JP4618567B2

JP4618567B2 - 緩み止めナット

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Publication number: JP4618567B2
Application number: JP2007295492A
Authority: JP
Inventors: 勝弘大内
Original assignee: 勝弘大内
Priority date: 2007-02-01
Filing date: 2007-11-14
Publication date: 2011-01-26
Anticipated expiration: 2027-11-14
Also published as: JP2009063162A

Description

本発明は、雄ネジ（シャフトの外周に雄ネジを形成したものであって、以下、雄ネジ体と称する。）に噛合っているナットが、振動や衝撃等を受けることで、その雄ネジ体から抜け出すことを防止し得る緩み止めナットに関するものである。

従来の緩み止めナットとしては、単なる円筒の一端を小径とした内部にネジ部を設けたものの円筒を両端から圧縮したときに円筒の小径の部分のネジ部が変化して、ピッチ小及び径小になると延設部が変化するようにしたものがある（例えば、特許文献１参照。）。

さらに、従来の緩み止めナットとしては、ナットの一部に薄肉筒状(薄肉部)の連結部を設け、この連結部が一定の締付トルク以上に締付けると破断するようにすることにより、一定の締付力を越えないように管理すると共に、薄肉筒状(薄肉部)に着色剤及び防錆作用を備え付けて圧縮することにより、ナットが所定の締付力で締付けられていることを確認できるようにしたものがある（例えば、特許文献２及び特許文献３を参照。）。

さらに、従来の緩み止めナットとしては、ナットの先端をテーパ状にして、その内部に雄ネジと螺合する中央部を切離したテーパ状の筒体を入れてナットを締付けたときに、ナットのテーパ状を形成する外部に設けた薄肉部から破断させることで、一定の締付トルクを得ることができるようにしたものがある（例えば、特許文献４参照。）。

特開平８−１２１４５５号公報特開２００１-１２４２９号公報実公昭６０-６６５４号公報実公平１-３８３２５号公報

上記特許文献１（特開平８−１２１４５５号公報）に記載の緩み止めナットは、ナットの一定の締付トルクを得るためのナットであって、十分な緩み止めナットの機能を発揮することができないという課題があった。

さらに、上記特許文献２〜特許文献４に記載の緩み止めナット（特開２００１−１２４２９、実公昭６０-６６５４及び実公平１-３８３２５号公報）は、薄肉部が破断して圧縮することによって、薄肉部の締付けが完了していることを確認する（薄肉部を薄くすることで、薄肉部を破断させることにより、一定の締付トルクを得る）ようにしたものであって、薄肉部の破断した部分が雄ネジに突きささり緩み止めになることは認められるが、破壊してしまうほど薄肉部が薄いので、薄肉部の破断した部分が雄ネジに突きささる前に、締付けると浮き上がってしまうため、緩み止めナットの効果は殆んど得られないものであるという課題があった。

本発明の目的は、上記課題に鑑み、振動や衝撃等を受ける場所で使用されても緩むことのない強力な緩み止めナットを提供するにある。

本発明の目的は、部材の中心部に雄ネジ体が螺合する貫通ネジ穴を設けると共に、前記部材を、締付回転部と、この締付回転部に連なる薄肉部と、この薄肉部に連なる締付座面形成部と、この締付座面形成部の端面側に形成した締付座面とから構成され、前記締付回転部を締付けることで、前記締付座面形成部の締付座面を締結部材に圧接させて、前記締付回転部と前記締付座面形成部とで前記薄肉部を圧縮させたとき、前記薄肉部が破断することなく前記薄肉部が変形して、その変形した前記薄肉部のネジ山が前記雄ネジ体のネジ山に圧接するように前記薄肉部の厚み及び溝幅を設定してなる緩み止めナットにおいて、
前記締付回転部を締付けることで、前記締付座面形成部の前記締付座面から前記締結部材に加えられる締付力の反力が、前記薄肉部に直に加わらせることにより前記薄肉部を圧縮させて前記薄肉部のネジ山が前記雄ネジ体のネジ山に圧接させるところのネジ無し部を、前記締付座面形成部に形成することによって、達成される。

本発明によれば、ネジ無し部を設けることによって、締付回転部を締付けることにより、締付座面形成部の締付座面から締結部材に加えられる締付力により生じる反力が、薄肉部に直に加わるため、薄肉部がよじれる力を受けながら強く圧縮されて、薄肉部の雌ネジ部が雄ネジ体のネジ山を挟むように強く圧接固着するため、雄ネジ体から薄肉部の雌ネジ部が動くのを阻止する強力な緩み止めロック作用を生じさせる緩み止めナットが得られる。

