JPH0610936A - ナット、特にホイールナット - Google Patents

ナット、特にホイールナット

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JPH0610936A
JPH0610936A JP5089839A JP8983993A JPH0610936A JP H0610936 A JPH0610936 A JP H0610936A JP 5089839 A JP5089839 A JP 5089839A JP 8983993 A JP8983993 A JP 8983993A JP H0610936 A JPH0610936 A JP H0610936A
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JP
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nut
pressure washer
thread
wheel
area
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JP5089839A
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Ewald Baechle
ベヒレ エーヴァルト
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Erich Neumayer GmbH and Co KG
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Erich Neumayer GmbH and Co KG
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    • B21K1/00—Making machine elements
    • B21K1/64—Making machine elements nuts
    • B21K1/70—Making machine elements nuts of special shape, e.g. self-locking nuts, wing nuts
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21H—MAKING PARTICULAR METAL OBJECTS BY ROLLING, e.g. SCREWS, WHEELS, RINGS, BARRELS, BALLS
    • B21H3/00—Making helical bodies or bodies having parts of helical shape
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    • B21K1/70—Making machine elements nuts of special shape, e.g. self-locking nuts, wing nuts
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16B39/22—Locking of screws, bolts or nuts in which the locking takes place during screwing down or tightening
    • F16B39/28—Locking of screws, bolts or nuts in which the locking takes place during screwing down or tightening by special members on, or shape of, the nut or bolt
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 従来型式のナットの欠点を除去し、ナットを
取付ける部材と加圧ワッシャとの相互接触を改善し、面
圧が一様に分配されるようにする。 【構成】 少なくとも加圧ワッシャを冷間及び又は熱間
押出し加工により製作し、加圧ワッシャの接触面４ａを
凹面状に形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、工具が作用する多角ヘ
ッドを備えた作用部と、ナットが取付けられる構成部
分、たとえばリムに接触する区域を有する、付加結合さ
れた加圧ワッシャとを備えたナット、特にホイールナッ
トに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】加圧ワッシャを有するこの種のナット
は、通例、ナットを取付ける構成部品の対応接触面と協
働する平らな接触面を有している。しかし、この対応接
触面は、必しもナットないしナットのつばの精確に平ら
な接触を保証するものではない。従来の前記型式のナッ
