CN103237999A - 防松脱螺丝部件 - Google Patents

Abstract

本发明目的在于提供一种不使用粘接剂也能够良好防止紧固部的松脱，且具有高紧固强度，并可反复使用的新防松脱螺丝部件。本发明中，在外螺纹的非承载侧螺纹面设置朝向径向方向外侧，向内螺纹的非承载侧螺纹面突出的非承载侧突出部，在外螺纹的承载侧螺纹面与内螺纹的非承载侧螺纹面接触的状态下，该非承载侧突出部的前端部与所述内螺纹的非承载侧螺纹面相互挤压，螺丝紧固时，非承载侧突出部的前端被压于内螺纹的承载侧螺纹面而产生弯曲形变，利用弹性恢复力对接触面作用规定的接触面压力，形成松脱方向的阻力。

Description

防松脱螺丝部件

技术领域

本发明涉及一种具有防止螺纹紧固部发生松脱的功能的防松脱螺丝部件。

背景技术

在现有技术中，作为在可能因震动、外力影响而发生松脱的部位所使用的防松脱螺丝部件，公知有对外螺纹涂布粘接剂的技术（参照专利文献1），以及使外螺纹形变而产生松脱方向的扭矩阻力的技术（参照专利文献2）。

其中，对外螺纹涂布粘接剂的技术，要在螺丝制造工序或紧固工序以外追加对螺纹涂布粘接剂工序，因此增加了粘接剂本身的费用和产品成本及作业成本（在紧固前涂布的情形）。

另外，由于粘接剂的主要成分是树脂，因此存在因高温时树脂软化造成的固定强度下降的问题，并且从紧固到粘接剂硬化需要一定时间，而导致作业时间变长。

而且，由于对螺纹嵌合部涂布粘接剂，因此紧固时螺纹部的摩擦系数变化大，需要调整紧固时的紧固条件，需要进行对于通常的螺丝部件来说不需要的特别的处理。

进而，在紧固作业中，粘接剂的剥离粉变为粉尘散落在作业场所周边，需要进行粉尘处理。

另一方面，对于专利文献2的螺丝部件，距外螺纹的顶部（crest）形成有缝隙，使承载侧螺纹的一半与内螺纹的承载侧螺纹面压紧，并使非承载侧的螺纹的一半与内螺纹的非承载侧螺纹面压紧。

在形成上述外螺纹时，首先，形成作为缝隙的缝隙用螺纹槽和作为产品螺纹槽的产品用螺纹槽，之后扩大产品用螺纹槽使其塑性形变，以使缝隙用螺纹槽变窄，对产品用螺纹槽之间进行加工作为外螺纹，并在螺纹顶部部残留缝隙。

但是，使外螺纹的螺纹一半部分刚性高，会使内螺纹的承载侧螺纹面及非承载侧螺纹面大幅度形变，导致螺纹嵌合部的强度无法承受紧固时的紧固力，在低轴向力水平发生嵌合螺纹损坏。因此，难以在紧固时获得高轴向力，存在在紧固后，在施加外力的部位处，外螺纹和内螺纹的紧固部发生滑动的问题。

由于使作为紧固面的螺纹的承载侧螺纹面大幅度形变而进行紧固，因此相同扭矩下轴向力不稳定。

进一步，在紧固时，内螺纹发生塑性形变，因而在反复使用时不能得到最初的松脱方向扭矩阻力，在微小扭矩作用下外螺纹就会向松脱方向旋转。

而且，在制造时需要对缝隙用螺纹槽和产品用螺纹槽进行成形的滚丝模具，和对最终的外螺纹进行成形的滚丝模具这两个滚丝模具。假设使用一个滚丝模具，就需要在滚丝模具中具有各个工序的模具的部分，因此需要与通常的螺丝制造设备不同的专用设备，会导致成本上升。

另一方面，近年来，随着有关部件轻量化的技术革新，内螺纹的形状、加工方法也发生变化，不使用螺母而直接在部件上加工内螺纹的部件增多。因此，由于内螺纹加工部件尺寸上的限制，很多时候无法确保足够的内螺纹数，与螺母相比，内螺纹和外螺纹间的嵌合螺纹数较少。如果不能确保上述现有部件是与螺母相同程度的嵌合长度，就难以发挥防松脱的效果，因此不能确保足够嵌合螺纹数的内螺纹的适用范围是有限的。

