JP4280773B2 - 緩み止めナット - Google Patents

Description

本発明は緩み止めナットに関する。詳しくは、バネの弾性力によってボルトに螺着されたナットの脱落を防止する緩み止めナットに係るものである。

従来より、構造物の固定には、ボルト・ナットによる締付け方法があらゆる分野で多用されており、例えば、鉄筋造りの建物や鉄塔、道路の設置物から自動車や電器製品に至るまで幅広く用いられている。
例えばナットの脱落を防止する防止具として図１２（ａ）で示すような脱落防止具１０１は、弾性のある金属または樹脂等からなっており、ツマミ部１０２とコイルバネ部１０３とから成っている。
ここで、コイルバネ部の内径は、脱落防止具を装着するボルトの脚部の外径よりわずかに小さい内径となるように構成されている。
この脱落防止具をボルトの脚部に装着する際には、ナットに螺合したボルトの先端部に脱落防止具を当接し、図１２（ｂ）中符号Ａで示す方向に回転することにより行う。
即ち、ボルトの先端部に脱落防止具を当接した状態で脱落防止具を回転することにより、コイルバネ部の内径が拡大する方向にコイルバネを変形させ、コイルバネ部の素線をボルトの脚部の端部から脚部に設けられたネジ溝に沿って嵌り込ませ、ボルトの脚部に脱落防止具を装着する。
しかしながらこのように構成された脱落防止具では、ナットの締め付け作業の後に脱落防止具を装着しなければならず作業工程が２倍となり非常に煩雑な作業となる。
また、鉄橋や鉄塔などに使用されるボルト・ナットの種類は一様ではなく、種々のボルトの脚部の外径に応じた内径の脱落防止具を用意し、専用の工具によりコイルバネを挟んだ状態で嵌め入れなければならず、脱落防止具の着脱に非常に手間がかかる問題がある。
そこでナットと脱落防止具を一体とすることで作業効率を向上させるナットとして、例えば実開平６−３５６３７号公報に開示されている図１３（ａ）、（ｂ）で示すような緩み止めナット１０４は、ナット本体１０５と、このナット本体１０５の内周面に固定取付けられた弾性を有する２枚以上のリング１０６とから構成されている。
このリング１０６は、その内周面には径内方向に突出する係合片１０７が形成され、これらのリング１０６間にはスペーサ１０８が介装され、これらのリング１０６の係合片１０７がボルト１０９のねじ山１１０に係合してねじの緩みを防止する構成としたものである。
従って通常工具での締結は可能となるが、リングが変形しつつ、ボルトのねじ山を削りながら締結されることから回転時の抵抗が生じ、この回転時の抵抗がナットの緩みや脱落防止に寄与している。
しかしながらこの抵抗は大きく本締めまでの手での装着は不可能であり、作業性は良好とはいえない。
また、リングの塑性変形により再利用性はフランジナット等に比べて劣る問題があり、またナットが緩んだ後は塑性変形による摩擦抵抗のみとなり、長期間にわたる振動等によって脱落する危険性がある。
更に、ボルトのねじ山が削られるため、ボルトの再利用は殆どされていないのが現状である。

