JP4194585B2 - ゆるみ止めナット - Google Patents

Description

この発明は、ボルトに螺合して物体を締結するナットに関し、特にネジのゆるみを防止し得るようにしたゆるみ止めナットに関する。

従来、おねじをもつボルトと該ボルトに螺合するナットで、物体を締め付けて固定する固定手段は公知であり、種々の用途、分野において広く利用されている。ボルトとナットはおねじとめねじの螺合により締め付けが行われるが、ボルトやナットに付加される振動、回転或いは衝撃等によって、締め付けがゆるんで来るおそれがあった。ネジのゆるみは、物体の固定状態を不安定にし、ときとして重大な事故を招来するおそれがある。そこで、ネジのゆるみを防止するために従来種々の方法、構造が提案されてきている。

ネジは、締め付け部からの応力によりボルトとナットが互いに軸方向反対方向に変位させられてねじみぞが消失し、おねじとめねじのねじ山が軸方向において当接して締付力の保持と固定状態の維持が図れるようになっている。ネジのゆるみ止めは、通常おねじとめねじの軸方向へのもどりを防止する手段、例えばロックナット、バネ座金などによりネジのもどりを防止している。しかしながら、かかる従来のロックナットやバネ座金の如きネジのもどり防止手段では、おねじとめねじは軸方向に片寄せられてねじ山を密着した状態を、もどり防止手段で維持するようにしたにすぎず、密着側と反対の側ではおねじとめねじの間隔は大きくなっており、ねじみぞが消失しているわけではないため、衝撃や振動を受けて密着した状態が容易に解消されるおそれがあり、ネジのゆるみを充分には防止することが出来なかった。

そこで、ナットの一部を変形させてボルトに当接させることによりねじみぞを消失させてネジのもどりを防止するようにしたものが、実開昭５５−１１５４２２号公報、特開平１０−６１６４５号公報等に開示されている。実開昭５５−１１５４２２号公報に開示の考案は、止めナットと締付けナットのダブルナットからなり、止めナットに外周面をテーパー面とした締付筒体を一体に連接し、該締付筒体に複数のスリットを入れて、締付けナットでテーパー面を押圧して締付筒体を変形させるようにしたものであり、特開平１０−６１６４５号公報に開示の発明は、ナットの座面間で変形する突起をナットに一体に形成し、該突起をナットとボルトのねじみぞにクサビ状に嵌入して変形させ、ナットのゆるみを防止するようにしたものである。

しかしながら、このようなナットの一部を変形させる構造では、締付筒体や突起の基部がナットに一体となっているため、変形させたとき先端部分が傾斜して小さな面積でおねじとめねじが接触しているにすぎず、充分なゆるみ止め効果を期待することが出来ない問題があった。又、変形した締付筒体や突起による固定を解除することが極めて困難で、特別な治具を必要とするおそれがあった。更に、固定が長期に亘る場合にはその解除が不可能となる可能性もあった。特に、突起の形成は、鍛造方法のような大量生産方式での製造が困難であり、大量生産物品であるナットの製造には適していない構造である。

実開昭５５−１１５４２２号公報 特開平１０−６１６４５号公報

この発明は、ボルトとナットとのゆるみ止めをより確実且強固に達成することが出来、しかも大量生産に適した構造のゆるみ止めナットを提供せんとするものである。

本発明は、締付ナット(２)とリング状部材(３)からなり、締付ナット(２)はその一端から他端まで軸方向に縦断する１本のスリット(2d)が形成され、締付ナット(２)へのリング状部材(３)の嵌合によりスリット(2d)が狭められてボルトへの食い込みが強固となることによりゆるみ止めが達成されるゆるみ止めナットにおいて、該締付ナット(２)はナット部(2a)の下面から漸次径が減少しつつ軸方向に延び出すテーパー筒部(2b)が形成され、該テーパー筒部(2b)とナット部(2a)との間に軸方向と平行な円筒部(2e)を介在させ、前記リング状部材(３)は、前記円筒部(2e)の外径より若干小径の内径を有する一端から他端まで同じ径の円筒部を備え、リング状部材をボルトに装着し、締付ナット(２)をボルトに螺挿するとき、リング状部材(３)の内面と締付ナット(２)のテーパー筒部(2b)とが当接して、締付ナット(２)は縮径されつつボルトに喰い込み、締付ナット(２)の円筒部(2e)へのリング状部材(３)の嵌合により、締付ナットの縮径状態が保持され、食い込みが維持されてゆるみ止めが達成されるようにしたことを特徴とするものである。

