JP2009052648A - ナットの緩み止め具 - Google Patents

Abstract

【課題】ワンタッチで取付が可能であって、構造が簡単で、且つ、長期の使用にも耐えることができるナットの緩み止め具を提供すること。
【解決手段】ボルト１のネジ５の外径ｄ５よりも小さな内径ｄ１１を有し、平面視の一部分で重複する重複部１２Ａ，１２Ｂを有する螺旋状のコイルバネ部１１と、コイルバネ部１１の両端１１ａ、１１ｂから互いに対向してコイルバネ部１１の中心軸Ｏから遠ざかる平面方向に向けて延設された一対の輪状の押圧部１３、１４とを備え、押圧部１３，１４を互いに近接する方向に向けて押圧させて重複部１２Ａ，１２Ｂの重複を解除させた場合にコイルバネ部１１の内径ｄ１１はネジ５の外径ｄ５よりも大きくなる様に構成されることにより、コイルバネ部１１をボルト１のネジ溝５ｂに沿って弾性的に嵌合させて装着可能なナットの緩み止め具１０である。この押圧部１３，１４の少なくとも一端は、コイルバネ部１１よりも中心軸Ｏに向けて延設された線状突起部１５を形成している。
【選択図】図１

Description

本発明は、ナットの緩み止め具、特に鉄塔等の建築構造物におけるボルト緩みを防止するためのナットの緩み止め具に関する。

従来から、ナットの緩み止めを防止する緩み止め技術が広く普及している。例えば、ナット上面にフリクションリングをカシメ加工により固定して一体化させり、くさびの原理を利用した緩み止め用の特殊ナットが市販されている。しかしながら、ナットに特殊な加工を施すものは、ナットの価格が高騰するという課題がある。

一方、弾性素線を螺旋状に加工したコイルバネの弾性力を利用した緩み止め具も多数提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。コイルバネは、特殊ナットに比べて製造工程が簡易であるという特徴を備える。

また、円錐状の傾斜面周縁部にナットと同じ六面の側壁部を一体形成させた緩み止め具も提案されている（例えば、特許文献３参照）。
特開２００４−１００９５２号公報（従来技術の欄及び特許請求の範囲の欄） WO２００３−０９５８５０号公報 特開平９−３０００４２号公報

しかしながら、特許文献１又は２記載のコイルバネは、弾性素線を幾重にも螺旋状に巻いているので装着に手間取るという課題がある。

また、特許文献３の緩み止め具は、特殊ナットと同様に製造するには構造が複雑であるという課題点がある。

ナットの緩み止め具としては、コストやメンテナンス等を含めた作業能率等を考慮した施工性に加えて、長期の使用に耐えるための衝撃試験や振動付加による脱落試験にも耐えるという、緩み止め具としての本来の性能も備えている必要がある。

本発明は、ワンタッチで取付が可能であって、構造が簡単で、且つ、長期の使用にも耐えることができるナットの緩み止め具を提供することを目的とする。

本発明は、ボルトのネジ外径よりも小さな内径を有し、平面視の一部分で重複する重複部を有する螺旋状のコイルバネ部と、該コイルバネ部の両端から互いに対向して前記コイルバネ部の中心軸から遠ざかる平面方向に向けて延設された一対の輪状の押圧部とを備え、前記押圧部を互いに近接する方向に向けて押圧させて前記重複部の重複を解除させた場合に前記コイルバネ部の内径は前記ネジの外径よりも大きくなる様に構成されることにより、前記コイルバネ部を前記ボルトのネジ溝に沿って弾性的に嵌合させて装着可能なナットの緩み止め具であって、前記押圧部の少なくとも一端には、前記コイルバネ部よりも前記中心軸に向けて延設された線状突起部を備えていることを特徴とするナットの緩み止め具である。

このように構成すれば、押圧部を互いに近接する方向に向けて押圧させることによりコイルバネ部の内径をボルトのネジの外径よりも増大させ、緩み止めを行いたいボルト尾部から線状突起部が内側となる状態でコイルバネ部を挿通させることができる。線状突起部がナットに弾接された状態で押圧部の押圧を解除させると、線状突起部はナットの側面近傍のネジ溝に向けて弾性的に押圧されつつコイルバネ部はネジ溝に沿って弾性的に嵌合される。

ナットが緩む方向に回転した場合には、ナットの外面が線状突起部や重複部を押圧するが、ナット側（内側）に位置する線状突起部や重複部が外側の重複部をネジ溝に向けて押圧し、その押圧力によりネジ溝の中に重複部が押さえつけられ、ネジ溝が閉塞されるので、ナットの緩みが確実に防止される。

本発明に従えば、ワンタッチで取付が可能であって、構造が簡単で、且つ、長期の使用にも耐えることができるナットの緩み止め具を提供することができる。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。

