JP4925997B2 - ナット - Google Patents

Description

本発明は、ボルトと共に用いられて、部材の締め付けや締結を行うためのナットに係り、より詳細には、締付け管理が可能となるナットに関するものである。

各種機器の部材の締め付けや締結を行うために、ボルトやナットが一般的に用いられている。ボルトの締付けでは、レンチ、スパナ等のボルト回動(締め込み)用工具を用いて作業者の手作業により行ない、しかも一定のトルクで締付けなければならないような場合がある。
そのとき、作業者の手加減や感に頼って締付けるのではトルクが一定しないので、作業者に影響されることなく常に一定のトルクで締付けられるようにするため、ボルト頭部の基端頭部と先端頭部の間に締付トルクが一定値を越えると破断する縮径首部を設け、先端頭部にボルト回動用(締め込み)工具を嵌め、作業者が回動すると一定のトルクを越えたときに縮径首部が破断してそれ以上の締付トルクがボルト側に及ばないようにする、いわゆる「ブレークアウェイ式ボルト」が周知である。

そして、各種部材の締め付けるにあたり、ボルトとナットとを組み合わせて用いるときは、ボルトの頭部をレンチやスパナ等の締め付け工具を用いて締め付けるのが一般的であり、一定のトルクで締め付けるためには、トルクレンチなどの特殊工具を使用したり、上記のブレークアウェイ方式のボルトを用いたりする。
また、通常はナット側を一定のトルクで締め付けることは想定されていないが、ナットを締め付ける際には、やはりトルクレンチなどの特殊工具を使用して、締め付け管理を行わなければならない。

さらに、各種部材の締め付け構造、作業方法、作業現場などの都合により、ボルトとナットとを含む締め付け部材においては、ボルトよりもナットを締め付けた方が有利なときがあるし、ボルトでもＩ型ボルトなどのように締め付け頭部を備えていないものもあり、そのようなケースでは、ナット側を締め付けることとなるが、ナット側を一定のトルクで締め付けられるようなものは市場には供給されていない。
また、そのような一定のトルクで締め付けることのできるナットを、特殊工具ではなく、一般的な締め付け工具を用いて、効率的に締め付ける手段や方法も提供されていない。

本願出願に関連した特許技術文献としては、例えばつぎのようなものがある。
実開平０１−６７２７号公報（古河電工） 実開昭５３−２６７６９号公報（土井製作所）

本願発明は、従来のナットに関する問題点に鑑みてなされたものであり、各種機器の部材のボルトとナットとを含む締め付け部材において、従来のようにボルト側を締め付けるのではなく、ナット側を一定のトルクで締め付けられるナットを提供すること、および、そのようなナットを、特殊工具を使用することなく、効率的に締め付ける構造と、その構造の形成手段を提供すること、をその目的としている。

（１）ナット本体部と締め付け用頭部とが、所定の締め付けトルクで破断する細首部を介して一体的に構成される締め付け用のナットであって、
前記ナット本体部は、断面多角形または断面円形の筒形状をなして、開放された一端側からボルト部材を導入してそれと螺合するたるめのネジ穴を備え、
前記ナット本体部の閉鎖された他端側の頂面には前記細首部が立設され、
「締め付け用頭部−細首部−ナット本体部」が前記ネジ穴の軸心上に一体構成される。
（２）(１)のナットにおいて、
前記締め付け用頭部に所定の締め付け工具を取り付けて締め付けるにあたり、
前記締め付け工具の取り付け位置を規制するための工具位置設定部を、前記ナット本体寄りの位置で、前記締め付け用頭部の外周面から前記軸心の直角方向に突設させて配設する。
（３）(２)のナットにおいて、
前記工具位置設定部は、円環形状、または、切欠きを含むリング形状に構成される。

本願発明によるナットは、各種機器のボルトとナットとを含む締め付け部材において、ナット側を一定のトルクで締め付けられるナットを提供することができ、また、トルクレンチなどの特殊工具を使用することなく一定のトルクによる締め付けが可能であり、締め付け工具の取り付け位置を規制するための工具位置設定部によって、容易で効率的な締め付け作業が可能になるものである。

