JPH06103044B2 - 緩みを防止する組み合わせナット - Google Patents

緩みを防止する組み合わせナット

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JPH06103044B2
JPH06103044B2 JP8667692A JP8667692A JPH06103044B2 JP H06103044 B2 JPH06103044 B2 JP H06103044B2 JP 8667692 A JP8667692 A JP 8667692A JP 8667692 A JP8667692 A JP 8667692A JP H06103044 B2 JPH06103044 B2 JP H06103044B2
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光太郎 吉森
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光太郎 吉森
五十嵐 敏明
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、ボルトに通して締め
付けた後でもナットに締め付け方向への力を与えておき
緩みに対して抵抗させることに依ってナットの緩みを防
止しようとするものであると同時に人為的には緩めたり
取り外す事が可能である事を目的として考案した2種類
のナットの組み合わせに関するものである。
【0002】
【従来の技術】被固定部材の穴の後方から前方に通され
たボルトやコンクリートに頭部を埋め込まれて固定され
たボルトに被固定部材を通した上からボルトにナットを
通して捩じ込んで締め付けて行く時、従来、ナットの緩
みを防止する方法としては締め付ける対象物とナットと
の間にスプリングワッシャを挟んで締め付ける方法や、
ナットとワッシャの双方の接触面にそれぞれの中心から
周辺部に向う放射状凹凸模様を持たせ締め付けた後には
その凹凸が相互に噛み合っている事を利用してナットの
緩み方向へ回転を防止すると共に、ワッシャの外周部に
設けたひだを被固定材に喰い込ませて被固定材に対する
ワッシャの動きも止める事でナットの緩みを防ぐ方法が
あった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来ナットの緩み防止
法のうち、締め付ける対象物とナットの間にスプリング
ワッシャを挟んで締め付ける方法では時間が経過して行
く間には緩みが生じる為、時にはナットの締め直しを行
ったり、スプリングワッシャを取り替えたりする必要が
あった。その緩みの発生はスプリングワッシャの持つ彈
性が材料疲労に依って徐々に減少する事に依り、ボルト
とナットの各々のネジ山の接触面で互に押し合う力が減
少しやがては振動やその他の原因で互のネジ山の接触面
に沿って互が滑り始め、その滑る方向は普通にはナット
がボルトに対して緩む方向であると云う事が原因となっ
ている。また、ナットとワッシャの接触面にそれぞれの
中心から外周辺部に向う放射の凹凸模様を設け更にワッ
シャの外周辺部に設けた被固定材への喰い込ませの為の
ひだを持つワッシャを使用する緩み防止法では、ワッシ
ャの外周部のひだが被固定材の材質が堅くて表面が平滑
な金属である等の場合にはその使用は効果的ではでは無
い等、締め付けの対象物の材質に依って緩み防止効果が
制限されると云う欠点があった。その欠点はワッシャの
外周辺部のひだを締め付け対象物に喰い込ませるにはそ
の材質が堅くてしかも平滑である場合には全く噛が立た
ず喰い込む事が出来ない為に、もし、ナットが緩みの方
向への回転を初めればワッシャとナットの接触面の凹凸
模様が噛み合っている事が却って災となって締め付けら
れる側の材料面の上をワッシャも同じ方向へ滑りながら
回転し初めると云う事にあります。この発明が解決しよ
うとする課題は締め付けたナットに於て、締め直しやス
プリングワッシャの取り替え等の手数を必要としない、
或は締め付けの対象物の材質が堅くてしかも表面が平滑
