(57)【要約】  【課題】ボルトとナットによる固定対象物の確実な締結固定、外部振動等の外力や経時変化に伴うねじ結合の緩みを防止するとともに、コスト増加を抑えた緩み止めナット、ボルトとナットによる固定構造及び緩み止めナットの製造方法を提供する。  【解決手段】緩み止めナットは、平板状の円環部１１の径方向両端側に突起部１２、１３が形成されたボルトが貫通する中空部を有する上部ナット部１と、ボルトが貫通する中空部を有する筒部上部の径方向両端側に、突起部１２、１３が圧入される凹部２２、２３が形成された下部ナット部２とを備える。上部ナット部１と下部ナット部２の中空部の内周部にボルトの雄ねじが螺合する雌ねじが形成される。上部ナット部１の突起部１２、１３の両端側の円環部１１Ａ、１１Ｂが、下部ナット部２に対して傾きをもって形成されている。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
平板状で円環部の径方向両端側に突起部が形成され、ボルトが貫通する中空部を有する上部ナット部と、
ボルトが貫通する中空部を有する筒部上部の径方向両端側に、前記突起部が圧入される凹部が形成された下部ナット部とを備え、
前記上部ナット部と下部ナット部の中空部の内周部に前記ボルトの雄ねじが螺合する雌ねじが形成されるとともに、
前記上部ナット部の前記突起部の両端側の前記円環部が、前記下部ナット部に対して傾きをもって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２】
前記上部ナット部の前記突起部の両端側の前記円環部が、前記下部ナット部側に傾斜して形成されていることを特徴とする請求項１に記載の緩み止めナット。
【請求項３】
前記突出部と凹部は、それぞれ円弧状で互いに相補形状を有することを特徴とする請求項１または２に記載の緩み止めナット。
【請求項４】
請求項１に記載の緩み止めナットの前記下部ナット部の前記中空部と前記上部ナットの前記中空部に前記緩み止めナットの雌ねじのピッチと同一ピッチを有するボルトが挿入され、螺合されるとともに、
前記ボルトの雄ねじが前記上部ナット部の突起部の両端側に前記下部ナット部に対して傾きをもって形成されている前記円環部の雌ねじに強制螺合されて成ることを特徴とするボルトとナットによる固定構造。
【請求項５】
前記上部ナット部の前記突起部の両端側の前記円環部が、前記下部ナット部側に傾斜して形成されていることを特徴とする請求項４に記載のボルトとナットによる固定構造。
【請求項６】
前記突出部と凹部は、それぞれ円弧状で互いに相補形状を有することを特徴とする請求項４または５に記載のボルトとナットによる固定構造。
【請求項７】
金型を用いて、ボルトが貫通する中空部を有する筒部を圧造（鍛造）して、平板状で円環部の径方向両端側に突起部を有する上部ナット部が形成される第１のステップと、
金型を用いて、ボルトが貫通する中空部を有する筒部上部の径方向両端側に、前記突起部と相補形状の凹部が形成された下部ナット部が形成される第２のステップと、
前記上部ナットの突起部を、前記下部ナットの凹部に圧入する第３のステップと、
前記上部ナット部と下部ナット部の中空部の内周部にボルトの雄ねじが螺合する雌ねじが形成される第４のステップと、
前記上部ナット部の前記突起部の両端側の前記円環部が、前記下部ナット部に対して曲げられる第５のステップと、
を備えて成ることを特徴とする緩み止めナットの製造方法。
【請求項８】
金型を用いて、ボルトが貫通する中空部を有する筒部を圧造（鍛造）して、平板状で円環部の径方向両端側に突起部を有する上部ナット部が形成される第１のステップと、
金型を用いて、ボルトが貫通する中空部を有する筒部上部の径方向両端側に、前記突起部と相補形状の凹部が形成された下部ナット部が形成される第２のステップと、
前記上部ナット部と下部ナット部の中空部のそれぞれの内周部にボルトの雄ねじが螺合する雌ねじが形成される第３のステップと、
前記雌ねじが形成された上部ナットの突起部を、前記下部ナットの凹部に圧入する第４のステップと、
前記上部ナット部の前記突起部の両端側の前記円環部が、前記下部ナット部に対して曲げられる第５のステップと、
