(57)【要約】【課題】ボルトに偏心荷重を与えることはなく、しかも、製造が容易で、しかもボルトに対する荷重バランスのよい緩み止めナットを提供する。【解決手段】中央に公称直径ｄの雌ねじ１２が形成されているナット本体１１に、両側から内部の雌ねじ１２を部分的に切り欠く第１、第２の切り込み１３、１４を形成し、しかも、第１、第２の切り込み１３、１４の溝底間距離ｂは、公称直径ｄの０．１５〜０．８倍の範囲にあって、ナット本体１１の上下方向中心より上側位置に形成され、更に、第１、第２の切り込み１３、１４によってナット本体１１の上部に形成される第１、第２の押圧片１５、１６が、塑性変形して下側に折れ曲がっている。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中央に公称直径ｄの雌ねじが形成されているナット本体に、該ナット本体の軸心を中心にして対称に、外側から前記雌ねじに部分的に切り欠く２以上の切り込みを前記ナット本体の上下方向中心位置より上側に形成し、該切り込みによって形成される各押圧片を塑性変形させて下方に折り曲げていることを特徴とする緩み止めナット。
【請求項２】
請求項１記載の緩み止めナットにおいて、前記切り込みは実質的に左右対称な第１、第２の切り込みからなっていると共に、前記押圧片は該第１、第２の切り込みによって前記ナット本体の上部に形成される第１、第２の押圧片からなって、しかも、前記第１、第２の切り込みの溝底間距離ｂは、前記公称直径ｄの０．１５〜０．８倍の範囲にあることを特徴とする緩み止めナット。
【請求項３】
請求項２記載の緩み止めナットにおいて、前記ナット本体の高さｈが前記公称直径ｄの０．５倍以上であって、前記第１、第２の切り込みの溝底幅ｇは、前記公称直径ｄの０．０５〜０．２倍であって、前記第１、第２の押圧片の厚みａは、前記公称直径ｄの０．１〜０．３倍であることを特徴とする緩み止めナット。
【請求項４】
請求項２及び３のいずれか１項に記載の緩み止めナットにおいて、前記第１、第２の押圧片の先部の溝幅ｓは、前記第１、第２の切り込みの溝底幅ｇに対して０又は０を超え０．５倍以下の範囲にあることを特徴とする緩み止めナット。
【請求項５】
請求項２〜４のいずれか１項に記載の緩み止めナットにおいて、前記第１、第２の切り込みは、前記ナット本体の軸心に対して７０度以上９０度以下となって、前記雌ねじの軸心に対して実質的に左右対称に形成されていることを特徴とする緩み止めナット。
【請求項６】
請求項２〜５のいずれか１項に記載の緩み止めナットにおいて、前記第１、第２の押圧片を含む前記ナット本体の上部の外形は、平面視して円形となっていることを特徴とする緩み止めナット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ボルト等の雄ねじに螺合して対象物を締結すると共に、対象物やボルト等に外部から振動等がかかった場合にも、締め付け力の低下を防ぐ緩み止めナットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車や航空機、電車等の輸送機器、各種の産業機械機器、搬送パイプラインや電力等の送電装置等における各種部分の締結には、ボルトとナットの組み合わせが使用されている。ところが、従来から、ボルトとナットで締結される対象物やボルト等にかかる振動等の外力により、ボルトの雄ねじに螺合されたナットが緩み、部品が外れたりするトラブルが後を絶たず、対象物の締結部の安全性の向上のため、対象物やボルト等にかかる振動等の外力によりナットがボルトから緩むことを防止するボルトやナットが望まれていた。
このような目的の緩み止めナットとして、従来例えば、特許文献１〜３に記載のように、ナットの上下方向の中間位置に、一方から切り込みを入れたものや、特許文献４及び５に記載のように、ナットの上下方向の中間位置に両側から切り込みを入れたものが提案されていた。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−３２８１４号公報（図１）
