JP2001090721A

JP2001090721A - ナット

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Publication number: JP2001090721A
Application number: JP30975799A
Authority: JP
Inventors: Makoto Torisu; 誠鳥▲巣▼; Ryuji Suzuki; 竜治鈴木; Keiji Nomura; 圭史野村
Original assignee: SUGIURA SEISAKUSHO KK
Current assignee: SUGIURA SEISAKUSHO KK
Priority date: 1999-09-24
Filing date: 1999-09-24
Publication date: 2001-04-03
Anticipated expiration: 2019-09-24
Also published as: JP3676630B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ナットとボルト等との螺合開始時（螺入時）
に両者に位置ずれや傾きがあっても、それを矯正して螺
合がスムーズに行いやすくなるナットを提供する。【解決手段】ナットの中心線に直角な平面に対し傾斜
した平面とナットの内周面とが交差する楕円状のループ
（環状線）を基準として、ほぼこのループに沿って、ナ
ットの螺入側の開口端近傍の内周面に、ナットの外方に
向くように螺入矯正のための環状の段付面が形成され
る。かつ該段付面外周縁のの、前記ナットの中心線に直
角な方向における内径（軸直角内径）は、当該ナットの
めねじの谷径より小さくされ、この段付面からめねじが
形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明はナットに関し、特
にボルト等との螺合開始（螺入）をスムーズに行い得る
ナットに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ナットとボルトの螺合に際
し、ナットに対しボルトが傾いた状態で両者を締め込む
と、ねじ同士の噛み合いができず、無理に回転操作を続
けると、焼き付きが生じたり、ねじがつぶれたりする場
合がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この発明の課題は、ナ
ットと螺合対象のボルト等との間に相対的に軸同士の傾
きや位置ずれ等があっても、これを矯正して螺合を可能
にするナットを提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段及び発明の効果】この発明
は、ナットの中心線に直角な平面に対し傾斜した平面と
ナットの内周面とが交差する楕円状のループ（環状線）
を基準として、ほぼこのループに沿って、ナットの螺入
側の開口端近傍の内周面に、ナットの外方に向くように
螺入矯正のための環状の段付面が形成され、かつ該段付
面の内周縁の、前記ナットの中心線に直角な方向におけ
る内径（軸直角内径）は、当該ナットのめねじの谷径よ
り小さくされ、この段付面又はその近傍からめねじが形
成されていることを特徴とする。

【０００５】このようにナットの軸線に対し傾いた楕円
状のループに沿って環状の段付面が形成されたことによ
り、ナットが例えばボルトとの螺合を開始する際に、ナ
ットとボルトの軸同士が傾いていたとしても、ナットが
ボルトに対し相対的に１回転すると、段付面（その内周
縁も含む）があたかも斜板カムないし傾斜カムのように
作用して、ナットとボルト間の傾きを解消するようにい
わば力のモーメントを生じさせる。そのため、ナットと
ボルトの軸同士がある程度傾いていても、この傾きが矯
正され、スムーズな噛み合い状態が得られ易くなる。こ
こで段付面とは、上述のようにその内周縁（内径端部）
も含む意味であり、その点で「段付面」は「段付部」と
表現することもできる。

【０００６】また、上記構造に加え、前記環状の段付面
より前記ナットの開口端側に、めねじが形成されていな
い円筒状のガイド面が前記ナットの中心線と同心的に形
成され、この円筒状のガイド面は前記環状の段付面の内
周縁の軸直角内径より大きく、かつナットのめねじの谷
径よりわずかに大きな内径を有して前記環状の段付面に
つながるように構成することができる。

【０００７】このように、上記斜板カムないし傾斜カム
のような段付面に加え、この段付面の手前に円筒状のガ
イド面を形成することにより、円筒状のガイド面でナッ
トとボルト等の軸同士の傾きや位置ズレが事前にある程
度矯正され、さらに上記段付面（段付部）のいわばカム
作用により主に軸同士の傾きが矯正され、螺合可能な状
態を生じ易くなる。ガイドという観点からは、円筒状の
ガイド面のみを単独で形成することも考えられるが、円
筒状のガイド面と上記段付面との２段構造とすることに
より、単独形成の場合に比べて円筒状のガイド面の幅
（長さ）は短くて済み、締結力に影響するねじ長を大き
くとることができる。また、上記円筒状のガイド面はボ
ルト等が斜めに入るとき、前述の段付面による一種のカ
ム作用（力のモーメント）の支点を付与することにも寄
与する。

