JP2013224679A - 二重ナット - Google Patents

Abstract

【課題】 簡易に製造できるとともに製造工程を減らすことで製造コストを抑制することのできる二重ナットを提供する。
【解決手段】 ボルトＢと螺合する雌ねじ孔２１と同心で、かつナットの一端面から外側に向けて縮径された円錐台形凸状の凸部２２を有する第一ナット２と、前記ボルトＢと螺合する雌ねじ孔３１と同心で、かつナットの一端面に前記凸部２２を嵌入可能な円錐台形凹状の凹部３２を有する第二ナット３とから構成される二重ナット１であって、前記第二ナット３には、前記凸部２２を前記凹部３２に嵌入させたときに、前記凸部２２の外周面を押圧可能なように前記凹部３２の内周面の一部を内方向に突出させてなる偏心用突起３３が形成されている。
【選択図】 図１０

Description

本発明は、ボルトにナットを締結する際の緩止めに用いられる二重ナットに関するものである。

二重ナットは、ボルトに締結したナットの上にもう一つナットを重ねて締結し、両ナットが圧接することにより生じる摩擦力によって、ナットの緩みを防止する機能を備えたものである。このような従来の一般的な二重ナットでは、一方のナットに端部から突出させた凸部を設けるとともに、他方のナットに前記凸部を嵌入可能な凹部を設け、前記凸部または前記凹部のいずれかを偏心させてある。この構成により両ナットを締結した際に偏心による押圧力で生じる圧接面での摩擦抵抗によりナットが緩みにくいという作用を生じる。

例えば、実開昭４８−２９２５７号公報には、上面部に適当な深さの凹部を有する締付ナットと、前記凹部に嵌合する凸部を有する緩止めナットとからなり、前記凸部の中心がボルトの軸心線に対して若干偏心されているロックナットが提案されている。この特許文献１によれば、ボルトに締結された緩止めナットには、前記ボルトの軸心線に対して直交する方向にせん断力が生じるとともに、締付ナットには緩止めナットとは反対方向のせん断力が生じるため 、ナットとボルトとが圧接し、そこで生じる摩擦力により緩止め作用を高めることができるとされている。

また、特開平６−３３７０１２号公報には、下ナットの上部にテーパ付きの凸部を形成するとともに上ナットの下部に偏心したテーパ付きの凹部を形成してなる偏心ダブルナットにおいて、前記上ナットの周辺下部に、そのナット径よりも大きい径のフランジを設けた偏心ダブルナットが提案されている（特許文献２）。この特許文献２によれば、前記特許文献１に記載の発明と同様、下ナットが締結ナットとして機能し、上ナットが緩止めナットとして機能するとされている。また、前記上ナットを締結する際に、締結具が上ナットの周辺下部に設けたフランジに当接するため、締結具が下ナットに干渉することがないとされている。

実開昭４８−２９２５７号公報 特開平６−３３７０１２号公報

しかしながら、特許文献１および特許文献２に記載された発明においては、いずれも凸部または凹部を雌ねじ孔の軸心から偏心するように加工する必要があり、前記凸部または前記凹部と雌ねじ孔とを同時に加工することができない。つまり、偏心するように別途、加工する必要があり、手間と加工コストが増すという問題がある。

また、特許文献２に記載された発明においては、偏心させるとともに、別途上ナットに前記フランジを設ける必要があり、加工コストがさらに増すという問題もある。

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、簡易に製造できるとともに製造工程を減らすことで製造コストを抑制することのできる二重ナットを提供することを目的としている。

本発明に係る二重ナットは、ボルトと螺合する雌ねじ孔と同心で、かつナットの一端面から外側に向けて縮径された円錐台形凸状の凸部を有する第一ナットと、前記ボルトと螺合する雌ねじ孔と同心で、かつナットの一端面に前記凸部を嵌入可能な円錐台形凹状の凹部を有する第二ナットとから構成される二重ナットであって、前記第二ナットには、前記凸部を前記凹部に嵌入させたときに、前記凸部の外周面を押圧可能なように前記凹部の内周面の一部を内方向に突出させてなる偏心用突起が形成されている。

また、本発明の一態様として、前記偏心用突起は、周方向に沿って異なる突出高さを有するものであって、当該二重ナットを前記ボルトに螺合させた際に前記凸部を押圧する先手側の突出高さが後手側よりも低く形成されていてもよい。

さらに、本発明の一態様として、前記偏心用突起は、前記第二ナットの外側面の一部を内方向に押圧して塑性変形させることにより前記凹部に突出形成されているとともに、その押圧による塑性変形により前記第二ナットの外側面の一部を外方向に突出させてなるガイド用突起が形成されていてもよい。

