JP3815862B2 - 雌ねじ部材 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ナット等の雌ねじ部材に関し、特に雄ねじ部材との螺合の際、塗膜やゴミ等の異物を剥離したり取り除いたりする機能を有する雌ねじ部材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ナット等の雌ねじ部材で塗膜等の付着したボルトを締め付けるには、塗膜等の厚みによりボルトの径が増大した分、やや強引に締め付けていた。また、実公平５−３９２１１号公報に記載のナットは、相手方と螺合する際に、その螺合方向の先端よりさらに先行して形成した凸部の進行方向の端部を、ねじ内周面に対しほぼ垂直に立ち上げたものである。このようなナットによれば、相手方との螺合時に、その螺合の進行に従って先頭に位置する上記凸部の垂直面が、例えばボルトのねじ山に付着している塗膜を剥離し、これを螺合の進行に従って排出することができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
塗膜等の付着したボルトを通常のナットで締め付ける際には、その締め付け時に生ずる塗膜等の異物がナットのねじ山とボルトのねじ山との間に入り込み、その異物でナットの動きが阻害されることがある。また、上記公報のナットによると、前述の問題は解消できるものの、上記凸部により剥離された塗膜等は、ナットの座面側に押し出されることになり、この押し出された塗膜等がナット締結時にナット座面と相手方部材の当接面との間に入り込む可能性があるため、ナット締結力に好ましくない影響を生じる場合も考えられる。
【０００４】
本発明の課題は、螺合対象となるボルト等の雄ねじ部材に付着した塗料等の異物の除去機能を有し、かつ剥離した塗料等の異物が自身の座面と雄ねじ部材の当接面との間に入り込むことを防止ないし抑制でき、ひいては異物の付着した雄ねじ部材への締め付けをスムーズに行うことができる雌ねじ部材を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段及び作用・効果】
このような課題を解決するために、本発明の雌ねじ部材は下記のように構成されることを特徴とする。すなわち、雄ねじ部材の雄ねじ部が螺合する雌ねじ部を有する雌ねじ部材であって、雌ねじ部材を貫通する円筒状の空間にはその内周面に雌ねじ部が形成され、この円筒状の空間の螺合の先行端には複数個の凹陥部と、その凹陥部間に残された凸部が交互に形成されており、雄ねじ部材の雄ねじ部に付着した塗料膜等の異物を除去するために、雄ねじ部と螺合するねじ山を雌ねじ部の螺合の先行端側の凸部に形成し、その凸部のねじ山の先行端側の端面によって雄ねじ部材に存在する異物を除去するための異物除去部を形成し、凸部の螺合側に隣接する凹陥部によって前記異物除去部で除去された異物溜まり部とを形成する。そして、その雄ねじと螺合する凸部のねじ山の異物除去部が形成されている先行端から、凹陥部に続く凸部の後端部までの区間には、雌ねじ部の中心軸線と直交する面内において、該中心軸線から凸部の内縁までの距離が、当該中心軸線から異物除去部の内縁までの距離よりも連続的に大きくなる逃げ部が、異物除去部で除去された異物の一部を凸部の後端部に隣接する凹陥部にも誘導するために形成される。なお、本発明が対象とする雌ねじ部材は、ボルト等の雄ねじ部材にねじ込まれるナットが代表的であるが、この他にも、所定の部材に固着されたウェルドナットや、該部材に直接孔設された雌ねじ孔等にも本発明を適用できる。その場合は、当該雌ねじ孔が形成された部材を雌ねじ部材として把握することができる。
【０００６】
上記構成の雌ねじ部材によれば、螺合の対象となるボルト等の雄ねじ部に塗膜等の異物が付着していてもこれを除去しながら締め付けを行うことができる。また、異物除去部に続いて逃げ部が形成されていることから、除去された塗膜等の異物はこの逃げ部を通ってスムーズに排出されるので、雌ねじ部材側のねじ山と雄ねじ部材側のねじ山との間で異物詰まりが生じにくくなる。また、逃げ部の形成領域においては、例えば塗料等の異物に覆われた雄ねじ部材のねじ山との間の接触面積あるいは接触圧力が減少するので、螺合の際の摩擦抵抗を減らすことができる。以上により、雄ねじ部に塗膜等の異物が付着していても、スムーズな螺合・締め付けを行うことができる。
