JP2003021127A - 締結具 - Google Patents

締結具

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JP2003021127A
JP2003021127A JP2001207378A JP2001207378A JP2003021127A JP 2003021127 A JP2003021127 A JP 2003021127A JP 2001207378 A JP2001207378 A JP 2001207378A JP 2001207378 A JP2001207378 A JP 2001207378A JP 2003021127 A JP2003021127 A JP 2003021127A
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bolt
nut
tightening
flange
elastic deformation
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Taisuke Onuki
泰典 大貫
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 締結具の緩み止め効果を向上させる。 【解決手段】 ナット本体5の一方の端部に外周の径方
向寸法がナット本体5よりも大きく形成された略円錐台
状に形成されフランジ部6を設ける。このフランジ部6
の径方向の一方側に弾性変形部側円錐面14と外周面1
8との間の部分の肉厚が薄く形成された弾性変形部9を
設け、他方側に剛性部側円錐面15と外周面18との間
の部分の肉厚が弾性変形部9より厚く形成された剛性部
10を設ける。そして、ナット本体5をボルト2とねじ
結合させたときに生じる締め付け荷重により弾性変形部
9が弾性変形してボルト2を弾性変形部9側に傾斜させ
るようにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、被締結部材を締結
する締結具に関し、特に、締結の緩みを防止するための
技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】被締結部材を締結するための締結具とし
ては、ナットやボルトなどが多く用いられている。ナッ
トは内周面に雌ねじ部が設けられたねじ穴を有してお
り、ボルトにはこの雌ねじ部とねじ結合する雄ねじ部が
設けられている。そして、複数の被締結部材の挿通穴に
挿通されたボルトにナットをねじ結合することにより、
ボルト頭部とナットとの間で複数の被締結部材を締結す
るようになっている。
【0003】被締結部材を締結した状態の締結具に振動
や衝撃が加わると、締結状態に緩みが生じることがあ
る。これは、締め付けられた状態のボルトの雄ねじ部と
ナットの雌ねじ部との接触面の背面側には隙間があるた
め、振動や衝撃などによってねじ山の接触面が浮いて圧
力が減り摩擦力が弱まるからである。摩擦力が弱まった
ときにナットもしくはボルトが回るとすれば必ず緩み方
向に回り、次々に緩みがひどくなっていく。
【0004】このような締結状態の緩みを防止するため
に、ナットの一方の端部にフランジ部を設けたフランジ
付きナットが用いられることがある。フランジ部の外周
はナットの外形より大径に形成されており、通常のナッ
トに比べて被締結部材と接触する締め付け面の面積が大
きくなっている。このように締め付け面の面積を大きく
し、締結時における締め付け面と被締結部材との摩擦ト
ルクを増大させてナットもしくはボルトの緩み方向への
回転を抑制し、締結状態の緩みを生じにくくしている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このようなフ
ランジ付きナットの緩み止め機能は、ナットとボルトを
締め付けることによる軸方向荷重のみで効果を生じると
いう点では通常のナットと同様であり、その度合いを増
しただけである。そのため、継続的に振動が加えられた
場合や振動が大きい場合等には締結状態の緩みを完全に
防止することは困難であった。
【0006】本発明の目的は、締結具の緩み止め効果を
