JP4514067B2 - 緩み止めナット - Google Patents

Description

この発明は、ボルトにより被締結部材を固定するに際し、緩みや脱落を防止するための緩み止めナットに関するものである。

従来、被締結部材を固定するには、ボルトとナットによる締め付け方式があらゆる分野で多用されている。ボルトに締め付けられたナットは、単純に取り付けただけでは、振動や外力等によって緩んでしまいやすいために、スプリングワッシャーを挟み込むことが通常行われている。また、被締結部材を確実に固定するには、ダブルナットを使用した締め付け方式も広く行われている。

しかしながら、このようなボルトとナットによる締め付け方式では、例えばダブルナットを使用した場合、締め付け直後では被締結部材の固定が確実ではあっても、長期間にわたっての振動や衝撃等により一旦緩んでしまうと、２個のナットはそれぞれが自由に回転するようになってボルトより脱落してしまうという問題点を有していた。

このため、特許文献１では、ボルトの雄螺子溝のピッチに整合するコイルバネをナットのバネ収容凹部に収容し、ボルトに対するナットの締め付け方向への回転に伴いボルトの雄螺子溝からコイルバネが離反し摩擦力を軽減して回転を許容すると共に、ボルトとナットとが螺合したときのボルトに対するナットの離脱方向への回転に伴いボルトの雄螺子溝にコイルバネが密着し摩擦力を増加して回転を阻止し、ボルトにナットを一旦締結すればその締結を容易に外すことができないようにすると共に、長期間にわたって振動や外力等が働くことによるボルトとナット相互間の緩みを防止することができる緩み止めナットが開示されている。

特開２００３−３０７２１０号公報

解決しようとする問題点は、特許文献１では、ボルトの雄螺子溝のピッチに整合するコイルバネをナットのバネ収容凹部に収容し、コイルバネの伸縮を利用してボルトに対するナットの締付けを行い、またボルトに対するナットの離脱方向への回転に伴いボルトの雄螺子溝にコイルバネが密着し摩擦力を増加して回転を阻止する構造であり、コイルバネとナットのバネ収容凹部との間に隙間があることから、この隙間によって締結の際にナットがガタつくことある点である。

そこで、この発明は、叙上のような従来存した諸事情に鑑み創出されたもので、ボルトに簡易に螺合され、ボルトに一旦締結すればその締結を容易に外すことができないようにすると共に、長期間にわたって振動や外力等が働くことによる緩みを確実に防止することができ、しかも締結の際にガタつくことがない緩み止めナットを提供することを目的とする。

前記課題を解決し、かつ目的を達成するために、この発明は、以下のように構成した。

請求項１に記載の発明は、ボルトの雄螺子溝のピッチに整合するコイルのピッチを有するコイルバネと、
前記コイルバネを収容可能とし、前記ボルトに対するナット締付方向への回転に伴い前記ボルトの雄螺子溝から前記コイルバネが離反し摩擦力を軽減させて回転を許容させると共に、前記ボルトと螺合したときの前記ボルトに対するナット離脱方向への回転に伴い前記ボルトの雄螺子溝に前記コイルバネが密着し摩擦力を増加させて回転を阻止するように設けたバネ収容部と、
前記ボルトの雄螺子溝のピッチに整合する雌螺子溝を有するナット部と、
を含み、
前記ナット部の雌螺子溝のピッチ数を、前記コイルバネのコイル部のピッチ数より多くし、
前記ナット部のナット締付側に、前記ボルトの外径より大きな内径を有する環状突起を一体に形成し、
前記環状突起のナット軸方向の長さより厚く、かつボルト挿通孔を有する板状弾性部材を備え、
前記環状突起の外周に、前記板状弾性部材のボルト挿通孔の内径を固着し、
前記バネ収容部の先端開口側には、前記コイルバネを係止するための係止孔がナット軸方向と平行に形成され、
前記バネ収容部の内壁の一部には、断面凹み状の押動部が先端開口側からナット軸方向に形成され、
前記コイルバネの一方の端部を、前記コイル部の外周部より外方の位置でコイル軸方向と平行に他方端部側に向けて屈曲し、他方の端部を、前記コイル部の外周部より外方に延出し、
前記コイルバネの一方の端部を、前記バネ収容部の前記係止孔に係止し、他方の端部を前記バネ収容部の内壁内の前記押動部に配置して自由端とし、
前記コイルバネの装着状態では、前記コイル部と前記内壁との間には隙間があり、この隙間は前記コイル部が外方へ広がること許容し、
前記バネ収容部の先端開口側には、ボルト貫通孔を有するキャップ部が固定され、
締付の回転時は、前記バネ収容部内において前記コイルバネの前記コイル部は、前記一方の端部を支点として外方へ広がり、前記ボルトの前記雄螺子溝にネジ込まれ、締付状態では前記板状弾性部材の締付側全面が押圧面となり、
前記板状弾性部材によってナット軸方向に付勢力が生じて前記ボルトの雄螺子溝と前記ナット部の雌螺子溝とを密着させると共に、前記コイル部と密着させ、
前記回転を阻止する以上の回転時には、前記一方の端部は、前記バネ収容部の前記係止孔から係止が解除され、
前記押動部により前記他方の端部を押動し、前記ボルトから離脱するようになしたことを特徴とする緩み止めナットである。