【特許文献２】
実開昭６０−８５１４号公報（第１図）
【特許文献３】
特開昭５９−５４８０９号公報（第１図〜第３図）
【特許文献４】
特開平１１−１４８５０９号公報（図１、図３）
【特許文献５】
特開２００２−３９１４３号公報（図１、図２、図３（ｂ））
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１〜３の片側から切り込みを入れたものは、ナットに入れた切り込みが片側であるので、ボルトに対して曲げ荷重がかかるという問題がある。そして、特許文献１〜３においては、ナットの締め付け面を斜めに形成して切り込みの形成部分を突出させるようにしているので、製造がやや困難となり、更には、ＪＩＳ規格のナットを用いて製造することが困難であるという問題がある。一方、特許文献４に記載のものは、ナットの両側から切り込みを設けているが、締め付け方向下部に切り込みが設けられ、更にそれぞれの下部に突起が設けられているので、製造コストがかかる。
【０００５】
そして、特許文献１〜４記載の緩み止めナットにおいては、締め付け時の力を利用して、切り込みによって形成された下部片を押し曲げているので、最終的にナットを締めるのに十分な力を必要とし、更には、ナットに螺合したボルトの下部に大きな荷重がかかる。そして、締め付け面にも部分的な荷重がかかって疵がつき易く、このため、対象物に疵を付けないためには座金を必要とする。更には、ナットを対象物に対して締め付けなければ、緩み止めが効かない。
【０００６】
また、特許文献５の図１（ａ）、（ｂ）、図２に記載の緩み止めナットは、片側から切り込み（スリット）が設けられており、更には、ナット本体の上下方向中央位置又は上下方向中央位置より下側に切り込みが設けられているので、切り込み形成後のナットの加工が難しく、更にはボルトに偏心荷重がかかるという問題がある。ボルトに偏心荷重がかかると極限状態（例えば、超低温や超高温状態）の使用に対しては、ボルトが曲がったり、少しの荷重でボルトが飛んだりする。
【０００７】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、ボルトに偏心荷重を与えることはなく、しかも、製造が容易で、しかもボルトに対する荷重バランスのよい緩み止めナットを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記目的に沿う第１の発明に係る緩み止めナットは、中央に公称直径ｄの雌ねじが形成されているナット本体に、該ナット本体の軸心を中心にして対称に、外側から前記雌ねじに部分的に切り欠く２以上の切り込みを前記ナット本体の上下方向中心位置より上側に形成し、該切り込みによって形成される各押圧片を塑性変形させて下方に折り曲げている。なお、切り込みの数は実用上２又は３であるが、切り込みの溝底を例えば円形にすることによって、更に多くの切り込みを形成することもできる。
【０００９】
また、第２の発明に係る緩み止めナットは、第１の発明に係る緩み止めナットにおいて、前記切り込みは実質的に左右対称な第１、第２の切り込みからなっていると共に、前記押圧片は該第１、第２の切り込みによって前記ナット本体の上部に形成される第１、第２の押圧片からなって、しかも、前記第１、第２の切り込みの溝底間距離ｂは、前記公称直径ｄの０．１５〜０．８倍の範囲にあって、前記第１、第２の切り込みは前記ナット本体の上下方向中心より上側位置に形成されている。そして、前記第１、第２の切り込みによって前記ナット本体の上部に形成される第１、第２の押圧片が、塑性変形して下側に折れ曲がっている。
【００１０】
これによって、締め付け面にかかる荷重が実質的により均等になり、ボルトにも無理な偏心荷重がかからない。そして、第１、第２の切り込みは、ナット本体の上側位置にあるので、ナット本体の下側で対象物の締め付けを行い、ナット本体の上側で緩み止めを行う。従って、ナット本体の上側が螺合する部分のボルトには、この緩み止めナットの緩みを防止できる荷重しかかからない。
