JP2013530356A - ロックナット及びこれを備える締結ユニット - Google Patents

Abstract

本発明はボルトとナットとの間に締結され、ボルトとナットとの緩みを防止するロックナットにおいて、ボルトと締結される締結孔を備えるナット本体と；ナット本体の一面に突出して形成され、ボルトとナットの締結時、ナット本体が弾性変形されることができるように、第１方向の第１スロットを形成する一対の第１突出部と；ナット本体の他面に突出して形成され、第１方向と異なる第２方向の第２スロットを形成する一対の第２突出部と；を含むことを特徴とするロックナット及びこれを備える締結ユニットに関し、緩み防止機能が向上されたボルトとナットとの緩み防止構造を提供する。

Description

本発明はボルトとナットとの緩みを防止するためのロックナット及びこれを備える締結ユニットに関する。

機械装置に適用される締結器具としてボルトとナットが一般的に使われている。このようなボルトとナットは互いにねじ結合によって締結されて締結対象を締結する構造を成す。ただ、ボルトとナットが締結された状態で長時間にかけて締結構造に振動や衝撃が加えられると、ボルトとナットとの緩み現象が発生する。

このようなボルトとナットとの緩みを防止するために、一般的にスプリングワッシャーが使われている。スプリングワッシャーは切れて捻れた形態を有するコイル状のワッシャーで、ボルトとナットとの間に締結されて、ボルトとナットの締結の時弾性変形される構造を有する。ボルトとナットの締結の時、スプリングワッシャーが押されることによって、ボルトとナットにネジ山の摩擦力が増加する方向に力がかけられ、これによってボルトとナットとの緩みを防止することができる。

上記のようなスプリングワッシャーを利用した方式以外にも、ボルトとナットの間の緩みを防止するための多様な形態の緩み防止構造が提案されている。

本発明は上記のような問題点を鑑みて案出されたもので、従来と異なる形態で、緩み防止機能が向上されたボルトとナットとの緩み防止構造を提供することを目的とする。

また、本発明は製作が簡単であり、半永久的に再使用が可能なボルトとナットとの緩み防止構造を提供することを目的とする。

上述した課題を達するために、本発明はボルトとナットとの間に締結されて、前記ボルトとナットとの緩みを防止するロックナットにおいて、前記ボルトと締結される締結孔を備えるナット本体と、前記ナット本体の一面に突出して形成され、前記ボルトとナットの締結の時、前記ナット本体が弾性変形されることができるように第１方向の第１スロットを形成する一対の第１突出部と、前記ナット本体の他面に突出して形成され、前記第１方向と異なる第２方向の第２スロットを形成する一対の第２突出部とを含むことを特徴とするロックナット及びこれを備える締結ユニットを開示する。

前記第１スロット及び第２スロットは前記第１方向及び第２方向が互いに９０度の角度を成すように形成されることができる。

前記ナット本体と前記第１突出部及び第２突出部の高さの和は前記ボルトのピッチの３倍〜５倍であり、前記第１突出部及び第２突出部の高さは前記ボルトのピッチと同じ高さを有することができる。

前記ロックナットは締結対象と前記ナットとの間に位置するように前記ボルトに締結され、前記第１突出部及び第２突出部は前記締結対象及びナットをそれぞれ支持するように構成されることができる。

上記のような構成の本発明によれば、ナット本体の一面と他面に方向の異なるスロットを形成させたロックナットの構造を通じてボルトとナットとの緩み防止効果をより向上させることができる。

また、本発明のロックナットは分解及び締結が簡単で、且つ、作業性が優れており、簡単な加工工程だけで製作できるという利点がある。

また、本発明のロックナットは永久的に変形されない構造で、半永久的に再使用できるという利点がある。

本発明の一実施例によるロックナット及びこれを備える締結ユニットを示す斜視図である。 図１に示したロックナットを下側方向から見た斜視図である。 締結ユニットを利用して締結対象を締結する過程を示す正面図である。 ボルトとナットが完全に締結されてロックナットが弾性変形された状態を示す正面図である。 ボルトとナットが完全に締結されてロックナットが弾性変形された状態を示す側面図である。