を備えて成ることを特徴とする緩み止めナットの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外力の印加や振動を受けてもナットの緩みを防止するとともにコスト増加を抑えた緩み止めナット、ボルトとナットによる固定構造及び緩み止めナットの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、自動車、航空機，電車等の輸送機器，各種産業機械・機器等に及ぶきわめて幅広い分野で、ボルトにナットを螺合させて部材を締結、固定させる構造が利用されている。一方、ボルトにナットが当初は堅固に螺合されていても、その後に種々原因で外部から外力や振動等が印加されると、また時間の経過に伴って堅固な螺合が徐々に緩み、本来強固に固定されている状態での動作が保証されている固定部材に思わぬ障害が発生する。ナットが更に緩み、ナットが外れてしまうと大事故にも繋がりかねない。
【０００３】
かかるボルトに螺合されたナットの緩みを防止し、安全性を高めた各種のナット構造が、例えば、特許文献１乃至４に提案されている。
【０００４】
特許文献１と２には、ナット側面から切り込み溝（スリット）を形成し、ナット端面の一部を突出させ、このナットをボルトにねじ込んで突出面を締結面に当接し、押圧して切り込み溝幅を狭め、ナット内面に形成された雌ねじの形成方向をずらせて、ねじピッチを不整列とさせ、この不整列なねじをボルトに強引にねじ込ませて強固な結合を得るようにしたナット構造が開示されている。
【０００５】
また、特許文献３には、ロックナット側面から少なくとも一つの変形可能なスロットを設け、その底端部に設けられたナット変形部材を押圧することによりねじ部を変形させ、ロックナットをシャフト周囲に堅固に保持するようなナット構造が開示されている。
【０００６】
特許文献４には、ナットの外周壁側からナットの軸心側へ向けてスリット部を所定深さ切り欠き形成し、スリット部の底部側を中心にナットの軸心方向に撓ませ、スリット部が形成されている部分のねじ部のピッチを不整列とせしめ、ボルトとナットの螺合時に強固な締結が得られるようにした緩み止めナットが開示されている。
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−３２８１４号公報（図１に開示）
【特許文献２】特開昭５９−５４８０９号公報（第１図〜第３図に開示）
【特許文献３】特開平１１−１４８５０９号公報（図１、図３に開示）
【特許文献４】特開２００２−３９１４３号公報（図１、図２、図３（b）に開示）
【０００８】
これらのいずれの従来のナット構造も、切り込み溝、スリットをナット側面から軸心方向に形成し、ナットをボルトにねじ込む動作に伴って、切り込み溝、スリットの間隙を不均一に狭め、ナット内面に形成された雌ねじのピッチ整列を不整列とし、この不整列になった雌ねじに、ボルトの雄ねじ部を強引に螺合させることにより、つまり、両者の螺合により雄ねじ部分と雌ねじ部分の一部を変形させて強固に結合する構造であり、その結果、ボルトの雌ねじに螺合されたナットの緩みの発生を防止している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述のように、従来の緩み止めナット及び固定装置は、ナット底部に形成した突起や斜め傾斜面等の押圧でナットに形成したスリットの間隙を不均一に狭めて得られたピッチ不整列部（変形部）にボルトの雄ねじ部を強引に螺合させることにより強固な結合を実現する構造である。
【００１０】
しかしながら、この種のナットは、切り込み溝、スリットをナット側面から軸心方向に形成しており、この形成は金属加工刃により行われる結果、加工部分にバリが残る。このバリは、ナット内周部の雌ねじ部分にはみ出すので、手作業で当該雌ねじ形成部に対してねじ形成工具を用いた作業を再度行ったり、ピンセットを用いてバリを除去していた。また、切り込み溝、スリット部にもバリが発生して残るが、この場合にもピンセットや加工工具を用いて手作業でバリを除去していた。
【００１１】
このように、従来は切り込み溝、スリット形成後に残るバリは、手作業で除去していた。この作業は手作業であるため多大な工数を要し、ナット価格に大きな影響を及ぼす。特に、ナットやボルトが建築物、橋、道路、建設現場、公共施設等、きわめて広範囲な場で大量に使用されることを考えると、コストは大きな問題となる。
【００１２】
そこで、本発明の目的は、ボルトとナットによる固定対象物の確実な締結固定、外部振動等の外力や経時変化に伴うねじ結合の緩みを防止するとともに、コスト増加を抑えた緩み止めナット、ボルトとナットによる固定構造及び緩み止めナットの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前述の課題を解決するため、本発明による緩み止めナット、ボルトとナットによる固定構造及び緩み止めナットの製造方法は、次のような特徴的な構成を採用している。
