JP3946752B1 - 弛み止めナット - Google Patents

Abstract

【課題】ナット本体と弾性部材とを別体とすることによって、弾性部材に最適な素材を選択することを可能にする共に、弾性部材の安定した挙動を実現する弛み止めナットの提供を目的とする。
【解決手段】ナット本体１１と弾性部材２１とを備える。弾性部材２１は、弾性変形する線材から形成された線材部２２と、この線材部２２の基端側に設けられた固定部２３とを備える。固定部２３がナット本体１１の軸方向の端面１５に固定され、線材部２２はナット本体１１のネジ孔１３の略周方向に沿って配位される。線材部２２は、基端２４から先端２５に向かうに従ってナット本体の径内方向に偏向しており、ボルト３１が螺合された際、線材部２２がボルト軸部と当接して、線材部２２が径外方向に弾性変形することによって、ボルト３１の弛み止めをなす。
【選択図】 図１

Description

本願発明は、弛み止めナットに関するものである。

従来より、ネジ孔を備えたナット本体と、このナット本体端面に設けられた弾性部とを備え、この弾性部がナット本体に螺合するボルトを付勢することによって、弛み止めをなす弛み止めナットにおいては、種々の提案がなされている。これら従来の弛み止めナットは、ナット本体と一体に形成された弾性部を備えたもの（特許文献１）と、ナット本体と別体に形成された弾性部を備えたもの（特許文献２）に大別し得る。
前者（特許文献１）にあっては、弾性部とナット本体とが一体であるため、ナットの機能を満足する上での素材の制約を受けるため、弾性部の素材にバネ弾性の大きなものを使用することができず、また、弾性部の加工が困難であるという課題を有する。

後者（特許文献２）にあっては、弾性部とナット本体とが別体であるため、ナット本体とは別体の素材で弾性部を形成することができ、弾性部に最適な素材を選択でき、また、弾性部の加工が比較的容易であるという特徴があり、特許文献２に代表されるように、弾性部には、板バネが用いられる例が一般的である。より詳しくは、板バネの先端をナット本体のネジ孔に突出させ、この板バネをボルトのねじ山に係合させることによって、ボルトに対して軸方向に弾性を作用させ、ネジの弛み止めをなすものである。

ところが、ナットを点検等によって緩めようとした場合、板バネが反転してねじ山を完全にロックしてしまうことがある。詳しくは、ネジ孔に突出している板バネは、ナット本体にボルトを螺合させるに伴い、ボルトのねじ山の進み側フランクに沿って変形するが、板バネの周方向の全ての面が進み側フランクに密着するわけではなく、若干の撓みをもって変形しており、一部分では、ねじ山に板バネの先端が突き刺さった状態となっている場合もある。このような状態で、ボルトを緩める方向に回転させると、板バネが撓んで反転して、ねじ山をロックしてしまうことが起こり、ボルトを緩めることが困難になってしまう。

特開平１１−２４７８２４号公報 登録実用新案第３１０２５０１号公報

本願発明は、ネジ孔を備えたナット本体と、このナット本体端面に設けられた弾性部材とを備え、この弾性部材がナット本体に螺合するボルトを付勢することによって、弛み止めをなす弛み止めナットにおいて、ナット本体と弾性部材とを別体とすることによって、弾性部材に最適な素材を選択することを可能にすると共に、弾性部材に板バネを用いた場合による板バネの反転などと言った予期しない挙動による弊害を防止することができる弛み止めナットの提供を目的とする。

