JP6231807B2 - ボルトの弛み止め構造 - Google Patents

Description

本発明はボルトの弛み止め構造に関し、特に製造の煩雑さを招来することなく、ボルトを確実に弛み止めできるようにした構造に関する。

ボルトを用いて締結する方式は多くの構造物において採用されている。ボルトは被締結部材に形成した雌ねじに単純に螺合し締付け、あるいは被締結部材を挿通して裏側のナットに単純に螺合し締付けただけでは、座面の陥没による弛み、ねじ締結体の接触部のあらさ、うねりあるいは形状誤差による初期弛み、軸力の静的な変動あるいは動的な変動に起因するナットの戻り回転などにより、締結の弛みが生ずることが懸念される。

これに対し、ボルト頭部の外側面又は被締結部材側ボルト頭部が嵌め込まれる穴内面に弾性を有する複数の爪体を傾斜して設け、複数の爪体はボルトの締付け方向には揺動して回転を許容し、弛み方向には対向する被締結部材側の穴内面又はボルト頭部の外側面に押し付けられて突っ張り、弛み方向への回転を阻止するようにしたボルトの弛み止め構造が提案されている（特許文献１）。

特開２００７−２５５４２９号公報

しかし、特許文献１記載の弛み止め構造では爪体を穴内面又はボルト頭部の外側面に押し付けられて突っ張るようにしているので、ボルトを確実に弛み止めするためには複数の爪体を設ける必要があって、製作が煩雑であった。

本発明はかかる問題点に鑑み、製造の煩雑さを招来することなく、弛み止め性能を確保できるようにしたボルトの弛み止め構造を提供することを課題とする。

そこで、本発明に係るボルトの弛み止め構造は、ボルトが差し込まれる被締結部材の穴には内形円筒状のキャップが圧入され、上記ボルトの外形円柱状の頭部頂面には操作工具が嵌込み可能な多角形凹部が形成され、上記ボルト頭部は上記キャップに回転可能に遊嵌される一方、上記ボルト頭部の外側面又は上記被締結部材の穴の内側面には嵌込み凹所が形成され、該嵌込み凹所の底面は上記ボルト頭部の外側面又は被締結部材の穴の内側面に対してボルト締付け方向進み側に向けて次第に浅くなるような形状に形成され、該嵌込み凹所内には外形が球状又は円柱状をなす転動可能なストッパーが収納されるとともに、該ストッパーのボルト締付け方向遅れ側には上記ストッパーをボルト締付け方向進み側に向けて付勢するばね部材が設けられており、上記ボルトの締付け方向への回転時には上記ストッパーがばね部材の付勢力に抗してボルト締付け方向遅れ側に転動することによってボルト頭部の締付け方向への回転を許容する一方、上記ボルトの弛み方向への回転時には上記ストッパーがばね部材の付勢力によって上記ボルトの弛み方向遅れ側に転動されて上記ボルト頭部又はキャップの嵌込み凹所の底面とキャップ内周面又はボルト頭部外周面との間に挟圧されることによってボルト頭部の弛み方向への回転が阻止されるようになしたことを特徴とする。

本発明の特徴の１つは、外形円柱状のボルト頭部の外側面又は内形円筒状のキャップの内側面に嵌込み凹所を形成し、嵌込み凹所の底面をボルト締付け方向進み側に向けて次第に浅くなるような形状に形成し、この嵌込み凹所内に転動可能な形状のストッパーを収納するとともにばね部材によってボルト締付け方向進み側に向けて付勢するようにした点にある。

これにより、ボルトを締付け方向に回転させる場合には、ストッパーがキャップの内側面又はボルト頭部の外側面と摺接されることによってばね部材の付勢力に抗してボルト締付け方向遅れ側に転動され、嵌込み凹所の底の深い部分に位置するので、ストッパーがボルト頭部の締付け方向への回転を邪魔することがなく、ボルト頭部は円滑に回転されることができる。

他方、ボルトの締め付けが完了すると、ストッパーがばね部材の付勢力によってボルトの弛み方向遅れ側に転動される。この状態でボルトが弛み方向に回転しようとすると、ボルト頭部又はキャップの嵌込み凹所の底面とキャップ内周面又はボルト頭部外周面との間に強く挟まれることとなり、ボルト頭部が弛み方向に回転しようとするのをストッパーが阻止することとなる。

また、転動可能なストッパーが嵌込み凹所の底面とキャップ内周面又はボルト頭部外周面との間に強く挟まれることによって、ボルト頭部の弛み方向への回転を阻止するので、特許文献１記載の構造のように、爪体が突っ張って回転を阻止する方式に比較して阻止する力が大きく、数少ない、例えば１つのストッパーによっても確実に弛み止めを行うことができる。