さらに、本発明によれば、振動が加わる場所に長期使用しても、薄肉部の圧接固着部分が弾性力を有しているので緩むことがなく、しかも、薄肉部が弾性変形することで、薄肉部がスプリングワッシャとしての機能を奏し得る緩み止めナットが得られる。

さらに、本発明によれば、締付回転部を締付けても薄肉部が破断することがないので、再使用可能であって、一度使用したものを取外して、何回も使用することが可能な緩み止めナットが得られる。

以下、本発明の実施形態例を、図１〜図１２に基づき、詳説する。

図１〜図４に示す本実施形態の緩み止めナット２０は、図１〜図３に示すように、その緩み止めナット２０の部材の中心部に、雄ネジ体２８のネジ山が螺合するための雌ネジ部２１を有する貫通ネジ穴が設けられ、しかも、前記部材を、締付回転部２２と、この締付回転部２２に連なる薄肉部２３と、この薄肉部２３に連なる締付座面形成部２４と、この締付座面形成部２４の端面側に形成した締付座面２６とから構成したものである。

緩み止めナット２０の部材の中心部に設けられた雄ネジ体２８が螺合するための雌ネジ部２１は、図１〜図２に示すように、締付回転部２２の内面に設けられた雌ネジ部と、薄肉部２３の内面に設けられた雌ネジ部と、締付座面形成部２４の内面に設けられた雌ネジ部とからなっている。

さらに、図１〜図４に示す緩み止めナット２０は、締付回転部２２を締付けることで、締付座面形成部２４の締付座面２６から締結部材Ｙ、Ｚに加えられる締付力の反力が、薄肉部２３に直に加わらせることにより薄肉部２３を圧縮させて薄肉部２３の雌ネジ部のネジ山が雄ネジ体２８のネジ山に圧接させるところのネジ無し部２５を、締付座面形成部２４に形成する構成としてある。

さらに、図１〜図４に示す緩み止めナット２０では、締付回転部２２を締付けることで、締付座面形成部２４の締付座面２６を締結部材Ｙ、Ｚのうちの締結部材Ｙに圧接させて、締付回転部２２と締付座面形成部２４とで薄肉部２３を圧縮させたとき、薄肉部２３が破断することなく薄肉部２３が変形して、その変形した薄肉部２３の雌ネジ部のネジ山が雄ネジ体２８のネジ山に圧接固着するように薄肉部２３の厚みＨ及び溝幅Ｇが設定されている。

さらに、図１〜図４に示す緩み止めナット２０では、ネジ無し部２５が形成される範囲を、図３に示すように、薄肉部２３と締付座面形成部２４の境より締付座面形成部２４側に緩み止めナット２０の雌ネジ部２１の呼び径のネジピッチの１．０倍の寸法Ａ分入った位置から締付座面形成部２４の締付座面２６までとしてある。

緩み止めナット２０において、薄肉部２３の雌ネジ部を、雄ネジ体２８のネジ山に圧接固着するように変形させるには、薄肉部２３の厚みＨ及び溝幅Ｇの寸法を、緩み止めナット２０の雌ネジ部２１の呼び径の大きさによって変える必要がある。

そこで、図１〜図４に示す緩み止めナット２０では、薄肉部２３の厚みＨの寸法を、緩み止めナット２０の雌ネジ部２１の呼び径の７％〜２５％程度に設定し、かつ、薄肉部２３の溝幅Ｇの寸法を、緩み止めナット２０の雌ネジ部２１のネジピッチの１５０％〜５５０％程度に設定するようにしてある。

実験によれば、薄肉部２３の厚みＨを、緩み止めナット２０の雌ネジ部２１の呼び径の７％〜２５％程度に設定すれば最もよく、かつ、そのときの溝幅Ｇを、緩み止めナット２０の雌ネジ部２１のネジピッチの１５０％〜５５０％程度に設定すれば最もよいことが確認できた。

以上の構成において、図２に示すように、雄ネジ体２８に螺合させた緩み止めナット２０の締付回転部２２を締付けると、締付座面形成部２４の締付座面２６から締結部材Ｙ、Ｚに加えられる締付力により生じる反力が、直に薄肉部２３に強く伝わり、締付回転部２２と締付座面形成部２４とで薄肉部２３を強く変形させて、雄ネジ体２８に薄肉部２３を圧接固着させると共に、締結部材Ｙ、Ｚのうち締結部材Ｙを締付座面２６で圧接させる。この際、薄肉部２３が、図２のように変形して、薄肉部２３の雌ネジ部のネジ山が雄ネジ２８のネジ山を挟むように強く圧接固着して、緩み止めナット２０の緩み止めロック作用が生じるものである。

