JP2004100952A - ボルト・ナットの緩み止め具及びボルトの締結具 - Google Patents

Abstract

【課題】　ナットが螺合されたボルトの脚部に簡単な作業で取り付けることができ、長期間に亘ってナットの緩みを確実に抑制する。
【解決手段】　ボルト６の脚部７に形成されたネジ溝と嵌合する第１コイルバネ部２と、ボルトに装着されたナット９に当接する第２コイルバネ部とを備えるボルト・ナットの緩み止め具１であって、第１コイルバネ部は嵌合するボルトの脚部の外径よりも小さな内径であり、第２コイルバネ部は第１コイルバネ部の先端部５から連続して伸設されると共に、第２コイルバネ部は第１コイルバネ部の内径よりも大きな内径である。
【選択図】　　図１

Description

　本発明は、ボルト・ナットの緩み止め具及びボルトの締結具に関する。詳しくは、コイルバネの弾性力によってナットの緩みを防止するボルト・ナットの緩み止め具及びコイルバネの弾性力によってボルトを締結するボルトの締結具に係るものである。

　構造物の固定には、ボルト・ナットによる締付け方法があらゆる分野で多用されており、例えば、鉄筋造りの建物や鉄塔、道路の設置物から自動車や電器製品に至るまで幅広く用いられている。

　例えば、特許文献１に記載されている図９（ａ）で示す様な緩み止め具１０１は、弾性のある金属または樹脂等からなっており、つまみ部１０２とコイルバネ部１０３とから成っている。
　ここで、コイルバネ部の内径は、緩み止め具を装着するボルトの脚部の外径よりわずかに小さな内径となる様に構成されている。

　上記の様に構成された緩み止め具をボルトの脚部に装着する際には、ナットが螺合したボルトの先端部に緩み止め具を当接し、図９（ｂ）中符号Ａで示す方向に回転することにより行う。
　即ち、ボルトの先端部に緩み止め具を当接した状態で緩み止め具を回転することにより、コイルバネ部の内径が拡大する方向にコイルバネ部を変形させ、コイルバネ部の素線をボルトの脚部の端部から脚部に設けられたネジ溝に沿って嵌り込ませ、ボルトの脚部に緩み止め具を装着する。

　上記の様に緩み止め具が装着されたボルト・ナットは、コイルバネ部の素線がボルトの脚部に形成されたネジ溝を埋めることによりナットが離脱方向に回転することを規制することによって、ナットの緩みや脱落を抑制している。

　しかしながら、上記した緩み止め具では、コイルバネ部の素線をボルトの脚部に形成されたネジ溝に嵌り込ませることにより、ナットの離脱方向への回転を規制するのみであったために、長期に亘って振動を受けたり何かがぶつかる等の衝撃を受けたりした場合には緩み止め具自体が緩んでしまい、それに伴ってナットも緩んでしまうという不都合があった。

特開２００１−５９５１４号公報

　本発明は以上の点に鑑みて創案されたものであって、ナットが螺合されたボルトの脚部に簡単な作業で取り付けることができ、長期間に亘ってナットの緩みを確実に抑制することができるボルト・ナットの緩み止め具を提供することを目的とするものである。
　また、構造物の固定は、構造物を確実に固定できると共に長期間に亘って安定した固定がなされていれば充分であり、固定の方法はボルト・ナットによる締付けに限定されることはないとの観点から、長期間に亘って構造物を確実に固定することが可能であるボルトの締結具を提供することを目的とするものである。

　上記の目的を達成するために、本発明に係るボルト・ナットの緩み止め具では、ボルトの脚部に形成されたネジ溝と嵌合する第１コイルバネ部と、前記ボルトに装着されたナットに当接する第２コイルバネ部とを備えるボルト・ナットの緩み止め具であって、前記第１コイルバネ部は嵌合するボルトの脚部の外径よりも小さな内径であり、前記第２コイルバネ部は前記第１コイルバネ部の先端部から連続して伸設されると共に、前記第２コイルバネ部は前記第１コイルバネ部の内径よりも大きな内径である。

