JP5246414B2 - ねじ - Google Patents

Description

本発明は、ねじのねじ軸部分の改良に係り、急速な普及と量産化傾向にある各種の電子機器類においては、小型コンパクト化並びに軽量化が一層進み、これらの製品の組立て作業に際して、より小さい寸法のねじが多量に使用されることに鑑み、これらの小さい寸法のねじについて、所要のねじ取付け対象物に取付けを行うねじ締め作業を、迅速にして確実かつ適正に行うことができるように構成したねじに関するものである。

今日、例えば、パソコン、携帯電話機、デジタルカメラ、液晶テレビ、プラズマテレビ、プリンタ、複写機、その他のコンピュータシステムを搭載した各種の電子機器においては、それぞれ小型コンパクト化、軽量化、薄型化等の要求から、それらの組立て部品としての板材について、アルミニウム合金やマグネシウム合金あるいはプラスチックを使用し、しかもこれら板材の板厚を薄くする傾向がある。このため、これらの製品の組立てには、前述したように、小さい寸法のねじを多量に使用して、迅速にして確実かつ適正なねじの取付け並びにねじ締め作業を行うことが必要である。また、近時、液晶テレビ、プラズマテレビにおいては、大画面化の傾向があり、この場合には前記板材については、その長さ寸法が大きくなり、ねじの使用量も増大している。

このように、前述した電子機器製品の組立てに際して、ねじの取付けを迅速に行うためは、組立て部品の板材の所要位置に、予め多数のねじ穴が設けられる。しかし、これらのねじ穴は、前述した条件からなる板材の成形加工時において、一度に設けられることから、成形加工時における板材の温度や加工状態によって、ねじ穴の位置や形状等が微妙に変化することは避けられない。そして、このようなねじ穴の不整合となる現象が、例えば基板と取付板との間に生じると、前記取付板に設けたねじ穴にねじを位置決めしてねじ締めを行う場合、ねじが基板に対して円滑にねじ込むことができなくなる。

従来、このような小型のねじを使用して製品の組立てを行う場合、タッピングねじが一般的に使用されている。すなわち、タッピングねじは、組立て部品において、予め設けられた下穴に位置決めしてねじ込むことにより、前記下穴に雌ねじを成形しながらねじ込みが行われて部品を固定することができる。しかし、この場合、雌ねじの成形時に発生する摩擦熱や成形粉が、例えば電子部品に対し損傷や故障を生じる原因となる難点がある。

前述したタッピングねじの問題点を解消するため、タッピングねじのねじ山のピッチを比較的大きく形成すると共に、ねじの谷部の間隔を比較的広く形成し、このねじ山が形成されたねじ部の全長に対して、ねじ部の先端から少なくとも６０％以上の部分にマイクロカプセルにエポキシ系接着剤を封入した樹脂接着剤を塗布した構成からなる雌ねじ成形タッピングねじが提案されている（特許文献１参照）。

また、組立て部品の組み付け作業を行う際、予めフレームや組立て部品などに雌ねじをタッピングした後、塗装やメッキなどの表面処理を施して組み付ける場合、表面処理層によって雌ねじが僅かに小さくなったり、塗料が入り込んだりすることがあり、対応する大きさのボルトや止めねじなどの雄ねじが入りにくくなっていることがある。さらに、組立て部品を取り外した場合に、その後既設の雌ねじを使用して元の組立て部品や新たな組立て部品を組み付ける際に、雌ねじが傷んだり、あるいは雌ねじに錆びが発生したりして、雄ねじが入りにくくなることがある。

このように、雌ねじに不具合が発生した場合、手回しタップなどを使用して雌ねじを修復することが知られているが、このような作業は極めて煩雑である。そこで、前記手回しタップに代えて、ねじ部の外周に、切り刃を設けると共に、切り屑を排出可能な少なくとも１本の溝を形成して、これを雌ねじにねじ込んで、雄ねじが入りにくくなった雌ねじの修復を簡便に行うことができるように構成したタップ（工具）が提案されている（特許文献２参照）。

また、前述した製品の組立てにおいて、小さい寸法のねじを使用して、その取付けおよび締付けを行う場合、電子部品などの発熱に対し、放熱通路を確保するために、雌ねじを設けたスタッドやスペーサなどが使用される。このような場合においても、雄ねじの雌ねじに対する取り付けに際して、前述したことと同様な問題を生じる。

