JP2003113826A - 締付けナット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 締付けトルクの管理を容易かつ確実に行い、
さらに緩み止めも容易かつ確実に行う。 【解決手段】 締付ナット１では、外側部材２と内側部
材４とのに間は、軸線方向６に径が増大するようなテー
パが設けられるねじが設けられるとともに、トルク管理
ピン５で連結されている。外側部材２を締めていくと、
規定トルクに達した時点でトルク管理ピン５が折れ、外
側部材２と内側部材４とが分離する。外側部材２はテー
パのために内側部材４に対してロックし、内側部材４は
径が縮小して雌ねじ部３でボルトのねじ部などを締付
け、締結の緩み止めも行うことができる。トルク管理ピ
ン５が折れることはショックで判り、またトルク確認用
ペイント１０のずれでも確認することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ボルトなどと組合
わせて締結箇所などを緩みなく締付けることができる締
付けナットに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、種々の対象物の固定などにね
じによる締結が広く用いられている。ボルトとナットと
の組合わせに代表されるそのような締結部分は、締付け
方向と緩め方向とを、作用させるトルクの方向に応じて
容易に切り換えることができる。ただし、一旦締付けた
後でも、経年変化による材料の伸縮や歪み、振動などで
締結部分が緩みやすい。そのため種々の緩み防止策が考
えられ、実行されている。

【０００３】また締結部分では、外側から作用させるト
ルクに比較して大きな締結力が発生する。ボルトやナッ
トの材料が耐えうる締結力を超えると、機械的な破損が
生じたり、経年変化での締結力低下が生じやすくなった
りするおそれがある。締結力が不足すると、締結箇所で
対象物が充分に固定されなかったり、締結が緩みやすく
なったりしやすい。このため、締結時には、適正な締結
力を発生させるように、作用させるトルクの管理を行う
必要がある。トルクの管理には、管理範囲を超えるよう
な大きなトルクは伝達しないような機構や、トルク測定
機能付の専用工具としてのトルクレンチなどが用いられ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来からのトルク管理
では、トルクレンチなどの専用工具が使用される。トル
クの管理にトルクレンチを用いると、トルクレンチ自
体、管理するトルクの範囲や精度が保証されるように、
定期的な検査なども必要となる。

【０００５】また、締結部分の緩み止めには、ばね座
金、ダブルナット、ロックペイント、割りピンなど、単
に締結部分にナットを締付けるだけではなく、締結部分
に緩み止め用の部材を用いたり、加工を施したりする必
要がある。すなわち、締結作業時に、緩み止めを目的と
する作業が付加されてしまう。確実な緩み止めを必要と
する締結作業は、たとえば野外の送電線用鉄塔など、作
業が困難な場所で行う必要がある。そのような場所での
作業では、余分な作業は大きな負担となる。

【０００６】さらに、軸などの途中に中間停止や他の装
置を取り付けようとしても、簡単な機構で実現すること
はできない。

【０００７】本発明の目的は、締付けトルクの管理も容
易かつ確実に行うことが可能な締付ナットを提供するこ
とである。

【０００８】また本発明の目的は、締結後の緩み止めも
確実に行うことが可能な締付ナットを提供することであ
る。

【０００９】さらに本発明の目的は、途中で外周を締付
けて固定することができる締付ナットを提供することで
ある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、トルクを作用
させる締結工具に適合する外形を有する締付ナットであ
って、該外形が外周部分に形成される外側部材と、大略
的に円筒状で、内周側にはねじ軸と螺合する雌ねじ部が
形成され、外周側で外側部材と螺合する内側部材と、内
側部材と外側部材との間を連結して、外側部材から内側
部材にトルクを伝達し、予め定める基準トルクを越える
トルクが印加されると折損するトルク管理ピンとを含
み、内側部材の外周側には、外側部材で螺合状態を締付
ける軸線方向に向って径が拡大するように、テーパがつ
けられた雄ねじ部が設けられていることを特徴とする締
付ナットである。

【００１１】本発明に従えば、内側部材の雌ねじ部をボ
ルト軸などに螺合させ、スパナなどの一般的な締付け工
具で締付けトルクを外側部材に作用させると、トルクは
トルク管理ピンを介して内側部材に伝達され、ボルト軸
などに対する螺合部分の締結を進めることができる。締
結力が大きくなって、トルク管理ピンを介して伝達され
るトルクが基準トルクを越えると、トルク管理ピンが折
損し、外側部材は内側部材に対して締付けを行うように
変化する。外側部材と内側部材との間の螺合部分には径
が増大するテーパが設けられているので、直ちに、螺合
が進まなくなるので、適正な締結が得られていることを
容易に知ることができる。一般的な締結工具を用いて、
単に外側部材を締結する作業を行うだけで、適正なトル
ク管理を図ることができ、従来のようなトルク管理は不
要となる。

