WO2020166415A1 - ねじ - Google Patents

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WO2020166415A1
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screw
thread
regular
flank
inner diameter
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PCT/JP2020/003975
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English (en)
French (fr)
Inventor
茂人 森
真弓 松野
直樹 堀内
Original Assignee
株式会社トープラ
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B33/00—Features common to bolt and nut
    • F16B33/02—Shape of thread; Special thread-forms
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B2200/00—Constructional details of connections not covered for in other groups of this subclass
    • F16B2200/93—Fastener comprising feature for establishing a good electrical connection, e.g. electrostatic discharge or insulation feature
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B33/00—Features common to bolt and nut
    • F16B33/008—Corrosion preventing means

Definitions

  • the present invention relates to a screw having a coating film peeling function in order to have electric conductivity with the nut when fastening the painted nut.
  • the present applicant has already proposed a screw as disclosed in Patent Document 1 as a screw having such conductivity.
  • the first concave portion is provided on the pressure side flank surface of the screw thread provided on the screw shaft main body, and the coating film on the female screw side can be peeled off by the edge portion of the first concave portion, and the flank surface is peeled off.
  • the paint is retained in the first concave portion, and the pressure side flank surface of the screw thread other than the first concave portion is pressed against the background of the screw because the coating film is peeled off so that current can be supplied.
  • the angle of the flank face on the play side of the screw thread is made smaller than the angle of the flank face on the pressure side, and a gap for retaining the release coating is formed between the female screw and the flank face on the play side.
  • the paint is peeled off at the edge of the first recess, and the peeled paint is stored in the first recess, so that the screwing torque is reduced and the screw tightening work is performed. Contributes to improving workability.
  • the corrosion resistance required value of the fastening member has increased, and the coating film thickness has become even thicker, and the thickness of the coating film adhering to the bottom of the female thread is around 100 ⁇ m. Even under such circumstances, higher coating peeling property and stable current-carrying performance are required while ensuring workability up to now.
  • the present invention aims to provide a screw having stable current-carrying performance by improving the workability of screwing in while ensuring the coating film peeling property even with respect to the internal thread portion which is a thick film coating.
  • the present invention provides In a screw in which a concave portion is partially provided on the flank surface of the screw thread provided in the screw shaft main body, the screw thread in the recessed portion is smaller than the regular screw thread, and the tip in the screwing direction.
  • the height of the peak in the section is lower than the height of the rear end in the screwing direction,
  • the screw thread of the portion where the recess is formed is provided with a step portion that extends laterally beyond the flank surface of the regular screw thread and is in contact with or close to the inner diameter end of the female screw when fitting the female screw.
  • the recesses are provided on the flank surfaces of the threads adjacent to each other in the same phase, and the valley width between the step portions between the threads of the adjacent recesses is the valley of the regular thread. It is characterized in that it is narrower than the width, and the valley width between the step portions at the front end portion in the screwing direction is narrower than the valley width between the step portions at the rear end portion in the screwing direction.
  • the step it is possible to suppress rotational deviation of the male screw shaft during tightening, and the top of the screw thread is screwed in with a bias when the female screw enters the top of the screw thread. It is possible to prevent the thickest coating film from digging into the thickness of the coating film near the root of the female screw, and it is possible to reduce the screwing torque.
  • the peeled coating film is compressed and pushed into the valley with the narrowest width as it is screwed in, preventing excessive movement of the peeled coating film to the thread flank surface, which is the current-carrying part, and prevents energization.
  • the diameter of the stepped portion may be 85% to 110% of the inner diameter of the inner diameter end portion of the female screw. If the diameter of the step portion is set to be slightly larger than the inner diameter of the inner diameter end portion of the female screw, the step portion and the inner diameter end portion of the female screw come into contact with each other, and the contact portion can enhance the conductivity. .. Further, the height of this step portion changes regularly or irregularly in the circumferential direction, and comes into contact with the inner diameter end portion of the female screw somewhere within one pitch (one rotation on the circumference). be able to.
  • flank bulge chevron portion having a bulge projecting with respect to the flank surface of the regular screw thread may be provided in a portion of the regular screw thread adjacent to the recess. it can.
  • the peeling function of not only the above-mentioned concave portion but also the convex portion due to the bulging portion can be exerted against the regular normal thread mountain shape.
  • the peeling performance of can be improved.
  • the flanks on the flanks of the flanks project more toward the pressure side flanks of the female threads than the flanks of the regular threads, so that the male thread can be tightened even when the axial force during fastening is low.
  • the contact surface pressure between the flank surfaces between the female screws locally rises, and the electric resistance value of the contact current-carrying portion stably decreases.
  • at least two thread threads can be provided for thick-film coated female threads.
  • ADVANTAGE OF THE INVENTION According to the present invention, even for a female screw that is a thick film coating, while ensuring the peelability of the coating film, the screwing torque is further reduced, and excellent energizing performance is stably exhibited even at low axial force.
  • a screw can be provided.
  • FIG. 1(A) is a conceptual diagram showing an overall configuration of a screw according to an embodiment of the present invention
  • (B) is a diagram showing a more specific configuration of (A)
  • FIG. 1(C) is of (B).
  • It is a partial expanded sectional view cut by the surface which passes along the central axis of the screw axis of a crevice.
