JPWO2012147207A1 - タッピンねじ - Google Patents

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Abstract


【課題】樹脂製、アルミニウム合金製等の軟質材製のワークの締付けに最適なタッピンねじを提供する。
【解決手段】通常ねじ山１０と、当該通常ねじ山１０より大径の雌ねじ成形ねじ山１２とを備え、前記雌ねじ成形ねじ山１２より頭部側に位置する前記通常ねじ山１０のピッチのうち、何れかのピッチが他のピッチよりも大きく設定したタッピンねじ１による。このタッピンねじ１は、ねじ込みトルクの低減及び締結力の向上を兼ね備えるものとなり、軟質材製から硬質材製まで、あらゆるワークに適用可能なものとなる。
【選択図】図２

Description

本発明は、アルミニウム合金製、マグネシウム合金製あるいは樹脂製等の軟質材製のワークに部品を取り付けるためのねじであって、このような軟質材製のワークに形成されたねじ無し下穴に雌ねじを成形しながらねじをねじ込むタッピンねじに関する。
近年多く普及している携帯電話、パソコン及び携帯型音楽プレーヤ等の電気製品においては、その軽量化、小型化及び加工性の良さからアルミニウム合金が多く使用されており、これには部品を取り付けるために多くのねじが使用されている。
そこで、上記ねじの一例としては、特許第４４９０３５８号公報に示すタッピンねじがある。このタッピンねじは、脚部に成形される通常ねじ山と、この通常ねじ山より大径の雌ねじ成形ねじ山とを備えており、当該雌ねじ成形ねじ山で雌ねじを成形しながらワークにねじ込むように構成されている。また、通常ねじ山のピッチは、何れも同一に設定されている。この構成により、締結回転には、雌ねじ山に通常ねじ山の両フランク面が接触しないので、締付けトルクが低減されるとともに、ワークの割れを防止することができる。
特許第４４９０３５８号公報
しかしながら、前記タッピンねじではその構成による代償として、締結固定時には雌ねじ山に通常ねじ山の何れのフランク面も接触しないので、十分な締結力を得ることができず、緩み易いものとなっていた。
通常ねじ山と、当該通常ねじ山より大径の雌ねじ成形ねじ山とを脚部に成形したタッピンねじにおいて、前記雌ねじ成形ねじ山より頭部側に位置する前記通常ねじ山のピッチのうち、何れかのピッチが他のピッチよりも大きく設定されている。
このようなタッピンねじによれば、通常ねじ山の圧力側フランク面と雌ねじ山の圧力側フランク面との距離が、通常ねじ山の遊び側フランク面と雌ねじ山の遊び側フランク面との距離よりも接近する。ところが、締結回転時には、通常ねじ山は締結方向へ押圧されながらねじ込まれるので、通常ねじ山の圧力側フランク面と雌ねじ山の圧力側フランク面との接触抵抗は僅かである。一方、締結固定時には軸力の作用によって通常ねじ山の圧力側フランク面が雌ねじ山の圧力側フランク面に接近して接触するので、締結力が上昇する。そのため、本発明のタッピンねじは、ねじ込みトルクの低減及び締結力の向上を兼ね備えたものとなる。したがって、アルミニウム合金製、樹脂製等の軟質材製のワークに使用しても割れが生じず、かつ十分な締結力を発揮できるものとなる。
また、前記通常ねじ山の圧力側フランク角が前記雌ねじ成形ねじ山の圧力側フランク角よりも小さくなるように設定されていることが望ましい。
このようなタッピンねじによれば、締結固定時には当該通常ねじ山の山頂が、前記雌ねじ山の圧力側フランク面に食い込むので、締結力の更なる上昇を期待できる。
本発明のタッピンねじは、ねじ込みトルクの低減及び締結力の上昇により、軟質材製から硬質材製まで、あらゆるワークに適用可能なものとなる。
以下、本発明の第１の実施形態を図１乃至図３に基づき説明する。図１において、１は頭部２とこれに一体に形成された脚部３とからなるタッピンねじであり、炭素鋼、ステンレス鋼等の硬質材料から成る。頭部２にはねじ１にねじ込み駆動力がドライバビット（図示せず）から伝達される駆動穴４が形成されている。この頭部２に一体形成された前記脚部３には通常ねじ山１０が頭部２の座面５の近くから脚部先端の位置する方向へ螺旋状に延びている。