さらに、嵌込み凹所にストッパーとばね部材をセットすればよいので、ボルトの弛み止めを単純な構造によって実現でき、製造の煩雑さを招来することがない。

嵌込み凹所は底面がボルト締付け方向進み側に向けて次第に浅くなるような形状であればよく、ボルト頭部又はキャップの頂面側を閉鎖したままでもよく、又開放させてもよい。特に、開放させると、頂面側からストッパーを嵌込み凹所にセットすることができ、組立て作業を円滑に行うことができる。

ストッパーは外形球状又は外形円柱状をなし、嵌込み凹所内を転動できるものであればよく、例えば金属球、金属丸棒、金属丸パイプによって構成されることができる。

キャップは内径円筒状であればよく、外形については特に限定されない。また、キャップに任意の厚みのものを準備しておくと、１つのボルトだけで被締結部材の種々な大きさの穴に対応できる。

本発明に係るボルトの弛み止め構造の好ましい実施形態を示す断面構成図である。 上記実施形態を示す平面図である。 上記実施形態における作用を説明するための図である。 第２の実施形態を示す平面図である。 上記実施形態における作用を説明するための図である。

以下、本発明を図面に示す具体例に基づいて詳細に説明する。図１ないし図３は本発明に係るボルトの弛み止め構造の好ましい実施形態を示す。図において、本例の弛み止め構造はボルト１０とキャップ２０の組合せから構成されている。ボルト１０は軸部に雄ねじが形成される一方、ボルト１０の頭部１０Ａは外形円柱状をなし、ボルト頭部１０Ａの頂面には六角形状の凹部１０Ｂが形成されており、凹部１０Ｂには六角レンチ（操作工具）を嵌め込んで回転操作できるようになっている。

また、ボルト頭部１０Ａの外側面には複数、例えば４つの嵌込み凹所１０−Ｃが等角度間隔をあけて形成されている。この嵌込み凹所１０Ｃは底面１０Ｃ−１がボルト頭部１０Ａの外側面に対してボルト締付け方向進み側に向けて次第に浅くなるような形状に形成されるとともに、ボルト頭部１０Ａの頂面側が開放されている。

さらに、嵌込み凹所１０Ｃ内には金属球製のストッパー１１が転動可能に収納されるとともに、ストッパー１１のボルト締付け方向遅れ側にはく字状の板ばね１２が配置されるとともに底面１０Ｃ−１に固定されており、ストッパー１１をボルト締付け方向進み側に向けて付勢するようになっている。

他方、キャップ２０は所定の内外径の円筒状をなし、被締結部材３０のボルト頭部１０Ａが差し込まれる穴３１に圧入され、キャップ２０内にはボルト頭部１０Ａが回転可能に遊嵌されている。

今、ボルト１０を被締結部材３０にねじ込む場合、被締結部材３０の穴３１にキャップ２０を圧入した後、ボルト１０の軸部を被締結部材３０の穴３１に挿通して雌ねじに螺合させ、ボルト１０を締め付ける方向に回転させると、図３の（ｂ）に示されるように、ストッパー１１はキャップ２０の内側面と摺接することによって板ばね１２の付勢力に抗して転動され、嵌込み凹所１０Ｃの最も深い位置近傍に位置し、キャップ２０の内側面と摺接して嵌込み凹所１０Ｃ内で回転されながら嵌込み凹所１０Ｃの最も深い位置近傍に保持され、ストッパー１１がボルト頭部１０Ａの回転を邪魔することなく、ボルト頭部１０Ａは円滑に締め付け方向に回転される。

他方、ボルト１０の締め付けが完了すると、図３の（ａ）に示されるように、ストッパー１１は板ばね１２の付勢力によって嵌込み凹所１０Ｃの最も浅い位置近傍に位置される。かかる状況において、ボルト１０が弛み方向に回転しようとすると、嵌込み凹所１０Ｃの底面１０Ｃ−１とキャップ２０の内側面との間に強く挟まれ、ボルト頭部１０Ａが弛み方向に回転するのを阻止するので、ボルト１０を確実に弛み止めすることができる。

図４及び図５は第２の実施形態を示す。本例ではキャップ２０の内側面に嵌込み凹所２０Ｃが形成され、嵌込み凹所２０は底面２０Ｃ−１がキャップ２０の内側面に対してボルト締付け方向進み側に向けて次第に浅くなるような形状に形成されるとともに、キャップ２０の頂面側が開放されている。

