JP2008164057A - ねじ結合機構 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 一方の回転体と、他方の回転体とをねじ結合させるとともに、いずれか一方の回転体に突部5を形成し、いずれか他方の回転体に上記突部5が導入されるガイド部Gを形成し、両回転体を相対回転させることによって、上記突部5がガイド部Gに導入されて、両回転体がねじ結合されるねじ結合機構において、上記突部5またはガイド部Gには、ねじ結合の終端部あるいはその近傍で、突部5の幅がガイド部Gの突部導入幅よりも相対的に大きくなる圧入部Aを設ける。
【選択図】 図4(c)
Description
一般的には、人が容器の蓋を回わすときには、人間の手や指の構造上、一度の動作で90度〜180度程度しか蓋を回すことができない。これに対して容器の蓋は、ものによって多少の違いはあるが、360度〜720度回わさなければ、蓋を容器本体に固定したり、あるいはそれを外したりできない。
このように、現在一般的に利用されている容器においては、一動作で簡単に蓋を締め付けたり、あるいはそれを外したりすることができないという現状がある。
ところが、両部材の相対回転量を少なくするために、ねじ山(ねじ溝)のリード角を大きくして、その長さを短くすると、ねじ結合による締結力が弱まってしまい、簡単に両部材が外れてしまう。つまり、両部材の相対回転量を少なくし、一動作で簡単に両部材を固定しようとすれば、締結力が低下して簡単に両部材が外れてしまうという問題があった。
第4の発明は、ガイド部が、上記突部の導入方向前方に向かって徐々に幅狭になるとともに、上記突部の導入方向先端の幅よりも幅狭になる部分を設けた点に特徴を有する。
第5の発明は、突部の平面形状を円形にした点に特徴を有する。
第7の発明は、ガイド部が両回転体の軸線に対して40度〜70度傾斜する点に特徴を有する。
このように、両回転体の軸線に対して突部またはガイド部の傾斜角を小さくすれば、両回転体を締結したり、またはそれを外したりする際に、両回転体の相対回転量を少なくすることができる。したがって、締結作業の簡易化と、両回転体の締結力確保とを同時に実現することができる。
なお、この発明のねじ結合機構は、電気製品のコネクターの接続部、機械装置の配管、ペットボトルあるいは瓶の容器など、二つの部材を締結する製品、場面で広く用いることができるが、ここでは、ペットボトルの容器本体と蓋体とを用いて説明する。
図1は、この発明の一方の回転体である容器本体の部分拡大図。図2は、この発明の他方の回転体である蓋体の立体図。図3は、図1のIII(b)線および図2のIII(a)線における展開図。図4は、容器本体と蓋体との締結過程を示す展開図である。
上記ガイド凸部3aには、円周方向に位置するガイド面3a1,3a2を備えるとともに、これと同様に、ガイド凸部3bにはガイド面3b1,3b2を、ガイド凸部3cにはガイド面3c1,3c2を備えている。
そして、ガイド面3a2とガイド面3b1とが対向するとともに、ガイド面3b2とガイド面3c1とが対向するようにしている。
なお、上記したように各ガイド凸部3は、その平面形状を平行四辺形にしているので、各ガイド面は容器本体1の軸線に対して所定の傾斜角αを有することとなり、対向する一対のガイド面は、当然のこととして平行になる。
そして、この対向する一対のガイド面(3a2,3b1、3b2,3c1・・・)によって、この発明のガイド部Gを構成している。
この突部5は、蓋体4の内周面4aから隆起した部分であり、図3の(a)に示すように、その平面形状を略平行四辺形にしている。より詳細には、突部5aは、蓋体4の軸線に対して所定の傾斜角を有する一対の導入面5a1,5a2を備えてなる。一方の導入面5a1は、ガイド凸部3によって形成されるガイド面の傾斜角α(容器本体1の軸線に対する傾斜角)と等しく、他方の導入面5a2の傾斜角βは、上記導入面5a1の傾斜角αよりも僅かに大きくしている。
なお、他の突部5b,5c・・・も上記突部5aと同様である。
また、この第1実施形態においては、ガイド部Gのガイド面3a1,2,3b1,2,3c1,2、および、突部5の一方の導入面5a1,5b1,5c1の傾斜角αを約60度としている。これに対して、突部5の他方の導入面5a2,5b2,5c2は、その傾斜角βを上記傾斜角αよりも1〜2度大きくしている。