以下、本発明による「ナット」の実施の形態について、添付の図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明によるナットの一実施形態にかかる「ナットＮ１０」の構造を説明するための図であり、ここでの工具位置設定部は「Ｅ形止め輪(１)」を備える。
図２は、本発明によるナットの一実施形態にかかる「ナットＮ２０」の構造を説明するための図であり、ここでの工具位置設定部は「Ｅ形止め輪(２)」を備える。
図３は、本発明によるナットの一実施形態にかかる「ナットＮ３０」の構造を説明するための図であり、ここでの工具位置設定部は「Ｃ形止め輪」を備える。
図４は、本発明によるナットの一実施形態にかかる「ナットＮ４０」の構造を説明するための図であり、ここでの工具位置設定部は「塑性加工による円環状の鍔部」を備える。
図５は、本発明による「ナットＮ５０」を電線振動防止用のダンパに適用したときの例を示す。
図６は、本発明に用いる締め付け工具の一例を示す。

図１のナットは、ナット本体部１１と締め付け用頭部１２とが、所定の締め付けトルクで破断する細首部(縮径首部)１３を介して、一体的に構成される締め付け用の「ナットＮ１０」であって、ナット本体部１１は、断面六角形の筒形状をなして、開放された一端ｔ１の側からボルト部材を導入してそれと螺合するたるめのネジ穴ｎ１を備え、ナット本体部１１の閉鎖された他端ｔ２の側の頂面には細首部１３が立設され、「締め付け用頭部１２−細首部１３−ナット本体部１１」がネジ穴ｎ１の軸心ｇ１に同心状に一体構成されている。ここでの細首部(縮径首部)１３は、全体がテーパ状の立体を成していて、最も細い箇所において、所定の締め付けトルクで破断する構造となっている。

また、このナットＮ１０では、締め付け用頭部１２に所定の締め付け工具(例えば図６の工具６０)を取り付けて締め付けるにあたり、締め付け工具６０の取り付け位置を規制するための工具位置設定部Ｓ１を、ナット本体１１寄りにおいて、締め付け用頭部１２の外周面から軸心ｇ１の直角方向に円周状に突設させて配設している。このナットＮ１０の締め付け用頭部１２は、一般の断面六角形のナットと同様の外観形状を有している、

図６に一例として示した締め付け工具６０は、このナットＮ１０の締め付け用頭部１２に被せて締め付けるために用いられるもので、ボックス部６１を有して、その内部には締め付け用頭部１２に合わせた断面六角立体形状の締め付け部６２を有し、締め付け部６２の深さはｆ１とされている。この深さｆ１は、締め込むナットの高さと等しく設定されているわけではないので、ナットＮ１０に用いると、ナット本体１１の側まで到達して、ナット本体１１に突き当たったり、締め付けたりする虞があり、そのような場合には、一定のトルクによる締め付けができなくなる、という問題点がある。

そのため、ナットＮ１０の締め付け用頭部１２には工具位置設定部Ｓ１を設けておき、レンチやスパナ等の工具をナット形状の締め付け用頭部１２に嵌めて締め付けるときに、締め付け工具の中まで締め付け用頭部１２がもぐりこまずに、工具位置設定部Ｓ１で係止して進めなくなるようにして、締め付け作業を容易にし、トルク管理を確実にしたものである。

このナットＮ１０の工具位置設定部Ｓ１は、Ｅ形段面のリング形状をなすＥ形止め輪１４を備えている。Ｅ形止め輪１４は、Ｅ形止め輪１４に合わせて締め付け用頭部１２に円環状のリング溝ｍ１を掘り込んで、そこにＥ形止め輪１４に嵌め込んだものである。
また、リング溝ｍ１は、ナット形状からなる締め付け用頭部１２の外周から円環状の溝を機械加工などによって設けたものであるが、締め付け用頭部１２のリング溝ｍ１を介した本体側部分１２ａも断面六角形状をなしている。

製作にあたっては、ナットＮ１０は、アルミニウム、銅、鋼などの四角立体形状または円柱形状の材料から、削り出しなどの機械加工によって作られるとよいが、「締め付け用頭部１２−細首部１３−ナット本体部１１」の形に加工して、締め付け用頭部１２の部分を六角ナットの形状としておいてから、そのあとに、リング溝ｍ１の削り出しをしたものである。

