JPH08247128A - ねじ緩み止め装置およびねじ緩み止め方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 レーザ光等の高エネルギー熱源を利用して、
確実かつローコストに雄ねじと雌ねじの緩み止めを行え
るようにする。 【解決手段】 レーザ光を出力するレーザ光出力装置１
と、該レーザ光出力装置１からのレーザ光を光ファイバ
ー４を通して受けて集光し、この集光したレーザ光を互
いに締め付けられた雄ねじ１２および雌ねじ１１の螺合
部に照射する集光ユニット５とを備えて、モニタ手段１
６によって、上記レーザ光の照射による上記雄ねじ１２
および雌ねじ１１の螺合部における溶融または凝固の各
状態を監視可能にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、雄ねじと雌ねじ
との螺合部の締め付けが緩むのを防止するねじ緩み止め
装置およびねじ緩み止め方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のねじ緩み止め構造としては、例え
ば、ボルトに挿通された被固定部材をそのボルトにねじ
込まれた２つのナットを逆締めするダブルナット構造
や、溝付きナットに通したピンをこの溝付きナットがね
じ込まれるボルトに設けられた貫通孔に挿込む構造が提
案されている。

【０００３】また、他のねじ緩み止め構造としては、ボ
ルトナットをねじ込んだ後、その螺合部の一部にねじ切
りを行ってねじ孔を形成し、このねじ孔に止めねじをね
じ込む構造や、予め半田メッキを施してある雄ねじと雌
ねじとを互いにねじ込んだ後、これらを加熱および冷却
して相互を半田結合する構造が提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ダブルナット構造では、上記被固定部材に対し繰り返し
振動が作用すると、２つのナットの締め付け力が弱まっ
て、次第に緩んでくるため、大きな衝撃が繰り返し加わ
る二輪車の車軸に対するフロントフォークの固定には適
しないという問題点があった。

【０００５】また、溝付きナットとピンを用いるもので
は、ナットにピンを通す溝を設けたり、ナットにピン用
の貫通孔を形成したりする必要があるため、コストが高
くなるほか、上記溝と貫通孔の位置合わせが面倒で、ボ
ルトに掛かる軸方向の力を一定にできないという問題点
があった。

【０００６】さらに、ナット側面に寸法制約がある場合
には、例えば、ボルト端が座ぐり穴内にある場合には、
上記ピンおよび貫通孔によるねじ緩み止め構造の採用が
不可能になるという不都合があった。

【０００７】また、ボルトとナットの螺合部にねじをね
じ込む構造にあっては、ねじ込みおよび締め付け後に、
その螺合部に穴開けとねじ切りを行わなければならず、
作業性が悪くコストアップが避けられないという問題点
があった。

【０００８】また、雄ねじと雌ねじとを半田メッキの溶
融および固化によって結合するものでは、半田メッキ作
業が必要となるほか、この半田メッキの溶融および冷却
固化に時間が掛かり、作業性および経済性の点で劣ると
いう問題点があった。

【０００９】この発明は、上記のような従来の問題点に
着目してなされたものであり、雄ねじや雌ねじに対し特
別の部品を装着したり、別に特殊な加工を施したりせず
に、しかも雄ねじに掛かる軸力を一定に保ちながら、確
実かつローコストに雄ねじと雌ねじの緩み止めを行える
ねじ緩み止め装置およびねじ緩み止め方法を提供するこ
とを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明にかかる
ねじ緩み止め装置は、レーザ光を出力するレーザ光出力
装置と、該レーザ光出力装置からのレーザ光を光ファイ
バーを通して受けて集光し、この集光したレーザ光を互
いに締め付けた雄ねじおよび雌ねじの螺合部に照射する
集光ユニットとを備えて、モニタ手段によって、上記レ
ーザ光の照射による上記雄ねじおよび雌ねじの螺合部に
おける溶融または凝固の各状態を監視可能にしたもので
ある。

【００１１】請求項２の発明にかかるねじ緩み止め方法
は、雄ねじおよび雌ねじを締め付けた後、該雄ねじおよ
び雌ねじの螺合部にレーザ光，電子ビーム，プラズマア
ーク等の高エネルギー熱源を照射することにより該螺合
部を溶融させ、その後冷却して凝固させ、上記雄ねじお
よび雌ねじを上記螺合部で一体結合させるようにしたも
のである。

【００１２】請求項１の発明によれば、レーザ光出力装
置で出力させたレーザ光を、光ファイバーを通して集光
ユニットに導き、さらに、この集光ユニットにて集光し
た高エネルギーのレーザ光を雄ねじおよび雌ねじの螺合
部の少なくとも一部に集中的に照射し、この一部を溶融
した後冷却することによって凝固させることで、この凝
固部をキー部として雄ねじおよび雌ねじを一体結合可能
にする。

