JP3919165B2 - 止めネジの弛み防止方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、止めネジをネジ孔内で固定する止めネジの弛み防止方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、鋳造による製品の製造において、製品にネジ孔等となる孔部を形成するには、図４に示すように、鋳型１内に鋳抜きピン２を挿通させてキャビティ３内に突設させ、この鋳抜きピン２を鋳抜くことで、製品に孔部を形成している。このとき、鋳抜きピン２を鋳型１に固定させるため、鋳抜きピン２に対応したネジ孔４が貫通しているバックブロック５を鋳型１の外側に設け、このバックブロック５の外側からネジ孔４にスペーサピン４０を挿入した後に、止めネジ２０’，３０’を順次螺入して締結している。すなわち、ネジ孔４に第一の止めネジ２０’を締結した後に、第二の止めネジ３０’を第一の止めネジ２０’に対して締結することで、第一の止めネジ２０’と第二の止めネジ３０’を突っ張り合わせ、ネジ孔４内に固定させようとする止めネジの弛み防止構造Ａ’が存在する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の止めネジの弛み防止構造Ａ’では、止めネジ２０’と止めネジ３０’の間の締結力が十分とはいえないため、以下の問題が存在していた。
キャビティ３内に充填された高温の溶湯の熱が鋳抜きピン２及びスペーサピン４０に伝わることで、鋳抜きピン２及びスペーサピン４０が熱膨張し、鋳造後に冷却された際には縮小する。この鋳抜きピン２及びスペーサピン４０の膨張及び縮小が繰り返されることで、第一の止めネジ２０’とスペーサピン４０の間に隙間が発生する。又、溶湯を射出成形する際の圧力や振動でも隙間が発生する。すなわち、第一の止めネジ２０’の締め付け方向に隙間が発生してしまう。そして、第一の止めネジ２０’が隙間側に弛み、第一の止めネジ２０’と第二の止めネジ３０’の間の締結力が低下し、鋳型１の振動等によって止めネジ２０’，３０’に弛みが発生してしまうという問題が存在している。
【０００４】
そこで、本発明は、前記問題を解決するためになされたものであり、ネジ孔内に螺入した止めネジを確実に固定することができる止めネジの弛み防止方法を提供することを課題としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決すべく構成されるものであり、請求項１に記載の発明は、止めネジと、止めネジとともにネジ孔に螺合されることで、止めネジの弛みを防止する螺旋体と、止めネジ及び螺旋体をネジ孔に取り付ける取付工具及び取付補助工具とを用いた止めネジの弛み防止方法であって、螺旋体は、弾性変形可能な線材がネジ孔に螺合するように螺旋状に形成され、線材の両端部は、螺旋体の軸方向に対して垂直になるように螺旋体の内側に折り曲げられて対峙しており、線材の他方の端部は、線材の一方の端部に対して締付方向に位相がずれるように構成され、止めネジは、一方の端部に螺旋体の端部が係合可能な螺旋体係合部が形成され、他方の端部には、取付補助工具が係合可能な補助工具係合部が形成され、取付工具は、螺旋体の内径よりも小さい外径の軸部を有し、軸部の先端には、螺旋体の線材の両端部が係合可能な係合溝が軸部の軸心を通るように形成され、（１）螺旋体の線材の一方の端部を、止めネジの螺旋体係合部に係合させる第１工程と、（２）止めネジの補助工具係合部に取付補助工具を係合させるとともに、螺旋体の線材の他方の端部に取付工具の係合溝を係合させ、取付補助工具によって止めネジの回転を係止した状態で、取付工具を止めネジの弛み方向に捻りながら取付工具を止めネジの方に押し込み、取付工具の係合溝に螺旋体の線材の一方の端部を係合させる第２工程と、（３）取付工具により、止めネジと螺旋体を一体に回転させてネジ孔に螺入する第３工程と、（４）取付工具を螺旋体から引き抜いて離脱させる第４工程とを含むことを特徴とする。
【０００６】
