JP2017141853A - ボルトとナットとからなる締結具の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】何ら締結作業性を変えることなく、螺合した締め付けナットと緩み止めナットとを一体化させ、締め付けナットの緩みを確実に防止し得るボルトとナットとからなる締結具の製造方法を提供すること。
【解決手段】２段ボルト１に螺合した締め付けナット５と緩み止めナット８との当接面に係合手段を有するボルトとナットとからなる締結具の製造方法であって、上記締め付けナット或いは上記緩み止めナットの当接面の一方に、リング状突起７を形成し、他方に、前記リング状突起の幅より若干広い幅の溝部１０を有する挟持突起１１と、前記挟持突起の締め付け方向の後方に押圧突起１２とを形成し、上記緩み止めナットの上記締め付けナットへの締め付け時に、前記挟持突起によってリング状突起の変形を規制した状態で前記押圧突起によりリング状突起を掘り起こして押し上げ、係合手段となる膨出部３０を形成するボルトとナットとからなる締結具の製造方法とした。
【選択図】図１１

Description

本発明は、締結具の製造方法に関するもので、特にボルトとナットとからなる締結具の製造方法に関するものである。

従来から、ボルトとナットとからなる締結具の緩み止め構造として、一本のボルトに二つのナットを螺合した緩み止め構造、いわゆるダブルナット式とした緩み止め構造が存在する。これは、ボルトに螺合した締め付けナットに続いて緩み止めナットを螺合して締め付け、振動等によって締め付けナットが緩む方向に回転するのを、緩み止めナットによって阻止するものである。

この緩み止め構造は、締め付けナットと緩み止めナットの双方に同一ピッチの雌ネジを形成し、それと同一ピッチの雄ネジを軸部に形成したボルトに螺合し、締め付けた両ナット間に生じる摩擦力によって、締め付けナットの緩みを防止するものである。

従来のこうした構造に係るボルトとナットとからなる締結具は、締め付けナットの緩みをある程度防止することができるものの、大きな振動が長時間加わると、締め付けナットと緩み止めナットがいわゆる供回りを起こし、ボルトから緩んでしまうといった問題があった。

そこで、本件出願人等は、先に振動などによりナットが供回りを起こすことがなく、有効にナットの緩みを防止し得るボルトとナットとからなる締結具を考案し、実用新案登録出願を行った（特許文献１）。
この実用新案登録出願を行った締結具は、ボルトの軸部を本体軸部とその先端側に存在する細径軸部とし、前記本体軸部に並目ネジの雄ネジを形成し、前記細径軸部に細目ネジの雄ネジを形成すると共に、前記並目ネジに螺合する雌ネジを締め付けナットに形成し、前記細目ネジに螺合する雌ネジを緩み止めナットに形成することにより、前記本体軸部に締め付けナットを螺合させ、前記細径軸部に緩み止めナットを螺合させるようにした、ボルトとナットとからなる締結具である。

上記したボルトとナットとからなる締結具によれば、締め付けナットと緩み止めナットのピッチが異なるので、両ナットが供回りを起こすことがなく、よって締め付けナットの緩みを効果的に防止することができるものであった。また、並目ネジと細目ネジとが同一部分に重複して形成されていないため、並目ネジに欠損部分がなく、該並目ネジに螺合させる締め付けナットを強く締め付けることができると共に、緩み止めナットを螺合させる細目ネジは、ボルトの先端側の細径軸部に形成されているため、締め付けナットを螺合させる場合に該細目ネジが邪魔となることもないものであった。

一方、特許文献２、３には、２つのナットを用いたダブルナット式のボルトとナットとからなる締結具において、そのナット同士の当接面に、それぞれ鋸刃状等の凹凸部を予め形成し、両ナットを一体化させ、ボルトからの緩みを防止する技術が開示されている。

