JP4519514B2 - 固定ナット - Google Patents

Description

この発明は、例えば手持ち工具としてのグラインダのスピンドルに円板形の研削砥石（回転刃具ともいう）を固定するための固定ナットであって、小さな力で緩めることができるようにするための緩め補助機能を備えた固定ナットに関する。

例えば、上記のグラインダにおいては、モータにより回転するスピンドルに円板形の研削砥石を軸方向移動不能かつ軸回りに回転不能に取り付けるために、スピンドルの先端部に形成した雄ねじ部に固定ナットが締め付けられる。研削砥石は、このスピンドル上においてフランジ部と固定ナットとの間に挟み込まれた状態で軸方向移動不能かつ軸回りに回転不能に固定される。
また、上記のようなグラインダでは、研削加工中において研削砥石に付加される研削抵抗が締まり勝手側に作用するため、研削砥石をスピンドルから取り外す場合に、固定ナットを緩めることが困難になる場合があり、従来よりこの問題に対する対策がなされてきている。
例えば、特許第２８０１３２４号公報に開示されている固定ナットは、スピンドルの雄ねじ部に締め込むナット本体と研削砥石との間に、ねじ軸回りに三等分したくさびを嵌め込んだ状態をそれぞれ鋼球により保持してナット本体の雄ねじ部に対する締め付け状態を保持する構成を備えたもので、この固定ナットによれば、各鋼球が嵌り込む凹部を内周面に備えた操作リングを回転操作して各鋼球を凹部内に進入させて径方向外側に変位させ、これにより各くさびをナット本体と研削砥石との間から抜き方向に変位させて、ナット本体の雄ねじ部に対する締め付け状態を小さな操作力で緩めることができるようにしている。
また、実開平４−１１８９７２号公報には、スピンドルの雄ねじ部に締め付けるナットをねじ軸回りに三等分した各分割ナットと操作リングとの間にそれぞれ鋼球を介在させ、この鋼球を各分割ナットに設けた凹部内に進入させて各分割ナットを径方向外側（放射方向外側）へ変位させて雄ねじ部に対する締め付け状態を緩める構成とした固定ナットが開示されている。
なお、この明細書において、分割ナットの移動方向について放射方向とは、締め付ける雄ねじ部（雌ねじ部）の軸心を中心とする放射方向（径方向）をいうものとする。従って、放射方向外方とは、雄ねじ部の軸心から遠ざかる方向をいい、放射方向内方とは雄ねじ部の軸心に接近する方向をいう。
特許第２８０１３２４号公報 実開平４−１１８９７２号公報 特許第２５６２４４４号公報

しかしながら、上記従来の固定ナットによれば、前者の分割式くさびのそれぞれについて一つの鋼球を係脱させる構成であり、また後者の分割式ナットのそれぞれについて一つの鋼球を係脱させる構成であったため、特に固定ナット締め付け時におけるくさびの位置保持あるいは分割ナットの位置保持が不安定になりやすい問題があった。
本発明は、この問題に鑑みなされたもので、例えばグラインダにおいて研削砥石を取り外す場合に楽に緩めることができ、また締め付け状態では安定した締め付け力を発揮し得る固定ナットを提供することを目的とする。

このため、本発明は特許請求の範囲の各請求項に記載した構成の固定ナットとした。
請求項１記載の固定ナットによれば、各分割ナットが複数の規制部材によってその放射方向外方への変位が規制されているので、従来一つの規制部材（鋼球）によりその変位を規制する緩め補助機能に比して各分割ナットの雄ねじ部径方向の位置をより安定化することができ、これにより当該固定ナットを雄ねじ部に対して強固かつ安定した状態で締め付けることができる。
また、請求項１記載の固定ナットによれば、規制部材が逃がし凹部に嵌り込んだ状態と脱した状態を明確に区別することができ、これにより当該緩め補助機能を確実に機能させることができる。
請求項２記載の固定ナットによれば、カバーを固定ナット締め付け方向に回転させる場合（固定ナット締め付け作業）には、当該カバーとベースが一体となって固定ナット締め付け方向に回転する。カバーを固定ナット緩め方向（固定ナット締め付け方向とは反対方向）に回転させる場合（固定ナット緩め作業）には、先ずカバーがベースに対して固定ナット緩め方向に変位し、これにより各分割ナットが放射方向外方へ変位可能となって、以後当該固定ナットを小さな力で雄ねじ部に対して緩めることができる。
請求項３記載の固定ナットによれば、規制部材として球体を用いる構成に比して、分割ナットの放射方向外方への変位をより確実に規制することができる。
請求項４記載の固定ナットによれば、雄ねじ部に対して当該固定ナットの向きを間違えることなく締め付けることができ、これにより緩め補助機能を確実に機能させることができる。
請求項５記載の固定ナットによれば、隣接する二つの分割ナット間の隙間がシール部材によって塞がれるので、各分割ナットとカバーの側壁部との間に異物が進入することが防止され、これにより規制部材のスムーズな移動を確保して当該固定ナットの機能を確実に発揮させることができる。
請求項６記載の固定ナットによれば、分割ナット間のみならず、ベースと分割ナットとの間、およびカバーと分割ナットとの間の防塵を行うことができる。また、両円環部と各縦部が一体に形成されているので、その取り扱いおよび当該固定ナットの組み付けの便宜を図ることができる。
請求項７記載の固定ナットによれば、雌ねじ部の押圧フランジが配置された側の口元から雄ねじ部を進入させる向きで当該固定ナットを雄ねじ部に締め付け、その押圧フランジが被締め付け体に当接した後、さらに操作部材がねじ締め方向に回転した状態では、規制部材が逃がし凹部から離脱して各くさびの放射方向外方への変位が規制されて、押圧フランジがナット本体のフランジ部に対して離間した位置に保持されることにより当該固定ナットの締め付け状態がロックされる。これに対して、操作部材をねじ緩め方向に回転操作すると、規制部材が逃がし凹部に嵌り込んで各くさびの放射方向外方への変位が許容され、これにより押圧フランジがナット本体のフランジ部に対して接近する方向に変位可能となることにより当該固定ナットの締め付け状態が緩められる。
このように構成された固定ナットにおいて、各くさびが複数の規制部材により放射方向外方への変位が規制される構成であるので、一つの規制部材（鋼球）によりその変位を規制する従来構成に比して各くさび放射方向の位置をより安定化することができ、これにより当該固定ナットを雄ねじ部に対して強固かつ安定した状態で締め付けることができる。
請求項８記載の回転工具によれば、回転刃具に対して加工時に付加される回転抵抗が当該固定ナットに対して締まり勝手に作用し、その結果固定ナットが締まり過ぎの状態になっても、当該固定ナットを簡単に緩めることができるので、回転刃具の交換時等における作業性をよくすることができる。