であるか否かに依らず締め付け効果が影響を受けず、そ
れでいて故意にナットを緩めたい時にはたゞ締め付け時
の逆方向に廻すだけで良い、と云うものを得るにはどの
ようにすれば良いかと云う点にある。
【0004】
【課題を解決するための手段】以上のような課題を解決
するためのものとして、この発明に係る組み合わせナッ
トは次のようなものとした。すなわち、この発明に係わ
る緩みを防止するための組み合わせナットはナット
(A)とナット(B)との2個のナットの組み合わせか
ら成っている。2個のナットの組み合わせの一方のナッ
ト(A)の上面(1)にはその中央部ネジ穴に対して同
心円状に適当な間隔で窪み(2)を並らべたものとし、
他方のナット(B)では、その締め付け面(3)に中央
部のネジ穴を囲んで同心円状に溝(4)を設けその溝
(4)と中央部のネジ穴とに依って形成される円筒
(5)の外側に沿って溝(4)の幅よりも小さい直径の
鋼線から作られたコイルバネ(6)を巻き付かせた状態
ではめ込み、コイルバネ(6)を溝(4)の中に収容し
たものとする。コイルバネ(6)ではその両端のうちで
溝(4)の底に接する方の一端はその場に作った穴等に
差し込んで固定し、他の先端(7)は固定せずに溝
(4)からナット(B)の締め付け面(3)を突き抜け
て外に突き出させた状態とさせる。そしてこの先端
(7)を含む一定の長さの先端部分はコイルバネ(6)
自体の螺旋の歩み幅より大きく且つコイルバネ(6)が
描く円周の約接線方向へ向って伸びた直線状か、溝
(4)の外側の縁の曲率半径よりも大き目の曲率とした
曲り方をさせた円弧状とする。従って、その直線状先端
部分(8)はナット(B)の締め付け面(3)を境にし
て溝(4)の内にある部分と先端(7)を含んで溝
(4)の外に突き出ている部分との2つの部分に分かれ
るが、その直線状先端部分(8)の中でその2つの部分
の境界に相当する位置は溝(4)の外側の縁に接触した
状態かまたはそれに近い状態をとっていることゝさせ
る。更に、直線状先端部分(8)は先端(7)付近に力
を加えて溝(4)の中に押し込み溝(4)の外側の縁に
設けた引っ掛け(9)の中に入れてから力を抜いて先端
(7)が引っ掛け(9)から頭をコイルバネ(6)を作
っている鋼線の直径の約2〜3倍程度の高さに外に突き
出させた状態になっている。これと同じ状態を作り出す
ためには、あとで紹介する実施例で示すようにナット
(B)に固定した押え金具(10)で直線状先端部分
(8)を押さえ付けてその先端(7)をナット(B)の
締め付け面(3)からコイルバネ(6)を作っている鋼
線の直径の約2〜3倍程度の高さに外に突き出させると
いう方法でも良いし、先端(7)をこれらと同じような
状態とさせる方法であればどのような方法でも良い。ナ
ット(A)の上面(1)に並らべた窪み(2)の形状は
上面(1)の眞上の方向から見たとき、後で紹介する実
施例で示すような半円形状や三角形状のものものであっ
ても良いしその他、四辺形状や任意の形状にする事も自
由である。また窪み(2)の大きさと深さはナット
(B)が持つコイルバネ(6)の先端(7)の一部が入
り込む大きさと深さであれば良いので制限するものでは
ないが、深さはコイルバネ(6)を作っている鋼線の直
径分程度もあれば充分である。更に記述を補足すれば、
先に記述でコイルバネ(6)の先端(7)がナット
(B)の溝(4)の外側の縁に設けた引っ掛け(9)か
らその頭をコイルバネ(6)を作っている鋼線の直径の
約2及至3倍の高さに外に突き出させた状態にするとし
たが、ナット(A)の上面(1)の窪み(2)の深さ
は、この高さよりも小さいことが必要である。また、ナ
ット(A)を、その上面(1)の眞上の方向から見たと
きの形状は最も普通な6角形やそれ以外の多角形や円形
でも良いし、中央部の穴のネジ溝の有無も自由で、ナッ
ト(A)自体の厚さも任意に決められる。更に、ナット
(A)の窪み(2)を締め付けられる材料に施こせば、
ナット(A)そのものを省くことも可能である。次にナ
ット(B)はナット(A)と共に右回転ねじ込みの締め
付けでも共に左回転ねじ込みの締め付け方式にする事も
