JP5817039B2 - 弛み止め締付部材又は弛み止め座金 - Google Patents

Description

この発明は、ボルトやナットの締付部材によるネジ締付作用を利用して被締結体を締結する際に、前記締付部材と前記被締結体との間に挟まれて用いられる弛み止め座金と、弛み止め締付部材に関する。

ボルトやナットの締付部材は、部材や部品などの被締結体を締め付けて固定する手段として、種々の分野で広く使用されている。この締付部材による締結部分に振動衝撃が繰返し作用することで発生する弛み対策として、従来は、平板ワッシャーやスプリングワッシャーが用いられている。
しかし、従来の平板ワッシャーやスプリングワッシャーでは、より強い振動衝撃によって締結部材による締結部分に弛みが生じることは避けられなかった。

これに対して、円錐楕円形型の座金で、ボルト孔内面形状が円錐面状にナット座面着面より被締結体面方向へ拡径されていると共に、前記弛み止め座金の外周面が凹面上の曲面に形成され、被締結体面方向へテーパーに拡径形成されることを特徴とする弛み止め座金が先に提案されている（特許文献１参照）。
これによれば、激しい振動や衝撃を好適に吸収して被締結体を確実に固定することができ、優れた弛み止め効果を得ることができる。

また、ボルトやナットの締付部材については、特許文献１の弛み止め座金と技術的思想を共通にするもので、ねじ作用により被締結体を締結する締結部材であって、締結部材を軸線の回りに回動させるためのヘッド部と、該ヘッド部と一体に、ヘッド部の基部から、ヘッド部と同心でヘッド部よりも径大となるよう延出端側が徐々に拡径する筒状に形成されるとともに、延出端面が被締結体に当接する座面に形成されたテーパ部とを備え、前記テーパ部の内面が、円錐曲面に形成され、前記テーパ部の外面が、凹面状の曲面に形成されていることを特徴とする締結部材が開示されている（特許文献２参照）。

特開２００５−２０７５６８号公報（特許請求の範囲） 特許３８６０２００号公報（特許請求の範囲）

弛み止め座金に関して解決しようとする問題点は、先に提案されたものでは、より優れより安定的な弛み止め効果が得られにくいことある。
そこで本発明の目的は、より強い振動衝撃が作用する場合でも、ボルトやナットの締付部材による締結部分に弛みが生じることを回避できると共に、より安定的な弛み止め効果が得られる弛み止め締付部材又は弛み止め座金を提供することにある。

本発明は、上記目的を達成するために次の構成を備える。

本発明にかかる弛み止め締付部材又は弛み止め座金の一形態によれば、ボルトやナットの締付部材、又は該締付部材によるネジ締付作用を利用して被締結体を締結する際に前記締付部材と前記被締結体との間に挟まれて用いられる座金について、弛み止めの構成を付加した弛み止め締付部材又は弛み止め座金において、前記ボルトやナットの締付部材の頭部から前記被締結体に圧接する該締付部材の座面に向かって一体に、又は前記締付部材の頭部の座面が圧接されるワッシャー被圧接面から前記被締結体に圧接するワッシャー座面に向かって、徐々に拡径する筒体状に形成されたテーパ筒体状部を備え、前記テーパ筒体状部の内周面が、前記締付部材の頭部又は前記ワッシャー被圧接面から前記締付部材の座面又は前記ワッシャー座面に向かって徐々に拡径する曲面に設けられ、前記テーパ筒体状部の外周面については、前記締付部材の頭部又は前記ワッシャー被圧接面の側が凹状の曲面に設けられていると共に、前記締付部材の座面又は前記ワッシャー座面の側が前記被締結体から垂直に起立する起立面に設けられ、該起立面が形成される締め付け方向の厚さが面取り程度ではなく締め付け力に対応する平板ワッシャーの厚さに相当するように設けられている。

また、本発明にかかる弛み止め座金の一形態によれば、前記弛み止め座金において、ボルトが挿通される孔の前記ワッシャー被圧接面の側の内周縁が面取りされていることを特徴とすることができる。

本発明に係る弛み止め締付部材又は弛み止め座金によれば、より強い振動衝撃が作用する場合でも、ボルトやナットの締付部材による締結部分に弛みが生じることを回避できると共に、より安定的な弛み止め効果が得られるという特別有利な効果を奏する。

本発明の弛み止め座金に係る形態例を示す正面図である。 図１の形態例の平面図である。 図１の形態例の底面図である。 図１の形態例の側面図である。 図１の形態例のＡ−Ａ線断面図である。 図１の形態例のＢ−Ｂ線断面図である。 図１の形態例についてボルト頭などが嵌まる状態を示した平面図である。 本発明の弛み止め座金に係る他の形態例を示す平面図である。 本発明の弛み止め座金に係るねじ弛み試験方法を示す断面図である。

以下、本発明に係る弛み止め座金の最良の形態例を、添付図面（図１〜９）に基づいて詳細に説明する。
本発明に係る弛み止め座金１０は、ボルト２０やナット３０の締付部材によるネジ締付作用を利用して被締結体４０を締結する際に、締付部材と被締結体４０との間に挟まれて用いられるものである（図９参照）。

１１はテーパ筒体状部であり、締付部材の座面２１（図９参照）が圧接される被圧接面１２から被締結体４０に圧接するワッシャー座面１９に向かって徐々に拡径する筒体状に形成されている。なお、１７はボルト２０の軸部が挿通されるボルト孔である（図２など参照）。