また、締付回転部２２を締付ける過程において、薄肉部２３が変形しても薄肉部２３の雌ネジ部のネジ山と雄ネジ体２８のネジ山との隙間は小さいので、雄ネジ体２８のネジ山に薄肉部２３の雌ネジ部が強く圧接固着して緩み止めナット２０の緩み止めとなるものである。すなわち、薄肉部２３の雌ネジ部のネジ山部分が雄ネジ体２８のネジ山部分にねじれ圧接固着して接触したときに、締付方向に対しては締付方向の摩擦接触を有するように働いているので、緩み方向には抗力が生じるため、緩み止めナット２０は緩まなくなるものである。なお、図３のＡ寸法は、薄肉部２３と締付座面形成部２４の境から締付座面形成部２４側に入って締付座面形成部２４の内面に形成される雌ネジ部の幅寸法を示している。

また、図１〜図４に示す緩み止めナット２０は、薄肉部２３と締付座面形成部２４の境より締付座面形成部２４側に緩み止めナット２０の雌ネジ部２１の呼び径のネジピッチの１．０倍の寸法Ａ分入った位置から締付座面形成部２４の締付座面２６までを、ネジ無し部２５としているので、締付回転部２２を締付けることにより、締付座面形成部２４の締付座面２６から締結部材Ｙ、Ｚに加えられる締付力により生じる反力が、薄肉部２３に直に加わるようになって、薄肉部２３がよじれる力を受けながら圧縮されると同時に、薄肉部２３の雌ネジ部が雄ネジ体２８のネジ山を挟むように圧接固着するため、薄肉部２３の雌ネジ部の動きが阻止されて、強力な緩み止めロック作用が生じるものである。

また、図１〜図４に示す緩み止めナット２０では、ネジ無し部２５を、薄肉部２３と締付座面形成部２４の境より締付座面形成部２４側に緩み止めナット２０の雌ネジ部２１の呼び径のネジピッチの１．０倍の寸法Ａ分入った位置から締付座面形成部２４の締付座面２６までとすることで、締付座面形成部２４の内面には、図３に示すように、締付座面形成部２４の薄肉部２３側に、緩み止めナット２０の雌ネジ部２１の呼び径のネジピッチの１．０倍の寸法Ａ分という若干の雌ネジ部が形成されことになる。そのため、締付座面形成部２４の締付座面２６から締結部材Ｙ、Ｚに加えられるところの締付力により生じる反力が、直に薄肉部２３に伝わるようになる。

次に、本実施形態例の応用例その１を、図５及び図６に示す。図５及び図６において、緩み止めナット２０Ａは、その緩み止めナット２０Ａの部材の中心部に、雄ネジ体が螺合するための雌ネジ部２１Ａを有する貫通ネジ穴が設けられ、しかも、締付回転部２２Ａと、この締付回転部２２Ａに連なる薄肉部２３Ａと、この薄肉部２３Ａに連なる締付座面形成部２４Ａと、この締付座面形成部２４Ａの端面側に形成した締付座面２６Ａとからなると共に、締付回転部２２Ａを締付けることで、締付座面形成部２４Ａの締付座面２６Ａから締結部材Ｙ、Ｚに加えられる締付力の反力が、薄肉部２３Ａに直に加わらせるようにするためのネジ無し部２５Ａを有する構成としてある。
なお、図５の寸法Ｂは、薄肉部２３と締付座面形成部２４の境から薄肉部２３側に入って薄肉部２３の内面に形成されるネジ無し部２５Ａの幅寸法を示している。

さらに、図５及び図６に示す応用例その１の緩み止めナット２０Ａにおいては、ネジ無し部２５Ａが形成される範囲を、図５に示すように、薄肉部２３Ａと締付座面形成部２４Ａの間を境にして、薄肉部２３Ａ側に緩み止めナット２０Ａの雌ネジ部２１Ａの呼び径のネジピッチの０．３倍の寸法Ｂ分入った位置から締付座面形成部２４Ａの締付座面２６Ａまでとすることで、締付座面形成部２４Ａの内面全体に、雄ネジ体が螺合するところの雌ネジ部に該当する部分が形成されないようにしてある。

そのために、この応用例その１の緩み止めナット２０Ａでは、図５に示すように、締付座面形成部２４Ａの内面に雄ネジ体が螺合するための雌ネジ部２１Ａに該当するものがないため、締付回転部２２Ａを締付けることで、締付座面形成部２４Ａの締付座面２６Ａから締結部材に加えられる締付力の反力が、薄肉部２３Ａに直に加えられる。

