JP6491773B1

JP6491773B1 - 締結構造体

Info

Publication number: JP6491773B1
Application number: JP2018055375A
Authority: JP
Inventors: 輝夫中上
Original assignee: 有限会社ウェジコ
Priority date: 2017-12-28
Filing date: 2018-03-22
Publication date: 2019-03-27
Anticipated expiration: 2038-03-22
Also published as: JP2019120398A

Abstract

【課題】ボルトとナットは通常の市販のものを用いることができ、緩み止めの強度が高く強度のバラツキが生じ難い締結構造体を提供する。【解決手段】この締結構造体１は、締結用挿通孔５ａ、６ａを有する被締結体５、６と、雄ねじ部２１を有するボルト２と、ボルト挿通孔３１、一方の面３ａ側に突出する第１突出部３２、前記ボルト挿通孔３１の周縁の内方から他方の面３ｂ側に突出する第２突出部３３、を有するワッシャ３と、雌ねじ部４１を有するナット４と、を備えており、ボルト２は、雄ねじ部２１が被締結体５、６の締結用挿通孔５ａ、６ａ及びワッシャ３のボルト挿通孔３１に挿通しナット４の雌ねじ部４１に螺合しており、ワッシャ３は、第１突出部３２が被締結体５に接触し、第２突出部３３がナット４とボルト２に接触している。【選択図】図１

Description

本発明は、建築構造物又は機械類などを構成する部材（被締結体）をボルトとナットとワッシャを用いて締結してなる締結構造体に関する。

従来より、被締結体を締結する締結用部材としてボルトとナットとワッシャ（座金）は、締結後の緩み止めのために様々な工夫がなされてきた。その中で、ボルトとナットは通常の市販のものを用い、ワッシャは特有形状のものを用いるものは、ワッシャを特別に用意するだけで済むので締結用部材全体を廉価にできる。

例えば、特許文献１に開示のワッシャは、その上面が一方向に傾斜しているものである。ナットをボルトに螺合し回して行くと、締め付ける前はナットの中心軸線とボルトの中心軸線がほぼ一致するが、締め付けると、接触したワッシャの上面の傾斜に応じてナット（ナットの中心軸線）が傾斜する（ボルトの中心軸線に対して傾斜する）。そして、ナットの雌ねじの上位側とボルトを挟んで反対側の下位側がボルトの側面を裁断方向に圧迫することで、緩み止めを達成できるとしている。

特開平１０−１５３２１１号公報

しかし、ナットとボルトの間には位置の余裕が有るため、特許文献１に開示のワッシャは、ナットを傾斜させるが、ボルトに対しては作用しないので、ボルトとナットの偶然的な位置関係に依存して緩み止めの強度にはバラツキが生じ易い。

本発明は、係る事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、ボルトとナットは通常の市販のものを用いることができ、緩み止めの強度が高く強度のバラツキが生じ難い締結構造体を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の締結構造体は、締結用挿通孔を有する被締結体と、雄ねじ部を有するボルトと、ボルト挿通孔を有するワッシャであって、前記ワッシャの一方の面側に突出する第１突出部、前記ボルト挿通孔の周縁の内方から又は周縁から前記ワッシャの他方の面側に前記ワッシャの周方向に関して前記第１突出部と同じ位置で突出する第２突出部、を更に有し、前記ボルト挿通孔を挟んで前記第１突出部及び前記第２突出部の反対側には、前記第１突出部及び前記第２突出部に対応する突出部は形成されていない前記ワッシャと、雌ねじ部を有するナットと、を備えており、前記ボルトは、前記雄ねじ部が、前記被締結体の前記締結用挿通孔及び前記ワッシャの前記ボルト挿通孔に挿通し、かつ、前記ナットの前記雌ねじ部に螺合しており、前記ワッシャは、前記第１突出部が前記被締結体に接触し、前記第２突出部が前記ナットと前記ボルトに接触していることを特徴とする。

請求項２に記載の締結構造体は、請求項１に記載の締結構造体において、前記ワッシャの前記ボルト挿通孔は、大略円形状であって一部に外方に凹んだ凹み部を有しており、前記ワッシャは、外周の一部から延出した延出部を有し、該延出部は、前記外周の一部から前記一方の面側に曲がった部分が前記第１突出部を形成し、更に曲がって前記ボルト挿通孔の前記凹み部を通って前記他方の面側に突出した部分が前記第２突出部を形成していることを特徴とする。

