防鬆動用緊固構造及該緊固構造用的螺母及墊圈的製作方法
2023-06-13 03:49:16
專利名稱：防鬆動用緊固構造及該緊固構造用的螺母及墊圈的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種備有例如建築結構中所使用的螺母、螺栓及具有通過該螺栓的軸的孔的墊圈的防鬆動用緊固構造及該當緊固構造用的螺母及墊圈。
但是，在上述現有技術的緊固構造中，也有因螺母、螺栓緊固後在未充分防止鬆動狀況下繼續使用而造成螺母、螺栓之間不可避免的產生鬆動的問題。因此，本發明是為解決該問題，其目的在於提供一種更能發揮牢固的防止鬆動功能、使螺母、螺栓緊固後可更牢固的防止鬆動的緊固構造。
此外，提供一種防鬆動用緊固構造用的螺母，是具有螺母、螺栓及備有通過該螺栓的軸的孔的墊圈的防鬆動用緊固構造用的螺母，其特徵是，在靠墊圈側的內側具有以軸為對稱且剖面大致呈梯形狀的凹部。
另，提供一種防鬆動用緊固構造用的墊圈，是具有螺母、螺栓及備有通過該螺栓的軸的孔的墊圈的防鬆動用緊固構造用的墊圈，其特徵是，在靠螺母側的內側具有以軸為對稱且剖面大致呈梯形狀的凸部，上述墊圈所具備的孔位於上述凸部的內側且該孔的中心位置相對於上述墊圈的凸部的中心位置為偏心。
又，優選其為上述螺母的凹部與墊圈的凸部嵌合的緊固構造，上述凹部具有上面部及傾斜部，上述凸部具有上面部及傾斜部，上述緊固構造的嵌合形式是上述凹部的傾斜部呈平面形狀，而上述凸部的傾斜部呈彎曲形狀。
此外，優選根據使用於螺母和墊圈的材料其為上述螺母的凹部與墊圈的凸部嵌合的緊固構造，上述凹部具有上面部及傾斜部，上述凸部具有上面部及傾斜部，上述緊固構造的嵌合形式是上述凹部的傾斜部的角度大於上述凸部的傾斜部的角度。
又，優選在不同材料時其為上述螺母的凹部與墊圈的凸部嵌合的緊固構造，上述凹部具有上面部及傾斜部，上述凸部具有上面部及傾斜部，上述緊固構造的嵌合形式是上述凹部的傾斜部的角度小於上述凸部的傾斜部的角度。
另，優選更為不同材料的組合時，其為上述螺母的凹部與墊圈的凸部嵌合的緊固構造，上述凹部具有上面部及傾斜部，上述凸部具有上面部及傾斜部，上述緊固構造的嵌合形式是上述凹部的傾斜部的角度等於上述凸部的傾斜部的角度。
此外，優選上述凸部呈彎曲形狀的防鬆動用緊固構造用的螺母。
另，優選在上述墊圈的凸部的下部具有支撐部的防鬆動用緊固構造。又，優選支撐部相對於被緊固體而成水平。
此外，優選在上述凸部的下部具有支撐部的防鬆動用緊固構造用的墊圈。又，優選支撐部相對於被緊固體而成水平。
此外，優選上述螺母的內螺紋部的高度與凹部的高度之比約為2∶1的防鬆動用緊固構造。
此外，優選上述螺母的內螺紋部的高度與凹部的高度之比約為2∶1的防鬆動用緊固構造用的螺母。
又，優選上述螺母的傾斜部相對於中心軸的傾斜度約為10度的防鬆動用緊固構造。
另，優選上述螺母的傾斜部相對於中心軸的傾斜度約為10度的防鬆動用緊固構造用的螺母。
此外，優選上述墊圈的凸部的傾斜部的最上部點所構成圓的直徑是上述螺母的凹部的上面交點部的直徑以下的尺寸，上述墊圈的凸部的傾斜部的下部點所構成圓的直徑是上述螺母的凹部的下面交點部的直徑以上的尺寸的防鬆動用緊固構造。
又，優選上述墊圈的孔的直徑設定為比上述螺母的內螺紋部的外徑僅大於螺紋高的高度量的防鬆動用緊固構造。
另，優選上述螺母的高度比上述墊圈的高度高的防鬆動用緊固構造。
此外，優選墊圈的厚度比螺栓的螺紋的螺距小。
根據實施例，參考
