JP2011052767A

JP2011052767A - 回転戻り止めナットおよびその製造方法

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Publication number: JP2011052767A
Application number: JP2009202654A
Authority: JP
Inventors: Katsuo Ito; 勝夫伊藤
Original assignee: Iifas Co Ltd
Current assignee: Iifas Co Ltd
Priority date: 2009-09-02
Filing date: 2009-09-02
Publication date: 2011-03-17

Abstract

【課題】回転戻り止めの機能を十分に発揮し、取り外しも容易に行えるバランスの良い回転戻り止めナットおよびその製造方法を提供する。
【解決手段】ナット２Ａの端面２１に回転戻り止めスプリング３を設置した回転戻り止めナット１Ａであって、前記回転戻り止めスプリング３は前記ナット２Ａのネジ山ピッチよりも僅かに細い線径の線材によって有効径よりも僅かに小さい内径を有する螺旋状に形成されており、回転戻り止めスプリング３の上端部を螺旋部３１の外側に延出させて下方に折り曲げて端面２１に固定することで固定端部３２として構成し、下端部を前記ナット２Ａの側面よりも外側に延出させて突出端部３３として構成し、この突出端部３３が内方向に押動されたときに前記回転戻り止めスプリング３を拡径する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ナットや内側にネジが切られていない座金状のナットの端面に回転戻り止めスプリングを設置した回転戻り止めナットおよびその製造方法に関するものである。

従来、ナットに回転戻り止め用のコイルスプリングを設置することにより振動等による回転戻りを防止するための回転戻り止めナットが提案されている。

例えば、特開２００３−３４３５３６号公報によれば、ボルトのネジ部に螺合されるべきコイルスプリングと、上記コイルスプリングの外周を取り巻くように配置されて上記コイルスプリングの一方の端部を筒状部材に係止させる係止部とを備え、上記筒状部材は内周面が平坦な面になるように形成されている取り外し防止装置および弛み止め装置が提案されている（特許文献１）。この特許文献１によれば、弛み止め防止装置は、ボルトのネジ部に対して筒状部材が外力によって相対的に逆回転されるものとなっても、筒状部材は内周面が平坦な面であることによって、筒状部材の内周面とボルトのネジ部との係合が弱いため、ボルトのネジ部およびコイルスプリングに対して筒状部材が空回りする状態になり、上記コイルスプリングはボルトのネジ部に対して静止し続けるとされている。

特開２００３−３４３５３６号公報

しかしながら、特許文献１に記載された発明においては、取り外し時にコイルスプリングの端部を筒状部材から破断させる必要があり、取り外し後には再使用することができないという問題がある。

本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、回転戻り止めの機能を十分に発揮し、取り外しも容易に行えるバランスの良い回転戻り止めナットおよびその製造方法を提供することを目的としている。

本発明に係る回転戻り止めナットは、ナットの端面に回転戻り止めスプリングを設置した回転戻り止めナットであって、前記回転戻り止めスプリングは前記ナットのネジ山ピッチよりも僅かに細い線径の線材によって前記ナットの有効径よりも僅かに小さい内径を有する螺旋状に形成されており、前記回転戻り止めスプリングの上端部を螺旋部の外側に延出させて下方に折り曲げて前記ナット端面に固定することで固定端部として構成し、下端部を前記ナットの側面よりも外側に延出させて突出端部として構成し、この突出端部が内方向に押動されたときに前記回転戻り止めスプリングを拡径するものである。

本発明に係る回転戻り止めナットは、内側にネジが切られていないナットの端面に回転戻り止めスプリングを設置した回転戻り止めナットであって、前記回転戻り止めスプリングは螺合するボルトのネジ山ピッチよりも僅かに細い線径の線材によって前記ボルトの有効径よりも僅かに小さい内径を有する螺旋状に形成されており、前記回転戻り止めスプリングの上端部を螺旋部の外側に延出させて下方に折り曲げて前記ナット端面に固定することで固定端部として構成し、下端部を前記ナットの側面よりも外側に延出させて突出端部として構成し、この突出端部が内方向に押動されたときに前記回転戻り止めスプリングを拡径するものである。

また、本発明において、前記突出端部は、その突出された先端に最も近い前記ナットの角部よりも螺旋巻き方向へ越える位置に向けて前記螺旋部の接線方向に沿って延出される構成を採用してもよい。

