JPS63152709A - ねじ部品 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明はおねじあるいはめねじを有するねじ部品に関し
、特に緩み止め防止を目的とするねじ山形状を持つねじ
部品に関する。

〔従来の技術〕

現在、ねじ部品にとって、おねじ及びめねじは基本的か
つ重要な機素となっている。しかしながらこれにも拘ら
ず、未だ完成の域に達したものとはなっていない。その
未完成部分としてはいろいろあるが、そのうちの重要な
ものは締結時のおねじ及びめねじ間の緩み現象である。

すなわち、従来のおねじ及びめねじにあっては、静的状
態の場合にはその効果を十分発揮するが、長期に互って
振動や衝撃が繰り返し加えられると、当該おねじ及びめ
ねじ間に緩みが生じる。

この原因は、ねじによる締結が互いに接触するねじ面で
の摩擦抵抗を利用したものであるに過ぎず、各種の外力
、衝撃応力、摩耗、あるいは酸化といった原因で摩擦抵
抗が減少すれば、緩みを止める機能を全く失ってしまう
ためと考えられる。

そして、このおねじ及びめねじ間の緩みを防止するため
に、すでに多くの提案がなされている。例えば特公昭５
２−１０１７１１号公報には、「戻り止め用おねじ部材
」が示されており、これは第７図に示すように、ねじ１
００のおねじの途中にすえこみフランク１１０を形成し
、ねじこみ時にこのすえ込みフランク１１０がめねじ２
００の向合うフランクに積極的に緩衝し、めねじ２００
のフランク材料３００をその山の頂に押しのける。

そして、押しのけられた材料３００による変形した山の
頂はこの場合、谷底１２０より直径が小さいからねじ１
００をざらに挿入すると、変形しそのねじ山の頂の材料
がおねじ谷底１２０により材料３１０のつまったフラン
ク隙間内に押しのけられる。このようにしてこのねじ１
００はその谷底１２０とめねじの山の頂との緩衝接触に
よりまた、すえこみフランク１１０とめねじの向合うフ
ランクとの緩衝接触により組付【プ状態にされるもので
ある。また特開昭５９−１１３３０６号公報には「テー
パねじ」が示されてあり、これは第８図に示すように、
本体４００の幹部４１０にねじ山４１１を形成し、この
ねじ山４１１に、そのピッチ方向に突出する凸部４１１
ａを形成したものである。そしてこの凸部４１１ａでめ
ねじを押圧してピッチ方向に弾性的に圧接するものであ
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、特公昭５２−１０１７４号公報ような構
造の緩み止め構造においては、ねじ山と次のねじ山との
距離すなわち、ピッチが先端側と後端側とでは、異なっ
て基本的にはこのピッチの違いを利用してくさび効果を
もたらすものであるから、所詮振動や繰り返される衝撃
には十分に耐えることができない。また、このくさび作
用を生じるピッチの部分が緩みが進行することによって
めねじから外れると、急激に緩みが生じ、緩み止め効果
が全くなくなる。また、特開昭５９−１１３３０６号公
報の場合も凸部でめねじを押圧して緩み止め効果を発揮
するものであるが、締付は時において抵抗が大きいから
実際の使用に適さない等の問題点がある。

本発明の目的は、上記問題点を解決するとともにねじ本
来の特長を失うことなく簡単な形状による完全な緩み止
め効果が得られるねじ部品を得ることにある。

〔問題点を解決するための手段〕

以上の問題点を解決するために本発明が採った手段は、
実施例に対応するねじの接触状態を一平面に展開してモ
デル的に示した第２図及び第３図を参照して説明すると
、ねじ山を形成するねじ面であって、ねじ山１１．２１
を形成する円筒あるいは円柱状の軸線に垂直な平面に対
して所定のリード角αを有し、このねじ山１１．２１に
前記リード角αより狭い角度を有する平坦部１２．２２
を少なくとも１ピッチ当り２以上形成し、さらに、この
平坦部１２．２２に連続して前記リード角αより広い傾
斜角βを有するリード部１３．２３を形成し、これら平
坦部１２．２２とリード部１３．２３とが交互に連続し
て前記リード角αを形成するつる巻線に沿い接続された
ものである。すなわち、このリード部１３．２３がねじ
を進ませる所であって、平坦部１２．２２はねじの進行
が少ないかあるいは全くないところである。また、この
平坦部１２はリード角αに対して狭ければよく、あるい
は極小さな角度であれば、リード部の角度とは逆向きに
（負のリード角）であってもよい。