本發明的實施形式。
圖1是本發明第一實施例所述的防鬆動用緊固構造的主要部分的剖視圖，(a)表示緊固完成前的視圖，(b)表示緊固完成後的視圖。本發明第一實施例所述的防鬆動用緊固構造主要是由螺栓4、螺母2及墊圈3構成，符號5、6是為被緊固體。螺栓4是由軸41和頂部42構成。本發明第一實施例所述的防鬆動用緊固構1的主要之一在於，在螺母2靠墊圈3側的內側具有以軸為對稱且剖面大致呈梯形狀的凹部21，在墊圈3靠螺母2側的內側具有以軸為對稱且剖面大致呈梯形狀的凸部31。
接著，對本發明第一實施例所述的防鬆動用緊固構造用螺母2的構造參考圖2進行詳細說明。圖2是本發明第一實施例所述的防鬆動用緊固構造用螺母的視圖，(a)表示平面圖，(b)表示A-A剖視圖，(c)表示底面圖。如圖2(b)的A-A剖視圖所示，在螺母2內側的上部形成有與形成在螺栓的軸上的外螺紋部咬合的內螺紋部26。在螺母2內側的下部形成有以軸為對稱且剖面呈大致梯形狀的凹部21。以軸為對稱是指針對螺母2的中心軸T對稱的意思。
凹部21主要是由下列部分構成傾斜部22、位於該傾斜部22與下表面28的交點的下面交點部25、上面部23、位於該上面部23與傾斜部22的交點的上面交點部24。如此，因在螺母2內側的下部形成有以軸為對稱且剖面大致呈梯形狀的凹部21，所以在圖2(c)的底面圖中，上面交點部24及下面交點部25為同心圓。又，附圖標記27是內螺紋部26的內徑，如圖2(c)所示，與上面交點部24及下面交點部25同樣為同心圓。
接著，對該螺母2的詳細尺寸關係進行說明。在圖2(c)的底面圖中，V是因在本實施例中的螺母2的外形為正六角形，所以其表示該正六角形的相對邊之間的距離(以下稱為「對面寬」)。在圖2(b)中的D、D』及D」分別表示內螺紋部26的外徑、上面交點部24的直徑及下面交點部25直徑。符號V、D、D』及D」這4個尺寸的關係如下。
D＜D』＜D」≤V即，按如下順序逐漸變大內螺紋部26的外徑D、上面交點部24的直徑D』、下面交點部25的直徑D」、及對面寬V。又，下面交點部25直徑D」與對面寬V可以相等。
圖2(b)中的H、S及H』分別表示螺母的高度、內螺紋部26的高度及凹部21的高度。這3個尺寸關係如下。
H＝S+H』內螺紋部26的高度S，必須具有可獲得緊固所需扭矩的長度。再者，最好大概為S∶H』＝2∶1的尺寸比例。
x表示傾斜部22相對於中心軸T傾斜的角度，其角度最好是10度左右。
接著，對本發明第一實施例所述的防鬆動用緊固構造用墊圈3的構造參考圖3進行說明。圖3是本發明第一實施例所述的防鬆動用緊固構造用墊圈的視圖，(a)表示平面圖，(b)表示B-B剖視圖。
本發明第一實施例所述的防鬆動用緊固構造用墊圈3的一個主要點在於設有凸部31及該凸部31的形狀。凸部31主要是由彎曲下部點34、彎曲部36及孔35構成，剖面大致呈梯形狀。彎曲下部點34如圖3(a)的平面圖所示，以凸部31的中心位置為中心構成為對稱形狀即圓。該凸部31的中心位置為圖示X-X軸上的i點，該圖3(b)中的X-X軸是與上述圖2(c)中的螺母2的中心軸T為共同軸。另，在本實施例中，在凸部31的下部具有支撐部32，支撐部下部點33可與被緊固體等接觸。
位於凸部31上部的孔35的外徑點37，如圖3(a)的平面圖所示，構成為圓，該圓的中心位置即孔35的中心位置為如圖所示的Y-Y軸上的j點。如此，孔35的中心位置j點是在圖示的Y-Y軸上，凸部31的中心位置i點是在圖示的X-X軸上，孔35的中心位置j點與凸部31的中心位置i點成為偏心。即，孔35的中心位置j點與凸部31的中心位置i點不相同。
