JP2018123959A - メートルゆるみ止めタッピングネジ及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】メートルゆるみ止めタッピングネジ及びその製造方法を開示する。
【解決手段】ネジ頭部などを備え、ネジ頭部とスレッドロック部とがネジロッドで接続され、スレッドロック部とセルフタッピング先端部の表面にネジ山が設けられ、セルフタッピング先端部がスレッドロック部の下部にあり、ネジ山が標準的三角形ネジ山の基本構造となり、ネジ山の背面と被締結面とのフランク角が15〜20°であり、ネジ山の正面と被締結面とのフランク角が30°である。本発明に係るメートルゆるみ止めタッピングネジは、高強度冷延鋼板やアルミ鋳物、プラスチックなどの基材締め付けの用途に適用され、低いタッピングトルクと高い静的緩みトルクを持つ締め付け技術として、被取付部材が高いアキシャルクランプ力と静的緩みトルクを持ち、被締結部材のアキシャルクランプ力と静的トルクの減衰という課題を解決できる。
【選択図】図1
【解決手段】ネジ頭部などを備え、ネジ頭部とスレッドロック部とがネジロッドで接続され、スレッドロック部とセルフタッピング先端部の表面にネジ山が設けられ、セルフタッピング先端部がスレッドロック部の下部にあり、ネジ山が標準的三角形ネジ山の基本構造となり、ネジ山の背面と被締結面とのフランク角が15〜20°であり、ネジ山の正面と被締結面とのフランク角が30°である。本発明に係るメートルゆるみ止めタッピングネジは、高強度冷延鋼板やアルミ鋳物、プラスチックなどの基材締め付けの用途に適用され、低いタッピングトルクと高い静的緩みトルクを持つ締め付け技術として、被取付部材が高いアキシャルクランプ力と静的緩みトルクを持ち、被締結部材のアキシャルクランプ力と静的トルクの減衰という課題を解決できる。
【選択図】図1
Description
本発明はネジ及びその製造方法に関し、特にメートルゆるみ止めタッピングネジ及びその製造方法に関する。
周知のように、ネジによる締結は機械装置、自動車製造、家電製品及び日常生活において広く使われており、特に機械部品同士の固定と接続には、ネジによる締結は不可欠な手段である。多くの分野では、中間リンクを削減するために、ゆるみ止めタッピングネジの使用がますます増えているので、国家がGB/T 6559−1986タッピングロックねじのネジロッドなどの規格を定めた。
しかしながら、上記の規格で高い取付トルク、高いアキシャルクランプ力及びゆるみ止めなどの要件を満たすことができない。これまで、厳しい要件を満たせる締結技術はほとんど外国特許や企業により独占されているので、当面の急務として、中国国内でメートル並目ねじのゆるみ止めタッピングネジを開発し、製造業において押し広める必要がある。
本発明が解決しようとする技術的な問題は、高強度冷延鋼板やアルミ鋳物、プラスチックなどの基材締め付けの用途に適用され、低いタッピングトルクと高い静的緩みトルクを持つ締め付け技術として、被取付部材が高いアキシャルクランプ力と静的緩みトルクを持ち、被締結部材のアキシャルクランプ力と静的トルクの減衰という課題を解決できるメートルゆるみ止めタッピングネジ及びその製造方法を提供する。
上記の目的を達成するために、本発明に係るメートルゆるみ止めタッピングネジは、ネジ頭部、ネジロッド、スレッドロック部、セルフタッピング先端部、ネジ山を備え、ネジ頭部とスレッドロック部とがネジロッドで接続され、スレッドロック部とセルフタッピング先端部の表面にネジ山が設けられ、セルフタッピング先端部がスレッドロック部の下部にあり、ネジ山が標準的三角形ネジ山の基本構造となり、ネジ山の背面と被締結面とのフランク角が15〜20°であり、ネジ山の正面と被締結面とのフランク角が30°であり、ネジ山の1つのスレッドクレスト(thread crest)が平面遷移構造またはアーク遷移構造である。
好ましくは、前記ネジ山が8本の8等分線で8等分に分かれ、8本の8等分線がそれぞれ8分の1線、8分の2線、8分の3線、8分の4線、8分の5線、8分の6線、8分の7線、8分の8線であり、8分の4線とネジ山の最も高い箇所との交点が第一交点であり、8分の2線と被締結面の背面に向かっているフランク面との交点が第二交点であり、第一交点と第二交点の間の切点アークがスレッドルートアークである。