　ここで、第１コイルバネ部によって、ナットの回転が阻止され、ナットが離脱方向に回転することを規制し、ナットの緩みを抑制することができる。
　また、第２コイルバネ部によって、ナットに対してボルトの頭部方向に応力を与えることができるために、ナットの緩みを抑制することができる。

　また、上記の目的を達成するために、本発明に係るボルトの締結具では、ボルトの脚部に形成されたネジ溝と嵌合する第１コイルバネ部と、前記ボルトに固定する被固定物に当接する第２コイルバネ部とを備えるボルトの締結具であって、前記第１コイルバネ部は嵌合するボルトの脚部の外径よりも小さな内径であり、前記第２コイルバネ部は前記第１コイルバネ部の先端部から連続して伸設されると共に、前記第２コイルバネ部は前記第１コイルバネ部の内径よりも大きな内径である。

　ここで、第１コイルバネ部によって、ボルトの締結具が離脱方向に回転することを規制し、ボルトの締結具の緩みを抑制することができる。
　また、第２コイルバネ部によって、ボルトとボルトの締結具で固定する被固定物に対してボルトの頭部方向に応力を与えることができる。

　本発明のボルト・ナットの緩み止め具によれば、ナットが螺合されたボルトの脚部に簡単な作業で取り付けることができ、長期間に亘ってナットの緩みを確実に抑制することができる。
　また、本発明のボルトの締結具によれば、長期間に亘って構造物を確実に固定することが可能である。

　以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明し、本発明の理解に供する。

　図１は本発明を適用したボルト・ナットの緩み止め具の一例を説明するための斜視図である。ここで示す緩み止め具１は第１コイルバネ部２と第２コイルバネ部３とから成る。

　第１コイルバネ部は、基端部４（図１中上方）より先端部５へ向けて図１中符号ａで示す第１コイルバネ部の内径が緩み止め具を装着するボルトの脚部の外径よりも小さな径で形成されると共に、図１中符号ｂで示す時計回りに回された際にボルトの脚部から頭部に向けて嵌り込む方向に巻回されている。
　また、第２コイルバネ部は、第１コイルバネ部の先端部から連続的に伸設され、図１中符号ｃで示す第２コイルバネ部の内径が第１コイルバネ部の内径よりも大きな径で形成されると共に、第１コイルバネ部と同方向に巻回されている。

　ここで、第１コイルバネ部は右ネジの溝が形成されたボルトの脚部に嵌合する様に素線が時計回りに巻回されているが、左ネジの溝が形成された脚部に取り付ける場合には、素線が反時計回りに巻回されることは勿論である。
　また、第２コイルバネ部は素線を略円形状に巻回しているが、第２コイルバネ部は緩み止め具をボルトの脚部に取り付けた際にナットに対してボルトの頭部方向へ応力を与えることができれば充分であって、必ずしも素線を略円形状に巻回する必要は無い。
　同様に、第２コイルバネ部はナットに対してボルトの頭部方向へ応力を与えることができれば充分であって、必ずしも第１コイルバネ部と同方向に巻回する必要は無いが、より一層確実にナットに対してボルトの頭部方向へ応力を与えることができる様に第２コイルバネ部は第１コイルバネ部と同方向に巻回する方が好ましい。

　さて、緩み止め具のボルトの脚部への取り付けは、図２（ａ）で示す様に、第２コイルバネ部にボルト６の脚部７を挿通し、第１コイルバネ部とボルトの先端部８とを当接した状態で緩み止め具を図２（ａ）中符号ｂで示す方向に回転することにより、第１コイルバネ部の内径が拡大する方向に第１コイルバネ部を変形させ、第１コイルバネ部の素線をボルトの先端部から溝部に沿って嵌り込ませる。この際、第１コイルバネ部と第２コイルバネ部の内径が連続的に大きくなっているために、緩み止め具のボルトの先端部へのねじり込みが容易である。
　ここで、緩み止め具は、図２（ｂ）で示す様に、第２コイルバネ部がナット９に当接した状態から更に緩み止め具を回転し、図２（ｃ）で示す様に第１コイルバネ部が更に溝部に沿って嵌り込むと共に第２コイルバネ部がボルトの軸方向に圧縮変形した状態になるまで回転して取り付けを行う。