ここで、螺旋体を形成する線材は、断面形状や巻き数など、その形状及び材料は限定されるものではない。さらに、螺旋体は、断面形状が菱形の線材が螺旋状に形成され、その内周面に形成された溝を雌ネジとして利用する既存のヘリサートを用いてもよい。
【０００７】
また、ネジ孔に螺合された螺旋体は、螺旋体の外周面とネジ孔の内周面との摩擦力によってネジ孔内で静止しており、螺旋体の一方の端部に弛み方向のトルクが発生した際には、トルクが発生していない他方の端部側よりも一方の端部側が先行して弛み方向に回転し、螺旋状に形成された線材の一方の端部が外側に広がるように変形するため、螺旋体がネジ孔内で拡径しようとする。
【０００８】
この発明によれば、ネジ孔に螺合された止めネジが弛み方向に回転した際に、止めネジに係合した螺旋体が拡径しようとしてネジ孔の内周面に圧接され、螺旋体の外周面とネジ孔の内周面との摩擦力が高まるため、止めネジの弛みを防止することができる。
【００１０】
ここで、螺旋体の他方の端部に弛み方向のトルクが発生した際には、螺旋状に形成された線材が内側に狭まるように変形して螺旋体全体が縮径する。
【００１１】
そこで、一方の端部に対して締付方向に位相がずれた状態の他方の端部を弛み方向に回転させて平行状態にすることで、螺旋体の一方の端部に弛み方向のトルクが発生して螺旋体全体が縮径するため、螺旋体の外径を容易に調節することができる。
【００１７】
さらに、螺旋体の線材の両端部を平行に対峙させた状態で取付工具の係合溝に係合させ、この状態で取付工具を止めネジに係合して回転させるため、螺旋体を縮径した状態で止めネジとともに容易に螺入することができる。また、止めネジ及び螺旋体の螺入後に、螺旋体から取付工具を引き抜いて離脱することで、線材の両端部の平行状態が解除され、線材の弾性力によって螺旋体が拡径するため、螺旋体をネジ孔の内周面に圧接させることができる。
【００１８】
したがって、本発明の止めネジの弛み防止方法では、ネジ孔に螺合された螺旋体が拡径しようとしてネジ孔の内周面に圧接され、その摩擦力によって螺旋体の回転が防止されることで、螺旋体と係合した止めネジの弛みが防止されるため、止めネジをネジ孔内で確実に固定することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００２０】
本発明の実施形態に係る止めネジの弛み防止方法及び止めネジは、各種のネジ孔に螺入した止めネジに適用可能であるが、この実施形態では、鋳造において製品に孔部を形成する鋳抜きピンを鋳型に固定するための止めネジに適用した場合を例として説明する。
【００２１】
図１は、本発明の実施形態に係る止めネジの弛み防止構造を示した側断面図である。図２は、本発明の実施形態に係る止めネジの弛み防止構造における各構成要素を示した図で、（ａ）は止めネジを示した斜視図、（ｂ）は螺旋体を示した斜視図、（ｃ）は取付工具を示した斜視図である。図３は、本発明の実施形態に係る止めネジの弛み防止方法を示した図で、（ａ）は螺旋体縮径工程を示した側面図、（ｂ）は螺旋体縮径工程における螺旋体の変形状態を示した図、（ｃ）は螺入工程を示した側面図、（ｄ）は取付工具離脱工程後の螺旋体の変形状態を示した図である。なお、本実施形態では、図１の左側を前方とし、右側を後方としている。
【００２２】
［鋳型の構造］
まず、本発明の実施形態に係る止めネジの弛み防止構造Ａを適用する鋳型１は、図１に示すように、鋳型１によって形成されたキャビティ３内に溶湯を充填することで製品を射出成形するものであり、製品にネジ孔等となる孔部を形成するため、鋳型１に鋳抜きピン２を挿通させてキャビティ３内に突設させ、鋳抜きピン２を鋳抜くことで製品に孔部が形成される。なお、鋳型１は、金型や石膏型など、その材料及び構成は限定されるものではない。さらに、鋳型１の外側にはバックブロック５が設けられ、バックブロック５には鋳抜きピン２に対応する位置にネジ孔４が貫通している。このネジ孔４の内径は鋳抜きピン２の外径よりも大きく形成されており、ネジ孔４内に円柱部材であるスペーサピン４０が挿入され、スペーサピン４０の前端面４１が鋳抜きピン２に当接している。さらに、スペーサピン４０の後方からネジ孔４に止めネジ２０を螺入し、スペーサピン４０の後端面４２に圧接させることで、スペーサピン４０がネジ孔４内で固定されている。これにより、スペーサピン４０と当接している鋳抜きピン２の移動が規制され、スペーサピン４０が鋳型１に固定される。したがって、止めネジ２０をネジ孔４内で確実に固定させる必要がある。
