JP2024022061A - 緩み止めダブルナット - Google Patents

Abstract

【課題】 物体を固定する為の緩み防止ダブルナットを提供する。【解決手段】 先行のナットの内側にボルトに挿入する為の内ねじの他に抑え用ナットの外ねじをねじ込める内ねじを設け、その内ねじに抑え用のナットの楕円形外ねじを締め込み、先行のナットが緩もうとする力を抑え用のナットが斜めで有る為、抑え用のナットのボルトに力が加わり、緩もうとするのを押える事が出来る。【選択図】 図４

Description

本発明は、ダブルナットに関し、詳しくは、ダブルナットの緩みに関する品質向上技術に関する。

ボルト、ナットによる短期的に物体をおさえる方法として、図１に示す様に、１つのナット１と座金２とボルト３で対象物を締め付けて固定する方法がある。

また、一般的な緩み防止手段としては、図２に示す様に、２つのナット１を重ねてボルト３に螺合する方法がダブルナットとして知られている。押えようとする物体を、座金２等を介してナット１で締め付け、そのナット１が緩まない様にもう１つのナット１を締め付けて押さえ付ける方法である。
両ナット１の締め付けによって接触面の圧接力を高め、ナット１が緩むのを防止する手法であるが、圧接力を必要以上に高めてしまうと、過大な引張り荷重によりボルト３が切断されてしまう恐れがある。

さらに、ボルトやナットに薬剤等を使用したり、あるいは、器具等を使用することで、ナットを締め付ける方法もあるが、締めたり緩めるのに時間が掛かるうえ、手間や費用もかかるものであった。
そのため、手間や費用がかからず、十分な緩み防止効果が得られるダブルナットの技術が求められていた。

このような要求に対して、従来からも様々な技術が提案されている。例えば、緩み防止能力を高めた技術（特許文献１参照）が提案され、公知技術となっている。より詳しくは、第１ナットに軸方向に延びる軸部が設けられ、第２ナットには軸方向に延びて軸部が嵌合可能な筒部が設けられて成り、軸部の外周面及び筒部の内周面には、連結用突起が円周方向に所定間隔で設けられ、第１ナット及び第２ナットが互いに軸回りに回転可能に連結されたダブルナットの技術提案である。
しかしながら、本先行技術によるナットの緩み止め構造は、各テーパ面同士の係合、一部の突起による係合によるものであって、長時間の振動で緩んでしまう恐れがあり、十分な緩み防止効果を得るという上記要求を充足するものではない。

特開２０１７－０３６８１０号公報

本発明は、締め付けナットの緩み防止効果を十分に発揮し得るダブルナットを提供することを課題とする。

上記課題を解決するため、本発明は、ボルトに螺合し、該ボルトとの間に配設した締付け対象物を締結するダブルナット機構であって、該ボルトのボルト軸部に螺合する抑え用ナットと、該抑え用ナットに対し締付け対象物側に位置し、該抑え用ナットと螺合する先行用ナットと、から構成され、該抑え用ナットは、多角柱部と突出部とから成り、該突出部は該多角柱部に対して先行用ナット方向にあってテーパ状に突出し、該抑え用ナットの内周面にはボルト軸部に螺合するボルト用雌ネジ部が形成されると共に、該突出部の外周面にはテーパ状雄ネジ部が形成されて成り、該先行用ナットは、該抑え用ナットの突出部に対応する形状の窪み部が形成されて成り、該窪み部の内周面には抑え用ナットの突出部と螺合するテーパ状雌ネジ部が形成されると共に、該締付け対象物側の内周面にはボルト軸部に螺合するボルト用雌ネジ部が形成されて成る手段を採る

また、本発明は、前記テーパ状雄ネジ部のねじ径について、少なくとも一部が前記テーパ状雌ネジ部に対応する径よりも大きい手段を採る。

さらに、本発明は、前記テーパ状雄ネジ部が楕円形状であり、長軸方向の長さが前記テーパ状雌ネジ部に対応する径よりも大きい手段を採る。

またさらに、本発明は、前記テーパ状雄ネジ部の軸方向の長さが、テーパ状雌ネジ部の軸方向の長さよりも長い手段を採る。

本発明に係る緩み止めダブルナットによれば、抑え用ナットのテーパ状雄ネジが、先行用ナットのテーパ状雌ネジに締め付けられるので、ナットの緩みを防止することが出来る。

また、本発明に係る緩み止めダブルナットによれば、抑え用ナットのテーパ状雄ネジの断面形状を楕円状とすることで、先行用ナットのテーパ状雌ネジに対して部分的に強い力で圧接することとなって、ナットの緩みをより確実に防止することが出来る。