さらに、本発明において、突出端部は、その先端を上方向へ湾曲状に曲げられた形状を備えてもよい。

本発明に係る回転戻り止めナットの製造方法は、雄ネジが形成された軸と角部が形成されたヘッドとを有するとともに、前記雄ネジの始まり位置を前記ヘッドの角部に合わせて形成し、かつ、前記雄ネジの始まり位置を基準として所定の前記角部を貫通するガイド貫通孔を形成した固定穴形成治具を使用し、ナットの端面に回転戻り止めスプリングを固定する回転戻り止めナットの製造方法であって、前記ナットを前記固定穴形成治具の前記ヘッドに接する位置あるいは接する手前まで螺進させて前記ヘッドの角部と前記ナットの角部が一致するように位置決めするスプリング固定穴位置決め工程と、前記ガイド貫通孔に穿孔具を挿入して前記ナットの端面に前記回転戻り止めスプリングを固定するための固定穴を穿孔するスプリング固定穴穿孔工程と、前記ナットを前記固定穴形成治具から取り外し、前記固定穴に前記回転戻り止めスプリングを挿入して固定するスプリング固定工程とからなる。

本発明によれば、回転戻り止めの機能を十分に発揮しつつ、ナットの取り外しも容易に行うことができる。

本発明に係る回転戻り止めナットの第１実施形態を示す斜視図である。本第１実施形態の回転戻り止めナットをボルトに取り付けた状態を示す縦断面図である。本第１実施形態の回転戻り止めナットを示す平面図である。本第１実施形態の回転戻り止めナットの回転戻り止めスプリングが拡径したときの状態を示す平面図である。本第１実施形態の回転戻り止めナットをソケットレンチに挿入した状態を示す平面拡大図である。本第１実施形態の突出端部の突出位置を示す平面図である。本発明に係る回転戻り止めナットの突出端部について異なる先端形状の例を示す全体斜視図である。本発明に係る回転戻り止めナットの製造方法に用いられる固定穴形成治具を示す（ａ）平面図および（ｂ）正面図である。本発明に係る回転戻り止めナットの製造方法の（ａ）スプリング固定穴位置決め工程と、（ｂ）スプリング固定穴穿孔工程と、（ｃ）および（ｄ）スプリング固定工程とを示す図である。本発明に係る回転戻り止めナットの第２実施形態を示す全体斜視図である。本第２実施形態の回転戻り止めナットの使用状態を示す側面図である。

以下、本発明に係る回転戻り止めナットの第１実施形態について図面を用いて説明する。図１は、本第１実施形態の回転戻り止めナット１Ａを示す斜視図である。

回転戻り止めナット１Ａは、ナット２Ａと、回転戻り止めスプリング３とから構成される。回転戻り止めスプリング３は、螺旋部３１と、この螺旋部３１の上端側に形成される固定端部３２と、螺旋部３１の下端側に形成される突出端部３３とから構成される。以下、各構成について詳細に説明する。

ナット２Ａは、ＪＩＳ規格等で規定されている規格ナットを用いてよい。本第１実施形態では右ネジのネジ山２４を有する六角ナットが用いられ、上端面２１の角部２２に回転戻り止めスプリング３を固定するための固定穴２３が形成されている。なお、ナット２Ａは、六角ナットに限定されるものではなく、四角、八角、十二角や丸型等、種々の規格ナットを採用してよい。また、ネジ山２４を左ネジに形成してもよい。

回転戻り止めスプリング３は、ナット２Ａのネジ山２４ピッチよりも僅かに細い線材によって形成されている。また、回転戻り止めスプリング３の螺旋部３１は、前記線材によりナット２Ａの有効径よりも僅かに小さい内径を有する螺旋状に形成されている。本第１実施形態における回転戻り止めスプリング３は、ナット２Ａのネジ山２４ピッチとほぼ等しいピッチで、上端部から下端部にかけて時計回りの下降螺旋状に形成されている。なお、ナットが左ネジのネジ山の場合は、上端部から下端部にかけて反時計回りの下降螺旋状に形成される。

