JP7403170B2 - 緩み止めナットとその締付方法 - Google Patents

Description

本発明は、ボルトに締め付けた後の緩みを簡単な構成で防ぐことができる緩み止めダブルナット（以下、緩み止めナットとも言う。）とその締付方法に関する。

ボルトとこれに螺合するナットによって被締結部材を締結する場合、ナットがスムーズに回るようにボルトとナットのネジ山の間には微小な遊び（クリアランス）が設けられている。そして、ナットを大きなトルクで締め付けても、被締結部材とボルトの頭、ナットと被締結部材との間に作用する摩擦力は限られている。このため、特に建設機械や工作機械、車両などのように振動の大きな機械においては、ボルトに締め付けたナットが振動によって緩むという問題が発生する。このような問題を解決する手段の１つとして、緩み止めダブルナットが多く使用されている。

上記緩み止めナットは、２つのナットをボルトに締め付けて両ナット間に発生する摩擦力によってこれらのナットの緩みを防ぐためのものであって、これに関しては今までに種々の提案がなされている。

例えば、特許文献１には、テーパ面同士で接合する厚さの薄い一方のナットと厚さの厚いナットを一体にボルトに締め付けた後、厚さの薄いナットを半回転以内でさらに締め付けるようにした緩み止めナット（組み合わせナット）が提案されている。

また、特許文献２には、ボルトに螺合する右雌ネジとピッチの小さい左雄ネジが形成された凸形の第１ナットと、内周の上部と下部に右雌ネジと左雌ネジが形成された凹形の第２ナットとで構成され、第１ナットのフランジ部の内面と第２ナットの下端面にそれぞれ右ネジ方向の螺旋状の傾斜面を形成した緩み止めナットが提案されている。

さらに、特許文献３には、第１ナット部と第２ナット部との間に、一定のテーパ角を有する切り込みが形成され、この切込みによって連設部が形成された緩み止めナットが提案されている。この緩み止めナットによれば、第１ナット部に対して第２ナット部を強制的に示す方向に回転させたときに連設部が剪断され、第１ナット部と第２ナット部の切り込み対向面が圧接されるとともに、第１ナット部と第２ナット部がボルトに対して該ボルトの軸心側に圧接されるため、これらの第１ナット部と第２ナット部の緩みが防がれる。

特開昭５３－１１０７６５号公報 特公昭６２－０４９４８９号公報 特許第３５７４６９８号公報

しかしながら、特許文献１に提案された緩み止めナットにおいては、厚さの薄い上ナットを半回転以内で締付けるには、ボルトのネジ山の変形、又は上ナットの変形が必要になり、非現実的であるという問題がある。また図１７（ｂ）に示すように、ボルト軸方向に力を加えてもボルト軸心に向いた方向の力は釣合うので、さらに半回転加えてもボルト軸方向の押付け力が発生しボルトとナットのネジ山の接触用の摩擦力は大きくなるが、ボルト軸心側に圧接する効果（かしめ力）は小さい。

また、特許文献２において提案された緩み止めナットは、互いに螺合又は篏合する凸部と凹部が形成されているために、各ナットの構造が複雑であり、製造コストが高くなるという問題がある。また特許文献２のものも、緩み止めのためにボルト軸方向に締付けられるが、特許文献１の場合と同様に、ボルト軸心側に圧接する効果は小さい。

さらに、特許文献３において提案された緩み止めナットにおいては、連接部を介して一体化された第１ナット部と第２ナット部をボルトに締め付けることによって連接部が剪断された後、第２ナット部（上ナット）を第１ナット部（下ナット）に対して所定角度だけ回転させることによって、第１ナット部と第２ナット部がボルトの軸心方向に圧接されるが、特許文献１の場合と同様にボルト軸心側に圧接する効果は小さく、両ナット部の緩みを常に確実に防ぐことができないという問題がある。

本発明は、従来の緩み止めナットの上記のような問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、テーパ面で上ナットと下ナットが全面接触した状態で上ナットと下ナットを一体にボルトに締付けてから、上ナットを逆方向（緩め方向）に半回転（１８０°）させて正確に位置決めすることによって、両ナットの緩みを確実に防ぐと共に、構造が単純で製造コストを低く抑えることができる緩み止めナットとその締付方法を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明に係る緩み止めナットは、ボルトに螺合する上ナットと下ナット２つのナットで構成され、これら２つのナットの接合面を前記ボルトの軸心に直交する面に対して所定角度だけ傾斜したテーパ面とした緩み止めナットであって、前記上ナットと下ナットが、一方の前記テーパ面の外周近傍の１箇所に突設された係合突起と、他方の前記テーパ面の外周近傍の径方向で対向する２箇所に形成された係合凹部と、前記係合突起と係合凹部によって形成される、前記係合突起に係合した係合凹部を前記上ナットの緩め側に半回転することを許容して規制するガイド部と、を備えることを特徴とする。

