JPS6124811A - ゆるみ止めねじ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の目的 〔産業上の利用分野〕 本発明は自動車、電機、機械等の組み立て産業分野で広
く利用されているくり返し使用可能なゆるみ止めねじに
関するものであり、シーリング効果とカジリ防止機能が
付与された本発明のねじは、付加価値が向上したことに
より、上記以外の分野にも利用出来るようになり、利用
分野が拡大され、種々の分野で利用可能なものである。

さらに最近、組み立て産業分野では締結機能だけでなく
、軽量化小型化、デザインの斬新性および組み立ての自
動化等への指向が急であり、ナツトを使用せずボルト単
体で使用する事例が増加しさらには締結する材料の多様
化に対応するため、より機能を高めたゆるみ止めねじな
いしボルトが待望されており本発明はかかる産業界の要
求をも満たし広く利用できるものである。

〔従来の技術〕

ナイロン１１、ナイロン１２のごとき熱可塑性樹脂なね
じ又はボルト等のねじ部の一部に貼着させた繰り返し使
用可能なゆるみ止めねじは公知である。その貼着方法と
しては例えば■ボルト母材のねじ部に溝又は穴を形成せ
しめこれに塊状の樹脂を埋め込む方法（特公昭４６−２
０８２２、特公昭４４−４０６２）■樹脂小片を加熱し
、溶融状態でノズルから吐出させ、ボルトのねじ部に固
定する方法■加熱したボルトに粉末状樹脂又はシート状
樹脂を施し融着固定する方法（特公昭４４−１５７１３
、特公昭５２−１８３４２）等がある。これらの方法で
得られたものはいずれも繰り返し使用に耐え、再使用可
能な特徴をもっている。このタイプのゆるみ止めの施さ
れたねじないしボルトはナツト等で締結したとき、樹脂
の有する弾性的性質により反対方向に圧力が加わり、ナ
ツト間との摩擦力の増大によってゆるみを防止するとさ
れている。しかしねじないしボルトとナツト間に樹脂が
介在する為締結に際し締め付はトルクが増大する欠点を
もつ。更にねじないしボルトのねじ部の一部にのみ樹脂
が施しである為、例えば鋼のごとく硬いボルトをアルミ
ニウム等の軟い材料でつくられたナツトで締結する際、
ボルトのねじ部によってナツトが削られいわゆるカジリ
現象を起すという欠点を有している。カジリ現象が起る
と更に締め付はトルクが増大し、充分なボルトの軸方向
の締め付は力（軸力）が得られない、本来の目的である
締結機能が消失する、あるいは、更にボルトやナツトの
破損にもつながる等の問題が発生する。また最近、締結
の自動化に伴ない、締め付はトルクで締結の程度を管理
することが盛んに実施されているが、かかる樹脂固定式
のゆるみ止めねじにおいて発生するトルクの増大はその
管理の大きな障害となり、大きな問題となってきている
。さらに、従来ねじ部の一部に樹脂を形成する方式にも
特開昭５７−１５４５１０号の様に厚く塗布するとか、
特公昭５２−４５８６３号の様にねじ部表面の一部に樹
脂層を形成させ、この層における付着樹脂を散在した塊
の状態にする方法等があり、さらには全周に樹脂層を形
成することも試みられていた。しかしこれらの方法では
前記記載の機能を付与せしめることは困難である。

例えば全周に樹脂層を形成する場合でも樹脂の使用量が
少い場合塗布厚みが薄くなり充分なゆるみ防止機能が得
られず、シール性についても満足すべき結果が得られな
い。逆に塗布厚みが厚くなると締め付はトルクが増大し
充分な軸力が得られないか、締結不能となる。以上の観
点からみると最適塗布厚みを設定すればかかる問題は解
決できると考えられるが、現実的には均一な塗布厚みで
前記目的を達成することは不可能である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は、上記従来のゆるみ止めねじが有していた問題
点を解決し、■繰り返し使用が可能で■軸力が０になっ
た際のボルトやす′ットの脱落を防止し■調整ねじとし
ての使用ができ■シーリング効果があり、■笑ット側の
カジリ防止ができ、■締め付はトルクが低くトルク管理
可能なゆるみ止めねじおよびボルト等を提供することを
目的とするものである。

発明の構成 〔問題点を解決するための手段〕 本発明は上記問題点を解決したゆるみ止めねじに関する
ものであり、本発明のゆるみ止めねじは、少くとも１周
にわたるねじ谷部に、その１周あたり厚膜部分と薄膜部
分とをそれぞれ２ケ所以上有する連続した樹脂被膜層を
有することを特徴とするものであり、その構造を有する
本発明のゆるみ止めねじは上記問題点を解決し、トルク
による管理を容易に−し、さらにシーリング効果も有す
るものである。