なお、図５及び図６に示す緩み止めナット２０Ａのように、薄肉部２３Ａと締付座面形成部２４Ａの間を境にして薄肉部２３Ａに入ってネジ無し部２５Ａを設けると、薄肉部２３Ａの厚みが薄くなる部分ができるため、強度的に弱くなり薄肉部２３Ａが割れて切れる心配があるが、薄肉部２３Ａ側に入ったネジ無し部２５Ａの寸法Ｂを、薄肉部２３Ａの雌ネジ部の呼び径のネジピッチの０．３倍と短くしてあるため、薄肉部２３Ａが割れて切れる心配がなくなる。

また、図５及び図６に示す緩み止めナット２０Ａにおいても、薄肉部２３Ａの厚みＨの寸法を、緩み止めナット２０Ａの雌ネジ部２１Ａの呼び径の７％〜２５％程度に設定し、かつ、薄肉部２３Ａの溝幅Ｇの寸法を、緩み止めナット２０Ａの雌ネジ部２１Ａのネジピッチの１５０％〜５５０％程度に設定するようにしてある。

また、図５及び図６に示す緩み止めナット２０Ａでは、締付座面形成部２４Ａと連なる締付座面２６Ａの外形の大きさを、締付回転部２２Ａの大きさよりも大きくしてある。その大きな締付座面２６Ａで、締結部材を押さえて支えることによって、締付座面形成部２４Ａが受ける幾方向の荷重を薄肉部２３Ａで受け止めることができるので、図５及び図６に示す緩み止めナット２０Ａによれば、安定的に締結部材を押さえて支えることができる。

次に、本実施形態例の応用例その２を、図７及び図８に示す。図７及び図８に示す緩み止めナット３０では、薄肉部２３Ｆ１と薄肉部２３Ｆ２を設けて、その各々に締付回転部２２Ｆ１と締付回転部２２Ｆ２を設けて、最初は締付回転部２２Ｆ１を締付けてから、次に締付回転部２２Ｆ２を締付けるようにしてある。

図７及び図８に示すように、一つの緩み止めナット３０に、二つの薄肉部２３Ｆ１、２３Ｆ２を設けると、二つの薄肉部２３Ｆ１、２３Ｆ２のネジ山が、雄ネジ体を挟むように圧接固着して緩み止めとなる作用が生じるため、締付回転部２２Ｆ２を回した場合にナットの緩み止めとなる力は薄肉部が一つの場合より締付回転部２２Ｆ１の所では約２倍の力でないと緩まなくなるものである。

また、図７及び図８に示すように、二つの薄肉部２３Ｆ１、２３Ｆ２を設けてあると、緩み止めナット３０の緩みは締付回転部２２Ｆ２の方から緩み始めても、薄肉部２３Ｆ１が緩まないので、緩み止めとしては極めて有効な緩み止めナット３０となるものである。

次に、図９に基づき、従来使用している二重ナットの使用例を示す。図９において、二重ナット１１０は、二つのナットからなっている。この使用例の場合は、二重ナット１１０で締結部材を締付けた後、二つのナットが押し合って、二つのナットのネジ山が別々に押し合って雄ネジ体１１１に圧着することで、緩み止めがなされるようにしている。この二つのナットが押し合って、二つのナットのネジ山が別々に押し合って雄ネジ体１１１に圧着する作用を、二重ナットの作用と称することとする。

この二重ナットの作用による緩み止めは、二つの部品の組合せであるので、実用に際しては二つの部品の組合せによる経時変化などの問題を生じ易く、製造管理も大変で製作費が高くなるものである。しかも、二つのナットとナットの関係では戻しトルクも小さくなり、実用上は、ナットとナットが緩む心配があるものである。

次に、図１０、図１１及び図１２に基づき、本実施形態の緩み止めナットに係る締付トルク及び戻しトルクの測定結果と測定方法を説明する。図１０及び図１１は、図３に示す緩め止めナット２０の薄肉部の厚みを変えた場合のそれぞれにつき、標準締付トルクに対する戻しトルクを測定した値を、図示したものである。

