JP3199619U - 緩み止めナット - Google Patents

Abstract

【課題】ボルトに対する挿通性と締結力を充分に確保できると共に、容易かつ安価に製造することが可能な緩み止めナットを提供する。【解決手段】緩み止めナットは、六角ナットの外周面を構成する６平面のうち、互いに反対方向を臨む２平面の一端側を押圧することにより、前記２平面のそれぞれに軸線Ｌに対して傾斜する傾斜面３を１つのみ形成し、これにより傾斜面３に対応する六角ナットのねじ孔１ａの一端側を縮径させた。【選択図】図１

Description

本考案は、緩み止めナットに関する。

ボルトとナットは最も基礎的な機械要素の一つであり、様々な装置に使用されている。ボルトとナットを使用した装置が、静止した状態にあるときは、ボルトとナットは強固に締結されている。しかし、装置が稼働したとき、あるいは装置を輸送したときなどに生じる振動によって、ボルトとナット間における締結に緩みが発生する場合がある。そして、その締結力の低下、さらには、締結力が完全に失われることによって、装置が故障したり、又は損傷したりするだけでなく、人体を含めたその他のものにも悪影響を及ぼす危険性がある。

そのため、ボルトとナット間の締結の緩みを防止するために、様々な手段が講じられている。その手段の一つとして、ダブルナットによる緩み止め構造がある。これは、二つのナットを隣接して締め付けることにより、これらナットに軸方向の抜け止め力を作用させてナットが緩むのを防ぐ。

しかし、このようなダブルナットによる緩み止め構造は、２つのナットを締め付けなければならないため、コスト面や作業効率の面において好ましくない。また、締め付け後に２つのナットが一緒に回転して緩むといった問題もある。

そのため、１つのナットによってボルトとの締結力を向上させた緩み止めナットが提案されている。例えば、特許文献１に示す緩み止めナットは、図４に示すように、ねじ孔１１０ａを形成したナット本体１１０と、ねじ孔１００ａを形成した円錐台形状の突起部１００を有する。そして、この突起部１００の外周面にプレス体２００を押圧して、ねじ孔１００ａの内径を縮径変形させている。一方、ナット本体１１０のねじ孔１１０ａは、縮径しない。これは、ナット本体１１０のねじ孔１１０ａへのボルトの挿通性を確保しつつ、突起部１００のねじ孔１００ａにおいてボルトとの締結力を向上させるためである。

また、図５に示す特許文献２にも、ねじ孔３３０ａを形成したナット本体３３０と、ねじ孔３００ａを形成した円錐台形状の突起部３００を備えたナットが開示されている。この緩み止めナットは、基本的には、図４と同様の構成であるが、突起部３００を六角錘の凹部を有する金型４００で押圧することにより、突起部３００の外周面を六角形に形成すると共に、ねじ孔３００ａの内径を縮径変形させている。

また、六角ナットを加締め加工して、緩み止めナットを製造する方法が特許文献３と特許文献４に開示されている。

特許文献３は、図６に示すように、六角ナットの側面をピン５００で半径方向内方に押圧してねじ孔を僅かに楕円状に変形させている。また、特許文献４は、図７に示すように、六角ナットの一端面をピン６００で押圧する。これにより、その押圧した一端面近傍のねじ山同士のピッチを狭めている。

特開２００１−３３４３４３号公報 特許２５７７２５８号公報 特開昭５７−２８６４７号公報 実開昭５７−２００７２２号公報

しかし、上記特許文献３，４に開示された緩み止めナット及びその製造方法には、以下の欠点がある。

特許文献３の緩み止めナットの製造方法では、一般的に、ピン５００で六角ナットの側面の中央を局部的に押圧することにより、ねじ孔の軸線方向の中間部を縮径加工する。しかし、ねじ孔は軸線方向にそれほど長くないため、上記のようにねじ孔の軸線方向の中間部を縮径加工した場合、その影響がねじ孔の両端側にまでおよび、ねじ孔の両端側においても縮径が生じる。このため、ねじ孔にボルトを挿通し難いとか、挿通できないといった不具合が生じ易い。また、押圧面の大きいピン５００で、六角ナットの側面を軸線方向に長い範囲に渡って押圧した場合は、ねじ孔が軸線方向に渡って連続して縮径する。この場合も、ねじ孔にボルトの挿通が困難、又は挿通不可能となり易い。従って、特許文献３の方法は、ボルトの挿通性を維持しつつ締結力を向上させることが困難である。

