JP4555786B2

JP4555786B2 - ねじの締め付け方法及びねじ

Info

Publication number: JP4555786B2
Application number: JP2006035039A
Authority: JP
Inventors: 洋川野
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2006-02-13
Filing date: 2006-02-13
Publication date: 2010-10-06
Anticipated expiration: 2026-02-13
Also published as: JP2007211948A

Description

この発明はねじ頭にすりわり又は十字穴をもたないねじの締め付け方法及びその方法に用いるねじに関する。

ねじは部材の接合手段として広く利用されており、ねじを締め付けるためには例えばねじ頭に形成されているすりわりや十字穴に同じ形のねじ回しを差し込み、ねじ回しを回して締め付けトルクを与える手法が一般的である。
しかしながら、締め付けられたねじはそのねじ頭の十字穴等の形状に合ったねじ回しがあれば緩めることも簡単にでき、このような特性は例えば緩めてはいけないねじを誤って緩めてしまうといったことが起きうる原因となっていた。また、第三者によってねじを緩められてしまうといったいたずらをされる原因にもなっていた。

このような状況において、例えばいたずらを防止するためのねじとして、ねじ頭に特殊な形状をもたせ、専用の工具でしかねじを回すことができないようにするといったことも行われているが、仮にそのような専用の工具をもつ者がいた場合にはいたずら防止効果は得られない。
一方、ねじを回すための構造をねじ頭に何ら有さず、ねじ頭が円形とされて、その頂面が単なる平面とされているようなねじを回すための手法が研究されており、例えば非特許文献１にはそのようなねじを回すためのねじ回しとして、圧電アクチュエータを用いた圧電ねじ回しが提案されている。
川野洋、安藤英由樹、「圧電アクチュエータによる刻印なしねじ回しの開発」、日本機械学会［Ｎｏ．０４−４］ロボティクス・メカトロニクス講演会 ’04講演論文集、２００４年６月、１Ｐ１−Ｌ１−２３（１）−（４）

しかしながら、上述した非特許文献１において提案されている圧電ねじ回しは特に締め付けトルクの点において満足な性能が得られていないといった状況にあり、また締め付けに時間がかかるといった問題もある。
この発明の目的はこのような状況に鑑み、誤って緩めたり、いたずらをされたりすることを防止すべく、ねじ頭にすりわり又は十字穴をもたないねじを所要のトルクで簡易に締め付けることができる締め付け方法及びその方法に用いるねじを提供することにある。

請求項１の発明によれば、座面が円錐形とされ、すりわり又は十字穴をもたないねじ頭を有するねじの座面に溝を形成して、その溝内に線材の一端側を収容固定し、その線材を介してトルクを与えることにより、ねじを締め付け、締め付け後、線材を切断除去するものとする。

請求項２の発明によれば、座面が円錐形とされ、すりわり又は十字穴をもたないねじ頭を有するねじの座面に径方向に貫通する貫通穴を形成して、その貫通穴に線材を通し、その線材を介してトルクを与えることにより、ねじを締め付け、締め付け後、線材を切断除去するものとする。
請求項３の発明によれば、すりわり又は十字穴をもたないねじ頭を有し、そのねじ頭がねじの締め付けにより接合部材の深座ぐりに沈み込むねじのねじ頭に径方向に貫通する貫通穴を形成して、その貫通穴に線材を通し、その線材を介してトルクを与えることにより
、ねじを締め付け、締め付け後、線材を除去するものとする。
請求項４の発明では請求項１乃至３のいずれかの発明において、軸部がなく、頭部のみとされて径方向に貫通穴が形成されたねじ頭部品を用意し、上記ねじのねじ頭の上にねじ頭部品を搭載して、そのねじ頭部品の貫通穴に上記線材を通すことにより、上記ねじとねじ頭部品とを線材を介して結合一体化し、ねじ頭部品を回すことによって上記トルクを得る。

請求項５の発明によれば、座面が円錐形とされ、すりわり又は十字穴をもたないねじ頭を有するねじは、座面に溝が形成されており、その溝内に線材の一端側を収容固定することにより、その線材を介して締め付けトルクを与えることが可能とされている。
請求項６の発明によれば、座面が円錐形とされ、すりわり又は十字穴をもたないねじ頭を有するねじは、座面に径方向に貫通する貫通穴が形成されており、その貫通穴に線材を通すことにより、その線材を介して締め付けトルクを与えることが可能とされている。