  • 2A is a view of the vicinity of the recess of FIG. 1 in the direction of the central axis
  • FIG. 2B is a sectional view taken along the line BB of FIG. 2A
  • FIG. 2C is a sectional view taken along the line CC of FIG. is there.
  • FIG. 3A is a cross-sectional view of a conventional screw screwed into a female screw member
  • FIG. 3B is an enlarged view of part B of FIG. 3A
  • FIG. And (D) is an enlarged view of part D of (C).
  • FIG. 4 is a partial cross-sectional perspective view of the screw of FIG.
  • FIG. 5 is a diagram showing a screw according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 1A is a conceptual diagram showing the overall configuration of the screw
  • FIG. 1B is a diagram showing a more specific configuration.
  • a screw 1 comprises a head 2 and a screw shaft portion 4 provided with a screw thread 3.
  • the screw shaft portion 4 is composed of a screw shaft body 5 and a tip taper portion 6 extending from the tip of the screw shaft body, and a screw thread 3 is continuously formed from the screw shaft body 5 to the tip taper portion 6.
  • FIG. 1A is a conceptual diagram showing the overall configuration of the screw
  • FIG. 1B is a diagram showing a more specific configuration.
  • a screw 1 comprises a head 2 and a screw shaft portion 4 provided with a screw thread 3.
  • the screw shaft portion 4 is composed of a screw shaft body 5 and a tip taper portion 6 extending from the tip of the screw shaft body, and a screw thread 3 is continuously formed from the screw shaft body 5 to the tip taper portion 6.
  • the recesses 7 are equally arranged at a plurality of positions in the circumferential direction for each turn, in the present embodiment, at six positions at predetermined intervals. In the illustrated example, it is continuously formed in about 8 turns from the boundary with the tip tapered portion 6 toward the head 2 side. Further, the recesses 7 of the eight-threaded threads 3 are provided in the same phase in the circumferential direction.
  • FIG. 1C is a partially enlarged cross-sectional view of the recess 7 taken along a plane passing through the central axis N of the screw shaft
  • FIG. 2A is a view of the vicinity of the recess of FIG. 1 viewed in the central axis direction
  • FIG. 7A is a sectional view taken along line BB of FIG. 7A
  • FIG. 9C is a sectional view taken along line CC of FIG.
  • the recess thread 13 When the thread of the portion where the recess 7 is formed is the recess thread 13, the recess thread 13 has a smaller thread height than the regular thread 3 and the pressure side flank surface 31 of the regular thread 3 and play. Both sides of the side flank surface 32 are configured to be recessed by a predetermined dimension.
  • the thread angle ⁇ of the idle side flank 32 of the regular thread 3 is smaller than the thread angle ⁇ of the pressure side flank, and the clearance of the idle flank of the female screw 100 is formed larger than the regular thread.
  • the contact pressure with the thick film coating attached to the threads on the female thread side is reduced.
  • the pressure side flank surface 31 has an angle of 30° and the play side flank surface 32 has an angle of 25°.
  • the angle is not limited to this, and is appropriately selected depending on the load conditions and the like.
  • the pressure side flank surface 131 and the play side flank surface 132 of the recessed screw thread 13 are also the same as the flank angles of the pressure side flank surface 31 and the play side flank surface 32 of the regular screw thread 3, and the release paint is placed in the space of this portion. To stay. On the valley side of the pressure side flank surface 131 and the play side flank surface 132 of the recessed screw thread 13, the pressure side flank surface 31 and the play side flank surface 32 of the regular thread 3 are located more laterally (the center of the screw shaft).
  • the stepped portions 134 and 135 are provided so as to project in the axial direction) and have a minimum clearance with the inner diameter end portion 101 of the female screw 100 at the time of fitting the female screw.
  • the positions of the step portions 134 and 135 are located at a predetermined height h33 from the valley portion 34.
  • the diameter d10 of the stepped portions 134 and 135 of the recessed screw thread 13 is larger than the root diameter D of the regular screw thread 3 and slightly larger than the inner diameter of the inner diameter end portion 101 of the female thread, or the inner diameter end of the female thread. It is set to be equal to or smaller than the inner diameter of the portion 101.
  • the diameter d10 of the step portions 134 and 135 is set to 85% to 110% of the inner diameter of the inner diameter end portion 101 of the female screw 100.
  • the thread form is described as a triangular screw with a sharp top.
  • the coating film T attached to the inner circumference of the female screw 100 is a thick thick film coating film portion T1 at the valley bottom.
  • the amount of misalignment ⁇ 1 with the female screw 100 (see FIG. 3(A)) is large, and due to the rotational deviation of the screw shaft during tightening, the crest 203a of the screw thread 203 becomes When entering 100, it is screwed in with a bias, bites into the thick film coating portion T1 near the valley bottom (bite amount ⁇ 1 in FIG. 3B), and the screwing torque increases.
  • the thick film coating portion T pressed and hardened by screwing becomes extremely hard and the workability deteriorates due to an increase in torque.
  • the stepped portions 134 and 135 of the recessed screw thread 13 are brought into contact with the inner diameter end portion 101 of the female screw 100, and the misalignment is suppressed only slightly. Therefore, the rotational deviation of the screw shaft at the time of tightening is slight, the bite amount ⁇ 2 of the top portion 3a of the screw thread 3 with respect to the thick film coating portion T1 is small, and an increase in screwing torque can be suppressed.
