JPH07151129A

JPH07151129A - ナット及び緩み止めねじ締め金具

Info

Publication number: JPH07151129A
Application number: JP32321393A
Authority: JP
Inventors: Yuji Fukushima; 雄治福嶋; Kaisuke Shiroyama; 魁助城山; Shiro Goto; 志郎後藤; Shinichi Aida; 信一相田; Takeshi Yamashita; 武山下
Original assignee: Furukawa Electric Co Ltd; Takenaka Komuten Co Ltd
Current assignee: Furukawa Electric Co Ltd; Takenaka Komuten Co Ltd
Priority date: 1993-11-29
Filing date: 1993-11-29
Publication date: 1995-06-13

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】ボルトに対する緩み防止の力を、緩みをより
十分に防止することができる緩み止めねじ金具とナット
を提供する。【構成】鍔状ナット部１０と、この鍔状ナット部の一
端へ相互の雌ねじが連続するように設けられたスリーブ
状ナット部１１からなり、このスリーブ状ナット部は、
前記鍔状ナット部側に位置する大径部から先端方向へ徐
々に小径になる状態のテーパー部１４を外周部に有し、
軸方向に沿った適数のスリット１３を有するナット１
と、被締結部材に貫通されるボルト６と、内径が前記テ
ーパー部先端の外径より大きく、かつ前記大径部より小
径な孔を有する板状の締め付け部材３と、前記スリーブ
状ナット部の大径端部より大径な孔を有し、かつ前記ボ
ルトの軸方向に作用する弾性金属からなるばね４とを備
えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、一般的には緩み止め
ねじ締め金具及びこの金具に用いられるナットに関する
ものである。さらに具体的には、例えば高圧電力幹線の
配線工事などにおいて、電力幹線接続部で使用するのに
適するナット及び緩み止めねじ締め金具に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】図７〜図９を参照しながら、従来の緩み
止めねじ締め金具について説明する。図７は一般的な電
力幹線接続部の緩み止めねじ締め構造である。通電バー
（銅バー）からなる被締結部材７，７０の端部を重ねた
重ね部には、ばね座金７１を介してボルト６が貫通して
おり、被締結部材７，７０から突き出したボルト６の軸
６０には、平座金７２を介してナット７３をねじ締め、
ばね座金７１の弾力により緩みを防止している。このよ
うに、ボルト６，ナット７３及びばね座金７１からなる
ねじ締め金具を使用した場合は、外部振動や、被締結部
材７，７０の膨張係数の差による熱応力の発生などによ
り、接続部に緩みが生じてその接続部の接触電気抵抗が
増大し、発熱によって焼損事故が発生し易い。したがっ
て、配線工事が終了した後、配線系に使用電力量相当の
試験通電を行い、電気接続部に通電による発熱を経験さ
せ、熱膨張に起因する部材のヘタリ（主として、接続部
における部材表面の微小な凹凸のつぶれによる寸法の減
少を言う。）による緩みを予め生じさせ、その後に再度
各接続部の増締めを行って、前術の発熱による焼損を防
止している。あるいはまた、接続部に加熱によって変色
する塗料を塗ったサーモラベルを貼っておき、定期的保
守作業のときにそのサーモラベルが変色している部分の
接続部を増締めを行っている。

【０００３】図８は特開昭６３−５７９１０号公報に記
載されているロックナットである。このロックナット
は、ナット８の上部に座ぐり部８０を形成し、この座ぐ
り部８０へ、１２０℃程度で母相に変態する形状記憶合
金からなる小ナット８１を脱出しないように設置し、ナ
ット８をボルト６へ限界までねじ締めた後、前記小ナッ
ト８１を前記変態温度に加熱縮小させ、ボルト６を小ナ
ット８１で周方向から加圧して緩みを防止する構造であ
る。

