JP2021105444A

JP2021105444A - 締結構造体

Info

Publication number: JP2021105444A
Application number: JP2020095785A
Authority: JP
Inventors: 克彦若林; Katsuhiko Wakabayashi
Original assignee: Hard Lock Industry Co Ltd
Current assignee: Hard Lock Industry Co Ltd
Priority date: 2019-12-26
Filing date: 2020-06-01
Publication date: 2021-07-26

Abstract

【課題】ナット２の凸部２２とナット３の凹部３２との偏心嵌合によって緩み止め効果を発揮する緩み止め装置において、締結状態におけるナット２に対するナット３の傾き量を抑制する。【解決手段】雄ねじが外周面に形成されたねじ軸１を有するボルトと、雄ねじに螺合する雌ねじが内周面に形成されたねじ孔３１を有するナット３とを備える締結構造体において、雄ねじの圧縮側フランク面３１ｐ、雄ねじの遊び側フランク面３１ｃ、雌ねじの圧縮側フランク面１ｐ及び雌ねじの遊び側フランク面１ｃのうち少なくとも一つは、軸方向に沿う断面において凸円弧形状を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、ナット及びボルトを締結してなる締結構造体に関する。

本願出願人は、従来より、高い緩み止め機能を発揮する緩み止めナットであるハードロックナット（「ハードロック」及び「ＨＡＲＤＬＯＣＫ」は本願出願人の商標）の開発を行っており、例えば後述の特許文献１に開示している。

このハードロックナットは、特許文献１の図５に示されるように、ボルトのねじ軸（１）に螺合するねじ孔（２１）を有する第１のナット（２）と、ねじ軸（１）に螺合するねじ孔（３１）を有する第２のナット（３）とから構成される。

第１のナット（２）は、第２のナット（３）に向かって軸方向に突出する円錐台形状の凸部（２２）を有する凸ナットである。凸部（２２）は、先端側に至るにしたがって徐々に小径となる所定のテーパー角を有するテーパー状外周面を有する。ナット（２）のねじ孔（２１）は凸部（２２）を軸方向に沿って貫通している。

第２のナット（３）は、凸ナット（２）の凸部（２２）が嵌合する凹部（３２）を有する凹ナットである。凹部（３２）は、凸部（２２）の外周面のテーパー角に適合するテーパー角、好ましくは同じテーパー角を有するテーパー状内周面を有する。ナット（３）のねじ孔（３１）は凹部（３２）の底面に開口している。

ハードロックナットでは、凸ナット（２）の凸部（２２）と凹ナット（３）の凹部（３２）とを偏心嵌合させることによって、恰もねじ軸（１）とナット（２，３）との間にクサビを打ち込んだような応力状態を生じさせ、かかるクサビ作用により強力な緩み止め効果を発揮させている。

なお、凸ナット（２）及び凹ナット（３）のいずれか一方を下ナットとしてねじ軸（１）に締結し、他方を上ナットとしてねじ軸（１）に締結してもよいが、特許文献１の図５に示される構造では、凸ナット（２）が下ナットとして用いられ、凹ナット（３）が上ナットとして用いられている。

凸部（２２）と凹部（３２）との偏心嵌合は、凸ナット（２）の凸部（２２）の外周面をねじ孔（２１）に対して偏心させて形成するか、或いは、凹ナット（３）の凹部（３２）の内周面をねじ孔（３１）に対して偏心させて形成することによって実現される。凸部（２２）の外周面をねじ孔（２１）に対して偏心させた場合は、凹部（３２）の内周面とねじ孔（３１）とを同心状とする。一方、凹部（３２）の内周面をねじ孔（３１）に対して偏心させた場合は、凸部（２２）の外周面とねじ孔（２１）とを同心状とする。

ハードロックナットでは、凸部（２２）と凹部（３２）との偏心嵌合によって強力なクサビ作用を生じさせるように、ねじ軸（１）に螺合された凸ナット（２）の凸部（２１）と凹ナット（３）の凹部（３２）とが偏心嵌合した状態で、これらナット（２，３）に前記偏心方向に沿う押圧力が生じるように凸部（２１）の外周面と凹部（３２）の内周面とが周方向一部において干渉する。さらに、凸部（２１）の凹部（３２）に対する嵌合深さが大きい程、上記の偏心方向に沿う押圧力が大きくなる。

