JP5733114B2 - 螺合構造 - Google Patents

Description

本発明は、雄ネジ部材と雌ネジ部材の螺合構造に関するものである。

２部品を結合させる構造としては、ネジによる螺合が一般的である。例えばインキなどを収納した容器の外周に雄ネジを設け、前述した容器を密閉する為の蓋の内周に雌ネジを設ける。この雄ネジと雌ネジを噛み合わせた状態で、容器と蓋を相対的に回転させることによって、蓋と容器端面を互いに当接させることができる。そして、雄ネジと雌ネジは互いに接触している為、摩擦による抵抗等が発生し、当接した状態を維持することができる。これにより容器を密閉したり、また、当接させるのと反対方向に相対的に回転させることで蓋を取り外し、密閉状態を解除したりを自在に行うことができる。

しかし、螺合開始時に２部品のセンターがずれていると、雄ネジと雌ネジ同士が乗り上げてしまうことがあり、まっすぐに螺合しない可能性がある。例えば、前述した容器と蓋の関係であれば、容器の端面と蓋が周状で均一に当接することにより密閉するが、斜めに螺合してしまうと容器の端面と蓋が均一に当接せず隙間が発生し、その隙間から内容物がこぼれてしまうことがある。

上記の問題に対し、螺合開始時の位置を合わせる為、雄ネジと雌ネジの切り始めを斜めにすることで、ネジ山を適切な位置関係に移動するようガイドの役割をするという提案がなされている（特開２００３−５４１８２）。

特開２００３−５４１８２号公報

しかしながら、２部品の組立時にターンテーブルやコンベアに載せた際に発生するガタつきにより、部品の供給から螺合までの間に落下などが発生してしまうため、組立性が不十分であった。また、組立時のガタつきが発生すると、部品供給時には合っていたはずのセンターがずれ、螺合時にネジの切り始め同士が乗り上げてしまうことでガイドの役割を果たさず、２部品が傾いて螺合される可能性もある。

そこで本発明は、センターズレを起こしにくく、組立性が良い、２部品の結合構造を提供することを課題とする。

本発明は、雄ネジ部材と雌ネジ部材の螺合構造であって、それら雄ネジ部材、或いは、雌ネジ部材の少なくとも一方のネジ部材に、お互いのネジ部材が圧入する圧入部を設けると共に、その圧入部をお互いのネジ部材の螺合が開始されるよりも前の部位に形成したことを要旨とする。

本発明は、雄ネジ部材と雌ネジ部材の螺合構造であって、それら雄ネジ部材、或いは、雌ネジ部材の少なくとも一方のネジ部材に、お互いのネジ部材が圧入する圧入部を設けると共に、その圧入部をお互いのネジ部材の螺合が開始されるよりも前の部位に形成したので、ターンテーブルやコンベアによるガタつきがあっても、部品を供給した際のセンターを保ちやすくなる。その為、螺合不良や傾きが発生しにくくなる。また、圧入部で軽く固定されている為落下しにくくなり、組立性の向上に繋がる。

第一実施例を示す外観図。 図１の縦断面図。 図２を９０°回転させた縦断面図。 第一実施例における前軸の縦断面図。 図４のA部拡大図。 図４のB部からの横断面図。 第一実施例における塗布先部の拡大図。 第一実施例における螺合開始時の縦断面図。 図８のC部拡大図。 第二実施例における蓋の縦断面図。 第二実施例におけるボトル口部の縦断面図。 第二実施例における螺合完了時の縦断面図。 第二実施例における螺合開始時の縦断面図。