向上することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の締結具は、ねじ
穴が設けられたナットと前記ナットに対して軸心を中心
とした相対回転によりねじ結合されるボルトとを有し、
被締結部材を締結する締結具であって、ナット本体の一
方の端部に設けられ、前記被締結部材と接する締め付け
面および前記締め付け面に開口端部を有して前記ねじ穴
と通じるボルト挿通穴を具備するフランジ部と、前記フ
ランジ部の径方向の一方側に設けられ、前記ボルト挿通
穴と前記フランジ部の外周面との間の肉厚が薄く形成さ
れた弾性変形部と、前記フランジ部の径方向の他方側に
設けられ、前記ボルト挿通穴と前記外周面との間の肉厚
が前記弾性変形部より厚く形成された剛性部とを有し、
前記ナットと前記ボルトとを締め付けることにより、前
記ボルトが弾性変形部側に曲がることを特徴とする。
【0008】本発明の締結具は、前記フランジ部を径方
向に2等分した一方側における前記開口端部の半径が他
方側における半径より大きく設定されていることを特徴
とする。
【0009】本発明の締結具は、前記開口端部が前記ね
じ穴の中心軸に対して前記フランジ部の径方向の一方側
に偏心して設けられていることを特徴とする。
【0010】本発明の締結具は、前記外周面と前記ボル
ト挿通穴とがそれぞれ前記締め付け面側が大径側となる
円錐面で形成されていることを特徴とする。
【0011】本発明にあっては、ナット本体の一方の端
部に弾性変形部と剛性部とを有するフランジ部を形成
し、ナットとボルトとを締め付けることによりボルトが
弾性変形部側に曲がるようにしたので、ナットとボルト
とを強く密着させるとともに締め付け面にボルトの曲げ
荷重を負荷させて、締結具の緩み止め効果を向上するこ
とができる。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。
【0013】図1は本発明の一実施の形態であるフラン
ジ付き六角ナットを示す斜視図であり、図2は図1にお
けるA−A線に沿う断面図である。また、図3は図1に
示すフランジ付き六角ナットの締め付け状態を示す断面
図である。
【0014】フランジ付き六角ナット1とボルト2と
は、2つの被締結部材3,4を締結するために用いられ
る締結具である。
【0015】図1、図2に示すようにフランジ付き六角
ナット1はナット本体5とフランジ部6とを有してい
る。
【0016】ナット本体5の外周には6つの作用面7が
形成されており、その外形が略六角柱形状に形成されて
いる。これらの作用面7はそれぞれ対となる作用面同士
が平行となっており、図示しないスパナ等の工具が係合
可能となっている。なお、本実施の形態においては、ナ
ット本体5は略六角柱形状に形成されているがこれに限
らず、任意の工具と係合して、この工具から入力される
回転トルクを伝達できる形状であればいずれの形状であ
ってもよい。また、ナット本体5にはその軸心にナット
本体5の両端面に開口するねじ穴8が設けられている。
このねじ穴8の内周面にはボルト2の外周面に設けられ
た雄ねじ部2aとねじ結合可能に設けられた雌ねじ部8
aが設けられている。
【0017】フランジ部6は外周の径方向寸法がナット
本体5よりも大きく形成された略円錐台状に形成されて
おり、ナット本体5の一方の端部にこのナット本体5と
一体に設けられている。また、フランジ部6は、このフ
ランジ部6を径方向に2等分した一方側が弾性変形部9
となっており他方側が剛性部10となっている。
【0018】フランジ部6にはナット本体5のねじ穴8
と通じるボルト挿通穴11が設けられており、このボル
ト挿通穴11の開口端部12はフランジ部6の基端部に
形成された締め付け面13に位置している。そして、ボ
ルト2はこのボルト挿通穴11を介してねじ穴8にねじ
結合されるようになっている。
【0019】ボルト挿通穴11の開口端部12は、フラ
ンジ部6を径方向に2等分した一方側つまり弾性変形部
9側においては、ねじ穴8の中心軸を中心とする半径が
大きく設定された弾性変形部側開口端部12aとなって
おり、他方側つまり剛性部10側においてはねじ穴8の
中心軸を中心とする半径が弾性変形部側開口端部12a
