JP6528345B1 - ナット、ナット製造装置及びナット製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ナット、ナット製造装置及びナット製造方法を提供する。【解決手段】ナットは、ボルト２０に螺合されるナット１０である。ナット１０は、内周部１１と、外周部１２と、中間部１３とを備える。内周部１１は、内周部１１の内側に向かって変形した変形部１１１を有する。中間部１３は、内周部１１と外周部１２との間に位置する。中間部１３は、第１距離部Ｌ１と、第２距離部Ｌ２とを有する。第１距離部Ｌ１は、内周部１１と外周部１２との間の距離が第１距離となる。第２距離部Ｌ２は、第１距離部より短い。変形部１１１は、第１距離部Ｌ１に対応する位置に配置される。【選択図】図１

Description

本発明は、ナット、ナット製造装置及びナット製造方法に関する。

従来、ナットを塑性変形させてボルトの緩みを止めるナットが提供されている。特許文献１に記載のナットは、ナットの先端部にカシメ加工が施される。特許文献１に記載のナットによれば、ネジとナットとの締結の緩みを抑制できる。

特開平７−２５１２２７号公報

しかしながら、特許文献１に記載のナットは、カシメ加工によってナットを塑性変形させる。塑性変形した箇所の剛性は低下する。このため、塑性変形した箇所に力が集中すると変形する。この結果、ネジとナットとの締結の緩みを抑制できない。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、塑性変形した箇所の変形を抑制できるナット、ナット製造装置及びナット製造方法を提供することを目的とする。

本発明の一局面に係るナットは、ボルトに螺合されるナットである。前記ナットは、内周部と、外周部と、中間部とを備える。前記内周部は、前記内周部の内側に向かって変形した変形部を有する。前記中間部は、前記内周部と前記外周部との間に位置する。前記中間部は、第１距離部と、第２距離部とを有する。前記第１距離部は、前記内周部と前記外周部との間の距離が第１距離となる。前記第２距離部は、前記第１距離部より短い。前記変形部は、前記第１距離部に対応する位置に配置される。

前記内周部は、前記ボルトが有する曲率半径より大きい曲率半径を有する。前記変形部は、前記内周部が有する曲率半径と異なる曲率半径を有する。

２つの前記第１距離部は、互いに対向して配置される。前記変形部は、前記第１距離部の各々に対応する位置に配置される。

２つの前記第２距離部は、互いに対向して配置される。前記変形部は、対向して配置される前記第２距離部の各々に対応する位置に配置される。

前記変形部は、前記内周部の内側に向かって塑性変形する。

前記ボルトは、頭部と軸部とを有する。前記変形部は、第１変形部と第２変形部とを含む。前記第１変形部から前記第２変形部までの距離は、前記軸部の直径よりも短い。

本発明の一局面に係るナット製造装置は、ナットと、固定機構と、変形部形成機構とを備える。前記ナットは、内周部と外周部とを備える。前記ナットは、第１距離部と第２距離部とを備える。前記第１距離部は、前記内周部と前記外周部との間の距離となる。前記第２距離部は、前記内周部と前記外周部との間の距離が前記第１距離より短い第２距離部となる。前記固定機構は、前記ナットを固定する。前記変形部形成機構は、前記固定機構に固定された前記ナットの前記内周部に変形部を形成する。前記変形部は、前記ナットの前記第１距離部に対応する位置で、前記内周部の内側に向かって変形する。

本発明の一局面に係るナット製造装置が実行するナット製造方法は、固定ステップと、変形部形成ステップとを備える。ナットは、内周部と外周部とを備える。前記ナットは、第１距離部と第２距離部とを備える。前記第１距離部は、前記内周部と前記外周部との間の距離となる。前記第２距離部は、前記内周部と前記外周部との間の距離が前記第１距離より短い第２距離部となる。前記固定ステップは、固定機構が前記ナットを固定する。変形部形成ステップは、変形部形成機構が前記固定機構に固定された前記ナットの内周部に変形部を形成する。前記変形部は、前記ナットの前記第１距離部に対応する位置で、前記内周部の内側に向かって変形する。

本発明によれば、塑性変形した箇所の変形を抑制できるナット、ナット製造装置及びナット製造方法を提供することができる。

本発明の実施形態に係るナットを示す図である。 ボルトを示す図である。 本発明の実施形態におけるナットの模式的断面図である。 本発明の実施形態における締結部材を示す模式的断面図である。 （ａ）は、ナットの凹み部側から見た図である。（ｂ）は、ナットのフランジ部側から見た図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、図中、同一又は相当部分については同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。

