JP3119517U - 弛み止めナット - Google Patents

Abstract

【課題】振動が加わっても弛みが発生せず、かつ、ボルトに螺合組付けした後において、当該ボルトから容易に取り外すことのできる弛み止めナットを提供する。
【解決手段】ボルト１０に螺合するナットにおいて、その中間高さより上位部分に、径方向に沿って、少なくとも、ネジ部２の一部を切除する範囲に至るまで、好ましくは、その中心線Ｃを越える範囲に至るまで横溝３を形成する。また、その座面を１°〜５°程度の傾斜角度θを持つ傾斜座面４とし、当該傾斜座面４の傾斜方向を、横溝の延長線Ｐと傾斜座面の延長線Ｑとが、横溝３の形成側において交差するように設定する。
【選択図】図１

Description

本考案は、振動が加わっても弛みが発生し難く、かつ、ボルトに螺合締付けした後に、当該ボルトから容易に取り外すことのできる弛み止めナットに関するものである。

従来、自動車、機械、電気機器等のあらゆる構造物には、ボルトと共に、それに螺合するナットが大量に使用されている。このナットは、強く締め付けることによって強固に組付くので、締結具として優れた作用効果を発揮する。しかし、振動が加わる箇所に使用すると、その振動によって弛んでしまうという欠点がある。

こうした欠点を解消するために、二つのナットを重ねて、いわゆるダブルナットとして使用する方法がある。ダブルナットとすると、振動の加わる箇所に使用しても、それまでの一つのナットを使用した場合（シングルナット）と比較して弛み難いといった効果がある。

しかし、ダブルナットとして使用することは、二つのナットを使用することであるため、シングルナットの場合と比較してコストが嵩み、その取付けも二重の手間を要する。

本考案者らはこうした問題に鑑み、弛みの発生しない弛み止めナットを創案し先に特許出願して公開された（特開２００４−１５６６３７号）。この弛み止めナット（以下、「公開特許に係るナット３０」と記す）は、その中間高さよりやや下位部分に横溝３１を形成し、また、その座面を傾斜させて傾斜座面３２としている。この先出願に係るナット３０は、ボルトに強固に螺合組付きし、振動を加えても弛まないといった優れた効果を発揮する。

しかし、本出願人による先出願に係るナット３０は、振動によって弛まないといった優れた効果を発揮するものの、一旦ボルト１０に螺合締付けした後、当該ボルト１０から取り外したい場合に、その取り外しが困難であるといった問題がある。

本考案はこうした問題に鑑み創案されたもので、振動が加わっても弛みが発生せず、かつ、ボルトに螺合組付けした後において、当該ボルトから容易に取り外すことのできる弛み止めナットを提供することを課題とする。

図１および図２を参照して説明する。請求項１に記載の弛み止めナット１は、ボルト１０に螺合するナットであって、その中間高さより上位部分に、径方向に沿って、少なくとも、ネジ部２の一部を切除する範囲に至るまで、好ましくは、その中心線Ｃを越える範囲に至るまで横溝３を形成してなるものである。

請求項２に記載の弛み止めナット１は、ボルト１０に螺合するナットであって、その中間高さより上位部分に、径方向に沿って、少なくとも、ネジ部２の一部を切除する範囲に至るまで、好ましくは、その中心線Ｃを越える範囲に至るまで横溝３を形成し、かつ、その座面を１°〜５°程度の傾斜角度θを持つ傾斜座面４とし、当該傾斜座面４の傾斜方向を、前記横溝の延長線Ｐと前記傾斜座面の延長線Ｑとが、当該横溝３の形成側において交差するように設定してなる。

請求項１に記載の弛み止めナット１は、その中間高さより上位部分に、径方向に沿って、少なくとも、ネジ部２の一部を切除する範囲に至るまで、好ましくは、その中心線Ｃを越える範囲に至るまで横溝３を形成しているので、振動が加わっても弛みが発生し難い。また、ボルト１０に螺合締付けした後においても、当該ボルト１０から容易に取り外すことができる。

請求項２に記載の弛み止めナット１は、請求項１に記載の考案と同様に横溝３を形成しているので、弛み難く、また、ボルト１０から容易に取り外すことができる。

また、その座面を１°〜５°程度の傾斜角度θを持つ傾斜座面４とし、その傾斜方向を横溝の延長線Ｐと傾斜座面の延長線Ｑとが、横溝３の形成側において交差するように設定しているので、弛み止め効果により優れる。

請求項１および請求項２に記載の考案において、当該弛み止めナット１が弛み難いのは、横溝３を形成したことによって、ボルト１０や被締結物２０等から伝わる振動が当該横溝３によって吸収され、当該振動が、弛み止めナット１の全体にそのまま直接伝達されるのが阻止されるからであると考えられる。また、横溝３をその中心線Ｃを越える範囲まで形成したことによって、ネジ部２を部分的に切除することになり、これにより当該切除部分において振動の伝達が遮断されるからであるとも考えられる。