接著，說明本發明第一實施例所述的防鬆動用緊固構造用墊圈3的尺寸關係。如圖3(b)的B-B剖視圖所示，h、h』及h」分別表示墊圈3的高度、凸部31的高度及支撐部32的高度。這3個值h、h』及h」之間的關係成立如下。
h＝h』+h」又，在本實施例中，H＞h，即，螺母2的高度H，設定成比墊圈3的高度h還大。
在圖3(b)的B-B剖視圖中的d、p、p』及p」分別表示孔35的直徑、支撐部下部點33所構成的圓的直徑，在凸部31中彎曲部36最上部點所構成的圓的直徑及彎曲下部點34所構成的圓的直徑。這4個值d、p、p』及p」，以及上述圖2(b)中螺母2的內螺紋部26的外徑D之間成立為以下關係。
p＞p」＞p』＞d＞D即，按如下順序逐漸變小支撐部下部點33所構成的圓的直徑p、彎曲下部點34所構成的圓的直徑p」、凸部31中彎曲部36最上部點所構成的圓的直徑p』、孔35的直徑d、及螺母2的內螺紋部26的外徑D。又，在本實施例中，設定d＝D+α，而α表示螺紋高的高度。
另，在本第一實施例中，在圖3(b)中墊圈3的凸部31中彎曲部36最上部點所構成的圓的直徑p』、彎曲下部點34所構成的圓的直徑p」、及圖2(b)中螺母2的凹部21的上面交點部24的直徑D』、下面交點部25的直徑D」之間的關係成立如下。
P』≤D』＜D」≤p」這表示墊圈3的凸部31中的彎曲部36的最上部點所構成的圓的直徑p』的尺寸為螺母2的凹部21的上面交點部24的直徑D』以下的尺寸，並表示墊圈3的凸部31中的彎曲部36的彎曲下部點34所構成的圓的直徑p」的尺寸為螺母2的凹部21的下面交點部25的直徑D」以上的尺寸。其結果是，在本第一實施例中，當螺母2的凹部21與墊圈3的凸部31成為嵌合狀態時，會形成為螺母2的凹部21的下面交點部25對墊圈3的凸部31的彎曲部36周邊施加壓力的狀態。
接著，參考圖1、圖2、及圖3說明上述第一實施例所述的防鬆動用緊固構造1的作用。
如圖1(a)所示，在螺栓4的頂部41上依順序放置有被緊固體6、5及本發明所述的墊圈3，並在此狀態下將本發明所述的螺母2沿著螺紋部進行旋轉。首先，螺母2的凹部21的下面交點部25會與墊圈3的凸部31的彎曲部36接觸。
凸部31的中心位置i點是在圖示的X-X軸上的i點，因圖3(b)中的X-X軸與圖2(c)中的螺母2的中心軸T為共同軸，所以螺母2的凹部21的下面交點部25與墊圈3的凸部31的彎曲部36接觸後，如圖1(b)所示，以墊圈3的凸部31的彎曲部36沿著螺母2的凹部21嵌入的形式，使墊圈3的凸部31與螺母2的凹部21成嵌合狀態。
此時，因設於墊圈3的凸部31的孔35的中心位置j點與凸部31的中心位置i點為偏心，所以如圖1(b)的視圖上中央右側所示，使設在墊圈3的凸部31上的孔35的構成部份咬合於螺栓4的軸41的螺紋。即，將圖1中的(a)與(b)進行比較，圖1(b)上墊圈3的位置僅向左移動大概相當於螺紋高度的距離，構成孔35的部份咬合於螺栓4的軸41的螺紋。
因此，通過墊圈3將螺母2進行緊固後，根據所謂的楔形效果可獲得複合性防鬆動效果。即，為了將螺母2進行緊固而對螺母2進行旋緊時，旋緊用的緊固扭矩作為橫向的力作用於螺栓4的軸41的螺紋，其結果是，使墊圈3的孔35的規定部咬合於螺栓4的軸41的螺紋，使墊圈3、螺栓4之間的位置關係被固定化，因而可獲得非常強的防鬆動效果。另，若墊圈的厚度小於螺栓的螺紋的螺距，就更容易使墊圈咬合於螺紋，可獲得更具強力的防鬆動效果。
