JP2021008897A

JP2021008897A - 緩まないナット

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Publication number: JP2021008897A
Application number: JP2019121960A
Authority: JP
Inventors: 利光徳元; Toshimitsu Tokumoto
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2019-06-28
Filing date: 2019-06-28
Publication date: 2021-01-28
Also published as: WO2020262267A1

Abstract

【課題】ナットにおいて、締め付け作業が簡単かつ迅速に行え、しかも、強固かつ確実なゆるみ止め効果が得られるゆるみ止め方法を提供する。【解決手段】一個のナットを途中から軸と直角に三つに切断した形で真ん中のナットを取り除いた第一ナット１１と第三ナット１３とからなり、第三ナット１３には切断面１３１にナットのねじ穴１３２の直径より大径の偏心円柱部１３３が第三ナット１３の中心軸に対して直角方向に偏心されて軸方向外方に突設されていると共に、偏心円柱部１３３の外周側面には側面凸部１３４が形成されている一方、第一ナット１１には、切断面１１１に、偏心円柱部１３３と嵌合する、偏心円筒部１１３が第一ナット１１の中心軸に対して直角方向に偏心して開けられていて内部に中心軸に対して平行方向に軸方向の溝１１４と径方向に径方向の溝１１５が形成されており、全体をロックナット１とした。【選択図】図１

Description

本発明は、緩まないナットに関する。詳しくは、緩み止めのついたナットに関する。

ナットにおいて振動や衝撃が加わると、瞬間的にナットと締め付け面との間に隙間ができて、ナットに荷重が働かなくなり、それに伴ってナットに回転が生じて緩みが発生することが知られている。このようなナットの緩みを防止するために、ナットを２個使用し、二つのナットを工具で互いに逆方向に締めるダブルナット方式が従来から知られている。

しかしながら、上記従来のダブルナット方式では、ナットが２個必要な上、１本のボルトに２個のナットを別々に螺合する作業が必要になるため作業性が悪い問題があった。

特願２０１９−１０３１８３

本発明は、従来の２個のナットによるナットのロック方式の課題を解決するものであり、１個のような状態のナットを１本のボルトに１回螺合するだけで、ナットをロックする作業が簡単かつ迅速に行え、しかも、確実かつ強固な緩み止め効果が得られるナットのロック方式を提供する。

上記課題を解決するために、本発明のロックナットは、一個のナットを途中からナットの中心軸と直角方向に三つに切断したような形で上から第一ナット、第二ナット、第三ナットとすると、第一ナットと第二ナットと第三ナットは、一本のボルトに螺合する雌ねじをナットのねじ穴にそれぞれ有しており、本ナットは第二ナットを取り除いた第一ナットと第三ナットとからなるロックナットであって、
第三ナットには第二ナットとの切断面に第三ナットのねじ穴の直径より大径の偏心円柱部が第三ナットの中心軸に対して直角方向に偏心されて軸方向外方に突設されていると共に、偏心円柱部の外周側面の一部に径方向外方に突設された側面凸部が形成されている一方、
第一ナットには、第二ナットとの切断面に、第三ナットの偏心円柱部と嵌合する、第一ナットのねじ穴の直径より大径の円筒状の穴である偏心円筒部が第一ナットの中心軸に対して直角方向に偏心して開けられていて内部に軸方向の溝と径方向の溝とが形成されており、
第三ナットの偏心円柱部を第一ナットの偏心円筒部に偏心円柱部の側面凸部と偏心円筒部の軸方向の溝が一致するようにして、相対向する切断面が接するまで嵌め込んだ後、偏心円柱部の側面凸部を偏心円筒部の径方向の溝に添って溝の端まで第三ナットを回転させると、両者のナットのねじ穴のねじの中心軸が一致しここで第一ナットと第三ナットとを第二ナットの厚さに等しい軸方向の遊び分だけ離すとピッチが連続するように構成する。