リング状部材が、ボルトに向って屈曲する段部を有していることを特徴とする。

段部の内周面にボルトに螺合するめねじが形成されていること特徴とする。

段部の内周面が、円筒面に形成されていることを特徴とする。

本発明のゆるみ止めナットによれば、外周面の一部をテーパー面とし且スリットにより軸方向に縦断した締付ナットを、テーパー面に当接するリング状部材により縮径させて、ナットの全内周面をボルトの外周面に接触させて、おねじとめねじを接触させて、軸方向並びに径方向のいずれの面においてもねじみぞを消失させるようにしてあるので、極めて安定したゆるみ止め効果を達成することが可能となる。又、リング状部材により、締付ナットの縮径状態を維持するようにしてあるので、ネジのもどりが発生する恐れが無くなる。更に、テーパー面に続く円筒部の存在により、リング状部材と締付ナットとの嵌合状態は円筒部内では保持されているので、円筒部の範囲内に締付ナットがとどまる限り、締付ナットが移動しても締付ナットのボルトへの食い込みは維持され、食い込みが変動しないため、ボルトへのナットによる締付のゆるみを回避することが出来る。

この発明の好ましい実施の形態を以下に詳細に説明する。この発明のゆるみ止めナットは、外周面の一部にテーパー面を形成し、且軸方向に一端から他端まで縦断するスリットで縦割りにした締付ナットと、該締付ナットのテーパー面と協働して締付ナットを縮径するリング状部材とを含み、縮径により締付ナットの内周面をボルトに密着させてねじみぞを消失させ、ネジのもどりを防止してゆるみ止めを行い得るようにしたことを特徴とする。スリットは、ナットに所要の縮径をもたらし得るような所定の幅を有しており、締付ナットはスリット幅の範囲で縮径してボルトの外周面に密着する。

締付ナットの外周面に形成されたテーパー面は、少なくとも所定の外径位置においてリング状部材と協働してナットの内周面がボルトに密着するようにナットを縮径させ得る外径寸法であることを特徴とする。又、該密着状態をもたらす最大外径位置に連続して軸方向と並行に延びる円筒面部分を設け、該円筒面部分においてリング状部材との協働によりナットの縮径状態を安定に維持可能とする。テーパー面は、ナットの最大外径面まで延長する構造としても良いが、これではナットの軸方向長さが大きくなり過ぎるおそれがある。したがって、テーパー面の最大径部から軸方向と直交する平面に形成して全体の長さが短くなるようにするのが好ましい。更に、この軸方向と直交する平面に代って、最大径部若しくは前記軸方向と平行な円筒面部分の端部から傾斜角度の大きい斜面をナットの外周面に連続して形成しても良い。かかる傾斜角の大きな斜面を連続させることにより、締付ナットを鍛造の方法により製作することが容易となり、より大量生産に適したナットの構造とすることが出来る。

締付ナットのテーパー面と協働して締付ナットを縮径させるリング状部材は、少なくとも締付ナットのテーパー面部分の軸方向長さと等しいかこれより大なる長さの円筒体からなり、その内径はテーパー面と協働して締付ナットを縮径させボルトに密着させ得る径とする。外径は、好ましくは締付ナットの外径に等しい径とするがこれに限られるものではない。リング状部材の内径部には、好ましくはボルトの外径にほぼ等しい段部を形成し、更に該段部の内周面にボルトに螺合するめねじを必要に応じて形成するが、めねじを形成しなくとも良い。段部を形成する場合には、段部までの円筒部分の長さがテーパー面部分の軸方向長さと少なくとも等しい長さか、これより大きな長さとする。これにより、締付ナットのテーパー面部分の先端を段部に突き当ててリング状部材からの反力でより強固な締付を達成することができる。リング状部材の段部にめねじを形成する場合には、リング状部材の外径は、同サイズのスパナでの締め付け作業のために、締付ナットと同径で且同形状の六角ナット形状とするのが好ましい。