本願の請求項１にかかる発明は、ネジ孔を備えたナット本体と、このナット本体端面に設けられた弾性部材とを備え、この弾性部材がナット本体に螺合するボルトを付勢することによって、弛み止めをなす弛み止めナットについて、次の構成を採るものを採用する。
即ち、弾性部材は、ナット本体と別体の部材である。弾性部材は、ナット本体とボルトとの螺合によって弾性変形する線材部と、この線材部の基端側に設けられた固定部とを備える。線材部は、その長手方向と直交する方向に沿う断面において、厚みと幅との比率が１対６〜６対１の範囲内にある。線材部は、基端側の固定部に対し線材部の他方の端部を自由端とし、ナット本体のネジ孔の周方向を長手方向として、ネジ孔の略周方向に沿って配位され、固定部側での内径はナット本体の雌ねじの谷径と等しいかこれより大きく、固定部よりも先端側に、内径がナット本体の雌ねじの谷径よりも小さい部分を備え、この線材部は、弾性変形により、ナット本体に対して、ナットの軸方向に変位でき、且つ、径外方向へ変位できるように配位されている。ボルトが螺合された際、線材部が、ボルト軸部と当接し、上記の軸方向及び径外方向への弾性変形によって、ボルトの弛み止めをなすものである。線材部は、内周面に当接部を備え、この当接部が、ボルトのねじ山の進み側フランクと当接し、線材部は、ボルトの追い側フランクとは、接触しないものである。
本願の請求項２にかかる発明では、線材部は、弾性変形により、ナット本体に対して、ナットの軸方向に変位でき、且つ、径外方向へ変位できるように配位され、ボルトが螺合された際、線材部が、ボルト軸部と当接し、上記の軸方向及び径外方向への弾性変形によって、ボルトの弛み止めをなすものであることを特徴とする請求項１記載の弛み止めナットを提供する。
本願の請求項３にかかる発明は、固定部と線材部とが１つの線材により形成されたものであり、固定部は、ネジ孔の外側に周方向に伸びると共に、ナット本体の端面に対してスポット溶接にて固定されたものであることを特徴とする請求項１記載の弛み止めナットを提供する。
本願の請求項４にかかる発明では、線材部のリード角が、ネジ孔の雌ねじのリード角と等しいか、ネジ孔の雌ねじのリード角より小さいものであることを特徴とする請求項１又は２記載の弛み止めナットを提供する。
本願の請求項５にかかる発明では、弾性部材が、バネ鋼にて形成されたものであることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の弛み止めナットを提供する。
本願の請求項６にかかる発明は、線材部の内周面が粗面に形成されたものであることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の弛み止めナットを提供する。

本願の請求項１及び２の発明にかかる緩み止めナットは、線材部は、ナット本体のネジ孔の略周方向に沿って配位されると共に、固定部よりも先端側に、内径がナット本体の雌ねじの谷径よりも小さい部分を備えており、ボルトが螺合された際、線材部がボルト軸部と当接して、線材部が径外方向に弾性変形することによって、ボルトの弛み止めをなすことができる。しかも、弾性変形する部分が線材部であるため、板バネのように反転することがなく、安定した挙動を示すものであり、安定した緩み止め効果を発揮するものである。即ち、線材部は、その長手方向と直行する方向に沿う断面において、厚み（軸方向長さ）と幅（軸方向と直行する方向の長さ）との比率が１対６〜６対１の範囲内にあり、板バネのように反転するおそれがなく安定した挙動を示すものである。
特に、線材部が、内周面に当接部を備え、この当接部が、ボルトのねじ山の進み側フランクとのみ当接するものとすることによって、弾性部材の付勢力が軸力として作用して、良好な緩み止めをなす弛み止めナットを提供することができたものである。
本願の請求項３にかかる発明は、固定部と線材部とが１つの線材により形成されたものであるため、低コストで製造でき、しかも、ナット本体の端面に対してスポット溶接にて固定されたものであるため、簡単に低コストで製造できる弛み止めナットを提供することができたものである。特に、固定部と線材部とにて構成される弾性部材が、ナット本体と別体の部材とされ、当該別体の部材をスポット溶接することにより、ナット本体へ固定するものであるため、弾性部材についてナット本体と異なる素材を採用することができる。
例えば、このような固定部と線材部とにて構成された部材を、ナット本体と一体に形成しようとした場合、何れも同一の素材にて構成されることになるが、そうなると弾性部材に適したバネ鋼はナット本体の素材としては適さないので、このようなバネ鋼を採用することはできず、弾性部材を弾性部材として機能させるのに適した素材を採用することはできない。この点、上記の本願発明では、弾性部材を、ナット本体と別体とすることによって、ナット本体には従来通りナットに適した素材を用い、弾性部材には、バネ鋼といった弾性を備え、弾性部材として適した素材を採用することができる。また、弾性部材をナット本体と一体とすると線材部の形成が極めて難しいものとなるが、ナット本体と線材部（弾性部材）とを別々に形成して、溶接にて接合することにより、簡単に製造することができる。
本願の請求項４にかかる発明は、特に、線材部のリード角が、ネジ孔の雌ねじのリード角と等しいか、ネジ孔の雌ねじのリード角より小さいものとすることにより、ボルトに対する緩み方向の弾性が加わらない。
。
本願の請求項６にかかる発明は、線材部の内周面が粗面に形成されたものであるため、良好に抵抗として作用する弛み止めナットを提供することができたものである。

