JP2018063045A - ウェーブスプリング付ナット - Google Patents

Abstract

【課題】。嵩高くなるのを抑えながら求める大きな軸力を均一状にかつ確実に発揮できるようにし、軸力不足、傷付け及び緩みを防止する。【解決手段】ねじ孔１１と鍔部１２を有するナット本体１と、底面中心部に貫通孔２１を有すると共に上端が開口しかつナット本体１の鍔部１２に軸方向上方に移動可能でかつ回転可能に外嵌される有底の円筒状セット体２と、中心部に挿通孔３１を有しかつ円筒状セット体２の内径よりも小径とした外径のウェーブスプリング３とを備える。円筒状セット体２の上端に円筒状セット体２が鍔部１２から離れる下方向に移動する時、鍔部１２の外周端に係合して円筒状セット体２のナット本体１からの抜け止めを阻止する引掛部２２を形成する。鍔部１２の座面と円筒状セット体２の底面との間にウェーブスプリング３を介装する。【選択図】図１

Description

本発明は、固定ボルトなどに用いられるウェーブスプリング付ナットに関するものである。

従来、座金付ナットにおいて、例えば中心部に軸方向に貫通するねじ孔が形成されたナット本体における底面のねじ孔周りに環状係止部が突設され、その環状係止部に、ねじ孔より大径の貫通孔を有するスプリングワッシャ（平座金の一部が切れてねじれた形状）が挿入されかつカシメ止めされた構成のものが知られている。

そして、ナット本体の底面に設けられた上記スプリングワッシャにより、ナットの回転防止（緩み防止）を図るようになされている。

しかし、上記したスプリングワッシャによれば、スプリングワッシャの軸方向への圧縮による弾性変形により回転防止を図ることはできるけれども、平座金の一部が切れてねじれた形状により強く締付け過ぎると被固定部材を傷付けるおそれがあった。また、その形状から大きな軸力を全体に均一状にかつ確実に付勢しにくいといった問題を有していた。

そこで、本発明は、ウェーブスプリングを用いて積極的にその弾性変形による大きな軸力を付勢することにより、嵩高くなるのを抑えながら求める大きな軸力を正確かつ確実に発揮でき、かつ、ナット本体の締付時におけるウェーブスプリングの弾性変形量や締付力の加減により容易に軸力不足及び締め過ぎを防止できるウェーブスプリング付ナットの提供を課題とする。

本願の請求項１記載の発明は、中心部に軸方向に貫通するねじ孔が形成されかつ下部に大径鍔部を有するナット本体と、中心部にねじ孔よりも大径の挿通孔を有しかつ大径鍔部の外径とほぼ同径とした外径のウェーブスプリングとを備え、ナット本体における底部にウェーブスプリングがナット本体側に対し固定又は回転自由に支持されていることを特徴とする。
なお、ウェーブスプリングは多重巻型及び単巻型の両方を含む概念である。

本願の請求項２記載の発明は、中心部に軸方向に貫通するねじ孔が形成されかつ下部に大径鍔部を有するナット本体と、底面中心部にねじ孔よりも大径の貫通孔を有すると共に上端が開口しかつナット本体の鍔部にその座面側から軸方向上方に移動可能に外嵌される有底の円筒状セット体と、中心部にねじ孔よりも大径の挿通孔を有しかつ円筒状セット体の内径よりも小径とした外径のウェーブスプリングとを備え、円筒状セット体は鍔部に対して回転可能でありかつ円筒状セット体の上端には円筒状セット体が鍔部から離れる下方向に移動する時、鍔部の外周端に係合して円筒状セット体のナット本体からの抜け止めを阻止する引掛部が形成されていると共に、鍔部の座面と円筒状セット体の底面との間にウェーブスプリングが介装されていることを特徴とする。

本願の請求項３記載の発明は、請求項２記載の構成のナット本体における大径鍔部として、ナット本体とは別部材からなる環状座金を用い、環状座金がナット本体の底面のねじ孔外側周りから下方に向って一体に突設される環状係止部に固定又は回転自由にカシメ止めされていることを特徴とする。

本願の請求項４記載の発明は、請求項２又は請求項３記載の構成のナット本体１の上端部に環状カシメ部が設けられ、該環状カシメ部内に、ねじ孔と同心で水平状に緩み止め用のリング状弾性板がカシメ固定されていることを特徴とする。

