JP2015078753A - ロックナット - Google Patents
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Abstract
【課題】 バランス調整用ねじ穴１６にねじ込む錘部材としての止めねじ１７の緩みを接着剤等で固定することなく、止めねじ１７の緩みを確実に防止することができるロックナット１０を提供する。【解決手段】 ナット本体１１の外周面又は端面に、周方向に複数設けられたバランス調整用ねじ穴１６と、このバランス調整用ねじ穴１６と、このバランス調整用ねじ穴に螺合される錘部材としての止めねじ１７とからなるロックナット１０において、前記止めねじ１７のバランス調整用ねじ穴１６に対する締め付け固定を、止めねじ１７によるバランス調整用ねじ穴１６の塑性変形によって行うことにより、止めねじ１７の緩みを防止した。【選択図】 図１
Description
この発明は、工作機械等の高速回転する主軸等、回転軸に取り付けられた軸受等の被固定部材を位置決め固定するロックナットに関する。
ロックナットは、工作機械等の高速回転する主軸等、回転軸に取り付けられた軸受等の被固定部材を位置決め固定するものであり、振動や衝撃によって締め付け面との間に隙間が生じても、緩みが発生しないように、ロック機構を備える。
この種のロックナットとして、図７に示すように、回転軸の雄ねじ部と螺合する雌ねじ部２を内周面に有する円筒形状のナット本体１に、外周面から内周面まで貫通する貫通孔３を周方向に複数設け、この貫通孔３内にロックピン４を挿入し、ナット本体１を回転軸の雄ねじ部に螺合した後に、前記貫通孔３に押しねじ５をねじ込み、この押しねじ５によってロックピン４の前端を回転軸の雄ねじ部に噛み込ませることにより、ナット本体２の緩みを防止したものがある。
また、工作機械等の高速回転する主軸においては、主軸の振動低減のために、回転バランスの調整を行っている。
この回転バランスの調整可能なロックナットとして、図７に示すように、ナット本体１の外周面又は端面に周方向に等間隔でバランス調整用ねじ穴６を複数設け、主軸をバランシング装置に載せ、主軸の回転バランスを測定しながら、所要位置のバランス調整用ねじ穴６に、錘部材として止めねじ７をねじ込むことによって、回転バランスの調整を行うようにしたものがある（特許文献1）。
ところが、主軸が高速回転し、主軸の先端に装着された工具によってワークを加工する際に生じる振動や発熱によって、バランス調整用ねじ穴６にねじ込んだ錘部材としての止めねじ７が緩み、回転バランスを崩すことがある。
この止めねじ７の緩みを防止するために、止めねじ７をねじ込んだ後に、接着剤等によって止めねじ７を固定すれば、接着剤等の重さによって回転バランスを崩すおそれがあるため、止めねじ７を接着剤等で固定するという方法は回転バランスの調整には適用できない。
そこで、この発明は、バランス調整用ねじ穴にねじ込む錘部材としての止めねじの緩みを接着剤等で固定することなく、止めねじの緩みを確実に防止することを課題とする。
上記の課題を解決するため、この発明においては、外周面に雄ねじ部が形成された回転軸の雄ねじ部と螺合する雌ねじ部を内周面に有する円筒形状のナット本体と、このナット本体の周方向に複数配設された外周面から内周面まで貫通する貫通孔と、この貫通孔内に挿入されるロックピンと、前記貫通孔の外周面側からねじ込まれ、貫通孔内に挿入されたロックピンを内周面側に押圧し、ロックピンの前端を回転軸の雄ねじ部に噛み込ませる押しねじと、前記ナット本体の外周面又は端面に、周方向に複数設けられたバランス調整用ねじ穴と、このバランス調整用ねじ穴と、このバランス調整用ねじ穴に螺合される錘部材としての止めねじとからなるロックナットにおいて、前記止めねじのバランス調整用ねじ穴に対する締め付け固定を、止めねじによるバランス調整用ねじ穴の塑性変形によって行うことを特徴とするものである。