このロックナットの使用方法について説明すると、常時は、第三ナットの偏心円柱部が第一ナットの偏心円筒部に、相対向する切断面が接した状態で嵌合され、かつ偏心円柱部の側面凸部を偏心円筒部の径方向の溝に添って溝の端まで第三ナットを回転させ両者のナットのねじ穴のねじの中心軸が一致する状態にセットされて一個のナットのような状態になっており、緩まないナットとして使用する時は、そのセット状態のまま第一ナットと第三ナットを１本のボルトに螺合し第三ナットに所定のトルクが作用するまで締め付け方向に第一ナットと第三ナットを同時に回転させた後、この回転方向と同一方向に、第一ナットのみ所定角度回転させる。これにより、径方向のずれによるロック作用により緩み止めされるのである。

このロックナットは、第一ナットと第三ナットを組み合わせた１個のナットのような状態で締め付け方向に回転させた後、この回転方向と同一方向に、第一ナットのみ所定角度回転させるという比較的簡単で迅速に行える動作によって、確実かつ強固な緩み止め効果が得られるという優れた特徴を有する。

本発明により、第一ナットと第三ナットを組み合わせた１個のような状態のナットでボルトの締め付け作業が比較的簡単かつ迅速に行え、しかも、確実かつ強固な緩み止め効果が得られるロックナットを提供することができる。

第一ナットと第三ナットの断面図である。図１のロックナットの正面図である。図１のロックナットの上面図である。図１のロックナットの第一ナットと第三ナットを組み合わせた状態の断面図である。図１のロックナットの第一ナットと第三ナットを組み合わせた状態の正面図である。図１のロックナットの第一ナットと第三ナットを組み合わせた後第三ナットを径方向の溝の端まで回転した状態の断面図である。図１のロックナットの第一ナットと第三ナットを組み合わせた後第三ナットを径方向の溝の端まで回転した状態の正面図である。図６のロックナットにおいて第一ナットと第三ナットをセットした状態で締め付け方向に回転させる様子を示す断面図である。図６のロックナットにおいて、図８の状態から第一ナットのみを第三ナットに対し所定角度回転させる様子を示す断面図である。第一ナットの偏心円筒部に側面凸部が、第三ナットの偏心円柱部に軸方向の溝と径方向の溝とが設けられたロックナットの断面図である。図１０のロックナットの正面図である。図１０のロックナットの上面図である。図１のロックナットにおいて、第一ナットの偏心円筒部に軸方向の溝が２本設けられ、第三ナットの偏心円柱部に側面凸部が２個設けられたロックナットの断面図である。図１３のロックナットの正面図である。図１３のロックナットの上面図である。図１のロックナットにおいて、第一ナットの偏心円筒部に径方向の溝が２本設けられ、第３ナットの偏心円柱部に側面凸部が２個設けられたロックナットの断面図である。図１６のロックナットの正面図である。図１のロックナットにおいて、第一ナットの偏心円筒部に径方向に対して斜めに傾いた溝が設けられ、第三ナットの偏心円柱部に斜めに傾いた溝に納まる側面凸部が設けられたロックナットの断面図である。図１８のロックナットの正面図である。図１８のロックナットの左側面図である。図１のロックナットにおいて、第一ナットの偏心円筒部に軸方向に対して斜めに傾いた溝が設けられたロックナットの断面図である。図１のロックナットにおいて、第一ナットと第三ナットのねじ穴のねじの中心軸が一致する状態を示すねじ一致印を設けたロックナットの正面図である。図２２のロックナットにおいて、第三ナットの偏心円柱部が第一ナットの偏心円筒部に、相対向する切断面が接した状態まで嵌合されているロックナットの正面図である。図２３のロックナットから第三ナットを径方向の溝に添って溝の端まで回転させた状態のロックナットの正面図である。

図を用いてロックナットの実施形態を例示説明する。
以下の実施形態はあくまで本発明を掲示説明するものであって、本発明は、以下の具体的な実施形態に限定されるものではない。