【０００８】さらに、ナットの螺入側の開口端には、ナ
ットの軸方向外方に向かって拡がるテーパ状のガイド面
がナットのめねじと同心的に形成され、そのテーパ状の
ガイド面の小径側端から前記段付面が形成されるように
して、テーパ状のガイド面と前記段付面との組み合わせ
により、ナットとボルト等との位置ズレや傾きを矯正す
ることもできる。あるいは、前記テーパ状のガイド面の
小径側端から前記円筒状のガイド面が形成され、さらに
その円筒状のガイド面の内端から前記段付面が形成され
るようにして、螺入側端からテーパ状ガイド面、円筒状
ガイド面及び上記段付面がいわば３段に連なるように構
成し、これらの相乗作用によりナットの螺合開始時の噛
み合いを矯正することもできる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に示す実施例に基づいて説明する。図１〜図３は、この
発明の一実施例であるナット１を示すものである。この
ナット１は六角部４等の工具係合部と、その螺入側端部
に形成されたフランジ２とを備えている。この螺入側の
端部には、ナットの中心線Ｏを斜めに横切るような段付
面５が形成されている。この段付面５の概念を図４〜図
７に基づいて説明する。

【００１０】いま、図４及び図５のナットＮの中心線Ｏ
に直角な平面に対して傾斜した平面をＰとする。そし
て、その平面ＰとナットＮの内周面とが交差する楕円状
のループ（環状線）を、図６にＲで示すように規定でき
る。このループＲにほぼ沿って図７に概念的に示すよう
に、ナット１（Ｎ）の螺入側の開口端部近傍の内周面
に、ナット１の外方に向くように、螺入矯正のための環
状の段付面（段付部）５が形成されている。この段付面
５の内周縁の、ナットの中心線Ｏに直角な方向における
内径（軸直角内径ｄ）は、ナット１のめねじ３の谷径Ｄ
より小さくされている。

【００１１】また、段付面５の形成の基準となる前記楕
円状のループＲのナット中心線Ｏに対する傾斜の程度
（角度で表せばθ）は、そのループＲのナットの開口端
に最も近い点と最も遠い点との、ナット軸方向における
格差Ｌに換算して、当該ナット１のめねじの例えば２ピ
ッチ以下となるように設定されている。なお、下限値と
しては、例えば０．３ピッチ程度を例示でき、その場合
は上記傾斜の程度を示す格差Ｌは０．３〜２ピッチの範
囲内となる。なかでも、例えば０．８〜１．２ピッチ程
度、概して言えば１ピッチ程度が望ましいと言える。

【００１２】なお、上記楕円状ループＲの傾斜程度を示
すＬが、０．３ピッチ以下であると、後述のように螺入
矯正の効果が充分に得られず、またＬが２ピッチ以上に
なると、段付面５を冷間鍛造のパンチ等（冷鍛金型）で
成形する際に、軸直角方向の横力（曲げ力）が大きくな
るとともに、めねじにおいて３６０度に満たないねじ条
が増えて締結力にも好ましくない影響を与えるため、上
述の範囲が好ましいと言える。また、上記角度θを直接
規定すれば、θは例えば２〜１５°位の範囲内で、なか
でも５〜１０°位（例えば８°程度）とすることができ
る。数値範囲の理由は上述のとおりである。

【００１３】また図７に示すように、段付面５は、前述
の傾斜した楕円状のループを基準に形成されていて、さ
らにその段付面５自身がナット１の軸直角平面Ｐ’に対
し、ナット１の開口側にテーパ状に広がるように所定の
角度α傾斜して形成されている。この傾斜角度αは、例
えば当該ナット１のめねじのフランク角をＦとしたと
き、０．５Ｆ〜１．５Ｆ程度に設定することができ、な
かでもそのフランク角Ｆと段付面５の傾斜角度αとをほ
ぼ等しくすること（傾斜角αをフランク角Ｆ程度に設定
すること）が望ましい。傾斜角度αが大きすぎると、螺
入矯正機能が不十分となり易く、逆に小さすぎると、段
付面５の内周縁がいわゆるピン角又はこれに近くなって
ボルト等の端部を内方へ導く効果が小さくなるため、上
述の範囲が好ましい。なお、８は段付面５に続く立上り
壁（段付面５の深さを規定するもので、段付部の一部と
見ることもできる）である。