一方、ねじ軸（１）の雄ねじ、並びに、各ナット（２，３）の雌ねじは、ＩＳＯ規格等
の要求される規格に沿った寸法公差の範囲内の寸法精度で形成される。雄ねじ及び雌ねじの寸法公差は、ボルトのねじ軸に対してナットを螺着可能なように定められる。一般的なメートルねじにおいては、雄ねじの寸法公差は例えばJIS B0209-2:2001(ISO 965-2:1998)
6g の公差域クラスであり、雌ねじの寸法公差は例えばJIS B0209-2:2001(ISO 965-2:1998) 6H の公差域クラスである。その結果、雄ねじと雌ねじとの間には遊びが生じる。

雄ねじと雌ねじとの間に遊びが存在すると、振動によって下ナット（２）の座面圧が断続的に消失する状況では、特許文献１に言及されているように、周方向一部における凸部（２２）と凹部（３２）との干渉による押圧力が、下ナット（２）の水平方向の微小移動によって消失し、その結果、凹凸偏心嵌合による緩み止め作用も消失してしまうことがある。

また、凸ナットを下ナットとしてねじ軸に締結した後、凹ナットを上ナットとして締結していくと、上記遊びの範囲内で上ナットが傾き、実際の締結状態においては特許文献２の第１図に示されるように上ナットがねじ軸及び下ナットに対して傾いた状態となる。このように上ナットが傾いた状態で締結されると、凸部の外周面と凹部の内周面との接触圧が凸部の先端部近傍に集中してしまい、上記クサビ作用を生じさせるための押圧力を軸方向の広い範囲に分散させて下ナットに作用させることが困難となる。さらに、傾いた状態で締結された上ナットにおいても、その雌ねじとねじ軸の雄ねじとの接触状態が軸方向位置によって不均一となり、クサビ作用を生じさせるための押圧力が上ナットの軸方向にそって不均一に作用することとなる。

雄ねじと雌ねじとの間の遊び量を可能な限り小さくすれば上ナットの傾きは抑制されるが、呼び径Ｍ４以上のサイズのナットにおいて、JIS B0209-2:2001(ISO 965-2:1998) 6H/6gの公差域クラスより厳しい寸法許容差で一般的なねじ山形状の雄ねじ及び雌ねじを製作すると、ねじ軸にナットを締結できなくなる可能性がある。

特許文献３〜９には、フランク面に凸曲面乃至凸部が設けられたねじ形状が開示されている。

より詳細には、特許文献３には、一方のフランク面に「こぶ１６」を設けることによって雄ねじと雌ねじとの間の遊びを無くし、これにより緩み止めを行うことが開示されている。

特許文献４には、ボルト軸の雄ねじのフランク面を、雌ねじよりも緩い傾斜の頂側フランク面（１３）と、雌ねじよりも急傾斜の谷側フランク面（１２）とから構成し、これらを円弧面（１５）で接続して、この円弧面部分を雌ねじに干渉させることで緩み止めを行う技術が開示されている。

特許文献５には、ナットの雌ねじの端部において圧縮側フランクに凸部（９）を設け、締結完了時に雌ねじの端部を変形させることによって、雌ねじの遊び側フランクを雄ねじの遊び側フランクに押圧させ、これにより緩みを防止する技術が開示されている。

特許文献６には、ナットに締結した状態でナットとの接触面積を高め、ナットとの締結部に流れる電流量を増大させるためのアース用ボルトが開示されている。このアース用ボルトは、ねじ山の頭部側フランク面（１５ａ）に形成された凸条部（１８）を有している。

特許文献７には、雄ねじ又は雌ねじの圧縮フランクに凸曲面を設けることにより緩み止めをする技術が開示されている。

特許文献８には、雄ねじのフランク面を凸曲面により構成する一方、雌ねじのフランク面は雄ねじの凸曲面に適合する凹曲面により構成し、これによりねじ接合の強度を高める技術が開示されている。

特許文献９には、ねじ山を傾いた形状に形成しておき、締結完了時にねじ山が変形することで圧縮側フランク面同士のみならず遊び側フランク面同士も接触させ、これにより緩み止めを行う技術が開示されている。

特開２０１６−１２５６２２号公報特開昭６１−２４４９１２号公報特表２００１−５１２８０７号公報特開２０１９−１１３１５６号公報特開２０１８−１００７６５号公報特開２０１５−１３７７００号公報特表２０１３−５４３９６２号公報特開２００８−１５１３４６号公報特開２０１４−２０６２３４号公報