次に、本発明の実施形態を図１〜図２１に基づいて説明する。図１は、以下説明する本実施形態の固定ナット１０を用いて円板形の研削砥石２を取り付けたグラインダ１の当該研削砥石取り付け部の周辺を示している。グラインダ１は回転工具の一例であり、円板形の研削砥石２は回転刃具の一例である。グラインダ本体については従来と同様で足り、本実施形態において特に変更を要しないので図示およびその説明を省略するが、このグラインダ本体には電動モータが内蔵されており、この電動モータを駆動源としてスピンドル３が回転する。図１ではこのスピンドル３のみが示されている。
このスピンドル３の先端部にはフランジ部３ａと雄ねじ部３ｂが設けられている。本実施形態では雄ねじ部３ｂは右ねじで形成されている。従って、この雄ねじ部３ｂに対して固定ナット１０を右回りに回転操作すれば固定ナット１０は雄ねじ部３ｂに締め付けられ、逆に左回りに回転操作すれば固定ナット１０は雄ねじ部３ｂに対して緩められる。
研削砥石２は、その中心に設けた取り付け孔２ａ内にこの雄ねじ部３ｂを挿通させてその片面側をフランジ部３ａに当接させ、この状態で雄ねじ部３ｂに固定ナット１０を締め込むことによりスピンドル３の先端に軸方向移動不能かつ軸回りに回転不能に取り付けられている。従って、固定ナット１０を雄ねじ部３ｂに対して緩めれば、研削砥石２をスピンドル３から取り外すことができる。本実施形態の固定ナット１０は、研削加工中において研削砥石２に付加される研削抵抗がこの固定ナット１０に対して締まり方向の外力として作用する結果、当該固定ナット１０の雄ねじ部３ｂに対する締め付け力が過大に強くなってしまった場合であっても、使用者がこれを緩める場合には小さな力で簡単に緩めることができる機能（緩め補助機能）を備えている。

この固定ナット１０の詳細が図２〜５に示されている。この固定ナット１０は、円板形状のベース１１と椀形のカバー１２との間に、三つの分割ナット１３〜１３と、各分割ナット１３について二つの規制ローラ１４，１４と一つの補助ローラ１５を組み込んだ構成を備えている。本実施形態における規制ローラ１４，１４が特許請求の範囲に記載した規制部材の一実施形態に相当し、補助ローラ１５が補助部材の一実施形態に相当する。
図７および図８にはベース１１が単独で示されている。このベース１１の中心には、スピンドル３の雄ねじ部３ｂを挿通するための挿通孔１１ａが形成されている。当該固定ナット１０は、このベース１１側の挿通孔１１ａから雄ねじ部３ｂを挿入する向きで当該雄ねじ部３ｂに締め付けられる。
このベース１１の内面側（図７において見えている側、図８において上面側）であって挿通孔１１ａの周囲には、僅かな深さで係合凹部１１ｂが形成されている。この係合凹部１１ｂには、周方向三等分位置から径方向外方（放射方向外側）へ突き出す状態で保持凹部１１ｃ〜１１ｃが係合凹部１１ｂと同じ深さで連続して形成されている。また、このベース１１の内面であって周方向三等分位置には、長溝形状のガイド溝１１ｄが当該ベース１１の中心を中心とする円弧に沿って一定の範囲で形成されている。この各ガイド溝１１ｄも上記係合凹部１１ｂおよび保持凹部１１ｃと同じく僅かな深さで形成されている。
次に、図９および図１０には、カバー１２が単独で示されている。このカバー１２は上記したベース１１とほぼ同じ直径の椀形状を有しており、その中心にはベース１１の挿通孔１１ａとほぼ同径の挿通孔１２ａが形成されている。このカバー１２の側壁部１２ｂの内周面には、三つの係合凸部１２ｃ〜１２ｃが中心に向かって張り出すように形成されている。各係合凸部１２ｃ〜１２ｃは、周方向三等分位置に配置されている。また、挿通孔１２ａの周囲には、上記ベース１１の係合凹部１１ｂに対応して係合凹部１２ｄが僅かな深さで形成されている。