本発明を実施するための形態を図に示し説明する（第１実施例）。 以下、この塗布具において塗布先部の方向を前方、軸筒の底部の方向を後方と定義する。
参照符号１は軸筒であり、その軸筒１は有底形状をなしていると共に、修正液やマーキングインキ、化粧料などの不溶解物質１ａを含有したインキを内蔵している。
この軸筒１は押圧によりインキを吐出できるように、熱可塑性樹脂を用いた可撓性を有するものである。ここで使用する熱可塑性樹脂としては、ポリアミド、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリアリレート、ポリ塩化ビニル、ポリスチレンなどが挙げられる。また、前記樹脂のリサイクル材料を使用してもよい。インキの種類によって材料は適宜使い分けることができる。成形法としては、ダイレクトブロー成形、多層ブロー成形、インジェクションブロー成形、射出成形などが挙げられる。本実施例においては可撓性を持つ軸筒としたが、硬質容器にも応用できる。軸筒１の樹脂の着色に関しては樹脂練り込みやマスターバッヂによる着色などが挙げられるが、透明、或いは、半透明な樹脂から成形しても良い。
前記軸筒１には、沈降物を撹拌するための撹拌体２がインキと共に内蔵されている。また、軸筒１の後端部には、底部３が形成されており、その底部３から前方に向けて円柱状のストレート部４が形成されている。前記実施例と同様に、ストレート部４はキャップ５を嵌合する嵌合部ともなっている。
また、軸筒１の前端部にも円柱状のストレート部が形成されており、そのストレート部の外周面には、雄ネジ５が形成されている。前記雄ネジ５は、後述する前軸中筒６を一体に持つ前軸７の内面に形成された雌ネジ８と螺合し、軸筒１を密閉すると共に、インキを密閉するようになっている。
前記ストレート部４のなかで最も前方に位置するストレート部終点９から前記雄ネジ５の間は、横断面形状が楕円形状を有している。さらに前記ストレート部終点９から前記雄ネジ５の間には軸筒１の最大拡径部１０が形成されているが、その最大拡径部１０は徐々に拡径され、また、徐々に縮径する形状を有している。
つまり、軸筒１の形状はストレート部終点９から最大拡径部１０まで拡径され、最大拡径部１０から前方の軸筒１の開口部１１の方向に向かって縮径し、前記雄ネジ５が形成される直前まで縮径されている（縮径終了部１２）。
前記最大拡径部１０付近は、その横断面形状が楕円形状をなしていると共に、軸筒１内面に曲線を描きながら一周する曲線状突起１３が設けてあり、さらに前方側の楕円形状終了部１４の内面にも周状突起１５が設けてある。つまり、前記楕円形状終了部１４と周状突起１５は塗布具軸心方向に向かって軸筒１の内面に向けて突出している。本実施例ではダイレクトブロー成形を用いており、軸筒１の内面には、前記楕円形状終了部１４と周状突起１５が設けられているため、対応する軸筒１の外面には溝が形成され、露出している。この溝によって、曲線状突１３は塗布具使用者の持ちやすさと押しやすさを考慮した形状としてあるが、もちろん、他の成形法を用いて軸筒１外面に溝が露出しないようにしても良い。
また、前記最大拡径部１０の肉厚は、楕円形の短辺側が薄く、長辺側が厚く設計されている。これは使用者が軸筒１を押圧する際に短辺側を押しやすいよう、押圧部の剛性を下げる意図である。ただし、本実施例のように楕円形状であれば構造的に短辺側がたわみやすくなっているので、短辺の肉厚が長辺の肉厚より大きくなっても、短辺側を押しやすくすることができる。
また、前記雄ネジ５には、前記前軸７が螺着されている。もちろん、その前軸７の内面には、雌ネジ８が形成されており、その雌ネジ８と前記雄ネジ５とが螺合している。前記雄ネジ５と雌ネジ８が螺合することによって、軸筒１を密閉すると共に、インキを密閉するようになっている。そして、その前軸７の内側には前記前軸中筒６が一体に成形されている。さらに、前記前軸中筒６の外周面には周状リブ１６が設けられている。前記周状リブ１６は断面が半円状の形状をしており、軸方向に間隔をあけて２段に設けられている。
その周状リブ１６は前述の通り２段形成されているが、そのうちの前軸中筒６の端面に近い位置に形成された周状リブ１６は、軸筒１と螺合を開始する前に、軸筒１の開口部１１の内側から接触するような高さに設計されている。尚、本実施例においては前軸中筒６を一周するような周状リブ１６としたが、接触している部分が周状に均一であれば、圧入状態時に受ける力が均一になることで、一方向に引っ張られることがなく傾きにくくなりセンターがずれない。そのため、部分的に突起を形成し、放射状に等間隔配置したリブでもよい。リブの形状も、断面が半円状でなくても良く、断面が長方形などの形状をしていても同様の効果が得られる。また、周状リブの段数も自由に設計でき、リブの高さや軸方向の長さなども、使用する塗布具に合わせて自由に設計できる。
前記軸筒１との螺合の際、前記周状リブ１６は軸筒１と接触したまま回転するため、周状リブ１６が削れてしまう可能性がある。そのため、前軸７の材質は軸筒１の材質よりも硬質なものを使用すると、螺合時に前記周状リブ１６が削れにくくすることが出来る。
尚、前記前軸７は軸筒１との螺合時にトルクがかかる為、ポリブチレンテレフタレートなどの剛性の高い材質の樹脂を使用しているが、その前軸７の剛性が軸筒１と比較して高い場合には、有効ネジ数が整数倍から離れていると、軸筒１の雄ネジ５周辺部が柔らかい為、多く螺合している側に引っ張られ、湾曲する傾向にある。その結果、軸筒１と前軸７の軸心がずれ、前軸が傾いてしまう首曲がり現象が発生する。これを防止する為には、ネジ同士が接触する面積をできる限り均一にすることが望ましい。接触する面積を均一にすることによって、軸筒１が前軸２から受ける力を均一にすることができる。具体的な手段としては、多く螺合している方向に引っ張られてしまうことがないように、軸筒１と前軸７の有効ネジ数を整数倍にすることが好ましいが、その整数倍の±０．２周程度であれば、同様な効果が得られる。

