JP2003056534A - ねじ締付構造、ねじ部材、およびねじ締付工具 - Google Patents
ねじ締付構造、ねじ部材、およびねじ締付工具Info
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- JP2003056534A JP2003056534A JP2001242094A JP2001242094A JP2003056534A JP 2003056534 A JP2003056534 A JP 2003056534A JP 2001242094 A JP2001242094 A JP 2001242094A JP 2001242094 A JP2001242094 A JP 2001242094A JP 2003056534 A JP2003056534 A JP 2003056534A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ねじ部材がアルミニウム合金製の場合でも、
ねじ部材に設けられた嵌合凸部の損傷を抑制して、より
高い締付トルクで締め付けることができるようにする。 【解決手段】 中心線Ｏと直角な断面において、外周側
へ突き出すトルク伝達部３０、４０の内側のねじ側領域
ＥB と、その中心線Ｏまわりにおいてトルク伝達部３
０、４０の間に位置する工具側領域ＥS との面積比ＥB
／ＥS が２．８以上となるように、各部の寸法ｇ、ｂ、
Ｒを設定したため、嵌合凸部１６が設けられた雄ねじが
アルミニウム合金製でＳＣＭ４３５（クロムモリブデン
鋼）製のソケットに比較して強度が低い場合でも、その
嵌合凸部１６の損傷が抑制される。
ねじ部材に設けられた嵌合凸部の損傷を抑制して、より
高い締付トルクで締め付けることができるようにする。 【解決手段】 中心線Ｏと直角な断面において、外周側
へ突き出すトルク伝達部３０、４０の内側のねじ側領域
ＥB と、その中心線Ｏまわりにおいてトルク伝達部３
０、４０の間に位置する工具側領域ＥS との面積比ＥB
／ＥS が２．８以上となるように、各部の寸法ｇ、ｂ、
Ｒを設定したため、嵌合凸部１６が設けられた雄ねじが
アルミニウム合金製でＳＣＭ４３５（クロムモリブデン
鋼）製のソケットに比較して強度が低い場合でも、その
嵌合凸部１６の損傷が抑制される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はねじ締付構造に係
り、特に、アルミニウム合金製のねじ部材を使用する場
合でも良好に締め付けることができるねじ締付構造に関
するものである。
り、特に、アルミニウム合金製のねじ部材を使用する場
合でも良好に締め付けることができるねじ締付構造に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】それぞれ中心線まわりに１２０°間隔で
外周側へ突き出す３つのトルク伝達部を有する三叉形状
を成していて互いに嵌合される嵌合凸部および嵌合穴か
ら成り、その嵌合凸部がねじ部材に一体に設けられると
ともにその嵌合穴がねじ締付工具に設けられて、互いに
嵌合された状態でそのねじ締付工具が回転させられるこ
とにより前記トルク伝達部を介してそのねじ部材に締付
トルクを伝達するねじ締付構造が知られている。特開２
０００−１７０７２９号公報に記載のねじ締付構造はそ
の一例で、前記トルク伝達部は、前記中心線からの突出
方向と平行な一対の直線状の側部を有するとともに、隣
接するトルク伝達部の側部は、それぞれ一定の曲率半径
Ｒの円弧部を介して滑らかに接続されている一方、前記
３つのトルク伝達部の先端の外接円の直径をｇ、前記３
つの円弧部の内接円の直径をｂとした時、次式(1) およ
び(2) を共に満足するように定められており、径寸法が
小さくて締付トルクが得られ難い例えばＭ２程度以下の
ミニチュアねじに好適に適用される。 ０．５ｇ≦ｂ≦０．６ｇ ・・・(1) ０．５ｂ≦Ｒ≦０．６ｂ ・・・(2)
外周側へ突き出す３つのトルク伝達部を有する三叉形状
を成していて互いに嵌合される嵌合凸部および嵌合穴か
ら成り、その嵌合凸部がねじ部材に一体に設けられると
ともにその嵌合穴がねじ締付工具に設けられて、互いに
嵌合された状態でそのねじ締付工具が回転させられるこ
とにより前記トルク伝達部を介してそのねじ部材に締付
トルクを伝達するねじ締付構造が知られている。特開２
０００−１７０７２９号公報に記載のねじ締付構造はそ
の一例で、前記トルク伝達部は、前記中心線からの突出
方向と平行な一対の直線状の側部を有するとともに、隣
接するトルク伝達部の側部は、それぞれ一定の曲率半径
Ｒの円弧部を介して滑らかに接続されている一方、前記
３つのトルク伝達部の先端の外接円の直径をｇ、前記３