【０００４】図９は特開平１−９３６１１号公報に記載
されている緩み止めナットである。このナットは、ナッ
ト９の下部に座ぐり部９０を形成するとともに、座ぐり
部９０に連続して面取り状の収容部９２を形成し、前記
座ぐり部９０内に、当該座ぐり部９０の容積よりもやや
大きく、かつＮｉ−Ｔｉ系の超弾性合金からなる小ナッ
ト９１を挿入している。そして、被締結部材７に貫通し
たボルト６にナット９をねじ締め、小ナット９１を圧縮
させることにより変形させ、小ナット９１の上部を前記
収容部９２内に膨出させることにより、ボルト６を周方
向から加圧して緩みを防止する構造である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】一般に形状記憶合金
は、当該部分の温度が母相への変態温度から相当程度降
下するとマルテンサイト変態して柔らかくなるので、図
８の緩み止めねじ締め具は、常温になると小ナット８１
のロックが効かなくなる。また、一般にＮｉ−Ｔｉ系の
超弾性合金の弾性係数は、縦弾性で７０００kgf/mm²程
度である。したがって、図９の緩み止めねじ締め具は、
小ナット９１を前述のように圧縮変形させるために、ナ
ット９を介した非常に強い締め付け力を必要とするの
で、実用化がほとんど不可能である。さらに、図８及び
図９の緩み止め構造における前述の問題を克服したとし
ても、緩み止めの力はボルトに対する周方向からの加圧
のみであるから、緩みを十分に防止することはできな
い。

【０００６】この発明の目的は、前述のような課題を解
決し、ボルトに対する緩み防止の力を、周方向と軸方向
とに同時に作用させることにより、緩みをより十分に防
止することができる緩み止めねじ金具と、その緩み止め
ねじ金具に使用するのに適したナットを提供することに
ある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明によるナット
は、鍔状ナット部と、この鍔状ナット部の一端へ相互の
雌ねじが連続するように設けられたスリーブ状ナット部
からなり、このスリーブ状ナット部は、前記鍔状ナット
部側に位置する大径部から先端方向へ徐々に小径になる
状態のテーパー部を外周部に有し、軸方向に沿った適数
のスリットを有することを特徴としている。前記ナット
のスリーブ状ナット部は、前記テーパー部の大径部とほ
ぼ同径で当該大径端部と連続する大径筒部を一体に有
し、この大径筒部にも前記スリットが連続しているのが
好ましい。スリーブ状ナット部のスリットは、そのスリ
ーブ状ナット部の全長にわたって形成されていても、あ
るいは、スリーブ状ナット部の先端部分を除く部分へ形
成されていてもよい。後者の場合、スリットは軸方向に
沿う長孔状になる。

【０００８】この発明による緩み止めねじ締め金具は、
前述の目的を達成するため、前記のように構成されたナ
ットと、被締結部材に貫通されるボルトと、内径が前記
テーパー部先端の外径より大きく、かつ前記大径部より
小径な孔を有する板状の締め付け部材と、前記スリーブ
状ナット部の大径端部より大径な孔を有し、かつ前記ボ
ルトの軸方向に作用する弾性金属からなるばねとを備え
ており、前記スリーブ状ナット部が前記締め付け部材の
孔と前記ばねの孔へ案内され、かつ、前記締め付け部材
の孔の内周部が前記テーパー部へ接触する状態で、前記
スリーブ状ナット部側から前記ナットを前記ボルトにね
じ締めるように構成している。

【０００９】前記ばねの材質としては、弾性域歪み量の
大きい焼き入れ調質鋼，硬質ステンレス鋼，ベリリウム
銅合金などが適するが、Ｎｉ−Ｔｉ系の超弾性合金を使
用し、かつ皿形状であるのがより好ましい。すなわち、
超弾性合金は、見掛け上の降伏変形域を伴う弾性回復歪
が鋼材などの約１０倍であって、皿状に加工した場合小
型でたわみ量が大きく、同一荷重を負担する場合にばね
定数を低くとることができるため、緩みによるばねたわ
み量の減少による荷重減少をより小さく抑制でき、より
高い荷重保持機能がえられるからである。

【００１０】前記締め付け部材が前記鍔状ナット部側に
位置させ、ねじ締め状態において当該締め付け部材の前
記鍔状ナット部と接触する面には、当該締め付け金具の
孔の周囲に座ぐり部が形成されているのが好ましい。締
め付け部材に座ぐり部を形成するのに代えて、締め付け
部材と前記鍔状ナット部との間にスペーサリングを介在
させ、当該スペーサリングの内径をスリーブ状ナット部
の大径部よりやや大きくして、締め付け状態において、
スペーサリングとスリーブ状ナット部との間に隙間が形
成されるように構成してもよい。また、前記被締結部材
から突出したボルトの軸部側には、前記被締結部材と接
触する座金を設けるのが好ましい。