以下、図面に基づき本願発明の実施の形態を説明する。
図１は本願発明の実施の形態に係る弛み止めナットを示すもので、（Ａ）は正面図
、（Ｂ）は平面図、（Ｃ）は同ナットの弾性体の断面図、（Ｄ）は同ナットの変更例を示す正面図である。図２は同弛み止めナットをボルトに螺合させた状態の説明図である。図３は同ナットの要部拡大図である。

この実施の形態に係るナット１０は、ナット本体１１と弾性部材２１とからなる。ナット本体１１は、従来公知の金属製ナットと実質的に同様であり、６角形状に代表される工具係合部１２を外周面に備え、中央には、ネジ孔１３が設けられており、このネジ孔１３内には雌ねじ１４が形成されている。この雌ねじ１４は、図２に示すように、ボルト３１の雄ねじ３２と螺合されるものである。このナット本体１１の軸方向の端面は、一方が座面１５とされ、他方が開放端面１６とされている（図１）。この弾性部材２１は、座面１５に設けてもよいが、通常は、座面１５と反対側の開放端面１６に設けられる。

次に、図１（Ａ）〜（Ｃ）へ示す通り、弾性部材２１は、線材部２２と固定部２３とを備える。線材部２２は、ボルト３１との螺合によって弾性変形する部分であり、固定部２３は線材部２２の基端側に設けられ、弾性部材２１全体をナット本体１１の開放端面１６に固定する。この例では、弾性部材２１は、その全体がバネ鋼などの弾性を有する素材によって形成されているが、場合によっては、線材部２２のみに弾性の高い素材を用いるなど、線材部２２と固定部２３とを異なる素材によって形成することも可能である。
図１（Ａ）へ示す通り、この実施の形態において、弾性部材２１は、その全体が一本の線材にて構成されている。この線材は、弾性を備え、全体を曲げ加工により、半円弧状に成形されている。そして、この線材は、当該線材の一端から後述する所定範囲を固定部２３として、ナット本体１１（開放端面）に固定され、当該線材の他方の端部側を自由端とすることにて、弾性変形により、ナット本体１１の開放端面１６に対し移動可能に、即ち上記他方の端部はナット本体１１の開放端面１６に対し（ナットの）軸方向に変位できるように配位されている。以下弾性部材２１の各部の構成について更に詳しく説明する。

固定部２３は、この例では、ネジ孔１３と略同心円状に形成された半円形をなすもので、雌ねじ１４の谷径と等しいかこれより大きな内径を備える。言い換えれば、固定部２３はボルト３１の雄ねじ３２に係合しない大きさ及び位置に設けられればよい。この固定部２３は、ナット本体１１の開放端面１６に対して、溶接、特に望ましくはスポット溶接で固定されている。図１の（Ｃ）において、Ｓはスポット溶接の位置を示すものである。なお、この固定は、溶接に限らず、ナット本体１１に爪などを設けて固定部２３をカシメることによって固定するなど、適宜固定方法に変更して実施することもできるが、ナット１０側に特別な加工を施す必要がない点で、溶接、特にスポット溶接を採用することが有利であり、既製のナットに対しても、弾性部材２１を溶接することによって、簡単に弛み止めナット１０として利用できるようになる点で、極めて有利である。この固定部２３の断面形状は、円形、矩形など適宜変更して実施することができるが、開放端面１６との接触面積を増やすために、開放端面１６と接触する部分を平面状としておくことが固定の確実性を高める点で望ましい。

またこの例では、固定部２３を半円形として実施しているが、溶接による固定が確実に行える長さであればよく、４分の１円弧など適宜円弧形状に変更でき、円弧以外の形状であっても、直線状や不定形の湾曲状屈曲線状の適宜線状であってもよい。さらに、平面視矩形や円形など、線材部２２よりも大きな幅を有するものであってもよいが、弾性部材２１を一連の線材によって形成するほうが加工および原料コスト上有利である点で、固定部２３についても線状のものが有利である。尚、図５へ示す通り、固定部２３を、ナット１０の外形（この場合、六角形）に沿う外周部分を備えるように形成して実施することも可能である。