此外，因螺栓4的軸41的螺紋形成為螺旋狀，藉助墊圈3的孔35與該螺栓4的軸41的螺旋狀螺紋咬合在一起，而使孔35的與螺紋的接觸部份產生如圖4的略圖所示那樣的一種扭曲。藉助這一種扭曲與螺栓4的軸41的螺旋狀螺紋的作用而產生防鬆動效果。
又，在第一實施例中，墊圈3是在其下部具有支撐部32。因此，藉助螺母2的緊固扭矩使該支撐部32產生彈簧作用。藉助該彈簧作用使墊圈3的孔35的內側強力咬合於螺栓4的軸41的螺紋，由此產生強大的防鬆動效果。另，若該支撐部的形狀相對於被緊固體成水平時，能產生使墊圈可正確地水平移動的特有的效果。
此外，不僅有上述防鬆動的效果，藉助上述楔形效果，螺紋與墊圈3的孔35強力咬合，使該咬合點承受集中力而成為所謂防鬆動的要點。因此，即使施加過剩的緊固扭矩，也可防止因緊固過剩而造成破損，而能適當的緊固。
圖5是本發明第二實施例所述的防鬆動用緊固構造用墊圈3的視圖，(a)表示平面圖，(b)表示C-C剖面圖。與第一實施例所述的防鬆動用緊固構造用墊圈3的不同之處在於，凸部31的彎曲部36並未彎曲，其剖面成直線狀。因此，如圖6(a)所示，螺栓的下面交點部25會與剖面為直線狀的墊圈3的凸部接觸。可根據螺母或墊圈的各種材料的不同等對凸部的形狀進行變更。
做為其他的實施例，如圖6(b)所示，也可以是這樣的構成，即，墊圈3的凸部為陡的斜面，凸部的上端部38與螺母2的凹部21的傾斜部22接觸。
再者，做為其他的實施例，如圖6(c)所示，也可以是這樣的構成，即，墊圈3的凸部的側面的傾斜與螺母2的凹部21的傾斜部22的傾斜相同而進行面接觸。
如上所述，本發明所述的防鬆動用緊固構造及該緊固構造用的螺母及墊圈可進行更強的緊固。
產業上的可利用性本發明所述的防鬆動用緊固構造，具有螺母、螺栓及備有通過該螺栓的軸的孔的墊圈，在螺母靠墊圈側的內側具有以軸為對稱且剖面大致呈梯形狀的凹部，在墊圈靠螺母側的內側具有以軸為對稱且剖面大致呈梯形狀的凸部，上述螺母的凹部與墊圈的凸部嵌合在一起，上述墊圈所具備的孔位於上述凸部的內側且該孔的中心位置相對於上述墊圈的凸部的中心位置為偏心，所以對緊固構造的防鬆動方面是有用的。
權利要求
1.一種防鬆動用緊固構造，具有螺母、螺栓及備有通過該螺栓的軸的孔的墊圈，其特徵為於，在螺母靠墊圈側的內側具有以軸為對稱且剖面大致呈梯形狀的凹部，在墊圈靠螺母側的內側具有以軸為對稱且剖面大致呈梯形狀的凸部，上述螺母的凹部與墊圈的凸部嵌合在一起，上述墊圈所具備的孔位於上述凸部的內側且該孔的中心位置相對於上述墊圈的凸部的中心位置為偏心。
2.一種防鬆動用緊固構造用的螺母，是具有螺母、螺栓及備有通過該螺栓的軸的孔的墊圈的防鬆動用緊固構造用的螺母，其特徵在於，在靠墊圈側的內側具有以軸為對稱且剖面大致呈梯形狀的凹部。
3.一種防鬆動用緊固構造用的墊圈，是具有螺母、螺栓及備有通過該螺栓的軸的孔的墊圈的防鬆動用緊固構造用的墊圈，其特徵在於，在靠螺母側的內側具有以軸為對稱且剖面大致呈梯形狀的凸部，上述墊圈所具備的孔位於上述凸部的內側且該孔的中心位置相對於上述墊圈的凸部的中心位置為偏心。
4.如權利要求1所述的防鬆動用緊固構造，其特徵在於，其為上述螺母的凹部與墊圈的凸部嵌合的緊固構造，上述凹部具有上面部及傾斜部，上述凸部具有上面部及傾斜部，上述緊固構造的嵌合形式是上述凹部的傾斜部呈平面形狀，而上述凸部的傾斜部呈彎曲形狀。
