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Patent Searching and Data


Title:
FALLING-OFF PREVENTION TOOL
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2008/078388
Kind Code:
A1
Abstract:
A falling-off prevention tool which can prevent loosening of a nut. The falling-off prevention tool (1) comprises a coil spring portion (2) formed by winding a metal strand with substantially the same diameter and having an inside diameter smaller than the diameter at the groove portion of a bolt, wherein one end (3) and the other end (4) of the strand are located on the radial outside of the coil spring portion (2) and in substantially the same orientation. Although the one end (3) and the other end (4) are located on the radial outside of the coil spring portion (2), they are located within the width of two sides of the nut even when the diameter of the coil spring is enlarged. A strand having a length equal to about one eighth of the circumferential length of the coil spring portion from the one end (3) is bent toward the other end (4) at an angle α. A strand having a length equal to about a quarter of the circumferential length of the coil spring portion from the other end (4) is located on the radial outside of the coil spring portion (2) and hooked toward the one end (3) substantially in parallel with the axis of winding.

Inventors:
SOEDA MASAMICHI (JP)
Application Number:
PCT/JP2006/325892
Publication Date:
July 03, 2008
Filing Date:
December 26, 2006
Export Citation:
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Assignee:
KHI CO (JP)
SOEDA MASAMICHI (JP)
International Classes:
F16B39/20
Foreign References:
US3565149A1971-02-23
JPS5150945Y11976-12-07
JP2001059514A2001-03-06
JP2005083543A2005-03-31
Other References:
See also references of EP 2119921A4
Attorney, Agent or Firm:
ARIYOSHI, Shuichiro (Hakata-ku Fukuoka-sh, Fukuoka 13, JP)
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Claims:
 素線が略同一径で巻回されると共にボルトの溝部の径よりも小さい内径を有するコイルバネ部を備える、ボルトの脚部に装着される脱落防止具であって、
 前記素線の一端及び他端は、前記コイルバネ部の半径方向外側に位置し、
 前記一端から所定の長さの素線は、前記コイルバネ部の半径方向外側に位置して前記他端側の方向へ曲げられた
 ことを特徴とする脱落防止具。
 前記一端から所定の長さの素線は、巻回された素線の中心線に対してリード角を超える角度であると共に巻回された素線の中心線に対して(リード角+ボルトのねじ山角度の半角)以下の角度で曲げられた
 ことを特徴とする請求項1に記載の脱落防止具。
 前記一端及び他端は、拡径した場合にナットの二面幅内に位置する
 ことを特徴とする請求項1に記載の脱落防止具。
 前記他端から所定の長さの素線は、前記コイルバネ部の半径方向外側に位置して巻回軸線と略平行に前記一端側へ向けてフック形状に曲げられた
 ことを特徴とする請求項1に記載の脱落防止具。
 前記一端及び他端から所定の長さの素線は、前記コイルバネ部の半径方向外側に位置すると共に互いに略同じ形状を有する
 ことを特徴とする請求項1に記載の脱落防止具。
Description:
脱落防止具

 本発明は脱落防止具に関する。詳しくは ボルトから被固定物やナットが脱落するこ を防止する脱落防止具に係るものである。

 構造物の固定には、ボルトとナットによ 締付け方法があらゆる分野で多用されてお 、例えば、鉄骨造りの建物や鉄塔、道路の 置物から自動車や電器製品に至るまで幅広 用いられている。

 例えば、特許文献1には、図5(a)に示すよう 脱落防止具が記載されており、脱落防止具10 1は、弾性のある金属または樹脂等で構成さ た素線によって、ツマミ部102とコイルバネ 103が形成されている。
 ここで、コイルバネ部の内径は、脱落防止 を装着するボルトの脚部の外径よりわずか 小さい内径となるように構成されている。

 このように構成された脱落防止具をボルト 脚部に装着する際には、ナットが螺合した ルトの先端部に脱落防止具を当接し、図5(b) 中の符号Aで示す方向に回転させる。
 即ち、ボルトの先端部に脱落防止具を当接 た状態で脱落防止具を回転することにより コイルバネ部の内径が拡大する方向にコイ バネ部を変形させ、コイルバネ部の素線を ボルトの脚部の端部から脚部に設けられた ジ溝に沿って嵌り込ませ、ボルトの脚部に 落防止具を装着する。