請求項７の発明によれば、複合構造のねじは円錐形とされた座面に径方向に貫通する貫通穴が形成され、すりわり又は十字穴をもたないねじ頭を有するねじと、そのねじのねじ頭の上に搭載され、軸部がなく、頭部のみとされて径方向に貫通穴が形成されたねじ頭部品と、上記ねじの貫通穴とねじ頭部品の貫通穴に通されて、それらねじとねじ頭部品を結合一体化する線材とよりなり、ねじ頭部品を回すことによって上記ねじを締め付け可能とされており、かつ線材を切断することにより線材及びねじ頭部品を除去可能とされる。

この発明によるねじの締め付け方法によれば、ねじ頭にすりわり又は十字穴をもたないねじを所要の締め付けトルクで簡易に締め付けることができる。しかも、ねじ頭部品を用いれば通常のねじ回しを用いて締め付けトルクを与えることができ、より簡易かつ迅速にねじを締め付けることができる。
なお、ねじ頭にはすりわりや十字穴がなく、その頂面を単なる平面とすることができるため、誤って緩めたり、第三者にいたずらをされて緩められるといったことを防止でき、また頂面を単なる平面とすることができる点で、ねじの美観を向上させることができる。

この発明の実施形態を図面を参照して実施例により説明する。
図１乃至４はこの発明の一実施例を説明するための図であって、図１は締め付けられるねじ（ねじ本体）１０を示し、図２はねじ１０に締め付けトルクを与えるために使用するねじ頭部品２０を示す。また、図３はそれらねじ１０とねじ頭部品２０が線材３０によって一体化された状態を示し、図４はねじ１０が使用され、締め付けられた状態を示す。
ねじ１０はこの例では図１に示したように、さら形状のねじ頭１１を有するものとされ、その頂面１１ａはすりわりや十字穴のない単なる円形の平面とされている。円錐形の座面１１ｂには径方向に貫通する貫通穴１２が頂面１１ａ寄りに形成されている。

ねじ頭部品２０は図２に示したように、ねじの軸部がなく、頭部のみの形状とされた部品で、この例では平頭状とされ、上面（頂面）２０ａに十字穴２１を具備するものとなっている。このねじ頭部品２０にもねじ１０と同様、径方向に貫通する貫通穴２２が形成されており、貫通穴２２は下面２０ｂ寄りに形成されている。
ねじ頭部品２０は図３に示したように、ねじ１０のねじ頭１１の上に搭載され、これらねじ１０及びねじ頭部品２０の貫通穴１２，２２に線材３０を通し、線材３０の両端を例えば結んで固定することにより、ねじ１０とねじ頭部品２０とが結合一体化される。この図３に示した複合構造を有するねじは十字形のねじ回しをねじ頭部品２０の十字穴２１に差し込むことにより回すことができ、ねじ頭部品２０に与えられたトルクは線材３０を介してねじ１０に伝達され、これによりねじ１０に締め付けトルクを与えることができる。

ねじ頭部品２０をねじ回しで回してねじ１０を締め付けた後、ねじ頭部品２０及び線材３０は図４に示したように除去される。図４中、４０，５０はねじ１０によって接合された部材を示す。なお、部材４０にはねじ１０のねじ頭１１を収容するさら座ぐり４１が形成されている。
線材３０はねじ１０の締め付け後、切断されて除去され、これによりねじ頭部品２０も除去される。線材３０の切断はカッタなどを用いて切断してもよく、また単に引きちぎるといったこともできる。この場合、線材３０の切断位置は図４に示したように、例えばねじ１０の座面１１ｂの上端縁位置とし、つまり再度線材３０をつかんで引っ張るといったことができないようにする。このようにすることにより、ねじ１０にトルクを与える手段がなくなり、かつねじ頭１１の頂面１１ａは単なる円形平面であるのでねじ１０を緩めることが不可能となる。よって、誤って緩めたり、あるいは第三者によって勝手に緩められるといったいたずらを防止することができる。

