JP2011106578A - 多条ねじ - Google Patents

Abstract

【課題】多条ねじの回転する力を軽減し、かつ締め付けた後の緩み止めを行うこと。
【解決手段】雄ねじ１３または雌ねじのねじ山が、高いねじ山１３ａと、低いねじ山１３ｂを有する多条ねじ１２であり、高いねじ山１３ａは、両側のフランクのうち、締結状態において圧接側となる圧接側フランクについて、高いねじ山１３ａの頂部２５ａ側に平坦フランク部と、この平坦フランク部に続く圧接側フランク部とを形成したことを特徴とする多条ねじ。
【選択図】図１

Description

この発明は、少ない回転数で、ワンタッチ感覚で係合して締付が完了するように構成された多条ねじに関する。

従来、ねじ自身でねじ立てができる締結用ねじとしてタッピンねじがあり、このタッピンねじは、ねじ山を構成している螺旋の数によって１条ねじ、２条ねじ、多条ねじと呼ばれているが、２条ねじ以上を多条ねじと呼び、多条ねじには２条ねじも含まれ、少ない回転数のワンタッチ感覚で係合が完了し、又は離脱するように構成される（特許文献１）。

例えば、タッピンねじとして、ねじ山間に形成される谷の谷底側部分を円弧状とするとともに、ねじ山の山頂側部分も円弧状とし、かつ谷底側部分と山頂側部分とを直接つなげて両者間に直線状部を設けないか、または谷底側部分と山頂側部分との間にねじ山の高さｈの２０％以下の長さの直線状部を設け、相手材にねじ込まれて相手材にねじ立てする際、相手材の塑性流動が円滑に行われるとともに、相手材の内部構造を切断・破壊したりしないようにするものがある（特許文献２）。

特開平１１−２４７８１８号公報 特開２００９−１９１９３０号公報

このように多条ねじが締結に用いられ、相手材にねじ込まれて相手材にねじ立てする際、相手材の塑性流動が円滑に行われるとともに、相手材の内部構造を切断・破壊したりしないようにするものがあるが、ねじ山間に形成される谷の谷底側部分を円弧状とするとともに、ねじ山の山頂側部分も円弧状としているために、締め付けた後にねじが次第に緩むおそれがある。

この発明は、このような実情に鑑みてなされたもので、多条ねじの回転する力を軽減し、かつ締め付けた後の緩み止めを行うことができるようにした多条ねじを提供することを目的とする。

前記課題を解決し、かつ目的を達成するために、この発明は、以下のように構成した。

請求項１に記載の発明は、雄ねじのねじ山が、高いねじ山と、低いねじ山を有する多条ねじであり、
前記高いねじ山は、両側のフランクのうち、締結状態において圧接側となる圧接側フランクについて、前記高いねじ山の頂部側に平坦フランク部と、この平坦フランク部に続く圧接側フランク部とを形成したことを特徴とする多条ねじである。

請求項２に記載の発明は、前記低いねじ山は、両側のフランクのうち、締結状態において圧接側となる圧接側フランクについて、前記低いねじ山の先端側に平坦フランク部と、この平坦フランク部に続く圧接側フランク部とを形成したことを特徴とする請求項１に記載の多条ねじである。

請求項３に記載の発明は、前記低いねじ山は、両側のフランクのうち、締結状態において圧接側となる圧接側フランクの傾斜と、非圧接側となる非圧接側フランクの傾斜を対称に形成したことを特徴とする請求項１に記載の多条ねじである。

請求項４に記載の発明は、前記低いねじ山は、両側のフランクのうち、締結状態において圧接側となる圧接側フランクの傾斜と、非圧接側となる非圧接側フランクの傾斜を非対称に形成したことを特徴とする請求項１に記載の多条ねじである。

請求項５に記載の発明は、前記低いねじ山の頂部を、前記高いねじ山の平坦フランク部の高さ方向の幅内に位置させたことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の多条ねじである。