【０００７】
上述のように逃げ部を形成することにより、螺旋の先行端には異物除去に好適なエッジあるいは刃部を上記異物除去部として形成することができ、雄ねじ部に付着した塗膜等をスムーズに剥離することができる。この場合、螺旋の先行端において凸部の前端面と逃げ部内周面（該内周面が曲面の場合は、螺旋先行端におけるその接平面）とのなす角度が鋭角となるように上記逃げ部を形成すれば、異物除去部の異物に対する切削効果を高めることができ、ひいては異物除去効果をさらに高めることができる。なお、本発明の雌ねじ部材を例えば冷間鍛造法等により製造する場合、上記異物除去部の、エッジあるいは刃部の先端は、必要充分な異物除去効果を達成できる範囲内で若干丸みを帯びたものとなっていてもよい。
【０００８】
次に、本発明の雌ねじ部材には異物溜まり部を形成しているから、これにより異物除去部で除去された異物を、その異物溜まり部に収容し、例えば、ナット締結時にナット座面と相手方部材の当接面との間に異物が入り込むことを防止して、ナット締結力を強化することができる。また、異物溜まり部を異物除去部の谷径より深く形成することにより、剥離された塗膜等は、螺合完了以降もその異物溜まり部に収容され続けるので、以降のねじ着脱の際に除去された異物によるねじ山のかす詰まり等も生じにくい。
【０００９】
上記異物除去部は複数個の凸部の先行側の領域に凹陥部として設けることができ、これにより、異物溜まり部を複数個形成することができ、塗膜等の異物をそれぞれに分散して収容することができるので、収容能力を向上させることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例を図面を基に説明する。
図１（ａ）は塗膜剥離機能あるいはゴミ等の除去機能を有するナット１を、その座面２側から見たものである。このナット１は六角部３と偏平なフランジ部４との一体構造をなし、フランジ部４の端面が座面２となっている。ただしフランジ部４は必須というわけではなく、六角部３の端面が座面２となっていてもよい。
【００１１】
六角部３からフランジ部４を貫通する円筒状の空間には、その六角部３側に雌ねじ部５が形成され、この雌ねじ部５より座面２側の円筒内周面には１又は複数個の凸部６が形成されている。本実施例の場合には、凸部６は、円周方向の３箇所に等角度間隔に、かつ軸方向に３条（３個）設けられている。この凸部６の螺合方向の進行側の端面が、その円筒内周面からほぼ垂直に立ち上がる異物除去部、この例では塗膜剥離面７となっている。なお、図１（ｂ）に示すように、この塗膜剥離面７の縁７ａは、雄ねじ部に付着した塗膜層を削る取るエッジあるいは刃部として機能する。また、図２（ｂ）に示すように、これら凸部６の内、１条目（座面２側）には、螺旋の中心軸線Ｏと直交する面内において該中心軸線Ｏから自身の内縁６ｂまでの距離Ｒが、螺旋の先行端（塗膜剥離面７）から該螺旋の末端に向けて連続的に大きくなるように逃げ部３０が形成されている。
【００１２】
図１及び図２に示すように、上記のような周方向の３箇所に形成された凸部６の間の部分に、３箇所の凹陥部が、例えば１２０°の等角度間隔で形成され、これが塗膜溜まり部（異物溜まり部）１０となっている。この部分は、塗膜剥離面７で剥離した塗膜を主に収容する部分であるが、ゴミ等の異物も併せて収容できることは言うまでもない。塗膜溜まり部１０は、図２（ａ）に示すように、雌ねじ部５の下孔１１の径より一定量深く形成されていて、これが座面２まで達してその面に開放している。なお、図３に示すように、この塗膜溜まり部１０を座面２までは達しないように閉じた形態で形成してもよい。
【００１３】
