JPH07279931A - 低プロフイルロックナットとその製作方法 - Google Patents

低プロフイルロックナットとその製作方法

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JPH07279931A
JPH07279931A JP6307765A JP30776594A JPH07279931A JP H07279931 A JPH07279931 A JP H07279931A JP 6307765 A JP6307765 A JP 6307765A JP 30776594 A JP30776594 A JP 30776594A JP H07279931 A JPH07279931 A JP H07279931A
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lock nut
crown
low profile
torque
bolt
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JP6307765A
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Raymond L Thurston
エル．サーストン レイモンド
Steven H Schulenburg
エイチ．シューレンバーグ スティーブン
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Illinois Tool Works Inc
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    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B39/00—Locking of screws, bolts or nuts
    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • 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
    • B21K1/707—Self-locking nuts

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ボルトに対し螺結を繰返しても、小さい螺結
トルクと大きい離脱トルクが実質的に変化しない頻度多
く使用可成な低プロフイルロックナットを提供する。 【構成】 ナット（１０）の軸方向上の１部分を圧延ロ
ーラ（２０）等を用いて変形加工して、軸孔（１４）の
ネジを部分的に円形（Ｄ）から楕円形（Ａ）等の形状に
塑性変形させ、且つナットの１端部分を他部分より相対
的に肉薄形状のクラウン部に成形して、これに相対的に
弾性変形し易い所定度合の可撓性を付与する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はネジのボルト用のロック
ナットに関し、具体的にはボルトに対する着脱を繰返し
た後でさえも比較的に低い螺結トルクと高い離脱トルク
を発揮する、比較的に低プロフイルの１個片で形成され
るロックナットとその製作方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ボルトに螺結されるときに弾性変形する
ロックナットは、代表的には比較的に高いプロフイル
（嵩高）であり、ナットのある種の変形を含む。この種
のロックナットの１例はＵＳＰ４，９９０，０４３に開
示されているもので、剛性本体とその１端から突出して
いる複数のロックビームを有するロックナットである。
ロックビームはスロットによって区分されていて、ボル
トとの螺結時にビームが外方にそれて（偏位して）ボル
トに対する抵抗力を与え、ロックナットの振動による緩
みを抑制する。
【０００３】この米国特許文献は更に、ナットの剛性本
体の１端に一体的に形成されたスリーブであって、この
スリーブのネジ孔がその縦断面において孔の全長に沿っ
てやゝ卵形に変形される斯ゝるスリーブを開示してい
る。しかし、この種のロックナットは用途が制約される
ことになる実質的に嵩の高い（高プロフイル）ものにな
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】それ故に、嵩の低い
（低プロフイル）個片のロックナットであって、その繰
返し離脱の後でさえ螺結に要するトルクが小さく、しか
も離脱に要するトルクが大きく維持され、ナットの１部
分が実質的に可撓性を有してスプリング作用を奏し、ボ
ルトとの係合が所望の低螺結トルクと高離脱トルクをも
たらす、斯ゝるロックナットの提供が望まれる。従っ
て、螺結の際に要するトルクは低く維持され、螺結解除