更には、緩み止めナットの上端からボルトが出たことを確認して、締め付け作業が完了する。
【００１１】
また、第３の発明に係る緩み止めナットは、第２の発明に係る緩み止めナットにおいて、前記ナット本体の高さｈが前記公称直径ｄの０．５倍以上（より好ましいは、０．７〜１．３倍）であって、前記第１、第２の切り込みの溝底幅ｇは、前記公称直径ｄの０．０５〜０．２倍であって、前記第１、第２の押圧片の厚みａは、前記公称直径ｄの０．１〜０．３倍である。
これによって、緩み止めナットと螺合するボルトの上部に適正な緩み止め荷重を与えることができる。そして、第１、第２の切り込みによって形成される第１、第２の押圧片の押し曲げ加工も容易となる。
【００１２】
第４の発明に係る緩み止めナットは、第２及び第３の発明に係る緩み止めナットにおいて、前記第１、第２の押圧片の先部の溝幅ｓは、前記第１、第２の切り込みの溝底幅ｇに対して０又は０を超え０．５倍以下（更に好ましくは０又は０を超え０．２倍以下）の範囲にある。これによって、押圧片に形成された雌ねじに適当な緩み止め力を与え、押圧片のプレス加工も容易となる。
【００１３】
第５の発明に係る緩み止めナットは、第２〜第４の発明に係る緩み止めナットにおいて、前記第１、第２の切り込みは、前記ナット本体の軸心に対して７０度以上９０度以下となって前記雌ねじの軸心に対して実質的に左右対称に形成されている。第１、第２の切り込みが、前記ナット本体の軸心に対して９０度の場合には、製造が極めて容易となり、９０度未満で７０度以上の場合には、適当に選択することによって、第１、第２の押圧片の反力を調整できる。なお、９０度未満で７０度以上の切り込みは上下いずれの方向に斜めであってもよい。
【００１４】
第６の発明に係る緩み止めナットは、第２〜第５の発明に係る緩み止めナットにおいて、前記第１、第２の押圧片を含む前記ナット本体の上部の外形は、平面視して円形となっている。これによって、第１、第２の押圧片にスパナ等の工具が掛からず、作業中に変形することがない。なお、平面視して円形となった部分より下位置にあるナット本体の外形は通常平面視して六角形であるが、平面視して四角形、八角形、円形等であってもよい。
なお、第１の発明に係る緩み止めナットにおいて、３つの切り込みを対称に形成した場合には、ナット本体の高さｈ、切り込みの溝底幅ｇ、押圧片の高さａについては、第３〜第６の発明の各寸法を適用できる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
ここに、図１は本発明の第１の実施の形態に係る緩み止めナットの断面図、図２は同緩み止めナットの平面図、図３は同緩み止めナットの製造方法を示す側面図、図４（Ａ）は本発明の第２の実施の形態に係る緩み止めナットの一部省略平面図、（Ｂ）は同断面図である。
【００１６】
図１に示すように、本発明の第１の実施の形態に係る緩み止めナット１０は、ナット本体１１の中央に公称直径ｄの雌ねじ１２が形成されている。なお、ここで、公称直径ｄとは、ＪＩＳ等の規格でナットの大きさを表すために用いられる用語で、雌ねじ１２の谷底内径に実質的に一致する。ナット本体１１の高さｈは、公称直径ｄの０．５倍以上の約０．７５〜１．１倍程度となっている。これによって、十分な締め付け力を有する緩み止めナット１０を提供できる。なお、雌ねじ１２には太め、中め、細め等の種々のピッチサイズがあるが、いずれであっても本発明は適用できる。なお、緩み止めナット１０の高さｈが低い場合には、即ち前記範囲より小さい場合には、締め付け荷重や後述の緩み止め荷重が小さくなり実用的でないが、緩み止めナット１０の高さｈについては、スペース上の問題があるだけで、性能には影響はないので、更に大きくすることもできる。
【００１７】
