(57)【要約】【課題】  極めて高い緩み止め効果を発揮しつつ、かつ、低コストで製造できるロックナットを提供する。【解決手段】  ナットの上部側の側面１１からネジ穴６を上下に分割する分割スリット２と、この分割スリット２によって上方側に形成されたロック抵抗付与部３と、前記ナットの底面１３から前記分割スリット２まで貫通されたロックピン嵌入孔４と、このロックピン嵌入孔４に嵌入されておりナット締結時に前記ロック抵抗付与部３を上方に押圧しうるロックピン５とを有する。【選択図】  図１
2007315524.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ナットの上部側の側面からネジ穴を上下に分割する分割スリットと、
この分割スリットによって上方側に形成されたロック抵抗付与部と、
前記ナットの底面から前記分割スリットまで貫通されたロックピン嵌入孔と、
このロックピン嵌入孔に嵌入されておりナット締結時に前記ロック抵抗付与部を上方に押圧しうるロックピンと
を有することを特徴とするロックナット。
【請求項２】
緩み止めの対象となるロック対象ナットのネジ穴と同ピッチであって３山以下の雌ネジ穴と、
前記ロック対象ナットの外縁部よりも小径の外縁部と、
この外縁部から所定の下向傾斜角で突出されて前記ロック対象ナットの上端面に当接するロック用突起と
を有することを特徴とするロックナット。
【請求項３】
緩み止めの対象となるロック対象ナットのネジ穴と同ピッチであって３山以下の雌ネジ穴が形成されており、前記ロック対象ナットの上端面に対向する底面の一部に、前記ロック対象ナットの上端面に当接するロック用段差部を形成してなることを特徴とするロックナット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、製造および操作が簡単でありながら、雄ネジに締結されて強固な緩み止め機能を発揮するロックナットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、雄ネジに締結されて緩み止め機能を発揮するロックナットが提案されている。例えば、特開平１１−１４８５０９号公報に記載のロックナットは、ネジ穴の軸に対して横方向に配置した変形可能なスロットと、底端部に設けられ前記スロットと軸方向に整列されたナット変形部材とを有している。そして、ロックナットをネジ付シャフトの周囲に取り付けると、ナット変形部材がワークと係合してロックナットを変形させ、ロックナットをシャフト周囲に保持するとされている（特許文献１）。
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−１４８５０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に記載された発明においては、ナット変形部材のような特殊で複雑な形状の部材を備える必要があるため、当該ロックナットを専用に製造するための機械が必要となり製造コストが高くなる。また、様々なサイズや材質のものを揃えようとすると、その種類に応じて製造ラインを増やさなければならず、さらにコストがかかるという問題がある。
【０００５】
また、ロックナットに関する競争は激しく、多種多様な特殊形状のナットや複雑な構造・組み合わせからなるロックナットが提案されているが、いずれも現場のニーズに十分に応えられる程の高い緩み止め効果と低コストとを両立する製品は開発されていないのが現実である。
【０００６】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、極めて高い緩み止め効果を発揮しつつ、かつ、低コストで製造できるロックナットを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るロックナットの特徴は、ナットの上部側の側面からネジ穴を上下に分割する分割スリットと、この分割スリットによって上方側に形成されたロック抵抗付与部と、前記ナットの底面から前記分割スリットまで貫通されたロックピン嵌入孔と、このロックピン嵌入孔に嵌入されておりナット締結時に前記ロック抵抗付与部を上方に押圧しうるロックピンとを有する点にある。
【０００８】
また、本発明に係るロックナットの特徴は、緩み止めの対象となるロック対象ナットのネジ穴と同ピッチであって３山以下の雌ネジ穴と、前記ロック対象ナットの外縁部よりも小径の外縁部と、この外縁部から所定の下向傾斜角で突出されて前記ロック対象ナットの上端面に当接するロック用突起とを有する点にある。
【０００９】
