JP2012007723A

JP2012007723A - ねじ

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Publication number: JP2012007723A
Application number: JP2010180116A
Authority: JP
Inventors: Katsuyuki Totsu; 勝行戸津
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Priority date: 2010-05-27
Filing date: 2010-08-11
Publication date: 2012-01-12
Anticipated expiration: 2030-08-11
Also published as: JP5627951B2

Abstract

【課題】各種の素材に対して円滑なねじ締めを行うことができると共に、ねじの締結を確実に行うことができる作業性の良好なタッピン機能と、ねじ締め後における緩み止め機能を有効に発揮することができるねじを提供する。
【解決手段】ねじ軸部１４のねじ山１６のピッチをタッピン可能な寸法に形成し、ねじ山１６のロードフランク（リアフランク）１８の中間のほぼ１／３の位置を変向点１７とし、またねじ山１６のリアフランク（ロードフランク）２０の中間のほぼ１／２の位置を変向点１９として、ねじ山の外側面角度αを２８°以下に形成すると共に内側面角度βをほぼ鉛直に形成し、特に前記リアフランク（ロードフランク）の外側面をねじ軸に対してほぼ垂直面２０ａとし、前記ロードフランク（リアフランク）の外側面先端部分１８ａを前記垂直面２０ａに対し３０°〜４５°の角度γに形成した構成からなる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ねじ山の外形を円柱状の構成とすると共に、ねじ山の先端を鋭利な刃物に近似する形状として、樹脂や金属等の多種類に亘るねじ取付け対象物に対して、それぞれ容易かつ円滑にして、しかも確実にねじ締めを行うことができるタッピン機能と緩み止め機能とを備えたねじに関するものである。

今日、例えば、パソコン、携帯電話機、デジタルカメラ、液晶テレビ、プラズマテレビ、プリンタ、複写機、その他のコンピュータシステムを搭載した各種の電子機器においては、それぞれ小型コンパクト化、軽量化、薄型化等の要求から、それらの組立て部品としての板材として、アルミニウム合金やマグネシウム合金あるいはプラスチック等が広く使用されている。従って、これらの製品の組立てには、多種類の寸法からなるねじが使用されると共に、それぞれ多量のねじを使用して、迅速にして確実かつ適正なねじの取付け並びにねじ締め作業を行うことが必要である。

従来、このような小型のねじを使用して製品の組立てを行う場合、タッピンねじが一般的に使用されている。すなわち、タッピンねじは、組立て部品において、予め設けられた下穴に位置決めしてねじ込むことにより、前記下穴に雌ねじを成形しながらねじ込みが行われて部品を固定することができる。しかし、この場合、雌ねじの成形時に発生する摩擦熱や成形粉が、例えば電子部品に対し損傷や故障を生じる原因となる難点がある。

また、従来において、木材端部に木ねじをねじ込むに際し、ねじ下穴を穿設しないか、または穿設した下穴が細い場合に、無理をしてねじ込むと木材に亀裂が入ることから、これを防止するために、ねじ山を扁平なものにして木材組織の押し広げ量を少なくすべきであるとの観点から、ねじ山の角度を３５°以下にすればねじ込み力が半減し、かつ木材の亀裂現象が著減し、ねじ山角度を２５°以下にすればねじ山の強度が著しく低下するとの実験結果を得て、ねじ山の角度αを２５〜３５°の扁平なものとするに当り、前記扁平ねじ山の付根部両側に、ねじ山を補強しかつ転造時に母材金属の盛り上がりをよくするために、前記ねじ山角度αの２倍の角度βにした傾斜面を設けて、付根部のみを肉厚上に形成したねじが提案されている（特許文献１参照）。

その後、樹脂にねじ込むためのタッピンねじを備えたねじとして、ねじ山の断面がナイフの刃状に形成されている自己切削性ねじ山を備えたねじが提案されている（特許文献２参照）。
すなわち、この特許文献２に記載のねじは、冷間転造により形成され、樹脂にねじ込むためのタッピンねじを備え、そのねじ山がナイフの刃状に形成されているねじにおいて、(1) ねじ山の面がほぼ中間の１／３の位置に内側に向いた屈曲を備え、(2) 約３０度の外側面角度（α）と内側面角度（β）を形成し、(3) 内側面角度（β）は平均して外側面角度（α）の１／３とほぼ等しいか大きいことを特徴とするものである。

前記構成からなる特許文献２に記載のねじによれば、ねじの自由端を部品の穴に導入するとき、ねじ山の案内先端はその端面が部品の材料に押し付けられ、このとき端面は基準線が持つ角度βおよび角度βによる切削刃のねじ山頂点への折れ曲がり、すなわちねじ山頂点に繋がる切削刃により部品の材料を切削する。これにより材料は、主として端面の向いた方向すなわちねじ山の片面側のみに押し付けられるように排出され、一方別のねじ山面には材料の排出は殆ど生じない。また、ねじ山による切削と共に、端面に続く部分にねじがさらにねじ込まれるための自由空間が生じ、部品の材料は端面の反対側のねじ山の面に十分に押し付けられる。従って、このねじを使用する場合に、この現象は引き抜き力に有利に作用する。すなわち、部品の材料がねじ山面の片側に分配され、材料の排出が阻止される部分の材料の組成により、強度はほぼ完全に維持されることが記載されている。

