JP4644752B1 - ボルト・ナットの脱落防止構造 - Google Patents

Abstract

【課題】本願発明は、ナットとは別体の脱落防止部材を用いるボルト・ナットの脱落防止構造であって、ボルト・ナットの締結作業のみで、脱落防止部材をボルトに取り付けることができるボルト・ナットの脱落防止構造を提供せんとする。
の提供を図る。
【解決手段】ボルト１０は、上記軸部の先端から、中径部１３、小径部１２及び大径部１４を備える。ナット２０の上記追い側端面側には、脱落防止部材３０が取り付けられ、この脱落防止部材３０は、干渉部分３２を備え、弾性変形された状態でナット２０に取り付けられる。ナット２０への取付状態において、干渉部分３２は少なくとも一部がねじ穴内に突出しており、ボルト１０との螺合時に、中径部１３と小径部１２とには干渉せず、大径部１４と干渉する。これによって、脱落防止部材３０はナット２０本体から外れて小径部内に入ると共に縮径し、小径部１２から抜けなくなり、ナット２０の脱落が防止される。
【選択図】図１

Description

本願発明は、ボルト・ナットの脱落防止構造、この脱落防止構造に適する脱落防止部材及びこの脱落防止構造に適するナット及びこの脱落防止構造に用いられるボルトに関するものである。

ボルトとナットの締結が外れてボルト又はナットが脱落してしまうことを防止するボルト・ナットの防止構造については、特許文献１〜３のものが知られている。
特許文献１は、ボルトとナットとから成り、前記ボルトの軸部に、被締結体を締結するに必要なねじ部を残して、ナットの介入を許容する幅の凹陥部を軸部の周囲に沿って設け、前記凹陥部によって形成された細軸部を、偏心状又は円錐状に形成するか、前記ナットの一方の面を傾斜面としたことを特徴とする構造を開示する。
この構造にあっては、緩んできたナットを細軸部に入れることによってボルトからの脱落を防止するため、細軸部の長さはナットの軸方向長さ（以下、ナットの厚みという）よりも長くする必要があり、ボルト軸部全体の長さが長くなってしまう。また、確実な脱落防止には、細軸部を偏心状又は円錐状に形成するか、ナットの一方の面を傾斜面とする必要があり、通常の加工よりも複雑な加工を必要とする。

特許文献２は、ナット本体の頂部に板ばね材などからなる弾性リングが装着されているゆるみ止めナットと、前記ゆるみ止めナットが螺合する雄ねじ部の先端寄りの部位に、該雄ねじ部の谷径より小さい内径を有する環状溝が設けられているボルトなどの雄ねじ部品との組合せからなり、前記環状溝の溝幅が、前記雄ねじ部に螺合して締結した前記ゆるみ止めナットがゆるみ方向へ回転移動したとき、前記弾性リングが前記環状溝に係合して、前記ナット本体は前記雄ねじ部に螺合した状態で係止される寸法を有し、前記ゆるみ止めナットが前記雄ねじ部から脱落するのを防止するように構成されているナットの脱落防
止構造を開示する。
この構造にあっては、ナットの緩み止め防止と脱落防止との双方の機能を備えたものであるが、緩んできたナットの前記弾性リングを環状溝に係合させて脱落を防止するため、環状溝の長さはナットの厚みよりも小さくて済むように思われるが、弾性リングがナットと一体になっているため、環状溝の長さをナットの厚みよりも大きくしなければ、ナットが環状溝よりも先端側のボルト軸部に螺合して環状溝を乗り越えるようにして、先端側のボルト軸部に案内されて、ボルトから脱落してしまう場合がある。

特許文献３は、ボルトのねじ部の所定の箇所の外周に、螺合されるナットの厚みより短い幅の切り欠き部を形成し、弾性変形させることによって上記切り欠き部に脱落防止部材を取り付けた構造を開示する。
この構造にあっては、ボルトとナットの締結後に、脱落防止部材を一々取り付ける手間が必要であり、取り付け忘れが生ずるおそれがある。さらにボルトとナットの締結位置によっては、脱落防止部材の取り付けが困難な場合もある。

特許第３５６７１７３公報 特許第３３５４９１０公報 実開平５−１８４１０公報

本願発明は、ナットとは別体の脱落防止部材を用いるボルト・ナットの脱落防止構造であって、ボルト・ナットの締結作業のみで、脱落防止部材をボルトに取り付けることができるボルト・ナットの脱落防止構造を提供せんとする。
また本願発明は、上記脱落防止構造に適する脱落防止部材の提供を目的とする。
また本願発明は、ナットの緩み止め防止と脱落防止との双方の機能を備えたナットであって、ナットとは別体の脱落防止部材を用いつつ、ボルト・ナットの締結作業のみで、脱落防止部材をボルトに取り付けることができるナットを提供せんとする。
また本願発明は、上記脱落防止構造に適するナットの提供を目的とする。