以下、本発明に係るロックナット及びこれを備える締結ユニットについて図面を参照してより詳しく説明する。

図１は本発明の一実施例によるロックナット及びこれを備える締結ユニットを示す斜視図であり、図２は図１に示したロックナットを下側方向から見た斜視図である。

図１によれば、締結ユニットはボルト１００、ナット２００及びロックナット３００を含む。

ボルト１００は、ヘッド部１１０とネジ山が形成されたネジ山部１２０とを含む。そして、ナット２００は、締結対象１０（図３を参照）を締結することができるように、ボルト１００に締結される。このために、ナット２００はネジ山が形成されたねじ孔２２０を備え、ボルト１００のネジ山部１２０がナット２００のねじ孔２２０に挿入及びねじ締結されることによって、ボルト１００とナット２００とが互いに締結される。

ロックナット３００はボルト１００とナット２００との間に締結され、ボルト１００とナット２００の緩みを防止する機能をする。固定物体の遊動が必要な場合、ロックナット３００はナット２００と異なるナットの間に締結されることも可能である。

図１及び図２によれば、ロックナット３００はナット本体３１０、第１突出部３２０及び第２突出部３３０を含む。

ナット本体３１０はボルト１００と締結される締結孔３０１を備える。締結孔３０１にはネジ山が形成され、ボルト１００のネジ山部１２０はナット本体３１０の締結孔３０１にねじ締結される。

第１突出部３２０はナット本体３１０の一面（図１及び図２によれば、上面）に突出して形成され、第１方向（方向Ｉ）のスロットを形成するように一対に形成される。ここで、第１方向（方向Ｉ）はナット本体３１０の水平方向に沿う何れの方向を意味する。図１によれば、一対の第１突出部３２０はナット本体３１０の上面両端にそれぞれ突出されて、その間に第１スロット３２１が形成される。即ち、第１突出部３２０とナット本体３１０は互いに段差を有し、第１突出部３２０はボルト１００とナット２００の締結の時ナット本体３１０が弾性変形されることができるようにする。

第２突出部３３０はナット本体３１０の他面（図１及び図２によれば、下面）に突出して形成され、第２方向（方向ＩＩ）の第２スロット３３１を形成するように一対に形成される。ここで、第２方向（方向ＩＩ）はナット本体３１０の水平方向に沿って、第１方向（方向Ｉ）と異なる方向を意味する。図２によれば、一対の第２突出部３３０はナット本体３１０の下面両端にそれぞれ突出されて、その間に第２スロット３３１が形成されるようにする。第２突出部３３０は第１突出部３２０と同じく、ボルト１００とナット２００の締結の時ナット本体３１０が弾性変形されることができるようにするためのものである。

第１方向（方向Ｉ）と第２方向（方向ＩＩ）はナット本体３１０の中心を中心に所定角度を成すことができる。本実施例は、第１方向（方向Ｉ）と第２方向（方向ＩＩ）が互いに９０度の角度を成すように形成されたことを例示している。これは、ナット本体３１０の弾性変形の時、ナット本体３１０の変形部位の角度が９０度を成すようにすることが力の伝達の面で最も有利であるからである。ただ、本発明はこれに限定されるのではなく、第１方向（方向Ｉ）と第２方向（方向ＩＩ）が９０度と異なる角度を成すことも可能である。

ナット本体３１０と第１突出部３２０及び第２突出部３３０の高さの和はボルト１００のピッチ（ｐｉｔｃｈ）の３倍〜５倍を有することが適切であり、第１突出部３２０及び第２突出部３３０の高さはボルト１００のピッチと同一に形成することが好ましい。

このようなロックナット３００は、一般のナットの両面に圧力（ｐｒｅｓｓｉｎｇ）を加えるか、エッチング（ｅｔｃｈｉｎｇ）をするなどの工程などで、第１スロット３２１及び第２スロット３３１を形成して製作することができる。同時に、第１突出部３２０及び第２突出部３３０を一般のナットの両面に追加形成させることも可能である。

図３は締結ユニットを利用して締結対象を締結する過程を示す正面図であり、図４はボルトとナットが完全に締結されてロックナットが弾性変形された状態を示す正面図である。

図３及び図４は締結ユニットを利用して締結対象１０である第１部材１１及び第２部材１２を締結することを例示している。ボルト１００のネジ山部１２０は第１部材１１及び第２部材１２にそれぞれ形成された貫通孔を貫通し、ロックナット３００とナット２００はボルト１００のヘッド部１１０の反対側でボルト１００のネジ山部１２０に順次に締結される。即ち、ロックナット３００は締結対象１０とナット２００との間に位置するようにボルト１００に締結される。この時、第１突出部３２０と第２突出部３３０は締結対象１０及びナット２００をそれぞれ支持する構造を有する。

