JP3959640B2 - 有効径変位ねじ - Google Patents

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    • F16B33/00—Features common to bolt and nut
    • F16B33/02—Shape of thread; Special thread-forms

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、アキュムレータ等に用いられる、ねじに関するものであり、特に、互いに螺合するおねじとめねじの中、弱い方のねじの強度を向上せしめた、有効径変位ねじに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、アキュムレータなどには、三角ねじ、例えば、メートルねじ、や逆のこ歯ねじが用いられている。標準の三角ねじは、図４に示す様に、ねじ山の断面形状がほぼ正三角形に形成されており、又、標準の逆のこ歯ねじは、そのねじ山のフランク傾斜角度が、図５に示すように、のこ歯ねじのねじ山のフランク傾斜角度と逆、即ち、プレッシャフランクの傾斜角度がクリアランスクの傾斜角度より大きく形成されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図４、図５において、１はおねじ２と螺合するめねじ、４はプレッシャフランクとクリアランスフランクとを備えためねじ１のねじ山、６はめねじ１の有効径、即ち、ねじ山４の幅Ｐ１がねじ溝８の幅Ｐ２とが等しくなる様な仮想的な円筒の直径、９はめねじ１の内径、１１はめねじのねじ山４が嵌合するおねじ２のねじ溝、１３はおねじ２のねじ山１４の外径、１６はおねじ２の有効径、Ａ２は荷重方向、をそれぞれ示す。
【０００４】
なお、ピッチＰは、ねじ山４の幅Ｐ１とねじ溝８の幅Ｐ２との和に等しく、又、幅Ｐ１、Ｐ２は、それぞれピッチＰの半分、即ち、Ｐ／２である。
【０００５】
【特許文献１】
実開平４−７７０１７号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来のねじでは、互いに螺合するおねじ２とめねじ１は、ねじ山４、１４の嵌合高さの中央に有効径６，１６が位置しているので、めねじ１のねじ山４の幅Ｐ１は、めねじのねじ溝８に嵌合する、おねじ２のねじ山１４の幅Ｐ２とは、等しくなる。
【０００７】
この状態のおねじ２に矢印Ａ２方向の荷重を加えると、おねじ２には圧縮力がかかり、又、めねじ１には、引張力がかかるが、この両方の力は等しい。尚、この時、おねじ２のねじ谷底１０には、圧縮応力が集中し、又、めねじ１のねじ谷底５には、引張応力が集中する。
【０００８】
ところが、ねじは、圧縮力には強いが、引張力には弱いという特性があるので、前記両ねじのねじ山４，１４に同一大きさの力がかかっている場合には、引張力のかかる方のねじ、即ち、めねじ２が先にねじ谷底５から破損してしまう。即ち、めねじ１がおねじ２より破壊強度が小さく、弱いのである。
【０００９】
この発明は、上記事情に鑑み、弱い方のねじの破壊強度を向上させることを目的とする。
【００１０】
この発明は、標準有効径を有する標準ねじのねじ山の幅とねじ溝の幅とを変化させ、前記標準有効径であった位置より中心軸側に、前記ねじ山の幅とねじ溝の幅とが等しい変位した有効径を形成したねじにおいて、前記標準有効径であった位置におけるねじ山の幅が、ねじ溝の幅よりも大きく形成されていることを特徴とする。
【００１１】
この発明は、標準有効径を有する標準ねじのねじ山の幅とねじ溝の幅とを変化させ、前記標準有効径であった位置より中心軸側に、前記ねじ山の幅とねじ溝の幅とが等しい変位した有効径を形成した、互いに螺合するめねじとおねじからなるねじであって 、前記両ねじのうち、弱い方のねじは、前記標準有効径であった位置におけるねじ山の幅が、ねじ溝の幅より大きく形成されていることを特徴とする。
【００１２】
この発明の標準有効径の位置におけるねじ山の幅に対するねじ溝の幅が、1.25対0.75であることを特徴とする。又、この発明の弱い方のねじが、三角ねじ、又は、逆のこ歯ねじの、めねじであることを特徴とする。