【００１４】図７のナットＮは段付面５の概念を示すも
ので、図１〜３は、実際製品に近いものとなっている。
図３から明らかなように、ナット１では、環状の段付面
５よりナットの開口端に、めねじが形成されていない円
筒状のガイド面（以下、円筒状ガイド面という）６がナ
ット１の中心線Ｏと同心的に形成され、この円筒状ガイ
ド面６は、環状の段付面５の内周縁の軸直角内径（図７
のｄ）より大きく、かつナットのめねじの谷径よりわず
かに大きな内径Ｄ’を有して、環状の段付面５につなが
っている。さらに、この円筒状ガイド面６の開口端部
（ナット螺入側の開口端）には、ナット１の軸方向外方
に向かって広がるテーパ状のガイド面（以下、テーパ状
ガイド面という）７が形成され、そのテーパ状ガイド面
７の小径側端が円筒状ガイド面６とつながっている。

【００１５】ここで、円筒状ガイド面６の、ナット軸方
向の幅寸法Ｌ１は、ナット１のめねじの０．５〜２ピッ
チ分に相当するものとされ、この例では、例えば１ピッ
チ分程度に設定されている。また、円筒状ガイド面６の
開口端と段付面５の最深部との距離Ｌ２は、例えば１〜
３．５ピッチ分に定められ、例えばこの例では２ピッチ
分ほどで形成されている。また、テーパ状ガイド面７の
テーパ角βは、例えば２０〜８０°程度、なかでも３０
〜７０°程度とされ、この例では例えば４０〜６０°の
範囲に設定されている。またテーパ状ガイド面７の深さ
（ナット軸方向幅）Ｌ３は、ナット１のめねじの例えば
０．２〜２ピッチ分程度に設定され、なかでも例えば
０．２〜１ピッチ、この例では約０．５ピッチ程度とさ
れている。

【００１６】このように、ナット開口端に向かって段付
面５、円筒状ガイド面６、さらにテーパ状ガイド面７を
直列かつ連続的に３段構造で設けたことにより、テーパ
状ガイド面７がボルト等おねじ部材の導入機能を果た
し、また円筒状ガイド面６はナットとボルトの位置ずれ
や傾きをある程度矯正し、さらに段付面５が回転するカ
ムのように両者の傾きを是正する方向に作用する。その
ため、円筒状ガイド面６は上述のように例えば１ピッチ
程度と短くて済み、矯正効果をあげながらねじ長が長く
とれる。

【００１７】図８は、段付面５による螺入矯正作用を概
念的に示すものである。（ａ）に示すように、ボルト９
がナット１に対し斜めに食い付いた状態（ナット１とボ
ルト９の各軸線が傾斜している）で、（ｂ）のように、
ナット１がボルト９に対し相対的に回転すると、段付面
５の深い部分より浅い部分（段付面５の内周縁も含む）
がボルト９の端面と摺接し、ここが力の作用点となって
ボルト９を起こす方向（ナット１とボルト９の各軸線を
同軸にしようとする方向の動き）が作用し、その結果
（ｃ）に示すように、ナット１とボルト９の各軸線が一
致する状態が生じやすくなり、両者の螺入（螺合の開
始）において食い付き不良を生じにくくなる。

【００１８】図９はその状態をより実体的に示すもので
あり、ボルト９がナット１の軸線に対し例えば角度γ傾
いていても、この角度γを解消するように（ボルト９を
起こすように）矯正作用を働かせることができる。な
お、このボルト９のナット１に対する相対的な傾斜角度
γは、例えば２、３°程度であれば通常普通に生じる範
囲であるが、５°以上（８°程度）といった状況になる
と、一般にボルト・ナットの螺合は困難であるが、本発
明のナット１によれば、例えばγが８°程度のボルト９
との傾斜でもこれを矯正させやすい。

【００１９】なお、図１０に示すナット１１は、その
（ａ）に示すように、段付面５に続く円筒状ガイド面６
を有するが、テーパ状ガイド面７は省略されたタイプの
もので、（ｂ）が全体断面図、（ｃ）が正面図である。

【００２０】また図１１に示すナット１２は、段付面５
のみを有し、円筒状ガイド面６やテーパ状ガイド面７を
有さないタイプのもので、（ａ）が拡大図、（ｂ）が全
体断面図、（ｃ）が正面図である。なお図１１に示すナ
ット１２のように螺入側開口端に円筒状ガイド面６を設
けず、段付面５のみにすれば、全体のねじ長を長くとる
ことができ、他方、図１０に示すナット１１のように段
付面５と円筒状ガイド面６とを組み合わせれば２段階に
矯正作用が期待できる。また、この円筒状ガイド面６
（図３の円筒状ガイド面６も同様）は、例えば図８や図
９に示したように、ナット１の段付面５がボルト９にそ
の傾きを矯正する方向の力のモーメントを作用させる
際、図３や図１０に示す円筒状ガイド面６にボルトの先
端が接した状態で上述のモーメントを受けることで、円
筒状ガイド面６が力の支点の機能を果たすことが期待で
きる。

