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Patent Searching and Data


Title:
BOLT AND NUT WITH ANTI-LOOSENING MECHANISM
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/110098
Kind Code:
A1
Abstract:
A combination of a bolt and a nut with an anti-loosening mechanism in which the bolt (20) includes, at an end thereof, a portion (30) which is foldable around an axis extending in a direction orthogonal to the axis of the bolt. The end portion (30) folds toward opposite sides, centering a direction extending along the bolt axis. Formed on an end surface of the nut (12) or a knob (18) (a surface on the side from which the end portion (30) of the bolt comes out when the bolt and nut are tightened together), are a plurality of trenches (18a - 18g) for accepting the folded portion (30) of the bolt. There are an odd number of the trenches, and they are formed radially from a center of a screw hole at an equiangular interval. Seven trenches, for example, are formed radially at an equiangular interval. In this case, an angle formed between two of the trenches is approximately 51.4 degree, and that is supposed to be an angular resolution by which loosening can be prevented. However, according to the above combination of the bolt and nut, a half of the above resolution (that is, 25.7 degree) can be realized.

Inventors:
YASUI TSUTOMU (JP)
Application Number:
JP2008/054190
Publication Date:
September 11, 2009
Filing Date:
March 07, 2008
Export Citation:
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Assignee:
NABTESCO CORP (JP)
YASUI TSUTOMU (JP)
International Classes:
F16B35/04
Foreign References:
JPS5474064A1979-06-13
JPS121270Y1
JPH0552327U1993-07-13
JP2005226789A2005-08-25
JPH0727121A1995-01-27
JPS56156535A1981-12-03
JPS6158725U1986-04-19
Other References:
See also references of EP 2267322A4
None
Attorney, Agent or Firm:
KAI-U PATENT LAW FIRM (JP)
Patent business corporation KAI-U Patent Law Firm (JP)
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Claims:
 ボルトとナットの組み合わせであり、
 ボルトの先端に、ボルト軸に直交する方向に伸びる軸の周りに、ボルト軸に沿って伸びる方向から両サイドに折れ曲がる部分が形成されており、
 ナットの先端面に、前記の折れ曲がる部分を受け入れる複数本の溝が形成されており、
 その溝の本数は奇数であり、ナットのねじ穴を中心として放射状に等角度間隔で形成されている。
 人間の手で直接にボルトとナットを締め付けることを特徴とする請求項1のボルトとナットの組み合わせ。
 ボルトは航空機の機体に固定されており、
 ボルトとナットの間に航空機用電子機器を取り付けることを特徴とする請求項1のボルトとナットの組み合わせ。
 回転力を加えるノブが設けられており、
 そのノブとナットの間に、所定値以上のトルクが加わると両者を遊転させるクラッチ機構が設けられていることを特徴とする請求項1のボルトとナットの組み合わせ。
 ボルトとナットの全体が、ボルトを支えているサポートに対して揺動することを特徴とする請求項1のボルトとナットの組み合わせ。
Description:
回り止め機構付きのボルトとナ ト

 本発明は、ボルトとナットの組み合わせ 関する。特に、回り止め機構を有するボル とナットの組み合わせに関する。

 ボルトとナットを締め付けた状態で、両 を回り止めしておきたいとする要求が存在 る。

 ボルトの先端に、ボルト軸に直交する方向 伸びる軸の周りに折れ曲がる部分を設けて くとともに、ナットの先端面に、上記の折 曲がる部分を受け入れる溝を設けておけば ボルトとナットを回り止めすることができ 。
 例えば、図5に例示するように、ボルト40の 端に、ボルト軸40xに直交する方向に伸びる ン42によって、ピン42を中心に揺動するロッ ク部材46を設けておく。一方、ナット44の先 面(ボルト40の先端に取り付けられているロ ク部材46が飛び出してくる側の面)に、ロッ 部材46を受け入れる溝44aを設けておく。ロッ ク部材46をボルト軸40xに沿って伸びる方向に けておくことによって、ボルト40にナット44 をねじ込むことができる。ナット44を所定の さにまでねじ込んでからロック部材46をピ 42を中心に揺動させて溝44aに挿入する。する とロック部材46と溝44aによって、ボルト40と ット44の相対回転が禁止され、ボルト40とナ ト44が回り止めされる。