〔作　用〕

本発明が以上のような手段を採ることによって以下のよ
うな作用があるが、この作用をねじ締結体にねじを緩ま
せようとする力が作用したときについて、本発明のねじ
の場合（第３図）及び従来のねじの場合（第９図〉とに
分けて説明する。なお第４図は更に強力に締結しようと
する力を加えた場合を示している。まず第３図における
おねじ１０及びめねじ２０間においては、おねじ１０側
の平坦部１２と、これに対応するめねじ２０側の平坦部
２２とは互いに対向して接触している。この場合、おね
じ１０側の平坦部１２とめねじ２０側の平坦部２２とは
互いに平行になっており、これによりおねじ１０側の平
坦部１２とめねじ２０側の平坦部２２とは面接触しτい
る。しかも、これらの面接触部分が１ピツチ内に複数個
所あるから、例えば当該おねじ１０とめねじ２０間にゴ
ミ等が侵入していたとしても、これら各面接触部分のう
ちのいずれかによってその面接触が確実になされている
。

このような状態で、第３図の矢印に示したように、当該
おねじ１０及びめねじ２０の両者間にこれらを緩ませよ
うとするような引張力と圧縮力が交互に加わった場合で
も、おねじ１０側の平坦部１２とめねじ２０側の平坦部
２２間の面接触部には、これらを緩ませようとする力に
対向する大きな摩擦力が生じる。

また、少しでも緩むと、互いに対向して傾斜している「
リード部」どうしは全く接触しなくなり、「平坦部」ど
うしのみで締結荷重と新たに作用した引張力、圧縮力を
支えることになる。

したがってめねじには、これを緩ませようという方向の
分力は全く作用しなくなり、ねじが緩む可能性そのもの
が消失してしまう。

これを第９図を参照して比較してみると、通常の状態で
ある第９図の場合には、つる巻線、に沿っておねじとめ
ねじの両者が接触している面がねじ山１１．２１の方向
と全く同じであり、引張力、圧縮力が交互に作用すると
、その軸直角方向の余力は、食い込んでいるくさびを外
方へ押し出そうとする力として作用する。このためおね
じとめねじとの両者間に生じる摩擦力は両者を緩ませよ
うとする力に対して積極的な緩み防止力とはなり難い。

そして、すこしでも緩むと、おねじとめねじとの接触は
断たれるかまたは極端に小さくなり、締結力は文字通り
坂道を転がり落ちるように激減してしまう。

このような作用は、おねじ１０とめねじ２０とを緩ませ
ようとする力が、振動によって生じようが繰り返される
衝撃によって生じようが、全く同様に生じる。とくに衝
撃によって接触する両面間の摩擦係数が最大静止摩擦係
数の数パーセントに減少する場合等でも、本ねじ部品の
場合には荷重は「平坦部」で指示されるので、常に両者
間は緩み防止がなされるのである。

以上述べたのとは反対に、ねじ部品を構成するおねじ１
０とめねじ２０間に第４図に示すような力を加えて、更
に強い締結力を与える場合には、この図から明らかなよ
うに、おねじ１０のリード部１３とめねじ２０のリード
部２３とが互いに衝突し合うことになる。しかし、この
「リード部」の傾斜角βを通常の並目ねじのリード角と
ほぼ同程度におさえれば、通常の並目ねじと全く同じ締
付けトルクで締付けることができる。