従来の一般的なボルトに座金・ナットを用いた固定状態を示す説明図である。 従来のナットが緩むのを防止するため、ダブルナットを用いた固定状態を示す説明図である。 本発明に係る先行用ナットの実施例を示す正断面図と側面図である。 本発明に係る抑え用ナットの実施例を示す正断面図と両側面図である。 本発明に係る先行用ナットと抑え用ナットの取付態様を示す取付図である。 本発明に係る先行用ナットと抑え用ナットの他の取付態様を示す取付図である。

本発明に係る緩み止めダブルナットは、先行用ナットと抑え用ナットにより、ナットの緩みを確実に防止し得ることを最大の特徴とする。以下、本発明に係る緩み止めダブルナットの実施形態を、図面に基づいて説明する。

なお、以下に示される緩み止めダブルナットの全体形状及び各部の形状は、下記に述べる実施例に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内、即ち、同一の作用効果を発揮できる形状や寸法、構造等の範囲内で適宜変更することができるものである。

図３から図６に従って、本発明を説明する。
図３は、本発明に係る先行用ナット４の実施例を示しており、（ａ）は正断面図であって先行で物体を抑える為の抑え用のボルト３のねじ込める内ねじの有るナットを示す図、（ｂ）は側面図であって抑え用ナット５を挿入する側の図である。図４は、本発明に係る抑え用ナット５の実施例を示しており、（ａ）は側面図であって先行用ナット４の緩むのを抑える為の突出部側の図、（ｂ）は正断面図であってテーパ状の突出部の外周面に抑え用の外ねじの有るナットを示す図、（ｃ）は側面図であって多角柱部６側の図である。図５は、本発明に係る先行用ナット４と抑え用ナット５の取付態様を示す取付図である。図６は、本発明に係る先行用ナット４と抑え用ナット５の他の取付態様を示す取付図である。

本発明は、ボルト３に螺合し、該ボルト３との間に配設した締付け対象物を締結するダブルナット機構である。
ボルト３に先行締め付け用のナット（以下、先行用ナット４ともいう）と抑え用のナット（以下、抑え用ナット５ともいう）を螺合し、ボルト３との間に配設した締付け対象物を締結する構造である。
ボルト３のボルト軸部に螺合する抑え用ナット５と、抑え用ナット５に対し締付け対象物側に位置し、抑え用ナット５に螺合する先行用ナット４とで構成されている。

通常のダブルナットは、図２に示すように、２つのナット１が縦続的に連結され、ナット同士に圧接力を発生させることによって、ナット１の緩みを防止するものである。２つのナット１は平面で接触するので、接触面積は小さく、発生する摩擦力も比較的小さい。そのため、緩みを防止しにくい。

本発明では、一方のナット（抑え用ナット５）に突起部があり、他方のナット（先行用ナット４）に窪み部があるので、２つのナットの接触面積が増える、摩擦力を大きくすることが出来る。また、突起、窪みがテーパ状であり、ねじ構造を設けてあることから、両方のねじ部分が螺合することによって、さらに、強い摩擦力、圧接力を発生させることが出来る。
言い換えれば、抑え用ナット５の外ねじ（以下、テーパ状雄ネジ部５ａともいう）が先行用ナット４の内ねじ（以下、テーパ状雌ネジ部４ａともいう）と螺合して締め付けるので、緩むのを防止することが出来る。

（先行用ナット）
先行用ナット４について、主に、図３（ａ）に沿って、説明する。
先行用ナット４は、先行用ナット内に抑え用ナット５が挿入する事が出来る窪み部がある。
窪み部は、抑え用ナット５の突出部に対応する形状であり、窪み部の内周面には、テーパ状雌ネジ部４ａが設けられ、締付け対象物側の内周面には、ボルト用雌ネジ部４ｂを有する。
また、先行用ナット４は、抑え用ナット５よりも先行して、ボルト３に螺合するナットである。
先行用ナット４は、２つの部分から成る。Ｇ－Ｃの部分と、Ｃ－Ｄの部分である。Ｇ－Ｃの部分は、締付け対象物側に位置し、内周面には、通常のナット１と同様に、ボルト用雌ネジ部４ｂを有している。
Ｃ－Ｄの部分は、窪み部の領域である。抑え用ナット５の突起部に対応するように、内周面が斜めに、テーパー状に広げられている。Ｃ－Ｄの内周面には、テーパ状雌ネジ部４ａが設けられ、抑え用ナット５のテーパ状雄ネジ部５ａと螺合する形状である。

