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技術 ナット

出願人 古河電工パワーシステムズ株式会社
発明者 時田正二福原泰宏
出願日 2007年10月25日 (13年0ヶ月経過) 出願番号 2007-277932
公開日 2009年5月14日 (11年6ヶ月経過) 公開番号 2009-103290
状態 特許登録済
技術分野 ボルト・ナット・座金
主要キーワード 本体側部分 六角ナット形状 ナット形状 立体形 特許技術 締め付け工具 断面多角形 断面六角形
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2009年5月14日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (7)

課題

各種機器の部材のボルトナットとを含む締め付け部材において、ボルト側を締め付けるのではなく、ナット側を一定のトルク締め付けられるナットを提供すること、そのようなナットを、特殊工具を使用することなく効率的に締め付ける構造とその構造の形成手段を提供する。

解決手段

ナット本体部と締め付け用頭部とが、所定の締め付けトルク破断する細首部を介して一体的に構成される締め付け用のナットであって、前記ナット本体部は、断面多角形または断面円形筒形状をなして、開放された一端側からボルト部材を導入してそれと螺合するたるめのネジ穴を備え、前記ナット本体部の閉鎖された他端側の頂面には前記細首部が立設され、「締め付け用頭部−細首部−ナット本体部」が前記ネジ穴の軸心上に一体構成されるナットとした。

概要

背景

各種機器の部材の締め付け締結を行うために、ボルトナットが一般的に用いられている。ボルトの締付けでは、レンチスパナ等のボルト回動(締め込み)用工具を用いて作業者手作業により行ない、しかも一定のトルクで締付けなければならないような場合がある。
そのとき、作業者の手加減や感に頼って締付けるのではトルクが一定しないので、作業者に影響されることなく常に一定のトルクで締付けられるようにするため、ボルト頭部基端頭部と先端頭部の間に締付トルク一定値を越えると破断する縮径首部を設け、先端頭部にボルト回動用(締め込み)工具を嵌め、作業者が回動すると一定のトルクを越えたときに縮径首部が破断してそれ以上の締付トルクがボルト側に及ばないようにする、いわゆる「ブレークアウェイ式ボルト」が周知である。

そして、各種部材の締め付けるにあたり、ボルトとナットとを組み合わせて用いるときは、ボルトの頭部をレンチやスパナ等の締め付け工具を用いて締め付けるのが一般的であり、一定のトルクで締め付けるためには、トルクレンチなどの特殊工具を使用したり、上記のブレークアウェイ方式のボルトを用いたりする。
また、通常はナット側を一定のトルクで締め付けることは想定されていないが、ナットを締め付ける際には、やはりトルクレンチなどの特殊工具を使用して、締め付け管理を行わなければならない。

さらに、各種部材の締め付け構造、作業方法作業現場などの都合により、ボルトとナットとを含む締め付け部材においては、ボルトよりもナットを締め付けた方が有利なときがあるし、ボルトでもI型ボルトなどのように締め付け頭部を備えていないものもあり、そのようなケースでは、ナット側を締め付けることとなるが、ナット側を一定のトルクで締め付けられるようなものは市場には供給されていない。
また、そのような一定のトルクで締め付けることのできるナットを、特殊工具ではなく、一般的な締め付け工具を用いて、効率的に締め付ける手段や方法も提供されていない。

本願出願に関連した特許技術文献としては、例えばつぎのようなものがある。
実開平01−6727号公報(古河電工
実開昭53−26769号公報(土井製作所)

概要

各種機器の部材のボルトとナットとを含む締め付け部材において、ボルト側を締め付けるのではなく、ナット側を一定のトルクで締め付けられるナットを提供すること、そのようなナットを、特殊工具を使用することなく効率的に締め付ける構造とその構造の形成手段を提供する。ナット本体部と締め付け用頭部とが、所定の締め付けトルクで破断する細首部を介して一体的に構成される締め付け用のナットであって、前記ナット本体部は、断面多角形または断面円形筒形状をなして、開放された一端側からボルト部材を導入してそれと螺合するたるめのネジ穴を備え、前記ナット本体部の閉鎖された他端側の頂面には前記細首部が立設され、「締め付け用頭部−細首部−ナット本体部」が前記ネジ穴の軸心上に一体構成されるナットとした。