カバー１２の内部には、三つの分割ナット１３〜１３が組み込まれている。図１１にはこの三つの分割ナット１３〜１３だけを取り出した状態が示されている。この分割ナット１３〜１３は、一つのナットを周方向三等分位置で分割したもので、相互に同じ形状を備えている。この三つの分割ナット１３〜１３が周方向三等分位置に配置されることにより雄ねじ部３ｂを締め込み可能な一つの雌ねじ部Ｓが形成される。この三つの分割ナット１３〜１３は、ベース１１の係合凹部１１ｂとカバー１２の係合凹部１２ｄとの間に配置されている。分割ナット１３〜１３は、係合凹部１１ｂ，１２ｄ間において径方向（雌ねじ部Ｓの中心に対して放射方向）に僅かな距離だけ変位可能に配置されている。
各分割ナット１３は、内周側に相当する部位にねじ孔部１３ａを備え、外周側に相当する部位に二つの逃がし凹部１３ｂ，１３ｂを備えている。各逃がし凹部１３ｂは、規制ローラ１４の一部を嵌め込み可能な深さ約１．０ｍｍの断面円弧形状に形成されている。また、各分割ナット１３の外周側面の一方の端部には係合凸部１３ｃが放射方向外方に突き出す状態で設けられている。この係合凸部１３ｃは、係合凹部１１ｂ，１２ｄから放射方向外方へ突き出されている。三つの分割ナット１３〜１３の三つのねじ孔部１３ａ〜１３ａによって一つの雌ねじ部Ｓが形成される。各ねじ孔部１３ａは、当該分割ナット１３〜１３の放射方向への全移動範囲において常時ベース１１およびカバー１２の挿通孔１１ａ，１２ａの内周側に位置するよう各部の寸法が設定されている。

図２に示すようにカバー１２の側壁部１２ｂと、各分割ナット１３の外周側面との間には、それぞれ二つの規制ローラ１４，１４と一つの補助ローラ１５が配置されている。しかも、この二つの規制ローラ１４，１４と一つの補助ローラ１５は、カバー１２の係合凸部１２ｃと各分割ナット１３の係合凸部１３ｃとの間に配置されている。各補助ローラ１５は、二つの規制ローラ１４，１４間に配置されている。本実施形態では、規制ローラ１４には直径５ｍｍの円柱体を有するものが用いられ、補助ローラ１５には直径４．５ｍｍの円柱体を有するものが用いられている。なお、この補助ローラ１５の直径は、４．５ｍｍに限らず、例えば４．０ｍｍであってもよい。
各補助ローラ１５の一端側は、ベース１１のガイド溝１１ｄに嵌り込んでいる。このため各補助ローラ１５は、ガイド溝１１ｄ内において移動可能な範囲で、各分割ナット１３の外周側に沿って移動可能に保持されている。
カバー１２の係合凸部１２ｃと分割ナット１３の係合凸部１３ｃとの間であって、規制ローラ１４および補助ローラ１５が配置されていない周方向３箇所には、圧縮ばね１６が介装されている。このため、カバー１２は図２において時計回り方向（ナット締め込み方向）に付勢されており、その結果二つの規制ローラ１４，１４と一つの補助ローラ１５は、それぞれカバー１２の係合凸部１２ｃと分割ナット１３の係合凸部１３ｃとの間に挟み込まれる方向に付勢されている。以下、係合凸部１２ｃと係合凸部１３ｃとの間であって、二つの規制ローラ１４，１４と一つの補助ローラ１５が配置された円周方向の空間部をローラ収容部Ｒといい、同じく係合凸部１２ｃと係合凸部１３ｃとの間であって圧縮ばね１６が介装された円周方向の空間部をばね収容部Ｂという。

図２に示すように圧縮ばね１６〜１６によって、カバー１２がベース１１に対して最も右回り位置に位置して、ローラ収容部Ｒが円周方向に最も狭くなり、ばね収容部Ｂが円周方向に最も広くなった状態であり、このため、係合凸部１２ｃ，１３ｃ間に二つの規制ローラ１４，１４と一つの補助ローラ１５が移動不能に挟み込まれた状態となっている。この状態では、各規制ローラ１４が分割ナット１３の逃がし凹部１３ｂから外れた状態となるため、各規制ローラ１４がカバー１２の側壁部１２ｂと分割ナット１３の外周側（逃がし凹部以外の側面）に挟み込まれて、各分割ナット１３が雌ねじ部Ｓを小さくする方向に押され、この位置で放射方向外方への変位が規制された状態となる。以下、この状態を当該固定ナット１０の締め付けロック状態という。
また、固定ナット１０はこの締め付けロック状態で雄ねじ部３ｂに対して締め付けられる。すなわち、係合凸部１２ｃと係合凸部１３ｃとの間に二つの規制ローラ１４，１４と一つの補助ローラ１５を挟み込んでねじ締め方向についてカバー１２と各分割ナット１３が一体化された状態で使用者は当該固定ナット１０をねじ締め方向に回転させることができる。
これに対して、図６中矢印で示すようにカバー１２を圧縮ばね１６〜１６に抗して反時計回り方向（ナット緩め方向）に回転操作すると、ローラ収容部Ｒが円周方向に最も広くなる一方、ばね収容部Ｂが円周方向に最も狭くなる方向に各係合凸部１２ｃが係合凸部１３ｃに対して変位する。この状態ではローラ収容部Ｒが円周方向に最も広くなるため、各ローラ収容部Ｒにおいて二つの規制ローラ１４，１４および一つの補助ローラ１５が円周方向に移動可能となる。このため、各ローラ収容部Ｒにおいて二つの規制ローラ１４，１４がそれぞれ分割ナット１３の逃がし凹部１３ｂに嵌り込んだ状態となり、その結果、各分割ナット１３が放射方向外方へ約１．０ｍｍ程度変位可能な状態となる。各分割ナット１３がそれぞれ放射方向外方へ変位可能となることにより、当該各分割ナット１３の雄ねじ部３ｂに対する締め付け状態が緩められる。以下、この状態を締め付けアンロック状態という。