前記構成により、この発明は、以下のような効果を有する。

請求項１に記載の発明では、コイルバネとバネ収容部との間に隙間があっても、ナット部の雌螺子溝のピッチ数を、コイルバネのコイルのピッチ数より多くしたことで、ナット部の雌螺子溝とボルトの雄螺子溝とが隙間なく螺合して支持しており、締結の際に緩み止めナットがガタつくことがない。また、ナット部のナット締付側に、板状弾性部材を固着したことで、締結の際に板状弾性部材よってナット軸方向の不勢力が生じて締結の際に緩み止めナットがガタつくことがない。また、ナット部と板状弾性部材とが一体されており、使用時に板状弾性部材の脱落や忘れたりすることがない。また、緩み止めナットをボルトから離脱する際には、ナット離脱方向への回転に伴い回転を阻止する以上に回転すると、一方の端部は、バネ収容部から係止が解除され、押動部により他方の端部を押動し、ボルトの雄螺子溝を保護しながら簡単に緩み止めナットを回転してボルトから離脱することができる。

第１の参考例の実施の形態を示す締結時の緩み止めナットの断面図である。 ボルトに対するナットの回転動作を示すもので、（ａ）はボルトに対するナットの締め付け方向への回転動作状態の断面図、（ｂ）はボルトに対するナットの緩み方向への回転動作状態の断面図である。 緩み止めナットの断面図である。 コイルバネの具体例を示すもので、（ａ）はコイルバネの全体側面図、（ｂ）はコイルバネの正面図、（ｃ）はコイルバネの背面図である。 実施の形態を示す締結時の緩み止めナットの断面図である。 緩み止めナットの断面図である。 第２の参考例の実施の形態を示す締結時の緩み止めナットの断面図である。 緩み止めナットの斜視図である。

以下、この発明の緩み止めナットの実施の形態について説明する。この発明の実施の形態は、発明の最も好ましい形態を示すものであり、この発明はこれに限定されない。
［第１の参考例の実施の形態］
この第１の参考例の実施の形態を、図１乃至図４に基づいて説明すると、緩み止めナット１０は、バネ収容部１１と、ナット部１２と、コイルバネ１３と、キャップ部１４とを含み、ナット部１２に工具を嵌めて回転させて締め付け、または解除を行ない、ナット部１２と、コイルバネ１３が、ボルト２の雄螺子溝２ａに螺合巻装される。

バネ収容部１１は、円筒状であり、ナット部１２と一体に成形され、キャップ部１４は、バネ収容部１１にコイルバネ１３を取り付けた後に、バネ収容部１１を覆うように圧入、又は接着などにより固定される。キャップ部１４には、ボルト貫通孔１４ａが形成され、このボルト貫通孔１４ａはバネ収容部１１の内壁１１ａの径より小径に形成されている。バネ収容部１１の先端側には、コイルバネ１３を係止するための係止孔１１ｂがナット軸方向と平行に形成されている。キャップ部１４は、コイルバネ１３が外部から見えないようにして外観性の向上を図り、かつコイルバネ１３を保護するために設けられているが、キャップ部１４は設けなくてもよい。

コイルバネ１３は、図４に示すように、ボルト２の雄螺子溝２ａのピッチに整合するコイル部１３ａと、コイル部１３ａの一方の端部１３ｂと、コイル部１３ａの他方の端部１３ｃとを有する。一方の端部１３ｂは、コイル部１３ａの外法の位置でコイル軸方向と平行に屈曲し、他方の端部１３ｃは、コイル部１３ａの外周部より僅か外方に延出している。

バネ収容部１１には、コイルバネ１３が収容され、この収容状態でコイル部１３ａの一方の端部１３ｂは係止孔１１ｂに係止され、他方の端部１３ｃは内壁１１ａ内に配置した自由端としている。コイルバネ１３の装着状態では、コイル部１３ａと内壁１１ａとの間には隙間Ｄがあり、この隙間Ｄはコイル部１３ａが外方へ広がること許容する。

