【特集記事】ナットのトラブル解決方法～取付け方法にご注意！！編～

Uナットは、ナット本体上面にカシメ加工により固定、一体化されているフリクションリング(特殊バネ)により、ゆるみ止め効果を発揮します。フリクションリングがボルトねじ面を押さえ込む際に起こる、バネの戻ろうとする力(応力)と、ボルトとナットのねじの引っ張り合う力(反力)により、プリベリングトルク(摩擦トルク)が発生し、Uナットはゆるまなくなります。



Uナットの取付けには、スパナなどの締付け工具が必要です。フリクションリングがボルトのネジ山に接するまでは、通常のナットと同様に手で回すことができます(フリクションリング側からはねじ込みができないので注意してください)。フリクションリングが接した後は、締付け工具で締付けます。締付ける際は、カタログ等に記載されている参考締付けトルク表を確認していただき、適正なトルクで締付けてください。締付け後は、フリクションリングからボルトのねじ部が2ピッチ以上出ていることを確認し、ゆるみ止め効果がしっかり発揮されていることを確認します。取外す際は、フリクションリングがねじ山から離れるまで締付け工具で回します。
適正にご利用いただくことで、Uナットはしっかりとしたゆるみ止め効果を、安定して長期間にわたり発揮できます。






 

締込み過ぎ、締込み不足によるトラブル

適正な締付けトルクで締められていないため、十分なゆるみ止め効果を発揮できず、Uナットが予期せぬゆるみ、脱落を起こすことがあります。ナットは締め過ぎでも、締め込みが足りない状態でも、軸力が下がりゆるみが起きやすくなります。適正なトルクでしっかり締めることが重要です。
ナットの締め過ぎは、ナットの変形、ナットの座面や被締付け物の損傷を引き起こすことがあります。ボルトも伸びきることになるので、適切な軸力がかからなくなり、ゆるみ、脱落につながります。ナットの締込み過ぎは、ナットの(変形)状態を各種測定装置で確認することで判断が可能です。


座面に傷がついたり変形したナットの例です

ナットの締込みが足りない場合は、軸力が不足し、振動などによりゆるみ方向に回転し、脱落が起こります。Uナットはフリクションリングとねじ山で発生するプリベリングトルクにより、ボルトの中間位置であっても、手では簡単に回せないほどのゆるみ止め効果を発揮します。しかし、締込みが足りない低軸力状態で継続的に軸方向の力がかかると、プリベリングトルクが低下し、ゆるみ方向に回転して脱落することがあります。締込みが足りないナットは、裏面に着座痕がつかないので締込み不足ということが推測できます。
 ナットの適正な締付けトルクは、ナットのサイズや材質、表面処理等でも変わるので、適正値を確認してください。また、締付ける力を勘に頼るのではなく、ナットの正しい取付け手順に従い、作業手順書を作成して適正にトルク管理をすることが、ゆるみ、ボルトの破断、脱落を発生させないためにも大切です。


 

ボルト形状によるトラブル

取付け方によりUナットに起きた別のトラブルとして、ボルトの端面の形状によるものがあります。ボルトの端面は、ナットの穴に入りやすくするため、多くのものにテーパー(面取り)がつけられています。しかし、稀にテーパー (面取り)が無いものがあり、そのようなボルトにUナットを取付けるとフリクションリングに問題が発生します。
 


テーパーのないボルト


フリクションリングは、ねじ山に接地すると、ねじ山の傾斜に沿って上にたわみ始め、プリベリングトルクを発生させます。この時、ボルト端面部分が平面になっていると、フリクションリングがたわまず、逆にねじ山の下向きの傾斜に沿って巻込まれることがあります。この状態でナットを回し続けると、フリクションリングがねじ切れ、ゆるみ止め効果を発揮しません。交換が必要です。


フリクションリングが破損したナットと正常なナット


Uナットを取付けるボルトは、ねじ精度JIS6g(旧2級)でねじ部先端に面取り加工が行われている必要があります。面取り幅が少なすぎると平面と同じ問題を発生させる場合もあるので、ある程度以上のテーパー(面取り)幅を取ってください。
また、特異な例ではありますが、締付けの際にナット回転方向に向かって打撃を与えて締付けたことにより、フリクションリングやナット自体が傷つき、ゆるみが発生した例もあります。取付け方法を確認の上、適正な方法による取付けをお願いします。


 

あらゆる角度からトラブル原因を検証

冨士精密では、Uナットに発生した不具合や問題に対して原因を調査し、お客様が納得いただけるまで対応しています。トラブルのあった現物を自社で保有する各種の測定装置で検査するだけでなく、お客様に使用状況をヒアリングすることで、状況を再現して検証を行ってきました。例えば、ナットの締過ぎ、締込み不足については、トルク計測用のレンチを使用して、どの程度のトルクで締付けていたのか、または実際に締付けていたトルクを再現し、検証を実施します。これにより、現場で起きている問題をより正確に把握することが可能です。



ねじ締付け特性試験機


使用に関係して発生するトラブルは目に見えないものも多いので、一度問題が解決しても、しばらくした後に、再発していないか検証も行っています。また、Uナットに限らず、ナット、ボルトにかかわる問題であれば、お問い合わせいただければ可能な限り対応してきました。海外向けの対応もしています。冨士精密は、お客様のナット、ボルトの困り事に対して、幅広く対応します。お気軽にお問い合わせください。