 上記の技術によって、回り止めできるが、 5の例では、回り止めできるナット44の回転 度が限られてしまう。360°の回転角度中の1 所でしか回り止めすることができない。
 ナット44の先端面に、複数本の溝44aを放射 に設ければ、回り止めできる回転角度の数 増大する。例えば、図6(a)に例示するように 2本の溝を直径上に配置すれば、180°回転す 度に回り止めすることができ、図6(b)に例示 するように、8本の溝を放射状に配置すれば 45°回転する度に回り止めすることができる

 ボルト40とナット44間のトルク管理が厳し い場合には、溝の本数を増やすのが有利であ る。例えば、図5に例示するように、360°の回 転角度中の1箇所しか回り止めすることがで ない場合、回り止めできる回転角度ではト クが弱すぎるか強すぎる事態がありえる。 正トルクが得られる回転角度に溝がなく、 正トルクが得られる回転角度で回り止めす ことができないといった事態が生じる。図6( b)に例示するように、多数の溝を放射状に配 すれば、所望のトルクが得られる回転角度 回り止めすることができる可能性が増大す 。

 図6(b)に例示するように、8本の溝を放射状 配置すれば、ボルトとナットを相対的に45° 転させる度に回り止めすることができる。 り止めできる回転角度の分解能が45°である ということができる。
 トルク管理が厳しい場合は、45°の分解能で は粗すぎることがある。45°の分解能では、 り止めできる回転角度ではトルクが弱すぎ か強すぎかのいずれかであって、所望のト クを実現できないことがある。要求される ルク管理が厳しくなるほど、溝の本数を増 させて回り止めできる回転角度の分解能を かくする必要が存在する。
 しかしながら、有限なサイズのナットに、 要な幅を備えた溝を形成できる本数は限ら ている。必要とされる分解能を実現するの 必要な本数の溝を形成できない場合もある

 本発明では、溝の本数から単純に計算さ る分解能よりも細かな分解能を実現する技 を提供する。

 本発明のボルトは、ボルトの先端に、ボル 軸に直交する方向に伸びる軸の周りに折れ がる部分を備えている。その部分は、ボル 軸に沿って伸びる方向を中心にして両サイ に折れ曲がる。本発明のナットは、先端面( ボルトとナットを締めたときにボルトの先端 が飛び出してくる側の面)に、ボルトの折れ がる部分を受け入れる複数本の溝が形成さ ている。その溝の本数は奇数であり、ナッ のねじ穴を中心として放射状に等角度間隔 形成されている。
 例えば7本の溝が放射状に等角度間隔で形成 されている場合を例示する。この場合、溝と 溝が作る角度はほぼ51.4°であり、それが回り 止めできる角度の分解能のはずである。しか しながら本発明では、その半分の分解能(す わち25.7°)を実現することができる。
 一つの溝に挿入して回り止めしていた角度 ら25.7°回転させた場合、ボルトの先端の折 曲がり部分を、それまでに挿入していた溝 隣接する溝に挿入することができない。し しながら、ボルトの先端の折れ曲がり部分 、それまでとは逆方向に折れ曲げると、そ 側に存在している溝に挿入することができ 。溝の本数が偶数本であると上記の関係が られない。しかしながら、奇数本であると 回り止めできる角度の分解能を半幅にまで かくすることができる。3本の溝を形成すれ ば、60°の分解能を実現することができ、5本 溝を形成すれば36°の分解能を実現すること ができ、7本の溝を形成すれば25.7°の分解能 実現することができる。

 上記のボルトとナットの組み合わせは、 具を使わず、人間の手で直接にボルトとナ トを締め付ける場合に特に有用である。道 を使わずに人間の手で直接にボルトとナッ を締め付ける場合、締め付けトルクが低く 緩み易い。回り止め機構が特に有用である

 また上記のボルトとナットの組み合わせ 、航空機の機体に機器を固定するのに特に 用である。航空機は振動に晒され、ボルト ナットが緩み易い。その一方においてしば ばメインテナンスする必要があり、ボルト ナットを緩める必要がしばしば生じる。航 機の機体に機器を固定するのに本発明のボ トとナットの組み合わせを用いると、振動 晒されても緩みにくく、しかもメインテナ ス作業性をそこねない。

