JPH02199316A - 鋸歯形コイルばね座金 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は鋸歯形コイルばね座金、より詳しく言えば鋸歯
が左方向に傾斜した鋸歯形コイルばね座金に関する。

鋸歯形コイルばね座金を含む多種多様のコイルばね座金
に関する従来技術があるが、非鋸歯形のコイルばね座金
は鋸歯形のものに比べて保持力が劣る。

従来技術の鋸歯形ばね座金には、極めて細かい鋸歯がば
ね座金の両面に直角に形成されたものがあり、またばね
座金の両面の内周と外周に突起部を有するものがある。

これらの突起部は締付は面とボルト頭に溝を形成するこ
とによって、座金の端部が広がり、座金が回るのを防止
する。この種の突起部は座金の幅方向にわたって荷重を
分布するので、座金を完全に締め付けた際に座金の両面
に設けられた鋸歯が追加の係合力を与えるほか、該鋸歯
が締付は面とボルト頭に食込み、更に該座金をゆるめた
際に、ボルトが座金の鋸歯によって著しく損傷されるの
で該ボルトは一般に再使用不能となる。

ばね座金の撮動抵抗力は該座金によって生じるトルク比
に従って変化することは周知のことであり、また従来の
ばね座金のトルク比は振動抵抗試験における適正保持力
である０、８５に遥かに及ばず、０．８２程度である。

その原因は、突起部の干渉によって鋸歯が締付は面とボ
ルト頭に対して完全接触できないこと、また該突起部が
締付は面とボルト頭とに対して該両面を損傷する程度の
深ざまで食込むが、鋸歯に所要の接触を許容しないこと
にある。

一方、鋸歯を細かくしたことによって、締付は面とボル
ト頭への食込みが少なくなり、従って上記のようにトル
ク比が低下する。

以上のように、従来のｌｉ！歯ばね座金はいずれも側本
体の鋭い端部が締付は面とボルト頭の座面に食込むので
、ボルトを弛めた際にボルトの座面を損傷し、従ってボ
ルトを再利用することができない。

従来のばね座金の様々な欠点に鑑み、本発明の目的は、
鋸歯状の表面と鋸歯自体とに修正を施すことによって、
トルク比を従来の０．８２より向上させる結果、振動抵
抗試験において優れた保持力を与えるような鋸歯形コイ
ルばね座金を提供することにある。

本発明の別の目的は、固着力に優れ、かつ横振動抵抗が
大きく、また弛み止めにより効果であって、更に締付は
部とボルト頭への損傷を軽減するような鋸歯形コイルば
ね座金を提供することにある。

上記及びそれ以上の目的を達成するための好ましい実施
例について以下説明する。

本発明のばね座金では鋸歯が各支持面の全幅にわたって
配置してあり、該鋸歯はばね座金の全幅にわたって延出
しており、また座金を内径上だけに座着させるように各
支持面にテーバが付けである。更にボルト軸部に対する
穴間隙は、ボルト頭に対して座金を非対称に装着させる
のに十分な大きざとする。鋸歯の変更に伴ってトルク比
が０．８５を超えるので、本発明の座金は振動抵抗試験
中に優れた保持力を示すのである。

本発明の独自の特徴は特許請求の範囲中に詳述されてい
るが、本発明の構成、作用及び上記以外の目的と利点を
添付図面を用いて詳しく説明する。

第１図及び第２図を参照すると、図示の鋸歯コイルばね
座金は、その各々の全幅と全幅にわたって鋸歯（４）、
　（５）を形成した二つの対向する座面（２）、　（３
）を有する本体（１）を含有している。座面（２）、　
（３）はテーバが付けてあり、このテーバは該座金本体
の内周縁（１）と外周縁（６）とで特に顕著にしである
。