このように、図２に示す締め付けロック状態では、圧縮ばね１６によりカバー１２がベース１１に対して最も右回り位置に位置する結果、ローラ収容部Ｒ〜Ｒが円周方向に最も狭い状態となって各分割ナット１３の放射方向外方への変位が規制されることによりスピンドル３の雄ねじ部３ｂに対する当該固定ナット１０の強固な締め付け状態がロックされる一方、カバー１２を圧縮ばね１６〜１６に抗して左回りに回転操作して図６に示す締め付けアンロック状態とすると、各ローラ収容部Ｒが円周方向に最も広い状態となって各分割ナット１３の放射方向外方への変位が許容される状態となり、その結果スピンドル３の雄ねじ部３ｂに対する当該固定ナット１０の締め付け状態が緩められることにより、固定ナット１０を雄ねじ部３ｂに対して小さな力で緩め方向に回転させることができる。
隣接する二つの分割ナット１３，１３間のすき間には、ゴム製のシール部材１７が介装されている。このシール部材１７は、各分割ナット１３の放射方向への変位を阻害しない状態で介装されている。この三つのシール部材１７〜１７によって各分割ナット１３，１３間のすき間が塞がれて雌ねじ部Ｓからばね収容部Ｂおよびローラ収容部Ａ内への異物の侵入が防止され、ひいては当該固定ナット１０の作動不良が未然に防止されるようになっている。
この三つのシール部材１７〜１７の上部および下部はそれぞれ円環形状のシールリング１８を介して一体に繋がっている。一方のシールリング１８は、各分割ナット１３〜１３とベース１１との間に挟み込まれ、他方のシールリング１８は、各分割ナット１３〜１３とカバー１２との間に挟み込まれている。両シールリング１８，１８によって、分割ナット１３〜１３とベース１１およびカバー１２間のシールがなされる。
このことから、上記シール部材１７〜１７が、特許請求の範囲の請求項６に記載した縦部に相当し、上記シールリング１８，１８がそれぞれ請求項６に記載した円環部に相当する。

次に、三つの分割ナット１３〜１３のうち二つの分割ナット１３，１３間のすき間には、当該固定ナット１０に対する雄ねじ部３ｂの逆差し操作を防止するためのストッパ部材２０が介装されている。ここで、上記説明した緩め補助機能を備えた固定ナット１０をベース１１側の挿通孔１１ａではなく、カバー１２側の挿通孔１２ａから雄ねじ部３ｂを進入させて締め付けると、ベース１１に対してカバー１２を、締め付け時にはローラ収容部Ｒが大きくなる方向に回転させることとなり、緩め時にはローラ収容部Ｒが小さくなる方向に回転させることとなり、前記正しい向きでの締め付け時とは全く逆の動作となり、その結果緩め補助機構が全く機能しなくなってしまう。以下説明するストッパ部材２０は、固定ナット１０の正しい向きとは反対向きでの締め付けを防止する機能を備えている。
このストッパ部材２０が図１２に単独で示されている。このストッパ部材２０は、鋼線を折り曲げて弾性力を持たせたもので、分割ナット１３の内周側（雌ねじ部Ｓ内）に張り出す係合部２０ｂと、この係合部２０ｂの下部から左右に突き出す脚部２０ａ，２０ａを備えている。図２〜図５に示すようにこのストッパ部材２０は、その両脚部２０ａ，２０ａをそれぞれ分割ナット１３，１３とベース１１との間に挟み込み、係合部２０ｂの先端側を雌ねじ部Ｓ内に突き出した状態に取り付けられている。
また、図１３に示すように両脚部２０ａ，２０ａは、平面的に見ると僅かに円弧形状に湾曲している。この両脚部２０ａ，２０ａがそれぞれ分割ナット１３とベース１１との間に挟み込まれることにより、当該ストッパ部材２０の脚部２０ａ回りの回り止めがなされているとともに、当該ストッパ部材２０の係合部２０ｂが雌ねじ部Ｓ内においてベース１１の挿通孔１１ａ側からカバー１２の挿通孔１２ａ側に向けて雌ねじ部Ｓ内への突き出し寸法が徐々に大きくなる方向に傾斜した状態（図１５において斜め上方に向けて傾斜した状態）に保持されている。また、円弧形状に湾曲した両脚部２０ａ，２０ａがそれぞれ分割ナット１３とベース１１との間に挟み込まれることにより、係合部２０ｂには弾性力が付与され、この弾性力によって当該係合部２０ｂが規制位置に保持される。
ストッパ部材２０の係合部２０ｂは、雌ねじ部Ｓに進入した雄ねじ部３ｂに押されて、雌ねじ部Ｓ内に突き出した規制位置（図１５において実線で示す位置）からその弾性力に抗して起立方向に傾動する。この係合部２０ｂは、その弾性力に抗して起立方向に傾動して、図１５中二点鎖線で示すように雌ねじ部Ｓ内に突き出さない退避位置（当該係合部２０ｂの全体が分割ナット１３，１３間のすき間に退避した状態）まで移動する。