このような問題を解消するため、ねじ部を頭部側と先端部側とに二分して、第１区域としてのねじ山部と第２区域としてのねじ山部とをそれぞれ設け、前記先端部側のねじ山部を、ねじ山の外形がその先端から次第に増大するように形成すると共に、前記頭部側のねじ山部より大径のタッピングねじ部として形成してなる、緩み防止用の雄ねじが提案されている（特許文献３参照）。

特開２００２−７０８２４号公報 特開２００５−２５４４４４号公報 特開２００５−３３７４０６号公報

従来において提案されている前記特許文献１に記載の雌ねじ成形タッピングねじは、依然としてタッピング成形を行うため、摩擦による発熱を回避することができないばかりでなく、成形粉（切り粉）を回収するためのねじ部に対する加工が煩雑となり、ねじの製造コストが増大する等の難点がある。

また、前記特許文献２に記載のタップ（工具）は、雌ねじに不具合が発生した場合に、雄ねじに代えて使用するものであり、雌ねじを成形修復した後、再度雄ねじの取り付けを行うものであり、ねじの取付け作業が著しく煩雑となり、製品の生産効率を向上するための組立て作業には適さない難点がある。

さらに、前記特許文献３に記載の緩み防止用の雄ねじは、前記特許文献１に記載の雌ねじ成形タッピングねじと同様に、タッピングねじとしての機能を有するものであり、発熱や成形粉（切り粉）の問題を解消することができないばかりでなく、ねじ部の構造が複雑となることから、ねじの製造コストが増大する等の難点がある。

なお、このような雄ねじのねじ込みを迅速に行うため、例えばねじ部の先端部分の形状を、先細りにして先鋭化した構成とすることが提案されている。しかし、このような形状とすることにより、前記と同様な効果を得ることが可能であるが、例えばねじ締め自動機に適用する場合、ねじを自動供給する際に、先鋭化されたねじの先端により、ねじの供給通路を損傷させ、さらには通路の損傷部にねじ詰りを生じさせる等の不都合を発生させる問題がある。従って、このようなねじ部の先端部分の形状を先鋭化したねじは、例えばねじ部の一部に切り刃を形成する共に、先鋭化した先端をドリル部として形成することにより、特に建築用のねじとして利用されるものであって、前述した電子機器製品の組立て用ねじとしては、到底適合するものではない。

そこで、本発明者は、種々検討並びに試作を重ねた結果、基本的にタッピングねじとしての機能を省き、ねじ穴の不整合を解消するためには、ねじ部の先端部分の形状を球面状に突出させることによって、例えば幅狭となったねじ穴へのねじ部のねじ込みを、ねじ穴の位置を矯正するように機能して、適正かつ円滑に達成することができることを突き止めた。

この場合、ねじ部は、ねじ締めに適した精密な加工とし、ねじ部の先端部分の形状のみを球面状に突出する加工とする、比較的簡単な構成であるため、例えばダイスを使用して容易に加工することができ、従来のねじと比べて製造コストを増大することなく、しかもねじ締めに際して、発熱や成形粉の問題を全く生じることなく、円滑にして迅速なねじ締め作業を行うことができることが確認された。

そして、前記ねじ部の先端部分の形状を、球面状に突出させるには、例えばねじ部の先端部分を、先端に向かって外径が縮小するように形成すると共に、順次径が２段階もしくはそれ以上の複数段階にテーパ状ないしは湾曲状で変化して、その先端部が球面状に突出する構成とすることにより、前述したねじ締め効果をより有効に達成することができることがわかった。

さらに、前記ねじ部の先端部において、ねじ部の先端部側から球面状に突出する先端部分に跨って、その外周の一部に前記ねじ部の軸方向と平行に延在する少なくとも１本の溝を刻設することにより、ねじの緩み止め機能や、ねじ込み機能の強化等を達成することができることがわかった。

従って、本発明の目的は、ねじ部の形状をタッピングねじ構造とすることなく、ねじ締めに適した精密な加工とし、ねじ部の先端部分の形状のみを球面状に突出する加工とすることにより、比較的簡単な構成で低コストに製造することができ、しかもねじ締めに際して、発熱や成形粉の問題を全く生じることなく、円滑にして迅速なねじ締め作業を行うことができるねじを提供することにある。