 また、特許文献2には、図6に示すような脱 防止具が記載されており、脱落防止具201は 第1のコイルバネ部202と、装着用ツマミ部203 、離脱用ツマミ部204と、第2のコイルバネ部 205とからなる。
 第1のコイルバネ部は、基端部(図6中、上方) より先端部へ向けて図6中符号aで示す第1のコ イルバネ部の内径が脱落防止具を装着するボ ルトの脚部の外径よりもわずかに小さな径で 形成されると共に、図6中符号bで示す時計回 に回された際にボルトの脚部から頭部に向 て嵌り込む方向に巻回されている。
 また、装着用ツマミ部は、第1のコイルバネ 部の基端部から連続的に伸設され、脱落防止 具を装着するボルトの半径方向に突出して形 成されている。
 また、離脱用ツマミ部は、第1のコイルバネ 部の先端部から連続的に伸設され、脱落防止 具を装着するボルトの半径方向に突出して形 成されている。
 また、第2のコイルバネ部は、離脱用ツマミ 部の先端部から連続的に伸設され、基端部( 6中、上方)から先端部にかけてその内径が大 きくなるように、第1のコイルバネ部と同方 に巻回されている。

特開2001-59514号公報

特開2005-83543号公報

 しかしながら、従来の脱落防止具は、素線 一部がコイルバネ部の巻回軸線を横切って ック状に形成されたツマミ部を備えている め、ナットを通過したボルトの脚部(余長部 )が長い場合にはツマミ部が邪魔になって脱 防止具をボルトに装着できず、また、離脱 に大きな力を必要とし、更に、もう一方の 来の脱落防止具は、先端部から連続して伸 されて棒状体の半径方向に突出したツマミ を備えているので、このツマミ部が邪魔に って、ソケット付電動工具を使用すること できず、大量に脱落防止具を取り付けるこ ができなかった。
 また、振動が加わると、ナットからの力を けやすく、徐々に脱落防止具がナットに押 れ、比較的少ない振動回数でナットが緩み めていた。

 本発明は、以上の点に鑑みて創案された のであり、ナットの緩みを抑制できる脱落 止具を提供することを目的とする。

 上記の目的を達成するために、本発明の 落防止具は、素線が略同一径で巻回される 共にボルトの溝部の径よりも小さい内径を するコイルバネ部を備える、ボルトの脚部 装着される脱落防止具であって、前記素線 一端及び他端は、前記コイルバネ部の半径 向外側に位置し、前記一端から所定の長さ 素線は、前記コイルバネ部の半径方向外側 位置して前記他端側の方向へ曲げられたこ を特徴とする。

 ここで、素線の一端及び他端が、コイルバ 部の半径方向外側に位置することによって 素線が張り出してコイルバネ部の半径方向 側に位置する場合に比べて張り出した面積 小さいため電動工具等の工具を使い易く、 た、一端から所定の長さの素線は、コイル ネ部の半径方向外側に位置して他端側の方 へ曲げられていることによって、ナットに 接させた場合にナットからの力を受けにく なる。
 なお、ここでいう「所定の長さ」とは、コ ルバネ部の一周の長さの半分よりも短い長 をいう。

 また、本発明の脱落防止具において、一端 ら所定の長さの素線は、巻回された素線の 心線に対してリード角を超える角度である 共に巻回された素線の中心線に対して(リー ド角+ボルトのねじ山角度の半角)以下の角度 曲げられた場合、素線がナットからの力を け難く、また、素線がボルトのねじ山に乗 上がることなくコイルバネの緊縮力を保つ とができる。
 なお、ここでいう「所定の長さ」とは、コ ルバネ部の一周の長さの半分よりも短い長 をいう。

 また、本発明の脱落防止具において、一 及び他端は、拡径した場合にナットの二面 内に位置する場合、ナット締結後のナット 追締め作業やナットのトルク検査を行ない い。

 また、本発明の脱落防止具において、他端 ら所定の長さの素線は、コイルバネ部の半 方向外側に位置して巻回軸線と略平行に一 側へ向けてフック形状に曲げられた場合、 イルバネ部を回転等させるときでもコイル ネ部に力を加えやすく、また、フック部分 手で摘んで回転させ易くなる。
 なお、ここでいう「所定の長さ」とは、コ ルバネ部の一周の長さの半分よりも短い長 をいう。