ナット本体１１の両側には、左右対称に第１、第の２切り込み（スリット）１３、１４が形成され、これによって、ナット本体１１の上下にそれぞれ第１、第２の押圧片（即ち、緩み止め片）１５、１６が形成されている。第１、第２の切り込み１３、１４は、雌ねじ１２に部分的に切り欠く必要がある。そして、この実施の形態では、第１、第２の切り込み１３、１４は、雌ねじ１２の軸心に対して左右対称かつ軸心に対して直交（９０度）して形成されている。なお、雌ねじ１２の軸心に対して７０度以上９０度未満に形成してもよい。また、この実施の形態においては、ナット本体１１に対して両側から２個の第１、第２の切り込み１３、１４を設けたが、１２０度方向から内側の雌ねじ１２に届く３つの切り込みを対称に設けることもできる。
【００１８】
図１、図２に示すように、第１、第２の切り込み１３、１４の溝底間の距離ｂは公称直径ｄの０．１５〜０．８倍（より好ましくは、０．３〜０．７倍）にある。また、第１、第２の切り込み１３、１４の溝底幅（溝底高さ）ｇは、公称直径ｄの０．０５〜０．２倍（より好ましくは、０．０８〜０．１５倍）である。第１、第２の切り込み１３、１４によってナット本体１１の上部に形成される第１、第２の押圧片１５、１６の厚みａは、公称直径ｄの０．１〜０．３倍（より好ましくは、０．１５〜０．２５倍）となっている。
【００１９】
そして、第１、第２の押圧片１５、１６の先部の溝幅（隙間）ｓは、第１、第２の切り込み１３、１４の溝底幅ｇに対して０又は０を超え０．５倍以下（よりこの好ましくは、０．３倍以下）の範囲にある。これによって、第１、第２の押圧片１５、１６の曲げ成形が容易となる。即ち、図３に示すように、第１、第２の切り込み１３、１４が形成されたナット本体１１をダイ１７上に載せて、上から双頭の突起１８、１９を有するパンチ２０で、第１、第２の切り込み１３、１４で分離された部分を押し下げる。このとき、第１、第２の切り込み１３、１４で分離された部分の先端が第１、第２の切り込み１３、１４の下側面に当接するまで押圧すると、この部分に塑性変形が生じて、第１、第２の押圧片１５、１６となる。なお、使用によって多少の塑性変形が生じて、溝幅ｓが開く。
【００２０】
第１、第２の切り込み１３、１４は、雌ねじ１２内まで入り込んでいるので、図２において、第１、第２の押圧片１５、１６は、第１、第２の切り込み１３、１４の溝底部分から下方に、図１に示すように、折れ曲がる。第１、第２の押圧片１５、１６内に形成される部分雌ねじ２１、２２は、ナット本体１１の雌ねじと連続するが、部分雌ねじ２１、２２の中央部分は下方に下がる。従って、この緩み止めナット１０にボルトを螺合させた場合には、部分雌ねじ２１、２２がボルトのねじ山を上方から押さえるような荷重が働く。一方、対象物を締め付ける場合には、雌ねじ１２がボルトのねじ山を上方に押し上げるように荷重が働く。従って、対象物に対する締め付け力は、部分雌ねじ２１、２２を除いた部分の雌ねじ１２が作用するが、第１、第２の切り込み１３、１４がナット本体１１の上側位置に設けられているので、十分締め付け力を得ることができる。
【００２１】
このような理由から、第１、第２の切り込み１３、１４の溝底間の距離ｂは公称直径ｄの０．１５〜０．８倍（より好ましくは、０．３〜０．７倍）にしている。距離ｂがこの値より大きい場合には、部分雌ねじ２１、２２の形成領域がなくなり、距離ｂがこの値より小さい場合には、第１、第２の切り込み１３、１４の溝底間にある部材２７、２８の強度が小さくなる。従って、緩み止めナット１０にボルトを螺合させた場合の、部分雌ねじ２１、２２の反発力Ｆ１が、部材２７、２８の弾性限度を超えない強度Ｆ２より小さいことが必要である。
【００２２】
また、第１、第２の切り込み１３、１４の溝底幅（溝底高さ）ｇは、公称直径ｄの０．０５〜０．２倍（より好ましくは、０．０８〜０．１５倍）としたが、この理由は、溝底幅ｇが、公称直径ｄの０．０５より小さい場合には、第１、第２の押圧片１５、１６の折り曲げ代が無くなり、０．２倍を超える場合には、必要以上に第１、第２の押圧片１５、１６が折り曲がり、更に、部分雌ねじ２１、２２や雌ねじ１２の領域が減少するからである。
【００２３】
