WO2008035639A1 - Contre-écrou - Google Patents

Description

明 細 書

緩み防止ナット

技術分野

[0001] 本発明は、例えば建設、機械等の設備に使用されるボルトへのワンタッチでの取り 付けが可能な構造のナットに関し、特に、ボルトへの装着後においても緩むことがな い緩み防止ナットに関する。

背景技術

[0002] 特開 2001— 214918号公幸ゃ特開 2002— 139011号公幸 こ (ま、ワンタッチでボ ノレトに螺合して被締結部材を締め付け固定するワンタッチナットが記載されている。こ れらの構造は、ワンタッチでのナットの揷入に対して格別の効果を発揮するものであ る。し力もながら、これらのワンタッチナットでは、ボルトの装着後に伝達される振動に より締め付けが緩むことがあり、このため、緩みの防止を可能とする構造が求められて いる。

[0003] これに対し、特許文献 1には、外周面が円錐台形状のテーパ面となっている突出部 が形成された一方のナットと、内周面が円錐台形状のテーパ面となっている凹部が 形成された他方のナットとからなり、これらの一対のナットの締め付け時にテーパ面の 摩擦力を作用させることによって相互の緩み止めを行う構造が開示されている。

[0004] 特許文献 2には、弾性を有する 2以上のリングをナット本体に取り付けた構造が開示 されている。このナットでは、ナット本体をボルトへ螺合させる際にリング内側の係合 片がボルトのねじ山に係合するようになつており、この係合によって緩み止めを行うも のである。

特許文献 1 :特開昭 61— 244912号公報

特許文献 2：国際公開 W093/22569公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0005] しかしながら、特許文献 1記載の構造では、必ず一対のナットを用いなければ緩み 止めができず、片方のナットが紛失したり損傷した場合には、使用ができない不便さ を有している。又、一対のナットを取り付ける必要があるば力、りでなぐその取り付け順 序や方向性を考慮する必要があるため、締結作業が面倒である問題も有している。

[0006] 特許文献 2記載の構造では、ナット本体をボルトに螺合させる当初からリングの係合 片がボルトのねじ山と接触してこれらの間に摩擦力が作用するため、ナット本体を回 転させるために大きな力が必要となる。このため、ワンタッチでの締め付けができず、 回転用工具を用いる必要があり、締め付け作業に多大の労力を要する問題がある。

[0007] 本発明は、このような従来の問題点を考慮してなされたものであり、ワンタッチでの 締め付けが可能で被締付部材への締め付け固定が容易であると共に、締め付け後 も緩むことがな!/、緩み防止ナットを提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

[0008] 請求項 1記載の発明の緩み防止ナットは、ボルトが揷入されるボルト揷入孔及びボ ノレト揷入方向に沿って前記ボルト揷入孔から離れる方向に傾斜したスライド面を有し た 1以上のねじ駒用凹部が内部に形成されたナット本体と、前記ナット本体内で抜け 止め状態となっており、前記スライド面を摺動するようにねじ駒用凹部に挿入され、前 記ボルトに係脱自在に係合するねじ駒と、前記ナット本体の内部又は前記ねじ駒に 設けられ、ねじ駒のボルトへの係合によってボルトに食い込んでねじ駒との間に摩擦 力を発生させる摩擦発生部材と、を備えていることを特徴とする。

[0009] 請求項 2記載の発明は、請求項 1記載の緩み防止ナットであって、前記ねじ駒が前 記スライド面をボルトの方向へ摺動するように付勢する弾性部材をさらに有しているこ とを特徴とする。

[0010] 請求項 3記載の発明は、請求項 1又は 2記載の緩み防止ナットであって、前記摩擦 発生部材は、下記 ω〜 ωの!/、ずれか又はその組み合わせであることを特徴とする