 また、本発明の脱落防止具において、一端 び他端から所定の長さの素線は、コイルバ 部の半径方向外側に位置すると共に互いに 同じ形状を有する場合、脱落防止具自体を ットのように使用できる。
 なお、ここでいう「所定の長さ」とは、コ ルバネ部の一周の長さの半分よりも短い長 をいう。

 本発明に係る脱落防止具は、ナットの緩 を抑制できる。

本発明を適用した脱落防止具の第1の態 様を説明する概略斜視図(a)、概略正面図(b)及 び概略平面図(c)である。 本発明を適用した脱落防止具の第2の態 様を説明する概略斜視図(a)、概略正面図(b)及 び概略平面図(c)である。 一端から所定の長さの素線の曲げ角度 ついて説明する概略図である。 本発明の脱落防止具を緩み試験機に取 けた状態を示す概略図である。 従来の脱落防止具を説明する概略図で る。 従来の他の脱落防止具を説明する概略 である。

符号の説明

   1  脱落防止具
   2  コイルバネ部
   3  素線の一端
   4  素線の他端
   5  振動冶具
   6  ボルト取付冶具
   7  ボルト
   7A ボルトのねじ山
   8  ナット
   9  加振用ピストン
  10  冶具ワッシャー
  11  衝撃ストローク
  12  振動ストローク
   α  曲げ角度
   β  ボルトのねじ山角度

 以下、本発明の実施の形態について図面を 照しながら説明し、本発明の理解に供する
 図1は、本発明を適用した脱落防止具の第1 態様を説明する概略斜視図(a)、概略正面図(b )及び概略平面図(c)である。図1において、本 明の脱落防止具1は、金属製の素線が略同一 径で巻回されて、ボルトの溝部の径よりも小 さい内径を有するコイルバネ部2を備えてお 、素線の一端3及び素線の他端4は、コイルバ ネ部2の半径方向外側に位置すると共に、互 に略同じ方位に位置している。また、コイ バネ部2の巻回角度は、ボルト脚部のねじ部 リード角と一致している。
 また、一端3及び他端4は、コイルバネ部2の 径方向外側に位置するものの、拡径した場 でもナットの二面幅内に位置している。
 また、図1(b)に示すように、一端3から所定 長さ例えばコイルバネ部の外側に位置する 囲の長さであってコイルバネ部の一周の長 の約8分の1の長さの素線は、他端4側の方向 αの角度で曲げられている。また、コイルバ ネ部2の巻回角度は、ボルト脚部のねじ部の ード角と一致している。
 また、素線の一端3は、素線の他端4から所 の長さ例えばコイルバネ部の一周の長さの 8分の1の長さの素線が一部を構成するコイル バネ部領域の半径方向外側に位置している。
 また、図1(a)に示すように、他端4から所定 長さ例えばコイルバネ部の一周の長さの約4 の1の長さの素線は、コイルバネ部2の半径 向外側に位置して巻回軸線と略平行に一端3 へ向けてフック形状に曲げられている。

 ここで、素線の一端及び他端は、コイルバ 部の半径方向外側に位置し、一端から所定 長さの素線は、コイルバネ部の半径方向外 に位置して他端側の方向へ曲げられている であれば、必ずしも一端及び他端は、拡径 た場合にナットの二面幅内に位置していな てもよい。
 また、素線の一端及び他端は、コイルバネ の半径方向外側に位置し、一端から所定の さの素線は、コイルバネ部の半径方向外側 位置して他端側の方向へ曲げられているの あれば、必ずしも他端から所定の長さの素 は、コイルバネ部の半径方向外側に位置し 巻回軸線と略平行に一端側へ向けてフック 状に曲げられていなくてもよい。
 また、素線の一端及び他端は、コイルバネ の半径方向外側に位置し、一端から所定の さの素線は、コイルバネ部の半径方向外側 位置して他端側の方向へ曲げられているの あれば、必ずしも素線は金属製でなくても く、例えば樹脂製であってもよい。