そして、第１、第２の押圧片１５、１６の厚みａは、公称直径ｄの０．１〜０．３倍（より好ましくは、０．１５〜０．２５倍）としているが、この理由は、第１、第２の押圧片１５、１６の厚みａが、この範囲より小さい場合には、十分な緩み止め荷重を得ることができず、この範囲より大きい場合には、必要以上に大きな緩み止め荷重となり、更には、必要な緩み止めナットの高さが大きくなり、不経済となる。なお、図中、符号ｃは雌ねじ１２に対する切り込み深さを示す。
【００２４】
この緩み止めナット１０にボルトを螺合すると、下方に折れ曲がった第１、第２の押圧片１５、１６が起き上がる。従って、第１、第２の押圧片１５、１６の根元部２３〜２６に最大の荷重がかかり、この部分が塑性変形しない範囲で、使用すれば、この緩み止めナット１０を繰り返し使用できることになる。また、ボルトに対して緩み止めを行う荷重は、部分雌ねじ２１、２２がボルトに螺合する部分になる。なお、この実施の形態の緩み止めナット１０においては、この緩み止めナット１０の第１、第２の押圧片１５、１６の先部を押し下げた状態（即ち、溝幅ｓ＝０又は０近傍）で、緩み止めナット１０に所定のボルトを螺合させると、第１回目は第１、第２の押圧片１５、１６が塑性変形を伴って起き上がり、ボルトの螺合状態を解いた場合には、第１、第２の押圧片１５、１６が少し押し上がり、溝幅ｓが発生するが、第２回目以降は、第１、第２の押圧片１５、１６が弾性変形するので、繰り返しこの緩み止めナット１０を使用できる。そして、緩み止めナット１０にボルトを螺合させると、一定の予圧トルク（プリペアリングトルク）が必要となる。
【００２５】
この荷重（即ち、緩み止め荷重）は、雄ねじに螺合する部分雌ねじ２１、２２の広さと、部分雌ねじ２１、２２の折れ曲げ度合いによる。更に、緩み止めナット１０の高さｈ、第１、第２の切り込み１３、１４及び第１、第２の押圧片１５、１６の寸法は、以上の寸法を満足し、緩み止めナット１０の概略雌ねじ面積（πｄｈ）に対して、部分雌ねじ２１、２２の面積Ｓ１が０．０４〜０．３（更に好ましくは、０．０８〜０．２５）を満足する程度で十分であり、部分雄ねじ２１、２２の面積Ｓ１がこの範囲より小さい場合は、緩み止め荷重が小さくなり、部分雄ねじ２１、２２の面積Ｓ１がこれより大きい場合には、緩み止めナット自体の締め付け力が不足する。
なお、以上の寸法や面積は、以下に説明する本発明の第２の実施の形態に係る緩み止めナット３０においても適用される。
【００２６】
続いて、図４（Ａ）、（Ｂ）に示す本発明の第２の実施の形態に係る緩み止めナット３０について説明するが、前記した緩み止めナット１０と異なる点は、ナット本体３１の上部３２が平面視して円形に形成されている点である。この上部３２には、第１、第２の押圧片３３、３４の周囲も含まれ、更にこの実施の形態においては、第１、第２の切り込み３５、３６の下側部分も含まれる。これによって、この緩み止めナット３０をスパナやモンキー等の工具で回そうとした場合、第１、第２の押圧片３３、３４にはこれらの工具が掛からないので、不用意な破損等を防止できる。
その他の部分については、緩み止めナット１０と同一であるので、同一の番号を付して詳しい説明を省略する。
【００２７】
前記実施の形態においては、緩み止めナット１０、３０は六角ナットに本発明を適用した場合について述べたが、その他の形状のナット（例えば、蝶ナット、袋ナット）に本発明を適用することもできる。
また、前記実施の形態においては、数値を限定して説明したが、本発明の要旨を変更しない範囲での数値の変更は可能である。
なお、第１、第２の実施の形態に係る緩み止めナット１０、３０において、対象物に当接する面（即ち、ナット本体１１、３１の底面）は、ナット本体１１、３１の軸心に対して直交する平面が形成されている。
【００２８】
【発明の効果】
請求項１〜６記載の緩み止めナットは、以上の説明からも明らかな通り、以下の効果を有する。