なお、本発明において、ねじとは一般的なねじ、ボルト
、ビス等の締結具の他に締結のためにねじ構造を有する
各種機械器具の部品におけるねじ構造をも含むものであ
る。

本発明のゆるみ止めねじの構造を以下図を用を示す。第
４図は厚膜部分と薄膜部分を２ケ所有するねじ谷部に形
成された樹脂被膜層の形状の一例を模式的に示した図で
あり、第５図は同様に３ケ所有するねじ谷部の樹脂被膜
層の形状の一例を模式的に示した図である。本発明は前
記問題点を解決する為、図のととくねじ谷部の少くとも
１周に連続した樹脂被膜層を形成せしめるに際し、ねじ
の谷部において連続した樹脂被膜の厚さを増減せしめて
少くともねじ谷部において１周あたり２ケ所以上の厚膜
部分と薄膜部分を存在せしめるように樹脂で被覆して得
られるゆるみ止めねじを提案するものである。樹脂はね
じ表面に強固に密着させることが重要である。

本発明の構成で最も重要なポイントはねじのねじ部に形
成された樹脂被膜層の形状である。

第２図は第４図のねじ谷部において樹脂が最も厚く施さ
れた部分、すなわち厚膜部分での断面を示しており、ね
じの谷部において厚く施された、すなわち厚膜部分の樹
脂被膜層を示している。この部分における樹脂被膜層の
厚み■はねじ・の直径、希望する締付トルク等により異
なり一概には云えないが、山の高さに相当する程度又は
やへ低めとするのが良い。第３図はねじ谷部において樹
脂が最も薄く施された部分での断面を示しており、ねじ
の□谷部において薄く施された、すなわち薄膜部分の樹
脂被膜層を示している。この薄膜部分における樹脂被膜
層の厚みはＨの１／２〜１／１００　　好ましくは１１
５〜１／２０である。この値は第５図に示される様な６
ケ所の厚膜部分と薄膜部分を有する場合においても更に
４ケ所の場合においても同じである。

ねじ山部における樹脂の厚みについては特になくても良
い。しかし、少くとも１山以上について軸方向に谷から
山にかけて連続した樹脂被膜層を形成しであることが好
ましい。

サイズ、希望する性能によって調整すればよい。

通常ねじの先端から１〜５山を残した位置から頭の方向
にねじの直径に相当する長さに樹脂が塗布されているも
のが好ましい。

なお、樹脂層における厚膜部分と薄膜部分は等間隔で存
在していることが本発明の目的達成のために好ましく、
第４図および第５図のように対称構造を有していること
が好ましい。また樹脂被膜層の厚みの変化は連続的であ
ることも同様な理由により好ましいことである。

樹脂被膜層の厚みの変化が連続的であり、その形状が対
称構造であるときが最も好ましく、すぐれた結果を与え
るが、対称構造が５０チ程度くずれていても、本発明の
ゆるみ止めねじはその目的とする効果は十分達成できる
ものである。

０樹脂 本発明に使用され樹脂としては、１１ナイロン、１２ナ
イ四ン、６−６ナイロン、６−１０ナイロン、各種共重
合ナイロベダイマー酸ベースのポリアミドのごときポリ
アミド、ポリビニリデンフルオライド、ポリトリフルオ
ロエチレン等の弗素樹脂、ポリエチレンテレフタレート
、ポリブチレンテレフタレート、各種共重合ポリエステ
ルのごときポリエステル樹脂、ポリイミド、ポリアミド
イミド、等の熱可塑性樹脂が挙げられる。その形状とし
てはペレット状、フィルム状または粉末状のものが使用
でき、場合によっては溶液状で使用することもできる。

また当然のことであるが、これらの２以上を組み合わせ
て使用することも可能である。これらの樹脂に、炭カル
、□酸化チタン、カオリン等の骨材や、潤滑性を向上す
る目的で２硫化モリブデン、酸化防止剤等の添加剤の配
合や、エポキシ樹脂、フェトル樹脂等の配合によって一
部架橋することにより密着性、弾性率等の樹脂特性を改
善して使用することも可能である。また、ねじのねじ部
と樹脂材料との密着力を向上させる目的で、ねじ表面に
エポキシ樹脂のとときプライマーを塗布することも効果
的である。

とり、わけ効果的に使用できる樹脂としては１１ナイロ
ン、１２ナイロン、６−１０ナイロン、６−１２ナイロ
ンおよびこれらをペースにした共重合ナイロンが挙げら
れる。これはナイロンのもつ弾性的性質、機械的強さ及
び適度な潤滑性に起因するものと思われる。