5.如權利要求1所述的防鬆動用緊固構造，其特徵在於，其為上述螺母的凹部與墊圈的凸部嵌合的緊固構造，上述凹部具有上面部及傾斜部，上述凸部具有上面部及傾斜部，上述緊固構造的嵌合形式是上述凹部的傾斜部的角度大於上述凸部的傾斜部的角度。
6.如權利要求1所述的防鬆動用緊固構造，其特徵在於，其為上述螺母的凹部與墊圈的凸部嵌合的緊固構造，上述凹部具有上面部及傾斜部，上述凸部具有上面部及傾斜部，上述緊固構造的嵌合形式是上述凹部的傾斜部的角度小於上述凸部的傾斜部的角度。
7.如權利要求1所述的防鬆動用緊固構造，其特徵在於，其為上述螺母的凹部與墊圈的凸部嵌合的緊固構造，上述凹部具有上面部及傾斜部，上述凸部具有上面部及傾斜部，上述緊固構造的嵌合形式是上述凹部的傾斜部的角度等於上述凸部的傾斜部的角度。
8.如權利要求3所述的防鬆動用緊固構造用的螺母，其特徵在於，上述凸部呈彎曲形狀。
9.如權利要求1所述的防鬆動用緊固構造，其特徵在於，在上述墊圈的凸部的下部具有支撐部。
10.如權利要求3所述的防鬆動用緊固構造用的墊圈，其特徵在於，在上述凸部的下部具有支撐部。
11.如權利要求9所述的防鬆動用緊固構造，其特徵在於，上述支撐部相對於被緊固體而成水平。
12.如權利要求10所述的防鬆動用緊固構造用的墊圈，其特徵在於，上述支撐部相對於被緊固體而成水平。
13.如權利要求1所述的防鬆動用緊固構造，其特徵在於，上述螺母的內螺紋部的高度與凹部的高度之比約為2∶1。
14.如權利要求2所述的防鬆動用緊固構造用的螺母，其特徵在於，上述螺母的內螺紋部的高度與凹部的高度之比約為2∶1。
15.如權利要求1所述的防鬆動用緊固構造，其特徵在於，上述螺母的傾斜部相對於中心軸的傾斜度約為10度。
16.如權利要求2所述的防鬆動用緊固構造用的螺母，其特徵在於，上述螺母的傾斜部相對於中心軸的傾斜度約為10度。
17.如權利要求1或4或5或6或7或9或11或13或15所述的防鬆動用緊固構造，其特徵在於，上述墊圈的凸部的傾斜部的最上部點所構成圓的直徑是上述螺母的凹部的上面交點部的直徑以下的尺寸，上述墊圈的凸部的傾斜部的下部點所構成圓的直徑是上述螺母的凹部的下面交點部的直徑以上的尺寸。
18.如權利要求1或4或5或6或7或9或11或13或15或17所述的防鬆動用緊固構造，其特徵在於，上述墊圈的孔的直徑設定為比上述螺母的內螺紋部的外徑僅大於螺紋高的高度量。
19.如權利要求1或4或5或6或7或9或11或13或15或17或18所述的防鬆動用緊固構造，其特徵在於，上述螺母的高度比上述墊圈的高度高。
20.如權利要求1或4或5或6或7或9或11或13或15或17或18或19所述的防鬆動用緊固構造，其特徵在於，上述墊圈的厚度比螺栓的螺紋的螺距小。
21.如權利要求3或10所述的防鬆動用緊固構造用的墊圈，其特徵在於，上述墊圈的厚度比螺栓的螺紋的螺距小。
全文摘要
一種防鬆動用緊固構造，具有螺母、螺栓及備有通過該螺栓的軸的孔的墊圈，為使防止鬆動更進一步強化，該防鬆動用緊固構造在螺母靠墊圈側的內側具有以軸為對稱且剖面大致呈梯形狀的凹部，在墊圈靠螺母側的內側具有以軸為對稱且剖面大致呈梯形狀的凸部，將螺母的凹部與墊圈的凸部嵌合在一起，墊圈所具備的孔位於上述凸部的內側且使孔的中心位置相對於墊圈的凸部的中心位置偏心。
文檔編號F16B39/24GK1479841SQ01820480
公開日2004年3月3日 申請日期2001年12月11日 優先權日2001年1月12日
發明者中上輝夫 申請人:中上輝夫