トの場合、締付けられた部材が僅かに沈むだけですで
に、とりわけ締付け長さの短い場合や、ボルト−ナット
結合部が動荷重を受けるような場合には、ナットの側か
らこの沈みが補償されないため、急速に予圧力が失われ
る。この結果、ボルト−ナット結合が外れたり、場合に
よっては部品が紛失したりする。更に、接触面が剛性で
平らな場合、対応接触面への接触が不一様なことが多い
ため、角度の偏差ないしは直角度の誤差が補償されず、
その結果、付加的にボルトが曲げ荷重を受けることにな
る。
【０００３】理想的な面接触は、実際には、たとえば製
作方法に制約されるため、凸面接触であることが多く、
したがって、より高い面圧にさらされ、比較的速く沈み
が生じる傾向があり、ボルトの予圧力が著しく失われた
り、低減したりする。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の根底をなす課
題は、従来型式のナットないしはボルト−ナット結合の
前記欠点を除去し、かつナットが組付けられる部材と加
圧ワッシャとの相互接触を改善し、それによって面圧の
一様な分配を可能にすることにある。更に本発明の別の
課題は、角度の偏差を補償できるようにすることにあ
る。更にまた、別の課題は、ナット及びその加圧ワッシ
ャとを経済的かつ合理的に製造しうるようにすることに
ある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この課題は、本発明によ
れば、少なくとも加圧ワッシャをマッシブ・フォーミン
グ、たとえば冷間及び又は熱間の押出加工により、凹面
状の接触域を有する構成部品として製造することによっ
て達せられた。
【０００６】その場合、加圧ワッシャの横断面、半径方
向延び、屈折度、すなわち凹面状ないし円錐状の区域の
軸方向高さ、材料を、ナットの締付時に−何度も締付や
取外しを反復したのちも−弾性変形のみが生じ、塑性変
形が生じないように選定しておくのが特に有利である。
【０００７】たとえば、有利には、軸方向弾発距離の比
較的大きい範囲にわたって予圧が与えられることによ
り、ボルト結合が完全に外れることが防止される。軸方
向の歪みにより摩擦トルクが得られるからである。
【０００８】また、ナットとナット側の加圧ワッシャ面
とが一定角度をなすようにし、そのさい、この角度をな
す２辺がナットの中心軸線とは反対方向に延びるように
するのが有利である。
【０００９】この場合、たとえば予圧条件に関して特に
効果的なのは、ナットと加圧ワッシャとの角度のほう
を、凹面状の加圧ワッシャ接触区域と、ナットとは反対
の側の加圧ワッシャ端部に接する平面との角度よりも大
きくすることである。
【００１０】更に、加圧ワッシャとは反対の側に設けら
れた作用部には、作用部と一体に締付部が付加成形され
ている。この締付部は、少なくとも内側が円錐形に延
び、軸線方向にスリットが形成され、作用部より壁厚が
薄手であり、作用部と一緒に、マッシブ・フォーミン
グ、たとえば冷間及び又は熱間押出し加工により形成さ
れる。
【００１１】このようにしてフレキシブルに構成された
締付部により、予圧が得られるため、何度も締付けや弛
めを反復したのちも、締付トルク損失は僅かである。更
に、ボルト・フランクの直径公差内でのフランク直径の
相違によっても、締付トルクは悪影響を受けることがな
い。締付部を種に構成することにより、等しいねじ山直
径の枠内で種々の締付トルクを選択できる。
【００１２】何度も使用したのちにも、締付けた状態か
らナットが弛む方向に回動することが、確実に防止でき
る。更に、締付トルクを一様にでき、ばらつきは極めて
僅かである。
【００１３】加えて、高さの相違、直径公差、角度公差
に対する悪影響も防止もしくは低減される。
【００１４】この場合、スリットもマッシブ・フォーミ
ングにより形成するのが好ましい。
【００１５】スリットをこのように成形することによ
り、内側を向いたばりを生じさせずに済む。このばりの
除去は厄介であり、除去しない場合には少なくとも局所
的に摩擦が増大し、ボルトねじ山、ひいてはナット自体
に摩耗が生じる。
【００１６】この構成の場合には、確実にねじ山の幾何
形状が維持され、かつねじ山に材料工学な意味での過荷
重が加わらない。なぜなら、締付部の製作時にねじ山が
変形又は塑性変形することがないからである。その後、
ねじ付けやねじ外しのさいにも、ねじ山が損傷を受ける
ことはない。更に、このことと、締付部のみぞを相応に
構成することにより、みぞにより中断されるねじ山区域
に鋭いエッジが生じないようにすることができる。この
結果、ねじ締め、ねじ外しのさいの切断作用によるチッ
プ発生も確実に防止される。ナットの締付部のねじ山と
ボルトねじ山のところでの摩損のこのような低減又は防
止により、腐食の危険や締付トルク損が大幅に低減され
る。摩擦を比較的広いねじ山フランク区域に分配し、締
付部内のねじ山の数を多くすることで、局所的摩擦を低
減することができる。
【００１７】本発明によるナットの有利な一実施例で