図１０は、本実施形態の緩み止めナット２０の薄肉部の厚さを変えた場合の締付トルク及び戻しトルクの測定結果を示した図であって、横軸を締付トルク（Ｎｍ）とし、かつ、縦軸を戻しトルク（Ｎｍ）としてある。緩み止めナットの薄肉部の厚さを変えた場合の締付トルク及び戻しトルクの測定は、図１０に示すように、ＳＳ材のＭ８ナットの溝幅Ｇを３．１〜３．２ｍｍとしたものを用いて、そのＭ８ナットの薄肉部の外径Ｄφを、８．８ｍｍ、９．２ｍｍ、９．７ｍｍ、１０．６ｍｍ、１１．０５ｍｍと変えることで薄肉部の厚さＨを変えるようにしたものにつき、締付トルク及び戻しトルクを、それぞれ測定することで、行ったものである。

図１１は、本実施形態の緩み止めナットの締付トルク及び戻しトルクの実測値と各種市販品の締付トルク及び戻しトルクの測定結果を示した図であって、横軸を締付トルク（Ｎｍ）とし、かつ、縦軸を戻しトルク（Ｎｍ）としてある。緩み止めナットの締付トルク及び戻しトルクの実測値の測定としては、図１１に示すように、ＳＳ材のＭ８ナットの溝幅Ｇを３．１〜３．２ｍｍとしたものを用いて、そのＭ８ナットの薄肉部の外径Ｄφを、８．８５ｍｍ、９．７ｍｍ、１０．６ｍｍと変えることで、薄肉部の厚さＨを変えるようにしたものにつき、それぞれ締付トルク及び戻しトルクを測定するようにしたものである。また、各種市販品の締付トルク及び戻しトルクの測定としては、図１１に示すように、一般に市販されている二つのナットからなるＮタイプの市販品及び一つの板バネを持つナットからなるＭタイプの市販品の、締付トルク及び戻しトルクを測定したものである。

従来、実用的な振動や衝撃力を長時間与えてナットの緩むことを確かめることが、実際上は時間や経費がかさみ困難なために、緩み止めナットの緩み具合を読み取る簡易的試験として、締付トルクに対し戻しトルクがどれほど有するかによって判断することが一般に行われている。

そこで、本実施形態の緩み止めナットに係る締付トルク及び戻しトルクの測定方法は、図１２に示すところの測定方法で行うようにした。その測定方法は、図１２に示すように、始めに、万力でボルト（雄ネジ体)を動かないように固定した上に締結部材を乗せる。さらに、その締結部材の上からワッシャを介して供試品であるＭ８ナットをボルトに嵌める。さらに、そのＭ８ナットの締付回転部にトルクレンチを取り付ける。その後、そのトルクレンチを右回転して規定値までトルクを加えた時の、そのトルクを締付トルクとして測り、逆に、左回転して動き始めた時のトルクを戻しトルクとして測ることによって、締付トルク及び戻しトルクの測定を行う。

そして、図１２に示すところの測定方法において、トルクレンチを右回転してＭ８ナットに加えるトルクの規定値を、標準締付トルクとしてある。標準締付トルクした理由は、ネジ（従来のナット）の呼び径の大きさによって、標準締付トルクが異なり、例えば、Ｍ６で５Ｎｍ、Ｍ８で１３Ｎｍ、Ｍ１０で２５Ｎｍなどのように標準締付トルクが規定されているため、ネジ（従来のナット）は、全て少なくとも、標準締付トルクの規定値までは締付けるようにしているからである。

図１０に示す緩み止めナットに係る締付トルク及び戻しトルクの測定結果からは、標準締付トルク１３Ｎｍの時点で、薄肉部を外径Ｄφ＝１０.６mmとし、かつ、締付座面形成部の部分をネジ無しとした場合（図１０では、「Ｄφ＝１０.６ネジ無しの場合」と表示してある）と、緩み止め防止策なしの場合とを比較すると、そのネジなしとした場合の方が、戻しトルクが２９％も高くなることがわかる。

さらに、図１０に示すように、薄肉部の外径Ｄφが、８．８ｍｍ、９．２ｍ、９．７ｍ、１０．６ｍｍのものでは、薄肉部の外径Ｄφを大きくした方が（薄肉部の厚さＨを大きくした方が）、戻しトルクが大きくなることがわかる。これにより、薄肉部が厚くて変形すれば、圧接固着力が大きくなり、締付トルクに対して戻しトルクが大きくなることが理解できる。

さらに、図１０に示すように、薄肉部の外径Ｄφを８．８ｍｍとして薄肉部を薄くした場合であっても、標準締付トルク１３Ｎｍの時点では破断することなく、２０Ｎｍ以上の締付トルクを加えないと破断しないことがわかる(図１０では、「Ｄφ＝８．８ネジ無しの場合は薄いのでこの点で破断する」と表示してある。)。また、図１０で示すように、標準締付トルク１３Ｎｍの時点において、締付座面形成部の部分にネジ無し部を設けて薄肉部の外径Ｄφを、８．８ｍｍ若しくは１１．５ｍｍにした場合は、いずれの場合であっても、締付座面形成部の部分にネジ無し部を設けて薄肉部の外径Ｄφを１０.６mmとした場合に比べて、締付トルクより戻しトルクは小さくなっている。