特許文献４の方法は、ねじ山同士のピッチを狭めることによって、ボルトとの締結力を向上させている。ねじピッチを狭くしても、ボルトとの締結力を向上させることは可能である。しかし、ねじピッチの弾性変形量は、ねじ孔の半径方向の弾性変形量に比べて小さい。従って、一度ボルトと締結すると、ねじピッチは拡大する方向へ塑性変形し弾性復元しなくなるので、次に締結する際には緩み止め機能が著しく低下する欠点がある。

また、ねじ孔に合成樹脂や金属製プレートを装着することによって、ボルトとの締結力を向上させたナットもあるが、これら合成樹脂等の材料費やそれらを装着するための製造工数が多くなるので好ましくない。

そこで、本考案は斯かる実情に鑑み、ボルトに対する挿通性と締結力を充分に確保できる緩み止めナットを提供しようとするものである。

前記課題を解決するために創案された本考案に係る緩み止めナットは、六角ナットの外周面を構成する６平面のうち、互いに反対方向を臨む２平面の一端側を押圧することにより、前記２平面のそれぞれに軸線に対して傾斜する傾斜面を１つのみ形成し、これにより前記傾斜面に対応する前記六角ナットのねじ孔の一端側を縮径させたことを特徴とする。

ここでいう、「傾斜面」は、六角ナットの軸線に対してストレート状に傾斜するテーパ面、あるいは、六角ナットの軸線に対して湾曲しつつ傾斜する湾曲面も含む。

前記緩み止めナットをボルトに締結する場合は、緩み止めナットのねじ孔を縮径させた一端側とは反対側の他端側からボルトを挿入すると、挿入し易い上に、ねじ孔を縮径させた部分において、ボルトと強固に締結することが可能である。また、ねじ孔の半径方向の弾性変形量は比較的大きいので、締結した緩み止めナットをボルトから取り外した場合は、ねじ孔の一端側は、縮径させたもとの内径に弾性変形して戻る。これにより、緩み止めナットをボルトに繰り返し締結しても、緩み止め機能を良好に維持することができる。

また、前記緩み止めナットは、前記２平面の一端側を押圧するための加工用治具と、六角ナットを固定する押さえ治具等が干渉しにくい利点がある。これにより、押さえ治具によって六角ナットを広い範囲で押さえて安定して固定することができる。

上記の構成において、前記六角ナットの軸線に対する前記傾斜面の傾斜角度の下限値を１０°に設定すると共に、前記傾斜角度の上限値を３０°に設定してもよい。

上記傾斜角度を下限値の１０°未満に設定すると、六角ナットの傾斜面を形成した一端部と反対側の他端部でもねじ孔が縮径する場合がある。これによりねじ孔にボルトを挿通し難くなる。これに対し、傾斜角度を１０°以上に設定することによって、ねじ孔へのボルトの挿通性を維持することが可能である。

また、傾斜角度が上限値の３０°を超えると、ねじピッチの狭まり量は大きくなるが、ねじ孔の縮径量は充分得られなくなる。ねじピッチを狭めても、ボルトとの締結力を向上させることは可能である。しかし、ねじピッチの弾性変形量は小さいので、一度ボルトと締結すると、ねじピッチは拡大する方向へ塑性変形し弾性復元しなくなる。従って、次にボルトと締結する際には緩み止め機能が著しく低下する。

これに対し、傾斜角度を３０°以下に設定することによって、ねじ孔の縮径量を充分に確保することができる。ねじ孔の半径方向の弾性変形量は大きいので、緩み止めナットを繰り返しボルトに締結しても、緩み止め機能を維持することが可能である。

また、上記の構成において、前記六角ナットの軸線に対する前記傾斜面の傾斜角度の下限値を１５°に設定すると共に、前記傾斜角度の上限値を２５°に設定してもよい。

これにより、ねじ孔へのボルトの挿通性を一層向上させると共に、緩み止め機能をより効果的に維持することができる。

また、上記何れかの構成において、前記六角ナットが、ＪＩＳＢ１１８１に規定された六角ナットであってもよい。

この構成であれば、上記図４や図５に示す特殊形状のナットを材料にする従来の緩み止めナットに比べて、簡単かつ安価に製造することが可能である。

本考案の緩み止めナットは、図６に示す六角ナットの側面を押圧して縮径加工した緩み止めナットに比べて、ボルトに対する挿通性と締結力を充分に確保できる。さらに、本考案の緩み止めナットは、ボルトに繰り返し締結しても、緩み止め機能を良好に維持することが可能である。従って、図７に示す六角ナットの端面を押圧して製造した緩み止めナットのように、繰り返しボルトと締結することによって緩み止め機能が著しく低下することはない。

