JP2005140272A - 緩み止めナット及び固定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ボルトとナットによって固定対象物の締結固定が確実に行え、外部振動等の外力や経時変化に伴うねじ結合の緩みを防止でき、かつ当該ボルトとナットの再利用を可能とする緩み止めナット及びそれを用いた固定構造を提供する。
【解決手段】内周面の軸方向に形成された雌ねじ部と、両側面からその径方向に雌ねじ部の少なくとも一部を貫通して設けられた溝部３４を有するナット３の雌ねじ部がボルト２の雄ねじ部と螺合される。この溝部３４には、雌ねじの貫通部に露出してボルト２の雄ねじ部に押圧力を与える弾性材から成る緩み止め部材４が嵌め込まれる。
【選択図】図１

Description

本発明は、外力が印加されてもナットの緩みが生じない緩み止めナット及びこのナットを用いた固定装置に関する。

ボルトにナットを螺合させて部材を締結、固定させる構造は、きわめて幅広い分野に利用され、例えば、自動車、航空機，電車等の輸送機器，各種産業機械・機器等に及んでいる。一方、ボルトにナットが当初は堅固に螺合されていても、その後に種々原因で外部から外力や振動等が印加されると、また時間の経過に伴って堅固な螺合が徐々に緩み、本来強固に固定されている状態での動作が保証されている固定部材に思わぬ障害が発生する。ナットが更に緩み、ナットが外れてしまうと大事故にも繋がりかねない。

かかるボルトに螺合されたナットの緩みを防止し、安全性を高めた各種のナット構造が、例えば、特許文献１乃至４に提案されている。

特許文献１と２には、ナット側面から切り込み溝（スリット）を形成し、ナット端面の一部を突出させ、このナットをボルトにねじ込んで突出面を締結面に当接し、押圧して切り込み溝幅を狭め、ナット内面に形成された雌ねじの形成方向をずらせて、ねじピッチを不整列とさせ、この不整列なねじをボルトに強引にねじ込ませて強固な結合を得るようにしたナット構造が開示されている。

また、特許文献３には、ロックナット側面から少なくとも一つの変形可能なスロットを設け、その底端部に設けられたナット変形部材を押圧することによりねじ部を変形させ、ロックナットをシャフト周囲に堅固に保持するようなナット構造が開示されている。

特許文献４には、ナットの外周壁側からナットの軸心側へ向けてスリット部を所定深さ切り欠き形成し、スリット部の底部側を中心にナットの軸心方向に撓ませ、スリット部が形成されている部分のねじ部のピッチを不整列とせしめ、ボルトとナットの螺合時に強固な締結が得られるようにした緩み止めナットが開示されている。

特開２００１−３２８１４号公報（図１に開示） 特開昭５９−５４８０９号公報（第１図〜第３図に開示） 特開平１１−１４８５０９号公報（図１、図３に開示） 特開２００２−３９１４３号公報（図１、図２、図３（b）に開示）

これらのいずれの従来のナット構造も、切り込み溝、スリットをナット側面から軸心方向に形成し、ナットをボルトにねじ込む動作に伴って、切り込み溝、スリットの間隙を不均一に狭め、ナット内面に形成された雌ねじのピッチ整列を不整列とし、この不整列になった雌ねじに、ボルトの雄ねじ部を強引に螺合させることにより、つまり、両者の螺合により雄ねじ部分と雌ねじ部分の一部を変形させて強固に結合する構造であり、その結果、ボルトの雌ねじに螺合されたナットの緩みの発生を防止している。

上述のように、従来の緩み止めナット及び固定装置は、ナット底部に形成した突起や斜め傾斜面等の押圧でナットに形成したスリットの間隙を不均一に狭めて得られたピッチ不整列部（変形部）にボルトの雄ねじ部を強引に螺合させることにより強固な結合を実現する構造である。すなわち、ナットの雌ねじ部やそれに螺合するボルトの雄ねじ部の正常形状、構造を破壊（ねじ部をつぶす）していることになる。

したがって、何らかの事情によって部材（固定対象物）の締結固定を解除して、再度締結固定を行う場合には、ナットの雌ねじ部は使い物にならないほど破壊され、再利用は不可能で経済的不利益が大きい。

