(57)【要約】      （修正有）【課題】所定の軸力での締め付けが目視により確認でき、設計軸力での締付時軸力−回転角の関係曲線に大きな変化点がでるようにした軸力表示座金付ナットを提供する。【解決手段】ナット本体２と、ナット本体に回転自由に一体的に係着された軸力表示座金３とを備える。軸力表示座金３がカシメ用貫通孔３１をもつ円板状座部３０と、座部３０に一体に突設される内面テーパー状の変形突起部３３とからなり、座部３０は使用ボルトの強度と径に基づく設計軸力以上の硬度を有するように形成する。変形突起部３３は、上記設計軸力までの締付時その先端部分が外周端からはみ出すように塑性変形されて締付時の軸力−回転角の関係曲線の傾きが小さくなるよう形成され、また、上記設計軸力を満足する軸力がかかった時点で塑性変形を完了しかつ締付時の軸力−回転角の関係曲線の傾きが大きくなる変化点がでるようにした。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
ねじ孔を有するナット本体と、ナット本体の座面下部にカシメにて回転自由に一体的に係着された軸力表示座金とを備えた軸力表示座金付ナットであって、軸力表示座金が中心部にカシメ用貫通孔を有する円板状の座部と、座部の底面における外周部に厚み方向に一体に突設される内面テーパー状の変形突起部とからなり、座部は、使用するボルトのボルト強度とボルト径に基づく設計軸力以上の硬度を有するように形成され、かつ、座部のカシメ用貫通孔には上記ナット本体のカシメ用突起部が座部底面から下方に突出することなくカシメ止めされている一方、変形突起部は、上記設計軸力までの締付時にあってはその先端部分が座部の外周端からはみ出すように塑性変形されて締付時の軸力−回転角の関係曲線の傾きが小さくなるよう形成されていると共に、上記設計軸力を満足する軸力がかかった時点で、変形突起部は上記塑性変形を完了しかつ締付時の軸力−回転角の関係曲線の傾きが大きくなる変化点がでるように形成されていることを特徴とする軸力表示座金付ナット。
【請求項２】
軸力表示座金における変形突起部が座部の一端面外周部に筒状に形成されていると共に、座部における変形突起部の内側部分に変形突起部のテーパー状内周面に連続する環状溝が形成されており、座部は使用するボルトのボルト強度とボルト径に基づく設計軸力以上の硬度を有するようにその中間径Ａ、孔径Ｂ、厚みＣが形成されている一方、変形突起部は、上記設計軸力までの締付時にあってはその先端部分が座部の外周端からはみ出すよう塑性変形されて締付時の軸力−回転角の関係曲線の傾きが小さくなるように変形突起部の高さＤ、環状溝部分の幅Ｅ、変形突起部の外径Ｆが形成されていると共に、上記設計軸力を満足する軸力がかかった時点で、変形突起部は上記塑性変形を完了しかつ締付時の軸力−回転角の関係曲線の傾きが大きくなる変化点がでるように形成されていることを特徴とする請求項１記載の軸力表示座金付ナット。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本考案は、ボルトと共に被締結体の締結に用いられる軸力表示座金付ナットに関する。
【背景技術】
【０００２】  従来、座金付ナットとしては、例えばナット本体の座面下部に環状の平座金或いは環状のワッシャーをカシメにて回転自由に一体的に係着された構成となっている。【０００３】  そして、この座金付ナットとボルトにより被締結体を締結するときには、例えば被締結体に挿通したボルトに、上記平座金或いはワッシャーを被締結体に押し付けた状態でナット本体を締め付けることにより、ナット本体で平座金或いはワッシャーを被締結体に押し付け、その押し付け力による締付抵抗で緩み止めを行うようにしている。
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】  ところが、上記した座金付ナットのように、単にナットの平座金或いはワッシャーを介する被締結体への押し付けによる緩み防止構造では、トルクレンチを用いたり或いは普通の締付治具を用いたりして締結作業を行う場合、トルク係数などによりナットの締め付けによる軸力にバラツキがあり、常に安定した締め付け軸力を得ることができないものであった。そのため、ナットによる締め付けが弱いと振動や何らかの外力がかかった場合に、ゆるみが発生するといった重大な問題があった。