すなわち、ベース１１の挿通孔１１ａ側（図１５において下側）からスピンドル３の雄ねじ部３ｂを挿入して当該固定ナット１０をねじ締め方向に回転操作することにより、雄ねじ部３ｂが雌ねじ部Ｓに締め込まれていく。雄ねじ部３ｂが挿通孔１１ａ側からねじ込まれていく過程では、ストッパ２０の係合部２０ｂが雄ねじ部３ｂの先端部で押されるため、当該係合部２０ｂがその弾性力に抗して徐々に図１５中実線で示す規制位置から図中二点鎖線で示す退避位置まで傾動される。従って、この場合ストッパ部材２０は、雄ねじ部３ｂの雌ねじ部Ｓ内への進入を阻止するストッパとしては機能しない。
これに対して、図１５中白抜きの矢印で示すように雄ねじ部３ｂをカバー１２側の挿通孔１２ａから挿入しようとしても、ストッパ部材２０の係合部２０ｂの先端部が当該雄ねじ部３ｂの先端面に突き当てられるためこれが禁止される。すなわち、この場合は、ストッパ部材２０が雌ねじ部Ｓに対する雄ねじ部３ｂの逆差し操作を阻止するためのストッパとして機能する。
このように、ベース１１側の挿入孔１１ａから雄ねじ部３ｂを進入させる向きで当該固定ナット１０をスピンドル３の雄ねじ部３ｂに締め込む場合にはストッパ部材２０の係合部２０ｂは雄ねじ部３ｂに押されて雌ねじ部Ｓ内から退避し、これにより雄ねじ部３ｂの雌ねじ部Ｓ内への進入（締め付け）が何ら阻害されることなくなされる。これに対して、雄ねじ部３ｂを固定ナット１０に対して逆差し操作（カバー１２側の挿通孔１２ａから進入させる操作）した場合には、ストッパ部材２０の係合部２０ｂが雌ねじ部Ｓへ一層張り出す方向に押されるため、雄ねじ部３ｂの雌ねじ部Ｓ内へのそれ以上の進入が規制され、従って当該固定ナット１０を雄ねじ部３ｂに完全に締め付けることができない。
このことから、固定ナット１０は、スピンドル３の雄ねじ部３ｂに締め付けるにあたって、ベース１１側の挿通孔１１ａから雄ねじ部３ｂを進入させる向きでのみ締め付けることができ、その反対向きでの締め付け操作（逆差し操作）は確実に防止される。これによれば、前記したようにカバー１２をベース１１に対して締め付けアンロック方向に回転操作して分割ナット１３〜１３を放射方向外方へ変位可能な状態とすることにより、雄ねじ部３ｂに対する各分割ナット１３の放射方向中心側への押し付け状態を緩める機構（緩め補助機能）を確実に機能させることができる。

以上のように構成した本実施形態の固定ナット１０によれば、図１に示すように研削砥石２の取り付け孔２ａ内にスピンドル３の雄ねじ部３ｂを挿入して当該研削砥石２をスピンドル３のフランジ部３ａに当接させ、この状態で固定ナット１０を雄ねじ部３ｂに締め付けることにより、研削砥石２をスピンドル３に取り付けることができる。
固定ナット１０の締め付け状態では、図２に示すように各分割ナット１３がそれぞれ二つの規制ローラ１４，１４によってその放射方向外方への変位を規制された状態となっているので、従来一つの球体（若しくはローラ）によって規制する構成に比してより強固かつ安定して分割ナット１３の変位を規制することができるとともに、ねじ締めおよびねじ緩め時の各分割ナット１３の径方向のガタツキをなくすことができるのでねじ締め方向（右回り方向）およびねじ緩め方向（左回り方向）の回転がスムーズになされる。
また、本実施形態の固定ナット１０はストッパ部材２０を備えている。このストッパ部材２０によれば、雄ねじ部３ｂに対する固定ナット１０の向きを間違えることなく締め付けることができる。すなわち、スピンドル３の雄ねじ部３ｂに固定ナット１０を締め込むにあたっては、固定ナット１０のベース１１側の挿通孔１１ａから雄ねじ部３ｂを進入させ、そのまま固定ナット１０を右回り方向に回転操作することにより当該固定ナット１０を雄ねじ部３ｂに締め込むことができる。この場合、雄ねじ部３ｂを挿通孔１１ａ側から挿入するため、ストッパ部材２０は雄ねじ部３ｂに押されて雌ねじ部Ｓ内から退出し、従って雄ねじ部３ｂの雌ねじ部Ｓへの締め込みがスムーズになされる。逆に、雄ねじ部３ｂをカバー１２側の挿通孔１２ａから挿入した場合には、ストッパ部材２０が雄ねじ部３ｂに押されて雌ねじ部Ｓ内に一層張り出す方向に倒されるため、雄ねじ部３ｂの雌ねじ部Ｓ内へのそれ以上の進入が阻止され、従って当該固定ナット１０を雄ねじ部３ｂに完全に締め込むことができなくなる。このため、固定ナット１０を雄ねじ部３ｂに対して常時正しい向きで締め込むことができるので、当該固定ナット１０を雄ねじ部３ｂに対して緩める際に、当該固定ナット１０を確実に締め付けアンロック状態にすることができ、ひいては固定ナット１０の緩め補助機能を確実に発揮させることができる。

以上説明した実施形態には種々変更を加えることができる。例えば、各分割ナット１３についてそれぞれ二つの規制ローラ１４，１４によってその放射方向外方への変位を規制する構成を例示したが、三つ以上の規制ローラによって各分割ナットの変位を規制する構成としてもよい。
また、規制部材としての規制ローラ１４、補助部材としての補助ローラ１５として円柱体形状のローラを用いる構成を例示したが、これらに球体を用いることもできる。
また、各分割ナット１３に逃がし凹部１３ｂを設ける構成を例示したが、カバー１２の側壁部１２ｂに逃がし凹部を設ける構成としてもよい。
さらに、ストッパ部材２０は省略してもよい。
また、グラインダ１のスピンドル３に研削砥石２を固定するための固定ナット１０（特許請求の範囲の請求項８に記載した発明の実施形態）を例示したが、本発明に係る固定ナットは、これに限らず、通常の締結ボルト（雄ねじ）と組み合わせた締結具、あるいは種々機械設備の設置の際においてアンカーボルトと組み合わせて用いる固定ナットとして広く用いることができる。