本発明は以上の点に鑑みて創案されたものであって、ナットに設けられるコイルバネの素線がボルトねじ溝に嵌り込むことによってナットの緩みを防止することができると共に、再利用性に富んだ緩み止めナットを提供することを目的とするものである。
上記の目的を達成するために、本発明に係る緩み止めナットは、第１バネ部と、該第１バネ部から連続して伸設されると共に、前記第１バネ部の外側に配置された第２バネ部と、その上端周縁部に前記第２バネ部が固定されたナット本体を備え、ボルトに螺着する緩み止めナットであって、前記第１バネ部は、前記ボルトの脚部の外径よりも小さな内径であり、前記ボルトの脚部に形成されたネジ溝と嵌合する嵌合部と、該嵌合部の下端部から連続して伸設されると共に、前記ボルトの脚部の外接円から突出した係止部を備え、前記第２バネ部は、所定以上の応力で前記ナット本体を離脱方向に回転させた場合に前記係止部と係止する様に構成されている。
ここで、所定以上の回転力で前記ナット本体を離脱方向に回転させた場合には、第２バネ部の内径が縮小し、第２バネ部の下端の内側面と第１バネ部の係止部が係止して両者が圧接し、ナット本体に加えた離脱方向への回転力が第２バネ部を介して第１バネ部に、その素線を拡径する方向に作用する力として伝わるために、ナットの取り外しが可能となる。
即ち、所定未満の回転力をナット本体に加えている場合には、第１バネ部はその内径が収縮する方向に引っ張られるために回転が阻止され回転力が解除されると第２バネ部の復元力でナットは元の位置に戻り脱落はしないが、所定以上の回転力をナットに加えることによって、縮径した第２バネ部と第１バネ部の下端が係止し、第１バネ部はその内径が拡大する方向に回転力が作用するためにナットの取り外しが可能となる。

図１は、本発明を適用した緩み止めナットの一例を説明するための模式的な斜視図である。
図２は、本発明を適用した緩み止めナットの素線の構成を説明するための断面説明図である。
図３は、本発明を適用した第２バネ部とナット本体との取り付けの一例を示すための模式的な図である。
図４は、本発明を適用した緩み止めナットの取り付けを説明するための模式的な図である。
図５は、本発明を適用した緩み止めナットの締結状態を説明するための模式的な図である。
図６は、本発明を適用した緩み止めナットの締結後の第１バネ部に対して追トルクを作用させた状態を説明するための模式的な図である。
図７は、本発明を適用した緩み止めナットの第１バネ部の他の例を説明するための模式的な斜視図である。
図８は、本発明を適用した緩み止めナットを取り外す状態を説明するための模式的な図である。
図９は、本発明を適用した緩み止めナットの第１バネ部の係止手段の一例を示すための模式的な図である。
図１０は、本発明を適用した緩み止めナットの第１バネ部の係止手段の他の例を示すための模式的な図である。
図１１は、本発明を適用した緩み止めナットの第１バネ部の係止手段の他の例を示すための模式的な図である。
図１２は、従来の脱落防止具の一例を示す説明図である。
図１３は、従来の緩み止めナットの一例を示す説明図である。

