专利名称：防松动用紧固构造及该紧固构造用的螺母及垫圈的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种备有例如建筑结构中所使用的螺母、螺栓及具有通过该螺栓的轴的孔的垫圈的防松动用紧固构造及该当紧固构造用的螺母及垫圈。
但是，在上述现有技术的紧固构造中，也有因螺母、螺栓紧固后在未充分防止松动状况下继续使用而造成螺母、螺栓之间不可避免的产生松动的问题。因此，本发明是为解决该问题，其目的在于提供一种更能发挥牢固的防止松动功能、使螺母、螺栓紧固后可更牢固的防止松动的紧固构造。
此外，提供一种防松动用紧固构造用的螺母，是具有螺母、螺栓及备有通过该螺栓的轴的孔的垫圈的防松动用紧固构造用的螺母，其特征是，在靠垫圈侧的内侧具有以轴为对称且剖面大致呈梯形状的凹部。
另，提供一种防松动用紧固构造用的垫圈，是具有螺母、螺栓及备有通过该螺栓的轴的孔的垫圈的防松动用紧固构造用的垫圈，其特征是，在靠螺母侧的内侧具有以轴为对称且剖面大致呈梯形状的凸部，上述垫圈所具备的孔位于上述凸部的内侧且该孔的中心位置相对于上述垫圈的凸部的中心位置为偏心。
又，优选其为上述螺母的凹部与垫圈的凸部嵌合的紧固构造，上述凹部具有上面部及倾斜部，上述凸部具有上面部及倾斜部，上述紧固构造的嵌合形式是上述凹部的倾斜部呈平面形状，而上述凸部的倾斜部呈弯曲形状。
此外，优选根据使用于螺母和垫圈的材料其为上述螺母的凹部与垫圈的凸部嵌合的紧固构造，上述凹部具有上面部及倾斜部，上述凸部具有上面部及倾斜部，上述紧固构造的嵌合形式是上述凹部的倾斜部的角度大于上述凸部的倾斜部的角度。
又，优选在不同材料时其为上述螺母的凹部与垫圈的凸部嵌合的紧固构造，上述凹部具有上面部及倾斜部，上述凸部具有上面部及倾斜部，上述紧固构造的嵌合形式是上述凹部的倾斜部的角度小于上述凸部的倾斜部的角度。
另，优选更为不同材料的组合时，其为上述螺母的凹部与垫圈的凸部嵌合的紧固构造，上述凹部具有上面部及倾斜部，上述凸部具有上面部及倾斜部，上述紧固构造的嵌合形式是上述凹部的倾斜部的角度等于上述凸部的倾斜部的角度。
此外，优选上述凸部呈弯曲形状的防松动用紧固构造用的螺母。
另，优选在上述垫圈的凸部的下部具有支撑部的防松动用紧固构造。又，优选支撑部相对于被紧固体而成水平。
此外，优选在上述凸部的下部具有支撑部的防松动用紧固构造用的垫圈。又，优选支撑部相对于被紧固体而成水平。
此外，优选上述螺母的内螺纹部的高度与凹部的高度之比约为2∶1的防松动用紧固构造。
此外，优选上述螺母的内螺纹部的高度与凹部的高度之比约为2∶1的防松动用紧固构造用的螺母。
又，优选上述螺母的倾斜部相对于中心轴的倾斜度约为10度的防松动用紧固构造。
另，优选上述螺母的倾斜部相对于中心轴的倾斜度约为10度的防松动用紧固构造用的螺母。
此外，优选上述垫圈的凸部的倾斜部的最上部点所构成圆的直径是上述螺母的凹部的上面交点部的直径以下的尺寸，上述垫圈的凸部的倾斜部的下部点所构成圆的直径是上述螺母的凹部的下面交点部的直径以上的尺寸的防松动用紧固构造。
又，优选上述垫圈的孔的直径设定为比上述螺母的内螺纹部的外径仅大于螺纹高的高度量的防松动用紧固构造。
另，优选上述螺母的高度比上述垫圈的高度高的防松动用紧固构造。
此外，优选垫圈的厚度比螺栓的螺纹的螺距小。
根据实施例，参考
本发明的实施形式。