また、シートメタル材へのねじ込みに好適なねじとして、ねじ込みに際して、シートメタル材から押し出される材料が、実質的にねじ込み方向すなわちねじ頭部とは反対側のシートメタル材側に集中してサポートを形成する形状を有し、さらに締め付け後、そのねじは引き抜き力に対して高い抵抗を示すように構成したセルフタッピンねじが提案されている（特許文献３参照）。

すなわち、この特許文献３に記載のねじは、ねじ軸の後部領域（ねじ頭部側）において、ねじ山を実質的に円柱状外径を有し、また前部領域においてはねじ先端へ延長すると共に、外径が減少するセルフタッピンねじであって、前記ねじ山は、後部領域および前部領域において、ねじ山頂で測定されるフランク角（α、γ）の二等分線に関して非対称な軸断面を有し、前記軸断面は基底軸の軸方向コースに対して傾斜し、前記軸断面は後部領域（第１断面）から前部領域（第２断面）へ変向し、前記二等分線は前部領域においてねじ頭部側へ傾斜し、ねじ山軸断面の変向点は、第１断面が実質的に後部領域にあり、第２断面が実質的に前部領域にあるように位置することを特徴とするものである。

前記構成からなる特許文献３に記載のねじによれば、ねじがシートメタルにねじ込まれるに従い、前部領域のねじ山のリアフランクは、ロードフランクよりも実質的により多くの材料をねじ頭部の反対側に軸方向に移動させることができる。また、前部領域において、ロードフランクは、リアフランクよりも面積が大きくなるように設計されるから、後部領域がシートメタル材にねじ込まれると、ねじの引き抜き力に対する抵抗は非常に大きくなることが記載されている。

また、従来においては、小ねじ等によるねじ締めに際して、雄ねじと雌ねじとの間には寸法公差が設けてあることから、この寸法公差により雄ねじが緩むことが知られている。そこで、このようなねじの緩みを防止するために、雄ねじのねじ山部分に対して特殊な形状を設けたり、樹脂や接着剤などのコーティング剤を施したりする等の緩み防止機能を設けた緩み止めねじが種々提案されている。

例えば、あらゆる条件においても、雄ねじと雌ねじとを機械的螺合により強固に螺合することができ、少ない螺合部位でも安定した強い緩み防止機能を有効に発揮でき、しかも製作が容易な緩み防止ねじとして、圧力側フランク角を他方のフランク角よりも小さく形成した雄ねじの山頂部位を三点の頂点とする三角形状に形成し、この雄ねじの圧力側フランク角の傾斜面より谷径に向けて傾斜状に形成した傾斜突部を雄ねじの谷径部位に突出形成し、かつ前記雄ねじの圧力側フランク角と対向する雄ねじのフランク角との間に空間域を形成し、前記雄ねじを雌ねじに螺入する際に、前記傾斜突部を前記雌ねじの内径側先端部である山頂部位に圧接すると共に、前記雄ねじの三点の山頂部位を雌ねじの谷径側に食い込ませ、かつ雄ねじのフランク角を対向する雌ねじのフランク角に当接させた構成とするものが提案されている（特許文献４参照）。

代案として、雄ねじと雌ねじの相対的な移動によるねじ込み時には、そのねじ込みに抵抗を与える摩擦を発生することなく、最終的にねじ込んで締め付けるねじの締結時には十分大きな摩擦力あるいは喰い込み作用によって、緩み止めを行うことができるようにした締結ねじとして、雄ねじまたは雌ねじのねじ山における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対して、ねじ山の先端側に平坦フランク部と、該平坦フランク部に続く圧接側フランク部とを形成し、前記圧接側フランク部の傾斜をこれに対向する雌ねじまたは雄ねじのフランクの傾斜よりも大きく形成した構成とするものが提案されている（特許文献５参照）。

実公昭４８−２９０９号公報特表２００１−５０５２９３号公報特開２００４−１６２９０６号公報特許第４３６１１２８号公報特開２００６−５７８０１号公報

前記の従来において提案されている前記特許文献１に記載のねじは、ねじ軸部の外周に造形されるねじ山を、２５〜３５°の角度からなる扁平ねじ山とすることにより、例えば細幅の木材へのねじ込み際し、下孔を穿孔することなく直接ねじ込むことができると共に、木材に亀裂を生じることなく、繰り返し使用することができるものとされている。

しかるに、樹脂材料に使用するねじとして提案されている前記特許文献２に記載されるタッピンねじを備えたねじは、ねじ山の面がほぼ中間の１／３の位置に内側に向いた屈曲を備え、約３０度の外側面角度（α）と内側面角度（β）を形成し、前記内側面角度（β）は平均して外側面角度（α）の１／３とほぼ等しいか大きく（例えば７５度よりも小さく、または１０５度よりも大きく）することにより、樹脂材料へのねじ込みに際して発生する切り粉を、ねじ穴の内壁に詰まることなく滞留させて、ねじの引き抜き力に対抗して作用し、ねじ結合部の負荷能力に寄与するものとされている。

また、鋼板またはアルミ板等の比較的薄いシートメタルを対象とするねじとして提案されている前記特許文献３に記載のセルフタッピンねじは、ねじ山のフランク角を、ねじ頭部に近い後部領域と、ねじ先端側の前部領域において、それぞれねじ山の二等分線に関して、傾斜角およびその変向点の設定を変化させることにより、シートメタルへのねじ切りを容易にすることができるものとされている。