前記軸筒１の内部には沈降物を撹拌する為の撹拌体２が内蔵されている。その撹拌体２は円柱形状をしているが、軸筒１の形状により球形などを選択してもよい。また、撹拌体２の端面を面取り、あるいは半球形に加工してもよい。攪拌体２の先端を先細りにすることによって、より前軸中筒６の前方部まで侵入させることができると共に、衝撃力によって沈降物を攪拌することができる。さらに、材質は内蔵するインキに比べて比重が大きい金属や高比重高分子、あるいは金属粉を含有した熱可塑性樹脂でもよい。尚、前記攪拌体２の重量であるが、生成された前記沈降物の重量に対して３０パーセント以上にするのが好ましい。ただし、撹拌体２を重くしすぎると塗布具全体の重量が増加し、落下した際に軸筒１の破損につながる為、適切に設計する必要がある。そして、さらには、インキ中に含まれる微量の水分や、撹拌体２の製造から塗布具の組み立てまでの間に空気中の水分と触れることによる腐食を防止する為に、撹拌体２の表面に防錆処理を施したり、撹拌体２の材質をステンレス製などにしても良い。尚、撹拌体２の長さは、生成される沈降物に埋没しないような長さに設定することが望ましい。また、攪拌体２の断面積は大きいほうが撹拌効率が高いが、大き過ぎると沈降物が接触する表面積が大きくなり、その結果、撹拌体２の動き出しが悪くなるため、適切に設計する必要がある。

前記前軸７の外側には周状のキャップ嵌合用リブ１７が形成されている。一方、前軸７の内部前方にはリブ１８が形成されている。そのリブ１８の後方端面における前軸７の内部の直径（内接円径）は、撹拌体２の直径より大きく設計しており、これにより撹拌体２にて後述するインキ流通穴１９を密閉することがないようにしてある。
前軸７の前方には周状の圧入用突起２０が形成されている。また、前軸７の前方にはインキを吐出する塗布先部２１が形成されている。前軸中筒６の内部と塗布先２１との間にはインキ流通穴１９が設けられている。また、そのインキ流通穴１９の前方終了部付近には周状の前軸バネ座部２２が設けられている。
前記塗布先部２１はチップ２３、芯体２４、バネ２５から構成されている。そのバネ２５は芯体２４の後方に設けた芯体バネ座部２６と前軸バネ座部２２により、両端を保持されている。チップ２３は芯体２４とバネ２５を内部に持つような配置になっている。尚、芯体２４はバネ２５による弾撥力を受け、チップ２３と常に接触して弁構造をなしている。以下、詳細に構成を述べる。
前記チップ２３は中空形状を有しており、先端吐出口２７に向かって段階的に縮径している。その先端吐出口２７が最も縮径されており、先端吐出口２７の内部の後方には弁座部２８が形成されている。また、チップ２３の外側には、前記前軸７への圧入のための周状溝２９が形成されている。その周状溝２９と、前記圧入用突起２０が嵌合して固着している。尚、チップ２３の材質は快削ステンレス鋼や洋白、真鍮など切削性のよいものが用いられている。
前記芯体２４は中実形状で、先端にチップ２４の先端から外部に突出した位置で保持されている塗布部３０、中間部に拡径部３１、後方に長く伸びた縮径部３２の３つで構成されている。その拡径部３１の前方には、球面状の弁部３３が形成されており、後方には芯体バネ座部２６が形成されている。この芯体２４の材質もチップ２３の材質と同様、快削ステンレス鋼など、切削性の良いものを用いることが望ましい。
前記バネ２５は、内部に芯体２４の縮径部３２が入り込んでおり、後端が前記前軸バネ座部２２に、先端が芯体拡径部３１の後方のバネ座部２６により保持されている。
そして、前記芯体２４の塗布部３０が塗布対象物に押し当てられたときに、芯体２４は前記インキ流通穴１９の後方へと移動する。この時、芯体２４が後方に移動することで、芯体のバネ座部２６に保持されていたバネ２５の先端も後方に移動する。しかし、バネ２５の後端は前軸バネ座部２２に保持されたままとなる。そのため、芯体２４を前方に付勢する弾撥力は失われていない。
尚、不使用時においては、前記バネ２５の弾撥力により芯体２４は前方に付勢され、チップ２３の内部に設けた弁座部２８と芯体２４に設けた弁部３３が圧接することで弁が閉められている。使用時には、前記チップ２３から突出した芯体２４の塗布部３０を紙面に押し付けることで、前記芯体２４がバネ２５の弾発力に抗しながらも後方に移動し、チップ２３内部の弁座部２８と芯体２４の弁部３３との圧接が解除されて弁が開くという構造をなしている。
尚、塗布先部２１の構造はチップ２３からボールが突出し、そのボールを後方からバネにて付勢して弁構造をなすような構造でもよい。