好ましくは、前記8分の2線とネジ山とが第三切点で交わり、8分の3線とネジ山とが第四切点で交わり、第三切点と第四切点を接続する直線と、8分の2線がスレッドルート直径角(螺紋牙底径角)を形成し、スレッドルート直径角が20°である
好ましくは、前記スレッドルートアークとスレッドルート直径角とが、メートルゆるみ止めタッピングネジの非対称スレッドルート直径構造を構成する。
前記セルフタッピング先端部の横断面は三角形アーク遷移構造となり、かつ、スレッドロック部の平面と8〜15°の夾角を形成し、セルフタッピング先端部のネジ山が小さいから大きいへ、かつ、テーパー状でスレッドロック部に遷移し、スレッドロック部にあるネジ山がネジ山の形状によりセルフタッピング先端部に小さくなり、セルフタッピング先端部にあるネジ山の長さがスレッドロック部にあるネジ山の呼び直径より小さいか等しい。
本発明はメートルゆるみ止めタッピングネジの製造方法も提供する。上記の製造方法は、メートルゆるみ止めタッピングネジの製造に使用される円柱形冷間圧造用ワイヤーコイルを用意し、冷間圧造用ワイヤーコイルの断面直径がネジ頭部の直径より大きいか等しい手順1と、冷間圧造機で冷間圧造用ワイヤーコイルをカットし、メートルゆるみ止めタッピングネジの長さに等しいワイヤーコイルを得る手順2と、冷間圧造機のマスターダイ及びプレスダイでワイヤーコイルの冷間押出を行うことで、ワイヤーコイルの表面にネジ頭部、ネジロッド、スレッドロック部及びセルフタッピング先端部のブランクを形成し、ネジのブランクを得る手順3と、ネジ山ロール成形機器及びタッピングネジダイでネジのブランクに転造押出を行うことで、スレッドロック部及びセルフタッピング先端部の表面にネジ山を形成し、ネジ半製品を得る手順4と、ネジ山を形成するネジ半製品の表面に浸炭処理及び焼入れ・焼戻し処理を行うことで、ネジ半製品の硬度・強度を上げ、メートルゆるみ止めタッピングネジを得る手順5を含む。
前記冷間圧造用ワイヤーコイルは低炭素冷間圧造鋼、低炭素合金鋼、マルテンサイト系ステンレス鋼、オーステナイト系ステンレス鋼を含む。
前記冷間圧造機のマスターダイ及びプレスダイでワイヤーコイルの冷間押出を行うには、1ダイ2パンチまたは2ダイ4パンチによる押出成形を採用する。
前記ネジ山の表面に亜鉛−ニッケル合金めっき層がある。
本発明の良好な効果として、本発明に係るメートルゆるみ止めタッピングネジは、高強度冷延鋼板やアルミ鋳物、プラスチックなどの基材締め付けの用途に適用され、低いタッピングトルクと高い静的緩みトルクを持つ締め付け技術として、被取付部材が高いアキシャルクランプ力と静的緩みトルクを持ち、被締結部材のアキシャルクランプ力と静的トルクの減衰という課題を解決できる。
以下、添付する図面を参照し本発明の実施形態についてさらに説明する。図1、図2及び図3に示すように、本発明に係るメートルゆるみ止めタッピングネジは、ネジ頭部1、ネジロッド2、スレッドロック部3、セルフタッピング先端部4、ネジ山5を備え、ネジ頭部1とスレッドロック部3とがネジロッド2で接続され、スレッドロック部3とセルフタッピング先端部4の表面にネジ山5が設けられ、セルフタッピング先端部4がスレッドロック部3の下部にあり、ネジ山5が標準的三角形ネジ山の基本構造となり、ネジ山5の背面と被締結面とのフランク角βが15〜20°であり、ネジ山の正面と被締結面とのフランク角αが30°であり、ネジ山5の1つのスレッドクレスト51が平面遷移構造またはアーク遷移構造である。
ネジ山5が8本の8等分線で8等分に分かれ、8本の8等分線がそれぞれ8分の1線81、8分の2線82、8分の3線83、8分の4線84、8分の5線85、8分の6線86、8分の7線87、8分の8線であり88、8分の4線84とネジ山の最も高い箇所との交点が第一交点R1であり、8分の2線82と被締結面の背面に向かっているフランク面との交点が第二交点R2であり、第一交点R1と第二交点R2の間の切点アークがスレッドルートアークRであり、そうすると締結性能を向上させることができる。