【００２１】図１２〜図１４は、本発明の別の実施例で
ある袋ナット（ハブナット）２１を示すものである。図
１２の正面図及び図１３の断面図に示すように、このハ
ブナット２１は六角部２０等の工具係合部と、これとは
反対側の円筒部２３等のねじ形成部又は孔嵌合部と、両
者の間に位置するフランジ２２とが一体の筒状をなすも
のである。めねじ３は円筒部２３とフランジ２２を超え
て形成され、六角部２０の内部はボルトが突入する空所
とされ、さらに６各部２０の開口部にはキャップ２４が
溶接等により一体化され、その開口を塞いで袋ナットと
されている。

【００２２】円筒部２３（ねじ形成部）の螺入側開口端
には、段付面２５、円筒状ガイド面２６及びテーパ状ガ
イド面２７が軸方向に連なるように形成されている。図
１４はその拡大図である。これら段付面２５、円筒状ガ
イド面２６及びテーパ状ガイド面２７は、実質的に図３
に示した段付面５、円筒状ガイド面６及びテーパ状ガイ
ド面７と同様のものであるため詳しい説明は省略する。

【００２３】このようなハブナット２１は、図示しない
ハブボルトに対しタイヤのホイールを介して締め込まれ
ることによりタイヤをハブに固定し、円筒部２３がホイ
ール孔に嵌まり込み、フランジ２２の端面がホイール孔
の開口端面に着座する。そして、インパクトレンチその
他の工具でハブナット２１をハブボルトに螺合させる
際、それらハブナット及びハブボルト間に軸ずれや軸同
士の傾きがあっても、図８や図９に概念的に示すような
矯正作用により、正常な螺合状態を生じさせやすくな
る。

【００２４】なお、図１５は、以上説明したようなナッ
トの製造工程の一例を概念的に示すものである。この例
は、冷間鍛造でナット素材３０を製造する一工程を示す
もので、所定の冷間鍛造金型により適数の鍛造工程を経
て段付面５、円筒状ガイド面６及びテーパ状ガイド面７
を有するナット素材３０が得られる。この例では、鍛造
金型３１、３２（ダイ）、３４（スリーブ）間にナット
素材３０が拘束され、かつパンチ３３により上述の段付
面５、また必要に応じ円筒状ガイド面６及びテーパ状ガ
イド面７が形成される。このような冷間鍛造によりナッ
ト素材３０を得た後、その内周面に転造又は切削により
めねじを形成することにより、段付面５の所定部分から
めねじが形成されることとなる。以上の工程は、製造方
法として捉えれば、ナット素材に冷間鍛造金型（パンチ
等を含む）を用いて、段付面５、又は段付面５及び円筒
状ガイド面６、あるいは段付面５、円筒状ガイド面６及
びテーパ状ガイド面７を形成し、その後段付面５の所定
の部分からめねじが始まるようにねじを形成する製造方
法である。

【００２５】なお、以上の説明ではナットの一端部に段
付面（必要に応じて円筒状ガイド面、テーパ状ガイド
面）が設けられたものであったが、これはナットの螺入
端が一端に決まっていたからであり、もし、その両端部
のいずれからでも螺入が予定されている螺入端が決まっ
ていないタイプのナットでは、両端部にそれぞれ段付面
（必要に応じて円筒状ガイド面、テーパ状ガイド面）を
形成することができる。この場合、対称的に形成しても
よいし、非対称的に形成してもよい。

【００２６】また、以上の説明では、めねじ部材又はめ
ねじ部の典型例としてナットで全て説明したが、めねじ
孔を有する部材又は部分、例えば板等の所定の表面にめ
ねじ孔が開口する形態のめねじ部で、その螺入側端部に
前述したような段付面（必要に応じ、円筒状ガイド面、
テーパ状ガイド面）を形成して、ナットの場合と同様の
螺入矯正機能を果たさせることもできる。その意味で本
件明細書のナットは、めねじ部材又はめねじ部若しくは
めねじ部構造に置き換えて把握することもできる。

【００２７】また、めねじ部、めねじ部材又はめねじ部
構造において、ナットのように自身が回転することを予
定しているものではなく、自身は回転を予定しておらず
（構造的に回転不能等）、螺合相手方（例えばボルト
等）が回転することが予定されている場合に、その自身
が回転しないタイプのめねじ部又はめねじ部材若しくは
めねじ部構造に、前述の段付面（必要に応じ円筒状ガイ
ド面、テーパ状ガイド面）を形成することもでき、その
場合でも回転する相手方に対する螺入矯正において一定
の効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例であるナットの正面図。