また、本発明に係る緩み止めナットの締付方法は、前記上ナットと下ナットを、前記係合突起が一方の前記係合凹部に係合し、且つ互いのテーパ面同士が平行に接合した状態でボルトに一体として締め付けた後、前記上ナットを緩め方向に半回転させて前記係合突起を他方の前記係合凹部に係合させ、締め付けた後の上ナットを、下ナットに対し緩め方向に半回転させた位置に位置決めすることを特徴とする。

本発明によれば、上ナットと下ナットを、下ナットの係合突起が上ナットの一方の係合凹部に係合し、且つ、互いのテーパ面同士が平行に接合した状態でボルトに一体として締め付けた後、上ナットを緩み方向に半回転させる場合、係合突起を他方の係合凹部に係合させて上ナットを下ナットに対して周方向に正確に位置決めするようにしたため、両ナットのテーパ面の凸部同士が重なって互いに押圧し、押圧部に常に高い押付け力（テーパ面に垂直な力）が作用する。そして、この押付け力の水平分力が両ナットを軸中心方向に押圧するため、両ナットの雌ねじとボルトの雄ネジとの間の遊びが無くなり、この結果、両ナットの緩みが確実に防がれる。

また、本発明に係る緩み止めナットを構成する２つのナットは、１つのナット部材を高さ方向中間部で斜めに切断することにより、同角度のテーパ面を有する上ナットと下ナットが同時に簡単に製造できるため、製造コストを低く抑えることができる。

本発明の実施の形態１に係る緩み止めナットがボルトに螺合している状態を示す正面図。 本発明の実施の形態１に係る緩み止めナットの正面図。 図２の矢視Ａ－Ａ方向の図（上ナットの底面図）。 図２の矢視Ｂ－Ｂ方向の図（下ナットの平面図）。 （ａ）～（ｃ）は本発明の実施の形態１に係る緩み止めナットの締付方法をその工程順に示す破断正面図。 （ａ）は図５（ａ）のＤ－Ｄ線断面図、（ｂ）は図５（ｂ）のＥ－Ｅ線断面図、（ｃ）は図５（ｃ）のＦ－Ｆ線断面図。 （ａ）は、本発明の実施の形態１に係る緩み止めナットにおいて、両ナットのテーパ面の間に１／２ピッチの隙間を付与したナットを締め付けた後に上ナットを半回転させたときの両ナットのテーパ面の状態を説明する模式図、（ｂ）は、図７（ａ）と同じ緩み止めナットにおいて、両ナットのテーパ面の間に１／２ピッチの隙間を付与していないナットでは、締め付けた後に上ナットを半回転させようとしても、上ナットが半回転できないテーパ面の状態を説明する模式図。 本発明の実施の形態１に係る緩み止めナットの別形態を示す正面図。 本発明の実施の形態２に係る緩み止めナットをボルトによって２枚の板材を締結している状態を示す破断正面図。 本発明の実施の形態２に係る緩み止めナットの正面図。 図１０の矢視Ｇ－Ｇ方向の図（上ナットの底面図）。 図１０の矢視Ｈ－Ｈ方向の図（下ナットの平面図）。 本発明の実施の形態３に係る緩み止めナットの正面図。 図１３の緩み止めナットの平面図。 図１３の緩み止めナットを機能させている状態の正面図。 緩み止めナットの上ナットにおける各部の寸法と、逆方向に半回転したときこの上ナットに下ナットから作用する力を説明するための模式的正面図。 （ａ）（ｂ） 図１６の上ナットとボルトの図１７（ａ）に示す螺合面（接触面）の１つのネジ山に作用する力を図１７（ｂ）により説明するための模式的拡大図。 実施の形態３の上ナットと同じ形態の上ナットの半回転時の変形を説明するための模式的正面図。

以下に本発明の実施の形態１～３を、添付図面に基づいて順に説明する。

＜実施の形態１＞
図１は本発明の実施の形態１に係る緩み止めナットがボルトに螺合している状態を示す側正面図、図２は本発明の実施の形態１に係る緩み止めナットの正面図、図３は図２の矢視Ａ－Ａ方向の図（上ナットの底面図）、図４は図２の矢視Ｂ－Ｂ方向の図（下ナットの平面図）である。

本実施の形態１に係る緩み止めナット１は、図１に示すように、ボルト１０に螺合する２つのナット２，３によって構成されている。以下、図１の上側のナット２を「上ナット２」、下側のナット３を「下ナット３」と称する。

上ナット２と下ナット３は、図３及び図４に示すように、六角ナットであって、その軸中心部には、ボルト１０の外周に刻設された雄ネジ１０ａのピッチＰ（図１参照）と同じピッチＰの雌ネジ２ａ，３ａがそれぞれ形成されている。