自由である。ナット(B)の溝(4)にその一端を固定
されているコイルバネ(6)は、ナット(B)が右回転
ねじ込みの締め付け方式である時には右巻き上りのコイ
ルバネであり、ナット(B)が左回転ねじ込みの締め付
け方式である時には左巻き上がりのコイルバネを用いる
事になる。そして、コイルバネを形成する鋼線の太さ及
び巻き数は自由である。また、後で紹介する実施例で示
すように、ナット(B)の締め付け面(3)に施した溝
(4)、コイルバネ(6)、引っ掛け(9)又は押え金
具(10)や、溝(4)を省いて円筒(5)だけにする
事やその構造配置に関しては、ボルトに一体化して固定
されている頭部ナットの締め付け面にもそのまゝ応用自
由である。
【0005】
【作用】この発明に係る緩みを防止する為の組み合わせ
ナットは、以下に記載する作用に依ってその目的を達す
る。先づその使用は次のように行なう。ナット(A)の
中心の穴に対しして同心円的に複数個の窪み(2)が並
らべられている面を手前にしてナット(A)をボルトに
回転させながら通して締め付け、その限界で止める。次
にナット(B)の締め付け面(3)をナット(A)に向
けてボルトに回転させながら通し締め込んで行きその限
界で回転を止めれば操作終了である。ナット(B)の使
用時に於けるコイルバネ(6)の状況については、締め
付けに依るナット(B)のナット(A)への接近につれ
て、コイルバネ(6)の先端(7)が自動的に引っ掛け
(9)の中へ入るとか、押へ金具(10)に依って押え
られている状態になるならば、コイルバネ(6)の先端
(7)は使用に先立ってあらかじめ引っ掛け(9)の中
へ入れておいたり押え金具(10)に依って押え付けて
おく必要は無い。締め付けを解除する場合は締め付けの
時の操作の逆をすれば良い。即ち、ナット(B)の回転
を締め付け時の逆方向に回転させてボルトから取り去
り、その次はナット(A)も締め付け時と逆方向の回転
に依ってボルトから取り去る。以上の使用法に沿って、
ナットの緩みが防止される作用を次に述べる。ナット
(B)が同一のボルトに捩じ込まれながら既に捩じ込ま
れているナット(A)に近づいて行けば、ナット(B)
の締め付け面(3)から突き出しているコイルバネ
(6)の先端(7)がナット(A)の上面から受ける力
に依って圧縮されコイルバネ(6)を形成している鋼線
の直径よりも幅の広い溝(4)の中へ自動的且つ強制的
に収納されて行く。この時、コイルバネ(6)の先端
(7)はナット(A)の上面を滑りながら移動している
が、ナット(B)の締め付けの限界点ではナット(A)
の上面に並んでいる複数個の窪み(2)の何れかにはま
り込んで靜止状態に至る。この状態でのコイルバネ
(6)は、ナット(A)とナット(B)の接触面に対す
る垂直方向に圧縮される歪みを受けている為にこの方向
に生じた応力に依る反ぱつ力を発生している。この反ぱ
つ力はナット(B)とナット(A)が共通に通っている
ボルトのネジ山とナット(B)ナット(A)の各々のネ
ジ山との接触面同士が押し合う力となって現われ、この
力が各々のネジ山の全接触面で各々の面同士が、その面
と平行な方向、通常では緩む方向にずれを起して滑る事
を妨げる事になる。更に、コイルバネ(6)の先端
(7)はナット(B)の締め付けの限界点ではナット
(A)の上面に並んでいる複数個の窪み(2)のうち何
れかにはまり込んで靜止状態になっているが、この状態
に於ける溝(4)の中でのコイルバネ(6)は、曲率半
径の大きな直線状先端部分(8)が曲率半径の小さな溝
(4)の外側の縁に沿って強制的に収納されている事
と、ナット(A)の窪み(2)からその鋼線の断面に垂
直な力を受けて溝(4)の中へ繰り入れられる格好にな
っている事との為に、溝(4)の外周側の内壁面を押し
着けるまでにコイルバネ(6)が描く螺旋の円を脹らま
せ円の面積を大きくして歪んだ形の円になって收まって
いる結果となっている。このように、コイルバネ(6)
がナット(A)とナット(B)の接近に依って圧縮さ
れ、それに依って生じた応力がナット(A)とナット
