JP2011196542A - 耐摩耗ナット及びボルト - Google Patents

Abstract

【課題】ナット又はボルトの頂点部での摩耗や損傷を防ぎ、また、回転時にソケットの中でのナット又はボルトの滑りを防止する。
【解決手段】耐摩耗ナット又はボルトは、前記ナット又はボルトの頭部周囲に多角形側面部を有し、各多角形側面部は、当該側面部の対向位置にある頂点部から前記ソケットの対応ソケット内側面部に向かって収束するようにそれぞれ傾斜され、前記対応ソケット内側面部との間で小さな鋭角を有するように形成された２つの傾斜サブ側面部と、前記２つの傾斜サブ側面部と交差される中間サブ側面部と、を有し、前記ソケットの時計回り又は反時計回りの回転において、前記ナット又はボルトの傾斜サブ側面部の１つは、各ソケット内側面部と平面接触し、線接触することはなく、その結果前記ナット又はボルトの頂点部での摩耗や損傷を防止する。
【選択図】図１

Description

本発明は、耐摩耗ナット及びボルトに関する。

従来の多角ナット又は多角ボルトは、図７に示す六角ナットＮのように、締付け又は弛緩の際に多角形即ち六角形の内側面部Hを有するソケットＳによって回転可能に動かされる。多角ナットＮの各頂点部あるいは角部を構成する「く」字状部分Lは、ソケットＳの多角形の内側面部Hである直線状部分により把持されたり、咬打されることになる。

このような使用が繰返されると、ナット又はボルトの複数の頂点部は、ソケットの中でナット又はボルトの緩みや滑りを引き起こして摩耗したり損傷を受け、その結果ナット又はボルトの締付け又は弛緩作業に影響を与える。

一方でナット又はボルトは、摩耗すると、周囲環境により酸化され、錆びや腐食が起こる。このような従来のナット又はボルトは損傷を受け、見た目の悪い外観を呈することになる。

本発明は、従来の多角ナット及び多角ボルトにおける、ソケットによる締付け又は弛緩作業時の摩耗や損傷を防止することを目的とする。

本発明は、多角形の穴を有するソケットに係合するように設けられる、頭部周囲に多角形側面部を有する多角ナット又は多角ボルトであって、前記各側面部は、当該側面部の対向位置にある頂点部から前記ソケットの各対応ソケット内側面部に向って収束するようにそれぞれ傾斜され、前記多角ナット又は多角ボルトの側面部に対向する前記ソケットの対応ソケット内側面部との間で小さな鋭角を有するように形成された２つの傾斜サブ側面部と、該２つの傾斜サブ側面部と交差される１つの中間サブ側面部と、を有し、前記ソケットの時計回り又は反時計回りの回転時に、前記傾斜サブ側面部の１つが前記ソケットの各対応ソケット内側面部と線接触することなく平面接触し、その結果前記多角ナット又は多角ボルトの頂点部での摩耗や損傷を防ぎ、また、回転時に前記ソケットの中で前記多角ナット又は多角ボルトの滑りを防止する、耐摩耗ナット又はボルトを提供するものである。

本発明によれば、ソケットから多角ナット又は多角ボルトへの滑りを防止することでより安全かつ、より効率的な方法でナット又はボルトを締付けたり、弛緩することができる。また、ソケットの中でのナット又はボルトの摩耗を防止することで耐用年数を長くすることができる。

本発明の実施形態である六角ナット又は六角ボルトの、六角ソケット内部における頭部の横断面図である。 図１においてソケットを時計回り（Ｒ）に回転させた状態の横断面図である。 図１においてソケットを反時計回り（Ｒｃ）に回転させた状態の横断面図である。 本発明の別の好適な実施形態である六角ナット又は六角ボルトの、六角ソケットの内部における頭部の横断面図である。 図４においてソケットを時計回り（Ｒ）に回転させた状態の横断面図である。 図４においてソケットを反時計回り（Ｒｃ）に回転させた状態の横断面図である。 従来の六角ナット又は六角ボルトの、六角ソケット内部における頭部の横断面図である。