さらに、本発明に係るロックナットの特徴は、緩み止めの対象となるロック対象ナットのネジ穴と同ピッチであって３山以下の雌ネジ穴が形成されており、前記ロック対象ナットの上端面に対向する底面の一部に、前記ロック対象ナットの上端面に当接するロック用段差部を形成してなる点にある。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、締め付けトルクよりも戻しトルクの方が高いという、従来のロックナットの常識では考えられない程の高い緩み止め効果が得られるとともに、市販のナットを加工することで簡単に製造できるため極めて低コストで製造できるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明に係るロックナットの第１実施形態について図面を用いて説明する。図１は、本第１実施形態のロックナット１Ａを示す斜視図であり、図２は、図１の２Ａ−２Ａ線断面図である。
【００１２】
図１および図２に示すように、本第１実施形態のロックナット１Ａは、通常、市販されている六角形状のナットを加工したものであり、主として、ナットの上部側に形成される分割スリット２と、この分割スリット２によって上方側に形成されるロック抵抗付与部３と、分割スリット２内に貫通されるロックピン嵌入孔４と、このロックピン嵌入孔４に嵌入されるロックピン５とを有している。
【００１３】
以下、各構成部についてより詳細に説明する。図１および図２に示すように、分割スリット２は、ナットの上部側の側面１１からネジ穴６を上下に分割するように形成され、ナットの上方をロック抵抗付与部３として構成させるようになっている。
【００１４】
本第１実施形態において、分割スリット２の形成位置は、ロック抵抗付与部３の変形容易性および強度のバランスを考慮して、ナットの上端面１２からネジ穴６のピッチに換算して一山半分程度の距離だけ下方位置に設定され、ネジ穴６の軸線方向と略直角方向に形成されている。これは、分割スリット２の形成位置が下方過ぎると、ロック抵抗付与部３が厚くなって変形しにくくなるため、後述するように強い締め付けトルクが必要になるし、ロック抵抗が不足する可能性もある。また、分割スリット２の形成位置が上方過ぎると、ロック抵抗付与部３が薄くなって破断しやすくなるため、やはりロック抵抗が小さくなるおそれがある。
【００１５】
また、分割スリット２は、少なくともネジ穴６の一部を上下に分割するように形成されていればよいが、本第１実施形態では、ロック抵抗付与部３の変形容易性および強度のバランスを考慮して、図２に示すように、ネジ穴６のほぼ全体を上下に分割するように形成されている。分割スリット２が浅過ぎると、ロック抵抗付与部３が変形しにくくなるし、分割スリット２が深過ぎると、ロック抵抗付与部３の支持部分が弱くなって破断してしまうおそれがあるからである。
【００１６】
ロックピン嵌入孔４は、ロックピン５を嵌入させるための孔であり、ナットの底面１３から分割スリット２まで貫通するように形成されている。本第１実施形態において、ロックピン嵌入孔４は、ネジ穴６の軸線方向に沿って穿孔されており、ロック抵抗付与部３の先端近傍に対応する位置に形成されている。これにより、ロック抵抗付与部３がロックピン５から受けるトルクが大きくなり、わずかな押圧力でも効果的に変形するようになっている。
【００１７】
ロックピン５は、強固な焼き入れ材料等から構成されており、ロックピン嵌入孔４に嵌入しうる断面形状を備えるとともに、ナット締結時にロック抵抗付与部３を上方に押圧しうる長さに形成されている。本第１実施形態では、ロックピン嵌入孔４がネジ穴６の軸線方向に沿って形成されているため、ロックピン５の長さは、ナットの底面１３から分割スリット２の天井面、すなわちロック抵抗付与部３の下面３１までの距離に、ネジ穴６のピッチの半分程度の長さを加えた長さに設定されている。なお、ロックピン５は、ロックナット１Ａ本体の材質に応じて必要な硬度を有するものであればよい。
【００１８】
このような構成によって、ロックピン５が、ロック抵抗付与部３の下面３１に当接するまで嵌入されたとき、ロックピン５の下端部５１は、ロックナット１Ａの底面１３から突出するようになっている。そして、ナット締結時には、突出した下端部５１に締結物から押圧力が付与されるため、ロックピン５が上方に移動し、このロックピン５の上端部５２がロック抵抗付与部３の下面３１を押圧することで、ロック抵抗付与部３が上方側に反るように変形するようになっている。
【００１９】