【００１２】また本発明で、前記内側部材には、周方向
に沿って切断箇所が設けられることを特徴とする。

【００１３】本発明に従えば、外側部材に締結工具でト
ルクを作用させると、外側部材と内側部材との間の螺合
部分での締結が軸線方向に進み、外側部材は径が増大す
る内側部材と螺合するようになる。外側部材と内側部材
との間には、テーパに基づく径方向の応力も作用し、締
結部分が緩みにくくなる。単に外側部材を締結する作業
を行うだけで緩み止めを図ることができる。

【００１４】さらに本発明は、トルクを作用させる締結
工具に適合する外形を有する締付ナットであって、該外
形が外周部分に形成される外側部材と、大略的に円筒状
で、内周側には軸が挿入され、外周側で外側部材と螺合
する内側部材とを含み、内側部材には、周方向に沿って
切断箇所が設けられ、内側部材の外周側には、外側部材
で螺合状態を締付ける軸線方向に向って径が拡大するよ
うに、テーパがつけられた雄ねじ部が設けられているこ
とを特徴とする締付ナットである。

【００１５】本発明に従えば、内側部材を保持しながら
外側部材に締結工具でトルクを作用させると、外側部材
と内側部材との間の螺合部分での締結が軸線方向に進
み、外側部材は径が増大する内側部材を径方向の内方に
押圧するようになる。内側部材には周方向に切断箇所が
設けられているので、軸を外周側から押圧し、軸に対し
て内側部材を固定することができる。外側部材と内側部
材との間には、テーパに基づく径方向の応力も作用し、
締結部分が緩みにくくなる。単に外側部材を締結する作
業を行うだけで、軸に対する固定を行うことができる。
軸がねじ軸であれば、内側部材の内周側に適合する雌ね
じを形成しておくことによって、外側部材と内側部材と
の間の螺合箇所と、内側部材と軸との間の螺合箇所とで
ダブルナットによる緩み止めを図ることができる。軸が
ねじ軸ではなく、外周が平滑なシャフトであれば、軸の
途中の任意の位置で止めることができるカラーとして機
能させることができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施の一形態で
ある締付ナット１の概略的な構成を示す。図１（ａ）は
正面断面視、図１（ｂ）は平面視、図１（ｃ）は底面視
した状態をそれぞれ示す。本実施形態の締付ナット１
は、トルクを作用させる締結工具に適合する外形を有す
る外側部材２と、大略的に円筒状で、内周側にはねじ軸
と螺合する雌ねじ部３が形成され、外周側で外側部材２
と螺合する内側部材４と、内側部材４と外側部材２との
間を連結して、外側部材２から内側部材４にトルクを伝
達し、予め定める基準トルクを越えるトルクが印加され
ると折損するトルク管理ピン５とを含む。内側部材４の
外周側には、外側部材２で螺合状態を締付ける軸線方向
６に向って径が拡大するように、テーパがつけられた雄
ねじ部７が設けられている。

【００１７】軸線方向６に関し、雄ねじ部７の径が減少
する方向の端部には、周溝８が形成され、止め輪９が装
着されている。止め輪９の外径は、外側部材２のねじ孔
の内径よりも大きい。このため、外側部材２を内側部材
４に対して緩めても、外側部材２が脱落することはな
い。なお、後述するようにトルクによって折損するまで
は、外側部材２と内側部材４との間にはトルク管理ピン
５が設けられ、機械的に連結しているので、外側部材２
と内側部材４とが相対的に変位することはない。

【００１８】本実施形態では、内側部材４の雌ねじ部３
をボルト軸などに螺合させ、スパナなどの一般的な締付
け工具で締付けトルクを外側部材２に作用させると、ト
ルクはトルク管理ピン５を介して内側部材４に伝達さ
れ、ボルト軸などに対する螺合部分の締結を進めること
ができる。外側部材２や内側部材４は、従来からナット
などの材料として使用されている鉄系などの金属材料を
用いる。トルク管理ピン５は、たとえば黄銅系など、外
側部材２や内側部材４の材料に比較して低強度の材料を
用い、締結力が大きくなって、トルク管理ピン５を介し
て伝達されるトルクが基準トルクを越えると、トルク管
理ピン５が折損するようにしておく。

【００１９】トルク管理ピン５が折れて、トルクの直接
の伝達がなくなると、外側部材２は内側部材４に対して
締付けを行うように変化する。スパナなどで締付けトル
クを与えていると、トルク管理ピン５の折れたことを、
ショックとして感じることができる。外側部材２と内側
部材４との間の螺合部分には径が増大するテーパが設け
られているので、直ちに、螺合が進まなくなり、適正な
締結が得られていることを容易に知ることができる。従
来のようなトルク管理は不要となる。