固定端部３２は、回転戻り止めスプリング３の上端部を螺旋部３１の外側に延出させて所定の位置で下方に折り曲げられ、ナット２Ａの上端面２１に固定されることにより形成されている。本第１実施形態においては、前記上端部を螺旋部３１の略接線方向に沿って延出させて略垂直に下方へ折り曲げている。なお、この固定端部３２の先端は、図２に示すように、螺旋部３１がナット２Ａのネジ山２４のピッチの延長上にくる深さまで前記ナット２Ａの固定穴２３に挿入させる。そして、ナット２Ａの側面２５角部をプレス加工して内側に塑性変形させて圧着固定されている。なお、この固定方法は前記方法に限らず、適宜選択してよい。

なお、螺旋部３１の巻き数は、多いほど回転戻りを防止するための締め付け力を増大させることになるが、巻き数が多すぎると固定端部３２の垂下する部分が長くなり、締め付けたときに撓んでしまい、それに伴って戻り方向に回転してしまうという問題がある。また、材料費等の製造コストの面からもあまり巻き数は多くしたくない。そのため本第１実施形態の螺旋部３１は、約二巻きする構成を採用しており、固定端部３２の垂下部分の長さを極力短く形成している。なお、ナット２Ａと回転戻り止めスプリング３との固定穴２３や突出端部３３の位置関係については、回転戻り止めナットの製造方法においてさらに詳述する。

突出端部３３は、回転戻り止めスプリング３の下端部をナット２Ａの側面２５より外側に延出させて形成されており、突出端部３３とナット２Ａの上端面２１とはわずかに離れており押動し易くなっている。本第１実施形態では、突出端部３３とナット２Ａの上端面２１との間をピッチの約１／２ないしそれ以下の隙間として形成し、ボルトＢの雄ネジと螺合するナット２Ａの雌ネジの螺旋と連続的な螺旋構造を形成するようにしている。そして、前記突出端部３３は延出されている方向と逆方向である内方向に押動されると回転戻り止めスプリング３の螺旋部３１が拡径し、ボルトＢの締め付けを緩められるようになっている。

なお、回転戻り止めスプリング３が拡径するか否かは、突出端部３３がどのように押動されるかによって異なる。例えば、突出端部３３が押動されていない状態の回転戻り止めスプリング３は、図３に示すように、ナット２Ａと同心円状になっている。

ここで、図４に示すように、突出端部３３が内方向に押動すると、回転戻り止めスプリング３は拡径する。一方、図示はしないが、突出端部３３を延出されている方向に押動すると、回転戻り止めスプリング３は締め付けられて縮径する。

また、ソケットレンチ等のナット２Ａを取り外す取り外し工具４により取り外し作業を行う場合には、図５に示すように、取り外し工具４の内側面から押圧を受ける。このとき突出端部３３の先端３４と取り外し工具４の内側面との接点Ｐでは、回転戻り止めスプリング３からの付勢力Ｆと、取り外し工具４の内側面から受ける反力Ｒと突出端部３３の先端３４と取り外し工具４の内側面との摩擦力ｆがバランスを保つことになる。

ここで、突出端部３３を延出されている方向に押動しようとすると、当該突出端部３３が取り外し工具４の内側面に進入する角度は小さい方がよい。しかし、接点Ｐにおける面に沿う方向の付勢力Ｆが大きくなり、突出端部３３の先端３４と取り外し工具４の内側面との摩擦力ｆが耐えられなくなって内側へ滑ってしまうという現象が起きる。すると、突出端部３３は回転戻り止めスプリング３を縮径する方向に押動されてしまう。

したがって、本第１実施形態では、図６に示すように、突出端部３３がナット２Ａの外側に突出される先端３４に最も近いナット２Ａの角部２２’を基準として、その角部２２’を螺旋巻き方向へ越える位置Ｃに向けて、螺旋部３１の接線方向に沿って延出されている。これにより、突出端部３３を延出されている方向と逆側へ押動させることができる。なお、突出させる位置はＣに限られず、各角部２２，２２，・・・を基準に図６の点線で描いたＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４のような位置に突出させてもよい。

また、本第１実施形態における突出端部３３の先端３４は、取り外し工具４への挿入時の抵抗力を低減させることや先端３４との引っ掛かりを回避するために、図１に示すように、その先端３４を上方向へ湾曲状に曲げられている。なお、突出端部３３の先端３４が曲げられる方向は上方向へ湾曲状のものに限定されるものではなく、図７に示すように回転方向へ湾曲される形状にしてもよい。