【００１１】

【作用】この発明によるナットは前述のように構成され
ているので、ボルトへの締め付けながら、スリーブ状ナ
ット部のテーパー部へ軸方向の力を加えると、その力は
軸心方向に働き、スリーブ状ナット部全体又はテーパー
部を有する部分が周方向からボルトを押して締め付け
る。

【００１２】この発明による緩み止めねじ締め金具は、
前述のように構成されているので、ボルトにナットをね
じ締めると、締め付け部材の孔の内周がスリーブ状ナッ
ト部のテーパー部に接触し、ねじ締め完了のとき、この
スリーブ状ナット部が周方向からボルトを押圧した状態
になり、この押圧状態が維持される。同時に、ナットと
ボルトは前記ばねの弾性により軸方向に突っ張られた状
態になり、この状態が維持される。そして、このように
ボルトをナットの一部によって周方向から押圧すると同
時に、ナットにねじ込み方向の逆方向へばね圧力を継続
的に作用させることにより、より効果的かつ継続的に緩
みを防止することができる。

【００１３】

【実施例】図１〜図６を参照しながら、この発明による
ナット及び緩み止めねじ締め金具の好ましい実施例を説
明する。図１はこの発明によるナットを含む緩み止めね
じ締め金具の一例を示す分解断面図、図２は図１の金具
により被締結部材を締め付けた状態の断面図、図３は締
め付け状態におけるナットの部分的な変形状態を示す半
裁拡大断面図、図４は他の実施例の金具の締め付け状態
における半裁拡大断面図、図５はナットの他の例を示す
斜視図、図６はばねの変形例を示す拡大断面図である。

【００１４】ナット１は材質が炭素鋼（Ｓ４５Ｃ）であ
り、上部の鍔状ナット部１０と、その下端へ相互の雌ね
じ１２が連続するように一体に形成されたスリーブ状ナ
ット部１１から構成されている。スリーブ状ナット部１
１には、ほぼ９０°間隔に先端から基端へ連続する軸方
向のスリット１３が形成されており、その外周には、鍔
状ナット部１０側の大径部から先端方向へ徐々に小径に
なるようにテーパー部１４が形成されている。

【００１５】この実施例では、後述のような他の部材と
のセットを容易にするため、スリーブ状ナット部は、テ
ーパー部１４の大径部と同径で当該大径部と連続する大
径円筒部１５と、テーパー部１４の先端と同径でその先
端と連続する小径円筒部１６が形成されている。

【００１６】２はナット１と同じ材質のスペーサリング
であり、その内径Ｒ３は前記スリーブ状ナット部１１の
大径部の外径Ｒ１よりやや大きくしてある。３はナット
１と同じ材質でリング板状の締め付け部材であり、その
中央の孔３０の径Ｒ４は、前記シリーブ状ナット部１１
におけるテーパー部１４の先端部外径Ｒ２よりも大き
く、かつ、テーパー部１４の大径部の外径Ｒ１よりも小
さく設定されている。

【００１７】４は弾性金属からなるばねであり、中央に
前記テーパー部１４の大径部の外径Ｒ１よりも大径の孔
４０が形成されている。この実施例のばね４は、Ｎｉ５
０．９at％残部Ｔｉの合金を冷間加工した板をリング状
に切り抜き、３００℃，１時間の条件で熱処理すること
により、皿状に超弾性を付与したものである。

【００１８】５はナット１と同じ材質の平座金であり、
後述のように被締結部材７，７０の締結部分に、ばね
４，締め付け部材３，スペーサリング２などをセットす
る場合の便宜のため、外周には立ち壁５０が形成してあ
る。

【００１９】この実施例においては、スリーブ状ナット
部１４の高さが７mm、大径円筒部１５の高さが２．５m
m、テーパー部１４の高さが１．５mm、小径円筒部１６
の高さが３mm、テーパー部分大径部の外径Ｒ１が１２．
０mm、同小径部の外径Ｒ２が１１．２mm、スペーサリン
グ２は肉厚が１．０mm，同内径Ｒ３が１２．５mm、締め
付け部材３は肉厚が１．５mm，同孔径Ｒ４が１１．７m
m、ばね４は肉厚が２．３mm，同自由高さｈが１．２mm
にそれぞれ設定されている。