【００１４】
（１）平板状で円環部の径方向両端側に突起部が形成され、ボルトが貫通する中空部を有する上部ナット部と、
ボルトが貫通する中空部を有する筒部上部の径方向両端側に、前記突起部が圧入される凹部が形成された下部ナット部とを備え、
前記上部ナット部と下部ナット部の中空部の内周部に前記ボルトの雄ねじが螺合する雌ねじが形成されるとともに、
前記上部ナット部の前記突起部の両端側の前記円環部が、前記下部ナット部に対して傾きをもって形成されている緩み止めナット。
【００１５】
（２）前記上部ナット部の前記突起部の両端側の前記円環部が、前記下部ナット部側に傾斜して形成されている上記（１）の緩み止めナット。
【００１６】
（３）前記突出部と凹部は、それぞれ円弧状で互いに相補形状を有する上記（１）または（２）の緩み止めナット。
【００１７】
（４）上記（１）の緩み止めナットの前記下部ナット部の前記中空部と前記上部ナットの前記中空部に前記緩み止めナットの雌ねじのピッチと同一ピッチを有するボルトが挿入され、螺合されるとともに、
前記ボルトの雄ねじが前記上部ナット部の突起部の両端側に前記下部ナット部に対して傾きをもって形成されている前記円環部の雌ねじに強制螺合されて成るボルトとナットによる固定構造。
【００１８】
（５）前記上部ナット部の前記突起部の両端側の前記円環部が、前記下部ナット部側に傾斜して形成されている上記（４）のボルトとナットによる固定構造。
【００１９】
（６）前記突出部と凹部は、それぞれ円弧状で互いに相補形状を有する上記（４）または（５）のボルトとナットによる固定構造。
【００２０】
（７）金型を用いて、ボルトが貫通する中空部を有する筒部を圧造（鍛造）して、平板状で円環部の径方向両端側に突起部を有する上部ナット部が形成される第１のステップと、
金型を用いて、ボルトが貫通する中空部を有する筒部上部の径方向両端側に、前記突起部と相補形状の凹部が形成された下部ナット部が形成される第２のステップと、
前記上部ナットの突起部を、前記下部ナットの凹部に圧入する第３のステップと、
前記上部ナット部と下部ナット部の中空部の内周部にボルトの雄ねじが螺合する雌ねじが形成される第４のステップと、
前記上部ナット部の前記突起部の両端側の前記円環部が、前記下部ナット部に対して曲げられる第５のステップと、
を備えて成る緩み止めナットの製造方法。
【００２１】
（８）金型を用いて、ボルトが貫通する中空部を有する筒部を圧造（鍛造）して、平板状で円環部の径方向両端側に突起部を有する上部ナット部が形成される第１のステップと、
金型を用いて、ボルトが貫通する中空部を有する筒部上部の径方向両端側に、前記突起部と相補形状の凹部が形成された下部ナット部が形成される第２のステップと、
前記上部ナット部と下部ナット部の中空部のそれぞれの内周部にボルトの雄ねじが螺合する雌ねじが形成される第３のステップと、
前記雌ねじが形成された上部ナットの突起部を、前記下部ナットの凹部に圧入する第４のステップと、
前記上部ナット部の前記突起部の両端側の前記円環部が、前記下部ナット部に対して曲げられる第５のステップと、
を備えて成る緩み止めナットの製造方法。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の緩み止めナット、ボルトとナットによる固定構造及び緩み止めナットの製造方法によれば、外力の印加や振動を受けても確実に緩み防止が可能となる。また、ナット製造時におけるバリの発生がなく、バリ取り除き作業が不要となるためコスト増加を抑えることができるという格別に顕著な効果が得られる。また、本発明のナットは、ボルトを取り外した後、繰り返し使用することできる。
【実施例１】
【００２３】
以下、本発明による緩み止めナット、ボルトとナットによる固定構造及び緩み止めナットの製造方法の好適な実施例について図面を参照しながら説明する。
【００２４】
本発明の好適な実施例によるナットは、両者が強固に密着圧接され（圧入され）連結結合された上部ナット１と下部ナット２から成る。上部ナット１は、図１と図２に示すように、平板状の円環部１１（１１Ａ、１１Ｂ）と、この円環部の径方向両端側に形成された例えば円弧状の突起部１２と１３から成る。図１は上部ナット１の斜め下方向から見た斜視図、図２は図１のＡ方向から見た側面図である。円環部１１と突起部１２、１３の内周には雌ねじが１２１と１３１がそれぞれ形成されている。ここで、突起部１２と１３は必ずしも円弧状である必要はなく、雌ねじが正常に形成されるような構成となっていれば良い。