図１及び図２を参照して、締結部材１００を説明する。締結部材１００は、ナット１０とボルト２０と含む。図１は、本発明の実施形態に係るナット１０を示す。図２は、ボルト２０を示す。ナット１０とボルト２０とは、対になって被締結物を締結する。被締結物は、例えば、ナット１０とボルト２０とによって、ねじ締結される部材である。ねじ締結とは、ナット１０とボルト２０とを用いて２個以上の部材を締結することをいう。

ナット１０は、ボルト２０と螺合する。ナット１０は、金属製である。ナット１０は、フランジ部１５と、工具係合部１６とを備える。

フランジ部１５は、被締結物に当接する。フランジ部１５は、ナット１０が被締結部に埋没することを防止する。また、フランジ部１５は、工具係合部１６と一体成型される。

工具係合部１６は、工具と係合する。工具係合部１６の一方は、フランジ部１５が設けられる。工具係合部１６の他方は、面を備える。また、工具係合部１６の他方は、フランジ部１５の縁に向かって傾斜を有してもよい。また、工具係合部１６は、孔部１４を備える。

孔部１４は、ボルト２０を挿通させる。孔部１４は、工具係合部１６の中央に位置する。孔部１４は、雌ネジを有する。雌ネジは、山部と谷部とを有する。

次に、図２を参照して、ボルト２０を説明する。ボルト２０は、ナット１０と螺合する。ボルト２０は、金属製である。ボルト２０は、頭部２１と軸部２２とを有する。

頭部２１は、工具と係合する。頭部２１は、例えば、６角形状である。頭部２１は、一対の端面を備える。一対の端面のうち一方の端面には、軸部２２が位置する。

軸部２２は、雌ネジと当接する。軸部２２は、頭部２１の中央に位置する。軸部２２は、雄ネジを有する。雄ネジは、山部と谷部とを有する。軸部２２は、所定の曲率半径を有する。軸部２２の曲率半径は曲率半径ｒ３である。

ナット１０とボルト２０とによって、被締結物を締結する場合、被締結物をナット１０とボルト２０との間に位置させる。ナット１０とボルト２０とが被締結物に当接した状態で、ナット１０とボルト２０とのいずれかを回転させることで、被締結物は締め付けられる。ナット１０とボルト２０とによって締め付けられた被締結物には、圧縮力が発生する。また、被締結物を締め付けたナット１０の雌ネジとボルト２０の雄ネジとが螺合し、圧縮力に抗するように引張力が発生する。発生した圧縮力と引張力とにより、ナット１０とボルト２０とは、被締結物をねじ締結することが可能となる。

次に、図１を参照して、ナット１０を詳説する。工具係合部１６は、孔部１４と、外周部１２と、中間部１３とを備える。孔部１４は、内周部１１を備える。

内周部１１は、ボルト２０と当接する。内周部１１は、所定の曲率半径を有する。具体的には、内周部１１は、曲率半径ｒ２を有する。曲率半径ｒ２は、図２に示す軸部２２の曲率半径ｒ３よりも大きい。内周部１１は、ボルト２０よりも大きい曲率を有するため、ナット１０とボルト２０とは、螺合する。また、内周部１１は、変形部１１１を有する。

変形部１１１は、軸部２２に当接する。変形部１１１は、軸部２２に当接することで、軸部２２の移動を抑制する。この結果、変形部１１１は、ナット１０とボルト２０との締結が緩むことを抑制できる。

変形部１１１は、内周部１１の一部が内周部１１の内側に向かって変形した部分である。例えば、変形部１１１は、所定の曲率を有する。変形部１１１は、内周部１１が有する曲率半径ｒ２と異なる曲率半径ｒ１を有する。曲率半径ｒ１は、曲率半径ｒ２と比べて大きい。また、変形部１１１は、外周部１２の方向に凸形状となる円弧である。また、変形部１１１は、内周部１１の内側にむかって凸形状となる円弧であってもよい。また、変形部１１１は、所定の曲率を有することに限定されない。例えば、変形部１１１は矩形状であり得る。

