JP2006316971A - 締着具 - Google Patents

Abstract

【課題】他部材を用いることなく安価に製作でき、大きなものから小さなものにまで適用可能で、緩み止め作用を確実に発揮する、締着具を提供する。
【解決手段】互いに螺合可能な雄ネジと雌ネジ４とから成り、雄ネジもしくは雌ネジのいずれか一方のネジ部が、他方のネジ部と螺合可能な山部と谷部を有する通常ネジ部５と、この通常ネジ部の終端部に螺設された圧接ネジ部６とによって形成されている。圧接ネジ部は、通常ネジ部と同じ角度の山部を有するとともに通常ネジ部側に僅かに倒れ込んだ斜面を持つことによりネジピッチが僅かに小さく形成されている。そして、圧接ネジ部が形成されたネジのネジ本体部には、圧接ネジ部の近傍に、他方のネジ部と接触したときに圧接ネジ部のネジ山が材料の粘弾性によって外方に撓み変形して他方のネジ部との螺合を許容させる環状溝などの逃げ空間部８が形成されている。
【選択図】
図１

Description

本発明は、ボルト、ナットなどの雄ネジと雌ネジを用いた締着具に関し、特に緩み止め効果を持った締着具に関するものである。

振動箇所に用いられるネジ部品の緩止め手段には、大別すると物理的な手段と化学的な手段がある。
物理的手段の一般的な例として、締付けナットとロックナットの２つのナットを用いるダブルナット（例えば特許文献１）や、ボルト、ナットの座面と締付け面との間に突っ張った力をかけるバネ座金がある。また、ナットのネジ終端面に３個の内向き舌片を有するリング状の緩止め片を組込み、この緩止め片の舌片内端によってボルトのネジ山を押え付けるようにしたものも知られている。ナットに組み込むことなく、ナットから突出したボルト先端部のネジ谷部に嵌合可能なリング状の緩止め部材を用いた例もある（例えば特許文献２）

化学的手段では、接着剤や塗料が用いられる。
接着剤によるものとして、例えばナットの内面に円環状の凹所を設け、この凹所に回り止め用の充填剤を充填して、ナットの緩止めを図ったものがある（例えば特許文献３）。

特開平１０−６８４０９号公報（請求項１、３頁「００１９」、「００２０」 図２から図４）。 実開平１−１２１７０９号公報（実用新案登録請求の範囲、第１図、第７図から第１４図）。 特開平１０−４７３２７号公報（「０００５」、「０００８」、図１、図２）。

しかしながら、物理的手段によるものの場合、いずれも単一のナット以外に他の部材を必要とする。個別に見た場合、ダブルナットにあっては、締付けナットとロックナットの２つのナットを必要とするため、厚みが厚くなり、小さなネジ部品には適用し難い。バネ座金は、十分な緩止め作用を有しない欠点がある。ナットに組み込まれる舌片付きの緩止め片は、ナットのネジ終端面に形成した溝に組み込む関係上、コスト高になるばかりでなく、例えば縁無しメガネのレンズ留めに使用されるビスのような小さなネジには組み込むのが難しい。特許文献２に開示された緩止め部材は、緩止め部材のピンをナットとボルトの細溝に嵌合させて使用するため、細溝が一致する回動位置にナットを螺着しなければならず、実用性に欠ける。

化学的手段によるものの場合、例えば特許文献３に記載の技術では、ナットをボルトに螺合する際、ボルトのネジ山に凹所内の充填剤が順次付着するというが、ボルトの雄ネジ斜面に付着した充填材は、ボルトの螺入にしたがいナットの雌ネジ斜面に擦られるので、結局のところ凹所付近の雄ネジと雌ネジの斜面を固着するだけとなる。また、一旦、固着してしまうと、ナットの締付け力の調整ができないため、締付け力が十分であるかどうかを試してみることもできない。

本発明の目的は、他部材を用いることなくネジ部の構造を一部変えるだけで緩止め作用を発揮し、しかも安価に製作できるばかりでなく、大きなネジから小さなネジまで適用可能な緩止め作用を有する締着具を提供することにある。
また、本発明の別の目的は、ネジの締付け力が調整可能な状態で緩み止め作用を確実に発揮する、締着具を提供することにある。

