JP2004011884A - 雄ねじと雌ねじの螺合構造 - Google Patents

Abstract

【課題】過大な荷重や引張力が加わったときに生じる雄ねじの谷底での応力集中を緩和し、雄ねじ側部材の破断や、雄ねじ側部材が引き抜けるのを防いで、良好な螺合状態を保つことのできる信頼性の高い雄ねじと雌ねじの螺合構造を提供する。
【解決手段】雄ねじ２は、山の頂２１１と谷底２３１の断面が半円形状であり、フランク２２の断面が螺合軸に垂直な直線からなる螺合面を有する。雄ねじ２の山２１及び谷２３の幅は、雄ねじ２のピッチをＰとしたとき、それぞれ１／２Ｐである。また、雌ねじ３も同様に、山の頂３１１と谷底３３１の断面が半円形状であり、フランク２２の断面が螺合軸に垂直な直線からなる螺合面を有する。雌ねじ３の谷幅は、１／２Ｐより微少寸法だけ大きく、雌ねじ３の山幅は１／２Ｐより微少寸法だけ小さく形成する。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、合成樹脂系材料を用いた雄ねじと雌ねじの螺合構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、配管用管材等の継手部分において、耐水性に優れ、材料腐蝕のない合成樹脂系材料による袋ナットが多用されている。袋ナット（雌ねじ側）及び管材の外周面（雄ねじ側）に形成されるねじ山形状は、一般に三角ねじ又は台形ねじであることが多い。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前記袋ナットと管材との継手部分のように、合成樹脂系材料により構成された螺合構造においては、使用時に大きな荷重や抜け方向の引張力が加えられた場合、雄ねじの基端側に位置するねじ溝の谷底付近に応力の集中が起こる。このとき、雄ねじ側部材に使用されている合成樹脂の種類によっては、応力の集中した谷底部分にクラックが入り、破断してしまうおそれがあった。また、ねじ山形状が三角ねじの場合には、引張力によって雌ねじ側部材は膨らみ、雄ねじの山が雌ねじ側の山を乗り越えて結合が外れ、雄ねじ側部材が抜けてしまうおそれもあった。
【０００４】
本発明は以上のような事情に基づいてなされたものであり、過大な荷重や引張力が加わったときに生じる雄ねじの谷底での応力集中を緩和し、雄ねじ側部材の破断を防止するとともに、雌ねじ側部材が膨らむことによって雄ねじ側部材が引き抜けるのを防いで、良好な螺合状態を保つことのできる信頼性の高い雄ねじと雌ねじの螺合構造を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明は、山の頂と谷底とが断面半円形状をなし、前記山の頂と谷底とを連絡するフランクの断面が螺合軸に垂直な直線からなる螺合面を介して結合されることを特徴としている。
【０００６】
この発明においては、山の頂及び谷底が断面半円形状に形成されることにより、特に、雄ねじの谷底に集中しやすい応力を分散させる。また、山の頂と谷底との接続面であるフランクは、断面が螺合軸に垂直な直線で形成されることにより、各山又は谷が互いにフランクに当接して抜け方向の引張力に抗するものとなる。
【０００７】
具体的には、雄ねじのピッチをＰとしたときに、雄ねじの山及び谷の幅をそれぞれ１／２Ｐとし、雌ねじの谷幅を１／２Ｐより微少寸法だけ大きく、雌ねじの山幅を１／２Ｐより微少寸法だけ小さく形成する。或いは反対に、雌ねじのピッチをＰとしたときに、雌ねじの山及び谷の幅をそれぞれ１／２Ｐとし、雄ねじの谷幅を１／２Ｐより微少寸法だけ大きく、雄ねじの山幅を１／２Ｐより微少寸法だけ小さく形成してもよい。また、フランクの高さは１／１０Ｐ〜１／２Ｐであることが好ましい。
【０００８】
これによれば、雄ねじ及び雌ねじに形成される山の頂と谷底の丸みは、ピッチＰに対して最大の半径を有する半円形状とすることができ、谷底に生じる応力の分散を助け、応力集中によるクラックの発生を防ぐ。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る雄ねじと雌ねじの螺合構造について、図面を参照しつつ説明する。
【００１０】
図１に示されるように、本実施の形態に係る螺合構造１では、雄ねじ２の山の頂２１１及び谷底２３１は、それぞれ断面半円形状に形成されている。本実施の形態においては、雄ねじ２のピッチをＰとしたとき、山の頂２１１及び谷底２３１の丸みは、半径ｒ_１が１／４Ｐの半円形状に形成されている。また同時に、山２１及び谷２３の幅は、それぞれ１／２Ｐの等幅に形成されている。
【００１１】
