JP2004011918A - 戻り止めボルト - Google Patents

Abstract

【課題】　鋼材及びマグネシウムやアルミニウムなどの軟質材料の締付けに使用して有効な戻り止め効果を奏する戻り止めボルトを提供する。
【解決手段】　一端にねじ締結用機能を設えた頭部（１）と、頭部に延設されたピッチＰを有するねじが形成されたねじ軸（２）とを備え、ｎ個の戻り止め部（４）がｎ等分の角度間隔をおいて頭部の座面（３）に形成されており、戻り止め部は、座面に対して突起した突起部を有し、この突起部は、前記ねじ軸の締め付け回転方向と反対方向に向かって突起高さが漸次増大し最大の突起高さ位置でエッジ（６）を有し、エッジの座面からの高さはＰ／ｎの近傍の値であってＰ／ｎ以下の値をとることを特徴とする。
【選択図】　図１

Description

　本発明は、戻り止めボルトに係り、特に、小ねじの締付けに使用する戻り止めボルトに関する。

　ねじ締結におけるゆるみ及びもどりの問題を考える場合に、ボルトの使用状態が多様であることから、それぞれの条件に合った方法が検討されている。例えば、ねじ径の大きいボルトについては相手ナットのねじ部を部分的に変形しておねじと緩衝させることによってゆるみ止め機能を得るものが多く使用されている。

　しかし小径のボルトにおいては相手ナットも微小となるために、ゆるみ止め機構を加工付加することが容易でない。従って、小径ボルトにおいては、おねじのねじ部または頭部座面などに加工を加えた構造をとることによってゆるみ止め効果を得ようとすることが行われている。

　従来行われているこの種の小径ボルトには、
（１）頭部座面の縁の周辺に歯形をつけて、締付けによって相手材料にねじ座面の歯形が食い込むようにしたもの、
（２）頭部座面の円周方向に複数の波形形状を設けて、波の凸部によって相手材料に食い込むようにしたもの、
などが代表的なものと見られる。

　しかしながら、これらの従来のボルトは特定な材料間において有効であっても、近時使用されている多種類の材料については必ずしも戻り止めの効果は充分ではない。

　そこで、本発明の目的は、上記従来技術の有する問題を解消し、現今の多様なねじ締付けの条件に順応可能であり、例えば相手材が鋼材料、マグネシウム材料、あるいはアルミニウム材料等の多種類の材料であっても対応することができ、充分な戻り止め機能を得ることが可能な戻り止めボルトを提供することである。

　上記目的を達成するために、本願の第１の発明の戻り止めボルトは、一端にねじ締結用機能を設えた頭部と、前記頭部に延設されたピッチＰを有するねじが形成されたねじ軸とを備え、前記ねじ軸に形成された前記ねじは全長に渡って同じ外径を有し、ｎ個の戻り止め部がｎ等分の角度間隔をおいて前記頭部の座面に形成されており、前記戻り止め部は、前記座面に対して突起した突起部を有し、この突起部は、前記ねじ軸の締め付け回転方向と反対方向に向かって突起高さが漸次増大し最大の突起高さ位置でエッジを有し、前記エッジの前記座面からの高さはＰ／ｎの近傍の値であってＰ／ｎ以下の値をとることを特徴とする。

　戻り止め部の突起部はねじ軸の締め付け回転方向に沿って突起高さが漸次増大して最大の突起高さ位置に至るように形成されているので、小さい回転抵抗の下で締め付けることができる一方、戻り止め部の突起部は最大の突起高さ位置に至りこの後急峻に下降して座面に至るエッジを有するように形成されているので、締め付け回転方向と逆方向に戻ろうとするときに、エッジが相手部材に喰い込むように作用して戻り止め効果を奏することができる。

　エッジの高さはＰ／ｎの近傍であってＰ／ｎ以下の値であるので、１／ｎ回転すれば確実にエッジの全高さを被締付板に喰い込ませることができる。エッジの高さはせいぜいＰ／ｎに近い値であり比較的に小さく被締付板に喰い込む量を比較的に小さくすることができる一方、ｎ個の戻り止め部による積算効果によって十分な戻り止め効果を奏することができる。

　また、本願の第２の発明の戻り止めボルトは、一端にねじ締結用機能を設えた頭部と、前記頭部に延設されたピッチＰを有するねじが形成されたねじ軸とを備え、前記ねじ軸に形成された前記ねじは全長に渡って同じ外径を有し、ｎ個の戻り止め部がｎ等分の角度間隔をおいて前記頭部の平面状の座面に形成されており、前記戻り止め部は、前記座面に対して陥没して陥没部を有し、この陥没部は、前記ねじ軸の締め付け回転方向に沿って陥没深さが漸次増大して最大の陥没深さ位置を経た後にエッジを形成して前記座面に戻るように形成され、
　前記座面における互いに隣接する前記戻り止め部の間には、平坦部が形成されている。

