JP5597477B2

JP5597477B2 - ナットの弛緩防止装置

Info

Publication number: JP5597477B2
Application number: JP2010180766A
Authority: JP
Inventors: 謙三郎橋本; 玄機日比
Original assignee: 株式会社丸エム製作所
Priority date: 2010-08-12
Filing date: 2010-08-12
Publication date: 2014-10-01
Anticipated expiration: 2030-08-12
Also published as: JP2012041938A

Description

本発明は、ボルト及びナットによりワークを締着した状態で、ねじが緩まないようにロックするナットの弛緩防止装置に関する。

従来、ナットの弛緩を防止するため、ロックナットやばね座金を使用することが知られているが、弛緩防止効果が十分でない。

図９（Ａ）は、従来のロックナットを使用したダブルナットによるナットの弛緩防止方法を示しており、ワークＷに挿通した頭付きボルト１の挿出端に主ナット２を螺着し、更に、ロックナット３を螺着している。ボルト１は、ワークＷの挿通孔Ｑにクリアランスを介して遊挿されているが、ワークＷをボルト１の頭部１ａと主ナット２で強力に締着することにより、ワークＷに固定されている。そこで、従来の認識では、ロックナット３を主ナット２に強力に圧着することにより、主ナット２の弛緩を防止できると考えられている。

しかしながら、本発明者らが知見したところによれば、ワークＷを激しく振動Ｖさせたとき、振動するワークＷに対して、相互に一体化されたボルト１と主ナット２及びロックナット３の慣性により、ワークＷとボルト頭部１ａの接合面Ｃ１に滑りが生じ、その滑りがボルト１に回転方向の力を与える。同様に、ワークＷと主ナット２の接合面Ｃ２にも滑りが生じ、その滑りが主ナット２に回転方向の力を与える。この際、ロックナット３は主ナット２に一体化されているので、全体として１個のナットと変わらず、主ナット２が回転すると、同時にロックナット３も同行回転する。このため、前述のような滑りにより、主ナット２とロックナット３が回転して接合面Ｃ２が離れると、その後は振動Ｖにより簡単に緩んでしまう。

図９（Ｂ）は、従来のばね座金を使用したナットの弛緩防止方法を示しており、ワークＷに挿通した頭付きボルト１の挿出端にばね座金４を介してナット５を螺着している。ボルト１は、ワークＷの挿通孔Ｑにクリアランスを介して遊挿され、ばね座金４の孔にもクリアランスを介して遊挿されているが、ワークＷをボルト１の頭部１ａとばね座金４で強力に締着することにより、ワークＷに固定されている。従来の認識では、圧縮されたばね座金４によりナット５を弾発することにより、該ナット５の弛緩を防止できると考えられている。

しかしながら、本発明者らが知見したところによれば、ワークＷを激しく振動Ｖさせると、ばね座金４は、ボルト１に遊挿された状態でワークＷに圧接されているので、ワークＷと一体に振動する。そこで、振動するワークＷ及びばね座金４に対して、相互に一体化されたボルト１とナット５の慣性により、ワークＷとボルト頭部１ａの接合面Ｃ１に滑りが生じ、その滑りがボルト１に回転方向の力を与える。同様に、ばね座金４とナット５の接合面Ｃ３にも滑りが生じ、その滑りがナット５に回転方向の力を与える。このため、このような滑りによりナット５が回転し、ばね座金４の弾発力が弱まると、ナット５は、簡単に緩んでしまう。

その他、ナットの弛緩防止装置として、特許文献１及び特許文献２のようなリング状のクリップをボルトの周面に嵌着する構成のものが提案されている。

特開２０１０−１２１７０８号公報特開２００９−５２６４８号公報

ロックナットやばね座金を使用した弛緩防止手段は、上述のように、ワークＷを激しく振動させると、所望の弛緩防止効果を期待することができない。

その一方において、特許文献１及び特許文献２に示されるようなリング状のクリップによれば、クリップのリング部をボルトの周面に嵌着した状態で、ナットの緩み方向の回転を好適に阻止できる。しかしながら、クリップをボルトに嵌着するためには、縮径方向に弾発付勢されたリング部を、クリップに設けられた一対の摘み片を介して広げ、拡径状態を保持した状態でボルトの所定個所に外挿させなければならないから、取付け作業が煩雑であり、多数のボルトとナットを使用する現場においては、作業者に過酷な作業を強いることになる。しかも、取付け状態において、ボルトから摘み片が大きく突出するため、使用対象が制限され、更には、摘み片を有する複雑な形状であるから、線材の折曲成形に困難を伴うという問題がある。