各座面（４）、（５）上に設けた鋸歯（４）、（５）は
左方向に傾斜した複数個の歯を有している。

本発明の鋸歯ばね座金のロック性能と先行技術による市
販のばね座金のロック性能とを比較するために、座着時
のロック能力と横振動試験とを行った。

これらの比較試験に供された市販のばね座金は次の通り
である： （１）　　９．５２．無地仕上ばね座金（内周と外周に
突起部を有するもの）。

（２）　１５．８７　ｍ亜鉛黄仕上ばね座金（内周と外
周に突起部を有するもの）。

（３）　１５．８７　ｍ無地仕上鋸歯形ばね座金。

すべてのばね座金の座着時のロック能力試験は、強度Ｒ
，８０−９０の締付は面に対して行った。

９．５２嘲ばね座金を六角頭ボルト（９，５２、−１６
Ｘ　６．３５　ａｘ、等級２．５及び８）と該締付は面
との間に挟着した。１５．８７　ｔｍばね座金を六角頭
ボルト（１５，８７ｍ　−１１ｘ　８．８９α）の下に
敷いた。六角頭ボルトはいずれも目盛付はビーム型トル
クレンチと圧縮型ロードセルとを用いて所定の予圧まで
締付けられた。オン・トルク値を記録した後、ボルトを
弛め予圧をゼロにした時点で最大オフ・トルク値を記録
した。オフ・トルクとオン・トルクとの比率をこのデー
タから計算した。

９．５２　ｍａｒばね座金を締付は面（硬度ＲＢ８０−
９０）と六角頭ボルト（９，５２ｔｔｔｔｘ　−ｉｅｘ
　６．３５　ｃ！Ｉ１１等級２．５及び８）との間に挟
着して横撮動試験を行った。

当初の予圧と、横撮動を２５秒、５０秒及び１００秒だ
け与えた時点での残留荷重を記録した。次いで、予圧残
留率をこのデータから計算した。

座着時のロック能力試験の結果を表工に示す。

振動試験の結果を表■に示す。

別紙の試験結果から、本発明の鋸歯形コイルばね座金の
トルク比が、鋸歯形ばね座金（無地仕上で、内周と外周
に突起部を有するもの：亜鉛黄仕上のもの：無地仕上の
もの）のトルク比に比べて優れていることが明らかであ
る。

１５．８７　ｙａばね座金に対する振動試験は従来行わ
れていないが、トルク比が０．８５を超えた座金が耐振
動保持力に優れていることが知られていた。

したがって、市販のばね座金でトルク比が０．８２未満
のものは、耐振動性が殆ど期待できぬのに対し、本発明
の鋸歯ばね座金はトルク比が１．０を超えているので、
耐振動性が十分であることが判明した。

９．５２ｍ＋無地仕上ばね座金の耐振動性は極めて低い
が、該ばね座金のトルク比が０．８５未満であるため、
上記の結論を裏付けている。該ばね座金の設計では、鋸
歯が締付は面とボルト頭とに完全接触できない。該ばね
座金の突起部が上記両面に食込むが、その食込み深さは
鋸歯との接触を保証するには不十分である。

無地仕上鋸歯形ばね座金は、本発明のばね座金に比べて
より細かい鋸歯を有しているので、締付は面とボルト頭
への食込みが少なく、従って該ばね座金によって生じる
トルク比も低い。

上記型式のばね座金は試験の結果、いずれも弛めた際に
内嵌合面をかなり損傷したが、これは割座金の鋭い端部
が締付は面とボルト頭の座面とに食込むためである。本
発明の座金によって生じる損傷は軽微で、内嵌合面が再
利用できる程度のものであった。

本発明の鋸歯形コイルばね座金のロック性能を評価する
だめの別の試験では、いわゆる横振動試験機を使用した
。この試験装置が非耐掻動型ファスナーが素早くゆるむ
ように、類似継手に対して動的力を加える。次いで、計
測器を用いて締結装置の予圧を、振動サイクル数の関数
として記録する。これにより、種々な型式の耐振０型フ
ァスナーと非耐撮動型ファスナーとの予圧低下特性が測
定できる。

本発明のコイルばね座金のサイズのうち、この評価に供
されたものは直径が７．９２　ｔｍ、　１２．７履及び
１９．０５　ｍである。すべての座金は所定の製造方法
によって製作され、硬度Ｒｃ４５ないし５３まで完全硬
化された。該座金はＳＰＳ規格Ｐ６Ａに基づく亜鉛めっ
きを施したものを含む。

上記各種の座金は、六角頭押えねじ（ＳＡＥ規格第５種
及び第８種）の下に敷いて、ねじ材調製ブシュ（クラス
２Ｂ）内に少なくとも１直径螺入させるようにする。７
．９２Ｍ−１８ねじの長さは３，１７１で、また１２．
７Ｍ　−１３ねじの長さは５．０８　ａＩｉ、更に１９
．０５　Ｍ−１０ねじの長さは１．６３０であった。