本願の請求項１に係る発明は、座面を備えた進み側端面と、追い側端面と、両端面間に設けられたねじ穴とを備えたナットと、このナットの進み側端面から追い側端面に向けて先端側から螺入される軸部を備えたボルトとから構成され、上記ボルトと螺合した上記ナットが上記軸部から脱落することを防止するためのボルト・ナットの脱落防止構造において、上記ボルトは、上記軸部の先端寄りに小径部を備え、この小径部よりも先端側に中径部を備え、この小径部よりも基端側に大径部を備えたものであり、この大径部にはナットに螺合するおねじが形成されたものであり、上記ナットの上記追い側端面側には、脱落防止部材が取り付けられ、この脱落防止部材は、干渉部分を備え、弾性変形により広がった状態でナットに取り付けられるものであり、上記のナットへの取付状態において、上記干渉部分は少なくとも一部がねじ穴内に突出しており、上記干渉部分は、上記ボルトの軸部が上記ナットに螺合していく際に、上記中径部と上記小径部とには干渉せず、上記大径部と干渉することによって、上記ナット本体から外れて上記小径部内に入ると共に上記脱落防止部材の弾性により縮まるものであり、上記小径部内に入った状態で上記干渉部分が、上記中径部と上記大径部とに干渉して、上記小径部から抜けないようにしたことを特徴とするボルト・ナットの脱落防止構造を提供する。
本願の請求項２に係る発明は、上記ナットの上記追い側端面側に取り付けられる脱落防止部材であり、弾性変形することで拡径するリング状部と、このリング状部と共に動くように設けられた係合部分と、このリング状部と共に動くように設けられた上記干渉部分を備え、上記係合部分は、上記リング状部の弾性によって上記ナットに係合することで、上記脱落防止部材を上記追い側端面側に脱着可能に取り付けるものであり、上記小径部の外径は、上記ナットの上記追い側端面側に上記脱落防止部材が取り付けられた取り付け状態において、上記干渉部分の内径より小さく、上記中径部の外径は、上記取り付け状態の上記干渉部分の内径よりも小さく、上記ナット本体から上記脱落防止部材が外れた自由状態の上記干渉部分の内径よりも大きく、上記大径部の外径は、上記取り付け状態の上記干渉部分の内径よりも大きく、上記自由状態の干渉部分の内径よりも大きいことをことを特徴とする請求項１記載のボルト・ナットの脱落防止構造に用いられる脱落防止部材を提供する。
本願の請求項３に係る発明は、座面を備えた進み側端面と、追い側端面と、両端面間に設けられたねじ穴とを備えたナットにおいて、このナットは、上記追い側端面に固定部を備え、この固定部に緩み止め部材が取り付けられたものであり、この緩み止め部材は上記ねじ穴の径内側に突出する弾性片を備え、この弾性片は上記ナットに螺合するボルトのおねじに係合すると共に上記ボルトの軸方向に弾性変形することで、ナットの緩み止めをなすものであり、請求項２記載の脱落防止部材の前記係合部分が上記固定部に係合することで、上記ナットの上記追い側端面に前記脱落防止部材が取り付けられたことを特徴とする脱落防止部材付きナットを提供する。
本願の請求項４に係る発明は、請求項１記載のボルト・ナットの脱落防止構造に用いられるボルトにおいて、上記ボルトは、上記軸部の先端寄りに小径部を備え、この小径部よりも先端側に中径部を備え、この小径部よりも基端側に大径部を備えたものであり、この大径部にはナットに螺合するおねじが形成されたものであり、中径部はねじが形成されていない無ねじ状となっていことを特徴とするボルトを提供する。

本願の請求項１の発明は、ナットとは別体の脱落防止部材を用いるボルト・ナットの脱落防止構造であって、ボルト・ナットの締結作業のみで、脱落防止部材をボルトに取り付けることができるボルト・ナットの脱落防止構造を提供することができたものである。
本願の請求項２の発明は、上記脱落防止構造に適する脱落防止部材を提供することができたものである。
本願の請求項３の発明は、ナットの緩み止め防止と脱落防止との双方の機能を備えたナットであって、ナットとは別体の脱落防止部材を用いつつ、ボルト・ナットの締結作業のみで、脱落防止部材をボルトに取り付けることができるナットを提供することができたものである。
本願の請求項４の発明は、上記脱落防止構造に適するナットの提供することができたものである。