〔実施例〕

以下本発明の一実施例を第１図ないし第６図に基づき説
明する。

第１図及び第６図には、本発明にかかるおねじ１０及び
めねじ２０の部分拡大図が示してあり、この第１図は第
６図のナツトに対応するものである。このおねじ１０及
びめねじ２０は、その名の通り、互いに螺合可能であり
、その各ねじ山１１．２１とねじ山１１．２１のピッチ
及びフランク角（本発明にかかるおねじ１０及びめねじ
２０にあっては、各部分が通常のおねじ及びめねじのよ
うに平坦にはなっていないので、このフランク角はあく
まで各部分の平均値である）については通常のそれと同
様にしである。通常のねじと異なるところはその各ねじ
面に工夫を凝らした点である。

このねじ面の工夫は以下のようにしであるが、本発明に
あっては、この工夫がおねじ１０のねじ山１１及びめね
じ２０のねじ山２１において同様にしてあり、めねじ２
０に対してイ」与すべき工夫はおねじ１０に対して付与
した工夫と対応するようにすればよいから、まずおねじ
１０における工夫について詳細に説明し、めねじ２０の
それは以下の説明において冗長になる部分については省
略する。

おねじ１０のねじ山１１を形成する両ねじ面１１ａには
、第１図及び第５図に示したように、平坦部１２とリー
ド部１３とが交互に形成しである。勿論、これらの平坦
部１２とリード部１３は、本実施例のように両ねじ面１
１ａに形成してもよいが、めねじ２０との接触が確保さ
れる側のねじ面１１ａにのみ形成して実施してもよいも
のである。これらの平坦部１２とリード部１３の数は適
宜設定することができるが、実際上の効果及び製造上の
容易性から、１ピツチにつき２〜８程度の繰り返しがな
される程度で十分である。

このねじ山１１の平坦Ｐｌｈ１２は、次のような条件の
下に形成したものである。すなわち、この平坦部１２の
傾斜角であるが、この角度はねじ山１１のつる巻線のリ
ード角αより小さく軸方向に直行する而Ｓとがなす角度
である。この平坦部１２の傾斜角がねじ山のリード角α
と同じであれば通常のねじとなるが、この角度をこれよ
りも小さくしたのである。そして、この平坦部１２の傾
斜角はＯかまたはわずかに負であることが最も好ましく
、この傾斜角が大きく負の側に傾いた場合にはおねじ１
０とめねじ２０との螺合操作を円滑に行えなくなるもの
である。第１図及び第６図は、この傾斜角がＯの場合を
想定して描いたものである。

また、この平坦部１２の傾斜角は、１ピツチ間に形成さ
れる平坦部１２の数を規制するものでもある。すなわち
、ねじ山１１の軸方向に直交する面Ｓに対するリード部
１３の傾斜角βが非常に大きく、しかも平坦部１２の傾
斜角がＯに近いほど１ピツチ間に形成される平坦部１２
の数は多くなり、これとは反対にねじ山１１の軸方向に
直交する而Ｓに対するリード部１３の傾斜角βが非常に
小ざく、しかも平坦部１２の傾斜角がＯより大きければ
大きいほど１ピツチ間に形成される平坦部１２の数は少
なくなるのである。

一方、ねじ山１１の各リード部１３は、上記の各平坦部
１２に規制されながら次のようにして形成−される。す
なわち、これらの各リード部１３は、上記の１つの平坦
部１２の前端から次の平坦部１２の後端に至る間に連続
して形成されるのである。

このリード部１３の長さは適宜決定すればよいが、この
リード部１３の長さが平坦部の長さに比べてあまり短い
とねじのリードすなわち進みが少なくなりすぎ、十分な
締結力を与えることができなくなる。これとは逆にあま
り長いと通常のねじと同様になってしまうということに
注意を要する。このリード部１３の角度は重要であって
、ねじ山１１のピッチを選定する等して並目ねじのねじ
山のリード角と同一にするのが最も好ましい。このよう
にすることによって、おねじ１０とめねじ２０との螺合
操作を無理なく行なうことを可能にする。

そしてこのような平坦部１２とリード部１３と有したね
じ面１１ａがめねじ２０との螺合を可能にするだめには
、すなわち、ねじ部品としての機能を果たすためには、
各平坦部１２の後端を連結して形成される概念上の面が
通常のねじ山１１の方向と同じでなければならないので
ある。

めねじ２０の各平坦部２２及びリード部２３は、上述し
たおねじ１０のねじ山１１のそれに対応するように形成
すればよいものであり、図面中においては２０番台の符
号を付してその説明を省略する。