また、請求項２に記載の考案においては、傾斜座面４を形成したことによって、被締結物２０から弛み止めナット１への振動の伝達が抑制されるからであると考えられる。さらに、傾斜座面４としたことで、弛み止めナット１と被締結物２０との接触が局部で強固に達成されるからであるとも考えられる。また、傾斜座面４の傾斜方向を、横溝の延長線Ｐと傾斜座面の延長線Ｑとが、横溝３の形成側において交差するように設定したことにより、当該弛み止めナット１を締め付けた際に、ボルト１０の片側（横溝３と反対側部分）により大きな力で組付くからであるとも考えられる。

また、請求項１および請求項２に記載の考案において、当該弛み止めナット１をボルト１０から取り外し易いのは、横溝３を中間高さより上位部分に形成したことによるものと考えられる。

本考案者らは、この点を確認すべく実験を行った。この実験では、本考案に係る弛み止めナット１、公開特許に係るナット３０、および無横溝の通常のナット４０を、同一の締付けトルクでボルト１０に螺合して非締結物を固定した際に、ボルト１０に作用する内部応力を観測した。これらのナットは、いずれもネジ径が１６ｍｍで、ネジのピッチが２ｍｍのものを使用した。その写真撮影した結果を、模式的に書き写して図３乃至図５に示す。

本考案（請求項２に記載の考案）に係る弛み止めナット１においては、図３に示すように、ボルト１０のほぼ左半部のＪで示す部分に最大内部応力（程度中）が発生している。

これに対し、公開特許に係るナット３０では、図４に示すように、ボルト１０のほぼ左半部の一部のＫで示す部分に内部応力が発生し、その周辺と右半部の一部のＬで示す部分に最大内部応力（程度大）が発生している。

また、無横溝の通常のナット４０では、図５に示すように、ボルト１０の左右側のＭで示す部分に最大内部応力（程度小）が発生しているに過ぎない。

これらのことから、本考案に係る弛み止めナット１においてボルト１０に発生する内部応力は、公開特許のナット３０のそれと、通常のナット４０のそれとのほぼ中間であることが確認できた。よって、本願考案に係る弛み止めナット１は、弛み難く、かつ、ボルト１０から容易に取り外すことができることが分かる。

本考案に係る弛み止めナット１の第一実施形態を、図１および図２に示す。これは、ボルト１０に螺合する六角ナットであって、その中間高さよりやや上位部分に、径方向に沿って水平に、その中心線Ｃを越える範囲に至るまで横溝３を形成している。また、その座面を、水平面に対して１°の傾斜角度θを持つ傾斜座面４としている。この傾斜座面４は、横溝３の形成側に上昇傾斜するように形成している。すなわち、傾斜座面４の傾斜方向を、横溝の延長線Ｐと傾斜座面の延長線Ｑとが、横溝３の形成側において交差するように形成している。

本実施形態に係る弛み止めナット１は、横溝３を形成すると共に、その座面を傾斜座面４としているので、振動が加わっても弛みが発生し難い。これは、横溝３を形成したことによって、ボルト１０や被締結物２０等から伝わる振動が当該横溝３によって吸収され、弛み止めナット１の全体にそのまま伝達されるのが阻止されるからであると考えられる。また、横溝３をその中心線Ｃを越える範囲まで形成したことによって、ネジ部２を部分的に切除することになり、これにより当該切除部分において振動の伝達が遮断されるからであるとも考えられる。

また、傾斜座面４を形成したことによっても、被締結物２０から弛み止めナット１への振動の伝達が抑制されるからであると考えられる。さらに、傾斜座面４としたことで、弛み止めナット１と被締結物２０との接触が局部で強固に達成されるからであるとも考えられる。また、傾斜座面４の傾斜方向を、横溝の延長線Ｐと傾斜座面の延長線Ｑとが、横溝３の形成側において交差するように設定したことによって、当該弛み止めナット１を締め付けた際に、ボルト１０の片側（横溝３と反対側部分）により大きな力で組付くからであると考えられる。

また、この弛み止めナット１をボルト１０から取り外し易いのは、横溝３を中間高さより上位部分に形成したことにより、図３に示したように、ボルト１０に適度な内部応力が作用することから、当該ボルト１０に対する組付き力が先のボルト１０と比較して大きくないからであると考えられる。

なお、本実施形態において、横溝３はその中心線Ｃを越える範囲まで形成しているが、本考案はこれに限定されるものではなく、ネジ部２の一部を切除する範囲まで形成することによっても、ある程度の作用効果を得ることができる。また、この横溝３は、水平方向に沿って形成するのみでなく、傾斜状態で形成することもできる。さらに、傾斜座面４の傾斜角度θは１°〜２°が好ましいが、これに限定されるものでもなく、およそ１°未満〜５°程度の範囲内であれば良い。