〇

(a)前記ボルト揷入孔側に突出するようにナット本体に形成された突起部

(b)前記ナット本体と別部材からなり、前記ボルト揷入孔側に突出するようにホット本 体に形成された突起部

(c)前記ナット本体又はねじ駒の内部に設けられた別部材

(d)前記ナット本体におけるボルト揷入孔又はねじ駒に取り付けられたローラ型ワン ウェイクラッチ

(e)前記ボルトのねじ間に嚙み込む線径を有し、前記ナット本体又はねじ駒に取り 付けられたコイル

(f)ねじ駒又は/及びボルトの外面に設けられた皮膜

発明の効果

[0011] 本発明において、ボルト揷入孔内にボルトを揷入することにより、ねじ駒がスライド 面に沿ってボルトから退避するため、ボルトを簡単に揷入することができ、その後は、 ナット本体を締め付け方向に回転させることにより、ねじ駒がスライド面に沿ってボル ト方向へ摺動してボルトと係合する。このため、ボルトや被締結部材への締結が行わ れる。

[0012] このような本発明では、ねじ駒がスライド面に沿ってボルトと係合する際、摩擦発生 部材はボルトに食い込んで摩擦力を発生させる。この摩擦力はナット本体における傾 斜状のスライド面とこのスライド面をスライドするねじ駒の楔作用に依存するため、摩 擦発生部材とボルトとの間での大きな摩擦抵抗となる。これにより、摩擦力が大きくな り、緩み防止を確実に行うことができる。

図面の簡単な説明

[0013] [図 l] (a)は本発明の第 1実施形態における平面図， （b)は正面図、（c)は縦断面図 及び（d)は（c)の A— A線断面図である。

[図 2] (a)〜（d)は第 1実施形態の作動を示す断面図である。

[図 3] (a) , (b)は第 1実施形態の締め付け作動を示す断面図である。

[図 4]第 1実施形態における緩み防止作用を示す断面図である。

[図 5] (a)は第 2実施形態における平面図、（b)は縦断面図、（c)は (b)の H— H線断 面図である。

[図 6] (a)は第 3実施形態における平面図、（b)は縦断面図、（c)は (b)の I I線断面 図である。

[図 7]第 3実施形態の作用を説明する断面図である。

[図 8] (a)は第 4実施形態における平面図、（b)は縦断面図、（c)は (b)の J J線断面 図である。 [図 9] (a)は第 5実施形態における平面図、（b)は縦断面図、（c)は (b)の K— K線断 面図である。

[図 10] (a)〜（c)は第 1実施形態の作動を示す側面図である。

[図 11] (a)は第 6実施形態における平面図、（b)は縦断面図、（c)は (b)の M— M線 断面図である。

[図 12] (a)は第 7実施形態における平面図、（b)は縦断面図、（c)は (b)の N— N線 断面図である。

符号の説明

[0014] 1 , 1A, IB, 1C, ID, IE, 1F 緩み防止ナット

2 ナット本体

3 ねじ駒

3a 雌ねじ部

4 摩擦発生部材

5 ボルト揷入孔

8 舌状突起（弾性部材）

9 スライド面

10 カバー

12 コイルばね（弾性部材）

13 突起部 (摩擦発生部材）

14 板材の別部材 (摩擦発生部材）

15 ローラ型ワンウェイクラッチ（摩擦発生部材）

17 コイル (摩擦発生部材）

18 摩擦発生部材

30 ボル卜

発明を実施するための最良の形態

[0015] 以下、本発明を図示する実施形態により具体的に説明する。なお、各実施形態に おいて、同一の部材には同一の符号を付して対応させてある。

[0016] (第 1実施形態） 図 1〜図 4は本発明の第 1実施形態の緩み防止ナット 1であり、図 1は全体の形状 及び内部構造を示し、図 2及び図 3は作動を示し、図 4は作用する摩擦力の説明を 示す。

[0017] この実施形態の緩み防止ナット 1は、図 1に示すように、ナット本体 2と、ねじ駒 3と、 摩擦発生部材 4とを備えて!/ヽる。

[0018] ナット本体 2は外形が円形のベース部 2aと、外形が六角形のナット部 2bと、ナット部 2b上部のヘッド部 2cとによって一体的に形成されている。ここで、六角形のナット部 2 bは、ナット本体 2の全体を手や工具によって回転させる際の操作部分である。

[0019] ナット本体 2の内部には、ボルト揷入孔 5及びねじ駒用凹部 6が形成されている。ボ ノレト揷入孔 5はナット本体 2の全体を上下方向（軸方向）に貫通した形状となっており 、後述するようにボルト 30が揷入されて貫通する。ボルト 30はナット本体 2の揷入面（ 下面） 2dからボルト揷入孔 5内に挿入されるものであり、ボルト 30が揷入し易いように ボルト揷入孔 5の下端部分は幾分、径が大きく且つテーパ形状となっている。

