倍の角度に傾斜した平面に形成している。そして、締結具が緩む方向に回転したとき、頭部接合面と座金接合面の傾斜により、互いに離間しようとして座金の座面が被締結体に押圧されて摩擦力が増大することにより、締結具の回動変位を阻止することにより緩み止めを行うようにしている。

特開２０１５－１７６５７号公報 特開２０１１－２２０３８７号公報 特開２０１６－２２３６２５号公報 実用新案登録第３１１３１５１号公報 特開平１０－１５３２１１号公報 特開２０１９－３９５５５号公報

特許文献１～４に例示した座金を使用した緩み止め構造は、ナットの座面及び座金の表面に傾斜面と回転阻止部を形成し、回転阻止部によって廻り止めを行うようにしているが、ナットを回転させて傾斜面を乗り越えて回転阻止部に嵌入したときには、ナットが軸方向の緩み方向に移動するため、ナットの緩み止め作用が低減するとともに、座金の摩擦力も低減する。このため、振動が繰り返されると、締め付け力が低下したナットと座金が一緒に回転するので、緩み止め効果を失う問題があった。

また、特許文献５に例示した座金を使用した緩み止め構造は、リング状のワッシャーの一方の面に緩やかな傾斜面に形成し、この傾斜面によってナットを傾斜させてボルトに対する面圧を高めるようにしている。しかし、ナットを傾斜させることによりボルトを強制的に屈曲させることになり、ボルトに対するストレスが増加するため、寿命を低下させる要因となる問題があった。また、ナットの一方面の全面をワッシャーの傾斜面に接合しない場合には、ナットがワッシャーの一部に当接するのみであり、摩擦力が著しく低下するため、やはり緩み止め効果を失うことが問題となる。

さらに、特許文献５に開示した緩み止め構造は、締結具が緩み方向に回転するに連れて軸力が増大するとともに、摩擦力が増大することから、最大限の緩み止め効果を発揮することが実証されている。しかしながら、締結具の頭部接合面と座金の座金接合面を傾斜させていることから、この傾斜面をプレス加工により形成するとき、金型のパンチが傾斜面によって傾斜する圧力が加わることから、パンチに大きなストレスが生じて寿命を著しく短くしてしまう問題があった。

本発明が解決しようとする課題は、簡単安価な構成であっても、振動によりボルト部材またはナット部材が緩み方向に回転しようとしても、座金との相乗作用によって緩み止め作用を増加させることができ、しかも、製造工程において、金型に与えるストレスを低減することができる緩み止め締結構造を提供することにある。

そこで、本発明による緩み止め締結構造は、ボルト部材とナット部材からなる締結具を螺合させて被締結体を締結する締結構造であって、前記締結具と前記被締結体との間に座金を介在させ、前記座金の前記被締結体に接合する座面は面接合するように平面に形成され、前記締結具と前記座金とが対向する面には、各々点対称に偶数個の高所と低所を形成するとともに、前記高所と低所の間には前記締結具のリード角方向と同じ斜面を形成し、前記斜面の角度は、前記締結具のリード角よりも小さい角度に形成したことを要旨としている

また、前記高所と低所を隣接させた位置に段差を形成し、前記ナット部材を締め付け方向に回転したとき、前記ナット部材の段差と前記座金の段差同士を当接させるように構成している。

さらに、前記座金の前記被締結体に接合する座面の面積は、前記ナット部材と前記座金とが対向する面の面積よりも大きく形成することが望ましい。

また、前記斜面の角度は、各々点対称に形成された偶数個の斜面を等しい角度に形成するとともに、各々の斜面の傾斜角度の総和を前記ナット部材のリード角の０．５～２倍の範囲としている。

また、前記ボルト部材の頭部と前記被締結体との間に前記座金を介在させ、前記座金に対向する前記ボルト部材の頭部の面に各々点対称に偶数個の高所と低所を形成するとともに、前記高所と低所の間には前記ナット部材のリード角方向と同じ斜面を形成し、前記被締結体に螺孔を形成してナット部材を形成し、前記ナット部材を締め付け方向に回転したとき、前記ボルト部材の段差と前記座金の段差同士を当接させるように構成している。