次に、線材部２２について、説明する。上記の固定部２３がナット本体１１に固定されているのに対して、線材部２２はナット本体１１の開放端面１６に対して移動可能に配位される。線材部２２は、平面視略弧状をなし、ナット本体１１のネジ孔１３の略周方向に沿って配位されるが、基端側２４から先端側２５に向かうに従ってナット本体１１の径内方向（半径方向の中心方向）に偏向している。より詳しくは、線材部２２は、基端側２４での内径はナット本体１１の雌ねじ１４の谷径と等しいかこれより大きいが、漸次その内径が小さくなり、先端側２５での内径はナット本体１１の雌ねじ１４の谷径より小さい。これにより、ボルト３１が螺合された際、線材部２２が雄ねじ３２と当接して、線材部２２が径外方向に弾性変形する。そして、これにより、ボルト３１に対して略中心軸方向（径内方向）の力が加わり、ボルト３１の弛み止めをなすことができる。なお、図１（Ｃ）へ示す通り、線材部２２の最小内径を雌ねじ１４の山径より小さくすることもでき、この最小内径については、弛み止めに必要な付勢力、線材部２２の材質、線材部２２の太さや長さ等を考量して種々変更して実施し得る。この例では、この最小内径は線材部２２の最先端としているが、基端側２４より先端寄りの位置であればよく、最先端を径外方向に湾曲させた形状であってもよい。

この例では、線材部２２はネジ孔１３の約２分の１の周方向長さを有するが、ボルト３１を螺合した際に線材部２２が径外方向に弾性変形してボルト３１の弛み止めをなし得ることを条件に変更して実施することができるものであり、たとえばネジ孔１３の周囲を１／４〜３／４周するものとすることができる。この線材部２２の長さについても、弛み止めに必要な付勢力、線材部２２の材質、線材部２２の太さ等を考量して適宜設定すればよい。線材部２２の基端側２４は、雌ねじ１４の延長上に配置することが、ボルト３１の雄ねじ３２の係合を円滑に行うことができる点で望ましいが、その位置はボルト３１の雄ねじ３２の係合ができる範囲で適宜変更し得る。

またこの例では、線材部２２は、図１（Ａ）へ示す通り、基端側２４から先端側２５に向かうに従って漸次軸方向に開放端面１６から離れる。より詳しくは、この例では、線材部２２は、ネジ孔１３の雌ねじ１４のリード角と等しいリード角を有する。このリード角は、図１（Ｄ）に示すように、０度であってもよいが、雌ねじ１４のリード角よりも大きくないことが望ましい。雌ねじ１４のリード角より大きなリード角とすると、ボルト３１との螺合の際に、ボルト３１に対して、緩み方向の弾性が加わってしまうためである。逆に、雌ねじ１４のリード角よりも小さくすることによってボルト３１に対して、軸方向の弾性が加わり、径内方向の弾性と共に、緩み止めの作用をなすことができる。

この線材部２２は、図２へ示す通り、弧状の内周側でボルト３１と当接する。この線材部２２の内周面の形状を説明すると、軸方向にねじの進み側に当接部２６を備え、この当接部２６が、ボルト３１のねじ山間の谷を形成する進み側フランク３３当接する。当接部２６は、進み側フランク３３に対して、面で接触するものであってもよく、線で接触するものであってもよく、点で接触するものであってよい。

具体的には、図３に示す通り、付勢力を軸力として作用させ、ねじの締結力を増大させることによって、緩み止めをなすものである。この例では、内周面に１つの当接部２６のみを形成する。そして、この当接部２６が、ボルト３１の進み側フランク３３のみと当接するようにする（追い側フランク３４とは接触しないようにする）。これによって、軸方向と直行する方向の付勢力が、進み側フランク３３のフランク角に応じて軸方向に分配され、ねじの締結力となる軸力として作用するものであり、より大きな緩み止め効果を発揮する。この例においても、当接部２６と進み側フランク３３とは、面で接触するもののほか、線で接触するものであってもよく、点で接触するものであってよい。

以上の各例において、線材部２２は、その長手方向と直行する方向に沿う断面において、厚み（軸方向長さ）と幅（軸方向と直行する方向の長さ）との比率が１対６〜６対１の範囲内にあり、板バネのように反転するおそれがなく安定した挙動を示すものである。上記の比率の範囲は、１対３〜３対１とするのが、より好ましい。尚、線材には、曲げ加工によって、コイルを形成することができる部材が適する。
また、上記のように、ナット本体と別体の部材として、線材にて、弾性部材２１の主要部即ち線材部２２を、構成することにより、製造時、断面積のより大きい線材部２２を備えた弾性部材２１を選択することが簡単に行える。このように、線材の伸びる方向を横断する方向の断面積について、大きなものを採用することにより、線材部２２の弾性の強いもの（腰の強いもの）への変更が容易に行え、必要に応じてより大きな緩み止めの効果を期すことができる。
上記の各実施の形態において、ボルト３１には、図２へ示す、一般的なものを採用することを前提として、説明した。この他、図４（Ａ）〜（Ｃ）へ示す通り、ボルト３１として、雄ねじ３２に、製剤部２２に対する係合部３７を形成するものとして実施することができる。図４（Ａ）は当該ボルト３１の全体側面図であり、図４（Ｂ）は図１（Ｃ）へ示すナットと当該ボルト３１とを螺合した状態を示す略断面図であり、図４（Ｃ）はボルト３１の拡大断面図である。この係合部３７は、周方向について、雄ねじ３２について間隔を開けて３つの最大径部３５と最小径部３６とを設け、一つの最大径部３５から隣りの最大径部３５の基部にかけて漸次外径を小さくするものとし、隣りの最大径部３５の基部を上記最小径部３６とするものである。このように形成することによって、最大径部３５とその基部３６に設けられた最小警部との間に段差が生じ、当該段差が上記の係合部３７として、図４（Ｂ）へ示す通り、ナットを螺合した際、線材部２２の先端面と当接して引掛ることにより、ナットを後戻りできない状態とすることができ、回り止めをより確実なものとすることができる。この実施の形態では、係合部３７は、３つ設けられたものを示したが、１つや２つなど３つより少なくても、或いは４つ以上であっても実施可能である。