本発明は、上記課題を解決したナットの弛緩防止装置を提供するものであり、その手段として構成したところは、ボルトの谷径Ｍａを有する雄ねじ螺糸に螺着される呼び径ＭとピッチＰを有する雌ねじ螺糸を備えた主ナット及び補助ナットと、前記主ナット及び補助ナットの間に位置してボルトに外挿される弛緩防止リングとから成り、前記弛緩防止リングを介して主ナット及び補助ナットの相互に対向するフェース面の間に隙間Ｓを形成するように構成されており、前記弛緩防止リングは、縮径変形可能となるように形成されると共に、前記ピッチＰよりも小さい線径Ｔを備えた線材により外径Ｄ１と前記ボルトの谷径Ｍａより大きい内径Ｄ２を有するリング状に形成され、前記主ナット及び補助ナットは、それぞれのフェース面のうち少なくとも一方のフェース面に軸心に対して傾いた作動面を形成しており、ボルト上で主ナットに向けて補助ナットを螺進したとき、前記作動面が弛緩防止リングを縮径し、該リングの内周部をボルトの雄ねじ螺糸の谷部に嵌着させると共に、該リングを介して両ナットのフェース面の間に前記隙間Ｓを形成した状態で、両ナットにより弛緩防止リングを挟着するように構成して成る点にある。

本発明の実施形態において、前記弛緩防止リングは、線径Ｔが２／３Ｐ≦Ｔ≦Ｐとされた断面円形の線材により形成することが好ましい。

前記作動面は、主ナット及び／又は補助ナットのねじ孔と同心状に形成された周溝の溝面により構成され、フェース面からねじ孔に向かう２０度以上４０度以下の角度θを有する傾斜面を備えることが好ましい。

この際、作動面を形成する周溝の外径Ｇは、Ｇ≧Ｄ１に形成することが好ましい。また、前記弛緩防止リングを構成する線材の線径Ｔと、前記作動面の角度θは、ボルト上で主ナットと補助ナットにより弛緩防止リングを挟着した状態で、前記隙間Ｓを１／５Ｐ≦Ｓ≦２／３Ｐとするように形成することが好ましい。

本発明によれば、ワークＷの挿通孔Ｑに挿通したボルト１１のねじ軸部１２に主ナット１４を螺着して所定のトルクＦ１で締め付け、次いで、ボルト１１のねじ軸部１２に弛緩防止リング１８を外挿し、続いて、補助ナット１５を螺着し、所定のトルクＦ２で締め付ければ、これらのナット１４、１５を弛緩しないように好適にロックすることができる。

この際、弛緩防止リング１８は、縮径変形可能に形成されると共に、内径Ｄ２をナット１４、１５の雌ねじ螺糸１６ａの呼び径Ｍ（ボルト１１の雄ねじ螺糸１２ａの呼び径Ｍｂにほぼ等しい）と等しいかそれよりも大きく形成しているので、ボルト１１のねじ軸部１２に容易に外挿させることができ、しかも、補助ナット１５をスパナ等で螺進させることにより、弛緩防止リング１８を同行して前進させることができるので、ボルト１１に対する装着の作業が容易である。

そして、主ナット１４と補助ナット１５の少なくとも何れか一方のフェース面１７ａには、軸心に対して傾いた作動面１９を形成しているので、補助ナット１５を所定のトルクＦ２で締め付けると、作動面１９が弛緩防止リング１８を縮径させ、該リング１８の内周部をボルト１１の雄ねじ螺糸１２ａの谷部に嵌着させると共に、該リング１８を介して両ナット１４、１５のフェース面１７ａ、１７ａに隙間Ｓを形成し、この状態で両ナット１４、１５により弛緩防止リング１８を強く挟着する。

このため、主ナット１４と補助ナット１５を締着した状態で、ワークＷを激しく振動する等、衝撃や振動等の外力を与えた場合において、ワークＷの接合面から生じる滑りが主ナット１４に回転力Ｒを作用させようとしても、該主ナット１４は、作動面１９と雄ねじ螺糸１２ａの谷部との間に弛緩防止リング１８を楔状に結合しているので、緩み方向に回転することはない。そして、補助ナット１５は、前記隙間Ｓにより主ナット１４から分離独立しているので、主ナット１４に与えられる回転力Ｒが補助ナット１５に作用することはなく、このように隙間Ｓにより補助ナット１５を緩み方向に回転させる力の伝達経路を分断しているので、補助ナット１５は、独自の締め付けトルクＦ２を保持した状態で弛緩防止リング１８を締着し続け、これにより前述の主ナット１４の緩み回転を阻止する。

その結果、構造が簡単で、しかも、装着作業が容易な装置である上に、従来では全く見られない極めて優れた弛緩防止機能を発揮するナットの弛緩防止装置を提供することができるという効果がある。