内壁１１ａの一部には、断面凹み状の押動部１１ｃが軸方向に形成され、コイルバネ１３の他方の端部１３ｃは、断面凹み状の押動部１１ｃに当接しないように配置されている。

緩み止めナット１０を離脱するときに、ナット離脱方向への回転に伴いボルト２の雄螺子溝２ａにコイルバネ１３のコイル部１３ａが密着し摩擦力を増加させて回転を阻止する以上の回転を行なうと、この回転力によってコイルバネ１３が引きずられて回転し、一方の端部１３ｂや一方の端部１３ｂを係止している係止孔１１ｂに負荷が集中してかかり、係止孔１１ｂが破損したり、変形し、また一方の端部１３ｂが破損したり、伸びる等変形してバネ収容部１１の係止孔１１ｂから外れるなどによって係止が解除される。これによって、押動部１１ｃが他方の端部１３ｃに当たり押動するために、コイルバネ１３が外方へ広がり、あるいは摩擦が無くなりあるいは軽減する等で自由に回転できるようになり、ボルト２の雄螺子溝２ａを保護しながら緩み止めナット１０をボルト２から離脱することができるようになっている。押動部１１ｃの形状は、特に限定されず、一方の端部１３ｂが破壊され、あるいは変形してバネ収容部１１の係止孔１１ｂから外れて係止が解除されると、他方の端部１３ｃを押動することができればよく、例えば、内壁１１ａより内側へ突出させて押動することができるようにしてもよい。

ナット部１２は、ボルト２の雄螺子溝２ａのピッチに整合する雌螺子溝１２ａを有し、このナット部１２の雌螺子溝１２ａのピッチ数を、コイルバネ１３のコイルのピッチ数より多くしている。しかも、コイル部１３ａの部分の長さよりナット部１２の雌螺子溝１２ａの部分の長さを長くし、この長い部分のナット部１２の雌螺子溝１２ａとボルト２の雄螺子溝２ａの螺合によって一体化でき、コイルバネ１３のコイル部１３ａとバネ収容部１１の内壁１１ａとの間に隙間Ｄがあっても、この隙間Ｄによって締結の際に緩み止めナット１０がガタつくことがないようにしている。

次に、以上のように構成された第１の参考例の実施の形態についての使用、動作を説明すると、図１に示すように、被締結部Ｗを締結するに際し、例えば被締結物Ｗを貫挿したボルト２に対して、コイルバネ１３が被締結物Ｗとは反対側に位置するようにして緩み止めナット１０をネジ込んで行く。

このとき、図２（ａ）に示すように、ボルト２の雌螺子溝２ａに対し緩み止めナット１０をナット締付方向に回すと、ナット部１２の雌螺子溝１２ａとボルト２の雄螺子溝２ａとが隙間なく螺合していき、この締結の際にガタつくことがなく、円滑に螺合することができる。

さらに、緩み止めナット１０をネジ込んで行くと、バネ収容部１１内においてボルト２の雄螺子溝２ａに嵌ったコイルバネ１３のコイル部１３ａは、一方の端部１３ｂを支点として外方へ広がり、ボルト２と接触しているコイルバネ１３の素線の摩擦力が軽減され、緩み止めナット１０はボルト２の雄螺子溝２ａに円滑にネジ込まれる。そして、緩み止めナット１０と一緒にネジ込まれたコイルバネ１３は、ボルト２の雄螺子溝２ａに嵌り込み、コイルバネ１３の素線の弾性力によりボルト２の軸中心に向って押さえ付けられる。

図２（ｂ）に示すように、逆にボルト２の雄螺子溝２ａに対し緩み止めナット１０をナット離脱方向に回すと、バネ収容部１１内においてコイルバネ１３は一方の端部１３ｂを支点として内径方向に収縮する状態となるようにコイルバネ１３の素線が引っ張られてボルト２の雄螺子溝２ａを締め付け、強力な緩み止め状態にさせる。このため、コイルバネ１３と一体となった緩み止めナット１０はコイルバネ１３の部分で回転が阻止されて緩まなくなる。この状態では、コイルバネ１３のコイル部１３ａとバネ収容部１１の内壁１１ａとの間に隙間Ｄがあるが、ナット部１２の雌螺子溝１２ａのピッチ数を、コイルバネ１３のコイルのピッチ数より多くしたことで、ナット部１２の雌螺子溝１２ａとボルト２の雄螺子溝２ａとが隙間なく螺合して支持しており、締結の際に緩み止めナット１がガタつくことがない。また、コイル部１３ａの部分の長さよりナット部１２の雌螺子溝１２ａの部分の長さを長くし、この長い部分のナット部１２の雌螺子溝１２ａとボルト２の雄螺子溝２ａの螺合によって一体化しており、コイルバネ１３のコイル部１３ａとバネ収容部１１の内壁１１ａとの間に隙間Ｄがあっても、この隙間Ｄによって締結の際に緩み止めナット１０がガタつくことがない。

