JP2001512807A - 低公差ねじ筋付きファスナー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ねじ筋付きファスナー（１０）はねじ筋側面上に隆起部又はこぶ（１６）を有する。側面はナットねじ筋（１２）又はボルトねじ筋（１４）上に位置する。こぶ（１６）によって、少なくとも一つの側面上の嵌め合いねじ筋がねじ筋のピッチラインに沿ってほぼ０の公差を持つようになり、よって遊びが排除される。ねじ筋付き面（６２）上に少なくとも１個の隆起部を有するねじ筋付き補修インサート（６０）も提供される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 （発明の属する技術分野） 本発明は広くはボルトやナットのようなねじ筋付きファスナーに関し、より具
体的には改良されたねじ筋と減少した公差とを有し、改善された締着性を有する
ねじ筋付きファスナーに関する。

【０００２】 （従来の技術） ねじ筋付きファスナーは当分野で広く知られている。ねじ筋付きファスナー（
締着具）、特にナットとボルトの組み合わせよりなるファスナーの一つの目標は
締着状態が維持され、使用中に緩まないファスナーを提供することである。広く
普及している技術では、ナットとボルトのねじ筋の間に公差が生じ、これら両部
材間に運動を生じるような隙間や遊びが存在する。例えば、ファスナー又はボル
ト−ナットは負荷又は振動下に緩む。

【０００３】 この問題を解決するために試みられている数種の従来技術が存在する。まず、
ロックナットはナットの端部に係止するナイロンワッシャーと共に使用される。
ナイロンワッシャーがボルトに接触すると、ワッシャーはねじ筋の周りを締め付
け、ナットを所定位置にロックする。ロックナットには幾つかの欠点がある。ナ
ットのナイロン部分は負荷を支持しないねじ筋部分を有する。さらに、ナットを
より長くするためにより多くの材料を必要とし、ナイロンワッシャーとナットは
別々に製造し、次いで両者をかしめ付ける必要がある。この型のロックナットは
数回程度しか使用できず、熱に弱く、又化学品すなわちナイロンを必要とする。 変形ナットがこの緩みの問題を解決するために使用されている。これらは円形
から丸み付きの三角形に変形されるナットからなる。次に、ボルトはねじ筋にね
じ込まれて３点でねじ筋に係合し、ナットをボルトの周りにロックする。しかし
、熱処理したナットだけしか使用できない。意図的に変形するためには、高価な
製造装置が必要である。さらに、製造工程も非常に時間がかかる。又、各ナット
の反応は一定せず、公差を予測したり、或いは保証することが困難となる。さら
に、それはナットと共に使用できるに過ぎない。

【０００４】 螺旋ロックは市販されている他の種のロックねじである。しかし螺旋ロックは
ボルトの外径に干渉を生じる。干渉を正確にコントロールすることは難しい。ボ
ルトのねじ筋の表面はナットにかじりを生じさせ、破損につながる可能性がある
。 組み合う部品が側面において完全干渉し、干渉又は金属流が提供される、干渉
ばめねじが用いられている。しかし現在普及している技術では、例えば第５種ね
じ（連邦局のための連邦標準ねじ基準第５級干渉ばめねじ）を製造するのは非常
に困難である。

【０００５】 先行のファスナー技術の例としては、米国特許第１，３６９，１５６号（Ｗｏ
ｏｄｗａｒｄ）；第２，８４２，１８０号（Ｂｒｏｗｎ他）；第３，４５９，２
５０号（Ｔａｂｏｒ）；第３，６６１，１９４号（ＭａｃＦａｒｌａｎｅ他）；
第３，７２１，２８３号（Ｅｖａｎ）；第３，８５０，２１５号（Ｏｒｌｏｍｏ
ｓｋｉ）；第３，９２７，５０３号（Ｗｉｌｓｏｎ）；第４，０２３，９１４号
（Ｈｏｌｍｅｓ）；第４，０７１，０６７号（Ｇｏｌｄｂｙ）；第４，３９６，
３２１号（Ｈｏｌｍｅｓ）；第４，８４６，６１４号（Ｓｔｅｉｎｂｏｃｋ）；
及び第５，１９４，２１４号（Ｓｎｙｄｅｒ他）が挙げられる。