次に、本発明に係る回転戻り止めナットの製造方法について説明する。本第１実施形態における回転戻り止めナットの製造方法は、図８に示すような固定穴形成治具５が用いられ、図９に示すように（ａ）スプリング固定穴位置決め工程と、（ｂ）スプリング固定穴穿孔工程と、（ｃ）スプリング固定工程を経て回転戻り止めナット１Ａが製造される。

固定穴形成治具５は、雄ネジ５１が形成された軸５２と角部５３が形成されたヘッド５４とから構成されている。また、図８（ｂ）に示すように、雄ネジ５１の始まり位置は側面から見たときのヘッド５４の角部５３と一致するように形成されている。さらに、その雄ネジ５１の始まり位置を基準として所定の角部５３を貫通させた貫通孔５５が形成されている。本第１実施形態では、雄ネジ５１の始まり位置と一致された角部５３に、前記回転戻り止めスプリング３の線材の直径よりも僅かに大きい直径を有する貫通孔５５が形成されている。なお、前述した固定穴形成治具５は一例であって、このような治具を使わずに、他の方法を適宜選択してもよい。

そして、本第１実施形態の回転戻り止めナットの製造方法では、図９（ａ）に示すように、スプリング固定穴位置決め工程により、回転戻り止めスプリング３を設けるナット２Ａの上端面２１に固定穴２３を穿孔する位置を決定する。具体的には、前記固定穴形成治具５にナット２Ａを螺合させ、当該ナット２Ａが前記固定穴形成治具５のヘッド５４に接するか、あるいは接する手前の位置で、前記ヘッド５４の角部５３とナット２Ａの角部２２とが合致する位置までナット２Ａを螺進させる。そして、固定穴形成治具５の貫通孔５５の位置が固定穴２３を穿孔する位置として決定する。

本第１実施形態のように固定穴２３の近傍に突出端部３３を形成する場合（図６における突出位置Ｃの場合）、基準となる角部２２ないしその近傍に形成位置を決定した。

なお、例えば、図６の突出位置Ｃ２から突出させる場合には、前記基準となる角部２２と１８０度反対位置にある角部２２に貫通孔５５が形成された固定穴形成治具５を準備し、前述と同様、ナット２Ａとヘッド５４とが接する位置ないしその手前において前記ヘッド５４の角部５３とナット２Ａの角部２２とを合致させ、その合致位置と正反対側にある貫通孔５５の位置に固定穴２３の形成位置を決定する。

続いて、次の図９（ｂ）に示すように、スプリング固定穴穿孔工程では、固定穴形成治具５の貫通孔５５に沿ってドリル等の穿孔具Ｄを挿入し、ナット２Ａの上端面２１の角部２２に所定の深さまで固定穴２３を穿孔する。本実施形態では、固定穴２３の深さにより回転戻り止めスプリング３のピッチを考慮した位置合わせが確定する。

次に図９（ｃ）に示すように、スプリング固定工程では、ナット２Ａを固定穴形成治具５から取り外し、回転戻り止めスプリング３の固定端部３２を螺旋部３１がナット２Ａのネジ山２４のピッチの延長上にくる深さまで固定穴２３に挿入して固定する。なお、本第１実施形態では、低コストと加工の容易さに優れているため、図９（ｄ）に示すように、プレス機等を使って固定端部３２が挿入された角部２２の側面２５を塑性変形させることにより圧着固定しているが、固定方法は特に限定されるものではなく、接着剤や溶接により固定してもよいし、固定穴２３の径を線材の径よりも小さくすることにより嵌入させて固定してもよい。

本第１実施形態の回転戻り止めナットの製造方法によれば、固定穴２３に挿入する固定端部３２の長さと固定穴２３の深さを一定にすることにより、螺旋部３１がナット２Ａのネジ山２４に対して連続的な螺旋を描くようにすることができる。

次に、本第１実施形態の回転戻り止めナット１Ａにおける各構成の作用について説明する。

回転戻り止めナット１Ａは、工具等によってボルトＢと締結される。回転戻り止めスプリング３の螺旋部３１はナット２Ａのネジ山２４に連続するように延長上に配置されているため、回転戻り止めスプリング３がボルトＢにも適切に螺合することができる。