なお、ここでは、ガイド凸部3または突部5のいずれか一方または双方は、人の力によって多少弾性変形するような素材で形成されている。
容器本体1に蓋体4を固定する場合には、容器本体1の開口部2に蓋体4を被せる。このとき、図4(a)に示すように、容器本体1に形成したガイド凸部3の長手方向一端部と、蓋体4に形成した突部5の長手方向一端部とが当接する。
この状態から、容器本体1に対して蓋体4を図中x方向に相対回転させると、突部5は、ガイド凸部3に対して相対移動するとともに、図4(b)に示すように、ガイド部Gに対して図中y方向に導入されてねじ結合される。
これに対して、蓋体4と容器本体1とが締結された状態から、蓋体4を外す場合には、上記とは反対方向に蓋体4を回転させればよい。
なお、上記第1実施形態においては、ガイド部G(ガイド面3a2,3b1・・・)の傾斜角αを60度としたが、ガイド部Gの傾斜角は60度に限らないし、また、導入面の傾斜角も上記第1実施形態に限らない。これらは蓋体と容器本体との相対回転量や用途に応じて適宜決めればよい。
また、上記第1実施形態においては、容器本体および蓋体の円周方向にガイド部および突部を複数形成したが、ガイド部および突部は回転体の円周方向に1つだけ形成してもよく、その数は特に限定されるものではない。いずれにしても、少なくとも一対の突部とガイド部とを備えており、ガイド部に突部が導入される関係にあればよい。
また、上記第1実施形態においては、ガイド凸部を隆起させるとともに、このガイド凸部間にガイド部を構成したが、例えば、容器本体の外周面に溝を形成して、この溝をガイド部としてもよいこと当然である。
上記した種々の留意点は、以下に説明する第2〜第8実施形態においても同様である。
なお、この第2実施形態のねじ結合機構は、ガイド凸部(ガイド部の形状)のみ上記第1実施形態と異なり、他の構成および作用、効果については上記第1実施形態のねじ結合機構と同じである。したがって、ここでは、容器本体および蓋体の展開図を用いて、ガイド部と突部の構成を中心に説明するとともに、その他の構成については説明を省略する。また、上記第1実施形態と同じ構成については同じ符号を付して説明する。
なお、上記第1実施形態と同様、この第2実施形態のねじ結合機構も、二つの部材を締結するあらゆる製品、場面で利用することができる。
また、一組のガイド凸部3a,7aが対向する部分をガイド面3a2,7a1としており、これと同様に、ガイド凸部3b,7bが対向する部分をガイド面3b2,7b1・・・としている。
そして、一組のガイド凸部3,7、より詳細には、対向する一対のガイド面によって、この発明のガイド部Gを構成している。
すなわち、突部5は、ガイド部Gへの導入方向先端の幅L2を、ガイド部Gの幅(ガイド凸部3,7の間隔L1)よりも小さくしているため、一方の導入面5a1,5b1をガイド凸部3のガイド面3a2,3b2に対して摺動させながら、ガイド部Gにスムーズに導入される。しかし、突部5は、ガイド部Gへの導入方向後方に向かって徐々に幅広になるとともに、その後端の幅L3をガイド部Gの間隔L1よりも大きくしている。そのため、図6(b)に示すように、突部5がガイド部Gに導入される過程において、突部5の幅がガイド部Gの突部導入幅L1よりも幅広になる部分で、突部5がガイド部Gにそれ以上進入できなくなる。
なお、突部5において、ガイド部Gの突部導入幅L1よりも幅広になる部分が、図中符号Aで示すこの発明の圧入部であり、この圧入部Aは、突部5とガイド部Gとがねじ結合する終端部あるいはその近傍に位置するようにしている。
これに対して、蓋体4と容器本体1とが締結された状態から、蓋体4を外す場合には、上記とは反対方向に蓋体4を回転させればよい。
このように、第2実施形態のねじ結合機構によっても、上記第1実施形態と同様に、二つの部材をしっかりと締結することができる。
例えば、突部およびガイド部を、図7に示す第3実施形態のねじ結合機構のようにしても構わない。
つまり、図7(a)に示すように、蓋体4に形成する突部8は、その導入方向先端を尖らせるとともに、導入方向後方に向かって徐々に幅広にしていく。そして、突部8aの両導入面8a1,8a2を弧状にするとともに、突部8aを蓋体4の軸線に対して傾斜させる。なお、突部8b、8c・・・も同様である。一方、容器本体1に形成するガイド凸部9は、その両側壁に形成するガイド面9a1,9a2を弧状にしている。したがって、ガイド凸部9a,9b間に形成されるガイド部Gは、一対の対向する弧状のガイド面9a2,9b1を備えることとなる。