より小さく設定された剛性部側開口端部12bとなって
いる。また、ボルト挿通穴11の内周面は、それぞれ締
め付け面13側つまりこれらの開口端部12a,12b
が大径側となる弾性変形部側円錐面14と剛性部側円錐
面15となっており、これらの小径側はねじ穴8と連続
するようになっている。なお、これらの円錐面14,1
5の境界部は段差部16,17となっている。これに伴
い、締め付け面13は、弾性変形部9側においてはその
径方向の幅が狭い弾性変形部側締め付け面13aとなっ
ており、剛性部10側においてはその径方向の幅が弾性
変形部側締め付け面13aより広い剛性部側締め付け面
13bとなっている。
【0020】フランジ部6の外周面18は、締め付け面
13側が大径側となる円錐面となっており、その小径側
において作用面7と連続している。
【0021】したがって、弾性変形部側円錐面14と外
周面18との間の部分つまり弾性変形部9の肉厚は薄く
形成され、剛性部側円錐面15と外周面18との間の部
分つまり剛性部10の肉厚は弾性変形部9の肉厚より厚
く形成されている。
【0022】このように構成されたフランジ付き六角ナ
ット1と被締結部材3,4の挿通穴3a,4aに挿通さ
れたボルト2とを、それぞれの締め付け面13a,13
bを被締結部材3に接触させた状態で軸心を中心とした
相対回転により互いにねじ結合させると、ナット本体5
を介して弾性変形部9および剛性部10に軸方向の締め
付け荷重が負荷されることになる。この状態からさらに
強く締め付けると、図3に示すように、肉厚が厚い剛性
部10はあまり変形せず、肉厚の薄い弾性変形部9が弾
性変形してナット本体5が被締結部材3に対して弾性変
形部9側に傾斜することになる。また、ナット本体5が
傾斜することにより、ボルト2はねじ穴8から横方向の
曲げ荷重を受けて、弾性変形部9側に弾性域内で角度α
だけ曲げられることになる。したがって、ナット本体5
の雌ねじ部8aとボルト2の雄ねじ部2aとが強く密着
するとともに剛性部側締め付け面13bにボルト2の弾
性変形による曲げ荷重が負荷されることになる。この曲
げ荷重は、剛性部側締め付け面13bを被締結部材3と
強く密着させてその摩擦トルクを増大させることにな
る。
【0023】このように、ナット本体5の一方の端部に
設けられたフランジ部6に、弾性変形部9と剛性部10
とを設け、ナット本体5とボルト2とを締め付けること
によりボルト2が弾性変形部9側に曲がるようにしたの
で、ナット本体5の雌ねじ部8aとボルトの雄ねじ部2
aとを強く密着させるとともに剛性部側締め付け面13
bにボルト2の曲げ荷重を負荷させて、このフランジ付
き六角ナット1とボルト2の緩み止め効果を向上するこ
とができる。
【0024】また、弾性変形部9と剛性部10は、通常
のボルト挿通穴つまりねじ穴8の中心軸を中心とする開
口端部12の半径が一定となったものに対してフランジ
部6を径方向に2等分した一方側を加工するのみで容易
に形成することができるので、緩み止め効果が向上する
締結具を安価に提供することができる。
【0025】図4は、図1に示すフランジ付き六角ナッ
トの変形例を示す斜視図である。
【0026】図4に示すフランジ付き六角ナット19は
ナット本体5の構造は図1に示すフランジ付き六角ナッ
ト1と同様であるため、以下では、フランジ部20の構
造についてのみ説明する。
【0027】図4に示すフランジ部20は、外周の径方
向寸法がナット本体5よりも大きく形成された略円錐台
状に形成されており、ナット本体5の一方の端部にこの
ナット本体5と一体に設けられている。また、フランジ
部20の径方向の一方側は弾性変形部21となっており
他方側が剛性部22となっている。
【0028】フランジ部20にはナット本体5のねじ穴
8と通じるボルト挿通穴23が設けられており、このボ
ルト挿通穴23の開口端部24はフランジ部20の基端
部に形成された締め付け面25に位置している。そし
て、ボルト2はこのボルト挿通穴23を介してねじ穴8
にねじ結合されるようになっている。
【0029】ボルト挿通穴23の開口端部24は円形に
形成されており、その中心点はねじ穴8の中心軸からフ
ランジ部20の径方向の一方側つまり弾性変形部21側