【０００６】 （発明が解決しようとする課題） 従って、先行技術の欠点を克服した、公差が小さく緩みや遊びに耐性のあるフ
ァスナーを開発することが望ましい。 本発明の主用な目的の一つは、緩みに耐性のあるねじ筋付きファスナーを提供
することにある。 本発明の他の目的は、公差が小さく緩みに耐性のあるねじ筋付きファスナーを
提供することにある。 本発明の他の目的は、ねじ筋のピッチ線に沿ったねじ筋の接触及び公差をコン
トロールするねじ筋付きファスナーを提供することにある。 本発明の他の目的は、接触の幅をコントロールすることによってねじ筋のピッ
チ線に沿ったねじ筋の接触及び公差をコントロールするねじ筋付きファスナーを
提供することにある。 本発明の更に他の目的は、各ねじ筋のピッチ直径をコントロールしてねじ筋側
面に沿った適当な干渉を可能にするだけでなく、接触の幅をコントロールするね
じ筋付きファスナーを提供することにある。 本発明の更に他の目的は、幅広い範囲の大きさに加工製造できる上記したねじ
筋付きファスナーを提供することにある。 本発明の更に他の目的は、単純な構造で、安価に加工でき、用途が広くそして
意図した目的に適した上記したねじ筋付きファスナーを提供することにある。

【０００７】 （課題を解決するための手段） 本発明によると、ねじ筋側面上に隆起部又はこぶを持つねじ筋付きファスナー
が提供される。こぶによって少なくとも一つの側面上の嵌め合いねじ筋がねじ筋
のピッチラインに沿ってほぼ０の公差を持つようになり、よって遊びが排除され
る。

【０００８】 （好ましい態様の説明） 図１は、隙間Ｃを有する標準ねじを例証する。図８は、一般のナットねじ筋２
とボルトねじ筋３の間の関係及び遊びを例証する。容易に理解されることである
が、両ねじ筋間には有意な隙間Ｃが存在する。図９は、不整な負荷下にあってナ
ットねじ筋とボルトねじ筋の間の隙間Ｃが有意に増加した一般のねじ筋を例証す
る。隙間の広さは、製造元によって設定された公差によって決定される。これに
対し図２は、点４及び点５において側面が完全に接触した理想のあるいは完全な
ねじ筋である。しかし完全なねじ筋においては、ナットとボルトが隙間を生じな
い同一のピッチ直径を有することが必要とされる。

【０００９】 図３は、参照番号１０で示される本発明のねじ筋付きファスナーの一つの好ま
しい態様を例証する。ファスナーは、ナットねじ筋１２及びボルトねじ筋１４を
含む。図から明らかなように、ナットねじ筋１２はねじ筋側面上にこぶ１６を有
するように加工されている。図１０〜１３から明らかなように、こぶ１６は点２
０で側面が完全に接触するようにねじ筋を片側に押しつける。こぶを有するねじ
筋は、ねじ筋タッピング工具によって形成される。図１０に示されるように、接
触領域は保持トルクに応じて変化する。こぶ１６の寸法は、図４に示すように（
こぶ１６は増大又は広くされている）、側面上の接触領域を増加するように変化
させることができる。図１２は、こぶ１６の寸法及び位置を調整した結果、ねじ
筋側面間の遊びが０になっている状態を例証する。図１３は、負荷下において、
こぶ１６の位置及び寸法を調整した結果得られる、ねじ筋側面間の実質的な接触
を例証する。

【００１０】 図５は、間隔をおいた一対のこぶ１６Ａ及び１８Ｂを含む、本発明のねじ筋付
きファスナーのねじ筋の他の態様を例証する。

【００１１】 図６に示すように、右側側面１６は１００％接触しており左側側面は約１５％
接触している。

【００１２】 上記したねじ筋付きナットは、望ましいこぶをねじ筋側面上に形成するような
相補的な凹部を有するタップを用いて加工することによって、作成することがで
きる。

【００１３】 図７は、ボルト２２がねじ筋側面上に形成されたふくらみ２４を有する、本発
明の他の態様を例証する。このねじ筋は、ねじ筋転造ダイスを有するねじ筋圧延
機を用いた冷間形成法によって容易に作成される。これらのねじ筋をナットより
も硬い材料で形成し、こぶが軟質材料に「噛み入る」ようにすることが可能であ
る。ボルトねじ筋上にこぶを持たせることによって、上記した態様と同じように
、点２６において側面に面全体で接触するように、ねじ筋付きファスナーを機能
させることができる。