本発明の１実施形態を分解状態で示す斜視図である。本発明の１実施形態を分解状態で示し、主ナットと弛緩防止リングと補助ナットを断面にて示す側面図である。本発明の１実施形態の作用を示しており、（Ａ）は補助ナットを締着する前の状態を示す拡大断面図、（Ｂ）は補助ナットを締着した後の状態を示す拡大断面図である。本発明の実施形態を示しており、（Ａ）は第１実施形態の要部を示す拡大断面図、（Ｂ）は第２実施形態の要部を示す拡大断面図、（Ｃ）は第３実施形態の要部を示す拡大断面図である。本発明の付加実施形態を分解状態で示す斜視図である。実験のために使用した試験機を説明する斜視図である。実験状態を示しており、（Ａ）は本発明品を使用した実験状態を示す断面図、（Ｂ）は一般品のダブルナットを使用した実験状態を示す断面図、（Ｃ）は一般品のフランジ付きナットを使用した実験状態を示す断面図である。実験状態を示しており、（Ａ）は一般品のナットに座金を使用した実験状態を示す断面図、（Ｂ）は実験に使用したばね座金を示す断面図、（Ｃ）は実験に使用した波型ばね座金を示す断面図である。従来技術においてナットが緩む原理を説明しており、（Ａ）はロックナットを使用したダブルナットによる弛緩防止方法を示す断面図、（Ｂ）はばね座金を使用した弛緩防止方法を示す断面図である。

以下図面に基づいて本発明の好ましい実施形態を詳述する。

図１及び図２に示すように、ボルト１１は、呼び径Ｍｂかつ谷径ＭａとピッチＰｂを有する雄ねじ螺糸１２ａを備えたねじ軸部１２と、頭部１３を一体に形成した頭付きボルトにより構成されており、特に専用品を製造しても良く、又は一般品（市販品）を使用しても良い。尚、図例の場合、頭部１３の周面を六角形に形成されているが、これに限定されるものではない。

主ナット１４及び補助ナット１５は、何れも、前記ボルト１１の雄ねじ螺糸１２ａに螺着される呼び径ＭとピッチＰを有する雌ねじ螺糸１６ａを備えたねじ孔１６を設けている。従って、雌ねじ螺糸１６ａとボルトの雄ねじ螺糸１２ａは、前者の呼び径Ｍが後者の呼び径Ｍｂとほぼ等しく、前者のピッチＰが後者のピッチＰｂとほぼ等しい。主ナット１４と補助ナット１５は、ボルト１１のねじ軸部１２に対して、先に主ナット１４が螺着され、後に補助ナット１５が螺着されるもので、ボルト１１に螺着された状態で、相互に対向するフェース面１７ａと、反対側のバック面１７ｂを有する。尚、図例の場合、主ナット１４及び補助ナット１５の周面を六角形に形成されているが、これに限定されるものではない。

上述のようにボルト１１のねじ軸部１２に主ナット１４を螺着した後、補助ナット１５を螺着する際、主ナット１４と補助ナット１５の間に位置して、弛緩防止リング１８がボルト１１に外挿され、これにより、それぞれ締め付けられた主ナット１４と補助ナット１５のフェース面１７ａ、１７ａの間に隙間Ｓ（図３（Ｂ）参照）を形成するように構成されている。

弛緩防止リング１８は、線径Ｔとされた線材を外径Ｄ１と内径Ｄ２を有するほぼ１巻きのリング状に巻回することにより形成され、図１に示すように、鋼線の両端の間に離間距離Ｌを設けることにより、リングが縮径変形可能となるように形成されている。この際、弛緩防止リング１８は、縮径変形したとき拡径方向に弾発付勢されるバネ鋼線により形成することが好ましいが、強靱な可撓性の樹脂素材により形成しても良い。

前記弛緩防止リング１８を構成する線材の線径Ｔは、主ナット１４及び補助ナット１５の雌ねじ螺糸１６ａのピッチＰよりも小さい、つまり、Ｔ＜Ｐとなるように形成されている。この際、線材は、断面円形のものが好ましいが、必ずしも断面円形に限定されるものではなく、例えば、断面を楕円形その他の形状とする場合、Ｔ＜Ｐとされる線径Ｔは、ねじの軸方向に関する厚み寸法とされる。

前記リングの内径Ｄ２は、ボルト１１のねじ軸部１２における雄ねじ螺糸１２ａの谷径Ｍａよりも大きい、つまり、Ｄ２＞Ｍａとなるように形成されている。これにより、弛緩防止リング１８は、ボルト１１のねじ軸部１２に対して、軸端から外挿され、雄ねじ螺糸１２ａの外周に沿って任意の位置まで移動自在とされる。この際、リングの内径Ｄ２をボルト１１の呼び径Ｍｂと等しいかそれよりも大きく、つまりＤ２≧Ｍｂとなるように形成しておけば、弛緩防止リング１８をボルト１１のねじ軸部１２に沿って容易に外挿させることができる。しかしながら、リングの内径Ｄ２をボルト１１の呼び径Ｍｂよりもやや小さく、Ｄ２＜Ｍｂとなるように形成している場合でも、弛緩防止リング１８を拡径変形させたり、雄ねじ螺糸１６ａの螺旋に沿わせて回動したりすることにより、ねじ軸部１２に外挿させることが可能であり、任意の位置まで移動させることができる。