　本発明の戻り止めボルトをマグネシウムやアルミニウムなどの軟質材料の相手部材に適用した場合に、座面は締付け初期において相手部材面に接触し、この状態で締付けが進むことによって座面が相手部材面を圧縮しながら回転し、規定の締付けを終了した状態では座面は締付力によって相手部材面を強く圧縮し、軟質材料の相手部材は圧縮によってわずかな肉の移動を生じ、戻り止め部の陥没部内のエッジ位置にわずかな凸肉部が形成され、相手部材面に生じたこのわずかな凸肉部と戻り止め部のエッジによって有効なもどり止め機能を奏する。

　本発明の構成によれば、戻り止め部の突起部は、ねじ軸の締め付け回転方向に沿って突起高さが漸次増大し最大の突起高さ位置でエッジを有し、エッジの座面からの高さはＰ／ｎの近傍であってＰ／ｎより低いので、ｎ個の戻り止め部による積算効果によって十分な戻り止め効果を奏することができる。

　また、戻り止め部の陥没部は、ねじ軸の締め付け回転方向に沿って陥没深さが漸次減少して最大の陥没深さ位置を経た後にエッジを形成して座面に戻るように形成されているので、座面が相手部材面を圧縮しながら回転することによって相手部材は圧縮によってわずかな肉の移動を生じ、戻り止め部の陥没部内のエッジ位置にわずかな凸肉部が形成され、凸肉部と戻り止め部のエッジとによって有効なもどり止め機能を奏することができる。

　以下に図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。　
　図１に示す戻り止めボルト１０は、例えばネジ軸直径が１．７ｍｍの小径のボルトである。小径のボルトとしては、典型的にはネジ軸直径が１ｍｍ〜３ｍｍであるが、例えばネジ軸直径が６ｍｍ程度であってもよい。図１において符号１は締付け工具嵌合用十字穴を設えたねじ頭部を示し、頭部１はほぼ円筒状の形状を有し、符号２は頭部１に連結されたねじ軸を示す。ねじ軸２にはピッチＰのねじが形成されている。頭部１の座面３には円周方向にｎ等分、例えば３等分の角度間隔をおいて座面３の周縁近傍の放射状位置にｎ個、例えば３個の戻り止め部４が形成されている。

　戻り止め部４は、座面３に対して突起した突起部を有し、この突起部は、締め付け回転方向Ａに向かって先細に形成されたくさび形状を有し、ねじ軸２の締め付け回転方向Ａに沿って突起高さが漸次増大して最大の突起高さ位置に至り、この後急峻に下降して座面２に至り、最大の突起高さ位置でエッジ６を有する。また、戻り止め部４の突起部は、座面３の周縁近傍に形成されており、ねじ軸２にまでは連なっていない。

　エッジ６は、半径方向に直線状に形成され、座面３からの高さは半径方向に渡ってほぼ同じ高さを有する。エッジ６の座面３からの高さはＰ／ｎ、例えばＰ／３に近い値であってＰ／ｎ、例えばＰ／３より低い値を有する。

　図９に示すように、戻り止め部４の突起部は、座面３から離れるほどくさび形状の内側へ形成して形成されており、図９に示す角度αはボルトの大きさにも依存するが、約６度乃至１２度の大きさである。

　図１０は、図１に示す戻り止めボルト１０を使用した板締付けの構成を示している。タップによってめねじ加工した板Ｃに、ねじ径よりも大きい孔を加工した被締付板Ｂを戻り止めボルト１０によって締付け初める状態で、座面２に形成された戻り止め部４のエッジ６が板Ｂの上面に接触した状態を示している。エッジ６の高さｈはねじ軸２が１回転することによって進む量即ちピッチＰの１／３より小さい値であってＰ／３に近い値に設定されている。図１０に示す状態から更に締めて板締めするわけであるが、戻り止め部４のエッジ６はねじ回転による締付力によって板Ｂに喰い込みながら回転する。戻り止め部４の突起部が完全に喰い込み、座面３が板Ｂに接触した後、更に締めて締付けトルクが規定値に達した後に締付けは完了する。

　戻り止め部４の突起部は、ねじ軸２の締め付け回転方向Ａに沿って突起高さが漸次増大して最大の突起高さ位置に至るように形成されているので、図１０に示す状態からねじ回転による締付力によって板Ｂに喰い込ませながら回転する場合に、比較的に少ない回転抵抗の下で締め付けることができる。

