JP2000346034A - 簡易締結装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ボルトの挿入力を低減し、しかも高い締結力
を有した簡易締結装置とする。 【解決手段】 斜面を有するすり鉢状穴が形成されたベ
ース１と、ボルト４に螺合する雌ねじ２ｂが貫通してお
り、すり鉢状穴に案内され、ベース１に挿入されるボル
ト４の軸方向の動きにつれて拡縮するネジ駒２と、ネジ
駒２をすり鉢状穴に圧着するばね３と、ボルト挿通穴９
ａを有し、ベース１に取り付けられてばね３を押さえる
キャップ９とを備える。ネジ駒２の雌ネジ２ｂのネジ山
２０における下側斜面２１の傾斜角を上側斜面２２の傾
斜角よりも大きくする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、建設、電気、機械
等の諸設備に使用され、ワンタッチで締め付けを行うこ
とができる簡易締結装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】特公昭５５−４８１７１号公報や特開平
７−１９７９２２号公報などには、ワンタッチで締め付
けを行うことができる従来の簡易締結装置が開示されて
いる。図５（ａ）、（ｂ）はこのような従来の簡易締結
装置３０の作動を示す。

【０００３】簡易締結装置３０は、斜面部１ａを有する
すり鉢状穴１ｂが内部に形成されたベース１と、すり鉢
状穴１ｂに案内され、挿入されるボルト１４の軸方向の
動きにつれて上下しながら径方向に拡縮する複数のネジ
駒１２と、複数のネジ駒１２を縮方向に押圧するばね３
と、ベース１の上部に被させられ、ばね３を介してネジ
駒１２を押し下げてベース１１に当接するキャップ９と
を備えている。

【０００４】ネジ駒１２には、ベースの斜面１ａに対応
した斜面部１２ａが形成されている。又、ネジ駒１２に
は、ボルト１４の雄ネジ１４ｂに螺合する雌ネジ１２ｂ
が上下方向に貫通している。

【０００５】この簡易締結装置３０は、対象物５に固定
されたボルト１４に締結されるものであり、図５（ａ）
の矢印Ｙ方向に押し下げることにより、ネジ駒１２のボ
ルト側における雌ネジ１２ｂの端部と、ボルト１４の先
端部があたり、ネジ駒１２のＹ方向への動きが規制され
る。この状態から挿入力Ｆｉｎを作用させることによ
り、ベース１はばね３を圧縮しながらＹ方向に移動す
る。

【０００６】これにより、ネジ駒１２の斜面部１２ａと
ベース１の斜面部１ａとの間にクリアランスが生じ、ネ
ジ駒１２は挿入力Ｆｉｎによって発生する反力Ｆ１（図
６（ａ）参照））によって、挿入力Ｆｉｎの方向に移動
する。すなわち、ネジ駒１２が径方向に広がり、ネジ駒
１２のネジ山の高さ分、径方向へ移動すると、ボルト１
４とネジ駒１２との噛み合いが解除され、これにより、
ネジの１ピッチ分の挿入が行われる。従って、挿入力Ｆ
ｉｎを作用し続けることにより、以上の繰り返しで装置
全体を回転させることなく、対象物５まで挿入すること
ができる。

【０００７】対象物まで挿入した後は、右ねじの場合
は、図５（ｂ）の矢印で示す時計方向に、ベース１を回
転させる。この回転によって図６（ｃ）で示すように、
ボルト１４の雄ネジ１４ｂにおけるネジ山の下側斜面１
４ｃから荷重ＦＬを得る。このため、ネジ駒１２はベー
ス１の斜面部１ａに沿ってｂ方向へ移動して、ボルト１
４と噛み合い、締結が行われる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
簡易締結装置３０では、以下のような問題点を有してい
る。