本発明によれば、簡易に製造できるとともに製造工程を減らして製造コストを抑制することができ、締結作業の効率を向上させることができる。

本発明に係る二重ナットにおける第一ナットの一実施形態を示す斜視図である。 本発明に係る二重ナットにおける第二ナットの一実施形態を示す斜視図である。 本実施形態における第二ナットを示す底面図である。 本実施形態における第二ナットを示す４Ａ−４Ａ線縦断面図である。 本実施形態における第二ナットを示す側面図である。 本実施形態における第二ナットを示す６Ａ−６Ａ線横断面図である。 本発明に係る二重ナット締結具の一実施形態を示す斜視図である。 本実施形態における二重ナット締結具を示す底面図である。 本実施形態の二重ナット締結方法であって、（ａ）二重ナット嵌入工程を示す模式図、（ｂ）ボルトに二重ナットを螺合させる動作を示す模式図、（ｃ）二重ナット仮止工程および締結具差替工程を示す模式図、（ｄ）締結具差替工程の差し替え動作を示す模式図、（ｅ）締結具の差し替え後に第二ナットの締結動作を示す模式図、および（ｆ）二重ナットの締結が完了した状態を示す模式図である。 （ａ）本実施形態の二重ナットの締結方法における第二ナットの仮止めをした状態を示す縦断面図、および、（ｂ）同方法における第二ナットの締結作業後の状態を示す縦断面図である。

以下、本発明に係る二重ナットの一実施形態について図面を用いて説明する。図１は、本実施形態の二重ナット１の第一ナット２を示す斜視図であり、図２は、第二ナット３を示す斜視図である。

本実施形態の二重ナット１は、図１および図２に示すように、第一ナット２および第二ナット３から構成される。

第一ナット２は、図１に示すように、六角ナットであって、ボルトＢと螺合する雌ねじ孔２１と、後述する第二ナット３の凹部３２に嵌入される凸部２２とを有する。前記凸部２２は、前記雌ねじ孔２１と同心で、かつナットの一端面から外側に向けて縮径された円錐台形凸状に形成されている。なお、本実施形態における第一ナット２は、第二ナット３よりも先に前記ボルトＢに螺合して締結対象物に締結される締結ナットとして機能するものである。

第二ナット３は、図２ないし図６に示すように、第一ナット２と同型の六角ナットであって、ボルトＢと螺合する雌ねじ孔３１と、前記第一ナット２の凸部２２を嵌入させる凹部３２とを有する。前記凹部３２は、前記雌ねじ孔３１と同心で、かつナットの一端面に前記凸部２２を嵌入可能な円錐台形凹状に形成されている。

また、凹部３２の内周面には偏心用突起３３が形成されている。この偏心用突起３３は、図３，図４および図６に示すように、前記凹部３２の内周面の一部を内方向に突出させて形成されている。すなわち、偏心用突起３３を設けることにより、前記偏心用突起３３と、この偏心用突起３３と軸対称にある前記凹部３２の内周面との中点が、雌ねじ孔３１の軸線に対して偏心するようになっている。

また、本実施形態における偏心用突起３３は、周方向に沿って異なる突出高さを有するように形成されており、二重ナット１をボルトＢに螺合させた際に凸部２２を押圧する先手側Ｆの突出高さが後手側Ｒよりも低く形成されている。すなわち、本実施形態における偏心用突起３３は、図３に示すように、締め付け方向において先に当接する部分よりも後に当接する部分が徐々に高くなるように形成されており、締め付け開始時は軽い力で締め付けられ、締め付け操作が進むにつれて徐々に大きい力を要し、これに応じて押圧力も大きくなって緩み止め効果が高まるようになっている。

また、偏心用突起３３は、金型成型やプレス加工等、適宜選択される加工方法により形成することが可能であるところ、本実施形態では、プレス機を使用して、図４に示すように、前記凹部３２の外周面をプレスして内方向に突出させ、塑性変形により形成されている。

以上より、第二ナット３は、凸部２２を凹部３２に嵌入させたときに、偏心用突起３３が前記凸部２２の外周面を押圧することで、ボルトＢの軸心線に対して直交する方向にせん断力を与えるようになっており、緩止め作用を発揮する緩止めナットとして機能する。

また、本実施形態における第二ナット３の外周面には、ガイド用突起３４が形成されている。このガイド用突起３４は、後述する二重ナット締結具４の下端面を係止させて、前記二重ナット締結具４のナット収容部４１が第一ナット２に嵌合しないようにするためのものであり、図２，図３，図５および図６に示すように、外周面の一部を外方向に突出させて、二重ナット締結具４が係止可能な高さに形成されている。

また、ガイド用突起３４は、加工工程を簡易にするために前記偏心用突起３３を形成するのと同時に前記凹部３２の外周面の一部を押圧し、その押圧による塑性変形により形成されている。

