JP2000257620A - ロックナット構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 回転軸にたわみを生じさせずに緩み止め機能
を生じさせることのできるロックナット構造を提供す
る。 【解決手段】 回転軸１の雄ねじ部２に螺合してベアリ
ング３を軸線方向に押圧し、かつ緩み止めをおこなうロ
ックナット構造において、前記雄ねじ部２に螺合する雌
ねじ部６とその雌ねじ部６の中心軸線に沿う方向に形成
されかつ前記雌ねじ部６とは異なるリード角の他の雌ね
じ部９とを有し、前記雌ねじ部６によって前記雌ねじ部
９に螺合することによりベアリング３を押圧する締結用
ナット５と、前記雌ねじ部９に締結用ナット５を挟んで
ベアリング３とは反対側に螺合する雌ねじ部２１と締結
用ナット５における雌ねじ部９に螺合する雄ねじ部２２
を有するロックナット２０とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、回転軸に螺合さ
せたベアリングなどの被固定部材を軸線方向に押圧して
固定するとともに緩み止めの可能なロックナット構造に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般にナットにおいては振動や衝撃が加
わると、瞬間的にナットと締め付け面との間に隙間がで
きて、ナットに荷重が働かなくなって摩擦力がなくな
り、それに伴ってナットに回転が生じて緩みが発生する
ことが知られている。このようなナットの緩みを防止す
るために、締結用ナットとは別にロックナットを使用
し、締結用ナットとロックナットとを相互に押圧する方
向にねじ込んでそれぞれの螺合面に大きな摩擦力を生じ
させるダブルロックナット構造が従来から知られてい
る。

【０００３】例えば、従来のロックナット構造は図７に
示すようにボルト１００に締結用ナット１０１をワッシ
ャ１０２に当たるまで締め込んだのち、ロックナット１
０３を締結用ナット１０１に接触するまで締め付け、次
に締結用ナット１０１を若干戻すか、または締結用ナッ
ト１０１をレンチなどで固定している状態でロックナッ
ト１０３をさらにレンチなどで締め込んで、締結用ナッ
ト１０１とロックナット１０３とに図７の上方向（Ｘ方
向）および下方向（Ｙ方向）にボルト１００からの反力
を与えて圧接させる。その結果、上側のロックナット１
０３のねじ面１０４がボルト１００のねじ面１０５によ
って図７の上方向（Ｘ方向）に向けて強く押され、また
締結用ナット１０１のねじ面１０６がボルト１００のね
じ面１０５によって図７の下方向（Ｙ方向）に向けて強
く押される。このようにしてねじ面での面圧および摩擦
力が大きくなることにより、締結用ナット１０１および
ロックナット１０３の回転すなわち緩みが防止される。

【０００４】また、実開平６−１８７１９号公報には、
ナットの緩みを防止する構造として、締結用ナットとの
接触面の端面がロックナットの軸心に対して斜めに交わ
る傾斜面とされた構造が記載されている。

【０００５】この実開平６−１８７１９号公報の構成で
は、締結用ナットをボルトに締め込み、次にロックナッ
トを締め込むと、ロックナットが締結用ナットに当たっ
た時点からロックナットとボルトとの噛み合い部のクリ
アランス分、ロックナットの傾斜面が締結用ナットの端
面に面接触する方向に傾きながら回転され、その結果、
ボルトに曲げモーメントが働き、かつボルトに曲げモー
メントに対する反力が生じロックナットおよび締結用ナ
ットが固定される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のダブル
ロックナット構造は、締結用ナット１０１の緩み止め機
能が主であり、ロックナット１０３で締結用ナット１０
１を図７中の下方向（Ｙ方向）に押す。しかし締結用ナ
ット１０１は、被固定部材などを図７の下方向（Ｙ方
向）に押し、その反力を上方向（Ｘ方向）に受けてい
る。そのため、ロックナット１０３で締結用ナット１０
１を下方向（Ｙ方向）に押せば、被固定部材からの反力
をロックナット１０３で受けることになり、その結果、
締結用ナット１０１は単にロックナット１０３と被固定
部材との間に介在しているだけで締め付けの用をなさ
ず、しかも締結用ナット１０１とロックナット１０３と
の間で緩み止めのためのロック機能が働かないことにな
り、振動などが加わったときには簡単に締結用ナット１
０１またはロックナット１０３が緩むことになる。