图1是本发明第一实施例所述的防松动用紧固构造的主要部分的剖视图，(a)表示紧固完成前的视图，(b)表示紧固完成后的视图。本发明第一实施例所述的防松动用紧固构造主要是由螺栓4、螺母2及垫圈3构成，符号5、6是为被紧固体。螺栓4是由轴41和顶部42构成。本发明第一实施例所述的防松动用紧固构1的主要之一在于，在螺母2靠垫圈3侧的内侧具有以轴为对称且剖面大致呈梯形状的凹部21，在垫圈3靠螺母2侧的内侧具有以轴为对称且剖面大致呈梯形状的凸部31。
接着，对本发明第一实施例所述的防松动用紧固构造用螺母2的构造参考图2进行详细说明。图2是本发明第一实施例所述的防松动用紧固构造用螺母的视图，(a)表示平面图，(b)表示A-A剖视图，(c)表示底面图。如图2(b)的A-A剖视图所示，在螺母2内侧的上部形成有与形成在螺栓的轴上的外螺纹部咬合的内螺纹部26。在螺母2内侧的下部形成有以轴为对称且剖面呈大致梯形状的凹部21。以轴为对称是指针对螺母2的中心轴T对称的意思。
凹部21主要是由下列部分构成倾斜部22、位于该倾斜部22与下表面28的交点的下面交点部25、上面部23、位于该上面部23与倾斜部22的交点的上面交点部24。如此，因在螺母2内侧的下部形成有以轴为对称且剖面大致呈梯形状的凹部21，所以在图2(c)的底面图中，上面交点部24及下面交点部25为同心圆。又，附图标记27是内螺纹部26的内径，如图2(c)所示，与上面交点部24及下面交点部25同样为同心圆。
接着，对该螺母2的详细尺寸关系进行说明。在图2(c)的底面图中，V是因在本实施例中的螺母2的外形为正六角形，所以其表示该正六角形的相对边之间的距离(以下称为“对面宽”)。在图2(b)中的D、D’及D”分别表示内螺纹部26的外径、上面交点部24的直径及下面交点部25直径。符号V、D、D’及D”这4个尺寸的关系如下。
D＜D’＜D”≤V即，按如下顺序逐渐变大内螺纹部26的外径D、上面交点部24的直径D’、下面交点部25的直径D”、及对面宽V。又，下面交点部25直径D”与对面宽V可以相等。
图2(b)中的H、S及H’分别表示螺母的高度、内螺纹部26的高度及凹部21的高度。这3个尺寸关系如下。
H＝S+H’内螺纹部26的高度S，必须具有可获得紧固所需扭矩的长度。再者，最好大概为S∶H’＝2∶1的尺寸比例。
x表示倾斜部22相对于中心轴T倾斜的角度，其角度最好是10度左右。
接着，对本发明第一实施例所述的防松动用紧固构造用垫圈3的构造参考图3进行说明。图3是本发明第一实施例所述的防松动用紧固构造用垫圈的视图，(a)表示平面图，(b)表示B-B剖视图。
本发明第一实施例所述的防松动用紧固构造用垫圈3的一个主要点在于设有凸部31及该凸部31的形状。凸部31主要是由弯曲下部点34、弯曲部36及孔35构成，剖面大致呈梯形状。弯曲下部点34如图3(a)的平面图所示，以凸部31的中心位置为中心构成为对称形状即圆。该凸部31的中心位置为图示X-X轴上的i点，该图3(b)中的X-X轴是与上述图2(c)中的螺母2的中心轴T为共同轴。另，在本实施例中，在凸部31的下部具有支撑部32，支撑部下部点33可与被紧固体等接触。
位于凸部31上部的孔35的外径点37，如图3(a)的平面图所示，构成为圆，该圆的中心位置即孔35的中心位置为如图所示的Y-Y轴上的j点。如此，孔35的中心位置j点是在图示的Y-Y轴上，凸部31的中心位置i点是在图示的X-X轴上，孔35的中心位置j点与凸部31的中心位置i点成为偏心。即，孔35的中心位置j点与凸部31的中心位置i点不相同。