は、円筒形に延びる作用部ねじ山域と、円錐形に延びる
締付部ねじ山域とが、いずれもマッシブ・フォーミング
により、それも切削又は非切削式に、ねじ転造、ねじ成
形、ねじ圧造、くし形バイトによる加工、その他により
形成される。
【００１８】ねじ山は数値制御式旋盤により作製するの
が特に有利である。
【００１９】本発明によるナットの特に有利な一実施例
には、ほぼ周方向に延びるみぞが、円筒形に延びるねじ
山域と円錐形に延びるねじ山域との移行区域に設けられ
ている。このみぞにより、妨げになるチップの発生が防
止されるのみでなく、この区域でのナットの弾性が所期
の通り高められる。
【００２０】ナットの接触区域と、円筒形及び円錐形の
区域のねじ山とを、一回のチャックで同時に加工するこ
とにより、全ねじ山に対するナットの接触が精確に直角
方向に行なわれる。
【００２１】加圧ワッシャは作用部に対して相対回転可
能にしておくことができる。
【００２２】
【実施例】以下で図１〜図３につき本発明を詳説する。
【００２３】図１に示したナットは、実質的に３つの、
軸方向で区別される部分から成っている。すなわち、加
圧ワッシャ１、作用部２、締付部３である。図１の例で
は、軸方向の３部分すべて、つまりナットの全体が一体
に形成されている。加圧ワッシャ１は、下側、つまり接
触面４が平らに構成されているのに対し、反対側の壁５
は円錐形に延びている。この場合、円錐の頂点は接触面
４とは反対方向に位置している。
【００２４】作用部２は、半径方向外方に規則的な変形
部６を有している。これら変形部は、多角ヘッドを形成
し、工具の作用を受けるのに役立っている。この多角ヘ
ッドの外径は、加圧ワッシャ１の区域でのナットの外径
より小さい。
【００２５】多角ヘッドを有する区域２には、軸方向に
スリーブ状の締付部３が続いている。締付部３の外径は
円錐形に延びる外とう面７により制限されている。この
円錐の頂点は、同じく加圧ワッシャ１の接触面４と反対
の方向に位置している。更に、締付部２は、周方向に分
配された複数スリット、又は軸方向の切欠き８を有して
いる。これらの切欠きは、作用部２の半径方向制限面９
のところまで軸方向に延びている。
【００２６】ナットは、その内径区域に２つの異なる構
成のねじ山域を有している。これらのねじ山域は符号１
０のところで分けられている。第１のねじ山域１１は、
ねじ山のない短い区域、たとえば定心延長部の後、軸方
向に加圧ワッシャ１の区域から６角ヘッド６を有する部
分２を経て締付部７の一部に達している。ねじ山域１１
は、その軸方向の延びの全域にわたって円筒形を有し、
符号１０のところで、ねじ山域１２に移行している。ね
じ山域１２は、ボルトにねじ込んだ後に締付力を発揮す
るように、軸方向を外れて、円錐形に延びている。この
円錐の頂点も加圧ワッシャ１の接触面４とは反対側に位
置している。
【００２７】図示の移行部１０により円筒形のねじ山域
１１と円錐形のねじ山域１２とが分けられており、この
移行部１０にはみぞ又はスリットが設けられている。こ
のみぞ又はスリットは、図１の符号１０の線に沿ってほ
ぼ周方向に延びており、アンダカットに似て、ねじ山高
さより低くに形成しておくことができる。これにより、
たとえば、チップの流動防止したり、チップを除去した
りすることができる。更に、この区域でのナットの抵抗
モーメントが所期の通りに低減され、したがって締付部
の半径方向運動が最適弾発条件で達成される。
【００２８】このねじ山域１２は、図示のナットの場
合、スリット８を形成し、締付部を形成したのち、後か
ら成形することなく、円筒形から円錐形に作製できる。
このことは、ねじ山が円筒形にではなく、円錐形に形成
されることを意味する。
【００２９】図２に示されたナットは、図１のナットと
構造上の特徴が等しいか、ないしは等しい方法で製造さ
れているが、このナット固有の特徴としては、加圧ワッ
シャ１ａが別個に作製されている点である。この加圧ワ
ッシャ１ａは、接触面とは反対側の内径区域で突出部２
ａにより支えられている。この突出部２ａは、作用部の
区域から軸方向に接触面方向に延びている。この変化形
の場合、加圧ワッシャをナットとは別の材料、たとえば
弾性特性の異なる材料で製造することができる。更に、
加圧ワッシャを用途に応じて周方向にナットに対して固
定的又は回動可能に取付ることができる。このほかの特
徴、たとえば、特に、軸方向のスリットと内側のねじ山
域とを有する締付部の構成は、図１の場合と変らない。
【００３０】図３に示したナットも加圧ワッシャが一体
成形された形式のものである。このナットの特徴は、加
圧ワッシャの接触面が凹面状に構成されている点であ
る。この場合、ナットを締付けるさい、加圧ワッシャの
外径が対応接触面に接触してから、加圧ワッシャの全接
触面が接触するまでに、なお一定の軸方向間隙を克服せ
ねばならない。これにより、更にナットの締付けた後、
加圧ワッシャが締付けられ、その弾性的なばね作用によ
り、締付力の不均一が補償される。この場合、加圧ワッ