以下、本発明の実施の形態を図面を参酌しながら説明し、本発明の理解に供する。
図１は本発明を適用した緩み止めナットの一例を説明するための模式的な斜視図、図２は、図１における素線の構成を説明するための断面説明図である。ここで示す緩み止めナット１は、ナット本体２と、第１バネ部３と、第２バネ部４とから成る。
第１バネ部３は、下端部より上端部へ向けて時計回りに巻回されると共に、第１バネ部３の下端以外の内径はボルトの脚部の外径よりもわずかに小さい径で形成される。また、第１バネ部３の下端の内径は、ボルトの脚部の外径よりもわずかに大きい径で形成される。
次に、第２バネ部４は、第１バネ部から連続して伸設されており、上端部より下端部へ向けて反時計回りに巻回されている。そして第２バネ部４の下端はナット本体２の上端周縁に連結固定されるものである。
なお、第１バネ部下端の巻数は本実施例に限定されるものでは無く、第１バネ部の下端が第２バネ部の内径の収縮によって係止できるものであれば巻数は幾つでも構わない。更に第１バネ部下端以外の巻数および第２バネ部の巻数も本実施例に限定されるものでは無い。
ここでナット本体２は、図３（ａ）に示すようにナット本体２のネジ穴５の上端円周縁に沿って溝部６が周設される。この溝部６内に素線を第２バネ部４の下端を嵌入し、図３（ｂ）で示すように円形状の溝部６の全周をかしめることで第２バネ部４を連結するものである。また、溝部の円周縁の数箇所をかしめることで第２バネ部４を連結しても良い。
なお、溝部の円周縁を数箇所かしめることで第２バネ部の連結が行えるが、図３（ｃ）で示すように、第２バネ部４の下端を略直角状に折曲し、溝部６の外側壁に穿孔される孔に挿通して固着した上で、数個所かしめることで第２バネ部４をより強固に連結することができるものである。
ここで、第２バネ部は必ずしもかしめにより連結する必要性は無く、例えば接着による連結や溶接による連結など種々の方法が考えられ状況に応じて最も適した方法を採用することが好ましい。
上記の様に構成された緩み止めナットのボルトの脚部への取り付けは、図４（ａ）、（ｂ）で示す様に、ボルト７の脚部８にナット本体２下端のネジ穴５を螺合し、ナット本体２を時計回り方向に回転させることでナット本体２はボルト７の脚部８のネジ山に対して螺合しながら進行する。そして脚部８の先端部９が第１バネ部３の下端より進入し、第１バネ部３の内径に当接した状態で更にナット本体２を回すことにより、第１バネ部３の内径を拡大する方向に弾性変形させ、第１バネ部３の素線をボルト７の先端部９から脚部８のネジ溝に沿って嵌り込ませる。
次に図５（ａ）、（ｂ）で示す様に、第１バネ部３の素線がボルト７の脚部８のネジ溝に嵌り込んだ状態でナット本体２の下端面が被固定物１０に当接するまで回して被固定物１０の締結固定を行う。
ここで、第１バネ部はその内径が拡大する方向に弾性変形するためにボルトの脚部に形成されたネジ溝に嵌り込む素線が浮き気味になり、第１バネ部と脚部との間の摩擦力が軽減されスムーズに嵌り込むことができ、本締めまでの装着は手での作業でも可能となる。
また、ボルトの脚部の外径よりも小さな内径を有する第１バネ部をその径を拡大した状態で嵌め込んでいるために、第１バネ部の復元力とボルトの脚部との間の摩擦力により第１バネ部の素線が強固にボルトの脚部に固定され、ボルトに固定された素線がナット本体の離脱方向への回転を規制する。
一方、ナット本体を取り外す方向に回そうとすると、第１バネ部はその内径が収縮する方向に引っ張られるためより強く第１バネ部の素線がボルトの脚部に形成されたネジ溝の斜面に押付けられて回転が阻止される。
更に図６（ａ）、（ｂ）に示すように、ナット本体２が締結された状態で、第１バネ部３を締結方向へ回すことにより、ナット本体２の上端に押付けられた状態でネジ溝に沿って嵌り込む。一方、第２バネ部４は第１バネ部３と逆方向に巻回されているために、その内径が縮小する方向に弾性変形し、この変形により生ずる付勢力によって第１バネ部３に常に締結方向へのトルクを与えることになる。
即ち、ナット本体は常時締結方向へのトルクを受けていることとなり、離脱方向には回し難いという作用を奏することになる。
また、図７は本発明を適用した緩み止めナットの他の一例を説明するための模式的な斜視図であり、第１バネ部３の上端部を六角形状に巻回することにより、第１バネ部３の上端を掴み易くし、締結方向への回転を容易にすることができる構成とする。
なお、第１バネ部の上端を六角形状に巻回するのは手や工具等によって掴み易くするためのものであり、必ずしも六角形状に巻回される必要性は無い。即ち、第１バネ部の上端を容易に締結方向へ回すことが可能である形状であれば、いかなる形状であっても構わない。