目的

本願発明は、従来のナットに関する問題点に鑑みてなされたものであり、各種機器の部材のボルトとナットとを含む締め付け部材において、従来のようにボルト側を締め付けるのではなく、ナット側を一定のトルクで締め付けられるナットを提供すること、および、そのようなナットを、特殊工具を使用することなく、効率的に締め付ける構造と、その構造の形成手段を提供すること、をその目的としている。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

ナット本体部と締め付け用頭部とが、所定の締め付けトルク破断する細首部を介して一体的に構成される締め付け用のナットであって、前記ナット本体部は、断面多角形または断面円形筒形状をなして、開放された一端側からボルト部材を導入してそれと螺合するたるめのネジ穴を備え、前記ナット本体部の閉鎖された他端側の頂面には前記細首部が立設され、「締め付け用頭部−細首部−ナット本体部」が前記ネジ穴の軸心上に一体構成されることを特徴とするナット。

請求項2

請求項1に記載のナットにおいて、前記締め付け用頭部に所定の締め付け工具を取り付けて締め付けるにあたり、前記締め付け工具の取り付け位置を規制するための工具位置設定部を、前記ナット本体寄りの位置で、前記締め付け用頭部の外周面から前記軸心の直角方向に突設させて配設することを特徴とするナット。

請求項3

請求項2に記載のナットにおいて、前記工具位置設定部は、円環形状、または、切欠きを含むリング形状として構成されることを特徴とするナット。

技術分野

0001

本発明は、ボルトと共に用いられて、部材の締め付け締結を行うためのナット係り、より詳細には、締付け管理が可能となるナットに関するものである。

背景技術

0002

各種機器の部材の締め付けや締結を行うために、ボルトやナットが一般的に用いられている。ボルトの締付けでは、レンチスパナ等のボルト回動(締め込み)用工具を用いて作業者手作業により行ない、しかも一定のトルクで締付けなければならないような場合がある。
そのとき、作業者の手加減や感に頼って締付けるのではトルクが一定しないので、作業者に影響されることなく常に一定のトルクで締付けられるようにするため、ボルト頭部基端頭部と先端頭部の間に締付トルク一定値を越えると破断する縮径首部を設け、先端頭部にボルト回動用(締め込み)工具を嵌め、作業者が回動すると一定のトルクを越えたときに縮径首部が破断してそれ以上の締付トルクがボルト側に及ばないようにする、いわゆる「ブレークアウェイ式ボルト」が周知である。

0003

そして、各種部材の締め付けるにあたり、ボルトとナットとを組み合わせて用いるときは、ボルトの頭部をレンチやスパナ等の締め付け工具を用いて締め付けるのが一般的であり、一定のトルクで締め付けるためには、トルクレンチなどの特殊工具を使用したり、上記のブレークアウェイ方式のボルトを用いたりする。
また、通常はナット側を一定のトルクで締め付けることは想定されていないが、ナットを締め付ける際には、やはりトルクレンチなどの特殊工具を使用して、締め付け管理を行わなければならない。

0004

さらに、各種部材の締め付け構造、作業方法作業現場などの都合により、ボルトとナットとを含む締め付け部材においては、ボルトよりもナットを締め付けた方が有利なときがあるし、ボルトでもI型ボルトなどのように締め付け頭部を備えていないものもあり、そのようなケースでは、ナット側を締め付けることとなるが、ナット側を一定のトルクで締め付けられるようなものは市場には供給されていない。
また、そのような一定のトルクで締め付けることのできるナットを、特殊工具ではなく、一般的な締め付け工具を用いて、効率的に締め付ける手段や方法も提供されていない。

0005

本願出願に関連した特許技術文献としては、例えばつぎのようなものがある。
実開平01−6727号公報(古河電工
実開昭53−26769号公報(土井製作所)

