JP6370551B2 - 頭部と軸部と円錐形でコルゲート状のフランジとを有するねじ - Google Patents

Description

本発明は、頭部と、軸部と、円錐形でコルゲート状のフランジとを有するねじであって、フランジの厚さが外側に向かって減少し、ねじを部品にねじ込む際にフランジが該部品に当接するねじに関する。

このようなねじは、特許文献１に示され、説明されている。
この特許文献１で説明されている、頭部と軸部とを有するねじは、図１１に示すように、ねじを部品にねじ込む際に部品の表面に当接し、その過程で変形するフランジをさらに有している。
図１１の断面図は、締結していない状態のねじを示している。
このフランジは、部品に対向する平坦な側面を有する。
この側面は、フランジのほぼ中間で溝を形成して、前記部品に向かってわずかに屈曲している。
その結果として、フランジは、ある程度円錐形に形成され、溝から外側に向かって厚さが減少している。
ねじを部品にねじ込むと、まず、フランジの外縁が部品に接触し、フランジの平坦面が部品に接触するまで溝を中心に逆屈曲する。
使用者は、これを見ることにより、目的に必要な最低予荷重に達したことを認識する。
さらに、このフランジでは、溝から外側にかけての部分がコルゲート部になっている。
このコルゲート部は、フランジが部品に突き当たるときの衝撃をある程度吸収する。
このコルゲート部による緩衝のためのマージンは、フランジの内側半分に平坦面が延在しているため、比較的小さい。
その結果として、このフランジの内側の平坦部分は、フランジの外縁が部品に接触した直後に部品に接触し、ねじをそれ以上部品にねじ込めなくする。

欧州特許出願公開第００２８７４６号明細書

本発明の目的は、この緩衝のためのマージンを実質的に増大させることである。

本発明の目的は、フランジの２つの側面が、軸部からフランジの外縁に向かって連続した円錐形の態様で延びており、フランジの厚さが、外側に向かって減少しており、フランジのコルゲート部が、フランジの径方向幅のほぼ全体に亘り延在していることによって、達成される。
このねじおよび該ねじが有するフランジの形状に基づいて、２つの手段、すなわち外縁に向かって厚さが減少するフランジと、フランジの径方向幅のほぼ全体にわたって延在するコルゲート部とが相互に補強し合って、ねじが発揮する締結力のマージンが増える。
このようにすることで、ねじで締め付ける際、一方では、フランジ自体が屈曲し、他方では、コルゲート部がより伸長した状態に戻ることにより、広い範囲に亘り締結力の維持が可能になる。
その結果として、温度がかなり変化するなど、本発明のねじを使用したねじ結合の外部状況が大きく変化した場合でも、本発明のねじによるねじ結合は、かかる変化に適応できる。
したがって、ねじによる締付けの際、その締結力は、広い範囲に亘り、十分に維持される。

フランジの側面は、フランジの幅全体に亘り、フランジの外側に向かって、連続した円錐形の態様で延びている。
これにより、フランジの外縁が部品に接触したときから、フランジが実質的に平坦な状態になるときまでの間において、その過程で発生する予荷重（部品を締結するねじの力）の範囲が設定される。
この範囲では、フランジがその高さに亘って円錐形になっているため、フランジを部品に対して徐々に強く押し付けることができる。
フランジの径方向幅のほぼ全体にわたり延在するコルゲート部は、フランジが屈曲するまでの範囲を拡大し、それによって所望の予荷重を設定するためのマージンを広げる。
したがって、本発明のねじを使用することにより、使用者は、所望の結合特性に基づいて、ねじと部品との間に必要な予荷重を任意に設定することができる。

部品に対向する側面には、有利には、ねじが部品に接触したときにねじのねじ込みを減速する複数の接触突起部を設けることができる。
前記接触突起部を適切な形状に形成することにより、この接触突起部をロック歯として機能するように使用して、ねじを格段に緩みにくくすることができる。

好適には、ねじのコルゲート部は、コルゲート部の最上部位と最下部位とが周期関数により規定されることで、形成されている。
これにより、ねじに対向する部材に対して、コルゲート部の外周部による効果の、優れた均一性が得られる。

コルゲート部に関して、好適には、コルゲート部を規定する周期関数は、その波長の最大値がフランジの円周の値の０．０２５倍から０．５倍であるように設定されている。
有利には、コルゲート部には、フランジの効果を制限しないように特定の最大値が割り当てられる。
この周期関数の振幅の前記最大値は、フランジの直径の０．００６倍から０．１２倍であるように選択されるのが好ましい。
コルゲート部の振幅をフランジの外縁から中心に向かって連続的に減少させることが、特に有利である。

しかしながら、フランジのコルゲート部を非対称に形成することもできる。

フランジの効果を向上させるために、有利には、部品に対向しないフランジの側面に、フランジの外縁に向かって径方向に延びている直線状の補強部を設けることができる。

添付の図面に本発明の実施例を示す。

軸部と頭部とを有するねじを、頭部の一部を断面にして示した図。 頭部の断面図。 径方向に延びている補強部を有する頭部の図。 接触突起部を有する頭部の断面図。 頭部を軸部からフランジの方向に見た図であり、ロック歯としての接触突起部を示す図。 周期関数に基づくコルゲート部を明示した頭部の側面図。

図１は、軸部１と頭部２とを有する本発明の実施例であるねじを、頭部２の一部を断面して示した図である。
頭部２には、窪み３が設けられている。
窪み３は、内部に向かって延びていて、穴付ねじ（例えば、トルクス（登録商標））の穴であり、ねじを駆動してねじ込むために使用される。
頭部２から外側に向かって冠状に、円錐形のフランジ４が設けられている。
フランジ４の２つの側面５、６は、フランジ４の厚さが外縁７に向かって連続的に減少する態様で、円錐形に延びている。
側面５、６のそれぞれの円錐角は、各側面５、６に沿って、一定に、かつ連続的に維持される。