 本発明では、ナットとボルトの間に所定 以上のトルクが加わらないようにするクラ チ機構を設けてもよい。すなわち締めすぎ ことを防止するクラッチ機構を設けてもよ 。この場合には、ナットの他にノブを設け 。ナットとノブの間に所定トルク以上が加 れると遊転するクラッチ機構を設ければ、 めすぎることを防止できる。この場合、ナ トとノブが遊転するまで締め付けてから回 止めすることによって、所定値のトルクを 持することができる。

 本発明のボルトは、ボルトが取り付けら ている部材に対して揺動するものであって よい。ボルト自体が揺動するタイプである 、ボルトとナットで固定する機器を脱着し すくなる。

 本発明のボルトとナットの組み合わせに ると、回り止め用の溝の本数から単純に計 される分解能よりも細かな分解能を実現す ことができる。トルク管理と回り止め機能 両者を満足することができる。

実施例のボルトとナットの組み合わせ 分解斜視した図を示す。 実施例のボルトとナットの組み合わせ 斜視した図を示す。 (a)から(c)は、実施例のノブとナットの に形成されているクラッチ機構の構造を模 的に示す。 (a)から(c)は、回り止め用の溝の正面図 示す。 従来のボルトとナットを模式的に示す (a)と(b)は従来のナットを模式的に示す

 各実施例の特徴を以下に記す。
(第1特徴)ボルトは機体に取り付けられている 。
(第2特徴)ボルトは機体に対して揺動する。
(第3特徴)ナットは、人が手で握って回転させ る。

 図面を参照して実施例を説明する。
 図1は、ボルトとナットの組み合わせを分解 した斜視図を示す。参照番号2は、サポート 示し、ベース2aが飛行機の機体に固定されて いる。より正確にいうと、サポート2のベー 2aは、機体に固定されているラックに固定さ れている。サポート2には、上方が開いてい 溝2fが軸に沿って形成されている。参照番号 2cは、ナット18との間で航空機用電子機器の ランジ36を固定する鍔である。溝2fを画定し いる両壁には、貫通孔2bが形成されている
 溝2fの中にボルト20が収容される。ボルト20 基端に、貫通孔20bが形成されている。ボル 20の中間部の外周には雄ねじ20aが形成され いる。ボルト20の先端には、貫通孔20cが形成 されている。ボルト20の貫通孔20bにはピン34 挿入されている。ピン34は、サポート2の貫 孔2bに挿入されて固定されている。ボルト20 ピン34の周りに揺動し(矢印Sを参照)、溝20f 中を軸心2xに沿って伸びる姿勢をとることも できれば、それから上方に90°回転して鉛直 2yに沿って伸びる姿勢をとることもできる。 サポート2の先端には、貫通孔2bの近傍に中心 を有する部分球面2eが形成されている。部分 面2eの後方には円柱部2dが形成されている。 溝20fは、鍔2c、円柱部2d、部分球面2eを貫通し 、サポート2の軸心2xに沿って伸びている。

 ボルト20の先端には、ボルト軸20xに直交す 方向に伸びているピン32によってロック部材 30が取り付けられている。ロック部材30はピ 32の周りに揺動可能であり、その長手方向30c がボルト軸20xに沿って伸びる姿勢と、長手方 向30cが鉛直上方を向く姿勢と、長手方向30cが 鉛直下方を向く姿勢をとることができる。す なわち、ロック部材30は、長手方向30cがボル 軸20xに沿って伸びる姿勢から、上方(矢印U 示す方向)にも下方(矢印Dで示す方向)にも揺 することができる。
 ロック部材30には、後記する溝18a~18gに挿入 れる凸部30a,30bが形成されている。凸部30aは ロック部材30の前面に形成されており、凸部3 0bはロック部材30の後面に形成されている。 ック部材30が上方に揺動すると、凸部30bが後 記する溝18a~18gの一つに挿入される。ロック 材30が下方に揺動すると、凸部30aが後記する 溝18a~18gの一つに挿入される。ロック部材30は 、上方に揺動しても下方に揺動しても、溝18a ~18gの一つに挿入される。
 ロック部材30とボルト20の間には、ワッシャ 22,24,26,28等が挿入されている。ロック部材30 、ボルト30の先端において、ボルト軸20xに直 交する方向に伸びる軸32の周りに折れ曲がる 分である。