つの円弧部の内接円の直径をｂとした時、次式(1) およ
び(2) を共に満足するように定められており、径寸法が
小さくて締付トルクが得られ難い例えばＭ２程度以下の
ミニチュアねじに好適に適用される。 ０．５ｇ≦ｂ≦０．６ｇ ・・・(1) ０．５ｂ≦Ｒ≦０．６ｂ ・・・(2)
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなねじ締付構造においても、例えばＩＳＯ１４００１
に基づくねじ部品の軽薄短小化やリサイクルに適合する
ようにねじ部材のアルミニウム化を図ろうとすると、ア
ルミニウム合金は引張強度が低いため、ねじ部材に一体
に設けられた嵌合凸部が損傷して十分な締付トルクを加
えることができないという問題があった。
うなねじ締付構造においても、例えばＩＳＯ１４００１
に基づくねじ部品の軽薄短小化やリサイクルに適合する
ようにねじ部材のアルミニウム化を図ろうとすると、ア
ルミニウム合金は引張強度が低いため、ねじ部材に一体
に設けられた嵌合凸部が損傷して十分な締付トルクを加
えることができないという問題があった。
【０００４】本発明は以上の事情を背景として為された
もので、その目的とするところは、ねじ部材がアルミニ
ウム合金または同等の強度を有する金属材料にて構成さ
れている場合でも、ねじ部材に設けられた嵌合凸部の損
傷を抑制して、より高い締付トルクで締め付けることが
できるようにすることにある。
もので、その目的とするところは、ねじ部材がアルミニ
ウム合金または同等の強度を有する金属材料にて構成さ
れている場合でも、ねじ部材に設けられた嵌合凸部の損
傷を抑制して、より高い締付トルクで締め付けることが
できるようにすることにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、第１発明は、(a) それぞれ中心線まわりに１２０
°間隔で外周側へ突き出す３つのトルク伝達部を有する
三叉形状を成していて互いに嵌合される嵌合凸部および
嵌合穴から成り、(b) その嵌合凸部がねじ部材に一体に
設けられるとともにその嵌合穴がねじ締付工具に設けら
れて、互いに嵌合された状態でそのねじ締付工具が回転
させられることにより前記トルク伝達部を介してそのね
じ部材に締付トルクを伝達するもので、(c) 前記ねじ部
材はアルミニウム合金製またはそのアルミニウム合金と
同等の強度を有する金属材料にて構成されているねじ締
付構造であって、(d) 前記中心線と直角な断面におい
て、外周側へ突き出す前記トルク伝達部の内側のねじ側
領域ＥB と、その中心線まわりにおいてそのトルク伝達
部の間に位置する工具側領域ＥS との面積比ＥB ／Ｅ S
が２．８以上であることを特徴とする。
めに、第１発明は、(a) それぞれ中心線まわりに１２０
°間隔で外周側へ突き出す３つのトルク伝達部を有する
三叉形状を成していて互いに嵌合される嵌合凸部および
嵌合穴から成り、(b) その嵌合凸部がねじ部材に一体に
設けられるとともにその嵌合穴がねじ締付工具に設けら
れて、互いに嵌合された状態でそのねじ締付工具が回転
させられることにより前記トルク伝達部を介してそのね
じ部材に締付トルクを伝達するもので、(c) 前記ねじ部
材はアルミニウム合金製またはそのアルミニウム合金と
同等の強度を有する金属材料にて構成されているねじ締
付構造であって、(d) 前記中心線と直角な断面におい
て、外周側へ突き出す前記トルク伝達部の内側のねじ側
領域ＥB と、その中心線まわりにおいてそのトルク伝達
部の間に位置する工具側領域ＥS との面積比ＥB ／Ｅ S
が２．８以上であることを特徴とする。
【０００６】第２発明は、第１発明のねじ締付構造にお
いて、(a) 前記トルク伝達部は、前記中心線からの突出
方向と平行な一対の直線状の側部を有するとともに、隣
接するトルク伝達部の側部は、それぞれ一定の曲率半径
Ｒの円弧部を介して滑らかに接続されており、(b) 前記
３つのトルク伝達部の先端の外接円の直径をｇ、前記３
つの円弧部の内接円の直径をｂとした時、次式(3) を満
足するとともに、前記曲率半径Ｒは次式(4) の±１０％
の範囲内であることを特徴とする。 ０．７ｇ≦ｂ ・・・(3) Ｒ＝（ｇ−ｂ）／２ ・・・(4)
いて、(a) 前記トルク伝達部は、前記中心線からの突出
方向と平行な一対の直線状の側部を有するとともに、隣
接するトルク伝達部の側部は、それぞれ一定の曲率半径
Ｒの円弧部を介して滑らかに接続されており、(b) 前記
３つのトルク伝達部の先端の外接円の直径をｇ、前記３
つの円弧部の内接円の直径をｂとした時、次式(3) を満
足するとともに、前記曲率半径Ｒは次式(4) の±１０％
の範囲内であることを特徴とする。 ０．７ｇ≦ｂ ・・・(3) Ｒ＝（ｇ−ｂ）／２ ・・・(4)
【０００７】第３発明は、第２発明のねじ締付構造であ