　この一方、戻り止め部４の突起部は、最大の突起高さ位置に至りこの後急峻に下降して座面２に至り、最大の突起高さ位置でエッジ６を有するように形成されているので、戻り止めボルト１０が締め付け回転方向Ａと逆方向に戻ろうとするときに、エッジ６が板Ｂに喰い込むように作用し戻り止め効果を奏することができる。

　また、エッジ６の高さｈがＰ／３ピッチより小さいことから、ねじ軸２の回転は１／３回転より以前にエッジ６の全高さｈが被締付板Ｂに喰い込んで、座面２が板Ｂに接触することになり、１／３回転すれば確実にエッジ６の全高さｈを被締付板Ｂに喰い込ませることができる。また、エッジ６の高さｈがＰ／３ピッチに近い値であるので、戻り止め効果を生じ得る程にエッジ６を被締付板Ｂに喰い込ませることができる。これによって、戻り止めボルト１０と板Ｃによるねじの締付けは完全に行われると共に、戻り止め部４の突起部は被締付板Ｂに完全に喰い込むので、締付け終了後の締結体は高いゆるみ止め及びもどり止め性能を有することができる。

　また、エッジ６の高さｈはせいぜいＰ／３ピッチに近い値であり比較的に小さいので、被締付板Ｂに喰い込む量を比較的に小さくすることができる。この一方、締付板Ｂに喰い込む量を比較的に小さくしても、３個の戻り止め部４が設けられているのでので、この積算効果によって十分な戻り止め効果を奏することができる。

　戻り止めボルト１０によって、図１０に示す状態から比較的に少ない回転抵抗の下で締め付けることができ、また、被締付板Ｂに喰い込む量を比較的に小さくすることができる一方、複数の戻り止め部４による積算効果によって十分な戻り止め効果を奏することができるので、相手部材が硬い鋼材であってもアルミニウム材等の柔らかいものであってもよく、多種類の材料に渡って戻り止めの効果を充分に発揮することが可能になる。

　次に、図１に示す戻り止めボルト１０の変形例について説明する。

　図２に示す戻り止めボルト１１では、戻り止め部４の突起部は、座面３の周縁近傍に形成されねじ軸２に至るまで形成されていないことは戻り止めボルト１０と共通である。しかし、戻り止めボルト１１は、変形くさび状に形成されている点で戻り止めボルト１０とは異なる。戻り止めボルト１１では、突起部は、ねじ軸２の締め付け回転方向Ａに沿って突起高さが漸次増大するとともに座面３の周縁部に向かって突起高さが漸次増大して形成されている。エッジ６の高さは、周縁部から半径方向内方に向かって減少している。

　この変形例によれば、戻り止めボルト１１においてはエッジ６の先端は角錐状に尖っているので、相手部材に鋭く食い込むことが可能になり効果的な戻り止め効果を発揮することができる。

　図３に示す戻り止めボルト１２は、戻り止め部４の突起部は、座面３の周縁近傍からねじ軸２に至るまで形成されている点で、戻り止めボルト１０とは異なる。戻り止めボルト１２は、エッジ６の半径方向の長さを大きくとることができるので、強い戻り止め効果を発揮することができる。また、エッジ６の半径方向の長さが制限される小径ボルトに有効である。

　図４に示す戻り止めボルト１３では、戻り止め部４の突起部は、座面３の周縁近傍に形成されねじ軸２に至るまで形成されており、また、突起部は、ねじ軸２の締め付け回転方向Ａに沿って突起高さが漸次増大するとともに座面３の周縁部に向かって突起高さが漸次増大して形成されている。エッジ６の先端は角錐状に尖っているので、相手部材に鋭く食い込むことが容易であり、また、エッジ６の半径方向の長さを大きくとることができるので、強い戻り止め効果を発揮することができる。

　次に、図５乃至図８を参照して、本発明の他の実施形態について説明する。

　図５に示す戻り止めボルト２０は、例えばネジ軸直径が１．７ｍｍの小径のボルトである。図５において、頭部１の座面３には円周方向にｎ等分、例えば３等分の角度間隔をおいて座面３の周縁近傍の放射状位置にｎ個、例えば３個の戻り止め部２４が形成されている。

　戻り止め部２４は、座面３に対して陥没した陥没部を有し、この陥没部は、ねじ軸２の締め付け回転方向Ａに沿って陥没深さが漸次増大して最大の陥没深さ位置を経た後にエッジ２６を形成して座面３に戻るように形成されている。