接着，说明本发明第一实施例所述的防松动用紧固构造用垫圈3的尺寸关系。如图3(b)的B-B剖视图所示，h、h’及h”分别表示垫圈3的高度、凸部31的高度及支撑部32的高度。这3个值h、h’及h”之间的关系成立如下。
h＝h’+h”又，在本实施例中，H＞h，即，螺母2的高度H，设定成比垫圈3的高度h还大。
在图3(b)的B-B剖视图中的d、p、p’及p”分别表示孔35的直径、支撑部下部点33所构成的圆的直径，在凸部31中弯曲部36最上部点所构成的圆的直径及弯曲下部点34所构成的圆的直径。这4个值d、p、p’及p”，以及上述图2(b)中螺母2的内螺纹部26的外径D之间成立为以下关系。
p＞p”＞p’＞d＞D即，按如下顺序逐渐变小支撑部下部点33所构成的圆的直径p、弯曲下部点34所构成的圆的直径p”、凸部31中弯曲部36最上部点所构成的圆的直径p’、孔35的直径d、及螺母2的内螺纹部26的外径D。又，在本实施例中，设定d＝D+α，而α表示螺纹高的高度。
另，在本第一实施例中，在图3(b)中垫圈3的凸部31中弯曲部36最上部点所构成的圆的直径p’、弯曲下部点34所构成的圆的直径p”、及图2(b)中螺母2的凹部21的上面交点部24的直径D’、下面交点部25的直径D”之间的关系成立如下。
P’≤D’＜D”≤p”这表示垫圈3的凸部31中的弯曲部36的最上部点所构成的圆的直径p’的尺寸为螺母2的凹部21的上面交点部24的直径D’以下的尺寸，并表示垫圈3的凸部31中的弯曲部36的弯曲下部点34所构成的圆的直径p”的尺寸为螺母2的凹部21的下面交点部25的直径D”以上的尺寸。其结果是，在本第一实施例中，当螺母2的凹部21与垫圈3的凸部31成为嵌合状态时，会形成为螺母2的凹部21的下面交点部25对垫圈3的凸部31的弯曲部36周边施加压力的状态。
接着，参考图1、图2、及图3说明上述第一实施例所述的防松动用紧固构造1的作用。
如图1(a)所示，在螺栓4的顶部41上依顺序放置有被紧固体6、5及本发明所述的垫圈3，并在此状态下将本发明所述的螺母2沿着螺纹部进行旋转。首先，螺母2的凹部21的下面交点部25会与垫圈3的凸部31的弯曲部36接触。
凸部31的中心位置i点是在图示的X-X轴上的i点，因图3(b)中的X-X轴与图2(c)中的螺母2的中心轴T为共同轴，所以螺母2的凹部21的下面交点部25与垫圈3的凸部31的弯曲部36接触后，如图1(b)所示，以垫圈3的凸部31的弯曲部36沿着螺母2的凹部21嵌入的形式，使垫圈3的凸部31与螺母2的凹部21成嵌合状态。
此时，因设于垫圈3的凸部31的孔35的中心位置j点与凸部31的中心位置i点为偏心，所以如图1(b)的视图上中央右侧所示，使设在垫圈3的凸部31上的孔35的构成部份咬合于螺栓4的轴41的螺纹。即，将图1中的(a)与(b)进行比较，图1(b)上垫圈3的位置仅向左移动大概相当于螺纹高度的距离，构成孔35的部份咬合于螺栓4的轴41的螺纹。
因此，通过垫圈3将螺母2进行紧固后，根据所谓的楔形效果可获得复合性防松动效果。即，为了将螺母2进行紧固而对螺母2进行旋紧时，旋紧用的紧固扭矩作为横向的力作用于螺栓4的轴41的螺纹，其结果是，使垫圈3的孔35的规定部咬合于螺栓4的轴41的螺纹，使垫圈3、螺栓4之间的位置关系被固定化，因而可获得非常强的防松动效果。另，若垫圈的厚度小于螺栓的螺纹的螺距，就更容易使垫圈咬合于螺纹，可获得更具强力的防松动效果。
