JP2005069254A5 - - Google Patents

Description

ロックナット

本発明は、各種の機械装置や建築物の鉄骨等を固定するためにボルトに２個のナットを締め付けるダブルナットに関し、特に、締結用ナットに重ねて、この締結用ナットの緩みを防止するために締め付ける外側のロックナットに関するものである。

従来より、種々の機械装置に部品を締結するボルトとナットまたは建築物等の鉄骨を固定する際に使用するボルトとナットは、被締結物の振動などによって次第に緩んでくることが知られている。

このようなナットの緩みを防止する手段として、例えば、座金の一部を切断して弾性力を付与した「ばね座金」、締付面にエンボス加工を施した「歯付き座金」、ボルトのねじ部およびナットの半径方向に開設した通孔に挿着した割りピンなどの「ピン部材」、さらには締結用ナットに重ねて外側に緩み止め用のナットを締め付け、両ナット同士の締付け作用と座面間の摩擦力を利用した「ダブルナット」などが広範に採用されている。

上述した「ばね座金」は、締結した直後は緩み止め効果があるものの長期間使用していると、ばね座金の弾性が低下して緩み止め効果が低下するため、重い鉄骨等の締結には不向きであるという問題を有していた。同様に、「歯付き座金」も、小さな機械装置類または締結部品が金属に比較して柔らかい木製品のような材質には緩み止め効果を期待できるが、大きな金属製の機械装置類には緩み止め効果を期待できないという問題があった。

一方、「ピン部材」は、ボルトのねじ部およびナットの半径方向に開設される通孔の軸芯が一致しないとピンを挿着できないだけでなく、軸芯を一致させてナットを締結すると却って締め付けが緩くなることもあるという問題を有していた。

さらに、「ダブルナット」も、１ヵ所の締め付けに際して２つのナットを締め付ける必要があるだけでなく、外側ナットを更に締め付ける作業が加わるため、大量のナット締めを必要とする建築物等では工事が遅延する原因になり易く、また、外側ナットの締結を個々に確認する作業も煩雑であるなどの問題もあった。

このような事情から、締結用ナットをロックナットで締め付けることにより、締結用ナットの緩みを防止する技術が、以下の特許文献に開示されている。
実開昭５５−１１０８２０号 特開平１０−６１６４５号

すなわち、特許文献１は、「ナット本体の締め付けがわ端面におけるねじ穴の近傍周辺から外方に向かって突出する突起とを一体に形成するとともに、この突起を少なくとも前記ナット本体より軟質の弾性部材で形成した」ロックナットである。しかしながら、このロックナットは、ナット本体の締め付けがわ端面に単に突起を設けただけである。このため、このロックナットで締結ナットを締め付けると、締結ナットの端面とロックナットの締め付けがわ端面との間に突起が入り込んで隙間ができた状態となり、その結果、締結ナットとロックナットとの締め付け合う力が弱くなるという問題がある。

そこで、本発明の発明者は、「ナットのねじ孔周縁の座面に複数の突起を形成し、被締結部材となるボルトに既に締め付けてある締結用ナットに対してこのナットを複数の突起側を向けて締め付け、両ナットの座面間で変形する突起を両ナットのねじ孔とボルトのねじ部との螺合部に巻き込んで、両ナットの緩みを防止することができるよう」に構成し、ナットをボルトに締め付ける際に突起の変形および突起が潰れてボルトのねじ部へ巻き込まれることによる摩擦力の増大を利用して緩み止め効果を高めた特許文献２に係るロックナットを開発した。

しかしながら、このロックナットも、図１０に示すように、単にナットのねじ孔周縁の座面８３に複数の突起８５（図１０は潰れた状態を示す。）を形成しただけであるため、このロックナットで締結用ナットを締め付けると、突起８５は締結用ナットの座面８８(端面)とロックナットの座面８３（締め付けがわ端面）との間隙部に入り込んで、最終的に締結用ナットの座面８８とロックナットの座面８３との間に隙間ができた状態となり、その結果、締結用ナットとロックナットとの締め付け合う力を充分に活用できなくなるという改良すべき点が見つかった。