次に、請求項７に記載した発明の実施形態（第２実施形態）を説明する。前記例示した実施形態は、雄ねじ部３ｂに締め付けられるナット本体を三つの分割ナット１３〜１３に分割して、これを放射方向に変位させることにより締め付け状態のロックし、または緩める構成（第１実施形態）を例示したが、以下説明する第２実施形態では、くさびを利用して押圧フランジを固定物（回転刃具２）に対してねじ軸方向に押し付けることによりナット本体の締め付け状態をロックする構成とした形態（くさびタイプ）において、このくさびをねじ軸回りに分割した構成となっている。
第２実施形態の固定ナット３０の詳細が図１６〜図２１に示されている。この固定ナット３０は、雄ねじ部３ｂ（ねじ軸）がねじ込まれる雌ねじ部３１ａと、この雌ねじ部３１ａの一方の口元側からねじ軸回りに張り出すフランジ部３１ｂを有するナット本体３１を備えている。このナット本体３１の外周側には、押圧フランジ３２と複数のくさび３３〜３３が組み付けられている。本実施形態では、雄ねじ部３ｂおよび雌ねじ部３１ａが右ねじである場合について説明する。
押圧フランジ３２は、雌ねじ部３１ａの他方の口元側において上記フランジ部３１ｂに対向して配置されている。この押圧フランジ３２の内面側（図１８〜２１において上面側）には、三つの規制部３２ａ〜３２ａがそれぞれ上記フランジ部３１ｂに向けて突き出すように設けられている。この三つの規制部３２ａ〜３２ａは周方向三等分位置に配置されている。各規制部３２ａの内周側の一部は、ナット本体３１の外周面に形成した案内凹部３１ｄにねじ軸方向移動可能に挿入されている。このため、押圧フランジ３２は、ナット本体３１に対してねじ軸方向に平行移動可能であるとともに回転については一体化されている。従って、押圧フランジ３２とナット本体３１は常に一体で回転する。

また、図１８〜図２１に示すように押圧フランジ３２の内周面とナット本体３１の外周面との間にはシールリング３８が介装されている。このシールリング３８によって、ナット本体３１のフランジ部３１ｂと押圧フランジ３２との間への異物の侵入が防止される。なお、押圧フランジ３２は、図示省略した止め輪によりナット本体３１から脱落しないようになっている。
上記ナット本体３１のフランジ部３１ｂと押圧フランジ３２と間に、三つのくさび３３〜３３が放射方向へ変位可能な状態で挟み込まれている。この三つのくさび３３〜３３は、雌ねじ部３１ａのねじ軸回りの三等分位置に配置されている。各くさび３３の板厚方向一方の傾斜面３３ａは、ナット本体３１のフランジ部３１ｂの内面側に全周にわたって形成した傾斜面３１ｃに摺接されており、板厚方向他方の傾斜面３３ｂは、押圧フランジ３２の内面に形成した傾斜面３２ｃに摺接されている。このため、各くさび３３が放射方向内方へ移動すると、傾斜面３３ａと傾斜面３１ｃおよび傾斜面３３ｂと傾斜面３２ｃと摺接作用により、押圧フランジ３２がフランジ部３１ｂから離間する方向に変位して、回転刃具２（被締め付け体）に押圧され、その結果、雌ねじ部３１ａの各ねじ山が雄ねじ部３ｂの各ねじ山に押圧されて当該固定ナット３０の雄ねじ部３ｂに対する締め付け状態がロックされる。
隣接する二つのくさび３３，３３間には、上記した押圧フランジ３２の規制部３２ａがそれぞれ配置されている。この規制部３２ａ〜３２ａによって各くさび３３〜３３のねじ軸回りの位置ずれが規制されている。
各くさび３３の外周面には、前記第１実施形態の分割ナット１３と同様に、二つの逃がし凹部３３ａ，３３ａが形成されている。各逃がし凹部３３ａは、断面円弧形状の溝部であり、その深さは約１ｍｍ程度に設定されている。図１７に示すように各逃がし凹部３３ａには、以下説明する規制ローラ３５の一部が嵌め込まれる。
くさび３３〜３３の外周側には、円環形状の操作部材３４が組み付けられている。図１８〜図２１に示すようにこの操作部材３４の内周側に、ナット本体３１のフランジ部３１ａと押圧フランジ３２が位置している。

この操作部材３４と各くさび３３との間には、それぞれ二つの規制ローラ３５，３５と一つの補助ローラ３６が配置されている。一つの補助ローラ３６は二つの規制ローラ３５，３５間に位置している。この補助ローラ３６によって二つの規制ローラ３５，３５の間隔が一定値以上に規制されている。この二つの規制ローラ３５，３５の間隔（中心間距離）は、各くさび３３の二つの逃がし凹部３３ａ，３３ａの間隔に一致している。このため、二つの規制ローラ３５，３５は同時に逃がし凹部３３ａ，３３ａに嵌り込み、逆に同時に離脱する。
また、操作部材３４の内周面には、三つの係合凸部３４ａ〜３４ａが内周側へ張り出すように設けられている。この三つの係合凸部３４ａ〜３４ａは、ねじ軸回りに三等分位置に設けられている。この各係合凸部３４ａに対向して、前記押圧フランジ３２には三つの係合部３２ｂ〜３２ｂが設けられている。操作部材３４の係合部３４ａと押圧フランジ３２の係合部３２ｂとの間には、圧縮ばね３７が介装されている。このため、操作部材３４は、ナット本体３１および押圧フランジ３２に対して図１６において右回り方向（当該固定ナット３０の締め付け方向）に付勢されている。従って、当該固定ナット３０を雄ねじ部３ｂに締め付けるために、操作部材３４を図１６中右回り方向に回転操作すると、それぞれ二つの規制ローラ３５，３５と一つの補助ローラ３６からなる３組のローラ群が係合凸部３４ａと係合凸部３２ｂ間に挟み込まれ、これにより操作部材３４の回転が押圧フランジ３２に伝達される。前記したように押圧フランジ３２は、その規制部３２ａ〜３２ａがそれぞれナット本体３１の案内凹部３１ｄに挿入されていることによりナット本体３１に回転について一体化されているので、操作部材３４と押圧プレート３２とナット本体３１が一体で締め込み方向に回転する。
逆に、操作部材３４を図１７に示すように左回りに回転操作することにより、当該固定ナット３０を雄ねじ部３ｂに対して緩めることができる。

