JP2017036758A - ボルトナットの締結方法及び当該締結に使用する組ナット - Google Patents

Abstract

【課題】一度締結すると振動や経年に至っても自然には緩まないボルトナットの締結方法及び当該ボルトナットの締結方法に使用する組ナットを提供すること。
【解決手段】組ナットＮ１は、第１ナット１０と、第２ナット２０とを備える。第１ナット１０は、凹凸部を有する第１の六角形状面１２と平面である第２の六角形状面１３とナット孔部１４等とを備える。第２ナットを第１ナット１０と同一形状である。第１の六角形状面１２の６つの頂角部分は凹部又は凸部のいずれかであり、かつ、対向する頂角同士及び隣接する頂角同士は凹凸が異なる。
【選択図】図１

Description

本願発明は、ボルトに２個で１組の所定の組ナットを螺合することにより、締結したボルトナットが振動や経年に至っても自然には緩まないボルトナットの締結方法及び当該締結に使用する組ナットに関するものである。

図８で示すように、ボルトに２個で１組のダブルナット（組ナット）を螺合することにより、ボルトナットを締結する方法は従来から存在する。

しかしながら、ボルトナットの締結部分にはネジの遊びがあり、僅かな振動であっても経年にわたって前記締結部分に発生しているとその影響で自然に前記締結部分が緩んでくる。

なお、ダブルナットによる方法以外にも、回転する隙間に楔を挟む楔方式、ドリルチャックと同様ボルトを挟みつけるチャック方式、ゴムやウレタン等の樹脂でナットに詰物をしてボルトに抵抗をかけるパッキン方式、ナットに平面スプリングを設けてボルトを挟み抵抗をかけるスプリング方式などのボルトナットの締結方法が存在するが、いずれの方式を採用したとしても経年にわたって振動が発生する環境において、一応の緩み止め効果が見られるが、これ等もコスト面や小径のボルトナットでは製造が難しい。

また、緩みを防止するナットの中には、複数回の着脱使用時においても安定した緩み止め作用を発揮する緩み止めナットに関する文献も存在する（例えば、特許文献１）。

特開平１０−２８６６４９号公報

従来のダブルナットを使用したボルトナットの締結方法は、経年にわたって振動が発生する環境下において自然に緩んでくる。また、上述の特許文献１の緩み止めナットを使用したボルトの締結方法は、緩み止め実績はあるとのことであるが、その構造が複雑であるため、一般的なナットに比べると製造コストが高くなることが想定される。

また、上述の特許文献１の緩み止めナットについて、直径が４ミリメートル以下のナットは製造されていないのが現状である。

そこで、本願発明が解決しようとする課題は、第１に、経年にわたって振動が発生する環境下においても自然に緩まないボルトナットの締結方法を提供することである。

また、本願発明が解決しようとする課題は、第２に、構造が複雑ではなく、製造コストを抑制する組ナットを提供することである。

また、本願発明が解決しようとする課題は、第３に、構造が複雑ではなく、直径が４ミリメートル未満の小さなナットにも適用可能（製造可能）な組ナットを提供することである。

上記の課題を解決するために、所定の組ナットを、ボルトを通じて螺合することによりボルトナットを締結する方法であって、ボルトの開放端より組ナットを構成する第１ナットを凹凸部を有する六角形状面を反螺進方向に向けて螺合する工程と、前記ボルトの開放端より組ナットを構成する第２ナットを凹凸部を有する六角形状面を前記第１ナットの凹凸部を有する六角形状面に向けて螺合する工程と、前記第１ナットと前記２ナットの対向する六角形状面の凸部同士が接し始めた状態からさらに前記第２ナットを締め込む工程と、によって、ボルトナットを締結する方法を提供する。

上記の課題を解決するために、前記ボルトナット締結方法に使用する組ナットであって、前記組ナットは、ボルトを通じて締結する際に最初に螺合する第１ナットと前記第１ナットの後に螺合する第２ナットとからなり、前記第１ナットは、ナットの周囲を取り囲むナット側面と前記ナット側面の一方の側辺と接し凹凸部を有する第１の六角形状面と前記ナット側面の他方の側辺と接する第２の六角形状面と前記第１の六角形状面及び前記第２の六角形状面を貫通するナット孔部とで構成され、前記第２ナットは、ナットの周囲を取り囲むナット側面と前記ナット側面の一方の側辺と接し凹凸部を有する第１の六角形状面と前記ナット側面の他方の側辺と接する第２の六角形状面と前記第１の六角形状面及び前記第２の六角形状面を貫通するナット孔部とで構成され、前記第１ナット及び前記第２ナットの前記第１の六角形状面に存在する６つの頂角部分は凹部又は凸部のいずれかであり、前記６つの頂角のうち１の頂角とその対向する頂角の凹部又は凸部の組み合わせが異なることを特徴とする組ナットを提供する。