って、前記内接円の直径ｂは、前記外接円の直径ｇに対
して次式(5) を満足することを特徴とする。 ｂ≦０．８５ｇ ・・・(5)
って、前記内接円の直径ｂは、前記外接円の直径ｇに対
して次式(5) を満足することを特徴とする。 ｂ≦０．８５ｇ ・・・(5)
【０００８】第４発明は、アルミニウム合金製またはそ
のアルミニウム合金と同等の強度を有する金属材料にて
構成されているねじ部材であって、第１発明〜第３発明
のねじ締付構造の何れかに記載の嵌合凸部を一体に備え
ていることを特徴とする。
のアルミニウム合金と同等の強度を有する金属材料にて
構成されているねじ部材であって、第１発明〜第３発明
のねじ締付構造の何れかに記載の嵌合凸部を一体に備え
ていることを特徴とする。
【０００９】第５発明は、第４発明のねじ部材におい
て、引張強度が３８０Ｎ／ｍｍ2 以上のアルミニウム合
金製であることを特徴とする。
て、引張強度が３８０Ｎ／ｍｍ2 以上のアルミニウム合
金製であることを特徴とする。
【００１０】第６発明は、ねじ締付工具に関するもの
で、第１発明〜第３発明のねじ締付構造の何れかに記載
の嵌合穴を備えていることを特徴とする。
で、第１発明〜第３発明のねじ締付構造の何れかに記載
の嵌合穴を備えていることを特徴とする。
【００１１】
【発明の効果】第１発明のねじ締付構造においては、中
心線と直角な断面において、外周側へ突き出す前記トル
ク伝達部の内側のねじ側領域ＥB と、その中心線まわり
においてそのトルク伝達部の間に位置する工具側領域Ｅ
S との面積比ＥB ／ＥS が２．８以上であるため、嵌合
凸部が設けられたねじ部材がアルミニウム合金または同
等の強度を有する金属材料にて構成されている場合で
も、その嵌合凸部の損傷が抑制されて、より高い締付ト
ルクで締め付けることができるようになる。
心線と直角な断面において、外周側へ突き出す前記トル
ク伝達部の内側のねじ側領域ＥB と、その中心線まわり
においてそのトルク伝達部の間に位置する工具側領域Ｅ
S との面積比ＥB ／ＥS が２．８以上であるため、嵌合
凸部が設けられたねじ部材がアルミニウム合金または同
等の強度を有する金属材料にて構成されている場合で
も、その嵌合凸部の損傷が抑制されて、より高い締付ト
ルクで締め付けることができるようになる。
【００１２】すなわち、ねじ部材をアルミニウム合金に
て構成する場合、ＪＩＳ−Ｂ １０５７の「非鉄金属製
ねじ部品の機械的性質」に記載の材質区分でＡＬ４が一
般に使用され、その引張強度は最低で３８０Ｎ／ｍｍ2
とされている一方、ねじ締付工具の材質は、例えばＪＩ
Ｓ−Ｂ ４６３６の「ソケットレンチ−ソケット」に記
載されているようにＪＩＳ−Ｇ ４１０５（クロムモリ
ブデン鋼鋼材）のＳＣＭ４３５が一般的に用いられてお
り、その強度区分は１０．９に属して引張強度は１０４
０Ｎ／ｍｍ2 であるため、それ等の強度比は１０４０／
３８０≒２．７４である。したがって、前記面積比ＥB
／ＥS が強度比よりも大きい２．８以上になるように設
定すれば、ねじ部材とねじ締付工具との強度差に拘らず
ねじ部材の嵌合凸部の損傷が抑制され、ねじ部材および
ねじ締付工具の強度的な調和を図ることができるのであ
る。
て構成する場合、ＪＩＳ−Ｂ １０５７の「非鉄金属製
ねじ部品の機械的性質」に記載の材質区分でＡＬ４が一
般に使用され、その引張強度は最低で３８０Ｎ／ｍｍ2
とされている一方、ねじ締付工具の材質は、例えばＪＩ
Ｓ−Ｂ ４６３６の「ソケットレンチ−ソケット」に記
載されているようにＪＩＳ−Ｇ ４１０５（クロムモリ
ブデン鋼鋼材）のＳＣＭ４３５が一般的に用いられてお
り、その強度区分は１０．９に属して引張強度は１０４
０Ｎ／ｍｍ2 であるため、それ等の強度比は１０４０／
３８０≒２．７４である。したがって、前記面積比ＥB
／ＥS が強度比よりも大きい２．８以上になるように設
定すれば、ねじ部材とねじ締付工具との強度差に拘らず
ねじ部材の嵌合凸部の損傷が抑制され、ねじ部材および
ねじ締付工具の強度的な調和を図ることができるのであ
る。
【００１３】第２発明は第１発明の一実施態様で、トル
ク伝達部の形状を具体的に限定したものであり、第１発
明と同様の効果が得られる。
ク伝達部の形状を具体的に限定したものであり、第１発
明と同様の効果が得られる。
【００１４】第３発明は、内接円の直径ｂが外接円の直
径ｇに対して前記(5) 式を満足するため、ねじ締付工具
側の嵌合穴とねじ部材側の嵌合凸部との間に径方向にお
いて少なくとも０．０７５ｇ分の掛かり代が得られ、嵌
合凸部の外周コーナー部分や嵌合穴の円弧部などの破損
（圧潰）が抑制される。なお、(5) 式は、ねじ部材のト
ルク伝達部として広く用いられている六角頭の場合のｂ
／ｇ≒０．８６６に基づいて、それよりも大きな掛かり
