JP2014214793A - 中空ねじ及びその使用方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 中空ねじの特殊性を生かして、軽量化のみならず、締着力をより高めたり、多くの使用用途に対して適合し効能を発揮することのできる構造のものがなかったという点であり、流体に対応する特殊な使用方法も存在していなかったという点である。
【解決手段】 金属板をプレスし、丸め加工して製造される中空ねじにおいて、その中空ねじの軸芯方向に沿って伸縮変形する伸縮部を一体に形成してあることとし、中空ねじの、その外側に形成されるねじ山が平面的に見て多角形とされていることとし、頭部に内側と連通する透孔を形成してある中空ねじにおいて、その中空ねじの内壁に、先端を内方軸芯方向へ向けた複数の突片を放射状に設けてあることとし、頭部に回転力を付与するための作業部を形成してある中空ねじにおいて、その作業部の形態を異形のものとしてあることとする。
【選択図】 図１

Description

本発明は金属板をプレスし、丸め加工して製造される中空ねじの改良と、その新規な使用方法に関する。

従来、金属板を種々の型を使用してプレスし、それを丸め加工することによって中空として軽量化を図った中空ねじが先行する特許文献として示すように知られている。しかしながら、この中空ねじは既存の無垢ねじに代えて使用されることが多く、中空であることを活かした格別な構造やその使用方法は特に開陳されていない。

特許第４３９５４６５号公報 特開２００８−８４６９号公報 特開２００７−８５４３１号公報 特公平７−６７６４７号公報 特開平６−１２９４１４号公報 特開平６−１８５５１８号公報 特開平５−２０８２２２号公報 特願２０１３−０２８６１７号出願書類

本発明が解決しようとする問題点は、中空ねじの特殊性を生かして、軽量化のみならず、締着力をより高めたり、多くの使用用途に対して適合し効能を発揮することのできる構造のものがなかったという点であり、流体に対応する特殊な使用方法も存在していなかったという点である。

上記した問題点を解決するために、本発明に係る中空ねじは金属板をプレスし、丸め加工して製造される中空ねじにおいて、その中空ねじの軸芯方向に沿って伸縮変形する伸縮部を一体に形成してあることを特徴とし、前記した伸縮部は蛇腹構成として、ねじ山形成部以外の軸部に形成してあることを特徴とし、前記した伸縮部は蛇腹構成として、ねじ山部分に形成してあることを特徴とし、前記した中空ねじは、大径の呼び径部の先に小径の呼び径部を一体に形成した複数段構成のものとし、その大径の呼び径部と小径の呼び径部の境界に前記伸縮部を形成してあることを特徴とし、前記した中空ねじは二段構成としてあることを特徴とし、前記した中空ねじのねじ山は、一方側を雌ねじ溝の幅より大きく、高さも雌ねじ溝の深さより低く構成してあることを特徴としている。

また、本発明に係る中空ねじは金属板をプレスし、丸め加工して製造される中空ねじにおいて、その外側に形成されるねじ山が平面的に見て多角形とされていることを特徴としている。

さらに、本発明に係る中空ねじは金属板をプレスし、丸め加工して製造され、頭部に内側と連通する透孔を形成してある中空ねじにおいて、その中空ねじの内壁に、先端を内方軸芯方向へ向けた複数の突片を放射状に設けてあることを特徴とし、前記した突片は有角部を内方軸芯方向へ向けた略三角形状としてあることを特徴としている。

そして、本発明に係る中空ねじは金属板をプレスし、丸め加工して製造され、頭部に回転力を付与するための作業部を形成してある中空ねじにおいて、その作業部の形態を異形のものとしてあることを特徴としている。

また、本発明に係る中空ねじの使用方法は金属板をプレスし、丸め加工して製造され、丸め加工の際の継ぎ目部分を隙間なく一体化してある中空ねじを流体の流路あるいは収容部として使用することを特徴とし、前記した継ぎ目部分を隙間なく一体化する手段は、熱又は圧力もしくはその両方、さらに必要があれば適当な溶加材を使用して材料を接合する溶接（圧接、ろう付を含む）であることを特徴としている。

本発明に係る中空ねじは上記のように構成されている。中空構造の特性を活かし、伸縮変形部を形成したことによって、ばね効果が生じ、ねじが噛み込んだ部分を引き寄せることが可能となり、特に骨折治療におけるインプラント用ねじとして使用するとその効用も大きく、構成も簡素なものとできる。

また、ねじ山の形状を多角形としてやることによって、特に、ねじの先端を鋭利とでき、タッピング性を向上させるとともに、ねじ込み力を低減させることができる。

さらに、内側に複数の突片を設けることで、ねじの内側に別のねじを締結することが可能となり、化粧版の取り付け等に大きな効果を有する。また、頭部に回転力を付与するための作業部を異形なものとすることで、特殊工具を使用してねじ変形を抑制できる。