本考案の緩み止めナットの実施形態を示す斜視図である。 図１の緩み止めナットの断面側面図である。 緩み止めナットの一端側のねじ孔を示す模式的な平面図であって、（ａ）は本考案の２平面にそれぞれ傾斜面を形成した緩み止めナットの場合、（ｂ）は３平面にそれぞれ傾斜面を形成した緩み止めナットの場合である。 従来の緩み止めナットの製造方法の一実施例を示す図である。 従来の緩み止めナットの製造方法の他の実施例を示す図である。 従来の緩み止めナットの製造方法の別の実施例を示す図である。 従来の緩み止めナットの製造方法のさらに別の実施例を示す図である。

図１は、本考案の緩み止めナットの実施形態を示す斜視図である。図１に示すように、本考案の緩み止めナットは、その外周面が６つの平面にて六角形状に構成されると共に、中心にねじ孔１ａが貫設されたナット本体１を有している。ナット本体１の外周面を構成する６平面のうち、２面おきに配設された２平面、言い換えれば互いに反対方向を臨む２平面に、それぞれ角溝状の凹条部２が１つ形成されている。凹条部２のそれぞれは、ナット本体１の軸線Ｌ（又はねじ孔１ａの中心線）に対して傾斜して配設された傾斜面３を１つ有する。

図２は、図１の断面側面図である。図２に示すように、傾斜面３のナット本体１の軸線Ｌに対する傾斜角度αは、その下限値が１０°であって、上限値が３０°に設定されている。さらに、傾斜角度αの下限値は１５°、上限値は２５°であることが好ましい。なお、上記傾斜角度αとは、ナット本体１の軸線Ｌと、それと交差する傾斜面３の延長線Ｍとの間に形成される、ナット本体１側に臨む角度のことである。

また、各凹条部２（傾斜面３）は、ナット本体１の一端側、つまり図１及び図２の上端側に形成されている。そして、各凹条部２が形成された一端側のねじ孔１ａの内径は、縮径して形成されている。詳しくは、傾斜面３の傾斜角度αに対応するように、ねじ孔１ａの内径は、前記一端側へ漸減するように縮径している。

本考案の緩み止めナットの材料としては、例えば、ＪＩＳＢ１１８１に規定された六角ナットを用いる。また、本考案の緩み止めナットの材料は、ＪＩＳＢ１１８１に規定された六角ナットから派生するナットであってもよく、例えば、フランジ付き六角ナットや高ナット等のように、ＪＩＳＢ１１８１に規定された六角ナットと二面幅寸法を同一とする市販のナットであってもよい。更には、本考案の緩み止めナットの材料は、ＪＩＳＢ１１８１に規定された六角ナットとは異なる六角ナットであってもよい。

なお、凹条部の断面形状は、上述した角形（四角形）に限定されず、例えば丸形であってもよい。また、ナット本体１の１辺の長手方向全体に渡って傾斜面３を形成してもよい。

以下、傾斜角度αの下限値及び上限値を、上述のように設定した理由について説明する。

上記傾斜角度αを下限値の１０°未満に設定すると、ナット本体１の傾斜面３を形成した一端部と反対側の他端部でもねじ孔１ａが縮径する場合がある。これによりねじ孔１ａにボルトを挿通し難くなる。一方、傾斜角度αを１０°以上に設定することによって、ねじ孔１ａへのボルトの挿通性を維持することが可能である。

また、傾斜角度αが上限値の３０°を超えると、ねじピッチの狭まり量は大きくなるが、ねじ孔１ａの縮径量は充分得られなくなる。ねじピッチを狭めても、ボルトとの締結力を向上させることは可能である。しかし、ねじピッチの弾性変形量は小さいので、一度ボルトと締結すると、ねじピッチは拡大する方向へ塑性変形し弾性復元しなくなる。従って、次にボルトと締結する際には緩み止め機能が著しく低下する。