【００２０】図１（ｂ）に示すようなトルク確認用ペイ
ント１０を、外側部材２と内側部材４とにわたって塗布
しておくこともできる。トルク確認用ペイント１０が外
側部材２と内側部材４との間で周方向にずれるようにな
ると、トルク管理ピン５が折損して、内側部材４と外側
部材２との間の相対的な変位が行われるようになってい
ることを、外部から容易に知ることができる。

【００２１】また本実施形態の締付ナット１で、内側部
材４には、図１（ｃ）に示すように、周方向に沿って切
断箇所１１が設けられる。外側部材２に締結工具でトル
クを作用させると、外側部材２と内側部材４との間の螺
合部分での締結が軸線方向６に進み、外側部材２は径が
増大する内側部材４と螺合するようになる。内側部材４
は径が縮小し、雌ねじ部３がねじ軸を締付けて、緩み止
めを図ることができる。外側部材２と内側部材４との間
には、テーパに基づく径方向の応力も作用し、締結部分
が緩みにくくなる。したがって、作業者に専門知識がな
くても、単に外側部材２を締結する作業を行うだけで緩
み止めを図ることができる。

【００２２】図２は、図１の締付ナット１を用いてボル
ト１２に対する締結を行う構成を示す。図２（ａ）は締
付け状態、図２（ｂ）は緩め状態をそれぞれ示す。締結
状態では、ボルトの頭部１３軸部１４に螺合される締付
ナット１との間で、被締結材１５，１６間を締結する。
外側部材２は、ボルト２の軸部１４の先端から離れ、被
締結材１６の表面に近づく状態で、内側部材４に対して
締結される。外側部材２と被締結材１６とが対向する表
面間には、隙間があるようにしておく。隙間がないと、
外側部材２と内側部材４との間の締結状態が不充分で
も、外側部材２の締結を進めることができなくなってし
まうからである。

【００２３】図２（ｂ）は、外側部材２の外形に締結を
緩めるトルクを作用させている状態を示す。外側部材２
は、内側部材４に対して相対的にボルト１２の軸部１４
の先端側に移動し、端面が止め輪９に当接するようにな
る。さらに緩めトルクを外側部材２に作用させると、外
側部材２と内側部材４との螺合部を越えてトルクが内側
部材４に伝達されるようになり、ボルト１２の軸部１３
から締付ナット１の全体を容易に緩めることができる。

【００２４】なお、被締結材１６の表面や、内側部材４
の端面などの面祖度は、細かくしておく方がよい。面祖
度が粗いと、締付け時に抵抗負荷がかかり、規定トルク
で締付けることができなくなってしまう。面祖度が粗い
箇所で使用する場合は、指定のワッシャを使用するよう
にすればよい。

【００２５】図３および図４は、図１に示す外側部材２
および内側部材４の形状をそれぞれ示す。図３および図
４の（ａ）は正面断面視、（ｂ）は平面視、（ｃ）は底
面視の状態をそれぞれ示す。なお、内側部材４の切断箇
所１１は、緩み止めを確実に行うために設けられている
けれども、トルク管理を図る目的のみであれば、不要で
ある。

【００２６】本実施形態の締付ナット１は、鉄道車輌、
鉄道の軌道、自動車、建設車輌、造船、道路橋脚、橋
脚、鉄塔、プラント、石油コンビナート、発電所、ビル
の鉄骨など、種々の締結部分に用いることができる。ト
ルク測定機能付の専用工具を不要とし、専門知識のない
者でも簡単に規定トルクで締付け作業を行うことができ
る。特に、内側部材４に切断箇所１１を設けて緩み止め
も図ることができるので、高所で管理しにくい締結箇所
などでも有効に利用することができる。

【００２７】図５は、本発明の実施の他の形態である締
付ナット２１の概略的な構成を示す。図５（ａ）は正面
視、図５（ｂ）は正面断面視、図５（ｃ）は底面視の状
態をそれぞれ示す。本実施形態の締付ナット２１は、図
５（ａ）に示すように、軸２２の途中の任意の位置に目
的物などを止めるためなどに使用することができる。本
実施形態の締付ナット２１も基本的な構造は図１の実施
形態の締付ナット１と共通し、対応する部分には同一の
参照符を付して重複する説明を省略する。本実施形態の
内側部材２４には、内周側に雌ねじ部は設けられず、周
方向に切断箇所１１は設けられる。図５（ｂ）に示すよ
うに、内側部材２４の外周面には図１の材２と同様のテ
ーパを有する雄ねじ部７が形成され、外側部材２で締付
けると内側部材２４が径方向の内方に縮むように圧縮す
ることができる。図５（ｃ）に示すように、内側部材２
４の端面には、固定用工具と係合させるための凹部２５
として、たとえば径方向に延びる溝が設けられている。