8分の2線82とネジ山5とが第三切点γ1で交わり、8分の3線83とネジ山5とが第四切点γ2で交わり、第三切点γ1と第四切点γ2を接続する直線、と8分の2線82がスレッドルート直径角(螺紋牙底径角)γを形成し、スレッドルート直径角γが20°である
スレッドルートアークRとスレッドルート直径角γとが、メートルゆるみ止めタッピングネジの非対称スレッドルート直径構造を構成し、非対称スレッドルート直径構造で形成した力受けネジ山の側面のねじれ角が普通のネジのねじれ角より小さく、被接続部材とが大きなアキシャルクランプ力に耐える可能なネジ山を形成し、滑らなく緩まないゆるみ止め効果がある。また、従来のネジに比べて、非対称スレッドルート直径構造にはネジ山5のスレッドルート直径を適切に増やすことで、メートルゆるみ止めタッピングネジ全体の破断トルクを向上させる。
セルフタッピング先端部4の横断面は三角形アーク遷移構造となり、かつ、スレッドロック部3の平面と8〜15°の夾角を形成し、セルフタッピング先端部4のネジ山が小さいから大きいへ、かつ、テーパー状でスレッドロック部3に遷移し、スレッドロック部3にあるネジ山5がネジ山の形状によりセルフタッピング先端部4に小さくなり、セルフタッピング先端部4にあるネジ山5の長さがスレッドロック部3にあるネジ山5の呼び直径より小さいか等しい。被締結部材がセルフタッピング先端部4を通るとき、小さいから大きいへ徐々にネジ山となり、本体ネジ山のネジ山角の角度が普通の三角形ネジ山より10〜15°小さいので、本体ネジ山と被接続部材とのねじ込み抵抗を減らし、ネジ山のねじ込み・ロックのパフォーマンスを大幅に向上させる。ゆるみ止めタッピングネジの本体ネジ山の両側の角度が対称していなく、ねじ込みと引っ込めによる螺旋線が一致していないので、緩むときに発生する摩擦力が普通の三角形タッピングネジによるものより大きくなり、良いゆるみ止めパフォーマンスを得ることができる。
本発明に係るメートルゆるみ止めタッピングネジの製造方法は、メートルゆるみ止めタッピングネジの製造に使用される円柱形冷間圧造用ワイヤーコイルを用意し、冷間圧造用ワイヤーコイルの断面直径がネジ頭部1の直径より大きいか等しい手順1、と冷間圧造機で冷間圧造用ワイヤーコイルをカットし、メートルゆるみ止めタッピングネジの長さに等しいワイヤーコイルを得る手順2、と冷間圧造機のマスターダイ及びプレスダイでワイヤーコイルの冷間押出を行うことで、ワイヤーコイルの表面にネジ頭部1、ネジロッド2、スレッドロック部3及びセルフタッピング先端部4のブランクを形成し、ネジのブランクを得る手順3、とネジ山ロール成形機器及びタッピングネジダイでネジのブランクに転造押出を行うことで、スレッドロック部3及びセルフタッピング先端部4の表面にネジ山5を形成し、ネジ半製品を得る手順4、とネジ山5を形成するネジ半製品の表面に浸炭処理及び焼入れ・焼戻し処理を行うことで、ネジ半製品の硬度・強度を上げ、メートルゆるみ止めタッピングネジを得る手順5を含む。
冷間圧造用ワイヤーコイルは低炭素冷間圧造鋼、低炭素合金鋼、マルテンサイト系ステンレス鋼、オーステナイト系ステンレス鋼を含む。様々な原材料がメートルゆるみ止めタッピングネジの製造に使用される可能なので、メートルゆるみ止めタッピングネジを製造するときの原材料仕入れの難易度を低減させる。
冷間圧造機のマスターダイ及びプレスダイでワイヤーコイルの冷間押出を行うには、1ダイ2パンチまたは2ダイ4パンチによる押出成形を採用するので、容易にワイヤーコイルを加工し、ネジのブランクの生産難易度を低減させることができる。
ネジ山5の表面に亜鉛−ニッケル合金めっき層があり、亜鉛−ニッケル合金めっき層でネジ山5の表面を保護しているので、ネジ山5が高い耐食性を有する。
要するに、本発明に係るメートルゆるみ止めタッピングネジは、高強度冷延鋼板やアルミ鋳物、プラスチックなどの基材締め付けの用途に適用され、低いタッピングトルクと高い静的緩みトルクを持つ締め付け技術として、被取付部材が高いアキシャルクランプ力と静的緩みトルクを持ち、被締結部材のアキシャルクランプ力と静的トルクの減衰という課題を解決できる。本発明に係るメートルゆるみ止めタッピングネジの製造方法は、手順が簡単で、コストが低く、容易に実施できる。