これに対し、傾斜角度αを３０°以下に設定することによって、ねじ孔１ａの縮径量を充分に確保することができる。ねじ孔１ａの半径方向の弾性変形量は大きいので、緩み止めナットを繰り返しボルトに締結しても、緩み止め機能を維持することができる。

ところで、ナット本体１の外周面を構成する６平面のうち、１面おきに配設された３平面にそれぞれ傾斜面３を形成することも考えられるが、本考案では、ナット本体１の外周面を構成する６平面のうち、互いに反対方向を臨む２平面にそれぞれ傾斜面３を形成している。この理由について次に述べる。

図３は、緩み止めナットの一端側のねじ孔１ａを示す模式的な平面図であって、（ａ）は本考案の２平面にそれぞれ傾斜面３を形成した緩み止めナットの場合、（ｂ）は３平面にそれぞれ傾斜面３を形成した緩み止めナットの場合である。

図３（ａ）では、互いに反対方向を臨む２平面にそれぞれ傾斜面３を形成しているため、一端側のねじ孔１ａは、傾斜面３が形成された２平面に対応する部位（図の横方向）が緩やかな円弧状である楕円形状となっている。一方、図３（ｂ）では、１面おきに配設された３平面にそれぞれ傾斜面３を形成しているため、一端側のねじ孔１ａは、傾斜面３が形成された３平面に対応する部位が緩やかな円弧状であるおむすび形状となっている。

一端側のねじ孔１ａの周方向の長さをＬとする。図３（ａ）の場合では、ボルト４を受ける部位は、２つの辺（円弧）ＡＢ，ＢＡであり、それぞれの長さはＬ／２となる。一方、図３（ｂ）の場合では、ボルト４を受ける部位は、３つの辺（円弧）ＣＤ，ＤＥ，ＥＣであり、それぞれの長さはＬ／３となる。

そして、図３（ａ）と図３（ｂ）の両方の場合で、ボルト４の外周の半径と、ねじ孔１ａの最小の内周の半径の差を、同じ値ｄとすると、この値ｄは、ナットとボルト４を締結した時のねじ孔１ａの各辺（円弧）の中心の変位量である。

この変位量ｄを、各辺（円弧）の長さ当たりに換算すると、図３（ａ）の場合は、２ｄ／Ｌ、図３（ｂ）の場合は、３ｄ／Ｌとなる。つまり、各辺（円弧）の長さ当たりの締結時の変位量は、図３（ａ）の場合の方が、図３（ｂ）の場合より小さい。従って、ナットとボルト４の締結時に、ねじ孔１ａがボルト４から受ける力は、図３（ａ）の場合の方が、図３（ｂ）の場合より小さい。

このため、ナットとボルト４の締結時に、図３（ａ）の場合の方が、図３（ｂ）の場合より、ねじ孔１ａが降伏（塑性変形）する可能性が低く、弾性復元力が残る可能性が高い。これにより、図３（ａ）の場合の方が、図３（ｂ）の場合より、緩み止めナットを繰り返してボルト４に締結しても、緩み止め機能を維持することができる。すなわち、６平面のうち２平面に傾斜面３を形成している本考案は、６平面のうち３平面に傾斜面３を形成した場合より、緩み止めナットを繰り返してボルト４に締結しても、緩み止め機能を維持することが可能なのである。

以上、本考案の実施の一形態について説明したが、本考案は上述の実施形態に限定されるものではなく、本考案の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更を加え得ることは勿論である。

１ ナット本体
１ａ 孔
３ 傾斜面
Ｌ 軸線
α 傾斜角度

Claims (4)

1. 六角ナットの外周面を構成する６平面のうち、互いに反対方向を臨む２平面の一端側を押圧することにより、前記２平面のそれぞれに軸線に対して傾斜する傾斜面を１つのみ形成し、これにより前記傾斜面に対応する前記六角ナットのねじ孔の一端側を縮径させたことを特徴とする緩み止めナット。
2. 前記六角ナットの軸線に対する前記傾斜面の傾斜角度の下限値を１０°に設定すると共に、前記傾斜角度の上限値を３０°に設定した請求項１に記載の緩み止めナット。
3. 前記六角ナットの軸線に対する前記傾斜面の傾斜角度の下限値を１５°に設定すると共に、前記傾斜角度の上限値を２５°に設定した請求項１に記載の緩み止めナット。
4. 前記六角ナットが、ＪＩＳＢ１１８１に規定された六角ナットである請求項１〜３の何れか１項に記載の緩み止めナット。

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