【００１３】請求項２の発明によれば、雄ねじと雌ねじ
の螺合部を高エネルギー熱源の照射によって溶融させ、
さらにその後冷却走査や自然冷却により凝固させる簡単
な操作によって、ピンやこのピンに通す穴を設けたり、
あるいは、穴開けやねじり切りなどの面倒な作業なし
で、自動的に上記雄ねじおよび雌ねじ相互の緩み止めを
ローコストに実現可能にする。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施の形態を
図について説明するが、図１は、この発明のねじ緩み止
め装置を示すシステム構成図であり、同図において、１
は、レーザ発振器などを有するレーザ光出力装置で、高
エネルギー熱源としてのレーザ光を出力する。

【００１５】２は、この出力されたレーザ光を反射する
反射鏡、３は、この反射鏡２で反射されたレーザ光を集
束して光ファイバー４に導入する集束レンズである。

【００１６】また、５は、集光ユニットで、上記光ファ
イバー４から導出されたレーザ光を集束する集束レンズ
６と、レーザ光を入射軸に対して９０°の光軸に反射す
る反射鏡７と、該反射鏡７で反射したレーザ光を集束
し、カバーグラス９を介し被加工物へ照射する集束レン
ズ８と、から構成される。

【００１７】また、１０は、ねじ棒、１１はこのねじ棒
１０の雄ねじ（ボルト）１２に締め付け部品１３を挟ん
でねじ込まれた雌ねじ（ナット）であり、これらの各ね
じ１１，１２の螺合部の少なくとも一部領域に上記集束
レンズ８からのレーザ光が照射されるようになってい
る。

【００１８】そして、１５は、上記螺合部の一部に照射
されたレーザ光の反射光を集束レンズ８および反射鏡７
を介して受光し、上記螺合部における溶融部位，凝固部
などを撮像するＣＣＤカメラ、１６は、そのＣＣＤカメ
ラ１５の出力画像を表示するモニタである。

【００１９】なお、上記ＣＣＤカメラ１５およびモニタ
１６は、モニタ手段１７を構成している。

【００２０】次に、動作について説明すると、まず、レ
ーザ光出力装置１は、例えば、ＹＡＧレーザのように高
エネルギーのレーザ光を出力し、これを熱源として利用
可能な高レベルの光を出力する。

【００２１】そして、かかる高エネルギーのレーザ光
は、反射鏡２および集束レンズ３を介して光ファイバー
４中に導入され、さらに、集光ユニット５内の集束レン
ズ６を介して反射鏡７に投射される。

【００２２】さらに、この反射鏡７に導入されたレーザ
光は、集束レンズ８を介して、雄ねじ１２と雌ねじ１１
との螺合部の一部の領域に照射され、この照射部を加熱
溶融する。

【００２３】このため、この加熱溶融によって上記領域
では雄ねじ１２と雌ねじ１１が互いに溶け合って一体化
し、レーザ照射を終了して冷却した後は、この溶融部が
互いに凝固した状態にて固く結合する。そして、この結
合部分をキーとしてねじの緩み止めが十分かつ確実にな
される。

【００２４】また、加工状況は、ＣＣＤカメラ１５で捕
えられ、ここで撮像した上記螺合部の各位置やこの位置
における溶融状況や凝固状態がモニタ１６によって監視
することができる。

【００２５】従って、この監視結果に従って、必要に応
じレーザ出力の制御や調整を任意に実施することが可能
となる。

【００２６】図２および図３は、上記レーザ光により緩
み止めされた雄ねじおよび雌ねじとの螺合構造の詳細を
示し、２１はボルトなどのねじ棒で、このねじ棒２１の
先端部に雄ねじ２２が切られている。

【００２７】また、この雄ねじ２２は、ねじ棒２１に対
して径が小さく、この雄ねじ２２には締め付け部品２３
の取付孔２４が通されている。

【００２８】また、２５は、雌ねじであり、これが雄ね
じ２２にねじ込まれ、さらにねじ込みを強くして締め込
むことで、上記締め付け部品２３をねじ棒２１と雄ねじ
２２との段部面２６に圧着保持するように機能する。

【００２９】そして、上記雄ねじ２２および雌ねじ２５
の螺合部の一部（この実施の形態では等間隔に４箇所）
に、上記集光ユニット５からのレーザ光を照射し、この
照射部位を加熱溶融させる。

【００３０】また、この加熱溶融後は、この加熱溶融部
分において雄ねじ２２および雌ねじ２５は一体結合しな
がら冷却，固化し、この固化した結合部２７が上記両ね
じ２２，２５の緩み止め用キーとして作用する。