本発明は、凸曲面からなるフランク面の形状の最適化、特に本願出願人が製造販売するハードロックナットにおけるねじ山形状の最適化を図ることを目的とする。

本発明による締結構造体は、雄ねじが外周面に形成されたねじ軸を有するボルトと、前記雄ねじに螺合する雌ねじが内周面に形成されたねじ孔を有する第１のナットとを備える。前記雄ねじの圧縮側フランク面、前記雄ねじの遊び側フランク面、前記雌ねじの圧縮側フランク面及び前記雌ねじの遊び側フランク面のうち少なくとも一つは、軸方向に沿う断面において凸円弧形状を有する。締結構造体は、前記雄ねじに螺合する雌ねじが内周面に形成されたねじ孔を有する第２のナットをさらに備えることができる。

本発明の一態様において、第１のナットは、第２のナットに向かって軸方向に突出する凸部を有していてよい。該凸部は、所定のテーパー角を有するテーパー状外周面を有していてよい。第１のナットの前記ねじ孔は前記凸部を軸方向に沿って貫通していてもよい。第２のナットは、前記凸部が嵌合する凹部を有していてよい。該凹部は、所定のテーパー角を有するテーパー状内周面を有していてよい。第２のナットの前記ねじ孔は前記凹部の底面に開口していてよい。

前記凸部のテーパー状外周面が第１のナットのねじ孔に対して偏心されているか、若しくは、前記凹部のテーパー状内周面が第２のナットのねじ孔に対して偏心されていてよい。前記凸部のテーパー状外周面が第１のナットのねじ孔に対して同心状であるか、若しくは、前記凹部のテーパー状内周面が第２のナットのねじ孔に対して同心状であってよい。すなわち、前記凸部のテーパー状外周面部分が第１のナットのねじ孔に対して偏心されている場合には、前記凹部のテーパー状内周面部分が第２のナットのねじ孔に対して同心状とすることができる。一方、前記凹部のテーパー状内周面部分が第２のナットのねじ孔に対して偏心されている場合には、前記凸部のテーパー状外周面部分が第１のナットのねじ孔に対して同心状であってよい。

そして、第１の態様による締結構造体は、前記ねじ軸に螺着された第１のナットの前記凸部と前記ねじ軸に螺着された第２ナットの前記凹部とが偏心嵌合した状態で、第１及び第２のナットに前記偏心方向に沿う押圧力が生じるように周方向一部において前記テーパー状外周面と前記テーパー状内周面とが干渉するとともに、前記凸部の前記凹部に対する嵌合深さが大きい程前記押圧力が大きくなるように構成されていることが好ましい。

本発明の別の態様において、第２のナットは、第１のナットに向かって軸方向に突出する凸部を有していてよい。該凸部は、所定のテーパー角を有するテーパー状外周面を有していてよい。第２のナットの前記ねじ孔は前記凸部を軸方向に沿って貫通していてよい。第１のナットは、前記凸部が嵌合する凹部を有していてよい。該凹部は、所定のテーパー角を有するテーパー状内周面を有していてよい。第１のナットの前記ねじ孔は前記凹部の底面に開口していてよい。

前記凸部のテーパー状外周面が第２のナットのねじ孔に対して偏心されているか、若しくは、前記凹部のテーパー状内周面が第１のナットのねじ孔に対して偏心されていてよい。前記凸部のテーパー状外周面が第２のナットのねじ孔に対して同心状であるか、若しくは、前記凹部のテーパー状内周面が第１のナットのねじ孔に対して同心状であってよい。すなわち、前記凸部のテーパー状外周面部分が第２のナットのねじ孔に対して偏心されている場合には、前記凹部のテーパー状内周面部分が第１のナットのねじ孔に対して同心状とすることができる。一方、前記凹部のテーパー状内周面部分が第１のナットのねじ孔に対して偏心されている場合には、前記凸部のテーパー状外周面部分が第２のナットのねじ孔に対して同心状であってよい。

そして、第２の態様による締結構造体は、前記ねじ軸に螺着された第２のナットの前記凸部と前記ねじ軸に螺着された第１ナットの前記凹部とが偏心嵌合した状態で、第１及び第２のナットに前記偏心方向に沿う押圧力が生じるように周方向一部において前記テーパー状外周面と前記テーパー状内周面とが干渉するとともに、前記凸部の前記凹部に対する嵌合深さが大きい程前記押圧力が大きくなるように構成することができる。