例えば、ボルト１００のヘッド部１１０が第１部材１１を支持する場合、ロックナット３００の第１突出部３２０は第２部材１２を支持し、第２突出部３３０はナット２００を支持する。

ボルト１００とナット２００を締め付けて完全に締結させると、一対の第１突出部３２０にそれぞれボルト１００の軸方向に沿う応力が加えられ、それによって、図４のように、ナット本体３１０に弾性変形が発生される。参考に、図４は説明の便宜上ナット本体３１０の変形量を誇張して示したものである。

ナット本体３１０の弾性変形によってナット本体３１０には弾性復元力が発生する。このような弾性復元力は、ボルト１００とナット２００に伝達されてボルト１００のネジ山とナット２００のネジ山との間の摩擦力を増大させる。

図５はボルトとナットが完全に締結されてロックナットが弾性変形された状態を示す側面図である。

図４に係る説明と同じく、ボルト１００とナット２００が締められるほど一対の第２突出部３３０にそれぞれ軸方向の応力が加えられ、それによって、図５のように、ナット本体３１０に弾性変形が発生する。ここで、ナット本体３１０の変形方向は図４における変形方向と反対になる。本発明では第１スロット３２１と第２スロット３３１を互いに異なる方向に形成させて、ロックナット３１０がボルト１００とナット２００に弾性復元力を効果的に伝達することができる構造を具現した。

本実施例によれば、ロックナット３００の一面と他面に互いに９０度だけ異なる方向に弾性変形が発生する。それによって、ボルト１００とナット２００の円周面上にそれぞれ２つの弾性変形された谷と山がボルト１００の長手方向に向かって形成されて、複数のネジ山の間にかかる力を増大させることができる。従って、ボルト１００とナット２００の緩み防止効果をより向上させることができる。

また、ロックナット３００はスパナなどの工具を使って簡単に分解することができて作業性が優れており、一般のナットに簡単な工程だけ加えれば製作することができるので、製作が簡単であるという利点がある。

一方、ボルトとナットの締結構造としてスプリングワッシャーを利用した場合、長期間使用する時スプリングワッシャーに永久変形が発生して、緩み防止性能が低下され、再使用が不可能な問題があるが、本発明のロックナット３００はナット自体の弾性変形を利用するので、上記のような問題点を解決することができる。

以上では、本発明によるロックナット及びこれを備える締結ユニットを添付した図面を参照して説明したが、本発明は本明細書に開示された実施例と図面によって限定されるのではなく、本発明の技術思想の範囲内で当業者によって多様な変形が行われることができる。

Claims (5)

1. ボルトとナットとの間に締結され、前記ボルトとナットとの緩みを防止するロックナットにおいて、
   前記ボルトと締結される締結孔を備えるナット本体と；
   前記ナット本体の一面に突出して形成され、前記ボルトとナットの締結時、前記ナット本体が弾性変形されることができるように、第１方向の第１スロットを形成する一対の第１突出部と；
   前記ナット本体の他面に突出して形成され、前記第１方向と異なる第２方向の第２スロットを形成する一対の第２突出部と；を含むことを特徴とするロックナット。
2. 前記第１スロット及び第２スロットは、前記第１方向及び第２方向が互いに９０度の角度を成すように形成されることを特徴とする請求項１に記載のロックナット。
3. 前記ナット本体と前記第１突出部及び第２突出部の高さの和は前記ボルトのピッチの３倍〜５倍を成し、
   前記第１突出部及び第２突出部の高さは前記ボルトのピッチと同じであることを特徴とする請求項１に記載のロックナット。
4. ボルトと；
   締結対象を締結することができるように前記ボルトに締結されるナットと；
   前記ボルトとナットとの間に締結され、前記ボルトとナットとの緩みを防止する請求項１〜３の中の何れか一項に記載のロックナットと；を含むことを特徴とする締結ユニット。
5. 前記ロックナットは前記締結対象と前記ナットとの間に位置するように前記ボルトに締結され、前記第１突出部及び第２突出部は前記締結対象及びナットをそれぞれ支持することを特徴とする請求項４に記載の締結ユニット。

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