図２（ｃ）に示すように、緩み止めナット１０をボルト２から離脱するときに、ナット離脱方向への回転に伴いボルト２の雄螺子溝２ａにコイルバネ１３のコイル部１３ａが密着し摩擦力を増加させて回転を阻止する以上の回転を行なうと、この回転力によってコイルバネ１３が引きずられて回転し、一方の端部１３ｂや一方の端部１３ｂを係止している係止孔１１ｂに負荷が集中してかかり、係止孔１１ｂが破損したり、変形し、また一方の端部１３ｂが破損したり、伸びる等変形してバネ収容部１１の係止孔１１ｂから外れて係止が解除される。これによって、押動部１１ｃが他方の端部１３ｃに当たり押動し、これによりコイルバネ１３が外方へ広がり、あるいは摩擦が無くなりあるいは軽減する等で自由に回転できるようになり、緩み止めナット１０を緩めたり、ボルト２の雄螺子溝２ａを保護しながらボルト２から容易に離脱することができる。

［実施の形態］
この実施の形態を、図５及び図６に基づいて説明すると、第１の参考例の実施の形態と同一の構成部分については、同一の符号が付されることでその詳細な説明は省略されている。この第２の実施の形態にあっては、ナット部１２のナット締付側に環状突起１２ｂを突出させて一体に形成している。この環状突起１２ｂは、ボルト２の外径より大きな内径を有している。このナット部１２には板状弾性部材１５が備えられ、この板状弾性部材１５は環状突起１２ｂの軸方向の長さより厚く、かつボルト挿通孔１５ａを有する。この板状弾性部材１５は、環状突起１２ｂの外周に、ボルト挿通孔１５ａの内径を圧入して固着している。この実施の形態では、板状弾性部材１５として、皿バネを用いているが、これに限定されずスプリングワッシャー、座金等弾性を有する部材であれば良い。

このように、ナット部１２のナット締付側に、板状弾性部材１５を固着したことで、締結の際に板状弾性部材１５よって軸方向に付勢力が生じてボルト２の雄螺子溝２ａとナット部１２の雌螺子溝１２ａとを密着させると共に、コイル部１３ａと密着させるから締結の際にガタつくことがない。また、ナット部１２と板状弾性部材１５とが一体されており、使用時に板状弾性部材１５の脱落や忘れたりすることがない。
［第２の参考例の実施の形態］
この第２の参考例の実施の形態を、図７及び図８に基づいて説明すると、第１の参考例の実施の形態と同一の構成部分については、同一の符号が付されることでその詳細な説明は省略されている。この第３の実施の形態にあっては、緩み止めナット１が蝶ナットであり、一対の翼１０ａを有する。コイルバネ１３の他方の端部１３ｃは、コイル部１３ａの外側に沿ってコイル軸方向に延ばし、一方の端部１３ｂ側に位置させ、さらに端部を外側に曲げた構成である。

また、バネ収容部１１には、溝部１１ｅが一方の翼１０ａの近傍に形成されている。この溝部１１ｅは、先端部からナット軸方向に形成され、コイルバネ１３の他方の端部１３ｃが移動可能な大きさに形成されている。コイルバネ１３の一方の端部１３ｂは、バネ収容部１１の係止孔１１ｂに係止し、他方の端部１３ｃをバネ収容部１１の溝部１１ｅに外部から移動可能に配置されている。このバネ収容部１１の溝部１１ｅは、他方の端部１３ｃが自由に移動できる大きさや形状であれば特に限定されないし、溝でなくてもよい。

この第２の参考例の実施の形態で、緩み止めナット１０をネジ込んで行くと、緩み止めナット１０と一緒にネジ込まれたコイルバネ１３は、ボルト２の雄螺子溝２ａに嵌り込み、コイルバネ１３の素線の弾性力によりボルト２の軸中心に向って押さえ付けられる。このコイルバネ１３は、係止孔１１ｂによって一方の端部１３ｂが係止され、他方の端部１３ｃが自由端となっているため、係止孔１１ｂを支点として円滑に外方へ広がり、緩み止めナット１０をボルト２にネジ込むことができる。