線材３０はねじ１０に所要の締め付けトルクを与えることができるだけの引っ張り強度を有するものであれば良く、例えば木綿糸やたこ糸などが簡易に用いられる。これら糸においても１０ｋｇｆ／ｍｍ^２程度の引っ張り強度が得られ、例えばＭ３程度のねじであれば充分に使用することができる。線材３０は天然や合成の繊維を撚り合わせた糸やひもに限らず、例えば樹脂製の線材や金属製の線材（ワイヤ）を用いることもできる。なお、線材３０を繊維が撚り合わされたものにすれば、つぶれやすく、よってねじ１０の座面１１ｂとさら座ぐり４１との間の隙間を極めて狭くできる。

ねじ１０に締め付けトルクを与える方法としては上述した例のようにねじ頭部品２０を用いることなく、例えば線材３０を直接引っ張ってトルクを与えるようにしてもよい。図５はこの場合の構成を示したものであり、貫通穴１２に通した線材３０の両端を引っ張り、矢印で示したように偶力を与えることによりねじ１０を回すことができる。
上述した例ではねじ１０は線材３０を通すための貫通穴１２を１つ有するものとなっているが、貫通穴１２を複数設けてもよく、例えば貫通穴１２を２つ、十字をなすように形成し、それら貫通穴１２にそれぞれ線材３０を通し、それら２本の線材３０を介してねじ１０にトルクを与えるようにしてもよい。

図６は線材３０を通すための貫通穴１２を設けることなく、線材３０を座面１１ｂに直接固定した検討例を示したものであり、この例ではねじ１０′の座面１１ｂに２本の線材３０の各一端が固定されている。線材３０の固定位置は図６に示したように頂面１１ａ寄りとされ、つまり径大位置とされ、ねじ１０′の軸線を中心とする対称位置に２本の線材３０が固定されている。線材３０の固定は接着固定とされ、接着剤には例えばエポキシ系の接着剤が用いられる。
２本の線材３０を上記のような位置に固定することにより、効率良くトルクを与えることができ、この例においても図５の場合と同様、線材３０を引っ張ることによりねじ１０′を回すことができる。なお、線材３０の固定本数は２本に限定されるものではなく、１本であってもよく、２本より多くてもよい。

図７は２本の線材３０を座面１１ｂに固定する際に、接着固定し易いようにすると共に、線材３０によって座面１１ｂと相手方部材４０のさら座ぐり４１（図４参照）との間に隙間ができないようにした実施例を示したものであり、この例では座面１１ｂに２本の溝１３を形成したものとなっている。
図８はこの座面１１ｂに２本の溝１３を有するねじ１０″に線材３０が固定された状態を示したものであり、２本の線材３０の各一端側はそれぞれ溝１３内に収容されて固定されている。このような溝１３を設けることにより接着剤を良好に充填することができ、線材３０を良好に固定することができるものとなる。

ねじ１０（１０′，１０″）を締め付けた後、線材３０は前述したように切断除去されるが、例えば引きちぎる（引っ張って切断する）場合にはその切断箇所を限定するために引っ張り強度の弱い箇所を線材３０に設けておくようにするとよい。この場合、引っ張り強度の弱い箇所はねじを締め付けた際に座面１１ｂによって隠れる位置とする。このような位置とすることにより、残った線材３０が座面１１ｂからはみ出さず、再度引っ張ることができないものとなる。なお、引っ張り強度の弱い箇所は例えば線材３０にわずかな切り込みを設けるといったことによって形成することができる。

一方、このような引っ張り強度の弱い箇所の引っ張り強度をねじの締め付けトルクが所要値を越えた際に切れる程度の強度とすることにより、ねじの締め付け完了と同時に線材３０が切断除去されることになり、その点で締め付け作業の簡易化を図ることができる。なお、例えば線材３０の引っ張り強度を調整することで締め付けトルクの上限値を設定することも可能となる。
以上、さら形状のねじ頭を有するねじを例に実施例を説明したが、ねじはさら頭に限るものではなく、例えば平頭やなべ頭であってもよく、そのようなねじにおいても座面に線材３０の一端を固定し、その線材３０を介してトルクを与えることによりねじを締め付けることができる。

一方、図９及び１０は締め付けられるねじ１５のねじ頭１６が平頭とされ、かつこのねじ１５によって接合される部材４０に深座ぐり４２が形成されている場合を示したものであり、この場合、図９に示したようにねじ頭１６に径方向に貫通する貫通穴１７を形成して、その貫通穴１７に線材（図示せず）を通し、線材を介して前述した図３や図５に示した例と同様にトルクを与えることにより、ねじ１５を締め付けることができる。なお、ねじ頭１６の頂面１６ａはすりわりや十字穴のない単なる円形平面とされている。
締め付け後、この例では線材を切断除去するのではなく、図１０に示したように抜き取って除去することもできる。このようにしたとしても、ねじ頭１６は深座ぐり４２内に沈み込んでいるため、再度線材を貫通穴１７に通すことは極めて困難であり、よってねじ１５を緩めることはできないものとなる。