进而，上述内螺纹使用滚丝加工的情况较多，滚丝加工前的部件的孔径会对滚丝后的内螺纹内径造成影响，内径部分的螺纹形形成向中央部被切削的山形。

而且，存在因滚丝前孔周围部位的形状，而使内径不一致的情形，外螺纹和内螺纹间的嵌合状态会变得更加不稳定，从而上述的轴向力不稳定的外螺纹部件不能发挥防松脱的效果。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：（日本专利）特开平11-51032号公报

专利文献2：（日本专利）特开平7-139536号公报

发明内容

本发明为了解决上述现有技术的问题，其目的在于提供一种不使用粘接剂可以良好防止紧固部的松脱，且具有高紧固强度，并可反复使用的新防松脱螺丝部件。

为了达到上述目的，本发明的特征在于，在螺纹的非承载侧螺纹面上设置朝向紧固对象螺纹的非承载侧螺纹面突出的非承载侧突出部，在所述螺纹的承载侧螺纹面与对象螺纹的承载侧螺纹面接触的状态，该非承载侧突出部的前端部与所述对象螺纹的非承载侧螺纹面挤压，

螺丝紧固时，非承载侧突出部的前端被压于对象螺纹的非承载侧螺纹面而产生弯曲形变，利用弹性恢复力向接触面作用规定的接触面压力，形成松脱方向的阻力。

本发明的防松脱螺丝部件可以如下构成。

螺纹的承载侧螺纹面的承载侧顶部低于非承载侧突出部的顶部，形成从所述螺纹的承载侧螺纹面顶部到非承载侧突出部根底被切削的欠缺部。

优选为，非承载侧突出部从前端部向根部厚度逐渐增大。

进一步优选为，除了两端的不完整螺纹处，对螺纹全长设置非承载侧突出部。

需要注意，该螺纹能够适用于外螺纹和内螺纹的双方。

根据本发明，即使由于外力作用而轴向力降低时，也可以通过非承载侧突出部的弹性恢复力保持接触面压力，通过该摩擦扭矩，可以良好地防止螺丝的松脱。

虽然紧固时非承载侧突出部与对象螺纹的非承载侧螺纹面接触，但是非承载侧突出部的弹性形变的大小仅为紧固扭矩的增加量，因此紧固时的阻力小。

进而，承载侧螺纹面上，特别是没有部分接触的凹凸，紧固压力分散于承载侧螺纹面的接触面整体，因此可以得到较大轴向力。

另外，由于对象螺纹的承载侧及非承载侧螺纹面不会发生塑性形变，因此即使反复使用时，也能得到稳定的紧固压力，进而随着反方向的旋转，可以得到针对松脱的稳定的阻力扭矩。

进而，由于仅在螺纹的非承载侧螺纹面设置非承载侧突出部，因此，对于外螺纹，没必要像现有技术那样设置缝隙，仅仅使普通的螺纹形变就能够使用一个滚丝模具进行制造，仅改变现有设备的滚丝模具就可以成形。

附图说明

图1中（A）是表示防松脱螺丝部件的例子的整体图，（B）是表示（A）的外螺纹形状的放大图。

图2中（A）是表示图1的防松脱螺丝部件紧固状态的例子的图，（B）是表示（A）的外螺纹和内螺纹的螺纹嵌合部的图。

图3是表示将本发明应用于内螺纹的防松脱螺丝部件的与外螺纹的螺纹嵌合部的图。

附图标记说明

1  防松脱螺丝

2  顶部

10 螺丝轴

20 外螺纹

21 非承载侧螺纹面

23 承载侧螺纹面

25 非承载侧突出部

30 内螺纹

31 非承载侧螺纹面

33 承载侧螺纹面

具体实施方式

下面根据图示的实施方式对本发明的实施方式进行详细说明。

图1表示本发明实施方式的防松脱螺丝部件。在图中，1表示防松脱螺丝部件，该防松脱螺丝部件1是外螺纹，在螺丝轴10外周具有呈螺旋形的外螺纹20，在该外螺纹20的非承载侧螺纹面21设置有向径向方向外侧突出的非承载侧突出部25。

