JP5827773B2 - ケージ体を備えた緩み止めナット - Google Patents

Description

本発明は、緩み止めナットに関し、より具体的には、緩み止め巻き輪を含む緩み止めナットに関する。

緩み止めナットは、緩み止め要素として、コイルばね又は帯ばねなどの緩み止め巻き輪を含むことができる。締め付け方向では、緩み止めナットは、緩み止め巻き輪に圧縮を生じさせ、この圧縮は、相対的な回転を可能にするように、巻き輪にねじ付部材に対する締め付けを緩めさせる。緩み方向では、緩み止めナットは、緩み止め巻き輪にテンションを生じさせ、このテンションは、意図しない相対的な回転（すなわち、緩み）を防ぐように、巻き輪にねじ付部材に対する締め付けをきつくさせる。

緩み止め巻き輪を有する緩み止めナットは、Ｃａｍｐａｕに対して２０１１年９月２０日に交付された米国特許第８，０２１，０９３号明細書、Ｃａｍｐａｕに対して２０１３年４月２３日に交付された米国特許第８，４２５，１６８号明細書、Ｃａｍｐａｕに対して２０１３年５月１４日に交付された米国特許第８，４３９，６１６号明細書、及びＣａｍｐａｕにより２０１２年１月２７日に出願された米国特許出願第１３／３５９，９４２号明細書に開示されている。これらの緩み止めナットはナット本体を含み、これらナット本体は、例えば、緩み止め巻き輪のタングを受け入れるために、スロット、通路及びノッチをナット本体に形成するように機械加工されなければならない。そのような機械加工は、難しく、大きな労働を要し、費用がかかる可能性がある。

上述の問題は、締結具にケージ体が含まれる本発明で解決される。ケージ体は、締結具本体に必要とされる機械加工量を低減し、それにより、締結具の製造コストを低減する。

開示されるように、緩み止め締結具は、締結具本体、緩み止め巻き輪及びケージ体を含む。緩み止め巻き輪は、ケージ体内に位置し、ケージ体は、締結具本体内に固定される。ケージ体は、第１の止め部及び第２の止め部を含み、緩み止め巻き輪は、第１の止め部及び第２の止め部に近接する第１のタング及び第２のタングを含む。これらタングは、ナット本体が回転するときに止め部に係合するように位置決めされ、それにより、巻き輪は、締結具本体が第１の方向に回されるときに緩み、締結具本体が第２の方向に回された状態では締まる。

本実施形態の説明及び図面を参照することで、本発明におけるこれらの利点及び特徴と他の利点及び特徴とが、より十分に理解及び認識されることになる。

緩み止めナットの本実施形態の分解斜視図である。 緩み止めナットの本体の上方から見た斜視図である。 緩み止めナットの緩み止め帯状体の平面図である。 緩み止めナットのケージ体の下方から見た斜視図である。 緩み止めナットのケージ体及び緩み止め帯状体の下方から見た斜視図である。 ケージ体及び緩み止め帯状体の下方から見た斜視図であり、緩み止め帯状体を捕捉するためのケージ体の下縁部の変形を示す図である。 緩み止めナットの組み立ての工程Ａ〜Ｅを概略的に示す図である。 図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿った緩み止めナットの断面図である。

本発明の本実施形態を説明する前に、本発明は、以下の説明で述べられるものであっても図面で示されるものであってもそのような動作の詳細にも構造の詳細にも構成要素の配置構成にも限定されないことを、指摘しておく。本発明は、他の様々な実施形態で実践されることができ、本明細書に明示して開示されていない別の方法で実現又は実施されることができる。また、本明細書で使用される用語は、説明のためのものであり、限定するものとみなされるべきでないことも、指摘しておく。「含む（including）」及び「備える（comprising）」、並びにこれらの変形したもの使用することは、それらの前に挙げたもの及びその均等物も、追加されるもの及びその均等物も包含する。さらに、様々な実施形態の説明において、数え上げが用いられ得る。別途明記されない限り、数え上げの使用は、構成要素のいかなる特定の順序にも番号にも本発明を限定するとして解釈されるべきでない。数え上げの使用は、数え上げがなされた方法若しくは構成要素と組み合わされる又はこれらの中に組み込まれるかもしれない追加のいかなる方法も構成要素も、本発明の範囲から除外するものとしても、解釈されるべきでもない。

本発明の一実施形態に従って構成された緩み止めナットが、図１〜図８に示され、全体として４０で示されている。図１〜図８に保持ナット又は緩み止めナットとして示されているが、本発明の概念は、当業者によって認識されるような様々な締結具に組み込まれることができる。