発明が解決しようとする課題

0006

本願発明は、従来のナットに関する問題点に鑑みてなされたものであり、各種機器の部材のボルトとナットとを含む締め付け部材において、従来のようにボルト側を締め付けるのではなく、ナット側を一定のトルクで締め付けられるナットを提供すること、および、そのようなナットを、特殊工具を使用することなく、効率的に締め付ける構造と、その構造の形成手段を提供すること、をその目的としている。

課題を解決するための手段

0007

(1)ナット本体部と締め付け用頭部とが、所定の締め付けトルクで破断する細首部を介して一体的に構成される締め付け用のナットであって、
前記ナット本体部は、断面多角形または断面円形筒形状をなして、開放された一端側からボルト部材を導入してそれと螺合するたるめのネジ穴を備え、
前記ナット本体部の閉鎖された他端側の頂面には前記細首部が立設され、
「締め付け用頭部−細首部−ナット本体部」が前記ネジ穴の軸心上に一体構成される。
(2)(1)のナットにおいて、
前記締め付け用頭部に所定の締め付け工具を取り付けて締め付けるにあたり、
前記締め付け工具の取り付け位置を規制するための工具位置設定部を、前記ナット本体寄りの位置で、前記締め付け用頭部の外周面から前記軸心の直角方向に突設させて配設する。
(3)(2)のナットにおいて、
前記工具位置設定部は、円環形状、または、切欠きを含むリング形状に構成される。

発明の効果

0008

本願発明によるナットは、各種機器のボルトとナットとを含む締め付け部材において、ナット側を一定のトルクで締め付けられるナットを提供することができ、また、トルクレンチなどの特殊工具を使用することなく一定のトルクによる締め付けが可能であり、締め付け工具の取り付け位置を規制するための工具位置設定部によって、容易で効率的な締め付け作業が可能になるものである。

発明を実施するための最良の形態

0009

以下、本発明による「ナット」の実施の形態について、添付の図面を参照しながら説明する。
図1は、本発明によるナットの一実施形態にかかる「ナットN10」の構造を説明するための図であり、ここでの工具位置設定部は「E形止め輪(1)」を備える。
図2は、本発明によるナットの一実施形態にかかる「ナットN20」の構造を説明するための図であり、ここでの工具位置設定部は「E形止め輪(2)」を備える。
図3は、本発明によるナットの一実施形態にかかる「ナットN30」の構造を説明するための図であり、ここでの工具位置設定部は「C形止め輪」を備える。
図4は、本発明によるナットの一実施形態にかかる「ナットN40」の構造を説明するための図であり、ここでの工具位置設定部は「塑性加工による円環状の鍔部」を備える。
図5は、本発明による「ナットN50」を電線振動防止用ダンパに適用したときの例を示す。
図6は、本発明に用いる締め付け工具の一例を示す。

0010

図1のナットは、ナット本体部11と締め付け用頭部12とが、所定の締め付けトルクで破断する細首部(縮径首部)13を介して、一体的に構成される締め付け用の「ナットN10」であって、ナット本体部11は、断面六角形の筒形状をなして、開放された一端t1の側からボルト部材を導入してそれと螺合するたるめのネジ穴n1を備え、ナット本体部11の閉鎖された他端t2の側の頂面には細首部13が立設され、「締め付け用頭部12−細首部13−ナット本体部11」がネジ穴n1の軸心g1に同心状に一体構成されている。ここでの細首部(縮径首部)13は、全体がテーパ状の立体を成していて、最も細い箇所において、所定の締め付けトルクで破断する構造となっている。

0011

また、このナットN10では、締め付け用頭部12に所定の締め付け工具(例えば図6の工具60)を取り付けて締め付けるにあたり、締め付け工具60の取り付け位置を規制するための工具位置設定部S1を、ナット本体11寄りにおいて、締め付け用頭部12の外周面から軸心g1の直角方向に円周状に突設させて配設している。このナットN10の締め付け用頭部12は、一般の断面六角形のナットと同様の外観形状を有している、