【００２５】
下部ナット２は、図３と図４に示すように、通常のナットの六角形状筒部２１の上部に、上記円弧突起部１２と１３が圧入される相補形状（例えば、円弧状）の凹部２２と２３が形成されている。図３は下部ナット２を斜め上方向から見た斜視図、図４は図３のＡ方向から見た側面図である。六角形状筒部２１の内周部には雌ねじ２２１と２３１が形成されている。雌ねじ２２１と２３１は連続的に形成されており、ここでは、上部ナット１の雌ねじ１２１と１３１と螺合する対応部として表示されている。
【００２６】
上部ナット１の突起部１１と１２が下部ナット２の凹部２２と２３に圧入され押し込められると、両ナットが緊密に圧着され抜け外れのない連結結合状態になる。図５と、図６は両ナットが連結された状態における斜視図と、図５のＡ方向から見た側面図である。
【００２７】
すなわち、下部ナット２の径方向上部面に形成された凹部２２と２３に、上部ナット１に形成された円弧状の突起部１２と１３が圧入され、両者が緊密に連結結合される。この圧入の際、下部ナット２の径方向上部面に形成された円弧状凹部２２と２３に、上部ナット１の円弧突起部１２と１３を挿入し易いようにするため、円弧状凹部２２と２３は傾斜を形成しておき、円弧状凹部２２と２３の上部の円弧突起部１２と１３の挿入側の開口を若干広く設定することが好ましい。
【００２８】
さて、こうして上部ナット１と下部ナット２が強力に連結結合された状態で、上部ナット１と下部ナット２の内周部にはそれぞれ雌ねじ１２１、１３１と２２１（２３１）が形成され、図示しないボルトが下部ナット２の下方から挿入され、貫通して上部ナット２に入り込んで貫通する。その際、ボルトの外周面に形成されている雄ねじが、下部ナット２と上部ナット１の内周面に形成されている雌ねじに螺合するような構成となっている。
【００２９】
さて、本発明では、ボルトとナットの締結状態におけるゆるみの発生を防止するため、図５と図６に示すような上部ナット１と下部ナット２の連結状態において、上部ナット１の円環部１１Ａと１１Ｂが、突起部１２と１３を中心として押し下げられる。図７は、この状態を示す斜視図である。また図８は、図７のＢ方向から見た側面図である。ここで、突起部１２と１３を中心として押し上げても良い。
【００３０】
下部ナット２及び上部ナット１の円環部１１と突起部１２、１３のそれぞれの内周部に形成された雌ねじ部は、その軸心が一致しており、ボルトを挿入すると、違和感なく正常に螺合することになる。
【００３１】
本発明では、ボルトが下部ナット２側からねじ込まれ、ボルトの先端が円環部１１Ａと１１Ｂに達するまで、通常のねじ込みトルクでねじ込まれる。円環部１１Ａと１１Ｂが、下部ナット２側に押し下げられているため、円環部１１Ａと１１Ｂに形成されているねじピッチの位相は、下部ナット２と突起１２と１３に形成されているねじピッチの位相と整合していないが、ボルトの先端が円環部１１Ａと１１Ｂに達した後、ねじ込みトルクを増して、更にねじ込みを続けると、円環部１１Ａと１１Ｂに形成されているねじピッチ位相とボルトのねじピッチの位相が整合した状態で螺合する。このとき、円環部１１Ａと１１Ｂは、下部ナット２側に変形される前の位置、すなわち、下部ナット２の上面と平行の位置に戻る。この状態の時、円環部１１Ａと１１Ｂが、下部ナット２側に戻ろうとする力が働き、円環部１１Ａと１１Ｂに形成されているねじと、ボルトに形成されているねじとの間に、この下方に戻ろうとする力により大きな摩擦力が発生する。この摩擦力によりボルトとナットは、強固に螺合され、振動によるねじの緩みを防止することができる。また、本発明では、螺合時に下部ナット２の上面と平行であった円環部１１Ａと１１Ｂが、ナットをボルトから離脱させたとき、下部ナット２側に押し下げられている位置に戻るため、多数回のボルトへの脱着が可能であるため、ナットを再利用できる。
【００３２】
上述実施例の説明から明らかなように、本発明による緩み止めナットでは、上部ナット１と下部ナット２の連結状態において、突起部１２、１３や円環部１１Ａ、１１Ｂを含め両ナットの雌ねじ部を一気に形成した構造が好ましい。もちろん個別に雌ねじを形成した後に両ナットを結合させても良い。
【００３３】
図７と図８に示す本実施例におけるナットを得るための製造工程としては以下のような工程を経る。
【００３４】