[0020] ねじ駒用凹部 6はボルト揷入孔 5の一部を径方向に拡大することにより形成されるも のである。このねじ駒用凹部 6は溝状となっており、後述するねじ駒 3が内部に揷入さ れる。ねじ駒用凹部 6の両側面 6a (図 1 (d)参照）は相互に平行な平面となっており、 この両側面 6aにねじ駒 3の両側面が接触することにより、ねじ駒 3の横方向への倒れ が防止されるようになっている。なお、この実施形態において、ねじ駒用凹部 6はナツ ト本体 2に対して 1箇所に形成されるものである。

[0021] ねじ駒用凹部 6の下部は、ねじ駒 3の下面を受けてねじ駒 3が摺動するスライド面 9 となっている。スライド面 9はボルト揷入孔 5に揷入されるボルト 30の揷入方向（図 2に おける矢印 Bとの反対方向であり、図 1 (c)においては上方向）に沿って延びているが 、上部に向力、うにつれてボルト揷入孔 5から離れる方向に傾斜したテーパ面となって いる。従って、ねじ駒 3がスライド面 9に沿って下方にスライドすると、ねじ駒 3はテー パの狭くなる方向であるボルト 30に接近して、その前面がボルト 30と係合する力 ね じ駒 3がスライド面に沿って上方にスライドすると、ねじ駒 3はテーパの広くなる方向に 移動し、ボルト 30から離れるため係合することがな!/、。

[0022] ねじ駒 3は、図 1 (d)に示すように、円柱形状を径方向に沿って複数に分割した分 割形状に形成されており、ボルト揷入孔 5側の面（前面）にはボルト 30の外面の雄ね じ部 30aに嚙み込む（係合する）雌ねじ部 3aが形成されている。このねじ駒 3は、上述 したねじ駒用凹部 6に揷入されることにより、同凹部 6におけるテーパ状のスライド面 9 に沿って摺動する。この場合、ねじ駒 3におけるスライド面 9との対向面（ねじ駒 3の斜 面） 3eはスライド面 9と同じ傾斜のテーパ状となっている。このようにスライド面 9及び ねじ駒 3の斜面 3eを同じ傾斜のテーパ状とすることにより、後述するような楔効果を発 揮すること力できる。ねじ駒 3の雌ねじ部 3aはボルト 30の雄ねじ部 30aに係合するこ とにより、ナット本体 2とボルト 30との締結が行われる。

[0023] ナット本体 2におけるヘッド部 2cには、図 1 (c)に示すように、カバー 10が取り付けら れる。カバー 10は合成樹脂あるいは薄い金属板により形成されており、その下端部 がヘッド部 2cに嵌合することによりナット本体 2における揷入面 2dの反対側に固定さ れる。これによりカバー 10は、ねじ駒 3がナット本体 2 (ねじ駒用凹部 6)から抜け出な いように作用する。このカバー 10には、ボルト 30が貫通するための貫通孔 10aがボ ノレト揷入孔 5と同軸的に形成されている。

[0024] カバー 10には、弾性部材としての舌状突起 8がー体的に形成されている。弾性部 材としての舌状突起 8は、ねじ駒 3の上部に対応する位置に形成されると共に、ねじ 駒 3の上面に向かって垂れ下がつている。この舌状突起 8は、ねじ駒 3がスライド面 9 を下方向（ボルトとの係合方向）に付勢するものである。

[0025] さらにこの実施形態では、摩擦発生部材 4が設けられる。摩擦発生部材 4は、ナット 本体 2におけるボルト揷入孔 5を臨むようにナット本体 2の内部に嵌め込みあるいは接 着することにより設けられている。また、摩擦発生部材 4はねじ駒 3と対向するようにも 設けられている。力、かる摩擦発生部材 4としては、樹脂、ゴム等の摩擦係数の大きな 材料が用いられる。ここで、摩擦発生部材 4はボルト揷入孔 5の内部に僅かに突出す るように設けられており、ボルト揷入孔 5に揷入されるボルト 30の移動の支障となるこ とがない。