（１製法 本発明のゆるみ止めねじは、従来技術の組み合せによっ
て製造できるが、円周方向における厚み変化をもたせる
ために若干の工夫を要する。

本発明のゆるみ止めねじの製法として好ましい方法は粉
末状樹脂を用いる方法である。この場合樹脂の融点以上
の温度に加熱したねじを一定の速度で移動させながら粉
末状樹脂を層状の流れで均一速度でねじの表面に向って
供給することにより片面に樹脂を融着固定したのちねじ
な円周方向に１８０度回転させ同じ操作を行うことによ
り第４図に相当する厚膜部分と薄膜部分を２ケ所有する
ゆるみ止めねじが形成できる。

第２回目の操作の時点においてねじの温度が低下してい
る場合、再予熱するか、散布層後加熱しても良い。粉末
状樹脂を供給する方法としては落下方式、ノズルより噴
霧する方式、定速の気流にのせ℃供給する方式等公知の
方法が使用できる。他の方法としてはあらかじめ成形し
たシート状樹脂を２枚以上融着固定する方法がある。厚
膜部分と薄膜部分は１周あたり２ケ所以上あることが必
要で好ましくは６ケ所以下、より好ましくは４ケ所以下
であり、６ケ所以上の場合も上記と同様に製造できる。

厚みの調節は粉末法の場合粉末の供給方向と反対側より
ゆるやかた気流を施すことにより実施できる。ねじを加
熱する方法としては熱風循環炉、遠赤外ヒーター、高周
波誘導加熱方式、バーナー加熱方式等それぞれ目的に応
じて利用できる。

連続生産する場合は粉末法が適しており、好ましい方法
である。ねじにあらかじめプライマーを施す場合、浸漬
、ハケぬり、スプレー等公知の方法で施したのち、風乾
又は加熱乾燥することにより実施できる。

０ね　じ 本発明に適用できるねじとしては六角ボルト、四角ボル
ト、六角穴付ボルト、すりわり付ねじ、十字穴付ねじ、
止ねじ、調整ねじその他があげられ４適用できるボルト
の大きさとしては呼び径Ｍ３０以下のものが好ましく、
より好ましくはＭ２０以下である。

〔作　用〕

本発明が効果的に問題点を解決し、ゆるみとめ機能とシ
ーリング効果を発揮する原因は明確でないが、締結時に
樹脂の厚膜部分の過剰分が円周方向の谷の薄膜部分の方
向へ効果的に逃げ（移行し）充填作用によりシール性を
発揮すると共に厚膜部分は両側から強く圧縮され樹脂の
弾性限界あるいは降伏点を越えることによりゆるみとめ
効果を発揮するものと考えられる。

従来のゆるみ止めの考え方は例えばボルトの片面に樹脂
を形成せしめることにより樹脂のもつ弾性的性質つまり
バネの役割を果すことにより反対方向に圧力が加えられ
る結果、ポル）−ナツト間に金属同志の摩擦力が向上す
る結果ゆるみとめ作用が発生するとされていた。本発明
はねじ谷部の少くとも１周の全周に亘り樹脂が施されて
いるにもかかわらず効果的にゆるみとめ効果を発揮する
ことは驚ろくべきことであり本発明者らがみい出した新
しい知見である。

そして締め付は時のトルクが低く制御できる原因は樹脂
の欄滑性以外に過剰分が円周方向に効果的に移行できる
構造に起因しているものと考えられる。

しかも樹脂材料が全周に施されている為、締結に際し金
属同志の接触が防止でき、異種材料間の締結においても
樹脂材料は金属に比し軟らかく潤滑性に富むため前記カ
ジリ現象が防止できるものと思われる。

さらに、通常ボルトをす、トで締結してゆく場合、その
締結の度合いはトルク強度で管理されるが、締結の要求
レベルはボルトに働らく軸力で規定されている。つまり
ボルトの締結に際して軸力−トルクの関係はきわめて重
要であって、ボルトに加わる軸力はボルトの降伏点又は
耐力の９（Ｉｎを越えてはいけないし、逆に軸力が小さ
いと締結の信頼性に欠は締結の目的を果たさなくなる。

そのため繰り返し使用可能なゆるみとめねじに要求され
る特性値としては例えば米国工業用ファスナー協会規格
ＩＦＩ　−１２４及びＩＦＩ−５２４で下記の様に規定
されている。