そこで、本発明の目的は、ボルトとナットによって固定対象物の締結固定が確実に行え、外部振動等の外力や経時変化に伴うねじ結合の緩みを防止でき、かつ当該ボルトとナットの再利用を可能とする緩み止めナット及びそれを用いた固定構造を提供することにある。

前述の課題を解決するため、本発明による緩み止めナット及びそれを用いた固定構造は、次のような特徴的な構成を採用している。

（１）内周面の軸方向に形成された雌ねじ部と、
両側面からその径方向に前記雌ねじ部の少なくとも一部を貫通して設けられた溝部と、
前記溝部に嵌め込まれ、前記雌ねじの貫通部に露出して軸心方向に押圧力を与える弾性材から成る緩み止め部材と、
を備える緩み止めナット。

（２）前記緩み止め部材は、一端側で連結され、２つの対向円弧部を有し、その他端部が開放されている上記（１）の緩み止めナット。

（３）前記緩み止め部材は、前記溝部に嵌め込まれた状態で、前記ナット外に突出しない形状、寸法をもつ上記（１）または（２）の緩み止めナット。

（４）前記溝部を境界にして一側の径は、他側の径よりも小さい上記（１）乃至（３）のいずれかの緩み止めナット。

（５）前記緩み止め部材は、丸棒状または角形状の弾性体線材を折り返し整形して構成されている上記（１）乃至（４）のいずれかの緩み止めナット。

（６）内周面の軸方向に形成された雌ねじ部と、両側面からその径方向に前記雌ねじ部の少なくとも一部を貫通して設けられた溝部を有するナットの前記雌ねじ部がボルトの雄ねじ部と螺合され、前記雌ねじの貫通部に露出して前記ボルトの雄ねじ部に押圧力を与える弾性材から成り、前記溝部に嵌め込まれる緩み止め部材を備える固定構造。

（７）内周面の軸方向に形成された雌ねじ部と、両側面からその径方向に前記雌ねじ部の少なくとも一部を貫通して設けられた溝部を有するナットの前記雌ねじ部がボルトの雄ねじ部と螺合され、前記ボルトの雄ねじ部に押圧力を与える弾性材から成る緩み止め部材が前記雌ねじの貫通部に露出して前記溝部に嵌め込まれて成る固定構造。

（８）前記緩み止め部材は、一端側で連結され、２つの対向円弧部を有し、その他端部が開放されている上記（６）または（７）の固定構造。

（９）前記緩み止め部材は、前記溝部に嵌め込まれた状態で、前記ナット外に突出しない形状、寸法をもつ上記（６）乃至（８）のいずれか固定構造。

（１０）前記溝部を境界にして一側の径は、他側の径よりも小さい上記（６）乃至（９）のいずれかの固定構造。

（１１）前記緩み止め部材は、丸棒状または角形状の弾性体線材を折り返し整形して構成されている上記（６）乃至（１０）のいずれかの固定構造。

本発明の緩み止めナット及びそれを用いた固定構造によれば、ナットの雌ねじ部やそれに螺合するボルトの雄ねじ部の正常形状を破壊することなく、緩み防止が可能で、使用後の再利用も可能で資源の有効利用を図ることができる。

また、ナットの底部に突起や斜め傾斜面等は必要がないので、対象物に対して均等に荷重をかけることができ、座金等を省略してのねじ止めが可能となり、既存の標準的なナットに溝加工を施すのみで製造が可能で、コスト削減に寄与すること大である。

以下、本発明による緩み止めナット及びそれを用いた固定構造の好適な実施例について図面を参照しながら説明する。

先ず、第1の実施例について図１乃至図３を用いて説明する。図１は、対象物を締結固定した状態を示す一部断面側面図であり、２つの対象物、即ち第１部材１Ａと第２部材１Ｂをボルト２とナット３で締結固定する例を示している。また、図２と図４は、図１におけるナットの断面図と、本実施例の適用時の平面図を示す。また、図３は、本実施例において使用される好適な緩み止め部材４（弾性クリップ部材）の平面図である。

第１部材１Ａと第２部材１Ｂを密接させ、各部材の取付孔１１Ａと取付孔１１Ｂ位置を合致させた状態で、当該取付孔１１Ａ、１１Ｂにボルト２を挿通し、その基端部を第２部材１Ｂの側で保持し、先端部を第１部材１Ａから突出させる。この状態でナット３をボルト２にねじ込むことによって第１部材１Ａと第２部材１Ｂを固定締結する。