[0026] 次に、この実施形態の作動を図 2〜図 4により説明する。図 2に示すように、ボルト 3 0は被締結部材 33から起立した状態となっている。この状態に対し、図 2 (a)及び (b) で示すように、緩み防止ナット 1を矢印 Bで示す下方向に移動させ、ナット本体 2のボ ルト揷入孔 5にボルト 30を揷入する。

[0027] ボルト 30の揷入当初においては、図 2 (c)及び（d)に示すように、ねじ駒 3は舌状突 起 8の付勢力に逆らってテーパが広くなる方向にスライド面 9を摺動し、矢印 Cで示す 方向に退避する。このため、ねじ駒 3とボルト 30とが係合することがなく押し込みを行 うだけで簡単にナット本体 2内にボルト 30を揷入することができる。

[0028] 図 3 (a)はナット本体 2の押し込みにより、緩み防止ナット 1が被締結部材 33の取付 面 33aに達した状態を示す。この状態に達した後、図 3 (a)で示すように、ナット本体 2 を締め付け方向（ボルト 30が右ねじの場合は矢印 Dで示す時計方向）に回転操作す る。この回転により舌状突起 8に付勢されているねじ駒 3の雌ねじ部 3aがボルト 30の 雄ねじ部 30aに螺合して係合する。この係合によりねじ駒 3はスライド面 9上を矢印 E で示すテーパの狭くなる方向に下降する。

[0029] このとき、図 3 (b)で示すように、上記下降に伴ってねじ駒 3はボルト 30を摩擦発生 部材 4に押圧する。すなわち、ねじ駒 3がテーパ状のスライド面 9に沿って下降するこ とにより、ねじ駒 3はテーパが小さくなる方向に移動するため楔効果が発生する。この 楔効果によってボルト 30が摩擦発生部材 4に強固に押し付けられるため、ボルト 30と 摩擦発生部材 4との間に強固な摩擦力 Fが発生する。これにより、ナット本体 2が不用 意に回転することがなくなり、緩み防止を行うことができる。

[0030] 図 4は力、かる押圧力 Fを計算により示すものであり、ボノレト 30の軸力を P、スライド面

9の傾斜角を Θとした場合、 F = P/sin ( Θ )となる。従って、ボルト 30を摩擦発生部 材 4に押し付ける押圧力 Fはスライド面 9の傾斜角度 Θが小さくなるほど大きくなる。こ れにより、ボルト 30と摩擦発生部材 4との間には、 F' はボルト 30と摩擦発生部 材 4との摩擦係数）の摩擦力が作用し、この摩擦力によりナット本体 2の緩み防止作 用を fiうこと力できる。

[0031] (第 2実施形態）

図 5は本発明の第 2実施形態における緩み防止ナット 1Aを示す。この実施形態で は、ねじ駒 3をスライド面 9の方向に付勢する弾性部材としてコイルばね 12が使用さ れている。コイルばね 12は、カバー 10とねじ駒 3との間に設けられることにより上記付 勢を行っている。 [0032] また、この実施形態においては、ボルト 30との摩擦力を発生する摩擦発生部材 4と して、ナット本体 2と一体的な突起部 13が形成されるものである。突起部 13は、ナット 本体 2のボルト揷入孔 5に 1つ以上 (この実施形態では、縦長状に 2条）が形成され、 これによりボルト揷入孔 5側に突出してねじ駒 3と対向した位置に設けられる。このよう な突起部 13を設けた場合において、突起部 13がボルト 30と摩擦力を発生するため 、緩み防止ナット 1Aの緩み防止を行うことができる。

[0033] (第 3実施形態）

図 6は本発明の第 3実施形態における緩み防止ナット 1Bを示す。この実施形態に おいても、ねじ駒 3をスライド面 9の方向に付勢する弾性部材としてコイルばね 12が 用いられている。この実施形態では、摩擦発生部材としてナット本体 2とは別部材を ナット本体 2に組み込むものであり、摩擦発生部材としては板状の別部材 14が用いら れている。この板状の別部材 14の先端部分はボルト揷入孔 5側に僅かに突出する突 起部となる。板状の別部材 14は 1つ以上 (この実施形態では 2つ）が用いられ、それ ぞれの先端面がボルト揷入孔 5を臨むようにナット本体 2に嵌め込まれる。また、板状 の別部材 14はねじ駒 3と対向した位置となるようにナット本体 2に取り付けられるもの である。力、かる板状の別部材 14としては、金属、樹脂、ゴム等の材料を用いることが できる。このような板状の別部材 14からなる摩擦発生部材を用いることにより、ボルト 30と板状の別部材 14との間に摩擦力が発生するため、緩み防止を行うことができる

