JPH09280237A - ゆるみ防止構造を備えたボルト及びネジ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ゆるみにくいボルト又はネジを提供する。 【解決手段】ボルト又はネジの頭部の座面を、締め付け
る方向に歯が向いたのこぎり歯形状にする。また、上記
座面と同様ののこぎり歯を上下面に持つたワッシャを同
時に使用する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、いったん締めつけ
たら容易にゆるまない、ゆるみ防止構造を備えたボルト
及びネジに関する。

【０００２】

【従来の技術】ボルト及びネジは、円柱状又は円錐状の
金属棒の表面に螺旋状のネジ山を施したネジ部と、この
ネジ部の最上部と一体成形された各種の形状の頭部とか
らなる。頭部の上面には、−状又は＋状の溝が設けられ
ており、所謂マイナス又はプラスのネジ回しを上記溝に
差し込んで締め付け方向（一般に時計方向）に回すこと
により締め付け、その逆方向に回すことによりゆるめる
ようになっている。

【０００３】この頭部の下面は、ボルト又はネジにより
固定される物体の表面と最終的に接する部分であり、所
謂、座面と呼んでいる。また、ボルト又はネジのネジ部
に設けられたネジ山の稜線と、ネジ部の軸線に直角な方
向との間でなす角度をネジ切り角度と呼んでいる。

【０００４】ボルト又はネジは、物体Ａ（以下取付部と
いう）に物体Ｂ（以下固定物という）を固定しようとす
る場合に使用される。一般に、固定物にはボルト又はネ
ジを通す貫通孔が設けられており、取付部には、ネジの
場合はそのままでボルトの場合は雌ネジ孔が設けられて
いる。ボルト又はネジを固定物の上記貫通孔に通した
後、ネジ回し等を用いてボルト又はネジを締め付け方向
に回すことにより、取付部そのもの又は上記雌ネジ孔に
ねじ込み、固定物を座面と取付部との間で挟んで固定す
る。

【０００５】いったん締め付けられたボルト又はネジ
は、ネジ山により、軸方向の結合力は強力であるが、振
動等により締め付け方向と反対方向の回転力が作用する
と締め付け方向と反対方向に少しずつ回動し、その結
果、ゆるむことになる。この締め付け方向と反対方向の
回転力に対抗して締め付けを維持しようとする力を「も
どり抵抗」という。

【０００６】もし、ボルト又はネジの座面が平らで、か
つ、固定板の表面が平らであれば、座面と固定板との間
の摩擦は小さいから、もどり抵抗はネジ山部と取付部と
の間の摩擦抵抗だけである。このネジ山部と取付部との
間の摩擦抵抗は小さく、特にボルトの場合は、軽く手で
回せる程度である。

【０００７】従来、上記のように、ボルト及びネジが自
然にゆるみを生ずるのを防止するため、ボルト及びネジ
の座面に色々な凹凸を付けることにより固定物との間の
摩擦力を大きくして、ゆるみにくくしたものが存在する
が、ゆるみを完全に防止するものは存在しない。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、最近、
各種機械器具、特に電気機械器具の配線部等において、
ボルト又はネジのゆるみによる回路故障等が多発してい
るため、ゆるまないボルト又はネジが強く要求されてい
た。従って、本発明は、上記要求に応じ、ゆるまない構
造のゆるみ防止構造を備えたボルト及びネジに課題を有
する。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明に係るゆるみ防止構造を備えたボルト及びネ
ジは、頭部の座面を、締め付ける方向に歯が向いたのこ
ぎり歯形状に形成したことである。

【００１０】このように座面をのこぎり歯形状にするこ
とにより、締め付けの最終段階で、座面ののこぎり歯状
突起が固定物を削り塑性変形を起こさせて食い込み、固
定物の表面も座面と同じのこぎり歯状となって座面と密
着する。その結果、座面及び固定物の各のこぎり歯の傾
斜面同士の間に大きな摩擦が発生し、これが大きなもど
り抵抗となってゆるみにくくなる。

【００１１】本発明に係るゆるみ防止構造を備えたボル
ト及びネジは、上記作用効果を最大にするために、座面
ののこぎり歯の傾斜面の傾斜角を、ネジ部のネジ切り角
度より大きくする。

【００１２】また、本発明に係るゆるみ防止構造を備え
たボルト及びネジは、上記ボルト又はネジと共に、上記
ボルト又はネジの座面と相接するのこぎり歯状の表面と
ネジ部の周囲を回るのこぎり歯状の裏面とを有する座金
（ワッシャ）とを使用する。