前記構成により、この発明は、以下のような効果を有する。

請求項１に記載の発明では、雄ねじまたは雌ねじのねじ山が、高いねじ山と、低いねじ山を有する多条ねじであり、高いねじ山と、低いねじ山を有することによって、ねじ込み時には、相手材の塑性流動が円滑に行われるとともに、相手材の内部構造を切断・破壊したりしないようにし容易にねじ込むことができる。しかも、最終的にねじ込んで締め付けるねじの締結時には、高いねじ山が相手材に喰い込み、或いは弾性変形または塑性変形を行うことにより大きな摩擦力を発生し、十分大きな摩擦力によって確実な緩み止めを行うことができる。また、低いねじ山によって、高いねじ山と高いねじ山とのピッチ間の部分の肉厚を十分に確保でき、しかも低いねじ山によって割れが生じることなく摩擦力を発生し、この摩擦力によって確実な緩み止めを行うことができる。

請求項２に記載の発明では、低いねじ山が、高いねじ山と同じ構成であり、低いねじ山によっても、締結時には、低いねじ山の頂部を、高いねじ山の平坦フランク部の高さ方向の幅内に位置させたことで、高いねじ山と高いねじ山とのピッチ間の部分の肉厚を十分に確保でき、しかも低いねじ山によって割れが生じることなく相手材に喰い込み、或いは弾性変形または塑性変形を行うことにより摩擦力を発生し、この摩擦力によって確実な緩み止めを行うことができる。

請求項３に記載の発明では、低いねじ山が、圧接側となる圧接側フランクンの傾斜と、非圧接側となる非圧接側フランクの傾斜を対称に形成した構成であり、低いねじ山によっても、締結時には、高いねじ山と高いねじ山とのピッチ間の部分の肉厚を十分に確保でき、しかも低いねじ山によって割れが生じることなく相手材に喰い込み、或いは弾性変形または塑性変形を行うことにより摩擦力を発生し、この摩擦力によって確実な緩み止めを行うことができる。

請求項４に記載の発明では、低いねじ山が、圧接側となる圧接側フランクの傾斜と、非圧接側となる非圧接側フランクの傾斜を非対称に形成した構成であり、低いねじ山によっても、締結時には、高いねじ山と高いねじ山とのピッチ間の部分の肉厚を十分に確保でき、しかも低いねじ山によって割れが生じることなく相手材に喰い込み、或いは弾性変形または塑性変形を行うことにより摩擦力を発生し、この摩擦力によって確実な緩み止めを行うことができる。

請求項５に記載の発明では、低いねじ山の頂部を、高いねじ山の平坦フランク部の高さ方向の幅内に位置させたことで、高いねじ山と高いねじ山とのピッチ間の部分の肉厚を十分に確保でき、低いねじ山によって割れが生じることなく摩擦力を発生し、この摩擦力によって確実な緩み止めを行うことができる。

第１の実施の形態の２条ねじの側面図である。 ２条ねじの締結状態の全体構成を示す断面図である。 ２条ねじの締結状態の作用を示す図である。 第２の実施の形態の２条ねじを示す図である。 第３の実施の形態の２条ねじを示す図である。

以下、この発明の多条ねじの実施の形態について説明する。この発明の実施の形態は、発明の最も好ましい形態を示すものであり、この発明はこれに限定されない。この実施の形態では、多条ねじとして、２条ねじについて説明するが、２条ネジを含み、２条ねじに限定されない。
（第１の実施の形態）
この第１の実施の形態を、図１乃至図３に基づいて説明する。図１は２条ねじの側面図、図２は２条ねじの締結状態の全体構成を示す断面図、図３は２条ねじの締結状態の作用を示す図である。この実施の形態の２条ねじ１２は、図２（ａ）に示されるように、被固定部材１０に形成した貫通孔１１に２条ねじ１２の雄ねじ１３を挿通し、支持部材１４にねじ込んで締め付けることにより、被固定部材１０を支持部材１４と２条ねじ１２の頭部１６の裏面１７との間に挟んで固定して支持した例を示している。

ここで用いられる２条ねじ１２は、図２（ｂ）の図２（ａ）のＡ−Ａ断面図に示されるような断面円形の通常のねじが用いられるほか、特に被固定部材１０が樹脂等の比較的柔らかい素材の時には、図２（ｃ）の図２（ａ）のＡ−Ａ断面図に示されるような断面がおむすび型のねじが用いられることもある。この発明はこのような断面おむすび型のねじにも有効に利用されるほか、他の種々の形式のねじにも用いることができる。