　なお、緩み止め具を取り付ける際には、第１コイルバネ部はその内径が拡大する方向に変形するためにボルトの脚部に形成されたネジ溝に嵌り込む素線が浮き気味になり、第１コイルバネ部と脚部との間の摩擦力が軽減されスムーズに嵌め込むことができる。一方、緩み止め具を取り外す方向に緩み止め具を回そうとすると、第１コイルバネ部はその内径が縮小する方向に引っ張られるためより強く第１コイルバネ部の素線がボルトの脚部に形成されたネジ溝の斜面に押付けられて回転が阻止される。即ち、緩み止め具の取り付け方向には回しやすいが離脱方向には回し難いという作用を奏し、緩み止め具はボルトの脚部に容易に取り付けることができるものの、外部からの不測の衝撃等により離脱方向に戻ることは無い。

　上記した本発明を適用したボルト・ナットの緩み止め具では、第１コイルバネ部の素線がボルトに形成されたネジ溝に嵌り込みナットが離脱方向に回転することを規制すると共に、第２コイルバネ部がナットに対してボルトの頭部方向へ応力を与えることによって長期間に亘ってナットの緩みを確実に抑制することができる。
　即ち、ボルトの脚部の外径よりも小さな内径を有する第１コイルバネ部をその径を拡大した状態で嵌め込んでいるために、第１コイルバネ部とボルトの脚部との間の摩擦力により第１コイルバネ部の素線が強固にボルトの脚部に固定され、ボルトに固定された素線がナットの離脱方向への回転を規制する。また、第２コイルバネ部はボルトの軸方向に圧縮変形した状態で取り付けられているために、第２コイルバネ部が有する弾性力によりナットの離脱方向に抗する応力をナットに与える。このナットに与えられる応力はまた、第１コイルバネ部の素線をボルトの脚部に形成されたネジ溝に圧接する応力としても作用し、緩み止め具に対する外部からの不測の衝撃等によりナットが離脱方向に戻ることへの抵抗力を増大している。

　なお、上記した本発明を適用したボルト・ナットの緩み止め具では、緩み止め具のボルトの脚部への取り付けは、第１コイルバネ部と第２コイルバネ部とが重なり合わない程度に緩み止め具をボルトの脚部に形成されたネジ溝に嵌め込んでおり、かかる状態で緩み止め効果は充分であるが、図３で示す様に第１コイルバネ部と第２コイルバネ部とが重なり合う状態となる様に緩み止め具を更に大きな締付けトルクで取り付けることによって、より一層ナットの緩みを確実に抑制することができる。
　即ち、内径の小さな第１コイルバネ部が内径の大きな第２コイルバネ部の内側に入り込むことにより、第１コイルバネ部と第２コイルバネ部とが重なり合い、第１コイルバネ部の素線と第２コイルバネ部の素線とがたすき掛け状態となる部分が生じることによってナットの離脱方向に抗する応力をより一層ナットに与えることができる。

　また、上記図１に示したボルト・ナットの緩み止め具の一例は、ボルトの締結具としても使用することができる。（以下、緩み止め具を締結具と言う。）
　即ち、上記した緩み止め具として使用する場合における取り付け方法と同様に、締結具の第２コイルバネ部にボルトの脚部を挿通し、第１コイルバネ部とボルトの先端部とを当接した状態で締結具を回転し、第１コイルバネ部の内径が拡大する方向に第１コイルバネ部を変形させ、第１コイルバネ部の素線をボルトの脚部の先端部からネジ溝に沿って嵌り込ませ、第２コイルバネ部がボルトにより固定する被固定物に当接した状態から更に締結具を回転し、第２コイルバネ部がボルトの軸方向に圧縮変形した状態となるまで回転して図４に示す様にボルトの脚部に締結具の取り付けを行う。

