特開 2023-120993 脱落防止具

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023120993

(43)【公開日】2023-08-30

(54)【発明の名称】脱落防止具

(51)【国際特許分類】

   F16B 39/20 20060101AFI20230823BHJP

   F16B 41/00 20060101ALI20230823BHJP

【ＦＩ】

F16B39/20 A

F16B41/00 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022024172

(22)【出願日】2022-02-18

(71)【出願人】

【識別番号】317019029

【氏名又は名称】株式会社東京衡機エンジニアリング

(74)【代理人】

【識別番号】100162396

【弁理士】

【氏名又は名称】山田 泰之

(74)【代理人】

【識別番号】100194803

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 理弘

(72)【発明者】

【氏名】藤澤 康之

(57)【要約】

【課題】新規な脱落防止具を提供すること。
【解決手段】１本のコイル素線から構成されてなり、
コイルバネ部と、
前記コイルバネ部の両端から、外方に伸びる第１及び第２の延伸部と、
前記第１及び第２の延伸部の他端から、軸方向に伸びる第１及び第２のつまみ部と、を有し、
少なくとも装着時にナット側に位置する延伸部とつまみ部とを接続する屈曲部分の曲率半径が、前記コイル素線の外径の９０％以上である脱落防止具。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

１本のコイル素線から構成されてなり、
コイルバネ部と、
前記コイルバネ部の両端から、外方に伸びる第１及び第２の延伸部と、
前記第１及び第２の延伸部の他端から、軸方向に伸びる第１及び第２のつまみ部と、を有し、
少なくとも装着時にナット側に位置する延伸部とつまみ部とを接続する屈曲部分の曲率半径が、前記コイル素線の外径の９０％以上であることを特徴とする脱落防止具。

【請求項2】

前記コイルバネ部が、ｎ＋０．１巻以上ｎ＋０．４巻以下（ｎは１～３の整数）に巻回されていることを特徴とする請求項１に記載の脱落防止具。

【請求項3】

前記第１のつまみ部と前記第２のつまみ部との距離が、１ｃｍ以上２ｃｍ以下であることを特徴とする請求項２に記載の脱落防止具。

【請求項4】

前記コイルバネ部の中心から、前記第１及び第２の延伸部の他端までの距離が、装着するボルトに対応する六角ナット（ＪＩＳ Ｂ１１８１：２０１４に準拠）の二面幅の９０％以上であることを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載の脱落防止具。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ボルトからナット等の被固定物が脱落することを防止する脱落防止具に関する。

【背景技術】

【0002】

建築構造物等を構成する二つの部材を固定するための方法として、ボルトとナットにより締結する方法が用いられている。ボルトとナットにより締結する方法は、溶接等の他の方法と比較して施工が容易であるため、広範に採用されている。ボルトとナットを用いて締結する方法では、締結したナットが振動等を受けて緩む場合があり、締結が外れると重量物の落下等の大事故に繋がる可能性があるため、ナットの緩みを防止する脱落防止具が提案されている。
本出願人は、これまで、様々な脱落防止具を提案している（特許文献１～３等）。これらの脱落防止具は、非常に堅固にナット等の緩みを防止することができるが、構成が複雑で高コストであった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許２０１５－２２４７７１号公報

【特許文献1】特開２０１６－１５６４８２号公報

【特許文献1】特開２０１７－１９０７９３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

新規な脱落防止具を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明の課題を解決するための手段は、以下の通りである。
１．１本のコイル素線から構成されてなり、
コイルバネ部と、
前記コイルバネ部の両端から、外方に伸びる第１及び第２の延伸部と、
前記第１及び第２の延伸部の他端から、軸方向に伸びる第１及び第２のつまみ部と、を有し、
少なくとも装着時にナット側に位置する延伸部とつまみ部とを接続する屈曲部分の曲率半径が、前記コイル素線の外径の９０％以上であることを特徴とする脱落防止具。
２．前記コイルバネ部が、ｎ＋０．１巻以上ｎ＋０．４巻以下（ｎは１～３の整数）に巻回されていることを特徴とする１．に記載の脱落防止具。
３．前記第１のつまみ部と前記第２のつまみ部との距離が、１ｃｍ以上２ｃｍ以下であることを特徴とする２．に記載の脱落防止具。
４．前記コイルバネ部の中心から、前記第１及び第２の延伸部の他端までの距離が、装着するボルトに対応する六角ナット（ＪＩＳ Ｂ１１８１：２０１４に準拠）の二面幅の９０％以上であることを特徴とする１．～３．のいずれかに記載の脱落防止具。