在图示例子中，该外螺纹20为三角螺纹，如图1的（A）所示，非承载侧螺纹面21和承载侧螺纹面23，相对于与螺丝轴10的中心轴线N垂直的螺纹中心线M（参照图1的（B）），以规定角度θ对称倾斜。该例子中，外螺纹20是符合JIS标准的公制螺纹，倾斜角度θ为30°。

非承载侧突出部25，对于外螺纹20，除了螺纹两端部不完整的螺纹部20a、20a以外，使螺纹形状为相同的形状，并且使非承载侧螺纹面21和承载侧螺纹面23的形状相对于螺纹中心线M形成非对称的山形。

外螺纹20的承载侧螺纹面23的承载侧顶部23a低于非承载侧突出部25的顶部25t，形成从外螺纹20的承载侧螺纹面23的承载侧顶部23a到非承载侧突出部25根部被切削的欠缺部24。

因此，非承载侧突出部25的顶部25t是外螺纹20的最高顶部，为外螺纹20的螺纹顶部。

在该例子中，相对于从螺纹底部22的牙底到顶角（がり山）的高度（H2），承载侧螺纹面23的高度为0.5～0.8×H2的范围，与标准螺纹形状相同，从该处到螺纹齿顶，形成朝向螺纹中心线M延伸到非承载侧突出部25根部的欠缺部24。顶角是由非承载侧螺纹面21的延长线和承载侧螺纹面23的延长线围成的三角形尖部。

相对于从螺纹底部22的牙底到顶角的高度（H2），非承载侧螺纹面21的高度为0.2～0.6×H2的范围，与一般的JIS公制螺纹相同的形状，从该处到螺纹顶部形成非承载侧突出部25。

该非承载侧突出部25的非承载侧螺纹面25a直线延伸至顶部25t，相对螺纹中心线M的角度α（螺纹面角）比非承载侧螺纹面21的角度θ小，本例子中是比JIS公制螺纹的半角30°小的角度。该角度α包括0°。

非承载侧螺纹面21的非承载侧突出部25的顶部25t，沿着向垂直于螺纹中心线M的方向以直线状延伸的圆筒面，呈螺旋状延伸，具有规定的m尺寸（顶部25t在螺丝轴10的中心轴线N方向上的长度）的宽度。在该例子中，M6公制螺纹的非承载侧突出部25的m尺寸为0.05～0.2mm。在该m尺寸的中点，平行于外螺纹20的螺纹中心线M引出的非承载侧突出部25的中心线M1，其位于比螺纹中心线M向非承载侧螺纹面21一侧偏移规定距离s的位置。螺纹中心线M是，从螺纹底部22至山形变化位置为止形成的JIS公制螺纹牙型的中心线。

令外螺纹20的螺距为P，则优选该位移量s最大为P/4。如果s更大会造成非承载侧突出部25与内螺纹间的作用力过大。如果s更小会使得非承载侧突出部25与内螺纹间的作用力不够充分。

从作为非承载侧螺纹面21顶部的非承载侧突出部25的顶部25t至承载侧螺纹面23的形状具有，非承载侧突出部25的非承载侧螺纹面背面25b，和从承载侧螺纹面23的顶部23a延伸的欠缺部24。非承载侧突出部25的非承载侧螺纹面背面25b，从顶部25t向根部一侧（牙底一侧）渐渐远离中心线M1的方向呈直线倾斜延伸，与从承载侧螺纹面23的顶部23a向非承载侧螺纹面21延伸形成欠缺部24的线段相连，从而形成特殊形状的螺纹牙型。

该非承载侧螺纹面背面25b以相对于螺纹中心线M的角度β为30°至60°的角度延伸，与形成从承载侧螺纹面23的顶部23a向非承载侧突出部25延伸的欠缺部24的线段相连。