本願発明の第１の実施の形態を示すもので、（Ａ）は脱落防止部材の平面図、（Ｂ）は同脱落防止部材の側面図、（Ｃ）はナットの平面図、（Ｄ）は同ナットの側面の半断面図、（Ｅ）は同脱落防止部材とナットの組み付け状態の平面図（Ｆ）は同脱落防止部材とナットの組み付け状態の側面図。 第１の実施の形態の使用状態の説明図。 本願発明の第２の実施の形態を示すもので、（Ａ）は脱落防止部材の平面図、（Ｂ）は同脱落防止部材の側面図、（Ｃ）はナットの平面図、（Ｄ）は同ナットの側面の半断面図、（Ｅ）は同脱落防止部材とナットの組み付け状態の平面図（Ｆ）は同脱落防止部材とナットの組み付け状態の側面図。 第2の実施の形態の使用状態の説明図。

以下、図面に基づき本願発明の実施の形態を説明する。
図１と図２に示す実施の形態に係るボルト・ナットの脱落防止構造は、ボルト１０と、このボルト１０に螺合するナット２０と、このナット２０に取り付けられた脱落防止部材３０とを備える。

ナット２０は、従来の通常のナットと同じ構造を備えたものでよく、座面を備えた進み側端面２１と、追い側端面２２と、進み側端面２１と追い側端面２２との間に設けられためねじを有するねじ穴２３とを備える。このナット２０は緩み止め機構を備えていないものであってもよいが、この実施の形態では、追い側端面２２に緩み止め部材２５を取り付けたものが用いられている。この緩み止め部材２５は、全体がバネ鋼などの弾性変形可能な薄板で形成されることが望ましく、ねじ穴２３よりも内径の大きな環状部２６と、この環状部２６から径内側に突出する弾性片２７とを備える。ナット２０の進み側端面２１には、固定部２４が突出形成され、この固定部２４が曲げ加工されて環状部２６の外径側がかしめられて固定される。この弾性片２７はボルト１０の螺合にともない、そのおねじに係合すると共にボルト１０の軸方向に弾性変形することで、軸力を発生させてナット２０の緩み止めをなすものである。

このナット２０の追い側端面２２には、脱落防止部材３０が脱着可能に取り付けられている。この脱落防止部材３０は、弾性変形する薄板金属や合成樹脂などで形成され、弾性変形することで拡径するリング状部３１を備えるものである。リング状部３１は無端の環状であってもよいが、拡径のためには一部に切欠き３４を形成した有端状とする方が有利である。脱落防止部材３０には、リング状部３１と一体に設けられた（一体に形成する必要はないが溶接などによって一体に動くものとしておく）係合部分３２及び干渉部分３３を備える。また、この例では、リング状部３１は追い側端面２２と略平行に配置されている。

係合部分３２は、リング状部３１の外周側に設けられたもので、リング状部３１の弾性によってボルト１０に係合することで、脱落防止部材３０を追い側端面２２側に脱着可能に取り付けるものである。この例では、リング状部３１の外周側から図示下方（ナットの進み側端面方向）に伸びるように設けられており、固定部２４の外側面と係合する。この例では、係合部分３２は３個設けられたものであるが、ナット２０への取り付けが可能であることを条件に、１個でもよく、２個、４個以上の複数個でもよい。また、リング状部３１の外周部分全体を、上記条件を満たす係合部分３２として実施してもよい。
さらに図示は省略するが、係合部分３２を、リング状部３１の内側（干渉部分３３の基部）に、下方（ナットの進み側端面方向）に伸びるように設けることもできる。このようにした場合には、リング状部３１の大きさを、ナット２０の大きさとは無関係に決定することができ、リング状部３１による付勢力の設定の自由度を大きくすることができる。

干渉部分３３は、リング状部３１の径内側に設けられたもので、後述するように、中径部１３と大径部１４とに干渉して、小径部１２から抜けないようにするための部分である。この例では、干渉部分３３は３個設けられたものであるが、その数は１個でもよく、２個、４個以上の複数個でもよい。また、リング状部３１の内周部分全体を、干渉部分３３として実施することも可能である。図示の例では、干渉部分３３の先端は平面視円弧状となっており、ナット２０へ取り付けた状態で、３個の干渉部分３３の先端は略同一円上に位置するようにしているが、この形状に限定するものではない。