代が得られるように定めたものである。
径ｇに対して前記(5) 式を満足するため、ねじ締付工具
側の嵌合穴とねじ部材側の嵌合凸部との間に径方向にお
いて少なくとも０．０７５ｇ分の掛かり代が得られ、嵌
合凸部の外周コーナー部分や嵌合穴の円弧部などの破損
（圧潰）が抑制される。なお、(5) 式は、ねじ部材のト
ルク伝達部として広く用いられている六角頭の場合のｂ
／ｇ≒０．８６６に基づいて、それよりも大きな掛かり
代が得られるように定めたものである。
【００１５】第４発明、第５発明のねじ部材、および第
６発明のねじ締付工具は、実質的に上記第１発明〜第３
発明と同様の作用効果が得られる。
６発明のねじ締付工具は、実質的に上記第１発明〜第３
発明と同様の作用効果が得られる。
【００１６】
【発明の実施の形態】ここで、前記トルク伝達部を有す
る三叉形状の嵌合凸部および嵌合穴は、中心線と略平行
に設けることも可能であるが、付着性や鍛造成形性等の
点で中心線に対して傾斜するように設けることが望まし
い。すなわち、嵌合凸部の場合は、先端側へ向かうに従
って中心線に接近するようにテーパ状に傾斜し、嵌合穴
の場合は開口部に近づくに従って中心線から離間するよ
うにテーパ状に傾斜させるのである。嵌合凸部および嵌
合穴の何れか一方を傾斜させるだけでも良い。
る三叉形状の嵌合凸部および嵌合穴は、中心線と略平行
に設けることも可能であるが、付着性や鍛造成形性等の
点で中心線に対して傾斜するように設けることが望まし
い。すなわち、嵌合凸部の場合は、先端側へ向かうに従
って中心線に接近するようにテーパ状に傾斜し、嵌合穴
の場合は開口部に近づくに従って中心線から離間するよ
うにテーパ状に傾斜させるのである。嵌合凸部および嵌
合穴の何れか一方を傾斜させるだけでも良い。
【００１７】また、前記第１発明〜第３発明の各要件
は、嵌合凸部および嵌合穴の軸方向の全域において満足
するように設定することもできるが、少なくとも嵌合凸
部と嵌合穴とが係合させられる部分で満足するようにな
っておれば良い。
は、嵌合凸部および嵌合穴の軸方向の全域において満足
するように設定することもできるが、少なくとも嵌合凸
部と嵌合穴とが係合させられる部分で満足するようにな
っておれば良い。
【００１８】ねじ部材の材質としては、ＪＩＳ−Ｂ １
０５７の「非鉄金属製ねじ部品の機械的性質」に記載の
アルミニウム合金に関する材質区分「ＡＬ４」が好適に
用いられるが、他の材質区分のアルミニウム合金や、同
等の機械的性質（引張強度など）を有する銅合金等の他
の金属材料を採用することもできる。
０５７の「非鉄金属製ねじ部品の機械的性質」に記載の
アルミニウム合金に関する材質区分「ＡＬ４」が好適に
用いられるが、他の材質区分のアルミニウム合金や、同
等の機械的性質（引張強度など）を有する銅合金等の他
の金属材料を採用することもできる。
【００１９】ねじ締付工具の材質としては、ＪＩＳ−Ｇ
４１０５の「クロムモリブデン鋼鋼材」に記載のＳＣ
Ｍ４３５が好適に用いられるが、同等の機械的性質（引
張強度など）を有する他の種類のクロムモリブデン鋼や
その他の金属材料を採用することもできる。
４１０５の「クロムモリブデン鋼鋼材」に記載のＳＣ
Ｍ４３５が好適に用いられるが、同等の機械的性質（引
張強度など）を有する他の種類のクロムモリブデン鋼や
その他の金属材料を採用することもできる。
【００２０】第１発明の実施に際しては、面積比ＥB ／
ＥS が２．８以上であれば良いが、この面積比ＥB ／Ｅ
S が大き過ぎると工具側が損傷し易くなるため、面積比
ＥB／ＥS を４．０以下、更に好適には３．５以下の範
囲で設定することが望ましい。
ＥS が２．８以上であれば良いが、この面積比ＥB ／Ｅ
S が大き過ぎると工具側が損傷し易くなるため、面積比
ＥB／ＥS を４．０以下、更に好適には３．５以下の範
囲で設定することが望ましい。
【００２１】第２発明では、トルク伝達部が一対の平行
な直線状の側部を有するとともに、隣接するトルク伝達
部は一定の曲率半径Ｒの円弧部を介して滑らかに接続さ
れているが、これはあくまでも一実施形態で、第１発明
の実施に際しては、トルク伝達部の側部を中心線に向か
って直線状に設けたり、隣接するトルク伝達部の間をコ
の字形状に接続したりするなど、種々の態様を採用でき
る。
な直線状の側部を有するとともに、隣接するトルク伝達
部は一定の曲率半径Ｒの円弧部を介して滑らかに接続さ
れているが、これはあくまでも一実施形態で、第１発明
の実施に際しては、トルク伝達部の側部を中心線に向か
って直線状に設けたり、隣接するトルク伝達部の間をコ
の字形状に接続したりするなど、種々の態様を採用でき
る。
【００２２】第２発明の(4) 式は、実質的に円弧部の曲
率中心が直径ｇの外接円上に位置することを意味するも