そして、図４に示すように、ボルト等の雄ねじ部材１２の雄ねじ部１３と、当該ナット１とが螺合する際には、雌ねじ部５に先立って凸部６が雄ねじ部材１２の雄ねじ部１３と螺合し、その凸部６の塗膜剥離面７が雄ねじ部１３に付着した塗膜等を剥離し、これを塗膜溜まり部１０に収容する。このとき、図５に示すように、凸部６の１条目においては、逃げ部３０が形成されているため、雄ねじ部１３に付着した塗膜Ｐ等と接触するのは凸部６の先行端付近のみとなっており、凸部６と塗膜Ｐ等との接触部分が少なくなっている。これにより、凸部６が塗膜Ｐ等の摩擦抵抗を抑えながら螺進できる。
【００１４】
次に、図６に示すように逃げ部３０は、螺旋の中心軸線０からその内縁６ｂまでの距離Ｒ0が、該中心軸線Ｏを中心とする単位回転角度λ当りでほぼ一定の割合ΔＲで連続的に大きくなるように形成されている。この場合、螺合先行端７ｂでは上記距離ＲはＲ0であるが、そこから螺旋に沿って単位回転角度λだけ移動するとＲ＝Ｒ1＝Ｒ0＋ΔＲ、２λでＲ＝Ｒ0＋２ΔＲ、３λでＲ＝Ｒ3＝Ｒ0＋３ΔＲとなる。また、図７に示すように逃げ部３０は、上記距離Ｒが、中心軸線Ｏを中心に所定の回転角度λ1までは所定の割合で連続的に大きくなり、それ以降の角度区間では一定の距離Ｒ1となるように形成してもよい。なお、図７（ａ）は、回転角度λ1までの区間で内縁６ｂが円弧状あるいはその他の曲線状に形成された例を、また、図７（ｂ）は、同様に直線状に形成された例をそれぞれ示している。
【００１５】
ここで、上記実施例では塗膜剥離面７は内周面の接線方向とほぼ垂直に立ち上がって形成されているが、塗膜剥離面７と内周面の接線方向との角度を、塗膜等の剥離に支障がない程度の範囲で鈍角又は鋭角に形成することも可能である。
【００１６】
また、図６（ｂ）に示すように、螺合先行端７ｂにおいて凸部６の内縁６ｂ（あるいは螺合先行端７ｂにおけるその接平面Ｐ）と塗膜剥離面７とのなす角度φを鋭角とすれば、塗膜等の異物に対する切削効果を高めることができる。この場合、該角度φは、より望ましくは７０゜〜８０゜の範囲で調整するのがよい。角度φが小さくなりすぎると螺合先行端７ｂを型鍛造手法で製造する場合、型寿命が短くなる場合がある。
【００１７】
なお、上記実施例では、３個の凸部６の１条目に逃げ部３０を形成したが、２条目あるいは３条目の凸部６にも該逃げ部３０を形成することができる。
【００１８】
次に、図８に示す雌ねじ部材を構成するナット１８は、六角部３とフランジ部４が連続したやや軸方向に長い寸法を有し、その異物除去部より螺合方向の座面２側の内周面に一定幅の非ねじ形成部を設け、その非ねじ形成部は、雌ねじ部５のねじ下孔１１の径より大きく形成されて、雄ねじ部材１２との螺合開始時の円筒状ガイド部２０が形成されており、これが塗膜溜まりの一部を構成している。
なお、この凸部６の間の周面を例えばねじ下孔１１と一致する円筒面の一部で形成すれば、この部分の塗膜溜まり部１０に塗膜が溜まり、さらにこの塗膜溜まり部１０に隣接する円筒状ガイド部２０が塗膜溜まりとなって塗膜を溜め込む。
また円筒状ガイド部２０は、雄ねじ部材と螺合する際にそれをガイドするガイド部の役割も果たしており、この場合は、前記非ねじ形成部が異物溜まりと螺合時のガイド部とに兼用され、これら２つの役割を果たすものとなり好都合である。
この円筒状ガイド部２０の径を大きくするほど前述の剥離された塗膜の収容容積は増えるが、あまり大きくすると前述の螺合の際のガイド機能が損なわれる場合もあるので、ガイド機能と塗膜収容機能が調和する範囲で適宜その径を定めることとなる。
【００１９】
図９に示す雌ねじ部材を構成するナット２１は、前記塗膜溜まり部１０が構成される凹陥部を第１の凹陥部１０としており、図８の円筒状ガイド部２０にさらに深い第２の凹陥部２２が形成された構造を備えて、この第２の凹陥部２２が円筒状ガイド部２０、第１の凹陥部１０とともに塗膜溜まりとして機能する。
この第２の凹陥部２２は、図９の実施例では座面２までは達しないように、かつ周方向に円環状の溝形態で形成している。またこの第２の凹陥部２２は、その周方向において複数個断続的に形成しており、図１０の実施例では座面２までは達しないように、かつ１２０°の等角度間隔に３個形成している。