また、ナットを仮止めしたまま本締めを忘れたようなとき、これを目で見て確認しづらい問題も有していた。【０００５】  そこで、本考案は、所定の軸力で締め付けが行われたかどうかを目視によって簡単容易に確認することができ、しかも、使用するボルト強度とボルト径に基づく設計軸力で締付時の軸力−回転角の関係曲線に大きな変化点がでるようにした軸力表示座金付ナットの提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】  上記した問題を解決するため、本願の請求項１記載の考案は、ねじ孔を有するナット本体と、ナット本体の座面下部にカシメにて回転自由に一体的に係着された軸力表示座金とを備えた軸力表示座金付ナットであって、軸力表示座金が中心部にカシメ用貫通孔を有する円板状の座部と、座部の底面における外周部に厚み方向に一体に突設される内面テーパー状の変形突起部とからなり、座部は、使用するボルトのボルト強度とボルト径に基づく設計軸力以上の硬度を有するように形成され、かつ、座部のカシメ用貫通孔には上記ナット本体のカシメ用突部が座部底面から下方に突出することなくカシメ止めされている一方、変形突起部は、上記設計軸力までの締付時にあってはその先端部分が座部の外周端からはみ出すように塑性変形されて締付時の軸力−回転角の関係曲線の傾きが小さくなるよう形成されていると共に、上記設計軸力を満足する軸力がかかった時点で、変形突起部は上記塑性変形を完了しかつ締付時の軸力−回転角の関係曲線の傾きが大きくなる変化点がでるように形成されていることを特徴とする。【０００７】  本願の請求項２記載の考案は、軸力表示座金における変形突起部が座部の一端面外周部に筒状に形成されていると共に、座部における変形突起部の内側部分に変形突起部のテーパー状内周面に連続する環状溝が形成されており、座部は使用するボルトのボルト強度とボルト径に基づく設計軸力以上の硬度を有するようにその中間径Ａ、孔径Ｂ、厚みＣが形成されている一方、変形突起部は、上記設計軸力までの締付時にあってはその先端部分が座部の外周端からはみ出すよう塑性変形されて締付時の軸力−回転角の関係曲線の傾きが小さくなるように変形突起部の高さＤ、環状溝部分の幅Ｅ、変形突起部の外径Ｆが形成されていると共に、上記設計軸力を満足する軸力がかかった時点で、変形突起部は上記塑性変形を完了しかつ締付時の軸力−回転角の関係曲線の傾きが大きくなる変化点がでるように形成されていることを特徴とする。
【考案の効果】
【０００８】  本願の請求項１記載の軸力表示座金付ナットによれば、その締結時、使用するボルトのボルト強度とボルト径に基づく設計軸力にて内面テーパー状の変形突起部を座部の外周端から外方にはみ出すように変形させ、そのはみ出し度合いから所定の軸力で締め付けが行われたかどうかを目視により簡単容易に確認することができる。しかも、内面テーパー状の変形突起部は、上記設計軸力までの締付時にあってはその先端部分が座部の外周端からはみ出すように塑性変形されて締付時の軸力−回転角の関係曲線の傾きが小さくなるよう形成されており、かつ、上記設計軸力を満足する軸力がかかった時点で、変形突起部は上記塑性変形を完了しかつ締付時の軸力−回転角の関係曲線の傾きが大きくなる変化点がでるように形成されているので、電動レンチを用いて締め付けを行う場合、上記設計軸力を満足する軸力がかかった時点で電動レンチを自動停止させることができる。つまり、変形突起部の塑性変形が完了し、軸力−回転角の曲線の傾きが大きく変化した時点では、電動レンチのモーター電流が大きく変化するため、この変化点を感知することにより電動レンチによる締め付けを自動停止させることができる。その結果、この変化点をとらえて自動停止させる締結手段によれば、トルク係数に関係なく安定した締め付け軸力を得ることができ、さらに、所定の軸力で締め付けが行われたかどうかを締結軸力を後日にチェックする際にも、変形突起部の目視によるチェックや電動レンチを用いてのチェックが簡単容易にかつ迅速に行うことができる。