まず、図１は、本発明に係るナット緩み止め具１０の概要を説明する図である。この緩み止め具１０は、弾性を有する素線（例えば、ステンレス製の弾性素線）から形成され、コイルバネ部１１を本体として有する。このコイルバネ部１１は、ボルト１の脚部４に形成されたネジ５の外径ｄ５よりも小さな内径ｄ１１を有し、平面視の一部分で重複する重複部（外側重複部１２Ａ、内側重複部１２Ｂ）を有している。

コイルバネ部１１の両端（外側端１１ａ、内側端１１ｂ）には、それぞれ輪状の押圧部（外側押圧部１３、内側押圧部１４）が素線を延設させて設けられている。この押圧部１３，１４はコイルバネ部１１の中心軸Ｏから遠ざかる方向に向けて形成されている。これらの押圧部１３，１４の少なくとも一方、（実施例では内側押圧部１４）を形成する素線の末端は、内側押圧部１４よりもさらに延設されて、コイルバネ部１１よりも中心軸Ｏに向けて延設されている線状突起部１５を備えている。

つぎに、以上のように構成された緩み止め具１０をナット６の緩み止めに用いる態様について図１〜図３を用いて説明する。これらの図においては、符号６は、ナットであり、このナット６は、例えば、ＪＩＳ規格の六角ナットである。このナット６は、図３に示すように、内側にネジ山７ａ、ネジ溝７ｂから構成されるネジ７を有し、ナット６の側面６ａにはそのネジ７の一部としての約３０°の傾斜面６ｂが形成されている。

図１に示すように、外側押圧部１３と内側押圧部１４を、例えば、不図示の人差し指と親指とで互いに近接する矢印方向に向けて押圧させる。これにより、図１の想像線で示すように重複部１２Ａ、１２Ｂの重複が解除され、コイルバネ部１１の内径は、ｄ１１からｄ´１１へと増大する。

内径ｄ´１１がネジ５の外径ｄ５（ネジ山５ａの外径）よりも十分に大きくなる程度に押圧部１３，１４を押圧することにより、コイルバネ部１１はボルト尾部３から脚部４に挿嵌可能となる。

ネジ５の外径ｄ５よりも内径ｄ´１１を増大させた状態で、緩み止めを行いたいボルト尾部３から線状突起部１５が内側（ナット６側）となる状態でコイルバネ部１１を挿通させる。ついで、押圧部１３，１４の押圧を解除するとコイルバネ部１１の内径ｄ´１１は元の内径ｄ１１に戻ろうとし、これにより、コイルバネ部１１は、図２に示すように、ネジ溝５ｂに沿って弾性的に嵌合される。

ここで、線状突起部１５がナット６の側面６ａ及び傾斜面６ｂに弾接した状態で押圧部１３，１４の押圧を解除すると、線状突起部１５は傾斜面６ｂ近傍のネジ溝５ｂに沿って嵌合される。

つぎに、以上のように構成された緩み止め具１０の作用について説明する。

ナット６が緩む方向（矢印ａ方向）に回転した場合には、図２に示すように、この傾斜面６ｂと線状突起部１５とが干渉して、それ以上のナット６の緩みは線状突起部１５との干渉により防止される。

仮に、さらにナット６が緩む方向（矢印ａ方向）に回転しようとすると、線状突起部１５はネジ溝５ｂに向けてさらに押圧され、傾斜面６ｂとネジ溝５ｂとの間で圧縮され、それ以上のナット１の緩みが防止される。

また、ナット１の傾斜面６ｂは、内側押圧部１４の内側重複部１２Ｂ側の付け根付近１４Ａをも押圧する。ここで、この内側押圧部１４は中心軸Ｏから遠ざかる方向に向けて形成されているので、この付け根付近１４Ａは、図３に挿圧力Ｆで示すように、外側重複部１２Ａをネジ溝５ｂに向けて押圧して圧縮することになるので、この付け根付近１４Ａの押圧力Ｆにより外側重複部１２Ａはさらにネジ溝５ｂの中に向けて押さえ付けられる。

これにより、この押圧力Ｆの作用により、ナット６の緩み防止は一層確実となり、衝撃試験や振動付加による脱落試験にも耐えることができる。

この緩み止め具１０を取り外す際には、例えば、押圧部１３，１４を不図示の人差し指と親指とで互いに近接する方向に向けて押圧させ、内径ｄ´１１を外径ｄ５よりも拡開させて取り外せばよい。もちろんネジ５の螺合を解除する方向で緩ませて取り外してもよい。