本発明は、上記した目的を達成するために次の構成を備える。
すなわち、請求項１に係る発明は、互いに螺合可能な雄ネジと雌ネジとから成り、雄ネジもしくは雌ネジのいずれか一方のネジ部が、他方のネジ部と螺合可能な山部と谷部を有する通常ネジ部と、この通常ネジ部の終端部に螺設された圧接ネジ部とによって形成されている。圧接ネジ部は、通常ネジ部と同じ角度の山部を有するとともに通常ネジ部側に僅かに倒れ込んだ斜面を持つことによりネジピッチが僅かに小さく形成されている。そして、圧接ネジ部が形成されたネジのネジ本体部には、圧接ネジ部の近傍に、他方のネジ部と接触したときに圧接ネジ部のネジ山が材料の粘弾性によって外方に撓み変形して他方のネジ部との螺合を許容させる逃げ空間部が形成されている。

雌ネジに本発明を適用する場合、請求項２にあるように、例えばナット本体を貫通する雌ネジを、雄ネジと螺合可能な山部と谷部とを有するとともに座面側の雌ネジ始端からヘッド面側の雌ネジ終端部近傍にかけて螺設された通常ネジ部と、この通常ネジ部に連続して雌ネジの終端部に螺設され、通常ネジ部と同じ角度の山部を有するとともに通常ネジ部側に僅かに倒れ込んだ圧接ネジ部とによって形成する。そして、雌ネジ終端側に位置するナット本体のヘッド面に、雌ネジ終端開口と所要の距離をおくとともにこれに沿って環状溝もしくは段差部を設ける。この環状溝もしくは段差部は、雄ネジが雌ネジの圧接ネジ部と接触したときに、圧接ネジ部がナット本体を形成する材料の粘弾性によって雄ネジのネジ山に圧接しながら外方に撓み変形して雌ネジへの雄ネジの螺入を許容させる位置と深さに形成される。

雄ネジに本発明を適用する場合、請求項３にあるように、雌ネジに螺入される雄ネジの先端から基端近傍にかけて、雌ネジと螺合可能な山部と谷部とを有する通常ネジ部を形成し、雄ネジの基端部に、通常ネジ部と同じ角度の山部を有するとともに通常ネジ部側に僅かに倒れ込んだ斜面を持つ圧接ネジ部を通常ネジ部に連続して形成する。そして、雄ネジの基端面には、雌ネジのネジ部と接触したときに圧接ネジ部のネジ山が材料の粘弾性によって外方に撓み変形して他方のネジ部との螺合を許容させる凹所を形成する。

本発明の雄ネジもしくは雌ネジのいずれか一方のネジ部は、通常ネジ部と圧接ネジ部とから成る。通常ネジ部は、互いに螺合可能な一般的な雄ネジ部もしくは雌ネジ部である。圧接ネジ部は、通常ネジ部の終端部に形成され、通常ネジ部よりもネジピッチが小さく形成されている。圧接ネジ部は、例えば、ネジの山部の角度が通常ネジ部の山部の角度と同じであるが、雄ネジと雌ネジが螺合されていないとき、通常ネジ部の方向にわずかに倒れ込んだ位置にある。通常ネジ部の方向にわずかに倒れ込むとは、例えば圧接ネジ部の谷始端から山にかけてのネジ斜面が隣接する直前の通常ネジ部の斜面方向に倒れこんで、通常ネジ部のネジ山の山と圧接ネジ部の山とが成す角度が通常のネジ山の山間の角度よりも僅かに小さくなる位置を意味する。ネジ山間の角度が僅かに小さくなる結果、圧接ネジ部は雄ネジの斜面に圧力を付与した状態で接触し、雄ネジの螺入時には強いトルクがかかることになる。

倒れこみの角度は、環状溝や段差部が形成されたナットの場合、ナット本体の素材の粘弾性によって環状溝もしくは段差部によって形成される逃げ空間に圧接ネジ部が撓み変形したときに、雄ネジに抵抗を与えつつその螺入を可能とする範囲で任意の角度に設定される。
圧接ネジ部は、例えばネジ終端部にほぼワンピッチ分形成される。場合によっては、半ピッチあるいは１．５ピッチなどワンピッチより少ないあるいはワンピッチを超えて形成されるようにしても良い。