さて、緩み止めナットをボルトより取り外す場合には、ナット本体２を離脱方向（締結方向とは逆方向）に回転して第２バネ部を縮径する方向に変形させ、図８（ａ）で示す様に、縮径した第２バネ部４によって第１バネ部３の下端を把持した状態とし、その後更に、ナット本体を離脱方向に回転することにより、図８（ｂ）で示す様に緩み止めナットを取り外す。
ここで、第１バネ部はその下端が把持された状態で離脱方向に回転力が加えられることによって、その内径を拡大する方向に回転力が作用しているので手での取り外しも可能であるが、第１バネ部の下端が把持されていない状態で離脱方向に回転力が加えられたとしても、加えられた回転力によってその内径を収縮する方向に引っ張られるために回転が阻止され、緩み止めナットを取り外すことはできない。
従って、本発明を適用した緩み止めナットの一例では、外部からの不測の衝撃によりナットに作用する離脱方向への回転力を受けたとしても、緩み止めナットによる締結が緩むことは無い。一方、緩み止めナットを意図的に取り外す場合には、手または汎用工具により強制的に緩み止めナットを離脱方向に回転させ、第２バネ部により第１バネ部の下端を把持し、第１バネ部の下端を把持した状態で離脱方向に回転力を加えることによって、第１バネ部はその内径が拡大する方向に弾性変形するためにボルトの脚部に形成されたネジ溝に嵌り込む素線が浮き気味となり、第１バネ部とボルトの脚部に形成されたネジ溝との間の摩擦力が軽減されてスムーズな緩み止めナットの取り外しが可能となる。
また、本発明を適用した緩み止めナットの一例で示す第１バネ部の下端の内径をボルトの脚部の外径よりも大きく巻回するのは、第２バネ部の縮径によって第１バネ部の下端を把持するためであり、下端のみを係止できるものであれば、いかなる係止手段であっても良く、例えば図９（ａ）、（ｂ）で示す様に、第１バネ部３の下端を円周方向へ折り曲げて係止片１１を形成し、この係止片１１先端に第２バネ部４が縮径により係止しながら脱落方向へ押し出すように第１バネ部３を回転させる機構としても良い。
また、図１０（ａ）、（ｂ）で示す様に、第１バネ部３の下端を円周方向へ折り曲げて、更にその先端を上方向へ直角状に折曲して係止片１１を形成することにより、縮径による第２バネ部４の素線が係止片１１に係止し易くなる構成としても良い。更に図１１（ａ）、（ｂ）で示す様に、第１バネ部３の下端を円周方向へ折り曲げて、更にその先端を下方向へ直角状に折曲して係止片１１を形成することにより、縮径による第２バネ部４の素線が図１０で示す構成と同様に係止片１１に係止し易くなる構成としても良い。
なお、本発明を適用した緩み止めナットでは、時計回り方向のみの場合を詳述してきたが、ナットには反時計回り方向としたものがあり、この場合には第１バネ部を反時計回りに巻回し、第２バネ部を時計回りとなるように巻回するものである。
産業上の利用分野
本発明の緩み止めナットでは、締結後のナットの緩みを確実に防止することができ、常に振動などの衝撃を受ける鉄橋や鉄塔などの締結に優れた効果を奏する。
また、被固定物の解体などによりナットを取り外す場合には、工具によって回転力を加えて第１バネ部の下端を第２バネ部によって係止した後、更に回転力を加えることによって第１バネ部の離脱をスムーズに行うことが可能となる。
更に、本発明の緩み止めナットは、ボルトへの取り付け、あるいは取り外しに第１バネ部及び第２バネ部を塑性変形させることがないために、ボルト及びナットの再利用を可能とするものである。

Claims (3)

1. 螺着するボルトの脚部の外径よりも小さな内径であり、前記ボルトの脚部に形成されたネジ溝と嵌合する上部領域と、該上部領域の下端部から連続して伸設されると共に、前記ボルトの脚部の外接円から突出した下部領域とを有する第１バネ部と、
   該第１バネ部の前記上部領域から連続して伸設されると共に、前記第１バネ部の外側に配置された第２バネ部と、
   その上端周縁部に前記第２バネ部が固定されたナット本体を備え、
   前記第２バネ部は、所定以上の回転力で前記ナット本体を離脱方向に回転させた場合に前記第１バネ部の前記下部領域と係止する様に構成された
   ことを特徴とする緩み止めナット。
2. 前記第１バネ部と前記第２バネ部とが逆方向に巻回された
   ことを特徴とする請求項１に記載の緩み止めナット。
3. 前記第１バネ部の前記下部領域は、前記ボルトの脚部の外径よりも大きな内径で巻回されたコイルバネ形状である
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の緩み止めナット。

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