なお、本第１実施形態では、ロックピン嵌入孔４をネジ穴６の軸線方向に沿って形成しているが、これに限られるものではなく、若干傾斜されていてもよい。この場合にも、ロックピン５をロック抵抗付与部３の下面３１に当接するまで嵌入させたとき、ロックピン５の下端部５１がロックナット１Ａの底面１３から突出する長さに設定すればよい。ただし、ロックピン５が短過ぎると、ロック抵抗付与部３の下面３１を十分に押圧できないし、逆にロックピン５が長過ぎると、ロックピン５自体が変形してしまったり、ロックピン５の下端部５１がロックピン嵌入孔４内に完全に嵌入せず、ロックナット１Ａ自体が締結物に着座しなくなってしまうおそれがあるため注意が必要である。
【００２０】
また、本第１実施形態において、ロックピン５は略円柱形状に形成されているが、完全に直線的なものではなく、ロックピン嵌入孔４に嵌入しうる範囲で微少角度（約１°〜２°）だけ屈曲されている。これにより、ロックピン５とロックピン嵌入孔４との間に適度な摩擦抵抗が生じ、嵌入させたロックピン５が抜け落ちない。同様の効果を狙って、ロックピン５の外周面に凹凸面を形成してもよい。
【００２１】
以上のような本第１実施形態のロックナット１Ａを製造する場合、様々な方法によって製造できるが、例えば、市販されている通常のナットを用意し、その上部側の側面１１からフライスカッター等で切れ目を入れて分割スリット２を形成することによりロック抵抗付与部３を形成する。つづいて、ナットの底面１３からボール盤等により穿孔して分割スリット２まで貫通するロックピン嵌入孔４を形成する。そして、このロックピン嵌入孔４に別途加工したロックピン５を押し込んで、ロック抵抗付与部３の下面３１に当接するまで嵌入させる。以上により、本第１実施形態のロックナット１Ａが製造される。
【００２２】
つぎに、以上のような構成を備えた本第１実施形態におけるロックナット１Ａの作用につき、図面を参照しつつ説明する。
【００２３】
まず、本第１実施形態のロックナット１Ａによって締結物Ｘに被締結物Ｙを締結する場合、図３（ａ）に示すように、締結物Ｘおよび被締結物Ｙを連通された雄ネジＢにロックナット１ＡをワッシャＷを介して螺合させ、ロックピン５の下端部５１がワッシャＷの表面に当接するまで螺進させる。このとき、ロックナット１Ａのネジ穴６は、分割スリット２により、その一部が切除されているだけであるため、螺進させる際の抵抗がほとんどなく、通常の六角ナットを螺進する場合と何ら変わることがない。
【００２４】
つづいて、図３（ｂ）に示すように、ロックナット１Ａをスパナ等の締結用工具によりさらに締め付けると、ロックナット１Ａが雄ネジＢに沿って下方に螺進する一方、ロックピン５はワッシャＷによってその下方移動が規制される。このため、ワッシャＷからの反力によりロックピン５の下端部５１が上向きの押圧力を受け上方に移動し、ロックピン５の上端部５２によってロック抵抗付与部３の下面３１を押圧する。これにより、ロック抵抗付与部３は、図４（ａ）に示す通常状態から、分割スリット２を境に上方に曲げられるため、図４（ｂ）に示すように、当該ロック抵抗付与部３のネジ穴６を雄ネジＢに押圧させられる。
【００２５】
そして、図３（ｃ）に示すように、ロックナット１Ａの底面１３がワッシャＷの表面に密着するまで締め付けられることにより、ロック抵抗付与部３は、ロックピン５の長さに応じて半ピッチ程度上方に変形し、そのネジ穴６の雌ネジ面が雄ネジＢのネジ面に強く圧接されて大きな摩擦抵抗を発生させ、高い緩み止め効果を発揮するようになっている。
【００２６】
『実施例：締め付けトルクと戻しトルク』
本実施例では、本第１実施形態のロックナット１Ａによる締め付けトルクおよび戻しトルクを測定する実験を行った。この実験で使用したロックナット１Ａは、ネジサイズがＭ１２でピッチが１．７５の溶融亜鉛メッキ製のものを使用した。また、比較例として、同サイズ・同ピッチで溶融亜鉛メッキ製およびユニクロメッキ製の市販の六角ナットを使用した。そして、これら３種類のナットを全て同一の締め付けトルク（４３Ｎ・ｍ）で締め付けた後、戻しトルクを測定した。その結果を図５に示す。
【００２７】
図５に示すように、溶融亜鉛メッキ製およびユニクロメッキ製の市販品では、締め付けトルクが４３Ｎ・ｍであって、戻しトルクがそれぞれ４１Ｎ・ｍ、３１Ｎ・ｍであり、戻しトルクの締め付けトルクに対する比率は、それぞれ９５％、７２％であった。これらに対し、本第１実施形態によるロックナット１Ａでは、締め付けトルクが４３Ｎ・ｍであったが、戻しトルクはそれを超える５０Ｎ・ｍであり、戻しトルクの締め付けトルクに対する比率は１１６％を記録した。業界の常識では、戻しトルクが締め付けトルクを超えることはないと考えられていることに鑑みれば、本第１実施形態のロックナット１Ａの効果が如何に優れているかがわかる。
【００２８】