さらに、前記特許文献４においては、圧力側フランク角（２５°）を他方のフランク角（３０°）よりも小さく形成した雄ねじの山頂部位を三点の頂点とする三角形状に形成し、前記圧力側フランク角の傾斜面より谷径に向けて傾斜状（３８°）に形成した傾斜突部を突出形成し、前記圧力側フランク角と対向する雌ねじのフランク角との間に空間域を形成することにより、前記傾斜突部と雌ねじの内径側先端部とが圧接し、ねじ山頂は前記傾斜突部を支点として雌ねじの谷径に喰い込み、他方のフランク角側における雄ねじと雌ねじとの接触箇所は３箇所になり、絞め付け時の摺動抵抗が抑えられた状態で、雄ねじと雌ねじとの螺合方向の隙間が埋められ、これによって緩み止めを図ることができる緩み防止ねじとして提案されている。

そして、前記特許文献５においては、雄ねじまたは雌ねじのねじ山における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対して、ねじ山の先端側に平坦フランク部と、該平坦フランク部に続く圧接側フランク部とを形成し、前記圧接側フランク部の傾斜を、これに対向する雌ねじまたは雄ねじのフランクの傾斜よりも大きく形成することにより、雄ねじのねじ込み時に抵抗を与える摩擦を発生することなく、最終的にねじ込んで締め付けるねじの締結時には十分大きな摩擦力によって緩み止めを行うことができる緊締ねじとして提案されている。

従って、前記のように、従来から提案されているそれぞれのねじは、ねじを適用するねじ取付け対象物である素材の種類によって、ねじ山の形状やその構造についてそれぞれ特定の目的を持って変化、変形させるものであり、特定の形状および構造とすることにより、多種類の対象物に対してねじ込み作業を容易かつ円滑に達成することができ、しかも適正なねじの締結と共にその締結後における緩み止め機能も有効に発揮させることができるようにし、作業性に優れた多機能性を有するねじについては、未だ提案されていないばかりでなく、実施もされていない。

そこで、本発明者は、あらゆる素材に対してもねじ込み作業を円滑に行うことができると共に、ねじの締結を確実に行うことができる作業性の良好なタッピン機能を備えた、特に小ねじないし精密ねじとして有効に適用することができるねじを開発すべく種々検討並びに試作を重ねた結果、ねじ軸部のねじ山のピッチをタッピン可能な寸法に形成し、ねじ山のロードフランク（ねじ頭部側面）の中間のほぼ１／３の位置を変向点とし、またねじ山のリアフランク（ねじ軸部先端側面）の中間のほぼ１／２の位置を変向点として、ねじ山の外側面角度αを２８°以下に形成すると共に内側面角度βをほぼ鉛直に形成し、特に前記リアフランクの外側面をねじ軸部の軸線に対してほぼ垂直面とし、前記ロードフランクの外側面先端部分を前記垂直面に対し３０〜４５°の範囲の角度γに形成することにより、各種の樹脂材料やシートメタルのみならず各種木材に対して、極めて適正かつ円滑なタッピン機能を有するねじ込み作業を行うことができるねじが得られることを突き止めた。

また、前記ねじ山のロードフランク（ねじ頭部側面）とリアフランク（ねじ軸部先端側面）との関係を反転させて、リアフランク（ねじ軸部先端側面）のほぼ１／３の位置を変向点とし、ロードフランク（ねじ頭部側面）中間のほぼ１／２の位置を変向点として、ねじ山の外側面角度αを２８°以下に形成すると共に内側面角度βをほぼ鉛直に形成し、特に前記ロードフランクの外側面をねじ軸部の軸線に対してほぼ垂直面とし、前記リアフランクの外側面先端部分を前記垂直面に対し３０〜４５°の範囲の角度γに形成することによっても、前記と同様により有効なねじ込み作業を行うことができるねじが得られることを突き止めた。

この場合、前記ねじ軸部のねじ山の外側面角度αは２３°〜２８°の範囲、好ましくは２５°に設定し、また前記ねじ山の内側面角度βは８５°〜９５°の範囲、好ましくは９０°に設定し、さらに前記垂直面に対する前記ロードフランクまたはリアフランクの外側面先端部分の角度γを３５°に設定すれば、本願発明のねじとして好適であることが確認された。

また、ねじ軸部のねじ頭部側の後部領域において、基本的に前記構成からなる作業性が良好なタッピン機能を備えたねじのねじ山として形成した構成とし、またねじ軸部の先端側の前部領域において、ねじ山を一般的なねじ山角度（約６０°）に形成すると共に、前記前部領域のねじ山の外径寸法を前記後部領域のねじ山の外径寸法よりも小さく設定した構成のねじとすることにより、ねじを適用するねじ取付け対象物に設けたねじ穴に対する当初のねじ込み操作をより簡便にすることができ、しかもその後において適正かつ円滑なタッピン機能を有するねじ込み作業を行うことができると共に、ねじ締め完了後において極めて有効な緩み止め効果を発揮することができるねじが得られることを突き止めた。

従って、本発明の目的は、各種の素材に対して円滑なねじ締めを行うことができると共に、ねじの締結を確実に行うことができる作業性の良好なタッピン機能と、ねじ締め後における緩み止め機能を有効に発揮することができるねじを提供することにある。

