JPH0610937A - ナット、特にホイールナット - Google Patents

ナット、特にホイールナット

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JPH0610937A
JPH0610937A JP5089840A JP8984093A JPH0610937A JP H0610937 A JPH0610937 A JP H0610937A JP 5089840 A JP5089840 A JP 5089840A JP 8984093 A JP8984093 A JP 8984093A JP H0610937 A JPH0610937 A JP H0610937A
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JP
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nut
pressure washer
thread
working
extending
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JP5089840A
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Ewald Baechle
ベヒレ エーヴァルト
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Erich Neumayer GmbH and Co KG
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Erich Neumayer GmbH and Co KG
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    • B21K—MAKING FORGED OR PRESSED METAL PRODUCTS, e.g. HORSE-SHOES, RIVETS, BOLTS OR WHEELS
    • B21K1/00—Making machine elements
    • B21K1/64—Making machine elements nuts
    • B21K1/70—Making machine elements nuts of special shape, e.g. self-locking nuts, wing nuts
    • B21K1/705—Castellated nuts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21H—MAKING PARTICULAR METAL OBJECTS BY ROLLING, e.g. SCREWS, WHEELS, RINGS, BARRELS, BALLS
    • B21H3/00—Making helical bodies or bodies having parts of helical shape
    • B21H3/08—Making helical bodies or bodies having parts of helical shape internal screw-threads
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B21K1/70—Making machine elements nuts of special shape, e.g. self-locking nuts, wing nuts
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
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    • F16B39/22—Locking of screws, bolts or nuts in which the locking takes place during screwing down or tightening
    • F16B39/28—Locking of screws, bolts or nuts in which the locking takes place during screwing down or tightening by special members on, or shape of, the nut or bolt
    • F16B39/284—Locking by means of elastic deformation
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 従来型式のナットの欠点を除去し、ナットを
取付ける部材と加圧ワッシャとの相互接触を改善し、面