本発明の締結構造体によれば、ボルトとナットは通常の市販のものを用いることができ、緩み止めの強度が高く強度のバラツキが生じ難くなる。

本発明の実施形態に係る締結構造体を示す側面視断面図である。同上の締結構造体に用いるワッシャを示す正面図である。同上の締結構造体に用いるワッシャを示す平面図である。同上の締結構造体に用いるワッシャを示す底面図である。同上の締結構造体に用いるワッシャを示す図２ＢのＡ−Ａ線で示す位置で切断した断面図である。同上の締結構造体に用いるワッシャの折り曲げる前の状態を示す延出部近傍の平面図である。同上の締結構造体に用いるワッシャの変形例を示す正面図である。同上の締結構造体に用いるワッシャの変形例を示す平面図である。同上の締結構造体に用いるワッシャの変形例を示す底面図である。同上の締結構造体に用いるワッシャの変形例を示す図４ＢのＡ−Ａ線で示す位置で切断した断面図である。同上の締結構造体に用いるワッシャの更なる変形例を示す正面図である。同上の締結構造体に用いるワッシャの更なる変形例を示す平面図である。同上の締結構造体に用いるワッシャの更なる変形例を示す底面図である。同上の締結構造体に用いるワッシャの更なる変形例を示す図５ＢのＡ−Ａ線で示す位置で切断した断面図である。同上の締結構造体の締結作業途中の状態を示す側面視断面図である。

以下、本発明の実施形態を説明する。本発明の実施形態に係る締結構造体１は、図１に示すように、締結用部材としてボルト２とワッシャ（座金）３とナット４とを用いて被締結体５、６を締結したものである。ボルト２は、雄ねじ部２１を有するものであり、頭部を有するもの（図１に示すもの）やアンカーボルトなど通常の市販のものでよい。また、被締結体５、６は様々な形態が可能であり、また、ボルト２がアンカーボルトの場合は、被締結体６はコンクリートの部分が相当することになる。

ワッシャ３は、図２Ａ、図２Ｂ、図２Ｃ、図２Ｄに示すように、ボルト挿通孔３１と第１突出部３２と第２突出部３３とを有している。ワッシャ３は、通常は、大略円板状のものである。

ボルト挿通孔３１は、ボルト２を挿通させるためのものである。ボルト挿通孔３１は、ワッシャ３の中心部に平面視で大略円形状に設けられている。詳細には、ボルト挿通孔３１は、一部に外方に凹んだ凹み部３１ａを有している。

第１突出部３２は、ワッシャ３の一方の面３ａ側に突出している。また、第２突出部３３は、ボルト挿通孔３１の周縁の内方からワッシャ３の他方の面３ｂ側に突出している。ボルト挿通孔３１を挟んで第１突出部３２及び第２突出部３３の反対側には、第１突出部３２及び第２突出部３３に対応する突出部は形成されていない。

ワッシャ３は、詳細には、その外周の一部から延出した延出部３ｃを有している。延出部３ｃは、ワッシャ３の外周の一部から一方の面３ａ側に曲がった部分が第１突出部３２を形成し、更に曲がってボルト挿通孔３１の凹み部３１ａを通って他方の面３ｂ側に突出した部分が第２突出部３３を形成している。このようなワッシャ３は、金型により製造した図３に示すような平面形状の所定の板厚のものの延出部３ｃを折り曲げて製造することができる。所定の板厚は、金型で一定の板厚に製造されたものであれば特に限定されるものではないが、例えば、ボルトのピッチの長さ前後のものを用いることができる。また、延出部３ｃにおける第１突出部３２を形成する部分の幅及び第２突出部３３を形成する部分の幅は、ワッシャ３を用いた締結の耐久性やワッシャ３の製造時の折り曲げの容易さなどにより決められる。なお、第２突出部３３の先端部は、様々な形状の加工（例えば、角を鋭角にしたり鈍角にしたり丸めたりする加工など）をすることもできる。

ワッシャ３は、図４Ａ、図４Ｂ、図４Ｃ、図４Ｄに示すように、その外周の一部から延出した延出部３ｃ’を一方の面３ａ側に曲げて第１突出部３２を形成し、ボルト挿通孔３１の凹み部３１ａの周縁（凹み部３１ａの底部）から内方に延出した延出部３ｃ’’を他方の面３ｂ側に曲げて第２突出部３３を形成するようにもできる。

また、ワッシャ３は、図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｃ、図５Ｄに示すように、第１突出部３２を曲げ工程により形成するのではなく、第１突出部３２を金型により成形して形成するようにもできる。この場合、図に示すように一方の面３ａを全体に平らにして、板厚を徐々に厚くすることにより最も厚い板厚のところ（端部）で第１突出部３２を形成することができる。また、第２突出部３３は、図４Ａ〜図４Ｄに示したものと同様に、ボルト挿通孔３１の凹み部３１ａの周縁（凹み部３１ａの底部）から内方に延出した延出部３ｃ’’を他方の面３ｂ側に曲げて形成するようにできる。このようなワッシャ３は、図２Ａ〜図２Ｄ又は図４Ａ〜図４Ｄで示したような外周の一部から延出した延出部３ｃ（又は３ｃ’）を有しなくてもよい。また、このようなワッシャ３は、一定の所定の板厚のものを用いるものではないので、製造コストは増大し易いが、第１突出部３２の形成のための曲げ工程がないので、比較的大型のワッシャ３を製造し易くそれに好適である。