本発明は、上記問題に鑑みて創案されたものであり、締結用ナットとロックナットとの締め付け合う力を向上させることができるロックナットを提供することにある。

本発明に係るロックナットは、ボルト（６）に締め付けられた締結用ナット（７）の緩みを防止するためのロックナット（１）であって、このロックナット（１）は、一方の座面（３）のねじ孔（４）の周縁から連続して同心状に形成される溝（３０）と、前記溝（３０）に形成された複数の突起（５）とを備えるナット本体（２）からなり、各突起（５）が、ナット本体（２）と同じ材質で、かつ、前記ナット本体（２）の座面（３）と溝（３０）との境界部からナット本体（２）の中心方向に延在する傾斜状の外側面（３１）と、前記ねじ孔（４）内面の延長となるように形成された内側面（３２）とを有し、前記溝（３０）の深さが、前記ナット本体（２）をボルト（６）に螺合して締結用ナット（７）を締め付けた際に潰された突起（５）が前記締結用ナット（７）の座面（８）と前記ナット本体（２）の座面（３）との間に入り込まない寸法に設定されている、ことを特徴とする。

前記突起（５）は、前記ナット本体（２）の中心方向に向けて形成された爪（１１）を先端に有してもよい。
前記突起（５）は、前記内側面（３２）に形成されかつ前記ボルト（６）のねじ部と螺合するねじ山（１２）を有してもよい。
前記ナット本体（２）の前記突起（５）側に前記締結用ナット（７）が連結されており、前記ナット本体（２）のねじ孔（４）におけるリード角およびピッチ間隔と前記締結用ナット（７）のねじ孔（１０）におけるリード角およびピッチ間隔とが整合するように前記突起（５）の高さ寸法が設定されていてもよい。
前記突起（５）の高さは前記ナット本体（２）の中心軸方向の長さの３０％以上であってもよい。
前記突起（５）は、先端ほど幅の狭い山形の形状を有してもよい。

本発明に係るロックナットは、次の効果を奏する。
（１）ナット本体の座面に形成された溝に複数個の突起を形成することにより、ロックナットを締結用ナットの座面に突起を向けて締め付けると、潰れた突起がボルトのねじ部とナットのねじ孔の締結部分に巻き込んだ状態で締め付けられるとともに、ナット本体の座面と締結用ナットの座面との間に潰れた突起が入り込まないため、緩み止め効果を格段と高めることができる。
（２）複数の突起をナット本体と同じ材質で形成することにより、製造工程を簡単にすることができる。ナット本体は、その使用目的や大きさに応じて金属材料以外に合成樹脂材で製造することも可能である。
（３）突起の先端にナット本体の中心方向を向く爪を形成することにより、ナット本体のねじ孔とボルトのねじ部との締結間の摩擦力を更に向上させて、緩み止め効果を高めることができる。
（４）突起の内側面にボルトのねじ部と螺合するねじ山を形成することにより、突起を潰れ易くするとともに突起の一部がボルトのねじ部に巻き込まれ易くして、ロックナットの確実な緩み止め作用をもたらすことができる。
（５）ロックナットに締結用ナットを予め連結したものにあっては、ロックナットが締結用ナットから分離し、かつナット本体の座面同士が密着していれば、それが緩み止め作業（２度締め作業）が完了していることを知らしめるため、ダブルナットの２度締めの締め忘れを容易に確認することができる。
（６）突起の高さをナット本体の中心軸方向の長さの３０％以上とすることにより、ロックナットの緩み止め作用を向上させることができる。

本発明に係るロックナットは、機械装置や建築物の鉄骨等を固定するためにボルトに２個のナットを締め付けるダブルナットであり、締結用ナットとロックナットとの締め付け合う力を向上させるために、ナット本体の座面に形成された溝に複数個の突起を形成したものである。

以下、本発明に係るロックナットの実施例について図面を用いて説明する。
図１乃至図６は、本発明の実施例１によるロックナットを示すものである。
実施例１によるロックナット１は、所謂「めねじ」としての所定のリード角およびピッチ間隔を有する例えば六角ナット等のナット本体２の座面３のねじ孔４の周縁に溝３０を形成するとともに、溝３０に３個の突起５を等間隔に形成したものである。なお、突起５は、ナット本体２と同じ材質のものである。
ロックナット１は、その使用目的や大きさに応じて種々の材質のものを使用する。例えば、金属製のロックナット１は、鉄鋼材、ステンレス鋼、銅、黄銅等の材料で製造する。また、合成樹脂製のロックナット１は、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート樹脂、ポリアセタール樹脂、ＡＢＳ樹脂、ユリア樹脂等の材料で製造する。