次にこのようなおねじ１０及びめねじ２０を形成する場
合の方法について説明する。本発明に係るおねじ１０及
びめねじ２０を製造するには、通常のねじを製造する装
置を利用して行われるが、次の諸点が異っている。通常
、ねじを形成する場合には、材料を一定の速度で回転さ
せるとともに、一定の速度でこの材料を進退させるので
あるが、本発明に係るおねじ１０及びめねじ２０を形成
する場合にはその途中で材料の進退を一時停止、もしく
は減速することによって行われるのである。例えばおね
じのねじ山１１を製造するに際しては、丸棒を一定の速
度で回転することには変りはないが、ねじ面１１ａを形
成するためのねじ切り刃物の送り速度を、各平坦面１２
を形成する場合に停止させるかあるいは減速させるので
ある。また転造によりねじを形成する場合は、転造ダイ
スにあらかじめつる巻線に沿って上述のリード部と平坦
部とを形成し、これによって、簡単に転造することがで
きる。

〔発明の効果〕 以上詳述した通り、本発明にあっては、上記実施例にて
例示した如く、ねじ山１１．２１を形成するねじ面であ
って、ねじ山１１．２１を形成する円筒あるいは円柱状
の軸線に垂直な平面に対して所定のリード角αを有し、
このねじ山１１．２１に前記リード角αより狭い傾斜角
を有する平坦部１２．２２を少なくとも２以上形成し、
ざらに、この平坦部１２．２２に連続して前記リード角
αより広い傾斜角βを有するリード部１３．２３を形成
し、これら平坦部１２．２２とリード部１３．２３とが
交互に連続して前記リード角αを形成するつる巻線に沿
い接続されており、しかもこの平坦部１２．２２とリー
ド部１３．２３はねじ山１１．２１の１ピッヂ当り２〜
４０の間で連続して形成されているねじ部品であり、こ
れにより、簡単な構成によって確実な緩み防止を果した
所望のおねじ及びめねじを有するねじ部品を提供するこ
とができる。また、ねじ出金体に対して平坦部の占める
割合は、１０％〜６０％にするのが最も効果が顕著にあ
られれる。

【図面の簡単な説明】

第１図はおねじの拡大正面図、第２図は本発明に係るお
ねじ及びめねじの噛み合った状態を示ず部分拡大正面図
、第３図及び第４図は本発明の作用をそれぞれ説明する
ものであっておねじ及びめねじが噛み合った状態を模式
的に示した部分断面図、第５図は第１図の要部拡大断面
図、第６図はナツトのめねじを示す拡大断面図、第７図
は第１の従来例として従来のねじの噛み合った状態を示
す拡大断面図、第８図は第２の従来例として従来のねじ
の噛み合った状態を示す拡大断面図、第９図は通常のね
じが噛み合つた状態を示す要部拡大断面図である。 １０はおねじ、　　　　１１はねじ山、１１ａはねじ面
、　　　１２は平坦部、１３はリード部、 ２０はめねじ、　　　　２１はねじ山、２１ａはねじ面
、　　　２２は平坦部、２３はリード部、 Ｓは軸方向に直交する面、 αはリード角、　　　βは傾斜角、 第８図 Ｚ１υ　Ｚ３２２

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）ねじ山を形成するねじ面であつて、 ねじ山が形成される円筒あるいは円柱状の 軸線に垂直な平面に対して所定のリード角αを有し、 このねじ山に前記リード角αより狭い角度 を有する平坦部を少なくとも２以上形成し、さらに、こ
   の平坦部に連続して前記リード 角αより広い傾斜角βを有するリード部を形成し、 これら平坦部とリード部とが交互に連続し て前記リード角αを形成するつる巻線に沿い接続されて
   いる、 ことを特徴とするねじ部品。 ２）平坦部とリード部はねじ山の１ピッチ当り２〜４０
   の間で連続形成してあることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載のねじ部品。 ３）平坦部がねじ山全体中に占める割合は１０％〜６０
   ％であることを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第
   ２項記載のねじ部品。