登録実用新案第３１７９８７４号公報 特開２００４−２０４８６７号公報 登録実用新案第３１５３１３０号公報

しかしながら、上記した特許文献１に開示された締結具は、ナット間の摩擦力により締め付けナットと緩み止めナットとが独立して動くことができず、一体となって動く状態である場合には、両ナットはピッチが異なるために供回りすることはできず、有効に締め付けナットの緩みを防止できるものではあったが、何らかの要因で細目ネジに螺合した緩み止めナットが先に独立して緩んでしまった場合には、その後はもはや両ナットを一体として供回りさせるナット間の摩擦力は働かず、それぞれのナットが独立して緩んでしまうことが起こり得ることから、締め付けナットの緩み、及びそのボルトからの脱落が懸念されるものであった。

また、特許文献２、３に開示されたナット同士の当接面に、それぞれ鋸刃状等の凹凸部を予め形成しておく技術にあっては、特許文献２の〔０００４〕段にも記載されているように、副ナットの主ナットへの締め付け時に、過度の荷重がかかった状態で両凹凸部が擦り合わされるため、係合手段である凹凸部が損傷してしまい、その結果、主ナットと副ナットとの当接面が噛合されにくく、主ナットの緩みを効果的に防止することができないことが生じていた。

本発明は、上述した先行技術が有する種々の課題に鑑み成されたものであって、その目的は、何ら締結作業性を変えることなく、螺合した締め付けナットと緩み止めナットとを一体化させ、締め付けナットの緩み、しいては締結具の緩み確実に防止し得るボルトとナットとからなる締結具の製造方法を提供することにある。

上記した目的を達成するため、本発明は、次の（１）〜（３）に記載のボルトとナットとからなる締結具の製造方法とした。
（１）ボルトの軸部を本体軸部とその先端側に存在する細径軸部とし、前記本体軸部に雄ネジを形成し、前記細径軸部に前記本体軸部に形成した雄ネジよりピッチの狭い雄ネジを形成すると共に、前記本体軸部に形成した雄ネジに螺合する雌ネジを締め付けナットに形成し、前記細径軸部に形成した雄ネジに螺合する雌ネジを緩み止めナットに形成することにより、前記本体軸部に締め付けナットを螺合させ、前記細径軸部に緩み止めナットを螺合させるようにしたボルトとナットとからなる締結具において、上記締め付けナットと上記緩み止めナットの当接面に、両ナットの相対的な回転を阻止する係合手段を有するボルトとナットとからなる締結具の製造方法であって、上記締め付けナット或いは上記緩み止めナットの当接面の一方に、リング状突起を形成し、上記締め付けナット或いは上記緩み止めナットの当接面の他方に、前記リング状突起の幅より若干広い幅の溝部を有する挟持突起と、前記挟持突起の締め付け方向の後方に押圧突起とを形成し、上記緩み止めナットの上記締め付けナットへの締め付け時に、前記挟持突起によって前記リング状突起の変形を規制した状態で前記押圧突起によりリング状突起を掘り起こして押し上げ、挟持突起と押圧突起との間に係合手段となる膨出部を形成することを特徴とする、ボルトとナットとからなる締結具の製造方法。
（２）上記リング状突起が、上記締め付けナットの上記緩み止めナットとの当接面に形成され、上記挟持突起及び押圧突起が、上記緩み止めナットの上記締め付けナットとの当接面に形成されていることを特徴とする、上記（１）に記載のボルトとナットとからなる締結具の製造方法。
（３）上記挟持突起及び押圧突起が、上記リング状突起に対向する円周上に等間隔を開けて複数組形成されていることを特徴とする、上記（１）又は（２）に記載のボルトとナットとからなる締結具の製造方法。

上記した本発明に係るボルトとナットとからなる締結具の製造方法によれば、締め付けナットと緩み止めナットの当接面に、両ナットの相対的な回転を阻止する係合手段を有する締結具を製造できるため、締め付けナットと緩み止めナットとは一体となり、独立して回ることができない状態となる。一方、本発明が対象としているボルトとナットとからなる締結具は、本体軸部に形成した雄ネジに螺合する締め付けナットと、細径軸部に形成した前記本体軸部の雄ネジよりピッチの狭い雄ネジに螺合する緩み止めナットとからなるものであるため、両ナットの回転による進度が異なり、締め付けナットと緩み止めナットとは供回りを起こすことができない状態のものである。上記した本発明の締結具の両作用、即ち、係合手段により締め付けナットと緩み止めナットとを一体化させる作用と、ピッチ差を設けて締め付けナットと緩み止めナットとの供回りを阻止する作用とが相俟って、ナットの緩みを確実に防止し得る締結具を製造することができる。