に向けて偏心されている。また、ボルト挿通穴23の内
周面は、この開口端部24が大径側となる円錐面26と
なっており、その小径側はねじ穴8と連続するようにな
っている。これに伴い、締め付け面25は、弾性変形部
21側においてはその径方向の幅が弾性変形部21側に
向けて徐々に狭くなるように形成された弾性変形部側締
め付け面25aとなっており、剛性部22側においては
その径方向の幅が剛性部22側に向けて徐々に広く形成
される剛性部側締め付け面25bとなっている。これら
の締め付け面25a,25bの径方向の幅がそれぞれ最
小もしくは最大となる点は、ボルト挿通穴23が偏心し
た方向となる線上に位置するようになっている。
【0030】フランジ部20の外周面27は、締め付け
面25側が大径側となる円錐面となっており、その小径
側において作用面7と連続している。
【0031】したがって、弾性変形部21側において
は、円錐面26と外周面27との間の部分つまり弾性変
形部21の肉厚は締め付け面25aの径方向の幅が最小
となる方向に向けて徐々に薄くなるように形成されてお
り、剛性部22側においては、円錐面26と外周面27
との間の部分つまり剛性部22の肉厚は締め付け面25
bの径方向の幅が最大となる方向に向けて徐々に厚くな
るように形成されている。また、円錐面26と外周面2
7とは、弾性変形部21と剛性部22との境界部におい
ても連続して形成されているので、剛性部22の肉厚は
弾性変形部21の肉厚より厚くなっている。これらの肉
厚がそれぞれ最小もしくは最大となる位置は、ボルト挿
通穴23が偏心した方向となる線上に位置することにな
る。なお、弾性変形部21と剛性部22の境界部分は、
このフランジ部20の材質や寸法もしくはナット本体5
とボルト2との締め付けトルク等により影響を受けるも
のであり明確な位置は特定されていないが、フランジ部
20の径方向の一方側に位置して弾性変形部21が設け
られ、他方側に位置して剛性部22が設けられていれば
その境界部はいずれの位置となってもよい。
【0032】このように構成されたフランジ付き六角ナ
ット19をボルト2にねじ結合して、それぞれの締め付
け面25a,25bを被締結部材3に接触させた状態で
締め付けると、図1に示すフランジ付き六角ナット1の
場合と同様に、肉厚が厚い剛性部22はあまり変形せ
ず、肉厚の薄い弾性変形部21が弾性変形してナット本
体5が被締結部材3に対して弾性変形部21側に傾斜す
ることになる。また、ナット本体5が傾斜することによ
り、ボルト2はねじ穴8から横方向の曲げ荷重を受け
て、弾性変形部9側に弾性域内で曲げられることにな
る。したがって、ナット本体5の雌ねじ部8aとボルト
2の雄ねじ部2aとが強く密着するとともに剛性部側締
め付け面25aにボルト2の弾性変形による曲げ荷重が
負荷されることになる。この曲げ荷重は、剛性部側締め
付け面25bを被締結部材3と強く密着させてその摩擦
トルクを増大させることになる。
【0033】このように、ボルト挿通穴23の開口端部
24を円形に形成し、その中心点をねじ穴8の中心軸か
ら弾性変形部21側に向けて偏心させたことにより、フ
ランジ部20の径方向の一方側に弾性変形部21を設
け、他方側に剛性部22を設けることができ、図1に示
すフランジ付き六角ナット1と同様の効果を得ることが
できる。
【0034】また、弾性変形部21と剛性部22は、通
常のボルト挿通穴つまりその開口端部の中心点がねじ穴
8の中心軸と一致するものに対してその中心点を偏心さ
せるのみで容易に形成することができるので、緩み止め
効果が向上する締結具を安価に提供することができる。
【0035】本発明は前記実施の形態に限定されるもの
ではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能で
あることはいうまでもない。たとえば、前記実施の形態
においてはナットとねじ結合される部材としてボルトが
用いられているがこれに限らず、ナットとねじ結合され
る雄ねじ部を有するものであれば他の部材としてもよ
い。
【0036】また、前記実施の形態においては、弾性変
形部側開口端部12aと剛性部側開口端部12bとの境
界部分はフランジ部6を径方向に2等分した位置となっ