このように、上記第3実施形態の構成においても、圧入部Aが突部8に設けられているので、上記第1,2実施形態と同様の作用、効果を得ることができる。
ただし、この第4実施形態においては、ガイド部Gを容器本体1の外周面に形成した溝で構成した点、および突部の平面形状を円形にした点が、上記第1〜3実施形態と異なる。
図8(a)に示すように、容器本体1には幅L1を最大としながら徐々に幅狭になる溝10を形成している。この溝10は、対向する一対のガイド面10a,10bを備えてなるが、この一対のガイド面10a,10bは弧状にするとともに、容器本体1の軸線に対して傾斜させている。このように形成した溝10がこの発明のガイド部Gを構成する。
したがって、突部11をガイド部Gに導入するように、容器本体1に対して蓋体4を図中x方向に相対回転させると、突部11が一方のガイド面10aに沿うようにしてガイド部Gに導入される。そして、図8(b)に示すように、ガイド部Gの突部導入幅が、突部11の直径L2よりも小さくなったところで、突部11がそれ以上ガイド部Gに進入できなくなる。このとき、ガイド面10a,10bに接触する部分がこの発明の圧入部Aとなる。
この状態でさらに蓋体4をx方向に回転させると、突部11がガイド部Gに圧入されるとともに、この圧入力によって蓋体4と容器本体1とが締結される。
なお、この発明の圧入部Aは、突部の幅とガイド部の幅との相対的な関係で決まるものである。つまり、上記第1〜3実施形態においては、ガイド部Gの突部導入幅を一定にするとともに、突部を導入方向後方に向かって徐々に幅広にしている。これに対して上記第4実施形態においては、突部の幅を一定にするとともに、ガイド部Gの突部導入幅を徐々に幅狭にしている。いずれにしても、この発明においては、突部の幅がガイド部Gの幅よりも相対的に大きくなる部分があればよい。
また、上記第4実施形態においては、溝によってガイド部Gを構成したが、上記第1〜3実施形態と同様、ガイド凸部を形成するとともに、隣り合うガイド凸部によってガイド部Gを構成してもよいこと当然である。
なお、この第5実施形態のねじ結合機構は、突部およびガイド部の構造が上記第1実施形態と異なるが、作用および効果は第1実施形態と同じである。したがって、ここでは突部およびガイド部の構造を中心に説明する。なお、第1実施形態と同じ構成要素については同じ符号を付して説明する。
図9に示す容器本体1(この発明の回転体)は、高さh1を有する開口部2の外周面2aに、複数のガイド凸部12(12a,12b,12c・・・)を形成している。このガイド凸部12は、開口部2の外周面2aから隆起した部分であり、図11の(b)に示すように、平面形状を平行四辺形にしている。また、隣り合うガイド凸部12a,12b,12c・・・間には、所定の間隔L1をもたせている。
上記ガイド凸部12aには、円周方向に位置するガイド面12a1,12a2を備え、これと同様に、ガイド凸部12bにはガイド面12b1,12b2を、ガイド凸部12cにはガイド面12c1,12c2を備えている。
そして、ガイド面12a2とガイド面12b1とが対向するとともに、ガイド面12b2とガイド面12c1とが対向するようにしている。
なお、上記したように各ガイド凸部12は、平行四辺形状に隆起しているので、各ガイド面12a1(12a2・・・)は、容器本体1の軸線に対して所定の傾斜角を有することとなり、対向する一対のガイド面は当然のこととして平行になる。そして、この対向する一対のガイド面によって、この発明のガイド部Gを構成している。
上記の構成からなるガイド部Gは、一方のガイド面12a1,12b1,12c1から突出する突出部13を形成している。したがって、この突出部13が位置する部分におけるガイド部Gの幅L2は、ガイド部Gの他の部分における幅L1よりも幅狭になる。そして、この突出部13がこの発明の圧入部Aを構成している。
すなわち、突部14は、蓋体4の内周面4aから隆起した部分であり、上記ガイド凸部12と同様、その平面形状を平行四辺形にしている。より詳細には、突部14aは、蓋体4の軸線に対して所定の傾斜角を有する一対の導入面14a1,14a2を備えてなる。これら両導入面14a1,14a2は、ガイド凸部12によって形成されるガイド面12a1,12a2の傾斜角と等しい。
