JPH0319406B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔発明の技術分野〕 本発明はナツトに係り、特にゆるみ防止機能を
備えたナツトに関する。 〔発明の技術的背景〕 一般に、複数の部材を互いに締結する手段とし
てボルトおよびナツトからなるねじ締結体が広く
採用されている。しかし、このねじ締結体による
締結はその使用中にねじがゆるむことがあり、こ
れが重大な事故発生原因となる等の問題がある。 ところで、上記ねじのゆるみには、ナツト座面
等の接触部に加工のさいにできた小さな凹凸や形
状誤差がある場合、締付け後の外力の影響で局部
的な塑性変形が進行して凹凸面が平坦化するすな
わち接触部の凹凸のへたりや、接触部の微動摩耗
等によつて生ずる、ナツトがもどり回転しないに
もかかわらず生ずるゆるみと、振動や衝撃的外力
等によつてナツトがもどり回転することにより生
ずるゆるみとがある。この場合、前者に対するゆ
るみ防止対策は比較的容易であるが、後者のゆる
みにあつてはその防止対策は必ずしも容易ではな
く、しかもナツトがしばしばゆるんでしまうこと
があり非常に危険であるため、従来からそのゆる
み防止対策が種々提案されている。 しかしながら、上記対策は別にゆるみ防止用部
材を使用するようなものが多く、その構成が複雑
である等の不都合がある。 〔発明の目的〕 本発明はこのような点に鑑み、格別ゆるみ防止
用部材を使用する必要がなく、ナツト自体にゆる
み止め機能をもたせたきわめて構成が簡単なゆる
み防止機能付ナツトを得ることを目的とする。 〔発明の概要〕 本発明は、ナツトの座面側に、少なくとも雌ね
じの谷径と同一内径のボルト挿通孔を設けた袴部
を一体的に形成したことを特徴とするものであつ
て、上記袴部によつてナツトの座面圧力分布の対
称性化を行なわせ、振動等によるナツトのもどり
回転が生じないようにしたものである。 〔発明の実施例〕 以下、添付図面を参照して本発明の一実施例に
ついて説明する。 前記ナツトがもどり回転することによりゆるみ
が生ずる原因は、ナツトの座面圧力が非軸対称分
布をしている場合に軸直角振動を受けることによ
り、ナツトがもどり回転作用を受けるからである
と考えられている。ところが、上記ナツトにおけ
る座面圧力の非軸対称分布は、ナツトの座面或は
その当接面等の製作誤差等によつて発生するばか
りでなく、ナツトの構成自体から生ずる宿命的な
ものがあることが確認された。 すなわち、第１図は、ナツトのねじ切込み始め
の位置を起点として第２図に示すように90°間隔
で、ナツトの同上４カ所の締付時における光弾性
実験による応力分布状態を示す図であつて、ナツ
トとボルトねじ部の応力分布状態はスライス位置
によつて異なることが明確に認められ、非軸対称
分布を示している。 ところで、ボルトのねじ部の応力値をみると、
スライス３（180°）における応力値が最も大き
く、２（90°）、４（270°）へと低減し、１（0°）
において最も小さく、各スライスのねじ谷底にお
ける最大応力値を求めると第３図に示すとおりと
なり、非軸対称分布となつていることがわかる。 また、ナツトのねじ谷底に生じる最大応力も各
スライスにおいて第４図に示すようになり、ボル
トねじ部の応力分布に対応している。 第５図は、座面における接触圧力状態につい
て、ナツトの外形側に接している台座の圧力状態
とナツトの内径側の圧力状態についての比較図で
あつて、スライス１（0°）と３（180°）について
みるとスライス３の内径側における接触圧力はス
ライス１におけるより大きく、逆に外形側の圧力
は３におけるより１において大きいことが認めら
れる。 このようなことから、ナツトが非軸対称荷重を
受けることから傾く傾向が明瞭に認められ、ボル
トねじ部と結合するナツトねじ部の非軸対称形状
に基づくねじ部の応力分布が非軸対称性を示すと
ともに、座面圧力の分布もこれに対応して非軸対
称性を示すことが確認された。 したがつて、ナツト等の成形を如何に正確にし