  • the thick film coating portion T1 is a portion that does not need to be peeled off, and in the past, an excessive torque was generated, whereas according to the present invention, only the required portion between the flank surfaces is surely secured. Can be peeled off. Further, since the stepped portions 134 and 135 of the recessed screw thread 13 and the female screw inner diameter end portion 101 are in contact with each other, the contact portion area is increased, which also contributes to the improvement of the electrical conductivity.
  • the center line of the recessed screw thread 13 (the apex of the tip of the recessed screw thread 13 orthogonal to the central axis N
  • it does not have to be at a right angle to the center line of the recessed screw thread 13 and may be inclined in a direction in which the height becomes lower or higher toward the valley bottom. It may be a curved line such as an arc instead of a straight line.
  • the height of the upper surfaces of the step portions 134 and 135 from the valley portion 34 is constant in the circumferential direction, but the height may change regularly or irregularly, and the inner diameter of the female screw 100 may be changed. It suffices if the structure is such that it interferes with the end portion somewhere within one pitch (one rotation on the circumference).
  • the diameters of the stepped portions 134 and 135 are the dimensions at the base positions of the pressure-side flank surface 31 and the play-side flank surface 32 of the stepped portions 134 and 135 that are restrained by the mold.
  • the thread height of the recessed thread 13 will be described with reference to FIG.
  • the top 133 of the recessed screw thread 13 is lowered by one step from the top 33 of the regular thread 3 at the rear end along the screwing direction W, and toward the front end in the screwing direction.
  • the mountain height is gradually reduced, and the diameter is reduced, and is the smallest at the tip position in the screwing direction. That is, as shown in FIGS. 2B and 2C, the ridge height H12d at the tip of the recessed thread 13 in the screwing direction W is lower than the ridge height H11 at the rear end in the screwing direction.
  • the ridge height is a height dimension from the valley to the top along a direction orthogonal to the central axis N of the screw shaft. According to this structure, it is possible to secure a gap in which a foreign substance such as the peeled coating film is retained in a larger area than in the case where the height of the recessed screw thread 13 is constant, thereby improving the coating film peeling performance.
  • the screwing torque can be reduced. Further, the difference in outer diameter from the recess 7 to the regular screw thread 3 can be reduced, and an increase in screwing torque due to a sharp change in the thread height can be suppressed.
  • the peak height H12 at the tip is preferably set to about 60 to 98% of the regular thread height H0 of the regular thread 3. is there. Further, the peak height H11 at the rear end portion is preferably about 65% to less than 100% of the peak height H0 of the regular screw thread 3.
  • the recessed threads 13 and 13 provided on the adjacent regular threads 3 and 3 are in the same phase when viewed in the circumferential direction of the screw shaft portion, and the valleys between the stepped portions 134 and 135 of the recessed threads 13 and 13 are formed.
  • the width W11 or W12 is smaller than the regular valley width W0 of the screw thread 3 in the entire length in the circumferential direction. Further, the valley width W12 of the tip end portion in the screwing direction is narrower than the valley width W11 between the step portions 134 and 135 at the rear end portion in the screwing direction.
  • the rear end portion in the screwing direction is widest, gradually narrows toward the front end, and the narrowest in the front end portion in the screwing direction.
  • the crest height of the recessed screw thread 13 is increased, and the portion where the retention space of the coating film or the like on the crest 133 or the flanks 131, 132 is reduced is the valley at the bottom. It can be compensated by the wider part.
  • the coating film peeled off by the rear end portion of the concave portion 7 is supplied to the trough formed by the stepped portions 134 and 135 while increasing the amount in the screwing direction, and further, the trough width is narrowed in the screwing direction.
  • the regular screw thread 3 serving as an energized portion is applied to the flank surface 31 on the pressure side. Movement of excess release coating film is suppressed. In this way, the release coating does not intervene in the contact part that becomes the current-carrying surface of the flank surface between the male and female threads of the current-carrying part, so that the contacting part becomes metal-to-metal contact and stabilizes the current-carrying performance. Can be measured.
  • flank flared chevron 23 existing at the boundary between the regular screw thread 3 and the recess 7 will be described.
  • the flank surface bulge 23 exists on each of the front and rear end portions in the screw-in direction W at the boundary between the regular screw thread 3 and the concave portion 7, and both are pressed against the regular screw thread portion 3.
  • the flanks 231 and 232 slightly bulge out of the flanks 31 and 32 on the side and the play side, respectively.
  • the bulging portions 231 and 232 are present from a portion of 1/2 to 1/3 of the thread height of the normal screw thread 3 to the crest direction, and the flank surface contact line segment between the normal screw thread 3 and the internal thread is formed.
  • the bulging height of the bulging portions 231 and 232 (the height in the direction orthogonal to the flank surfaces 32 and 32) is exaggerated in the figure, but is slightly bulging and is within 0.1 mm. ..
  • the range is not limited to this, and is appropriately selected depending on the size of the screw, load conditions, and the like. Due to the presence of the flank bulge 23 of the flank, not only the concave shape of the concave portion 7 but also the convex portion of the bulged portions 231 and 232 are arranged in the circumferential direction with respect to the mountain shape of the normal screw thread 3. The peeling performance of the thick film coating is further improved.