【００２０】前述の実施例の金具を使用して、銅バーか
らなる厚み６mm，幅２５mmの被締結部材７，７０を以下
の要領で接続した。図１のように、被締結部材７，７０
の重ね部へ、頭部６１側に座金６２を介して軸６０の長
さ６０mm，ねじピッチ１．５mmのボルト６を貫通させ、
軸６０が突出した側の面に、平座金５、ばね４、締め付
け部材３、スペーサリング２を順にセットする。次い
で、ボルト６の軸６０へスリーブ状ナット部１１の側か
ら、ナット１０を、図２のように皿状のばね４が平たく
変形し、スペーサリング２が鍔状ナット部１０の下面に
圧接して回らなくなるまで（限界まで）ねじ締めた。

【００２１】前述のようにナット１をボルト６にねじ締
める過程において、締め付け部材３の内周がスリーブ状
ナット部１１のテーパー部１４に接触し、スリーブ状ナ
ット部１４が徐々にボルト６の軸６０へ押圧される。そ
して、図２のねじ締め完了状態では、スリーブ状ナット
部１１がボルト６の軸６０へ強く押圧された状態になる
とともに、ばね４の弾力がナット１に対して軸方向（ね
じ込み方向の逆方向）へ強く作用し、ナット１が突っ張
られた状態になり、これらの状態が持続される。テーパ
ー部１４と締め付け部材３の内周との強い摩擦によって
発生した金属粉は、図３のスペーサリング２の内周とス
リーブ状ナット部１１の外周との隙間ａに溜まり、それ
らの金属粉は他の部分に緩衝しない。前述のように、ス
リーブ状ナット部１１はボルト６の回転を強く抑制し、
ばね４は初期通電時の部材７，７０のへたりによる初期
緩みや振動による緩みを吸収するとともに、ボルト６の
回転を抑制するので、緩み止めの力が効率的かつ持続的
に作用する。

【００２２】前述の締め付け時の締め付けトルクは５０
０kgf*cmであり、ねじ締め完了後のボルト軸力は７５０
kgf であった。そして、前記接続部分に対して、ＭＩＬ
規格の振動試験法２０１Ａに準拠して振動を加えた後、
ボルト軸力を測定したところ、７１０kgf の軸力が残留
していた。また、予めナット１とボルトの軸６０にマー
キングしておき、ナットのねじ回転緩みを調べたが、回
転緩みは認められなかった。この実施例の金具におい
て、前記軸力減少は、被締結部材の振動に起因するへた
りによる初期緩みの影響であろうと思われるが、初期緩
みを吸収してなお初期軸力のほぼ９４％の軸力を残留さ
せることができた。

【００２３】前記実施例では、前述のような各部品のセ
ットをし易くするため、ナット１のスリーブ状ナット部
１１は、中央のテーパー部１４とその両端に連続する大
径円筒部１５及び小径円筒部１６とで構成したが、機能
的には、その高さを適切に選べば全長をテーパー部１４
のみで構成されていても差し支えない。また、テーパー
部１４は、前述のようにスリーブ状ナット部１１のスリ
ット１３を除く全周に連続して形成するのに代えて、例
えば図５のように、各スリット１３相互の間の一部へ形
成されていても機能上差し支えない。

【００２４】前記実施例の平座金５は省略しても実施す
ることができる。また、図４のようにスペーサリング２
を省略するか、あるいは、スペーサリング２と締め付け
部材３とを一体化した構成を採用することもできる。こ
の場合には、締め付け部材３の上面に座ぐり部３１を形
成し、図４のような締め付け状態において、前記座ぐり
部３１の部分が隙間ａとなるように構成し、スリーブ状
ナット部１１のテーパー部１４と締め付け部材３の内周
面との摩擦によって発生する金属粉を、この隙間ａに閉
じ込めるようにするのが望ましい。