ので、径寸法の大小に拘らず適当な大きさの曲率半径Ｒ
を設定できるが、加工誤差や作用効果の点で±１０％の
許容範囲を設けたものである。
率中心が直径ｇの外接円上に位置することを意味するも
ので、径寸法の大小に拘らず適当な大きさの曲率半径Ｒ
を設定できるが、加工誤差や作用効果の点で±１０％の
許容範囲を設けたものである。
【００２３】第３発明は第２発明を具体的に限定したも
のであるが、第１発明の実施に際しても内接円の直径ｂ
が外接円の直径ｇに対して前記(5) 式を満足するように
設定することができる。
のであるが、第１発明の実施に際しても内接円の直径ｂ
が外接円の直径ｇに対して前記(5) 式を満足するように
設定することができる。
【００２４】また、本発明のねじ部材は、一般に雄ねじ
に適用されるが、例えば有底円筒形状の内周面にねじ山
が形成された雌ねじにも適用され得る。
に適用されるが、例えば有底円筒形状の内周面にねじ山
が形成された雌ねじにも適用され得る。
【００２５】以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ
詳細に説明する。図１は、本発明のねじ部材の一実施例
である雄ねじ１０の頭部１２付近を示す図で、(a) は頭
部１２側から見た平面図で、(b) は(a) におけるＢ−Ｂ
断面図である。この雄ねじ１０は、外周面にねじ山が設
けられたねじ部１４を備えているとともに、頭部１２に
は、締付用の嵌合凸部１６が一体に設けられており、図
２に示すようにねじ締付工具であるソケット２０の先端
に設けられた有底の嵌合穴２２と同心に嵌合された状態
で、そのソケット２０が中心線Ｏまわりに回転させられ
ることにより、締付トルクが伝達されて図示しない雌ね
じに螺合され、或いは逆方向のトルクが伝達されること
により緩められる。図２は、嵌合穴２２が嵌合凸部１６
に嵌合して係合させられた状態を示す中心線Ｏを含む断
面図で、図３は、両者の係合部分における中心線Ｏと直
角な断面形状を説明する図である。中心線Ｏは、嵌合凸
部１６や嵌合穴２２の中心で、雄ねじ１０やソケット２
０の軸心と一致する。
詳細に説明する。図１は、本発明のねじ部材の一実施例
である雄ねじ１０の頭部１２付近を示す図で、(a) は頭
部１２側から見た平面図で、(b) は(a) におけるＢ−Ｂ
断面図である。この雄ねじ１０は、外周面にねじ山が設
けられたねじ部１４を備えているとともに、頭部１２に
は、締付用の嵌合凸部１６が一体に設けられており、図
２に示すようにねじ締付工具であるソケット２０の先端
に設けられた有底の嵌合穴２２と同心に嵌合された状態
で、そのソケット２０が中心線Ｏまわりに回転させられ
ることにより、締付トルクが伝達されて図示しない雌ね
じに螺合され、或いは逆方向のトルクが伝達されること
により緩められる。図２は、嵌合穴２２が嵌合凸部１６
に嵌合して係合させられた状態を示す中心線Ｏを含む断
面図で、図３は、両者の係合部分における中心線Ｏと直
角な断面形状を説明する図である。中心線Ｏは、嵌合凸
部１６や嵌合穴２２の中心で、雄ねじ１０やソケット２
０の軸心と一致する。
【００２６】上記嵌合凸部１６は、中心線Ｏまわりに１
２０°間隔で外周側へ突き出す３つのトルク伝達部３０
を有する三叉形状を成しており、トルク伝達部３０は、
中心線Ｏからの突出方向と平行な一対の直線状の側部３
２を有するとともに、隣接するトルク伝達部３０の側部
３２は、それぞれ一定の曲率半径Ｒの円弧部３４を介し
て滑らかに接続されている。円弧部３４は、嵌合凸部１
６の先端側（図１(b)における上方）へ向かうに従って
中心線Ｏ側へ接近するように傾斜角αで傾斜させられて
おり、嵌合穴２２の先端縁は、その円弧部３４の中間部
分に係合させられる。円弧部３４は係合用傾斜部として
機能し、傾斜角αは約５°４５′である。また、トルク
伝達部３０の外周側の先端面（外周面）３６は、嵌合凸
部１６の先端側（図１(b) における上方）へ向かうに従
って小径となるように、中心線Ｏに対して傾斜角εでテ
ーパ状に傾斜させられており、傾斜角εは約１５°であ
る。更に、頭部１２の嵌合凸部１６側に位置する上面
は、所定の傾斜角度θ（例えば０°〜５°程度）で外周
側へ向かうに従って嵌合凸部１６と反対側へ傾斜させら
れている。
２０°間隔で外周側へ突き出す３つのトルク伝達部３０
を有する三叉形状を成しており、トルク伝達部３０は、
中心線Ｏからの突出方向と平行な一対の直線状の側部３
２を有するとともに、隣接するトルク伝達部３０の側部
３２は、それぞれ一定の曲率半径Ｒの円弧部３４を介し
て滑らかに接続されている。円弧部３４は、嵌合凸部１
６の先端側（図１(b)における上方）へ向かうに従って
中心線Ｏ側へ接近するように傾斜角αで傾斜させられて
おり、嵌合穴２２の先端縁は、その円弧部３４の中間部