(B)の接触面に対して垂直方向に現れるのとは別に、
コイルバネ(6)が描く螺旋の円の直径を大きくした形
の歪、即ち、コイルバネ(6)の描く円周で形成される
円の面に対して水平方向に生じる歪から発生する応力
は、ナット(A)とナット(B)の接触面に対して平行
な方向に働らく事になる。ナット(B)が締め付けられ
る前の状態にあって同一ボルトを通って既に締め付けら
れているナット(A)との間に間隔が開いている時、コ
イルバネ(6)の直線状先端部分(8)はナット(B)
の溝(4)の外側の壁に設けられている引っ掛け(9)
または溝(4)に設けた押え金具(10)に依る密着状
態の押さえ付けで溝(4)の外へ更に突き出る事が妨害
されているが、ナット(B)が締め付けられて締め付け
面(3)を完全にナット(A)に接触し終っている状態
では、先端(7)がナット(A)の上面(1)または窪
み(2)から受ける力に依って溝(4)の中に押し込ま
れると共に引っ掛け(9)または押え金具(10)から
は離れ、それ等に依る押え付けから解放された状態とな
っている。従って先に述べたナット(A)とナット
(B)の接触面に対して平行な方向に働らく事になるコ
イルバネ(6)の力は、ナット(A)に対しては窪み
(2)に、ナット(B)に対しては溝(4)の底のコイ
ルバネ(6)の固定個所に、の計2点に働らく事にな
る。従って、締め付けられてナット(A)とナット
(B)が接触し靜止している状態に於て、このナット
(A)とナット(B)の接触面に対して平行な方向に働
らく事になるコイルバネ(6)の力は、その先端(7)
から窪み(2)を通じてナット(A)に伝えられている
が、この力はナット(A)を緩める方向に回転させよう
と働らくので、ナット(A)はそれが通っているボルト
から抜け出そうとして上から捩じ込まれているナット
(B)の締め付け面(3)を下から押し上げる力として
働らく事になる。また、コイルバネ(6)でナット
(B)の溝(4)の底に明けた穴等でナット(B)に固
定されている一端からは、コイルバネ(6)の放出する
力がナット(B)を締め付けの回転方向へ廻そうとして
働らくので、それが通っているボルトを更に捩じ進もう
とする結果、下になっているナット(A)を上から押し
付ける力として働らく事になる。つまり、ナット(A)
とナット(B)は、ナット(A)は緩む方向に回転しよ
うとし、ナット(B)は締る方向に回転しようとして、
同一ボルト上で互に反対方向に回転しながら近づき合う
2つのナットが、その接触面で発生する摩擦力と、先に
記したナット(A)とナット(B)が互に上下で押し合
う力が釣り合う結果としての靜止状況を作り出してい
る。以上、ナット(A)とナット(B)と、それ等2つ
のナットが通っている共通のボルトとの間に働らいてい
る力を纏めると、先づナット(A)とナット(B)はそ
れぞれが作り出すボルトのネジ山との接触面が押し合っ
て滑り難くしている力、次に2つのナットが締め付けに
依る接触後もなおも互が逆方向へ回転し更に接近し合お
うとする力を保ちつゝ、結果的にはその接触面で押し合
う事になっている力、の2つになる。この2つの力のた
めに、ボルトの一定位置で靜止しているナット(A)に
ナット(B)を締め付けた後は、その位置で2つのナッ
トに対して同じ方向に回転させる同じ大きさの力が同時
に働らかなければこの2つに並んだナットをその場所か
ら移動させる事は出来ない。例えば、締め付けて固定さ
れる対像物の後方からそれを貫いて前方に突き出してい
るボルトにナット(A)ナット(B)の順で締め付けた
状態に於ても、この2つの力のために、ナット(A)と
ナット(B)に対して同じ方向に回転させる同じ大きさ
の力が同時に働らかなければこの2つの並んでいるナッ
トをその場所から移動させる事は出来ない。この事は、
ナット(A)で締め付け、更にその上からナット(B)
で締め付ければ、その締め付け位置から2つのナット
(A)及び(B)はその締め付け位置を確保し移動しな
い事になる。今度は、締め付けの解除は、ナット(A)
とナット(B)に対して同時に同一方向へ、締める時に
回転させたのとは逆の方向へ同じ力を加えて回転させる
