(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ねじ軸方向に二分割した上側分割ピース(1a,1b) からなる上側ナット(1) と、ねじ軸方向に二分割した下側分割ピース(2a,2b) からなる下側ナット(2) とを備え、上側ナット(1) と下側ナット(2) との突き合せ面の一方(12)にねじ軸と同心の凸条(4) が、他方(13)に凹溝(5) が設けられており、上側ナット(1) のねじ山(18)と下側ナット(2) のねじ山(19)とは両者の分割面(9,10)を同方向としたときに略４分の１リ−ドの位相差が設けられている、簡易締結ナット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、簡易締結ナットすなわち締結作業を簡易に行うことができるナットに関するもので、ナットをボルトの側方からねじ山に嵌め込んで締結位置に装着できるようにしたナットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
通常のナットは、ボルトの先端からねじ山に螺合して装着する必要がある。ナットの締結力は複数のねじ山を介してボルトに伝達されるが、その締結力によってナットには圧縮応力が作用し、ボルトには引張応力が作用することとなるので、これに起因するボルトとナットの弾性変形のために、ナットの締結面（締結力が作用する面）に最も近いねじ山に最も大きな力がかかる。
【０００３】
通常のナットはボルトの先端からボルトに挿通されるため、ボルトが長いとナットを締結位置まで移動するのにナットを何回も回さなければならず、ナットの装着個数が多い場合など、この作業に非常に手間がかかる。またボルトの先端に障害物があると、ナットをボルトの中間に装着することは不可能である。
【０００４】
そこでナットに軸方向の切欠を入れたり、軸方向に二分割した簡易締結ナットが提唱されている。軸方向の切欠を入れたナットは、たとえば特開平３−６１７０９号公報などに示されており、図５に示すように、ナットをボルトの側方から挿入できるように、ナットのねじ穴３１に連なる切欠３２を設けた上側ナット１と、同様な切欠３３を設けた下側ナット２との一組で構成されている。上側ナット１と下側ナット２とは、両者の合わせ面に形成されたねじ穴と同心の溝３４と突起３５により嵌合して、軸直角方向の相対ずれが生じないようになっている。上側ナット１と下側ナット２とは、その切欠３２、３３を同方向にしたとき、ねじ山が２分の１リ−ドずれるように作られている。
【０００５】
この図５に示す簡易締結ナットは、切欠３２、３３を一致させた状態で、上側ナット１と下側ナット２とをボルトの側方よりボルトに嵌め込み、上側ナット１を締結方向に１８０度回転した後、両者１、２を同時に回転することにより締結を行う。
【０００６】
ナットを軸方向に分割するものは、たとえば実開平５−８３４３４号公報に示されており、図６に示すように、軸方向に二つ割りにした分割ピース４０ａ、４０ｂをボルトの側方から装着し、それにリング状のキャップ４１を被せて、分割ピース４０ａ、４０ｂを一体化しようとするものである。この構造はキャップ４１をボルトの先端から挿通しなければならないので、ボルトの先端に障害物がある場合には、採用することができない。
【０００７】
ナットを軸方向に分割する他の構造として、分割ピース相互をヒンジピンやロックピンで結合するというもの（たとえば実願平１−２７６７７号公報）がある。しかしこの構造は、特にねじ径が小さい場合にナットの加工が面倒であり、ボルトにナットを嵌め込んだ後、ロックピンで二つの分割ピースの端部相互を連結する作業が面倒であり、またロックピンの抜け止めをしなければならない等の面倒がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
そのようなことから、ボルトの中間位置にナットを速やかに嵌め込むことができ、また嵌め込んだ後の締結操作が容易であるという点で、図５に示した構造のものが優れている。しかし本願の発明者が図５のナットを用いて行った応力解析の結果によれば、ナットを締結したときに上側ナット１及び下側ナット２共にその締結面側のねじ山に大きな局部応力が生ずることが見出された。
【０００９】
これは図５に示すような構造では、ボルトのねじ山がその半周分しかナットと螺合しておらず、上下のナットによってボルトの全周が螺合するにしても、前述したボルト及びナットの弾性変形のために、締結面に近い側のナットのねじ山が切り取られた部分に残り半周分のねじ山が本来受け持つべき荷重が集中してかかることになり、この部分に非常に大きな応力が集中して、ねじ山に永久歪みを生じさせるということが起こるのである。
【００１０】
この発明は、以上のような知見に基づき、構造が簡単で小径のナットでも容易に製造することが可能で、ボルトの中間部への取付け及び締結作業が容易であり、かつボルトとナットのねじ山相互がそれらの全周にわたって螺合し、従ってねじ山に局部的な応力集中を生じさせることのない簡易締結ナットを得ることを課題としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この発明の簡易締結ナットは、それぞれをねじ軸方向に二分割した上側ナット１と下側ナット２とを備えており、４個の分割ピース１ａ、１ｂ、２ａ、２ｂで構成されている。上側ナット１と下側ナット２との突き合せ面には、その一方１２にねじ軸と同心の凸条４が、他方１３に凹溝５が設けられている。上側ナット１のねじ山１８と下側ナット２のねじ山１９とは、両者の分割面９、１０を同方向としたときに、４分の１リ−ド位相がずれるようになっている。凸条４の高さはねじのリ−ドの４分の１より高くするのが望ましく、その内周及び外周ができるだけ正確な嵌め合い関係で凹溝５に嵌まり合うようにする。
