JP2019113156A

JP2019113156A - 緩み止めねじ

Info

Publication number: JP2019113156A
Application number: JP2017248998A
Authority: JP
Inventors: 正人安達; Masato Adachi; 知明村田; Tomoaki Murata
Original assignee: Nitto Seiko Co Ltd
Current assignee: Nitto Seiko Co Ltd
Priority date: 2017-12-26
Filing date: 2017-12-26
Publication date: 2019-07-11

Abstract

【課題】予め雌ねじが成形されたワークにねじ込まれる小ねじであって、ねじ込みトルクの低減と緩み止め効果を発揮する緩み止めねじを提供する。【解決手段】相手材に予め成形された雌ねじ３０に対してねじ込まれる緩み止めねじにおいて、頭部２と、頭部に一体成形された脚部３とを有し、脚部は、頭部側に位置する緩み止めねじ部１０と、先端側に位置する通常ねじ部２０とから成り、緩み止めねじ部１０は、ねじ山のフランク面が雌ねじよりも緩傾斜な頂側フランク面１３と、この頂側フランク面とねじ山の谷底とに連なって雌ねじよりも急傾斜な谷側フランク面１２とから成り、これら頂側フランク面と谷側フランク面との交点付近が雌ねじに干渉する一方、当該干渉状態では谷側フランク面と雌ねじとの間に隙間が設定される緩み止めねじ１による。【選択図】図２

Description

本発明は、ワークの下穴にあらかじめ雌ねじが形成された雌ねじ穴に脚部に雄ねじを有するねじをねじ込んで部品をワークに取り付けた後、ねじの緩みを防止するための特有のねじ山を設けた緩み止めねじに関する。

一般的に、デジタルカメラ、携帯電話及びテレビゲーム機等の精密機器においては、その組立作業の際にねじの呼びＭ１０以下の小ねじと呼ばれるねじの中で特に、Ｍ４以下の小ねじが多く採用されている。なぜならば、これら精密機器にタッピンねじを使用することは、雌ねじ形成時に発生する切り粉屑により電子回路を短絡する等の製品不良を生じる可能性が高いことからその使用が敬遠される傾向にある。そのため、これら製品に使用されるねじは通常の小ねじが多く採用されているのが現状である。

しかしながらこのような一般的な小ねじの場合、図６に示すように、部品（Ｂ）をワーク（Ｗ）に取り付ける作業においては、ねじ締結後にこれの頭部１０２の座面と雄ねじ１１０のフランク面１１１との間で生じる軸力により雌ねじ１２０と雄ねじ１１０のフランク面１２１、１１１が図７（ロ）に示すように、接触することから生じる摩擦抵抗の作用で緩み止め作用を発揮するようになっている。そして、小ねじ１０１の頭部座面がねじ浮き状態にならずにねじ込まれた状態においては緩み止め作用が発揮されるが、製品が振動を受けたり、締結トルク不足等で図７（イ）に示すように、少しでも互いのフランク面１１１、１２１の接触が外れると、初期緩みが生じ、その後は緩み止め力が無くなり、ねじ１０１がねじ穴１０４から抜けてしまうことが生じている。そのため、この緩みを阻止するようにねじ１０１の脚部１０３の雄ねじ１１０に接着剤（図示せず）を塗布して使用しているのが現状となっている。

また、雌ねじに対して小ねじに緩み止め作用を生じさせるために図５に示すような形状をした雄ねじを有するねじが使用されつつある。これは、特開昭６３−１７６８１０号公報に示されているものである。即ち、図５に示すように、雄ねじ２１０の軸部外周に形成したねじ山の頂部において、ねじ山の両側のフランク面である追い側フランク面２１１と進み側フランク面２１２におけるねじ山頂部側に夫々外方に膨出して所定の厚みを有するように追い側膨出部２１３と進み側膨出部２１４とが設けられている。そして、これらによってこの頂部側部分にほぼ矩形断面形状をなす緩み止め部を形成する構成となっている。このような構成にすることで、この雄ねじをナット若しくはワークに形成された雌ねじ穴にねじ込む際に、緩み止め部の膨出部２１３、２１４を雌ねじのねじ山における谷部に干渉させて食い込ませ、その食い込み部分における摩擦抵抗により雄ねじの緩みを防止するようにしたものである。

特開昭６３−１７６８１０号公報

しかしながら、予めワークに形成された雌ねじのねじ山に雄ねじのねじ山の一部を干渉させることにより、緩め止め効果を発揮しようとするねじにおいては、ねじ込みトルクが高くなりすぎて、ねじ込むことができなくなる問題を有していた。

本発明は、上記問題に鑑みて創成されたものであり、予め雌ねじが成形されたワークにねじ込まれる小ねじであって、ねじ込みトルクの低減と緩み止め効果を発揮する緩み止めねじを提供することを目的とする。