【００２３】
［止めネジの弛み防止構造］
次に、本発明の実施形態に係る止めネジの弛み防止構造Ａは、図１に示すように、ネジ孔４に螺合された止めネジ２０の後方部２２に、線材がネジ孔４に螺合するように螺旋状に形成された螺旋体３０が外嵌され、螺旋体３０の前端部３１が止めネジ２０に係合している。
【００２４】
次に、各構成要素について説明する。
止めネジ２０は、図１及び図２（ａ）に示すように、外周面にネジ孔４と螺合可能な雄ネジが形成された円柱部材であり、雄ネジが形成されている前方部２１と、螺旋体３０が外嵌可能な外周形状を有する後方部２２とから構成されている。この止めネジ２０の前端面２３の軸心には、断面が正六角形の六角孔である取付補助孔部２５（補助工具係合部）が形成され、後端面２４の軸心には、断面が正六角形の六角孔である取付孔部２６（取付工具係合部）が形成されている。さらに、後端面２４には、螺旋体３０を形成する線材が係合可能な係合溝２７（螺旋体係合部）が軸心を通るように取付孔部２６を横断して形成されている。
【００２５】
螺旋体３０は、図１及び図２（ｂ）に示すように、弾性変形可能な断面円形の線材をネジ孔４に螺合するように螺旋状に形成したものであり、本実施形態では略２．５巻の螺旋状に形成している。螺旋体３０を形成する線材の両端部には、螺旋体３０の軸方向に対して垂直になるように螺旋体３０の内側に折り曲げられて対峙した前端部３１及び後端部３２が形成されており、後端部３２は前端部３１に対して締付方向に位相がずれるように構成されている。
【００２６】
ここで、螺旋体３０の縮径について説明する。
螺旋体３０の後端部３２を前端部３１に対して平行状態となるように回転させた際には、後端部３２に弛み方向のトルクが発生し、螺旋状に形成された線材が内側に狭まるように変形するため、螺旋体３０全体が縮径する。なお、螺旋体３０の外径はネジ孔４の内径よりも大きく形成されており、縮径することでネジ孔４に螺合可能となる。また、縮径した螺旋体３０の内径は、止めネジ２０の後方部２２に外嵌可能な大きさとなっている。
【００２７】
また、止めネジ２０及び螺旋体３０をネジ孔４に取り付けるための取付工具５０は、図２（ｃ）に示すように、止めネジ２０の後端面２４の取付孔部２６に係合可能な六角レンチであり、先端部５１に、螺旋体３０の前端部３１及び後端部３２が係合可能な係合溝５２が軸心を通るように形成されている。
【００２８】
［止めネジの弛み防止方法］
次に、本発明の実施形態に係る止めネジの弛み防止方法について説明する。
（１）螺旋体係合工程
まず、図３（ａ）に示すように、螺旋体３０の前端部３１を止めネジ２０の後端面２４の係合溝２７に係合させる。係合溝２７は、取付孔部２６を横断して形成されているため、前端部３１は取付孔部２６内を横断した状態で係合される。
【００２９】
（２）螺旋体縮径工程
次に、図３（ａ）に示すように、止めネジ２０の取付補助孔部２５に六角レンチである取付補助工具６０を係合させるとともに、止めネジ２０に係合した螺旋体３０の後端部３２に取付工具５０の係合溝５２を係合させ、取付補助工具６０によって止めネジ２０の回転を係止した状態で、取付工具５０を止めネジ２０の弛み方向に捻りながら止めネジ２０の方に押し込み、取付工具５０の先端部５１を取付孔部２６に係合させる。そして、取付孔部２６内を横断している螺旋体３０の前端部３１を取付工具５０の係合溝５２に係合させ、螺旋体３０の両端部３１，３２を平行に対峙させた状態にする。これにより、図３（ｂ）に示すように、螺旋体３０の後端部３２に弛み方向のトルクが発生し、螺旋状に形成された線材が内側に狭まるように変形するため、螺旋体３０全体が縮径する。