緩み止めナット４０は、締結具本体４２と、緩み止め巻き輪、緩み止め要素、緩み止めばね又は緩み止め帯状体４４と、ケージ体８０とを含む。締結具本体４２は、従来の駆動工具（図示せず）によって係合され且つ駆動されるように構成された六角形状の外側部分４６を含む。六角形状部分４６は、複数の角部４８と角部４８同士の間に延在する複数の平坦部５０とを含む。或いは、締結具本体４２は、正方形、他の多角形又は他の任意の形状とすることができる。締結具本体４２はまた、現在既知である又は今後開発されるいかなる一般的な駆動工具によっても係合を受けるような形であってよい。

締結具本体４２は孔５２を画成し、この孔５２は、その全長に沿って少なくとも部分的にねじ切りされている。図２に示すように、孔５２は、ねじ切りされた第１の部分５４と、ねじ切りされていない第２の部分、ポケット状凹所、凹部又は円筒状平底穴部５６とを含む。ねじ無し部分５６の直径は、ねじ切り部分５４の直径よりも大きく、肩状突出部６０が、第１の部分５４と第２の部分５６とを隔てている。

ここで図３を参照すると、緩み止め帯状体４４は、巻き輪部分又は連続的な湾曲部分７０を含み、この巻き輪部分又は連続的な湾曲部分７０は、第１のタング又は端部分７２と第２のタング又は端部分７４との間に延在する円形断面を有している。円形断面を有して示されているが、正方形、矩形、長円形、三角形及び他の任意の好適な形状を含む他の断面形状も考えられる。

図示した例では、第１のタング又は端部分７２と第２のタング又は端部分７４とは、直線状であるが、滑らかな曲線及び角度を伴った曲がりを含む他の形状も考えられる。両方のタング７２及び７４は、湾曲部分７０から外方に向かって接線方向に延在している。また、緩み止め帯状体４４は、第１のタング７２が第２のタング７４と重なった状態で、一巻きの巻数を含むこともできる。その代わりとして、緩み止め帯状体４４は、一巻きの巻数よりも少ない巻数を含むことも、隣り合う巻き部同士が実質的に互いに接触するように螺旋状になった二巻き以上の巻数を含むこともできる。緩み止め帯状体４４が一巻き未満の巻き数を含む場合、緩み止め帯状体４４は、孔５２に対して垂直に指向された単一の平面内に全体を延在させることも、螺旋状に延在することもできる。図３に示すように、緩み止め帯状体４４は、製造を簡単にするために対称なものとすることができる。

ここで図４〜図６を参照すると、緩み止めナット４０はまた、ばね保持器又はケージ体８０を含む。ケージ体８０は、ケージ体８０の上面で中心の開口部８２を画成するリム部８４を有する全体としてカップ形状の要素である。ケージ体８０は、スカート部又は周壁部をさらに含む。図示されるように、スカート部は、複数のスロット、空隙又は開放部８８によって隔てられた複数の突起又はタブ８６によって形成され、各タブ８６は、２つの側縁部又は止め部９０を画成する。さらに、タブの少なくとも２つは、先端を切り取って短くされたタブ９２とすることができる。先端を切り取って短くされたタブ９２は、タブ８６よりも短い。

ケージ体８０は平坦な金属から製造されことができ、この平坦な金属は、順送り型スタンピング処理、又は他の任意の好適な材料処理若しくは成形処理で、成形される。なお、図示した例は、タブ８６，９２同士の間にある８つの空隙８８を示しているが、より多い空隙８８もより少ない空隙８８も考えられる。下記に説明するように、空隙８８の幾つかは、緩み止めナット４０のための機能性の理由で含まれており、一方、他の空隙８８は、ケージ体８０の製造のしやすさの理由で含まれている。加えて、複数のタブ８６，９２を有するケージ体８０は、製造及び組み立てを簡単にするために、その中心軸に関して回転対称とすることができる。