前記の目的を達成するため、本発明の第１の実施形態に係るねじは、ねじ軸部のねじ山のピッチをタッピン可能な寸法に形成し、ねじ山のロードフランク（ねじ頭部側面）の中間のほぼ１／３の位置を変向点とし、またねじ山のリアフランク（ねじ軸部先端側面）の中間のほぼ１／２の位置を変向点として、ねじ山の外側面角度αを２８°以下に形成すると共に内側面角度βをほぼ鉛直に形成し、特に前記リアフランクの外側面をねじ軸部の軸線に対してほぼ垂直面とし、前記ロードフランクの外側面先端部分を前記垂直面に対し３０°〜４５°の角度γに形成した構成からなることを特徴とする。

また、本発明の第２の実施形態に係るねじは、ねじ軸部のねじ頭部側の後部領域において、ねじ山のピッチをタッピン可能な寸法に形成し、ねじ山のロードフランク（ねじ頭部側面）の中間のほぼ１／３の位置を変向点とし、またねじ山のリアフランク（ねじ軸部先端側面）の中間のほぼ１／２の位置を変向点として、ねじ山の外側面角度αを２８°以下に形成すると共に内側面角度βをほぼ鉛直に形成し、特に前記リアフランクの外側面をねじ軸部の軸線に対してほぼ垂直面とし、前記ロードフランクの外側面先端部分を前記垂直面に対し３０°〜４５°の角度γに形成した構成からなり、またねじ軸部の先端側の前部領域において、ねじ山を一般的なねじ山角度（約６０°）に形成し、前記前部領域のねじ山の外径寸法を前記後部領域のねじ山の外径寸法よりも小さく設定した構成からなることを特徴とする。

さらに、本発明の第３の実施形態に係るねじは、ねじ軸部のねじ山のピッチをタッピン可能な寸法に形成し、ねじ山のリアフランク（ねじ軸部先端側面）の中間のほぼ１／３の位置を変向点とし、またねじ山のロードフランク（ねじ頭部側面）の中間のほぼ１／２の位置を変向点として、ねじ山の外側面角度αを２８°以下に形成すると共に内側面角度βをほぼ鉛直に形成し、特に前記ロードフランクの外側面をねじ軸部の軸線に対してほぼ垂直面とし、前記リアフランクの外側面先端部分を前記垂直面に対し３０°〜４５°の角度γに形成した構成からなることを特徴とする。

本発明の第１の実施形態に係るねじによれば、ねじ軸部におけるねじ山の外径寸法を、一般的にねじ取付け対象物に設けられるねじ穴に形成される雌ねじのねじ溝（ねじ溝角度は約６０°）における谷径寸法より若干大きく設計することにより、前記ねじのねじ山として構成された、リアフランクの外側面の垂直面と、この垂直面に対し３０°〜４５°の角度γに形成されたロードフランクの外側面先端部分が刃物の刃先のように作用し、前記ねじ取付け対象物のねじ穴に形成された雌ねじの溝内へ、円滑に切り込むようにしてねじ込むことができる。従って、本発明の第１の実施形態に係るねじによれば、各種の素材に対して円滑なねじ締めを行うことができると共に、ねじの締結を確実に行うことができる作業性の良好なタッピン機能を有することから、ねじ穴に雌ねじが形成されていないねじ取付け対象物に対しても、適正なねじ込み作業を容易に達成することができる。また、前述したように、ねじ山の外側部分がねじ穴に対して切り込むようにねじ込まれると共に、ねじ穴の雌ねじの溝内との間において適正なスペースを保持していることから、本実施形態のねじを各種のねじ取付け対象物へねじ込み操作するに際して、切り粉の発生およびその周辺に対する落下飛散等の弊害を有効に防止することができると共に、ねじ込み取付け後における緩み止め効果も十分に発揮させることができる。

また、本発明の第２の実施形態に係るねじによれば、ねじ軸部のねじ頭部側の後部領域において、基本的に前記構成からなる作業性が良好なタッピン機能を備えたねじのねじ山として形成した構成とし、またねじ軸部の先端側の前部領域において、ねじ山を一般的なねじ山角度に形成すると共に、前記前部領域のねじ山の外径寸法を前記後部領域のねじ山の外径寸法よりも小さく設定した構成とすることにより、一般的なねじ穴が形成されたねじ取付け対象物へのねじ込み作業を行う場合、前記ねじ穴に対する初期のねじ込み操作において、本実施形態のねじのねじ軸部の先端を迅速にして円滑かつ適正にねじ込むことができる。そして、その後のねじ込み操作においては、前述した実施形態のねじと同様にして、各種の素材に対して円滑なねじ締めを行うことができると共に、ねじの締結を確実に行うことができる。また、ねじ山の外側部分がねじ穴に対して切り込むようにねじ込まれると共に、ねじ穴の雌ねじの溝内との間において適正なスペースを保持していることから、本実施形態のねじを各種のねじ取付け対象物へねじ込み操作するに際して、切り粉の発生およびその周辺に対する落下飛散等の弊害を有効に防止することができると共に、ねじ込み取付け後における緩み止め効果も十分に発揮させることができる。