本実施形態の六角ナット又は六角ボルト１は、図１〜３に示すように、六角ソケットＳと係合するように設けられ、六角ナット又は六角ボルト１の頭部周囲に多角形をした複数の側面部１１を有し、各側面部１１は、２つの傾斜サブ側面部１２と、この傾斜サブ側面部１２と交差される１つの中間サブ側面部１３と、を有している。

傾斜サブ側面部１２は、頂点部１０１からソケット内側面部Hに向かって収束するようにそれぞれが傾斜され、六角ナット又は六角ボルト１の各側面部１１に対向するソケットＳの対応ソケット内側面部Hとの間で小さな鋭角Ａ１を有するように形成されている。

また、中間サブ側面部１３は、各傾斜サブ側面部１２の端部にそれぞれ形成され、かつ、各対応ソケット内側面部Ｈから隙間Ｐ１を有するように離間して形成された２つの角部１０２で２つの傾斜サブ側面部１２と交差されている。

各中間サブ側面部１３は、図１〜３に示すように半径方向内方に凹むような凹部であってもよく、また、図４〜６に示すように直線状又は平らなサブ側面部１３ａであって、２つの角部１０２と直線的に交差してもよい。

各傾斜サブ側面部１２は、図１〜６に示すものに限定されず、さらに多様な形状、例えば、（図１の断面方向から見た際に）平面として形成されてもよく、凸状または凹状の曲面として形成されてもよい。

小さな鋭角Ａ１は、２度から３０度、好ましくは２度から８度の範囲で変位することができるが、本発明はこの範囲に限定されるものではない。

各傾斜サブ側面部１２は、六角ナット又は六角ボルト１の頂点部１０１と角部１０２との間を連結するように設けられているが、特に図１に示すように、傾斜サブ側面部１２と、側面部１１に対向する対応ソケット内側面部Hとの間の角度が小さな鋭角Ａ１となるように、各頂点部１０１から各ソケット内側面部Hの中間部分に向かって傾斜して形成されている。

傾斜サブ側面部１２は、図１に示すような頂点部１０１、角部１０２及び共通の中心Cから形成される「三角形」の中の１辺から構成される外接側面部１０（本明細書では、ナット又はボルト１の頂点部１０１を通り、共通中心Cを中心とする半径Ｒ１の円における半径方向の面をいう）の外端と、内接側面部１０ｉ（本明細書では、ナット又はボルト１の角部１０２を通り、共通中心Cを中心とする半径Ｒ２の円における半径方向の面をいう）の外端との間を結ぶように形成されている。

つまり、ソケットの角部Ｘ、ナット（又はボルト）の頂点部１０１及び中心Cが直線的に並んだ際に、外接側面部１０は頂点部１０１と共通中心Cとの間の半径Ｒ１と等価になり、内接側面部１０ｉは角部１０２と共通中心Cとの間の半径Ｒ２と等価になる。

したがって、ソケットＳの時計回りの回転Ｒにおいて、外接側面部１０は共通中心Cの周りをソケット内側面部Hの接線方向にある回転角Ａ２で相対的に反時計回りに（半径Ｒ１で）回転することになる。一方で内接側面部１０ｉは、共通中心Cの周りをソケット内側面部Hの接線方向にある回転角Ａ２で相対的に反時計回りに（半径Ｒ２で）回転することになる。この結果、傾斜サブ側面部１２は、図１に示すように実線から点線に移動してソケット内側面部Hと一致する。すなわち傾斜サブ側面部１２は、最終的にソケットＳのソケット内側面部Hと一致するために小さな鋭角Ａ１で回転する。

ところで、ソケットＳが時計回り（Ｒ）に回転する際に、傾斜サブ側面部１２が図１、図２においてソケット内側面部Hと一致すると、ナット（又はボルト）１は、ボルト（又はナット）との締結において安定して回転可能に動かされることになる。つまり、傾斜サブ側面部１２は、（従来のナット又はボルトによる線接触より効果的な）平面接触でソケット内側面部Hと平面的に合致又は係合するので、側面部１１が摩耗したり損傷することがなく、ソケットＳの内部でナット（又はボルト）との滑りを防止し、ナット（又はボルト）とソケットとの間の摩擦による摩耗が防止できることになる。