【０００９】  また、本願の請求項２記載の考案のように、変形突起部が座部の一端面外周部に筒状に形成されていると共に、座部における変形突起部の内側部分に変形突起部のテーパー状内周面に連続する環状溝が形成されており、座部は使用するボルトのボルト強度とボルト径に基づく設計軸力以上の硬度を有するようにその中間径Ａ、孔径Ｂ、厚みＣが形成されている一方、変形突起部は、上記設計軸力までの締付時にあってはその先端部分が座部の外周端からはみ出すよう塑性変形されて締付時の軸力−回転角の関係曲線の傾きが小さくなるように変形突起部の高さＤ、環状溝部分の幅Ｅ、変形突起部の外径Ｆが形成されており、かつ、上記設計軸力を満足する軸力がかかった時点で、変形突起部は上記塑性変形を完了し、締付時の軸力−回転角の関係曲線の傾きが大きくなる変化点がでるように形成されている構成とすれば、座金の材質や、ボルト強度とボルト径に基づく設計軸力に合わせて、その設計軸力を満足する軸力がかかった時点で締付時の軸力−回転角の関係曲線の傾きが大きくなる変化点がでるように容易に設定できるのでこのましい。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本考案に係る軸力表示座金付ナットの縦断面図である。
【図２】同軸力表示座金の縦断面図である。
【図３】同軸力表示座金の底面図である。
【図４】締結時の軸力−回転角の関係曲線図である。
【図５】締結前の状態を示す一部縦断面図である。
【図６】締結後の状態を示す一部縦断面図である。
【図７】別の軸力表示座金の正面図である。
【図８】同軸力表示座金の底面図である。
【図９】同軸力表示座金の縦断面図である。
【図１０】同軸力表示座金の誤った取付状態の説明図である。
【考案を実施するための形態】
【００１１】  以下本考案の実施の形態を図に基づいて説明する。
【００１２】  図１〜図３は、本考案の軸力表示座金付ナット１を示し、このナット１は、中心部にねじ孔２１を有するナット本体２と、ナット本体２の座面下部にカシメにて回転自由に一体的に係着された軸力表示座金３とを備えている。
【００１３】  ナット本体２は多角形状（図では六角形状）で、その座面下部におけるねじ孔２１周りにカシメ用の筒状突部２２が一体に連設されている。また、軸力表示座金３は、中心部にカシメ用貫通孔３１を有する円板状の座部３０と、座部３０の底面の外周部近くに形成される環状溝３２と、環状溝３２に続く座部３０の外周部側でその厚み方向下側に一体に突設される内面テーパー状で筒状の変形突起部３３とからなるものである。そして、座部３０は、使用するボルトのボルト径（たとえばＭ１２  Ｍ１６  Ｍ２０等）とそのボルト強度（８．８  １０．９  １２．９等）とに基づく設計軸力以上の硬度を有するようにその材質が適宜選択されると共に、中間径Ａ、孔径Ｂ、厚みＣが形成されている。また、座部３０のカシメ用貫通孔３１には、上記ナット本体２のカシメ用の筒状突部２２が座部３０の底面から下方に突出することなくカシメ止めされている。
【００１４】  一方、変形突起部３３は、上記設計軸力までの締付時にあってはその先端部分が座部３０の外周からはみ出すよう塑性変形されて図４のイで示すように締付時の軸力−回転角の関係曲線の傾きが小さくなるように変形突起部の高さＤ、環状溝部分の幅Ｅ、変形突起部３３の外径Ｆが形成されている。そして、上記設計軸力を満足する軸力がかかった時点で、変形突起部３３は座部３０の外周端から外方にはみ出す塑性変形を完了し、かつ、図４のロで示すように締付時の軸力−回転角の関係曲線の傾きが大きくなる変化点Ｇがでるように形成されている。また、筒状変形突起部３３の先端部は、図１に示すように鋭角に尖らせて、最初の塑性変形を容易にし、かつ内面側につぶれない形状に形成するのがこのましい。
【００１５】  使用に際しては、例えば図５に示すように、軸力表示座金３の変形突起部３３を下側にした状態で軸力表示座金付ナット１を、被締結体４に挿通されたボルト５にねじ込んで仮止めし、その後、電動レンチ（図示せず）により締め付けて締結する。その締め付け時、軸力表示座金３の変形突起部３３が図６に示すように座部３０の外周端から外方にはみ出すように拡径しながら変形することになる。このとき変形突起部３３は使用するボルト５のボルト強度とボルト径に基づく設計軸力までの締付時にあっては図４のイで示すように締付時の軸力−回転角の関係曲線の傾きが小さくなるようにその先端部分が座部３０の外周からはみ出すよう塑性変形される。そして、上記設計軸力を満足する軸力がかかった時点で、変形突起部は座部３０の外周端から外方にはみ出す塑性変形を完了しかつ図４のロで示すように締付時の軸力−回転角の関係曲線の傾きが大きくなる変化点Ｇがでる。この変化点を電動レンチに内蔵された検出器が感知したとき電動レンチを自動停止させ締結を完了する。つまり、変形突起部３３の塑性変形が完了し、軸力−回転角の曲線の傾きが大きく変化した変化点Ｇでは、電動レンチのモーター電流が大きく変化するため、この変化点Ｇを感知することにより電動レンチによる締め付けを自動停止させることができる。