事で達成される。その他に、ナット(B)のみを締める
時に回転させたのと逆の方向へ回転させる事でも達成さ
れる。この場合コイルバネ(6)の先端(7)からナッ
ト(A)に伝えられて来る力のみでナット(A)が緩む
方向に回転を始める場合と回転を始めない場合がある
が、前者の場合は緩める操作上には全く問題は無いので
後者の場合についてナット(B)の緩む桟作について以
下に説明します。ナット(B)に力を加えて緩める方向
に回転させると、ナット(B)の溝(4)に設けられて
いる引っ掛け(9)あるいは押へ金具(10)がコイル
バネ(6)の先端(7)に近づきながら、コイルバネ
(6)の直線状先端部分(8)をナット(A)から遠ざ
ける方向に掬い上げて先端(7)を窪み(2)の外へ持
ち上げて放り出す働らきをする。一度窪み(2)の外へ
持ち上げられて放り出された先端(7)はナット(B)
が緩む方向への移動につれてその方向に当たる次の窪み
(2)に突きさゝる事となって再びナット(B)を緩め
る方向へ回転させる事に対して抵抗をするが、抵抗をし
ている間に再び引っ掛け(9)あるいは押え金具(1
0)が先端(7)に近づいてそれを掬い上げて窪み
(2)の外へ放り出す。この事を繰り返して行けばナッ
ト(B)がナット(A)から離れて終えばコイルバネ
(6)の先端(7)は窪み(2)に入る事は無いのでナ
ット(B)をボルトから外せると共に、次にナット
(A)も單独に緩める方向へ回転させる事が出来る。
【0006】
【実施例】
実施例1 第1図はナット(A)の実施例1を示す斜視図である。
実施例1のナット(A)に於ては六角形のナット(A)
の上面(1)に半円形状の窪み(2)が中央のネジ穴に
対して同心円状に適当な間隔で並らべられている状態を
示している。
【0007】実施例2 第2図は同じくナット(A)の実施例2を示した斜視図
である。ナット(A)の上面(1)の窪み(2)が三角
形状の場合を示している。この実施例に示した第1図、
第2図の何れの場合も右回転で締め付けられるボルトの
例である。窪み(2)は、ナット(A)が右回転で締め
付けられる構造のものである時は、締め付けの進行方向
に向っている側はナット(A)の上面(1)に対してな
だらかにその底に至るが、底に至った時の正面突き当り
は切り立った屏風状の壁となっており、進入して来るコ
イルバネ(6)の先端(7)を受け止める構造となって
いる。左回転で締め付けられるボルトの場合でもこれ等
の状況は全く同じである。
【0008】実施例3 第3図はナット(B)の実施例を示す図であり、実施例
3として示したものであり、ナット(B)を逆さにし、
その締め付け面(3)を上にして見た斜視図である。中
央のネジ穴を囲む同心円状の溝(4)と、中央のネジ穴
とに依って形成される円筒(5)にコイルバネ(6)を
はめ込んで、そのコイルバネ(6)の直線状部分(8)
を溝(4)の中に押し込み溝(4)の外側の縁に設けた
引っ掛け(9)の中に入れてから力を抜いて先端(7)
が引っ掛け(9)から頭を出している状態を示してい
る。
【0009】実施例4 第4図もナット(B)の実施例を実施例4として示す図
であり、ナット(B)を逆さにし、その締め付け面
(3)を上にして見た斜視図である。中央のネジ穴を囲
む同心円状の溝(4)と中央のネジ穴とに依って形成さ
れる円筒(5)にコイルバネ(6)をはめ込んでそのコ
イルバネ(6)の直線状先端部分(8)を溝(4)の中
に押し込みナット(B)に固定した押え金具(10)で
その直線状先端部分(8)を押さえ付けて固定し、先端
(7)をナット(B)の締め付け面(3)から外に突き
出させている状態を示している。
【0010】実施例5 第5図も同じくナット(B)の実施例を実施例5として
示す図であり、ナット(B)を逆さにして、その締め付
け面(3)を上にして見た斜視図である。このナット
(B)の場合は、第3図、第4図、に示したものとは異
なり、溝(4)の外壁が無いので、ナット(A)と組み
合わせて締め付けを実施する時には、コイルバネ(6)
の先端(7)をナット(A)の上面(1)に並んでいる