【００１３】このような座金を用いることにより、締め
付け時には、座金の上面はボルト又はネジの座面と密着
し、座金の下面は座面と同様の作用をする。締め付け後
は、座金が無い場合のもどり抵抗に、更に座面と座金と
の間の摩擦力によるもどり抵抗が加わり、より一層ゆる
みにくくなる。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明に係るゆるみ防止構造を備
えたボルト及びネジの望ましい実施形態であるボルト１
０及びネジ２０の外観を図１に示す。

【００１５】ボルト１０は、図１（Ａ）に示すように、
円柱状のネジ部１１と、このネジ部１１の上端に一体成
形で設けられた六角柱の頭部１２とからなる。また、ネ
ジ２０は、図１（Ｂ）に示すように、細長い逆円錐台形
のネジ部２１と、このネジ部２１の上端に設けられた半
球形の頭部２２とからなる。

【００１６】ボルト１０及びネジ２０の各ネジ部１１、
２１には、螺旋状にネジ山１３、２３が設けられてい
る。このネジ山１３、２３のネジ切り角度をＢとする。
また、ボルト１０及びネジ２０の各座面１４、２４は、
側面から見てのこぎり歯状をなしている。

【００１７】座面１４、２４の一例を図２に示す。な
お、図２（Ａ）は下面図、図２（Ｂ）は図１と同様な側
面図である。

【００１８】図２に示すように、座面１４、２４は、ネ
ジ部１１、２１を中心として放射状にのこぎり歯を形成
している。即ち、円周をＮ（図２ではＮ＝１６）等分す
るＮ個の放射状の半径線で直立する前面と、この前面の
頂上（歯頭）から隣接する半径線まで直線的に下る傾斜
面とで形成されるのこぎり歯状のＮ個の突起の連続から
なる。尚、実施例においては、ネジ部１１、２１を中心
として放射状に複数ののこぎり歯を連続して設けた構造
になっているが、これに限定されることなく不連続であ
ってもよく、またＮ等分の数には限定されないことは勿
論のことである。

【００１９】上記座面１４、２４の突起の傾斜面が、ネ
ジ部１１、２１の軸と直角方向との間でなす角度Ａは、
上記ネジ切り角度Ｂより大きくしてある。これにより、
後述するように、もどり抵抗を大きくすることができ
る。

【００２０】以下、ボルト１０及びネジ２０の動作につ
いて説明する。図３は、木材又は金属の取付板３０に取
付相手である木材又は金属の固定物３１をボルト１０又
はネジ２０で取り付けた場合の断面を示す。

【００２１】図３において、図示していないが、固定物
３１には、ボルト１０又はネジ２０のネジ部１１、２１
の直径より大きい貫通孔が予め設けられている。更にま
た、ボルト１０の場合は、取付板３０に雌ネジを切った
孔が設けられているか、ナットが取り付けられているの
が普通である。

【００２２】いずれにしても、ボルト１０又はネジ２０
を矢印Ｄで示す締め付け方向に回すと、ネジ部１１又は
２１は、固定物３１を貫通して取付板３０にねじ込まれ
ていく。

【００２３】そして、座面１４、２４の突起の各先端が
固定物３１の表面に当たった後、締め付ける回転力を増
加してなおも押し進めると、突起の先端部は、回転刃物
となって固定物３１を削り塑性変形させ、固定物３１の
内部に食い込んで行く。そして、固定物３１の表面が座
面１４、２４の形状と同じ形状に塑性変形し、図３に示
すように、座面１４、２４と固定物３１の変形した表面
とが密着する。

【００２４】このように固定物３１の内部まで食い込ん
だ突起の傾斜面の角度Ａはネジ切り角度Ｂより充分大き
いから、この傾斜面が大きなもどり抵抗値を有し、その
結果、ボルト１０又はネジ２０はゆるみにくくなる。

【００２５】本発明に係るゆるみ防止構造を備えたボル
ト及びネジのもう一つの望ましい実施形態として、ワッ
シャ付きボルト１０ａ及びワッシャ付きネジ２０ａをそ
れぞれ図４及び図５に示す。

【００２６】図４において、ワッシャ１５は、ネジ部１
１と頭部１２の間であって頭部１２の座面に接するよう
に緩く嵌め込まれている。このワッシャ１５の上面は、
座面１４と同一形状に成形されており、締め付けた時、
ワッシャ１５の上面と座面１４とが噛み合い、互いの傾
斜面間の摩擦によりもどり抵抗が発生するようになって
いる。尚、同一形状に成形されたのこぎり歯の数は、実
施例においては同数であるが、同数に限ることなく座面
ののこぎり歯にワッシャののこぎり歯が食い込んでもど
り抵抗を得ることができればよいことは勿論のことであ
る。