ロックナット１は、図１に示すように、一個のナットを途中からナットの中心軸と直角方向に三つに切断した形で上から第一ナット１１、第二ナット、第三ナット１３とすると、第二ナットを取り除いて第一ナット１１と第三ナット１３とから構成され、第一ナット１１と第二ナットと第三ナット１３は、一本のボルト１５に螺合する雌ねじをナットのねじ穴にそれぞれ有しており、第一ナット１１と第三ナット１３はねじの中心軸を合わせて第二ナットの厚さ分離すとピッチが一つのナットのように連続する。

１．第一ナット１１
第一ナット１１は、内側にボルト１５に螺合するねじがあるナットのねじ穴１１２を有する。本実施形態では、第一ナット１１は、上面視または側面視において、普通のナットの外形形状である。

そして、第一ナット１１には、第二ナットとの切断面１１１に偏心円筒部１１３が形成されている。

偏心円筒部１１３は、第一ナット１１のナットのねじ穴１１２の直径より大きい。また、偏心円筒部１１３は、第一ナット１１の中心軸に対して直角方向に偏心されて形成され、内部に第一ナット１１の軸方向と平行に軸方向の溝１１４と第一ナット１１の径方向と平行に径方向の溝１１５とが形成されている。

径方向の溝１１５は軸方向の溝１１４と連続していて、軸方向の溝１１４に対して第一ナット１１をボルト１５に螺合させた時にボルト１５の頭方向に進む方向に回転させる方向の側に設けられていて軸方向の溝１１４と反対側に溝の端が存在する。

径方向の溝１１５には軸方向に軸方向の遊び１１６が設けられていて軸方向の遊び１１６の大きさは第二ナットの厚さと同じに設定されている。

２．第三ナット１３
第三ナット１３も、内側にボルト１５に螺合するねじがあるナットのねじ穴１３２を有する。ナットのねじ穴１３２は、第一ナット１１のナットのねじ穴１１２と連続するためナットのねじ穴１１２と同一方向および同一ピッチである。ナットのねじ穴のねじのピッチは第一ナット１１、第二ナット、第三ナット１３の各切断面が接している時連続したピッチとなり、第一ナット１１と第三ナット１３を第二ナットの厚さだけ離しても第一ナット１１と第三ナット１３は連続したピッチとなる。
本実施形態では、第三ナット１３は上面視において、普通のナットの外形形状である。

そして、第三ナット１３には、第二ナットとの切断面１３１に偏心円柱部１３３が突設されている。この偏心円柱部１３３は、ナット１３のナットのねじ穴１３２の直径よりも大径である。また、偏心円柱部１３３は、ナット１３の中心軸に対し直角方向に偏心されて突設されている。ナット１３の中心軸に対する偏心円柱部１３３の偏心寸法は、第一ナット１１における、第一ナット１１の中心軸に対する偏心円筒部１１３の偏心寸法と等しい。

また、偏心円柱部１３３の外周側面には、側面凸部１３４が形成されていて、側面凸部１３４は偏心円筒部１１３に形成されている軸方向の溝１１４に軸方向に納まる大きさになっており、さらに側面凸部１３４は偏心円筒部１１３に形成されている径方向の溝１１５に径方向に納まる大きさになっている。

そして、図４及び図５に例示するように、第三ナット１３の偏心円柱部１３３を第一ナット１１の偏心円筒部１１３に側面凸部１３４を軸方向の溝１１４に一致するようにして、第一ナット１１と第三ナット１３の相対向する切断面１１１と切断面１３１が接するまで嵌め込むと、第一ナット１１と第三ナット１３とは側面視で食い違って１個のナットのようにはならない。

切断面１１１と切断面１３１が接した状態に嵌合された状態から図６及び図７に例示するように、偏心円柱部１３３の側面凸部１３４を偏心円筒部１１３の径方向の溝１１５に添って溝の端まで第三ナット１３をボルト１５に螺合させた時にボルト１５の頭方向に進む方向に回転させると第一ナット１１と第三ナット１３とは側面視で１個のナットのようになると同時に両者のナットのねじ穴１１２とナットのねじ穴１３２の中心軸が一致するように構成されている。