相手材に予め成形された雌ねじに対してねじ込まれる緩み止めねじにおいて、頭部と、頭部に一体成形された脚部とを有し、脚部は、頭部側に位置する緩み止めねじ部と、先端側に位置する通常ねじ部とから成り、緩み止めねじ部は、ねじ山のフランク面が雌ねじよりも緩傾斜な頂側フランク面と、この頂側フランク面とねじ山の谷底とに連なって雌ねじよりも急傾斜な谷側フランク面とから成り、これら頂側フランク面と谷側フランク面との交点付近が雌ねじに干渉する一方、当該干渉状態では谷側フランク面と雌ねじとの間に隙間が設定される緩み止めねじによる。

また、緩み止めねじ部は、そのねじ山の頂部を一部切り欠いて成形される切り欠き部を有していることが好ましい。

また、切り欠き部は、その底面が円弧形状に成形され、かつその深さが締め付け方向に対して徐々に深くなるように設定されていることが好ましい。

本発明の緩み止めねじによれば、脚部の先端側は通常ねじ部に成形されているので、通常のねじ込みトルクでねじ込むことができるとともに、脚部の頭部側は緩み止めねじ部に成形されているので、緩み止め効果を発揮できる。つまり、緩み止め機能を有する小ねじでありながら、ねじ込みトルクを抑えつつ、かつ所望の緩み止め効果も発揮することができる。

本発明に係る小ねじの緩み止めねじ部のねじ山形状を示す要部拡大正面図である。本発明に係る小ねじの正面図である。本発明に係る小ねじの使用形態を示す拡大部分断面図である。本発明に係る小ねじの緩み止めねじ部の横断面図である。本発明の従来例を示すねじ山の要部断面図である。本発明のもう一つの従来例であるＪＩＳに示された小ねじを雌ねじ穴にねじ込んだ状態を示す断面図である。図６の要部拡大断面正面図で、（イ）は雌ねじ穴への小ねじのねじ込み状態を示し、（ロ）は雌ねじ穴への小ねじのねじ込み完了状態を示している。

以下、本発明について最良の実施の形態を図１乃至図４に基づき説明する。図２において、１は十字形状の駆動穴（図示せず）を有する頭部２とこの頭部２と一体に形成された脚部３とからなる小ねじである。

この脚部３は、頭部側に位置する緩み止めねじ部１０と、先端側に位置する通常ねじ部２０とから成る。緩み止めねじ部１０にはその外周に沿って雄ねじとしての緩み止めねじ山１１が形成されている。また、通常ねじ部２０にはその外周に沿って雄ねじとしての通常ねじ山２１が形成されている。

図３に示すように、これらねじ山１１，２１は、頭部２の中心に形成された駆動穴にドライバビット（図示せず）からの駆動力が伝達されることによってワーク（Ｗ）の雌ねじ穴４にあらかじめ形成された雌ねじ３０に沿いねじ込まれる構成になっている。この雌ねじ３０は基本的には通常、ＪＩＳ規格（日本工業規格）でその寸法がねじ１の大きさ（呼び寸法）によって夫々個々に設定されており、この雌ねじ３０の山角は通常の６０°となっている。

また、緩み止めねじ部１０の緩み止めねじ山１１は、雌ねじ３０のねじ山両側フランク面３１、３１がなす角（γ°）より狭い角度を有しており、具体的には図１に示すように、緩み止めねじ山１１の基部側のねじ山を形成する谷側フランク面１２、１２がなす角（β°）は、雌ねじ３０のねじ山谷部を構成する両側フランク面３１、３１とがなす角（γ°）より小さくしている。この実施例においては、雌ねじ３０の両側フランク面３１、３１が構成する角（γ°）は通常、前記のように６０°である。一方、緩み止めねじ山１１を形成する前記谷側フランク面１２、１２がなす角（β°）は３０°となっており、緩み止めねじ山１１が雌ねじ３０にねじ込まれた状態においては緩み止めねじ山１１の基部側には三角形状となる隙間も生じるようになっている。

しかも、緩み止めねじ山１１の頂部側はＪＩＳに示された小ねじのねじ山外径に相当する位置において通常のねじ山より比較的大きい厚みを有するよう形成してあり、即ち、緩み止めねじ山１１のねじ山頂部側を形成する頂側フランク面１３、１３が形成する頂角（α°）は９０°より大きい鈍角形状となっている。このねじ山頂部を形成するねじ山稜線は僅かな幅を有する平坦面１４となっており、この平坦面１４に一端が接続された前記頂側フランク面１３、１３からなる頂角（α°）は通常１２０°に設定されている。

また、前記谷側フランク面１２と頂側フランク面１３とはその交叉部を無くすようにねじ山頂部断面において円弧形状となるよう円弧面１５で接続して形成してあり、このような頂側フランク面１３及び円弧面１５により、緩み止めねじ山１１の前記平坦面１４を含んだ緩み止めねじ山１１の頂部の幅即ち、前記交叉部間の幅（Ａ）はこの緩み止めねじ山１１に適合する雌ねじ３０の谷部の幅より広くなっている。この頂部の幅（Ａ）はねじの呼び寸法に対して６．５％に設定してあり、この値はねじの呼び寸法に対する頂部の幅（Ａ）の割合を種々設定して実験した結果から最も最適な値として導き出されたものであり、ねじの呼び寸法に対してこの割合より大きいと雌ねじのねじ込み抵抗が大きくなり、少ないと緩み止め作用が不十分となることから得られた結果である。