緩み止め帯状体４４は、ケージ体８０の中に位置する。そして、緩み止め帯状体４４は、図１の向きで示される通り、接線方向に延在する第１のタング７２が先端の切り取られたタブ９２の下に位置決めされ且つ空隙８８の中に延在することができるように、方向付けられる。第２のタング７４の端部は、空隙８８内に位置決めされる。それ故、図５で見ることができるように、第１のタング７２及び第２のタング７４の角度方向の移動は、隣り合うタブ８６の側縁部９０によって抑制され、これら側縁部９０は、止め部として機能する。例えば、締結具本体４２の組み付け方向つまり時計回り方向への回転中、第２のタング７４の端部が、隣り合うタブ８６の側縁部９０に接触し得、取り外し方向つまり反時計回り方向への回転中、第１のタング７２の端部が、隣り合うタブ８６の側縁部９０に接触し得る。よって、第１のタング７２及び第２のタング７４の角度方向の移動は、締結具本体４２に対して制限される。緩み止め帯状体４４の湾曲部分７０は、リム部８４の内側表面上に載っている。緩み止め帯状体４４がケージ体８０内に組み付けられるとき、１つ以上のタブ８６の下縁部が、図６に示されるように局所的に変形させられ、それにより、緩み止め帯状体４４を捕捉し、その後に続く緩み止めナット４０への組み付けのためのサブアセンブリを形成することができる。

ケージ体８０及び緩み止め帯状体４４の両方は、所望とされる締結具本体４２と雄ねじ付部材４５とに適合するようなサイズとすることができる。図８に見られるように、ケージ体８０の外側の径は、カラー部５６の内側の径の中にぴったりと収まるように選択することができ、中心の開口部８２は、締結具本体４２のねじ切りされた第１の部分５４の内側の径に一致するように選択することができる。緩み止め帯状体４４の径は、ケージ体８０内に収まるようなサイズとすることができるが、緩み止めナット４０が雄ねじ付部材４５に取り付けられるときに緩み止め帯状体４４が拡がるのを可能にするのに十分なクリアランスを含む。さらに、緩み止め帯状体４４の円形断面の直径は、ねじ付部材４５のピッチにほぼ相当し、それにより、緩み止め帯状体４４は、ねじ付部材４５のねじ内に収まる。非円形断面を有する緩み止め帯状体の場合では、ねじ付部材４５のねじに係合する表面の寸法は、ねじ付部材のピッチよりも小さくてもよく、ほぼ同一でもよく、大きくてもよい。

締結具本体４２、緩み止め帯状体４４及びケージ体８０は、金属及び複合材を含む任意の好適な材料から製造されることができる。加えて、緩み止め帯状体４４は、丸鋼線などの比較的低コストの材料から製造されることができる。

ここで戻って図７を参照すると、緩み止めナット４０の組み立てが、工程Ａ〜Ｅで説明される。工程Ａでは、締結具本体４２が、回転されてねじ切りされた柱状体１００上に配置される又はねじ切りされた柱状体１００上に螺合させられ、柱状体１００の一部分を締結具本体４２から突出して延在させた状態とする。工程Ｂでは、ケージ体８０及び緩み止め帯状体４４のサブアセンブリが、締結具本体４２の上方で柱状体１００上に螺合させられる。次いで、工程Ｃでは、締結具本体４２が、ケージ体８０に向かうように回転させられる。ケージ体８０及び緩み止め帯状体４４のサブアセンブリは、柱状体１００上で静止したままとしつつ、締結具本体４２が、締結具本体４２の肩状突出部６０がケージ体８０のタブ８６の下面に達するまで、さらに接近するように引き寄せられる。工程Ｃのこの状態において、ケージ体８０及び緩み止め帯状体４４のサブアセンブリと締結具本体４２とは、それから割り送られるように回転され、位置合わせされる。

ケージ体８０及び緩み止め帯状体４４のサブアセンブリを締結具本体４２内に保持し且つ構成要素の配列を維持するために、工程Ｄに示すように、締結具本体４２のカラー部５６が、制御可能なかたちで変形されることができる。スウェージ加工成形、クリンピング成形又は揺動成形などの製造方法が利用できると考えられる。当然ながら、ケージ体８０の上に被さるようにカラー部５６を曲げるための他の任意の好適な手段も使用することができる。カラー部５６を変形させてしまうと、工程Ｅに示すように、緩み止めナット４０は、完成したものとなり、回転させて柱状体１００から外されることができる。

締結具本体４２、ケージ体８０及び緩み止め帯状体４４を柱状体１００に組み付けることによって、構成要素は、締結具本体４２のねじ部と緩み止め帯状体４４の螺旋状巻き輪とが割り送られるように回転されて雄ねじ付部材４５に取り付けられることができるように、位置合わせされる。完成した緩み止めナット４０がふさわしい性能を有するために、ケージ体８０及び緩み止め帯状体４４のサブアセンブリは、締結具本体４２に対して回転してはいけない。よって、ケージ体８０のリム部８４は、変形されたカラー部５６との係合を強化するために、ローレット又はノッチを含むことができる。