【０００７】また、図７に示すように締結用ナット１０
１を締め付けた後、ロックナット１０３でロックする場
合、締結用ナット１０１で密着させていたねじ面１０６
をロックナット１０３で引き離すことになりダブルナッ
ト構造の効果が低下し、さらには締結用ナット１０１の
端面は不安定で傾いた状態で締め付けられた状態とな
る。

【０００８】また、実開平６−１８７１９号公報の構造
では、２つのナットの当接面が半径方向に対して傾斜し
ているので、ロックナットを締め込むのに従って、これ
らのナットが螺合している軸に対する曲げ荷重が増大す
る。そのため、軸のたわみが大きくなってしまう不都合
がある。

【０００９】さらに従来、図８に示すように精密ロック
ナット１１０のセットシュー１１１を精密ロックナット
１１０の半径方向に挿入してねじ軸１１２を押圧する構
造が知られている。しかしながら、この種の構成では、
セットシュー１１１を締め付けると、セットシュー１１
１によって押圧されるねじ面の傾きが、セットシュー１
１１ごとに異なっているので、各セットシュー１１１で
生じる軸線方向力と半径方向力とが図８に矢印で示すよ
うに異なったものとなり、ねじ軸１１２のたわみが生じ
る。すなわち図８に示すセットシュー１１１を締め込ん
だ場合、ねじ面に沿う荷重の向き、大きさが各セットシ
ュー１１１ごとに相違し、これが曲げ荷重としてねじ軸
１１２に作用するのでねじ軸１１２がたわんでしまう。
したがって、ねじ軸１１２のたわみが大きくなり、高速
回転する回転軸などには使用できない。

【００１０】このように従来の精密ロックナット１１０
では、ねじ軸１１２のたわみ補正を重視してセットシュ
ー１１１を調整すると、緩み止めの十分な締め付けがで
きずに、ナットが緩んでしまうなど、セットシュー１１
１による締め付けを、ナットのロックと軸のたわみの補
正とを協調しておこなわなければならないので、困難で
かつ長時間を要する作業を余儀なくされる問題があっ
た。

【００１１】この発明は、上記の事情を背景にしてなさ
れたものであって、ねじ軸などの軸のたわみの補正と、
被固定部材およびその締め付けとを容易かつ確実におこ
なうことのできるロックナット構造を提供することを目
的とするものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段およびその作用】上記の目
的を達成するために、この発明は、回転軸の雄ねじ部に
螺合して被固定部材を軸線方向に押圧し、かつ緩み止め
をおこなうロックナット構造において、前記雄ねじ部に
螺合する雌ねじ部とその雌ねじ部の中心軸線に沿う方向
に形成されかつ前記雌ねじ部とは異なるリード角の他の
ねじ部とを有し、前記雌ねじ部によって前記雄ねじ部に
螺合することにより前記被固定部材を押圧する第１ナッ
ト部材と、前記雄ねじ部に前記第１ナット部材を挟んで
前記被固定部材とは反対側に螺合する雌ねじ部と前記第
１ナット部材における前記他のねじ部に螺合する更に他
のねじ部とを有する第２ナット部材とを備えていること
を特徴とするものである。

【００１３】したがってこの発明のロックナット構造で
は、各ナット部材を回転軸の雄ねじ部に螺合させた状態
で、第２ナット部材を第１ナット部材に対して相対的に
回転させると、回転軸の雄ねじ部に螺合している部分と
第１ナット部材に螺合している部分とのリード角が相違
していることにより差動ねじの作用が生じ、その結果、
両者のナット部材の間に軸線方向力が生じる。そのた
め、この軸線方向力によって回転軸の雄ねじ部に対する
面圧が高くなり、その結果、ナット部材の緩み止め力が
増大し、いわゆるロックを確実におこなうことができ
る。その場合、荷重は、軸線方向に作用するので、回転
軸のたわみ量に特には影響が生じず、したがってナット
のロックと回転軸のたわみ矯正とを互いに独立した機能
とすることができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、この発明のロックナット構
造を図を参照して具体的に説明する。図１は、回転軸１
の雄ねじ部２に螺合して被固定部材であるベアリング３
を軸線方向に押圧し、かつ緩み止めをおこなうロックナ
ット構造の一例を示している。先ず、その構成について
説明する。