圧の一様な分配を可能にする。 【構成】 加圧ワッシャの接触面４ａを凹面状に構成
し、ナットの作用部と加圧ワッシャとを熱間及び又は冷
間の押出し加工等のマッシヴ・フォーミングにより製造
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、工具の作用する作用
部、たとえば６角ヘッドと、ナットが取付けられる構造
部分、たとえばリムに接触する面を有する、作用部と一
体に付加成形された加工ワッシャ、ないしつばとを備え
たナット、特にホイールナットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】加圧ワッシャを有するこの種のナット
は、通例、ナットが取付けられる構造部分の対応接触面
と協働する平らな接触面を有している。しかし、この対
応接触面は、必ずしもナットないしナット加工ワッシャ
が精確に平接触できるものとは限らない。従来型式のナ
ットの場合、締付けられた部材が僅かに沈む場合、とり
わけ、締付長さが短い場合や、ボルト−ナット結合部が
動荷重を受ける場合には、急速に予圧が失われる。なぜ
ならナットの側から沈みの補償が行なわれないからであ
る。予圧が失われることにより、ボルト−ナット結合が
外れることもあれば、場合によっては部材が紛失するこ
ともある。更に、剛性で平らな接触面の場合、対応接触
面に大抵は不一様な接触をするため、角度偏差ないし直
角の誤差の補償が行なわれない。このため、ボルトは付
加的に曲げ応力にさらされる。
【０００３】理想的な場合には平らな接触が、実際に
は、たとえば製造方法に制約されて、凸面接触となり、
したがって比較的高い面圧にさらされることが多く、こ
のため比較的急速に沈みの生じる傾向があり、ボルトの
予圧力が大幅に失われたり、減少したりする。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の根底をなす課
題は、従来型式のナットないしはボルト−ナット結合の
前述の欠点を除去し、組付けられる部分と加圧ワッシャ
との相互接触を改善し、一様な面圧分配を達成すること
にある。更に、別の課題は、角度偏差を補償しうるよう
にし、加えて、加圧ワッシャを有するナットの経済的か
つ合理的な製造ができるようにすることにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この課題は、本発明によ
れば、加圧ワッシャの接触面を凹面状に構成し、かつ作
用部と加圧ワッシャとをマッシヴ・フォーミングによ
り、たとえば冷間及び又は熱間の押出し加工により製造
することにより解決された。
【０００６】その場合、加圧ワッシャの横断面、半径方
向延び、屈折度、すなわち凹面状ないし円錐状の区域の
軸方向高さ、材料を、ナットの締付時に、そしてまた何
度も締付けたり弛めたりした後にも、加圧ワッシャの塑
性変形は生じることがなく、弾性変形のみが生じるよう
に、選定するのが特に有利である。
【０００７】このようにすることにより、有利には軸方
向弾発距離の比較的大きな範囲にわたって一様な予圧が
存在するため、ねじ結合が完全に外れるのを防止でき
る。なぜなら、比較的長いねじ外し距離にわたって、軸
方向の締付けにより生じる摩擦トルクが維持されるから
である。
【０００８】更に、特に有利な場合は、作用部の、加圧
ワッシャとは反対の側に、作用部より壁厚が薄手で、少
なくとも内側が円錐形に延び、軸方向スリットを有する
締付部が、作用部と一体に成形されるようにし、かつま
た、この締付部を作用部と一緒に、マッシヴ・フォーミ
ングにより、たとえば冷間及び又は熱間押出し加工によ
り製造するようにした場合である。
【０００９】このようにフレキシブルに構成した締付部
により、予圧が得られたのちには、何度も締付たり弛め
たりした後も、締付トルク損失は僅かである。更に、ボ
ルトのフランク直径公差の範囲内の種々のフランク直径
により、締付トルクが不都合な影響を受けることはな
い。締付部を種々に構成することにより、等しいねじ径
で種々の締付トルクが選択できる。
【００１０】何度も使用した後でも、締付け状態からナ
ットが弛むことは確実に避けられる。更に、一様な締付
トルクが得られ、締付トルクのばらつきは極めて僅かで
ある。
【００１１】加えて、高さの相違、直径公差、角度公差
による締付トルクに対する悪影響も避けられるか、もし
くは少なくとも低減される。
【００１２】この場合、スリットをマッシヴ・フォーミ
ングにより形成するのが有利である。
【００１３】スリットを前記のように形成することによ
り、内方へバリが突出するのが防止される。バリの除去
は厄介であり、またバリを除去しなければ、少なくとも
局所的な摩擦が高まり、ボルトねじ山やナットのボディ
にも摩損が生じる。
【００１４】このような実施形式により、確実にねじ山
の幾何形状が維持され、ねじ山が材料工学的な過荷重に