前記バランス調整用ねじ穴の塑性変形は、例えば、止めねじのねじ山の頂部に軸方向の両側に張り出した喰い込み部を設け、この喰い込み部をバランス調整用ねじ穴の壁面に対して噛み込ませることによって行うことができる。
前記止めねじのねじ山の頂部の喰い込み部は、ねじ山の円周方向の対角位置に設けることができる。
前記止めねじのねじ山の頂部を平坦面に形成して、止めねじのねじ山の頂部と、バランス調整用ねじ穴のねじ山の谷底との間に空間を設け、この空間に、止めねじをバランス調整用ねじ穴にねじ込む際に生じる剥離粉を収容し、止めねじをねじ込む際の剥離粉の再噛み込みを防止することにより、止めねじのねじ込みを容易に行うことができる。
前記バランス調整用ねじ穴の雌ねじ部のねじ山の谷底を、止めねじのねじ山の高さよりも浅くし、止めねじのねじ山の頂部を、バランス調整用ねじ穴の谷底に喰い込ませてバランス調整用ねじ穴を塑性変形させるようにしてもよい。
前記バランス調整用ねじ穴の雌ねじ部のねじ山の谷底は、入り口側から数ピッチを止めねじのねじ山と干渉しない深さに形成し、それ以降の谷底の深さを止めねじのねじ山の高さよりも浅く形成することにより、止めねじをバランス調整用ねじ穴に挿入し易くすることができる。
前記バランス調整用ねじ穴の形成素材は、止めねじの形成素材よりも硬度が低いものを使用することにより、バランス調整用ねじ穴の塑性変形が容易になる。
前記止めねじの表面に、黒色酸化被膜又はリン酸マンガン被膜を設けることによって、止めねじの締め込み時に、バランス調整用ねじ穴との摩擦係数が低下し、止めねじのバランス調整用ねじ穴へのねじ込みが容易になる。
この発明によれば、錘部材としての止めねじのバランス調整用ねじ穴に対する締め付け固定を、止めねじによるバランス調整用ねじ穴の塑性変形によって行うので、バランス調整用ねじ穴にねじ込んだ止めねじの緩みを防止することができる。
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
図1及び図２は、工作機械等の高速回転する主軸等の回転軸に取り付けられた軸受等の被固定部材を位置決め固定する、この発明の第１の実施形態に係るロックナットを示している。
このロックナットは、主軸の雄ねじ部と螺合する雌ねじ部１２を内周面に有する円筒形状のナット本体１１に、外周面から内周面まで貫通する貫通孔１３を周方向に２カ所設け、この貫通孔１３内にロックピン１４を挿入し、ナット本体１１を主軸の雄ねじ部に螺合した後に、前記貫通孔１３に押しねじ１５をねじ込み、この押しねじ１５によってロックピン１４の前端を主軸の雄ねじ部に噛み込ませることにより、ナット本体１１の緩みを防止している。
そして、このロックナットは、ナット本体１１に周方向に等間隔でバランス調整用ねじ穴１６を複数設け、主軸をバランシング装置に載せ、主軸の回転バランスを測定しながら、所要位置のバランス調整用ねじ穴１６に、錘部材として止めねじ１７をねじ込むことによって、回転バランスの調整が行える。
図1及び図２に示す第１の実施形態のロックナットでは、バランス調整用ねじ穴１６を、ナット本体１の端面側から軸方向に６ヶ所配設している。
また、図３に示す第２の実施形態のロックナットでは、バランス調整用ねじ穴１６の軸方向に対して４５度の角度を持って配設している。
図３に示す第２の実施形態のように、バランス調整用ねじ穴１６を角度を持って配設すると、主軸外から治具を用いてバランス調整作業を行うことができる。また、バランス調整用ねじ穴１６を、軸方向に対して角度を持って配設すると、図1及び図２に示す第１の実施形態のロックナットに比べて、錘部材としての止めねじ１７の軸芯からの距離を変えることができるので、バランス調整能力を大きくすることができる。