また、変形部１１１は、内周部１１に複数設けられる。変形部１１１は、第１変形部１１１ａと第２変形部１１１ｂと第３変形部１１１ｃと第４変形部１１１ｄとを含む。第１変形部１１１ａと第２変形部１１１ｂとは、対向して配置される。また、第３変形部１１１ｃと第４変形部１１１ｄとは、対向して配置される。

外周部１２は、工具と当接する。外周部１２は、例えば、６角形状である。外周部１２は、６つの辺と６つの角部とを有する。６つの辺の各々の長さは、等しい。

中間部１３は、内周部１１から外周部１２までの間を繋ぐ。中間部１３は、所定の厚みを有する。具体的には、中間部１３の厚みは、内周部１１から外周部１２までの間の距離に相当する。

また、中間部１３は、第１距離部Ｌ１と第２距離部Ｌ２とを有する。第１距離部Ｌ１は、内周部１１の内縁から外周部１２の角部までの距離である。例えば、第１変形部１１１ａの縁から外周部１２の角部までの距離である。また、第１距離部Ｌ１は、少なくとも１対配置される。また、対の第１距離部Ｌ１は、互いに対向する。

第２距離部Ｌ２は、内周部１１の内縁から外周部１２の辺までの距離である。例えば、第４変形部１１１ｄの縁から外周部１２の辺までの距離である。また、第２距離部Ｌ２は、少なくとも１対配置される。また、対の第２距離部Ｌ２は、互いに対向する。

第２距離部Ｌ２は、第１距離部Ｌ１に比べて短い。このため、第１距離部Ｌ１と第２距離部Ｌ２とは、中間部１３の厚みが異なる。第１距離部Ｌ１の中間部１３は、第２距離部Ｌ２の中間部１３に比べて厚みがある。

また、中間部１３は、凹み部１３１を備える。中間部１３に凹み部１３１を形成する場合、カシメ工具を中間部１３に押圧し、中間部１３を塑性変形させる。この結果、中間部１３には、凹み部１３１が形成される。また、カシメ工具は、例えば、ナット形成装置などが有するカシメ用の爪であってもよい。また、凹み部１３１は、内周部１１の内側に向かって力が加えられて、中間部１３を塑性変形する。このため、内周部１１の一部が内周部１１の内側に向かって変形する。つまり、凹み部１３１の形成とともに、変形部１１１が形成される。

また、凹み部１３１は、第１距離部Ｌ１に形成される。凹み部１３１の形成によって、第１距離部Ｌ１に対応する位置に変形部１１１が形成される。第１距離部Ｌ１は、第２距離部Ｌ２に比べて厚みがある。つまり、第１距離部Ｌ１は、第２距離部Ｌ２に比べて剛性が高い。このため、変形部１１１の形状の変化を抑制できる。この結果、ナット１０とボルト２０との締結の緩みを規制できる。

また、凹み部１３１は、第２距離部Ｌ２に形成されてもよい。凹み部１３１の形成によって、第２距離部Ｌ２に対応する位置に変形部１１１が形成される。第２距離部Ｌ２に対応する位置に形成された変形部１１１によっても、ナット１０とボルト２０との締結の緩みを規制できる。

また、第１変形部１１１ａと第２変形部１１１ｂと第３変形部１１１ｃと第４変形部１１１ｄとで、ナット１０とボルト２０との締結の緩みを規制してもよい。ボルト２０から加わる圧が、４つの変形部１１１に分散される。よって、変形部１１１の形状の変化を抑制できる。この結果、より効果的にナット１０とボルト２０との締結の緩みを規制できる。

次に、図３と図４とを参照して、内周部１１を詳しく説明する。図３は、ナット１０の模式的断面図である。図４は、締結部材１００を示す模式的断面図である。図３に示す、孔部１４の内周部１１の直径は、凹み部１３１側の内周部１１とフランジ部１５側の内周部１１とで異なる。凹み部１３１側の内周部１１の直径は、直径Ｌ３である。直径Ｌ３は、第１変形部１１１ａに対応する谷部の頂点から第２変形部１１１ｂに対応する谷部の頂点までの長さである。また、フランジ部１５側の内周部１１の直径は、直径Ｌ４である。直径Ｌ４は、一方の内周部１１に対応する谷部の頂点から他方の内周部１１に対応する谷部の頂点までの長さである。直径Ｌ３は、直径Ｌ４に比べて短い。直径Ｌ３は、第１変形部１１１ａと第２変形部１１１ｂとが内周部１１の内側に向かって変形しているため、直径Ｌ４と比較して短い。