 ボルト20は、図示の4から18に示す部材を挿 している。ワッシャ28によってノブ18がボル 20から抜け出さないように取り付けられて る。
 図示4はホルダであり、図2に示すように、 2cとの間でフランジ36を挟みつける当接面4a 基端側に形成されている。当接面4aに中心部 には、図示されていない凹所が形成されてい る。凹所は、貫通孔2bの近傍に中心を有する 分球面となっている。部分球状の凹所は、 分球面2eに対して滑ることができる。すな ちホルダ4は、貫通孔2bを中心として部分球 2eに沿って上下方向に移動することができる 。ホルダ4の先端面4bは、平坦となっている。
 図示6,8は、ワッシャ類である。
 図示10は、ニードルローラとケージであり ナット12の回転を円滑化する。ナット12の貫 孔には、ボルトの雄ねじ20aに螺合する雌ね が切られている。
 ナット12が時計周りに回転すると、ナット12 とホルダ4は、ボルト20の基端部に向けて前進 する。すると、サポート2がホルダ4に深く挿 され、ボルト20がピン34に回りに揺動できな くなる。ボルト20は、ボルト軸20xがサポート2 の軸心2xによって伸びる姿勢に固定される。 の状態でナット12を時計周りにさらに回転 せ、ホルダ4がボルト20の基端部に向けてさ に前進すると、図2に示すように、ホルダ4と 鍔2cの間で航空機用電子機器のフランジ36が 定される。

 ナット12はノブ18の中に収容されており、ナ ット12を直接的には回転させることができな 。ナット12とノブ18の間にクラッチ機構15が 成されている。クラッチ機構15は、ナット12 の先端面に形成されている6つの凹所12aと、3 のボール14と、3つのスプリング16で形成さ ている。3つのスプリング16は、ノブ18によっ てボール14に押し付けられており、ボール14 凹所12aに押し付けられている。
 クラッチ機構15は、ノブ18を時計方向に回転 させると、ナット12を時計方向に回転させる ナット12に対する抵抗力が所定のトルクに すると、それ以上のトルクをノブ18に与えて も、ボール14が凹所12aから飛び出してしまい ノブ18が回転してもナット12は回転しなくな る。クラッチ機構15は、ナット12の締め付け ルクが所定値以上となることを防止する。 の一方において、クラッチ機構15は、ノブ18 反時計方向に回転させると、ナット12を反 計方向に回転させる。ナット12を緩める方向 に対してはクラッチ機構15が作動しない。

 ノブ18の先端面(ボルト20とナット12を締めた ときにロック部材30が飛び出してくる側の面) に、ロック部材30を受け入れる7本の溝18a~18g 形成されている。溝の本数は奇数であり、 ブ18の中心穴を中心として放射状に等角度間 隔で形成されている。図2は、ロック部材30の 凸部30bが溝18a内に挿入された状態を図示して いる。
 図4の(a)は、ロック部材30が上方に折り曲げ れ、凸部30bが溝18a内に挿入された状態を図 している。図4(c)に示すように、凸部30bを溝 18gに挿入して回り止めするためには、図4(a) 態から51.4°回転させなければならない。溝 本数から単純に回り止め可能な角度の分解 を求めると51.4°なる。
 しかしながら、本実施例では、ロック部材3 0を下方に折り曲げ、凸部30aを溝18内に挿入す ることができる。その状態を活用すると、図 4の(b)に図示するように、図(a)の角度から25.7 回転した角度でも凸部30aを溝18d内に挿入し 回り止めすることができる。回り止め可能 角度の分解能が25.7°となる。

 本実施例のように、奇数本の溝を放射状 等角度間隔で形成し、ロック部材30を上方 折り曲げても下方に折り曲げても溝に係合 るようにすると、回り止め可能な角度の分 能は、360°/溝本数でなく、360°/(溝本数の2倍 )にまで細かくできる。