前記主ナット１４及び補助ナット１５は、それぞれのフェース面１７ａ、１７ａのうち少なくとも一方のフェース面１７ａに軸心に対して傾いた作動面１９を形成しており、ボルト１１のねじ軸部１２の上で主ナット１４に向けて補助ナット１５を螺進したとき、前記作動面１９が弛緩防止リング１８を縮径させ、該リング１８の内周部を雄ねじ螺糸１２ａの谷部に嵌着させると共に、補助ナット１５を締め付けることにより両ナット１４、１５の間に弛緩防止リング１８を強く挟着した状態で、両ナット１４、１５のフェース面１７ａ、１７ａの間に前記隙間Ｓを形成するように構成している。

図１ないし図３に示す第１実施形態の場合、主ナット１４と補助ナット１５を本質的に同一構成のものとしている。従って、作動面１９は、主ナット１４及び補助ナット１５の両方のフェース面１７ａ、１７ａに設けられており、それぞれのねじ孔１６と同心状に形成された面取り状の周溝の溝面により形成され、フェース面１７ａからねじ孔１６に向かう角度θを有する傾斜面を備えている。この際、作動面１９を構成する周溝の外径Ｇは、弛緩防止リング１８の外径Ｄ１と等しいかそれよりも大きい、つまり、Ｇ≧Ｄ１となるように形成することが好ましい。また、作動面１９の傾斜角度θは、２０度≦θ≦４０度に形成するのが好ましく、約３０度に形成するのが最も好ましい。

これにより、弛緩防止リング１８は、主ナット１４と補助ナット１５により挟持されたとき、両側から間隔を狭める作動面１９、１９により求心方向の押圧力を受けることにより縮径変形し、該リング１８の内周部をボルト１１の雄ねじ螺糸１２ａの谷部に嵌着する。

弛緩防止リング１８を縮径変形させることにより内周部を雄ねじ螺糸１２ａの谷部に嵌着させ、主ナット１４と補助ナット１５により弛緩防止リング１８を強く挟着した状態で、両ナット１４、１５のフェース面１７ａ、１７ａの間に十分な隙間Ｓを形成するため、図示実施形態の場合、断面円形とした線材により弛緩防止リング１８を形成し、該線材の線径Ｔを雌ねじ螺糸１６ａのピッチＰ（雄ねじ螺糸１２ａのピッチＰｂとほぼ等しい）に対して、２／３Ｐ≦Ｔ≦Ｐとなるように形成している。線径Ｔをこのように形成し、前述のように作動面１９の傾斜角度θを３０度に形成することにより、隙間Ｓの大きさを１／５Ｐ≦Ｓ≦２／３Ｐとなるように構成することができる。図３に示す図例の構成の場合、１／３Ｐよりも僅かに大きい隙間Ｓが形成される。これにより、弛緩防止リング１８の内周部を雄ねじ螺糸１２ａの谷部に好適に嵌入させることが可能になり、しかも、必要十分な大きさの隙間Ｓを形成することが可能になる。

図１ないし図３に示す第１実施形態の場合、主ナット１４及び補助ナット１５のバック面１７ｂにも作動面１９ａを形成している。この作動面１９ａは、上述した作動面１９と同様の構成とされており、このように主ナット１４及び補助ナット１５の両面に作動面１９、１９ａを設けておけば、ボルト１１のねじ軸部１２に対して、フェース面１７ａとバック面１７ｂを反対向きに間違えて螺着した場合でも、作動面１９ａにより所期の弛緩防止作用を行わせることが可能となる。

上記構成に基づく第１実施形態の作用を説明する。図３（Ａ）に示すように、ワークＷの挿通孔Ｑに挿通したボルト１１のねじ軸部１２に先ず主ナット１４を螺着し、該主ナット１４を所定のトルクＦ１で締め付け、ワークＷに締着する。次いで、ボルト１１のねじ軸部１２に弛緩防止リング１８を外挿し、続いて、補助ナット１５を螺着する。弛緩防止リング１８は、内径Ｄ２を雄ねじ螺糸１２ａの呼び径Ｍｂと等しいかそれよりも大きく形成されているので、補助ナット１５をスパナ等で螺進させることにより、弛緩防止リング１８を同行して前進させることができる。

弛緩防止リング１８が主ナット１４のフェース面１７ａに臨むまで補助ナット１５を螺進させ、その状態から、図３（Ｂ）に示すように、該補助ナット１５を所定のトルクＦ２で締め付けると、両側から間隔を狭める作動面１９、１９の押圧力を受けることにより、弛緩防止リング１８が縮径され、該リングの線材の内周部が求心力Ｆ３を伴って雄ねじ螺糸１２ａの谷部に嵌着され、この状態で、弛緩防止リング１８は主ナット１４と補助ナット１５により強力に挟着される。