【０００９】（１）簡易締結装置の締結における挿入作
業では、挿入力Ｆｉｎが小さいほど作業性が良好とな
る。又、ボルト１４とネジ駒１２との噛み合いを解除す
るためには、ネジ駒１２のネジ山分だけ、径方向に広げ
る必要がある。従来の簡易締結装置３０においては、ネ
ジ駒１２の雌ネジ１２ｂのネジ山における下側斜面の傾
斜角θ１及び上側斜面の傾斜角θ２が３０度となってい
る。又、これに対応するボルト１４の雄ネジ１４ｂのネ
ジ山における上側斜面の傾斜角はθ１に等しく、下側斜
面の傾斜角はθ２に等しいため、３０度となっている。
従って、径方向に作用する力Ｆ１は高さ方向に主体的に
作用するため、ばね３の反発力Ｆｂに対向する大きな挿
入力が必要となっている。

【００１０】（２）挿入力Ｆｉｎが大きいと、図６
（ｂ）で示すように、ボルト１４からネジ駒１２に作用
する力の作用点とばね３との位置関係により、ネジ駒１
２に回転力Ｔが加わり、ネジ駒１２が傾きを生じる。こ
のため、ボルト１４の雄ネジ１４ｂとネジ駒１２の雌ネ
ジ１２ｂとの噛み合いが外れにくくなって、かじり現象
を発生する。このため、挿入力Ｆｉｎが大きくなるのに
加えてスムーズな挿入ができなくなる。

【００１１】（３）図６（ｃ）のようにネジ駒１２がｂ
方向に移動すると、ベース１の斜面部１ａは荷重Ｗを受
ける。この荷重Ｗは、締め付けトルクを大きくするのに
つれて増えるため、ベース１が耐えられなくなって破壊
する。この場合、荷重Ｗを受ける部分の肉厚を大きくし
て対応することも可能であるが、簡易締結装置３０周辺
には肉厚を厚くするだけのスペースがない場合が多く、
肉厚を大きくすることが実用上、不可能である。このた
め、過大な締め付けトルクによるベース破壊を防止する
ことができず、一定荷重以上の締め付けができず、適用
範囲が限定されている。

【００１２】（４）ボルト１４の挿入後の回転操作によ
る締結では、ネジ駒１２がベース１の斜面部１ａに沿っ
て図５（ｂ）のｂ方向へ移動して締結力を確保する。こ
のとき、荷重ＦＬによって、ネジ駒１２をｂ方向へ移動
させて締結力を得るためには以下の条件が必要となる。

【００１３】図６（ｃ）で示すように、荷重ＦＬはネジ
駒１２がベース１の斜面部１ａに作用させる荷重Ｗを発
生させる。ここで図７（ｃ）のようにベース１の斜面部
１ａの斜面角θ３がネジ駒１２のネジ山の上側斜面の傾
斜角θ２より大きい場合（例えば、θ２＝３０度、θ３
＝４５度）、ネジ駒１２は荷重ΔＷ１によってｂ方向に
移動できるが、図７（ｂ）のようにθ３がθ２よりも小
さい場合は、斜面部１ａの上方に移動しようとする荷重
ΔＷ２が働く。図７（ａ）は、θ２＝θ３の場合であ
り、ΔＷ１及びΔＷ２が作用することがない。

【００１４】このようなことから、ネジ駒１２をｂ方向
へ移動させるためには、ベース１の斜面部の斜面角θ３
をネジ駒１２のネジ山の上側斜面の傾斜角θ２或はその
角度と等しいボルト１３のネジ山の下側斜面の傾斜角θ
２よりも大きくする必要がある。ところが、このように
斜面部１ａの傾斜角θ３を大きくする場合には、ナット
挿入時、ねじ部の嵌合を外すのに、各ネジ駒１２の上方
向への動きが大きくなり、ばね３はこのストローク確保
のため、その長さを大きくする必要が生じている。これ
により、簡易締結装置３０の高さが大きくなり、大型と
なっている。