さらされることがない。なぜなら、締付部の製造時にね
じ山が変形又は塑性変形することがなく、したがって、
ねじ締めやねじ外し時にボルトねじ山の損傷が生じない
からである。更に、このことと、締付部のみぞを相応に
構成することにより、みぞにより中断されるねじ山の区
域に鋭いエッジが生じることが防止でき、ねじ締め及び
ねじ外し時の切断効果によるチップ発生が確実に避けら
れる。ナットの締付部とボルトの双方のねじ山のこうし
た摩損の低減又は防止によって、腐食の危険や締付トル
ク損失が大幅に低減される。摩擦をより大きいねじ山フ
ランク区域に分配し、締付部内のねじ山数を増すことに
よって、局所的な摩擦を低減することが可能になる。
【００１５】本発明によるナットの有利な実施例によれ
ば、作用部内の円筒形に延びるねじ山域と、締付部内の
円錐形に延びるねじ山域とが、いずれもマッシヴ・フォ
ーミングにより、それも切削加工又は非切削加工を利用
して、ねじ転造、総形バイトやくし形バイトによるねじ
切り、その他により形成されている。
【００１６】特に有利な場合は、ねじ山を数値制御式旋
盤で製造する場合である。
【００１７】本発明によるナットの特に有利な実施例に
よれば、円筒形に延びるねじ山域と円錐形に延びるねじ
山域との間の移行部に、ほぼ周方向に延びるみぞが設け
られている。このみぞにより、妨げとなるチップ発生も
避けられると同時に、この区域でのナットの弾性が所期
の通りに高められる。
【００１８】ナットの接触面と両ねじ山域とを１回のチ
ャックで同時加工することにより、ナットの接触は、全
ねじ山に対して精確に直角に行なわれる。
【００１９】
【実施例】図１に示されたナットは、実質的に、３つの
軸方向に分けれられる部分、すなわち加工ワッシャ１、
作用部２、締付部３とから成っている。図示の例では、
３つの部分、すなわちナットが一体に形成されている。
加工ワッシャ１は下側が平らに構成されている。この下
側、すなわち接触面４と反対側の壁部５は、円錐形に延
びている。この円錐の頂点は、接触面４とは反対側に位
置している。
【００２０】作用部２は、半径方向外方に規則的な変形
部６を有している。この変形部は多角ヘッドを形成し、
工具が掴むのに役立っている。この多角ヘッドの外径
は、ナットの加圧ワッシャ１の外径より小さい。
【００２１】多角ヘッドを有する作用部２には、軸方向
にスリーブ状の締付部３が続いている。この締付部３の
外周は円錐形に延びる外とう面７により制限されてい
る。この円錐の頂点も、接触面４とは反対の方向を向い
ている。更に、締付部３には、周方向に分配された複数
スリット、又は軸方向の切欠き８が設けられている。こ
れらの切欠き８は、作用部の半径方向制限面９まで軸方
向に延びている。
【００２２】ナットの内径区域には、移行部１０で分け
られる２つの異なる構成のねじ山域が設けられている。
第１のねじ山域１１は、たとえば定心突出部などの短い
ねじ山なしの区域に続いて、加圧ワッシャ１の区域から
軸方向に多角ヘッドを有する作用部２を経て、締付部７
の延びの一部にまで延びている。また、このねじ山域１
１は、その軸方向延びの全域にわたって円筒形であり、
符号１０の移行部でねじ山域１２に移行している。ねじ
山域１２は、後に締付力を発揮するように軸方向を外れ
て、円錐形に延びている。この円錐の頂点も接触面４と
は反対の方向を向いている。
【００２３】ねじ山域１１とねじ山域１２とを分かつ図
示の移行部１０には、みぞ又はスリットが設けられてい
る。このみぞは、図１の移行部１０の線に合致し、ほぼ
周方向に延び、アンダカットに似て、ねじ山高さより低
く設けられる。このようにすることにより、たとえば、
流動チップの防止、ないしはチップの除去が可能にな
る。更に、それにより、この区域でのナットの抵抗モー
メントを所期の通り低減でき、最適化された弾発条件で
締付部の半径方向運動が達せられる。
【００２４】このねじ山域１２は、図示のナットの場
合、スリット８を設け、締付部を形成したのちに、円筒
形から円錐形に後から変形することなしに形成される。
言いかえると、ねじ山は円筒形部にではなく、円錐形部
に形成される。
【００２５】図２に示したナットは、図１と関連して説
明したのと同じ特徴を有している、ないしは同じ方法で
製造されている。しかし、このナット固有の特徴として
は、加圧ワッシャ１が別個に製造されていることであ
る。加圧ワッシャ１は、接触面４と反対の側の内径区域
で突起２ａに支えられている。この突起２ａは、作用部
２の区域から軸方向に接触面４の方向へ延びている。こ
の実施例の場合、加圧ワッシャは、ナットとは別の素
材、たとえば異なるばね特性を有する素材で造ることが
できる。更に、用途に応じて、加圧ワッシャは、周方向
にナットに対し固定的に、又は回転可能に保持されるよ
うにすることができる。その他の特徴、たとえば特に、
軸方向スリットや内ねじ山域を有する締付部の構成は、
図１の実施例と同じである。