因此，非承载侧突出部25形成为，由非承载侧螺纹面25a和非承载侧螺纹面背面25b，从作为前端部的顶部25t向根部的厚度渐渐变厚的唇形，或刀片状的突出形状。

另一方面，从非承载侧突出部25的顶部25t观察，欠缺部24具有与非承载侧突出部25高度相应的高度差，非承载侧突出部25的非承载侧螺纹面背面25b与欠缺部24连接的角落部25u比承载侧螺纹面23的顶部23a略低，欠缺部24形成为向非承载侧突出部25呈直线倾斜的倾斜面。采用向非承载侧突出部25的角落部25u倾斜这样的结构，可以获取足够的承载侧螺纹面23的接触宽度，可在滚丝时向非承载侧突出部25一侧充分切削材料。另外，可使非承载侧突出部25的突出量尽量长从而使其易于弯曲。

另外，非承载侧突出部25的顶部25t形成的外螺纹外径D1设定为不超过公制螺纹4h（旧标准中的一级）的外径最大值（基准尺寸）的范围。图1中，令公制螺纹的外径最大值为D0，则设定为比D0小δ（包括0）。

图2是表示图1的防松脱螺丝部件的螺纹紧固部的示例图。

防松脱外螺纹部件1的非承载侧突出部25的结构为，紧固螺丝时，在使外螺纹20的承载侧螺纹面23与内螺纹30的承载侧螺纹面33接触的状态下，前端部25与内螺纹30的非承载侧螺纹面31挤压，前端部25压附于内螺纹30的非承载侧螺纹面31而弯曲形变，在其弹性恢复力的作用下对接触面施加规定的接触面压力，而产生松脱方向的阻力。

内螺纹30也与外螺纹一侧相同是公制螺纹，非承载侧螺纹面31和承载侧螺纹面33的角度，与外螺纹20的非承载侧螺纹面21和承载侧螺纹面23相同。

根据本发明，即使轴向力降低时，也可以利用非承载侧突出部25的弹性恢复力使作为松脱方向阻力的摩擦扭矩起作用，可以防止螺丝的松脱。即，形成于外螺纹的非承载侧螺纹面21的非对称山形牙顶部的非承载侧突出部25的前端部附近，与内螺纹一侧的非承载侧螺纹面31挤压，从而发生弹性形变并接触，在螺丝向松脱方向转动时产生适度的预紧扭矩，从而防止松脱。

即，与非承载侧突出部25的顶部25t和非承载侧螺纹面21的角部25c，与内螺纹30的非承载侧螺纹面31挤压相应地，使非承载侧突出部25的与内螺纹一侧的非承载侧螺纹面31接触的前端部分发生弯曲形变，而使从尖角部25c到非承载侧螺纹面31的规定区域发生接触。

在该实施方式中，由于非承载侧突出部25的厚度从顶部25t一侧向根部渐渐变厚，因此可利用根部支撑形变，使前端部大幅弯曲而得到适度的弹性恢复力。另外，由于根部一侧较厚，因此可以降低施加于根部的应力。

由于除了两端不完整的螺纹20a，在外螺纹20全长设置非承载侧突出部25，因此紧固螺丝时，非承载侧突出部25从与螺丝孔紧固的阶段开始连续形变，顺利的进行螺丝嵌合。

外螺纹20弹性形变而与内螺纹30得到接触阻力的部分，是内螺纹30的非承载侧螺纹面31，由于与内螺纹底部不发生挤压地接触，因此预紧扭矩不会变的极高，而稳定于适度的数值。

特别是，由于非承载侧突出部25的顶部25t的直径D1比公制螺纹的外径最大值D0小，因此内螺纹30与非承载侧螺纹面31接触的位置也比内螺纹内径最大值处更靠近牙底一侧，预紧扭矩不会因内螺纹内径的偏差而产生偏差，可得到稳定的值。

进而，由于从承载侧螺纹面23的顶部23a到非承载侧突出部25的根部形成被切削的欠缺部24，因此非承载侧突出部25的非承载侧螺纹面背面25b不会阻碍非承载侧突出部25的形变。