【００１５】本発明はこのような従来の問題点を考慮し
てなされたものであり、ボルトの挿入力を低減できると
共に、スムーズに挿入することができ、しかも、締結に
対して充分な強度を備え、小型である簡易締結装置を提
供することを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１の発明は、斜面を有するすり鉢状穴が形成
されたベースと、ボルトに螺合する雌ねじが貫通してお
り、前記すり鉢状穴に案内され、前記ベースに挿入され
るボルトの軸方向の動きにつれて拡縮するネジ駒と、ネ
ジ駒を前記すり鉢状穴に圧着するばねと、ボルト挿通穴
を有し、前記ベースに取り付けられてばねを押さえるキ
ャップとを備え、前記ネジ駒の雌ネジのネジ山における
下側斜面の傾斜角が上側斜面の傾斜角よりも大きくなっ
ていることを特徴とする。

【００１７】この発明では、ネジ駒の雌ネジのネジ山に
おける下側斜面の傾斜角が上側斜面の傾斜角よりも大き
くなっているため、ボルトの挿入力によって発生するネ
ジ駒の拡径への力が大きくなる。従って、小さな力でボ
ルトを挿入することができ、ボルトの挿入を簡単とな
る。

【００１８】又、相対的にネジ駒の雌ネジのネジ山にお
ける上側斜面の傾斜角が下側斜面の傾斜角よりも小さく
なるため、ベースの斜面部に作用する拡径方向の力を小
さくなるため、ベースの破壊がなくなり、ベースを肉厚
とする必要がなくなる。しかも、ベースの斜面部の傾斜
角を小さくしても、ネジ駒が斜面部に沿って移動できる
ため、ばね力を小さくでき、短いばねを使用でき、小型
化することができる。

【００１９】請求項２の発明は、請求項１記載の発明で
あって、前記ボルトのネジ山における上側斜面の傾斜角
が下側斜面の傾斜角よりも大きくなっていることを特徴
とする。

【００２０】この発明では、ボルトのネジ山を請求項１
のネジ駒のネジ山に対応させてあるため、請求項１の作
用をさらに、確実及び容易に行うことができる。

【００２１】

【発明の実施の形態】図１〜図４は、本発明の一実施の
形態の簡易締結装置１０であり、図１は締結前の状態
を、図２はベースを、図３及び図４は締結状態を示し、
従来と同一の要素には、同一の符号を付してある。この
実施の形態の簡易締結装置１０は、ベース１と、ネジ駒
２と、ばね３と、キャップ９とを備え、対象物５に固定
されているボルト４への締結のために使用される。

【００２２】ベース１は図２に示すように、半ドーナツ
状穴１ｅが対向するように形成されており、各半ドーナ
ツ状穴１ｅには、斜面部１ａを有したすり鉢状穴１ｂが
連通している。これらのドーナツ状穴１ｅ及びすり鉢状
穴１ｂは、上端穴１ｃ及び下端穴１ｄを有することによ
り、ベース１の軸方向に貫通しており、ボルト４が下端
穴１ｄから挿入される。この実施の形態では、ベース１
内に２つのネジ駒２が挿入されるものであり、すり鉢状
穴１ｂにおける左右の斜面部１ａは、その下端部分がネ
ジ駒２の雌ネジ２ｂのネジピッチの１／２Ｐだけ軸方向
にずれている。なお、ネジ駒２を３以上設ける場合に
は、すり鉢状穴１ｂの斜面部１ａをネジ駒の数で割った
分ずつ軸方向にずらすことにより対応することができ
る。

【００２３】それぞれのネジ駒２は、半ドーナツ形状に
成形されており、図１に示すように、その内面には雌ネ
ジ２ｂが形成されている。ネジ駒２の外側には、ベース
１のすり鉢状穴１ｂの斜面部１ａに対応した半円錐形状
の斜面部２ａが形成されており、この斜面部２ａがすり
鉢状穴１ｂの斜面部１ａと接触する。又、ネジ駒２の上
部には、ばね３を受ける段付きのばね受け部２ｃが形成
されている。