 図3はクラッチ機構15の作動を模式的に示し いる。(a)は、軽いトルクでノブ18を時計回 方向に回転してナット12を締めている状態を 示す。それに対して、(b)は、ナット12に対す 抵抗力が所定のトルクに達し、それ以上の ルクをノブ18に与えた状態を示している。 の場合、ボール14が浅い凹所12cから飛び出し てしまい、ノブ18が回転してもナット12は回 しなくなる。クラッチ機構15は、ナット12の め付けトルクが所定値以上となることを防 する。実際の操作時には、操作者は、ナッ 12に対してノブ18が遊転するまで締め付ける 。すなわち、ボール14が浅い凹所12cから飛び して次の凹所12aに挿入される現象が生じる で締め付ける。操作者は、ボール浅い凹所1 2cから飛び出して隣接する凹所12aに挿入され 現象が生じ始めたことを手応えから明確に ることができる。この現象が生じ始めれば ナット12とボルト20は所定トルクにまで締め 付けられている。操作者は、手応えによって 、確実に所定トルクまで締め付けたことを確 認することができる。
 (c)は、ノブ18を反時計回転方向に回転して ット12を緩めている状態を示す。ノブ18を反 計回転方向に回転する場合は、ボール14が い溝12bに噛み合うために、ノブ18に大きなト ルクを与えても、ボール14が凹所12bから飛び すことがない。クラッチ機構15は、ナット12 を緩める方向には作動しない。

 本実施例のボルトでは、航空機用電子機器 フランジ36が、溝2fと同一方向で開放されて いることから、ノブ18とナット12を緩めるこ によって、航空機用電子機器をサポート2で ポートした状態で、ボルト20を鉛直上方に けることができる。この状態では、航空機 電子機器のフランジ36をサポート2から容易 取り外すことができる。
 図1と2に示すように、フランジ36には、サポ ート2の円柱部2dが通過する孔36aが形成されて いる。また、ボルト20が通過するスリット36b 形成されている。スリット36bが形成されて ることから、フランジ36にサポート2が挿入 れている状態で、ボルト20を鉛直上方に向 ることができる。ボルト20を鉛直上方に向け れば、ブラケット36をサポート2の前方に移動 させることができる。スリット36bは、円柱部 2dが通過できないほど絞られているが、それ もサポート2に対して脱着することができる 。孔36aがU字型でなく、スリット36bが狭めら ているC字型であることから、鍔2cとフラン 36の密着面が広く、航空機用電子機器が強固 に固定される。また、ボルト20を鉛直上方に けない限り、フランジ36がサポート2から抜 ることがない。
 ボルト20を鉛直上方に向ければ、サポート2 ら取り外したフランジ36をサポート2に容易 取り付けることができる。部分球面2eを利 して、孔36aに円柱部2dを通すことができる。 スリット36bによって、フランジ36が溝2fと同 方向で開放されていることから、その状態 ボルト20をサポート2と並行に伸びる状態と ることができる。この状態でノブ18とナット 12を締めることで、航空機用電子機器のフラ ジ36をボルト20とナット12で固定することが きる。
 なおノブ18の外周には、人の手で握りやす するくぼみ19が形成されている。工具を使わ ないで、クラッチ機構15が遊転するまで、人 手でノブ18を締め付けることができる。

 以上、本発明の具体例を詳細に説明した 、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲 限定するものではない。特許請求の範囲に 載の技術には、以上に例示した具体例を様 に変形、変更したものが含まれる。

 例えば、上記実施例では、締め付けトルク 規制するクラッチ機構15を利用するために ナット12とノブ18に分離されている。上記し 場合、ナット12を緩める際には、ナット12と ノブ18が一体に回転する。緩める際には、ナ ト12とノブ18が一体であり、ノブはナットの 一部ということができる。特許請求の範囲で ナットに溝が形成されているという場合、ク ラッチ機構が形成されている場合には、ナッ トとノブのいずれかに溝が形成されているこ とをいう。
 本実施例では、サポート2に対してボルト20 ナット12等の全体が揺動する。そのために ボルト20に対して機器を脱着する作業がやり やすい。しかしながら、本発明は、揺動しな いボルトに対して有効であり、揺動しないボ ルトにロック部材を設けてもよい。

 本明細書または図面に説明した技術要素は 単独であるいは各種の組み合わせによって 術的有用性を発揮するものであり、出願時 請求項に記載の組み合わせに限定されるも ではない。また、本明細書または図面に例 した技術は複数の目的を同時に達成するも であり、そのうちの一つの目的を達成する と自体で技術的有用性を持つものである。