本発明によれば、座金の被締結体に接合する座面は面接合するように平面に形成し、ナット部材と記座金とが対向する面には、各々点対称に偶数個の高所と低所を形成し、高所と低所の間にはナット部材のリード角方向と同じ斜面を形成しているので、振動が加えられたボルト部材またはナット部材の締結具が回動しようとするとき、頭部接合面と座金接合面が傾斜しているので、互いに離間しようとして座金の座面は被締結体に押圧して摩擦力が増大する一方、締結具は、雄ねじと雌ねじが押圧されて摩擦力が増大することから、締結具の回動変位が阻止される。この結果、締結具が不動となるので緩み止めを防止することができる。

さらに、偶数個の高所と低所を点対称に形成しているので、プレス加工により形成するとき、金型のパンチを点対称にバランス良く押圧するので、パンチに与えるトレスを低減することができるので、長寿命にすることが可能となる。

また、高所と低所の間に形成したリード角方向と同じ斜面の角度をナット部材のリード角よりも小さい角度に形成したことにより、ナット部材が振動によって緩み方向に回転するとき、緩やかな斜面のために小さな回転トルクであっても回転を始動させるので、この回転始動によって早期に緩み止め作用を生じさせることができる。

請求項２の発明によれば、高所と低所を隣接させた位置に段差を点対称の複数個所に形成しているので、高所と低所の間に形成したリード角方向と同じ斜面の角度が小さいことにより段差が低い場合であっても、ナット部材を締め付け方向に回転したときに、段差同士を当接させた座金を一体的に同方向に回転させることができる。

請求項３の発明によれば、座金が被締結体に接合する座面の面積をナット部材と座金とが対向する面の面積よりも大きく形成したことにより、被締結体と座金の摩擦力が大きくなり、ナット部材が振動によって緩み方向に回転しても、座金が不動となっているので、緩み止め作用を生じさせることができる。

請求項４の発明によれば、斜面の角度を各々点対称に形成等しく形成し、各々の斜面の傾斜角度の総和をナット部材のリード角の０．５～２倍の範囲に設定しているので、ナット部材が緩み方向に回転しようとしたとき、ナット部材を小さなトルクで早期に回転始動させることが可能となる。この結果、ナット部材と座金が速やかに軸方向に変位することから、早期に緩み止め作用を開始させることができる。

請求項５の発明によれば、ボルト部材の頭部と被締結体との間に座金を介在させ、座金に対向するボルト部材の頭部の面に各々点対称に偶数個の高所と低所を形成するとともに、高所と低所の間にナット部材のリード角方向と同じ斜面を形成することにより、ボルト部材であっても、前述したナット部材と同様に緩み止め作用を生じさせることができる。

本発明に関わる緩み止め締結構造の締結状態を示す断面図である。 ナット部材及び座金の接合面を示す斜視図である。 緩み止め締結構造におけるナット部材の傾斜角度を示す説明図である。 緩み止め締結構造における座金の傾斜角度を示す説明図である。 （Ａ）（Ｂ）は、緩み止め作用を示す説明図である。 （Ａ）（Ｂ）は、ナット部材、座金の摩擦面を示す説明図である。 ナット部材と座金の接合面積を小さくした実施例を示す側面図である。 本発明に関わる緩み止め締結構造の第２の実施例を示す断面図である。 第２の実施例におけるボルト部材の接合面を示す斜視図である。 第２の実施例におけるボルト部材、座金の傾斜角度を示す説明図である。 本発明に関わる緩み止め締結構造の第３の実施例における座金を示す説明図である。 第３の実施例の側面図である。 は、第３の実施例における締め付けと緩み止め作用を示す説明図である。

本発明の緩み止め締結構造は、ボルト部材とナット部材からなる締結具を螺合させて被締結体を締結する締結構造であって、前記締結具と前記被締結体との間に座金を介在させ、前記座金の前記被締結体に接合する座面は面接合するように平面に形成され、前記ナット部材と前記座金とが対向する面には、各々点対称に偶数個の高所と低所を形成するとともに、前記高所と低所の間には前記ナット部材のリード角方向と同じ斜面を形成し、前記斜面の角度は、ナット部材のリード角よりも小さい角度に形成している。