このとき、回転戻り止めスプリング３がナット２Ａの有効径より僅かに小さい内径に形成されているため、ナット２Ａを締め付けていくとボルトＢとの間に摩擦力が発生する。この摩擦力は、締め付ける際には回転戻り止めスプリング３を拡径させる方向に作用するため、締め付けの邪魔にならない。したがって、ナット２Ａは軽い締め付け力でボルトＢに締結することができる。

一方、ナット２Ａが振動等により戻る方向に回転しようとすると、ボルトＢと回転戻り止めスプリング３との間の摩擦力は取り付け時とは反対方向に働く。すなわち、回転戻り止めスプリング３は縮径する方向に作用する力を受け、回転戻り止めスプリング３がボルトＢを締め付けて回転を阻害するため、回転戻りが防止される。

本第１実施形態の回転戻り止めナット１Ａを取り外す場合には、ソケットレンチ等の取り外し工具４が用いられる。取り外し工具４を取り付けると、その内側面は突出端部３３を延出されている方向とは逆方向へと押動する。なお、ここで用いる取り外し工具４は、一般的なソケットレンチでよく、特別な工具を必要としない。突出端部３３を押動させながらナット２Ａを把持可能なものであれば、スパナやメガネレンチ等であってもよい。

取り外し工具４によって押動された突出端部３３は、回転戻り止めスプリング３の螺旋部３１を拡径し、ボルトＢと回転戻り止めスプリング３との間に隙間を形成する。

したがって、ナット２Ａが戻り方向に回転されても、ボルトＢと回転戻り止めスプリング３との間の摩擦力が弱められ、容易に取り外すことができる。

なお、突出端部３３は、取り付けるときにおける本第１実施形態の回転戻り止めナット１Ａのソケットレンチ等の取り付け具からの落下防止にもなる。すなわち、突出端部３３と取り付け具とが互いに当接し合っているため、ナット２Ａは取り付け具内に把持されて落下しない。

以上のような本第１実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
１．取り付け作業は従来のナットとほぼ変わらず、締め付け力が軽い。
２．振動等により戻る方向に回転力が生じても回転戻り止めスプリング３がボルトＢを自動的に締め付けるため回転戻りしない。
３．取り外し作業にはソケットレンチ等の一般的な取り外し工具４を用いることができるため、誰でも簡単に作業することができる。
４．締結時のソケットレンチ等の取り付け工具からの脱落を防止することができる。

次に、本発明に係る回転戻り止めナットの第２実施形態について図面を用いて説明する。なお、本第２実施形態のうち、前述した第１実施形態の構成と同一若しくは相当する構成については同一の符号を付して再度の説明を省略する。

図１０は、本第２実施形態の回転戻り止めナット１Ｂを示す斜視図である。本第２実施形態の回転戻り止めナット１Ｂは、内側にネジが切られていない座金状のナット２Ｂと、回転戻り止めスプリング３とから構成されている。このナット２Ｂは、図１１に示すように、雌ネジを有する一般的なナットＮと締結されているボルトＢに、更に締結することにより、先に締結された一般的なナットＮの回転戻りを防止するものである。

本第２実施形態の回転戻り止めナット１Ｂに用いられる内側にネジが切られていない座金状のナット２Ｂは、中心にボルトＢの雄ネジ外径よりも大きい穴が開いているが、内側にはネジが形成されていない。ネジを形成する必要がないので、座金のように薄くしてもよい。側面２５の形状は特に限定されないが、本第２実施形態においては、先に取り付けられる一般的なナットＮのものと等しい六角形に形成されている。いずれかの角部２２近傍には固定穴２３が設けられている。

本第２実施形態の回転戻り止めスプリング３は、螺旋部３１と、この螺旋部３１の上端部の固定端部３２と、螺旋部３１の下端部の突出端部３３とから構成される。螺旋部３１は、螺合するボルトＢのネジ山ピッチよりも僅かに細い線径の線材によって、ボルトＢの有効径よりも僅かに小さい内径を有する螺旋状に形成されている。回転戻り止めスプリング３の固定端部３２は、ナット２Ｂの固定穴２３に挿入されて固定される。