以上のように構成した第２実施形態の固定ナット３０によれば、図１８に示すように押圧フランジ３２側の口元から雄ねじ部３ｂを進入させる向きで当該固定ナット３０を雄ねじ部３ｂに締め付けていく。この締め付け段階では、操作部材３４の係合凸部３４ａと押圧フランジ３２の係合凸部３２ｂとの間に二つの規制ローラ３５，３５と一つの補助ローラ３６が挟み込まれることにより押圧フランジ３２が一体で回転し、従ってナット本体３１が締め付け方向に一体で回転する。また、図１６に示すようにこの締め付け段階では、各規制ローラ３５〜３５は、それぞれ逃がし凹部３３ａ内から外れた状態となる。このため、各くさび３３が放射方向中心側に押圧されて押圧フランジ３２はナット本体３１のフランジ部３１ａから離れる方向に変位した状態となる。
当該固定ナット３０の締め付け最終段階になると、雄ねじ部３ｂに対する締め込み力およびくさび３３〜３３のくさび作用により押圧フランジ３２が回転刃具２に押圧され、これにより当該固定ナット３０が雄ねじ部３ｂに強固に締め付けられる。
こうして締め付けられた固定ナット３０を緩めるために、操作部材３４を図１７に示すように左回りに回転操作（この回転操作は圧縮ばね３７〜３７に抗してなされる）すると、当該操作部材３４が押圧フランジ３２に対して相対回転することにより係合凸部３４ａによる二つの規制ローラ３５，３５の挟み込み状態が解除され、これにより各規制ローラ３５が逃がし凹部３３ａに嵌り込んで各くさび３３が放射方向外方へ変位可能な状態となる。くさび３３〜３３が放射方向外方へ変位可能な状態となることにより、押圧フランジ３２の回転刃具２に対する押圧が弱められ、従って当該固定ナット３０の雄ねじ部３ｂに対する締め付けが弱められる。このため、圧縮ばね３７〜３７に抗して操作部材３４を緩め方向に一定角度回転して、各規制ローラ３５が逃がし凹部３３ａに嵌り込んだ状態とすることにより、以後操作部材３４と押圧フランジ３２およびナット本体３１を一体で楽に緩め方向に回転させることができる。

このように、第２実施形態の固定ナット３０によっても、回転刃具２に付加される回転抵抗（研削抵抗）により当該固定ナット３０が雄ねじ部３ｂに対して締まり過ぎの状態になってしまった場合であっても、操作部材３４を圧縮ばね３７〜３７に抗して緩め方向に一定角度回転操作すると、くさび３３〜３３が外れて押圧フランジ３２の回転刃具２に対する押圧が解除され、これにより当該固定ナット３０を小さな力で簡単に緩めることができる。
また、この第２実施形態の固定ナット３０によっても、ねじ軸回りに分割したくさび３３〜３３がそれぞれ二つの規制ローラ３５，３５によって放射方向の変位を規制される構成であるので、従来のように一つの球体（若しくはローラ）によって規制する構成に比してより強固かつ安定して各くさび３３の放射方向の変位を規制することができるとともに、ねじ締めおよびねじ緩め時の各くさび３３の放射方向のガタツキを従来よりも小さくすることができるのでねじ締め方向（右回り方向）およびねじ緩め方向（左回り方向）の回転がスムーズになされる。

以上説明した第２実施形態にも種々変更を加えることができる。例えば、規制ローラ３５は各くさび３３について二つとする構成を例示したが、各くさび３３について三つ以上の規制部材を配置する構成としてもよい。
また、規制部材として円柱体形状をなす規制ローラ３５および補助ローラ３６を例示したが球体の規制部材および規制部材の間隔を一定以上に保持するための補助部材として球体を用いることができる。
さらに、各くさび３３に逃がし凹部３３ａを設ける構成を例示下が、操作部材３４の内周面に設ける構成としてもよい。
また、この第２実施形態の固定ナット３０を、例示したグラインダ１に限らず、通常の締結ボルト（雄ねじ）と組み合わせて用いる固定ナットとして広く適用できることは言うまでもない。

本発明の第１実施形態に係る固定ナットを用いて研削砥石を取り付けたグラインダの当該固定ナット周辺の縦断面図である。 図１の(2)-(2)線断面矢視図であって、第１実施形態の固定ナットの内部構造を示す平面図である。 図２の(3)-(3)線断面矢視図であって、第１実施形態の固定ナットの縦断面図である。本図は、締め付けロック状態を示している。 図２の(4)-(4)線断面矢視図であって、第１実施形態の固定ナットの縦断面図である。 図２の(5)-(5)線断面矢視図であって、第１実施形態の固定ナットの縦断面図である。 第１実施形態の固定ナットの内部構造を示す平面図である。本図は、締め付けアンロック状態を示している。 ベースの平面図である。 図７の(8)-(8)線断面矢視図であって、ベースの縦断面図である。 カバーの内面側を平面的に示した図である。 図９の(10)-(10)線断面矢視図であって、カバーの縦断面図である。 分割ナット相互の配置状態を示す平面図である。本図では、三つの分割ナットのうち、一つが実線で示され、残りの二つは二点鎖線で示されている。 ストッパ部材単独の正面図である。 ストッパ部材を図１２中矢印(13)方向から見た図であって、ストッパ部材の平面図である。 ストッパ部材を図１２中矢印(14)方向から見た図であって、ストッパ部材の側面図である。 第１実施形態に係る固定ナットの雌ねじ部に雄ねじ部を逆差し操作する様子を示す図であって、固定ナットの縦断面図である。 本発明の第２実施形態に係る固定ナットの内部構造を示す平面図である。本図は、操作部材が締まり側に戻された状態を示している。 本発明の第２実施形態に係る固定ナットの内部構造を示す平面図である。本図は、操作部材が圧縮ばねに抗して緩み側に回転操作された状態を示している。 第２実施形態の固定ナットの縦断面図であって、図１６の(18)-(18)線断面矢視図である。なお、図中白抜きの矢印は、雄ねじ部の進入方向を示している。 第２実施形態の固定ナットの縦断面図であって、図１６の(19)-(19)線断面矢視図である。なお、図中白抜きの矢印は、雄ねじ部の進入方向を示している。 第２実施形態の固定ナットの縦断面図であって、図１６の(20)-(20)線断面矢視図である。なお、図中白抜きの矢印は、雄ねじ部の進入方向を示している。 第２実施形態の固定ナットの縦断面図であって、図１７の(21)-(21)線断面矢視図である。なお、図中白抜きの矢印は、雄ねじ部の進入方向を示している。