以下、図面に基づいて本発明の実施例を詳細に説明する。図１は、本発明に関わる緩み止め締結構造の実施例を示し、ナット部材により被締結体を締結した状態を示している。例えば金属板からなる基板１には貫通孔１ａが形成され、この貫通孔１ａにボルト部材２のねじ部２ａが挿通されている。この基板１には貫通孔３ａが形成された被締結体３が重合されていて、貫通孔３ａにボルト部材２のねじ部２ａが挿通されている。ボルト部材２のねじ部２ａの先端側は、被締結体３よりも突出している。ボルト部材２は一般の市販品であり、頭部の座面２ｂは基板１に面接合され、締め付け状態では摩擦作用によって不動となっている。被締結体３から突出したボルト部材２の先端側には、座金４を介在してナット部材５が螺合されている。

ナット部材５の頭部５ａは、市販のナットの規格に従った寸法の六角ナット状に形成されている。座金４に接合する頭部５ａの頭部接合面５ｂには、図２に示すように、１８０度対向する点対称に２個の高所５ｃと低所５ｄが形成され、この高所５ｃと低所５ｄの間には、各々ナット部材５のリード角方向と同じ斜面５ｅ、５ｆが同じ角度の平面に形成されている。図３に示すように、これら各々の斜面５ｅ、５ｆの角度θ１は、ナット部材５のリード角θ２よりも小さい角度に形成している。これは、各々の斜面５ｅ、５ｆは２個形成されている各々の斜面５ｅ、５ｆの傾斜角度の総和が、ナット部材５のリード角θ２の０．５～１．５倍の範囲となるようにするためである。さらに、２個の高所５ｃと低所５ｄを隣接させた位置に各々段差５ｇ、５ｈが形成され、ナット部材５を締め付け方向に回転したとき、ナット部材５の段差５ｇ、５ｈと、後述する座金４の段差４ｇ、４ｈ同士が当接するようにしている。

ナット部材５は、一般のナットと同様に鍛造プレス加工によって製造されるが、相違する点は、頭部５ａの頭部接合面５ｂに２個の高所５ｃと低所５ｄを形成し、高所５ｃと低所５ｄの間に斜面５ｅ、５ｆを形成し、さらに、２個の高所５ｃと低所５ｄを隣接させた位置に各々段差５ｇ、５ｈを形成したことである。このように頭部接合面５ｂを形成するとき、偶数個の高所５ｃと低所５ｄを点対称に形成しているので、プレス加工により形成するとき、鍛造金型のパンチが点対称にバランス良く押圧される。このため、パンチが偏寄することがないので、パンチに与えるストレスが低減され、長寿命にすることが可能となる。また、ナット部材５に対する押圧時のストレスも低減されるので、製造後の変形が防止される。

一方、座金４は、図２に示すように、中央にナット部材５を挿通する透孔４ａが形成され、外形は、好ましくは、ナット部材５の各頂部を結ぶ円形の外径にほぼ等しくした円盤状に形成されている。なお、座金４の外径寸法はナット部材５の最外径寸法よりも大きく形成しても良い。さらに、被締結体３に接合する座面４ｂは、ボルト部材２及びナット部材５の軸線Ｃに対して直行する平面に形成され、座面４ｂとは反対の座金接合面４ｃは、ナット部材５と同様に、１８０度対向する点対称に２個の高所４ｄと低所４ｅが形成され、この高所４ｃと低所４ｄの間には、各々ナット部材５のリード角方向と同じ斜面４ｆ、４ｇが同じ角度の平面に形成されている。図４に示すように、これら各々の斜面４ｆ、４ｇの角度θ１は、ナット部材５のリード角θ２よりも小さい角度に形成している。これは、ナット部材５と同様に、２個形成されている各々の斜面４ｆ、４ｇの傾斜角度の総和が、ナット部材５のリード角θ２の０．５～１．５倍の範囲となるようにするためである。さらに、２個の高所４ｄと低所４ｅを隣接させた位置に各々段差４ｈ、４ｉが形成され、ナット部材５を締め付け方向に回転したとき、ナット部材５の段差５ｈ、５ｇと同士が当接するようにしている。この座金４の座金接合面４ｃは、ナット部材５の頭部接合面５ｂに嵌まり合うように接合される。