即ち離脱に要するトルクは高く維持される、斯ゝる有効
なナット機能を発揮しながら、繰返し使用に耐え得る長
寿命のロックナットを実現することが本発明の課題であ
り、目的である。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明のロックナット
は、１個片で成形されたナットであって、ボルトのネジ
と係合するネジ切り軸孔を有する本体を有する。本体部
の少くとも１端には所定形状の、好ましくは波形の形態
を有するクラウン部を形成し、この波形によりクラウン
部に所望の可撓性が付与されるようにする。ナット軸孔
は、軸孔の両端から軸方向の特定の距離にある所定の個
所において、軸孔のネジが軸方向と半径方向に変位する
ように変形加工させられたボルトネジ係合部分を有して
いる。
【０００６】
【作用】この係合部分はボルトネジとこれらを歪曲させ
ることなく係合し、且つ可撓性クラウン部と協働してナ
ットの拡張を可能にし、且つボルトネジに弾発力を与
え、それにより所望の低螺結トルクと高離脱トルクが生
じる。
【０００７】しかも、ボルトに対するロックナットの螺
結と離脱の繰返しサイクルの後にも、クラウン部の可撓
性により螺結トルクと離脱（ナット取り外し）トルクが
実質的に変動せず、一定に維持される。
【０００８】
【実施例】図１，２において、本発明に係るロックナッ
トは全体的に参照番号１０によって指定されている。こ
のロックナット１０は、好ましくは金属製であり、嵩低
く（低プロフイル）であって、ネジ切り軸孔（ボア）１
４を有する本体部１２と本体部の１端に形成されたクラ
ウン部１６を実質的に含んでいる。しかし、ロックナッ
ト１０の具体的な材料と形状はこゝに説明するように機
能する限りは変更することが出来ることに留意された
い。
【０００９】ロックナット成形法の好適例では、クラウ
ン部１６は本体部１２の１端に冷間加工等によって成形
される。図１に示すように、ネジ孔１４はタップ１８に
より形成されるロックナット１０は次に圧縮やクリンプ
の加工による変形加工のために移行させる。この圧縮や
クリンプの加工は、好ましくはインライン工程のローラ
２０によって施こされるがこのローラはナット本体部に
僅かな刻み目（図示省略）を残すこともある。ロックナ
ット１０の圧縮はネジ孔１４の１部分を図２，５に示す
ように歪曲して横断面において多少の楕円形や卵形にす
る。
【００１０】圧縮、クリンプ加工の好適モードはローラ
２０をナット軸に対し実質的に直角に本体部１２に接触
させることにより達成される。しかし、択一的にはクラ
ウン部をその２個以上の対向部分でローラに接触させ
て、図３，６に示す形状にすることが出来る。
【００１１】軸孔１４の詳細、クラウン部１６及び両者
の協働関係が以下に説明される。要するに、使用時には
クラウン部１６の形状は螺結時、即ち使用中にネジ切り
ボルト（図示省略）に対面していない本体部１２の１端
に所定度合の可撓性を与える。クラウン部１６とは反対
側にある軸孔１４の終端がボルトと係合するときには、
ボルトのネジが先ず軸孔１４の実質的に円形の２，３個
のネジと係合する。ナットをボルト上で引き続いて進行
させると、ボルトネジは軸孔１４の圧縮変形されて成る
楕円形部分のネジに係合する。クラウン部１６の可撓性
により、軸孔１４はナット１０の引き続く進行で元の円
形に拡張される。従って、クラウン部１６はスプリング
部材に似た機能を発揮し、ボルトのネジを変形させるこ
となく低い螺結トルクと高い保留トルク、即ちボルトの
ネジに抵抗する力を与える。
【００１２】図２に示すように、ナット本体部１２はボ
ルトの第１入口端２２と第２出口端２４を有している。
軸孔１４はネジ切りされて、第１、第２端２２，２４の
間に延在している。
【００１３】図４に示すように、ロックナット１０をレ
ンチ等の工具で把持出来るようにするために、本体部１
２の外周は複数のレンチフラット（レンチ用の平坦面
部）２６を有するように形成するのが好ましい。好適例
では、レンチフラット２６を６個と隣り合うレンチフラ
ット間に形成されるヘッキス（ｈｅｘ）点２８を６個有
するようにクラウンは成形される。本体部１２にクラウ
ン部１６を形成する前に、先ずレンチフラット２６とヘ
ッキス点２８を第１端２２から第２端２４までの本体部
１２の全長に亘って延在させるのが好ましい。
【００１４】図２，４に示すように、クラウン部１６は
本体部１２の第２端２４に配設されているが、第１端２
２でも、或いは両端２２，２４に配設されてもよい。好
適例のクラウン部１６はロックナット１０の全周に亘る
連続部材として設け、これに複数の凹状の或いは円錐形
の窪み３０を形成し、それによりクラウン部に波形外周
面を付与して、クラウン部に所望の可撓性を付与する。
【００１５】好ましくは、６個の窪み３０をその各々が
各レンチフラット２６と半径方向位置において対応する