この実施の形態の２条ねじ１２は、雄ねじ１３の高いねじ山１３ａと、低いねじ山１３ｂを有する多条ねじである。まず、高いねじ山１３ａの構成について説明すると、図３に示すように、雄ねじ１３の高いねじ山１３ａの頂部２５ａにおける雄ねじ圧接側フランク側に平坦フクランク部２６ａを形成し、その平坦フクランク部２６ａのねじ内側方向端部２７ａから雄ねじ圧接側フランク部２３ａを立ち上げることによって雄ねじ圧接側フランク２８ａを構成している。

これらの雄ねじ圧接側フランク部２３ａと平坦フクランク部２６ａからなる雄ねじ圧接側フランク２８ａは、図示の実施の形態では平坦フクランク部２６ａを、雄ねじ軸線方向に直角な面をなして平坦部分を形成する例を示したが、この面は必ずしも直角な面である必要はなく、適宜の緩傾斜をなすように構成しても、後述するような作用を行わせることもできる。

次に、低いねじ山１３ｂの構成について説明すると、図３に示すように、雄ねじ１３の低いねじ山１３ｂの頂部２５ｂにおける雄ねじ圧接側フランク側に平坦フクランク部２６ｂを形成し、その平坦フクランク部２６ｂのねじ内側方向端部２７ｂから雄ねじ圧接側フランク部２３ｂを立ち上げることによって雄ねじ圧接側フランク２８ｂを構成している。

また、低いねじ山１３ｂの頂部２５ｂを、図１に示すように、高いねじ山１３ａの平坦フランク部２６ａの高さ方向の幅Ｗ内に位置させている。この低いねじ山１３ｂの高さＨ１は、高いねじ山１３ａの高さＨ２に対して１０％〜１５％低いことが好ましく、さらに１２％〜１３％低いことがより好ましい。このように、低いねじ山１３ｂの頂部２５ｂを、高いねじ山１３ａの平坦フランク部２６ｂの高さ方向の幅Ｗ内に位置させたことで、高いねじ山１３ａと高いねじ山１３ａとのピッチ間の部分の肉厚を十分に確保でき、低いねじ山１３ｂによって割れが生じることなく摩擦力を発生し、この摩擦力によって確実な緩み止めを行うことができる。

これらの雄ねじ圧接側フランク部２３ｂと平坦フクランク部２６ｂからなる雄ねじ圧接側フランク２８ｂは、図示の実施の形態では平坦フクランク部２６ｂを、雄ねじ軸線方向に直角な面をなして平坦部分を形成する例を示したが、この面は必ずしも直角な面である必要はなく、雌ねじ圧接側フランク２４ｂよりも緩い傾斜であるならば、適宜の緩傾斜をなすように構成しても、後述するような作用を行わせることもできる。

このように雄ねじ１３の高いねじ山１３ａと、低いねじ山１３ｂを有する２条ねじ１２を、図３（ａ）に示すように支持部材１４に対してねじ込んでいくとき、ねじ込み側フランクにかかる力よりも充分に小さな力で接触可能に設定しているので、両圧接側フランク間においては特に大きな摩擦を発生することなくねじ込まれていく。このとき、相手材の支持部材１４に対しては、支持部材１４の塑性流動が円滑に行われるとともに、支持部材１４の内部構造を切断・破壊したりしないようにし容易にねじ込むことができる。

その後のねじ込みにより、図３（ｂ）に示すように、雄ねじ１３の頭部１６の裏面１７が被固定部材１０の表面に当接すると、雄ねじ１３の高いねじ山１３ａの頂部２５ａと平坦フクランク部２６ａとの交点である平坦フクランク部２６ａの先端角部３０ａと、雄ねじ１３の低いねじ山１３ｂの頂部２５ｂと平坦フクランク部２６ｂとの交点である平坦フクランク部２６ｂの先端角部３０ｂが、支持部材１４が樹脂財の場合には、支持部材１４に喰い込み、或いは支持部材１４が雄ねじ１３と同程度の硬度の金属製である場合には、弾性変形または塑性変形を行うことにより摩擦力を発生し、この摩擦力によって確実な緩み止めを行うことができる。

このようなねじ締結時における先端角部３０ａ，３０ｂと基端角部３１ａ，３１ｂの喰い込み状態、或いは弾性変形及び塑性変形の状態は、雌ねじ圧接側フランク２４ａ，２４ｂと雄ねじ圧接側フランク部２３ａ，２３ｂとの角度差により、更には両部材の素材の相違等によって異なるため、このねじ部材の使用環境等によって予め適切な値に設定する。