圧接ネジ部は、ネジ終端部のネジピッチを通常ネジ部のネジピッチとは異なるピッチになるようにネジ切りすることによって形成される。この他、例えばナットなどの雌ネジの場合、全体に通常ネジ部が形成されたナットヘッド面に環状溝を形成するとともに環状溝からナット本体の外周端に至る部分を低位面に形成した後、環状溝から雌ネジの終端部開口にかけて突出する部分に圧力を加えて雌ネジの終端部のほぼ一山分を通常ネジ部よりも内側に倒れ込み変形させることにより形成される。また、同様に全体に通常の雌ネジが貫通形成されたナットのヘッド面に段差部を形成した後、段差部よりも内側の雌ネジの終端部開口にかけて突出する部分に圧力を加えて雌ネジの終端部のほぼ一山分を通常ネジ部よりも内側に倒れ込み変形させることにより形成される。
ネジ山が螺旋を形成することから、押圧されて内側方向に倒れ込んだ圧接ネジ部の斜面は、傾斜がきつくなり、圧接ネジ部の山頂部は通常ネジ部の山頂部よりも中心軸線寄りになり、この部分での雌ネジの内径は僅かに小さくなる。

環状溝と段差部は、圧接ネジ部が雄ネジと螺合したときにナット本体を形成する材料の弾性によって圧接ネジ部を雄ネジのネジ山に圧接させながらナットの径方向外方に逃がすのを許容させるためのもので、この作用に必要な位置と深さに形成される。雌ネジの終端開口からナットの内径よりも若干外側にあって、ナット本体のヘッド面から圧接ネジ部の始端に至る深さを有するものが望ましい。
また、環状溝の場合、ナット本体のヘッド面に、連続もしくは不連続の状態で雌ネジの終端部開口を囲むように形成される。環状溝の外周壁は、外側に傾斜するように形成されるのが望ましい。

環状溝あるいは段差部の位置と深さによって、圧接ネジ部の撓み変形量が調整される。ナット本体の素材の粘弾性にもよるが、一般的には、撓み変形量が大きい場合には雄ネジに対する圧接力が小さくなり、撓み変形量が小さな場合には雄ネジに対する圧接力が大きくなる。したがって、圧接ネジ部の長さと環状溝あるいは段差部の位置と深さを調整することにより、緩止め作用が調整される。

本発明によれば、次の効果を奏する。
雄ネジを雌ネジに螺入させたときに、ネジピッチが小さく形成された圧接ネジ部は、侵入した相手方ネジ部のネジ山に圧接しながら逃げ空間部の方向に撓み変形して両ネジのネジ部の螺合を許容するが、相手方ネジ部のネジ山の斜面に対して圧接ネジ部のネジ山斜面が強く当接されることになるので、他部材を使用することなしに、単に両ネジを螺合させるだけで確実な緩止め作用を持つ締着具を提供できる。

また、本発明によれば、雄ネジもしくは雌ネジのネジ本体のヘッド面とネジ山の基端部に後加工するだけで製作できることから、安価で、しかも大きな径のものから小さな径のものにまで適用可能な締着具を提供できる。

更に、圧接ネジ部は、他方のネジのネジ部に対してネジの長さ方向どの位置においてもほぼ等しい圧接力で螺合するので、他方のネジ部の長さ方向任意の位置で確実に固定できる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳説する。
図１は、本発明の圧接ネジ部をナットの雌ネジに適用した場合の一実施例を示す緩止めナットの縦断面図である。
図中符合１は、ナット本体、２はナット本体の座面、３は座面と反対側のヘッド面である。

ナット本体１には、座面２からヘッド面３にかけて雌ネジ４が切られている。
雌ネジ４のネジ部は、ヘッド面３へと抜ける終端部に形成された圧接ネジ部６と、座面側の始端部から圧接ネジ部６にかけて形成された通常のピッチと山形状の通常ネジ部５とから成っている。
また、ナット本体１のヘッド面３には、終端開口７を取囲むように環状溝８が形成されている。