【発明の効果】

【0006】

本発明の脱落防止具は、構成が非常に簡便であり、従来のものと比較して低コストである。本発明の脱落防止具は、長期に亘って性能を発揮し、ナット等の脱落を防止することができる。
コイルバネ部がｎ＋０．１巻以上ｎ＋０．４巻以下（ｎは１～３の整数）に巻回されている本発明の脱落防止具は、脱落防止具同士が絡みにくいため、装着作業時等の煩わしさを低減することができる。さらに、つまみ部を挟むことでコイルバネ部の径を拡げることができ、拡げたコイルバネ部をボルトに通すことができるため、装脱着が容易である。
第１のつまみ部と第２のつまみ部との間の距離が１ｃｍ以上２ｃｍ以下である本発明の脱落防止具は、一般的なペンチ等でつまみ部を挟むことができるため、装脱着に特殊な治具が不要であり、また、作業の際に大きな力が不要である。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】本発明の一実施態様である脱落防止具の斜視図。

【図2】本発明の一実施態様である脱落防止具の（ａ）平面図、（ｂ）正面図、（ｃ）Ａ－Ａ’断面図。

【図3】本発明の一実施態様である脱落防止具の装着時の模式図。

【図4】本発明の一実施態様である脱落防止具を装脱着する際の模式図。

【発明を実施するための形態】

【0008】

本発明の脱落防止具について図面を参照しながら説明する。
本発明の一実施態様である脱落防止具１００の斜視図を図１に、脱落防止具１００の平面図を図２（ａ）、正面図を図２（ｂ）、図２（ａ）のＡ－Ａ’断面図（第１の延伸部２１と第１のつまみ部３１の中心を通る平面）を図２（ｃ）に、一実施態様である脱落防止具１００の装着時の模式図と装脱着する際の模式図を図３、４に示す。

【0009】

一実施態様である脱落防止具１００は、１本のコイル素線から構成されてなり、
コイルバネ部１１と、コイルバネ部１１の両端から、外方に伸びる第１及び第２の延伸部２１、２２と、第１及び第２の延伸部２１、２２の他端から、軸方向に伸びる第１及び第２のつまみ部３１、３２とを有する。
以下、第１及び第２の延伸部２１、２２をまとめて延伸部２１、２２、第１及び第２のつまみ部３１、３２をまとめてつまみ部３１、３２ともいう。また、本明細書において、軸方向とは、ボルト装着時のボルトの軸方向を意味する。

【0010】

コイル素線の断面形状は制限されず、例えば、略円形や略四角形の鋼線を用いることができるが、コイル素線がねじ溝に嵌まりやすく、摩耗しにくいため、断面形状が略円形の鋼線や丸鋼を用いることが好ましい。コイル素線の断面形状は真円に限定されず、楕円形、卵型であってもよい。コイル素線の外径は、ねじ棒のねじ溝に嵌ることができる大きさであればよい。なお、コイル素線の外径とは、コイル素線断面の最小包含円の直径を意味する。
コイルバネ部１１は、その径が、装着されるボルト２００の外径よりも小さく、かつ、ボルト２００のねじ溝の底部が形成する円の径よりも大きくなるように形成される。これにより、脱落防止具１００は、ボルト２００に装着した際に径が拡がり、軸を締め付けることにより動きが制限されるため、脱落防止効果を発揮する。

【0011】

一実施態様である脱落防止具１００において、コイルバネ部１１は１．３３巻（４８０度）で形成されている。本発明の脱落防止具は、コイルバネ部がボルトと接触する長さが長くなるほど接触面積が大きくなって摩擦力が大きくなり、脱落防止効果が向上するが、巻数が多くなると嵩張るとともに、脱落防止具同士が絡まりやすくなる。そのため、コイルバネ部の巻数の整数は、１～３であることが好ましく、１または２であることがより好ましい。また、後述するように、第１のつまみ部と第２のつまみ部を挟みこむことでコイルバネ部の径を拡げることができると、拡げたコイルバネ部をボルトに通すことが可能となり、ボルトへの装脱着が容易となる。そのため、コイルバネ部の巻数の小数部分は、０．１～０．４であることが好ましく、０．１５～０．３５であることがより好ましい。これらの観点から、コイルバネ部の巻数は、ｎ＋０．１巻以上ｎ＋０．４巻以下（ｎは１～３の整数）であることが好ましく、ｎ＋０．１５巻以上ｎ＋０．３５巻以下（ｎは１～３の整数）であることがより好ましく、ｎ＋０．１５巻以上ｎ＋０．３５巻以下（ｎは１または２）であることがさらに好ましい。