分に係合させられる。円弧部３４は係合用傾斜部として
機能し、傾斜角αは約５°４５′である。また、トルク
伝達部３０の外周側の先端面（外周面）３６は、嵌合凸
部１６の先端側（図１(b) における上方）へ向かうに従
って小径となるように、中心線Ｏに対して傾斜角εでテ
ーパ状に傾斜させられており、傾斜角εは約１５°であ
る。更に、頭部１２の嵌合凸部１６側に位置する上面
は、所定の傾斜角度θ（例えば０°〜５°程度）で外周
側へ向かうに従って嵌合凸部１６と反対側へ傾斜させら
れている。
【００２７】一方、前記嵌合穴２２は、図３に示すよう
に中心線Ｏに対して直角な断面が嵌合凸部１６と同様な
三叉形状を成しており、中心線Ｏまわりに１２０°間隔
で外周側へ突き出す３つのトルク伝達部４０を備えてい
る。トルク伝達部４０は、中心線Ｏからの突出方向と平
行な一対の直線状の側部４２を有するとともに、隣接す
るトルク伝達部４０の側部４２は、それぞれ前記円弧部
３４と略同じ曲率半径Ｒの円弧部４４を介して滑らかに
接続されている。円弧部４４は、軸方向の開口側へ向か
うに従って所定の傾斜角で中心線Ｏから離間するように
傾斜させられているが、その傾斜角は前記傾斜角αより
も小さくて約５°３０′であり、これにより開口側の先
端縁が嵌合凸部１６の円弧部３４の軸方向の中間部分に
係合させられる。また、トルク伝達部４０の外周側の先
端面（内周面）４６は、開口側へ向かうに従って大径と
なるように、中心線Ｏに対して所定の傾斜角でテーパ状
に傾斜させられている。この傾斜角は前記傾斜角εと略
同じで約１５°である。
に中心線Ｏに対して直角な断面が嵌合凸部１６と同様な
三叉形状を成しており、中心線Ｏまわりに１２０°間隔
で外周側へ突き出す３つのトルク伝達部４０を備えてい
る。トルク伝達部４０は、中心線Ｏからの突出方向と平
行な一対の直線状の側部４２を有するとともに、隣接す
るトルク伝達部４０の側部４２は、それぞれ前記円弧部
３４と略同じ曲率半径Ｒの円弧部４４を介して滑らかに
接続されている。円弧部４４は、軸方向の開口側へ向か
うに従って所定の傾斜角で中心線Ｏから離間するように
傾斜させられているが、その傾斜角は前記傾斜角αより
も小さくて約５°３０′であり、これにより開口側の先
端縁が嵌合凸部１６の円弧部３４の軸方向の中間部分に
係合させられる。また、トルク伝達部４０の外周側の先
端面（内周面）４６は、開口側へ向かうに従って大径と
なるように、中心線Ｏに対して所定の傾斜角でテーパ状
に傾斜させられている。この傾斜角は前記傾斜角εと略
同じで約１５°である。
【００２８】図３において実線で示す三叉形状の内側
は、実質的に嵌合凸部１６の断面形状を表しており、そ
の三叉形状の外側は実質的に嵌合穴２２が設けられたソ
ケット２０の断面形状を表している。かかる図３におい
て、寸法ｇは、３つのトルク伝達部３０、４０の先端の
外接円５０の直径で、寸法ｂは、３つの円弧部３４、４
４の内接円５２の直径で、Ｐは曲率半径Ｒの円弧部３
４、４４の曲率中心であり、本実施例では、これらの寸
法ｇ、ｂ、Ｒは前記(3) 式、(4) 式、および(5) 式を総
て満足するように設定されている。すなわち、０．７ｇ
≦ｂ≦０．８５ｇを満足するとともに、Ｒ＝（ｇ−ｂ）
／２に設定されているのであり、曲率中心Ｐは外接円５
０上に位置する。なお、円弧部３４と４４とが係合させ
られるように、嵌合穴２２のトルク伝達部４０の外周側
への突出寸法は、図２の左側に示すように嵌合凸部１６
のトルク伝達部３０の外周側への突出寸法より僅かに大
きくされており、厳密には図３に示す外接円５０よりも
外周側に位置している。
は、実質的に嵌合凸部１６の断面形状を表しており、そ
の三叉形状の外側は実質的に嵌合穴２２が設けられたソ
ケット２０の断面形状を表している。かかる図３におい
て、寸法ｇは、３つのトルク伝達部３０、４０の先端の
外接円５０の直径で、寸法ｂは、３つの円弧部３４、４
４の内接円５２の直径で、Ｐは曲率半径Ｒの円弧部３
４、４４の曲率中心であり、本実施例では、これらの寸
法ｇ、ｂ、Ｒは前記(3) 式、(4) 式、および(5) 式を総
て満足するように設定されている。すなわち、０．７ｇ
≦ｂ≦０．８５ｇを満足するとともに、Ｒ＝（ｇ−ｂ）
／２に設定されているのであり、曲率中心Ｐは外接円５
０上に位置する。なお、円弧部３４と４４とが係合させ
られるように、嵌合穴２２のトルク伝達部４０の外周側
への突出寸法は、図２の左側に示すように嵌合凸部１６
のトルク伝達部３０の外周側への突出寸法より僅かに大
きくされており、厳密には図３に示す外接円５０よりも
外周側に位置している。
【００２９】ここで、トルク伝達部３０、４０の内側す
なわち雄ねじ１０の嵌合凸部１６が存在するねじ側領域
ＥB 、およびトルク伝達部３０、４０の間すなわちソケ