（抑え用ナット）
抑え用ナット５について、主に、図４（ｂ）に沿って、説明する。
抑え用ナット５は、先行用ナット４の内ねじ（テーパ状雌ネジ部４ａ）に嵌め合う外ねじが、テーパ状に斜めの外ねじとして設けられたナットである。
また、抑え用ナット５は、ボルト３に螺合した先行用ナット４の緩みを押さえるナットである。
抑え用ナット５は、多角柱部６と突出部とからなる。
多角柱部６は、Ｆ－Ｉ付近であり、通常のナットと同様に、外観は、多角柱構造であり、内周面には、ボルト軸部に螺合するボルト用雌ネジ部５ｂが設けられている。
突出部は、Ｅ－Ｆにあたる部分であり、多角柱部６に対して、先行用ナット方向にあり、テーパ状に突出している。
外周面には、テーパ状雄ネジ部５ａが形成されている。全体として、先行用ナット４に挿入するテーパ状である。内周面には、ボルト軸部に螺合するボルト用雌ネジ部５ｂが設けられている。

（テーパネジ構造の効果）
先行用ナット４と抑え用ナット５とが、テーパネジ構造で螺合されることによって、先行用ナット４が緩もうとすることを抑えることが出来る。
詳しくは、先行用ナット４に緩む力が加わった場合、その力は、先行用ナット４から抑え用ナット５に伝わる。その際、先行用ナット４と抑え用ナット５はテーパ状に、抑え用ナット５を内側として接しているので、先行用ナット４から抑え用ナット５への力は、ボルト３に対して平行ではなく、ボルト軸方向への斜めの力となる。
従って、先行用ナット４からの力は、抑え用ナット５によってボルト３を挟みつける力に変換されたことになる。そのため、抑え用ナット５が緩むことを抑える力が増大する。結果的に、先行用ナット４が緩もうとすることを抑えることが出来る。

また、テーパネジ構造であれば、先行用ナット４と抑え用ナット５との螺合が数回転の締め付けで完了するので、作業性を向上させることが出来る。
さらには、テーパネジ構造のネジピッチをボルト用のネジピッチよりも若干広くすることで、テーパネジ構造の締め付けによって、先行用ナット４と抑え用ナット５との間により強い圧接力を得ることが出来、好適である。

（楕円構造について）
抑え用ナット５のテーパ状雄ネジ部５ａの断面を楕円状とすることによって、先行用ナット４及び抑え用ナット５の緩みをより効果的に防止することが出来る。
図４（ａ）は、抑え用ナット５を、先行用ナット側であるＥ側の面を見た模式図である。内側の円は、内周面を表し、外側の円は、外周のテーパ状雄ネジ部５ａを表す。
テーパ状雄ネジ部５ａの断面は、ａ～ａ′方向を長軸とし、ｂ～ｂ′方向を短軸とした、楕円構造である。ｂ～ｂ′は、先行ナット４の内ねじＣからＤにねじ込むのに適正な外ねじ寸法を表し、ａ～ａ′は、先行用ナット４の内ねじＣからＤにねじ込む際にｂ～ｂ′より大きい外ねじ寸法であることを表している。
言い換えれば、テーパ状雄ネジ部５ａは楕円形状であり、長軸方向の長さが、前記テーパ状雌ネジ部４ａに対応する径よりも大きいといえる。
このような構造とすることで、ネジの一部について、標準的な螺合による圧接よりも強く圧接することが出来るので、より緩み防止の効果を発揮することが出来る。

また、テーパ状雄ネジ部５ａの断面は、通常のねじ径ｂ～ｂ′より直径が大きいａ～ａ′をネジの一部に設ける形状であれば、楕円以外の形状であっても良い。言い換えれば、テーパ状雄ネジ部５ａのねじ径の少なくとも一部が、テーパ状雌ネジ部４ａに対応する径よりも大きくしても良い。そうすることで、標準的なら螺合による圧接よりも強く圧接することが出来るので、より緩み防止の効果を発揮することが出来る。

（施工例）
本発明に係るダブルナットの施工例について説明する。
図５に示すように、抑えようとする対象物にセットされているボルト３に、先行用ナット４の内ねじＧ－Ｃを、座金等２を介して締め込む。
次に、先行用ナット４のＣ－Ｄのテーパ状雌ネジ部４ａに、図４に示す抑え用ナット５のＥ－Ｆのテーパ状雄ネジ部５ａをねじ込み、固定する。
先行用ナット４のテーパ状雌ネジ部４ａと抑え用ナット５のテーパ状雄ネジ部５ａは、テーパ状に嵌め合うように設けられたネジであり、抑え用ナット５をテーパ部に締め込むことにより圧着締結されるものである。