ナット４は、雌ねじ部４１を有するものであり、六角ナットなど通常の市販のものでよい。なお、図１に示す符号４２は、雌ねじ部４１の開口部において傾斜しながら円環状に形成される穴面取り部である。

締結構造体１は、このようなボルト２とワッシャ３とナット４とを用いて、以下のように組み立てる。先ず、被締結体５と被締結体６を合わせ、締結用挿通孔５ａ（及び６ａ）にボルト２の雄ねじ部２１を挿通させる。そして、締結用挿通孔５ａから突出したボルト２の雄ねじ部２１を、一方側の面３ａを被締結体５側にして載置したワッシャ３のボルト挿通孔３１に挿通させるとともに、図６に示すように、ナット４の雌ねじ部４１に螺合させる。そして、ボルト２に対してナット４を回して行く。

ナット４を回して行くと、ワッシャ３の第２突出部３３の先端部は、ナット４に接触し、ナット４を押し返す。そして、更にナット４を回して行くと、ワッシャ３の第２突出部３３は倒れてボルト２に接触する。そのため、ワッシャ３の第２突出部３３は、ナット４を押し返すとともに、ボルト２（雄ねじ部２１）を押して反対側の雌ねじ部４１に向かって押し付ける（相対的に押し付ける）。従って、図１に示す締結完了後の締結構造体１では、ナット４に対してボルト２はワッシャ３の第２突出部３３と反対側の雌ねじ部４１に押し付けられた位置にあり、ナット４は第２突出部３３側においてそれに押し返されて傾斜する。よって、ボルト２の雄ねじ部２１がナット４の雌ねじ部４１に押し付けられた位置においてそれらのねじ山間の摩擦が非常に大きく、緩み止めの強度が高く強度のバラツキが生じ難くなる。なお、ここでは、図２Ａ〜図２Ｄに示したワッシャ３を用いた図６及び図１で説明したが、図４Ａ〜図４Ｄ又は図５Ａ〜図５Ｄに示したワッシャ３を用いても同様である。

以上、本発明の実施形態に係る締結構造体について説明したが、本発明は、実施形態に記載したものに限られることなく、特許請求の範囲に記載した事項の範囲内でのさまざまな設計変更が可能である。例えば、実施形態に記載したワッシャの構造又はボルトとナットとワッシャの大きさや細かな形状などは、それらが用いられる環境や被締結体に合わせて変更可能である。

１締結構造体
２ボルト
２１ボルトの雄ねじ部
３ワッシャ
３ａワッシャの一方の面
３ｂワッシャの他方の面
３ｃ、３ｃ’、３ｃ’’ ワッシャの延出部
３１ワッシャのボルト挿通孔
３１ａワッシャのボルト挿通孔の凹み部
３２ワッシャの第１突出部
３３ワッシャの第２突出部
４ナット
４１ナットの雌ねじ部
４２ナットの穴面取り部
５、６被締結体
５ａ、６ａ被締結体の締結用挿通孔

Claims

締結用挿通孔を有する被締結体と、
雄ねじ部を有するボルトと、
ボルト挿通孔を有するワッシャであって、前記ワッシャの一方の面側に突出する第１突出部、前記ボルト挿通孔の周縁の内方から又は周縁から前記ワッシャの他方の面側に前記ワッシャの周方向に関して前記第１突出部と同じ位置で突出する第２突出部、を更に有し、前記ボルト挿通孔を挟んで前記第１突出部及び前記第２突出部の反対側には、前記第１突出部及び前記第２突出部に対応する突出部は形成されていない前記ワッシャと、
雌ねじ部を有するナットと、
を備えており、
前記ボルトは、前記雄ねじ部が、前記被締結体の前記締結用挿通孔及び前記ワッシャの前記ボルト挿通孔に挿通し、かつ、前記ナットの前記雌ねじ部に螺合しており、
前記ワッシャは、前記第１突出部が前記被締結体に接触し、前記第２突出部が前記ナットと前記ボルトに接触していることを特徴とする締結構造体。
請求項１に記載の締結構造体において、
前記ワッシャの前記ボルト挿通孔は、大略円形状であって一部に外方に凹んだ凹み部を有しており、
前記ワッシャは、外周の一部から延出した延出部を有し、該延出部は、前記外周の一部から前記一方の面側に曲がった部分が前記第１突出部を形成し、更に曲がって前記ボルト挿通孔の前記凹み部を通って前記他方の面側に突出した部分が前記第２突出部を形成していることを特徴とする締結構造体。