【００２４】このようなネジ駒２は上端穴１ｃからベー
ス１内に落とし込まれ、斜面部２ａがすり鉢状穴１ｂの
斜面部１ａに当接することにより、ベース１内にセット
される。このセット状態では、対となっている２つのネ
ジ駒２がすり鉢状穴１ｂの斜面部１ａに沿って上下に摺
動することができ、この摺動につれてネジ駒２が拡縮す
る。又、セット状態では、２つのネジ駒２はその雌ネジ
２ｂが対向しており、これにより、対となっているネジ
駒２に雌ネジ２ｂが貫通した状態となる。雌ネジ２ｂは
ボルト４の雄ネジ４ｂに螺合するものである。

【００２５】ばね３はネジ駒２のばね受け部２ｃ上に載
置される。この状態でキャップ９がベース１上に被せら
れ、キャップ９がベース９に係合して固定されることに
より、ばね３はネジ駒２を押圧する。これにより、ネジ
駒２はすり鉢状穴１ｂの斜面部１ａに圧接した状態とな
る。なお、キャップ９には、ボルト４が挿通するボルト
挿通穴９ａが形成されている。又、対象物５上ると４の
外面には、雄ネジ４ｂが形成されている。

【００２６】このような構造では、図１の矢印Ｙ方向に
移動させて、対象物５のボルト４を挿入して対象物５に
当接させ、この当接状態でベース１を回転させることに
より、ネジ駒２の雌ネジ２ｂとボルト４の雄ネジとを螺
合させて締結を行うことができる。

【００２７】図３及び図４は、この実施の形態のネジ駒
２の雌ネジ２ｂ及びボルト４の雄ネジ１ｂの関係を示
す。ネジ駒２の雌ネジ２ｂでは、図３に示すように、各
ネジ山２０における下側斜面２１の傾斜角θ１が上側斜
面２２の傾斜角θ２よりも大きくなるように設定されて
いる（θ１＞θ２）。これにより、雌ネジ２ｂの歯形が
鋸状となっている。又、ボルト４の雄ネジ４ｂにおいて
は、各ネジ山４０における下側斜面４１の傾斜角を上述
したθ２とし、上側斜面４２の傾斜角をθ１としてお
り、これにより、上側斜面４２の傾斜角を下側斜面４１
の傾斜角よりも大きくしている。従って、ボルト４の雄
ネジも鋸状に形成されている。

【００２８】このような簡易締結装置１０を、図１の矢
印Ｙ方向からボルト４へＹ方向から挿入したとき、挿入
力Ｆｉｎはボルト４のネジ山４０における上側斜面４２
によって、ネジ駒２の拡径方向に作用するＦ１方向の力
をネジ駒２に発生させる。このとき、この実施の形態で
は、ネジ駒２の雌ネジ２ｂのネジ山２０における下側斜
面２１の傾斜角を上側斜面２２の傾斜角よりも大きくす
ると共に、ボルト４のネジ山４０における上側斜面４２
の傾斜角の傾斜角を下側斜面４１の傾斜角よりも大きく
し、これにより、雌ネジ２ｂの下側斜面２１及びボルト
４の上側斜面４２の傾斜角を従来のネジ山の傾斜角以上
としている。このため、挿入力Ｆｉｎによる拡径方向の
力Ｆ１を大きくすることができ、ネジ駒２が径方向に広
がり易く、ボルト４の雄ネジ４ｂとの噛み合いが外れ易
くなる。従って、小さな挿入力でボルト４を挿入するこ
とができると共に、かじり現象が生じることがなく、円
滑に挿入することができる。