反時計回り（Ｒｃ）での回転時を、図１〜３におけるソケットＳの時計回りでの回転時と比べても、ナット又はボルトは、同様に弛緩し、又は外れることになる。

他の実施形態である図４〜６に示すものにおいても、ソケットを時計回りに回転させると、ナット又はボルトは、図１〜３と同様に締付けられ、反時計回りに回転させることによって同様に弛緩され、信頼して安全に操作でき、かつ使用時の耐用年数をよくするために十分保護することができる。

さらに、図１において、頂点部１０１、角部１０２及び中心Ｃにより形成される実線の三角形（外接側面部１０、内接側面部１０ｉ及び傾斜サブ側面部１２から成る）と、回転角Ａ２で回転した後にできる破線で示す三角形（外接側面部１０、内接側面部１０ｉ及び傾斜サブ側面部１２から成る）とを比較し、鋭角Ａ１と回転角Ａ２との間における関係を分析する。

角Ａ３は、鋭角Ａ１と、（ソケット角部Ｘと中心Ｃとの間の）放射状の側面部と部分的なソケット内側面部Ｈとの間の角Ａ４との和に等しい。つまり、下記の式のように、
Ａ３＝Ａ１＋Ａ４
である。

他の角Ａ’３は、（ソケット角部Ｘと中心Ｃとの間に形成される）放射状の実線で示す側面部、破線で示す側面部１０及び部分的なソケット内側面部Ｈからなる三角形において、回転角Ａ２に角Ａ４を加えたものに等しい。つまり、下記の式のように、
Ａ’３＝Ａ２＋Ａ４
である。

実線の側面部１０、１０ｉ及び傾斜サブ側面部１２からなる実線の三角形と、破線の側面部１０、１０ｉ及び傾斜サブ側面部１２からなる破線の三角形とは重ね合わせることができ、等しいので、角Ａ３は、他の角Ａ’３と等しくなる。つまり、下記の式のように、
Ａ３＝Ａ’３
である。
よって、Ａ１＋Ａ４＝Ａ２＋Ａ４
従って、Ａ１はＡ２と等しく、鋭角Ａ１は回転角Ａ２に等しいことになる。

ところで、ソケットを回転角Ａ２の範囲内で回転させる場合、ナット（又はボルト）の側面部１１とソケット内側面部Ｈとの間で安定的に平面接触させ、傾斜サブ側面部１２とソケット内側面部Ｈとを一致させるような鋭角Ａ１とするには、鋭角Ａ１は、回転角Ａ２と等しくすべきである。すなわち、鋭角Ａ１が小さくすればするほど、回転角Ａ２も小さくなる。ナット（又はボルト）とソケットとの間で素早い平面的な一致を行わせるには、鋭角Ａ１はできるだけ小さい角度に設計されることであり、これによりソケットによるナット又はボルトの締付け又は弛緩作業を、より速く、効率的で信頼性をもって行うことができる。

従って本発明は、ソケットと、ナット又はボルトとの間で起きる滑りを防止することで、より安全、かつより効率的にナット等の締付け又は弛緩作業ができる。また、ソケットの中でのナット又はボルトの摩耗を防止することで耐用年数を長くすることができる。

同時に、ソケットは、本発明により効果的に保護されることにもなる。

前述のように、いわゆる「サブ側面部」１２は、本発明では論理的に定められることができる。これは、「サブ側面部」がナット又はボルトの側面部１１から副次的に形成、つまり細分されるからである。各側面部１１は、２つの傾斜サブ側面部１２と中間サブ側面部１３を含む３つの「面」を有しているので、六角ナット又は六角ボルトの場合、全体としては合計で１８の「面」（サブ側面部）を有することとなる。