この座金４も、上述したナット部材５と同様に鍛造プレス加工によって製造することができる。座面４ｂの座金接合面４ｃには、１８０度対向する点対称に２個の高所４ｄと低所４ｅが形成され、高所４ｃと低所４ｄの間に斜面４ｆ、４ｇが形成され、さらに、２個の高所４ｄと低所４ｅを隣接させた位置に各々段差４ｈ、４ｉが形成されている。この座金接合面４ｃをプレス加工によって形成するとき、２個の高所４ｄと低所４ｅなどを点対称に形成しているので、プレス加工により形成するとき、鍛造金型のパンチが点対称にバランス良く押圧される。このため、パンチが偏寄することがないので、パンチに与えるストレスが低減され、長寿命にすることが可能となる。また、座金４に対する押圧時のストレスも低減されるので、製造後の変形が防止される。

上述したように、座金４の座金接合面４ｃとナット部材５の頭部接合面５ｂの傾斜角度の総和をナット部材５のリード角θ２の０．５～１．５倍としているのは、後述するように、振動を加えたときにナット部材５が緩み方向に回動したとき、緩み止め効果を発揮させるためである。すなわち、ナット部材５に形成された斜面５ｅ、５ｆは、点対象に形成されていることから、各々の傾斜角度は２倍になり、急な昇りの角度となるためにナット部材５の回動が困難になる。このため、振動を加えたときにナット部材５が緩み方向に回動可能な角度として、各々の斜面５ｅ、５ｆを２分の１とし、総和の傾斜角度が適正な０．５～１．５倍になるようにしている。因みに、傾斜角度θ１の総和をリード角θ２の０．５倍未満に設定した場合は、振動を加えたときにナット部材５の回転角度が大きくなるため、緩み止め効果が生ずるまでの時間が長くなって緩み止め効果が得られないことがある。一方、１．５倍以上に設定した場合には、振動によりナット部材５が急な傾斜のため回転が困難になって緩み止め効果が得られないことがある。

以上のように構成した緩み止め締結構造において、被締結体３の貫通孔３ａに挿通されているボルト部材２のねじ部２ａにナット部材５を螺合するときは、座金４の座面４ｂが被締結体３に接合するように、中央の透孔４ａをボルト部材２のねじ部２ａに挿通する。その後、ナット部材５をボルト部材２のねじ部２ａに螺合して、座金４の座金接合面４ｃにナット部材５の頭部接合面５ｂを当接する。さらにナット部材５を締め付け方向に回転すると、座金４の段差４ｅ、４ｉにナット部材５の段差５ｄ、５ｈが当接し、ナット部材５と座金４の回転方向の位置が決められる。そして、ナット部材５を所定の締め付けトルクまで回転すると、座金４がナット部材５に従動して回転し、座面４ｂが被締結体３に面接合するとともに、ナット部材５の斜面５ｅ、５ｆに座金４の斜面４ｆ、４ｇが接合することにより、図５（Ａ）に示すように、ナット部材５の締結作業が完了する。この締め付け状態では、座金４の座面４ｂが面接合される被締結体３との摩擦作用によって不動となっている。

次に、本発明の緩み止め締結構造による緩み止め作用について、図５により説明する。図５（Ｂ）は、被締結体３をナット部材５により締結した状態から、振動を加えられたときの状態を示している。このように振動が加えられると、まず、ナット部材５が矢示のように回動する。すなわち、座金４の座面４ｂは被締結体３に面接合し、図６（Ｂ）に示すように、広い摩擦面積Ｆ１を有している。一方、ナット部材５は、斜面５ｅ、５ｆと座金４の斜面４ｆ、４ｇが接合することから、図６（Ａ）に示すように、狭い摩擦面積Ｆ２となる。従って、振動を加えたときには、狭い摩擦面積Ｆ２のナット部材５が矢示の緩み方向に回動を始め、座金４は被締結体３との大きな摩擦力により不動状態が保たれる。