ように形成する。窪み３０は第２端２４の方へ先細りし
て、円錐台形になっていて、本体部１２の第２端２４で
各窪み３０の略中点に配位する実質的に肉薄の壁部分３
２を第２端２４に形成している。
【００１６】クラウン部１６の可撓性を変化させるため
に、ロックナット１０の形状と寸法を記述通りの機能を
発揮する限りにおいて、変更することが出来る。
【００１７】図２に示すように、ローラ２０によるロッ
クナット１０の圧縮加工の結果、軸孔１４はＡで表した
短直径を有する最強度合の楕円形にローラ２０との衝撃
点の近くで変形される。クラウン部１６の可撓性によ
り、軸孔１４はＢで表す短直径を有する個所で僅かに楕
円形に変形される。
【００１８】しかし、軸孔１４は、本体部１２の第１端
２２の個所では第１端２２の肉厚により原形通りの円形
を維持し、その円直径はＤで表されている。この円直径
Ｄはボルトに対するロックナット１０の螺結の開始作業
を容易にする。
【００１９】好ましくは、楕円短直径Ａはクラウン部１
６の底と本体部１２の残余の部分の境界に相当する軸孔
１４の略中間点に配位させるが、軸孔１４の両端から遠
い位置の点にある限り、その大きさを変化させることが
出来る。短径Ａは本体部１２の第２端における軸孔端の
近傍に配位する短径Ｂより小さい。更に、本体部１２の
第１端２２の近傍に配位する軸孔の円直径Ｄは短径Ｂよ
り大きい。従って、軸孔１４は本体部１２の第１端２２
の近傍で直径Ｄの円形になっているのが、中心に進むに
従って最小短径Ａまで楕円化し、次いでこの楕円形が短
径Ａより大きな短径Ｂの楕円形に至るまでふくれるよう
に変化する。
【００２０】クラウン部１６によって抵抗力が与えら
れ、それによりボルトとナットの多数回繰返された結合
と離脱の後でさえも低螺結トルクと高離脱トルクを本発
明のナットが付与することは驚くべき効果といえる。
【００２１】下記の表はテストしたロックナット１０の
トルクを表している。
【００２２】 表 Ｉ（グループＩ） サンプル 第１回螺結トルク 第１回離脱トルク 第５回離脱トルク No. （In／Lbs) （In／Lbs) （In／Lbs) １ ３８ ３５ ３０ ２ ５０ ４２ ３８ ３ ４３ ３８ ３０ ４ ４０ ３８ ３２ ５ ５０ ４８ ３５ 高値 ５０ ４８ ３８ 低値 ３８ ３５ ３０ 平均 ４４．２ ４０．２ ３３
【００２３】 表 II（グループII） サンプル 第１回螺結トルク 第１回離脱トルク 第５回離脱トルク No. （In／Lbs) （In／Lbs) （In／Lbs) １ ６０ ５０ ４０ ２ ３８ ３０ ２８ ３ ３０ ２８ ２０ ４ ５０ ４０ ３０ ５ ３０ ２０ ２０ 高値 ６０ ５０ ４０ 低値 ３０ ２８ ２０ 平均 ４１．６ ３５．２ ２７．６
【００２４】上記テスト結果はIn／Lbハンドトルクレン
チを用いて得られた。表において、「第１回螺結トル
ク」とはボルトとナットの最初の螺結が３個のボルトネ
ジ山がナットから露出するまで実行されたときに作用し
たトルクである。「第１回離脱トルク」とは螺結ナット
がボルトに対し離脱方向（反時計方向）に１回転だけゆ
るめられたときに作用したトルクである。「第５回離脱
トルク」とは５回螺結し、５回離脱（取り外し）させた
５回のナット取り外しサイクルにおける第５回目にナッ
ト離脱に要したトルクである。
【００２５】
【発明の効果】本発明のナットによれば、ボルトとの螺
結に要するトルクが可成りの回数の螺結−離脱を繰返し
ても小さく抑えられ、且つ離脱に要するトルクの低下が
抑制されるので、同一のナットを頻度多く有効に使用出
来る。従って、このナットは寿命の長いナットとして有
益である。これは、部品がクリーニングや点検のために
定常的に取替えられるような用途の機器に対し極めて有
利である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るロックナットのねじ立てと変形加
工の１方法を示す斜視説明図である。
【図２】本発明のロックナットの図１における線２−２
における縦断面図であって、ロックナットを変形加工し
たあとのネジ切り軸孔（ボア）の直径の違いを表してい
る方向に見た断面図である。
【図３】本発明の別のロックナット例の六角形ネジ切り
ボアを示す縦断面図である。
【図４】変形加工前のボアの実質的に一定の円の直径を
示す本発明に係るロックナットの平面図である。
【図５】変形加工されたときにボアによって得られる楕
円形を示す図２のナットの平面図である。
【図６】図３のナットを示す平面図である。
【図７】変形加工される前の図４のナットを示す底面図
である。
【符号の説明】
１０…ロックナット １２…ナット本体部 １４…ネジ切り軸孔 １６…ナットクラウン部 １８…タップ ２０…ローラ ２２…ナット本体部の第１端 ２４…ナット本体部の第２端 ２６…レンチフラット ２８…ヘックス点 ３０…窪み ３２…肉薄壁部