本発明において使用するボルトの一実施形態を示した側面図である。 本発明において使用する締め付けナットの一実施形態を示した上方視斜視図である。 図２に示した締め付けナットの断面図である。 本発明において使用する緩み止めナットの一実施形態を示した下方視斜視図である。 図４に示した緩み止めナットの正面図である。 図４に示した緩み止めナットの平面図である。 図４に示した緩み止めナットの底面図である。 図１、図２そして図４に示したボルト、締め付けナット及び緩み止めナットを使用した締結構造の一実施形態を示した図であって、ボルトに締め付けナット及び緩み止めナットを螺合させる前の状態を示した一部を断面とした側面図である。 図８に示した締結構造において、ボルトに締め付けナットを螺合させた状態を示した一部を断面とした側面図である。 図８に示した締結構造において、ボルトに締め付けナット及び緩み止めナットを螺合させた状態を示した一部を断面とした側面図である。 緩み止めナットの締め付けナットへの締め付け時における、両ナットの当接面の状況を示した概念的な緩み止めナットの一部底面図である。 緩み止めナットの締め付けナットへの締め付け時における、両ナットの当接面の状況を示した概念的な一部側面図である。

以下、上記した本発明に係るボルトとナットとからなる締結具の製造方法の実施形態を、図面を示して詳細に説明する。

本発明において使用するボルト１は、図１に示したように、頭部２と、軸部３とを有する。頭部２は、略六角柱の形状をなし、スパナ、六角レンチなどの工具により締め付けるのに適した形状とされている。また、軸部３は、本体軸部３ａと、その先端側に存在する細径軸部３ｂとから構成され、前記本体軸部３ａ及び細径軸部３ｂには、それぞれ並目の雄ネジ４ａ、４ｂが形成されている。ここで、細径軸部３ｂは本体軸部３ａより軸径が小さいため、両者にともに並目の雄ネジを形成した場合にも、細径軸部側の雄ネジ４ｂは本体軸部側の雄ネジ４ａより狭いピッチのものとなる。なお、本体軸部３ａに並目ネジの雄ネジを形成し、細径軸部３ｂに細目ネジの雄ネジを形成した場合には、そのピッチ差がより大きなものとなるため、それでもよい。

上記細径軸部３ｂは、上記本体軸部３ａの軸径の６０〜９０％の軸径に形成されていることが好ましく、７０〜８５％の軸径に形成されていることが更に好ましい。これは、６０％に満たない細い細径軸部を形成した場合には、該細径軸部の強度が弱くなると共に、該細径軸部に形成された雄ネジ４ｂに螺合する緩み止めナットと、本体軸部に形成された雄ネジ４ａに螺合する締め付けナットとの十分な当接面を確保することが困難となるために好ましくない。逆に９０％を超える細径軸部を形成した場合には、本体軸部に形成された雄ネジ４ａへの締め付けナットの挿入・螺合に際して、該細径軸部に形成されたピッチの異なる雄ネジ４ｂが邪魔となるおそれがあるために好ましくない。

また、上記細径軸部３ｂに形成された雄ネジ４ｂのピッチは、本体軸部３ａに形成された雄ネジ４ａのピッチの５０〜８０％に形成されていることが好ましく、５５〜７５％に形成されていることが更に好ましい。これは、５０％に満たない狭いピッチの雄ネジ４ｂを細径軸部３ｂに形成した場合には、該雄ネジ４ｂに螺合する緩み止めナットの進度が遅く、締結作業上好ましくない。一方、８０％を超え、本体軸部３ａに形成された雄ネジ４ａのピッチとさほど差のない雄ネジを細径軸部３ｂに形成した場合には、締め付けナットと緩み止めナットが供回りを起こすおそれがあるために好ましくない。

なお、本体軸部３ａに形成する雄ネジ４ａは、本体軸部の全長に亘り形成されている必要は必ずしもなく、図示したように本体軸部３ａの上方のみに形成されていてもよい。

本発明において使用する締め付けナット５は、図２、図３に示したように、外形が略六角柱の形状をなし、スパナ、六角レンチなどの工具により締め付けるのに適した形状とされている。また、その内周壁面には、上記ボルト１の本体軸部３ａに形成された雄ネジ４ａに螺合する雌ネジ６が形成されている。