その後、さらに振動が加えられることによりナット部材５が回動し、図５（Ｂ）に示す状態となる。ナット部材５が図示右方に回動することにより、座金４の段差４ｆ、４ｉとナット部材５の段差５ｈ、５ｇが離間するとともに、座金４の斜面４ｆ、４ｇとナット部材５の斜面５ｅ、５ｆによって、ナット部材５が座金４から離間しようとして、矢示のように座金４を被締結体３の方向に押圧して、座金４と被締結体３との摩擦力が増強される。一方、ナット部材５は、反対に矢印のように図示上方に強制的に押圧され、ナット部材５とボルト部材２のねじ山同士を押圧し、摩擦力が増強されて回動できない状態となる。この結果、振動によって緩み方向に回動しようとするナット部材５が止められる。ナット部材５の緩み方向への回動は、傾斜面の作用により摩擦力が増強して不動状態に達した時点で停止する。

このように、本発明の緩み止め締結構造においては、振動が加えられることによりナット部材５を積極的に回動させることにより、緩み止め作用が生じるようにしている。このため、座金４の座金接合面４ｃとナット部材５の頭部接合面５ｂの傾斜角度の総和をナット部材５のリード角θ２の０．５～１．５倍として、座金４の斜面４ｆ、４ｅとナット部材５の斜面５ｅ、５ｆの傾斜角度は緩やかに形成している。これにより、ナット部材５は比較的小さな振動であっても緩み方向への回転を早期に始動させることが可能となる。その後の振動によりナット部材５が緩み方向に回転するに従って、座金４と被締結体３との摩擦力を増強するとともに、ナット部材５を強制的に押圧することにより、緩み止め作用が一層増強される。

図７は、座金４の変形例を示し、ナット部材５の頭部接合面５ｂとの接合面積を小さくさせたものである。すなわち、座金４の座金接合面４ｃには、中央に形成されたナット部材５を挿通する透孔４ａの内周縁にすり鉢状の凹陥部４ｊを形成している。これにより、座金４の座金接合面４ｃにおける接合面積が、ナット部材５の頭部接合面５ｂの接合面積Ｆ３よりも小さくなるため、ナット部材５が緩み方向に回転したとき、両面の摩擦力が小さくなり、ナット部材５を小さな回転トルクで回転させることができる。この結果、緩み止め作用を一層円滑にさせることが可能となる。

図８は、本発明に関わる緩み止め締結構造の第２の実施例を示し、締結具としてのボルト部材により被締結体を締結した状態を示している。例えば金属板からなる基板１０には止まり穴１０ａが形成され、内周には雌ねじ部１０ｂが形成されている。この止まり穴１０ａには、ボルト部材１１の雄ねじ部１１ａが螺合している。なお、止まり穴１０ａが形成された基板１０は、ボルト部材１１に対してはナット部材５と等価であり、本発明においては、図８に示す基板１０、及び、図示しない基板１０を貫通するねじ穴を形成したものもナット部材と定義している。

基板１０には貫通孔３ａを形成した被締結体３が重合され、ボルト部材１１を挿通している。ボルト部材１１は、頭部１１ａの首下の面に、前述したナット部材５と同様に、座金４の座金接合面４ｃに接合させる。この座金４は、前述したものと同じであり、詳細な説明は省略するが、この座金４の外形は、ボルト部材１１の頭部１１ａの各頂部を結ぶ円形の外径寸法以上とした円盤状に形成されている。このボルト部材１１の頭部１１ａの首下の面１１ｂには、図９に示すように、１８０度対向する点対称に２個の高所１１ｃと低所１１ｄが形成され、この高所１１ｃと低所１１ｄの間には、各々ボルト部材１１のリード方向と同じ斜面１１ｅ、１１ｆが同じ角度の平面に形成されている。これら各々の斜面１１ｅ、１１ｆの角度θ１は、図１０に示すように、ボルト部材１１のリード角θ２よりも小さい角度に形成している。これは、各々の斜面１１ｅ、１１ｆは２個形成されている各々の斜面１１ｅ、１１ｆの傾斜角度の総和が、ボルト部材１１のリード角θ２の０．５～１．５倍の範囲となるようにするためである。さらに、２個の高所１１ｃと低所１１ｄを隣接させた位置に各々段差１１ｇ、１１ｈが形成され、ボルト部材１１を締め付け方向に回転したとき、ボルト部材１１段差１１ｇ、１１ｈと、座金４の段差４ｇ、４ｈ同士が当接するようにしている。

