解决方案
若林克彦是大阪一家阀门公司的设计师,1962 年以 U 型螺母起步——这是一种基于弹簧的防松螺母,他大约用一小时设计出来,并自己申请了专利。由于不符合 JIS 标准,经销商拒绝销售,他便直接卖给输送机工厂,乘着日本自动化热潮,到 1973 年年销售额达到 15 亿日元。但当 U 型螺母被用于凿岩机和打桩机时,剧烈冲击会使其松动;投诉不断增加,他花费数百万日元召回并更换。
他发誓要造出一种永不松动的螺母,一年后在住吉大社找到了答案:楔子被打入其巨大鸟居的接合处,这种技术数百年来一直让日本木结构建筑无需钉子而牢固相连。将其转化为紧固件又花了一年:一对接触面呈锥形的螺母,下面那个是偏心的,因此拧紧上面那个螺母时,两个螺母都被楔紧在螺栓轴线上。1974 年,Hard Lock 螺母诞生;若林克彦把 U 型螺母业务交给合伙人,并于 1977 年创立 Hard Lock 工业,把一切押在它身上。
实际采用证明了这一机制。每列 16 节车厢的新干线列车约使用 20,000 个 Hard Lock 螺母,它们紧固着日本大部分铁路网上的钢轨接头板;JR 东海于 2014 年表彰该公司数十年来未发生与松动相关的事故。台湾高铁在其约 300 公里的台北—高雄线路上使用了 400 万个螺母,另有 40 万个用于东京晴空塔,Hard Lock 是唯一能够保证 100 年锁紧的投标者。2007 年英国 Grayrigg 脱轨事故——由道岔机构上一颗松动的螺母引起——之后,BBC 的一档节目称这种螺母本可避免该事故。
它取得了什么
偏心锥面使螺母楔紧在螺栓本身之上
为何奏效
锁紧力来自螺栓自身的夹紧载荷,通过偏心锥面起作用——没有销钉、粘合剂或可能退化的额外零件。
与有效力矩型螺母不同,楔紧作用不会磨损:它可以反复拆卸和重复使用而不丧失功能。
触发它的失效(U 型螺母在凿岩机上松动)表明,边缘场景的使用而非平均使用,决定了安全硬件的可信度。
保证 100 年性能让东京晴空塔在竞争中胜出,把一颗紧固件变成了基础设施级的承诺。
若林克彦亲自培训晴空塔施工人员拧紧程序——该机制只有在正确安装时才有效。
可以借鉴什么
当产品在使用极限处失效时,解决办法可能来自一个古老而经过验证的物理原理——楔子——经过重新设计,使客户自己的拧紧动作自动施加它。
后续
Hard Lock 工业从用于桥梁和钢厂的 260 毫米螺母,发展到用于医疗器械和眼镜的 1.8 毫米精密螺丝,出口世界各地,并为日本的国家基础设施韧性计划做出贡献。JR 东海于 2014 年正式表彰该公司自交付开始以来无事故运行,Hard Lock 螺母至今仍是铁路、桥梁和塔架上的标准防松选择。
从这里,追溯依据
参考来源
- 新発想で生み出した絶対に緩まないナットで世界中に安全を — ハードロック工業株式会社 代表取締役社長 若林克彦氏 MOBIO(ものづくりビジネスセンター大阪) · m-osaka.com ·
- ちざい げんき きんき 事例紹介:ハードロック工業株式会社 ハードロックナット 日本弁理士会 関西会 · kjpaa.jp