また、締め付けナット５の上面（後記する緩み止めナットとの当接面）には、雌ネジ６と軸心を同じくするリング状突起７が形成されている。このリング状突起７は、後記する緩み止めナットの当接面に形成された突起によって変形し易いよう、先端部ほど薄く、また柔らかい材質、例えば２０ＨＲＣ以下の硬度のもので作成されていることが好ましい。

本発明において使用する緩み止めナット８は、図４〜図７に示したように、やはり外形が略六角柱の形状をなし、スパナ、六角レンチなどの工具により締め付けるのに適した形状とされている。そして、その内周壁面には、上記ボルト１の細径軸部３ｂに形成された雄ネジ４ｂに螺合する雌ネジ９が形成されている。

また、緩み止めナット８の下面（上記締め付けナットとの当接面）には、上記締め付けナット５の上面に形成されたリング状突起７の幅より若干広い幅の溝部１０を有する挟持突起１１と、前記挟持突起１１の締め付け方向の直ぐ後方に押圧突起１２とが形成されている。この挟持突起１１と押圧突起１２とは、１個ずつで１組をなし、図示した実施形態においては、上記締め付けナット５の上面に形成されたリング状突起７に対向する円周上に、５組が等間隔を開けて形成されている。

上記挟持突起１１は、先細の略直方体形状の２個の突起が平行に配置され、その間にリング状突起７が入り込む溝部１０が形成された構成となっている。また、押圧突起１２は、前方が半球面状に形成され、後方が流線形に長く尾を引いた形状に形成されている。これらの挟持突起１１及び押圧突起１２は、高周波焼入れ等にてその硬度が上げられていることが好ましい。

上記したボルト１、締め付けナット５、そして緩み止めナット８を使用し、被締結物を締結するに際しては、従来と同様に行えばよい。
即ち、図８に示したように、先ず締結すべき部材２０、２１のそれぞれに形成された貫通孔２２、２３に、ボルト１の軸部３を挿入する。この際、必要に応じて座金２４を介在させる。

続いて、図９に示したように、ボルト１の本体軸部３ａに形成された雄ネジ４ａに、締め付けナット５を挿入・螺合し、強く締め付けることにより部材２０，２１を締結する。この際、ボルト１の先端部に存在するピッチの狭い雄ネジ４ｂは、径が細い細径軸部３ｂに形成されているため、締め付けナット５を本体軸部３ａの雄ネジ４ａに螺合させる場合に、何ら邪魔となることがない。また、本体軸部３ａに形成された雄ネジ４ａは、何ら欠損部分がないものであるために変形し難く、締め付けナット５を強く締め付けることが可能となる。

続いて、図１０に示したように、ボルト１の細径軸部３ｂに形成された雄ネジ４ｂに、緩み止めナット８を挿入・螺合し、先に螺合した締め付けナット５の上面に強く圧接させる。この際、図１１、図１２に示したように、緩み止めナット８の下面に形成された挟持突起１１の溝部１０に締め付けナット５の上面に形成されたリング状突起７が入り込み、その変形が挟持突起１１により規制された状態で、該挟持突起１１の締め付け方向の直ぐ後方に形成された押圧突起１２がリング状突起７を掘り起こして押し上げるため、この押し上げられた肉によって挟持突起１１と押圧突起１２の間に膨出部３０が形成される。

そして、緩み止めナット８の締め付け後においては、上記した緩み止めナット側の挟持突起１１及び押圧突起１２と、該挟持突起１１と押圧突起１２により締め付けナット側に形成された膨出部３０とが噛み合い、両ナットの相対的な回転を阻止する係合手段となり、締め付けナット５と緩み止めナット８とは一体となり、独立して回ることができない状態となる。一方、ボルト１の本体軸部３ａに形成された雄ネジ４ａに螺合させた締め付けナット５と、ボルト１の細径軸部３ｂの雄ネジ４ｂに螺合させた緩み止めナット８とは、回転による進度が異なり、締め付けナット５と緩み止めナット８とは供回りを起こすことができない状態となる。上記した両作用、即ち、挟持突起１１及び押圧突起１２と、該突起１１、１２により形成された膨出部３０とからなる係合手段により締め付けナット５と緩み止めナット８とを一体化させる作用、及びピッチ差を設けて締め付けナット５と緩み止めナット８との供回りを阻止する作用が相俟って、両ナット５、８のボルト１からの緩みを確実に防止することができる締結具となる。