第１の方向つまり通常では時計回り方向への緩み止めナット４０の雄ねじ付部材４５上への組み付けは、緩み止め帯状体４４を拡げ、それにより、緩み止め帯状体４４は、雄ねじ付部材４５上での緩み止めナット４０の移動に対して干渉も妨げもしない。しかしながら、取り外し方向つまり通常では反時計回り方向への緩み止めナット４０の回転は、ねじに対して緩み止め帯状体４４をしっかりと引き付けるように作用し、それにより、緩み止めナット４０は、例えば振動に起因する望ましくない緩みも意図しない緩みも予期しない緩みも効果的に防がれる。

緩み止め帯状体４４は、十分なトルクが締結具本体４２に加えられた場合に、緩み止めナット４０が緩めることを目的とした緩みを生じることを、可能にする。締結具本体４２が、十分なトルクで第２の方向つまり反時計回り方向に回転されると、第１のタング７２が、タブ８６の隣り合う側縁部９０と接触する。取り外しトルクが雄ねじ付部材４５から外れるよう緩み止めナット４０を回転させるように加えられるので、この接触が生じることによって、緩み止め要素４４の応力のさらなる増加が、抑えられる又は場合によっては無くされる。その結果として、雄ねじも緩み止め要素４４もいずれも、損傷をほとんど受けないか又は全く受けない。緩み止めナット４０が雄ねじから完全に外れると、帯状体４４は、その元々の位置に弾性により戻る。

開示される緩み止めナット４０は、従来の機械加工されたノッチ付き緩み止めナットに対する低コストの代替物をもたらす。現在説明している締結具本体４２、ケージ体８０及び緩み止め帯状体４４のそれぞれは、比較的大量に、そして比較的低価格で製造されることができる。加えて、本明細書で説明した緩み止めナット４０及びその構成要素による構成は、効率的で速い自動化された組み立てを可能にする。したがって、本緩み止めナットは、単純性、コスト及び性能のバランスを向上させる。

上記の説明は、本発明の本実施形態のものである。均等論を含む特許法の原理に基づいて解釈されるべき特許請求の範囲に規定された本発明の趣旨及びより広範な態様から逸脱することなく、様々な代替え及び変更がなされることができる。

本開示は、説明の目的のために提示されたものであり、本発明のすべての実施形態を網羅して説明するものとしても、これらの実施形態に関連して図示及び説明された特定の要素に特許請求の範囲を限定するものとしても、解釈されるべきでない。例えば、そして限定するわけではないが、説明した発明の個々の要素は、実質的に同様な機能をもたらす或いは十分な動作をもたらす代替の要素によって、置き換えられることができる。このことは、例えば、当業者に現時点で既知であるかもしれないものなどの現在既知の代替の要素を含み、そして、当業者が開発時に代替のものとして認識するかもしれないものなどの将来的に開発され得る代替の要素を含む。さらに、開示した実施形態は、共に記載され且つ協働して利益をまとめてもたらすかもしれない複数の特徴を含む。本発明は、特許請求の範囲に別途明示して記載される場合を除いて、これらの特徴をすべて含む実施形態にも、
記載した利益のすべてをもたらす実施形態にも、そのような実施形態だけに限定されるものではない。

「鉛直方向」、「水平方向」、「上部」、「底部」、「上側」、「下側」、「内側」、「内方に向かって」、「外側」、「外方に向かって」、「時計回り」及び「反時計回り」などの方向を示す用語は、図面に示した実施形態の向きに基づいて、本発明を説明するのを補助するために使用されている。方向を示す用語の使用は、本発明をいかなる特定の向きにも限定するように解釈されるべきでない。例えば、冠詞「ａ」、「ａｎ」、「ｔｈｅ」又は「ｓａｉｄ」を使用した単数形での請求項の要素へのいかなる言及も、特許請求の範囲に明示して記載されない限り、これら要素を単数形に限定するものとして解釈されるべきでない。

Claims (14)