第三ナット１３の偏心円柱部１３３の側面凸部１３４と第一ナット１１の偏心円筒部１１３の径方向の溝１１５との間には第二ナットの厚さ分の遊びである軸方向の遊び１１６が軸方向に設けられており、第一ナット１１のナットのねじ穴１１２と第三ナット１３のナットのねじ穴１３２の中心軸が一致する状態で第三ナット１３を固定し第一ナット１１を軸方向に第三ナット１３から離すように押してやると径方向の溝１１５に設けられた軸方向の遊び１１６のため第一ナット１１と第三ナット１３が第二ナットの厚さ分だけ離れ、両者のナットのねじ穴１１２とナットのねじ穴１３２の中心軸が一致すると同時にビッチも連続する。遊びの大きさつまり第二ナットの厚さは第一ナットのナットのねじ穴１１２のねじのピッチに関係し、ねじ穴１１２のねじのピッチの０．０１倍から０．５倍の範囲である。

３．ロックナット１の使用方法
３．１セット状態（締結前の状態）
ロックナット１による締結に先だって、第一ナット１１と第三ナット１３を組み合わせてセット状態とする。具体的には、第一ナット１１の偏心円筒部１１３に第三ナット１３の偏心円柱部１３３の側面凸部１３４を軸方向の溝１１４に一致するようにして相対向する切断面１１１と切断面１３１が接した状態まで第三ナット１３の偏心円柱部１３３を嵌合した後偏心円柱部１３３の側面凸部１３４を偏心円筒部１１３の径方向の溝１１５に添って溝の端まで回転させて、第一ナット１１のナットのねじ穴１１２と第三ナット１３のナットのねじ穴１３２の中心軸を一致させる。図６及び図７に例示するように、これがセット状態である。

セット状態では、第一ナット１１と第三ナット１３とが側面視で一個のナットのようになると同時に両者のナットのねじ穴１１２とナットのねじ穴１３２の中心軸は一致する。ボルト１５にこの状態のまま螺合させると第三ナット１３がボルト１５に螺合した後ボルト１５により第一ナット１１が軸方向に軸方向の遊び１１６の分だけ押されナットのねじ穴１１２とナットのねじ穴１３２は第二ナットの厚さ分だけ離されピッチも連続する。そのため、第一ナット１１と第三ナット１３をあたかも一つのナットのようにボルト１５に螺合させることができる。

３．２締結時
そして、ロックナット１による締結時には、まず、セット状態の第一ナット１１と第三ナット１３を、ボルト１５に螺合し、所定のトルクが作用するまで締め付け方向に回転させる。
このとき、図８に示すように、第一ナット１１と第三ナット１３は偏心円柱部１３３の側面凸部１３４が偏心円筒部１１３の径方向の溝１１５の溝の端まで第三ナット１３を締め付け方向に回転させた状態のため、第三ナット１３に力を加えて締め付け方向に回転させると、第一ナット１１もこれに追随する。こうしてボルト１５に所定のトルクが作用するまで締め付け方向に第一ナット１１と第三ナット１３を同時に回転させる。

その後、図９に示すように第一ナット１１のみを、第三ナット１３に対し、締め付け方向と同一方向に所定角度回転させる。所定角度としては第一ナット１１の中心軸からの偏心の量によるが５度〜１８０度の範囲である。

こうすることによって、径方向のずれによるロック作用により緩み止めされるのである。

このように、本発明のロックナットは、第一ナット１１と第三ナット１３で部材１４を締め付けた後、第一ナット１１のみを更に所定角度回転させることによって、簡単で迅速かつ確実で強固な緩み止め効果が得られるという優れた特徴を有するのである。