【００１５】回転軸１の軸端側に雄ねじ部２が形成され
ており、その回転軸１の雄ねじ部２を越えた中間部には
ベアリング３がはめ込まれている。そのベアリング３に
対して前記雄ねじ部２側には円筒状のカラー４がはめ込
まれ、このカラー４の端部は雄ねじ部２にまで延びてい
る。このカラー４に当接するように第１ナット部材５
（以下、締結用ナット５と記す）が、前記雄ねじ部２に
ねじ込まれており、この締結用ナット５によってベアリ
ング３およびカラー４が、軸線方向に押圧されている。

【００１６】また、締結用ナット５の内周面に、前記雄
ねじ部２に螺合する雌ねじ部６が形成されており、その
外周の３箇所には、外周面から雌ねじ部６に貫通したセ
ットシュー７用のセットねじ部７ａが円周方向に等間隔
に形成されている。このセットシュー７のセットねじ部
７ａをそれぞれ締め付けて、回転軸１のたわみを修正す
るように構成されている。

【００１７】また、締結用ナット５の前記カラー４側と
は反対側の端面の外周部には、軸線方向に突出した円筒
部８が形成され、その円筒部８の内周面に雌ねじ部９が
形成されている。この雌ねじ部９のリード角は、雄ねじ
部２に螺合している雌ねじ部６のリード角よりわずかに
大きく設定されている。

【００１８】この締結用ナット５を挟んで前記ベアリン
グ３あるいはカラー４とは反対側に、第２ナット部材２
０（以下、ロックナット２０と記す）が雄ねじ部２にね
じ込まれている。このロックナット２０には、雄ねじ部
２に螺合している雌ねじ部２１と、この雌ねじ部２１と
は軸線方向と反対側に形成された締結用ナット５の雌ね
じ部９に螺合する雄ねじ部２２とが形成されている。

【００１９】次に、上述したロックナット構造の作用に
ついて説明する。先ず、ベアリング３およびカラー４を
順に回転軸１の外周側に送り込み、ベアリング３を図示
しない所定の当接部分に押し付ける。また、締結用ナッ
ト５における雌ねじ部９に、ロックナット２０の雄ねじ
部２２を所定長さまでねじ込み、これらのナット５，２
０を連結しておき、このように一体化したナット５，２
０を回転軸１の雄ねじ部２にねじ込む。その場合、これ
らのナット５，２０を連結しているネジ部９，２０のリ
ード角と、回転軸１における雄ねじ部２のリード角とが
相違しているので、各ナット５，２０を一体に回転させ
て軸線方向に送る。こうして各ナット５，２０をカラー
４の端部に当接させ、その状態で各ナット５，２０をさ
らに締め込んで、カラー４およびベアリング３に軸線方
向の荷重を掛けて固定する。

【００２０】つぎに、締結用ナット５をロックナット２
０によって回り止めするために、ロックナット２０を単
独で回転させる。図２はその状態を示しており、ロック
ナット２０の雌ねじ部２１のリード角が、締結用ナット
５に螺合している雄ねじ部２２のリード角よりわずか小
さいので、ロックナット２０を単独で回転させると、回
転軸１の雄ねじ部２に対する軸線方向への進み量より
も、締結用ナット５の雌ねじ部９に対する進み量が大き
くなる。すなわち差動ネジの作用が生じ、締結用ナット
５とロックナット２０との間には、両者を接近させる方
向の荷重が生じる。

【００２１】すなわちロックナット２０には図２に示す
矢印Ｙ方向に荷重がかかり、これに伴い締結用ナット５
には矢印Ｘ方向に荷重がかかる。したがって、このロッ
クナット２０をさらに締め付けることにより、締結用ナ
ット５を、図２中の矢印Ｘ方向に引き込むので、締結用
ナット５の雌ねじ部６と回転軸１の雄ねじ部２との螺合
面３０を引き離すことなく、ロックナット２０の雌ねじ
部２１と回転軸１の雄ねじ部２との螺合面３１が密着す
る。つまり、締結用ナット５が螺合面３０、ロックナッ
ト２０が螺合面３１を共に回転軸１の雄ねじ部２に密着
させることになり、両者の間に高い面圧を発生させ、強
力な緩み止め作用が生じる。なお、図１を参照して説明
したように、ベアリング３はカラー４を介してこのロッ
クナット構造により回転軸の軸線方向に締め付けられて
押圧されているために緩みが発生することはない。

【００２２】一方、上記の締め付け操作の終了後であっ
てもセットシュー７による締め込み力を調整することで
回転軸１のたわみを補正することができる。以下、その
作用を説明する。