圧接ネジ部６は、雌ネジ４の終端に、通常ネジ部５と連続してほぼワンピッチ分形成されている。図中左側では雌ネジ４の山部として表され、右側では谷部として表されている。この圧接ネジ部６は、通常ネジ部５よりもピッチが小さくなるように通常ネジ部５の方向にわずかに倒れ込んでいる（図３参照）。
図３に、図２の二点鎖線円内の部分拡大図を示す。圧接ネジ部６のネジ山自体の角度αは、通常ネジ部５の山の角度（通常ネジ部のネジ山自体の角度あるいは谷の角度）βと同じである。直前の通常ネジ部５のネジ山斜面５ａとこれに連続する圧接ネジ部６のネジ山斜面（後方斜面）６ａとが成す谷の角度θは、圧接ネジ部６のネジ山自体の角度αや通常ネジ部５の山の角度βとは異なり、これらの角度α，βよりも小さい。

右側の谷部として表された圧接ネジ部６は、図３のネジ山に連続する斜面として表されている。この斜面によって形成された谷部は、上記した角度θとほぼ同じ角度を有する。

環状溝８は、ナット本体１のヘッド面３の終端開口７から雌ネジ４の内径よりも少し外側に離れた位置に、終端開口７をほぼ取囲むようにして穿設されている。
環状溝８は、圧接ネジ部６の始端付近までの深さを有する。環状溝８の外壁８ａは、ナット本体の外方にやや傾斜している。

図４と図５を参照しつつ使用状態を説明する。
雄ネジ１０を座面側の雌ネジ始端開口から螺入すると、雄ネジ１０のネジ部は、圧接ネジ部６に到達するまで雌ネジの通常ネジ部５に案内されてほとんどの抵抗を生じることなく侵入する。雄ネジのネジ部先端１０ａが雌ネジ４の圧接ネジ部６に至ると、図３に示す圧接ネジ部直下の谷部の角度θが雄ネジのネジ山の山の角度γ（雌ネジの角度αあるいはβと同じ）よりも小さいために、図４に見られるように雄ネジのネジ部先端１０ａが圧接ネジ部６の後方斜面６ａに突き当たる。

圧接ネジ部６の後方斜面６ａの圧接力に抗してさら雄ネジ１０を螺入すると、圧接ネジ部６は、環状溝８の底部近傍を支点として徐々に起き上がり、最終的に雄ネジ１０のネジ山を受け容れる（図５参照）。このとき、圧接ネジ部６は、ナット本体１を形成する素材自体の弾性によって図４あるいは図１の位置に復帰しようとし、後方斜面部６ａを雄ネジ１０のネジ山斜面に強く押し付ける。この結果、圧接ネジ部６と雄ネジ１０のネジ山斜面との間に強い摩擦力が作用してナットの緩止めが図られる。この緩止め作用は、圧接ネジ部６が雄ネジ１０のネジ山と螺合していれば雄ネジ１０のネジ山のどの位置においても同じように発揮される（図６のＡ位置とＢ位置参照）。

本ナットが雄ネジに螺合された状態では、圧接ネジ部６の後方斜面６ａが雄ネジ１０の対面する斜面１０ｂを強く圧接する（図５の矢印イ参照）ので、雄ネジの対面斜面１０ｂに続く斜面部分１０ｃが雌ネジ４の通常ネジ部５の斜面に押し付けられる（図５の矢印ロ参照）。このため、本ナットは雄ネジ１０との間に全体として強い螺合力を生じさせる。

圧接ネジ部を形成する手法の一例を示す。
圧接ネジ部は、例えば次のようにして形成可能である。
先ず、通常ネジ部１５が貫通形成された図７に見られる一般的なナットを用意する。このナット本体１１のヘッド面（雌ネジの終端側の面）１３の所定位置に前記した環状溝１８を穿設するとともに環状溝１８からナット本体１１の外周縁に至る部分を所要厚み分だけさらい低位面１３ａを形成する（図８参照）。低位面１３ａを形成した結果、環状溝１８から雌ネジ１４の終端開口１７に至る部分が上方に突出する。