【００２５】ばね４は図６のように台形形状に構成する
ことができるほか、例えば通常のばね座金を使用しても
実施することができる。

【００２６】

【発明の効果】この発明によるナットは、スリットとテ
ーパー部とを有するスリーブ状ナット部によって、緩み
止めねじ締め金具へ使用するのに適している。また、こ
の発明による緩み止めねじ締め金具は、スリーブ状ナッ
ト部によるボルトに対する周方向から締め付け力と、ば
ねによる軸力とによって、ねじの緩みをより効果的かつ
持続的に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明によるナットを含む緩み止めねじ締め
金具の一例を示す分解断面図である。

【図２】図１の金具により被締結部材を締め付けた状態
の断面図である。

【図３】図１の金具の締め付け状態におけるナットの部
分的な変形状態を示す半裁拡大断面図である。

【図４】他の実施例の金具の締め付け状態における半裁
拡大断面図である。

【図５】ナットの他の例を示す斜視図である。

【図６】ばねの変形例を示す拡大断面図である。

【図７】一般的な電力幹線接続部の緩み止めねじ締め構
造である。

【図８】特開昭６３−５７９１０号公報に記載されてい
るロックナットである。

【図９】特開平１−９３６１１号公報に記載されている
緩み止めナットである。

【符号の説明】

ａ隙間１，７３ナット１０鍔状ナット部１１スリーブ状ナット部１２雌ねじ１３スリット１４テーパー部１５大径円筒部１６小径円筒部２スペーサリング３締め付け部材３０孔４ばね４０ばねの孔５平座金５０立ち壁６ボルト６０軸６１頭部６２座金７，７０被締結部材７１ばね座金７２平座金７３ナット８，９ナット８０，９０座ぐり部８１，９１小ナット９２収容部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者後藤志郎東京都中央区銀座八丁目21番１号株式会社竹中工務店東京本店内 (72)発明者相田信一東京都中央区銀座八丁目21番１号株式会社竹中工務店東京本店内 (72)発明者山下武東京都中央区銀座八丁目21番１号株式会社竹中工務店東京本店内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】鍔状ナット部と、この鍔状ナット部の一
端へ相互の雌ねじが連続するように設けられたスリーブ
状ナット部からなり、このスリーブ状ナット部は、前記
鍔状ナット部側に位置する大径部から先端方向へ徐々に
小径になる状態のテーパー部を外周部に有し、軸方向に
沿った適数のスリットを有することを特徴とするナッ
ト。
【請求項２】前記スリーブ状ナット部は、前記テーパ
ー部の大径部とほぼ同径で当該大径端部と連続する大径
筒部を一体に有し、この大径筒部にも前記スリットが連
続していることを特徴とする、請求項１に記載のナッ
ト。
【請求項３】請求項１又は２に記載のナットと、被締結部材に貫通されるボルトと、内径が前記テーパー部先端の外径より大きく、かつ前記
大径部より小径な孔を有する板状の締め付け部材と、前記スリーブ状ナット部の大径端部より大径な孔を有
し、かつ前記ボルトの軸方向に作用する弾性金属からな
るばねとを備え、前記スリーブ状ナット部が前記締め付け部材の孔と前記
ばねの孔へ案内され、かつ、前記締め付け部材の孔の内
周部が前記テーパー部へ接触する状態で、前記スリーブ
状ナット部側から前記ナットを前記ボルトにねじ締める
ことを特徴とする、緩み止めねじ締め金具。
【請求項４】前記ばねは皿状ばねであり、Ｎｉ−Ｔｉ
系の超弾性合金からなることを特徴とする、請求項３に
記載の緩み止めねじ締め金具。
【請求項５】前記締め付け部材が前記鍔状ナット部側
に位置し、前記ねじ締め状態において当該締め付け部材
の前記鍔状ナット部と接触する面には、当該締め付け金
具の孔の周囲に座ぐり部が形成されている、請求項３又
は４に記載の緩み止めねじ締め金具。
【請求項６】前記締め付け部材が前記鍔状ナット部側
に位置し、当該締め付け部材と前記鍔状ナット部との間
にはスペーサリングが介在し、当該スペーサリングの内
径は、前記締め付け状態において当該スペーサリングと
前記スリーブ状ナット部との間に隙間が形成される程度
に大径である、請求項３又は４に記載の緩み止めねじ締
め金具。
【請求項７】前記被締結部材から突出したボルトの軸
部側には、前記被締結部材と接触する座金が設けられて
いる、請求項３〜６のいずれかに記載の緩み止めねじ締
め構造。