以上、本発明に係るボルトとナットとからなる締結具の製造方法の一実施形態を説明したが、本発明は、何ら既述の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した本発明の技術的思想の範囲内において、種々の変形及び変更が可能であることは当然である。

例えば、上記実施形態においては、ボルトとして、頭部２が略六角柱の所謂六角ボルトを示したが、六角穴付きボルト、アイボルト、蝶ボルト、スタッドボルトなどであってもよい。また、上記実施形態においては、締め付けナット５と緩み止めナット８の相対的な回転を阻止する係合手段として、緩み止めナット側に設けた挟持突起１１及び押圧突起１２と、該突起１１、１２により締め付けナット側のリング状突起７に形成された膨出部３０としたが、それぞれの係合手段が逆のナットに形成されたものとしてもよい。更に、上記実施形態においては、挟持突起１１及び押圧突起１２を、リング状突起７に対向する円周上に等間隔を開けて５組形成したものにつき説明したが、２組以上形成されていれば、十分に機能する。

以上、説明した本発明に係るボルトとナットとからなる締結具の製造方法は、振動が加えられる環境下において使用される部品の締結、例えば、自動車、船舶、航空機、さらにはモータを搭載した洗濯機等の家電製品の部品の締結に、広く利用することができるものである。

１ ボルト
２ 頭部
３ 軸部
３ａ 本体軸部
３ｂ 細径軸部
４ａ 雄ネジ
４ｂ 雄ネジ
５ 締め付けナット
６ 雌ネジ
７ リング状突起
８ 緩み止めナット
９ 雌ネジ
１０ 溝部
１１ 挟持突起
１２ 押圧突起
２０、２１ 締結部材
２２、２３ 貫通孔
２４ 座金
３０ 膨出部

Claims (3)

1. ボルトの軸部を本体軸部とその先端側に存在する細径軸部とし、前記本体軸部に雄ネジを形成し、前記細径軸部に前記本体軸部に形成した雄ネジよりピッチの狭い雄ネジを形成すると共に、前記本体軸部に形成した雄ネジに螺合する雌ネジを締め付けナットに形成し、前記細径軸部に形成した雄ネジに螺合する雌ネジを緩み止めナットに形成することにより、前記本体軸部に締め付けナットを螺合させ、前記細径軸部に緩み止めナットを螺合させるようにしたボルトとナットとからなる締結具において、上記締め付けナットと上記緩み止めナットの当接面に、両ナットの相対的な回転を阻止する係合手段を有するボルトとナットとからなる締結具の製造方法であって、上記締め付けナット或いは上記緩み止めナットの当接面の一方に、リング状突起を形成し、上記締め付けナット或いは上記緩み止めナットの当接面の他方に、前記リング状突起の幅より若干広い幅の溝部を有する挟持突起と、前記挟持突起の締め付け方向の後方に押圧突起とを形成し、上記緩み止めナットの上記締め付けナットへの締め付け時に、前記挟持突起によって前記リング状突起の変形を規制した状態で前記押圧突起によりリング状突起を掘り起こして押し上げ、挟持突起と押圧突起との間に係合手段となる膨出部を形成することを特徴とする、ボルトとナットとからなる締結具の製造方法。
2. 上記リング状突起が、上記締め付けナットの上記緩み止めナットとの当接面に形成され、上記挟持突起及び押圧突起が、上記緩み止めナットの上記締め付けナットとの当接面に形成されていることを特徴とする、請求項１に記載のボルトとナットとからなる締結具の製造方法。
3. 上記挟持突起及び押圧突起が、上記リング状突起に対向する円周上に等間隔を開けて複数組形成されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載のボルトとナットとからなる締結具の製造方法。

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