また、図１及び図２に示すように、上ナット２と下ナット３の接合面、つまり、上ナット２の底面と下ナット３の上面は、ボルトの軸心ＣＬに直交する面（図１及び図２において水平面）に対して所定角度θだけ傾斜したテーパ面２Ａ，３Ａに形成されている。ここで、図２に示すように、上ナット２と下ナット３の各テーパ面２Ａ，３Ａにおいて、厚さが厚い側の部分を凸部２Ａ１，３Ａ１、厚さが薄い側の部分を凹部２Ａ２，３Ａ２と称することにする。

ところで、図２～図４に示すように、上ナット２と下ナット３の各テーパ面２Ａ，３Ａの長さの水平成分をＬとすると、各テーパ面２Ａ，３Ａの傾斜角度θは、後述の理由によって次式（１）にて表される値に設定されている。
θ≧ｔａｎ－１（Ｐ／２Ｌ） …（１）

そして、本実施の形態１では、図２及び図４に示すように、下ナット３のテーパ面３Ａの凸部３Ａ１の周方向１箇所には、係合突起としての短柱状の位置決めピン４が垂直に立設されている。ここで、位置決めピン４の高さｈ（図２参照）は、ボルト１０の雄ネジ１０ａのピッチＰ（図１参照）の１／２（０．５Ｐ）と略同じ高さに設定されている。すなわち、位置決めピン４の高さｈは、ボルト１０の雄ネジ１０ａのピッチＰに対し 、次式（２）にて表される関係を持たせている。
ｈ≒Ｐ／２ …（２）

また、図３に示すように、上ナット２のテーパ面２Ａの直径上において対向する同一円周上の２箇所（周方向に角度１８０°隔てた２箇所、つまり、テーパ面２Ａの凸部２Ａ１と凹部２Ａ２）には、下ナット３に立設された円柱状の位置決め用のピン４が選択的に係合する係合凹部の一例として円穴状の２つの係合穴５１，５２がそれぞれ形成されており、これら２つの係合穴５１，５２は、テーパ面２Ａに形成されたガイドとして機能する半円状の溝を含むガイド６の両端に位置する。ここで、ガイド６が溝の場合、その溝は上ナット２の軸心を中心とする半円状に形成されており、その幅ｗは、係合穴５１，５２の内径φｄに略等しい値（ｗ＝φｄ）、深さｓはピン４の高さｈと略等しい値（ｓ＝ｈ）に設定する。なお、係合穴５１，５２の内径φｄは、位置決めピンの外径φＤよりも僅かに大きく設定されている（φｄ＞φＤ）。

以上に説明した位置決めピン４と、この位置決めピン４が選択的に係合する２つの係合穴５１，５２と、２つの係合穴５１，５２の間で位置決めピン４を摺動案内するガイド６は、上ナット２を下ナット３に対して緩め方向に半回転して正確に位置決めするための位置決め構造の一例を構成する。なお、図２、図３においてガイド６は溝で示されているが、上ナット２が緩め方向に半回転され始めるとき上ナット２のテーパ面２Ａが位置決めピン４を乗り越えるため底をテーパ状に浅く形成した溝もある。

次に、以上のように構成された実施の形態１の緩み止めナット１の締付方法を図５、図６に基づいて以下に説明する。
図５（ａ）～（ｃ）は本実施の形態１に係る緩み止めナットとボルトを用いて２枚の板材を締結する方法をその工程順に示す破断正面図、図６（ａ）～（ｃ）は図５（ａ）～（ｃ）のＤ－Ｄ線、Ｅ－Ｅ線、Ｆ－Ｆ線断面図、図７（ａ）は上ナット２と下ナット３を一体に締め付けた後に上ナット２を緩み方向に半回転させたときの各テーパ面の状態を模式的に示す図である。

図５に示すように、本実施の形態１に係る緩み止めナット１とボルト１０を用いて２枚の板材１１，１２を締結する場合、図５（ａ）に示すように、上下に重ねられた２枚の板材１１，１２にそれぞれ形成された円孔状のボルト孔１１ａ，１２ａにボルト１０を下方から通し、該ボルト１０の頭部１０Ａを下側の板材１２の底面に突き当てる。そして、ボルト１０のネジ部１０Ｂの上側の板材１１から上方へと突出する部分に、テーパ面２Ａと３Ａを面当接させて上ナット２と下ナット３を一体化したように見える緩み止めナット１を、ソケットレンチを用いて螺合させる。具体的には、緩み止めナット１の上ナット２と下ナットの各テーパ面２Ａ，３Ａ同士を互いに接合させるとともに、下ナット３に立設された位置決めピン４を図６（ａ）に示すように上ナット２のテーパ面２Ａに形成された一方の係合穴５に係合させた状態で、両ナット２，３を不図示のソケットレンチなどの工具を用いて締め方向（図５（ａ）の矢印方向、締込みとは逆方向）に一体的に回転させる。
そうすると、上ナット２と下ナット３は、一体となってボルト１０のネジ部１０Ｂに沿って下方へ進み、図５（ｂ）に示すように、下ナット３の下面が上側の板材１１の上面に当接する。この状態から所定のトルクで両ナット２，３をボルト１０に締め付ける。