標準型式のコイルばね座金は市販品を購入し、比較試験
を行った。

＊　　　５ｉｔｓ 各種の座金を前記横振動試験機上に装着して試験を行っ
た。ねじ群と、該ねじ群に合った座金とを、予圧推奨値
を与えるように所定の嵌合ブシュに座着させた。この嵌
合面ブシュとねじ付ブシュとは回転しないように固定さ
れた。ねじの予圧は上記試験機の目盛付はロードセルに
よって記録した。

試験撮幅は該試験装置の主軸エキセントリック上でつく
られた。この成幅は無負荷条件下で生じたものであった
。毎分当り　７５０サイクルの標準試験速度を使用した
。駆動電動機に通電すると、横方向の動的な力が試験用
継手に加えられた。座金の予圧はヒユーレット・パラカ
ード社（ｔｌｅｗｌｅｔｔＰａｃｋａｒｄ　）製ｘ−ｙ
型記録装置を用いて、時間（すなわちサイクル）の関数
として記録した。次いで、予圧を所定の場所に作表した
。

更に、ねじ座金を六角ナツト（等級ＢまたはＣ）の下に
敷いて横振動試験を行ったが、この場合の段取りはねじ
と座金の試験に用いたものと正反対であった。

試験結果 表■及び■はサイズ別、仕上切に分類した試験片の一覧
表を示す。

７．９２履座金とねじとの組合せに対する試験結果を表
■ないし表■に示す。１２．７＃Ｉ座金に対する同様な
データを表■ないし表Ｘ■に示す。１９．０５　ｔｔｔ
ｔｘ座金に対するデータを表Ｘ■に示す。

７．９２　ｍ座金と１２．７＃Ｉ座金とナツトとの組合
せに対する振動試験結果を表Ｘ■ないし表ＸＶＩに示す
。

試験結果の考察 横振動試験機上は、座金群の予圧低下特性を比較測定す
るための加速試験である。これらの試験のために選択さ
れた横力は通常、自由回転型ねじを１０ないし１５秒以
内に弛めるものである。座金がこの種の試験中にゆるん
だ場合でも、該座金が一定の用途に用いられた際にゆる
むとは限らない。

この種の試験の有用性は座金のロック性能の種々なレベ
ルを区別できることにある。

これらの試験において、標準型コイルばね座金の性能は
極めて不規則であった。試験片のうち、同等レベルの予
圧残留率を示すものがあったが、約８０％と大多数のも
のが本発明の座金より低い予圧残留率を示した。