【００２６】図３に示されているナットも、加圧ワッシ
ャと一体に成形されている。このナット特有の特徴は、
加圧ワッシャの接触面が凹面状に成形されている点であ
る。このことはナットを締付けるさい、加圧ワッシャの
外径が接触してから、なお、接触面４ａ全面が接触する
までには、一定の軸方向間隔を克服せねばならないこと
を意味する。これにより、ナットを更に締付けたのち
に、加圧ワッシャが締付けられ、そのばね作用により、
締付け力のばらつきが生じても、それが補償される。そ
のさい有利には、加圧ワッシャの構成を、加圧ワッシャ
横断面にわたり事実上一定の応力推移が生じるようにす
る。凹面状の接触面は、図２に示した分離型の加圧ワッ
シャにも設けることができる。
【００２７】更に、ナットのボディと加圧ワッシャ１ａ
との間には、図２に略示されているように、角度１３が
設けられている。この角度１３は、加圧ワッシャの接触
面４ａと、その対応接触面との間の角度１４（図３）に
合わせることができるが、特定の用途には、より大きな
角度に構成することができる。
【００２８】本発明は、図示の、以上に説明した実施例
に限定されるものではなく、特に次のような変化形、部
材、組合せをも包含するものである。すなわち、発明の
詳細な説明、実施例、請求の範囲で説明され、図面に示
された諸特徴、部材、方法ステップと関連する個々の特
徴の組合せ又は変化により発明力を得、かつ組合せ可能
な特徴によって、新しい客体となるか、新しい方法ステ
ップないし方法ステップの組合せとなるものをも包含す
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】加圧ワッシャが一体に付加成形されたナット。
【図２】別個の加圧ワッシャが付加されたナット。
【図３】凹面状に接触面が形成されている加圧ワッシャ
を有するナット。
【符号の説明】
１ 加圧ワッシャ、 ２ 作用部、 ３ 締付部、 ４
接触面、 ５ 壁部、 ６ 多角ヘッド、 ７ 外と
う面、 ８ 切欠き、 ９ 制限面、 １０移行部、
１１ 円筒形のねじ山部、 １２ 円錐形のねじ山部、
１３ 角度、 １４ 角度

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 工具が作用する作用部、たとえば多角ヘ
    ッドと、ナットと一体に付加成形された加圧ワッシャな
    いしつばとを有するナット、特にホイールナットであっ
    て、前記加圧ワッシャが、ナットの取付けられる構成部
    分、たとえばリムに接触する面を有している形式のもの
    において、加圧ワッシャの接触面が凹面状に構成され、
    作用部と加圧ワッシャとが、マッシヴ・フォーミング、
    たとえば冷間及び又は熱間押出し加工により製造される
    ことを特徴とするナット。
  2. 【請求項２】 加圧ワッシャの横断面、半径方向延び、
    屈折度（凹面状ないし円錐状区域の軸方向高さ）、材料
    が、ナット締付け時に加圧ワッシャの弾性変形は生じる
    が、塑性変形は生じないように選定されていることを特
    徴とする、請求項１記載のナット。
  3. 【請求項３】 作用部の、加圧ワッシャとは反対の側
    に、作用部と一体に付加成形された締付区域が備えら
    れ、この締付区域は少なくとも内側が円錐形に延び、軸
    方向にスリットが形成され、作用部より薄手の壁厚を有
    しており、更に、作用部と一緒にマッシヴ・フォーミン
    グ、たとえば冷間及び又は熱間の押出し加工により製造
    されることを特徴とする、請求項１又は２記載のナッ
    ト。
  4. 【請求項４】 スリットがマッシヴ・フォーミングによ
    り形成されていることを特徴とする、請求項３記載のナ
    ット。
  5. 【請求項５】 作用部内の円筒形に延びるねじ山域と、
    締付区域内の円錐形に延びるねじ山域との双方が、マッ
    シヴ・フォーミングの後に、切削又は非切削の加工、た
    とえばねじ転造、総形バイトやくし形バイトによるねじ
    切り、その他により形成されることを特徴とする、請求
    項３又は４記載のナット。
  6. 【請求項６】 ねじ山域のねじ山が数値制御式旋盤で作
    製されることを特徴とする、請求項１から５までのいず
    れか１項記載のナット。
  7. 【請求項７】 ほぼ周方向に延びるみぞが、円筒形に延
    びるねじ山域と円錐形に延びるねじ山域との間の移行部
    に設けられていることを特徴とする、請求項３から６ま
    でのいずれか１項記載のナット。
JP5089840A 1992-04-18 1993-04-16 ナット、特にホイールナット Pending JPH0610937A (ja)

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