突起５は先端ほど幅の狭い山形の形状のものであるが、ねじ孔４と反対側の外側面３１は、図２乃至図４に示すように、ナット本体２の座面３と溝３０との境界線からナット本体２の中心方向に向けられており、また、ねじ孔４側の内側面３２は、その延長線がナット２のねじ溝の谷部と山部とのほぼ中間にくるようにされている。
被締結材Ｍに挿通されかつ締結用ナット７が締め付けられたボルト６にロックナット１を締め付けていくと、ロックナット１に形成された突起５は締結用ナット７の座面８とナット本体２に形成された溝３０とによって潰される。このとき、突起５の内側面３２は上述したようにナット本体２のねじ孔４の内面の延長となるようにされておりボルト６のねじ部９との接触面積が大きいため、潰れた突起５の一部はボルト６のねじ部９に巻き込まれるように締め付けられる。その結果、突起５は、ボルト６のねじ部９とロックナット１のねじ孔４との摩擦力に影響を与えることができる。

ここで、これらの突起５は、小さすぎると、ボルト６に締め付けた際にボルト６のねじ部９に巻き込まれずに緩み止めとしての作用を果たさず、逆に、大きすぎると、上述した従来のロックナットで問題となったように、内側の締結用ナット７との間に大きな隙間を形成してダブルナットとしての機能を果たさなくなる。
そこで、実施例１によるロックナット１では、ボルト６に締め付けた際にボルト６のねじ部９に巻き込まれて緩み止めとしての作用を果たすように、突起５の高さをナット本体２の中心軸方向の長さの約３０％にして突起５を大きくするとともに、内側の締結用ナット７との間に大きな隙間を形成してダブルナットとしての機能を果たさなくなることを防止するために、ナット本体２の座面３のねじ孔４の周縁に溝３０を形成しかつこの溝３０に突起５を形成して、突起５が潰されても溝３０に入り込んで締結用ナット７の座面８とナット本体２の座面３との間に入り込まないようにしている。すなわち、溝３０の深さは、３個の突起５が潰されても締結用ナット７の座面８とナット本体２の座面３との間に入り込まない深さに設定されている。

なお、実施例１では突起５の数を３個としたが、突起５の数はナット本体２の大きさや形状によって適宜決定してよい。例えば、大きいナット本体２では突起５の数は４個または５個でもよく、逆に、小さいナット本体２では突起５の数は２個であってもよい。但し、これらの突起５は、２度締めによって潰された後、この潰れた突起５の一部がボルト６のねじ部９に巻き込まれるように締め付けられて、ボルト６のねじ部９とロックナット１のねじ孔４および締結用ナット７のねじ孔１０の摩擦力に影響を与えるものでなければならない。
これらの突起５は、ナット本体２および締結用ナット７の中心軸を中心点とする点対称またはねじ溝の周方向に沿って等間隔に配置することが望ましい。

図５（ａ）乃至（ｃ）は、実施例１によるロックナット１をボルト６に締め付けていく状態を示すものである。
先ず、機械装置または建築物の鉄骨材等の被締結材Ｍの固定しようとする部分に挿通したボルト６に対して、本来の締結用ナット７を締め付ける。次に、突起５が締結用ナット７の座面８に向くようにしてロックナット１をボルト６に対して締め付けていき（図５（ａ）参照）、ロックナット１の突起５の先端が締結用ナット７の座面８に接するまで締め付ける（図５（ｂ）参照）。ロックナット１を更に締め付けると、この締付け力によって突起５が潰され、ロックナット１を締結用ナット７へ近づけることができるようになる（図５（ｃ）参照）。
このとき、潰れた突起５は、図６に示すように、ナット本体２の座面３に形成された溝３０に潰れた状態で入り込み、ナット本体２の座面３と締付用ナット７の座面８との間には入り込まないため、ナット本体２の座面３と締付用ナット７の座面８とを接触させることができ、締結用ナット７とロックナット１との締め付け合う力を格段と向上させることができる。また、潰れた突起５の一部は、潰れた状態でボルト６のねじ部９に巻き込まれることにより、摩擦力の向上に寄与して緩み止め効果を高めることができる。