　なお、締結具として使用する場合に求められるボルトの締結機能を満足するに足るであろう締結具が被固定物に対してボルトの頭部方向に与える応力は、緩み止め具として使用する場合に求められるボルト・ナットの緩み止め機能を満足するに足るであろう緩み止め具がナットに対してボルトの頭部方向に与える応力と比較して一般的に大きな場合が多く、締結具としての機能を充分に果たすためには、締結具の取り付けの際には、図３で示す様な状態、即ち、第１コイルバネ部と第２コイルバネ部とが重なり合う状態となる様に締結具を取り付ける方が好ましい。

　上記の様に取り付けを行った締結具は、第１コイルバネ部の素線がボルトに形成されたネジ溝に嵌り込み被固定物１０が離脱方向に回転することを規制すると共に、第２コイルバネ部が被固定物に対してボルトの頭部方向へ応力を与えることによって長期間に亘って被固定物を確実に固定することができる。
　また、締結具はナットに比べて格段に質量が小さいために、構造物全体の質量低減が可能となり、特に橋梁等の多数のボルトを締結する場合にはその効果が顕著である。

　図５は本発明を適用したボルト・ナットの緩み止め具の他の一例を説明するための斜視図及び側面図であり、ここで示す緩み止め具は第１コイルバネ部の基端部が六角形状に巻回されると共に、第２コイルバネ部は波型形状となる様に加工が施されている。
　また、本発明を適用したボルト・ナットの緩み止め具の他の一例では、図６（ａ）で示す様に、その断面が略長方形状である素線によって第１コイルバネ部及び第２コイルバネ部が構成されている。

　ここで、第１コイルバネ部の基端部が六角形状に巻回されているのは、ソケットレンチ等の汎用工具を用いて容易にボルト・ナットの緩み止め具をボルトの脚部に取り付けることが可能となるからであり、取り付けの容易性等を考慮しなければ必ずしも第１コイルバネ部の基端部が六角形状に巻回される必要は無い。但し、図３で示す様な第１コイルバネ部と第２コイルバネ部の素線とがたすき掛け状態となる部分が生じる程度の大きな締付けトルクで取り付けを行う際等には、工具を用いて容易に取り付けを行うことが求められると考えられるために、第１コイルバネ部の基端部は六角形状に巻回された方が好ましい。

　上記した様に、第１コイルバネ部の基端部が六角形状に巻回されているのは、ソケットレンチ等の汎用工具を用いて容易にボルト・ナットの緩み止め具をボルトの脚部に取り付けることができるためであり、汎用工具を用いて容易に取り付けを行うことができるのであれば、基端部は必ずしも六角形状に巻回される必要はなく、四角形状等に巻回されていても構わない。

　また、第２コイルバネ部が波型形状となる様に加工が施されているのは、第２コイルバネ部が所謂ウェーブワッシャーと同様の機能を果たし、第２コイルバネ部がナットに対してボルトの頭部方向へ与える応力を増大するためであり、波型形状となる様に加工を行わなくても充分な応力を確保できるのであれば、必ずしも第２コイルバネ部が波型形状となる様に加工が施される必要は無い。

　なお、第２コイルバネ部に加工を施すことによって、第２コイルバネ部がナットに対してボルトの頭部方向へ与える応力を増大させるという観点から考えると、その断面が略長方形状である素線によって第１コイルバネ部及び第２コイルバネ部を構成し、図７で示す様に、第２コイルバネ部を形成する素線が傾斜した状態で巻回されたボルト・ナットの緩み止め具であっても良い。
　即ち、第２コイルバネ部を構成する断面が略長方形状である素線を傾斜した状態で巻回することによって、第２コイルバネ部が所謂皿バネと同様の機能を果たし、第２コイルバネ部がナットに対してボルトの頭部方向へ与える応力を増大しても良い。