上記の課題を解決するために、前記ボルトナット締結方法に使用する組ナットであって、前記組ナットは、ボルトを通じて締結する際に最初に螺合する第１ナットと前記第１ナットの後に螺合する第２ナットとからなり、前記第１ナットは、ナットの周囲を取り囲むナット側面と前記ナット側面の一方の側辺と接し凹凸部を有する第１の六角形状面と前記ナット側面の他方の側辺と接する第２の六角形状面と前記第１の六角形状面及び前記第２の六角形状面を貫通するナット孔部とで構成され、前記第２ナットは、ナットの周囲を取り囲むナット側面と前記ナット側面の一方の側辺と接し凹凸部を有する第１の六角形状面と前記ナット側面の他方の側辺と接する第２の六角形状面と前記第１の六角形状面及び前記第２の六角形状面を貫通するナット孔部とで構成され、前記第１ナット及び前記第２ナットの前記第１の六角形状面に存在する６つの頂角部分は凹部又は凸部のいずれかであり、前記６つの頂角のうち１の頂角とその対向する頂角の凹部又は凸部の組み合わせが異なり、かつ、前記第１ナット及び第２ナットの前記第１の六角形状面に存在する６つの頂角のうち１の頂角からその隣接する頂角に至る延設面が緩やかな傾斜面であることを特徴とする組ナットを提供する。

上記の課題を解決するために、前記第１ナットの第１の六角形状面及び前記第２ナットの第１の六角形状面の成形が鍛造加工（冷間鍛造加工）であることを特徴とする組ナットを提供する。

本願発明のボルトナットの締結方法は、螺合の際に対向するナット面の凸部同士が接し始めた後さらに締め込まれて締結されるため、経年にわたって振動が発生する環境下においても自然に緩まない。

本願発明の組ナットは、第１ナット及び第２ナットの凹凸部を有する第１の六角形状面に存在する６つの頂角部分は凹部又は凸部のいずれかであり、前記６つの頂角のうち１の頂角とその対向する頂角の凹部又は凸部の組み合わせが異なることを特徴とするが、その構造は複雑ではないため、製造コストが抑制できる。また、直径の小さなナットにも適用可能（大きいナットへの適用を妨げるものではない）である。

本願発明の組ナットは、第１ナット及び第２ナットの凹凸部を有する第１の六角形状面に存在する６つの頂角部分は凹部又は凸部のいずれかであり、前記６つの頂角のうち１の頂角からその隣接する頂角に至る延設面が緩やかな傾斜面であることを特徴とするが、その構造は複雑ではないため、製造コストが抑制できる。また、直径の小さなナットにも適用可能（大きいナットへの適用を妨げるものではない）である。

さらに、本願発明の組ナットは、第１ナット及び第２ナットの凹凸部を有する第１の六角形状面が鍛造加工（冷間鍛造加工）により成形されるため、さらに製造コストを抑制可能である。

図１は組ナット（第１ナット及び第２ナット）の側面図である。 図２は第１ナットの平面図である。 図３は第１ナットのナット孔部の拡大断面図である。 図４は第２ナットの平面図である。 図５は凹凸部を有する第１の６角形状面の斜視図である。 図６はボルトを通じて対応する組ナットを螺合している様子を示す作動状態図である。 図７はボルトを通じて対応する組ナットを締結した状態を示す使用状態図である。 図８は従来の組ナット（ダブルナット）によるボルトナットの締結方法を示す説明図である。

メガネ部品等の小さな対象物に対して、本願発明にかかる組ナットを使用してボルトナットを締結する。

組ナットの構成について、図１から図５に従い説明する。

組ナット（Ｎ１）は、所定の第１ナット（１０）と、所定の第２ナット（２０）とからなる（図１）。

前記第１ナット（１０）は、ナットの周囲を取り囲む６つの側面（１１）と、前記側面の一方の側辺（図１で示す上側辺）と接し凹凸部を有する第１の六角形状面（１２）と、前記側面の他方の側辺（図１で示す下側辺）と接する第２の六角形状面（１３）と、前記第１の六角形状面及び前記第２の六角形状面の中心を貫通穿孔するナット孔部（１４）と、で構成する。（図１及び図２）。