図１〜１２を参照して、(１)はボルトであり、従来公知のように複数の物体を固定し得る所望の長さを有しており、一端には六角形の頭部(1a)が一体に形成され、他端から締付ナット(２)を螺挿可能である。尚、ボルトが埋め込みボルトのようなものである場合には、頭部(1a)は必ずしも必要としない。(３)はリング状部材、(４)はワッシャーである。図２に示すように、ボルト(１)に所望の物体(５)を挿着した後、ワッシャー(４)を介在しつつリング状部材(３)を螺着し、更に締付ナット(２)を螺挿して締め付ける。締付ナット(２)がリング状部材(３)に嵌入するにしたがって、徐々に大径となるテーパー面を有するテーパー筒部(２b)とリング状部材(３)との当接により、締付ナット(２)が縮径されて、ボルト(１)の外周面に密着し、おねじとめねじのねじみぞが消失され、ボルト(１)の外周面に締付ナット(２)の内周面が密着する。これにより、ねじのゆるみが防止されるので、安定したゆるみ止め効果を期待することが出来る。

図１及び図３〜８に示すように、締付ナット(２)は、六角形のナット部(2a)と該ナット部(2a)に連続して外周面をテーパー面としたテーパー筒部(2b)が一体に連接されている。ナット部(2a)とテーパー筒部(2b)に連続してめねじ(2c)が形成されると共に、スリット(2d)がナットの軸方向に形成され、ナットは軸方向一端から他端まで連続して切断され、スリット(2d)の幅だけ縮径可能である。したがって、このテーパー筒部(2b)の外周面にリング状部材(３)が嵌合するとき、締付ナット(２)は、テーパー面の傾斜に沿って押圧、縮径され、ボルトの外周面に密着してくる。テーパー筒部(2b)の軸方向長さは、後述するリング状筒部(３)の段部までの長さと等しいか若しくは大とし、テーパー筒部(2b)の先端がリング状筒部(３)の段部に当接して、両者が軸方向に一体化するようにするのが好ましい。

図１４，１５は、テーパー筒部(2b)の一変形を示し、最大テーパー部に連続して軸方向と平行な円筒部(2e)を形成したものである。この円筒部(2e)にリング状部材(３)が嵌合するとき、締付ナット(２)の縮径状態が保持され、ゆるみ止め効果が更に安定する。又、図１６，１７は、更に他の変形を示し、前記円筒部(2e)に連続して、円筒部(2e)からナット部(2a)までの斜面(2f)で連続したものである。かかる斜面(2f)の形成により、締付ナット(２)を鍛造の方法で製造することが容易となり、大量生産に適する構造となる。図１，２若しくは１４，１５に示すように、テーパー筒部(2b)或いは円筒部(2e)とナット部(2a)が直角な面で連続している場合には、鍛造による製造は困難であり、鋳造法や切削法による製造が必要となるため、大量生産に適さず、コスト高をもたらすおそれがある。尚、かかる斜面(2f)の形成は、前記図１，２に示すテーパー筒部(2b)に連続して形成しても良いことは勿論である。

図９〜１３に示すように前記締付ナット(２)のテーパー筒部(2b)に当接して、締付ナット(２)を縮径するリング状部材(３)は、外周面を好ましくは六角形のナット形状(3d)とし、テーパー筒部(2b)に当接して押圧する内径を有した筒部(3a)とその一端部に形成された段部(3b)からなり、段部(3b)の内周面にはボルト(１)に螺合するめねじ(3c)が形成されている。筒部(3a)の軸方向長さは、前記締付ナットのテーパー部(2b)の長さと等しいか若しくは若干短い長さに形成される。