ナット３は、図２にも示されているように、例えば、ＩＳＯ規格等によって標準化されている全高さＨを有する。ナット３は、下部から高さＨ１までのナット基部３１、その上部の高さＨ２までの係止部３２、更には係止部３２から高さＨ３（上面）までのナット上部３３を備えている。

係止部３２を形成するための高さＨ２と同厚（幅）の溝部（スリット）３４は、ナット３の当該位置に外方向からフライス盤等を用いて切り込み加工を行い、図４にも示すように、ナット３の全幅Ｌの両側を幅Ｌ２なる寸法のナット３の雄ねじ部を貫通するような切り込みを入れることにより形成される。その結果、中央部に幅Ｌ１なる係止部３２が形成される。

なお、ナット基部３１の高さＨ１は、ＩＳＯ規格等で規定されるねじの公称直径である値の０．５倍以上である約０．７５〜１．１倍程度とすれば、この高さＨ１部によって十分な締め付け力を有するナットが得られる。ねじピッチは、太め、中め、細め等の種々のピッチサイズのいずれでもよい。

係止部３２の幅Ｌ１は、公称直径の０．１５〜０．８倍（より好ましくは、０．３〜０．７倍）、溝部３４の高さＨ２は公称直径の０．０５〜０．２倍（より好ましくは、０．０８〜０．１５倍）、ナット上部３３の高さＨ３は、公称直径の０．１〜０．３倍（より好ましくは、０．１５〜０．２５倍）が好適であるが、ナット上部３３はねじ締結に対する寄与の程度が低く、後述の緩み止め部材４の脱落防止という意味合いが大きいので多少の薄肉状態であっても問題は生じない。

緩み止め部材４は、図３に示すような形状を有し、例えば、丸棒状または角形状のピアノ線等のばね材を折返し部４１を中心として対象に折り返し、ボルト２の雄ねじ径（ナット３の雌ねじ径）の約半周に沿って押圧接触する押圧接触部４２を形成し、その先端に外方に開いて突出する導入部４３が形成されるように整形加工して製造される。

図４において、緩み止め部材４は、その自由状態においては、点線で示すように、押圧接触部４２が自身のばね力によって自由位置ａのように狭められた間隔を維持する。ピアノ線等のばね材（弾性体線材）を丸棒状または角形状とすることにより、ボルトの雄ねじ部との押圧接触態様が異なり、ナットの軸方向の移動の規制にも違いが生ずる。

上述のように、ナット３に、その外周面からナット３の雌ねじ軸心に対して両方向から溝部３４が切り欠かれ、係止部３２が形成される。ナット３の雌ねじを、締結固定対象物（第１部材１Ａまたは第２部材１Ｂ）に固定されたボルト２の雄ねじに螺合させて所定の締め付けがなされたときに、弾性材でなる緩み止め部材４を、導入部４３の開き部分からナット３の溝部３４に入れて係止部３２に嵌め込み、係止して、ボルト２の露呈する雄ねじ周面、雄ねじの谷部斜面に加圧状態で押圧接触させる。

すなわち、第１部材１Ａと第２部材１Ｂをボルト２とナット３を用いて締結固定する場合には、第１部材１Ａと第２部材１Ｂを密接させ、その取付孔１１Ａと取付孔１１Ｂ位置を合致させた状態で、当該取付孔１１Ａ、１１Ｂにボルト２を挿通し、その基端部を第２部材１Ｂの側で保持し、先端部を第１部材１Ａから突出させた状態において、緩み止め部材４を取り外した状態のナット３のナット基部３１の雌ねじをボルト２の雄ねじにスパナ工具を用いて所定圧力でねじ込むことによって第１部材１Ａと第２部材１Ｂが強固に固定される。

緩み止め部材４の嵌め込みは、導入部４３を溝部３４の係止部３２近傍に配置させて押し込むと導入部４３の先端がボルト２に接触し、更に緩み止め部材４を押し込むことによって導入部４３がボルト２の雄ねじ部の周面に沿って移動された後に、ボルト２の雄ねじ部の斜面周面が押圧接触部４２によって押し付けられた状態となり、ナット３の軸方向の移動が規制され、緩み防止効果が得られる。