【００２３】前述したように、締結用ナット５には、雌
ねじ部６に貫通したセットシュー７用のセットねじ部７
ａが等間隔で３箇所に設けられている。また、このセッ
トシュー７によって押圧される回転軸１のねじ面の傾き
は、セットシュー７の位置ごとに異なっている。つま
り、回転軸１のねじ面に沿う荷重との向き、大きさがセ
ットシュー７の位置ごとに相違しているために、曲げ荷
重となり回転軸１に作用するのでねじ軸にたわみを生じ
させるように荷重が掛かる。したがって、３箇所に設け
られたセットねじ部７ａに螺合させたセットシュー７を
それぞれ個別に締め付ければ、各セットシュー７ごとに
回転軸１に対して異なる曲げ荷重を生じさせることにな
り、その結果、いずれかのセットシュー７を締め付ける
ことによって生じた回転軸１のたわみを、他のセットシ
ュー７を締め込むことにより、修正することができる。

【００２４】したがって上記のロックナット構造では、
ロックナット２０を単独で締め込むことにより締結用ナ
ット５に軸線方向の荷重を掛けてその緩み止めをおこな
うことができ、またこれとは別にセットシュー７を個別
に締め込むことにより、回転軸１のたわみを修正するこ
とができる。そのため、締結用ナット５のロックと、回
転軸１のたわみ修正とが、それぞれ別個独立の操作とな
るので、すなわち一方の操作が他方の操作に影響を与え
ることがないので、これらの操作を容易かつ短時間にお
こなうことができる。なお、上記の例では、セットねじ
部７ａおよびセットシュー７を３箇所に設けたが、これ
らは３箇所に限るものではなく、必要数設ければよい。

【００２５】次に、この発明の他の例を説明する。な
お、上述した具体例と実質的に同一の部分には、図に同
一の符号を付してその説明を省略する。図３に示す例
は、締結用ナット５とロックナット２０とを連結するね
じ構造を、上述した例とは反対にしたものである。すな
わち、締結用ナット５のカラー４とは反対側の部分に、
外周面に雄ねじ部９ａが形成された円筒軸部８ａが一体
に形成されている。これに対してロックナット２０には
締結ナット５側に突出した円筒部２０ａが形成されてお
り、その円筒部２０ａの内周面に、締結用ナット５にお
ける雄ねじ部９ａに螺合する雌ねじ部２２ａが形成され
ている。そしてこれら雄ねじ部９ａおよび雌ねじ部２２
ａのリード角が、回転軸１の雄ねじ部２におけるリード
角よりわずか大きく設定されている。

【００２６】したがって図３に示す構成であっても、締
結用ナット５によってカラー４およびベアリング３を軸
線方向に押圧する程度に各ナット５，２０をねじ込んだ
後に、ロックナット２０を更に締め込めば、上述したリ
ード角の相違による差動ネジ作用によって、各ナット
５，２０の間に両者を接近させる方向の軸方向力が生
じ、締結用ナット５がいわゆるロックされる。その場合
であっても、事後的にあるいは事前にセットシュー７に
よる回転軸１のたわみの矯正を単独でおこなうことがで
きる。

【００２７】さらに図４に示す例は、図１および図２に
示すロックナット２０の形状を変更した例である。すな
わち図４に示すように、ロックナット２０は、フランジ
部に相当する部分のないリング状に形成されており、そ
の内外周の全面にネジ部２１，２２が形成されている。
それに伴いロックナット２０の端面には、これを回転さ
せるための工具（図示せず）を引っかけるための工具孔
２０ｂが形成されている。他の構成は、図１および図２
に示す構成と同様である。したがって図４に示す構成で
あっても、上述した各例と同様に、締結用ナット５のロ
ックと回転軸１のたわみの矯正とを、互いに独立した操
作として容易かつ短時間におこなうことができる。

【００２８】次に、前述したロックナット構造の緩み止
め効果をさらに高めるための座金を用いた例について説
明する。図５は、その座金をロックナット構造に適用し
た場合の断面図である。なお、上述した各具体例と同一
の部材もしくは部分には、図５に同一符号を付してその
説明を省略する。

【００２９】この具体例における座金５０を図６に示し
ており、これは、締結用ナット５とロックナット２０と
の間に配置されて、両者のナット５，２０を回転方向で
一体化させるように構成されている。具体的には、座金
５０は、全体としてリング状に形成されており、その外
周の６箇所には、軸線方向に折り曲げることの可能な爪
部５１が形成されており、また、内周側の一部には、軸
線方向に突出した爪部５２が形成されている。