そして、中空ねじの中空構造を利用して、液体や気体の流動体の流路や収容部として使用することができ、例えば冷凍サイクルの冷媒ガスに利用することで、必要不可欠な膨張弁の作用を行なわせることも可能となる。

軸部に蛇腹部を形成した例を示す部分断面正面図である。 ねじ山に蛇腹部を形成した例を示す正面図である。 要部拡大図である。 中空ねじを二段構成とした例を示す図である。 使用例を示す図である。 他の使用例を示す図である。 ねじ山形状を変化させた例を示す図である。 効用を示す概要図である。 ねじ山を六角形とした例を示す平面図である。 内部に略三角状の突片を形成した例を示す平面図である。 使用例を示す図である。 頭部の作業部の形状を六角筒とした例を示す図である。 対応する工具の例を示す図である。 図１３中のＸ-Ｘ線断面図である。

図面として示し、実施例で説明したように構成したことで実現した。

次に、本発明の好ましい実施の例を図面を参照して説明する。図中１は中空ねじ本体を示しており、金属板をプレスし、丸め加工して製造されており、その接合部分の一体化は本実施例では要件ではない。また、材料とされる金属も使用する目的分野によって自在に選択することができる。例えば医療分野ではチタンが一般的であるが、電子機器用としては銅を用いて集中アースを確保できるほか、ターミナルの一部として貴金属も可能である。

この中空ねじ本体１は作業用の頭部２として、球面座の例を示しているが、これにこだわるものではなく、応用は可能となっており、ねじ山３は先端３ａが小径となっており、タッピング機能を持たせることも可能となっている。また、この中空ねじ本体１は、頭部２とねじ山３との間がねじ山の非成形の軸部４となっており、その軸部４に、この中空ねじ本体１を軸芯方向（図中矢印方向）に沿って伸縮変形させるための蛇腹部５が一体成形されている。この中空ねじ本体１は特に骨折部位の接続用インプラントとして使用することで、斜めに骨を締結しても傷口を小さくでき、確実に折れた骨を引き寄せることができる。

また、図２として示す中空ねじ本体１ａの場合は丸め加工した際の接合部分１８ａでねじ山３の位置をずらせた構造となっており、ねじの緩み防止効果が付与されている。この中空ねじ本体１ａにはねじ山３の頂縁部分に蛇腹部５ａが形成されているもので、しかもこの蛇腹部５ａは接合部分１８ａを境とした片側のみに形成したものとなっており、小径となっている先端３ａからの複数のねじ山３には、この蛇腹部５ａは特に形成されていない。

この中空ねじ本体１ａにこの蛇腹部５ａで伸縮変形性を得られることとなり、スタッドボルトのように片側のみを植え込む構成にも使用でき、ろう付に使用すると、この蛇腹部５ａをロウ溜めとして作用させることもできる。

図４として示すのは中空ねじ本体６を大径の呼び径部７と小径の呼び径部８の二段構成としたものである。この実施例では二段構成としてあるが、これは必要に応じて三段以上の複数段とすることも可能である。この中空ねじ本体６は頭部に六角筒状の作業部６ａを形成し、その作業部６ａと大径の呼び径部７との境にフランジ６ｂが設けられており、前記作業部６ａから小径の呼び径部８までを貫通する貫通孔が形成されている。尚、この図４にあってＡは初期状態、Ｂは締付力の付与状態、Ｃは作業終了状態を示している。

大径の呼び径部７と小径の呼び径部８は、小径の呼び径部８に向かって徐々に径が小さくなるテーパ状の撓み変形部９で一体に連接されており、Ｂに示すように、矢印方向に締付力が加えられると、撓み変形部９が縮むように変形を開始し、最終的にＣに示すようにこの撓み変形部９は大径の呼び径部７内に埋設収納されることとなる。

この中空ねじ本体６は、図５、図６として示すように複数枚の板材Ｂ1、Ｂ２を合わせ締結する際に使用して効用がある。板材Ｂ１とＢ２を合わせ、中空ねじ本体６を締め付けて、前記したように小径の呼び径部８を締め込んで大径の呼び径部７側に引き寄せることで確実な締め付けがなされ、緩みを防止することができる。

図６として示す場合は、合わせ締結する二枚の板材のうち一方のＢ３が他方の板材Ｂ１よりも厚みを有している場合であり、強い締結力を得るために、太いねじの使用が要求される状況を示している。まず、板厚の大きい板材Ｂ３に対して中空ねじ本体６を締め付け、小径の呼び径部８を締め込んで強固な締め付け状態を形成しておき、次いで、合わせる板材Ｂ１を中空ねじ本体６の上方から重ねる。この際、板材Ｂ１には、中空ねじ本体６の作業部６ａを吸収する凹部が形成されており、フランジ６ｂは板材Ｂ１とＢ３とのスペーサとしても機能する。