なお、切欠き３４を挟んだリング状部３１の両端には、小孔を有する工具操作部分３５を設けておいて、この工具操作部分３５にラジオペンチ等の適当な治具を挿入して、脱落防止部材３０を強制的に拡縮させてもよい。

次にボルト１０について説明する。このボルト１０は、必要に応じて基端側に頭部（図示せず）を備え、頭部（図示せず）から先端側に伸びる軸部１１を備え、この軸部１１がナット２０の進み側端面２１側からねじ穴２３に螺入される。このボルト１０は、軸部１１の先端寄りに小径部１２を備え、この小径部１２よりも先端側に中径部１３を備え、この小径部１２よりも基端側に大径部１４を備えたものである。大径部１４にはナット２０のねじ穴２３に螺合するおねじ１５が形成されている。小径部１２と中径部１３は、おねじが形成されていない無ねじ状となっているが、おねじを形成して実施することも可能である。小径部１２、中径部１３、大径部１４は、その順に外径が大きくなっている。

脱落防止部材３０との関係で説明すると、小径部１２の外径は、取り付け状態の干渉部分３３の内径より小さい。なお、干渉部分３３は円形ではないため、厳密には内径とは言えないが、ここでは、ボルト１０への取り付け状態において、ボルト１０の軸芯から干渉部分３３までの最短距離を内径とする（以下同じ）。自由状態の干渉部分３３は、その内径は小径部１２の外形よりも小さくてもよく、大きくてもよい。

中径部１３の外径は、取り付け状態の干渉部分３３の内径よりも小さく、自由状態の干渉部分３３の内径よりも大きい。

大径部１４の外径は、取り付け状態の干渉部分３３の内径よりも大きく、自由状態の干渉部分３３の内径よりも大きい。

使用に際しては、脱落防止部材３０を取り付けたナット２０に対して、その進み側端面２１からボルト１０を螺合させていく。すると、先端側の中径部１３と小径部１２とは、干渉部分３３とは干渉せずにねじ込みは進むが、大径部１４が干渉部分３３に当たる。さらにねじ込むことで、大径部１４が干渉部分３３を押して、脱落防止部材３０はナット２０の追い側端面２２から外れて、小径部１２に入ることになる。これと同時にリング状部３１の弾性によりリング状部３１が縮径し、小径部１２内に位置した状態の干渉部分３３は、中径部１３と大径部１４とに干渉して、小径部１２から抜けないようになる。これによって、ナット２０が緩んでボルト１０から外れようとしても、脱落防止部材３０によって、それ以上ボルト１０の先端側に進むことはできず、確実な脱落防止が実現する。しかも、上記のように、ナット２０とボルト１０とを螺合するだけで、自動的に脱落防止部材３０が小径部１２に装着されるため、従来のように螺合した後に、脱落防止部材３０をボルト１０に取り付ける手間もなく、人為的ミスのない確実な脱落防止が可能となる。また、小径部１２の長さは特には制約がなく、係合部分３２の厚み分の長さがあれば足りる。もちろん、小径部１２はナット２０の厚みよりも長いものでも実施できるが、それよりも短い長さで足りることになる。また、中径部１３の長さについても特には制約がなく、係合部分３２を保持できる強度が確保できるだけの長さがあれば足りる。中径部１３の形状は、脱落防止部材３０が抜けてしまわない形状としておくことが望ましく、図のようにボルトの軸方向と直交する基端面を備えたものとしておくことが望ましい。逆に先端側の面は脱落防止部材３０のリング状部３１内に挿入し易いように、テーパ形状としておいてもよい。なお、リング状部３１の平面形状は、図のような略円形のものであってもよいが、多角形など、弾性によって拡大縮小できる形状であればよい。

次に、図３と図４に基づき、他の実施の形態を説明する。この例は、先の例の緩み止め部材２５を用いないナットにも適用できる構造を示すものであるが、特に明示しない部分は先の例と同様であり、その説明は省略する。
この例では、リング状部３１がナット２０の外側面に位置するように配位されるものであり、リング状部３１の内周面が係合部分３２となってナット２０の外側面と弾性によって係合する。よって、図のように、緩み止め部材２５を用いたナット２０にも適用できる他、同部材２５のない通常のナットにも装着できる。
リング状部３１の平面形状は、図に示すように、ナット２０の外形に合わせた多角形にしてもよい、円形であってもよく、ナットの外形に合致しない形状（例えば３角形等の多角形や不定形）でも実施可能である。
このようにリング状部３１は、ナット２０の外側面に係合するため、ナット２０の軸方向に幅を持ったものとしており、これから屈曲して、干渉部分３３が径内方向に伸びている。