  • the bulging portions 231 and 232 are normally projected from the flank surfaces 31 and 32 of the screw thread 3, the bulging portions 231 and 232 locally contact the pressure side flank surface of the female screw, and the axial force at the time of fastening is low. However, they are in contact with each other while generating a high surface pressure, and the screw and the female screw are surely brought into metal contact with each other, so that the electric resistance value of the contact current-carrying portion is stably lowered.
  • the screw 1 is screwed into, for example, a female screw 100 such as a painted welding nut. Then, as shown in FIG. 1C, foreign matter such as a coating film on the inner circumference of the female screw 100 is peeled off at the screw-direction rear end of the recess 7 and the chevron boundary surface of the normal screw thread 3, and the peeled peeling is performed. The powder stays in the valley between the recess 7 and the steps 134 and 135.
  • the height of the thread on the rear end side of the recessed thread 13 in the screwing direction is high and the height of the thread on the tip side is low, while sufficiently securing a gap for retaining foreign matter such as a peeled coating film. It is possible to suppress an increase in screwing torque.
  • the stepped valleys 134 and 135 provided in the recess 7 are close to the inner diameter of the female screw, and the clearance becomes extremely small, so that the screwing
  • the amount of misalignment between the center axis of the male thread and the axis of the inner diameter of the female thread is suppressed, and the crest portion 33 of the screw thread 3 is normally pushed inside the nut without being pushed into the bottom portion of the female thread which is the thickest film. Since it passes through, the screwing torque is suppressed and workability is improved.
  • the pressure side flank surface of the thread of the regular screw thread 3 and the internal thread 100 is contacted with the pressure side flank surface of the thread, the surface pressure increases with the increase of the axial force, the metal contact is made, and the energization is started. By engaging and rubbing, the metal contact surface increases and the final energization part is constructed.