図１、図３および図５に示されるように、フランジ４は、コルゲート部を有する。
このコルゲート部が有する複数の波状の隆起部８（または、隆起部８を持つ波部）は、それぞれフランジ４の外縁７から内側の頭部２に向かって径方向に延びている。
その結果として、前記各隆起部８は、フランジ４の幅全体に亘って延在している。
これにより、フランジ４は、外縁７から頭部２への移行部にかけて、実際に弾性屈曲する。
これは、２つの部品をさまざまな温度で堅固に締結するねじの機能にとって、特に重要である。

図２は、頭部２とフランジ４と軸部１とを有するねじの断面図である。
この図に示されるように、フランジ４には、下方の側面６に、互いに別々の複数の接触突起部９が設けられている。
これらの接触突起部９は、軸部１を囲んで配置されており、フランジ４の下方の側面６から突出している。
ねじをねじ込むときに、これらの接触突起部９が部品に接触すると、ブレーキ効果が生じる。
このブレーキ効果は、使用者によって感知され、ねじが、部品内で本質的に最終位置に達したことを使用者に伝える。

図３は、図１および図２に示されるねじの一部を変更したねじを示している。
このねじでは、部品に対向しない側面が、直線状の複数の補強部１３によって補強されている。
これら補強部１３により、フランジ４による予荷重が増大するので、堅固な結合を得るのに有利となる。

図４ａおよび図４ｂは、それぞれに稜部１１を有する複数の接触突起部１０を示す。
稜部１１を、ねじ込まれるねじと対向する部材に押し込むことにより、接触突起部１０は、ロック歯の態様で機能し、ねじが緩むのを防ぐことを可能にする。
このようにすることで、これらの接触突起部１０により二重の効果が得られる。
すなわち、接触突起部１０は、前記対向する部材に接触することで、ねじ込まれるねじに対して所望のブレーキ効果を発揮し、同時にねじが緩むのを十分に防ぐ。
図４ｂは、ねじのフランジ４の背面を示す図である。
この図に示されるように、フランジ４には、合計８個の接触突起部１０があり、これらが強力なブレーキ効果を発揮しつつ、ねじが緩むのを防ぐ。

図５は、ねじの側面図である。
フランジ４のコルゲート部を、互いに個別の複数の隆起部８（または、波部）と共に明示すために、破線１２が引かれている。
ここで、コルゲート部は、周期関数の態様で延在しており、隆起部８の数と高さとは、コルゲート部に具備させる効果に応じて、ねじの製造時に、任意に選択および設定できる。

前記各図に示されるねじが両側面５、６による円錐形のフランジ４を有すること、フランジ４のコルゲート部がねじにおいてかなりの程度の軸方向範囲に亘って延在することにより、該ねじは、弾力性および可撓性を備える。
より詳細には、フランジ４が逆屈曲し、コルゲート部が圧縮されることにより、ねじは、かなりの程度の軸方向範囲に亘って結合状態を維持することができる。
それによって、ねじは、気候の大幅な変化などの特殊な状況下でも、必要な締結力を維持することができる。

１・・・軸部
２・・・頭部
３・・・窪み
４・・・フランジ
５・・・側面
６・・・側面
７・・・外縁
８・・・隆起部
９・・・突起部
１０・・・突起部
１１・・・稜部
１２・・・破線
１３・・・補強部

Claims (9)

1. 頭部（２）と、軸部（１）と、円錐形でコルゲート状のフランジ（４）とを有するねじであって、前記ねじを部品にねじ込む際に前記フランジ（４）が前記部品に当接するねじにおいて、
   前記フランジ（４）を構成する前記部品に対向しない側面（５）と前記部品に対向する側面（６）とが、それぞれ前記軸部（１）から前記フランジ（４）の外縁（７）に向かって連続した円錐形であるとともに、
   前記フランジ（４）の厚さが、外側に向かって減少し、
   前記フランジ（４）のコルゲート部（８）が、前記フランジ（４）の径方向幅のほぼ全体に亘り延在し、
   前記部品に対向する側面（６）が、前記部品に対向する湾曲面を介して前記軸部（１）に連続して形成されていることを特徴とするねじ。
2. 前記ねじが前記部品に接触したときに前記ねじのねじ込みを減速するように作用する接触突起部（９、１０）が、前記部品に対向する前記側面（６）に設けられていることを特徴とする請求項１記載のねじ。
3. 前記接触突起部（９、１０）が、ロック歯として形成されていることを特徴とする請求項２記載のねじ。
4. 前記コルゲート部（８）の最上部位と最下部位とが、周期関数によって規定されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のねじ。
5. 前記周期関数の波長の最大値が、前記フランジ（４）の円周の値の０．０２５倍から０．５倍であることを特徴とする請求項４記載のねじ。
6. 前記周期関数の振幅の最大値が、前記フランジ（４）の直径の値の０．００６倍から０．１２倍であることを特徴とする請求項４または請求項５に記載のねじ。
7. 前記コルゲート部（８）の最上部位と最下部位とを規定する周期関数の振幅が、前記フランジ（４）の外縁（７）から中心に向かって連続的に減少していることを特徴とする請求項４乃至請求項６のいずれかに記載のねじ。
8. 前記コルゲート部（８）が、非対称に形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のねじ。
9. 前記部品に対向しない前記側面（５）に、外側に向かって径方向で延長する直線状の補強部（１３）が設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれかに記載のねじ。

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