そして、この突出した部分に上方から圧力を加え、雌ネジ１４のネジ終端部を内方にわずかに傾斜するように変形させる。環状溝１８の内壁がナット本体１１の中心線方向に傾斜しているので、加圧時にネジ終端部もこの方向に傾き変形させることが容易となる。この圧力変形によって雌ネジのネジ終端部は、突出量が少なくなるとともに圧接ネジ部１６になる。この圧接ネジ部１６は、山の頂部が通常ネジ部の山頂部よりもナット本体の中心線寄りに位置し、この部分での雌ネジの内径は僅かに小さくなる。

圧接ネジ部を形成する手法あるいは手段は、別段、上記した例に限定されるものではなく、低位面を形成することなく環状溝の内側部分に圧力を加えて形成するようにしても良い。

図１０は、本発明の別の実施例に係るナットを示す断面図である。
この実施例では、ナット本体２１のヘッド面２３に環状溝ではなく、段差部２８を形成してある。
段差部２８は、雌ネジ２４の内径よりもやや外側の位置からナット本体２１の外周端にかけて、圧接ネジ部２６と通常ネジ部２５との境界部に至る深さで形成され、圧接ネジ部２６がヘッド面あるいは段差面から上方に突出する。
この実施例においても、圧接ネジ部２６は上記した実施例と同じ構造を有し、雄ネジが螺合したときに段差部２８が形成する逃げ空間方向に撓み変形しつつ雄ネジのネジ斜面に強い圧接力を作用させる。

図１１と図１２は、本発明の圧接ネジ部を雄ネジに適用した場合の一実施例を示す緩止め締着具の縦断面図と要部の拡大断面図である。
図中符合１３０は、機械構成部材Ｍの所定位置に形成した部品の取付け用ネジ孔で、内周に雌ネジ１０４が螺設されている。雌ネジ１０４は、所定ピッチで山と谷が連続する通常ネジ部として形成されている。

１１０は、当該ネジ孔１３０に螺入されたプラグネジで、ネジ本体の外周面には、ヘッド面１１０ａ側の基端部から先端部にかけて雄ネジが螺設されている。雄ネジは、基端部のほぼ１ピッチ分を除いて上記ネジ孔１３０の雌ネジと螺合する通常ネジ部１０５として形成されている。基端部のほぼ１ピッチ分については、圧接ネジ部１０６として形成されている。圧接ネジ部１０６の構造は、前記したナットの場合の実施例と同様で、ほぼ１ピッチ分の山部が通常ネジ部と同じ角度の山部を有するとともに通常ネジ部側に僅かに倒れ込んだ斜面を持つことにより、通常ネジ部１０５よりも小さなピッチになっている（図１２参照）。

プラグネジ１１０のネジ本体のヘッド面１１０ａには、圧接ネジ部１０６に相当する長さ分の深さを有する円盤状の凹所１０８が形成されている。凹所１０８は、ナットの実施例における逃げ空間である環状溝に相当し、取付け用ネジ孔１３０の雌ネジの山部によって圧接ネジ部１０６が押圧されたときに、雌ネジと雄ネジとが螺合可能となるように圧接ネジ部１０６のネジ山が逃げ空間である凹所１０８がわに撓み変形するのを許容する（図１２の破線参照）。圧接ネジ部１０６のネジ斜面１０６ａは、凹所１０８の方向に逃げつつも雌ネジのネジ山斜面と当接し、その大きな圧接力によってプラグネジ１１０が取付け用ネジ孔１３０から緩んで離脱するのを防止する。

なお、図１１中、図中符合１１３は、プラグネジ１１０の中心に形成された回転工具挿込孔を示す。
本実施例に述べた雄ネジに関する本発明は、シャフトに所定の部材を取付けてその回り止めを図る埋入ネジについても同様に適用可能である。

本発明の一実施例に係るナットの縦断面図。 図１のナットの平面図。 図１のナットの要部拡大図。 図１のナットの圧接ネジ部に雄ネジの先端が当たった状態を示す説明図。 図１のナットの圧接ネジ部を通過して雄ネジを螺入させた状態を示す説明図。 図１のナットと雄ネジの螺合状態を一部断面で示す説明図。 従来の一般的なナットの断面図。 図７のナットを用いて圧接ネジ部を形成する途中工程のナット断面図。 図８のナットに圧力を加えて圧接ネジ部が形成された状態の説明図。 本発明の別の実施例に係るナットの縦断面図。 本発明を雄ネジに適用した場合の実施例を示す締着具の断面図。 図１１の要部拡大断面図。