　更に、その断面が略長方形状である素線によって第１コイルバネ部及び第２コイルバネ部が構成されているのは、ボルトの脚部とナットとの間隙に素線がもぐり込む現象（以下、もぐり込み現象と言う。）を抑制するためであり、もぐり込み現象を抑制することができるのであれば、素線は必ずしもその断面が略長方形状である必要は無い。
　即ち、通常の断面円形状の素線を用いて第１コイルバネ部及び第２コイルバネ部が形成された場合において、図３で示す状態となる様に緩み止め具を大きな締め付けトルクで取り付けた場合には、ボルトの脚部とナットとの間隙に素線がもぐり込んでしまい、第１コイルバネ部によるボルトの脚部の締付けトルクが不安定となってしまう。従って、緩み止め具を大きな締付けトルクで取り付けた場合であっても、素線の外側部がナットと当接することによってもぐり込み現象を抑制すべく、断面異形状の素線を用いており、もぐり込み現象を抑制することができれば素線はいかなる断面形状であっても良く必ずしも略長方形の断面である必要は無い。

　なお、図６（ｂ）で示す様に、素線の内側部をボルトのネジ溝に沿った略山形形状に加工を施すことによって、第１コイルバネ部とボルトの脚部とのかかり代が多く確保でき、第１コイルバネ部とボルトの脚部との間の摩擦力が増大し、第１コイルバネ部の素線がより強固にボルトの脚部に固定することが可能となる。

　また、ボルト・ナットの締結具の使用用途によっては、取り付けトルクが小さく、もぐり込み現象が生じないことも考えられる。この様な場合には、コストの面を考慮し異形状断面を有する素線によって第１コイルバネ部及び第２コイルバネ部を構成するよりも通常の円断面形状の素線を用いた方が好ましい。

　上記した本発明を適用したボルト・ナットの緩み止め具では、第１コイルバネ部の先端部がソケットレンチの形状に合わせて六角形状に左巻きに巻回されており、ソケットレンチでボルト・ナットの緩み止め具を締めつけようとすると、六角形状が拡径してソケットレンチに食い付き、ソケットレンチから外れ難く、確実な締め付け作業を行うことができる。

　また、もぐり込み現象を抑制することができるために、第１コイルバネ部によるボルトの脚部の締め付けトルクが安定し、より安定して長期間に亘ってナットの緩みを抑制することができる。

　更に、本発明を適用したボルト・ナットの緩み止め具の他の一例が、ボルトの締結具としても使用することができる点は、上記した本発明を適用したボルト・ナットの緩み止め具の一例と同様である。

　なお、緩み止め具として使用する場合に発生するもぐり込み現象、即ち、ボルトの脚部とナットとの間隙に素線がもぐり込む現象と比較すると、締結具として使用する場合に発生するもぐり込み現象、即ち、ボルトの脚部と被固定物との間隙に素線がもぐり込む現象は、その度合いが大きいと考えられ、締結具として使用する場合に特にもぐり込み現象の抑制という効果が顕著に表れるものと考えられる。
　即ち、通常の断面円形状の素線を用いて第１コイルバネ部及び第２コイルバネ部が形成された場合には、図８（ａ）で示す様に、ボルトの脚部と被固定物との間隙１１に素線がもぐり込んでしまい、第１コイルバネ部によるボルトの脚部の締付けトルクが不安定となってしまう。これに対して、断面が略長方形状の素線を用いて第１コイルバネ部及び第２コイルバネ部が形成された場合には、図８（ｂ）中符号ｄで示す素線の外側部が被固定物と当接することによってもぐり込み現象を抑制することができる。

本発明を適用したボルト・ナットの緩み止め具の一例を説明するための斜視図である。 本発明を適用したボルト・ナットの緩み止め具の一例の取り付けを説明するための図である。 第１コイルバネ部と第２コイルバネ部とが重なり合う状態を説明するための図である。 本発明を適用したボルト・ナットの緩み止め具の一例をボルトの締結具として使用する場合を説明するための図である。 本発明を適用したボルト・ナットの緩み止め具の他の一例を説明するための斜視図である。 本発明を適用したボルト・ナットの緩み止め具の他の一例を構成する素線の断面を説明するための図である。 本発明を適用したボルト・ナットの緩み止め具の他の一例の変形例を説明するための図である。 素線のもぐり込み現象を説明するための図である。 従来のボルト・ナットの緩み止め具を説明するための図である。