さらに、本発明の第３の実施形態に係るねじによれば、ねじ軸部におけるねじ山の外径寸法を、一般的にねじ取付け対象物に設けられるねじ穴に形成される雌ねじのねじ溝（ねじ溝角度は約６０°）における谷径寸法より若干大きく設計することにより、前記ねじのねじ山として構成された、ロードフランクの外側面の垂直面と、この垂直面に対し３０°〜４５°の角度γに形成されたリアフランクの外側面先端部分が刃物の刃先のように作用し、前記ねじ取付け対象物のねじ穴に形成された雌ねじの溝内へ、円滑に切り込むようにしてねじ込むことができる。従って、本発明の第１の実施形態に係るねじによれば、各種の素材に対して円滑なねじ締めを行うことができると共に、ねじの締結を確実に行うことができる作業性の良好なタッピン機能を有することから、ねじ穴に雌ねじが形成されていないねじ取付け対象物に対しても、適正なねじ込み作業を容易に達成することができる。また、前述したように、ねじ山の外側部分がねじ穴に対して切り込むようにねじ込まれると共に、ねじ穴の雌ねじの溝内との間において適正なスペースを保持していることから、本実施形態のねじを各種のねじ取付け対象物へねじ込み操作するに際して、切り粉の発生およびその周辺に対する落下飛散等の弊害を有効に防止することができると共に、ねじ込み取付け後における緩み止め効果も十分に発揮させることができる。

本発明に係る第１の実施形態のねじを示す外観側面図である。図１の第１の実施形態のねじの縦断面図である。図１に示すねじのＡ−Ａ部分の拡大側面図である。図２に示すねじのＢ−Ｂ部分の拡大断面図である。図１の第１の実施形態のねじをねじ取付け対象物のねじ穴へねじ込む状態を示す要部断面説明図である。本発明に係る第２の実施形態のねじを示す外観側面図である。図６の第２の実施形態のねじをねじ取付け対象物のねじ穴へねじ込む状態を示す要部断面説明図である。本発明に係る第３の実施形態のねじを示す外観側面図である。図８の第３の実施形態のねじの縦断面図である。図９に示すねじのＣ−Ｃ部分の拡大断面図である。図８の第３の実施形態のねじをねじ取付け対象物のねじ穴へねじ込む状態を示す要部断面説明図である。

次に、本発明に係るねじの実施形態につき、添付図面を参照しながら以下詳細に説明する。

図１ないし図４は、本発明に係る第１の実施形態のねじ１０Ａを示すものであって、それぞれ外観側面図、縦断面図、Ａ−Ａ部分の拡大側面図、Ｂ−Ｂ部分の拡大断面図を示すものである。図１ないし図４において、本実施形態のねじ１０Ａは、頂面にビット嵌合溝１３を設けたねじ頭部１２と、ねじ山１６のピッチをタッピン可能な寸法に設定すると共に全長に亘ってほぼ等円径に精密加工されたねじ軸部１４とから構成されている。

そこで、本実施形態のねじ１０Ａのねじ山１６の形状は、図３および図４に示すように、ねじ山１６のロードフランク（ねじ頭部１２側面）１８の中間のほぼ１／３の位置を変向点１７とし、またねじ山１６のリアフランク（ねじ軸部１４先端側面）２０の中間のほぼ１／２の位置を変向点１９として、ねじ山１６の外側面角度αを２８°以下に形成すると共に、内側面角度βをほぼ鉛直に形成し、特に前記リアフランク２０の外側面をねじ軸部１４の軸線に対して約５°からなるほぼ垂直面２０ａとし、前記ロードフランク１８の外側面先端部分１８ａを前記垂直面２０ａに対し３０°〜４５°の範囲、好ましくは３５°の角度γに形成した構成からなる。

なお、前記構成からなる本実施形態のねじ１０Ａにおいて、前記ねじ軸部１４のねじ山１６の外側面角度αは２３°〜２８°の範囲、好ましくは２５°に設定し、また前記ねじ山１６の内側面角度βは８５°〜９５°の範囲、好ましくは９０°に設定することができる（図４参照）。なお、前記内側面角度βは、図示例において、β＝１８０°−〔δ（約４５°）＋ε（約４５°）〕として規定される。

従って、このように構成される本実施形態のねじ１０Ａは、その構成上の特徴から反復使用可能な強靭性を備えると共に、前述したねじの設計に基づく形状構成とした転造ダイスにより、容易に製造することができる。また、前記転造ダイスは、この種のねじの量産に伴う連続的な使用に際しても、製品の劣化を招くことなく、長期間の使用に耐える長寿命化を達成することができる。

このように構成された本実施形態のねじ１０Ａによれば、図５に示すように、ねじ取付け対象物３０に設けたねじ穴３２に対してねじ込む場合、ねじ穴３２に予め形成した雌ねじ３４に対し、図示のようにねじ込むことが可能となる。すなわち、この場合、本実施形態のねじ１０Ａのねじ軸部１４におけるねじ山１６の外径寸法ｄ2 は、一般的にねじ穴３２に形成される雌ねじ３４（ねじ溝角度は約６０°）の溝内における谷径寸法ｄ3 より若干大きく（ｄ3＜ｄ2）設計することにより、前記ねじ１０Ａのねじ山１６として構成された、リアフランク２０の外側面の垂直面２０ａと、この垂直面２０ａに対し３０°〜４５°の範囲、好ましくは３５°の角度γに形成されたロードフランク１８の外側面先端部分１８ａが刃物の刃先のように作用し、前記ねじ取付け対象物３０のねじ穴３２に形成された雌ねじ３４の溝内へ、円滑に切り込むようにしてねじ込むことができる。