[0034] 次に、この実施形態の作用を図 7により説明する。摩擦発生部材である板状の別部 材 14の強度（硬度）がボルト 30よりも大き!/、 (硬!/、）場合にお!/、ては、ナット本体 2をボ ルト 30から外す方向（緩める方向）へ回そうとすると、板状の別部材 14のエッジがボ ノレト 30のねじ山に食い付くため、ボルトのねじ山が破壊されるまで（すなわち、板状の 別部材 14がボルトのねじ山を削り取るまで)緩むことがない。一方、板状の別部材 14 の強度（硬度）がボルト 30より小さ!/ヽ（軟らか!/ヽ）場合にお!/、ては、ナット本体 2のボル ト 30への締め付けにより板状の別部材 14のエッジがボルトのねじ山に倣うように潰れ る。このため、ナット本体 2を外す方向（緩める方向）へ回そうとすると、潰れた板状の 別部材 14とボルト 30のねじ山との間の摩擦力により緩みに《なる。この場合におい ては、摩擦力以上の力を作用させることにより緩ませることができる。

[0035] ナット本体 2に対する板状の別部材 14の取り付けの向きについては、ナット本体 2 のボルト揷入孔 5内に突出している部分の角度 /3力 0° 以上となるように設定するこ とが好ましい。すなわち、ボルト 30 (この場合は右ねじのボルトとする。）を固定して考 えた場合、ナット本体 2の P方向（締め付け方向）への回転では、板状の別部材 14の エッジ角度が緩いため、比較的回り易いが、これとは逆の Q方向（緩み方向）への回 転では、別部材 14のエッジの角度が立った状態となるため、ボルト 30のねじ山に食 い付き易くなり、回りにくくなるためである。なお、摩擦発生部材である板状の別部材 14とボルト 30との間の上述した強度の関係及び板状の別部材 14のナット本体 2への 取り付け角度については、上記第 2実施形態における突起部 13についても同様に 適用できるものである。

[0036] (第 4実施形態）

図 8は本発明の第 4実施形態における緩み防止ナット 1Cを示し、ねじ駒 3を付勢す る弾性部材としてコイルばね 12が用いられている。この実施形態では、摩擦発生部 材 4としてローラ型ワンウェイクラッチ 15を用いるものである。ローラ型ワンウェイクラッ チ 15は、ローラ 15a及びローラを付勢するばね 15bがナット本体 2におけるボルト揷 入孔 5の内面に取り付けられることにより構成される。このローラ型ワンウェイクラッチ 1 5はボルト 30への締め付け方向に対しては、ローラ 15aが逃げてナット本体 2の回転 を行うことができるのに対し、ボルト 30の緩み方向へはローラ 15aがボルト 30に係合 し、この係合によってボルト 30の回転を阻止する。従って、これにより緩み防止を行う こと力 Sできる。なお、ローラ型ワンウェイクラッチ 15としては、ナット本体 2に用いること なぐねじ駒 3に設けても良いものである。

[0037] (第 5実施形態）

図 9は本発明の第 5実施形態における緩み防止ナット 1Dを示し、ねじ駒 3をスライド 面 9の方向に付勢する弾性部材としてコイルばね 12が用いられている。この実施形 態では、摩擦発生部材 4として、複数 (この実施形態では 2本）のコイル 17が用いられ る。コイル 17は、ばね性を有していることが好ましい。このコイル 17は、ボルト揷入孔 5を挟んでねじ駒 3と対向するようにナット本体 2の内部に嵌め込み等により取り付け られる。かかるコイル 17は、ボルト 30の雄ねじ部 30aと係合することにより、摩擦力が 発生して緩み防止を行うように作用する。