この発明の一実施例に用いるねじを示す図、Ａは平面図、Ｂは正面図、Ｃは一部省略した側面図。この発明の一実施例に用いるねじ頭部品を示す図、Ａは平面図、Ｂは正面図、Ｃは側面図。図１に示したねじと図２に示したねじ頭部品が線材により結合一体化された状態を示す部分断面図。図３に示した複合構造のねじが締め付けられて、線材が切断除去され、かつねじ頭部品が除去された状態を示す図、Ａは平面図、Ｂは断面図。図３に対し、ねじ頭部品をなしとして、線材を直接引っ張る場合の構成を示す図、Ａは平面図、Ｂは部分断面図。図５に対し、貫通穴をなしとして、線材を座面に直接固定した構成を示す正面図。図６のねじに対し、線材の固定位置に溝を設けた構成を示す図、Ａは正面図、Ｂは一部省略した側面図。図７に示したねじに線材を固定した状態を示す部分断面図。この発明の応用例に用いるねじを示す図、Ａは平面図、Ｂは正面図。図９に示したねじが締め付けられた状態を示す断面図。

Claims

座面が円錐形とされ、すりわり又は十字穴をもたないねじ頭を有するねじの締め付け方法であって、
上記座面に溝を形成して、その溝内に線材の一端側を収容固定し、
その線材を介してトルクを与えることにより、ねじを締め付け、
締め付け後、上記線材を切断除去することを特徴とするねじの締め付け方法。
座面が円錐形とされ、すりわり又は十字穴をもたないねじ頭を有するねじの締め付け方法であって、
上記座面に径方向に貫通する貫通穴を形成して、その貫通穴に線材を通し、
その線材を介してトルクを与えることにより、ねじを締め付け、
締め付け後、上記線材を切断除去することを特徴とするねじの締め付け方法。
すりわり又は十字穴をもたないねじ頭を有し、そのねじ頭がねじの締め付けにより接合部材の深座ぐりに沈み込むねじの締め付け方法であって、
上記ねじ頭に径方向に貫通する貫通穴を形成して、その貫通穴に線材を通し、
その線材を介してトルクを与えることにより、ねじを締め付け、
締め付け後、上記線材を除去することを特徴とするねじの締め付け方法。
請求項１乃至３記載のいずれかのねじの締め付け方法において、
軸部がなく、頭部のみとされて径方向に貫通穴が形成されたねじ頭部品を用意し、
上記ねじのねじ頭の上に上記ねじ頭部品を搭載して、そのねじ頭部品の貫通穴に上記線材を通すことにより、上記ねじとねじ頭部品とを上記線材を介して結合一体化し、
上記ねじ頭部品を回すことによって上記トルクを得ることを特徴とするねじの締め付け方法。
座面が円錐形とされ、すりわり又は十字穴をもたないねじ頭を有するねじであって、
上記座面に溝が形成されており、
その溝内に線材の一端側を収容固定することにより、その線材を介して締め付けトルクを与えることが可能とされていることを特徴とするねじ。
座面が円錐形とされ、すりわり又は十字穴をもたないねじ頭を有するねじであって、
上記座面に径方向に貫通する貫通穴が形成されており、
その貫通穴に線材を通すことにより、その線材を介して締め付けトルクを与えることが可能とされていることを特徴とするねじ。
円錐形とされた座面に径方向に貫通する貫通穴が形成され、すりわり又は十字穴をもたないねじ頭を有するねじと、
そのねじのねじ頭の上に搭載され、軸部がなく、頭部のみとされて径方向に貫通穴が形成されたねじ頭部品と、
上記ねじの貫通穴と上記ねじ頭部品の貫通穴に通されて、それらねじとねじ頭部品を結合一体化する線材とよりなり、
上記ねじ頭部品を回すことによって上記ねじを締め付け可能とされており、かつ上記線
材を切断することにより上記線材及びねじ頭部品を除去可能とされていることを特徴とする複合構造のねじ。