また、本実施形態のねじ１０Ａによれば、各種の素材に対して円滑なねじ締めを行うことができると共に、ねじの締結を確実に行うことができる作業性の良好なタッピン機能を有することから、ねじ穴に雌ねじが形成されていないねじ取付け対象物に対しても、適正なねじ込み作業を容易に達成することができる。さらに、本実施形態のねじ１０Ａは、ねじ山１６の外側部分がねじ穴３２に対して切り込むようにねじ込まれると共に、ねじ穴３２の雌ねじ３４の溝内との間において適正なスペースを保持していることから、本実施形態のねじ１０Ａを各種のねじ取付け対象物へねじ込み操作するに際して、切り粉の発生およびその周辺に対する落下飛散等の弊害を防止することができると共に、ねじ込み取付け後における緩み止め効果も十分に発揮させることができる。

図６は、本発明に係る第２の実施形態のねじ１０Ｂを示す外観側面図である。本実施形態のねじ１０Ｂの基本的な構成は、前述した第１の実施形態のねじ１０Ａと同じである。従って、説明の便宜上、図６に示す第２の実施形態のねじ１０Ｂの構成要素につき、前述した図１ないし図４に示す第１の実施形態のねじ１０Ａの構成要素と同一の部分については、同一の参照符号を付して説明する。

図６において、本実施形態のねじ１０Ｂは、ねじ軸部１４のねじ頭部１２側の後部領域３０においては、前述した図１ないし図４に示す第１の実施形態に係るねじ１０Ａと同様のねじ山１６の構成からなる。すなわち、ねじ山１６のピッチをタッピン可能な寸法に形成し、ねじ山１６のロードフランク（ねじ頭部１２側面）１８の中間のほぼ１／３の位置を変向点１７とし、またねじ山１６のリアフランク（ねじ軸１４先端側面）２０の中間のほぼ１／２の位置を変向点１９として、ねじ山１６の外側面角度αを２８°以下に形成すると共に、内側面角度βをほぼ鉛直に形成し、特に前記リアフランク２０の外側面をねじ軸部の軸線に対してほぼ垂直面２０ａとし、前記ロードフランク１８の外側面先端部分１８ａを前記垂直面２０ａに対し３０°〜４５°の範囲、好ましくは３５°の角度γに形成した構成からなる（図３および図４参照）。

そして、図６に示すように、ねじ軸部１４の先端側の前部領域３２において、ねじ山２６を一般的なねじ山角度（約６０°）に形成し、前記前部領域３２のねじ山２６の外径寸法ｄ1 を前記後部領域２２のねじ山１６の外径寸法ｄ2 よりも小さく（ｄ1＜ｄ2）設定した構成からなる。

従って、このように構成される本実施形態のねじ１０Ｂは、前述した第１の実施形態のねじ１０Ａと同様に、その構成上の特徴から反復使用可能な強靭性を備えると共に、前述したねじの設計に基づく形状構成とした転造ダイスにより、容易に製造することができる。また、前記転造ダイスは、この種のねじの量産に伴う連続的な使用に際しても、製品の劣化を招くことなく、長期間の使用に耐える長寿命化を達成することができる。

このように構成された本実施形態のねじ１０Ｂによれば、図７に示すように、ねじ取付け対象物３０に設けたねじ穴３２に対してねじ込む場合、ねじ穴３２に予め形成した雌ねじ３４に対し、図示のようにねじ込むことが可能となる。すなわち、この場合、本実施形態のねじ１０Ｂのねじ軸部１４における前部領域のねじ山２６の外径寸法ｄ1 は、一般的にねじ穴３２に形成される雌ねじ３４（ねじ溝角度は約６０°）の溝内における谷径寸法ｄ3 に適合する（ｄ1≒ｄ3）設計とすることにより、前記ねじ穴３２に対する初期のねじ込み操作において、本実施形態のねじ１０Ｂのねじ軸部１４の先端を迅速にして円滑かつ適正にねじ込むことができる。

また、本実施形態のねじ１０Ｂは、ねじ軸部１４の後部領域のねじ山１６の外径寸法ｄ2 を、前部領域３２のねじ山２６の外径寸法ｄ1より大きく（ｄ1＜ｄ2）設計されていることにより、その後のねじ込み作業において、前部領域のねじ山２６をガイドとして、後部領域のねじ山１６は、前述した実施形態のねじ１０Ａと同様にして、前記ねじ１０Ｂのねじ山１６として構成された、リアフランク２０の外側面の垂直面２０ａと、この垂直面２０ａに対し３０°〜４５°の範囲、好ましくは３５°の角度γに形成されたロードフランク１８の外側面先端部分１８ａが刃物の刃先のように作用し、前記ねじ取付け対象物３０のねじ穴３２に形成された雌ねじ３４の溝内へ、円滑に切り込むようにしてねじ込むことができる。