また、突部14の幅L3は、ガイド部Gの突部導入幅L1と同じか、もしくは突部導入幅L1よりも僅かに小さくするとともに、L2(ガイド部Gの突出部13における幅)<L3(突部14の幅)≦L1(ガイド部Gの突部導入幅)となる寸法関係を維持している。
なお、上記ガイド部Gおよび突部14の寸法関係や構造は、各突部14a,14b,14c・・・で共通である。
容器本体1に蓋体4を固定する場合には、容器本体1の開口部2に蓋体4を被せるとともに、容器本体1に対して蓋体4をx方向に相対回転させる。
すると、突部14は、ガイド凸部12に対して相対移動しながら、図12(a)に示すように、ガイド部Gに対して図中y方向に導入されてねじ結合される。
図12(a)の状態からさらに蓋体4をx方向に回転させると、図12(b)に示すように、ねじ結合の終端部近傍で、突部14の導入方向先端部分が、突出部13に接触する。
そして、図12(b)の状態からさらに蓋体4をx方向に回転させると、図12(c)に示すように、突部14の先端部分が、突出部13を弾性変形させながらガイド部Gに圧入される。したがって、突部14がガイド部Gに圧入する際の圧入力によって、蓋体4と容器本体1とをしっかりと締結することができる。
これに対して、蓋体4と容器本体1とが締結された状態から、蓋体4を外す場合には、上記とは反対方向に蓋体4を回転させればよい。
このように、第5実施形態のねじ結合機構によっても、上記第1実施形態と同様の作用、効果を得ることができる。
また、上記第5,6実施形態においては、ねじ結合の終端部近傍において、突部14がガイド部Gに圧入されるようにしたが、図14に示す第7実施形態のように、ガイド部Gの突部導入方向先端に突出部15を形成しても構わない。このように、ガイド部Gの突部導入方向先端に突出部15を形成すれば、ねじ結合の終端部に圧入部Aを位置させることができる。
なお、突出部の形状は特に限定されるものではない。いずれにしても、ガイド部に導入される突部の幅よりも、突出部における突部導入幅が大きくなればよい。
なお、この第8実施形態のねじ結合機構は、突部およびガイド部の構造が上記第1実施形態と異なるが、他の構造は上記第1実施形態のねじ結合機構と同じである。したがって、ここでは突部およびガイド部の構造を中心に説明することとする。なお、第1実施形態と同じ構成要素については同じ符号を付して説明する。
図15に示す容器本体1(この発明の一方の回転体)は、高さh1を有する開口部2の外周面2aに、複数のガイド凸部16(16a,16b,16c・・・)を形成している。このガイド凸部16は、開口部2の外周面2aから隆起した部分であり、図17の(b)に示すように、平面形状を平行四辺形にしている。また、隣り合うガイド凸部16a,16b,16c・・・間には、所定の間隔L1をもたせている。
上記ガイド凸部16aには、円周方向に位置するガイド面16a1,16a2を備え、これと同様に、ガイド凸部16bにはガイド面16b1,16b2を、ガイド凸部16cにはガイド面16c1,16c2を備えている。
そして、ガイド面16a2とガイド面16b1とが対向するとともに、ガイド面16b2とガイド面16c1とが対向するようにしている。
なお、上記したように各ガイド凸部16は、平行四辺形状に隆起しているので、各ガイド面16a1(16a2・・・)は、容器本体1の軸線に対して所定の傾斜角を有することとなり、対向する一対のガイド面は当然のこととして平行になる。そして、この対向する一対のガイド面によって、この発明のガイド部Gを構成している。
上記の構成からなるガイド部Gであって、その突部導入方向先端近傍には、一方のガイド面16a2,16b2,16c2から突出する嵌め込み凸部17を形成している。したがって、この嵌め込み凸部17が位置する部分におけるガイド部Gの幅L2は、ガイド部Gの他の部分における幅L1よりも幅狭になる。
すなわち、突部18は、蓋体4の内周面4aから隆起した部分であり、上記ガイド凸部16と同様、平面形状を平行四辺形にしている。より詳細には、突部18aは、蓋体4の軸線に対して所定の傾斜角を有する一対の導入面18a1,18a2を備えてなる。これら両導入面18a1,18a2は、ガイド凸部16によって形成されるガイド面16a1,16a2の傾斜角と等しい。
また、突部18の幅L3は、ガイド部Gの突部導入幅L1とほぼ等しくするとともに、L2(ガイド部Gの嵌め込み凸部17における幅)<L3(突部18の幅)≦L1(ガイド部Gの突部導入幅)となる寸法関係を維持している。