本願の請求項５記載の発明は、中心部に軸方向に貫通するねじ孔が形成されかつ下部に大径鍔部を有するナット本体と、中心部にねじ孔よりも大径の挿通孔を有しかつ大径鍔部の外径とほぼ同径とした外径のウェーブスプリングとを備え、ナット本体における底面のねじ孔外側周りから環状係止部が下方に向って一体に突設され、その環状係止部に、ウェーブスプリングが固定又は回転自由にカシメ止めされていることを特徴とする。

本願の請求項６記載の発明は、請求項２記載の構成のナット本体における大径鍔部として、ナット本体とは別部材からなる環状座金を用い、環状座金がナット本体の底面のねじ孔外側周りから下方に向って一体に突設される環状係止部に、環状座金とウェーブスプリングとが固定又は回転自由にカシメ止めされていることを特徴とする。

本願の請求項７記載の発明は、請求項５又は請求項６記載の構成のナット本体の上端部に環状カシメ部が設けられ、該環状カシメ部内に、ねじ孔と同心で水平状に緩み止め用のリング状弾性板がカシメ固定されていることを特徴とする。

本願の請求項１記載の構成の発明によれば、ウェーブスプリングを用いて積極的にその弾性変形による大きな軸力を付勢することにより、嵩高くなるのを抑えながら求める大きな軸力を正確かつ確実に発揮できる。これにより、ナット本体の締付時における軸力不足や被固定部材の傷付けを防止できて、緩みを確実に防止することができる。

本願の請求項２記載の構成の発明によれば、ウェーブスプリングを用いてその弾性変形に基づく軸力を被固定部材に付勢することにより、例えばコイルスプリングなどに比べて嵩高くなるのを抑えながら求める大きな軸力を被固定部材に正確かつ確実にかけて強固に締結することができる。また、ナット本体の締付時におけるウェーブスプリングの弾性変形量や締付力を加減することにより容易に軸力不足及び締め過ぎを防止できる。その結果、被固定部材を傷付けるのを防止でき、かつウェーブスプリングの弾性作用による緩み止め効果が十分に発揮できる。その場合、たとえば外力が作用して多少ナット本体が緩み方向に戻されるような事態が発生したとしてもウェーブスプリングの特性により直ちに軸力が大きく減少するといったことが抑えられ、緩み防止作用をより高めることができる。その上、円筒状セット体を用いることにより、ウェーブスプリング全体をカバーしてガードできると共にウェーブスプリングの隙間内への異物の入り込み防止できる。

また、本願の請求項３記載の構成の発明によれば、上述した場合のウェーブスプリングによる効果と同様の効果が得られると共に、既存の環状座金付ナットをそのまま用いることができる。

また、本願の請求項４記載のナット本体にリング状弾性板を付加する構成の発明によれば、締付け時、上述したナット本体下部におけるウェーブスプリングの圧縮による緊締と同時に、ナット本体の上面側にてリング状弾性板における内端部をボルトのねじ山に入り込ませると共にこの内周端を変形させながらボルトのねじ山を強圧することができる。これにより両者の相乗効果によってナットＮの緩み止めを一層確実強固に行うことができる。

また、本願の請求項５記載の構成の発明によれば、円筒状セット体を用いず、ナット本体にウェーブスプリング３を取り付けるようにしたら、上述した場合のウェーブスプリングによる効果と同様の効果が得られると共に、部品点数を減らし、構造の簡素化を図ることができる。

また、本願の請求項６記載の構成の発明によれば、上述した場合のウェーブスプリングによる効果と同様の効果が得られると共に、環状座金とウェーブスプリングとを環状係止部により同時に固定又は回転自由にカシメ止めすることができ、構造の簡素化と取付作業の省略化を図ることができる。

また、本願の請求項７記載の構成の発明によれば、ナット本体の上面側にリング状弾性板を備えることにより、この場合にも、上述した場合のウェーブスプリングによる効果と同様の効果が得られると共に、ナット本体の上面側におけるリング状弾性板のボルトのねじ山への入り込み変形による強圧作用も得られて、両者による相乗効果によってナットの緩み止めを一層確実強固に行うことができる。