【００３１】また、図４は、ねじ棒２８端の雄ねじ２９
を直接締め付け部材３０のねじ孔３ａにねじ込んだもの
を示すもので、この場合には、これらの締め付け部材３
０と雄ねじ２９との螺合部の一部（この実施例では２箇
所）にレーザ光を照射することで、この螺合部に緩み止
めキーとしての結合部３１を形成できる。

【００３２】さらに、図５は、ねじ棒３２端の雄ねじ３
３を座ぐり穴３４を有する取付孔３５に通し、その座ぐ
り穴３４内に突出した雄ねじ３３に雌ねじ３６をねじ込
んだ後、これらの螺合部にレーザ光を照射したものであ
る。

【００３３】これにより、上記実施の形態と同様に、座
ぐり穴３４における上記螺合部に、レーザ光を照射する
ことで緩み止めキーとしての結合部３７を容易に形成す
ることができる。

【００３４】また、図６は、図３の雄ねじ２２を長い雄
ねじ２２Ａとしたものを示し、この場合には、レーザ光
は、各ねじ２２Ａ，２５の中心軸に向って斜め方向から
照射される。

【００３５】この実施の形態にあっても、上記同様にね
じの緩み止めを確実なものとすることができる。さら
に、上記の実施の形態では、高エネルギー熱源としてレ
ーザ光を利用しているが、その他の高エネルギー熱源と
して電子ビーム，プラズマアーク等を利用して、これを
上記の実施の形態と同様に雄ねじおよび雌めじの螺合部
に照射しても良い。

【００３６】

【発明の効果】以上のように、請求項１の発明によれ
ば、レーザ光を出力するレーザ光出力装置と、該レーザ
光出力装置からのレーザ光を光ファイバーを通して受け
て集光し、この集光したレーザ光を互いに締め付けられ
た雄ねじおよび雌ねじの螺合部に照射する集光ユニット
とを備えて、モニタ手段によって、上記レーザ光の照射
による上記雄ねじおよび雌ねじの上記螺合部における溶
融または凝固の各状態を監視させるように構成したの
で、雄ねじや雌ねじに対し特別の部品を装着したり、別
に特殊な加工を施したりせずに、しかも雄ねじに掛かる
軸力を一定に保ちながら、確実かつローコストに雄ねじ
と雌ねじの緩み止めを行えるものが得られる効果があ
る。

【００３７】また、請求項２の発明によれば、雄ねじお
よび雌ねじを締め付けた後、該雄ねじおよび雌ねじの螺
合部にレーザ光，電子ビーム，プラズマアーク等の高エ
ネルギー熱源を照射することにより該螺合部を溶融さ
せ、その後冷却して凝固させて、上記雄ねじおよび雌ね
じを上部で一体結合させるようにしたので、簡単な操作
によって、つまりピンやこのピンに通す穴を設けたり、
あるいは穴開けやねじり切りなどの面倒な作業なしで、
自動的に上記雄ねじおよび雌ねじ相互の緩み止めをロー
コストのシステムにて実現できるものが得られる効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例によるねじ緩み止め装置を
示すシステム構成図である。

【図２】この発明による雄ねじと雌ねじの緩み止め構造
を示す正面図である。

【図３】図２に示す緩み止め構造を詳細に示す縦断面図
である。

【図４】この発明による雄ねじと雌ねじの他の緩み止め
構造を示す縦断面図である。

【図５】この発明による雄ねじと雌ねじの他の緩み止め
構造を示す縦断面図である。

【図６】この発明による雄ねじと雌ねじの他の緩み止め
構造を示す縦断面図である。

【符号の説明】

１ レーザ光出力装置 ４ 光ファイバー ５ 集光ユニット １７ モニタ手段 １２，２２，２２Ａ，２９，３３ 雄ねじ １１，２５，３６ 雌ねじ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レーザ光を出力するレーザ光出力装置
   と、該レーザ光出力装置からのレーザ光を光ファイバー
   を通して受けて集光し、この集光したレーザ光を互いに
   締め付けられた雄ねじおよび雌ねじの螺合部に照射する
   集光ユニットと、上記レーザ光の照射による上記雄ねじ
   および雌ねじの上記螺合部における溶融または凝固の状
   態を監視するモニタ手段とを備えたねじ緩み止め装置。
2. 【請求項２】 雄ねじおよび雌ねじを締め付けた後、該
   雄ねじおよび雌ねじの螺合部にレーザ光，電子ビーム，
   プラズマアーク等の高エネルギー熱源を照射することに
   より該螺合部を溶融させ、、その後冷却して凝固させ、
   上記雄ねじおよび雌ねじを上記螺合部で一体結合するね
   じ緩み止め方法。