1. 緩み止めナットにおいて、
   ねじ切り部分及び円筒状平底穴部を有するナット本体と、
   前記円筒状平底穴部内に固定されるケージ体であって、第１の止め部及び第２の止め部を画成する周壁部を含むケージ体と、
   第１のタング及び第２のタングを含み、前記ケージ体内に配置される緩み止め巻き輪と
   を備え、
   前記第１のタング及び前記第２のタングは、前記第１の止め部及び前記第２の止め部に近接し、それにより、前記緩み止めナットが第１の方向に回されるときに、前記第１のタングが前記第１の止め部に係合し、前記緩み止めナットが第２の方向に回されるときに、前記第２のタングが前記第２の止め部に係合する、緩み止めナット。
2. 前記第１の止め部及び前記第２の止め部は、前記周壁部の第１のスロット及び第２のスロットによって画成され、
   前記第１のタング及び前記第２のタングは、前記第１のスロット内及び前記第２のスロット内に位置する請求項１に記載の緩み止めナット。
3. 前記ナット本体は、
   前記ねじ切り部分と前記円筒状平底穴部とを隔てるように設けられた肩状突出部と、
   前記円筒状平底穴部の端部を前記円筒状平底穴部の径方向内側に曲げて前記肩状突出部に対向する加圧変形された部分と
   を含み、
   前記ケージ体は、前記肩状突出部と前記加圧変形された部分との間で固定される請求項１に記載の緩み止めナット。
4. 前記緩み止め巻き輪のピッチは、前記ナット本体の前記ねじ切り部分のピッチに相当する請求項１に記載の緩み止めナット。
5. 緩み止め締結具において、
   ねじ切り部分及びねじ無し部分を有する締結具本体と、
   巻き輪部分と、前記巻き輪部分から延びる第１のタング及び第２のタングとを含む緩み止め要素と、
   複数の空隙によって隔てられる複数のタブを含むケージ体と
   を備え、
   前記緩み止め要素は前記ケージ体内に位置し、前記ケージ体及び前記緩み止め要素は前記ねじ無し部分内で保持される、緩み止め締結具。
6. 前記第１のタング及び前記第２のタングは、前記巻き輪部分から概ね接線方向に延在する請求項５に記載の緩み止め締結具。
7. 前記第１のタング及び前記第２のタングの一方は、前記緩み止め締結具を緩める間に、前記複数のタブのうちの１つのタブの側縁部に接触するように構成され、前記第１のタング及び前記第２のタングの他方は、前記緩み止め締結具を締め付ける間に、前記複数のタブのうちの別のタブの側縁部に接触するように構成される請求項５に記載の緩み止め締結具。
8. 前記締結具本体は、前記締結具本体内に前記ケージ体及び前記緩み止め要素を保持するように変形される請求項５に記載の緩み止め締結具。
9. 前記ケージ体は、前記緩み止め締結具が取り付けられることができるねじ付部材の径に相当する径を有する中心開口を画成する請求項５に記載の緩み止め締結具。
10. 緩み止め締結具において、
    ねじ切り部分及びねじ無し部分を有する締結具本体と、
    巻き輪部分と、前記巻き輪部分から延びる第１のタング及び第２のタングとを含む緩み止め帯状体と、
    複数の空隙によって隔てられる複数のタブを含むケージ体と
    を備え、
    前記緩み止め帯状体は前記ケージ体内に配置され、前記緩み止め帯状体は、前記第１のタングの端部が前記複数の空隙のうちの１つに位置付けられ且つ前記第２のタングの端部が前記複数の空隙のうちの別の１つに位置付けられるように、指向され、前記第１のタングは、前記緩み止め締結具を取り外す間に、前記複数のタブのうちの１つのタブの側縁部に接触するように構成され、前記第２のタングは、前記緩み止め締結具を組み付ける間に、前記複数のタブのうちの別のタブの側縁部に接触するように構成され、前記ケージ体及び前記緩み止め帯状体は前記ねじ無し部分内で保持される、緩み止め締結具。
11. 前記ねじ切り部分及び前記ねじ無し部分は、肩状突出部によって隔たれ、
    前記タブのうちの１つのタブは、先端を切り取って短くしたタブであり、
    前記第１のタングは、前記先端を切り取って短くしたタブと前記肩状突出部との間にある請求項１０に記載の緩み止め締結具。
12. 前記ケージ体及び前記緩み止め帯状体は、ねじ回転するように、前記締結具本体の前記ねじ切り部分と一列に配置され、前記締結具本体の前記ねじ切り部分と共に割り送られるように回転される請求項１０に記載の緩み止め締結具。
13. 前記締結具本体の一部分は、前記締結具本体内に前記ケージ体及び前記緩み止め帯状体を保持するように変形される請求項１０に記載の緩み止め締結具。
14. 前記ケージ体は、前記緩み止め締結具が取り付けられることができるねじ付部材の径に相当する径を有する中心開口を画成する請求項１０に記載の緩み止め締結具。

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