次に、本第２実施形態の回転戻り止めナット１Ｂの作用について説明する。

本第２実施形態の回転戻り止めナット１Ｂは、一般的なナットＮが締結されているボルトＢに、ナット２Ｂの上端面２１に接するまで締結する。このとき回転戻り止めスプリング３の螺旋部３１は、ネジ山の役割を担い、ナット２Ｂと接する位置までボルトＢを螺進する。

回転戻り止めスプリング３は、第１実施形態と同様に、締結時には拡径する方向の作用力を受けて締結の妨げとならないが、逆回転させて戻ろうとするとボルトＢを締め付ける方向の作用力を受けて回転戻りを防止し、これにより先に締結されている一般的なナットＮの回転戻りを防止することができる。

以上のような本第２実施形態によれば、既に締結している一般的なナットＮに、後付で回転戻り止め効果を与えることができるし、低コストで高い緩み止め効果を発揮させられる。

１Ａ，１Ｂ回転戻り止めナット
２Ａナット
２Ｂ内側にネジが切られていない座金状のナット
３回転戻り止めスプリング
４取り外し工具
５固定穴形成治具
２１上端面
２２角部
２３固定穴
２４ネジ山
２５側面
３１螺旋部
３２固定端部
３３突出端部
３４先端
５１雄ネジ
５２軸
５３角部
５４ヘッド
５５貫通孔
Ｂボルト
Ｃ，Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４突出位置
Ｄ穿孔具
Ｎ一般的なナット

Claims

ナットの端面に回転戻り止めスプリングを設置した回転戻り止めナットであって、
前記回転戻り止めスプリングは前記ナットのネジ山ピッチよりも僅かに細い線径の線材によって前記ナットの有効径よりも僅かに小さい内径を有する螺旋状に形成されており、
前記回転戻り止めスプリングの上端部を螺旋部の外側に延出させて下方に折り曲げて前記ナット端面に固定することで固定端部として構成し、下端部を前記ナットの側面よりも外側に延出させて突出端部として構成し、この突出端部が内方向に押動されたときに前記回転戻り止めスプリングを拡径する回転戻り止めナット。
内側にネジが切られていないナットの端面に回転戻り止めスプリングを設置した回転戻り止めナットであって、
前記回転戻り止めスプリングは螺合するボルトのネジ山ピッチよりも僅かに細い線径の線材によって前記ボルトの有効径よりも僅かに小さい内径を有する螺旋状に形成されており、
前記回転戻り止めスプリングの上端部を螺旋部の外側に延出させて下方に折り曲げて前記ナット端面に固定することで固定端部として構成し、下端部を前記ナットの側面よりも外側に延出させて突出端部として構成し、この突出端部が内方向に押動されたときに前記回転戻り止めスプリングを拡径する回転戻り止めナット。
請求項１または請求項２において、前記突出端部は、その突出された先端に最も近い前記ナットの角部よりも螺旋巻き方向へ越える位置に向けて前記螺旋部の接線方向に沿って延出されている回転戻り止めナット。
請求項１から請求項３のいずれかにおいて、突出端部は、その先端を上方向へ湾曲状に曲げられている回転戻り止めナット。
雄ネジが形成された軸と角部が形成されたヘッドとを有するとともに、前記雄ネジの始まり位置を前記ヘッドの角部に合わせて形成し、かつ、前記雄ネジの始まり位置を基準として所定の前記角部を貫通するガイド貫通孔を形成した固定穴形成治具を使用し、ナットの端面に回転戻り止めスプリングを固定する回転戻り止めナットの製造方法であって、
前記ナットを前記固定穴形成治具の前記ヘッドに接する位置あるいは接する手前まで螺進させて前記ヘッドの角部と前記ナットの角部が一致するように位置決めするスプリング固定穴位置決め工程と、
前記ガイド貫通孔に穿孔具を挿入して前記ナットの端面に前記回転戻り止めスプリングを固定するための固定穴を穿孔するスプリング固定穴穿孔工程と、
前記ナットを前記固定穴形成治具から取り外し、前記固定穴に前記回転戻り止めスプリングを挿入して固定するスプリング固定工程と
からなる回転戻り止めナットの製造方法。