さらに、図３に示すように、このような緩み止めねじ部１０を雌ねじ穴４にねじ込んだ状態において、雌ねじ３０のねじ山フランク面３１に緩み止めねじ山１１のフランク面が圧接する部分における雌ねじ３０のフランク面３１と緩み止めねじ山１１のフランク面とが交叉する位置（Ｐ）は緩み止めねじ山１１のねじ山高さを基準としたときねじ山の頂部から１／２以内となるように設定されているので、雄ねじ１０の頂部側により押し退けられる雌ねじ３０の肉は緩み止めねじ山１０と雌ねじ３０の間にある隙間に確実に移動可能になっている。

その上、緩み止めねじ部１０のねじ山１１は、図２および図４に示すように、その頂部を切り欠いて形成される切り欠き部１６を部分的に有しており、螺旋状に伸びるねじ山１１に対して１周あたり３箇所に切り欠き部１６が形成されている。この切り欠き部１６の底面は、円弧状に成形され、かつその深さが締め付け方向に対して徐々に深くなるように設定されている。このため、締め付け方向に対しては、ねじ込みトルクの上昇が穏やかになり、締結条件の設定が容易になる。また、緩める方向に対しては、くさび機能を発揮するので、緩み止め効果も期待できる。なお、切り欠き部１６の最深部の深さは、緩み止めねじ山１１の頂部から上記位置（Ｐ）までの長さの半分程度に設定されることが好ましい。

他方、通常ねじ部２０の通常ねじ山２１は、雌ねじ３０と同様にＪＩＳ規格（日本工業規格）でその寸法がねじ１の大きさ（呼び寸法）によって夫々個々に設定されており、この通常ねじ山の山角は通常の６０°となっている。

このような構成において、あらかじめ形成されている雌ねじ穴４にこれに適合する小ねじ１をドライバビットを介してねじ込むと、まずは、通常ねじ山部２０からねじ込まれるが、このとき、通常ねじ山２１は、雌ねじ３０に食い込むことなく雌ねじ３０に沿いねじ込みが開始される。続いて、緩み止めねじ部１１がねじ込まれるが、このとき、図３に示すように、雌ねじ３０のフランク面３１に緩み止めねじ山１１の頂側フランク面１３と谷側フランク面１２の交点付近が雌ねじ３０のフランク面３１に干渉しながらねじ込まれる。このようにしてねじ込まれてねじ込み所定トルクに達すると、ねじ込み作業が終了することになるが、緩み止めねじ部１０による干渉作用により、緩み止め防止が生じることになる。また、緩み止めねじ部１０のねじ山１１は、切り欠き部１６を有しているので、ねじ込みトルクを押さえながら、緩み止め作用を発揮することができる。

このような作業を繰り返してワーク（Ｗ）にねじ１がねじ込まれ固定された後、何らかの原因による緩みが発生しても、このねじ１は常時緩み止め作用が生じていることから、ねじ１が緩んで抜け落ちることが無くなる。また、仮にねじ１が緩んでいることが発見され、再ねじ込みを行っても緩み止め作用は十分に発揮される。特に、軟質材料からなるワーク（Ｗ）に使用した場合は、ワーク（Ｗ）の復元力を受けやすく、そのため、確実な緩み防止作用が発生する。

１小ねじ
２頭部
３脚部
４雌ねじ穴
１０緩み止めねじ部
１１緩み止めねじ山
１２谷側フランク面
１３頂側フランク面
１４平坦面
１５円弧面
１６切り欠き部
２０通常ねじ部
２１通常ねじ山
３０雌ねじ

Claims

相手材に予め成形された雌ねじに対してねじ込まれる緩み止めねじにおいて、
頭部と、頭部に一体成形された脚部とを有し、
脚部は、頭部側に位置する緩み止めねじ部と、先端側に位置する通常ねじ部とから成り、
緩み止めねじ部は、ねじ山のフランク面が雌ねじよりも緩傾斜な頂側フランク面と、この頂側フランク面とねじ山の谷底とに連なって雌ねじよりも急傾斜な谷側フランク面とから成り、
これら頂側フランク面と谷側フランク面との交点付近が雌ねじに干渉する一方、当該干渉状態では谷側フランク面と雌ねじとの間に隙間が設定されること、
を特徴とする緩み止めねじ。
緩み止めねじ部は、そのねじ山の頂部を一部切り欠いて成形される切り欠き部を有していることを特徴とする請求項１に記載の緩み止めねじ。
切り欠き部は、その底面が円弧形状に成形され、かつその深さが締め付け方向に対して徐々に深くなるように設定されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の緩み止めねじ。