すなわち、この状態では、緩み止め部材４の円弧状押圧接触部４２がボルト２の雄ねじ部斜面周面に押圧接触していることと、ボルト２の軸方向の移動が溝部３４の上下内壁面によって規制されていることとにより、緩み止め部材４の水平方向の移動が規制され、結局、ナットの移動も規制されることになる。

したがって、第１部材１Ａ、第２部材１Ｂ、ボルト２及びナット３のいずれかへの外部振動等の外力の印加や経時変化に起因するボルト２とナット３の結合の緩みを防止できる。つまり、本実施例では、押圧接触部４２の内壁でボルト２のねじ山を上方から押さえるような荷重が働くために結合の緩みを防止することができる。

なお、ナット３のナット上部３３は、第１部材１Ａと第２部材１Ｂの締結固定に対しても寄与している。

固定すべき部材の修理、調整、取り替え等、何らかの事情により、第１部材１Ａと第２部材１Ｂの締結固定を解除する場合には、ナット３の外方に突出する折返し部４１を引き出すことによってボルト２と緩み止め部材４の押圧接触部４２の係合を開放させ、ナット３から緩み止め部材４を離脱させ、この状態でナット３をスパナ工具を用いて緩めれば良い。本実施例では、従来のようなねじ山のつぶれは全く生じないので何回でも再利用することができる。

なお、本実施例の説明では、ナット３をボルト２に締め付けた後に緩み止め部材４を装着している例を説明したが、緩み止め部材４を溝部３４に既に装着された状態のナット３を用いてボルト２に締め付けるようにしても良い。この場合には、ボルト２の先端がナット基部４の雌ねじ部に螺合した直後に、自由位置ａにある押圧接触部４２が当該先端部で押し広げられた状態で押し込まれ、ナット３締め付けの完了時には前述の状態（緩み止め部材４を締結後に介挿する状態）の場合と同様な嵌め込み状態が得られる。

次に、本発明の第２の実施例を説明する。上述第1の実施例は、緩み止め部材４の折返し部４１と導入部４３がナット３の外方に突出する形態であるので、緩み止め部材４を予め装着した状態のナット３を用いて締結作業を行う場合には、ボックススパナ工具を用いることができず、作業能率が低下するという難点があり、この対策を講じたのが第２の実施例である。

図５は、本発明の第２の実施例によるナット３Ａの上面図であり、図４と比較すれば、その違いは明らかである。

本実施例のナット３Ａは、第1の実施例として図４に示すナット３の一部を変更したもので、ナット上部３３の下位に形成される溝部３４（図４には図示されず）に対応する係止部３２の幅Ｌ１はそのままとし、係止部３２の上記溝部３４形成方向と直角位置の厚みｈ１を薄くするとともに、緩み止め部材４の折返し部４１と導入部４３の長さを短かくすることにより、嵌め込まれた緩み止め部材４がナット３Ａの外側に突出しないような構造としている。

図５に示すように、本実施例では、折返し部４１Ａと導入部４３Ａの端部がナット３Ａの外部に突出することがないような寸法としているので、締結固定時には、第1の実施例と同様にしてナット締めを行うことができるだけでなく、幅広のスパナを用いても何らの障害物が存在せず、ボックススパナを用いてナット締め付けを行うことにも対応でき、作業能率を著しく向上させることができる。

続いて、第３の実施例について図６と図７参照しながら説明する。
第１と第２の実施例においては、ナット基部３１とナット上部３３の外形状が同一であるが、本実施例では、ナット基部３１の上位に形成されるナット上部３３の少なくとも一部の外径をナット基部３１の外径よりも小さな値とし、更に、第２の実施例と同様に、嵌め込まれた緩み止め部材４Ａがナットの外側に突出しないような構造としている。

図６と図７は、本発明の第３の実施例によるナット３Ｂの断面図と上面図である。

図６と図２を比較すれば分かるように、ナット上部３３の外径をナット基部３１の外径Ｌよりも小さな値Ｌ４としている。また、図７を参照すると、図５と同様に、係止部３２の幅Ｌ５はそのままで、ナット３Ｂの両側径方向に形成されたスリット状の溝部３４により構成された係止部４の上記溝部形成方向と直角位置の厚みｈを薄くするとともに、緩み止め部材４の折返し部４１Ａと導入部４３Ａの長さを短縮することにより、嵌め込まれた緩み止め部材４がナット３Ｂの外側に突出しないような構造としている。