此外，因螺栓4的轴41的螺纹形成为螺旋状，借助垫圈3的孔35与该螺栓4的轴41的螺旋状螺纹咬合在一起，而使孔35的与螺纹的接触部份产生如图4的略图所示那样的一种扭曲。借助这一种扭曲与螺栓4的轴41的螺旋状螺纹的作用而产生防松动效果。
又，在第一实施例中，垫圈3是在其下部具有支撑部32。因此，借助螺母2的紧固扭矩使该支撑部32产生弹簧作用。借助该弹簧作用使垫圈3的孔35的内侧强力咬合于螺栓4的轴41的螺纹，由此产生强大的防松动效果。另，若该支撑部的形状相对于被紧固体成水平时，能产生使垫圈可正确地水平移动的特有的效果。
此外，不仅有上述防松动的效果，借助上述楔形效果，螺纹与垫圈3的孔35强力咬合，使该咬合点承受集中力而成为所谓防松动的要点。因此，即使施加过剩的紧固扭矩，也可防止因紧固过剩而造成破损，而能适当的紧固。
图5是本发明第二实施例所述的防松动用紧固构造用垫圈3的视图，(a)表示平面图，(b)表示C-C剖面图。与第一实施例所述的防松动用紧固构造用垫圈3的不同之处在于，凸部31的弯曲部36并未弯曲，其剖面成直线状。因此，如图6(a)所示，螺栓的下面交点部25会与剖面为直线状的垫圈3的凸部接触。可根据螺母或垫圈的各种材料的不同等对凸部的形状进行变更。
做为其他的实施例，如图6(b)所示，也可以是这样的构成，即，垫圈3的凸部为陡的斜面，凸部的上端部38与螺母2的凹部21的倾斜部22接触。
再者，做为其他的实施例，如图6(c)所示，也可以是这样的构成，即，垫圈3的凸部的侧面的倾斜与螺母2的凹部21的倾斜部22的倾斜相同而进行面接触。
如上所述，本发明所述的防松动用紧固构造及该紧固构造用的螺母及垫圈可进行更强的紧固。
产业上的可利用性本发明所述的防松动用紧固构造，具有螺母、螺栓及备有通过该螺栓的轴的孔的垫圈，在螺母靠垫圈侧的内侧具有以轴为对称且剖面大致呈梯形状的凹部，在垫圈靠螺母侧的内侧具有以轴为对称且剖面大致呈梯形状的凸部，上述螺母的凹部与垫圈的凸部嵌合在一起，上述垫圈所具备的孔位于上述凸部的内侧且该孔的中心位置相对于上述垫圈的凸部的中心位置为偏心，所以对紧固构造的防松动方面是有用的。
权利要求
1.一种防松动用紧固构造，具有螺母、螺栓及备有通过该螺栓的轴的孔的垫圈，其特征为于，在螺母靠垫圈侧的内侧具有以轴为对称且剖面大致呈梯形状的凹部，在垫圈靠螺母侧的内侧具有以轴为对称且剖面大致呈梯形状的凸部，上述螺母的凹部与垫圈的凸部嵌合在一起，上述垫圈所具备的孔位于上述凸部的内侧且该孔的中心位置相对于上述垫圈的凸部的中心位置为偏心。
2.一种防松动用紧固构造用的螺母，是具有螺母、螺栓及备有通过该螺栓的轴的孔的垫圈的防松动用紧固构造用的螺母，其特征在于，在靠垫圈侧的内侧具有以轴为对称且剖面大致呈梯形状的凹部。
3.一种防松动用紧固构造用的垫圈，是具有螺母、螺栓及备有通过该螺栓的轴的孔的垫圈的防松动用紧固构造用的垫圈，其特征在于，在靠螺母侧的内侧具有以轴为对称且剖面大致呈梯形状的凸部，上述垫圈所具备的孔位于上述凸部的内侧且该孔的中心位置相对于上述垫圈的凸部的中心位置为偏心。
4.如权利要求1所述的防松动用紧固构造，其特征在于，其为上述螺母的凹部与垫圈的凸部嵌合的紧固构造，上述凹部具有上面部及倾斜部，上述凸部具有上面部及倾斜部，上述紧固构造的嵌合形式是上述凹部的倾斜部呈平面形状，而上述凸部的倾斜部呈弯曲形状。