前記前軸２の前方には、キャップ３４が着脱自在に取り付けられており、前記チップ２３などを覆っている。即ち、そのキャップ３４はチップ２３の周辺部に付着したインキの乾燥を防止すると共に、不溶解物質の衣服などへの付着を防止している。そのキャップ３４は一方が開口しており、内側にキャップ中筒３５が設けられていると共に、このキャップ中筒３５は前軸７のテーパー部３６と密着することにより塗布先部２１を密閉する役割を果たしている。具体的に説明すると、開口部３７の周辺には同心円上に嵌合リブ３８を複数個設け、この嵌合リブ３８が前軸７の外側に形成された周状のキャップ嵌合用リブ１７を乗り越えることにより嵌合するようになっている。また、キャップ３４はクリップ３９を一体に成形している。
尚、キャップ３４の材質については、塗布先部２１の保護の観点から、例えば、ポリカーボネートのような耐衝撃性が高い樹脂を用いるのが望ましい。さらに、前記軸筒１の中に内蔵したインキに含有されている有機溶剤などに対して高い耐性を持つグレードのポリカーボネートを使用することで、キャップ３４を装着した塗布具を高温環境下に置いた際に前記有機溶剤が気化しキャップと接触する場合においても、白濁やクラックなどの劣化を起こしにくくしている。そのため、ポリカーボネートの特徴である高い透明性を保つことができ、強いては、ペン先の視認性を低下させることがなく、耐衝撃性も保つことができる。その具体的なポリカーボネートとしては、パンライトＬ−１２２５Ｌ（帝人化成株式会社製）などが挙げられる。

次に作用について説明する。軸筒１に前軸７を螺合させる際、まず前軸中筒６を軸筒１の開口部１１に差込み、仮セットを行う。この時、前軸中筒６に設けた周状リブ１６のうち、前軸中筒６の端面に近い位置に形成された周状リブ１６が軸筒１の開口部１１の内周部に接触し、圧入された状態となり、前軸７は仮セットされた状態からセンターがずれることがない。その後、前軸７にトルクを掛けて軸筒１と螺合させる際も、前記周状リブ１６の圧入により仮セットされた状態が保持されることでセンターがずれずに螺合が開始される。その結果、雄ネジ５と雌ネジ８が乗り上げたりせず、螺合不良や前軸７が曲がったまま螺合されてしまう不良を低減させることが出来る。また、前軸中筒６の端面から遠い位置に形成された周状リブ１６は、軸筒１が前軸７との螺合を終了する直前から軸筒１の開口部１１の内周部と接触し、圧入状態を形成する。つまり、周状リブ１６が２箇所で接触していることでさらにセンターがずれにくくなるため、より安定した状態で螺合を終了させることが出来る。
また、自動組み立て機のターンテーブル等を使用して組立を行う際、軸筒１に前軸７を仮セットした状態でステーションを移動させても、周状リブ１６のうち、前軸中筒６端面に近い位置に形成された周状リブ１６が軸筒１の開口部１１の内周部に接触し圧入されており、ステーション移動の際に振動やガタつきが発生しても仮セットされた前軸７は落下しにくくなる。これにより、組立性の向上を図ることが出来る。