以上は本発明が解決しようとする技術的問題、技術的なソリューション及び効果について詳しく説明したが、本発明の好ましい実施形態のみであり、本発明を限定するものではない。当業者にとって、本発明の趣旨及び原則から逸脱しない場合、あらゆる変更、同等置換、改良等は、いずれも本発明の保護範囲内に属すべきである。
Claims (9)
- ネジ頭部、ネジロッド、スレッドロック部、セルフタッピング先端部、ネジ山を備え、ネジ頭部とスレッドロック部とがネジロッドで接続され、スレッドロック部とセルフタッピング先端部の表面にネジ山が設けられ、セルフタッピング先端部がスレッドロック部の下部にあり、ネジ山が標準的三角形ネジ山の基本構造となり、ネジ山の背面と被締結面とのフランク角が15〜20°であり、ネジ山の正面と被締結面とのフランク角が30°であり、ネジ山の1つのスレッドクレストが平面遷移構造またはアーク遷移構造であることを特徴とするメートルゆるみ止めタッピングネジ。
- 前記ネジ山が8本の8等分線で8等分に分かれ、8本の8等分線がそれぞれ8分の1線、8分の2線、8分の3線、8分の4線、8分の5線、8分の6線、8分の7線、8分の8線であり、8分の4線とネジ山の最も高い箇所との交点が第一交点であり、8分の2線と被締結面の背面に向かっているフランク面との交点が第二交点であり、第一交点と第二交点の間の切点アークがスレッドルートアークであることを特徴とする請求項1に記載のメートルゆるみ止めタッピングネジ。
- 前記8分の2線とネジ山とが第三切点で交わり、8分の3線とネジ山とが第四切点で交わり、第三切点と第四切点を接続する直線、と8分の2線がスレッドルート直径角(螺紋牙底径角)を形成し、スレッドルート直径角が20°であることを特徴とする請求項2に記載のメートルゆるみ止めタッピングネジ。
- 前記スレッドルートアークとスレッドルート直径角とが、メートルゆるみ止めタッピングネジの非対称スレッドルート直径構造を構成することを特徴とする請求項3に記載のメートルゆるみ止めタッピングネジ。
- 前記セルフタッピング先端部の横断面は三角形アーク遷移構造となり、かつ、スレッドロック部の平面と8〜15°の夾角を形成し、セルフタッピング先端部のネジ山が小さいから大きいへ、かつ、テーパー状でスレッドロック部に遷移し、スレッドロック部にあるネジ山がネジ山の形状によりセルフタッピング先端部に小さくなり、セルフタッピング先端部にあるネジ山の長さがスレッドロック部にあるネジ山の呼び直径より小さいか等しいことを特徴とする請求項1に記載のメートルゆるみ止めタッピングネジ。
- メートルゆるみ止めタッピングネジの製造に使用される円柱形冷間圧造用ワイヤーコイルを用意し、冷間圧造用ワイヤーコイルの断面直径がネジ頭部の直径より大きいか等しい手順1と、
冷間圧造機で冷間圧造用ワイヤーコイルをカットし、メートルゆるみ止めタッピングネジの長さに等しいワイヤーコイルを得る手順2と、
冷間圧造機のマスターダイ及びプレスダイでワイヤーコイルの冷間押出を行うことで、ワイヤーコイルの表面にネジ頭部、ネジロッド、スレッドロック部及びセルフタッピング先端部のブランクを形成し、ネジのブランクを得る手順3と、
ネジ山ロール成形機器及びタッピングネジダイでネジのブランクに転造押出を行うことで、スレッドロック部及びセルフタッピング先端部の表面にネジ山を形成し、ネジ半製品を得る手順4と、
ネジ山を形成するネジ半製品の表面に浸炭処理及び焼入れ・焼戻し処理を行うことで、ネジ半製品の硬度・強度を上げ、メートルゆるみ止めタッピングネジを得る手順5を含むことを特徴とするメートルゆるみ止めタッピングネジの製造方法。 - 前記冷間圧造用ワイヤーコイルは、低炭素冷間圧造鋼、低炭素合金鋼、マルテンサイト系ステンレス鋼、オーステナイト系ステンレス鋼を含むことを特徴とする請求項6に記載のメートルゆるみ止めタッピングネジの製造方法。
- 前記冷間圧造機のマスターダイ及びプレスダイでワイヤーコイルの冷間押出を行うには、1ダイ2パンチまたは2ダイ4パンチによる押出成形を採用することを特徴とする請求項6に記載のメートルゆるみ止めタッピングネジの製造方法。
- 前記ネジ山の表面に亜鉛−ニッケル合金めっき層があることを特徴とする請求項6に記載のメートルゆるみ止めタッピングネジの製造方法。
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