先ず、金型を用いて金属素材を圧造（鍛造）して、内周部に雌ねじが形成されていない図１と図２に示すような形状の内空の上部ナット１及び図３と図４に示すような形状の内空の下部ナット２を得る（ステップＳ１）。
【００３５】
次に、上部ナット１の突起部１２と１３を、同様に内周部に雌ねじが形成されていない下部ナット２の凹部２２と２３に圧入する。この圧入により上部ナット１と下部ナット２は強固に結合され、簡単には抜け外れないようになる（ステップＳ２）。
【００３６】
続いて、この連結状態のナット（上部ナット１と下部ナット２）の内周部に雌ねじを形成する。雌ねじの形成は、一つの工具で同時に行われることにより、ボルトとの螺合がスムーズになる（ステップＳ３）。
【００３７】
その後、上部ナット１の円環部１１Ａと１１Ｂを、突起部１２と１３を中心にして下方（下部ナット２側）に曲げられる（ステップＳ４）。
【００３８】
以上の製造工程において、上部ナット１と下部ナット２の内周部に形成される雌ねじは同時に形成されているが、上部ナット１と下部ナット２それぞれ独立に単体で雌ねじを形成しても良い。すなわち、上記ステップＳ１で得られた上部ナット１と下部ナット２それぞれに対して内周部に工具を用いて雌ねじを形成しておくことができる。この場合、ステップＳ３の雌ねじ形成工程は不要であることは勿論である。
【００３９】
また、上部ナット１と下部ナット２の内周部に形成される雌ねじのピッチ等は、必ず同一でなければならないものではなく、多少は異なっていても良い。これはボルトとの締結主要部となる下部ナット２のピッチ等のパラメータがボルトのパラメータと一致していれば、基本的にボルトとナットの螺合、締結状態は得られ、上部ナット１とボルトとの螺合は、ピッチ方向や位相がずれた状態で強引に行われるので、ボルトと上部ナット１が螺合される限りは許容される。ボルトと上部ナット１の突起部１２と１３の雌ねじ１２１と１３１が強力に螺合結合されるので、外部からの力が印加されたとしても両者の強固な螺合結合関係が緩むことはない。また、ボルトを挿入時とは逆方向に回転させることによりボルトをナットから取り外す場合には、ナット側の雌ねじの形状はある程度は回復するので、繰り返しの使用が可能である。
【００４０】
なお、本発明による緩み止めナット及び固定装置に用いられる、ナットは六角形状ナットに本発明を適用した湯合について述べたが、それ以外の形状のナットであっても本発明を適用することができる。
【００４１】
また、前記実施例における、幅、高さ、幅のそれぞれの寸法は、全くの任意であって設計によって数値変更を行っても良いことは勿論である。
【００４２】
以上、本発明による緩み止めナット、ボルトとナットによる固定構造及び緩み止めナットの製造方法の好適実施例の構成を詳述した。しかし、斯かる実施例は、本発明の単なる例示に過ぎず、何ら本発明を限定するものではないことに留意されたい。本発明の要旨を逸脱することなく、特定用途に応じて種々の変形変更が可能であること、当業者には容易に理解できよう。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の実施例で使われる上部ナットの斜視図である。
【図２】図１に示す上部ナットのＡから見た側面図である。
【図３】本発明の実施例で使われる下部ナットの斜視図である。
【図４】図３に示す上部ナットのＡから見た側面図である。
【図５】本発明の実施例における上部ナットと下部ナットの連結状態におけるナットの斜視図である。
【図６】図５に示すナットのＡから見た側面図である。
【図７】本発明の実施例によるナット斜視図である。
【図８】図７に示すナットのＢから見た側面図である。
【符号の説明】
【００４４】
１    上部ナット
２    下部ナット
１１（１１Ａ、１１Ｂ）  円環部
１２、１３    突起部
１２１、１３１、２２１、２３１    雌ねじ
２１    六角筒部
２２、２３  凹部
【図１】
2005351445.tif 000003
【図２】
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【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】
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【図８】
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