ねじ形状の一態様において、前記第１のナットの雌ねじの圧縮側フランク面が軸方向に沿う断面において前記凸円弧形状を有し、前記凸円弧形状の両端を通る直線が、ISO 965-2:1998(JIS B0209-2:2001) 6H の公差域クラスを満たしていてよい。この場合、好ましくは前記雄ねじの圧縮側フランク面が、軸方向に沿う断面において直線状であって、且つ、ISO 965-2:1998(JIS B0209-2:2001) 6g の公差域クラスを満たすことができる。さらに好ましくは、前記直線と前記凸円弧形状との最大距離が、前記雄ねじの圧縮側フランク面についてのISO 965-2:1998(JIS B0209-2:2001) 6g の公差域クラスにおける寸法許容差の最小値以下かつ最小値の１／２以上であってよい。これによれば、第１のナットの雌ねじの圧縮側フランク面が一般的な6Hの公差域クラスを満たす平坦面である場合に比較して、雄ねじと雌ねじとの間の遊び量を狭小化することができる。

さらに、前記第１のナットの雌ねじの遊び側フランク面が軸方向に沿う断面において前記凸円弧形状を有し、前記凸円弧形状の両端を通る直線が、ISO 965-2:1998(JIS B0209-2:2001) 6H の公差域クラスを満たしていてよい。この場合、好ましくは前記雄ねじの遊び側フランク面が、軸方向に沿う断面において直線状であって、且つ、ISO 965-2:1998(JIS
B0209-2:2001) 6g の公差域クラスを満たすことができる。さらに好ましくは、前記直線と前記凸円弧形状との最大距離が、前記雄ねじの遊び側フランク面についてのISO 965-2:1998(JIS B0209-2:2001) 6g の公差域クラスにおける寸法許容差の最小値以下かつ最小値
の１／２以上であってよい。これによれば、前記第１のナットの雌ねじの遊び側フランク面が一般的な6Hの公差域クラスを満たす平坦面である場合に比較して、雄ねじと雌ねじとの間の遊び量を更に狭小化することができる。

ねじ形状の別の態様において、前記第１のナットの雌ねじの圧縮側フランク面が軸方向に沿う断面において前記凸円弧形状を有し、前記凸円弧形状の中心部がISO 965-2:1998(JIS B0209-2:2001) 6H の公差域クラスを満たしていてよい。この場合、前記雄ねじの圧縮側フランク面が、軸方向に沿う断面において直線状であって、且つ、ISO 965-2:1998(JIS
B0209-2:2001) 6h の公差域クラスを満たしていてよい。これによれば、第１のナットの雌ねじの圧縮側フランク面とボルトの雄ねじの圧縮側フランク面とが、一般的な6H／6gの公差域クラスを満たす平坦面である場合に比較して、雄ねじと雌ねじとの間の遊び量を狭小化することができる。

さらに、前記第１のナットの雌ねじの遊び側フランク面が軸方向に沿う断面において前記凸円弧形状を有し、前記凸円弧形状の中心部がISO 965-2:1998(JIS B0209-2:2001) 6H の公差域クラスを満たしていてよい。この場合、前記雄ねじの遊び側フランク面が、軸方向に沿う断面において直線状であって、且つ、ISO 965-2:1998(JIS B0209-2:2001) 6h の公差域クラスを満たすことが好ましい。これによれば、第１のナットの雌ねじの遊び側フランク面とボルトの雄ねじの遊び側フランク面とが、一般的な6H／6gの公差域クラスを満たす平坦面である場合に比較して、雄ねじと雌ねじとの間の遊び量を狭小化することができる。

なお、凸円弧形状の中心部が所定の公差域クラスを満たすとは、その公差域クラスで許容されている範囲内に凸円弧形状の中心部が位置することを意味する。

また、第２のナットのねじ孔の雌ねじの各フランク面も、第１のナットの雌ねじと同様の凸円弧形状を有することができる。

本発明によれば、凸曲面からなるフランク面の形状の最適化、特に本願出願人が製造販売するハードロックナットにおけるねじ山形状の最適化を図ることができ、これによりさらなる緩み止め効果の向上を図ることができる。