この後、上ナット２を緩み方向（図５（ｂ）に示す矢印方向）に半回転（１８０°回転）させる。この上ナット２の緩み方向への半回転は、図６（ｂ）に示すように、下ナット３のテーパ面３Ａに立設された位置決め用ピン４が、上ナット２のテーパ面２Ａに形成された半円状の溝状のガイド６を摺動案内する。すなわち、この上ナット２の緩み方向への半回転過程においては、位置決めピン４に案内されて図６（ｃ）に示すように上ナット２のテーパ面２Ａに形成されたガイド６が、図６（ａ）の位置から半回転移動することになる。

上ナット２が緩み方向に半回転すると、図６（ｃ）に示すように、下ナット３に立設された位置決めピン４に上ナット２のテーパ面２Ａに形成された他方の係合穴５２が係合し、上ナット２の緩み方向へのそれ以上の回転が阻止され、該上ナット２が下ナット３に対して周方向に正確に位置決めされる。また、上ナット２が緩み方向に半回転すると、該上ナット２のテーパ面２Ａの凹部２Ａ２が下ナット３のテーパ面３Ａの凸部３Ａ１から離れる方向（上方）にボルト１０の雄ネジ１０ａのピッチＰの１／２（＝Ｐ／２）だけ移動する。そうすると図５（ｃ）に示すように、上ナット２のテーパ面２Ａの凸部２Ａ１が下ナット３のテーパ面３Ａの凸部３Ａ１に重なり、両ナット２，３のテーパ面２Ａ，３Ａの凹部２Ａ２，３Ａ２同士の間に所定の隙間δが形成される。

次に上記で説明した上ナット２の緩め方向に半回転することによる緩み止め効果を得るためのテーパ面２Ａ，３Ａの傾斜角度θについて図７（ａ）により説明する。
上下ナット２，３を所定トルクで締付けた後、上ナット２を緩み方向に半回転すると、半回転前の上ナット２のテーパ面２Ａの凸部２Ａ１の点ａは、Ｐ／２だけ上動するとともに半回転して図７の点ａ’に移動し、上ナット２のテーパ面２Ａの凹部２Ａ２の点ｂは、図７の点ｂ’に移動し、点ｂと点ｂ’間に隙間δが形成される。
したがって、上ナット２が緩み方向に半回転し、図７（ａ）に示すように、上ナット２のテーパ面２Ａの凸部２Ａ１の点ａが点ａ’に移動し、上ナット２のテーパ面２Ａの点ａと下ナット３のテーパ面３Ａの凸部３Ａ１の点ｂとが当接（点接触）した状態においては、上ナット２と下ナット３の各テーパ面２Ａ，３Ａの傾斜角度θは、次式（３）にて表される。
θ＝ｔａｎ－１（Ｐ／２Ｌ） …（３）

しかし、実際には、上ナット２と下ナット３を一体に所望トルクで締付けてから上ナット２を緩め方向に半回転させようとしても、上ナット２のテーパ面２Ａの凸部２Ａ１の点ａは、下ナット３のテーパ面３Ａの凸部３Ａ１のｂ点に到達できない。その理由は、次の通りである。即ち、図７（ｂ）に実線で示すように、両ナット２，３のテーパ面２Ａ，３Ａが接合しているとき、上ナット２の点ａは上ナット２のネジ２ａの内径縁ｘより下方に位置している。このため、締付けた後の上ナット２を、緩め側に半回転させて２点鎖線で示す２‘の向きになるようにネジの内径縁ｘの部位を半ピッチ分上昇させようとしても、点ａは半回転する手前で下ナット３の凸部３Ａ１のｂ点の手前側に当ってしまい、上ナット２はそれ以上回転させることができない。
上ナット２の半回転でａ点がｂ点に到達するためには、上ナット２のテーパ面２Ａが変形するか、又は上下ナット２，３を締付けたとき、両ナット２，３のテーパ面２Ａと３Ａの間にネジピッチ１／２分の隙間を保持させておく必要がある。従って、図７（ａ）は、予め上ナット２と下ナット３のテーパ面２Ａ，３Ａの間に、ネジピッチ１／２分の隙間を付与している場合の例である。
なお、図７（ａ）において、上ナット２を緩め方向に半回転させたとき、点ａと点ｂの部分を面接触させるには、上記（３）式のθを大きくするか、又は半回転開始前に上ナット２と下ナット３のテーパ面の隙間をネジピッチの１／２以下することが考えられる。