ット２０が存在する工具側領域ＥS は、それぞれ次式
(6) 、(7) で表され、それ等の面積比ＥB ／ＥS は次式
(8) で表される。但し、(7) 式は、図３に示すＲ1 ＝Ｒ
と見做して計算した概算式である。そして、図３は、ｂ
＝０．７ｇ、Ｒ＝（ｇ−ｂ）／２＝０．１５ｇの場合
で、その場合の面積比ＥB ／ＥS は約２．９になる。 ＥB ＝｛（ｇ／２）2 ・π−（ｂ／２）2 ・π−３ＥS ｝／３ ・・・(6) ＥS ＝Ｒ2 ・π・（６０°／３６０°）＋Ｒ・Ｒ1 ≒｛（π／６）＋１｝・Ｒ2 ・・・(7) ＥB ／ＥS ＝｛２π・（ｇ＋ｂ）／（６＋π）・（ｇ−ｂ）｝−１・・・(8)
なわち雄ねじ１０の嵌合凸部１６が存在するねじ側領域
ＥB 、およびトルク伝達部３０、４０の間すなわちソケ
ット２０が存在する工具側領域ＥS は、それぞれ次式
(6) 、(7) で表され、それ等の面積比ＥB ／ＥS は次式
(8) で表される。但し、(7) 式は、図３に示すＲ1 ＝Ｒ
と見做して計算した概算式である。そして、図３は、ｂ
＝０．７ｇ、Ｒ＝（ｇ−ｂ）／２＝０．１５ｇの場合
で、その場合の面積比ＥB ／ＥS は約２．９になる。 ＥB ＝｛（ｇ／２）2 ・π−（ｂ／２）2 ・π−３ＥS ｝／３ ・・・(6) ＥS ＝Ｒ2 ・π・（６０°／３６０°）＋Ｒ・Ｒ1 ≒｛（π／６）＋１｝・Ｒ2 ・・・(7) ＥB ／ＥS ＝｛２π・（ｇ＋ｂ）／（６＋π）・（ｇ−ｂ）｝−１・・・(8)
【００３０】一方、本実施例の雄ねじ１０は、ＪＩＳ−
Ｂ １０５７の「非鉄金属製ねじ部品の機械的性質」に
記載のアルミニウム合金に関する材質区分「ＡＬ４」に
属するアルミニウム合金にて構成されており、その引張
強度は３８０Ｎ／ｍｍ2 以上である。また、ソケット２
０は、ＪＩＳ−Ｇ ４１０５の「クロムモリブデン鋼鋼
材」に記載のＳＣＭ４３５にて構成されており、その強
度区分は１０．９に属して引張強度は１０４０Ｎ／ｍｍ
2 である。したがって、それ等の強度比は１０４０／３
８０≒２．７４であるが、前記面積比ＥB ／ＥS ≒２．
９は強度比２．７４よりも大きいため、それ等の強度差
に拘らず雄ねじ１０の嵌合凸部１６の損傷が抑制され
る。
Ｂ １０５７の「非鉄金属製ねじ部品の機械的性質」に
記載のアルミニウム合金に関する材質区分「ＡＬ４」に
属するアルミニウム合金にて構成されており、その引張
強度は３８０Ｎ／ｍｍ2 以上である。また、ソケット２
０は、ＪＩＳ−Ｇ ４１０５の「クロムモリブデン鋼鋼
材」に記載のＳＣＭ４３５にて構成されており、その強
度区分は１０．９に属して引張強度は１０４０Ｎ／ｍｍ
2 である。したがって、それ等の強度比は１０４０／３
８０≒２．７４であるが、前記面積比ＥB ／ＥS ≒２．
９は強度比２．７４よりも大きいため、それ等の強度差
に拘らず雄ねじ１０の嵌合凸部１６の損傷が抑制され
る。
【００３１】また、内接円の直径ｂが大きくなると、工
具の掛かり代が小さくなるため、嵌合凸部１６側のトル
ク伝達部３０の外周コーナー部分や、嵌合穴２２側のト
ルク伝達部４０の円弧部４４などが破損（圧潰）し易く
なるが、本実施例ではｂ≦０．８５ｇの範囲で設定され
るため、ソケット２０側の嵌合穴２２と雄ねじ１０側の
嵌合凸部１６との間に径方向において少なくとも０．０
７５ｇ分の掛かり代が得られ、嵌合凸部１６の外周コー
ナー部分や嵌合穴２２の円弧部４４などの破損（圧潰）
が抑制される。すなわち、ねじ部材のトルク伝達部とし
て広く用いられている六角頭の場合、ｂ／ｇ≒０．８６
６であるため、本実施例ではそれよりも大きな掛かり代
が得られることになるのである。因みに、図４は、ｂ＝
０．８５ｇ、Ｒ＝（ｇ−ｂ）／２＝０．０７５ｇの場合
で、この時の面積比ＥB ／ＥS は約７．５である。
具の掛かり代が小さくなるため、嵌合凸部１６側のトル
ク伝達部３０の外周コーナー部分や、嵌合穴２２側のト
ルク伝達部４０の円弧部４４などが破損（圧潰）し易く
なるが、本実施例ではｂ≦０．８５ｇの範囲で設定され
るため、ソケット２０側の嵌合穴２２と雄ねじ１０側の
嵌合凸部１６との間に径方向において少なくとも０．０
７５ｇ分の掛かり代が得られ、嵌合凸部１６の外周コー
ナー部分や嵌合穴２２の円弧部４４などの破損（圧潰）
が抑制される。すなわち、ねじ部材のトルク伝達部とし
て広く用いられている六角頭の場合、ｂ／ｇ≒０．８６
６であるため、本実施例ではそれよりも大きな掛かり代
が得られることになるのである。因みに、図４は、ｂ＝
０．８５ｇ、Ｒ＝（ｇ−ｂ）／２＝０．０７５ｇの場合
で、この時の面積比ＥB ／ＥS は約７．５である。
【００３２】なお、上記面積比ＥB ／ＥS が大き過ぎる
と、強度的に工具側が損傷し易くなるため、面積比ＥB
／ＥS が４．０以下、更に好適には３．５以下になるよ