符号の説明

　　１　緩み止め具
　　２　第１コイルバネ部
　　３　第２コイルバネ部
　　４　基端部
　　５　先端部
　　６　ボルト
　　７　脚部
　　８　ボルトの先端部
　　９　ナット
　１０　被固定物
　１１　間隙

Claims (14)

1. 　ボルトの脚部に形成されたネジ溝と嵌合する第１コイルバネ部と、
   　前記ボルトに装着されたナットに当接する第２コイルバネ部とを備えるボルト・ナットの緩み止め具であって、
   　前記第１コイルバネ部は嵌合するボルトの脚部の外径よりも小さな内径であり、
   　前記第２コイルバネ部は前記第１コイルバネ部の先端部から連続して伸設されると共に、
   　前記第２コイルバネ部は前記第１コイルバネ部の内径よりも大きな内径である
   　ボルト・ナットの緩み止め具。
2. 　少なくとも前記第１コイルバネ部を形成する素線の断面が異形状である
   　請求項１に記載のボルト・ナットの緩み止め具。
3. 　前記第１コイルバネ部を形成する素線の内側部が、前記ボルトのネジ溝に沿った略山形形状である
   　請求項１に記載のボルト・ナットの緩み止め具。
4. 　前記第２コイルバネ部が波型形状に加工された
   　請求項１、請求項２または請求項３に記載のボルト・ナットの緩み止め具。
5. 　前記第１コイルバネ部の基端部が六角形状に巻回された
   　請求項１、請求項２、請求項３または請求項４に記載のボルト・ナットの緩み止め具。
6. 　前記第１コイルバネ部は、一定の方向に回された場合に嵌合するボルトの先端部から頭部に向けて嵌り込む如く巻回された
   　請求項１、請求項２、請求項３、請求項４または請求項５に記載のボルト・ナットの緩み止め具。
7. 　前記第１コイルバネ部と前記第２コイルバネ部とが同方向に巻回された
   　請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５または請求項６に記載のボルト・ナットの緩み止め具。
8. 　ボルトの脚部に形成されたネジ溝と嵌合する第１コイルバネ部と、
   　前記ボルトに固定する被固定物に当接する第２コイルバネ部とを備えるボルトの締結具であって、
   　前記第１コイルバネ部は嵌合するボルトの脚部の外径よりも小さな内径であり、
   　前記第２コイルバネ部は前記第１コイルバネ部の先端部から連続して伸設されると共に、
   　前記第２コイルバネ部は前記第１コイルバネ部の内径よりも大きな内径である
   　ボルトの締結具。
9. 　少なくとも前記第１コイルバネ部を形成する素線の断面が異形状である
   　請求項８に記載のボルトの締結具。
10. 　前記第１コイルバネ部を形成する素線の内側部が、前記ボルトのネジ溝に沿った略山形形状である
    　請求項８に記載のボルトの締結具。
11. 　前記第２コイルバネ部が波型形状に加工された
    　請求項８、請求項９または請求項１０に記載のボルトの締結具。
12. 　前記第１コイルバネ部の基端部が六角形状に巻回された
    　請求項８、請求項９、請求項１０または請求項１１に記載のボルトの締結具。
13. 　前記第１コイルバネ部は、一定の方向に回された場合に嵌合するボルトの先端部から頭部に向けて嵌り込む如く巻回された
    　請求項８、請求項９、請求項１０、請求項１１または請求項１２に記載のボルトの締結具。
14. 　前記第１コイルバネ部と前記第２コイルバネ部とが同方向に巻回された
    　請求項８、請求項９、請求項１０、請求項１１、請求項１２または請求項１３に記載のボルトの締結具。

Images