【0012】

第１及び第２の延伸部２１、２２は、コイルバネ部１１の両端それぞれから、外方に伸びるように形成されている。第１及び第２の延伸部２１、２２のうち、装着時にナット３００と接触する第１の延伸部２１は、装着時にナット３００から加わる衝撃を広い面積で受けとめることができるように、長いことが好ましい。そのため、コイルバネ部１１の中心から第１の延伸部２１の他端までの長さが、六角ナットの二面幅（向かい合う二面間の距離）の９０％以上であることが好ましく、９５％以上であることがより好ましく、１００％以上であることがさらに好ましい。一方、第１の延伸部２１が長くなりすぎると、振動しやすくなるため金属疲労が起こりやすくなる場合がある。そのため、コイルバネ部１１の中心から第１の延伸部２１の他端までの長さは、六角ナットの対角距離（向かい合う頂点間の距離）の１０５％以下であることが好ましく、１００％以下であることがより好ましい。装着時にナット３００と接触しない第２の延伸部２２の長さは特に制限されないが、第１の延伸部２１と同じ長さであることが生産性、作業性等の点から好ましい。コイルバネ部の他端とは、延伸部とつまみ部を構成するコイル素線の中心を通る断面において、その下面と延伸部の延伸方向とのなす角が５度以上となった地点である。また、ボルトとそのボルトに対応する六角ナットの形状は、ＪＩＳ Ｂ１１８１：２０１４に準拠する。

【0013】

第１及び第２のつまみ部３１、３２は、それぞれ第１及び第２の延伸部２１、２２の他端（外側の端部）から、同一の軸方向に伸びるように形成されている。なお、図３、４に示すように、脱落防止具１００は、装着時につまみ部３１、３２がナット３００と干渉しない向きでボルトに装着する。
第２のつまみ部は、第１のつまみ部と異なる向き、すなわち、第１のつまみ部と対向するように形成することもできる。第１のつまみ部と第２のつまみ部を対向するように形成することにより、脱落防止具をコンパクトにでき、また、互いに絡まりにくくすることができる。第１のつまみ部と第２のつまみ部を対向するように形成する場合、つまみ部は、装着時にナット３００と接触しない長さにする必要があるが、つまみ部の長さを確保する観点から、コイルバネ部の巻数におけるｎの値は、２または３であることが好ましく、２であることがより好ましい。

【0014】

第１及び第２のつまみ部３１、３２のうち、装着時にナット３００側に位置する第１の延伸部２１と第１のつまみ部３１とを接続する第１の屈曲部分４１の曲率半径（ｒ）は、コイル素線の外径の９０％以上である。脱落防止具１００は、装着時に接触したナット３００等から衝撃が伝わる。第１の屈曲部分４１の曲率半径（ｒ）がコイル素線の外径の９０％以上であると、第１の屈曲部分４１とそれに連続する第１の延伸部２１の下面はなだらかに変形し、ナット３００等からの衝撃を下面全体で受けとめることができる。一方、この曲率半径（ｒ）がコイル素線の外径の９０％未満であると、つまみ部を形成する曲げ加工後に延伸部の下面側に反りが生じやすくなる。そして、第１の延伸部が反ってしまい、装着時にその下面の一部がナット３００等の面から浮き上がると、ナット３００等からの衝撃が一箇所に集中してしまうため、コイルバネ部がねじ山を乗り越えたり、金属疲労による破断が起こりやすくなる。第１の屈曲部分４１の曲率半径は、コイル素線の外径の９５％以上であることが好ましく、９８％以上であることがより好ましく、１００％以上であることがさらに好ましい。延伸部とつまみ部とを接続する屈曲部分の曲率半径（ｒ）とは、延伸部とつまみ部を構成するコイル素線の中心を通る断面における内側曲率半径を意味する。

【0015】

装着時には第２のつまみ部３２も振動等により微小な変形を繰り返しているが、ナット３００等と接触しており直接的に衝撃が加わる第１の延伸部２１に繋がった第１のつまみ部３１と比較して、第２のつまみ部３２に作用する力は弱いため、第２のつまみ部３２は第１のつまみ部３１よりも破断しにくい。第２の延伸部２２と第２のつまみ部３２とを接続する第２の屈曲部分４２の曲率半径は、特に制限されないが、同一の治具でコイル素線の折れ加工を施すことが低コストなため、第１の屈曲部分４１と同一の曲率半径であることが好ましい。