１３は凹段部であり、被圧接面１２に、締付部材との軸芯を合わせるため芯出しができるように締付部材の座面２１側が嵌まるように設けられている。
１４は凸段部であり、被圧接面１２の外縁部分に、締付部材との軸芯を合わせるため芯出しができるように締付部材の座面２１側が嵌まるように凹段部１３を形成すべく、設けられている。
芯出しができることで、締め付け力をバランスよく受けることができ、応力を適切に分散し、より安定的な弛み止め効果を得ることができる。

本形態例では、凹段部１３が設けられることで被圧接面１２に形成される凸段部１４が、六角ボルト２０のヘッド形状や六角ナットの外形に対応して、外形が円形の被圧接面１２において断続的に設けられている（図７の一点鎖線で示した六角形状２２を参照）。
なお、この凸段部１４は、ヘッド形状が円形のキャップボルトの外周を案内して芯出しできるようにもなっている（図７の二点鎖線で示した円形状２３を参照）。
また、断続的に形成される凸段部１４の形状や突起の数は、特に限定されるものではなく、六角ボルト２０のヘッド形状や六角ナットの外形を適切にガイドできる形状であればよい。

さらに、凸段部１４は、断続的に形成しないで、図８に示すような同心円のリング状に連続する形態にしてもよい。
これによっても、凹段部１３を適切に形成することができ、六角ボルト２０のヘッド形状や六角ナットの外形を好適にガイドできる（二点鎖線で示した六角形状２２を参照）ため、芯を合わせる精度を高めることができる。従って、より安定的な弛み止め効果が得られる。

テーパ筒体状部１１の内周面１５が円錐状の曲面に設けられると共にテーパ筒体状部１１の外周面１６の少なくとも一部が凹状の曲面１６ａに設けられている。
本形態例では、外周面１６のワッシャー座面１９側の平板ワッシャーに相当する厚さについては、被締結体４０から垂直に起立する起立面１６ｂとなるように形成されている。すなわち、テーパ筒体状部１１の外周面１６が全面的には凹状の曲面１６ａなっていない。これによれば、弛み止め性能を維持しつつ、外形寸法を適切に小さくすることができる。
なお、図９に示すナット３０についても、フランジ部として一体に形成されたテーパ筒体状部１１の座面側は、本発明に係るワッシャー座面１９側の形状と同じく形成されている。

次に、本発明に係る弛み止め座金１０をボルト２０の供試座金として使用した場合の弛み試験の結果について図９に基づいて説明する。
高速ねじ弛み試験機の加振台５０上に設けられた振動バーベル（被締結体４０）に、ワッシャー５１を介して供試品であるＭ１６のボルト２０、ナット３０、及び弛み止め座金１０を締め付けて固定した状態にセットした。
この高速ねじ弛み試験機によるねじ緩み試験は、振動数が１７８０ｒｐｍ、加振台ストロークが１１ｍｍ、インパクトストロークが１９ｍｍ、振動方向がボルト軸直角方向、締付トルクが２５０Ｎ・ｍ、１７分間で弛まなかった時は戻しトルクを測定するという条件で行った。

試験結果は、１７分間でも弛まず、戻しトルクは２１０Ｎ・ｍであった。
この高速弛み試験は、高速で振動及び衝撃を繰り返して加えて試験する装置であり、通常のナットでは、数秒〜数十秒のうちに弛んでしまう。また、現在市販されている最高度の締め付け保持力を有するといわれるダブルナット構成であっても、数分間程度保持できるだけである。この試験方法で、１７分にわたって締め付け力を保持できるボルト２０、ナット３０と弛み止め座金１０による構成は、最高の性能を有するものであることが確認できた。

以上、本発明につき好適な形態例を挙げて種々説明してきたが、本発明はこの形態例に限定されるものではなく、発明の精神を逸脱しない範囲内で多くの改変を施し得るのは勿論のことである。

１０ 弛み止め座金
１１ テーパ筒体状部
１２ 被圧接面
１３ 凹段部
１４ 凸段部
１５ 内周面
１６ 外周面
１６ａ 凹状の曲面
１６ｂ 起立面
１９ ワッシャー座面
２０ ボルト
２１ 座面
３０ ナット
４０ 被締結体

Claims (2)

1. ボルトやナットの締付部材、又は該締付部材によるネジ締付作用を利用して被締結体を締結する際に前記締付部材と前記被締結体との間に挟まれて用いられる座金について、弛み止めの構成を付加した弛み止め締付部材又は弛み止め座金において、
   前記ボルトやナットの締付部材の頭部から前記被締結体に圧接する該締付部材の座面に向かって一体に、又は前記締付部材の頭部の座面が圧接されるワッシャー被圧接面から前記被締結体に圧接するワッシャー座面に向かって、徐々に拡径する筒体状に形成されたテーパ筒体状部を備え、
   前記テーパ筒体状部の内周面が、前記締付部材の頭部又は前記ワッシャー被圧接面から前記締付部材の座面又は前記ワッシャー座面に向かって徐々に拡径する曲面に設けられ、
   前記テーパ筒体状部の外周面については、前記締付部材の頭部又は前記ワッシャー被圧接面の側が凹状の曲面に設けられていると共に、前記締付部材の座面又は前記ワッシャー座面の側が前記被締結体から垂直に起立する起立面に設けられ、該起立面が形成される締め付け方向の厚さが面取り程度ではなく締め付け力に対応する平板ワッシャーの厚さに相当するように設けられていることを特徴とする弛み止め締付部材又は弛み止め座金。
2. 前記請求項１記載の弛み止め座金において、ボルトが挿通される孔の前記ワッシャー被圧接面の側の内周縁が面取りされていることを特徴とする弛み止め座金。

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