なお、第一ナット２および第二ナット３は、六角ナットに限定されるものではなく、四角ナットや八角ナット等の多角ナット、円形ナット、あるいは非円形ナットであってもよく、また、緩止めナットとして上側に設けられるナットについては、袋ナット、蝶ナット、アイナットおよび雌ねじを有する部品等であってもよい。

次に、本実施形態の二重ナット１の締結に用いられる二重ナット締結具４について説明する。本実施形態の二重ナット締結具４は、図７に示すように、ボックスレンチやソケットレンチ等のソケットを備えた締結具であり、主として、前記二重ナット１を嵌入させるナット収容部４１と、前記第二ナット３のガイド用突起３４を嵌合させて奥側へ案内するガイド溝４２とを有する。なお、二重ナット締結具４は、ソケットレンチ用のソケットに限定されず、メガネレンチやドライバー等の先端部に同等の構成を有するようにしてもよい。

ナット収容部４１は、図７ないし図９に示すように、前記二重ナット１と同型の六角形凹状に形成されており、前記第一ナット２および前記第二ナット３を重ねた二重ナットを嵌入可能な形状および深さを備えている。

ガイド溝４２は、図７ないし図９に示すように、第二ナット３をナット収容部４１に嵌入させる際にガイド用突起３４を嵌合させて奥側へ案内するための溝であり、前記ナット収容部４１の内周面において上下縦方向に直線状の凹溝に形成されている。

なお、本実施形態の二重ナット１の締結に用いられる締結具は、上記二重ナット締結具４に限定されるものではなく、一般的に市販されているスパナやトルクレンチ等であってもよい。

次に、本実施形態の二重ナット１の各構成の作用について、上記二重ナット締結具４を用いて前記二重ナット１を締結する方法とともに説明する。

本実施形態における二重ナット１を締結する方法は、二重ナット締結具４に前記二重ナット１をセッティングする二重ナット嵌入工程と、前記二重ナット１を仮止めする二重ナット仮止工程と、前記二重ナット締結具４の嵌入位置を差し替える嵌入位置差替工程と、第二ナット３のみを回転操作して前記二重ナット１の締結を完了させる締結完了工程とを有する。

以下、各工程について図面を用いながら詳細に説明する。

二重ナット嵌入工程は、第二ナット３とともに第一ナット２を二重ナット締結具４のナット収容部４１に嵌入する工程である。本実施形態では、図９（ａ）に示すように、前記二重ナット締結具４のガイド溝４２に前記第二ナット３のガイド用突起３４を嵌入させて位置合わせし、当該ガイド用突起３４を前記ガイド溝４２に沿って奥側へ移動させて前記第二ナット３と前記第一ナット２とをナット収容部４１内に嵌入する。ここで、前記第一ナット２の凸部２２は、前記第二ナット３の凹部３２に設けられた偏心用突起３３に軽く当接しており、前記凹部３２内に遊嵌ないしわずかに嵌入した状態であって完全に嵌入されてはいない。

なお、第二ナット３と第一ナット２とは別々にナット収容部４１へ嵌入してもよいし、予め第一ナット２の凸部２２と第二ナット３の凹部３２とを重ね合わせて一緒に嵌入してもよい。

二重ナット仮止工程は、図９（ｂ）に示すように、二重ナット締結具４により二重ナット１を回転操作して、ボルトＢに螺合させて締結対象物に第一ナット２を締結するとともに第二ナット３を仮止めする工程である。二重ナット仮止工程完了後には、図１０（ａ）に示すように、前記第一ナット２は前記ボルトＢに螺合して前記締結対象物に対して完全に締結される。

一方、第二ナット３は第一ナット２とともにボルトＢに螺合されて、前記第一ナット２の締結とともに前記ボルトＢに対して途中まで締結される。つまり、図１０（ａ）に示すように、前記第一ナット２の凸部２２は、第二ナット３の凹部３２に設けられた偏心用突起３３に当接するだけであり、軸心線に対して直交する方向にせん断力は生じておらず、二重ナット１は仮止めされた状態となる。

以上より、二重ナット仮止工程では、第一ナット２を完全に締結する作業と同時に、第二ナット３を仮止めさせることができる。

嵌入位置差替工程は、二重ナット締結具４を二重ナット１から一旦取り外すとともに、前記二重ナット締結具４の位置をずらして嵌め直す工程である。具体的には、図９（ｃ）に示すように、二重ナット仮止工程によって仮止めされた前記二重ナット１から前記二重ナット締結具４を一旦取り外す。次に、図９（ｄ）に示すように、取り外した二重ナット締結具４をガイド溝４２が第二ナット３のガイド用突起３４と嵌合しないように位置をずらして、再度、二重ナット１に差し込むことで、嵌入位置を差し替える。