【0016】

つまみ部３１、３２の長さは特に制限されないが、つまみ操作を容易にする観点から４ｍｍ以上であることが好ましく、６ｍｍ以上であることがより好ましい。また、つまみ部３１、３２の立ち上がり角度（α）は、６２．５度以上８７．５度以下であることが、屈曲部分４１、４２の曲率半径（ｒ）をコイル素線の外径の９０％以上に加工することが容易なため好ましい。また、立ち上がり角度（α）が、９０度に近づくほど、つまみ部３１、３２を挟んでの装着作業性が向上するため、立ち上がり角度（α）は、７０度以上であることがより好ましく、７５度以上であることがさらに好ましく、８０度以上であることがよりさらに好ましい。なお、つまみ部の立ち上がり角度（α）とは、延伸部とつまみ部を構成するコイル素線の中心を通る断面での延伸部底面から伸ばした直線とつまみ部外側面から伸ばした直線とのなす角のうち外側の角度を意味する。

【0017】

脱落防止具１００は、コイルバネ部１１が１．３巻であるため、第１のつまみ部３１と第２のつまみ部３２とを挟み込むことにより、コイルバネ部１１の径を拡げることができる。そして、拡がったコイルバネ部１１をボルト２００に通すことができるため、ボルト２００への装脱着が容易である（図４）。第１のつまみ部３１と第２のつまみ部３２との距離は、１ｃｍ以上２．２ｃｍ以下であることが好ましい。第１のつまみ部３１と第２のつまみ部３２との距離がこの範囲内であると、ペンチ等の一般的な工具でつまみ部３１、３２を挟むことができるため、特別な工具が不要であり、また、小さな力で装脱着を行うことができる（図４）。第１のつまみ部３１と第２のつまみ部３２との距離は、１．１ｃｍ以上であることがより好ましく、１．２ｃｍ以上であることがさらに好ましく、また、２．０ｃｍ以下であることがより好ましく、１．８ｃｍ以下であることがさらに好ましい。
なお、コイルバネ部の巻数の小数部分が０．１～０．４ではない脱落防止具も、ボルトの先端からねじ込むことにより、ボルトに装着することは可能である。

【実施例0018】

「実施例１」
直径１．４ｍｍのコイル素線から、六角ボルト（Ｍ４８）装着用である図１に示す形状である脱落防止具１を製造した。この脱落防止具１は、屈曲部分の曲率半径（ｒ）がコイル素線の外径の１００％（１．４ｍｍ）、巻数が１．３３巻（３６０＋１２０度）、第１と第２のつまみ部の距離が２．０ｃｍ、コイルバネ部の中心から延伸部の端部までの長さが１２ｍｍである。
「比較例１」
屈曲部分の曲率半径（ｒ）がコイル素線の外径の７１％（１．０ｍｍ）である以外は、脱落防止具１と同一の形状である脱落防止具２を製造した。

【0019】

振動試験
Ｍ１６六角ボルトにナットを装着し、さらに脱落防止具を装着したサンプルを、ＮＡＳ（米国航空宇宙規格）３３５０に準拠した衝撃振動試験機の開口部に装着し、振動ストローク１１ｍｍ、衝撃ストローク１９ｍｍ、加振振動数２９．２Ｈｚ、加振加速度１９．５Ｇ、加振方向はボルトの軸に対して直角方向として、振動試験を行った。ＮＡＳ３３５０に準拠して、破断、脱落等の異常が発生しない場合は、３０，０００回の振動回数で試験を終えた。

【0020】

結果
本発明である脱落防止具１は、３００００回の振動後も破断せず、また、ナットは試験開始時の位置から動かなかった。
それに対し、比較例１で得られた脱落防止具２は、６０９８回の振動後に、ナットが脱落した。ナット脱落時に、脱落防止具２はボルトから外れていたが、破断はしていなかった。脱落防止具２は、延伸部の下面に僅かな反りが生じており、ナットからの衝撃が一点に加わったため、あるときに脱落防止具２がボルトのネジ山を乗り越えてしまい、ナットの動きを抑えることができなくなったと推測される。

【符号の説明】

【0021】

１００ 脱落防止具
１１ コイルバネ部
２１ 第１の延伸部
２２ 第２の延伸部
３１ 第１のつまみ部
３２ 第２のつまみ部
４１ 第１の屈曲部分
４２ 第２の屈曲部分

２００ ボルト
３００ ナット

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】