0012

図6に一例として示した締め付け工具60は、このナットN10の締め付け用頭部12に被せて締め付けるために用いられるもので、ボックス部61を有して、その内部には締め付け用頭部12に合わせた断面六角立体形状の締め付け部62を有し、締め付け部62の深さはf1とされている。この深さf1は、締め込むナットの高さと等しく設定されているわけではないので、ナットN10に用いると、ナット本体11の側まで到達して、ナット本体11に突き当たったり、締め付けたりする虞があり、そのような場合には、一定のトルクによる締め付けができなくなる、という問題点がある。

0013

そのため、ナットN10の締め付け用頭部12には工具位置設定部S1を設けておき、レンチやスパナ等の工具をナット形状の締め付け用頭部12に嵌めて締め付けるときに、締め付け工具の中まで締め付け用頭部12がもぐりこまずに、工具位置設定部S1で係止して進めなくなるようにして、締め付け作業を容易にし、トルク管理を確実にしたものである。

0014

このナットN10の工具位置設定部S1は、E形段面のリング形状をなすE形止め輪14を備えている。E形止め輪14は、E形止め輪14に合わせて締め付け用頭部12に円環状のリング溝m1を掘り込んで、そこにE形止め輪14に嵌め込んだものである。
また、リング溝m1は、ナット形状からなる締め付け用頭部12の外周から円環状の溝を機械加工などによって設けたものであるが、締め付け用頭部12のリング溝m1を介した本体側部分12aも断面六角形状をなしている。

0015

製作にあたっては、ナットN10は、アルミニウム、銅、鋼などの四角立体形状または円柱形状の材料から、削り出しなどの機械加工によって作られるとよいが、「締め付け用頭部12−細首部13−ナット本体部11」の形に加工して、締め付け用頭部12の部分を六角ナットの形状としておいてから、そのあとに、リング溝m1の削り出しをしたものである。

0016

ナットN10のE形止め輪14は、リング溝m1に挿入するために、リング溝m1の内周m1’の径に合わせた大きさ(広さ)の開口部14’を有し、E形止め輪14に可撓性を持たせて挿着しやすくするため、2つ空間部(b1,b2)と、内周m1’に当接する突起部(a1,a2,a3)を有しており、突起部(a1,a2,a3)が文字「E」の形状をなすため、「E形止め輪14」という。

0017

また、締め付け用頭部12の形状が規格品のナットと同等のものであって、そのときの厚み(高さ)をh1、ナット本体部11のネジ穴n1のネジ穴深さをnh、としたとき、ネジ穴深さnhはナット厚みh1の2倍〜3倍として設計されるとよい。
ネジ穴深さnhの値は、各部材の組み合わせによって種々の値が用いられてよいが、送配電分野の電気機器用の締め付け部材では、座金を数枚介在させたり、ナットをダブルナットにして用いたりしたりすることがよくあり、そのため、ダブルナット使用では最低でも「ネジ穴深さnh=ナット厚みh1×2」が必要であり、又、座金使用のときはその厚み分をプラスして設計されるとよい。

0018

図2のナットN20は、ナット本体部21と締め付け用頭部22とが、所定の締め付けトルクで破断する細首部23を介して一体的に構成され、ナットN20の工具位置設定部S1にはE形止め輪24を有し、基本的な構造は、ナットN10と同じであるが、違いは次のとおりである。
締め付け用頭部22は、円周状の溝部m2に嵌められたE形止め輪24によって、上部22aと下部22bとに分けられた構造となっているが、上部22aは六角ナット形状を有し、下部22bは円形リングの構造である。
製作にあたっては、ナットN10は、四角立体形状または円柱形状の材料から機械加工によって削り出したとき、締め付け用頭部22の下部22bを円柱形状に削り、その後にリング溝m1を掘り込んだもので、六角状の上部22aと円柱状の下部22bとは、別々の工程によって作られている。

0019

図3のナットN30は、ナット本体部31と締め付け用頭部32とが、所定の締め付けトルクで破断する細首部33を介して一体的に構成され、ナットN30の工具位置設定部S3にはC形止め輪34を有していて、基本的な構造としてはナットN20と同じであるが、「C形止め輪34」の構造が相違する。
「C形止め輪34」は全体はO形のリング体であり、開口部34’において開閉可能な弾性のある材料からなり、開口部34’の左右の開口端部(a1,a2)を上下に位置させることによって、開口部34’を上下方向に大きく開くことができ、円周溝部m3に容易に嵌入させることができる。