（第２の実施の形態）
次に、第２の実施の形態を、図４に基づいて説明する。この実施の形態の２条ねじ１２は、雄ねじ１３の高いねじ山１３ａと、低いねじ山１３ｃを有する多条ねじであり、高いねじ山１３ａの構成は、第１の実施の形態と同様に構成されるから、同じ符号を付して説明を省略する。

低いねじ山１３ｃは、両側のフランクのうち、締結状態において圧接側となる圧接側フランク５０ｃの傾斜と、非圧接側となる非圧接側フランク５１ｃの傾斜α１，α２として同じ角度として対称に形成している。

この実施の形態においても、低いねじ山１３ｃの頂部２５ｃを、高いねじ山１３ａの平坦フランク部２６ａの高さ方向の幅Ｗ内に位置させる等、第１の実施の形態と同様に構成され、低いねじ山１３ｃによっても、締結時には、支持部材１４に喰い込み、或いは弾性変形または塑性変形を行うことにより摩擦力を発生し、この摩擦力によって確実な緩み止めを行うことができる。

（第３の実施の形態）
次に、第３の実施の形態を、図５に基づいて説明する。この実施の形態の２条ねじ１２は、雄ねじ１３の高いねじ山１３ａと、低いねじ山１３ｄを有する多条ねじであり、高いねじ山１３ａの構成は、第１の実施の形態と同様に構成されるから、同じ符号を付して説明を省略する。

低いねじ山１３ｄは、両側のフランクのうち、締結状態において圧接側となる圧接側フランク６０ｄの傾斜と、非圧接側となる非圧接側フランク６１ｄの傾斜α３，α４として角度を変えて非対称に形成している。この実施の形態では、圧接側となる圧接側フランク６０ｄの傾斜より、非圧接側となる非圧接側フランク６１ｄの傾斜を大きく形成しているが、非圧接側となる非圧接側フランク６１ｄの傾斜を小さく形成してもよい。

この実施の形態においても、低いねじ山１３ｄの頂部２５ｄを、高いねじ山１３ａの平坦フランク部２６ａの高さ方向の幅Ｗ内に位置させる等、第１の実施の形態と同様に構成され、低いねじ山１３ｄによっても、締結時には、支持部材１４に喰い込み、或いは弾性変形または塑性変形を行うことにより摩擦力を発生し、この摩擦力によって確実な緩み止めを行うことができる。

この発明は、少ない回転数で、ワンタッチ感覚で係合して締付が完了するように構成された多条ねじに適用可能であり、多条ねじの回転する力を軽減し、かつ締め付けた後の緩み止めを行うことができる。

１０ 被固定部材
１２ ２条ねじ
１３ 雄ねじ
１３ａ 高いねじ山
１３ｂ 低いねじ山
１４ 支持部材
１６ ２条ねじ１２の頭部
１７ ２条ねじ１２の裏面
２３ａ 雄ねじ圧接側フランク部
２４ａ 雌ねじ圧接側フランク
２５ａ 高いねじ山１３ａの頂部
２５ｂ 低いねじ山１３ａの頂部
２６ａ，２６ｂ 平坦フクランク部

Claims (5)

1. 雄ねじのねじ山が、高いねじ山と、低いねじ山を有する多条ねじであり、
   前記高いねじ山は、両側のフランクのうち、締結状態において圧接側となる圧接側フランクについて、前記高いねじ山の頂部側に平坦フランク部と、この平坦フランク部に続く圧接側フランク部とを形成したことを特徴とする多条ねじ。
2. 前記低いねじ山は、両側のフランクのうち、締結状態において圧接側となる圧接側フランクについて、前記低いねじ山の先端側に平坦フランク部と、この平坦フランク部に続く圧接側フランク部とを形成したことを特徴とする請求項１に記載の多条ねじ。
3. 前記低いねじ山は、両側のフランクのうち、締結状態において圧接側となる圧接側フランクの傾斜と、非圧接側となる非圧接側フランクの傾斜を対称に形成したことを特徴とする請求項１に記載の多条ねじ。
4. 前記低いねじ山は、両側のフランクのうち、締結状態において圧接側となる圧接側フランクの傾斜と、非圧接側となる非圧接側フランクの傾斜を非対称に形成したことを特徴とする請求項１に記載の多条ねじ。
5. 前記低いねじ山の頂部を、前記高いねじ山の平坦フランク部の高さ方向の幅内に位置させたことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の多条ねじ。