JP2003056535A - トルクナット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 材料の無駄をなくし、確実に締結できるトル
クナットを提供する。 【解決手段】 内側にそれぞれ同形状の雌ねじ部５，５
ａが形成された第１、第２の六角ナット部２，３と、内
径を雌ねじ部５，５ａの谷の径以上の大きさに形成され
て第１、第２の六角ナット部２，３を一体的に接続し、
外側に配置される第２の六角ナット部３に加わる所定ト
ルクにより剪断される薄肉部４とを有し、薄肉部４の内
周部４ａの幅が雌ねじ部５，５ａのピッチの２倍以上に
形成され、第２の六角ナット部３の二面幅が第１の六角
ナット部２の対角距離より大きく、又は第２の六角ナッ
ト部３の二面幅が第１の六角ナット部２の二面幅より小
さく形成された。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、六角ナットを適正
なトルクで確実に固定するトルクナットに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、雄ねじと雌ねじの組み合わせによ
る締結構造は数多く用いられており、また、締結工具に
は、モンキースパナやめがねスパナ、又はボックスレン
チ（ソケットレンチ）等がよく用いられている。この締
結構造の締結強度の管理には、通常はトルク法を用いる
ことが多いが、締結トルクは正確に測定しにくく、か
つ、締め付けトルクの９０％前後は、ねじ面及び座面の
摩擦によって消費されるため、締め付け力のばらつきが
大きく、実際に適正なトルクで締め付けられたものであ
るかを締結後に確認することは困難である。

【０００３】最初の締結時に確実に適正トルクで締めら
れたことを確認できるナットとして、実開平３−１３０
９０６号公報に記載されたものがある。図６（Ａ）、
（Ｂ）に示すように、このナット７０は、雌ねじ部７１
を有するナット本体７２と、このナット本体７２に一体
的に連設されスパナ等によって締結方向に回転させられ
る貫通孔７５を備えた締結用頭部７３と、ナット本体７
２及び締結用頭部７３の間に介在し締結用頭部７３の回
転トルクが適正範囲を超えたときに切断される薄肉部７
４とを具備している。かかる構成によって、所定トルク
で締結したときに締結用頭部７３が切断され、ナット本
体７２が残るので、締結用頭部７３が切断されているこ
とを確認することによって、ナット本体７２が所定トル
クで締結されていると判断される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来のナット７０は、締結用頭部７３を切断後に廃棄する
ことになるため、材料の無駄が大きい。また、締結用頭
部７３とナット本体７２の外形が同じなので、前述のス
パナやレンチ等の工具で、締結用頭部７３の対向する二
面を挟んだときにナット本体７２の二面も挟むことがあ
る。このまま締結すると、締結用頭部７３と共にナット
本体７２にも同じトルクが加わり、薄肉部７４には剪断
力が加わらない。このため、締結用頭部７３が切断され
ない状態で、ナット７０に所定以上のトルクが加わるこ
とになる。

【０００５】これを避けるためには、ナット本体７２の
二面に工具が当接しないように、締結前に十分な確認を
行う必要があるが、確認のための時間がかかると共に、
目視で確認するしかないので、信頼性が不十分である。
そこで本発明が解決しようとする課題は、材料の無駄を
なくし、確実に締結できるトルクナットを提供すること
にある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明のトルクナットは、内側にそれぞれ同形状の
雌ねじ部が形成された第１，第２の六角ナット部と、内
径が前記雌ねじ部の谷の径以上の大きさに形成されて前
記第１，第２の六角ナット部が一体的に接続され、外側
に配置される前記第２の六角ナット部に加わる所定トル
クにより剪断される薄肉部とを有し、前記薄肉部の内周
部の幅が前記雌ねじ部のピッチの２倍以上に形成され、
前記第２の六角ナット部の二面幅が前記第１の六角ナッ
ト部の対角距離より大きく、又は前記第２の六角ナット
部の二面幅が前記第１の六角ナット部の二面幅より小さ
く形成されている。

【０００７】本発明においては、第１，第２の六角ナッ
ト部は異なる大きさに形成されているので、スパナやレ
ンチ等の工具は、第２の六角ナット部の対向する二面の
みを挟持して第１の六角ナット部には当接しない。例え
ば、第２の六角ナット部が第１の六角ナット部より小さ
い場合には、第２の六角ナット部の二面幅に合わせた工
具は、第１の六角ナット部には掛合できないので、第２
の六角ナットのみを保持して回転させることができる。

【０００８】また、第２の六角ナット部が第１の六角ナ
ット部より大きい場合にも、第２の六角ナット部の二面
幅に合わせた工具は、第１の六角ナット部には掛合しな
いので、第２の六角ナットのみを保持して回転させるこ
とができる。