前記第１ナット（１０）の第１の六角形状面（１２）には、６つの頂角部分が存在する。具体的には、図２で最上部に位置する第１頂角（１２１）と、前記第１頂角の時計回り方向の隣りに位置する第２頂角（１２２）と、前記第２頂角の時計回り方向の隣りに位置する第３頂角（１２３）と、前記第３頂角の時計回り方向の隣りかつ最下部に位置する第４頂角（１２４）と、前記第４頂角の時計回り方向の隣りに位置する第５頂角（１２５）と、前記第５頂角の時計回り方向の隣りに位置する第６頂角（１２６）である（図２）。

前記前記第１ナット（１０）の第１の六角形状面（１２）の６つの頂角部分は、当該第１の六角形状面の中で最も低い凹部又は当該第１の六角形状面の中で最も高い凸部のいずれかである。本実施例では、前記第１頂角（１２１）を凸部、前記第２頂角（１２２）を凹部、前記第３頂角（１２３）を凸部、前記第４頂角（１２４）を凹部、前記第５頂角（１２５）を凸部、前記第６頂角（１２６）を凹部としているが、反対に第１頂角を凹部、第２頂角を凸部、第３頂角を凹部、第４頂角を凸部、第５頂角を凹部、第６頂角を凸部としても構わない（図２及び図５）。

前記第１ナット（１０）の第１の六角形状面（１２）の頂角のうち対向する頂角（例えば、第１頂角と第４頂角）の凹部又は凸部の組み合わせが異なるとは、第１頂角が凸部の場合に第４頂角が凹部であり、第１頂角が凹部の場合に第４頂角が凸部であることをいい、同様に、第２頂角が凹部の場合に第５頂角が凸部であり、第３頂角が凸部の場合に第６頂角が凹部であることをいう（図２）。

前記第１ナット（１０）の第１の六角形状面（１２）の頂角のうち隣接する頂角に至る延設面が緩やかな傾斜面とは、第１頂角が凸部の場合に、第２頂角に至る延設面が緩やかな下りの傾斜面であり、また、前記第１頂角から第６頂角に至る延設面が緩やかな下りの傾斜面であることをいう。同様に、前記第２頂角から第３頂角に至る延設面が緩やかな上りの傾斜面であり、前記第３頂角から第４頂角至る延設面が緩やかな下りの傾斜面であり、前記第４頂角から第５頂角に至る延設面が緩やかな上りの傾斜面であり、前記第５頂角から前記第６頂角に至る延設面が緩やかな下りの傾斜面であることをいう（図５）。

前記傾斜面が接する境界部分の形状について、丸みをおびた曲面にしている（図５）。

前記第１の六角形状面（１２）の成形方法について、コスト面を考慮すると、前記凹凸パターンを鍛造加工（冷間鍛造加工）にて成形する方法が好ましい。

前記第１頂角（１２１）における凸部高さ（Ｈ１）について、前記ナット孔部（１４）の内周面に設けるネジ溝のピッチ幅（Ｗ１）と同一としているが、前記ネジ溝のピッチ幅（Ｗ１）を越えなければそれ以下でも良い（図３）。

また、前記第３頂角及び前記第５頂角における凸部高さについて、前記第１頂角と同一としている（図示せず）。

前記第４頂角（１２４）における凹部深さ（Ｈ２）について、前記ナット孔部（１４）の内周面に設けるネジ溝のピッチ幅（Ｗ１）と同一としているが、前記ネジ溝のピッチ幅（Ｗ１）を越えなければそれ以下でも良い（図３）。

また、前記第２頂角及び前記第６頂角における凹部深さについて、前記第４頂角と同一としている（図示せず）。

なお、前記第１ナット（１０）の第２の六角形状面（１３）の形状について、製造コストを考慮して一般的なナットと同様である全面平面（凹部又は凸部のない平面）としているが、いずれであっても構わない（図１）。例えば、製造コストを抑制しながらも操作性等を向上させるために前記第１の六角形状面（１２）と同一にしても構わない。

前記ナット孔部（１４）の内周面には、ネジ溝を設けており、前記ネジ溝のピッチ幅（Ｗ１）は、締結ボルトのネジピッチと対応する幅である（図３）。

前記第２ナット（２０）は、ナットの周囲を取り囲む６面の側面（２１）と、前記側面の一方の側辺（図１で示す下側辺）と接し凹凸部を有する第１の六角形状面（２２）と、前記側面の他方の側辺（図１で示す上側辺）と接する第２の六角形状面（２３）と、前記第１の六角形状面及び前記第２の六角形状面の中心を貫通穿孔するナット孔部（２４）と、で構成する。（図１）。