前記の目的を達成するため、本発明の請求項１に記載のねじは、一端部にビット嵌合溝を設けた頭部と、全長に亘ってほぼ等円径にしてかつその先端部側において次第に外径が縮小するように精密加工されたねじ部とからなり、前記ねじ部の先端部分の形状を球面状に突出構成とするねじにおいて、
前記ねじ部の球面状に突出させる先端部分の形状は、ねじ部の軸径から起立する基部と前記軸径より２／３以下の径に縮小して球面状に突出する突出部とからなる２段階に変化する構成からなり、
前記ねじ部の軸径から起立する基部を、湾曲状に突出形成してなることを特徴とする。

本発明の請求項１に記載のねじによれば、ねじ部の先端部分の形状を球面状に突出させることによって、例えば幅狭となったねじ穴へのねじ部のねじ込みを、適正かつ円滑に達成することができる。特に、タッピングねじとしての機能を有することなく、ねじ締めに適した精密な加工とし、ねじ部の先端部分の形状のみを球面状に突出する加工とする、比較的簡単な構成であるため、例えばダイスにより容易に加工することができ、従来のねじと比べて製造コストを増大することなく、しかもねじ締めに際して、発熱や成形粉（切り粉）の問題を全く生じることなく、円滑にして迅速なねじ締め作業を行うことができる。

また、本発明に係るねじによれば、ねじ部の球面状に突出させる先端部分の形状を、ねじ部の軸径から起立する基部と前記軸径より２／３以下の径に縮小して球面状に突出する突出部とからなる２段階に変化する構成とすることにより、ねじ穴の不整合に対し、円滑にして迅速なねじ込みを容易に実現することができる。特に、この場合、２段階に突出させた先端部分の形状において、その基部を湾曲状に突出形成させることが、成形上において有利であり、またこれにより前述した作用効果も有効にかつ十分に発揮させることができる。

次に、本発明に係るねじの実施例につき、添付図面を参照しながら以下詳細に説明する。

図１は、本発明に係るねじの一実施例を示す外観側面図である。すなわち、図１において、参照符号１０Ａは本実施例に係るねじを示し、一端部にビット嵌合溝１３を設けた頭部１２と、全長に亘ってほぼ等円径に精密加工されたねじ部１４とからなり、前記ねじ部１４の先端部分２０の形状を複数段階の球面状に突出させた構成とする。この場合、図示のように、ねじ部１４は、その先端部側において次第に外径が縮小するように精密加工し、前記ねじ部１４の先端部分２０の形状を２段階の球面状に突出させた構成とすることができる。

すなわち、本実施例のねじ１０Ａにおいては、前記ねじ部１４の球面状に突出させる先端部分２０の形状は、ねじ部１４の先端に指向して順次径ｄが縮小するように、複数段階に変化する球面状に突出させた構成とする。そこで、図示例においては、ねじ部１４の球面状に突出させる先端部分２０の形状は、ねじ部１４の軸直径ｄから起立する基部２２と、前記軸直径ｄより２／３以下の直径ｄ′に縮小する先端突出部２１とからなる、２段階に変化する球面状に突出する構成としたものである。なお、この場合、図示のように、前記ねじ部１４から起立する基部２２は、湾曲状に突出形成すると共に、先端突出部２１との境界部を全て湾曲面で接するように設定すれば好適である。

従って、このように構成した本実施例のねじ１０Ａによれば、図２に示すように、例えば基板３２と取付板３４との間において、ねじ穴３２ａ，３４ａの不整合を生じた場合、前記取付板３４に設けたねじ穴３４ａにねじ１０Ａを位置決めして、ねじ締めを行うに際し、実質的に狭くなっているねじ穴３２ａ，３４ａに対し、前記ねじ部１４の先端部分２０の先端突出部２１がねじ穴３２ａ，３４ａに容易に嵌入し、確実な位置決めを達成することができる。

次いで、ねじ締めを開始すると、不整合を生じていたねじ穴３２ａ，３４ａに対し、前記ねじ１０Ａは、ねじ部１４の先端部分２０における球面状に突出する先端突出部２１から湾曲状の基部２２に向かって押し込まれることにより、取付板３４が矢印で示すように移動し、次第にねじ穴３２ａ，３４ａが整合するように矯正されて、ねじ部１４が円滑にねじ込まれるようになる。従って、本実施例のねじ１０Ａは、ねじ部１４の形状をタッピングねじ構造とすることなく、ねじ締めに適した精密な加工とし、ねじ部１４の先端部分２０に形成した球面状の先端突出部２１から湾曲状の基部２２を経てねじ部１４に至る移動変位を円滑に達成して、発熱や成形粉（切り粉）の問題を全く生じることなく、円滑にして迅速なねじ締め作業を達成することができる。