図１０、図１１、図１２に示すようにロックナット２は第一ナット２１の偏心円筒部２１３に側面凸部２１４を偏心円筒部２１３の内側側面に径方向内向きに突出して設け、第三ナット２３の偏心円柱部２３３の外周側面に軸方向の溝２３４と径方向の溝２３５を設けたロックナットである。第三ナット２３の偏心円柱部２３３の径方向の溝２３５は軸方向の溝２３４に対して第三ナット２３をボルト１５に螺合してボルトの先方向に緩める方向に回転させる方向の側に設定されている。ロックナット２においても動作や機能は実施例１に示されたロックナット１と同様であり、簡単で迅速かつ確実で強固な緩み止め効果が得られる。

図１３、図１４、図１５に示すように第一ナット３１の偏心円筒部３１３に軸方向の溝３１４ａと軸方向の溝３１４ｂと径方向の溝３１５ａと径方向の溝３１５ｂとを設け、第三ナット３３の偏心円柱部３３３に側面凸部３３４ａと側面凸部３３４ｂとを設けても動作や機能は実施例１に示されたロックナット１と同様であり、簡単で迅速かつ確実で強固な緩み止め効果が得られる。

図１６、図１７に示すように第一ナット４１の偏心円筒部４１３に軸方向の溝１１４と径方向の溝１１５と径方向の溝４１５とを設け、第三ナット４３の偏心円柱部４３３に側面凸部１３４と側面凸部４３４とを設けても動作や機能は実施例１に示されたロックナット１と同様であり、簡単で迅速かつ確実で強固な緩み止め効果が得られる。

図１８、図１９、図２０に示すように第一ナット５１の偏心円筒部５１３に軸方向の溝１１４と径方向に対して斜めに傾いた径方向の溝５１５とを設け、第三ナット５３の偏心円柱部５３３に斜めに傾いた径方向の溝５１５に納まる側面凸部５３４を設けることにより実施例１における軸方向の遊び１１６つまり第二ナットの厚さを径方向の溝５１５の傾きにおける溝の両端の切断面１１１からの距離の差に置き換えることができ、動作や機能は実施例１に示されたロックボルト１と同様であり、簡単で迅速かつ確実で強固な緩み止め効果が得られる。

図２１において第一ナット６１の偏心円筒部６１３の軸方向の溝６１４が軸方向に対して斜めに傾いていても動作や機能は実施例１に示されたロックボルト１と同様であり、簡単で迅速かつ確実で強固な緩み止め効果が得られる。

実施例１でロックナット１がセット状態かどうかを確認するためには、第一ナット１１の切断面１１１と第三ナット１３切断面１３１とが接した状態に偏心円柱部１３４と偏心円筒部１１３とが嵌合された状態でかつ偏心円柱部１３４の側面凸部１３４を径方向の溝１１５に添って回転させて、径方向の溝１１５の溝の端まで来ているか第三ナットを回転させてみる必要がある。もっと簡単に目視で確認できるようにするために図２２に示すように第一ナット１１にねじ一致印１１５を設定し、第三ナット１３にねじ一致印１３７を設定する。図２３に示すようにナットのねじ穴１１２とナットのねじ穴１３２の中心軸が一致していない場合第一ナット１１のねじ一致印１１７と第三ナット１３のねじ一致印１３７は一致しない。図２４に示すようにナットのねじ穴１１２とナットのねじ穴１３２の中心軸が一致した場合第一ナット１１のねじ一致印１１７と第三ナット１３のねじ一致印１３７は一致するように構成する。