  • the screwing torque is further reduced, and excellent energization performance is stably provided even at a low axial force. It is possible to provide a screw that can be exerted. As described above, according to the present embodiment, even with respect to the female thread portion that is a thick film coating, while ensuring the peelability of the coating film, the screwing torque is further reduced, and the excellent energization performance is achieved even at a low axial force. It can be demonstrated stably.
  • the screw provided with the tip tapered portion has been described, but as shown in FIG. 5(A), the tip tapered portion may be omitted.

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Abstract

塗膜等の剥離性を確保しつつ、さらなるねじ込みトルクの軽減を図り、通電性を安定させ得るねじを提供する。 ねじ軸本体（５）に設けられたねじ山のフランク面（１３１）に部分的に凹部（７）が設けられたねじにおいて、前記凹部（７）が形成された部分のねじ山（１３）は、正規のねじ山（３）よりも小さく、かつ、ねじ込み方向の先端部における山高さ（Ｈ１２）がねじ込み方向Ｗの後端部（Ｈ１１）における山高さより低くなっていることを特徴とする。

Description

ねじ
　本発明は、塗装されたナットとの締結時にあたって、ナットとの通電性を持たせるために塗膜剥離機能を持たせたねじに関する。
　従来、自動車の組立ラインにおけるねじと溶接ナット（以下ナットという）の組み合わせによる締結においては、通常工程としては、ボデイ等に溶接によりナットを取付け、塗装を施した後に各部位をねじによって締結している。
　この時に、たとえばねじを利用してアース取りを行うべく、ねじとナット間に通電性を持たせる場合、ナット内に入った塗料をリタップでとるか、塗装時に塗料がナット内に入らないようにマスキングをしたりする必要があった。
　このような無駄な工程を省略し作業性向上を図る目的で、現在ではナット内に塗料が入った状態でねじを締め付けて通電性を持たせるねじが使用されている。
　このような通電性を持たせたねじとして、本出願人は、既に特許文献１のようなねじを提案している。
　このねじは、ねじ軸本体に設けられたねじ山の圧力側フランク面に第１の凹部が設けられ、この第１の凹部のエッジ部によってめねじ側の塗膜を剥離可能とし、剥離された塗料を第１の凹部に滞留させ、さらに第１の凹部以外のねじ山の圧力側フランク面を塗膜が剥離されためねじの地肌に圧接させて通電可能としている。さらに、ねじ山の遊び側フランク面の角度を、圧力側フランク面の角度よりも小さくして、めねじと遊び側フランク面の間に剥離塗料を滞留させる隙間が形成されていた。
特許第３３８９３３１号公報
　特許文献１のねじによれば、第１の凹部のエッジ部で塗装を剥離しつつ、剥離された塗料を第１の凹部に溜める構成となっているので、ねじ込みトルクが低減され、ねじ締め作業の作業性向上に寄与している。
　しかし、近年では締結部材の耐腐食性要求値が高まり、塗装膜厚は更に厚膜となってきており、めねじ谷底部に付着する塗膜の厚さは１００μｍ近傍となっている。そのような状況下であっても、今までの作業性を確保しつつ、より高い塗膜剥離性と安定した通電性能が求められている。
　その中で特許文献１のねじは、ねじ軸本体に設けられたねじ山の圧力側フランク面が、塗膜が剥離され金属面が露出しためねじの圧力側フランク面と圧接されることで電気が導通するようになっているが、単純に凹部を設けてその山形状を変化させただけでは、より厚膜となっためねじ塗装に対して、塗膜剥離性や通電性、ねじ込み作業性を確保するのは難しい状況となっている。
　本発明は、厚膜塗装となるめねじ部に対しても、塗膜剥離性を確保しつつ、ねじ込み作業性の向上をはかり、安定した通電性能を持つねじを提供することにある。
　上記目的を達成するために、本発明は、
　ねじ軸本体に設けられたねじ山のフランク面に部分的に凹部が設けられたねじにおいて、　前記凹部が形成された部分のねじ山は、正規のねじ山よりも小さく、かつ、ねじ込み方向の先端部における山高さがねじ込み方向の後端部における山高さより低くなっており、
　前記凹部が形成された部分のねじ山には、前記正規のねじ山のフランク面よりも側方に張出し、めねじ嵌合時にめねじの内径端部と接触、又は近接する段部が設けられ、
　前記凹部は互いに隣接するねじ山の同一位相において対向するフランク面に設けられており、隣接する前記凹部が形成された部分のねじ山間の段部間の谷幅は、前記正規のねじ山の谷幅より狭く、ねじ込み方向の先端部の前記段部間の谷幅はねじ込み方向後端部の前記段部間の谷幅より狭いことを特徴とする。
　このように、ねじ山のフランク面に部分的に設けられた凹部を山高さをリード方向に向かって変化させることで、剥離された塗膜分を溜めこむ体積をより大きく確保しつつ、ねじ込みトルクの上昇を抑制することができる。
　また、段部を設けることにより、締め付け時のおねじ軸の回転ブレを抑えることができ、ねじ山の頂部がめねじ進入時に偏りをもった状態でねじ込まれることに起因し、ねじ山の頂部が最も厚膜となるめねじの谷底近傍の塗膜厚へ喰い込むことを抑制することができ、ねじ込みトルクの低減を図ることもできる。
　さらに、最も狭い幅の谷底部に、剥離した塗膜がねじ込み時の回転とともに圧縮して押し込まれることで、通電部位となるねじ山フランク面への剥離塗膜余剰分の移動を防止し、通電部のおねじ、めねじ間のフランク通電面に介在させないようにすることで通電性能の安定化をはかることができる。