0020

図4のナットN40は、ナット本体部41と締め付け用頭部42とが、所定の締め付けトルクで破断する細首部43を介して一体的に構成され、ナットN30の工具位置設定部S4には円環突起形状の鍔部44を有している。基本的な構造としては他のナットN10,N20,N30と同じであるが、別体からなる「E形止め輪」や「C形止め輪」を備えていない。図4のナットN40は、鍔部44のある締め付け用頭部42と細首部43とナット本体部41とは一体物の材料から作られたもので、円環形状の鍔部44は塑性加工によって製作されている。

0021

本願発明による「ナットN10〜N40」では、「ナット本体部+細首部+締め付け用頭部」は、アルミ鋼材銅材などから一体物として作られるとよい。また、「ナット本体部」と「細首部+締め付け用頭部」とを分けて製作し、細首部43をナット本体部41に嵌め込んで一体化させることもできる。
ここで、「ナットN10〜N40」は、締め付け用頭部の締め付け完了後は、ねじ切られた締め付け用頭部がなくなるので、ナット本体部のみとなる。
そこで、図1〜4のように、ナット本体部の外形を断面六角状のナットと同じ形状にしておけば、ナットを外したいときには、ナット本体部を一般の工具で緩めることによって、行うことができる。
しかし、ナット本体部の外形を円柱や角のないなめらかな形状にすれば、これを外したいときにも、ナット本体部には回動するための角がないので、この部分を一般の工具では緩めることができない。したがって、このナットの構造を、「弛め防止構造」として利用することができる。

0022

図5は、本発明による「ナットN50」を、架空電線振動を防止するダンパに適用したときの例を示すものである。ここでのダンパ500は、クランプC1とクランプC2、ウェイト(重錘)W1とW2、ダンパワイヤDWアイボルトIV、ナットN50を備え、ウェイトW1とW2はダンパワイヤDWによってクランプC1に連結されていて、クランプC1は「クランプC2−アイボルトIV−ナットN50」と協働して架空電線DSを挟持して、このダンパ500は、鉄塔等に張架された架空電線DSに鉛直面から所定の角度αで取り付けられる。

0023

このダンパ500は、クランプC1とクランプC2との挟持には、アイボルトIVとナットN50が用いられ、アイボルトIV自体は締め付け部を有しておらず、ナットN50の頭部を締め付けて架空電線に取り付ける構造となっており、また、ダンパ500の取り付け作業は、架空線上という高所で不安定で危険な場所で行われるのであるから、本願発明のような「ブレーカウェイ方式のナット」は、このようなダンバ構造や特殊な取付け現場における締め付け作業で用いられるのに、きわめて好適なものである。

図面の簡単な説明

0024

本発明によるナットの第1の実施形態にかかる「ナットN10」の構造を示す図であり、ここでの工具位置設定部は「E形止め輪(1)」を備える。
本発明によるナットの第2の一実施形態にかかる「ナットN20」の構造を示す図であり、ここでの工具位置設定部は「E形止め輪(2)」を備える。
本発明によるナットの第3の一実施形態にかかる「ナットN30」の構造を示す図であり、ここでの工具位置設定部は「C形止め輪」を備える。
本発明によるナットの第4の実施形態にかかる「ナットN40」の構造を示す図であり、ここでの工具位置設定部は「塑性加工による円環突起形状の鍔部」を備える。
本発明による「ナットN50」を電線振動防止用のダンパに適用したときの例を示すものである。
本発明に用いる締め付け工具の一例を示すものである。

符号の説明

0025

N10、N20、N30、N40、N50 本発明のナット
11、21、31、41 ナット本体部
12、22、32、42締め付け用頭部
13、23、33、43 細首部
S1、S2、S3、S4工具位置設定部
14、24E形止め輪
34C形止め輪
44 円環突起形状の鍔部

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