JP4304113B2

JP4304113B2 - ゆるみ止めナット

Info

Publication number: JP4304113B2
Application number: JP2004117807A
Authority: JP
Inventors: 幸弘竹本
Original assignee: 株式会社ケー・エフ・シー
Priority date: 2004-04-13
Filing date: 2004-04-13
Publication date: 2009-07-29
Anticipated expiration: 2024-04-13
Also published as: JP2005299816A

Description

本発明はゆるみ止めナットに係わり、特に、ボルト部材に挿通した被取付物をナット締めによって固定取り付けした際、振動や繰り返し荷重によって、ゆるみが可及的に発生しにくくしたゆるみ止めナットに関する。

ナットは被取付物に挿通されたボルトにネジ結合して被取付物間を締結する。かかるボルトとナットで締結された被取付物に振動や繰り返し荷重がかかるとゆるみが発生する。このため、従来技術としてゆるみが発生しないように工夫したゆるみ止めナットが種々提案されている(たとえば、特許文献１の図1〜図３および段落0021〜0024参照)。
この従来技術のゆるみ止めナットは、ナット本体に設けたフランジ部の径方向一方側に肉厚が薄く形成された弾性変形部を設け、他方側に剛性部を設けておき、ナット本体をボルトとネジ結合させたときに生じる締付け荷重により弾性変形部を弾性変形させてナットを傾斜し、ボルトを弾性変形部側に傾斜させる。すなわち、従来技術のゆるみ止めナットは、ナットの傾斜によって、ボルトがねじ穴から横方向の曲げ荷重を受けて弾性変形部側に弾性域内で曲がるようにして、ナットの雌ねじ部とボルトの雄ネジ部とを強く密着させると共に剛性部側締め付け面にボルトの曲げ荷重を付加させて、ナットとボルトとの緩み止め効果を向上させる。
特開２００３−２１１２７号公報

従来技術のゆるみ止めナットは、ボルトに曲げを発生させることによりナットの雌ねじ部とボルトの雄ねじ部とを強く密着させることができ、このため強力にナットとボルトのゆるみ止め効果を発揮させることができる。しかし、一方で、ボルトに曲げを生じさせたナットの弾性変形部分が支持力を十分に発揮せず、ナットに偏心的な荷重がかかった状態になる、という問題があった。
また、一般にナットの加工方法においては、加工コスト、品質の面から、冷間圧造加工が有利であり、市場の主流となっている。しかし、従来技術のゆるみ止めナットでは、ナットに薄肉の弾性変形部と肉厚の剛性部とを形成する必要があるため、難加工形状となって圧造加工が出来ない。もしくは出来たとしても非常に高品位の加工技術が要求される。このため、切削加工でこのナットを形成すると、加工時間がかかり、切り粉の発生による材料のロスが生じるのはもちろん、バリの残留、組織が切断されることによる強度（特にねじ強度）の低下、といった問題が生じ、ナットとしての品質或いは経済性が一般の圧造ナットを下回ってしまう。
以上から本発明の目的は、ナットに偏心的な荷重がかからないようにしてボルトに曲げ荷重を作用させることが出来、しかも、冷間圧造加工が可能で、従来技術のゆるみ止めナットより一層強力にゆるみ止め効果を発揮することができるゆるみ止めナットを提供することである。

上記課題は本発明によれば、雌ねじ部１aが形成された頭部１と、該頭部と一体に圧造加工により形成され、頭部より大径をなすフランジ部２を備え、該フランジ部の全体の底面２aを、一縁部Aからこれに対向する他縁部Bに向けてテーパー状に形成すると共に、該フランジ部２に凹部３を形成し、該凹部の底面３aを、頭部の上面に対し平行面をなすように、かつ、前記雌ねじ部の周りで前記フランジ部の厚みｔ1、ｔ2が略同じ寸法となるように形成してなるゆるみ止めナットにより達成される。

本発明のゆるみ止めナットによれば、ボルトを介してナットを締付たときに、ワッシャー又は被取付物に当接されるフランジ部の底面がテーパー形状となっていることによって、ボルトに曲げ方向の力が生じ、ボルトの雄ネジがナットの雌ネジに強く密着する。しかも、フランジ部の底面に凹部を形成し、該凹部の底面がナット頭部の上面と平行面をなすように形成することによって、従来技術のように薄肉部と厚肉部が形成されることなく、雌ネジ部を挟んで左右に位置する切断面の断面積がどこをとっても略同じにできる。このため、ボルトに曲げが生じたとき、ナットに局部的な応力が生じて部分的に弾性変形することがなく、ナット全体でボルトの曲げによる押し付け力を受ける形で、効果的にネジ部のゆるみ止め効果を発揮することができる。
また、本発明のゆるみ止めナットによれば、弾性変形可能な薄肉部と剛肉部を設定する必要がなく、雌ネジ部を挟んで左右に位置する切断面の断面積がどこをとっても略同じとなる形状になるため、圧造加工による成形が可能である。なお、圧造加工によれば、高歩留まり、加工性、量産性、品質、経済性を向上することができる。

