溝付き六角ナットとは
溝付き六角ナット (英: Hexagon Slotted and Castle Nuts) とは、ナット片端部分の6つの側面に溝が加工されていて、おねじにあけられた穴とナットの溝に割りピンを挿入し、固定するゆるみ止めナットです。
溝部分を含め全体の形状が、洋風古城のように見えることから「キャッスルナット」とも呼ばれることもあります。キャッスルナットは、JIS規格の溝付き六角ナット2種のように、6つの溝付き側面の周囲表面積が小さい形状で、割りピンをタイトでコンパクトに巻き付けることがきます。
溝付き六角ナットの使用用途
図1. 溝付き六角ナットの使用例
溝付き六角ナットは、ナット溝部分とおねじ側の穴に割りピンなどを挿入し、ゆるみとナットの脱落を防止するために使用します。現在では、さまざまなゆるみ止めナット製品が普及していますが、以前は溝付き六角ナットが、確実にゆるみ止めを行えるため頻繁に使用されていました。
しかし、おねじ側に穴開け加工をする必要があるため、コスト高になりねじに傷をつけることにもなります。最近では、使用箇所が高温雰囲気の場合や、ゆるんでもナットが脱落しないようにする場合のように、限定されたケースで使用されています。
なお、溝付き六角ナットは分解・再組み立ての際に、再使用が可能ですが、割ピンは再使用せずに新品に取り替えます。
溝付き六角ナットの原理
図2. ねじによる締め付けとゆるみの原理
ねじの締め付けとゆるみの原理は、ボルト・ナットで被締め付け物を締め付けると、被締結物に圧縮力 (挟み込まれる力) 、ボルト軸部には被締結物から反発する引張力がかかることです。この引張力によりボルト・ナットの座面 (被締め付けと接している面) と被締め付け物の間には摩擦力が発生し、ねじは固定されます。
この状態で下記3つの摩擦力が働き相互に作用し合っています。
- おねじとめねじ間の摩擦力
- 被締結物間の摩擦力
- ボルト・ナット座面と被締結物間の摩擦力
この摩擦力が何らかの原因で失われることを、「ねじがゆるむ」と言い、下記に例を示します。
- ボルト・ナット座面、もしくは座面に接している被締結物表面の歪みや凹みにより摩擦力が低下
- 振動で軸力が低下し、おねじとめねじの摩擦力が低下
- おねじとめねじ間に油などの潤滑性物質が侵入し摩擦力が低下
図3. 溝付き六角ナットと割ピンの取り付け
溝付き六角ナットは、初期軸力の低下を補いますが、座面の滑りを防止する効果はなく、ナットの戻り回転によるゆるみは防止できません。溝付き六角ナットは、ボルトの溝とおねじの穴に割ピンを挿入し、ナットの側面とおねじ側面および端部に沿って溝部分に、割ピン先端部を折り曲げて取り付けます。割ピンによってナットは固定され、ゆるみません。
溝付き六角ナットの種類
図4. 溝付き六角ナットの種類
溝付き六角ナットの種類は、一般的に各規格に規定されています。JIS規格では、1種、2種の高形と低形、座面付きの3種、4種と、外形が小さい小形があります。各種類と形状は、図4を参照してください。
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種類 |
形状の区分 |
型式 |
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溝付き六角ナット |
1種, 2種, 3種, 4種 |
高形・低形 |
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小形溝付き六角ナット |
1種, 2種, 3種, 4種 |
高形・低形 |
1. 1種 高形・低形
六角部に切り込み溝があり、ナット高さが高いタイプ、小径の呼び径用 (JISではM39まで)、低形の外形は1種高形と同じでナット高さが低いタイプです。ナット高さに制限がある場合などに使用されます。
2. 2種 高形・低形
六角部から上部分に溝があり、ナット高さ高いタイプ、大径の呼び径用 (JISではM14～M100)、低形は1種と同じくナット高さが低いタイプです。
3. 3種・4種
3種は1種の座面付きのタイプ、4種は2種の座面付きのタイプです。
溝付き六角ナットのその他情報
1. 溝付き六角ナットの規格
- JIS B1170 溝付き六角ナット Hexagon slotted and castle nuts
- ANSI/ASME B18.2.2 Nuts for General Applications: Machine Screw Nuts, Hex, Square, Hex Flange, and Coupling Nuts (Inch Series)
2. 溝付き六角ナットの材質
溝付き六角ナットの材質 (材料) は、下記JIS規格に規定されています。また、一部の種類と呼び径については、受渡当事者間の協定によって決めるものと記されています。
- JIS B1052-2 炭素鋼及び合金鋼製締結部品の機械的性質 第2部: 強度区分を規定したナット 並目ねじ及び細目ねじ
JIS規格に規定されているナットの機械的性質と材質は、下記表のとおりです。
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種類 |
材料 |
型式 |
ねじの呼び |
機械的性質 |
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溝付き六角ナット |
鋼 |
高形 |
39 mm以下 |
強度区分 4T, 5T, 6T, 8T, 10T |
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42 mm以上 |
受渡当事者間の協定による |
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低形 |
– |
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ステンレス鋼 |
高形、低形 |
– |
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小型溝付き六角ナット |
鋼 |
高形 |
– |
強度区分 4T, 5T, 6T, 8T |
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高形 |
– |
受渡当事者間の協定による |
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ステンレス鋼 |
高形、低形 |
– |
参考文献
https://kikakurui.com/b1/B1170-2011-01.html
https://inviting.jp/knowledge/parts/nut/