【０００９】雄ねじ部に本発明に係るトルクナットを螺
合させ、第２の六角ナット部に工具で挟んで回動させ、
第１の六角ナット部がロックした後さらに回転させる
と、薄肉部が第１の六角ナット部側に押されながら剪断
される。第１の六角ナット部に加わるトルクは、薄肉部
の剪断直後に急激に大きくなるが、薄肉部の幅を雌ねじ
部のピッチの２倍以上に形成しているので、第２の六角
ナット部から加わる力を、薄肉部を変形させて吸収する
ことができる。

【００１０】なお、薄肉部の形状が一定であるとき、薄
肉部の剪断に必要なトルクは一定であり、第１の六角ナ
ット部は所定の大きさのトルクで締結されている。

【００１１】薄肉部が剪断され、第２の六角ナット部が
第１の六角ナット部から分離した後は、第２の六角ナッ
ト部を雄ねじ部から取り外し、逆側の面から再度螺合さ
せ締結する。かかる構成によって、１つの雄ねじ部を２
つのナットで締結するロックナットとして使用される。
なお、第２の六角ナット部が第１の六角ナット部から剪
断された後にそのまま締結を続けることも可能である。

【００１２】また、薄肉部の外側面には第２の六角ナッ
ト部に向かって徐々に縮径する第１のテーパ部が形成さ
れ、第２の六角ナット部の内周面の外側端部には、外側
に向かって徐々に拡径する第２のテーパ部が形成され、
第１のテーパ部の開き角度は、第２のテーパ部の開き角
度より小さく形成された形状とすることもできる。

【００１３】薄肉部を破断させて第２の六角ナット部を
分離した後、第２の六角ナット部を一旦外して逆側から
再度螺合させると、第１のテーパ部の外側から第２のテ
ーパ部が被せられる形になる。第１のテーパ部の開き角
度が第２のテーパ部の開き角度より小さいので、第１の
テーパ部は軸心方向に圧縮される。このように、第１の
テーパ部の内側に形成された雌ねじ部によって雄ねじ部
が強固に挟みこまれ、締結力が増加する。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。図１（Ａ）は本発明のトルクナットの側断
面図、（Ｂ）は同トルクナットの側面図、（Ｃ）は同ト
ルクナットの正面図、図２は、同トルクナットの使用状
態を示す側断面図、図３（Ａ）は同トルクナットの薄肉
部の部分拡大側断面図、（Ｂ）は同トルクナットの薄肉
部の破断状態を示す説明図、図４は、同トルクナットの
破断したときの状態を示す側断面図、図５は、同トルク
ナットの最終締結状態を示す側断面図である。本発明の
一実施の形態に係るトルクナット１は、第１，第２の六
角ナット部２，３と、第１，第２の六角ナット部２，３
を一体的に接続した薄肉部４とを有している。

【００１５】第１，第２の六角ナット部２，３の内側に
は、それぞれ同形状の雌ねじ部５，５ａが形成された孔
部６が設けられている。薄肉部４の内径は、雌ねじ部
５，５ａの谷の径以上の大きさに形成されており、ま
た、薄肉部４は、第２の六角ナット部３に加わる所定ト
ルクにより剪断される。

【００１６】薄肉部４の外径は、第２の六角ナット部３
側に向かって徐々に縮径して形成されて第１のテーパ部
１３を形成し、その最小径は、第２の六角ナット部３の
二面幅Ｂ’より小さく形成されている。薄肉部４の外径
を変更することによって、その耐剪断トルクを調整する
ことができる。

【００１７】ここで、剪断トルクと薄肉部４の形状につ
いて詳しく説明する。薄肉部４の剪断応力をτ、最小外
径をＤ、内径をｄとすると、剪断トルクＴは、Ｔ＝（π
／１６）τ・（Ｄ^４−ｄ^４）／Ｄで与えられる。従っ
て、剪断トルクＴは、薄肉部４の最小外径Ｄ及び内径ｄ
を規制することによって、算出できる。内径ｄは、加工
を容易に行うため雌ねじ部５の谷の径と同じ大きさに設
定することが好ましい。従って、六角ナット部３に加え
る所定トルクを剪断トルクＴとし、これに対応する最小
外径Ｄを計算によって求め、この径に合わせて薄肉部４
を形成する。薄肉部４は、六角ナット部３に加わる所定
トルクによって剪断される。

【００１８】図２に示すように、トルクナット１は、対
となる通常のボルト部材９と共に使用され、例えば、板
状部材１０，１１をワッシャ１２を介して締結すること
ができる。第２の六角ナット部３の二面幅Ｂ’は、第１
の六角ナット部２の二面幅Ｂより小さく形成されてい
る。また、六角ナット部３の厚みは、六角ナット部２の
厚みより薄く形成されている。トルクナット１は、雌ね
じ部５，５ａをボルト部材９に螺合させて同時に回転さ
せることができる。