5.如权利要求1所述的防松动用紧固构造，其特征在于，其为上述螺母的凹部与垫圈的凸部嵌合的紧固构造，上述凹部具有上面部及倾斜部，上述凸部具有上面部及倾斜部，上述紧固构造的嵌合形式是上述凹部的倾斜部的角度大于上述凸部的倾斜部的角度。
6.如权利要求1所述的防松动用紧固构造，其特征在于，其为上述螺母的凹部与垫圈的凸部嵌合的紧固构造，上述凹部具有上面部及倾斜部，上述凸部具有上面部及倾斜部，上述紧固构造的嵌合形式是上述凹部的倾斜部的角度小于上述凸部的倾斜部的角度。
7.如权利要求1所述的防松动用紧固构造，其特征在于，其为上述螺母的凹部与垫圈的凸部嵌合的紧固构造，上述凹部具有上面部及倾斜部，上述凸部具有上面部及倾斜部，上述紧固构造的嵌合形式是上述凹部的倾斜部的角度等于上述凸部的倾斜部的角度。
8.如权利要求3所述的防松动用紧固构造用的螺母，其特征在于，上述凸部呈弯曲形状。
9.如权利要求1所述的防松动用紧固构造，其特征在于，在上述垫圈的凸部的下部具有支撑部。
10.如权利要求3所述的防松动用紧固构造用的垫圈，其特征在于，在上述凸部的下部具有支撑部。
11.如权利要求9所述的防松动用紧固构造，其特征在于，上述支撑部相对于被紧固体而成水平。
12.如权利要求10所述的防松动用紧固构造用的垫圈，其特征在于，上述支撑部相对于被紧固体而成水平。
13.如权利要求1所述的防松动用紧固构造，其特征在于，上述螺母的内螺纹部的高度与凹部的高度之比约为2∶1。
14.如权利要求2所述的防松动用紧固构造用的螺母，其特征在于，上述螺母的内螺纹部的高度与凹部的高度之比约为2∶1。
15.如权利要求1所述的防松动用紧固构造，其特征在于，上述螺母的倾斜部相对于中心轴的倾斜度约为10度。
16.如权利要求2所述的防松动用紧固构造用的螺母，其特征在于，上述螺母的倾斜部相对于中心轴的倾斜度约为10度。
17.如权利要求1或4或5或6或7或9或11或13或15所述的防松动用紧固构造，其特征在于，上述垫圈的凸部的倾斜部的最上部点所构成圆的直径是上述螺母的凹部的上面交点部的直径以下的尺寸，上述垫圈的凸部的倾斜部的下部点所构成圆的直径是上述螺母的凹部的下面交点部的直径以上的尺寸。
18.如权利要求1或4或5或6或7或9或11或13或15或17所述的防松动用紧固构造，其特征在于，上述垫圈的孔的直径设定为比上述螺母的内螺纹部的外径仅大于螺纹高的高度量。
19.如权利要求1或4或5或6或7或9或11或13或15或17或18所述的防松动用紧固构造，其特征在于，上述螺母的高度比上述垫圈的高度高。
20.如权利要求1或4或5或6或7或9或11或13或15或17或18或19所述的防松动用紧固构造，其特征在于，上述垫圈的厚度比螺栓的螺纹的螺距小。
21.如权利要求3或10所述的防松动用紧固构造用的垫圈，其特征在于，上述垫圈的厚度比螺栓的螺纹的螺距小。
全文摘要
一种防松动用紧固构造，具有螺母、螺栓及备有通过该螺栓的轴的孔的垫圈，为使防止松动更进一步强化，该防松动用紧固构造在螺母靠垫圈侧的内侧具有以轴为对称且剖面大致呈梯形状的凹部，在垫圈靠螺母侧的内侧具有以轴为对称且剖面大致呈梯形状的凸部，将螺母的凹部与垫圈的凸部嵌合在一起，垫圈所具备的孔位于上述凸部的内侧且使孔的中心位置相对于垫圈的凸部的中心位置偏心。
文档编号F16B39/24GK1479841SQ01820480
公开日2004年3月3日 申请日期2001年12月11日 优先权日2001年1月12日
发明者中上辉夫 申请人:中上辉夫