さらに、図１０に示すように、薄肉部を外径Ｄφ＝１０.６mmとし、かつ、締付座面形成部の部分にネジ無し部を設けた場合と、薄肉部を外径Ｄφ＝１０.６mmとし、かつ、締付座面形成部の部分にネジ有りとした場合（図１０では、「Ｄφ＝１０.６ネジ有り」と表示してある）とを比較すると、標準締付トルク１３Ｎｍの時点で、締付座面形成部の部分をネジ有りとした場合よりも、締付座面形成部の部分をネジ無しとした場合の方が、戻しトルクが６．５％も上回っており、ネジ無しの場合の方が緩み止め効果が向上することがわかる。また、薄肉部を外径Ｄφ＝９．７mmとし、かつ、締付座面形成部の部分にネジ無し部を設けた場合（図１０では、「Ｄφ＝９．７ネジ無し」と表示してある）及び薄肉部を外径Ｄφ＝９．２mmとし、かつ、締付座面形成部の部分にネジ無し部を設けた場合（図１０では、「Ｄφ＝９．２ネジ無し」と表示してある）は、図１０に示すように、標準締付トルク１３Ｎｍの時点で、薄肉部を外径Ｄφ＝１０.６mmとし、かつ、締付座面形成部の部分にネジ無し部を設けた場合の戻しトルクに近いトルクが得られて、しかも、緩み止め防止策なしの場合に比べて大きく緩み止め効果が向上していることがわかる。

さらに、図１０に示すように、薄肉部の外径Ｄφを１１．０５ｍｍとし、かつ、締付座面形成部の部分にネジ無し部を設けた場合（図１０では、「Ｄφ＝１１.０５ネジ無し」と表示してある）と緩み止め防止策なしの場合とを比較すると、両者は略同じであることがわかる。これは、薄肉部の外径Ｄφ＝１１.０５mmとして薄肉部の厚さＨを大きくした場合には、薄肉部が変形しないので、ナットの緩み止め効果が生じないためである。測定結果によれば、薄肉部の外径Ｄφ＝１０.６mmでは、最も緩まないよい特性を示し、かつ、薄肉部の外径Ｄφ＝８.８mmでは、標準締付トルク１３Ｎｍの約２倍の締付トルクを加えると、薄肉部が破断する結果を示した。

図１１に示す測定結果からは、標準締付トルク１３Ｎｍの時点で、ネジ無し部の場合（図１１では、「Ｄφ＝８．８５ネジ無しの場合」、「Ｄφ＝９．７ネジ無しの場合」、「Ｄφ＝１０．６ネジ無しの場合」と表示してある。）と、一般に市販されている二つのナットからなるＮタイプとは、戻しトルクが同等であることがわかる。
また、ネジ無し部の場合の戻しトルクは、一つの板バネを持つナットからなるＭタイプの戻しトルクよりも大きいことがわかる。「Ｄφ＝１０．６ネジ無しの場合」の戻しトルクは、Ｍタイプの戻しトルクよりも、約１７.０％、大きくなることがわかる。
また、標準締付トルク１３Ｎｍの時点で、Ｎタイプの戻しトルクは、１３．２Ｎｍとなり、かつ、Ｍタイプの戻しトルクは、１１．０Ｎｍとなる。

さらに、図１１で示すように、標準締付トルク１３Ｎｍの時点で、緩み止め防止策なし場合の戻しトルクが１０Ｎｍと、「Ｄφ＝１０．６ネジ無しの場合」の場合の戻しトルクよりも、著しく小さくなっていることがわかる。

さらに、図１１で示すように、標準締付トルク１３Ｎｍの時点で、ネジ有りの場合（図１１では、「Ｄφ＝１０．６ネジ有りの場合」と表示してある。）の戻しトルクは、ネジ無し部の場合（図１１では、「Ｄφ＝１０．６ネジ無しの場合」と表示してある。）の戻しトルクよりも小さくなるが、緩み止め防止策なしの場合の戻しトルクよりも大きくなることがわかる。ネジ有りの場合の戻しトルクは、１２．５Ｎｍとなり、ネジ無し部の場合の戻しトルクは、１３．２Ｎｍとなっている。
また、図１１で示すように、薄肉部の外径Ｄφを８．８５ｍｍとして薄肉部を薄くした場合であっても、２０Ｎｍ以上の締付トルクを加えないと破断しないことがわかる(図１１では、「Ｄφ＝８．８５ネジ無しの場合は薄いのでこの点で破断する」と表示してある。)。