逆にボルト２の雄螺子溝２ａに対し緩み止めナット１０をナット離脱方向に回すときには、バネ収容部１１内において、コイルバネ１３は一方の端部１３ｂと他方の端部１３ｃが係止されているため、内径方向に収縮する状態となるようにコイルバネ１３の素線が引っ張られてボルト２の雄螺子溝２ａを締め付け、強力な緩み止め状態にさせる。このため、コイルバネ１３と一体となった緩み止めナット１０はコイルバネ１３の部分で回転が阻止されて緩まなくなる。

緩み止めナット１０を離脱するときには、他方の端部１３ｃと翼１ａとを一緒に指で摘み、他方の端部１３ｃを離脱方向へ移動させると共に、ナット離脱方向へ回転させる。このように、緩み止めナット１０をボルト２から離脱する際には、コイルバネ１３の他方の端部１３ｃを外部から離脱方向に移動すると共に、ナット離脱方向へ回転すると、コイルバネ１１のコイル部１１ａが外方へ広がりボルト２の雄螺子溝２ａの密着を解除して摩擦が無くなりあるいは軽減する等で自由に回転を許容するようになるから、ボルト２の雄螺子溝２ａを保護しながら簡単に緩み止めナット１０を回転してボルト２から離脱することができる。この実施の形態では、係止孔１１ｂを破損したり、コイルバネ１１の一方の端部１３ｂを破損したり、変形させることなく自由に緩み止めを解除することができるために、何回でも使用することができる。

この発明は、被締結部材を固定するに際し、ボルトに装着されて緩みや脱落を防止するための緩み止めナットに適用可能であり、ボルトに簡易に螺合され、ボルトに一旦締結すればその締結を容易に外すことができないようにすると共に、長期間にわたって振動や外力等が働くことによる緩みを確実に防止することができ、しかも締結の際にガタつくことがない。

Ｗ 被締結物
１０ 緩み止めナット
１１ バネ収容部
１２ ナット部
１３ コイルバネ
１４ キャップ部

Claims (1)

1. ボルトの雄螺子溝のピッチに整合するコイルのピッチを有するコイルバネと、
   前記コイルバネを収容可能とし、前記ボルトに対するナット締付方向への回転に伴い前記ボルトの雄螺子溝から前記コイルバネが離反し摩擦力を軽減させて回転を許容させると共に、前記ボルトと螺合したときの前記ボルトに対するナット離脱方向への回転に伴い前記ボルトの雄螺子溝に前記コイルバネが密着し摩擦力を増加させて回転を阻止するように設けたバネ収容部と、
   前記ボルトの雄螺子溝のピッチに整合する雌螺子溝を有するナット部と、
   を含み、
   前記ナット部の雌螺子溝のピッチ数を、前記コイルバネのコイル部のピッチ数より多くし、
   前記ナット部のナット締付側に、前記ボルトの外径より大きな内径を有する環状突起を一体に形成し、
   前記環状突起のナット軸方向の長さより厚く、かつボルト挿通孔を有する板状弾性部材を備え、
   前記環状突起の外周に、前記板状弾性部材のボルト挿通孔の内径を固着し、
   前記バネ収容部の先端開口側には、前記コイルバネを係止するための係止孔がナット軸方向と平行に形成され、
   前記バネ収容部の内壁の一部には、断面凹み状の押動部が先端開口側からナット軸方向に形成され、
   前記コイルバネの一方の端部を、前記コイル部の外周部より外方の位置でコイル軸方向と平行に他方端部側に向けて屈曲し、他方の端部を、前記コイル部の外周部より外方に延出し、
   前記コイルバネの一方の端部を、前記バネ収容部の前記係止孔に係止し、他方の端部を 前記バネ収容部の内壁内の前記押動部に配置して自由端とし、
   前記コイルバネの装着状態では、前記コイル部と前記内壁との間には隙間があり、この隙間は前記コイル部が外方へ広がること許容し、
   前記バネ収容部の先端開口側には、ボルト貫通孔を有するキャップ部が固定され、
   締付の回転時は、前記バネ収容部内において前記コイルバネの前記コイル部は、前記一方の端部を支点として外方へ広がり、前記ボルトの前記雄螺子溝にネジ込まれ、締付状態では前記板状弾性部材の締付側全面が押圧面となり、
   前記板状弾性部材によってナット軸方向に付勢力が生じて前記ボルトの雄螺子溝と前記ナット部の雌螺子溝とを密着させると共に、前記コイル部と密着させ、
   前記回転を阻止する以上の回転時には、前記一方の端部は、前記バネ収容部の前記係止孔から係止が解除され、
   前記押動部により前記他方の端部を押動し、前記ボルトから離脱するようになしたことを特徴とする緩み止めナット。