ても、座面圧力の分布は軸対称とならず、振動等
によつてナツトにもどり回転作用が働らいてナツ
トのゆるみが発生する可能性がある。 本発明はこのようなことから、ナツトの座面圧
力の分布が軸対称性を有するようにしたものであ
る。 第６図および第７図は本発明のナツトの一部断
面側面図および同平面図であつて、ナツト１０の
雌ねじのねじ山がナツト座面側から２山（２ピツ
チ分）だけ除去され、少なくとも雌ねじの谷径と
同一内径のボルト挿通孔１１を設けた袴部１２が
形成されている。 なお、上記実施例においては、上記袴部１２の
外形は第７図に示すように円筒形状としたものを
示したが、ナツトの外形と同様に多角形状として
もよい。 しかして、このようなナツトをボルトに螺合し
て被締結部の締結を行なうと、ナツトの内周にお
いては座面から袴部の高さだけ離れた位置より頂
面側部分に応力が加わるようになり、しかも、ね
じ山自体には例えば60°の如き傾斜があるため、
そのねじ山表面に加わる応力は軸線に対して外方
に向かうこととなり、袴部の座面における内径側
の応力は小さくなつて、座面応力は外周側へ集中
する。 第８図は上記本発明のナツトの第１図と同様に
締付時における光弾性実験による応力分布状態を
示す図であつて、これによつても明瞭なように、
袴部座面における座面圧力分布は、座面の外周側
に集中しかつほぼ軸対称的に分布していることが
判る。 したがつて、上記座面圧力分布の外周側への集
中化および軸対称化によつて、座面と被締結部と
の接触部における摩擦モーメントの望ましい有効
な増大を図ることができ、また座面圧力の対称分
布化が得られ、締付け圧力の一様化をもたらし、
さらに袴部が回転能力を吸収する役割をも果すこ
とになり、ナツトのもどり回転防止効果が得られ
る。しかも、上記袴部の形成は、締付けに際して
その部分の圧縮縮みが得られるとともに、ボルト
には袴部高さに相当する軸部長さに対応した伸び
分が得られるので、併せて締め代の増加が得ら
れ、ナツト回転のないゆるみ原因に対するゆるみ
防止効果も奏し、また袴部の形成により、ナツト
頂面側のねじ部も当然荷重分担の割合を増し、そ

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明は少なくとも雌ね
じの谷径と同一内径で雌ねじのほぼ２ピツチ分の
高さのボルト挿通孔を設けた袴部をナツトの座面
側に設けたので、座面圧力分布の対称性化が得ら
れるとともに外周側に集中させることができ、ナ
ツトのゆるみ原因を排除できるとともに座面摩擦
モーメントの増大が得られる効果をも有しさら
に、きわめて簡単な構成によつてゆるみ防止機能
を保持せしめることができる。さらにボルトねじ
谷底に生じる最大引張応力の緩和も得られ、緩付
け力を大きくでき、また締め代の増加に伴ないナ
ツト回転のないゆるみに対する防止効果をも奏す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来のナツトの締付け時における光
弾性実験による応力分布状態を示す図、第２図は
上記光弾性実験におけるスライス位置説明図、第
３図はボルトねじ谷底の最大応力分布図、第４図
はナツトねじ谷底の最大応力分布図、第５図は座
面接触応力分布図、第６図は本発明のナツトの一
部断面側面図、第７図は同上平面図、第８図は本
発明のナツトの締付時のおける光弾性実験のよる
応力分布状態を示す図である。 １０……ナツト、１１……ボルト挿通孔、１２
……袴部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ナツトの座面側に、少なくとも雌ネジの谷径
   と同一内径で雌ねじのほぼ２ピツチ分の高さのボ
   ルト挿通孔を設けた袴部を一体的に形成し、締付
   け時における袴部座面の座面圧力分布が座面の外
   周側に集中しほぼ軸対称的に分布するようにした
   ことを特徴とする、ゆるみ防止機能付ナツト。