上記のように主ナット１４と補助ナット１５を締着した状態で、ワークＷを激しく振動したとき、振動するワークＷに対して、相互に一体化されたボルト１１と主ナット１４及び補助ナット１５の慣性により、ワークＷとボルト頭部１３の接合面に滑りが生じ、その滑りがボルト１１に回転方向の力を与え、同様に、ワークＷと主ナット１４の接合面にも滑りが生じ、その滑りが主ナット１４に回転方向の力を与えることは、上述した従来のダブルナットの場合と同様である。

しかしながら、本発明の場合、図４（Ａ）に示すように、ワークＷの接合面から生じる滑りが主ナット１４に回転力Ｒを作用させようとしても、該主ナット１４は、作動面１９と雄ねじ螺糸１２ａの谷部との間に弛緩防止リング１８を楔状に結合しているので、緩み方向に回転することはない。弛緩防止リング１８は、主ナット１４と補助ナット１５の間に線状接触状態で挟着され、作動面１９、１９によりボルト１１の雄ねじ螺糸１２ａの谷部に強く嵌入させられているので、それ自体が回転しないことはもとより、主ナット１４が緩み方向に回転しようとすると、図示下向きの矢印で示すように、弛緩防止リング１８による楔結合を強化するように作用し、これにより主ナット１４の緩み回転を好適に阻止する。

そして、補助ナット１５は、隙間Ｓにより主ナット１４から分離独立しているので、前記主ナット１４に与えられる回転力Ｒが補助ナット１５に作用することはなく、このような隙間Ｓにより補助ナット１５を緩み方向に回転させる力の伝達経路が分断されているから、補助ナット１５は、独自の締め付けトルクＦ２を保持した状態で弛緩防止リング１８を締着し続け、これにより前述のように主ナット１４の緩み回転を阻止する。

図４（Ｂ）は、本発明の第２実施形態を示しており、主ナット１４と補助ナット１５のフェース面１７ａ、１７ａのうち、主ナット１４のフェース面１７ａにのみ作動面１９を設けている。その他の構成は、上記第１実施形態と同様である。この第２実施形態においても、ボルト１１のねじ軸部１２に主ナット１４を螺着しワークＷに締め付けた後、弛緩防止リング１８を介装した状態で補助ナット１５を螺着し所定のトルクＦ２で締め付けると、弛緩防止リング１８は、前記作動面１９に入り込みながら作動面１９に沿って押圧されることにより縮径され、線材の内周部を雄ねじ螺糸１２ａの谷部に嵌着され、該弛緩防止リング１８を介して主ナット１４と補助ナット１５の間に隙間Ｓを形成する。この場合、隙間Ｓは、２／３Ｐよりもやや小さいが、第１実施形態の場合よりも大きく形成される。弛緩防止効果については、第１実施形態の場合と同様である。

図４（Ｃ）は、本発明の第３実施形態を示しており、主ナット１４と補助ナット１５のフェース面１７ａ、１７ａのうち、補助ナット１５のフェース面１７ａにのみ作動面１９を設けている。その他の構成は、上記第１実施形態と同様である。この第３実施形態においても、ボルト１１のねじ軸部１２に主ナット１４を螺着しワークＷに締め付けた後、弛緩防止リング１８を介装した状態で補助ナット１５を螺着し所定のトルクＦ２で締め付けると、補助ナット１５の作動面１９が弛緩防止リング１８を主ナット１４のフェース面１７ａに押し付けながら、作動面１９の押圧力により縮径し、線材の内周部を雄ねじ螺糸１２ａの谷部に嵌着し、弛緩防止リング１８を介して主ナット１４と補助ナット１５の間に隙間Ｓを形成する。この場合も、隙間Ｓは、２／３Ｐよりもやや小さいが、第１実施形態の場合よりも大きく形成される。弛緩防止効果については、第１実施形態の場合と同様である。

図５は、本発明の付加実施形態を示しており、弛緩防止リング１８は、外周方向に突出する仮止め片１８ａを設けており、該仮止め片１８ａを補助ナット１５のフェース面１７ａに分離自在に固着している。この仮止め片１８ａは、例えば、弛緩防止リング１８の線材の端部を外径方向に折曲すると共に、前記隙間Ｓよりも薄くなるように圧潰することにより形成され、ロウ付けその他の方法により所定のトルクが作用したとき容易に分離するようにフェース面１７ａに固着されている。

従って、この付加実施形態によれば、補助ナット１５をボルト１１のねじ軸部１２に螺着すれば、同時に、弛緩防止リング１８がねじ軸部１２に外挿されるので、作業が容易であり、しかも、螺着前に弛緩防止リング１８を紛失するおそれがない。

そして、上述のように弛緩防止リング１８を挟んで主ナット１４と補助ナット１５を相互に締着するときは、前記仮止め片１８ａがフェース面１７ａから分離するので、作動面１９により該弛緩防止リング１８を縮径変形させることができ、しかも、仮止め片１８ａを薄く形成しているので、主ナット１４と補助ナット１５の間に所定の隙間Ｓを形成することを妨げない。