バランス調整用ねじ穴１６を軸方向に対して角度を持って配設する場合、その角度は、４５度に限らず、任意の角度を採用することができる。
図1及び図２に示す第１の実施形態のロックナットも、図３に示す第２の実施形態ロックナットも、それぞれナット本体１１の外周面に、ロックナット１０を締め付ける際に、工具（図示せず）を係合する係合溝１８を設けている。
この発明に係るロックナットの特徴は、錘部材としての止めねじ１７のバランス調整用ねじ穴１６に対する締め付け固定を、止めねじ１７によるバランス調整用ねじ穴１６の塑性変形によって行うことによって、バランス調整用ねじ穴６にねじ込んだ止めねじ７が緩まないようにした点にある。
図１及び図２に示す第１の実施形態と、図３に示す第２の実施形態では、止めねじ１７をバランス調整用ねじ穴１６にねじ込んだ際に、止めねじ１７がバランス調整用ねじ穴１６に噛み込んでバランス調整用ねじ穴１６が塑性変形し、止めねじ１７とバランス調整用ねじ穴１６とが緩みなく強固に締結されるように、止めねじ１７のねじ山の円周上の対角位置の頂部を台形に押しつぶして、軸方向の両側に張り出した喰い込み部１９を設けている。
ねじ山の頂部に、軸方向の両側に張り出した喰い込み部１９を形成した止めねじ１７を、バランス調整用ねじ穴１６にねじ込むと、図５に示すように、バランス調整用ねじ穴１６の雌ねじ部のねじ山の谷底近くの両壁面が塑性変形し、喰い込み部１９がバランス調整用ねじ穴１６に喰い込む（図５の薄墨部分）。
図５に示すように、止めねじ１７のねじ山の頂部が台形状に押しつぶされているため、この台形状の止めねじ１７のねじ山の頂部とバランス調整用ねじ穴１６の雌ねじ部のねじ山の谷底との間に空間２１が形成される。止めねじ１７の喰い込み部１９がバランス調整用ねじ穴１６の壁面に喰い込む際に、バランス調整用ねじ穴１６の剥離粉２０が生じても、この剥離粉２０は、空間２１に収容される。このため、止めねじ１７をバランス調整用ねじ穴１６にねじ込む際に、剥離粉２０の再噛み込みが生じ難いので、止めねじ１７のねじ込みを容易に行える。
ところで、ナット本体１１に形成するバランス調整用ねじ穴１６は、ロールタップ加工によって形成することができる。ロールタップ加工によってバランス調整用ねじ穴１６を形成すると、バランス調整用ねじ穴１６の雌ねじ部のねじ山の頂部に、凹み部２２が形成され、この凹み部２２にも剥離粉２０を収容することができる。
次に、図６に示す第３の実施形態は、バランス調整用ねじ穴１６の雌ねじ部のねじ山の谷底を浅くして、バランス調整用ねじ穴１６の谷底に、止めねじ１７のねじ山の頂部を喰い込ませることによって、バランス調整用ねじ穴１６の谷底を塑性変形させて、止めねじ１７とバランス調整用ねじ穴１６とが緩みなく強固に締結されるようにしている（図６の喰い込み部１９は薄墨で示している）。
図６に示す第３の実施形態では、バランス調整用ねじ穴１６の雌ねじ部を、入り口側から２ピッチは、止めねじ１７のねじ山と干渉しない深さに形成し、３ピッチ以降の谷底を浅く形成している。入り口側を止めねじ１７のねじ山と干渉しない深さにすることにより、止めねじ１７をバランス調整用ねじ穴１６に挿入しやすくしている。
また、図６に示す第３の実施形態のバランス調整用ねじ穴１６の雌ねじ部のねじ山の頂部を除去し、バランス調整用ねじ穴１６の雌ねじ部のねじ山の頂部と止めねじ１７のねじ山の谷底との間に空間２１が形成されるようにしている。止めねじ１７のねじ山がバランス調整用ねじ穴１６の谷底に喰い込む際に、バランス調整用ねじ穴１６の剥離粉２０が生じても、この剥離粉２０は、空間２１に収容される。このため、止めねじ１７をバランス調整用ねじ穴１６にねじ込む際に、剥離粉２０の再噛み込みが生じ難いので、止めねじ１７のねじ込みが容易に行える。