【００１３】
この発明のねじが、アキュムレータのねじであることを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
この発明の第１実施の形態を図１、図２により説明する。
アキュムレータＡＣＣは、容器本体１８内にブラダ１９を内蔵している。このブラダ１９は、プリーツブラダであり、所定形状に折り畳まれる様に折り癖がつけられている。
【００１５】
このブラダ１９のフランジ部２０は、容器本体１８の上部１８ａで蓋２１により固定されている。この蓋２１にはブラダ１９内に連通する給排筒２２と、容器本体１８のめねじ２３に螺合するおねじ２５と、が設けられている。前記両ねじ２３、２５は、同一材料で形成されているが、異なった材料で形成しても良い。
【００１６】
前記両ねじ２３，２５は、図４に示す標準三角ねじ（メートルねじ）の有効径（以下、標準有効径、と呼ぶことにする）の位置を、ずらした状態の三角ねじに相当する。
【００１７】
即ち、めねじ２３の有効径２６の位置は、標準有効径６の位置におけるねじ山２７の幅Ｐ３を、ねじ溝２９の幅Ｐ４より、所定割合で大きくした場合の位置である。また、おねじ２５の有効径３０の位置は、標準有効径１６の位置におけるねじ溝３２の幅Ｐ３を、ねじ山３３の幅Ｐ４より、前記所定割合で大きくした場合の位置である。
【００１８】
この所定割合Ｐ３：Ｐ４として、1.25：0.75が採用されているが、この割合は、Ｐ３＞Ｐ４の範囲で、必要に応じて適宜選択され、例えば、1.2：0.8、又は、1.5：0.5を採用することができる。
【００１９】
なお、３５はめねじ内径、３６はおねじ外径、Ｐはピッチ、Ｐ５は変位した有効径の位置におけるめねじのねじ山の幅、Ｐ６は変位した有効径の位置におけるめねじのねじ溝の幅、１８ＣはアキュムレータＡＣＣの軸心、をそれぞれ示す。
【００２０】
容器本体１８の底部１８ｂには、貫通穴３８が設けられ、この貫通穴３８にはＯリングを介して給排筒３９が挿着されている。この給排筒３９のフランジ部４０は、貫通穴３８の受部４２に圧接されている。
給排筒３９には、クッションカップ４３のついたポペット弁４５が摺動自在に支持されている。この給排筒３９は、ナット４６により容器本体１８に固定されている。
【００２１】
次に、本実施の形態の作動について説明する。
給排筒３９を介して図示しない液圧回路にアキュムレ内のータＡＣＣを接続する。該液圧回路の液圧が変化し、容器主体１８内の圧力が上昇すると、蓋２１は矢印Ａ２方向に押圧され、ねじ山３３のプレッシャフランク４９は、ねじ山２７のプレッシャフランク５０を押圧する。
【００２２】
そのため、めねじのねじ谷底２９Ｂには、引張荷重が集中し、おねじのねじ谷底３２Ｂには、圧縮応力が発生するが、めねじのねじ山２７の厚さは、おねじのねじ山３３のそれよりも厚いので、即ち、めねじ２３はおね２５じより破壊強度が大きいので、めねじ２３のねじ谷底２９Ｂに発生する引張応力は、従来より大幅に小さくなる。従って、引張力に弱い特性を有する、めねじ２３が破壊するのを防止することができる。
【００２３】
この発明の第２実施の形態を図３により説明するが、図１、図２と同一図面符号はその名称も機能も同一である。
この実施の形態と第１実施の形態との相違は、ねじとして三角ねじの代わりに、逆のこ歯ねじを用いた点である。
【００２４】
この逆のこ歯ねじ５１におけるめねじ５２のねじ山５３は、通常のこ歯めねじのプレッシャフランクの傾斜角度と、クリアランスフランクの傾斜角度とが逆になっており、即ち、プレッシャフランク５４の傾斜角度がクリアランスフランク５５の傾斜角度より大きくなっている。
【００２５】
例えば、該プレッシャフランク５４の傾斜角度は４５度、該クリアランスフランク５５の傾斜角度は、１５度に形成されている。
また、前記ねじ５１のおねじ５６のねじ山５７も前記めねじ山５３と同様に、そのフランクの両傾斜角度の大きさは、標準の逆のこ歯おねじのフランクの傾斜角度の大きさと逆になっている。
【００２６】
このねじ５１は、図５に示す様な標準の逆のこ歯ねじの有効径（以下、標準有効径、と呼ぶこととする）６の位置を、所定の位置にずらした状態の逆のこ歯ねじ、に相当する。