【図２】その縦断面図。

【図３】図２の拡大断面図。

【図４】段付面の前提となる概念を説明する斜視図。

【図５】図４の側面図。

【図６】段付面の前提となる楕円状のループを示す概念
図。

【図７】図６のループにしたがって形成された段付面の
一例を示す概念図。

【図８】概念的な作用説明図。

【図９】螺合直前のボルトの相対的な傾きの一例と、正
常に螺合が開始された状態を示す説明図。

【図１０】本発明の別の実施例のナットを示す図。

【図１１】さらに別のナットを示す図。

【図１２】本発明のさらに別の実施例としてハブナット
に本発明を適用した場合の正面図。

【図１３】図１２の縦断面図。

【図１４】図１３の拡大断面図。

【図１５】本発明のナットの製造工程の一例を示す断面
図。

【符号の説明】

１、１１、１２、２１ナット３めねじ５、２５段付面６、２６円筒状ガイド面７、２７テーパ状ガイド面

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ナットの中心線に直角な平面に対し傾斜
した平面とナットの内周面とが交差する楕円状のループ
（環状線）を基準として、ほぼこのループに沿って、ナ
ットの螺入側の開口端近傍の内周面に、ナットの外方に
向くように螺入矯正のための環状の段付面が形成され、
かつ該段付面内周縁の、前記ナットの中心線に直角な方
向における内径（軸直角内径）は、当該ナットのめねじ
の谷径より小さくされ、この段付面からめねじが形成さ
れていることを特徴とするナット。
【請求項２】ナットの中心線に直角な平面に対し傾斜
した平面とナットの内周面とが交差する楕円状のループ
（環状線）を基準として、ほぼこのループに沿って、ナ
ットの螺入側の開口端近傍の内周面に、ナットの外方に
向くように螺入矯正のための環状の段付面が形成され、
かつ該段付面の内周縁の、前記ナットの中心線に直角な
方向における内径（軸直角内径）は、当該ナットのめね
じの谷径より小さくされ、この段付面からめねじが形成
されており、かつ前記環状の段付面より前記ナットの開口端側に、め
ねじが形成されていない円筒状のガイド面が前記ナット
の中心線と同心的に形成され、この円筒状のガイド面は
前記環状の段付面の内周縁の軸直角内径より大きく、か
つナットのめねじの谷径よりわずかに大きな内径を有し
て前記環状の段付面につながることを特徴とするナッ
ト。
【請求項３】前記円筒状のガイド面の、ナット軸方向
の幅寸法は、当該ナットのめねじの０．５〜２ピッチ分
に相当するものとされている請求項２記載のナット。
【請求項４】前記段付面の形成の基準となる前記楕円
状のループのナット中心線に対する傾斜の程度は、その
ループの前記ナットの開口端に最も近い点と最も遠い点
との、ナット軸方向における格差が、当該ナットのめね
じの２ピッチ以下となるように設定された請求項１ない
し３のいずれかに記載のナット。
【請求項５】前記傾斜した楕円状のループを基準に形
成された前記段付面は、更にその段付面自身が前記ナッ
トの軸直角平面に対し、前記ナットの開口端側にテーパ
状に拡がるように所定の角度傾斜して形成されている請
求項１ないし４のいずれかに記載のナット。
【請求項６】前記段付面の、前記ナットの軸直角平面
に対する所定の角度の傾斜は、当該のナットのめねじの
フランク角程度とされている請求項５記載のナット。
【請求項７】前記段付面の外周縁の、ナットの軸直角
方向の内径は、ナットのねめじの谷径よりわずかに大き
くされている請求項１ないし６のいずれかに記載のナッ
ト。
【請求項８】前記ナットの螺入側の開口端には、ナッ
トの軸方向外方に向かって拡がるテーパ状のガイド面が
ナットのめねじと同心的に形成され、そのテーパ状のガ
イド面の小径側端から前記段付面が形成されている請求
項１又は４ないし７のいずれかに記載のナット。
【請求項９】前記ナットの螺入側の開口端には、ナッ
トの軸方向外方に向かって拡がるテーパ状のガイド面が
ナットのめねじと同心的に形成され、そのテーパ状のガ
イド面の小径側端から前記円筒状のガイド面が形成さ
れ、さらに該円筒状のガイド面の内端から前記段付面が
形成されている請求項２又は３に記載のナット。