なお、本実施例のねじ１０Ａについて、前記ねじ部１４の構成を、全長に亘ってほぼ等円径に精密加工し、このねじ部の先端部側において順次段階的に外径が縮小するように形成したねじとし、このように構成したねじ部の先端部分に対して、前述した複数段階に変化する球面状に突出させた構成を採用することも可能である。

図３は、本発明に係るねじの別の実施例を示す外観側面図である。なお、説明の便宜上、図１に示す実施例のねじ１０Ａの構成要素と同一の構成要素については、同一の参照符号を付して説明する。

図３において、本実施例に係るねじ１０Ｂは、一端部にビット嵌合溝１３を設けた頭部１２と、全長に亘ってほぼ等円径に精密加工されたねじ部１４とからなり、前記ねじ部１４の先端部分２０の形状を、前記実施例１と同様に、ねじ部１４の先端に指向して順次径ｄが縮小するように、複数段階に変化する球面状に突出させた構成とする。そこで、本実施例においては、前記ねじ部１４から起立する基部２２は、テーパ状に形成すると共に、先端突出部２１を軸径ｄより２／３以下の直径ｄ″に縮小して球面状に突出する２段階に変化する構成としたものである。

このように構成した本実施例のねじ１０Ｂにおいても、前記実施例と同様に、ねじ穴の不整合等に対し、円滑にして迅速なねじ込みを容易に実現することができる。例えば、図４に示すように、長尺の取付板３５を所定の取付対象物３３に取り付けるに際し、予め取付板３５の長手方向の離間した２個所にそれぞれ設定されているねじ穴３５ａの位置と、取付対象物３３にそれぞれ設けてあるねじ穴３３ａの位置とが、不整合を生じてねじの取り付け作業を困難とする弊害がある。このため、例えば長手方向に位置する少なくとも一方のねじ穴３５ａを、長手方向に楕円状に形成して、取付対象物３３のねじ穴３３ａとの整合が可能となるように設定することが知られている。そこで、前記取付板３５に設けた前記一方のねじ穴３５ａに対するねじ１０Ｂのねじ締めを行った後、他方のねじ穴３５ａに対して、ねじ１０Ｂのねじ締めを行うに際し、ねじ穴３５ａとねじ穴３３ａとの位置が不整合となる場合がある。このような場合、本実施例のねじ１０Ｂによれば、実質的に狭くなっているねじ穴３３ａ，３５ａに対し、前記ねじ部１４の先端部分２０の先端突出部２１がねじ穴３３ａ，３５ａに容易に嵌入し、確実な位置決めを達成することができる。

次いで、ねじ締めを開始すると、不整合を生じていたねじ穴３３ａ，３５ａに対し、前記ねじ１０Ｂは、ねじ部１４の先端部分２０における球面状に突出する先端突出部２１からテーパ状の基部２２に向かって押し込まれることにより、取付板３５は矢印で示す方向に移動し、次第にねじ穴３３ａ，３５ａが整合するように矯正されて、ねじ部１４が円滑にねじ込まれるようになる。従って、本実施例のねじ１０Ｂは、ねじ部１４の形状をタッピングねじ構造とすることなく、ねじ締めに適した精密な加工とし、ねじ部１４の先端部分２０に形成した球面状の先端突出部２１からテーパ状の基部２２を経てねじ部１４に至る移動変位を円滑に達成して、発熱や成形粉（切り粉）の問題を全く生じることなく、円滑にして迅速なねじ締め作業を達成することができる。

また、本実施例のねじ１０Ｂにおいても、前記ねじ部１４の構成を、全長に亘ってほぼ等円径に精密加工し、このねじ部の先端部側において順次段階的に外径が縮小するように形成したねじとし、このように構成したねじ部の先端部分に対して、前述した複数段階に変化する球面状に突出させた構成を採用することが可能である。