【００２７】
即ち、逆のこ歯ねじ５１におけるめねじ５２の有効径５８の位置は、標準有効径６の位置におけるめねじ山５３の幅Ｐ３を、ねじ溝５９の幅Ｐ４より、所定割合で大きくした場合の位置である。
【００２８】
この所定割合Ｐ５：Ｐ６は、前記第１実施の形態の所定割合Ｐ３：Ｐ４と同様である。なお、図３において、５９Ｂはめねじのねじ谷底、６２はめねじ内径、６３はおねじ外径、６５はおねじのねじ溝、６５Ｂはおねじのねじ谷底、をそれぞれ示す。
【００２９】
この発明の実施の形態は、上記に限定されるものではなく、例えば、本発明は、三角ねじ、逆のこ歯ねじ、以外のねじにも適用することができ、又、めねじのみならず、おねじにも適用することが可能である。
【００３０】
【実施例】
本発明者は、前記第１、第２実施の形態及び従来例のアキュムレータ（日本アキュムレータ株式会社製 型式Ｎ２１０―１Ｄ）を用いて、めねじの第１番目のねじ谷底における引張応力値を、有限要素法により解析したところ、次の結果を得た。
なお、前記一番目のねじ谷底とは、おねじの荷重を最初に受ける、めねじ基部の最初のねじ谷底をいう。
【００３１】
・従来例のメートルめねじ（図４参照）：７８０Ｎ／mm2
・本発明のメートルめねじ（図１参照）：５７０Ｎ／mm2
・従来例の逆のこ歯めねじ（図５参照）：５９２Ｎ／mm2
・本発明の逆のこ歯めねじ（図２参照）：４９０Ｎ／mm2
【００３２】
上記から明らかなように、メートルめねじでは、本発明が従来例より ２７％も応力値が減少し、又、逆のこ歯めねじでは、本発明が従来例 より、１７％も応力が減少している。その結果、本発明は、従来例に 比べ大幅にめねじの破壊強度が向上していることがわかる。
【００３３】
【発明の効果】
この発明は、標準有効径の位置におけるねじ山の幅を、ねじ溝の幅よりも大きく形成して有効径を変位させたので、該ねじのねじ山の厚さは他方のねじのねじ山のそれより、厚くなる。そのため、厚い方のねじにおけるねじ谷底の応力値は従来例に比べて大幅に減少するので、破壊強度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施の形態を示す要部拡大縦断面である。
【図２】本発明の第１実施の形態を示す縦断面図である。
【図３】本発明の第１実施の形態を示す要部拡大縦断面である。
【図４】従来例（標準メートルねじ）を示す縦断面である。
【図５】従来例（標準逆のこ歯ねじ）を示す縦断面である。
【符号の説明】
１ めねじ
２ おねじ
４ ねじ山
５ ねじ谷底
６ 有効径
８ ねじ溝
１０ ねじ谷底
１１ ねじ溝
１４ ねじ山
１６ 有効径
２３ めねじ
２５ おねじ
２６ 有効径
２９ ねじ溝
３０ 有効径
３２ ねじ溝

Claims (5)

  1. 標準有効径を有する標準ねじのねじ山の幅とねじ溝の幅とを変化させ、前記標準有効径であった位置より中心軸側に、前記ねじ山の幅とねじ溝の幅とが等しい変位した有効径を形成したねじにおいて、
    前記標準有効径であった位置におけるねじ山の幅が、ねじ溝の幅よりも大きく形成されていることを特徴とする有効径変位ねじ。
  2. 標準有効径を有する標準ねじのねじ山の幅とねじ溝の幅とを変化させ、前記標準有効径であった位置より中心軸側に、前記ねじ山の幅とねじ溝の幅とが等しい変位した有効径を形成した、互いに螺合するめねじとおねじからなるねじであって、
    前記両ねじのうち、弱い方のねじは、前記標準有効径であった位置におけるねじ山の幅が、ねじ溝の幅より大きく形成されていることを特徴とする有効径変位ねじ。
  3. 前記標準有効径であった位置におけるねじ山の幅に対するねじ溝の幅が、１．２５対０．７５であることを特徴とする請求項１，又は、２記載の有効径変位ねじ。
  4. 弱い方のねじが、三角ねじ、又は、逆のこ歯ねじのめねじであることを特徴とする請求項２記載の有効径変位ねじ。
  5. 前記ねじが、アキュムレータのねじであることを特徴とする請求項１，又は、２記載の有効径変位ねじ。
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