【００２８】図６は、図５（ｃ）に示す凹部２５を利用
して内側部材２４を固定するための工具３０の例を示
す。工具３０の先端３１は、軸２２を囲うようなＵ字状
となっており、係合突起３２が設けられている。図５
（ａ）に示すように締付ナット２１を軸２２などの途中
に移動させ、工具３０の係合突起３２を凹部２５に係合
させて締結ナット２１を保持し、スパナなどで外側部材
２を内側部材２４に対して締付ければ、内側部材２４の
切断箇所１１のスリットが縮み、内側部材２４全体で軸
２２を抱き締めて、軸２２に対する固定を行うことがで
きる。

【００２９】本実施形態は、各種機械や治具などのシャ
フトにカラーとして取付け、移載装置の中間停止や他の
装置の取付けなどに有効に利用することができる。な
お、軸２２は外周が平滑であるけれども、ねじ軸を用
い、内側部材２４に相当する部分の内周側に、ねじ軸に
螺合する雌ねじ部を形成しておくこともできる。このよ
うな構成は、図１の実施形態で、トルク管理ピン５を除
いた構成に相当する。外側部材と内側部材との間の螺合
箇所と、内側部材と軸との間の螺合箇所とでダブルナッ
トを構成し、さらに切断箇所を設けた内側部材の弾性変
形を利用して確実な緩み止めを図ることができる。トル
ク管理ピン５を用いないので、何回でも締付けと緩めと
を繰返すことができる。

【００３０】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、一般的な
締結工具を用いて、単に外側部材を締結する作業を行う
だけで確実なトルク管理を図ることができるので、屋外
の建造物の固定などを、容易な作業で迅速かつ確実に行
うことができる。

【００３１】また本発明によれば、単に外側部材を締結
する作業を行うだけで、緩み止めも図ることができるの
で、ねじ止め作業の効率を高めることができる。

【００３２】さらに本発明によれば、軸に対する固定
を、容易に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態である締付ナット１の正
面断面図、平面図および底面図である。

【図２】図１の締付ナット１を使用する締結箇所の締付
けと緩めとを示す正面図である。

【図３】図１の外側部材２の正面断面図、平面図および
底面図である。

【図４】図１の内側部材４の正面断面図、平面図および
底面図である。

【図５】本発明の実施の他の形態である締付ナット２１
の正面図、正面断面図および底面図である。

【図６】図５の締付ナット２１の締付時に用いる固定用
の工具３０の斜視図である。

【符号の説明】

１，２１ 締付ナット ２ 外側部材 ３ 雌ねじ部 ４，２４ 内側部材 ５ トルク管理ピン ６ 軸線方向 ７ 雄ねじ部 ８ 止め輪 ９ 周溝 １０ トルク確認用ペイント １１ 切断箇所 １２ ボルト １５，１６ 被締結材 ２２ 軸 ２５ 凹部 ３０ 工具 ３２ 係合突起

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トルクを作用させる締結工具に適合する
   外形を有する締付けナットであって、 該外形が外周部分に形成される外側部材と、 大略的に円筒状で、内周側にはねじ軸と螺合する雌ねじ
   部が形成され、外周側で外側部材と螺合する内側部材
   と、 内側部材と外側部材との間を連結して、外側部材から内
   側部材にトルクを伝達し、予め定める基準トルクを越え
   るトルクが印加されると折損するトルク管理ピンとを含
   み、 内側部材の外周側には、外側部材で螺合状態を締付ける
   軸線方向に向って径が拡大するように、テーパがつけら
   れた雄ねじ部が設けられていることを特徴とする締付け
   ナット。
2. 【請求項２】 前記内側部材には、周方向に沿って切断
   箇所が設けられることを特徴とする請求項１記載の締付
   けナット。
3. 【請求項３】 トルクを作用させる締結工具に適合する
   外形を有する締付けナットであって、 該外形が外周部分に形成される外側部材と、 大略的に円筒状で、内周側には軸が挿入され、外周側で
   外側部材と螺合する内側部材とを含み、 内側部材には、周方向に沿って切断箇所が設けられ、 内側部材の外周側には、外側部材で螺合状態を締付ける
   軸線方向に向って径が拡大するように、テーパがつけら
   れた雄ねじ部が設けられていることを特徴とする締付け
   ナット。