　前記段部の径は、めねじの内径端部の内径の８５％～１１０％とすることができる。
　段部の径を、このように、めねじの内径端部の内径よりやや大きく設定しておけば、段部とめねじの内径端部は接触し、この接触部によって通電性を高めることができる。
　また、この段部の高さは周方向に規則的に変化、または不規則に変化し、１ピッチ内（円周上一回転）のどこかで、めねじ内径端部と接触する構成とすることができる。
　また、前記正規のねじ山の前記凹部と隣接する部分には、正規のねじ山のフランク面に対して張り出す膨出部を備えたフランク面膨出山形部が設けられた構成とすることができる。
　フランク面膨出山形を局部的に設けることにより、正規の通常ねじ山の山形に対して、上記凹部だけでなく、膨出部による凸形状部による剥離機能も発揮され、さらに、厚膜塗膜の剥離性能の向上を図ることができる。
　それと共に、フランク面膨出山形の膨出部は、正規のねじ山のフランク面よりもめねじの圧力側フランク面側に突出していることにより、締結時の軸力が低い状態においても、おねじ、めねじ間のフランク面間の接触面圧が局部的に上昇し、接触通電部の電気抵抗値が安定的に低下する。
　また、これら正規のねじ山、凹部が設けられた部分の山形、およびフランク面膨出山形の３種類のねじ山形を１リード内で、少なくとも２個以上設けることにより、厚膜塗装付きめねじに対してもねじ込みトルクを抑えながら、塗膜剥離性を確保しつつ、安定して優れた通電性能を発揮することができる。
　本発明によれば、厚膜塗装となるめねじに対しても、塗膜の剥離性を確保しつつ、さらなるねじ込みトルクの低減をはかり、優れた通電性能を低軸力時でも安定的に発揮できるねじを提供することができる。
図１（Ａ）は本発明の一実施形態に係るねじの全体構成を示す概念図、（Ｂ）は（Ａ）のより具体的な構成を示す図、同図（Ｃ）は（Ｂ）の凹部のねじ軸の中心軸線を通る面で切断した部分拡大断面図である。 図２（Ａ）は図１の凹部近傍を中心軸方向に見た図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ－Ｂ線断面図、（Ｃ）は（Ａ）のＣ－Ｃ線断面図である。 図３（Ａ）は従来のねじをめねじ部材にねじ込んだ状態の断面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ部拡大図、（Ｃ）は本発明のねじをめねじ部材にねじ込んだ状態の断面図、（Ｄ）は（Ｃ）のＤ部拡大図である。 図４は図１のねじの部分断面斜視図である。 図５は、本発明の他の実施形態に係るねじを示す図である。
　以下に、本発明を図示の実施形態に基づいて説明する。
　まず、図１（Ａ）及び（Ｂ）を参照して、本発明の実施形態に係るねじの全体構成について説明する。図１（Ａ）はねじの全体構成を示す概念図、（Ｂ）はより具体的な構成を示す図である。
　図において、ねじ１は、頭部２と、ねじ山３が設けられたねじ軸部４と、から構成されている。ねじ軸部４は、ねじ軸本体５と、ねじ軸本体先端から延びる先端テーパ部６と、から構成され、ねじ軸本体５から先端テーパ部６にかけて連続的にねじ山３が形成されている。
　ねじ軸本体５のねじ山３には、図１（Ｂ）に示すように、一巻き毎に円周方向複数箇所に、本実施例では６箇所に、凹部７が所定間隔でもって等配され、図示例では、先端テーパ部６との境界部から頭部２側に向けて、８巻き程度に連続的に形成されている。また、８巻きの各ねじ山３の凹部７は、周方向に同一位相に設けられている。
　次に、図１（Ｃ）及び図２を参照して、本発明の特徴である凹部の構成について説明する。図１（Ｃ）は、凹部７をねじ軸の中心軸線Ｎを通る面で切断した部分拡大断面図、図２（Ａ）は図１の凹部近傍を中心軸方向に見た図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ－Ｂ線断面図、（Ｃ）は（Ａ）のＣ－Ｃ線断面図である。
　凹部７が形成された部分のねじ山を凹部ねじ山１３とすると、この凹部ねじ山１３は、正規のねじ山３よりも山高さが小さく正規のねじ山３の圧力側フランク面３１と、遊び側フランク面３２の両側がそれぞれ所定寸法だけ窪む構成となっている。正規のねじ山３の遊び側フランク面３２のねじ山角度βは、圧力側フランク面のねじ山角度αよりも小さく、めねじ１００の遊び側フランク面の隙間を正規のねじ山よりも大きく形成し、めねじ側のねじ山に付着した厚膜塗膜との接触圧を低下させている。この実施例では、圧力側フランク面３１の角度を３０°とし、遊び側フランク面３２の角度を２５°としている。もちろん、角度はこれに限定されるものではなく、荷重条件等によって適宜選択される。
　凹部ねじ山１３の圧力側フランク面１３１と遊び側フランク面１３２も、正規のねじ山３の圧力側フランク面３１及び遊び側フランク面３２のフランク角と同一であり、この部分のスペースに剥離塗料を滞留させる。
　この凹部ねじ山１３の圧力側フランク面１３１及び遊び側フランク面１３２の谷部側には、正規のねじ山３の圧力側フランク面３１及び遊び側フランク面３２よりも側方（ねじ軸の中心軸方向）に張出し、めねじ嵌合時にめねじ１００の内径端部１０１とのクリアランスが極小となる段部１３４，１３５が設けられ、段付き形状となっている。この段部１３４，１３５の位置は、谷部３４から所定の高さｈ３３に位置している。
　また、凹部ねじ山１３の段部１３４，１３５の径ｄ１０は、正規のねじ山３の谷径Ｄより大きく、めねじの内径端部１０１の内径よりやや大きいか、もしくは、めねじの内径端部１０１の内径以下に設定されている。具体的には、この段部１３４，１３５の径ｄ１０は、めねじ１００の内径端部１０１の内径の８５％～１１０％に設定される。