本発明は、当該発明の精神や領域から逸脱することなく変更することができる。例えば、ナット又はボルト１は、六角形のみに限定されるものではなく、八角形、五角形及びその他の多角形状を含む多角形であってもよい。また、ナット又はボルトは、自動車用のナット又はボルトとしても、あるいはその他の工業分野でも使用することができる。

１… ナット又はボルト、
１０… 外接側面部、
１０ｉ… 内接側面部、
１１… （多角形）側面部、
１２… 傾斜サブ側面部、
１３… 中間サブ側面部、
１３ａ… 中間サブ側面部、
１０１… 頂点部、
１０２… 角部、
Ａ１… 鋭角、
Ａ２… 回転角、
Ａ３… 角部、
Ａ’３… 角部、
Ａ４… 角部、
Ｃ… 共通の中心、
Ｈ… ソケット内側面部、
Ｌ… 線、
Ｎ… ナット、
Ｐ１… 隙間、
Ｒ… 時計回り、
Ｒｃ… 反時計回り、
Ｒ１… 半径、
Ｒ２… 半径、
Ｓ… ソケット、
Ｘ… ソケットの角部。

Claims (8)

1. 多角形の穴を有するソケットに係合するように設けられる、頭部周囲に多角形側面部を有する多角ナット又は多角ボルトであって、
   前記多角ナット又は多角ボルトの少なくとも１つの側面部は、
   当該側面部における対向位置にある頂点部から前記ソケットの各対応ソケット内側面部に向って収束するようにそれぞれ傾斜され、前記多角ナット又は多角ボルトの前記側面部に対向する前記ソケットの対応ソケット内側面部との間で小さな鋭角を有するように形成された２つの傾斜サブ側面部と、
   前記各傾斜サブ側面部の端部にそれぞれ形成され、かつ、前記ソケットの各対応ソケット内側面部から離間するように形成された２つの角部で前記２つの傾斜サブ側面部と交差される１つの中間サブ側面部と、
   を有し、
   前記ソケットの回転に基づく当該ソケットによる前記多角ナット又は多角ボルトの締付け若しくは弛緩時に、前記傾斜サブ側面部の１つが前記ソケットの１つのソケット内側面部と平面的に合致するようにしたことを特徴とする耐摩耗ナット及びボルト。
2. 前記各中間サブ側面部は、半径方向内方に凹まされた凹部を有する請求項１に記載の耐摩耗ナット及びボルト。
3. 前記各中間サブ側面部は、前記各傾斜サブ側面部の端部にそれぞれ形成された２つの角部間を直線的に連結する平坦なサブ側面部である請求項１に記載の耐摩耗ナット及びボルト。
4. 前記各傾斜サブ側面部は、平面として形成された請求項１に記載の耐摩耗ナット及びボルト。
5. 前記各傾斜サブ側面部は、曲面として形成された請求項１に記載の耐摩耗ナット及びボルト。
6. 前記鋭角は、２度から３０度の間である請求項１に記載の耐摩耗ナット及びボルト。
7. 前記各傾斜サブ側面部は、前記多角ナット又は多角ボルトの頂点部と前記角部との間に連結するように設けられ、前記ソケットの対応ソケット内側面部との間で小さな鋭角を形成するように、前記頂点部の１つから前記ソケットの対応ソケット内側面部の中間部分に向かって傾斜された請求項１に記載の耐摩耗ナット及びボルト。
8. 前記各傾斜サブ側面部は、前記頂点部の１つと、前記角部の１つと、前記多角ナット及び前記ソケットの共通中心とにより形成される三角形の、１つの内接側面部の外端と１つの外接側面部の外端との間を結ぶように形成され、前記外接側面部は前記ナット又はボルトの頂点部と共通中心との間に形成され、前記内接側面部は前記角部と共通中心との間に形成され、前記ソケットの回転により、前記外接側面部は前記共通中心の周りを前記ソケットのソケット内側面部の接線方向に存在する回転角で相対的に回転し、前記内接側面部は前記共通中心の周りを前記ソケット内側面部の接線方向に存在する前記回転角で相対的に回転して、前記傾斜サブ側面部が前記ソケット内側面部に合致するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の耐摩耗ナット及びボルト。

Images