なお、この実施例１では、突起５をロックナット１の片方の座面３のみに形成したものを説明した。しかし、これらの突起５は、ナット本体２の両座面３に形成してもよい。ナット本体２の両座面３に突起５を形成してあると、ボルト６への締め付けに際してナット本体２の表裏面の確認をする必要がなくなり、取り付け作業性を向上させることができる。

図７は、本発明の実施例２によるロックナットを示す拡大側断面図である。
実施例２によるロックナット１は、ナット本体２の中心方向に向く爪１１を突起５の先端に形成した点で、上述した実施例１によるロックナット１と異なる。
実施例２によるロックナット１では、実施例１によるロックナット１と同様に、ロックナット１をボルト６に締め付けていくと、突起５は締付用ナット７の座面８により潰されて溝３０に入り込むとともに、その一部はボルト６のねじ部９に巻き込まれる。このとき、突起５の先端に爪１１が形成されていると、爪１１は、締付用ナット７の座面８により容易に潰されてボルト６のねじ部９に確実に巻き込まれる。その結果、突起５の先端に形成された爪１１は、ナット本体２のねじ孔４とボルト６のねじ部９との締結間の摩擦力の更なる向上に寄与して、緩み止め効果を更に高める。

図８は、本発明の実施例３によるロックナットを示すものである。
実施例３によるロックナット１は、突起５にボルト６のねじ部９に螺合するねじ山１２を形成した点で、上述した実施例２によるロックナット１と異なる。
実施例３によるロックナット１は、ボルト６のねじ部９に螺合するねじ山１２を突起５に形成しているため、突起５が容易に潰れるとともに、突起５の一部がボルト６のねじ部９に巻き込まれ易くなる。その結果、ねじ山１２が形成された突起５は、ロックナット１の確実な緩み止め作用をもたらす。
なお、上述した実施例１によるロックナット１において、突起５にボルト６のねじ部９に螺合するねじ山１２を形成してもよい。

図９は、本発明の実施例４によるロックナットを示すものである。
実施例４によるロックナット１は、突起５の先端に締結用ナット７を予め取り付けた点で、実施例１によるロックナット１と異なる。
実施例４によるロックナット１では、締結用ナット７を突起５の先端にスポット溶接または接着剤などの連結部材４０を用いて取り付けることにより、ロックナット１と締結用ナット７とを連結している。ここでは、予め２個のナット１，７の座面３，８のねじ孔４，１０近傍にスポット溶接または接着剤などの連結部材４０を用いてロックナット１と締結用ナット７とを連結している。

実施例４によるロックナット１では、２個の直列したロックナット１，７を各種の機械装置または建築物の鉄骨等の被締結材Ｍに挿通したボルト６に同時に締め付けることができるようにするために、各ナット１，７のねじ孔４，１０のリード角およびピッチ間隔により突起５を形成した状態でもボルト６に締め付けることができるように、ロックナット１と締結用ナット７とは連結されている。即ち、ロックナット１と締結用ナット７とを連結してもロックナット１（ナット本体２）のねじ孔４におけるリード角およびピッチ間隔と締結用ナット７のねじ孔１０におけるリード角およびピッチ間隔とが整合するように、突起５の高さ寸法が設定されている。

締結用ナット７と連結されたロックナット１は、ボルト６に締め付けることによって、１回の締め付け作業で２個のナット１，７を同時に締め付けることができる。次に、外側のロックナット１のみを更に締め付けると、突起５と締結用ナット７の座面８との溶接部分または接着剤が破断されて、ロックナット１のみを更に締め付けることができる。このとき分離したロックナット１は、各突起５が潰されて内側の締結用ナット７の座面８に締め付けられる。突起５もボルト６のねじ部９側へ同時に締め付けられ、ナット１，７のねじ孔４，１０とボルト６のねじ部９の締結間の摩擦力の向上に寄与して緩み止め効果を高める機能を有し、かつ締め付け作業を迅速に行い得る。
なお、上述した実施例２および実施例３によるロックナット１においても、突起５の先端に締結用ナット７を予め取り付けてもよい。

上述した各実施例によるロックナット１では、直列する六角ナット１，７の形状および厚みを同大同形状の六角ナットを用いて説明した。しかし、ダブルナットとして外側のロックナット１を強固に締め付けることができ、緩み止め作用を有するものであればよいので、両方のナット１，７の形状は同大同形状に限定されることはない。例えば、ロックナット１は薄いものであっても緩み止め効果を奏することは勿論であり、種々の組み合わせがある。