これにより、ワンタッチで取付が可能であって、構造が簡単で、且つ、長期の使用にも耐えることができるナットの緩み止め具を提供することができる。
（実施例）
送電鉄塔の固定に用いられるネジ山間のピッチが２mmであるM１６六角孔付きボルトを用い、線径１．０mm及び線径１．５mmのステンレス製の弾性素線から形成されたコイルバネ部１１を本体として有し、線状突起部１５を備える図１に記載の緩み止め具１０（本発明実施品）、及び本発明実施品の押圧部１３，１４を同一線径のバネを利用して互いに離反する方向に付勢させることにより線条のネジ溝への食い込みを増大させた緩み止め具（改造品）、及び市販の各種緩み防止金具との対比実験を行った。

緩み止め防止効果は、試験体に緩み止め具を取り付けて加振する繰り返し試験（繰り返し荷重試験及び衝撃振動試験）を行い、ボルトの緩み状況を確認した。

（繰り返し荷重試験）：東京衡機製造所のハイドロパルス１６０kN疲労試験機を用い、試験体の軸方向に繰り返し荷重を載荷し、許容ボルト強度の５０％〜１５０％の荷重振幅を与える強風時を想定した条件１および許容ボルト強度の−１００％〜＋１００％荷重振幅を与える平常時を想定した条件２をそれぞれ３０００回繰り返した。

（衝撃振動試験）：ハードロック工業株式会社の高速ゆるみ測定試験機を用い、米国航空規格NAS３３５０に準拠して、繰り返し回数３００００回の条件にて「繰り返し衝撃形ねじ緩み試験」を行った。

ここで、いずれの試験条件も鉄塔を想定した場合、５０年間を超える繰り返しを想定した条件に相当している。

（評価）：緩み止め効果の評価としては、ナットの脱落の有無、緩みが継続的に進行するか否か、装着時の施工性の3点について評価を行った。

（結果）本発明品は、市販品を含めて構造が最も簡易で、ワンタッチで取り付けられることから取付施工性が際だってよかった。つぎに、取付後の条件１の繰り返し振動試験では、いずれの緩み止め具においてもボルトが緩むことは無かった。

これに対し、条件２の繰り返し振動試験では、本発明実施品（改造品を含む）では、７０〜８０回程度の範囲内で緩み始めが確認されたが、ボルトが緩むことにより本発明に係る緩み止め具（特に、線状突起部１５の先端）がボルトのネジ溝に食い込んだ後は、それ以上のボルトの緩みは生じることはなかった。

なお、線径が１．０mmの場合に比べて線径が１．５mmの場合の方がネジ溝への食い込みが早かったが、緩み止め具のネジ溝への食い込み後にはいずれの場合にもそれ以上のボルト緩みは生じることはなかった。

また、同一線径のバネを利用して押圧部１３，１４を互いに離反する方向に付勢させる試み（改造品）は、付勢部材を取り付けるための手間が余計に必要であるということを除いては性能上の向上は実質的に確認できなかった。

以上より、本発明に係る緩み止め具は、必要最小限の簡易な構造により、必要且つ十分な作用効果を奏していることが確認された。これにより、本発明に従えば、ワンタッチで取付が可能であって、構造が簡単で、且つ、長期の使用にも耐えることができるナットの緩み止め具を提供することが確認された。

本発明に係る緩み止め具を説明する斜視図である。 本発明に係る緩み止め具の使用状況を説明する斜視図である。 本発明に係る緩み止め具の作用を図２のＸ−Ｘ線で切断した模式図により説明する図である。

符号の説明

ｄ５：（ネジの）外径
ｄ１１：（コイルバネ部の）内径
Ｆ：押圧力
Ｏ：中心軸
１：ボルト
３：ボルト尾部
４：脚部
５：ネジ
５ａ：ネジ山
５ｂ：ネジ溝
６：ナット
６ａ：側面
６ｂ：傾斜面
７：ネジ
７ａ：ネジ山
７ｂ：ネジ溝
１０：緩み止め具
１１：コイルバネ部（本体）
１１ａ：外側端（両端）
１１ｂ：内側端（両端）
１２Ａ：外側重複部（重複部）
１２Ｂ：内側重複部（重複部）
１３：外側押圧部
１４：内側（ナット側）押圧部
１４Ａ：付け根付近
１５：線状突起部

Claims (1)

1. ボルトのネジの外径よりも小さな内径を有し、平面視の一部分で重複する重複部を有する螺旋状のコイルバネ部と、該コイルバネ部の両端から互いに対向して前記コイルバネ部の中心軸から遠ざかる平面方向に向けて延設された一対の輪状の押圧部とを備え、
   前記押圧部を互いに近接する方向に向けて押圧させて前記重複部の重複を解除させた場合に前記コイルバネ部の内径は前記ネジの外径よりも大きくなる様に構成されることにより、前記コイルバネ部を前記ボルトのネジ溝に沿って弾性的に嵌合させて装着可能なナットの緩み止め具であって、
   前記押圧部の少なくとも一端は、前記コイルバネ部よりも前記中心軸に向けて延設された線状突起部を形成していることを特徴とするナットの緩み止め具。

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