図例の場合、弛緩防止リング１８は、補助ナット１５のフェース面１７ａに固着しているが、反対に、主ナット１４のフェース面１７ａに固着しても良い。

以下、本発明の実施品と従来品について行った耐弛緩性能に関する実験の結果を報告する。

＜試験機＞
試験機は、ボルト軸の直角方向に繰り返して衝撃振動を与える装置であり、アメリカ航空規格（ＮＡＳ）３３５０及び３３５４に準じて本出願人が設計・製作したものを使用した。試験機は、図６に示すような上下方向に４個の長孔２０を設けた振動板２１を搭載し、振動板２１に、振動周波数３０Ｈｚ、振幅１１．４ｍｍ、加速度２０Ｇの振動を与えることにより実験した。ボルト・ナットの試料は、前記振動板２１の長孔２０にフランジ付きのバーレル２２を上下動自在に挿通し、該バーレル２２のフランジ側に頭部を臨ませてボルトを挿入すると共に、ボルトの挿出端にバーレル座金２３を介して、ナットを所定のトルクで締め付けた。

＜実験方法＞
（１）前記振動板２１の４個の長孔２０にそれぞれボルト・ナットの試料をセットし、前記試験機によりボルト軸の直角方向に繰り返して衝撃振動を与えることにより、実験１回あたり４個の試料を同時に実験した。
（２）実験に際し、振動板２１にセットしたボルト及びナットには、締着後、締め付け位置を示す「合いマーク」を付け、試験機により連続１７分間の振動付与（合計振動回数：約３万回）の後、「合いマーク」のズレ角度を測定し記録した。
（３）但し、１７分の実験途中で明らかな「緩み」が目視されたときは、実験を一時中止し、ゆるみが発生した試料を取り除き、残りの試料について実験を再開した。この際、実験途中で「緩み」が目視された試料は、実験開始から一時中止までの時間を測定し記録した。

＜試料No.１〜１２（本発明実施品）＞
後述する実験１、実験２、実験３に用いた試料No.１〜１２は、図７（Ａ）に図示するような上述した第１実施形態に基づく本発明実施品であり、ボルト１１、主ナット１４及び補助ナット１５、弛緩防止リング１８は、下記のものを使用した。
（１）ボルト
「ＪＩＳＢ１１８０に基づくＳＵＳ製並目ボルト」「六角ボルト・中・Ｍ１０×５５ｂ２６−６ｇ」を使用した。
使用したボルトは、呼び径Ｍｂが１０．０ｍｍ、ピッチＰｂが１．５ｍｍの六角頭付きボルトである。
（２）主ナット及び補助ナット
「ＪＩＳＢ１１８１に基づくＳＵＳ製並目ナット」「六角ナット１種・上・Ｍ１０×１．５−６Ｈ」に下記の周溝を加工したものを使用した。
使用したナットは、呼び径Ｍが１０．０ｍｍ、ピッチＰが１．５ｍｍの六角ナットに対して、図２に示すように、主ナット１４と補助ナット１５の両方のフェース面１７ａ、１７ａにねじ孔１６に向かう面取り状の周溝を加工し、該溝面により、外径Ｇを１２．０ｍｍ、角度θを３０度とした作動面１９を形成したものを２個１組として使用した。
（３）弛緩防止リング
線径Ｔを１．０ｍｍとしたステンレス鋼線を両端の離間距離Ｌが３．０ｍｍとなるように１巻きのリング状に折曲成形し、外径Ｄ１を１２．０ｍｍ、内径Ｄ２を１０．０ｍｍとしたものを使用した。

＜試料No.１３〜１６（一般品の六角ナットを使用したダブルナットの締め付け品）＞
後述する実験４に用いた試料No.１３〜１６は、図７（Ｂ）に図示するような上述した従来のダブルナット（図９（Ａ））と同様のものであり、ボルト１、主ナット２、ロックナット３は、下記のものを使用した。
（１）ボルト：
「ＪＩＳＢ１１８０に基づくＳＵＳ製並目ボルト」「六角ボルト・中・Ｍ１０×５５ｂ２６−６ｇ」を使用した。
このボルトは試料No.１〜１２に使用したボルトと同じ製品である。
（２）主ナット及びロックナット：
「ＪＩＳＢ１１８１に基づくＳＵＳ製並目ナット」「六角ナット１種・上・Ｍ１０×１．５−６Ｈ」を使用した。
使用したナットは、呼び径Ｍが１０．０ｍｍ、ピッチＰが１．５ｍｍの六角ナットの一般品であり、２個を１組として使用した。