【００１２】
【作用】
上記構造の簡易締結ナットは、上側ナットと下側ナットの分割面９、１０相互を一致させれば、凸条４と凹溝５とを嵌合させたままの状態で、ボルトの側方両側からボルトに嵌め込むことができる。ナットのねじ山がボルトのねじ山に嵌まり込むと、上側ナットの分割ピース１ａ、１ｂは下側ナットの分割ピース２ａ、２ｂからねじの４分の１リ−ド分だけ離隔する。この状態で上側ナット１を締結方向に４分の１回転すると、上下のナットの突き合せ面相互が当接し、上下のナットの分割面９、１０は互いに直交する方向になる。この状態で上下のナット１、２のねじ山は、等しい位相でボルトのねじ山に螺合する。
【００１３】
上下のナット１、２の分割面９、１０が９０度直交する位置関係となるため、凸条４と凹溝５の嵌合により、下側のナットの分割が上側のナットで抑制され、上側のナットの分割が下側のナットで抑制される状態になる。この抑制力は上下のナットの突き合せ面に作用するので、上下のナットそれぞれの分割ピース相互を完全に一体化することはできない。しかし上側のナットと下側のナットとの分割面を９０度直交させた状態でナットを締め付けると、下側ナット２は上側ナットと被締結部材との間で挟み付けられた状態となり、また上側ナット１にはその分割ピースの分割面相互を密着させる方向のモーメントが下側ナットから付与されるため、上下のナットの分割ピースは傾動できない状態となり、一体化されたナットとなってナットに設けた全部のねじ山が全周にわたってボルトのねじ山と螺合する状態となる。
【００１４】
上下のナットのねじ山の位相差は４分の１リ−ドとして説明したが、実際には上下のナットの突き合せ面相互にも締結力が作用し、その締結力によるナットとボルトの変形が起こるので、４分の１リ−ドにその変形による位相差を減じた位相差とするのがより好ましい。また上側ナット１には下側ナット２の回り止めナットとしても機能するので、そのような機能を積極的に付与するときは、上側ナット１と下側ナット２とのねじ山の位相差をさらに小さくするのが有効である。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１ないし３はこの発明の第１実施例を示したものである。この発明の簡易締結ナットは上側ナット１と下側ナット２とを備えており、上側ナット１及び下側ナット２はそれぞれねじ穴３の中心軸線を含む面で２個の分割ピース１ａ、１ｂ及び２ａ、２ｂに分割されている。下側ナット２の上面にはねじ穴の中心軸線と同心の凸条４が一体に形成されている。この凸条４の断面は方形でその先端側の角辺１１は小さく面取りされている。上側ナット１の下面には、凸条４がちょうど嵌合する溝幅の凹溝５が形成されている。凸条４の高さはナットに設けたねじ６のリ−ドの４分の１より高く、凹溝５は凸条４が完全に納まるだけの深さを有している。
【００１６】
上下のナット１と２の一方の分割ピース１ａと２ａとをその凸条４を凹溝５に嵌合した状態で組み合わせ、他方の分割ピース１ｂと２ｂも同様に凸条４を凹溝５に嵌合した状態で組み合わせて、両組合せ体をボルト７を挟むように両側から装着する。上側ナット１と下側ナット２のねじ山は、４分の１リ−ドずれているため、両組合せ体でボルト７を挟んだとき、上側ナット１と下側ナット２との間には、ねじの４分の１リ−ドの間隙が空く。この状態で上側ナット１を締結方向に４分の１回転すると、上下のナットの突き合せ面（上側ナットの下面と下側ナットの上面）が密着し、上下のナットのねじの位相も一致する。この状態で上下のナット１、２を１本のスパナ等で同時回転すれば、上下のナットは一体になってボルト７上を螺進し、被締結物８を締結する。
【００１７】
上下のナットの分割ピース１ａ、１ｂ及び２ａ、２ｂは、切削加工あるいは型鍛造などの塑性加工により製造することができる。切削加工によりねじ穴を形成するときは、上下のナットをその分割面９、１０を直交させて組み合わせた状態（締結時の状態）で工作機械に固定して４個の分割ピースのねじ山を同時に加工してやればよい。上下のナットに軸方向の予圧を加えた状態で保持して加工を行えば、締結時に上下のナットの間に作用する面圧を制御できる。
【００１８】
図４はこの発明の第２実施例を示す図で、この第２実施例のものは、上下のナットの突き合せ面１２、１３に共に同一半径同一幅の凹溝５を設け、断面矩形の半割れリング１６を一方の凹溝５に嵌合することにより凸条４を形成したものである。この場合半割れリング１６の突き合せ端１７は、必ずしも上側または下側ナットの分割面と一致しなくてもよい。
【００１９】
この第２実施例のものは４個の分割ピースがいずれも凹溝５を備えたものであるため、上下のナットの分割ピース１ａと２ａ及び１ｂと２ｂをそれぞれ１個の型で製造することができるので、このナットを鋳造や型鍛造で製造するときに型代を節約することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例の分解斜視図
【図２】第１実施例の組合せ斜視図
【図３】第１実施例の締結状態の斜視図
【図４】第２実施例の分解斜視図
【図５】ボルト側方から挿入する簡易締結ナットの従来例を示す斜視図
【図６】軸方向に分割する簡易締結ナットの従来例を示す斜視図
【符号の説明】
１    上側ナット
1a,1b 分割ピ−ス
２    下側ナット
2a,2b 分割ピ−ス
４    凸条
５    凹溝
9,10  分割面
12,13 突き合せ面
18,19 ねじ山
【図１】
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【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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