上記（３）式は、上ナット２と下ナット３の各テーパ面２Ａ，３Ａの凸部２Ａ１，３Ａ１同士が点接触する場合の各テーパ面２Ａ，３Ａの傾斜角度θを示すが、この傾斜角度θが（３）式で表される値よりも大きい場合、つまり、
θ＞ｔａｎ^－１（Ｐ／２Ｌ） …（４）
で示される値に設定された場合には、上ナット２と下ナット３の各テーパ面２Ａ，３Ａの凸部２Ａ１，３Ａ１同士は面接触する。このように上ナット２と下ナット３の各テーパ面の凸部２Ａ１，３Ａ１同士が面接触する場合には、上ナット２の厚さを図８に示すように下ナット３の厚さよりも薄くするか、或いは上ナット２の材質を下ナット３の材質よりも硬度が小さいもので構成することにより、半回転した上ナット２が下ナット３に対して弾性変形し易くなるため、上ナット２と下ナット３の各テーパ面２Ａ，３Ａの凸部２Ａ１，３Ａ１同士の確実な面接触を実現できる。

以上のように、本実施の形態１に係る緩み止めナット１においては、上ナット２と下ナット３を、下ナット３に立設された位置決めピン４が上ナット２のテーパ面２Ａに形成された一方の係合穴５１に係合し、且つ、両ナット２，３の各テーパ面２Ａ，３Ａ同士が接合した状態でボルト１０に一体として締め付けた後、上ナット２を緩み方向に半回転させて位置決めピン４が他方の係合穴５２に係合させることにより、上ナット２を下ナット３に対して周方向で正確に位置決めすることができる。これによって、両ナット２，３のテーパ面２Ａ，３Ａの凸部２Ａ１，３Ａ１同士が重なって互いに押圧する押圧部に常に高い押付け力（テーパ面２Ａ，３Ａに垂直な力）が作用する。

ここで、上ナット２と下ナット３の各テーパ面２Ａ，３Ａの凸部２Ａ１，３Ａ１同士が当接したときの当接部に作用する押付け力について、図１６、図１７を参照して説明する。

図１６は、上ナット２による緩み止め作用の説明の便宜のため、ボルト１０に螺合した上ナット２のテーパ面２Ａの凸部２Ａ１が下ナット３のテーパ面３Ａ１から押付け力Ｐを承けている状態を、通常ナットの形で模式的に示したものである。
図１６において、Ｌ：上ナット２の厚み、Ｄ：上ナット２の外径、ｄ：上ナット２の内径、Ｐ：上ナット２に作用する下ナット３（図示せず）の上向きの押付け力（上ナット２のテーパ面２Ａと下ナット３のテーパ面３Ａとの接触により発生）、Ｒ：ボルト１０から上ナット２が受ける反力（前記上ナット２に作用する押付け力Ｐにより発生）とする。

いま、図１６に点線で示すように下ナットのテーパ面の上向き押付け力Ｐで傾いた上ナット２の雌ネジ２ａと、ボルト１０の雄ネジ１０ａとの接触点Ａ周りのモーメントは、Ｐ×１／２（Ｄ＋ｄ）＝ＲＬ、であるから、反力Ｒは、Ｒ＝Ｐ×（Ｄ＋ｄ）×１／２Ｌ、で表される。
上記式より、反力Ｒを大きくするには、（イ）Ｐを大きくする、（ロ）Ｄ（ｄ）を大きくする、（ハ）Ｌを小さくする、ことが考えられる。また上記反力Ｒの式では表されていないが上ナット２を変形させて直接反力Ｒを大きくすることも考えられる。

一方、上ナット２の外径Ｄを大きくすることの代替案として、上ナット２自体の外径は大きくせず当該ナット２に変形可能な鰐（フランジ）を付けることが有効と考えられる。また上ナットの変形のためには上ナットの厚みＬを小さくすることも有効と考えられる。

次に、図１７（ａ）（ｂ）により、上ナットと下ナットの接触面をテーパ面にして緩み止めを図った特許文献１～３などの従来の緩み止めナットが十分な緩み止め効果を得られなかった理由について検討する。
図１７（ａ）（ｂ）は、従来の緩み止めナットの上ナット２とボルト１０のネジの接触点における上向きの押付け力Ｐの作用を、１つの雄ネジと雌ネジの接触面において考察した模式図である。図１７（ｂ）は、図１７（ａ）のボルト１０とナット２のネジ山一つの模式的拡大図である。