上述した各実施例では、六角ナットに突起５を形成したロックナット１について説明した。しかし、ロックナット１は、締結用ナット７に締め付けてダブルナットとして機能するものであれば、六角ナットに限定されない。ロックナット１は四角ナット、八角ナット、その他のいずれの形状であってもよいことは勿論である。

また、各種の機械装置や建築物の鉄骨等を固定するためにボルトに２個のナットを締め付けるダブルナットに関して説明したが、ワッシャを介してボルトに本発明のロックナットを締め付けてもよい。

本発明のロックナットは、各種の機械装置や建築物の鉄骨等を固定するためにボルトに２個のナットを締め付けるダブルナットに利用することができる。

本発明の実施例１によるロックナットを示す斜視図である。 本発明の実施例１によるロックナットを示す側断面図である。 本発明の実施例１によるロックナットを示す底面図である。 本発明の実施例１によるロックナットの突起部分の拡大側断面図である。 本発明の実施例１によるロックナットをボルトに締め付ける状態を示す正面図である。（ａ）は締結用ナットを既に締め付けてあるボルトに対してロックナットを締め付ける前の状態を示すものである。（ｂ）は締結用ナットの座面にロックナットの突起が接するまで締め付けた後の状態を示すものである。（ｃ）はロックナットを突起が潰れるまで締め付け、座面同士が接するように締め付けた状態を示すものである。 本発明の実施例１によるロックナットにおけるボルトのねじ部とナットのねじ孔との締結状態を示す要部拡大断面図である。 突起に爪を形成した本発明の実施例２によるロックナットを示す拡大側断面図である。 突起の先端にねじ山を形成した本発明の実施例３によるロックナットを示す拡大側断面図である。 突起の先端に内側の締結用ナットを予め取り付けた本発明の実施例４によるロックナットを示す拡大側断面図である。 従来のロックナットにおいてナットの座面と締結用ナットの座面との間に潰れた突起が入り込んだ状態を説明するための図である。

符号の説明

１ ロックナット
２ ナット本体
３ 座面
４ ねじ孔
５ 突起
６ ボルト
７ 締結用ナット
８ 座面
９ ねじ部
１０ ねじ孔
１１ 爪
１２ ねじ山
３０ 溝
Ｍ 被締結材

Claims (6)

1. ボルト（６）に締め付けられた締結用ナット（７）の緩みを防止するためのロックナット（１）であって、
   このロックナット（１）は、一方の座面（３）のねじ孔（４）の周縁から連続して同心状に形成される溝（３０）と、前記溝（３０）に形成された複数の突起（５）とを備えるナット本体（２）からなり、
   各突起（５）が、ナット本体（２）と同じ材質で、かつ、前記ナット本体（２）の座面（３）と溝（３０）との境界部からナット本体（２）の中心方向に延在する傾斜状の外側面（３１）と、前記ねじ孔（４）内面の延長となるように形成された内側面（３２）とを有し、
   前記溝（３０）の深さが、前記ナット本体（２）をボルト（６）に螺合して締結用ナット（７）を締め付けた際に潰された突起（５）が前記締結用ナット（７）の座面（８）と前記ナット本体（２）の座面（３）との間に入り込まない寸法に設定されている、ことを特徴とするロックナット。
2. 前記突起（５）が、前記ナット本体（２）の中心方向に向けて形成された爪（１１）を先端に有する、ことを特徴とする請求項１のロックナット。
3. 前記突起（５）が、前記内側面（３２）に形成されかつ前記ボルト（６）のねじ部と螺合するねじ山（１２）を有する、ことを特徴とする請求項１又は２のロックナット。
4. 前記ナット本体（２）の前記突起（５）側に前記締結用ナット（７）が連結されており、
   前記ナット本体（２）のねじ孔（４）におけるリード角およびピッチ間隔と前記締結用ナット（７）のねじ孔（１０）におけるリード角およびピッチ間隔とが整合するように前記突起（５）の高さ寸法が設定されている、ことを特徴とする請求項１、２又は３のロックナット。
5. 前記突起（５）の高さが前記ナット本体（２）の中心軸方向の長さの３０％以上である、ことを特徴とする請求項１、２、３又は４のロックナット。
6. 前記突起（５）が、先端ほど幅の狭い山形の形状を有することを特徴とする、請求項１、２、３、４又は５のロックナット。