１）プリベイリングトルクが所定の値以下であること ２）１回目及び５回目の取り外しプリベイリ・ングドル
クが所定の値以上であること 本発明のゆるみ止めねじは、その特徴とする構造に起因
して、これらの条件を満足するものである。

〔実施例および比較例〕

亜鉛メッキクロメート処理鋼製６角ボルト呼び径Ｍ−８
（８ψｘ４０Ｌ）および呼び径Ｍ−１２（１２ψＸ５０
Ｌ）をエポキシ樹脂系プライマー８−１０（東亜合成化
学工業■製品）に浸漬后遠心分離し、常温で約６０分間
乾燥した。

続いてベルト式搬送設備に頭部を固定し、一定速度で遠
赤外炉を通過させ２９０℃に予熱した。

その温度で定量フィーダーから一定速度で落下するナイ
ロン１１（融点１８６℃）粉末のゾーンを通過させ、ボ
ルトねじ部の先端から２−６山を除き軸方向の長さ約１
３％にナイロン１１粉末を形成させた。ナイロン１１粉
末はボルトの保有する熱により溶融固定された。続いて
円周方向に１８０度回転し、反対側から同様にナイロン
１１粉末を散布した。

かくてボルトのねじ谷部において第４図に示した形状を
有し、ボルトねじ山部において連続したナイロン１１の
樹脂被膜層を有するゆるみ止めボルトが形成された。同
様の操作で円周方向に１２０度づつ回転することにより
ボルトのねじ谷部において第５図に示されるナイロン１
１の連続樹脂被膜層が得られた。

比較例として同一の設備にてボルトを円周方向に均一な
速度でナイロン１１を散布しながら３６０度回転させる
ことにより全周に亘り均一な厚みのナイロン１１の連続
樹脂被膜層を有するボルトを成形した。

かくて得られた樹脂加工されたボルトについて、中心部
を軸方向に切断することによりボルトのねじ各部におけ
゛る厚みを測定しその結果を第１表に示した。又米国工
業用ファスナー協会規格ＩＦＩ−１２４及び５２４に準
じてプリベイリングトルクを測定した。その結果を第１
表に示す。また第１表に示す締付トルクで締結したのち
振動数１７８０Ｃ／Ｍ、振動巾１１％の条件でＮＡＳＡ
式高速ねじゆるみ試験機により軸直角衡撃ゆるみ試験を
行った。振動数６万回にてゆるみの有無と判定しその結
果を第１表に示した。

シール性の評価は水圧テスト試験装置先端部１８ｗｔの
鉄板にＭ８ｘ　１．２５ｐ、Ｍ１２ｘ１．２５Ｐのタッ
プ立てを行い第１表の締付はトルク、圧力２ｏｋｇ／ｃ
ｔｉにて漏洩の有無を判定し結果を第１表に示した。

−二 発明の効果 本発明によれば、シンプルな操作で連続生産性に優れた
方法で繰返し使用に耐えシール性にすぐれたゆるみ止め
ねじが得られ、工業的価値は太きい。適用可能なねじの
種類も広範でありＭ２〜Ｍ３０あるいはそれ以上のねじ
およびボルト等に適用できる。最近、プロダクトアセン
ブリー業界では軽量化、小型化、ファツション性および
組立ての自動化を指向する過程でナツトを使用せずボル
ト単体で使用する事例が増加する傾向にあり、ボルト側
でより性能の高い付加価値を高めたゆるみどめを施こさ
れた製品が待望されている。本発明にかかわる製品は■
繰返し使用が可能で、■軸力が０になってもボルトやナ
ツトの急速な脱落防止が可能で、■調整ねじとしての使
用ができ、■シーリング効果があり、■ナツト側のカジ
リ防止ができる等の特徴を生かし、広〈産業界に寄与で
きるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係わるゆるみ止めねじの断面図であり
、第２図はねじ谷部において、樹脂被膜層の厚膜部分で
の断面拡大図であり、第３図はねじ谷部において樹脂被
膜層の薄膜部分での断面拡大図であり、第４図は厚膜部
分および薄膜部分が２ケ所ある場合の樹脂被膜層の形状
の一例を示す模式図であり、第５図は同じく６ケ所ある
場合の例の模式図である。 １、ねじ谷部に施された樹脂被膜層の厚膜部分２、ねじ
山部における樹脂被膜層 ６、ねじ谷部に施された樹脂被膜層の薄膜部分４、ねじ
山部 ５、ねじ本体 ）ン最大塗布厚み

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、少くとも１周にわたるねじ谷部に、その１周あたり
   厚膜部分と薄膜部分とをそれぞれ２ヶ所以上有する連続
   した樹脂被膜層を設けてなるゆるみ止めねじ。