前記第２ナット（２０）の第１の六角形状面（２２）には、６つの頂角部分が存在する。具体的には、図４で最上部に位置する第１頂角（２２１）と、前記第１頂角の時計回り方向の隣りに位置する第２頂角（２２２）と、前記第２頂角の時計回り方向の隣りに位置する第３頂角（２２３）と、前記第３頂角の時計回り方向の隣りかつ最下部に位置する第４頂角（２２４）と、前記第４頂角の時計回り方向の隣りに位置する第５頂角（２２５）と、前記第５頂角の時計回り方向の隣りに位置する第６頂角（２２６）である（図４）。

前記第２ナット（２０）の第１の六角形状面（２２）の６つの頂角部分は、当該第１の六角形状面の中で最も低い凹部又は当該第１の六角形状面の中で最も高い凸部のいずれかである。本実施例では、前記第１頂角（２２１）を凸部、前記第２頂角（２２２）を凹部、前記第３頂角（２２３）を凸部、前記第４頂角（２２４）を凹部、前記第５頂角（２２５）を凸部、前記第６頂角（２２６）を凹部としているが、反対に第１頂角を凹部、第２頂角を凸部、第３頂角を凹部、第４頂角を凸部、第５頂角を凹部、第６頂角を凸部としても構わない（図４及び図５）。

前記第２ナット（２０）の第１の六角形状面（２２）の頂角のうち対向する頂角（例えば、第１頂角と第４頂角）の凹部又は凸部の組み合わせが異なるとは、第１頂角が凸部の場合に第４頂角が凹部であり、第１頂角が凹部の場合に第４頂角が凸部であることをいい、同様に、第２頂角が凹部の場合に第５頂角が凸部であり、第３頂角が凸部の場合に第６頂角が凹部であることをいう（図４）。

前記第２ナット（２０）の第１の六角形状面（２２）の頂角のうち隣接する頂角に至る延設面が緩やかな傾斜面とは、第１頂角が凸部の場合に、第２頂角に至る延設面が緩やかな下りの傾斜面であり、また、前記第１頂角から第６頂角に至る延設面が緩やかな下りの傾斜面であることをいう。同様に、前記第２頂角から第３頂角に至る延設面が緩やかな上りの傾斜面であり、前記第３頂角から第４頂角至る延設面が緩やかな下りの傾斜面であり、前記第４頂角から第５頂角に至る延設面が緩やかな上りの傾斜面であり、前記第５頂角から前記第６頂角に至る延設面が緩やかな下りの傾斜面であることをいう（図５）。

前記第１の六角形状面（２２）の成形方法について、コスト面を考慮すると、前記凹凸パターンを鍛造加工（冷間鍛造加工）にて成形する方法が好ましい。

前記第２ナット（２０）の第１の六角形状面（２２）の頂角部分の凸部高さ及び凹部の深さについて、前記第１ナットの第１の六角形状面の凸部高及び凹部深さと同様、前記ナット孔部の内周面に設けるネジ溝のピッチ幅と同一としている（図示せず）。

なお、前記第２ナット（２０）の第２の六角形状面（２３）の形状について、製造コストを考慮して一般的なナットと同様である全面平面としているが、いずれであっても構わない（図１）。例えば、製造コストを抑制しながらも操作性等を向上させるために前記第１の六角形状面（２２）と同一にしても構わない。

前記第１の六角形状面（２２）の成形方法について、コスト面を考慮すると、鍛造加工（冷間鍛造加工）が好ましい。また、前記第１ナットと前記第２ナットとは、同一形状であることが好ましい。

次に、ボルトを通じて組ナットを螺合しボルトナットを締結する方法について、図６及び図７に従い説明する。

最初にボルト（Ｖ１）の開放端より組ナット（Ｎ１）を構成する第１ナット（１０）を螺合し、螺進していく。このとき、前記第１ナットの凹凸部を有する第１の六角形状面（１２）が反螺進方向に向いていること（第２の六角形状面が螺進方向に向いていること）に留意する（図６）。