　このようにすることで、めねじにおねじがねじ込まれる際に、ねじのねじ山軸心に対するおねじ回転軸の芯ずれ量が小さく抑えられ、めねじ谷底部に付着した厚膜塗膜部におねじねじ山の山頂部が強く食い込むことはなく、ねじ込みトルクの上昇は抑えられる。
　図３（Ａ），（Ｂ）には、従来のねじ２００とめねじ１００とのねじ込み状態、図３（Ｃ），（Ｄ）は本発明のねじ１とめねじ１００とのねじ込み状態を示している。図３では、ねじ山形を、頂部がとがった三角ねじとして記載している。めねじ１００の内周に付着した塗膜Ｔは、谷底部において、厚肉の厚膜塗膜部Ｔ１となっている。
　従来のねじ２００の場合には、めねじ１００との芯ずれ量Δ１（図３（Ａ）参照）が大きく、締め付け時のねじ軸の回転ブレによって、ねじ山２０３の山頂部２０３ａが、めねじ１００への進入時に偏りをもった状態でねじ込まれ、谷底近傍の厚膜塗膜部Ｔ１に対して喰いこみ（図３（Ｂ）中、食い込み量α１）、ねじ込みトルクが増大する。特に、カチオン系の塗料の場合には、ねじ込み時に無理な食い込みで押し固められた厚膜塗膜部Ｔが非常に硬質となり、トルクの増大によって作業性が悪くなるという問題がある。
　これに対して、本発明では、めねじ１００の内径端部１０１に、凹部ねじ山１３の段部１３４，１３５が接触し、芯ずれはごく僅かに抑えられる。したがって、締め付け時におけるねじ軸の回転ブレはわずかであり、ねじ山３の頂部３ａの厚膜塗膜部Ｔ１に対する食い込み量α２は小さく、ねじ込みトルクの上昇を抑えることができる。すなわち、厚膜塗膜部Ｔ１は、剥離する必要が無い部分であり、従来は余分なトルクが発生していたのに対して、本願発明によれば、フランク面間の必要な部分のみを確実に剥離することができる。
　また、凹部ねじ山１３の段部１３４，１３５とめねじ内径端部１０１とが接触することで、接触部面積が増加し、通電性の向上にも寄与する。
　なお、段部１３４，１３５の上面の、ねじ軸の中心軸Ｎを通る面での断面形状について、凹部ねじ山１３の中心線（中心軸Ｎと直交する凹部ねじ山１３のとがり山の頂点を結ぶ線）に対して直交する直線として記載しているが、凹部ねじ山１３の中心線と直角でなくてもよく、谷底部に向かって高さが低くなる方向、あるいは高くなる方向に傾斜していてもよいし、直線でなく円弧等の曲線状となっていてもよい。また、段部１３４，１３５の上面の谷部３４からの高さについては、周方向に一定としているが、高さが規則的に変化、不規則に変化してもよく、めねじ１００の内径端部と、１ピッチ内(円周上１回転)のどこかで干渉する構成となっていればよい。なお、段部１３４，１３５の径については、型で拘束する段部１３４，１３５の圧力側フランク面３１及び遊び側フランク面３２との付け根位置での寸法としている。
　（凹部ねじ山のねじ山高さについて）
　次に、凹部ねじ山１３のねじ山高さについて、図２を参照して説明する。
　凹部ねじ山１３の頂部１３３は、図２（Ａ）に示すように、ねじ込み方向Ｗに沿って、後端部で正規のねじ山３の頂部３３から一段低くなり、ねじ込み方向先端部に向けて山高さは徐々に低くなるように径が小さくなり、ねじ込み方向先端位置で最も小径となっている。すなわち、図２（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、凹部ねじ山１３のねじ込み方向Ｗの先端部おける山高さＨ１２ｄがねじ込み方向の後端部における山高さＨ１１より低くなっている。山高さとは、ねじ軸の中心軸線Ｎと直交方向に沿って、谷部から頂部までの高さ寸法である。
　このように構成すれば、凹部ねじ山１３の山高さを一定とする場合よりも、剥離した塗膜等の異物を滞留させる隙間をより大きな領域で確保でき、塗膜剥離性能を向上させながら、ねじ込みトルクを低減させることができる。
　さらに、凹部７から正規のねじ山３までの外径差を小さくすることができ、山高さの急激な変動によるねじ込みトルクの上昇も抑制することができる。
　正規のねじ山３の頂部３３の山高さをＨ０とすると、先端部における山高さＨ１２は、正規のねじ山３の山高さＨ０に対して、６０～９８％程度に設定されることが好適である。また、後端部における山高さＨ１１は、正規のねじ山３の山高さＨ０に対して、６５％程度～１００％未満が好適である。
　（凹部ねじ山の谷幅について）
　次に、図２（Ｂ），（Ｃ）を参照して、凹部ねじ山１３間の谷幅について説明する。
　隣接する正規のねじ山３，３に設けられた凹部ねじ山１３，１３は、ねじ軸部の周方向に見て同一位相にあり、凹部ねじ山１３，１３の段部１３４，１３５間の谷幅Ｗ１１またはＷ１２は、周方向全長さにおいて、正規のねじ山３の谷幅Ｗ０より狭い。また、ねじ込み方向の先端部の谷幅Ｗ１２は、ねじ込み方向後端部の段部１３４，１３５間の谷幅Ｗ１１より狭くなっている。この谷幅については、ねじ込み方向後端部が最も広く、先端に向けて徐々に狭くなっており、ねじ込み方向先端部で最も狭くなっている。
　このようにすることにより、ねじ込み方向後端部で、凹部ねじ山１３の山高さが高くなり、山頂部１３３やフランク面１３１，１３２における塗膜等の滞留スペースが縮小する部分を谷底部の谷幅が広がった部分で補うことができる。
　また、凹部７の後端部によって剥離された塗膜は、ねじ込み方向に、分量が増大しながら段部１３４、１３５で構成される谷部に供給され、さらに、谷幅の狭くなったねじ込み方向先端部の谷幅Ｗ１２の谷底部に向けて押し込まれていく。そして、めねじ１００の内径端部１０１で圧縮され、内径端部１０１と段部１３４との間で封入されることにより、通電部位となる正規のねじ山３の圧力側のフランク面３１への剥離塗膜余剰分の移動が抑制される。このように、剥離塗膜が、通電部のおねじ、めねじ間のフランク面の通電面となる接触部に介在させない様にすることで、接触部は金属間接触となり、通電性能の安定化をはかることができる。