このように構成した第２の実施例の緩み止め締結構造において、基板１０の止まり穴１０ａにボルト部材１１を螺合するときは、ボルト部材１１に座金４の透孔４ａを挿通した後、基板１０の雌ねじ部１０ｂに螺合し、さらにボルト部材１１を締め付け方向に回転すると、座金４の段差４ｇ、４ｈにボルト部材１１の段差１１ｇ、１１ｈが当接し、ボルト部材１１と座金４の回転方向の位置が決められる。さらにボルト部材１１を回転すると、座金４がボルト部材１１に従動して回転し、座面４ｂが被締結体３に面接合するとともに、ボルト部材１１の斜面１１ｅ、１１ｆに座金４の斜面４ｅ、４ｆが接合することにより、図８に示すように、ボルト部材１１の締結作業が完了する。この締め付け状態では、座金４の座面４ｂが面接合される被締結体３との摩擦作用によって不動となっている。

次に、上述した本発明の第２の実施例による緩み止め締結構造の緩み止め作用について説明する。図８に示すように、被締結体３を基板１０にボルト部材１１によって締結された状態のとき、外部から振動が加えられることにより、まず、ボルト部材１１が緩み方向に回動する。これは、図６において説明したように、座金４の座面４ｂと被締結体３との面接合状態では広い摩擦面積Ｆ１を有しているのに対し、ボルト部材１１と基板１０に形成された止まり穴１０ａの雌ねじ部１０ｂとの接合による摩擦面積Ｆ２が小さくなっているため、摩擦力が小さいボルト部材１１が回動するためである。このとき、座金４の座面４ｂと被締結体３とは、摩擦力が大きいことから、不動状態が保たれている。

その後、振動が加えられることによりボルト部材１１が回動しようとすると、座金４の頂部４ｄに対し、ボルト部材１１の頭部接合面１１ｂの斜面１１ｅ、１１ｆが、座金４の斜面４ｅ、４ｆ傾斜面を登ろうとする。このため、ボルト部材１１が座金４から離間しようとして座金４を被締結体３の方向に押圧し、座金４と被締結体３との摩擦力をさらに増強させる。一方、ボルト部材１１は、反対の図示上方に強制的に押圧されることから、ボルト部材１１と基板１０の雌ねじ部１０ｂのねじ山同士が軸方向に押圧するので、摩擦力が増強されて回動できない状態となる。この結果、振動によって緩み方向に回動しようとするボルト部材１１の緩み方向への回動ができない状態になる。これにより、ボルト部材１１の緩み方向への回動は、傾斜面の作用により摩擦力が増強して不動状態に達した時点で停止する。

本発明に関わる緩み止め締結構造としては、ナット部材及び座金の各々の接合面に形成する高所と低所を波状に形成しても良い。すなわち、図１１は、第３の実施例としての座金１２を示し、中央には、ボルト部材１１を挿通する透孔１２ａが形成され、外形は、前述したナット部材５の外径寸法と同じもしくは大きくした円盤状に形成されている。さらに、被締結体３に接合する座面１２ｂは、軸線に対して直行する平面に形成されている。そして、座面１２ｂとは反対の座金接合面１２ｃは、１８０度対向する点対称に２個の高所１２ｄと低所１２ｅが形成され、この高所１２ｃと低所１２ｄの間は波状に形成された斜面１２ｆ、１２ｇが形成されている。これら各々の斜面１２ｆ、１２ｇの傾斜角度は、後述するナット部材１２のリード角よりも小さい角度に形成され、前述した実施例と同様に、２個形成されている各々の斜面１２ｆ、１２ｇの傾斜角度の総和を、リード角θ２の０．５～２倍の範囲となるようにしている。

一方、ナット部材１３は、図１２に示すように、頭部１３ａの図示下方の座金１２の座金接合面１２ｃに接合する頭部接合面１３ｂには、座金１２の座金接合面１２ｃと同じように、１８０度対向する点対称に２個の高所１３ｃと低所１３ｄが形成され、この高所１２ｃと低所１２ｄの間は波状に形成された斜面１３ｅ、１３ｆが形成されている。これら各々の斜面１３ｅ、１３ｆの傾斜角度は、前述した座金と同じように、ナット部材１３のリード角よりも小さい角度に形成され、各々の斜面１３ｅ、１３ｆの傾斜角度の総和を、リード角の０．５～１．５倍の範囲となるようにしている。そして、ナット部材１３の頭部接合面１３ｂは、座金１２の座金接合面１２ｃに接合したとき、各々の嵌まり合うように接合される。この結果、ナット部材１３と座金１２との回転方向の位置が決められる。なお、ナット部材１３を締め付けるときには、各々の高所と低所が嵌まり合うように接合した状態で、座金１２とともに締め付け方向に回転する。