　本実施形態の戻り止めボルト２０は、マグネシウム、アルミニウムなど軟質材料に対して有効である。即ち、戻り止めボルト２０を図１０に示す場合と同様に締付けに使用した場合に、座面３は板Ｂに締付け初期において接触する。この状態で締付けが進むことによって、座面３は軟質板Ｂを圧縮しながら回転する。規定の締付けを終了した状態ではねじ座面は締付力によって板Ｂを強く圧縮する。軟質板Ｂは圧縮によってわずかな肉の移動を生じて座面３に形成された戻り止め部２４の陥没部内にわずかな凸部を形成することになる。板Ｂに生じたこのわずかな凸肉と戻り止め部２４の陥没部とによって有効なもどり止め機能を得ることが出来る。

　次に、図５に示す戻り止めボルト２０の変形例について説明する。

　図６に示す戻り止めボルト２１では、戻り止め部２４の陥没部は、座面３の周縁近傍に形成されねじ軸２に至るまで形成されていないことは戻り止めボルト２０と共通である。しかし、戻り止めボルト２１の陥没部は、変形くさび状に形成されている点で戻り止めボルト２０とは異なる。戻り止めボルト２１では、陥没部は、ねじ軸２の締め付け回転方向Ａに沿って陥没深さが漸次減少するとともに座面３の周縁部に向かって陥没深さが漸次増大して形成されている。

　図７に示す戻り止めボルト２２は、戻り止め部２４の陥没部は、座面３の周縁近傍にからねじ軸２に至るまで形成されている点で、戻り止めボルト２０とは異なる。戻り止めボルト２２は、エッジ１６の半径方向の長さを大きくとることができるので、強い戻り止め効果を発揮することができる。また、エッジ６の半径方向の長さが制限される小径ボルトに有効である。

　図８に示す戻り止めボルト２３では、戻り止め部４の陥没部は、座面３の周縁近傍に形成されねじ軸２に至るまで形成されており、また、陥没部は、ねじ軸２の締め付け回転方向Ａに沿って陥没深さが漸次減少するとともに座面３の周縁部に向かって陥没深さが漸次増大して形成されている。エッジ６の半径方向の長さを大きくとることができるので、強い戻り止め効果を発揮することができる。

本発明の戻り止めボルトの一実施形態を示す斜視図。 変形例を示す斜視図。 他の変形例を示す斜視図。 他の変形例を示す斜視図。 本発明の戻り止めボルトの他の実施形態を示す斜視図。 変形例を示す斜視図。 他の変形例を示す斜視図。 他の変形例を示す斜視図。 図１に対応する平面図。 本発明の戻り止めボルトによる板締付けの構成を示す説明図。

符号の説明

１　頭部
２　ねじ軸
３　座面
４、２４　戻り止め部
６，２６　エッジ
１０，１１，１２，１３　戻り止めボルト
２０，２１，２２，２３　戻り止めボルト

Claims (4)

1. 　一端にねじ締結用機能を設えた頭部と、前記頭部に延設されたピッチＰを有するねじが形成されたねじ軸とを備え、
   　ｎ個の戻り止め部がｎ等分の角度間隔をおいて前記頭部の座面に形成されており、前記戻り止め部は、前記座面に対して突起した突起部を有し、この突起部は、前記ねじ軸の締め付け回転方向と反対方向に向かって突起高さが漸次増大し最大の突起高さ位置でエッジを有し、
   　前記エッジの前記座面からの高さはＰ／ｎの近傍の値であってＰ／ｎ以下の値をとることを特徴とする戻り止めボルト。
2. 　一端にねじ締結用機能を設えた頭部と、前記頭部に延設されたピッチＰを有するねじが形成されたねじ軸とを備え、
   　前記ねじ軸に形成された前記ねじは全長に渡って同じ外径を有し、
   　ｎ個の戻り止め部がｎ等分の角度間隔をおいて前記頭部の平面状の座面に形成されており、前記戻り止め部は、前記座面に対して陥没して陥没部を有し、この陥没部は、前記ねじ軸の締め付け回転方向に沿って陥没深さが漸次増大して最大の陥没深さ位置を経た後にエッジを形成して前記座面に戻るように形成され、
   　前記座面における互いに隣接する前記戻り止め部の間には、平坦部が形成されている
   ことを特徴とする戻り止めボルト。
3. 　前記戻り止め部は、前記座面の周縁近傍に形成されていることを特徴とする請求項１乃至２のいずれかに記載の戻り止めボルト。
4. 　前記戻り止め部は、前記座面の周縁から前記ねじ軸に至って形成されていることを特徴とする請求項１乃至２のいずれかに記載の戻り止めボルト。

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