【００３０】
（３）螺入工程
次に、図１に示すように、ネジ孔４内にスペーサピン４０を挿入してスペーサピン４０の前端面４１を鋳抜きピン３に当接させた後に、図３（ｃ）に示すように、取付工具５０により、止めネジ２０及び螺旋体３０を一体に回転させてネジ孔４に螺入する。このとき、螺旋体３０は縮径されているため、螺旋体３０を止めネジ２０とともに容易に螺入することができる。
【００３１】
（４）取付工具離脱工程
次に、螺入した止めネジ２０の前端面２３をスペーサピン４０の後端面４２に圧接してスペーサピン４０をネジ孔４内で固定することで、スペーサピン４０が当接している鋳抜きピン２を鋳型１に固定する。
最後に、取付工具５０を止めネジ２０及び螺旋体３０の両端部３１，３２から引き抜いて離脱する。これにより、螺旋体３０は止めネジ２０の後方部２２に外嵌した状態でネジ孔４に螺合される。
【００３２】
［弛み防止作用］
取付工具離脱工程において、螺旋体３０から取付工具５０を離脱することで、螺旋体３０の両端部３１，３２の平行状態が解除され、螺旋体３０の弾性力によって螺旋体３０全体が拡径する。これにより、螺旋体３０全体がネジ孔４の内周面に圧接され、螺旋体３０の外周面とネジ孔４の内周面との摩擦力が高まるため、ネジ孔４に螺合された螺旋体３０の回転が防止される。すなわち、螺旋体３０が係合した止めネジ２０の弛みが防止される。
【００３３】
また、前記弛み防止作用によって止めネジ２０の弛みが防止されず、止めネジ２０が弛み方向に回転した場合であっても、図３（ｄ）に示すように、止めネジ２０の回転によって螺旋体３０の前端部３１に弛み方向のトルクが発生し、トルクが発生していない後端部３２よりも前端部３１が先行して弛み方向に回転し、螺旋状に形成された線材の前端部３１側が外側に広がるように変形するため、螺旋体３０がネジ孔４内で拡径しようとする。これにより、螺旋体３０がネジ孔４の内周面に高い圧力で圧接され、螺旋体３０の外周面とネジ孔４の内周面との間の摩擦力がより高まるため、止めネジ２０の弛みが確実に防止される。
【００３４】
したがって、本発明の実施形態に係る止めネジの弛み防止構造Ａ及び弛み防止方法では、螺旋体３０が拡径してネジ孔４の内周面に圧接され、その摩擦力によって螺旋体３０の回転が防止されることで、螺旋体３０に係合された止めネジ２０の弛みが防止されるため、止めネジ２０がネジ孔４内で確実に固定される。
【００３５】
以上、本発明の好適な実施形態についての一例を説明したが、本発明は前記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜設計変更が可能である。
例えば、螺旋体３０は、断面形状が菱形の線材が螺旋状に形成され、その内周面に形成された溝を雌ねじとして利用する既存のヘリサートを用いてもよく、この構成では、ヘリサートの外周面に形成された溝が雄ネジとしてネジ孔４の雌ネジに螺合されるため、ヘリサートの外周面とネジ孔４の内周面との間の摩擦力を高め、止めネジ２０の弛みをより確実に防止することができる。
また、螺旋体３０の巻数は限定されるものではなく、止めネジ２０及びネジ孔４の大きさに対応させて適宜に定めることが好ましい。
さらに、螺旋体３０を止めネジ２０に外嵌させることなく、螺旋体３０の前端部３１をボルト２０の後端面２４に係合させ、螺旋体３０を止めネジ２０の後方に設けてもよい。
また、螺入工程において、止めネジ２０及び螺旋体３０を一体に回転させる方法としては、例えば、取付工具５０の先端部５１及び止めネジ２０の取付孔部２６を断面円形とし、取付工具５０を止めネジ２０に係合させることなく、螺旋体３０の両端部３１，３２に取付工具５０を係合させ、取付工具５０のトルクを止めネジ２０の係合溝２７に係合した螺旋体３０の前端部３１を介して止めネジ２０に伝達させることで、止めネジ２０及び螺旋体３０を一体に回転させてもよい。
【００３６】
【発明の効果】