板材Ｂ３と板材Ｂ１の合わせセット後に、板材Ｂ１の上方から既設の中空ねじ本体６の貫通孔に別途のねじ１０を締め込んで締結を行なう。この別途のねじ１０は作業部に抑えフランジ１０ａを有して板材Ｂ１の表面を抑えるとともに、呼び径が小径の呼び径部８と合致されており、この小径の呼び径部８が、別途のねじ１０の締め込みガイドとして作用する。

さらに、図７、図８として示す中空ねじ本体１１は、ねじ山１２を変形させることで伸縮変形性を保有させた例である。図７に示す中空ねじ本体１１にあって、ねじ山１２の図における右側部分１２ａは対応する雌ねじ１３の溝１３ａに合わせた幅と高さを有しているが、左側部分１２ｂは雌ねじ１３の溝１３ａよりも大きく形成してある。即ち、左側部分１２ｂのねじ山の裾は雌ねじ１３の溝１３ａよりも広く、高さは溝１３ａの深さよりも低くなっている。尚、この中空ねじ本体１１は丸め加工した際の合わせ面は接合しておらず、フリー状態となっている。

この中空ねじ本体１１のねじ山１２は左右で形状を異ならしめてあり、このねじ山１２を雌ねじ１３の溝１３ａに対してねじ込むと、そのねじ山１２は基準となる形状に変形して溝１３ａとフィットするが、このねじ山１２には初期形状に戻ろうとする復元力が作用して大きな緩み止め効果を発揮することとなる。この実施例を示す図７、図８では、中空ねじ本体１１を通常の三角ねじとして想定しているが、このねじ山１２の形状もプレス時に自由に設定を選択し変えることができる。

図９として示す中空ねじ本体１４はねじ山１５の形状を平面的に見て六角形に設定したもので、特に、中空ねじ本体１４のねじ山１５の呼び径を小さく設定した場合や錐状ねじに有効となる。ねじ山１５を六角形とすることで中空ねじ本体１４の先端を、特にその六角形としたコーナー１５ａ、１５ａ‥によって鋭利なものとでき、タッピング性能を向上させるとともにねじ込み力を低減させることができる。このねじ込み力の低減化は中空ねじ本体１４の使用適用範囲の拡大が図れる。尚、図中の１６で示す円は、コーナー１５ａ、１５ａ‥の回転軌道を示している。そして、ねじ山１５の形状である六角形もこれに限定されるものではなく、コーナーを有する多角形であれば代替することができる。

また、図１０として示す中空ねじ本体１７は内部中空部１７ａに、その内壁から内方に向けて、三つの略三角状をした突片１８、１８‥が、その有角部を軸芯方向に向けて放射状に設けられている。１９はねじ山を示している。係る構成とした中空ねじ本体１７は図１１に示すように特に電子機器の基板や表面となる化粧板ＦＢを固定する場合に有効となる。尚、この突片１８、１８‥は略三角状のものに限らず、他の形状でもよく、頭部側の開口から別途のねじ１０ａやその他の圧入部材の挿入を受けるものであればよい。

この中空ねじ本体１７はベースや土台ＢＢ、例えば基板等を固定しながら締め込み、その上部に配置した基板や化粧板ＦＢの上から、その基板や化粧板ＦＢの透孔Ｈを介して別途のねじ１０ａを中空ねじ本体１７の上方からその内部に締め付ける。この構成で中空ねじ本体１７の丸め加工時の合わせ目が拡開されて楔効果が得られ、緩みが防止される。また、中空ねじ本体１７の金属として銅を使用することで集中アース効果も得ることができる。そして、この中空ねじ本体１７に対し、さらに、同様構造の中空ねじを締め付けると複数段の構造も得られ、多層基板に応用することができる。

また、図１２として示す中空ねじ本体１９は金属板をプレスし、丸め加工することの作業特性を活かして、頭部の作業部２０を異形、本実施例では六角筒の構成としてある。この中空ねじ本体１９の締め付け作業は図１３、図１４として示す特殊な工具（ドライバ）２１を使用する。この工具２１の先端には前記した中空ねじ本体１９の頭部の作業部２０の六角柱が密に嵌合する六角形の溝２２が形成されている。係る構成をとることで、中空ねじ本体１９、特に作業部２０を、無理に捻ることによる損壊を防止でき、工具２１を所持しないものには外すことも不可能となる。