図１は、第１実施例に係る締結構造体の断面図である。図２は、第２実施例に係る締結構造体の断面図である。図３は、第３実施例に係る締結構造体の断面図である。

以下、本発明の好適な実施形態について、図面に基づいて説明する。

（第１実施形態）

図１は本発明の第１実施形態に係る締結構造体１を示している。この締結構造体１は、ねじ軸１を有するボルトと、ねじ軸１に螺合するねじ孔３１を有する下ナット２と、ねじ軸１に螺合するねじ孔３１を有する上ナット３とから構成される。本実施形態のねじ軸１の雄ねじの圧縮側フランク面１ｐ及び遊び側フランク面１ｃはいずれも、軸心に沿う断面において直線状に形成されている。

下ナット２は、上ナット３に向かって軸方向に突出する円錐台形状の凸部２２を有する
。凸部２２は、ナット本体２３の上面から突設されている。ナット本体２３は、典型的には六角ナットの形態であるが、適宜の外周面形状を有することができる。

凸部２２の外周面は、先端側に至るにしたがって徐々に小径となる所定のテーパー角を有するテーパー状に形成されている。なお、凸部２２の外周面のテーパー角は、好ましくは１０°以上３０°以下であり、より好ましくは１５°以上２５°以下であり、さらに好ましくは１８°以上２２°以下である。

下ナット２のねじ孔２１は、ナット本体２３及び凸部２２に亘って設けられている。すなわち、ねじ孔２１は、凸部２２及びナット本体２３を軸方向に沿って貫通している。また、ねじ孔２１は、凸部２２の外周面よりも径方向内側に設けられている。

下ナット２の凸部２２のテーパー状外周面は、下ナット２のねじ孔２１に対して微少量ａだけ偏心されている。すなわち、テーパー状外周面の軸心Ｏ_１は、ねじ孔２１の軸心Ｏ_２と平行であり、軸心Ｏ_１と軸心Ｏ_２との間の距離がａである。なお、図示例では、下ナット２のねじ孔２１、上ナット３のねじ孔３１及びねじ軸１の軸心がいずれも一致しており、これら軸心を共通の符号Ｏ_２で示している。

上ナット３は、凸部２２が嵌合する凹部３２を有する。凹部３２は、凸部２２の突出高さと同程度、若しくは、凸部２２の突出高さよりも所定量大きい深さを有する。なお、上ナット３は、典型的には六角ナットの形態であるが、適宜の外周面形状を有することができる。また、好ましくは上ナット３の下端外周部にフランジを設けることができる。

凹部３２の内周面は、凸部２２の外周面のテーパー角に適合するテーパー角、好ましくは同じテーパー角を有するテーパー状に形成されている。すなわち、凹部３２の内周面は、開口端側（図面において下側）に至るにしたがって徐々に大径となるテーパー面である。上ナット３のねじ孔３１は凹部３２の底面に開口している。

本実施形態に係る締結構造体では、ねじ軸１に螺着された下ナット２の凸部２２と、ねじ軸１に螺着された上ナット３の凹部３２とが偏心嵌合することによって、恰もねじ軸１とナット２，３のねじ孔２１，３１のそれぞれとの間にクサビを打ち込んだような応力状態を生じさせ、かかるクサビ作用により強力な緩み止め効果を発揮する。

本実施形態では、凸部２２と凹部３２との偏心嵌合を実現するために、下ナット２の凸部２２のテーパー状外周面をねじ孔２１に対して偏心させているとともに、凹部３２のテーパー状内周面とねじ孔３１とを同心状に設けている。これにより、ねじ軸Ｓに螺着された下ナット２の凸部２２と上ナット３の凹部３２とが偏心嵌合した状態で、上下ナット２，３に前記偏心方向に沿う反撥力が生じるように凸部２２の外周面と凹部３２の内周面とが周方向一部において干渉する。なお、凸部２２のテーパー状外周面の最大径部位は、凹部３２のテーパー状内周面の最大径部位と実質的に同じ径を有しており、これにより凸部２２の凹部３２に対する嵌合深さが大きくなる程、上記の偏心方向に沿う反撥力が大きくなるようにしている。