【００２０】
また、その第２の凹陥部２２をナット２１の座面２側に達する幅で形成すること、言い換えればこの第２の凹陥部２２がナット１８の座面２側に開放する形態で、前述のような円環状に、又は断続的に形成してもよく、図１１の実施例では座面２側に開放する円環状に形成している。
なお、図９及び図１０の実施例のように、この第２の凹陥部２２をナット２１等の座面２までは達しない幅で形成することにより、その座面２側の開口部に螺合の際のガイドとなる一定幅の円筒状ガイド部２０を残す場合は、第１の凹陥部１０、円筒状ガイド部２０及び第２の凹陥部２２が互いに協動して塗膜溜まりを構成することができ、そこに相当部分の異物を収容することができるため、異物溜まりとして機能する非ねじ形成部（言い換えると円筒状ガイド部２０）の幅が短くて済み、例えばナット２１の軸方向の寸法を小さくできて、寸法的制約が緩和される。さらにその円筒状ガイド部２０が、螺合の際のガイドの役割を果たすことから、二重、三重の相乗効果がある。
【００２１】
さらに、上述の異物除去部の間に第１の凹陥部１０を形成するとともに、その第１の凹陥部１０より螺合方向の先行側の領域に、前述の円筒状ガイド部２０を形成してここに第２の凹陥部２２を形成すること、つまり第１の凹陥部１０と断続的に形成した第２の凹陥部２２を同時に設けた場合は、剥離された塗膜等が相当多い場合でも、それが第１の凹陥部１０と第２の凹陥部２２に分散して収容できる。例えば第１の凹陥部１０の収容能力が一杯になれば、第２の凹陥部２２でオーバーフロー分を収容することもできる。
その場合、第１の凹陥部１０と第２の凹陥部２２の深さは同じでもよいし、違っていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施例であるナットの斜視図。
【図２】 そのナットの断面及び底面を示す図。
【図３】 図２の変形例の断面図。
【図４】 雄ねじ部材とナットとの螺合状態を示す部分断面図。
【図５】 雄ねじ部材とナットとの螺合状態を示す平面断面図。
【図６】 凸部先行端付近を示す図。
【図７】 図６のいくつかの変形例を示す図。
【図８】 別の実施例のナットを示す図。
【図９】 さらに別の実施例のナットを示す図。
【図１０】 第２の凹陥部を周方向に断続的に形成した場合の底面図。
【図１１】 第２の凹陥部を座面に開放した形で形成した場合の断面図。
【符号の説明】
１ ナット（雌ねじ部材）
２ 座面
５ 雌ねじ部
６ 凸部
７ 塗膜剥離面
１０ 塗膜溜まり部（異物溜まり部）
３０ 逃げ部

Claims (1)

1. 雄ねじ部材の雄ねじ部が螺合する雌ねじ部を有する雌ねじ部材であって、
   前記雌ねじ部材内の円筒状の空間にはその内周面に前記雌ねじ部が形成され、この円筒状の空間の螺合の先行端には複数個の凹陥部と、その凹陥部間に残された凸部が交互に形成されており、
   前記雄ねじ部材の雄ねじ部に付着した塗料膜等の異物を除去するために、前記雄ねじ部と螺合するねじ山を前記雌ねじ部の螺合の先行端側の前記凸部に形成し、その凸部のねじ山の先行端側の端面によって前記雄ねじ部材に存在する前記異物を除去するための異物除去部を形成し、前記凸部の螺合側に隣接する前記凹陥部によって前記異物除去部で除去された異物溜まり部を形成すると共に、
   前記雄ねじと螺合する前記凸部のねじ山の前記異物除去部が形成されている先行端から、前記凹陥部に続く凸部の後端部までの区間には、前記雌ねじ部の中心軸線と直交する面内において、該中心軸線から前記凸部の内縁までの距離が、当該中心軸線から前記異物除去部の内縁までの距離よりも連続的に大きくなる逃げ部が、前記異物除去部で除去された異物の一部を前記凸部の後端部に隣接する前記凹陥部にも誘導するために形成されたことを特徴とする雌ねじ部材。

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