＜試料No.１７〜２０（一般品のフランジ付き六角ナットを使用したダブルナットの締め付け品）＞
後述する実験５に用いた試料No.１７〜２０は、図７（Ｃ）に図示するような１個のフランジ付きナット６を使用したものであり、ボルト１、フランジ付きナット６は、下記のものを使用した。
（１）ボルト：
「ＪＩＳＢ１１８０に基づくＳＵＳ製並目ボルト」「六角ボルト・中・Ｍ１０×５５ｂ２６−６ｇ」を使用した。
このボルトは試料No.１〜１２に使用したボルトと同じ製品である。
（２）フランジ付きナット
「ＪＩＳＢ１１９０に基づくＳＵＳ製並目ナット」「フランジ付き六角ナット１種・上・Ｍ１０×１．５−６Ｈ」を使用した。
使用したナットは、呼び径Ｍが１０．０ｍｍ、ピッチＰが１．５ｍｍのフランジ付き六角ナットの一般品である。

＜試料No.２１〜２２（一般品の六角ナットとばね座金を使用した締め付け品）＞
後述する実験６に用いた試料No.２１〜２２は、図８（Ａ）に図示するような上述した従来のばね座金４と六角ナット５を併用したもの（図９（Ｂ））と同様のもので、ばね座金４は、図８（Ｂ）に示すような螺旋状のばね座金４ａであり、ボルト１、ナット５、ばね座金４ａは、下記のものを使用した。
（１）ボルト：
「ＪＩＳＢ１１８０に基づくＳＵＳ製並目ボルト」「六角ボルト・中・Ｍ１０×５５ｂ２６−６ｇ」を使用した。
このボルトは試料No.１〜１２に使用したボルトと同じ製品である。
（２）ナット
「ＪＩＳＢ１１８１に基づくＳＵＳ製並目ナット」「六角ナット１種・上・Ｍ１０×１．５−６Ｈ」を使用した。
このナットは試料No.１３〜１６に使用した六角ナットと同じ製品である。
（３）ばね座金
「ＪＩＳＢ１２５１に基づくＳＵＳ製座金」であり、「ばね座金２号１０」を使用した。

＜試料No.２３〜２４（一般品の六角ナットと波型ばね座金を使用した締め付け品）＞
後述する実験６に用いた試料No.２３〜２４は、図８（Ａ）に図示するような上述した従来のばね座金４と六角ナット５を併用したもの（図９（Ｂ））と同様のもので、ばね座金４は、図８（Ｃ）に示すような波状のばね座金４ａであり、ボルト１、ナット５、波型ばね座金４ｂは、下記のものを使用した。
（１）ボルト：
「ＪＩＳＢ１１８０に基づくＳＵＳ製並目ボルト」「六角ボルト・中・Ｍ１０×５５ｂ２６−６ｇ」を使用した。
このボルトは試料No.１〜１２に使用したボルトと同じ製品である。
（２）ナット
「ＪＩＳＢ１１８１に基づくＳＵＳ製並目ナット」「六角ナット１種・上・Ｍ１０×１．５−６Ｈ」を使用した。
このボルトは試料No.１３〜１６に使用した六角ナットと同じ製品である。
（３）ばね座金
「ＪＩＳＢ１２５１に基づくＳＵＳ製特殊座金」であり、「波型ばね座金１０」を使用した。

＜実験１＞
「本発明実施品」の試料No.１〜４の４本について、図７（Ａ）に示すようにセットした状態で実験した。主ナット１４を３５０ｋｇ−ｃｍのトルクで締め付け、次に、弛緩防止リング１８を挿入し、最後に補助ナット１５を３５０ｋｇ−ｃｍのトルクで締め付けた状態で実験した結果、下記の表１に示す通りの実験結果が得られた。これによれば、１７分間の連続実験の後、４本の試料の全てについて、主ナット１４と補助ナット１５の緩みは全く見られなかった。

＜実験２＞
「本発明実施品」の試料No.５〜８の４本について、図７（Ａ）に示すようにセットした状態で実験した。主ナット１４を３００ｋｇ−ｃｍのトルクで締め付け、次に、弛緩防止リング１８を挿入し、最後に補助ナット１５を３００ｋｇ−ｃｍのトルクで締め付けた状態で実験した結果、下記の表２に示す通りの実験結果が得られた。これによれば、１７分間の連続実験の後、４本の試料の全てについて、主ナット１４と補助ナット１５の緩みは全く見られなかった。

＜実験３＞
「本発明実施品」の試料No.９〜１２の４本について、図７（Ａ）に示すようにセットした状態で実験した。主ナット１４を２５０ｋｇ−ｃｍのトルクで締め付け、次に、弛緩防止リング１８を挿入し、最後に補助ナット１５を２５０ｋｇ−ｃｍのトルクで締め付けた状態で実験した結果、下記の表３に示す通りの実験結果が得られた。これによれば、実験開始から１０分〜１５分で補助ナット１５が脱落し、主ナット１４の緩みが見られた。これにより、試料No.９〜１２は、補助ナットの脱落を確認したそれぞれの時間で試料を振動板から取外した。従って、この試験条件では耐緩み時間が１０分以上１５分未満となった。しかし、一般的に、呼び径１０．０ｍｍ（Ｍ１０）のボルト・ナットは、３００ｋｇ−ｃｍのトルクで締め付けることが推奨されているから、本発明実施品によれば、締め付けトルクが十分でなくても、ある程度の弛緩防止効果があることが確認された。