上記本実施形態の緩み止めナット２０は、図１０及び図１１に示す締付トルク及び戻しトルクの測定結果からわかるように、薄肉部２３が薄すぎる（薄肉部の厚さＨが小さすぎる）と、薄肉部２３が破断してしまって、戻しトルクを得ることはできないが、薄肉部２３の厚さを適切な厚みにする（薄肉部の厚さＨを適切にする）とよい戻しトルクを得ることができることがわかる。

そこで、上記図１２に示す測定方法により、締付トルク及び戻しトルクを測定した結果、薄肉部２３の厚みＨ寸法を、ネジの呼び径の７％から２５％程度の厚みとした場合が最もよく、また、そのときの薄肉部２３の溝幅Ｇを緩み止めナットのネジピッチの１５０％から５５０％程度とした場合が最もよいものであることを確認することができた。

さらに、上記本実施形態の緩み止めナット２０の戻しトルクと、一般に市販されている二つのナットからなるＮタイプの戻しトルクは、図１１で示すように、同等である。ところが、Ｎタイプのナットは、図９に示す二重ナット１１０のように、二つのナットからなり、その二つのナットを合わせたものを回した状態のときに本実施形態の緩み止めナット２０の戻しトルクと同等の戻しトルクを呈するものであって、二つのナット部品の組合せによる経時変化などの問題を生じ易く、製造管理も大変で製作費が高くなるものである。その点、上記本実施形態の緩み止めナット２０は、一つの単品で成り立っているので、Ｎタイプのナットのように製作費が高くなることはない。
また、二つのナットからなる緩み止めナットは、第一のナットと第二のナットの関係では戻しトルクが小さくなり、実用上は、第一のナットと第二のナットが緩んでしまう心配があるが、上記本実施形態の緩み止めナット２０ではそのような心配はない。

さらに、図１０及び図１１において、薄肉部を外径Ｄφ＝１０.６mmとし、かつ、締付座面形成部の部分にネジ無し部を設けた場合と、薄肉部を外径Ｄφ＝１０.６mmとし、かつ、締付座面形成部の部分にネジ有りとした場合とを比較すれば、明らかなように、本実施形態の緩み止めナット２０の締付座面形成部２４にネジ無し部２５を形成した方が、締付座面形成部２４にネジ無し部２５を形成しない方よりも、戻しトルクが大きく、よい緩み止めが得られることがわかる。

さらに、図１０及び図１１に示すように、標準締付トルク１３Ｎｍの時点で、ネジ有りの場合（薄肉部を外径Ｄφ＝１０.６mmとし、かつ、締付座面形成部の部分にネジ有りとした場合）は、戻しトルクが１２．５Ｎｍとなり、ネジ無しの場合（薄肉部を外径Ｄφ＝１０.６mmとし、かつ、締付座面形成部の部分にネジ無し部を設けた場合）は、戻しトルクが１３．２Ｎｍとなって、ネジ有り、ネジ無しに拘わらず、単体の緩み止めナットとしては、Ｍタイプの市販品よりも、戻しトルクが優れていることを示している。

図１１に、締付トルクと戻しトルクが同じくなる仮想トルクを、点線で示した。この仮想トルクの締付トルクに対して戻しトルクが上回ることは、緩み止めナットとして理想的に優れた特性を得ることを示している。

緩み止めナット２０を、例えば、１０Ｎｍで締付けると、締付回転部２２と締付座面形成部２４との軸の長さ方向の直線部間の心棒の所では、どこの部分でも１０Ｎｍの力が働くが、ネジの接触面では１０Ｎｍの力で接触しない場合もある。ところで、薄肉部２３にするとその薄肉部２３が弾性変形して密着した部分では、ネジの接触面に１０Ｎｍが加わるようになることによって、緩み止めナットの緩み止め効果を向上させるものである。

ネジ無し部２５を設けるのは、締付座面形成部２４が受ける幾方向かの荷重を薄肉部２３で、直に受けることができるので、薄肉部２３は幾つもの荷重に対応する機能を有することが可能となる。

本発明によれば、締付回転部２２を締付けることによって、薄肉部２３が締付回転部２２と締付座面形成部２４とで締付けられるので、薄肉部２３の雌ネジ部を形成する部分が変形して、雄ネジ体２８のネジ山に圧接固着する圧接部分が発生することによって緩み止めナット２０が成り立つものである。したがって、この圧接固着部分は、締付回転部２２で、締付けると振動や衝撃力が加わる場所に長期使用しても弾性力を有しているので、緩むことがなくなるものである。