次に、本実施形態の締結構造体の特徴について説明する。

下ナット２のねじ孔２１の雌ねじの圧縮側フランク面２１ｐ及び遊び側フランク面２１ｃは、軸心に沿う断面形状が一般的な直線形状ではなく、ねじ軸１とねじ孔２１との間に実質的に遊びが存在しないように凸円弧形状に形成されている。なお、各フランク面２１ｐ，２１ｃのねじ山頂部側端部からねじ谷底側端部までの全体が一定曲率の凸円弧形状であってもよく、途中で曲率が変化する凸円弧形状であってもよく、また、各フランク面２
１ｐ，２１ｃが部分的に凸円弧形状を有していてもよい。各フランク面２１ｐ，２１ｃのフランク角θ_Fは等しい。凸円弧形状を有する凸フランク面のフランク角は、凸円弧形状
のねじ山頂部側端部とねじ谷底側端部とを結ぶ直線が、軸心Ｏ_２に直交する直線に対してなす角度とする。

同様に、本実施形態では上ナット３のねじ孔３１の雌ねじの圧縮側フランク面３１ｐ及び遊び側フランク面３１ｃは、軸心に沿う断面形状が一般的な直線形状ではなく、ねじ軸１とねじ孔３１との間に実質的に遊びが存在しないように凸円弧形状に形成されている。なお、各フランク面３１ｐ，３１ｃのねじ山頂部側端部からねじ谷底側端部までの全体が一定曲率の凸円弧形状であってもよく、途中で曲率が変化する凸円弧形状であってもよく、また、各フランク面２１ｐ，２１ｃが部分的に凸円弧形状を有していてもよい。

各ねじ孔２１，３１とねじ軸１との間に実質的に遊びが存在しないようにするためには、雄ねじ及び雌ねじの加工上の寸法公差を適切に設定することが好ましい。

例えば、凸円弧形状を有するナット２，３の各フランク面２１ｐ，２１ｃ，３１ｐ，３１ｃ、並びに、ねじ軸１の雄ねじの各フランク面１ｐ，１ｃを、下記の第１又は第２の仕様にしたがって成形することができる。

〔第１の仕様〕

（１−１）凸円弧形状の両端を通る直線が、ISO 965-2:1998(JIS B0209-2:2001) 6H 又は6hの公差域クラスを満たすこと。

（１−２）凸円弧形状を有する凸フランク面（図１に示す実施形態では、下ナット２の圧縮側フランク面２１ｐ及び遊び側フランク面２１ｃ）に対向する平坦フランク面（図１に示す実施形態では、ねじ軸１の雄ねじの圧縮フランク面１ｐ及び遊び側フランク面１ｃ）が、軸方向に沿う断面において直線状であって、且つ、ISO 965-2:1998(JIS B0209-2:2001) 6g 又は6Gの公差域クラスを満たすこと。

（１−３）凸円弧形状の両端を通る直線と凸円弧形状との最大距離Ｄが、凸円弧形状を有する凸フランク面に対向する平坦フランク面についてのISO 965-2:1998(JIS B0209-2:2001) 6g 又は6Gの公差域クラスにおける寸法許容差の最小値以下かつ最小値の１／２以上であること。

ここで、公差域クラスにおける寸法許容差とは、ねじ山基準線に対する寸法許容差である。6g又は6Gの公差域クラスにおける寸法許容差の最小値は０より大きい。したがって、6g又は6Gの公差域クラスにしたがう平坦フランク面は、ねじ山基準線からわずかにずれている。

一方、6H又は6hの公差域クラスにおける寸法許容差の最小値は０であり、その最大値は6G又は6gの公差域クラスにおける寸法許容差の最大値よりも小さい。6H又は6hの公差域クラスにしたがうフランク面は、実質的にねじ山基準線と一致すると考えることができる。第１の仕様においては、凸円弧形状の両端を通る直線が6H又は6hの公差域クラスを満たす。したがって、凸円弧形状の頂部は、ねじ山基準線を越えて、対向する平坦フランク面に向けて湾曲する。

しかし、上記（１−３）の規定にしたがうことにより、ねじ軸１に各ナット２，３を螺着することが可能である。

〔第２の仕様〕

（２−１）凸円弧形状の中心部がISO 965-2:1998(JIS B0209-2:2001) 6H 又は6hの公差域クラスを満たすこと。

（２−２）凸円弧形状を有する凸フランク面に対向する平坦フランク面が、軸方向に沿う断面において直線状であって、且つ、ISO 965-2:1998(JIS B0209-2:2001) 6h 又は6Hの公差域クラスを満たすこと。