【００２７】ワッシャ１５の下面は、ワッシャ１５が無
い場合の座面１４と同様の上記動作をし、固定物３１と
の間でもどり抵抗を発生する。このように、ワッシャ１
５を使用することにより、ワッシャ１５と座面１４との
間の摩擦抵抗が加わった分、もどり抵抗はより大きくな
り、従って、よりゆるみにくくなる。

【００２８】図５に示すワッシャ２５の上面は、座面２
４と同一形状に成形されており、締め付けた時、ワッシ
ャ２５の上面と座面２４とが噛み合い、互いの傾斜面間
の摩擦によりもどり抵抗が発生するようになっている。
ワッシャ２５の下面は、上面ののこぎり歯の進行方向と
は反対方向で、かつ、半歯分ずれたのこぎり歯状を呈し
ている。

【００２９】図６は、上記ワッシャ２５を持つワッシャ
付きネジ２０ａを用いて、取付板３０に固定物３１を取
り付けた場合の断面を示す。締め付け時には、座面２４
の突起の垂直面によりワッシャ２５の上面の突起の垂直
面を押すことにより、締め付け力がワッシャ２５に確実
に伝達される。その間、ワッシャ２５の下面の突起は、
固定物３１の表面を塑性変形させる。

【００３０】締め付けが終わった後は、図６に示すよう
に、座面２４とワッシャ２５の上面とは密着し、ワッシ
ャ２５の下面は固定物３１と密着する。この場合のもど
り抵抗は、ワッシャ２５の下面と固定物３１との間の摩
擦力に、座面２４とワッシャ２５の上面との間の摩擦力
が加わり強大なものとなり、ゆるみにくい。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るゆる
み防止構造を備えたボルト及びネジは、座面が締め付け
る方向に歯が向いたのこぎり歯形状になっているから、
もどり抵抗が大きくとれ、従来のゆるみ防止構造を備え
たボルト及びネジよりもはるかにゆるみにくくなると云
う効果がある。

【００３２】又、座面にのこぎり歯形状に形成するだけ
であるので、自動機械等の設備変更をする必要がなく、
従来のボルト又はネジの製造工程を変えることなく安価
に製造することができる。

【００３３】更に、締め付けた時にのこぎり歯が固定物
に食い込むので、接地等の電気的な接続における信頼性
を増すことができる。

【００３４】そして、同一形状ののこぎり歯を備えた座
金を使用することにより、座面とのもどり抵抗と固定物
とワッシャとのもどり抵抗とのもどり抵抗を得ることが
でき、座金を使用しない構成に比べていっそうゆるみに
くくすることができると云う効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るゆるみ防止構造を備えたボルト及
びネジの一実施形態であるボルト及びネジを示す説明図
である。

【図２】同ネジの座面を示す説明図である。

【図３】同ボルト及びネジの動作を示す説明図である。

【図４】本発明に係るゆるみ防止構造を備えたボルト及
びネジのもう一つの実施形態であるワッシャ付きボルト
及びネジを示す説明図である。

【図５】ワッシャの他の実施形態を示す説明図である。

【図６】同ワッシャの動作を示す説明図である。

【符号の説明】

１０：ボルト，１０ａ：ワッシャ付きボルト，１１：ネ
ジ部，１２：頭部，１３：ネジ山，１４：座面，１５：
ワッシャ，２０：ネジ，２０ａ：ワッシャ付きネジ，２
１：ネジ部，２２：頭部，２３：ネジ山，２４：座面，
２５：ワッシャ，３０：取付板，３１：固定物，Ａ：突
起の傾斜角，Ｂ：ネジ切り角度。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】螺旋状のネジ山を有する棒状のネジ部と、
   該ネジ部の上端に一体に設けた頭部とからなり、前記頭
   部の座面は、締め付ける方向に歯が向いたのこぎり歯形
   状に形成したことを特徴とするゆるみ防止構造を備えた
   ボルト及びネジ。
2. 【請求項２】前記のこぎり歯の傾斜面の傾斜角は、前記
   ネジ部のネジ切り角度より大きくしたことを特徴とする
   請求項１に記載のゆるみ防止構造を備えたボルト及びネ
   ジ。
3. 【請求項３】前記座面に設けたのこぎり歯は、前記ネジ
   部を中心にして放射状に設けたことを特徴とする請求項
   １に記載のゆるみ防止構造を備えたボルト及びネジ。
4. 【請求項４】前記座面に接するようにして設けた座金の
   上下面は、前記ボルト又はネジの座面に設けたのこぎり
   歯と同一形状に形成したことを特徴とする請求項１、２
   又は３に記載のゆるみ防止構造を備えたボルト及びネ
   ジ。