さらに、本発明によれば、従来の緩み止めナットのように、そのナットが雄ネジ体２８上を移動するのに始めから重い力を必要とせずに、最後の締付直前まで小さな力で進ませることができる緩み止めナットを得ることができる。

さらに、本発明によれば、締付座面形成部２４にネジ無し部２５を設けた場合には、幾方向かの荷重を薄肉部２３で直に受け止めることが可能になり、薄肉部２３は、スプリングワッシャの作用を得たものと同じ働きをする。

さらに、本発明によれば、試作実験により一度使用したものを取外しても、緩み止めナット２０の特性が劣ることなく何回も使用することが可能である。

本発明の実施形態では、緩み止めナット２０の端部を開放としたが、安全や装飾等を有するものにあっては、緩み止めナット２０の一方端を袋状に密閉してもよいものである。また、雄ネジ体２８が、緩み止めナット２０の締付回転部２２を通り抜ける程度に長くない場合にあっては、緩み止めナット２０の片側を閉鎖する袋ナット状にすることも容易に可能である。

本発明の実施形態において、薄肉部２３が変形して雌ネジ部を、雄ネジ体２８のネジ山に圧接固着し易くするには、薄肉部２３の形状を、内面に雌ネジ部を有して、その外面を円筒状にするとよい。これにより、緩み止めナット２０の緩み止め効果を向上させることができる。

本発明の実施形態において、締付回転部２２と締付座面形成部２４から薄肉部２３に移るところの形状は、薄肉部２３の働きが有効に作用すれば、面は傾斜していてもよく、また、角は丸みがあってもよいものである。

また、本発明の実施形態の緩み止めナットは、バラツキを考慮しても、締付トルクよりも戻しトルクが上回る点があるので、材料及び形状等を選定すれば理想的な戻しトルクを得る可能性を有するものである。

本発明の実施形態において、緩み止めナット２０の外形を六角ナットとしているが、これに限定されない。緩み止めナット２０の外形は、締付工具が使用できる形状であれば、丸型でもよい。

本発明の緩め止めナットで締結部材を締結する過程状態を示す縦断面図である。本発明の緩め止めナットによって締結部材を締結した状態を示す縦断面図である。本発明の緩め止めナットの正面図である。図３の右側面図である。本発明の応用例その１を示す緩め止めナットの正面図である。図５の左側面図である。本発明の応用例その２を示す緩め止めナットの正面図である。図７の左側面図である。従来使用している二重ナットの使用例を示す図である。本発明の緩み止めナットの薄肉部の厚さを変えた場合の締付トルク及び戻しトルクの測定結果を示した図である。本発明の緩み止めナットの締付トルク及び戻しトルクと市販品の締付トルク及び戻しトルクの測定結果を示した図である。本発明の緩み止めナットに係る締付トルク及び戻しトルクの測定方法を説明する図である。

２０、２０Ａ緩み止めナット
２１、２１Ａ雌ネジ部
２２、２２Ａ締付回転部
２３、２３Ａ薄肉部
２４、２４Ａ締付座部形成部
２５、２５Ａネジ無し部
２６、２６Ａ締付座面
２８雄ネジ体
Ｇ薄肉部の溝幅
Ｈ薄肉部の厚み
Ｄφ 薄肉部の外径
Ｙ、Ｚ締結部材

Claims

部材の中心部に雄ネジ体が螺合する貫通ネジ穴を設けると共に、前記部材を、締付回転部と、この締付回転部に連なる薄肉部と、この薄肉部に連なる締付座面形成部と、この締付座面形成部の端面側に形成した締付座面とから構成され、前記締付回転部を締付けることで、前記締付座面形成部の締付座面を締結部材に圧接させて、前記締付回転部と前記締付座面形成部とで前記薄肉部を圧縮させたとき、前記薄肉部が破断することなく前記薄肉部が変形して、その変形した前記薄肉部のネジ山が前記雄ネジ体のネジ山に圧接するように前記薄肉部の厚み及び溝幅を設定してなる緩み止めナットにおいて、
前記締付回転部を締付けることで、前記締付座面形成部の前記締付座面から前記締結部材に加えられる締付力の反力が、前記薄肉部に直に加わらせることにより前記薄肉部を圧縮させて前記薄肉部のネジ山が前記雄ネジ体のネジ山に圧接させるところのネジ無し部を、前記締付座面形成部に形成したことを特徴とする緩み止めナット。