ここで、凸円弧形状の中心部とは、言い換えれば凸円弧形状の頂部である。また、中心部が6H又は6hの公差域クラスを満たすとは、中心部が、6H又は6hの公差域クラスにおけるねじ山基準線に対する寸法許容差の最小値と最大値との範囲内に位置付けられていることを意味する。

6H又は6hの公差域クラスを満たす位置は、実質的にねじ山基準線上にあると考えてよい。したがって、第２の仕様にしたがう締結構造体は、雄ねじと雌ねじとの間に実質的に遊びが存在しない。しかし、平坦フランク面に対向するフランク面を凸円弧形状に形成しているので、各ナット２，３を実質的にねじ軸１に螺着することができる。

本実施形態によれば、上下ナット２，３のねじ孔２１，３１とねじ軸１との間に実質的に遊びが存在しないので、緩み止め効果を一層向上できる。さらに、上ナット３の凹部３２に下ナット２の凸部２２に偏心嵌合した場合でも、上ナット３のねじ孔３１とねじ軸１との間に遊びが存在しないので、上ナット３が傾くことがなく、上ナット３を適正な姿勢で締結することができる。

（第２実施形態）

図２は本発明の第２実施形態に係る締結構造体を示しており、上記第１実施形態の締結構造体と同様の構成については同符号を付して詳細説明を省略し、異なる構成について説明する。

本実施形態では、上下ナット２，３の雌ねじの圧縮側フランク面２１ｐ，３１ｐのみが凸円弧形状を有する凸フランク面であり、遊び側フランク面２１ｃ，３１ｃは平坦フランク面である。平坦フランク面２１ｃ，３１ｃ及びこれらに対向する雄ねじの平坦フランク面１ｃは、一般的な寸法公差、例えば、ISO 965-2:1998(JIS B0209-2:2001) 6H/6g（雌ねじが6H、雄ねじが6g）にしたがって形成することができる。

本実施形態によっても、従前の締結構造に比して雄ねじと雌ねじとの間の遊び量を減少させることができ、これにより緩み止め効果の向上と、上ナット３の傾き防止とを図ることができる。

（第３実施形態）

図３は本発明の第３実施形態に係る締結構造体を示しており、上記第１実施形態の締結構造体と同様の構成については同符号を付して詳細説明を省略し、異なる構成について説明する。

本実施形態では、上下ナット２，３の雌ねじの遊び側フランク面２１ｃ，３１ｃのみが凸円弧形状を有する凸フランク面であり、圧縮側フランク面２１ｐ，３１ｐは平坦フランク面である。平坦フランク面２１ｐ，３１ｐ及びこれらに対向する雄ねじの平坦フランク
面１ｐは、一般的な寸法公差、例えば、ISO 965-2:1998(JIS B0209-2:2001) 6H/6g（雌ねじが6H、雄ねじが6g）にしたがって形成することができる。

本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、適宜設計変更できる。例えば、上記各実施形態ではナット２，３の雌ねじのフランク面を凸円弧形状としたが、ねじ軸１の雄ねじのフランク面１ｐ，１ｃの一方又は両方を凸円弧形状を有する凸フランク面とし、雄ねじの凸フランク面に対向する雌ねじのフランク面を平坦フランク面とすることもできる。また、雄ねじのフランク面と雌ねじのフランク面のすべてを凸円弧形状を有する凸フランク面とすることもできる。また、上記各実施形態では本発明をハードロックナットに適用した例を示したが、シングルナットや、一般的なダブルナットなど、従来公知の適宜のナット及びボルトに本発明を適用できる。

１ねじ軸
１ｐ圧縮側フランク面
１ｃ遊び側フランク面
２凸ナット
２１ねじ孔
２１ｐ圧縮側フランク面
２１ｃ遊び側フランク面
２２凸部
３凹ナット
３１ねじ孔
３１ｐ圧縮側フランク面
３１ｃ遊び側フランク面
３２凹部

Claims

雄ねじが外周面に形成されたねじ軸を有するボルトと、前記雄ねじに螺合する雌ねじが内周面に形成されたねじ孔を有する第１のナットとを備える締結構造体において、
前記雄ねじの圧縮側フランク面、前記雄ねじの遊び側フランク面、前記雌ねじの圧縮側フランク面及び前記雌ねじの遊び側フランク面のうち少なくとも一つは、軸方向に沿う断面において凸円弧形状を有する、締結構造体。