本実施例では、折返し部４１Ａと導入部４３Ａの端部がナット３Ｂの外部に突出することがないので締結固定時には、第1の実施例と同様にしてナット締めを行うことができるだけでなく、幅広のスパナを用いても何らの障害物が存在せず、ボックススパナを用いてナット締め付けを行うことにも対応でき、作業能率を著しく向上させることができる。

なお、本発明による緩み止めナット及び固定装置に用いられる、ナットは六角ナットに本発明を適用した湯合について述べたが、その他の形状のナット、例えば、蝶ナットや袋ナットであっても本発明を適用することができる．

また、前記実施例における、幅、高さのそれぞれの寸法は、全くの任意であって設計によって数値変更を行っても良いことは勿論である。

本発明の第1の実施例による固定装置を示す一部破断正面図である。 図１に示されるナットの断面図である。 本実施例において使用される好適な緩み止め部材４の平面図である。 本実施例の適用時の固定構造を示す平面図である。 本発明の第２の実施例によるナットの上面図である。 本発明の第３の実施例によるナットの断面図である。 本発明の第３の実施例によるナットの上面図である。

符号の説明

１Ａ 第１部材
１１Ａ、１１Ｂ 取付孔
１Ｂ 第２部材
２ ボルト
３、３Ａ、３Ｂ ナット
３１ ナット基部
３２ 係止部
３３ ナット上部
３４ 溝部
４ 緩み止め部材（弾性クリップピン部）
４１、４１Ａ 折返し部
４２ 押圧接触部
４３、４３Ａ 導入部

Claims (11)

1. 内周面の軸方向に形成された雌ねじ部と、
   両側面からその径方向に前記雌ねじ部の少なくとも一部を貫通して設けられた溝部と、
   前記溝部に嵌め込まれ、前記雌ねじの貫通部に露出して軸心方向に押圧力を与える弾性材から成る緩み止め部材と、
   を備えることを特徴とする緩み止めナット。
2. 前記緩み止め部材は、一端側で連結され、２つの対向円弧部を有し、その他端部が開放されていることを特徴とする請求項１に記載の緩み止めナット。
3. 前記緩み止め部材は、前記溝部に嵌め込まれた状態で、前記ナット外に突出しない形状、寸法をもつことを特徴とする請求項１または２に記載の緩み止めナット。
4. 前記溝部を境界にして一側の径は、他側の径よりも小さいことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の緩み止めナット。
5. 前記緩み止め部材は、丸棒状または角形状の弾性体線材を折り返し整形して構成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の緩み止めナット。
6. 内周面の軸方向に形成された雌ねじ部と、両側面からその径方向に前記雌ねじ部の少なくとも一部を貫通して設けられた溝部を有するナットの前記雌ねじ部がボルトの雄ねじ部と螺合され、前記雌ねじの貫通部に露出して前記ボルトの雄ねじ部に押圧力を与える弾性材から成り、前記溝部に嵌め込まれる緩み止め部材を備えることを特徴とする固定構造。
7. 内周面の軸方向に形成された雌ねじ部と、両側面からその径方向に前記雌ねじ部の少なくとも一部を貫通して設けられた溝部を有するナットの前記雌ねじ部がボルトの雄ねじ部と螺合され、前記ボルトの雄ねじ部に押圧力を与える弾性材から成る緩み止め部材が前記雌ねじの貫通部に露出して前記溝部に嵌め込まれて成ることを特徴とする固定構造。
8. 前記緩み止め部材は、一端側で連結され、２つの対向円弧部を有し、その他端部が開放されていることを特徴とする請求項６または７に記載の固定構造。
9. 前記緩み止め部材は、前記溝部に嵌め込まれた状態で、前記ナット外に突出しない形状、寸法をもつことを特徴とする請求項６乃至８のいずれかに記載の固定構造。
10. 前記溝部を境界にして一側の径は、他側の径よりも小さいことを特徴とする請求項６乃至９のいずれかに記載の固定構造。
11. 前記緩み止め部材は、丸棒状または角形状の弾性体線材を折り返し整形して構成されていることを特徴とする請求項６乃至１０のいずれかに記載の固定構造。

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