図１７（ｂ）において、上記の押付け力Ｐ＝Σｐとすると、ネジ山に平行な力ｐｈはボルト１０とナット２の左右のネジ山１０ａ，２ａにおいて殆んど釣合う。従って鉛直方向に押付け力Ｐが作用しても前記ネジ山に平行な力ｐｈが左右のネジ山の接触面で釣合うと、ネジ山の接触面の相対位置に変化が生じないため、大きな「かしめ力」が得られず、強くかしめることができない。図１７（ｂ）のｐは１つのネジ山に作用する押付け力、ｐｎは１つのネジ山の接触面に直交方向に作用する分力である。

上述した本実施の形態１に係る緩み止めナット１を構成する上ナット２と下ナット３は、１つのナットを高さ方向中間部で斜め（テーパ面２Ａ，３Ａの角度）に切断すれば容易に製造できるため、本発明緩み止めナット１は、その構造を単純化でき、また製造コストも低く抑えられるという効果が得られる。

＜実施の形態２＞
次に、本発明の実施の形態２を図９～図１２に基づいて以下に説明する。

図９は本実施の形態２に係る緩み止めナットをボルトによって２枚の板材を締結している状態を示す破断正面図、図１０は本実施の形態２に係る緩み止めナットの正面図、図１１は図１０のＧ－Ｇ線矢視図（上ナットの底面図）、図１２は図１０のＨ－Ｈ線矢視図（下ナットの平面図）であり、これらの図においては、図１～図８において示したものと同一要素には同一符号を付しており、以下、それらについての再度の説明は省略する。

本実施の形態２に係る緩み止めナット１Ａは、フランジ（鍔）２Ｆ，３Ｆ付きの上ナット２と下ナット３によって構成されている。そして、上ナット２の下端面に一体に形成された円形のフランジ２Ｆの下面は、ボルト１０の垂直な軸心ＣＬに直交する平面（水平面）に対して図示の角度θだけ傾斜した平坦なテーパ面２Ａを構成し、下ナット３の上端に一体に形成された円形のフランジ３Ｆの上面は、ボルト１０の垂直な軸心ＣＬに直交する平面（水平面）に対して図示の角度θだけ傾斜した平坦なテーパ面３Ａを構成している。ここで、上ナット２と下ナット３の各テーパ面２Ａ，３Ａの傾斜角度θは、前記（１）式にて表される値に設定されている。

そして、本実施の形態２に係る緩み止めナット１Ａにおいても、前記実施の形態１に係る緩み止めナット１と同様に、下ナット３のフランジ３Ｆの上面であるテーパ面３Ａの凸部３Ａ１側の周方向１箇所には、係合突起としての背が低い短柱状の位置決めピン４が垂直に立設されている（図１０及び図１２参照）。

また、上ナット２のフランジ２Ｆの下面であるのテーパ面２Ａの径方向に対向する同一円周上の２箇所（周方向に角度１８０°隔てた２箇所）には、図１１に示すように、下ナット３に立設された位置決めピン４に選択的に係合される係合凹部の一例である係合切欠５１，５２がそれぞれ形成されている。これら２つの係合切欠５１，５２は、テーパ面２Ａに形成された半円状の溝を含むガイド６の両端に存在している。ここで、位置決めピン４と、この位置決めピン４を選択的に係合する２つの係合切欠５１，５２と、２つの係合切欠５１，５２の間で位置決めピン４を摺動ささせて案内するガイド６とは、上ナット２を下ナット３に対して周方向に正確に位置決めするための位置決め構造を形成する。なお図９～１１において、７は上ナット２のテーパ面２Ａのガイド６の径方向内側に形成した座繰り部である。座繰り部７は、２つのテーパ面２Ａ，３Ａの変形を容易にするために設けるが、その深さと大きさはフランジの厚み、径、材質によって異なる。

而して、図９～図１２を参照して説明した本実施の形態２に係る緩み止めナット１Ａにおいても、先に説明した実施の形態１に係る緩み止めナット１と同様に、上ナット２と下ナット３を、下ナット３に立設された位置決めピン４が上ナット２のテーパ面２Ａに形成された一方の係合切欠５１に係合し、且つ、両ナット２，３の各テーパ面２Ａ，３Ａ同士が接合した状態でボルト１０に一体として締め付けた後、上ナット２を緩み方向に半回転させる。
ここで、上,下ナット２，３を一体としてボルト１０に締め付けるには、両ナット２，３のテーパ面２Ａ，３Ａを接合し、位置決めピン４を係合切欠５１に係合した状態で上ナット２をソケットで締め付ける。なお、上ナット２の下面の座繰り部７の外周側に断面鋸歯状のラチェット歯を形成しておき、上ナット２のソケットによる締め付け回転において両ナット２，３が一体回転することを確保し補完するようにしてもよい。