ているがこれに限らず、弾性変形部9と剛性部10とが
それぞれフランジ部6の径方向の一方側と他方側となる
配置関係にあればいずれの位置としてもよい。
【0037】さらに、前記実施の形態においては、フラ
ンジ部6,20の外周面18,27は円錐面となってい
るがこれに限らず、締め付け面13,25に対して垂直
となる面や湾曲面など他の形状であってもよい。
【0038】
【発明の効果】本発明によれば、ナット本体の一方の端
部に弾性変形部と剛性部とを有するフランジ部を形成
し、ナットとボルトとを締め付けることによりボルトが
弾性変形部側に曲がるようにしたので、ナットとボルト
とを強く密着させるとともに締め付け面にボルトの曲げ
荷重を負荷させて、締結具の緩み止め効果を向上するこ
とができる。
【0039】また、弾性変形部と剛性部は、ボルト挿通
穴のフランジ部の径方向の一方側を加工するのみ、もし
くはその中心位置をねじ穴の中心軸から偏心させるのみ
で容易に形成することができるので、緩み止め効果が向
上する締結具を安価に提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態であるフランジ付き六角
ナットを示す斜視図である。
【図2】図1におけるA−A線に沿う断面図である。
【図3】図1に示すフランジ付き六角ナットの締め付け
状態を示す断面図である。
【図4】図1に示すフランジ付き六角ナットの変形例を
示す斜視図である。
【符号の説明】
1 フランジ付き六角ナット 2 ボルト 2a 雄ねじ部 3,4 被締結部材 3a,4a 挿通穴 5 ナット本体 6 フランジ部 7 作用面 8 ねじ穴 8a 雌ねじ部 9 弾性変形部 10 剛性部 11 ボルト挿通穴 12 開口端部 12a 弾性変形部側開口端部 12b 剛性部側開口端部 13 締め付け面 13a 弾性変形部側締め付け面 13b 剛性部側締め付け面 14 弾性変形部側円錐面 15 剛性部側円錐面 16,17 段差部 18 外周面 19 フランジ付き六角ナット 20 フランジ部 21 弾性変形部 22 剛性部 23 ボルト挿通穴 24 開口端部 25 締め付け面 25a 弾性変形部側締め付け面 25b 剛性部側締め付け面 26 円錐面 27 外周面 α 角度

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ねじ穴が設けられたナットと前記ナット
    に対して軸心を中心とした相対回転によりねじ結合され
    るボルトとを有し、被締結部材を締結する締結具であっ
    て、 ナット本体の一方の端部に設けられ、前記被締結部材と
    接する締め付け面および前記締め付け面に開口端部を有
    して前記ねじ穴と通じるボルト挿通穴を具備するフラン
    ジ部と、 前記フランジ部の径方向の一方側に設けられ、前記ボル
    ト挿通穴と前記フランジ部の外周面との間の肉厚が薄く
    形成された弾性変形部と、 前記フランジ部の径方向の他方側に設けられ、前記ボル
    ト挿通穴と前記外周面との間の肉厚が前記弾性変形部よ
    り厚く形成された剛性部とを有し、 前記ナットと前記ボルトとを締め付けることにより、前
    記ボルトが弾性変形部側に曲がることを特徴とする締結
    具。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の締結具において、前記フ
    ランジ部を径方向に2等分した一方側における前記開口
    端部の半径が他方側における半径より大きく設定されて
    いることを特徴とする締結具。
  3. 【請求項3】 請求項1記載の締結具において、前記開
    口端部が前記ねじ穴の中心軸に対して前記フランジ部の
    径方向の一方側に偏心して設けられていることを特徴と
    する締結具。
  4. 【請求項4】 請求項1,2,3のいずれか一項に記載
    の締結具において、前記外周面と前記ボルト挿通穴とが
    それぞれ前記締め付け面側が大径側となる円錐面で形成
    されていることを特徴とする締結具。
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