図４に示す、軸部２２の雄ネジの直径は、直径Ｌ５である。直径Ｌ５は、雄ネジの一方の山部の頂点から他方の山部の頂点までの長さである。直径Ｌ５は、図３に示す直径Ｌ４と比較して短い。このため、軸部２２は、フランジ部１５側から孔部１４に挿入できる。また、直径Ｌ５は、図３に示す直径ｌ３と比較して長い。このため、軸部２２が孔部１４の直径Ｌ３の箇所に位置すると、軸部２２の回転が規制される。

次に、図５を参照して、ナット１０の内周部１１の内縁の形状について詳説する。図５ａは、ナット１０を、凹み部１３１側から見た図である。図５ｂは、ナット１０を、フランジ部１５側から見た図である。ナット１０の内周部１１の内縁の形状は、変形部１１１側とフランジ部１５側とで異なる。

図５ａに示すように、凹み部１３１側の内縁の形状は、略８角形状である。凹み部１３１側は、ナット１０の「一方の端部」の例に相当する。凹み部１３１側の内縁は、「第１内縁部」の例に相当する。凹み部１３１側の内縁は、４つの曲率半径ｒ１となる円弧と、４つの曲率半径ｒ２となる円弧とを含む。凹み部１３１側の内縁は、曲率半径ｒ１となる円弧と曲率半径ｒ２となる円弧とが交互に連なる。図５ｂに示すように、フランジ部１５側の内縁は、円である。フランジ部１５側は、ナット１０の「他方の端部」の例に相当する。フランジ部１５側の内縁の形状は、「第２内縁部」の例に相当する。第１内縁部は、略８角形状となるため、ボルト２０の軸部２２の形状と異なり、軸部２２の挿入部分でないことがわかる。第１内縁部と第２内縁部との形状が異なるので、ボルト２０の軸部２２の挿入部分を理解しやすい。

また、図１、図３及び図４に示す、ナット１０の変形部１１１は、ナット製造装置によって形成される。ナット製造装置は、固定機構と、変形部形成機構とを備える。固定機構は、ナット１０が移動しないように、固定機構にナット１０を固定する。固定機構がナット１０を固定する動作は、「固定ステップ」の例に相当する。変形部形成機構は、固定されたナット１０の内周部１１に変形部１１１を形成する。変形部形成機構がナット１０に変形部１１１を形成する動作は、「変形部形成ステップ」の例に相当する。変形部形成機構は、ナット１０の第１距離部Ｌ１に対応する位置に変形部１１１を形成する。なお、変形部形成機構は、内周部１１の内側に向かって変形部１１１が変形するように変形部１１１を形成する。

以上、図面（図１〜図５）を参照しながら本発明の実施形態を説明した。但し、本発明は、上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能である。また、上記の各実施形態に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることによって、種々の発明の形成が可能である。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。図面は、理解しやすくするために、それぞれの構成要素を主体に模式的に示しており、図示された各構成要素の厚み、長さ、個数、間隔等は、図面作成の都合上から実際とは異なる。また、上記の実施形態で示す各構成要素の速度、材質、形状、寸法等は一例であって、特に限定されるものではなく、本発明の構成から実質的に逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

本発明は、ナット、ナット製造装置及びナット製造方法の分野に利用可能である。

１０ ナット
１１ 内周部
１２ 外周部
１３ 中間部
２０ ボルト
２１ 頭部
２２ 軸部
１１１ 変形部
Ｌ１ 第１距離部
Ｌ２ 第２距離部
ｒ１ 曲率半径
ｒ２ 曲率半径
ｒ３ 曲率半径

Claims (11)