上記の上ナット２の緩め方向の半回転においては、前記位置決めピン４が他方の係合切欠５２に係合されるまで上ナット２を半回転させるが、他方の係合切欠５２が設けられている部位は、上ナット２に比べ厚さが薄いフランジ部２Ｆであるから、上ナット２を半回転して両ナット２，３のテーパ面２Ａ，３Ａの凸部２Ａ１、３ａ１が当接する際、フランジ部２Ｆが上側に微小量反る変形をして容易に半回転させることができる。従って上ナット２のテーパ面２Ａの凸部２Ａ１を下ナット３のテーパ面３Ａの凸部３Ａ１に対し容易に半回転して周方向で正確に位置決めできることになる。これにより、前記実施の形態１と同様に、上ナット２と下ナット３の各雌ねじ２ａ，３ａ（図１１及び図１２参照）とボルト１０の雄ネジ１０ａ（図９参照）との間の遊び（クリアランス）が無くなり、しかもフランジ２Ｆが変形することで両ナット２，３の緩みを確実に防ぐことができるという効果が得られる。

また、本実施の形態２に係る緩み止めナット１Ａを構成する、フランジ２Ｆ，３Ｆでテーパ面２Ａ，３Ａを形成した上ナット２と下ナット３は、構造が単純であって、比較的簡単に製造されるため、当該緩み止めナット１Ａの製造コストが低く抑えられるという効果も得られる。

なお、以上の実施の形態１，２においては、下ナット３のテーパ面３Ａに位置決めピン４を立設し、上ナット２のテーパ面２Ａに２つの係合穴（又は、係合切欠）５１、５２と溝を含むガイド６を形成したが、これとは逆に上ナット２のテーパ面２Ａに位置決めピンを突設し、下ナット３のテーパ面３Ａに２つの係合穴（又は、係合切欠）と溝を含むガイドを形成してもよい。ここで、係合穴と係合切欠とは任意に選択することができる。

＜実施の形態３＞
次に、本発明の実施の形態３を図１３～図１５に基づいて以下に説明する。

本実施形態３の緩み止めナット１Ｂは、先の実施形態２の変形例、乃至は応用例であって、先の実施の形態２に対し次のような独自の構成を備えるものであるから、以下に説明する。

まず、下ナット３は、テーパ面３Ａが下ナット自体の上面でテーパ面３Ａが形成されておりフランジ３Ｆを備えないから、実施の形態１の下ナット３と同じである。次に、上ナット２は、下ナット３の外径より小さく、一例として下ナット３の１／２程度の外径のものである。この上ナット２は、下面のテーパ面２Ａが、下ナット３の外径・外形と同じ外径・外形の平面視六角形のフランジ２１Ｆに形成されている。また上ナット２のテーパ面２Ａには、実施の形態2と同じ趣旨で座繰り部７が設けられている。

下ナット３は外周上の１箇所に位置決めピン４を備える一方、上ナット２のテーパ面２Ａをなすフランジ２１Ｆの下面には、前記ピン４に対応する位置と、その位置からフランジ直径上で１８０度離れた位置との２箇所に、前記ピン４を嵌合する係止切欠５１，５２（又は切欠き）が設けられている。なお係止切欠は係止穴としてもよい。

本実施の形態３の緩み止めナット１Ｂでは，上ナット２と下ナット３のテーパ面２Ａ、３Ａを平行にし、位置決めピン４を第１の係合切欠５１に嵌合させた状態で接合し、２つのナット２，３を一体としてソケットレンチにセットし、ボルト１０に螺合させる。この点は、先に述べた実施の形態１の緩み止めナット１の場合と同じである。

上ナット２と下ナット３が一体となって所定トルクでボルト１０に締結されたら上ナット２を緩め側に半回転させて、位置決めピン４を上ナット２のフランジ２１Ｆの第２の係合切欠５２に嵌合させて位置決めする。そうすると、上ナット２の外側のフランジ２１Ｆに位置する第２の係合切欠５２を設けた部分が、下ナット３のテーパ面３Ａの凸部３Ａ１によって上向きに反る力を受けて変形し、上ナット２の雌ネジとボルト１０の雄ネジの間の遊びを無くす。これにより上ナット２と下ナット３は、ボルト１０から緩むことが阻止される。

上記の実施の形態３の上ナット２は、実施の形態１の説明（段落００３３、００３４）で検討した上ナット２の外径Ｄを大きくすること、及び上ナット２を変形させることを目的として、上ナット２を正面から見て図１８に模式的に例示したように、ナット自体の肉厚と上下方向の厚さを薄く形成すると共に、下ナット３と同径の六角形のワッシャ部（フランジ）２Ｆを設けた形態にしたものである。
このように形成した上ナット２と下ナット３とをソケットレンチで一緒にボルト１０に締結した後、上ナット２をボルト１０の軸に添って締付けとは反対方向に１８０度回転させると、図１３～図１５のワッシャ部２１Ｆ（図１８のワッシャ部２Ｆ）が変形されるから、ボルト１０と上ナット２のネジ山のボルト１０のネジ山との接触面積が大きくなり、先に図１７（ｂ）で説明した左右のネジ山に平行な力ｐｈも不均等になって大きな「かしめ力」が得られる。なお、上ナット２の易変形性のためにより柔らかい材質でこの上ナット２を形成することも有効である。図１３～１５、図１８の上ナット２では、上ナット２の上下方向の厚みを薄くしてもワッシャ部２１Ｆ、２Ｆを設けているから、実質上、上ナット２の外径Ｄを大きくしたことにもなって、反力Ｒも大きくなる。