本発明の止めネジの弛み防止方法によれば、止めネジがネジ孔内で回転した際に、ネジ孔に螺合された螺旋体の一方の端部に弛み方向のトルクが発生して拡径しようとすることで、螺旋体がネジ孔の内周面に圧接され、その摩擦力によって螺旋体の回転が防止されるため、螺旋体が係合した止めネジの弛みが防止され、止めネジをネジ孔内で確実に固定することができる。
また、螺旋体の他方の端部に弛み方向のトルクを発生させることで、螺旋体全体を縮径させ、螺旋体をネジ孔に容易に螺入することができる。これは、螺旋体の外径がネジ孔の内径よりも大きい場合に有効である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る止めネジの弛み防止構造を示した側断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る止めネジの弛み防止構造における各構成要素を示した図で、（ａ）は止めネジを示した斜視図、（ｂ）は螺旋体を示した斜視図、（ｃ）は取付工具を示した斜視図である。
【図３】本発明の実施形態に係る止めネジの弛み防止方法を示した図で、（ａ）は螺旋体縮径工程を示した側面図、（ｂ）は螺旋体縮径工程における螺旋体の変形状態を示した図、（ｃ）は螺入工程を示した側面図、（ｄ）は取付工具離脱工程後の螺旋体の変形状態を示した図である。
【図４】従来のボルトの弛み防止構造を示した側断面図である。
【符号の説明】
Ａ・・・・弛み防止構造
１・・・・鋳型
２・・・・鋳抜きピン
３・・・・キャビティ
４・・・・ネジ孔
５・・・・バックブロック
２０・・・・止めネジ
２１・・・・前方部（止めネジ）
２２・・・・後方部（止めネジ）
２３・・・・前端面（止めネジ）
２４・・・・後端面（止めネジ）
２５・・・・取付補助孔部（止めネジ）
２６・・・・取付孔部（止めネジ）
２７・・・・係合溝（止めネジ）
３０・・・・螺旋体
３１・・・・前端部（螺旋体）
３２・・・・後端部（螺旋体）
４０・・・・スペーサピン
４１・・・・前端面（スペーサピン）
４２・・・・後端面（スペーサピン）
５０・・・・取付工具
５１・・・・先端部（取付工具）
５２・・・・係合溝（取付工具）
６０・・・・取付補助工具

Claims (1)

1. 止めネジと、前記止めネジとともにネジ孔に螺合されることで、前記止めネジの弛みを防止する螺旋体と、前記止めネジ及び前記螺旋体を前記ネジ孔に取り付ける取付工具及び取付補助工具とを用いた止めネジの弛み防止方法であって、
   前記螺旋体は、弾性変形可能な線材が前記ネジ孔に螺合するように螺旋状に形成され、前記線材の両端部は、前記螺旋体の軸方向に対して垂直になるように前記螺旋体の内側に折り曲げられて対峙しており、前記線材の他方の端部は、前記線材の一方の端部に対して締付方向に位相がずれるように構成され、
   前記止めネジは、一方の端部に前記螺旋体の端部が係合可能な螺旋体係合部が形成され、他方の端部には、前記取付補助工具が係合可能な補助工具係合部が形成され、
   前記取付工具は、前記螺旋体の内径よりも小さい外径の軸部を有し、前記軸部の先端には、前記螺旋体の線材の両端部が係合可能な係合溝が前記軸部の軸心を通るように形成され、
   少なくとも以下の工程を含むことを特徴とする。
   （１）前記螺旋体の線材の一方の端部を、前記止めネジの前記螺旋体係合部に係合させる第１工程。
   （２）前記止めネジの前記補助工具係合部に前記取付補助工具を係合させるとともに、前記螺旋体の線材の他方の端部に前記取付工具の前記係合溝を係合させ、前記取付補助工具によって前記止めネジの回転を係止した状態で、前記取付工具を前記止めネジの弛み方向に捻りながら前記取付工具を前記止めネジの方に押し込み、前記取付工具の前記係合溝に前記螺旋体の線材の一方の端部を係合させる第２工程。
   （３）前記取付工具により、前記止めネジと前記螺旋体を一体に回転させて前記ネジ孔に螺入する第３工程。
   （４）前記取付工具を前記螺旋体から引き抜いて離脱させる第４工程。

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