本考案者らは、本考案に係る弛み止めナット１に関し、二項目の性能試験を行った。
一つは、当該弛み止めナット１を螺合したボルト１０に作用する軸力と当該ボルト１０の変位量を測定し、それを本出願人が先に出願した先出願に係るナット３０および通常のナット４０の数値と比較したもので、これによって、本考案に係る弛み止めナット１の弛み止め効果および取り外し易さを確認した。これらのナットは、ネジ径が１６ｍｍで、ネジのピッチが２ｍｍである。その測定結果を、図６に示す。図中において、Ａは通常のナット４０の数値を示す。また、Ｂは本考案に係る弛み止めナット１の数値を示し、Ｃは公開特許に係るナット３０の数値を示す。

この図６において、例えば、ナットを締め付けてボルト１０に５０ｋＮの軸力を作用させた際における当該ボルト１０の変位量は、本考案に係る弛み止めナット１が約０．３５ｍｍであるのに対して、公開特許に係るナット３０は約０．７ｍｍであり、通常のナット４０は約０．１５ｍｍである。これは、本考案に係る弛み止めナット１のボルト１０に対する組付き力が、公開特許に係るナット３０と通常のナット４０のほぼ中間であることを意味する。このことから、本考案に係る弛み止めナット１は、弛み止め効果に優れると共に、ボルト１０から容易に取り外すこともできることが理解できる。

二つ目の性能試験では、本考案に係る弛み止めナット１（横溝３のみを有する弛み止めナットと、横溝３と傾斜座面４（傾斜角度α＝１°）の両方を有する弛み止めナットの両方）の締付けトルクと軸力との関係を、理論値および通常のナット４０（ＪＩＳ品）と比較した。その結果を、図７に示す。図７中、符号１ａは横溝３と傾斜座面４の両方を有する本考案に係る弛み止めナットを示し、符号１ｂは横溝３のみを有する本考案に係る弛み止めナットを示す。また、符号１ｃは傾斜座面４のみを形成した本考案に類するナットを示し、符号４０は通常のナットを示す。符号５０は理論値を示す。

この図７から明らかなように、本考案の横溝３と傾斜座面４の両方を有する弛み止めナット１の数値は、理論値に最も近く、よって、当該弛み止めナット１が機能上最も優れていることが理解できる。また、本考案の横溝３のみを有する弛み止めナット１がそれに続いて理論値に近く、優れた機能を有することが分かる。なお、傾斜座面４のみを形成したナットは、本考案に係る両ナットより劣るものの、通常のナット４０よりも優れていることも併せて確認した。

本考案に係る弛み止めナットの実施形態を示す半断面正面図である。 図１に示す弛み止めナットの平面図である。 本考案に係る弛み止めナットをボルトに螺合締付けした状態において、ボルトに作用する内部応力を示す模式図である。 本出願人による先出願に係るナットをボルトに螺合締付けした状態において、ボルトに作用する内部応力を示す模式図である。 通常のナットをボルトに螺合締付けした状態において、ボルトに作用する内部応力を示す模式図である。 弛み止めナット等を螺合したボルトに作用する軸力と当該ボルトの変位量を示すグラフである。 弛み止めナットの締付けトルクと軸力との関係を示すグラフである。

符号の説明

１ 弛み止めナット
２ ネジ部
３ 横溝
４ 傾斜座面
１０ ボルト
２０ 被締結物
３０ 先出願に係るナット
３１ 横溝
３２ 傾斜座面
４０ 通常のナット
５０ 理論値
Ｃ 中心線
Ｐ 横溝の延長線
Ｑ 傾斜座面の延長線
θ 傾斜角度

Claims (2)

1. ボルト（１０）に螺合するナットであって、その中間高さより上位部分に，径方向に沿って，少なくとも，ネジ部（２）の一部を切除する範囲に至るまで，好ましくは，その中心線（Ｃ）を越える範囲に至るまで横溝（３）を形成してなる弛み止めナット。
2. ボルト（１０）に螺合するナットであって、その中間高さより上位部分に，径方向に沿って，少なくとも，ネジ部（２）の一部を切除する範囲に至るまで，好ましくは，その中心線（Ｃ）を越える範囲に至るまで横溝（３）を形成し、かつ，その座面を１°〜５°程度の傾斜角度（θ）を持つ傾斜座面（４）とし，該傾斜座面の傾斜方向を，前記横溝の延長線（Ｐ）と前記傾斜座面の延長線（Ｑ）とが，該横溝の形成側において交差するように設定してなる弛み止めナット。
   

Images