JPS60211113A - ゆるみ防止機能付ナツト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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、締付は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Ｊ゛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って生ずる、ナツトがもど
り回転しないにもかかね、らず生ずるゆるみと、振動や
ｔｉ撃的外力等によっ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
ってはその防止対策は必ずしも容易でなく、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
たせたぎわめで構成が簡単なゆる−　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って、上記袴部によって
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（）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って発生
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４ＪＪ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って、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っ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
最大応ノコ値をめると第３図に示すとおりとなり、非軸
対称分布となっ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って、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りるこ
とが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
分布が非情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。

したがって、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、振動等によってナツト
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って、ナツト１０の雌ねじのねじ山
がナツト座面側から２山（２ピッチ分）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図に示ずに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く、またその高さ
も必ずしもねじ山の２山分とする必要はなく、適宜選定
することができる。

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、ナラ１〜の内周においては座面か
ら袴部のｈさだけ離れた位置より）Ｃ１面側部分に応力
が加わるようになり、しかも、ねじ出自体には例えば６
０°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って、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１図であって
、これによっても明瞭なように、袴部座面におりる座面
圧力分布は、座面の外周側に集中しかつはぼ軸対称的に
分布していることが判る。

したがって、上記座面圧力分布の外周側への集中化およ
び軸対称化によって、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、締付は圧力の
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
部高ざ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、ナラ１〜回転のな
いゆるみ原因に対するゆるみ防止効果も秦し、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、その役割を合理的に果すにうになる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明は少なくとも−ｌねじの谷
径と同一内径のボルト挿通孔を設番プ／ｊ袴部をナツト
の座面側に設【ノたので、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Ｊ：っ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、綴付は力を大きくでき、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り時におりる光弾性実験
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 出願人代理人　猪　股　清 第３目 ＄５目 スライスイ’ｉｔ 第４目

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　ナツトの座面側に、少なくとも雌ねじの谷径ど同一
   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、ゆるみ防止機能付ナツト。 ２　袴部の高さは雌ねじのほぼ２ピッチ分であることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載のゆるみ防止機能
   付ナツト。