これによりロックナット１がセット状態かどうか目視で簡単に確実に行うことができる。

なおねじ一致印はナットの側面に塗料を塗るまたは、ナットの側面に傷を付けるまたは、ナットの側面を少し凹ませることで付けることができる。

１ロックナット
１１第一ナット
１１１切断面
１１２ナットのねじ穴
１１３偏心円筒部
１１４軸方向の溝
１１５径方向の溝
１１６軸方向の遊び
１１７ねじ一致印
１３第三ナット
１３１切断面
１３２ナットのねじ穴
１３３偏心円柱部
１３４側面凸部
１３７ねじ一致印
１４部材
１５ボルト
２ロックナット
２１第一ナット
２１３偏心円筒部
２１４側面凸部
２３第三ナット
２３３偏心円柱部
２３４軸方向の溝
２３５径方向の溝
２３６軸方向の遊び
３ロックナット
３１第一ナット
３１３偏心円筒部
３１４ａ軸方向の溝
３１４ｂ軸方向の溝
３１５ａ径方向の溝
３１５ｂ径方向の溝
３３第三ナット
３３３偏心円柱部
３３４ａ側面凸部
３３４ｂ側面凸部
４ロックナット
４１第一ナット
４１３偏心円筒部
４１５径方向の溝
４３第三ナット
４３３偏心円柱部
４３４側面凸部
５ロックナット
５１第一ナット
５１３偏心円筒部
５１５径方向の溝
５３第三ナット
５３３偏心円柱部
５３４側面凸部
６ロックナット
６１第一ナット
６１３偏心円筒部
６１４軸方向の溝

Claims

一個のナットを途中からナットの中心軸と直角方向に三つに切断したような形で上から第一ナット、第二ナット、第三ナットとすると、第二ナットを取り除いて第一ナットと第三ナットとで構成されるロックナットであって、
第一ナットと第二ナットと第三ナットは、一本のボルトに螺合する雌ねじをナットのねじ穴にそれぞれ有しており、
第三ナットには第二ナットとの切断面に第三ナットのねじ穴の直径より大径の偏心円柱部が第三ナットの中心軸に対して直角方向に偏心されて軸方向外方に突設されていると共に、偏心円柱部の外周側面の一部に径方向外方に突設された側面凸部が形成されている一方、
第一ナットには、第二ナットとの切断面に、第三ナットの偏心円柱部と嵌合する、第一ナットのねじ穴の直径より大径の円筒状の穴である偏心円筒部が第一ナットの中心軸に対して直角方向に偏心して開けられていて内部に軸方向の溝と径方向の溝とが形成されており、
第三ナットの偏心円柱部を第一ナットの偏心円筒部に偏心円柱部の側面凸部と偏心円筒部の軸方向の溝が一致するようにして、相対向する切断面が接するまで嵌め込んだ後、偏心円柱部の側面凸部を偏心円筒部の径方向の溝に添って溝の端まで第三ナットを回転させると、第一ナットのナットのねじ穴の中心軸と第三ナットのナットのねじ穴の中心軸が一致し、ここで第一ナットと第三ナットとを第二ナットの厚さに等しい軸方向の遊び分だけ離すと第一ナットのナットのねじ穴のピッチと第三ナットのナットのねじ穴のピッチとが連続するように構成した、
ロックナット。
第一ナットの偏心円筒部の内周側面の一部に径方向内方に突設された側面凸部が軸方向の溝と径方向の溝の代わり形成されている一方、第三ナットの偏心円柱部の外周側面に軸方向の溝と径方向の溝とが側面凸部の代わり形成されている、
請求項１に記載されているロックナット。
径方向の溝を複数設けた
請求項１又は請求項２に記載されているロックナット。
軸方向の溝を複数設けた
請求項１又は請求項２又は請求項３に記載されているロックナット。
側面凸部を複数設けた
請求項３又は請求項４に記載されているロックナット。
径方向の溝が径方向から少し傾いている
請求項１又は請求項２又は請求項３又は請求項４又は請求項５に記載されているロックナット。
軸方向の溝が中心軸方向から少し傾いている
請求項１又は請求項２又は請求項３又は請求項４又は請求項５又は請求項６に記載されているロックナット。
第一ナットの外周側面及び第三ナットの外周側面とに印を付け、第一ナットのナットのねじ穴の中心軸と第三ナットのナットのねじ穴の中心軸とが一致すると第一ナットの外周側面の印と第三ナットの外周側面の印とが一致するように構成した
請求項１又は請求項２又は請求項３又は請求項４又は請求項５又は請求項６又は請求項７に記載されているロックナット。