本願発明の実施の形態に係る弛み止めナットを示すもので、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は同ナットの弾性体の断面図、（Ｃ）は平面図、（Ｄ）は同ナットの変更例を示す正面図である。 同弛み止めナットをボルトに螺合させた状態の説明図である。 同ナットの要部拡大図である。 （Ａ）は上記ナットに使用するのに適したボルトの他の形態を示す側面図であり、（Ｂ）は当該ボルトを上記ナットへ螺合した状態を示す略断面図であり、（Ｃ）は当該ボルトの拡大断面図である。 上記ナットの弾性部材の他の実施の形態を示す平面図である。

符号の説明

１０ ナット
１１ ナット本体
１２ 工具係合部
１３ ネジ孔
１４ 雌ねじ
１５ 座面
１６ 開放端面
２１ 弾性部材
２２ 線材部
２３ 固定部
２４ 基端側
２５ 先端側
２６ 当接部
３１ ボルト
３２ 雄ねじ
３３ 進み側フランク
３４ 追い側フランク
ｓ スポット溶接位置

Claims (6)

1. ネジ孔を備えたナット本体と、このナット本体端面に設けられた弾性部材とを備え、この弾性部材がナット本体に螺合するボルトを付勢することによって、弛み止めをなす弛み止めナットにおいて、
   弾性部材は、ナット本体と別体の部材であり、
   弾性部材は、ナット本体とボルトとの螺合によって弾性変形する線材部と、この線材部の基端側に設けられた固定部とを備え、
   線材部は、その長手方向と直交する方向に沿う断面において、厚みと幅との比率が１対６〜６対１の範囲内にあり、
   線材部は、基端側の固定部に対し線材部の他方の端部を自由端とし、ナット本体のネジ孔の周方向を長手方向として、ネジ孔の略周方向に沿って配位され、固定部側での内径はナット本体の雌ねじの谷径と等しいかこれより大きく、固定部よりも先端側に、内径がナット本体の雌ねじの谷径よりも小さい部分を備え、この線材部は、弾性変形により、ナット本体に対して、ナットの径外方向へ変位できるように配位され、
   ボルトが螺合された際、線材部が、ボルト軸部と当接し、上記の径外方向への弾性変形によって、ボルトの弛み止めをなすものであり、
   線材部は、内周面に当接部を備え、この当接部が、ボルトのねじ山の進み側フランクと当接し、線材部は、ボルトの追い側フランクとは、接触しないものであることを特徴とする弛み止めナット。
2. 線材部は、弾性変形により、ナット本体に対して、ナットの軸方向に変位でき、且つ、径外方向へ変位できるように配位され、
   ボルトが螺合された際、線材部が、ボルト軸部と当接し、上記の軸方向及び径外方向への弾性変形によって、ボルトの弛み止めをなすものであることを特徴とする請求項１記載の弛み止めナット。
3. 固定部と線材部とが１つの線材により形成されたものであり、
   固定部は、ネジ孔の外側に周方向に伸びると共に、ナット本体の端面に対してスポット溶接にて固定されたものであることを特徴とする請求項１又は２記載の弛み止めナット。
4. 線材部のリード角は、ネジ孔の雌ねじのリード角と等しいか、ネジ孔の雌ねじのリード角より小さいものであることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の弛み止めナット。
5. 弾性部材は、バネ鋼にて形成されたものであることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の弛み止めナット。
6. 線材部の内周面が粗面に形成されたものであることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の弛み止めナット。

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