シャは、その横断面全体にわたって事実上一定の応力推
移を示すようにするのが好ましい。凹面状に構成された
接触面は、たとえば、図２に示した加圧ワッシャが分離
されている形式の場合にも、採用可能である。
【００３１】更に、図２に示されているように、ナット
のボディと加圧ワッシャ１ａとの間に角度１３を設ける
ことができる。そのさい、この角度１３は、加圧ワッシ
ャ接触面４ａと、その対応接触面との間の角度１４（図
３）に合わせることができるが、特定の用途の場合に
は、より大きい角度にすることができる。
【００３２】本発明は、以上に説明した図示の実施例に
限定されるものではなく、特に全般的な説明及び実施
例、更には特許請求の範囲に記載され、図面に示された
諸特徴ないしは諸部材又は方法ステップと関連する個々
の特徴を、たとえば組合せたり、変化させることにより
発明力が生ぜしめられ、かつまた組合せ可能の特徴によ
り新しい客体、又は方法ステップないし連続的方法ステ
ップとされる変化形、部材、組合せをも包含するもので
ある。
【図面の簡単な説明】
【図１】加圧ワッシャが一体に付加成形されたナット。
【図２】別個の加圧ワッシャの結合されたナット。
【図３】接触面が凹面状の加圧ワッシャが一体に付加成
形されたナット。
【符号の説明】
１ 加圧ワッシャ ２ 作用部 ３ 締付部 ４ 接触面 ５ 壁部 ６ 多角ヘッド ７ 円錐形外とう面 ８ 切欠き又はスリット ９ 作用部制限面 １０ 移行部 １１ 円筒形ねじ山域 １２ 円錐形ねじ山域

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 工具が作用する多角ヘッドを有する作用
    部と、ナットが取付けられる構成部分、たとえばリムに
    接触する接触面を有する付加結合された加圧ワッシャと
    を有するナット、特にホイールナットにおいて、少なく
    とも加圧ワッシャが、マッシブ・フォーミング、たとえ
    ば冷間及び又は熱間押出し加工により製造された、凹面
    状に構成された接触面を有する構成部材であることを特
    徴とするナット、特にホイールナット。
  2. 【請求項２】 加圧ワッシャの横断面、半径方向延び、
    屈折度（凹面ないし円錐形の区域の軸方向高さ）、材料
    が、ナットの締付時に加圧ワッシャの弾性変形は生じる
    が塑性変形は生じないように選ばれていることを特徴と
    する、請求項１記載のナット、特にホイールナット。
  3. 【請求項３】 作用部と作用部側の加圧ワッシャ面とが
    一定角度をなしており、この角度をはさむ２辺がナット
    の中心軸線とは反対方向に開いていることを特徴とす
    る、請求項１又は２記載のナット、特にホイールナッ
    ト。
  4. 【請求項４】 作用部と加圧ワッシャとの角度が、凹面
    状に構成された加圧ワッシャ接触面と、作用部と反対側
    の加圧ワッシャ軸方向の端側に接する平面との間の角度
    より大であることを特徴とする、請求項３記載のナッ
    ト、特にホイールナット。
  5. 【請求項５】 作用部が、加圧ワッシャとは反対の側に
    締付区域を有し、この区域は、少なくとも内側が円錐形
    に延び、軸線方向にスリットを有し、作用部より壁厚が
    薄く、作用部と一体に付加成形されていることを特徴と
    する、請求項１から４までのいずれか１項に記載のナッ
    ト、特にホイールナット。
  6. 【請求項６】 スリットがマッシブ・フォーミングによ
    り形成されていることを特徴とする、請求項５記載のナ
    ット、特にホイールナット。
  7. 【請求項７】 作用部内の円筒形に延びるねじ山域と締
    付区域内の円錐形に延びるねじ山域とが、マッシブ・フ
    ォーミングの後に、切削加工、又は非切削加工により、
    たとえば、ねじ転造、総形バイトやチェーザによるねじ
    切り、その他により形成されることを特徴とする、請求
    項５又は６記載のナット、特にホイールナット。
  8. 【請求項８】 ねじ山域が数値制御式旋盤により製作さ
    れていることを特徴とする、請求項１から７までのいず
    れか１項記載のナット、特にホイールナット。
  9. 【請求項９】 円筒形のねじ山域と円錐形のねじ山域と
    の間の移行部に、ほぼ周方向に延びるみぞが設けられて
    いることを特徴とする、請求項５から８までのいずれか
    １項に記載のナット、特にホイールナット。
  10. 【請求項１０】 加圧ワッシャが作用部に相対回転可能
    に取付けられていることを特徴とする、請求項１から９
    までのいずれか１項に記載のナット、特にホイールナッ
    ト。
JP5089839A 1992-04-18 1993-04-16 ナット、特にホイールナット Pending JPH0610936A (ja)

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