さらに、嵌込み凹所２０Ｃ内には金属球製のストッパー１１が転動可能に収納されるとともに、ストッパー１１のボルト締付け方向遅れ側にはく字状の板ばね１２が配置されるとともに底面２０Ｃ−１に固定されており、ストッパー１１をボルト締付け方向進み側に向けて付勢するようになっている。

今、ボルト１０を被締結部材３０にねじ込む場合、ボルト１０を締め付ける方向に回転させると、図５の（ａ）に示されるように、ストッパー１１はボルト頭部１０Ａの外側面と摺接することによって板ばね１２の付勢力に抗して転動され、嵌込み凹所２０Ｃの最も深い位置近傍に位置し、ボルト頭部１０Ａの外側面と摺接して嵌込み凹所２０Ｃ内で回転されながら嵌込み凹所２０Ｃの最も深い位置近傍に保持され、ストッパー１１がボルト頭部１０Ａの回転を邪魔することなく、ボルト頭部１０Ａは円滑に締め付け方向に回転される。

ボルト１０の締め付けが完了すると、図５の（ｂ）に示されるように、ストッパー１１は板ばね１２の付勢力によって嵌込み凹所２０Ｃの最も浅い位置近傍に位置される。かかる状況において、ボルト１０が弛み方向に回転しようとすると、嵌込み凹所２０Ｃの底面２０Ｃ−１とボルト頭部１０Ａの外側面との間に強く挟まれ、ボルト頭部１０Ａが弛み方向に回転するのを阻止するので、ボルト１０を確実に弛み止めすることができる。

１０ ボルト
１０Ａ 頭部
１０Ｂ 凹部
１０Ｃ 嵌込み凹所
１０Ｃ−１ 底面
１１ ストッパー
１２ 板ばね
２０ キャップ
２０Ｃ 嵌込み凹所
２０Ｃ−１ 底面
３０ 被締結部材
３１ 穴

Claims (2)

1. 被締結部材（３０）はボルト（１０）が差し込まれる被締結部材（３０）の穴（３１）に圧入構造の内形円筒状のキャップ（２０）を有し、上記ボルト（１０）は外形円柱状の頭部 （１０Ａ）頂面に操作工具が嵌込み可能な多角形凹部（１０Ｂ）を有し、上記ボルト頭部（１０Ａ）と上記キャップ（２０）とは回転可能な遊嵌構造をなす一方、
   上記ボルト頭部（１０Ａ）又は上記被締結部材（３０）は上記ボルト頭部（１０Ａ）の外側面又は上記被締結部材（３０）の穴（３１）の内側面に嵌込み凹所（１０Ｃ、２０Ｃ）を有し、該嵌込み凹所（１０Ｃ、２０Ｃ）はボルト頭部（１０Ａ）の外周面又は被締結部材（３０）の穴（３１）内側面に対して径方向に起立した面と該起立面の端縁に連続し上記ボルト頭部（１０Ａ）の外側面又は被締結部材（３０）の穴（３１）の内側面に対してボルト締付け方向進み側に向けて次第に浅くなるような形状の底面（１０Ｃ−１、２０Ｃ−１）とを有するとともに、上記嵌込み凹所（１０Ｃ、２０Ｃ）の頂面側が開放され、該嵌込み凹所（１０Ｃ、２０Ｃ）内には外形が球状又は円柱状をなす転動可能なストッパー（１１）が収納されるとともに、上記嵌込み凹所（１０Ｃ、２０Ｃ）内には起立面と底面（１０Ｃ−１、２０Ｃ−１）に圧接される平面∠字形状の板ばね（１２）が介在され、該板ばね（１２）は上記ストッパー（１１）をボルト締付け方向進み側に向けて付勢しており、
   上記ボルトの締付け方向への回転時には上記ストッパー（１１）が板ばね（１２）の付勢力に抗してボルト締付け方向遅れ側に転動することによってボルト頭部（１０Ａ）の締付け方向への回転を許容する一方、
   上記ボルトの弛み方向への回転時には上記ストッパー（１１）が板ばね（１２）の付勢力によって上記ボルトの弛み方向遅れ側に転動されて上記ボルト頭部（１０Ａ）又はキャップ（２０）の嵌込み凹所（１０Ｃ、２０Ｃ）の底面（１０Ｃ−１、２０Ｃ−１）とキャップ（２０）内周面又はボルト頭部（１０Ａ）外周面との間に挟圧されることによってボルト頭部の弛み方向への回転が阻止されるようになしたことを特徴とするボルトの弛み止め構造。
2. 上記ストッパー（１１）が金属球、金属丸棒又は金属丸パイプによって構成されている請求項１記載のボルトの弛み止め構造。

Images