以上の第１〜第３の実施形態では、止めねじ１７とナット本体１１を鉄系材料、例えば、ＪＩＳ ＳＳ４００によって形成することができるが、バランス調整用ねじ穴１６を形成するナット本体１１の硬度を、止めねじ１７の硬度よりも低くし、バランス調整用ねじ穴１６を塑性変形し易くしている。
また、バランス調整用ねじ穴１６を塑性変形させる止めねじ１７の表面に、黒色酸化被膜又はリン酸マンガン被膜を形成しておくと、止めねじ１７の締め込み時に、バランス調整用ねじ穴１６との摩擦係数が低下し、比較的容易に締結することができる。
１１ ：ナット本体
１２ ：雌ねじ部
１３ ：貫通孔
１４ ：ロックピン
１５ ：押しねじ
１６ ：バランス調整用ねじ穴
１７ ：止めねじ
１８ ：係合溝
１９ ：喰い込み部
２０ ：剥離粉
２１ ：空間
２２ ：凹み部
１２ ：雌ねじ部
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１５ ：押しねじ
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１８ ：係合溝
１９ ：喰い込み部
２０ ：剥離粉
２１ ：空間
２２ ：凹み部
Claims (8)
- 外周面に雄ねじ部が形成された回転軸の雄ねじ部と螺合する雌ねじ部を内周面に有する円筒形状のナット本体と、このナット本体の周方向に複数配設された外周面から内周面まで貫通する貫通孔と、この貫通孔内に挿入されるロックピンと、前記貫通孔の外周面側からねじ込まれ、貫通孔内に挿入されたロックピンを内周面側に押圧し、ロックピンの前端を回転軸の雄ねじ部に噛み込ませる押しねじと、前記ナット本体の外周面又は端面に、周方向に複数設けられたバランス調整用ねじ穴と、このバランス調整用ねじ穴と、このバランス調整用ねじ穴に螺合される錘部材としての止めねじとからなるロックナットにおいて、前記止めねじのバランス調整用ねじ穴に対する締め付け固定を、バランス調整用止めねじによるバランス調整用ねじ穴の塑性変形によって行うことを特徴とするロックナット。
- 前記バランス調整用ねじ穴の塑性変形が、止めねじのねじ山の頂部に軸方向の両側に張り出した喰い込み部を設け、この喰い込み部がバランス調整用ねじ穴の壁面に対して噛み込ませて行われることを特徴とする請求項１記載のロックナット。
- 前記止めねじのねじ山の頂部の喰い込み部が、ねじ山の円周方向の対角位置に設けられている請求項２記載のロックナット。
- 前記止めねじのねじ山の頂部が平坦面に形成されている請求項２又は３に記載のロックナット。
- 前記バランス調整用ねじ穴の雌ねじ部のねじ山の谷底を、止めねじのねじ山の高さよりも浅くし、止めねじのねじ山の頂部を、バランス調整用ねじ穴の谷底に喰い込ませてバランス調整用ねじ穴を塑性変形させることを特徴とする請求項１記載のロックナット。
- 前記バランス調整用ねじ穴の雌ねじ部のねじ山の谷底は、入り口側から数ピッチを止めねじのねじ山と干渉しない深さに形成し、それ以降の谷底の深さを止めねじのねじ山の高さよりも浅く形成している請求項５記載のロックナット。
- 前記バランス調整用ねじ穴の形成素材が、止めねじの形成素材よりも硬度が低いことを特徴とする請求項１〜６に記載のロックナット。
- 前記止めねじの表面に、黒色酸化被膜又はリン酸マンガン被膜を有する請求項１〜７に記載のロックナット。
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