1. ボルトに螺合されるナットであって、
   内周部と、
   外周部と、
   前記内周部と前記外周部との間に位置する中間部と
   を備え、
   前記内周部は、前記内周部の内側に向かって変形した変形部を有し、
   前記中間部は、前記内周部と前記外周部との間の距離が第１距離となる第１距離部と、前記第１距離部より短い第２距離部とを有し、
   前記変形部は、前記第１距離部に対応する位置に配置され、
   前記内周部は、前記ボルトが有する曲率半径より大きい曲率半径を有し、
   前記変形部は、前記内周部が有する曲率半径と異なる曲率半径を有する、ナット。
2. ２つの前記第１距離部は、互いに対向して配置され、
   前記変形部は、前記第１距離部の各々に対応する位置に配置される、請求項１に記載のナット。
3. ２つの前記第２距離部は、互いに対向して配置され、
   前記変形部は、対向して配置される前記第２距離部の各々に対応する位置に配置される、請求項１又は請求項２に記載のナット。
4. 前記中間部は、面取り部であり、第１凹み部と第２凹み部とを有し、
   前記第１凹み部は、前記中間部の前記第１距離部に位置し、
   前記第２凹み部は、前記中間部の前記第２距離部に位置する、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のナット。
5. 前記変形部は、前記内周部の内側に向かって塑性変形する、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のナット。
6. 前記ボルトは、頭部と軸部とを有し、
   前記変形部は、第１変形部と第２変形部とを含み、
   前記第１変形部から前記第２変形部までの距離は、前記軸部の直径よりも短い、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のナット。
7. 前記ナットの一方の端部には、前記内周部の第１内縁部が位置し、
   前記ナットの他方の端部には、前記内周部の第２内縁部が位置し、
   前記第１内縁部の形状と前記第２内縁部の形状はそれぞれ異なり、
   前記第１内縁部の形状は、略８角形となる、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のナット。
8. ボルトに螺合されるナットであって、
   内周部と、
   外周部と、
   前記内周部と前記外周部との間に位置する中間部と
   を備え、
   前記内周部は、前記内周部の内側に向かって変形した変形部を有し、
   前記中間部は、前記内周部と前記外周部との間の距離が第１距離となる第１距離部と、前記第１距離部より短い第２距離部とを有し、
   ２つの前記第１距離部は、互いに対向して配置され、
   前記変形部は、前記第１距離部の各々に対応する位置に配置され、
   前記ボルトは、頭部と軸部とを有し、
   前記変形部は、第１変形部と第２変形部とを含み、
   前記第１変形部から前記第２変形部までの距離は、前記軸部の直径よりも短い、ナット。
9. ボルトに螺合されるナットであって、
   内周部と、
   外周部と、
   前記内周部と前記外周部との間に位置する中間部と
   を備え、
   前記内周部は、前記内周部の内側に向かって変形した変形部を有し、
   前記中間部は、前記内周部と前記外周部との間の距離が第１距離となる第１距離部と、前記第１距離部より短い第２距離部とを有し、
   前記変形部は、前記第１距離部に対応する位置に配置され、
   前記ナットの一方の端部には、前記内周部の第１内縁部が位置し、
   前記ナットの他方の端部には、前記内周部の第２内縁部が位置し、
   前記第１内縁部の形状と前記第２内縁部の形状はそれぞれ異なり、
   前記第１内縁部の形状は、略８角形となる、ナット。
10. 内周部と外周部とを備えるナットは、前記内周部と前記外周部との間の距離が第１距離となる第１距離部と、前記内周部と前記外周部との間の距離が前記第１距離より短い第２距離部とを備え、
    前記ナットを固定する固定機構と、
    前記固定機構に固定された前記ナットの前記内周部に変形部を形成する変形部形成機構と
    を備え、
    前記変形部は、前記ナットの前記第１距離部に対応する位置で、前記内周部の内側に向かって変形し、
    前記内周部は、ボルトが有する曲率半径より大きい曲率半径を有し、
    前記変形部は、前記内周部が有する曲率半径と異なる曲率半径を有する、ナット製造装置。
11. ナット製造装置が実行するナット製造方法であって、
    内周部と外周部とを備えるナットは、前記内周部と前記外周部との間の距離が第１距離となる第１距離部と、前記内周部と前記外周部との間の距離が第１距離より短い第２距離部とを備え、
    前記ナット製造装置は、
    固定機構が前記ナットを固定する固定ステップと、
    変形部形成機構が前記固定機構に固定された前記ナットの前記内周部に変形部を形成する変形部形成ステップと
    を備え、
    前記変形部は、前記ナットの前記第１距離部に対応する位置で、前記内周部の内側に向かって変形し、
    前記内周部は、ボルトが有する曲率半径より大きい曲率半径を有し、
    前記変形部は、前記内周部が有する曲率半径と異なる曲率半径を有する、ナット製造方法。

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