【００３０】これに対して、締結用ナット５における円
筒部８の外周の一部には、前記座金５０における外周側
の爪部５１をはめ込むことのできる切欠き部５ｂが形成
されている。また、ロックナット２０における雄ねじ部
２２の基端部の一部には、前記座金５０の内周側の爪部
５２をはめ込むことのできる切欠き部２０ｃが形成され
ている。

【００３１】したがって座金５０を締結用ナット５とロ
ックナット２０との間に挟み込み、その際に内周側の爪
部５２をロックナット２０の切欠き部２０ｃに係合させ
る。そして締結用ナット５のロックをおこなうために、
ロックナット２０を締結用ナットに対して回転させ、そ
の後、座金５０の外周側の爪部５１のいずれか一つを折
り曲げて、締結用ナット５における切欠き部５ｂに係合
させる。その結果、座金５０がその内周側の爪部５２に
よってロックナット２０と回転方向で一体化し、かつ外
周側の爪部５１によって締結用ナット５と回転方向で一
体化するので、結局、各ナット５，２０が座金５０を介
して回転方向で一体化される。すなわちこれらのナット
５，２０の回り止めが図られる。

【００３２】なお、上記の具体例では、締結用ナットと
ロックナットとを連結するねじ部のリード角を、回転軸
のねじ部におけるリード角より大きく設定した例を示し
たが、この発明では、要は、これらのねじ部のリード角
が異なっていればよいのであって、上記の各具体例に限
定されない。さらに、この発明における被固定部材は、
上記の具体例で示したベアリングに限定されない。

【００３３】

【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば、
各ナット部材を回転軸の雄ねじ部に螺合させた状態で、
第２ナット部材を第１ナット部材に対して相対的に回転
させると、回転軸の雄ねじ部に螺合している部分と第１
ナット部材に螺合している部分とのリード角が相違して
いることにより差動ねじの作用が生じ、その結果、両者
のナット部材の間に軸線方向力が生じ、そのため、この
軸線方向力によって回転軸の雄ねじ部に対する面圧が高
くなり、その結果、ナット部材の緩み止め力が増大し、
いわゆるロックを確実におこなうことができる。その場
合、荷重は、軸線方向に作用するので、回転軸のたわみ
量に特には影響が生じず、したがってナットのロックと
回転軸のたわみ矯正とを互いに独立した機能とすること
ができるので、回転軸に対する被固定部材およびこれを
固定するためのナット部材のロックの作業と回転軸のた
わみの矯正作業との作業性が向上し、これらの作業を容
易かつ短時間におこなうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の一例を示す断面図であって、締結
用ナットを締め込んだ状態を示す断面図である。

【図２】 図１の状態からロックナットを更に締め込ん
だ状態を示断面図である。

【図３】 この発明の他の具体例を示す断面図である。

【図４】 この発明の更に他の具体例を示す断面図であ
る。

【図５】 座金を使用した例を示す断面図である。

【図６】 その座金の形状を示す正面および側面の各図
である。

【図７】 従来のロックナットの締め付け状態を示す図
である。

【図８】 精密ロックナットの断面図である。

【符号の説明】

１…回転軸、 ２…雄ねじ部、 ３…被固定部材（ベア
リング）、 ４…カラー、 ５…第１ナット部材（締結
用ナット）、 ６…雌ねじ部、 ７…セットシュー、
７ａ…セットねじ部、 ９…雌ねじ部、 ９ａ…雄ねじ
部、 ２０…第２ナット部材（ロックナット）， ２１
…雌ねじ部， ２２…雄ねじ部、 ２２ａ…雌ねじ部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転軸の雄ねじ部に螺合して被固定部材
   を軸線方向に押圧し、かつ緩み止めをおこなうロックナ
   ット構造において、 前記雄ねじ部に螺合する雌ねじ部とその雌ねじ部の中心
   軸線に沿う方向に形成されかつ前記雌ねじ部とは異なる
   リード角の他のねじ部とを有し、前記雌ねじ部によって
   前記雄ねじ部に螺合することにより前記被固定部材を押
   圧する第１ナット部材と、 前記雄ねじ部に前記第１ナット部材を挟んで前記被固定
   部材とは反対側に螺合する雌ねじ部と前記第１ナット部
   材における前記他のねじ部に螺合する更に他のねじ部と
   を有する第２ナット部材と、を備えていることを特徴と
   するロックナット構造。