次に第二の実施例を示す。本実施例はボトル口部５１と蓋５２との結合構造である。
ボトル口部５１は、ボトルに内蔵された内容液の流通口を持つ為に中空形状であり、外周部には雄ネジ５３とストレート部５４が形成されている。
蓋５２は片側が開口されている形状であり、開口部周辺に雌ネジ５５を形成し、前記雌ネジ５５よりも奥側に、周状リブ５６が形成されている。前記周状リブ５６は前記ボトル口部５１のストレート部５４と接触し、圧入部を形成する。また、前記周状リブ５６は、雄ネジ５３と雌ネジ５５の螺合が開始される前から圧入部を形成するような位置に設計されている。
さらに、前記周状リブ５６は１段のみ形成されているが、第一の実施例と同様に周状リブの段数や断面形状、高さ、軸方向の長さなどは自由に設計することが出来る。
螺合終了時はボトル口部先端５７と蓋天面５８が接触することで密閉され、内容液が漏れ出さないようになっている。

次に作用について説明する。ボトル口部５１に蓋５２を螺合させる際、蓋５２をボトル口部５１に被せるように仮セットを行う。この時、蓋５２に設けた周状リブ５６がボトル口部５１のストレート部５４に接触し、圧入された状態となり、蓋５２は仮セットされた状態からセンターがずれることがない。その後、蓋５２にトルクを掛けてボトル口部５１と螺合させる際も、前記周状リブ５６の圧入により仮セットされた状態が保持されることでセンターがずれずに螺合が開始される。その結果、雄ネジ５３と雌ネジ５５が乗り上げたりせず、螺合不良や蓋５２が曲がったまま螺合されてしまう不良を低減させることが出来る。
また、ターンテーブル等を使用して組立を行う際、ボトル口部５１に蓋５２を仮セットした状態でステーションを移動させても、周状リブ５６がボトル口部５１のストレート部５４に接触し圧入されており、ステーションが移動の際に振動やガタつきが発生しても仮セットされた蓋５２は落下しにくくなる。これにより、組立性の向上を図ることが出来る。

１ 軸筒
２ 撹拌体
３ 底部
４ ストレート部
５ 雄ネジ
６ 前軸中筒
７ 前軸
８ 雌ネジ
９ ストレート部終点
１０ 最大拡径部
１１ 開口部
１２ 縮径終了部
１３ 曲線上突起
１４ 楕円形状終了部
１５ 周状突起
１６ 周状リブ
１７ キャップ嵌合用リブ
１８ リブ
１９ インキ流通穴
２０ 圧入用突起
２１ 塗布先部
２２ 前軸バネ座部
２３ チップ
２４ 芯体
２５ バネ
２６ 芯体バネ座部
２７ 先端吐出口
２８ 弁座部
２９ 周状溝
３０ 塗布部
３１ 拡径部
３２ 縮径部
３３ 弁部
３４ キャップ
３５ キャップ中筒
３６ 前軸テーパー部
３７ キャップ開口部
３８ 嵌合リブ
３９ クリップ
５１ ボトル口部
５２ 蓋
５３ 雄ネジ
５４ ストレート部
５５ 雌ネジ
５６ 周状リブ
５７ ボトル口部先端
５８ 蓋天面

Claims (3)

1. 雄ネジ部材と雌ネジ部材の螺合構造であって、それら雄ネジ部材、或いは、雌ネジ部材の少なくとも一方のネジ部材に、お互いのネジ部材が圧入する圧入部を設けると共に、その圧入部をお互いのネジ部材の螺合が開始されるよりも前の部位に形成したことを特徴とする螺合構造。
2. 前記圧入部を周状リブとした請求項１記載の螺合構造。
3. 前記ネジ部材の硬度を異ならしめると共に、周状リブを形成したネジ部材の硬度を高くした請求項２に記載の螺合構造。

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