参考のため、例えば上記以外の市販品としてＥ−ナット（株式会社昭和製作所製）およびロックナットとして汎用されているイダリング（ＩＤＡリング）に関する締め付けトルクと戻しトルクのデータについて、カタログに掲載されている数値を図６に抜粋して示す。図６に示すように、いずれの製品も戻しトルクが締め付けトルクを超えるものは存在していない。したがって、本第１実施形態のロックナット１Ａが、業界の常識を越える極めて高い緩み止め効果を奏することがわかる。
【００２９】
以上のような本第１実施形態によれば、
１．簡素な構成でありながら、締め付けトルクよりも高い戻しトルクが必要になるほどの高い緩み止め効果を発揮することができる。
２．市販のナットに簡単な加工を施すだけで実現することができ、低コストで様々なサイズや材質のものを容易に製造することができる等の効果を奏する。
【００３０】
つぎに、本発明に係るロックナット１Ｂの第２実施形態について説明する。なお、本第２実施形態の構成のうち上述した第１実施形態の構成と同等または相当する構成については同一の符号を付し、再度の説明を省略する。
【００３１】
図７および図８は、本第２実施形態のロックナット１Ｂを示す平面図および左側面図である。また、図９は、図７における９Ａ−９Ａ線断面図である。本第２実施形態のロックナット１Ｂは、通常のナットの上部に重ねて締結されて緩み止め機能を発揮するタイプのものである。
【００３２】
本第２実施形態のロックナット１Ｂは、図７から図９に示すように、平面視において略六角形状に形成されており、緩み止めの対象となるロック対象ナットＮのネジ穴６と同ピッチの雌ネジ穴７を有している。ロックナット１Ｂの厚さは、ロックナット１Ｂ自体の弾性変形性および強度のバランスを考慮して、雌ネジ穴７のネジ山が３山以下となる厚さに形成することが好ましく、本第２実施形態では２山分の厚さに形成されている。４山以上の厚さにすると、締め付けの際のトルクが大きくなり過ぎるし、雄ネジに与える曲げ応力等が大きくなってしまうからである。
【００３３】
また、ロックナット１Ｂの外縁部８は、ロック対象ナットＮの外縁部よりも小径に形成されており、この外縁部８から１つのロック用突起９が突出形成されている。ロック用突起９は、所定の下向傾斜角で突出されており、その先端部９１がロックナット１Ｂの底面１４よりも下方に延出されている。
【００３４】
以上の構成からなる本第２実施形態のロックナット１Ｂを用いてロック対象ナットＮを緩み止めする場合、まず、図１０（ａ）に示すように、ロック対象ナットＮを雄ネジＢに螺合し、締結物Ｘに当接するまで回転させる。つづいて、雄ネジＢにロックナット１Ｂを螺合させて回転させると、図１０（ｂ）に示すように、ロック対象ナットＮの外縁部よりも小径の外縁部８から突出されたロック用突起９の先端部９１が、ロック対象ナットＮの上端面に当接したところで停止する。
【００３５】
そして、スパナ等の締結用工具によりロックナット１Ｂをさらに締め付けると、ロックナット１Ｂが雄ネジＢに沿って下方に螺進する一方、ロック用突起９はロック対象ナットＮの上端面によってその下方移動が規制される。このため、ロックナット１Ｂは、図１０（ｃ）に示すように、ロック用突起９が形成されている側を持ち上げられるようにして傾斜する。これにより、ロックナット１Ｂの雌ネジ穴７の雌ネジ面が雄ネジＢのネジ面に強く押圧されて大きな摩擦抵抗を発生させるため、緩み止め効果を発揮するようになっている。
【００３６】
以上のような本第２実施形態によれば、簡素な構成でかつ低コストでありながら、ロック対象ナットＮの緩み止めをすることができる。
【００３７】
つぎに、本発明に係るロックナット１Ｃの第３実施形態について説明する。なお、本第３実施形態の構成のうち上述した各実施形態の構成と同等または相当する構成については同一の符号を付し、再度の説明を省略する。
【００３８】
図１１および図１２は、本第３実施形態のロックナット１Ｃを示す正面図および断面図である。本第３実施形態のロックナット１Ｃは、第２実施形態と同様、通常のナットの上部に重ねて締結されて緩み止め機能を発揮するタイプのものである。
【００３９】
本第３実施形態のロックナット１Ｃは、図１１および図１２に示すように、平面視において六角形状に形成されており、緩み止めの対象となるロック対象ナットＮのネジ穴６と同ピッチの雌ネジ穴７を有している。本第３実施形態において、ロックナット１Ｃの厚さは、第２実施形態と同様、雌ネジ穴７のネジ山が３山以下となる厚さに形成されている。
【００４０】