このように構成した第３の実施例においても、前述した実施例と同様に緩み止め作用を有している。図１３に示すように、外部から振動が加えられると、座金１２の座面１２ｂと被締結体３との間の摩擦面積よりもナット部材１３と座金１２の座金接合面１２ｃとの間の摩擦面積が小さいことから、まず、ナット部材１３が図１３に示す矢示の緩み方向に回動するが、座金１２は被締結体３との大きな摩擦力により不動状態が保たれている。その後、振動によってナット部材１３のみが緩み方向に回動しようとする。そして、座金１２の斜面１２ｅ、１２ｆとナット部材１３の斜面１３ｅ、１３ｆによって、ナット部材１３が座金１２から離間しようとして、矢示のように座金１２を被締結体３の方向に押圧して、座金１２と被締結体３との摩擦力が増強される。一方、ナット部材１３は、反対に矢印のように図示上方に強制的に押圧され、ナット部材１３とボルト部材２のねじ山同士を押圧し、摩擦力が増強されて回動できない状態となる。この結果、振動によって緩み方向に回動しようとするナット部材１３が止められる。このように、ナット部材１３の緩み方向への回動は、傾斜面の作用により摩擦力が増強して不動状態に達した時点で停止する。

以上、本発明を実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形可能であることは言うまでもない。ボルト及びナットは、ＪＩＳねじ、インチねじのいずれにも適用可能であり限定されるものではない。

本考案は、機械器具、電機機械器具、車両、建設、建築、鉄道等に用いる被締結部材の締結に適用可能である。

１ 基板
２ ボルト部材
２ａ ねじ部
３ 被締結体
４ 座金
４ｂ 座面
４ｃ 座金接合面
４ｄ 高所
４ｅ 低所
４ｆ 斜面
４ｈ 段差
５ ナット部材
５ａ 頭部
５ｃ 高所
５ｄ 低所
５ｅ 斜面
５ｃ 底部
５ｅ 斜面
５ｇ 段差
θ１ 傾斜角度
θ２ リード角
Ｃ 軸線

Claims (5)

1. ボルト部材とナット部材からなる締結具を螺合させて被締結体を締結する締結構造であって、
   前記締結具と前記被締結体との間に座金を介在させ、
   前記座金の前記被締結体に接合する座面は面接合するように平面に形成され、
   前記ナット部材と前記座金とが対向する面には、各々点対称に偶数個の高所と低所を形成するとともに、前記高所と低所の間には前記ナット部材のリード角方向と同じ斜面を形成し、
   前記斜面の角度は、ナット部材のリード角より小さい角度に形成したことを特徴とする緩み止め締結構造。
2. 前記高所と低所を隣接させた位置に段差を点対称の複数個所に形成し、前記ナット部材を締め付け方向に回転したとき、前記ナット部材の段差と前記座金の段差同士を当接させる請求項１に記載の緩み止め締結構造。
3. 前記座金の前記被締結体に接合する座面の面積は、前記ナット部材と前記座金とが対向する面の面積よりも大きく形成した請求項１に記載の緩み止め締結構造。
4. 前記斜面の角度は、各々点対称に形成された偶数個の斜面を等しい角度に形成するとともに、各々の斜面の傾斜角度の総和を前記ナット部材のリード角の０．５～２倍の範囲とした請求項１に記載の緩み止め締結構造。
5. 前記ボルト部材の頭部と前記被締結体との間に前記座金を介在させ、前記座金に対向する前記ボルト部材の頭部の面に各々点対称に偶数個の高所と低所を形成するとともに、前記高所と低所の間には前記ナット部材のリード角方向と同じ斜面を形成し、前記被締結体に螺孔を形成してナット部材を形成し、前記ナット部材を締め付け方向に回転したとき、前記ボルト部材の段差と前記座金の段差同士を当接させる請求項１に記載の緩み止め締結構造。

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