本発明に係るウェーブスプリング付ナットの一部切欠正面図である。 同ウェーブスプリング付ナットの平面図である。 同ウェーブスプリング付ナットの背面図である。 同ウェーブスプリングの正面図である。 大径鍔部の別の実施例を示す一部切欠正面図である。 リング状弾性板をもつナット本体の一部切欠正面図である。 同リング状弾性板をもつナット本体の平面説明図である。 単巻型ウェーブスプリングの正面図である。 単巻型ウェーブスプリングを用いたウェーブスプリング付ナットの一部切欠正面図である。 円筒状セット体なしの多重巻型ウェーブスプリング付ナットの一部切欠正面図である。 円筒状セット体なしで環状座金をもつ多重巻型ウェーブスプリング付ナットの一部切欠正面図である。 円筒状セット体なしで単巻型ウェーブスプリングを用いたウェーブスプリング付ナットの一部切欠正面図である。

以下本発明に係るウェーブスプリング付ナットを図に基づいて説明する。

図１及び図２は、本発明に係るウェーブスプリング付ナットを示し、このウェーブスプリング付ナットＮは、中心部に軸方向に貫通するねじ孔１１が形成されかつ下部に大径鍔部１２を有するナット本体１と、底面中心部にねじ孔１１よりも大径の貫通孔２１を有すると共に上端が開口しかつナット本体１の鍔部１２にその座面１２ａ側から軸方向上方に移動可能に外嵌される有底の円筒状セット体２と、中心部にねじ孔１１よりも大径の挿通孔３１を有しかつ円筒状セット体２の内径よりも小径とした外径の多重巻型ウェーブスプリング３とを備える。

ナット本体１は、図２に示すように正面視六角形で、その下部に六角形の輪郭よりも大きな環状の大径鍔部１２が一体に形成されている。大径鍔部１２の外周上端部分が、後述する引掛部２２に対する係合部分となる。なお、ナット本体１の形状としては図２のように正面視六角形とするほか、たとえば四角形や八角形などの多角形或いは円筒形などであってもよい。

円筒状セット体２は、図２及び図３に示すような貫通孔２１を有する有底の筒状形で、大径鍔部１２に対して軸方向に移動可能でかつ回転可能に外嵌されている。また、円筒状セット体２の上端全周には円筒状セット体２が鍔部１２から離れる下方向に移動する時、鍔部１２の外周上端部分に係合して引掛部２２ナット本体１からの抜け止めを阻止する突起形状の引掛部２２が内側に向って突出形成されている。実施例では引掛部２２の先端周囲を内側に折り返して引掛部２２を形成している。

ウェーブスプリング３としては、多重巻型のものを用いている。このウェーブスプリング３は、図４に示すように円筒状セット体２内で円筒状セット体２の底面と鍔部１２の座面との間に介装される。このとき、ウェーブスプリング３の外径拡径量は円筒状セット体２内径内であることが必要である。

次に、このウェーブスプリング付ナットＮの作用及び効果について説明する。

使用時には、従来と同様にウェーブスプリング付ナットＮを被固定部材（図示せず）に挿嵌されたボルト（図示せず）に円筒状セット体２、ウェーブスプリング３及びナット本体１の順で手作業により螺入し、その後、適宜締付工具によりナット本体１を締め付ける。ナット本体１の円筒状セット体２側への前進によりウェーブスプリング３は圧縮（弾性変形）される。このとき、円筒状セット体２は被固定部材（図示せず）に押し付けられ回転はしない。そして、円筒状セット体２の底面と鍔部１２の座面との間においてウェーブスプリング３がほぼ扁平状に圧縮された状態となったときに、求める適正軸力（適正荷重）となり、被固定部材（図示せず）は強固に緊締される。

以上のように本発明のウェーブスプリング付ナットＮによれば、ウェーブスプリング３を用いてその弾性変形に基づく軸力を付勢することにより、例えばコイルスプリングなどに比べて嵩高くなるのを抑えながら求める大きな軸力を被固定部材に正確かつ確実にかけて強固に締結することができる。また、ナット本体１の締付時におけるウェーブスプリング３の弾性変形量や締付力を加減することにより容易に軸力不足及び締め過ぎを防止できる。その結果、被固定部材を傷付けるのを防止でき、かつウェーブスプリング３の弾性作用による緩み止め効果が十分に発揮できる。また、たとえば外力が作用して多少ナット本体１が緩み方向に戻されるような事態が発生したとしてもウェーブスプリング３の特性により直ちに軸力が大きく減少するといったことが抑えられ、緩み防止作用をより高めることができる。その上、円筒状セット体２を用いることにより、ウェーブスプリング３全体をカバーしてガードできると共にウェーブスプリング３の隙間内への異物の入り込み防止できる。