また、ロックナット１Ｃの底面１５の一部には、ロック対象ナットの上端面に当接するロック用段差部１０が形成されている。本第３実施形態において、ロック用段差部１０は、雌ネジ穴７の軸線方向に沿って突出形成されており、その先端部１０１がロックナット１Ｃの底面１５よりも下方に延出されている。
【００４１】
以上の構成からなる本第３実施形態のロックナット１Ｃを用いてロック対象ナットＮを緩み止めする場合、第２実施形態と同様、ロック対象ナットＮを雄ネジＢに螺合し、締結物Ｘに当接するまで回転させた後、雄ネジＢにロックナット１Ｃを螺合させて回転させる。これにより、ロックナット１Ｃの底面１５よりも下方に突出されたロック用段差部１０の先端部１０１が、ロック対象ナットＮの上端面に当接したところで停止する。
【００４２】
そして、スパナ等の締結用工具によりロックナット１Ｃをさらに締め付けると、ロックナット１Ｃが雄ネジＢに沿って下方に螺進する一方、ロック用段差部１０はロック対象ナットＮの上端面によってその下方移動が規制される。このため、ロックナット１Ｃは、図１３に示すように、ロック用段差部１０が形成されている側を持ち上げられるようにして傾斜する。これにより、ロックナット１Ｃの雌ネジ穴７の雌ネジ面が雄ネジＢのネジ面に強く押圧されて大きな摩擦抵抗を発生させるため、緩み止め効果を発揮するようになっている。
【００４３】
以上のような本第３実施形態によれば、第２実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
【００４４】
なお、本発明に係るロックナット１Ａ，１Ｂ，１Ｃは、前述した各実施形態に限定されるものではなく、適宜変更することができる。
【００４５】
例えば、上述した各実施形態では、六角形状のロックナット１Ａ，１Ｂ，１Ｃについて説明したが、これに限られるものではなく、締結用の工具によって回転させられる形状であれば四角形や五角形あるいは丸形等の他の形状であってもよい。
【００４６】
また、上述した各実施形態では、通常の金属製ナットを加工してロックナット１Ａ，１Ｂ，１Ｃを製造しているが、これに限られるものではなく、強化プラスチック等の樹脂を加工したり、成型することにより製造してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明に係るロックナットの第１実施形態を示す斜視図である。
【図２】図１における２Ａ−２Ａ線断面図である。
【図３】本第１実施形態のロックナットの使用方法を示す説明図である。
【図４】本第１実施形態のロックナットにおいて、（ａ）締結前、および（ｂ）締結後における一部断面拡大図である。
【図５】本実施例による実験結果を示す図である。
【図６】市販のロックナットに関するデータを示す図である。
【図７】本第２実施形態のロックナットを示す平面図である。
【図８】本第２実施形態のロックナットを示す左側面図である。
【図９】図７における９Ａ−９Ａ線断面図である。
【図１０】本第２実施形態のロックナットの使用方法を示す説明図である。
【図１１】本第３実施形態のロックナットを示す正面図である。
【図１２】図１１の断面図である。
【図１３】本第３実施形態のロックナットを締結した状態を示す図である。
【符号の説明】
【００４８】
１Ａ，１Ｂ，１Ｃ  ロックナット
２  分割スリット
３  ロック抵抗付与部
４  ロックピン嵌入孔
５  ロックピン
６  ネジ穴
７  雌ネジ穴
８  外縁部
９  ロック用突起
１０  ロック用段差部
１１  ナット側面
１２  ナット上端面
１３  ナット底面
１４  ロックナット底面（第２実施形態）
１５  ロックナット底面（第３実施形態）
３１  ロック抵抗付与部の下面
５１  ロックピンの下端部
５２  ロックピンの上端部
９１  ロック用突起の先端部
１０１  ロック用段差部の先端部
Ｂ  雄ネジ
Ｎ  ロック対象ナット
Ｗ  ワッシャ
Ｘ  締結物
Ｙ  被締結物
【図１】
2007315524.tif 000003
【図２】
2007315524.tif 000004
【図３】
2007315524.tif 000005
【図４】
2007315524.tif 000006
【図５】
2007315524.tif 000007
【図６】
2007315524.tif 000008
【図７】
2007315524.tif 000009
【図８】
2007315524.tif 000010
【図９】
2007315524.tif 000011
【図１０】
2007315524.tif 000012
【図１１】
2007315524.tif 000013
【図１２】
2007315524.tif 000014
【図１３】
2007315524.tif 000015