図１８，１９は、リング状部材(３)の一変形を示し、段部(3b)の内周面にめねじが形成されず、筒形状に形成されたものである。又、図２０，２１は、リング状部材(３)の更に他の変形を示し、段部(3b)を形成せず、軸方向の一端から他端まで同一の内径としたものである。要するに、リング状部材(３)は、締付ナット(２)がボルト(１)に螺合して螺進するにしたがって、テーパー筒部(2b)のテーパー面に嵌合して締付ナットを縮径させるような筒部を有していれば、その形状、構造はとくに限定されない。

図２，１８，２０に示すように、ボルト(１)に先ずリング状部材(３)を挿着し、締付ナット(２)をボルト(１)に螺合して螺進させると、テーパー筒部(2b)のテーパー面がリング状部材(３)に嵌合して徐々に縮径され、締付完了時に締付ナット(２)がボルト(１)に密着しておねじとめねじの間のねじみぞが消失する。おねじとめねじの間のねじみぞは、軸方向並びに径方向のいずれの方向においても消失し、おねじとめねじが全面において密着した状態となるため、きわめて強固なゆるみ止め効果を達成することが出来る。又、テーパー面に連続する円筒面にリング状部材が嵌合することにより、縮径状態の維持は強固であり、テーパー面に位置しているときよりも、衝撃等を受けてもゆるみ止めが解消されるおそれが少なくなる。

この発明のゆるみ止めナットとボルトの分解斜視図 固定状態を示す縦断面図 締付ナットの平面図 図３Ａ−Ａ’線に沿った縦断面図 締付ナット正面図 同側面図 同底面図 同背面図 リング状部材の平面図 図９Ｂ−Ｂ’線に沿った縦断面図 リング状部材の正面図 同側面図 同底面図 締付ナットの一変形による固定状態を示す縦断面図 同一変形にかかる締付ナットの斜視図 締付ナットの更に他の変形による固定状態を示す縦断面図 同他の変形にかかる締付ナットの斜視図 リング状部材の一変形による固定状態を示す縦断面図 同一変形にかかるリング状部材の斜視図 リング状部材の更に他の変形による固定状態を示す縦断面図 同他の変形にかかるリング状部材の斜視図

符号の説明

(１)ボルト
(1a)頭部
(２)締付ナット
(2a)ナット部
(2b)テーパー筒部
(2c)めねじ
(2d)スリット
(2e)円筒部
(2f)斜面
(３)リング状部材
(3a)筒部
(3b)段部
(3c)めねじ
(3d)ナット形状
(４)ワッシャー
(５)物体

Claims (4)

1. 締付ナット(２)とリング状部材(３)からなり、締付ナット(２)はその一端から他端まで軸方向に縦断する１本のスリット(2d)が形成され、締付ナット(２)へのリング状部材(３)の嵌合によりスリット(2d)が狭められてボルトへの食い込みが強固となることによりゆるみ止めが達成されるゆるみ止めナットにおいて、該締付ナット(２)はナット部(2a)の下面から漸次径が減少しつつ軸方向に延び出すテーパー筒部(2b)が形成され、該テーパー筒部(2b)とナット部(2a)との間に軸方向と平行な円筒部(2e)を介在させ、前記リング状部材(３)は、前記円筒部(2e)の外径より若干小径の内径を有する一端から他端まで同じ径の円筒部を備え、リング状部材をボルトに装着し、締付ナット(２)をボルトに螺挿するとき、リング状部材(３)の内面と締付ナット(２)のテーパー筒部(2b)とが当接して、締付ナット(２)は縮径されつつボルトに喰い込み、締付ナット(２)の円筒部(2e)へのリング状部材(３)の嵌合により、締付ナットの縮径状態が保持され、食い込みが維持されてゆるみ止めが達成されるようにしたことを特徴とするゆるみ止めナット。
2. リング状部材が、ボルトに向って屈曲する段部を有していることを特徴とする請求項１記載のゆるみ止めナット。
3. 段部の内周面にボルトに螺合するめねじが形成されていること特徴とする請求項２記載のゆるみ止めナット。
4. 段部の内周面が、円筒面に形成されていることを特徴とする請求項２記載のゆるみ止めナット。

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