【００１６】  このように、電動レンチを用いて締め付けを行う場合、上記設計軸力を満足する軸力がかかった時点で電動レンチを自動停止させ手締め付けを完了させることができ、これにより、トルク係数に関係なく一定の弾性範囲内の締め付け軸力を得ることができる。また、変化点Ｇを越えて最大荷重がかかってもボルトの弾性範囲内にあり、軸力が抜けるといったこともない。その上、変形突起部３３における先端部の座部３０の外周端、つまりナット本体２の外周端に対するはみ出し度合いからもナット本体２による被締結体４への締結軸力を目視により容易に確認することができる。さらに、後日の締結軸力をチェックする際にも、目視によるチェックや電動レンチを用いて簡単容易にかつ迅速にチェックすることが可能となる。
【００１７】  また、軸力表示座金３の変形突起部３３の形状としては、図１〜図３に示すようなテーパー筒状の変形突起部３３に限られるものではなく、たとえば図７〜図９に示すように複数個（図では６個）の変形突起部３３ａ…３３ａを周方向に断続的に設けたものであってもよい。図に示す実施の形態では、変形突起部３３ａ…３３ａの周りにそれぞれ環状溝３２ａ…３２ａを形成している。この複数の変形突起部３３ａ…３３ａについても、締結時、変形突起部３３ａ…３３ａは、上記設計軸力までの締付時にあってはその先端部分が座部３０の外周端からはみ出すように塑性変形されて締付時の軸力−回転角の関係曲線の傾きが小さくなるよう形成されていると共に、上記設計軸力を満足する軸力がかかった時点で、変形突起部３３ａ…３３ａは上記塑性変形を完了しかつ締付時の軸力−回転角の関係曲線の傾きが大きくなる変化点がでるように形成されている。
【００１８】  このように形成した軸力表示座金３を有する軸力表示座金付ナット１の場合においても、先の軸力表示座金付ナット１の場合と同様に、電動レンチによる締結時、変形突起部３３ａ…３３ａは、上記設計軸力までの締め付けに際して変形突起部３３ａ…３３ａがそれぞれ座部３０の外周端から放射方向外方に大きくはみ出すように変形することになる。これにより、ボルト、ナットによる締結軸力を複数の変形突起部３３ａ…３３ａの変形度合により目視によって確認することができ、また、その締付時の軸力−回転角の関係曲線の傾きは小さくなっている。そして、上記設計軸力を満足する軸力がかかった時点で、変形突起部３３ａ…３３ａは上記塑性変形を完了し、これに伴って締付時の軸力−回転角の関係曲線の傾きが大きくなるので、この変化点Ｇを感知することにより電動レンチによる締め付けを自動停止させることができる。
【００１９】  なお、上記した実施の形態では、変形突起部３３又は変形突起部３３ａ…３３ａの周りにそれぞれ環状溝３２又は環状溝３２ａ…３２ａを形成しているが、これら環状溝３２又は溝３２ａ…３２ａは省略してもよい。
【００２０】  また、本考案の軸力表示座金付ナットによれば、軸力表示座金をナット本体に組み込む場合、図１０に示すように誤って組み込む場合には、その高さＨが、誤った高さｈと低くなるので、製造時或いは使用時に自動的に選別されることになる。これにより、初心者であっても誤って使用するといったことが防止できる。
【符号の説明】
【００２１】１          軸力表示座金付ナット
２          ナット本体
２２        筒状突起部
３          軸力表示座金
３ａ        軸力表示座金
３０        座部
３０ａ      座部
３１        貫通孔
３１ａ      貫通孔
３２        環状溝
３２ａ      環状溝
３３        変形突起部
３３ａ      変形突起部
【図１】
0003182736.tif 000003
【図２】
0003182736.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0003182736.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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