締結完了工程は、第二ナット３を締結することにより第一ナット２の緩み止めを行うことで、二重ナット１の締結を完了させる工程である。図９（ｅ）に示すように、差し替えられた二重ナット締結具４の下端面は、ガイド用突起３４に当接し、それ以上深く嵌入させることができなくなる。よって、前記二重ナット締結具４は、前記第二ナット３のみを嵌入させた状態になり、第一ナット２とは干渉していない。この状態で、二重ナット締結具４を回転操作することで、前記第二ナット３のみが回転されてボルトＢに締結される。

また、締結完了工程における第二ナット３は、回転操作によりボルトＢに沿って螺進することで、凹部３２に設けられた偏心用突起３３が第一ナット２の凸部２２を押圧しながら回転する。前記凸部２２は円錐台形凸状に形成されており、螺進するにつれて、偏心用突起３３から受ける押圧が強くなる。

さらに、偏心用突起３３が締め付け方向において先に当接する部分よりも後に当接する部分が徐々に高くなっているため、押圧する位置が、先手側Ｆの低い突起部から後手側Ｒの高い突起部へと次第に移動することにより、締め付けトルクが最初は軽く、締め付けの後半に至るにつれて徐々に大きくなって、押圧力および押圧面積を徐々に大きくすることができる。このため、全体として締め付け操作がスムーズになるし、二重ナット締結具４に伝わるトルクの程度によって締め付け効果の程度を感じ取ることができる。よって、作業者は締め付け操作を中途半端な位置で終わらせることがなく、自然と最後までしっかりと締結する結果となり、確実に高い緩み止め効果が得られる。

以上のような操作により、図１０（ｂ）に示すように、第二ナット３はボルトＢの軸心線に対して直交する方向にせん断力を生じさせるとともに、第一ナット２には第二ナット３と反対方向のせん断力が生じる。そして、第一ナット２の雌ねじ孔２１および第二ナット３の雌ねじ孔３１がボルトＢに圧接され、そこで生じる摩擦力により緩止め作用が高められる。

最後に、二重ナット１から二重ナット締結具４を取り外すことにより、締結作業が完了する。

以上のような本実施形態の二重ナット１によれば、以下の効果を得ることができる。
１．二重ナット１の軸心をずらさずに雌ねじ孔２１，３１と凸部２２または凹部３２とを加工するため、製造が簡単であり、製造コストも下げられる。
２．偏心用突起３３を設けることで締結時に偏心作用による緩み止め効果を発揮させることができる。
３．偏心用突起３３とガイド用突起３４とを一度のプレス作業で形成することができ、簡単に製造できる。
４．締結用のナットの締付作業と緩止め用のナットの仮止め作業とを同時に行うことができ、その後、二重ナット締結具４を簡単に差し替えて締結を完了することができるため締結作業効率が向上する。
５．偏心用突起３３の高さを締め付け方向において変化させているため、締め付け操作が容易であるとともに、締め付けの程度を手で感じることができるため、自然にしっかりと締め付け操作する結果となって高い緩み止め効果が得られる。

なお、本発明に係る二重ナットは、前述した一実施形態に限定されるものではなく、適宜変更することができる。

例えば、第一ナット２と第二ナット３を逆さまにし、第二ナット３を締結ナットとして使用し、凸部２２を有する第一ナット２を緩止めナットとして使用してもよい。

１ 二重ナット
２ 第一ナット
３ 第二ナット
４ 二重ナット締結具
２１ 雌ねじ孔
２２ 凸部
３１ 雌ねじ孔
３２ 凹部
３３ 偏心用突起
３４ ガイド用突起
４１ ナット収容部
４２ ガイド溝
Ｂ ボルト
Ｆ 先手側
Ｒ 後手側

Claims (3)

1. ボルトと螺合する雌ねじ孔と同心で、かつナットの一端面から外側に向けて縮径された円錐台凸状の凸部を有する第一ナットと、前記ボルトと螺合する雌ねじ孔と同心で、かつナットの一端面に前記凸部を嵌入可能な円錐台凹状の凹部を有する第二ナットとから構成される二重ナットであって、
   前記第二ナットには、前記凸部を前記凹部に嵌入させたときに、前記凸部の外周面を押圧可能なように前記凹部の内周面の一部を内方向に突出させてなる偏心用突起が形成されている二重ナット。
2. 前記偏心用突起は、周方向に沿って異なる突出高さを有するものであって、当該二重ナットを前記ボルトに螺合させた際に前記凸部を押圧する先手側の突出高さが後手側よりも低く形成されている請求項１に記載の二重ナット。
3. 前記偏心用突起は、前記第二ナットの外側面の一部を内方向に押圧して塑性変形させることにより前記凹部に突出形成されているとともに、その押圧による塑性変形により前記第二ナットの外側面の一部を外方向に突出させてなるガイド用突起が形成されている請求項１または請求項２に記載の二重ナット。

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