窪み(2)に直接に外部から押し入れる事が可能である
ので、この方法でコイルバネ(6)に水平方向の歪を与
える事が出来るし、締め付けとは逆に緩める時にもコイ
ルバネ(6)の先端(7)を窪み(2)から直接に力を
加えて外す事が出来るので、第3図や第4図に示すよう
な引っ掛け(9)や押え金具(10)は不要となる。
【0011】実施例6 第6図もナット(B)の実施例を実施例6として示す図
であり、ナット(B)を逆さにしてその締め付け面
(3)を上にして見た斜視図である。このナット(B)
の場合は溝(4)の外壁が無いが、第3図や第4図に示
すような引っ掛け(9)や押え金具(10)を一枚の板
でその桟能を持たせた例を示している。
【0012】実施例7 第7図は、ナット(B)がボルトの一端で固定化された
頭部ナットを形成する場合の実施例を実施例7として示
す図で、頭部ナットの締め付け面を上にして見た斜視図
である。この実施例では、頭部の締め付け面に対して、
ナット(B)の第5図に示したものを応用した状態を示
している。以上、図面に示したナット(B)の第3図、
第4図、第5図、第6図、第7図の各々は、何れも右回
転で締め付けるナットの例である。
【0013】実施例8 第8図はナット(A)と第3図で示したナット(B)を
用いて被固定材から突き出しているボルトに通して締め
付けている状態を示す図を実施例8として示した斜視図
である。
【0014】実施例9 第9図は、ナット(A)と第5図で示したナット(B)
を用いて、被固定材から突き出しているボルトに通して
締め付けている状態を実施例9として示した斜視図であ
る。
【0015】実施例10 第10図は、ナット(A)と第7図に示した頭付きのボ
ルトとの組み合わせで使用して締め付けた場合の実施例
を実施例10として示した斜視図である。実施例9の第
9図と実施例10の第10図は、ナット(B)の締め付
け面(3)に溝(4)を持たない場合であるのでコイル
バネ(6)を実施状態で外部から見る事が出来るし、更
にコイルバネ(6)とナット(A)の上面(1)の窪み
(2)との関係が見易くなっている例として示した。
【0016】
【発明の効果】この発明に係る組合わせナットを使用す
る時は、締め付けたナットに於て、ナットの締め直しや
スプリングワッシャの取り替え等に費していた手数の必
要は殆ど無くなり、或は締め付けの対象物の材質が堅く
てしかも表面が平滑であるか否かに依らず締め付け効果
が影響を受けない。それでいて故意に緩めたい時には、
従来のナットと同じく、ただ締め付けの時とは逆の方向
に廻すだけで良い、と云うものが得られる事になる。
【図面の簡単な説明】
【第1図】実施例1を示す斜視図である。
【第2図】実施例2を示す斜視図である。
【第3図】実施例3を示す斜視図である。
【第4図】実施例4を示す斜視図である。
【第5図】実施例5を示す斜視図である。
【第6図】実施例6を示す斜視図である。
【第7図】実施例7を示す斜視図である。
【第8図】実施例8を示す斜視図である。
【第9図】実施例9を示す斜視図である。
【第10図】実施例10を示す斜視図である。
【符号の説明】
A ナット B ナット 1 ナット(A)の上面 2 窪み 3 ナット(B)の締め付け面 4 溝 5 円筒 6 コイルバネ 7 コイルバネの先端 8 コイルバネの直線状先端部分 9 引っ掛け 10 押え金具

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ナットの上面中央部ネジ穴に対して同心
    円状に適当な間隔で並べた複数個の窪み(2)を設けた
    ナット(A)と、コイルバネ(6)を具備するナット
    (B)との組み合わせを一対とする緩みを防止する組み
    合わせナット。
JP8667692A 1992-02-10 1992-02-10 緩みを防止する組み合わせナット Expired - Lifetime JPH06103044B2 (ja)

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