図５は、本発明に係るねじのさらに別の実施例を示す外観側面図である。なお、説明の便宜上、図１に示す実施例のねじ１０Ａの構成要素と同一の構成要素については、同一の参照符号を付し、その詳細な説明は省略する。

図５において、本実施例のねじ１０Ｃは、前述した実施例１に記載のねじ１０Ａのねじ部１４の先端部側において、ねじ部１４の先端部側から球面状に突出する先端部分２０に跨って、その外周の一部に前記ねじ部１４の軸方向と平行に延在する少なくとも１本の溝４０を刻設したものである。なお、本実施例のねじ１０Ｃの構成については、前記実施例２に記載のねじ１０Ｂに対しても、そのまま適用することができる。

そこで、本実施例のねじ１０Ｃにおいては、前記ねじ部１４の先端部側に刻設する少なくとも１本の溝４０は、ねじ１０Ｃのねじ締め方向とは逆方向に対し、ねじ軸方向と平行しその回転方向に対して垂直面となる第１の横断面４１を形成するように構成する。このように構成することにより、前記第１の横断面４１によって、ねじの緩み止め機能や、ねじ込み機能の強化等を達成することができる。

図６は、本発明に係るねじの他の実施例であって、前記図５に示す実施例の変形例を示す外観側面図である。なお、説明の便宜上、図１に示す実施例のねじ１０Ａの構成要素と同一の構成要素については、同一の参照符号を付し、その詳細な説明は省略する。

図６において、本実施例のねじ１０Ｄは、前述した図５に示す実施例３のねじ１０Ｃと同様に、ねじ部１４の先端部側において、ねじ部１４の先端部側から球面状に突出する先端部分２０に跨って、その外周の一部に前記ねじ部１４の軸方向と平行に延在する少なくとも１本の溝４０を刻設したものである。なお、本実施例においても、前記実施例３と同様に、前記実施例２に記載のねじ１０Ｂに対して、そのまま適用することができる。

この場合、本実施例のねじ１０Ｄにおいては、前記ねじ部１４の先端部側に刻設する少なくとも１本の溝４０は、ねじ１０Ｄのねじ締め方向に対し、ねじ軸方向と平行しその回転方向に対して垂直面となる第２の横断面４２を形成ように構成する。このように構成することにより、前記第２の横断面４２によって、ねじの緩み止め機能や、ねじ込み機能の強化等を達成することができる。

以上、本発明の好適な実施例についてそれぞれ説明したが、本発明は前述した実施例に限定されることなく、例えばねじ部の形状構成、またその先端部側の外形が縮小する形状構成や、その先端部分の形状構成並びに複数段階に径を変化させる形状構成等について、それぞれ設計変更することができるばかりでなく、ねじ部の先端部側から球面状に突出する先端部分に跨ってその外周の一部に前記ねじ部の軸方向と平行に延在する溝についても、それらの形状構成について適宜設計変更することができ、その他本発明の精神を逸脱しない範囲内において多くの設計変更を行うことが可能である。

本発明に係るねじの一実施例を示す外観側面図である。 図１に示すねじの使用状態を示す説明図である。 本発明に係るねじの別の実施例を示す外観側面図である。 図３に示すねじの使用状態を示す説明図である。 本発明に係るねじのさらに別の実施例を示す外観側面図である。 本発明に係るねじの他の実施例を示す外観側面図である。

符号の説明

１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ ねじ
１２ 頭部
１３ ビット嵌合溝
１４ ねじ部
２０ 先端部分
２１ 先端突出部
２２ 基部
３２ 基板
３２ａ ねじ穴
３３ 取付対象物
３３ａ ねじ穴
３４ 取付板
３４ａ ねじ穴
３５ 取付板
３５ａ ねじ穴
４０ 溝
４１ 第１の横断面
４２ 第２の横断面

Claims (1)

1. 一端部にビット嵌合溝を設けた頭部と、全長に亘ってほぼ等円径にしてかつその先端部側において次第に外径が縮小するように精密加工されたねじ部とからなり、前記ねじ部の先端部分の形状を球面状に突出構成とするねじにおいて、
   前記ねじ部の球面状に突出させる先端部分の形状は、ねじ部の軸径から起立する基部と前記軸径より２／３以下の径に縮小して球面状に突出する突出部とからなる２段階に変化する構成からなり、
   前記ねじ部の軸径から起立する基部を、湾曲状に突出形成してなることを特徴とするねじ。

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