なお、上記ガイド部Gおよび突部18の寸法関係や構造は、各突部18a,18b,18c・・・で共通である。
容器本体1に蓋体4を固定する場合には、容器本体1の開口部2に蓋体4を被せるとともに、容器本体1に対して蓋体4をx方向に相対回転させる。
すると、突部18は、ガイド凸部16に対して相対移動しながら、図18(a)に示すように、ガイド部Gに対して図中y方向に導入されてねじ結合される。
図18(a)の状態から蓋体4をx方向にさらに回転させると、図18(b)に示すように、ねじ結合の終端部近傍で、突部18の導入方向先端部分が嵌め込み凸部17に接触する。そして、さらに蓋体4をx方向に回転させると、突部18の先端部分が、嵌め込み凸部17を弾性変形させながら、ガイド部Gに導入されていく。
そして、図18(c)に示すように、ねじ結合の終端部において、上記嵌め込み凸部17が嵌め込み凹部19に嵌合し、蓋体4と容器本体1とがしっかりと締結される。
これに対して、蓋体4と容器本体1とが締結された状態から、蓋体4を上記と反対方向に回転させれば、突部18の先端部分が嵌め込み凸部17を乗り越えて、蓋体4を容器本体1から外すことができる。
なお、上記第8実施形態においては、嵌め込み凸部17および突部18のいずれか一方または双方が弾性変形する素材でなければならない。
また、上記第8実施形態のねじ結合機構は、嵌め込み凸部17と嵌め込み凹部19とを嵌合させているので、上記第1〜7実施形態のような圧入部Aを設けなくても、二つの部材をしっかりと締結することができる。
ただし、例えば、突部18をその導入方向後方に向かって徐々に幅広にする等して、圧入部Aを設けてもよい。つまり、嵌め込み凸部および嵌め込み凹部と、圧入部Aとを並存させて、重畳的に締結力を発揮させれば、両部材が一層外れにくくなる。つまり、上記第1〜7実施形態において、圧入部Aを有する突部およびガイド部に、嵌め込み凹部および嵌め込み凸部を形成すれば、一層締結力を強固にすることができる。
したがって、ねじ結合の終端部近傍とは、当該ねじ結合機構が用いられる製品で必要とされるねじ結合距離を確保した位置であればよい。
4 回転体である蓋体
5,8,11,14,18 突部
17 嵌め込み凸部
19 嵌め込み凹部
A 圧入部
G ガイド部
Claims (7)
- 一方の回転体と、他方の回転体とをねじ結合させるとともに、いずれか一方の回転体に突部を形成し、いずれか他方の回転体に上記突部が導入されるガイド部を形成し、両回転体を相対回転させることによって、上記突部がガイド部に導入されて、両回転体がねじ結合されるねじ結合機構において、上記突部またはガイド部には、ねじ結合の終端部あるいはその近傍で、突部の幅がガイド部の突部導入幅よりも相対的に大きくなる圧入部を設けたねじ結合機構。
- 一方の回転体と、他方の回転体とをねじ結合させるとともに、いずれか一方の回転体に突部を形成し、いずれか他方の回転体に上記突部が導入されるガイド部を形成し、両回転体を相対回転させることによって、上記突部がガイド部に導入されて、両回転体がねじ結合されるねじ結合機構において、上記突部には、その導入方向先端部あるいはその近傍に嵌め込み凹部を形成する一方、上記ガイド部には、上記嵌め込み凹部に対応する嵌め込み凸部を形成し、ねじ結合の終端部あるいはその近傍で、上記嵌め込み凸部と嵌め込み凹部とが嵌合する構成にしたねじ結合機構。
- 上記突部は、ガイド部への導入方向後方に向かって徐々に幅広にするとともに、上記ガイド部の突部導入幅よりも幅広になる部分を設けた請求項1または2に記載のねじ結合機構。
- 上記ガイド部は、上記突部の導入方向前方に向かって徐々に幅狭にするとともに、上記突部の導入方向先端の幅よりも幅狭になる部分を設けた請求項1または2に記載のねじ結合機構。
- 上記突部はその平面形状を円形にした請求項4記載のねじ結合機構。
- 上記ガイド部あるいは突部のいずれか一方であって、ねじ結合の終端部あるいはその近傍に突出部を形成し、この突出部によって上記突部がガイド部に圧入される構成にした請求項1または2に記載のねじ結合機構。
- 上記ガイド部は、両回転体の軸線に対して40度〜70度傾斜させた請求項1〜6記載のねじ結合機構。
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