また、圧造加工を行うことによって、金属の組織が切断されることなく、高強度が確保され、弾性限界も上がるため、上記のナットを部分的に変形させることなくボルトに曲げを発生させ、その曲げをナット全体で受けて、ボルト雄ネジとナット雌ネジの密着を図る挙動をより一層的確に実現させることが可能となり、これにより一層効果的なゆるみ止め効果を発揮することが出来る。すなわち、圧造品は金属組織が均一になるため、応力伝達が良く、ボルトの曲げによって生じる力を局所から全体的に分散させることが出来るため、効果的なゆるみ止め効果を発揮することが出来る。

図1は本発明のゆるみ止めナットの実施形態説明図で、（A）は平面図、（B）は正面図である。本発明のゆるみ止めナットは、頭部(六角頭の部分)１と、該頭部に一体に形成され、頭部より大径をなすフランジ部２を備えている。フランジ部２には凹部３が形成され、該フランジ部２の底面２ａを、一縁部Ａからこれに対向する他縁部Ｂに向けてテーパー状に形成し、凹部３の底面３ａを、頭部の上面５に対し平行面をなすように形成している。このゆるみ止めナットによれば、ボルトを介してナットを締付たとき、被取付物に当接されるフランジ部の底面がテーパー形状となっていることによって、ボルトに曲げ方向の力が生じてボルトの雄ネジがナットの雌ネジに強く密着し、しかも、ボルトに曲げが生じたとき、ナットに局部的な応力が生じて部分的に弾性変形することがなく、ナット全体でボルトの曲げによる押し付け力を受ける形で、効果的にネジ部のゆるみ止め効果を発揮することができる。

図２は本発明のゆるみ止めナットの第１実施例で、（A）は平面図、（B）は正面図、（C）は底面図、（D）は断面図であり、実際の寸法が付されているが、本発明はかかるサイズに限定するものではない。
本発明のゆるみ止めナットは、フランジ付き六角ナットとしての外形を有し、頭部１と、頭部より大径をなすフランジ部２を備えている。頭部１とフランジ部２は一体をなす形で冷間圧造加工により成形されている。頭部１は六角柱形状を備え、ボルトの雄ネジと嵌合するM12-P1.75の雌ネジ１ａが（D）の断面図に示すようにフランジ部２の凹部３まで貫通して形成されている。なお、頭部１における六角形の対向辺間隔は17mm、高さは12mmである。

フランジ部２の底面２ａの中央には凹部３が形成されている。フランジ部２の底面２ａは、一縁部Ａからこれに対向する他縁部Ｂに向けてテーパー状に形成され、また、凹部３の底面３ａは、頭部１の上面５に対し平行面をなすように形成されている。フランジ部２の一縁部Ａにおける厚さは2.5mm、他縁部Ｂにおける厚さは3.5mmであり、1mmのテーパーが形成されている。凹部３は（C）に示すように円形に形成され、一縁部Ｃからこれに対向する他縁部Ｄに向けて深さが0から略1mmに変化するようになっている。
また、凹部３の底面３ａを頭部１の上面５に対し平行面をなすように形成したことにより、（D）に示すように雌ネジ部１ａの左右のフランジ部における厚みｔ1、ｔ2は略同じ寸法となり、雌ネジ部１ａを挟んで左右に位置する切断面SA、SBの断面積、即ち、（C）におけるａ−ａ切断面とｂ−ｂ切断面の各断面積は略同じになっている。

図３〜図５は第１実施例のゆるみ止めナット締付時におけるボルト・ナット挙動説明図であり、図２と同一部分には同一符号を付している。
図３に示すように、被取付物１３とワッシャー１４に挿通されたボルト１２にナット１１を嵌め込んで矢印方向に廻すと、図4に示すように、フランジ部２の一端がワッシャー１４に接触し、他端がワッシャーに接触せず浮いた状態になる。図4の状態から更にナット１１を回転して締め付けると、図５に示すようにボルト１２には、締め付け前の本来の軸心ＣＴ１が、フランジ部２の底面２ａのテーパー角度と直角をなす角度ＣＴ2となる形で、曲げが生じる。この曲げによる力は、ボルト１２からナット１１に締付力Ｆとして作用する。なお、本ナットは圧造加工により一体に加工しているため局所的に弱い部分がない、このため、ナット締付のためにかけたトルクは、ナット全体で受ける形となって、ナット１１を変形させることはなく、ボルト１２のみに曲げが発生する。
以上により、ナット１１はボルト１２に対して、強く締め付けられ、効果的なゆるみ止め効果を発揮する。即ち、ナット１１にゆるみが生じようとしたとき、ボルト１２に曲げが生じていることによって、ボルトの雄ネジ１２ａとナットの雌ネジ１ａは常時締結力Ｆが介在する形で、結合しており、これによってゆるみが可及的に防止される。