符号の説明

１…グラインダ
２…研削砥石（回転刃具）、２ａ…取り付け孔
３…スピンドル、３ａ…フランジ部、３ｂ…雄ねじ部
１０…固定ナット（第１実施形態）
１１…ベース
１１ａ…挿通孔、１１ｂ…係合凹部、１１ｃ…保持凹部、１１ｄ…ガイド溝
１２…カバー
１２ａ…挿通孔
１２ｂ…側壁部、１２ｃ…係合凸部、１２ｄ…係合凹部
１３…分割ナット
１３ａ…ねじ孔部、１３ｂ…逃がし凹部、１３ｃ…係合凸部
１４…規制ローラ
１５…補助ローラ
１６…圧縮ばね
１７…シール部材
１８…シールリング
２０…ストッパ部材、２０ａ…脚部、２０ｂ…係合部
Ｓ…雌ねじ部
Ｒ…ローラ収容部
Ｂ…ばね収容部
３０…固定ナット（第２実施形態）
３１…ナット本体、３１ａ…雌ねじ部、３１ｂ…フランジ部
３２…押圧フランジ
３３…くさび、３３ａ…逃がし凹部
３４…操作部材
３５…規制ローラ
３６…補助ローラ
３７…圧縮ばね

Claims (8)

1. それぞれ雄ねじ部を挿通するための挿通孔を有するベースとカバーとの間に、前記雄ねじ部のねじ軸回りに等分された複数の分割ナットを放射方向に変位可能に介装し、該各分割ナットと前記カバーの側壁部との間に、該各分割ナットの放射方向外方への変位を規制するための規制部材を介装し、前記カバーを前記ベースに対してねじ緩め方向に回転させると、前記規制部材が前記カバーの側壁部若しくは前記分割ナットに設けた逃がし凹部に嵌り込んで、前記分割ナットの放射方向外方への変位が許容されて該分割ナットの前記雄ねじ部に対する締め付け力を低下させる緩め補助機能を備えた固定ナットであって、
   前記各分割ナットについて規制部材を複数配置して、該各分割ナットの放射方向外方への変位をそれぞれ少なくとも２箇所で規制するとともに、該複数の規制部材間に、該規制部材間相互の間隔を保持するための補助部材を配置して、前記カバーの回転により該複数の規制部材を前記分割ナットの外周面に沿って変位させて前記逃がし凹部に対して全て嵌り込んだ状態と全て離脱した状態とを切り換える構成とした固定ナット。
2. 請求項１記載の固定ナットであって、ベースに対してカバーをねじ締め方向にばね付勢した固定ナット。
3. 請求項１記載の固定ナットであって、規制部材として円柱体形状のローラを用いて、前記雌ねじ部の軸線方向に沿って配置した固定ナット。
4. 請求項１記載の固定ナットであって、分割ナットにより形成される雌ねじ部に、雄ねじ部の前記ベース側からの進入を許容し、前記カバー側からの逆差しを規制するためのストッパ部材を配置した固定ナット。
5. 請求項１記載の固定ナットであって、ねじ軸回りに隣接する二つの分割ナット間にシール部材を介装した固定ナット。
6. 請求項５記載の固定ナットであって、相互に対向する二つの円環部を複数の縦部を掛け渡して一体に結合したシール部材を備え、該シール部材の前記一方の円環部をベースと各分割ナットとの間に挟み込み、他方の円環部をカバーと各分割ナットとの間に挟み込み、前記各縦部を隣接する二つの分割ナット間に挟み込んだ固定ナット。
7. ねじ軸がねじ込まれる雌ねじ部と該雌ねじ部の一方の口元側からねじ軸回りに張り出すフランジ部を有するナット本体と、前記フランジ部に対向して設けられ、該ナット本体に対してねじ軸方向に変位可能に設けられた押圧フランジと、ねじ軸回りの等分位置に配置されて、それぞれ前記押圧フランジと前記フランジ部の間に挟み込まれてくさび作用をなす複数のくさびと、該くさびの外周側に配置されて前記ナット本体のフランジ部と前記押圧フランジをそれぞれ内周側に収容する操作部材と、該操作部材と前記各くさびとの間に介装されて、該各くさびの放射方向外方への変位を規制する規制部材を備え、
   前記操作部材がねじ締め方向に回転した状態では、前記各規制部材が前記操作部材の内周面若しくは各くさびの外周面に設けた逃がし凹部から離脱して前記各くさびが径方向内方へ変位した位置に規制される一方、前記操作部材をねじ緩め方向に回転させると、前記各規制部材が前記逃がし凹部内に嵌り込んで前記各くさびの径方向外方への変位が許容されてそのくさび作用が解除される固定ナットであって、
   前記規制部材は、前記各くさびについて複数配置して、該各くさびの放射方向外方への変位をそれぞれ少なくとも２箇所で規制するとともに、該複数の規制部材間に、該規制部材間相互の間隔を保持するための補助部材を配置して、前記操作部材の回転により該複数の規制部材を前記くさびの外周面に沿って変位させて前記逃がし凹部に対して全て嵌り込んだ状態と全て離脱した状態とを切り換える構成とした固定ナット。
   
   
8. 請求項１または請求項７記載の固定ナットを用いて、モータにより回転するスピンドルに回転刃具を固定する構成とした回転工具。

Images