このようにして、本実施形態のねじ１０Ｂによれば、その後のねじ込み操作においては、前述した実施形態のねじ１０Ａと全く同様に、各種の素材に対して円滑なねじ締めを行うことができると共に、ねじの締結を確実に行うことができる作業性の良好なタッピン機能を有し、適正なねじ込み作業を容易に達成することができる。そして、本実施形態のねじ１０Ｂは、ねじ山１６の外側部分がねじ穴３２に対して切り込むようにねじ込まれると共に、ねじ穴３２の雌ねじ３４の溝内との間において適正なスペースを保持していることから、本実施形態のねじ１０Ｂを各種のねじ取付け対象物へねじ込み操作するに際して、切り粉の発生およびその周辺に対する落下飛散等の弊害を防止することができると共に、ねじ込み取付け後における緩み止め効果も十分に発揮させることができる。

特に、本実施形態のねじ１０Ｂにおいては、ねじ軸部１４の後部領域２２と前部領域２４との境界部のねじ山部分に、接着剤を適宜付着させることにより、ねじ込み取付け後における緩み止め効果を、より有効に発揮させることができる。

図８ないし図１０は、本発明に係る第３の実施形態のねじ１０Ｃを示すものであって、それぞれ外観側面図、縦断面図、Ｃ−Ｃ部分の拡大断面図を示すものである。図８ないし図１０において、本実施形態のねじ１０Ｃは、前述した実施例１のねじ１０Ａと同様に、頂面にビット嵌合溝１３を設けたねじ頭部１２と、ねじ山１６のピッチをタッピン可能な寸法に設定すると共に全長に亘ってほぼ等円径に精密加工されたねじ軸部１４とから構成されている。

そこで、本実施形態のねじ１０Ｃのねじ山１６の形状は、前述した実施例１のねじ１０Ａにおけるねじ山１６のロードフランク（ねじ頭部１２側面）と、リアフランク（ねじ軸部１４先端側面）の形状構成を、完全に反転させたものである。すなわち、本実施形態のねじ１０Ｃのねじ山１６においては、そのロードフランク（ねじ頭部１２側面）１８の形状構成を、実施例１のねじ１０Ａにおけるねじ山１６のリアフランク（ねじ軸部１４先端側面）と同様とし、リアフランク（ねじ軸部１４先端側面）２０の形状構成を、実施例１のねじ１０Ａにおけるねじ山１６のロードフランク（ねじ頭部１２側面）と同様としたものである。従って、説明の便宜上、図８ないし図１０に示す第３の実施形態のねじ１０Ｃの構成要素につき、前述した図１ないし図４に示す第１の実施形態のねじ１０Ａの形状構成と同一となる部分については、同一の参照符号を付して説明する。

図８および図９において、ねじ山１６リアフランク（ねじ軸部１４先端側面）１８の中間のほぼ１／３の位置を変向点１７とし、またねじ山１６のロードフランク（ねじ頭部１２側面）２０の中間のほぼ１／２の位置を変向点１９として、ねじ山１６の外側面角度αを２８°以下に形成すると共に、内側面角度βをほぼ鉛直に形成し、特に前記ロードフランク２０の外側面をねじ軸部１４の軸線に対して約５°からなるほぼ垂直面２０ａとし、前記リアフランク１８の外側面先端部分１８ａを前記垂直面２０ａに対し３０°〜４５°の範囲、好ましくは３５°の角度γに形成した構成からなる。

そして、前記構成からなる本実施形態のねじ１０Ｃにおいて、前記ねじ軸部１４のねじ山１６の外側面角度αは２３°〜２８°の範囲、好ましくは２５°に設定し、また前記ねじ山１６の内側面角度βは８５°〜９５°の範囲、好ましくは９０°に設定することができる（図１０参照）。なお、前記内側面角度βは、図示例において、β＝１８０°−〔δ（約４５°）＋ε（約４５°）〕として規定される。

このように構成された本実施形態のねじ１０Ｃによれば、図１１に示すように、ねじ取付け対象物３０に設けたねじ穴３２に対してねじ込む場合、ねじ穴３２に予め形成した雌ねじ３４に対し、図示のようにねじ込むことが可能となる。すなわち、この場合、本実施形態のねじ１０Ｃのねじ軸部１４におけるねじ山１６の外径寸法ｄ2 は、一般的にねじ穴３２に形成される雌ねじ３４（ねじ溝角度は約６０°）の溝内における谷径寸法ｄ3 より若干大きく（ｄ3＜ｄ2）設計することにより、前記ねじ１０Ａのねじ山１６として構成された、ロードフランク２０の外側面の垂直面２０ａと、この垂直面２０ａに対し３０°〜４５°の範囲、好ましくは３５°の角度γに形成されたリアフランク１８の外側面先端部分１８ａが刃物の刃先のように作用し、前記ねじ取付け対象物３０のねじ穴３２に形成された雌ねじ３４の溝内へ、円滑に切り込むようにしてねじ込むことができる。

また、本実施形態のねじ１０Ｃによれば、各種の素材に対して円滑なねじ締めを行うことができると共に、ねじの締結を確実に行うことができる作業性の良好なタッピン機能を有することから、ねじ穴に雌ねじが形成されていないねじ取付け対象物に対しても、適正なねじ込み作業を容易に達成することができる。さらに、本実施形態のねじ１０Ｃは、ねじ山１６の外側部分がねじ穴３２に対して切り込むようにねじ込まれると共に、ねじ穴３２の雌ねじ３４の溝内との間において適正なスペースを保持していることから、本実施形態のねじ１０Ｃを各種のねじ取付け対象物へねじ込み操作するに際して、切り粉の発生およびその周辺に対する落下飛散等の弊害を防止することができると共に、ねじ込み取付け後における緩み止め効果も十分に発揮させることができる。

