JP5812278B2 - ねじ部材 - Google Patents
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Description
頭部に六角棒スパナが係合される六角穴を備えたねじ部材であって、
前記六角穴は、上方に向かって開口する六角形の開口部と、前記開口部と対向する底面と、前記開口部と前記底面とを接続する側面部とから構成され、
前記側面部は、前記ねじ部材の軸芯方向に対して傾斜する少なくとも一つの傾斜側面を有し、
前記傾斜側面はその一部が、JIS B 4648に規定される六角棒スパナを前記六角穴に挿入した際に当該六角棒スパナと局所的に干渉する食い付き部となるように形成されていることを特徴とするねじ部材が提供される。
前記開口部付近において、JIS B 1174、JIS B 1175、JIS B 1176、JIS B 1177、またはJIS B 1194に規定される六角穴の二面幅の最大値の半分近傍とされ、
前記底面と前記傾斜側面との境界から前記六角棒スパナの面取り部の長さより上方の位置において、JIS B 4648に規定される前記六角棒スパナの二面幅の最小値の半分近傍とされていてもよい。
上記のように構成される六角穴付きボルトの作用を説明する前に、第1参考例に係る六角穴付きボルトを説明する。図4は、第1参考例に係る六角穴付きボルトの図3と同様の断面図である。第1参考例に係る六角穴付きボルトの六角穴は、上面から見て六角形の開口部211と、底面212と、開口部211と底面212とを接続する側面部213とから構成されている。この側面部213は、いずれも軸芯Axと平行な6つの平行側面214から構成されている。
これに対して本発明の実施形態に係る図3に示した六角穴付きボルトによれば、挿入容易性と食い付き性が両立されている。以下に、図3を用いて本実施形態に係る六角穴付きボルトの作用を説明する。
これは、図示したように、六角棒スパナ100の面取り部101が食い付き部17に対向する位置で、六角棒スパナ100が停止してしまうためである。これでは、食い付き部17が六角棒スパナ100に接触せず、食い付き機能が発現しない。
このような構成によれば、六角棒スパナ100の挿入過程において、六角棒スパナ100の先端面が底面12に接触する前に、食い付き部17が六角棒スパナ100の外周面と接触を開始する。その結果、六角棒スパナ100の挿入に連れて、傾斜側面15と六角棒スパナ100との接触面積が拡大し、六角棒スパナ100に大きな摩擦力が生じる。これにより、挿入に連れて大きな摩擦力を得ることができ、強固に六角棒スパナ100を保持することができる。
f=(eの最大値−sの最小値)/2 (1)
M3の六角穴付きボルトに挿入される二面幅の呼びの大きさが2.5の六角棒スパナ100の場合には、f=(2.82−2.46)/2=0.18mmとなる。したがって、M3の六角穴付きボルトの場合には、底面12と側面部13との境界16から0.18mmより上方に食い付き部17を設ける。
なお、上述の実施形態では六角穴を構成する側面部13の3面が傾斜側面15である例を挙げて説明したが、本発明はこれに限らない。図6は、本発明の変形例に係る六角穴付きボルトの上面図を示している。図6の(a)及び(b)に示すように、側面部13の2面あるいは、6面を傾斜側面15としてもよい。
F1=na・N・(μ1cosθ+sinθ) (2)
ここで、以下の関係式が成立する。
na・N=F1/(μ1cosθ+sinθ) (3)
−F2=na・N・(-μ2cosθ+sinθ) (4)
関係式(4)より、以下の式が得られる。
F2=na・N・(μ2cosθ−sinθ) (5)
ここで、上記関係式(3)を式(5)に代入すると、以下の式が得られる。
F2=F1・(μ2cosθ−sinθ)/(μ1cosθ+sinθ) (6)
F2>Mg (7)
つまり、式(6),(7)を用いて以下の関係式を満たすように、傾斜角θ及び摩擦係数μ1、μ2を選択すればよい。
F1・(μ2cosθ−sinθ)/(μ1cosθ+sinθ)>Mg (8)
以上を考慮して、具体的にJIS B 1176に規定されるM3の六角穴付きボルトに本発明を適用した実施例を試作した。この実施例を図7を用いて説明する。図7は、実施例に係る六角穴付きボルトの部分断面図である。実施例に係る六角穴付きボルトは、図6の(b)で示したように、側面部13の6面全てを傾斜側面15とした。なお、以下に紹介する実施例は単に実際の寸法の一例を挙げただけであって、本発明は以下の寸法に限定されることはない。
tanθ=0.06/1.32=0.0455
よって傾斜角度θは2°45′となる。これは、上記した0<θ<5.6°の条件を満たす。なお、実際にも寸法公差を考慮し、傾斜角度θは0.5°から5.0°の範囲に設定することが好ましく、1°から3°に設定することがより好ましい。
Claims (4)
- 頭部に六角棒スパナが係合される六角穴を備えたねじ部材であって、
前記六角穴は、上方に向かって開口する六角形の開口部と、前記開口部と対向する底面と、前記開口部と前記底面とを接続する側面部とから構成され、
前記側面部は、前記ねじ部材の軸芯方向に対して傾斜する少なくとも一つの傾斜側面を有し、
前記傾斜側面はその一部が、JIS B 4648に規定される六角棒スパナを前記六角穴に挿入した際に当該六角棒スパナと局所的に干渉する食い付き部となるように形成されており、
F1を、六角棒スパナを前記六角穴に挿入する力、
Mgを、前記ねじ部材の自重、
傾斜角θを、前記傾斜側面の前記軸芯方向に対する傾斜角度、
μ 1 を、六角棒スパナを前記六角穴に挿入する際の前記傾斜側面の摩擦係数、
μ 2 を、六角棒スパナを前記六角穴から抜く際の前記傾斜側面の摩擦係数、としたとき、
前記傾斜角θ及び前記摩擦係数μ 1 、μ 2 が、以下の式を満たすように選択されていることを特徴とするねじ部材。
F1・(μ 2 cosθ−sinθ)/(μ 1 cosθ+sinθ)>Mg - 前記食い付き部は、前記六角棒スパナを摩擦力により保持することを特徴とする請求項1に記載のねじ部材。
- 前記軸芯からの前記傾斜側面の離間距離が、
前記開口部付近において、JIS B 1174、JIS B 1175、JIS B 1176、JIS B 1177、またはJIS B 1194に規定される六角穴の二面幅の最大値の半分近傍とされ、
前記底面と前記傾斜側面との境界から前記六角棒スパナの面取り部の長さより上方の位置において、JIS B 4648に規定される前記六角棒スパナの二面幅の最小値の半分近傍とされていることを特徴とする請求項1または2に記載のねじ部材。 - 前記傾斜側面は、前記ねじ部材の軸芯方向に対して0.5°〜5.0°傾斜していることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載のねじ部材。
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JP2011256940A JP5812278B2 (ja) | 2011-11-25 | 2011-11-25 | ねじ部材 |
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JP2011256940A JP5812278B2 (ja) | 2011-11-25 | 2011-11-25 | ねじ部材 |
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JP2013113308A JP2013113308A (ja) | 2013-06-10 |
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JP2011256940A Active JP5812278B2 (ja) | 2011-11-25 | 2011-11-25 | ねじ部材 |
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2011
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