一方、前記脚部３の先端側には、前記通常ねじ山１０よりも小径の案内ねじ山１１が成形されている。この案内ねじ山１１は、ワーク２０に形成されている下穴２１の直径と同径かこれより僅かに大きく設定されている。なお、ワーク２０は、樹脂製、アルミニウム合金製等の軟質材料から成る。
また、前記通常ねじ山１０と案内ねじ山１１との間には通常ねじ山部１０よりも大径の雌ねじ成形ねじ山１２が成形されている。これら通常ねじ山１０、雌ねじ成形ねじ山１２及び案内ねじ山１１を連続するように接続して脚部にはねじ山が成形されている。
図２に示すように、雌ねじ成形ねじ山１２によって成形される雌ねじ１４の谷底のピッチ（Ｐ）は、雌ねじ成形ねじ山１２と案内ねじ山１１との山頂のピッチ（Ｐ）で決定される。また、雌ねじ成形ねじ山１２より頭部側に位置する通常ねじ山１０の山頂のピッチ（Ｐ）は、雌ねじ１４の谷底のピッチ（Ｐ）と同一に設定されている。ただし、雌ねじ成形ねじ山１２の山頂と、これに隣接する通常ねじ山１０との山頂のピッチ（Ｐ’）は、他の通常ねじ山１０の山頂のピッチ（Ｐ）よりも大きく設定されている。これにより、通常ねじ山１０と雌ねじ１４とに食い違いが生じるので、通常ねじ山１０の山頂が、雌ねじ山１３の圧力側フランク面１３ａの位置する方向へずれた位置に設けられる。この構成により、通常ねじ山１０の圧力側フランク面１０ａと雌ねじ山の圧力側フランク面１３ａとの距離は、通常ねじ山１０の遊び側フランク面１０ｂと雌ねじ山１３の遊び側フランク面１３ｂとの距離よりも接近する。
また、通常ねじ山１０及び雌ねじ成形ねじ山１２は、遊び側フランク角（α）が大きく、圧力側フランク角（β）が小さい非対称形状となっており、雌ねじ成形ねじ山１２のフランク角は通常ねじ山１０の夫々のフランク角より（θ）だけ大きく形成されている。
上記タッピンねじ１は、図２に示すように締結回転段階では、矢印Ｙ１方向へ推力をかけながらねじ込まれる。そのため、通常ねじ山１０の山頂あるいは圧力側フランク面１０ａが雌ねじ山１３の圧力側フランク面１３ａに僅かに接触しているものの、その接触抵抗は僅かであり、ねじ込みトルクは高くならないように構成されている。なお、締結回転段階では、通常ねじ山１０の山頂あるいは圧力側フランク面１０ａが雌ねじ山１３の圧力側フランク面１３ａに接触しない程度に接近した構成であってもよい。
一方、図３に示すように締結固定段階では、タッピンねじ１に作用する軸力によって、タッピンねじ１には矢印Ｙ２方向へ圧力がかかり、雌ねじにはこれとは反対方向の矢印Ｙ３方向へ圧力がかかる。そのため、締結固定段階では通常ねじ山１０の山頂あるいは圧力側フランク面１０ａと雌ねじ山１３の圧力側フランク面１３ａとが締結回転段階よりもさらに接近して接触するので、接触抵抗が高くなり強力な締結力が得られる。特に、通常ねじ山１０及び雌ねじ成形ねじ山１２のフランク角を前述した設定にすることにより、締結固定段階では通常ねじ山１０の山頂が雌ねじ山１３の圧力側フランク面１３ａに食い込むので、面同士の接触と比較して締結力が上昇する。
以下、本発明の第２の実施形態を図４及び図５に基づき説明する。第２の実施形態で示すタッピンねじ５１においては、第１の実施形態で示したタッピンねじ１に対してピッチの設定が異なる。図４に示すように、雌ねじ成形ねじ山６２の山頂と、これに隣接する通常ねじ山６０の山頂とのピッチ（Ｐ）は、雌ねじ６４の谷底のピッチ（Ｐ）と同じに設定されている。一方、頭部側に位置する通常ねじ山６０Ａの山頂のピッチ（Ｐ’）は、雌ねじ６４の谷底のピッチ（Ｐ）よりも大きく設定されている。