上述した実施例では、ナット本体１に大径鍔部１２を一体に形成したものついて説明したけれども、図５に示す実施例ように大径鍔部として、ナット本体１とは別部材からなる環状座金４を用い、環状座金４をナット本体１の底面のねじ孔外側周りから下方に向って一体に突設される環状係止部１３に固定又は回転自由にカシメ止めするように形成してもよい。そして、この場合にも先の実施の形態と同様に、環状座金４に対しウェーブスプリング３を内装した状態の円筒セット体２を軸方向に移動可能でかつ回転可能に外嵌すればよい。
このように構成すれば、上述した実施例の場合のウェーブスプリング３による効果と同様の効果が得られると共に、既存の環状座金付ナットをそのまま用いることができる。

また、図６の（イ）及び（ロ）に示すように、上述した各実施例のナット本体１における上端部に環状カシメ部１５を設け、該環状カシメ部１５内に、ねじ孔１１と同心で水平状に緩み止め用のリング状弾性板５をカシメ固定するように形成してもよい。このリング状弾性板５は図７に示すように、ボルト（図示せず）のねじ山に入り込んで変形しながら係合する複数の係合片（図では３個）が所定の角度（図では６０°の角度）を置いて内方に突設されている。

このようにリング状弾性板５を設ければ、締付け時、上述したナット本体１下部におけるウェーブスプリング３の圧縮による緊締と同時に、ナット本体１の上面側にてリング状弾性板５における係合片の内端部をボルトのねじ山に入り込ませると共にこの係合片を弾性変形させながらボルトのねじ山を強圧することができる。これによりウェーブスプリング３とリング状弾性板５との相乗効果によってナットＮの緩み止めを一層確実強固に行うことができる。

また、ウェーブスプリング３としては、図１〜図６に示す多重巻型のものを用いる他、たとえば使用スペースや大きな軸力を必要としない場合など使用状況に応じて図８に示すような単巻型のウェーブスプリング３Ａを用いてもよい。その場合、それぞれ図９の（イ）〜（ニ）に示す構造となる。

また、上記した実施例では、いずれもウェーブスプリング３を収容する円筒状セット体２を用いたものについて説明したけれども、円筒状セット体２を用いず、ナット本体１にウェーブスプリング３を取り付けるようにしてもよい。

その場合、例えば図１０の（イ）及び（ロ）に示すように、中心部に軸方向に貫通するねじ孔１１が形成されかつ下部に大径鍔部１２を有するナット本体１と、中心部にねじ孔１１よりも大径の挿通孔３１を有しかつ大径鍔部１２の外径とほぼ同径とした外径の多重巻型ウェーブスプリング３とを備え、ナット本体における底面のねじ孔外側周りから環状係止部が下方に向って一体に突設され、その環状係止部１３の外周に、ウェーブスプリング３が挿通された状態で固定又は回転自由にカシメ止めされる。その場合、ウェーブスプリング３の水平プレートの貫通孔部分に環状係止部１３の先端が外側に拡径されるようにカシメ止めされる。このように構成すれば、先に述べた実施例の場合のウェーブスプリング３による効果と同様の効果が得られると共に、部品点数を減らし、構造の簡素化を図ることができる。

また、円筒状セット体２を省略する場合においても、ナット本体１における大径鍔部として、ナット本体１とは別部材からなる環状座金４を用いてもよい。具体的には、図１１の（イ）及び（ロ）に示すように、ナット本体１の底面のねじ孔１１外側周りから下方に向って一体に突設される環状係止部１３の外周に、環状座金４とウェーブスプリング３とが一緒に挿通された状態で固定又は回転自由にカシメ止めされる。その場合、ウェーブスプリング３における水平プレート部分における貫通孔部分に環状係止部１３の先端がカシメ止めされる。このように構成すれば、先に述べた実施例の場合のウェーブスプリング３による効果と同様の効果が得られると共に、環状座金４とウェーブスプリング３とを環状係止部１３により同時に固定又は回転自由にカシメ止めすることができ、構造の簡素化と取付作業の省略化を図ることができる。また、環状座金４とウェーブスプリング３とがナット本体１に対して回転する場合にはナット本体１のウェーブスプリング３に対する回転がよりスムーズに行える。