この種の試験では特に明示されなかったが、標準型コイ
ルばね割座金は、本発明の鋸歯型コイルばね座金に比べ
て、継手材料に与える溝形成と損傷が大きい。

ｌ−亜鉛めっき 表　　■ 表　　■ 横振動比較試験： 六角ねじ（寸法７．９２　ｒｔｖｎ−１８Ｘ　３．１７
　ｃｍ等級８）の下に無地仕上ばね座金と 本発明のばねをそれぞれ敷いた場合 振幅： 誘導荷重： 周波数： ±０．７９ａＩ ２００２．１に９ ７５０サイクル／分 に−ヱ 振幅： 誘導荷重： 周波数： ±７．９０ｍ １４１２．２に９ ７５０サイクル／分 表　　■ 横撮動比較試験； 六角ねじ（寸法７．９２　ｒｒｎ−１８Ｘ　３．１７　
ａｎ等級５）の下に亜鉛めつぎばね座金と 本発明のばね座金をそれぞれ敷いた場合振幅： 誘導荷重： 周波数： １０．７９ｍ １４１４．２Ｎｇ ７５０サイクル／分 表　　■ 横振動比較試験； 六角ねじ（寸法乙９２　ｍｍ−１８Ｘ　３．１７　ｒｓ
等級８）の下に亜鉛めっきばね座金と 本発明のばね座金をそれぞれ敷いた場合振幅： 誘導荷重： 周波数： ±０．７９゜ ２００２、１Ｋｇ ７５０サイクル／分 表　　Ｘ 横振動比較試験： 六角ねじ（寸法１２．７ｔｕ−１３Ｘ　５．０８　ｃＩ
１１等級８）の下に無地仕上ばね座金と 本発明の座金をそれぞれ敷いた場合 振幅： 誘導荷重： 周波数二 ±１．２７ａｍ ５４０２、６８’ｊ ７５０サイクル／分 表　　ＩＸ 横振動比較試験； 六角ねじ（寸法１２．７ａＲ−１３Ｘ　５．０８　ｃｍ
等級５）の下に無地仕上ばね座金と本 発明のばね座金をそれぞれ敷いた場合 振幅： 誘導荷重： 周波数： ±１．２７　ａｍ ３８４５、３Ｋｇ ７５０サイクル／分 表　　ＸＩ 横振動比較試験； 六角ねじ（寸法１２．７閤−１３ｘ　５．０８α等級５
）の下に亜鉛めっき座金と 本発明の座金をそれぞれ敷いた場合 振幅： 誘導荷重： 周波数： ±１．２７　Ｍ ３８４５、３Ｋｇ ７５０サイクル／分 表　　Ｘ［＋ 横振動比較試験； 六角ねじ（寸法１２゜７Ｈ−１３Ｘ　５．０８　ｃｍ等
級８）の下に亜鉛めつきばね座金と 本発明の座金をそれぞれ敷いた場合 振幅：±１．２７Ｍ 誘導荷重：　　５４０２．６ＫＩ 周波数＝７５０サイクル／分 表　　ＸＩＶ 横振動比較試験； 六角ナツト（寸法７．９２　ｍｍ−１８：無地仕上等級
Ｂ）の下に無地仕上ばね座金 と本発明の座金をそれぞれ敷いた場合 振幅：±０．７９Ｍ 誘導荷重：　　１４１４．２Ｋｇ 周波数ニア５０サイクル／分 表　　ｘｍ 横振動比較試験； 六角ねじ（寸法１９．０５　ｒｍ−１０：無地仕上等級
５）の下に無地仕上ばね座金と 本発明の座金をそれぞれ敷いた場合 振幅： 誘導荷重： 周波数： ±１．９＃ ９０２５、！Ｊ ７５０サイクル／分 表　　ＸＶ 横振動比較試験； 六角ナツト（寸法７．９２　ｒｒｙｒ−１８：無地仕上
等級Ｃ）の下に無地仕上ばね座金 と本発明の座金をそれぞれ敷いた場合 振幅： 誘導荷重： 周波数： ±０．７９ｍ＋ ２００２、１Ｋｇ ７５０サイクル／分 表　　ＸＶＩ 表　　Ｘ■ 振幅： 誘導荷重： 周波数： 横振動比較試験： 六角ナツト（寸法１２．７ｒｒｖｔｔ−１３；無地仕上
等級Ｃ）の下に無地仕上ばね座金 と本発明の座金をそれぞれ敷いた場合 ±１．２７　ｒｒｔｍ ３８４５、３Ｋｇ ７５０サイクル／分 振幅： 誘導荷重： 周波数： 横振動比較試験： 六角ナツト（寸法１２．７ｒｔｍ−１３：無地仕上等級
Ｃ）の下に無地仕上ばね座金 と本発明の座金をそれぞれ敷いた場合 ±１．２７゜ ５４０２、６に９ ７５０サイクル／分 本発明を添付図面に示す実１！Ｍ態様について説明した
が、多くの変更を実行できること、本発明が先行技術と
特許請求の範囲によって限定されることは自明である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の鋸歯形コイルばね座金を示す透視図、
第２図は該鋸歯形コイルばね座金の座面のｔ！Ａ歯とテ
ーバ端部とを示す平面図、第３図は本発明のコイルばね
座金を示す断面図である。 １・・・・・・本体　　　　　　２．３・・・座金４．
５・・・ｌｉ！歯　　　　　　６・・・・・・内周縁７
・・・・・・外周縁 図面の浄書 ＦＩＧ、１ ＦＩＧ、２ 手 続 補 正 平成１年

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）その各々の全長にわたつて鋸歯状に形成した二つ
   の対向する座面を有する割本体を備えた鋸歯形コイルば
   ね座金であって、上記座金をその内径上だけに座着させ
   るように上記両座面にテーパを付けるとともに、鋸歯が
   左方向に傾斜しかつ上記両座面の全幅にわたつて配置し
   てあることを特徴とする鋸歯形コイルばね座金。
2. （２）上記両座面のテーパが、上記座金本体の外周縁と
   内周縁とで特に顕著にしてあることを特徴とする請求項
   １記載の鋸歯形コイルばね座金。