この中空ねじ本体１９の作業部２０の形状は六角柱に限らず、ハート形、星形等々種々の形態が適用できる。また、この形状を半割りのアーモンド形とし、工具もそれに合う溝あるいは突起を形成すると、限度まで締め込んだ後に、更に締め付けを行なってもスリップしてしまい作業が不可能となるので、より一層中空ねじ本体の作業部の損壊を防止できる。

さらに、本発明によって得られる中空ねじ本体は、頭部側から先端にかけて貫通孔が形成されることを利用して、液体や気体の流動体の流路として使用することができる。この場合は、中空ねじ本体の丸め加工時に合わせ目を一体に接続することが漏れ防止のために必要となり、この接続も効率的、費用的にレーザによる溶接もしくは融着が好ましい。この流路としての使用は、ジョイントとして継ぐことも可能となり、冷凍サイクル中に組み込むと、頭部側と先端側の開口径を異ならしめることで、細径側から流体である冷媒ガスを流入させると冷凍サイクルに必要な膨張弁として作用する。また、広径側から流入させるとオリフィスとしての作用も得られることとなる。

そして、中空ねじ本体の先端側を閉塞した状態で使用すると、流体の収納部材としての効果も得られ、中空ねじ本体内の中空容積を計算することで、一定量の流体を収納して、必要個所に転倒の虞なく、ねじ込み保存しておくことも可能となる。

本発明に係る中空ねじは上記のように構成され、使用することができる。この中空ねじはメッキを施すことも当然にできるもので、製造後にメッキを施す場合にはバレルメッキを用いることで内面、それも溝内までのメッキが可能となる。また、頭部に関しては、中空ねじの成形用金属材料とは別異の材料、例えばプラスチックや別種の金属によって成形してインサートすることで一体物とすることもできる。

１，１ａ，６，１１，１４，１７，１９ 中空ねじ本体
２ 頭部
３，１２，１５，１９ ねじ山
３ａ 先端
４ 軸部
５，５ａ 蛇腹部
６ａ，２０ 作業部
７ 大径の呼び径部
８ 小径の呼び径部
９ 撓み変形部
１０，１０ａ 別途のねじ
１２ａ 右側部分
１２ｂ 左側部分
１３ 雌ねじ
１３ａ 溝
１５ａ コーナー
１６ 回転軌道
１７ａ 内部中空部
１８ 突片
１８ａ 接合部分
２１ 工具
２２ 六角形の溝
Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３ 板材
ＢＢ ベースや土台
ＦＢ 基板や化粧板

Claims (12)

1. 金属板をプレスし、丸め加工して製造される中空ねじにおいて、その中空ねじの軸芯方向に沿って伸縮変形する伸縮部を一体に形成してあることを特徴とする中空ねじ。
2. 前記した伸縮部は蛇腹構成として、ねじ山形成部以外の軸部に形成してあることを特徴とする請求項１に記載の中空ねじ。
3. 前記した伸縮部は蛇腹構成として、ねじ山部分に形成してあることを特徴とする請求項１に記載の中空ねじ。
4. 前記した中空ねじは、大径の呼び径部の先に小径の呼び径部を一体に形成した複数段構成のものとし、その大径の呼び径部と小径の呼び径部の境界に前記伸縮部を形成してあることを特徴とする請求項１に記載の中空ねじ。
5. 前記した中空ねじは二段構成としてあることを特徴とする請求項４に記載の中空ねじ。
6. 前記した中空ねじのねじ山は、一方側を雌ねじ溝の幅より大きく、高さも雌ねじ溝の深さより低く構成してあることを特徴とする請求項１に記載の中空ねじ。
7. 金属板をプレスし、丸め加工して製造される中空ねじにおいて、その外側に形成されるねじ山が平面的に見て多角形とされていることを特徴とする中空ねじ。
8. 金属板をプレスし、丸め加工して製造され、頭部に内側と連通する透孔を形成してある中空ねじにおいて、その中空ねじの内壁に、先端を内方軸芯方向へ向けた複数の突片を放射状に設けてあることを特徴とする中空ねじ。
9. 前記した突片は有角部を内方軸芯方向へ向けた略三角形状としてあることを特徴とする請求項８に記載の中空ねじ。
10. 金属板をプレスし、丸め加工して製造され、頭部に回転力を付与するための作業部を形成してある中空ねじにおいて、その作業部の形態を異形のものとしてあることを特徴とする中空ねじ。
11. 金属板をプレスし、丸め加工して製造され、丸め加工の際の継ぎ目部分を隙間なく一体化してある中空ねじを流体の流路あるいは収容部として使用することを特徴とする中空ねじの使用方法。
12. 前記した継ぎ目部分を隙間なく一体化する手段は、熱又は圧力もしくはその両方、さらに必要があれば適当な溶加材を使用して材料を接合する溶接（圧接、ろう付を含む）であることを特徴とする請求項１１に記載の中空ねじの使用方法。

Images