符号の説明

１，１１，２１ ナット本体
２ 座面
３，１３，２３ ヘッド面
４ 雌ネジ
５ 通常ネジ部
６，２６ 圧接ネジ部
７ 終端開口
８，１８ 環状溝
１０ ボルト
２８ 段差部
１１０ プラグネジ
１１５ 通常ネジ部
１１６ 圧接ネジ部
１３０ 凹所

Claims (9)

1. 互いに螺合可能な雄ネジと雌ネジとから成り、
   上記雄ネジもしくは雌ネジのいずれか一方のネジ部を、他方のネジ部と螺合可
   能な山部と谷部を有する通常ネジ部と、この通常ネジ部の終端部に螺設された圧接ネジ部とによって形成し、
   上記圧接ネジ部は、通常ネジ部と同じ角度の山部を有するとともに通常ネジ部側に僅かに倒れ込んだ斜面を持つことによりネジピッチが僅かに小さく形成され、
   圧接ネジ部近傍のネジ本体部には、他方のネジ部と接触したときに圧接ネジ部のネジ山が材料の粘弾性によって外方に撓み変形して他方のネジ部との螺合を許容させる逃げ空間部が形成されている、
   ことを特徴とする締着具。
2. 互いに螺合可能な雄ネジと雌ネジとから成り、
   ナット本体を貫通する雌ネジを、雄ネジと螺合可能な山部と谷部とを有するとともに座面側の雌ネジ始端からヘッド面側の雌ネジ終端部近傍にかけて螺設された通常ネジ部と、この通常ネジ部に連続して雌ネジの終端部に螺設され、通常ネジ部と同じ角度の山部を有するとともに通常ネジ部側に僅かに倒れ込んだ圧接ネジ部とによって形成し、
   雌ネジ終端側に位置するナット本体のヘッド面に、雌ネジ終端開口と所要の距離をおくとともにこれに沿って環状溝もしくは段差部を設け、
   上記環状溝もしくは段差部は、雄ネジが雌ネジの圧接ネジ部と接触したときに圧接ネジ部がナット本体を形成する材料の粘弾性によって雄ネジのネジ山に圧接しながら外方に撓み変形して雌ネジへの雄ネジの螺入を許容させる位置と深さに形成されている、
   ことを特徴とする締着具
3. 互いに螺合可能な雄ネジと雌ネジとから成り、
   雌ネジに螺入される雄ネジの先端から基端近傍にかけて、雌ネジと螺合可能な山部と谷部とを有する通常ネジ部を形成し、
   雄ネジの基端部に、通常ネジ部と同じ角度の山部を有するとともに通常ネジ部側に僅かに倒れ込んだ斜面を持つ圧接ネジ部を上記通常ネジ部に連続して形成し、
   雄ネジの基端面には、雌ネジのネジ部と接触したときに圧接ネジ部のネジ山が材料の粘弾性によって外方に撓み変形して他方のネジ部との螺合を許容させる凹所が形成されている、
   ことを特徴とする締着具。
4. 前記圧接ネジ部は、ネジ終端部にほぼワンピッチ分形成されている、
   請求項１から３のいずれかに記載の締着具。
5. 前記圧接ネジ部は、通常ネジ部方向に倒れ込んでいて直前の通常ネジ部のネジ山斜面との間の谷の角度が通常ネジ部の谷の角度よりも僅かに小さい、
   請求項１から３のいずれかに記載の締着具。
6. 前記圧接ネジ部は、通常ネジ部から成るネジの終端部に上方から圧力を加えてほぼワンピッチ分のネジ部を倒れ込み変形させて形成された、
   請求項１から３のいずれかに記載の締着具。
7. 前記環状溝は、雌ネジの内径よりもやや外側に位置し、ヘッド面から圧接ネジ部と通常ネジ部との境界部に至る深さを有する、
   請求項２記載の締着具。
8. 前記環状溝は、外周面が外側に傾斜している、
   請求項２記載の締着具。
9. 前記段差部は、雌ネジの内径よりもやや外側の位置からナット本体の外周端にかけて、圧接ネジ部と通常ネジ部との境界部に至る深さで形成されている、
   請求項２記載の締着具。