特に、本実施形態のねじ１０Ｃによれば、前述した実施例１の実施形態のねじ１０Ａと比較して、各種のねじ取付け対象物へのねじ込み操作を円滑にして容易化することができると共に、ねじ込み取付け後における緩み止め効果も極めて有効に発揮させることができる。

以上、本発明の好適な実施形態について種々説明したが、例えばねじ軸部の軸線に対する直角断面の形状について、実施形態における等円形に限定されることなく、その他の円形状または三角形状に形成することも可能であり、その他本発明の精神を逸脱しない範囲内において多くの設計変更を行うことが可能である。

１０Ａ第１の実施形態に係るねじ
１０Ｂ第２の実施形態に係るねじ
１０Ｃ第３の実施形態に係るねじ
１２ねじ頭部
１３ビット嵌合溝
１４ねじ軸部
１６ねじ山
１７変向点
１８ロードフランク（リアフランク）
１８ａ外側面先端部分
１９変向点
２０リアフランク（ロードフランク）
２０ａ垂直面
２２ねじ軸１４の後部領域
２４ねじ軸１４の前部領域
２６ねじ山
３０ねじ取付け対象物
３２ねじ穴
３４雌ねじ
α 外側面角度
β 内側面角度
γ 垂直面２０ａに対する外側面先端１８ａの角度
ｄ1 ねじ山２６の外径寸法
ｄ2 ねじ山１６の外径寸法
ｄ3 雌ねじ３４の谷径寸法

Claims

ねじ軸部のねじ山のピッチをタッピン可能な寸法に形成し、ねじ山のロードフランク（ねじ頭部側面）の中間のほぼ１／３の位置を変向点とし、またねじ山のリアフランク（ねじ軸部先端側面）の中間のほぼ１／２の位置を変向点として、ねじ山の外側面角度αを２８°以下に形成すると共に内側面角度βをほぼ鉛直に形成し、特に前記リアフランクの外側面をねじ軸部の軸線に対してほぼ垂直面とし、前記ロードフランクの外側面先端部分を前記垂直面に対し３０°〜４５°の角度γに形成した構成からなることを特徴とするねじ。
前記ねじ山の外側面角度αを２３°〜２８°の範囲、好ましくは２５°に設定し、前記ねじ山の内側面角度βを８５°〜９５°の範囲、好ましくは９０°に設定し、さらに前記垂直面に対する前記ロードフランクの外側面先端部分の角度γを３５°に設定することを特徴とする請求項１記載のねじ。
ねじ軸部のねじ山のピッチをタッピン可能な寸法に形成し、ねじ山のリアフランク（ねじ軸部先端側面）の中間のほぼ１／３の位置を変向点とし、またねじ山のロードフランク（ねじ頭部側面）の中間のほぼ１／２の位置を変向点として、ねじ山の外側面角度αを２８°以下に形成すると共に内側面角度βをほぼ鉛直に形成し、特に前記ロードフランクの外側面をねじ軸部の軸線に対してほぼ垂直面とし、前記リアフランクの外側面先端部分を前記垂直面に対し３０°〜４５°の角度γに形成した構成からなることを特徴とするねじ。
前記ねじ山の外側面角度αを２３°〜２８°の範囲、好ましくは２５°に設定し、前記ねじ山の内側面角度βを８５°〜９５°の範囲、好ましくは９０°に設定し、さらに前記垂直面に対する前記リアフランクの外側面先端部分の角度γを３５°に設定することを特徴とする請求項１記載のねじ。
前記ねじ軸部の軸線に対する直角断面を円形状または三角形状に形成することを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のねじ。
ねじ軸部のねじ頭部側の後部領域において、ねじ山のピッチをタッピン可能な寸法に形成し、ねじ山のロードフランク（ねじ頭部側面）の中間のほぼ１／３の位置を変向点とし、またねじ山のリアフランク（ねじ軸先端側面）の中間のほぼ１／２の位置を変向点として、ねじ山の外側面角度αを２８°以下に形成すると共に内側面角度βをほぼ鉛直に形成し、特に前記リアフランクの外側面をねじ軸部の軸線に対してほぼ垂直面とし、前記ロードフランクの外側面先端部分を前記垂直面に対し３０°〜４５°の角度γに形成した構成からなり、さらにねじ軸部の先端側の前部領域において、ねじ山を一般的なねじ山角度に形成し、前記前部領域のねじ山の外径寸法を前記後部領域のねじ山の外径寸法よりも小さく設定した構成からなることを特徴とするねじ。
前記ねじ軸部の後部領域と前部領域との境界部のねじ山部分に、接着剤を付着させることを特徴とする請求項６記載のねじ。
前記ねじ軸部のねじ頭部側の後部領域における前記ねじ山の外側面角度αを２３°〜２８°の範囲、好ましくは２５°に設定し、前記ねじ山の内側面角度βを８５°〜９５°の範囲、好ましくは９０°に設定し、さらに前記垂直面に対する前記ロードフランクの外側面先端部分の角度γを３５°に設定することを特徴とする請求項６または７記載のねじ。
前記ねじ軸部の軸線に対する直角断面を、円形状または三角形状に形成することを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載のねじ。