【００２９】この簡易締結装置１０をボルト４を固定し
た対象物５まで挿入した後、右ねじの場合は、時計回転
方向へ回転させることにより、ボルト４のネジ山４０に
おける下側斜面４１によって、ネジ駒２はすり鉢状穴１
ｂの斜面部１ａに沿って上述したｂ方向へ移動し、ボル
ト４と噛み合って締結する。この締結時には、ベース１
の斜面部１ａは拡径方向の力Ｗを受ける。この実施の形
態では、ネジ駒２のネジ山２０における上側斜面２２の
傾斜角θ２を下側斜面２１の傾斜角θ１よりも小さくす
ると共に、ボルト４のネジ山４０における下側斜面４１
の傾斜角を上側斜面４２の傾斜角よりも小さくし、これ
により、従来のネジ山の傾斜角以下としている。このた
め、拡径方向の力Ｗを小さくすることができ、力Ｗによ
ってベース１が破壊されることがなくなる。このように
ベース１の破壊がないため、ベース１の肉厚を従来と同
様とした場合には、大きな締結力を作用させることがで
き、これにより、締結強度を向上させることができる。
又、ベース１の肉厚を増す必要がないため、スペースの
少ない部位に対しても適用することが可能となる。

【００３０】また、この実施の形態では、下方への荷重
が大きくなるが、ボルト４を固定した対象物５によって
補強されるため、下方部分を破壊することもなくなる。

【００３１】さらに、この実施の形態では、ネジ駒２の
ネジ山２０の上側斜面２２の傾斜角θ２及びボルト４の
ネジ山４０の下側斜面４１の傾斜角を従来のネジ山の傾
斜角以下としているため、ベース１の斜面部１ａの傾斜
角θ３を小さくしても、ネジ駒２がベース１の斜面部１
ａに沿ってｂ方向に移動できる。従って、ネジの嵌合が
外れるまでに必要なネジ駒２の移動量が小さくなる．こ
れにより、ばね３の圧縮量を小さくでき、装置全体の高
さを小さくすることができ、小型とすることができる。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の簡易締結
装置では、以下の効果を奏する． （１）ボルト挿入時には効率良くネジ駒を径方向に動か
すことができるため、ボルトのネジ部との噛み合いが外
れ易くなって、ボルトの挿入力を低減でき、ボルトの挿
入を容易に行うことができる。 （２）ベースの斜面部の傾斜角を小さくすることができ
るため、ネジ駒の上下方向のストロークが減り、装置全
体の高さを低くすることができる。 （３）ボルトの締結時には、ネジ駒が径方向に広がる力
を低減でき、ベースが破壊されにくく、締結強度を向上
させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態の形態を示し、（ａ）は
その平面図、（ｂ）は断面図である。

【図２】ベースの断面図である。

【図３】ボルト挿入時の断面図である。

【図４】ボルトへの締結時の断面図である。

【図５】（ａ）は従来の簡易締結装置のボルト挿入前の
断面図、（ｂ）は締結時の断面図である。

【図６】（ａ）〜（ｃ）は従来の簡易締結装置の作動を
示す断面図である。

【図７】（ａ）〜（ｃ）は従来の簡易締結装置における
ベースの斜面部と、ネジ駒のネジ山の傾斜角との関係を
説明する断面図である。

【符号の説明】

１ ベース ２ ネジ駒 ２ｂ 雌ネジ ３ ばね ４ ボルト ４ｂ 雄ネジ ９ キャップ ２０ ４０ ネジ山 ２１ ４１ 下側斜面 ２２ ４２ 上側斜面 θ１ θ２ 傾斜角

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 斜面を有するすり鉢状穴が形成されたベ
   ースと、 ボルトに螺合する雌ねじが貫通しており、前記すり鉢状
   穴に案内され、前記ベースに挿入されるボルトの軸方向
   の動きにつれて拡縮するネジ駒と、 ネジ駒を前記すり鉢状穴に圧着するばねと、 ボルト挿通穴を有し、前記ベースに取り付けられてばね
   を押さえるキャップとを備え、 前記ネジ駒の雌ネジのネジ山における下側斜面の傾斜角
   が上側斜面の傾斜角よりも大きくなっていることを特徴
   とする簡易締結装置。
2. 【請求項２】 前記ボルトのネジ山における上側斜面の
   傾斜角が下側斜面の傾斜角よりも大きくなっていること
   を特徴とする請求項１記載の簡易締結装置。