これにより、タッピンねじ５１は、図４に示す締結回転段階では、雌ねじ山６３の圧力側フランク面６３ａに対して、接触する通常ねじ山６０と、接触しない通常ねじ山６０Ａとを有するので、ねじ込みトルクが第１の実施形態のタッピンねじ１と比較してさらに低いものとなる。一方、図５に示す締結固定段階では軸力が作用すると、通常ねじ山６０Ａは、雌ねじ山６３の圧力側フランク面６３ａに対してさらに接近して接触するが、通常ねじ山６０Ａと雌ねじ成形ねじ山６２との間の区間にある通常ねじ山６０は、軸力が作用しても山頂あるいは圧力側フランク面６０ａが雌ねじ山６３の圧力側フランク面６３ａ接触しないので、締結力は第１の実施形態のタッピンねじ１と比較して低いものとなる。
以上のように、第１の実施形態及び第２の実施形態に示すタッピンねじ１，５１をワークの材質に応じて使い分けることで最適なねじ込みトルクあるいは締結力を得ることができる。
以下、本発明の第３の実施形態を図６に基づき説明する。このタッピンねじ１００は、通常ねじ山１１０が台形状を成すものである。この場合には、通常ねじ山１１０のピッチの基準線は、当該通常ねじ山１１０の上底において雌ねじ山１１３の圧力側フランク面１１３ａ側に位置する頂点を基準として設定する。
また、台形状の雌ねじ成形ねじ山１１２によって成形される雌ねじ１１４の谷底は平面を成す。この場合には、雌ねじ１１４の谷底のピッチ線は、雌ねじ山１１３の圧力側フランク面１１３ａの位置する端点を基準として設定する。
本発明の実施形態を示す全体図である。 本発明の締結回転状態を示す一部拡大断面図である。 本発明の締結固定状態を示す一部拡大断面図である。 本発明の第２の実施形態において締結回転状態を示す一部拡大断面図である。 本発明の第２の実施形態において締結固定状態を示す一部拡大断面図である。 本発明の第３の実施形態を示す一部拡大断面図である。
１ タッピンねじ
２ 頭部
３ 脚部
４ 駆動穴
５ 座面
１０ 通常ねじ山
１０ａ 圧力側フランク面
１０ｂ 遊び側フランク面
１１ 案内ねじ山
１２ 雌ねじ成形ねじ山
１３ 雌ねじ山
１３ａ 圧力側フランク面
１３ｂ 遊び側フランク面
１４ 雌ねじ
２０ ワーク
２１ 下穴
本発明は、脚部の頭部側の周面に成形される通常ねじ山と、脚部の先端側の周面に成形され、当該通常ねじ山より大径を成す雌ねじ成形ねじ山とから成るタッピンねじにおいて、前記通常ねじ山の進み側フランク面および圧力側フランク面のうち、圧力側フランク面だけが雌ねじに接触するように通常ねじ山のピッチが設定されている。
本発明は、脚部に成形される通常ねじ山と、脚部の先端側に成形され当該通常ねじ山より大径を成す雌ねじ成形ねじ山とから成るタッピンねじにおいて、ねじ込み時には前記通常ねじ山の進み側フランク面および圧力側フランク面が双方共に雌ねじに接触しない一方、ねじ込まれると当該圧力側フランク面だけが雌ねじに接触するよう、前記通常ねじ山のピッチが設定されている。
脚部に成形される通常ねじ山と、脚部の先端側に成形され当該通常ねじ山より大径を成す雌ねじ成形ねじ山とから成るタッピンねじにおいて、
前記雌ねじ成形ねじ山及び当該雌ねじ成形ねじ山に隣接する通常ねじ山間のピッチを、他の通常ねじ山間のピッチよりも大きく設定することによって、ねじ込み時には全ての通常ねじ山の進み側フランク面および圧力側フランク面が双方共に雌ねじに接触しない一方、ねじ込み完了後には軸力の作用で全ての通常ねじ山の圧力側フランク面だけが雌ねじに食い込むように構成されていることを特徴とするタッピンねじ。

Claims (2)

  1. 通常ねじ山と、当該通常ねじ山より大径の雌ねじ成形ねじ山とを脚部に成形したタッピンねじにおいて、
    前記雌ねじ成形ねじ山より頭部側に位置する前記通常ねじ山のピッチのうち、何れかのピッチが他のピッチよりも大きく設定されていることを特徴とするタッピンねじ。
  2. 前記通常ねじ山の圧力側フランク角が、前記雌ねじ成形ねじ山の圧力側フランク角よりも小さくなるように設定されていることを特徴とする請求項１に記載のタッピンねじ。
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