　（フランク面膨出山形について）
　次に、図１（Ｃ）、図２及び図４を参照して、正規のねじ山３と凹部７の境界となる部分に存在するフランク面膨出山形２３について説明する。
　フランク面膨出山形２３は、ねじ込み方向Ｗの先端部および後端部の正規のねじ山３と凹部７の境界となる部分のそれぞれに存在し、いずれも正規のねじ山部３に対して圧力側、遊び側それぞれのフランク面３１，３２よりもわずかに膨出した膨出部２３１，２３２を持つ山形となっている。
　膨出部２３１，２３２は、通常ねじ山３の山高さの１／２～１／３の部分から山頂方向にかけて存在しており、通常ねじ山３とめねじねじ山とのフランク面接触線分の範囲内に存在する。膨出部２３１，２３２の膨出高さ（フランク面３２，３２に対する直交方向の高さ）は、図では誇張しているが、僅かに膨出するもので、０．１ｍｍ以内の範囲にある。但し、範囲はこれに限定されるものではなく、ねじのサイズや荷重条件等によって適宜選択される。
　このフランク面膨出山形２３が存在することにより、通常ねじ山３の山形に対して凹部７の凹み形状だけでなく、膨出部２３１，２３２の凸形状部が周方向に配置されることになり、厚膜塗膜の剥離性能がより向上する。また、膨出部２３１，２３２が通常ねじ山３のフランク面３１，３２よりも突出していることにより、めねじの圧力側フランク面に局部的に接触し、締結時の軸力が低い状態においても、高い面圧を発生させながら接触することになり、確実におねじとめねじが金属接触し、接触通電部の電気抵抗値が安定的に低下する。
　次に、上記実施形態の作用について説明する。
　ねじ１は、たとえば、塗装を施された溶接ナット等のめねじ１００にねじ込まれる。そして、図１（Ｃ）に示すように、凹部７のねじ込み方向後端部と通常ねじ山３の山形境界面にてめねじ１００内周の塗膜等の異物が剥離され、剥離された剥離粉が凹部７及び段部１３４，１３５間の谷部に滞留する。本発明では、凹部ねじ山１３のねじ込み方向の後端部側の山高さが高く、先端側の山高さが低くなっているので、剥離した塗膜等の異物を滞留させる隙間を十分確保しつつ、ねじ込みトルクの上昇を抑えることができる。
　さらに、通常ねじ山３の山頂部３３は、クリアランスがある程度存在しているが、凹部７に設けられた段部谷底１３４、１３５がめねじ内径部と近接してクリアランスが極めて小さくなることで、ねじ込み中のおねじ軸芯とめねじねじ山内径の軸芯との芯ずれ量が抑えられて、通常ねじ山３の山頂部３３が最も厚膜となるめねじ谷底部に押し込まれることなくナット内を通過していくため、ねじ込みトルクが抑えられて作業性が向上する。
　そして、軸力が発生すると、正規のねじ山３と凹部７との境界となる部分に存在するフランク面膨出山形２３の膨出部２３１，２３２が先行して局部的にめねじ１００のねじ山の圧力側フランク面と接触し、軸力の上昇とともに面圧が上昇して、金属接触となり、通電が開始され、その後に正規のねじ山３とめねじ１００のねじ山の圧力側フランク面が係合し、擦れることで、金属接触面が増大して、最終的な通電部が構成される。
　本発明によれば、厚膜塗装となるめねじ部に対しても、塗膜の剥離性を確保しつつ、さらなるねじ込みトルクの低減をはかり、優れた通電性能を低軸力時でも安定的に発揮できるねじを提供することができる。
　以上、本実施形態によれば、厚膜塗装となるめねじ部に対しても、塗膜の剥離性を確保しつつ、さらなるねじ込みトルクの低減をはかり、優れた通電性能を低軸力時でも安定的に発揮できる。
　なお、上記実施形態では、先端テーパー部を備えたねじについて説明したが、図５（Ａ）に示すように、先端テーパー部が無くてもよい。また、上記実施形態では、フランク面膨出山形２３を有する例について説明したが、図５（Ｂ）に示すように、フランク面膨出山形２３が無くてもよい。
　１　ねじ、２　頭部、
　３　ねじ山
　　３１　圧力側フランク面、３２　遊び側フランク面、３３　頂部
　３４　谷部
　４　ねじ軸部、５　ねじ軸本体、６　先端テーパ部
　７　凹部、８　第２の凹部
　１３　凹部ねじ山
　　１３１　圧力側フランク面、１３２　遊び側フランク面、　１３３　頂部
　　１３４　段部、１３５　段部
　１００　めねじ、１０１　内径端部
　Ｔ　厚膜塗膜部

Claims (5)

  1. 　ねじ軸本体に設けられたねじ山のフランク面に部分的に凹部が設けられたねじにおいて、
    　前記凹部が形成された部分のねじ山は、正規のねじ山よりも小さく、かつ、ねじ込み方向の先端部における山高さがねじ込み方向の後端部における山高さより低くなって低くなっており、
    　前記凹部が形成された部分のねじ山には、前記正規のねじ山のフランク面よりも側方に張出し、めねじ嵌合時にめねじの内径端部と接触、又は近接する段部が設けられ、
    　前記凹部は互いに隣接するねじ山の同一位相において対向するフランク面に設けられており、隣接する前記凹部が形成された部分のねじ山間の段部間の谷幅は、前記正規のねじ山の谷幅より狭く、ねじ込み方向の先端部の前記段部間の谷幅はねじ込み方向後端部の前記段部間の谷幅より狭いことを特徴とするねじ。
  2. 　前記段部の径は、めねじの内径端部の内径の８５％～１１０％である請求項１に記載のねじ。
  3. 　前記段部の高さは周方向に規則的に変化、または不規則に変化し、１ピッチ内のどこかで、めねじ内径端部と接触する請求項２に記載のねじ。
  4. 　前記正規のねじ山の前記凹部と隣接する部分には、前記正規のねじ山のフランク面に対して張り出す膨出部を備えたフランク面膨出山形部が設けられている請求項１乃至３のいずれか１項に記載のねじ。
  5. 　前記凹部、前記フランク面膨出山形部、通常ねじ部が１リード内に２個以上存在している請求項４に記載のねじ。
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