また、図１０の（ロ）及び図１１の（ロ）に示すように、ナット本体１における上端部に環状カシメ部１５を設け、該環状カシメ部１５内に、ねじ孔１１と同心で水平状に緩み止め用のリング状弾性板５をカシメ固定するように形成してもよい。この場合にも、締付時、上述したナット本体１下部におけるウェーブスプリング３の圧縮による緊締と同時に、ナット本体１の上面側におけるリング状弾性板５のボルトのねじ山への入り込み変形による強圧とによる両者の相乗効果によってナットＮの緩み止めを一層確実強固に行うことができる。

さらに、円筒状セット体２を用いない場合にも、多重巻型のウェーブスプリング３に代えて図８に示すような単巻型のウェーブスプリング３Ａを用い、使用スペースや大きな軸力を必要としない場合など使用状況に応じて使い分けるのがこのましい。その場合、それぞれ図１２の（イ）〜（ニ）に示す構造となる。

Ｎ ウェーブスプリング付ナット
１ ナット本体
２ 円筒状セット体
３ ウェーブスプリング（多重巻型）
３Ａ ウェーブスプリング（単巻型）
４ 環状座金（大径鍔部）
５ リング状弾性板
１１ ねじ孔
１２ 大径鍔部
１２ａ 座面
１３ 環状係止部
１５ 環状カシメ部
２１ 貫通孔
２２ 引掛部
３１ 挿通孔

Claims (7)

1. 中心部に軸方向に貫通するねじ孔が形成されかつ下部に大径鍔部を有するナット本体と、中心部にねじ孔よりも大径の挿通孔を有しかつ大径鍔部の外径とほぼ同径とした外径のウェーブスプリングとを備え、ナット本体における底部にウェーブスプリングがナット本体側に対し固定又は回転自由に支持されていることを特徴とするウェーブスプリング付ナット。
2. 中心部に軸方向に貫通するねじ孔が形成されかつ下部に大径鍔部を有するナット本体と、底面中心部にねじ孔よりも大径の貫通孔を有すると共に上端が開口しかつナット本体の鍔部にその座面側から軸方向上方に移動可能に外嵌される有底の円筒状セット体と、中心部にねじ孔よりも大径の挿通孔を有しかつ円筒状セット体の内径よりも小径とした外径のウェーブスプリングとを備え、円筒状セット体は鍔部に対して回転可能でありかつ円筒状セット体の上端には円筒状セット体が鍔部から離れる下方向に移動する時、鍔部の外周端に係合して円筒状セット体のナット本体からの抜け止めを阻止する引掛部が形成されていると共に、鍔部の座面と円筒状セット体の底面との間にウェーブスプリングが介装されていることを特徴とするウェーブスプリング付ナット。
3. ナット本体における大径鍔部として、ナット本体とは別部材からなる環状座金を用い、環状座金がナット本体の底面のねじ孔外側周りから下方に向って一体に突設される環状係止部に固定又は回転自由にカシメ止めされていることを特徴とする請求項２記載のウェーブスプリング付ナット。
4. ナット本体１の上端部に環状カシメ部が設けられ、該環状カシメ部内に、ねじ孔と同心で水平状に緩み止め用のリング状弾性板がカシメ固定されていることを特徴とする請求項２又は請求項３記載のウェーブスプリング付ナット。
5. 中心部に軸方向に貫通するねじ孔が形成されかつ下部に大径鍔部を有するナット本体と、中心部にねじ孔よりも大径の挿通孔を有しかつ大径鍔部の外径とほぼ同径とした外径のウェーブスプリングとを備え、ナット本体における底面のねじ孔外側周りから環状係止部が下方に向って一体に突設され、その環状係止部に、ウェーブスプリングが固定又は回転自由にカシメ止めされていることを特徴とするウェーブスプリング付ナット。
6. ナット本体における大径鍔部として、ナット本体とは別部材からなる環状座金を用い、環状座金がナット本体の底面のねじ孔外側周りから下方に向って一体に突設される環状係止部に、環状座金とウェーブスプリングとが固定又は回転自由にカシメ止めされていることを特徴とする請求項５記載のウェーブスプリング付ナット。
7. ナット本体の上端部に環状カシメ部が設けられ、該環状カシメ部内に、ねじ孔と同心で水平状に緩み止め用のリング状弾性板がカシメ固定されていることを特徴とする請求項５又は請求項６記載のウェーブスプリング付ナット。

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