一方、雌ねじ３の山の頂３１１及び谷底３３１も、それぞれ断面半円形状に形成されている。すなわち、雄ねじ２のピッチＰに対して、山の頂３１１の丸みは、半径ｒ_２が１／４Ｐから微少寸法を差し引いた大きさの半円であり、谷底３３１の丸みは、半径ｒ_３が１／４Ｐに微少寸法を加えた大きさの半円で構成されている。また、雌ねじ３の谷幅は１／２Ｐより微少寸法だけ大きく、雌ねじ３の山幅は１／２Ｐより微少寸法だけ小さく形成されている。本実施の形態においては、微少寸法を０．０５ｍｍとしている。
【００１２】
これら山の頂２１１、３１１及び谷底２３１、３３１は、それぞれフランク２２、３２を介して連続している。このフランク２２、３２の断面形状は、螺合軸に垂直な直線からなる。フランク２２、３２は、雄ねじ２のピッチＰに対して１／１０Ｐ〜１／２Ｐの高さを有することが望ましく、本実施の形態では、ほぼ１／４Ｐの高さに形成されている。
【００１３】
このような雄ねじ２又は雌ねじ３は、合成樹脂系の材料により形成され、例えば塩化ビニル樹脂や架橋ポリエチレン等が好ましい。このとき、雄ねじ２及び雌ねじ３はタップ又はダイス等の工具により加工して形成されてもよく、また、金型にを用いて一体成形されてもよい。
【００１４】
以上のように構成される雄ねじ２及び雌ねじ３は、それぞれ山の頂２１１、３１１と谷底２３１、３３１、さらにフランク２２、３２によって構成された螺合面を介して螺合される。このような螺合構造１において、抜け方向の引張力が作用した場合、雄ねじ２のフランク２２が雌ねじ３フランク３２に当接する。このとき各フランク２２、３２は、断面が螺合軸に対して垂直な直線により形成されているため、螺合軸方向にのみ引張力を受けることになる。したがって、雌ねじ３側の部材が従来のように外側に膨らむことはなく、雄ねじ２及び雌ねじ３の各山２１、３１がそれぞれ引張力に抗するものとなる。また、雄ねじ２の山の頂２１１及び谷底２３１の丸みは、ピッチＰに対して最大の半径を有する半円形状とされるため、引張力によって谷底２３１に生じる応力を最大限に分散させて、クラックの発生や破断を防ぐ。
【００１５】
なお、本発明は前記の螺合構造１に限られず、例えば、雌ねじのピッチをＰとしたときに、雌ねじの山及び谷の幅がそれぞれ１／２Ｐであり、雄ねじの谷幅は１／２Ｐより微少寸法だけ大きく、雄ねじの山幅は１／２Ｐより微少寸法だけ小さく形成された雄ねじ及び雌ねじによる螺合構造であってもよい。この場合にも、螺合構造１と同様の効果が得られ、谷底に生じる応力を最大限に分散させて、クラックの発生や破断を防ぐことができる。
【００１６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る雄ねじと雌ねじの螺合構造は、山の頂と谷底とは断面半円形状をなすことにより、谷底に発生する応力を分散させることができる。このため、応力の集中しやすい雄ねじの谷底にクラックが発生するのを防ぐことができる。また、フランクの断面が螺合軸に垂直な直線からなる螺合面を介して、雄ねじと雌ねじとが螺合されるため、各山又は谷は互いにフランクに当接して抜け方向の引張力に抗することができる。したがって、雄ねじ側部材が破断したり、抜けてしまったりするおそれはなくなり、信頼性の高い螺合構造となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示した断面図である。
【符号の説明】
１　　　　螺合構造
２　　　　雄ねじ
２１　　　山
２１１　　山の頂
２２　　　フランク
２３　　　谷
２３１　　谷底
３　　　　雌ねじ
３１　　　山
３１１　　山の頂
３２　　　フランク
３３　　　谷
３３１　　谷底

Claims (4)

1. 山の頂と谷底とが断面半円形状をなし、前記山の頂と谷底とを連絡するフランクの断面が螺合軸に垂直な直線からなる螺合面を介して結合される雄ねじと雌ねじの螺合構造。
2. 請求項１に記載の螺合構造において、雄ねじのピッチをＰとしたとき、雄ねじの山及び谷の幅がそれぞれ１／２Ｐであり、雌ねじの谷幅は１／２Ｐより微少寸法だけ大きく、雌ねじの山幅は１／２Ｐより微少寸法だけ小さく形成されたことを特徴とする雄ねじと雌ねじの螺合構造。
3. 請求項１に記載の螺合構造において、雌ねじのピッチをＰとしたとき、雌ねじの山及び谷の幅がそれぞれ１／２Ｐであり、雄ねじの谷幅は１／２Ｐより微少寸法だけ大きく、雄ねじの山幅は１／２Ｐより微少寸法だけ小さく形成されたことを特徴とする雄ねじと雌ねじの螺合構造。
4. 請求項２又は３に記載の螺合構造おいて、フランクの高さが１／１０Ｐ〜１／２Ｐであることを特徴とする雄ねじと雌ねじの螺合構造。

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