 図2は、本発明を適用した脱落防止具の第2 態様を説明する概略斜視図(a)、概略正面図(b )及び概略平面図(c)である。図2において、本 明の脱落防止具1は、金属製の素線が略同一 径で巻回されたコイルバネ部2を備えており 素線の一端3及び他端4は、コイルバネ部2の 径方向外側に位置すると共に、互いに略同 方位に位置している。また、コイルバネ部2 巻回角度は、ボルト脚部のねじ部のリード と一致している。
 また、一端3及び他端4は、コイルバネ部2の 径方向外側に位置するものの、拡径した場 でもナットの二面幅内に位置している。
 また、図2(b)に示すように、一端3から所定 長さ例えばコイルバネ部の外側に位置する 囲の長さであってコイルバネ部の一周の長 の約8分の1の長さの素線は、他端4側の方向 αの角度で曲げられ、また、他端4から所定 長さ例えばコイルバネ部の外側に位置する 囲の長さであってコイルバネ部の一周の長 の約8分の1の長さの素線は、一端3側の方向 αの角度で曲げられており、一端3から所定 長さの素線の形状及び他端4から所定の長さ 素線の形状は、互いに略同じである。
 また、図2(b)に示すように、素線の一端3は 素線の他端4から所定の長さ例えばコイルバ 部の一周の長さの約8分の1の長さの素線が 部を構成するコイルバネ部領域の半径方向 側に位置している。

 ここで、素線の一端及び他端は、コイル ネ部の半径方向外側に位置し、一端から所 の長さの素線は、コイルバネ部の半径方向 側に位置して他端側の方向へ曲げられてい のであれば、必ずしも一端及び他端から所 の長さの素線の形状は、互いに略同じでな てもよい。

 図3は、一端から所定の長さの素線の曲げ 角度について説明する概略図である。図3に いて、素線の中心線がAの場合は、素線が何 曲げられていない状態を示し、素線の中心 がBの場合は、巻回された素線の中心線に対 して即ち中心線Aに対してリード角の角度で げられた状態を示し、素線の中心線がCの場 は、巻回された素線の中心線に対して即ち 心線Aに対してリード角の2倍の角度で曲げ れた状態を示し、そして素線の中心線がDの 合は、巻回された素線の中心線に対して即 中心線Aに対して、(リード角+ボルトのねじ 7Aの角度βの半角β/2)の角度で曲げられた状 をそれぞれ示している。

 図3から判るように、図1や図2でも示した、 端から所定の長さの素線を他端側の方向へ げる曲げ角度αは、巻回された素線の中心 に対して、どれくらい曲げたかを示す角度 あり、全く素線を曲げない状態では、ナッ 8の端面に素線の面が干渉していまい、ナッ 8の反時計回りの緩み方向の回転に対し有効 な緩み抑制力を発揮できない。また、一端か ら所定の長さの素線を他端側の方向へ曲げる ことによって、このような干渉を防ぐことが できるが、巻回された素線の中心線に対して リード角の角度で曲げられた状態では、ナッ ト8の端面に対して素線の面が略平行となっ ナット8の端面に接触する可能性があり、充 とは言えない。
 そこで、一端から所定の長さの素線を他端 の方向へ曲げる曲げ角度αは、巻回された 線の中心線に対してリード角を超える角度 あることが好ましいが、巻回された素線の 心線に対して、(リード角+ボルトのねじ山7A 角度βの半角β/2)を超えた角度であると、ボ ルトのねじ山7Aに、一端から所定の長さの素 が乗り上げてしまい、コイルバネの緊縮力 軽減され、有効なナットの緩み抑制力を発 できないため、曲げ角度αは、巻回された 線の中心線に対して、(リード角+ボルトのね じ山7Aの角度βの半角β/2)以下の角度であるこ とが好ましい。

 次に、従来の脱落防止具及び本発明の脱落 止具について実施した緩み試験について説 する。図4は、本発明の脱落防止具を緩み試 験機に取付けた状態を示す概略図である。
 図4に示すように、NAS(米国航空規格)3350に準 拠した緩み試験機の振動冶具5に形成された 口部にボルト取付冶具6が通されており、そ てボルト取付冶具6に鉄塔規格のボルト7が されており、ボルト7の脚部に菜種油を塗油 て、ボルト7の脚部に冶具ワッシャー10を取 け、更に冶具ワッシャー10の上から菜種油 塗油された鉄塔規格のナット8が規定トルク ボルト7の脚部に取付けられている。また、 ボルト7の余長部には、試験対象の本発明の 落防止具1が取付けられている。また、緩み 験で使用された本発明の脱落防止具1は、図 1に示す態様のものであり、他端4側の方向へ の角度で曲げられた、一端3から所定の長さ えばコイルバネ部の外側に位置する範囲の さであってコイルバネ部の一周の長さの約8 分の1の長さの素線側がナット8に向けられ、 ルト7の余長部に取付けられている。なお、 比較例として使用された脱落防止具の、一端 から所定の長さの素線は、他端側へ曲げられ ておらず、この素線側をナット8に向けて、 較例として使用された脱落防止具をボルト7 余長部に取付けた。