[0038] 図 10は力、かるコイル 17の作用を示している。コィノレ 17の線径はボノレト 30における 雄ねじ部 30aのねじピッチと等しいか、あるいは僅かに小さいことが好ましい。このよう な寸法関係とすることにより、図 10 (b)で示すように、コイル 17の線材がボルト 30の ねじ山に食い込んで係合するため、ボルト 30とコイル 17との間に大きな摩擦力が発 生し、大きな緩み防止効果を得ることができる。

[0039] この実施形態において、コイル 17の巻方向はボルト 30のねじの向きと同じ方向で あることが好ましい。このような同じ方向とすることにより、図 10 (c)で示すように、コィ ノレ 17の線材がボルト 30のねじ山に食い込むため、さらに強い食い込み力を得ること ができ、大きな緩み防止効果を作用させることができる。

[0040] (第 6実施形態）

図 11は本発明の第 6実施形態における緩み防止ナット 1Eを示し、ねじ駒 3を付勢 する弾性部材としてコイルばね 12が用いられる。この実施形態では、摩擦発生部材 18がねじ駒 3の内部に配置されるものである。摩擦発生部材 18はねじ駒 3の雌ねじ 部 3aに対応して設けられており、ねじ駒 3がボルト 30と螺合すると同時に、摩擦発生 部材 18がボルト 30を押圧するため、その摩擦力により緩み防止を行うことができる。

[0041] (第 7実施形態）

図 12は本発明の第 7実施形態における緩み防止ナット 1Fを示し、ねじ駒 3がナット 本体 2に対して 2つ配置されている。 2つのねじ駒 3は、ボルト揷入孔 5の周囲の対向 位置に配置されるものであり、それぞれがナット本体 2のねじ駒用凹部 6内に揷入さ れると共に、ナット本体 2に形成されたスライド面 9に沿って摺動するようになつている 。さらに、この実施形態では、図 11の実施形態で示すように、それぞれのねじ駒 3に 摩擦発生部材 18が取り付けられている。この実施形態では、ボルト 30の両側からね じ駒 3が係合すると共に、ボルト 30の両側から摩擦発生部材 18が摩擦力を発生する ため、緩み防止を行うことができる。

[0042] 本発明は以上の実施形態に限定されることなぐ種々変形が可能である。例えば、 図示を省略するが、ねじ駒 3の雌ねじ部 3aまたはボルト 30の雄ねじ部 30aの外面に 対し、ボルト 30やねじ駒 3よりも摩擦力の大きな材料を塗布したり、コーティングするこ とにより摩擦発生部材としての皮膜を形成しても良い。

Claims

請求の範囲

[1] ボルトが揷入されるボルト揷入孔及びボルト揷入方向に沿って前記ボルト揷入孔か ら離れる方向に傾斜したスライド面を有した 1以上のねじ駒用凹部が内部に形成され たナット本体と、

前記ナット本体内で抜け止め状態となっており、前記スライド面を摺動するようにね じ駒用凹部に挿入され、前記ボルトに係脱自在に係合するねじ駒と、

前記ナット本体の内部又は前記ねじ駒に設けられ、ねじ駒のボルトへの係合によつ てボルトに食い込んでねじ駒との間に摩擦力を発生させる摩擦発生部材と、を備え て!/、ることを特徴とする緩み防止ナット。

[2] 前記ねじ駒が前記スライド面をボルトの方向へ摺動するように付勢する弾性部材を さらに有していることを特徴とする請求項 1記載の緩み防止ナット。

[3] 前記摩擦発生部材は、下記 ω〜 ωの!/、ずれか又はその組み合わせであることを 特徴とする請求項 1又は 2記載の緩み防止ナット。

(a)前記ボルト揷入孔側に突出するようにナット本体に形成された突起部

(b)前記ナット本体と別部材からなり、前記ボルト揷入孔側に突出するようにホット本 体に形成された突起部

(c)前記ナット本体又はねじ駒の内部に設けられた別部材

(d)前記ナット本体におけるボルト揷入孔又はねじ駒に取り付けられたローラ型ワン ウェイクラッチ

(e)前記ボルトのねじ間に嚙み込む線径を有し、前記ナット本体又はねじ駒に取り 付けられたコイル

(f)ねじ駒又は/及びボルトの外面に設けられた皮膜