ナットＮ１０のＥ形止め輪１４は、リング溝ｍ１に挿入するために、リング溝ｍ１の内周ｍ１’の径に合わせた大きさ(広さ)の開口部１４’を有し、Ｅ形止め輪１４に可撓性を持たせて挿着しやすくするため、２つ空間部(ｂ１,ｂ２)と、内周ｍ１’に当接する突起部(ａ１,ａ２,ａ３)を有しており、突起部(ａ１,ａ２,ａ３)が文字「Ｅ」の形状をなすため、「Ｅ形止め輪１４」という。

また、締め付け用頭部１２の形状が規格品のナットと同等のものであって、そのときの厚み(高さ)をｈ１、ナット本体部１１のネジ穴ｎ１のネジ穴深さをｎｈ、としたとき、ネジ穴深さｎｈはナット厚みｈ１の２倍〜３倍として設計されるとよい。
ネジ穴深さｎｈの値は、各部材の組み合わせによって種々の値が用いられてよいが、送配電分野の電気機器用の締め付け部材では、座金を数枚介在させたり、ナットをダブルナットにして用いたりしたりすることがよくあり、そのため、ダブルナット使用では最低でも「ネジ穴深さｎｈ＝ナット厚みｈ１×２」が必要であり、又、座金使用のときはその厚み分をプラスして設計されるとよい。

図２のナットＮ２０は、ナット本体部２１と締め付け用頭部２２とが、所定の締め付けトルクで破断する細首部２３を介して一体的に構成され、ナットＮ２０の工具位置設定部Ｓ２にはＥ形止め輪２４を有し、基本的な構造は、ナットＮ１０と同じであるが、違いは次のとおりである。
締め付け用頭部２２は、円周状の溝部ｍ２に嵌められたＥ形止め輪２４によって、上部２２ａと下部２２ｂとに分けられた構造となっているが、上部２２ａは六角ナット形状を有し、下部２２ｂは円形リングの構造である。
製作にあたっては、ナットＮ２０は、四角立体形状または円柱形状の材料から機械加工によって削り出したとき、締め付け用頭部２２の下部２２ｂを円柱形状に削り、その後にリング溝ｍ２を掘り込んだもので、六角状の上部２２ａと円柱状の下部２２ｂとは、別々の工程によって作られている。

図３のナットＮ３０は、ナット本体部３１と締め付け用頭部３２とが、所定の締め付けトルクで破断する細首部３３を介して一体的に構成され、ナットＮ３０の工具位置設定部Ｓ３にはＣ形止め輪３４を有していて、基本的な構造としてはナットＮ２０と同じであるが、「Ｃ形止め輪３４」の構造が相違する。
「Ｃ形止め輪３４」は全体はＯ形のリング体であり、開口部３４’において開閉可能な弾性のある材料からなり、開口部３４’の左右の開口端部(ａ１,ａ２)を上下に位置させることによって、開口部３４’を上下方向に大きく開くことができ、円周溝部ｍ３に容易に嵌入させることができる。

図４のナットＮ４０は、ナット本体部４１と締め付け用頭部４２とが、所定の締め付けトルクで破断する細首部４３を介して一体的に構成され、ナットＮ４０の工具位置設定部Ｓ４には円環突起形状の鍔部４４を有している。基本的な構造としては他のナットＮ１０,Ｎ２０,Ｎ３０と同じであるが、別体からなる「Ｅ形止め輪」や「Ｃ形止め輪」を備えていない。図４のナットＮ４０は、鍔部４４のある締め付け用頭部４２と細首部４３とナット本体部４１とは一体物の材料から作られたもので、円環形状の鍔部４４は塑性加工によって製作されている。

本願発明による「ナットＮ１０〜Ｎ４０」では、「ナット本体部＋細首部＋締め付け用頭部」は、アルミ、鋼材、銅材などから一体物として作られるとよい。また、「ナット本体部」と「細首部＋締め付け用頭部」とを分けて製作し、細首部４３をナット本体部４１に嵌め込んで一体化させることもできる。
ここで、「ナットＮ１０〜Ｎ４０」は、締め付け用頭部の締め付け完了後は、ねじ切られた締め付け用頭部がなくなるので、ナット本体部のみとなる。
そこで、図１〜４のように、ナット本体部の外形を断面六角状のナットと同じ形状にしておけば、ナットを外したいときには、ナット本体部を一般の工具で緩めることによって、行うことができる。
しかし、ナット本体部の外形を円柱や角のないなめらかな形状にすれば、これを外したいときにも、ナット本体部には回動するための角がないので、この部分を一般の工具では緩めることができない。したがって、このナットの構造を、「弛め防止構造」として利用することができる。