なお、このリング状部３１は、ナットの固定部２４の外周面に係合部分３２を係合させるように設計してもよい。
使用方法は、先の例と同様であり、その説明は省略するが、いずれの例にあっても、ボルト１０とナット２０との螺合によって脱落防止部材３０が自動的にナット２０から外れて小径部１２に配置され、確実な脱落防止が実現する。

１０ ボルト
１１ 軸部
１２ 小径部
１３ 中径部
１４ 大径部
１５ おねじ
２０ ナット
２１ 進み側端面
２２ 追い側端面
２３ ねじ穴
２４ 固定部
２５ 緩み止め部材
２６ 環状部
２７ 弾性片
３０ 脱落防止部材
３１ リング状部
３２ 係合部分
３３ 干渉部分
３４ 切欠き
３５ 工具操作部分

Claims (4)

1. 座面を備えた進み側端面と、追い側端面と、両端面間に設けられたねじ穴とを備えたナットと、このナットの進み側端面から追い側端面に向けて先端側から螺入される軸部を備えたボルトとから構成され、上記ボルトと螺合した上記ナットが上記軸部から脱落することを防止するためのボルト・ナットの脱落防止構造において、
   上記ボルトは、上記軸部の先端寄りに小径部を備え、この小径部よりも先端側に中径部を備え、この小径部よりも基端側に大径部を備えたものであり、この大径部にはナットに螺合するおねじが形成されたものであり、
   上記ナットの上記追い側端面側には、脱落防止部材が取り付けられ、
   この脱落防止部材は、干渉部分を備え、弾性変形により広がった状態でナットに取り付けられるものであり、
   上記のナットへの取付状態において、上記干渉部分は少なくとも一部がねじ穴内に突出しており、
   上記干渉部分は、上記ボルトの軸部が上記ナットに螺合していく際に、上記中径部と上記小径部とには干渉せず、上記大径部と干渉することによって、上記ナット本体から外れて上記小径部内に入ると共に上記脱落防止部材の弾性により縮まるものであり、上記小径部内に入った状態で上記干渉部分が、上記中径部と上記大径部とに干渉して、上記小径部から抜けないようにしたことを特徴とするボルト・ナットの脱落防止構造。
2. 上記ナットの上記追い側端面側に取り付けられる脱落防止部材であり、
   弾性変形することで拡径するリング状部と、このリング状部と共に動くように設けられた係合部分と、このリング状部と共に動くように設けられた上記干渉部分を備え、
   上記係合部分は、上記リング状部の弾性によって上記ナットに係合することで、上記脱落防止部材を上記追い側端面側に脱着可能に取り付けるものであり、
   上記小径部の外径は、上記ナットの上記追い側端面側に上記脱落防止部材が取り付けられた取り付け状態において、上記干渉部分の内径より小さく、
   上記中径部の外径は、上記取り付け状態の上記干渉部分の内径よりも小さく、上記ナット本体から上記脱落防止部材が外れた自由状態の上記干渉部分の内径よりも大きく、
   上記大径部の外径は、上記取り付け状態の上記干渉部分の内径よりも大きく、上記自由状態の干渉部分の内径よりも大きいことをことを特徴とする請求項１記載のボルト・ナットの脱落防止構造に用いられる脱落防止部材。
3. 座面を備えた進み側端面と、追い側端面と、両端面間に設けられたねじ穴とを備えたナットにおいて、
   このナットは、上記追い側端面に固定部を備え、この固定部に緩み止め部材が取り付けられたものであり、
   この緩み止め部材は上記ねじ穴の径内側に突出する弾性片を備え、この弾性片は上記ナットに螺合するボルトのおねじに係合すると共に上記ボルトの軸方向に弾性変形することで、ナットの緩み止めをなすものであり、
   請求項２記載の脱落防止部材の前記係合部分が上記固定部に係合することで、上記ナットの上記追い側端面に前記脱落防止部材が取り付けられたことを特徴とする脱落防止部材付きナット。
4. 請求項１記載のボルト・ナットの脱落防止構造に用いられるボルトにおいて、
   上記ボルトは、上記軸部の先端寄りに小径部を備え、この小径部よりも先端側に中径部を備え、この小径部よりも基端側に大径部を備えたものであり、この大径部にはナットに螺合するおねじが形成されたものであり、中径部はねじが形成されていない無ねじ状となっていことを特徴とするボルト。

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