【００１４】 ねじ筋付き補修インサートは公知のものである。一般に、摩耗したねじ筋はタ
ップでタッピングしてインサートを挿入することによって補修される。先行技術
のインサートは一般に図１４及び１５の参照番号５０で示すようなものである。
図１４から明らかなように、インサートは、内側面５２上にねじ筋を有する。例
えばねじ筋付き面５４は、再タップされたナットのねじ筋と、図示されたように
５６で噛み合う。一方で、例えばねじ筋付き面５２は、ボルトのねじ筋と噛み合
う。図１４及び１５の従来技術で示したように、静置状態及び負荷状態のいずれ
においても、依然としてかなりの隙間Ｃが存在する。一方、本発明のねじ筋付き
インサートは、図１６に参照番号６０として示される。インサート６０は第一の
外ねじ筋付き面６２及び第二の外ねじ筋付き面６４を有する。インサート６０は
一つのねじ筋側面上にこぶ６６を有するように加工され、上記したこぶについて
と同じように機能する。インサートが取りつけられトルクが適用されると、図１
６の点６８に示すように、こぶ６６はインサートを側面と完全に接触するように
押しつけ、これによって遊びが排除される。こぶ６６が面６２又は面６４のいず
れか、或いは両方に形成できることは容易に理解される。

【００１５】 上記の説明から、本発明のねじ筋付きファスナーにおいて、請求の範囲内で様
々な変更と改変が可能であることは理解されるべきである。従って、上記の明細
書及び付属の図面は単に例証するためのものであり、本発明を制限するものであ
ると解釈されるべきではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】 標準的な従来技術のねじ筋付きファスナーが噛み合っている状態の概略図であ
る。

【図２】 完全なねじ筋の概略図である。

【図３】 ナットの外ねじ筋にこぶを有する、本発明の新規なねじ筋付きファスナーの１
つの態様を示す概略図である。

【図４】 本発明の新規なねじ筋付きファスナーの他の態様を示す概略図である。

【図５】 本発明の新規なねじ筋付きファスナーの他の態様を示す概略図である。

【図６】 本発明の新規なねじ筋付きファスナーの他の態様を示す概略図である。

【図７】 ボルトの外ねじ筋にこぶを有する、本発明の新規なねじ筋付きファスナーの他
の態様を示す概略図である。

【図８】 通常の負荷下にある一般のボルト−ナットを示す他の概略図である。

【図９】 不整な負荷下にある一般のボルト−ナットを示す他の概略図である。

【図１０】 図６の態様を示す他の概略図である。

【図１１】 図６の態様を示す他の概略図である。

【図１２】 ナットとボルトの間の遊びが０であることを例証する図６の態様を示す他の概
略図である。

【図１３】 負荷下にある図６の態様を示す他の概略図である。

【図１４】 従来技術のねじ筋付き補修インサートを例証する。

【図１５】 負荷下にある図１４の従来技術のワイヤーインサートを例証する。

【図１６】 本発明のねじ筋付き補修インサートを例証する。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外ねじ筋付きボルト；及び 該外ねじ筋付きボルト上でねじ筋に噛み合うように配置された内ねじ筋を有する
   ナットであって、該内ねじ筋が側面部において隆起部を有するように加工され、
   両ねじ筋が噛み合った時に内ねじ筋の側面部と該ボルトのねじ筋の側面部との接
   触面積が増加して両ねじ筋間の隙間を減少させるように該隆起部が配置されてい
   るナット、 より構成されたねじ筋付きファスナー。
2. 【請求項２】 内ねじ筋を有するねじ筋付きナット；及び 該内ねじ筋付きナット内でねじ筋に噛み合うように配置された外ねじ筋を有する
   ボルトであって、該内ねじ筋が側面部において隆起部を有するように加工され、
   両ねじ筋が噛み合った時に内ねじ筋の側面部と該外ねじ筋の側面部との接触面積
   が増加して両ねじ筋間の隙間を減少させるように該隆起部が配置されているボル
   ト、 より構成されたねじ筋付きファスナー。
3. 【請求項３】 内ねじ筋付きナット及び外ねじ筋付きボルトを有するねじ筋
   付きファスナーを製造する方法にして、 該ナットを筋付きタップでタッピングすることによって該ナット内に内ねじ筋を
   形成し、その際に該タップとしてタッピングしてナット内に形成されるねじ筋上
   に相補的なこぶを形成するようにねじ筋側面上に凹部を有するタップを使用する
   、ファスナー製造方法。
4. 【請求項４】 第一の外ねじ筋付き面；及び 第二の外ねじ筋付き面を具備したねじ筋付き補修インサートであって、 該外ねじ筋付き表面の少なくとも１つが該ねじ筋の側面部において隆起部を有す
   るように加工されており、噛み合った時ねじ筋の側面部とインサート上のねじ筋
   の側面部との接触面積が増加して両ねじ筋間の隙間を減少させるように該隆起部
   が配置されているインサート。