（１）ナット本体の軸心を中心にして対称に雌ねじに届く切り込みが形成されているので、ボルトに偏心荷重がかからず、更には、ナット本体の下側の雌ねじは対象物を締結する作用を有し、ナット本体の上側の押圧片に形成される部分雌ねじは、緩み止め荷重をボルトに与え、しかも、これらの方向が逆になっているので、ボルト自体に両方が加わるような大きな荷重を発生させない。これによって、極低温や超高温の極限の状態でも、ボルト自体の強度をより高めることができる。
（２）ナット本体の底部に突起や斜め傾斜面等は必要がないので、対象物に対して均等に荷重をかけることができ、座金等を省略してねじ止めが可能となる。
（３）部分雌ねじが形成される押圧片は、ナット本体の上側にあるので、この緩み止めナットの上端からボルトが出たことを確認して、ナットの締め付け状態を確認でき、従来のナット本体の下部に切り目がある場合に比較して、締着状態の確認が容易である。
【００２９】
特に、請求項２記載の緩み止めナットは、切り込みは実質的に左右対称な第１、第２の切り込みからなっていると共に、押圧片は第１、第２の切り込みによってナット本体の上部に形成される第１、第２の押圧片からなって、しかも、第１、第２の切り込みの溝底間距離ｂは、公称直径ｄの０．１５〜０．８倍の範囲にあるので、製作が容易である。
【００３０】
請求項３記載の緩み止めナットは、ナット本体の高さｈが公称直径ｄの０．５倍以上であって、第１、第２の切り込みの溝底幅ｇは、公称直径ｄの０．０５〜０．２倍であって、第１、第２の押圧片の厚みａは、公称直径ｄの０．１〜０．３倍としているので、緩み止めナットと螺合するボルトの上部に適正な、即ち、通常の振動条件では緩むことのない緩み止め荷重を与えることができる。また、第１、第２の切り込みによって形成される第１、第２の押圧片の押し曲げ加工も容易となる。
【００３１】
請求項４記載の緩み止めナットは、第１、第２の押圧片の先部の溝幅ｓは、第１、第２の切り込みの溝底幅ｇに対して０又は０を超え０．５倍以下の範囲にある。これによって、押圧片に形成された雌ねじに適当な緩み止め力を与え、押圧片のプレス加工も容易となる。特に、第１、第２の押圧片の先部の溝幅ｓを、第１、第２の切り込みの溝底幅ｇに対して０又は０近傍とした場合は、プレス加工によって、第１、第２の押圧片を押し曲げるのが容易となる。
【００３２】
請求項５記載の緩み止めナットは、第１、第２の切り込みは、ナット本体の軸心に対して７０度以上９０度以下として、これらを雌ねじの軸心に対して実質的に左右対称に形成している。第１、第２の切り込みが、ナット本体の軸心に対して９０度の場合には、製造が極めて容易となり、９０未満で７０度以上の場合には、適当に選択することによって、第１、第２の押圧片の押し曲げ度合いを調製でき、最適な緩み止めナットを提供できる。
【００３３】
そして、請求項６記載の緩み止めナットは、第１、第２の押圧片を含むナット本体の上部の外形は、平面視して円形としているので、第１、第２の押圧片にスパナ等の工具が掛からず、作業中に変形したり、破損することが起こりにくい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る緩み止めナットの断面図である。
【図２】同緩み止めナットの平面図である。
【図３】同緩み止めナットの製造方法を示す側面図である。
【図４】（Ａ）は本発明の第２の実施の形態に係る緩み止めナットの一部省略平面図、（Ｂ）は同断面図である。
【符号の説明】
１０：緩み止めナット、１１：ナット本体、１２：雌ねじ、１３：第１の切り込み、１４：第２の切り込み、１５：第１の押圧片、１６：第２の押圧片、１７：ダイ、１８、１９：突起、２０：パンチ、２１、２２：部分雌ねじ、２３〜２６：根元部、２７、２８：部材、３０：緩み止めナット、３１：ナット本体、３２：上部、３３：第１の押圧片、３４：第２の押圧片、３５：第１の切り込み、３６：第２の切り込み
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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