以上に述べた実施の形態１～３では、通常の六角ナットであるの２つ上ナット２と下ナット３から成る緩み止めナット１と、２つのフランジ付ナットである上ナット２と下ナット３から成る緩み止めナット１Ａ、フランジ付ナットの上ナット２と上ナット２のフランジと同型の下ナット３から成る緩み止めナット１Ｂに対して本発明を適用した形態について説明したが、本発明は、他の任意の形式の２つのナットから成る緩み止めナットに対しても同様に適用可能である。

その他、本発明は、以上説明した実施の形態に適用が限定されるものではなく、特許請求の範囲及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内で種々の変形が可能であることは勿論である。

１，１Ａ，１Ｂ 本発明緩み止めナット
２ 上ナット
２Ａ 上ナット下面のテーパ面
２Ｆ，２１Ｆ 上ナットのフランジ（フランジ部）
３ 下ナット
３Ａ 下ナット上面のテーパ面
３Ｆ 下ナットのフランジ
４ 位置決めピン（係合突起）
５１，５２ 係合穴、係合切欠（係合凹部）
６ 溝を含むガイド（ガイド部）
７ 座繰り部
１０ ボルト
ＣＬ ボルトの軸心
Ｐ ボルトのネジのピッチ
θ ナットのテーパ面の傾斜角度

Claims (9)

1. ボルトに螺合する上ナットと下ナット２つのナットで構成され、これら２つのナットの接合面を前記ボルトの軸心に直交する面に対して所定角度だけ傾斜したテーパ面とした緩み止めナットであって、
   前記上ナットと下ナットが、
   一方の前記テーパ面の外周近傍の１箇所に突設された係合突起と、
   他方の前記テーパ面の直径方向で対向する外周近傍の２箇所に形成された係合凹部と、
   前記係合突起と係合凹部によって形成される、前記係合突起に係合した係合凹部を前記上ナットの緩め側に半回転することを許容して規制するガイド部と、
   を備える緩み止めナット。
2. 前記係合突起は、短柱状の位置決め用のピンで構成され、
   前記係合凹部は、前記ピンが嵌る２つの係合穴または係合切欠で構成され、
   前記ガイド部は、２つの前記係合凹部間に形成される前記ピンを案内する半円状の溝を含むピン通路で構成されている請求項１に記載の緩み止めナット。
3. 前記上ナットと下ナットは、前記テーパ面を形成するフランジ部をそれぞれに備え、一方のフランジ部の外周近傍に前記係合突起が突設され、他方のフランジ部の外周近傍に前記２箇所の係合凹部と前記ガイド部が形成されている請求項１又は２に記載の緩み止めナット。
4. 前記上ナットは、前記下ナットより小径のナットであって下部のテーパ面に前記下ナットと略同形の六角形フランジを備え、前記下ナットは、上面が前記六角形フランジと同じ外形のテーパ面を備えており、前記下ナットのテーパ面の外周近傍には前記係合突起が突設され、前記上ナットの六角形フランジ部の外周近傍には直径上の２箇所に係合凹部と前記ガイド部が形成されている請求項１又は２に記載の緩み止めナット。
5. 前記上ナットの厚さが前記下ナットの厚さよりも薄く設定されている請求項１～４の何れかに記載の緩み止めナット。
6. 前記上ナットの硬度が前記下ナットの硬度よりも低く設定されている請求項１～５の何れかに記載の緩み止めナット。
7. 前記上ナットと下ナットのテーパ面の傾斜角は、前記ボルトのネジのピッチ角と略同角度である請求項１～６の何れかに記載の緩み止めナット。
8. 上ナットのテーパ面には、外周縁を残して座繰り部を形成した請求項１～６の何れかに記載の緩み止めナット。
9. 請求項１～８の何れかに記載の緩み止めナットの締付方法であって、
   前記上ナットと下ナットを、前記係合突起が一方の前記係合凹部に係合し、且つ互いのテーパ面同士が平行に接合した状態でボルトに一体として締め付けた後、前記上ナットを緩め方向に半回転させて前記係合突起を他方の前記係合凹部に係合させ、締め付けた後の上ナットを、下ナットに対し緩め方向に半回転させた位置に位置決めすることを特徴とする緩み止めナットの締付方法。
   
   

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