図６は本発明のゆるみ止めナットの第２実施例で、（A）は平面図、（B）は正面図、（C）は底面図、（D）は断面図であり、図２の第１実施例と同一部分には同一符号を付している。第1実施例と異なる点は、フランジ部２の底面形状であり、（B），（C）に示すようにフランジ部２の底面２ａが一縁部Ａ′Ａ′からこれに対向する他縁部Ｂに向けてテーパー状に形成され、ＡＡ′円周部分は第１実施例と異なり、凹部底面３ａと同一平面を形成するようになっている。すなわち、ＡＡ′円周部分は凹部底面３ａを構成するようになっている。
第２実施例のゆるみ止めナットの締付時における作用は第１実施例と同様であり、ボルトを介してナットを締付たときに、被取付物に当接されるフランジ部の底面２ａがテーパー形状となっていることによって、ボルトに曲げ方向の力が生じ、ボルトの雄ネジがナットの雌ネジに強く密着し、しかも、ボルトに曲げが生じたとき、ナットに局部的な応力が生じて部分的に弾性変形することがなく、ナット全体でボルトの曲げによる押し付け力を受ける形で、効果的にネジ部のゆるみ止め効果を発揮することができる。

図７は本発明のゆるみ止めナットの第３実施例で、（A）は平面図、（B）は正面図、（C）は底面図、（D）は断面図であり、図２の第１実施例と同一部分には同一符号を付している。第1実施例と異なる点は、フランジ部２の底面形状であり、（B），（C）に示すようにフランジ部２の底面２ａが略90⁰の範囲で円弧状に設けられ、一縁部Ｂ′Ｂ′からこれに対向する他縁部Ｂに向けてテーパー状に形成され、また、ＡＢ′円周部分は第１実施例と異なり、凹部底面３ａと同一平面を形成するようになっている。すなわち、ＡＢ′円周部分は凹部底面３ａを構成するようになっており、テーパー面ＢＢ′を延長すると縁部Ａを含むようにテーパーが形成されている。
第３実施例のゆるみ止めナットの締付時における作用は第１実施例と同様であり、ボルトを介してナットを締付たときに、被取付物に当接されるフランジ部の底面がテーパー形状となっていることによって、ボルトに曲げ方向の力が生じ、ボルトの雄ネジがナットの雌ネジに強く密着し、しかも、ボルトに曲げが生じたとき、ナットに局部的な応力が生じて部分的に弾性変形することがなく、ナット全体でボルトの曲げによる押し付け力を受ける形で、効果的にネジ部のゆるみ止め効果を発揮することができる。

以上、本発明によれば、フランジ部に凹部を形成し、該フランジ部の底面を、一縁部からこれに対向する他縁部に向けてテーパー状に形成し、前記凹部底面を、頭部の上面に対し平行面をなすように形成したからナットに偏心的な荷重がかからないようにしてボルトに曲げ荷重を作用させることが出来、しかも、冷間圧造加工が可能で、一層強力にゆるみ止め効果を発揮することができる

本発明のゆるみ止めナットの実施形態説明図である。本発明のゆるみ止めナットの第１実施例である。ゆるみ止めナット締付時におけるボルト・ナット挙動の第１の説明図である。ゆるみ止めナット締付時におけるボルト・ナット挙動の第２の説明図である。ゆるみ止めナット締付時におけるボルト・ナット挙動の第３の説明図である。本発明のゆるみ止めナットの第２実施例である。本発明のゆるみ止めナットの第３実施例である。

符号の説明

１頭部(六角頭の部分)
２フランジ部
２ａフランジ部の底面
３凹部
３ａ凹部の底面
５頭部の上面

Claims

雌ねじ部１aが形成された頭部１と、該頭部と一体に圧造加工により形成され、頭部より大径をなすフランジ部２を備え、
該フランジ部の全体の底面２aを、一縁部Aからこれに対向する他縁部Bに向けてテーパー状に形成すると共に、該フランジ部２に凹部３を形成し、
該凹部の底面３aを、頭部の上面に対し平行面をなすように、かつ、前記雌ねじ部の周りで前記フランジ部の厚みｔ1、ｔ2が略同じ寸法となるように形成してなる、
ことを特徴とするゆるみ止めナット。