虽然紧固时外螺纹20的非承载侧突出部25与内螺纹30的非承载侧螺纹面31接触，但仅是非承载侧突出部25的弹性形变量变为紧固扭矩的增量，从而紧固时的阻力较小。

外螺纹20的承载侧螺纹面23没有特殊地部分接触的凸凹，与通常的螺丝紧固完全相同，可以得到稳定的高轴向力。特别是本实施例中，由于承载侧螺纹面23的构造与一般的JIS公制螺纹结构相同，因此与内螺纹的螺纹面间的接触状态和通常螺丝毫无差异，首次及反复紧固特性也非常稳定。

由于内螺纹30的非承载侧螺纹面31不会塑性形变，反复使用时也可以得到向松脱方向的稳定的扭矩阻力。

进而，由于上述的非承载侧突出部25的顶部25t一侧的前端部挤压于内螺纹30的非承载侧螺纹面31从而产生弯曲形变，由该弹性恢复力作用下的接触阻力产生预紧扭矩，因此即使反复使用也可得到与首次使用时大致相同的预紧扭矩值。

进而，由于不发生对方内螺纹的大幅塑性形变，因此螺纹嵌合部的强度高，紧固力容许上限高，能够对于嵌合螺纹数较少的内螺纹确保适合的嵌合部强度。

由于是通过螺纹彼此的金属间接触得到预紧扭矩，与树脂类粘接剂的接合作用得到的预紧扭矩相比，高温时的性能也很优良。

另外，现有技术的部分螺纹损毁的防松脱螺栓，其滚丝工具的结构复杂，且螺纹损毁加工部也是局部的，因此需要对应于内螺纹间的嵌合位置设置螺纹损毁部，对每个适用部位都需要设置螺纹损毁部。本发明中，滚丝模具等的滚丝工具的构造也与一般的螺栓工具没有差异，在螺纹部全长上有均一的凸起状，因此不受适用部位的内螺纹位置的限制。

上述实施例中对外螺纹部件进行了说明，对于内螺纹部件的内螺纹也可同样适用。

图3是表示适用于内螺纹的防松脱螺丝部件的紧固部的模式图。

即，在内螺纹230的非承载侧螺纹面231上，设置朝向径向方向内侧、向作为紧固对象螺纹的外螺纹220的非承载侧螺纹面221突出的非承载侧突出部235。

在内螺纹230的承载侧螺纹面233与对象外螺纹220的承载侧螺纹面223接触的状态下，该非承载侧突出部235的前端部与对象外螺纹220的非承载侧螺纹面221相互挤压，

螺丝紧固时，非承载侧突出部235的前端被压于对象外螺纹220的非承载侧螺纹面221而产生弯曲形变，利用弹性恢复力对接触面作用规定的接触面压力，而形成松脱方向的阻力。

内螺纹230的承载侧螺纹面233的承载侧顶部233a低于非承载侧突出部235的顶部235t，形成从内螺纹230的承载侧螺纹面233顶部233a到非承载侧突出部235根部被削切的欠缺部234。

本发明不限于上述实施例，也可以将非承载侧突出部作为紧固面，在不脱离本发明的思想的范围内可以选择各种形状、构造。

Claims (4)

1.一种防松脱螺丝部件，其特征在于，

在螺纹的非承载侧螺纹面设置朝向紧固对象螺纹的非承载侧螺纹面突出的非承载侧突出部，在螺纹的承载侧螺纹面与对象螺纹的承载侧螺纹面接触的状态下，该非承载侧突出部的前端部与所述对象螺纹的非承载侧螺纹面挤压，

螺丝紧固时，非承载侧突出部的前端被压于对象螺纹的非承载侧螺纹面而产生弯曲形变，利用弹性恢复力对接触面作用规定的接触面压力，形成松脱方向的阻力。

2.根据权利要求1所述的防松脱螺丝部件，其特征在于，螺纹的承载侧螺纹面的承载侧顶部低于非承载侧突出部的顶部，形成从所述螺纹的承载侧螺纹面顶部到非承载侧突出部根部被切削的欠缺部。

3.根据权利要求1或2所述的防松脱螺丝部件，其特征在于，非承载侧突出部，从前端部向根部厚度逐渐增大。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的防松脱螺丝部件，其特征在于，除了在两端的不完整螺纹处，对螺纹全长设置非承载侧突出部。

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