 また、緩み試験には2種類のボルトを使用 した。即ち、ボルトねじ長が40mmのM16と、ボ トねじ長が50mmのM20である。また、M16のボル には締結トルク7400N・cmでナットを締結し、 M20のボルトには締結トルク16000N・cmでナット 締結した。

 このように脱落防止具を取付けられた緩み 験機は、加振用ピストン9によって符号12で す振動ストローク11mmの振動が与えられ、符 号11で示す衝撃ストローク19mmの衝撃がボルト 7やナット8に与えられる。
 振動周波数は21.3Hz、振動加速度は10G、加振 向はボルト軸に対して直角方向とし、ナッ 8が緩みを開始する振動回数及びナット脱落 時の振動回数を確認した。なお、ナットの緩 み判定は、ボルト、ナットに予め付したマー キング位置の変化または振動衝撃音の変化を 基に行い、ナットの脱落が生じない場合には 、NAS3350に準拠して、30,000回の振動回数で試 を終えることにした。結果を表に示す。

 表1から明らかなように、M16、M20ともに、本 発明の脱落防止具を取付けたナットは、振動 周波数21.3Hz(振動加速度10G)の振動を30,000回加 ても脱落しなかった。引き続き振動周波数3 0Hz(振動加速度19.5G)に増加して、更に30,000回 強烈な振動を加えてもナットの脱落は生じ 、本発明の脱落防止具は、充分なナットの 落防止機能を備えていることが判った。
 また、ナットの緩み開始の振動回数は、M16 M20ともに従来の脱落防止具を取付けた場合 りも、本発明の脱落防止具を取付けた場合 方が遥かに多い振動回数を示しており、ナ トの緩み抑制機能が一段と向上しているこ が判る。

 このように、本発明の脱落防止具は、素線 一端及び他端が、コイルバネ部の半径方向 側に位置することによって、素線が張り出 てコイルバネ部の半径方向外側に位置する 合に比べて張り出した面積が小さいため電 工具等の工具を使い易く、また、一端から 定の長さの素線は、コイルバネ部の半径方 外側に位置して他端側の方向へ曲げられて ることによって、ナットに当接させた場合 ナットからの力を受けにくくなり、ナット 緩みを抑制できる。
 また、電動工具等の工具を使い易いので、 量に脱落防止具を取付けることができ、作 効率が向上する。

 また、一端から所定の長さの素線は、巻回 れた素線の中心線に対してリード角を超え 角度であると共に巻回された素線の中心線 対して(リード角+ボルトのねじ山角度の半 )以下の角度で曲げられているので、素線が ットからの力を受け難く、また、素線がボ トのねじ山に乗り上がることなくコイルバ の緊縮力を保つことができ、ナットの緩み 制に有利に働く。
 なお、ボルトのねじ山に素線が乗り上がる 、ねじ山によって素線が外側に押出された となり、コイルバネの緊縮力が軽減されて まって、ナットの緩み抑制力を発揮しえな 。

 また、素線の一端及び他端は、拡径した 合にナットの二面幅内に位置するので、ナ ト締結後のナットの追締め作業やナットの ルク検査を行ない易い。

 また、他端から所定の長さの素線は、コ ルバネ部の半径方向外側に位置して巻回軸 と略平行に一端側へ向けてフック形状に曲 られているので、コイルバネ部を回転等さ るときでもコイルバネ部に力を加えやすく フック部分を手で摘んで回転させ易くなる

 また、一端から所定の長さの素線の形状 び他端から所定の長さの素線の形状は、互 に略同じであるので、脱落防止具自体をナ トのように使用できる。

 また、コイルバネ部の巻回角度は、ボル 脚部のねじ部のリード角と一致しているの 、コイルバネ部のねじ溝に対し均一の摩擦 を付与でき、また、装着または離脱がより 易になり、更には装着時に局部的な塑性変 が伴わず再利用しても機能が低下しない。