図５は、本発明による「ナットＮ５０」を、架空電線の振動を防止するダンパに適用したときの例を示すものである。ここでのダンパ５００は、クランプＣ１とクランプＣ２、ウェイト(重錘)Ｗ１とＷ２、ダンパワイヤＤＷ、アイボルトＩＶ、ナットＮ５０を備え、ウェイトＷ１とＷ２はダンパワイヤＤＷによってクランプＣ１に連結されていて、クランプＣ１は「クランプＣ２−アイボルトＩＶ−ナットＮ５０」と協働して架空電線ＤＳを挟持して、このダンパ５００は、鉄塔等に張架された架空電線ＤＳに鉛直面から所定の角度αで取り付けられる。

このダンパ５００は、クランプＣ１とクランプＣ２との挟持には、アイボルトＩＶとナットＮ５０が用いられ、アイボルトＩＶ自体は締め付け部を有しておらず、ナットＮ５０の頭部を締め付けて架空電線に取り付ける構造となっており、また、ダンパ５００の取り付け作業は、架空線上という高所で不安定で危険な場所で行われるのであるから、本願発明のような「ブレーカウェイ方式のナット」は、このようなダンバ構造や特殊な取付け現場における締め付け作業で用いられるのに、きわめて好適なものである。

本発明によるナットの第１の実施形態にかかる「ナットＮ１０」の構造を示す図であり、ここでの工具位置設定部は「Ｅ形止め輪(１)」を備える。 本発明によるナットの第２の一実施形態にかかる「ナットＮ２０」の構造を示す図であり、ここでの工具位置設定部は「Ｅ形止め輪(２)」を備える。 本発明によるナットの第３の一実施形態にかかる「ナットＮ３０」の構造を示す図であり、ここでの工具位置設定部は「Ｃ形止め輪」を備える。 本発明によるナットの第４の実施形態にかかる「ナットＮ４０」の構造を示す図であり、ここでの工具位置設定部は「塑性加工による円環突起形状の鍔部」を備える。 本発明による「ナットＮ５０」を電線振動防止用のダンパに適用したときの例を示すものである。 本発明に用いる締め付け工具の一例を示すものである。

符号の説明

Ｎ１０、Ｎ２０、Ｎ３０、Ｎ４０、Ｎ５０ 本発明のナット
１１、２１、３１、４１ ナット本体部
１２、２２、３２、４２ 締め付け用頭部
１３、２３、３３、４３ 細首部
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４ 工具位置設定部
１４、２４ Ｅ形止め輪
３４ Ｃ形止め輪
４４ 円環突起形状の鍔部

Claims (3)

1. ナット本体部と締め付け用頭部とが、所定の締め付けトルクで破断する細首部を介して一体的に構成される締め付け用のナットであって、
   前記ナット本体部は、断面多角形または断面円形の筒形状をなして、開放された一端側からボルト部材を導入してそれと螺合するたるめのネジ穴を備え、
   前記ナット本体部の閉鎖された他端側の頂面には前記細首部が立設され、
   「締め付け用頭部−細首部−ナット本体部」が前記ネジ穴の軸心上に一体構成され、
   さらに、前記締め付け用頭部に所定の締め付け工具を取り付けて締め付けるにあたり、前記締め付け工具の取り付け位置を規制するための工具位置設定部を備え、
   前記工具位置設定部を、前記ナット本体寄りの位置で、前記締め付け用頭部の外周面から前記軸心の直角方向に突設させて配設するため、
   前記締め付け用頭部の前記ナット本体寄りの位置に、前記配設のための溝を有することを特徴とするナット。
2. 請求項１に記載のナットにおいて、
   前記配設のための溝を形成する、前記締め付け用頭部側と前記ナット本体部側とは、同じ六角形状を有するか、又は、前記締め付け用頭部側が六角形状を有し、前記ナット本体部側が円形状を有することを特徴とする。
3. 請求項１に記載のナットにおいて、
   前記工具位置設定部は、円環形状、または、切欠きを含むリング形状として構成されることを特徴とするナット。

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