【００１９】図３（Ａ）に示すように、薄肉部４の内周
部４ａの幅ｂは、雌ねじ部５，５ａのピッチの２倍以
上、例えば、３倍の長さに形成している。トルクナット
１をボルト部材９に螺合し、図２に示す状態まで回転さ
せると、第１の六角ナット部２が停止する。そして、工
具を用いて第２の六角ナット部３をさらに回転させる
と、図３（Ｂ）に示すように、第２の六角ナット部３が
薄肉部４を軸方向に圧縮しながら第１の六角ナット部２
の方向に移動すると共に、内径が一番小さい第２の六角
ナット部３側の端部３ａで切断される。

【００２０】図４に示すように、薄肉部４を切断した
後、第２の六角ナット部３はボルト部材９から取り外す
ことができる。そして、軸方向の向きを逆にして再度ボ
ルト部材９に螺合する。

【００２１】図５に示すように、第２の六角ナット部３
の内周面の外側端部には、徐々に拡径する第２のテーパ
部１４が形成されている。第１のテーパ部１３の開き角
度θ１は、第２のテーパ部１４の開き角度θ２より小さ
く形成されている。この状態で、第２の六角ナット部３
を第２のテーパ部１４側からボルト部材９に螺合させる
と、第１のテーパ部１３の外側に第２のテーパ部１４が
被せられる形になる。そして、第１のテーパ部１３の開
き角度θ１が第２のテーパ部１４の開き角度θ２より小
さいので、第１のテーパ部１３は軸心方向に圧縮され
る。このように、第１のテーパ部１３の内側に形成され
た雌ねじ部５によってボルト部材９の雄ねじ部が強固に
挟みこまれる。このようにして、汎用のナット２個を連
続して締結するロックナットよりも強固な締結力で部材
を固定することができる。

【００２２】

【発明の効果】本発明によれば次の効果を奏する。 （１）第１，第２の六角ナット部が異なる大きさに形成
されているので、スパナやレンチ等の工具は、第２の六
角ナット部の対向する二面のみを挟持して第１の六角ナ
ット部には当接しない。 （２）薄肉部の幅を雌ねじ部のピッチの２倍以上に形成
しているので、剪断時に第２の六角ナット部から加わる
力を薄肉部で吸収することができる。

【００２３】（３）薄肉部を形成しているので、剪断に
必要なトルクが一定になり、第１の六角ナット部を所定
の大きさのトルクで締結できる。 （４）薄肉部の外側面に第１のテーパ部を形成し、第２
の六角ナット部の内周面の外側端部に第２のテーパ部を
形成し、第１のテーパ部の開き角度を、第２のテーパ部
の開き角度より小さく形成すると、第１のテーパ部が軸
心方向に圧縮され締結力を増加させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 （Ａ）は本発明のトルクナットの側断面図、
（Ｂ）は同トルクナットの側面図、（Ｃ）は同トルクナ
ットの正面図である。

【図２】 同トルクナットの使用状態を示す側断面図で
ある。

【図３】 （Ａ）は同トルクナットの薄肉部の部分拡大
側断面図、（Ｂ）は同トルクナットの薄肉部の破断状態
を示す説明図である。

【図４】 同トルクナットの破断したときの状態を示す
側断面図である。

【図５】 同トルクナットの最終締結状態を示す側断面
図である。

【図６】 （Ａ）は従来例に係るナットの正面図、
（Ｂ）は同ナットの側断面図である。

【符号の説明】

１ トルクナット ２ 六角ナット部 ３ 六角ナット部 ３ａ 端部 ４ 薄肉部 ４ａ 内周部 ５，５ａ 雌ねじ部 ６ 孔部 ７ 貫通孔 ９ ボルト部材 １０，１１ 板状部材 １２ ワッシャ １３ 第１のテーパ部 １４ 第２のテーパ部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内側にそれぞれ同形状の雌ねじ部が形成
   された第１，第２の六角ナット部と、 内径が前記雌ねじ部の谷の径以上の大きさに形成されて
   前記第１，第２の六角ナット部が一体的に接続され、外
   側に配置される前記第２の六角ナット部に加わる所定ト
   ルクにより剪断される薄肉部とを有し、 前記薄肉部の内周部の幅が前記雌ねじ部のピッチの２倍
   以上に形成され、前記第２の六角ナット部の二面幅が前
   記第１の六角ナット部の対角距離より大きく、又は前記
   第２の六角ナット部の二面幅が前記第１の六角ナット部
   の二面幅より小さく形成されたトルクナット。
2. 【請求項２】 前記薄肉部の外側面には第２の六角ナッ
   ト部に向かって徐々に縮径する第１のテーパ部が形成さ
   れ、前記第２の六角ナット部の内周面の外側端部には、
   外側に向かって徐々に拡径する第２のテーパ部が形成さ
   れ、前記第１のテーパ部の開き角度は、前記第２のテー
   パ部の開き角度より小さく形成された請求項１に記載の
   トルクナット。