＜実験４＞
「一般品の六角ナットを使用したダブルナットの締め付け品」の試料No.１３〜１６の４本について、図７（Ｂ）に示すようにセットした状態で実験した。主ナット２を３５０ｋｇ−ｃｍのトルクで締め付け、次に、ロックナット３を３５０ｋｇ−ｃｍのトルクで締め付けた状態で実験した結果、下記の表４に示す通りの実験結果が得られた。これによれば、実験開始から２分未満でロックナット３が脱落し、主ナット２の大きな緩みが見られ、ダブルナットによる弛緩防止効果は、本発明に遠く及ばないことが確認された。

＜実験５＞
「一般品のフランジ付き六角ナットを使用したダブルナットの締め付け品」の試料No.１７〜２０について、図７（Ｃ）に示すようにセットした状態で実験した。フランジ付きナット６を３５０ｋｇ−ｃｍのトルクで締め付けた状態で実験した結果、下記の表５に示す通りの実験結果が得られた。これによれば、実験開始から数秒でフランジ付きナット６が大きく緩んだり脱落したりした状態が見られ、フランジ付きナットによる弛緩防止効果は、本発明に遠く及ばないことが確認された。

＜実験６＞
「一般品の六角ナットとばね座金を使用した締め付け品」の試料No.２１〜２２の２本と、「一般品の六角ナットと波型ばね座金を使用した締め付け品」の試料No.２３〜２４の２本について、それぞれ図８（Ａ）に示すようにセットし、１個の振動板２１に合計４本の試料をセットした状態で同時に実験した。ナット５を３５０ｋｇ−ｃｍのトルクで締め付けた状態で実験した結果、下記の表６に示す通りの実験結果が得られた。これによれば、何れの座金を介装したナットも、約１分〜３分でナットの完全な緩みが見られ、ばね座金による弛緩防止効果は、本発明に遠く及ばないことが確認された。

１１ボルト
１２ねじ軸部
１２ａ雄ねじ螺糸
１４主ナット
１５補助ナット
１６ねじ孔
１６ａ雌ねじ螺糸
１７ａフェース面
１８弛緩防止リング
１９作動面

Claims

ボルト(11)の谷径Ｍａを有する雄ねじ螺糸(12a)に螺着される呼び径ＭとピッチＰを有する雌ねじ螺糸(16a)を備えた主ナット(14)及び補助ナット(15)と、前記主ナット及び補助ナットの間に位置してボルトに外挿される弛緩防止リング(18)とから成り、前記弛緩防止リングを介して主ナット及び補助ナットの相互に対向するフェース面(17a)(17a)の間に隙間Ｓを形成するように構成されており、
前記弛緩防止リング(18)は、縮径変形可能となるように形成されると共に、前記ピッチＰよりも小さい線径Ｔを備えた線材により外径Ｄ１と前記ボルトの谷径Ｍａより大きい内径Ｄ２を有するリング状に形成され、
前記主ナット(14)及び補助ナット(15)は、それぞれのフェース面(17a)(17a)のうち少なくとも一方のフェース面(17a)に軸心に対して傾いた作動面(19)を形成しており、
ボルト上で主ナット(14)に向けて補助ナット(15)を螺進したとき、前記作動面(19)が弛緩防止リング(18)を縮径し、該リングの内周部をボルトの雄ねじ螺糸(12a)の谷部に嵌着させると共に、該リングを介して両ナット(14)(15)のフェース面(17a)(17a)の間に前記隙間Ｓを形成した状態で、両ナット(14)(15)により弛緩防止リング(18)を挟着するように構成して成ることを特徴とするナットの弛緩防止装置。
前記弛緩防止リング(18)は、線径Ｔが２／３Ｐ≦Ｔ≦Ｐとされた断面円形の線材により形成されて成ることを特徴とする請求項１に記載のナットの弛緩防止装置。
前記作動面(19)は、主ナット(14)及び／又は補助ナット(15)のねじ孔(16)と同心状に形成された周溝の溝面により構成され、フェース面(17a)からねじ孔(16)に向かう２０度以上４０度以下の角度θを有する傾斜面を備えて成ることを特徴とする請求項１又は２に記載のナットの弛緩防止装置。
作動面(19)を形成する周溝の外径ＧをＧ≧Ｄ１に形成して成ることを特徴とする請求項３に記載のナットの弛緩防止装置。
前記弛緩防止リング(18)を構成する線材の線径Ｔと、前記作動面(19)の角度θは、ボルト上で主ナット(14)と補助ナット(15)により弛緩防止リング(18)を挟着した状態で、前記隙間Ｓを１／５Ｐ≦Ｓ≦２／３Ｐとするように形成されて成ることを特徴とする請求項３又は４に記載のナットの弛緩防止装置。