先行用ナット４と抑え用ナット５との固定は、薬剤等によるものでは無いので、抑え用ナット５を緩めれば先行ナット４を外す事が出来る。よって、何度も繰り返して使用出来、安価で、再利用可能なダブルナットとすることが出来る。

（抑え用ナット５のテーパ状雄ネジ部５ａが長い例）
図６の（ａ）、図６（ｂ）に示すように、抑え用ナット５のテーパ状雄ネジ部５ａの軸方向の長さは、先行用ナット４のテーパ状雌ネジ部４ａの軸方向の長さよりも長くしてもよい。
このような構成とすることで、常に、テーパ状雌ネジ部４ａ全部に対応して螺合することができる。そのため、想定されるテーパ状ネジ部による強い圧接力を、部品ばらつき等の影響を受けず、常に得ることが出来る。
また、図６（ｂ）の場合であれば、多角柱部６が先行用ナット４の縁にぶつかることで抑え用ナット５の締め付けが不十分となるような不具合を、防止できる。

（抑え用ナット５の多角柱部の大きさが小さい例）
図５に示すように、抑え用ナット５の多角柱部６の対角距離が、先行用ナット４の対角距離よりも小さいことによって、作業の効率化を進めることが出来る。対角距離とは、ネジ部品の多角柱部分の互いに相対する角と角との間の距離である。
施工する一例としては、ボルト３に、押さえる対象物をセットし、座金２を取り付け、先行用ナット４を締め込む。その後、抑え用ナット５をねじ込む。
その際、先行用ナット４と抑え用ナット５の対角距離が同じであり、両方の多角形部分の形状が同じであると、抑え用ナット５を締め込む過程で、工具のボックスレンチ等が、先行用ナット４に嵌ってしまい、作業が煩雑になってしまう。
両方の多角形の形状、大きさが異なるのであれば、工具が意図せずに、他のナットに入ることは無く、作業の効率化が図れる。

（抑え用ナット５の多角柱部の大きさが先行用ナット４と同じ例）
また、作業手順によっては、先行用ナット４と抑え用ナット５の多角柱部６の対角距離が同じであってもよい（図６（ｂ））。例えば、工具のボックスレンチ等に先行用ナット４と抑え用ナット５の両方を入れた状態で、一度にボルト３に締め込んで良い。
先行用ナット４と抑え用ナット５について、最終に締め込み位置に近い位置に一度に配置することが出来る。その後、工具を外し、抑え用ナット５のみを数回締め込むことで、先行用ナット４と抑え用ナット５を固定することが出来る。

本発明に係る緩み止めダブルナットは、手間、費用が掛からず、緩み止め機能の高い構造として、産業上の利用可能性は大きいと解する。

１ ナット
２ 座金
３ ボルト
４ 先行用ナット
４ａ テーパ状雌ネジ部
４ｂ ボルト用雌ネジ部
５ 抑え用ナット
５ａ テーパ状雄ネジ部
５ｂ ボルト用雌ネジ部
６ 多角柱部

Claims (4)

1. ボルトに螺合し、該ボルトとの間に配設した締付け対象物を締結するダブルナット機構であって、
   該ボルトのボルト軸部に螺合する抑え用ナットと、
   該抑え用ナットに対し締付け対象物側に位置し、該抑え用ナットと螺合する先行用ナットと、から構成され、
   該抑え用ナットは、多角柱部と突出部とから成り、
   該突出部は該多角柱部に対して先行用ナット方向にあってテーパ状に突出し、
   該抑え用ナットの内周面にはボルト軸部に螺合するボルト用雌ネジ部が形成されると共に、該突出部の外周面にはテーパ状雄ネジ部が形成されて成り、
   該先行用ナットは、該抑え用ナットの突出部に対応する形状の窪み部が形成されて成り、
   該窪み部の内周面には抑え用ナットの突出部と螺合するテーパ状雌ネジ部が形成されると共に、該締付け対象物側の内周面にはボルト軸部に螺合するボルト用雌ネジ部が形成されて成ることを特徴とするダブルナット。
2. 前記テーパ状雄ネジ部のねじ径は、少なくとも一部が前記テーパ状雌ネジ部に対応する径よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載のダブルナット。
3. 前記テーパ状雄ネジ部が楕円形状であり、長軸方向の長さが前記テーパ状雌ネジ部に対応する径よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載のダブルナット。
4. 前記テーパ状雄ネジ部の軸方向の長さは、テーパ状雌ネジ部の軸方向の長さよりも長いことを特徴とする請求項１に記載のダブルナット。