前記第１ナット（１０）を、前記ボルト（Ｖ１）のネジ溝に沿って所定の位置まで螺合した後に、前記ボルトの開放端より第２ナット（２０）を、前記ボルトの開放端より螺合し、螺進していく。このとき、前記第２ナットの凹凸部を有する第１の六角形状面（２２）が前記第１ナットの第１の六角形状面（１２）に向いていること（凹凸部を有する面同士が対向していること）に留意する（図６）。

前記第２ナット（２０）を螺合していくと、やがて前記第１ナットの第１の六角形状面の凸部分（例えば、第１頂角）と、前記第２ナットの第１の六角形状面の凸部分（例えば、第１頂角）が接し（嵌合し）始める。

さらに、前記第２ナット（２０）が回らなくなるまで締め込む（螺合する）。前記の締結操作により、前記第１ナット（１０）の第１の六角形状面（１２）と前記第２ナットの第１の六角形状面（２２）とが対向しながら螺合締結される。言い換えると、前記第１ナットと前記第２ナットの凹凸面同士が対向しながら螺合締結され、組ナットの凸部同士（例えば、第１頂角同士、第１頂角と第３頂角、第１頂角と第５頂角）が接し（嵌合し）あうため、振動や経年に至っても自然には緩まない（図７の状態）。

本願発明によるボルトナットの締結方法は、振動や経年に至っても自然には緩まない優れた締結方法であるので産業上の利用可能性を有する。また、本願発明による組ナットは、振動や経年に至っても自然には緩まない優れた組ナットであるので、産業上の利用可能性を有する。

Ｎ１ 組ナット
１０ 第１ナット
１１ ナット側面
１２ 第１の六角形状面（凹凸部有）
１２１ 第１頂角
１２２ 第２頂角
１２３ 第３頂角
１２４ 第４頂角
１２５ 第５頂角
１２６ 第６頂角
１３ 第２の六角形状面
１４ ナット孔部
２０ 第２ナット
２１ ナット側面
２２ 第１の六角形状面（凹凸部有）
２２１ 第１頂角
２２２ 第２頂角
２２３ 第３頂角
２２４ 第４頂角
２２５ 第５頂角
２２６ 第６頂角
２３ 第２の六角形状面
２４ ナット孔部
Ｖ１ ボルト

Claims (4)

1. 所定の組ナットを、ボルトを通じて螺合することによりボルトナットを締結する方法であって、
   ボルト（Ｖ１）の開放端より組ナットを構成する第１ナット（１０）を凹凸部を有する六角形状面（１２）を反螺進方向に向けて螺合する工程と、
   前記ボルトの開放端より組ナットを構成する第２ナット（２０）を凹凸部を有する六角形状面（２２）を前記第１ナットの凹凸部を有する六角形状面（１２）に向けて螺合する工程と、
   前記第１ナットと前記２ナットの対向する六角形状面の凸部同士が接し始めた状態からさらに前記第２ナットを締め込む工程と、
   によって、
   ボルトナットを締結する方法。
2. 請求項１のボルトナット締結方法に使用する組ナットであって、
   前記組ナット（Ｎ１）は、ボルトを通じて締結する際に最初に螺合する第１ナット（１０）と前記第１ナットの後に螺合する第２ナット（２０）とからなり、
   前記第１ナットは、ナットの周囲を取り囲むナット側面（１１）と前記ナット側面の一方の側辺と接し凹凸部を有する第１の六角形状面（１２）と前記ナット側面の他方の側辺と接する第２の六角形状面（１３）と前記第１の六角形状面及び前記第２の六角形状面を貫通するナット孔部（１４）とで構成され、
   前記第２ナットは、ナットの周囲を取り囲むナット側面（２１）と前記ナット側面の一方の側辺と接し凹凸部を有する第１の六角形状面（２２）と前記ナット側面の他方の側辺と接する第２の六角形状面（２３）と前記第１の六角形状面及び前記第２の六角形状面を貫通するナット孔部（２４）とで構成され、
   前記第１ナット及び前記第２ナットの前記第１の六角形状面（１２、２２）に存在する６つの頂角部分は凹部又は凸部のいずれかであり、
   前記６つの頂角のうち１の頂角とその対向する頂角の凹部又は凸部の組み合わせが異なることを特徴とする組ナット。
3. 前記第１ナット及び第２ナットの前記第１の六角形状面（１２、２２）に存在する６つの頂角のうち１の頂角からその隣接する頂角に至る延設面が緩やかな傾斜面であることを特徴とする請求項２の組ナット。
4. 前記第１ナットの第１の六角形状面（１２）及び前記第２ナットの第１の六角形状面（２２）の成形が鍛造加工であることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の組ナット。