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ネジ切りボルトと螺結されるロックナッ
    トにおいて、 第１、第２の両端を有する貫通したネジ切り軸孔を有す
    る本体部；該軸孔に対し少くとも半径方向の所定度合の
    可撓性を少くとも該第１、第２端の１方に付与するため
    の該軸孔が貫通しているクラウン手段；及び該第１、第
    ２端から特定の距離に配位する該軸孔の少くとも１つの
    部分に設けられ、ボルトネジを歪曲させることなく当該
    ボルトネジと係合し且つ該クラウン手段と協働して所望
    の螺結トルクと所望の離脱トルクを付与するように係合
    する手段を含むことを特徴とする低プロフイルロックナ
    ット。
  2. 【請求項２】 該クラウン手段が連続した外周を有し、
    且つ該所定可撓度を付与する所定形状を有する、請求項
    １に記載の低プロフイルロックナット。
  3. 【請求項３】 該本体部の外周面は複数のレンチフラッ
    トを有し、該クラウン手段は該第１、第２端の少くとも
    １つに一体成形されていて、複数の凹状面を含み、当該
    凹状面は数と位置に関し該レンチフラットと対応する関
    係にあり且つ該クラウン手段の形成されている前記本体
    部端に向って先細りし、それにより該クラウン手段が各
    凹状面の該本体部端における中点の近くに該軸孔からの
    壁厚に関して肉薄の面域が形成されている、請求項１に
    記載の低プロフイルロックナット。
  4. 【請求項４】 該クラウン手段が実質的に連続した外周
    を有する形状である、請求項３に記載の低プロフイルロ
    ックナット。
  5. 【請求項５】 該係合手段が実質的に楕円形になった軸
    孔部分を含む、請求項１に記載の低プロフイルロックナ
    ット。
  6. 【請求項６】 該クラウン手段と該係合手段はボルトに
    対するロックナットの螺結・離脱を繰返した後でも螺結
    トルクと離脱トルクの少くとも１方が一定に維持される
    ように設けられている、請求項１に記載の低プロフイル
    ロックナット。
  7. 【請求項７】 第１、第２の両端を有し、貫通軸孔が穿
    設された本体部を作成し；該軸孔に関して少くとも半径
    方向に所定度合の可撓性を有する該軸孔が貫通したクラ
    ウン部を該本体部の該第１、第２端の少くとも１方に形
    成し；該軸孔に該第１、第２端間に延在するネジを成形
    し；該第１、第２端から所定距離にある該軸孔の少くと
    も１部分を、結果としてボルトネジを歪曲させずにこの
    ボルトネジと螺結することが出来、且つ該クラウン部と
    協働して所望の螺結トルクと離脱トルクを付与すること
    が出来るように変形する工程を含む低プロフイルロック
    ナットを製作する方法。
  8. 【請求項８】 該クラウン成形工程において、該所望可
    撓性を与える連続外周面を有する所定の外形に該クラウ
    ン部を成形する、請求項７に記載の低プロフイルロック
    ナットの製作方法。
  9. 【請求項９】 該変形工程において、該本体部をその少
    くとも１部分において圧縮して、該軸孔の１部分が実質
    的に楕円形になるようにした、請求項７に記載の低プロ
    フイルロックナットの製作方法。
JP6307765A 1993-12-29 1994-12-12 低プロフイルロックナットとその製作方法 Pending JPH07279931A (ja)

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US08/175,322 US5499893A (en) 1993-12-29 1993-12-29 Flexible lock nut and method of manufacturing
US175322 1993-12-29

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JPH07279931A true JPH07279931A (ja) 1995-10-27

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EP (1) EP0661465B1 (ja)
JP (1) JPH07279931A (ja)
KR (1) KR0140829B1 (ja)
CN (1) CN1111731A (ja)
AT (1) ATE184374T1 (ja)
AU (1) AU669822B2 (ja)
BR (1) BR9405245A (ja)
CA (1) CA2134303A1 (ja)
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