うに各部の寸法ｂ、ｇ、Ｒを設定することが望ましい。
と、強度的に工具側が損傷し易くなるため、面積比ＥB
／ＥS が４．０以下、更に好適には３．５以下になるよ
うに各部の寸法ｂ、ｇ、Ｒを設定することが望ましい。
【００３３】このような本実施例のねじ締付構造、或い
は雄ねじ１０、ソケット２０においては、中心線Ｏと直
角な断面において、外周側へ突き出すトルク伝達部３
０、４０の内側のねじ側領域ＥB と、その中心線Ｏまわ
りにおいてトルク伝達部３０、４０の間に位置する工具
側領域ＥS との面積比ＥB ／ＥS が２．８以上であるた
め、嵌合凸部１６が設けられた雄ねじ１０がアルミニウ
ム合金製（ＡＬ４）でＳＣＭ４３５製のソケット２０に
比較して強度が低い場合でも、その嵌合凸部１６の損傷
が抑制されて、より高い締付トルクで締め付けることが
できる。
は雄ねじ１０、ソケット２０においては、中心線Ｏと直
角な断面において、外周側へ突き出すトルク伝達部３
０、４０の内側のねじ側領域ＥB と、その中心線Ｏまわ
りにおいてトルク伝達部３０、４０の間に位置する工具
側領域ＥS との面積比ＥB ／ＥS が２．８以上であるた
め、嵌合凸部１６が設けられた雄ねじ１０がアルミニウ
ム合金製（ＡＬ４）でＳＣＭ４３５製のソケット２０に
比較して強度が低い場合でも、その嵌合凸部１６の損傷
が抑制されて、より高い締付トルクで締め付けることが
できる。
【００３４】また、本実施例ではｂ≦０．８５ｇである
ため、ソケット２０側の嵌合穴２２と雄ねじ１０側の嵌
合凸部１６との間に径方向において少なくとも０．０７
５ｇ分の掛かり代が得られ、六角頭の場合（ｂ／ｇ≒
０．８６６）よりも大きな掛かり代が得られて、嵌合凸
部１６の外周コーナー部分や嵌合穴２２の円弧部４４な
どの破損（圧潰）が抑制される。
ため、ソケット２０側の嵌合穴２２と雄ねじ１０側の嵌
合凸部１６との間に径方向において少なくとも０．０７
５ｇ分の掛かり代が得られ、六角頭の場合（ｂ／ｇ≒
０．８６６）よりも大きな掛かり代が得られて、嵌合凸
部１６の外周コーナー部分や嵌合穴２２の円弧部４４な
どの破損（圧潰）が抑制される。
【００３５】以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳
細に説明したが、これ等はあくまでも一実施形態であ
り、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更，改良
を加えた態様で実施することができる。
細に説明したが、これ等はあくまでも一実施形態であ
り、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更，改良
を加えた態様で実施することができる。
【図１】本発明の一実施例である雄ねじの頭部付近を示
す図で、(a) は頭部側から見た平面図、(b) は(a) にお
けるＢ−Ｂ断面図である。
す図で、(a) は頭部側から見た平面図、(b) は(a) にお
けるＢ−Ｂ断面図である。
【図２】図１の雄ねじの嵌合凸部とソケットの嵌合穴と
の係合状態を示す断面図である。
の係合状態を示す断面図である。
【図３】ｂ＝０．７ｇ、Ｒ＝０．１５ｇの場合の嵌合凸
部および嵌合穴の中心線Ｏと直角な断面形状を説明する
図である。
部および嵌合穴の中心線Ｏと直角な断面形状を説明する
図である。
【図４】ｂ＝０．８５ｇ、Ｒ＝０．０７５ｇの場合の嵌
合凸部および嵌合穴の中心線Ｏと直角な断面形状を説明
する図で、図３に対応する図である。
合凸部および嵌合穴の中心線Ｏと直角な断面形状を説明
する図で、図３に対応する図である。
１０：雄ねじ（ねじ部材） １６：嵌合凸部 ２
０：ソケット（ねじ締付工具） ２２：嵌合穴 ３
０、４０：トルク伝達部 ３２、４２：側部 ３４、４４：円弧部 Ｏ：中心線 ＥB ：ねじ側領
域 ＥS ：工具側領域 ｇ：外接円 ｂ：内接円
０：ソケット（ねじ締付工具） ２２：嵌合穴 ３
０、４０：トルク伝達部 ３２、４２：側部 ３４、４４：円弧部 Ｏ：中心線 ＥB ：ねじ側領
域 ＥS ：工具側領域 ｇ：外接円 ｂ：内接円
Claims (6)
- 【請求項１】 それぞれ中心線まわりに１２０°間隔で
外周側へ突き出す３つのトルク伝達部を有する三叉形状
を成していて互いに嵌合される嵌合凸部および嵌合穴か
ら成り、該嵌合凸部がねじ部材に一体に設けられるとと
もに該嵌合穴がねじ締付工具に設けられて、互いに嵌合
された状態で該ねじ締付工具が回転させられることによ
り前記トルク伝達部を介して該ねじ部材に締付トルクを
伝達するもので、前記ねじ部材はアルミニウム合金製ま
たは該アルミニウム合金と同等の強度を有する金属材料
にて構成されているねじ締付構造であって、 前記中心線と直角な断面において、外周側へ突き出す前
記トルク伝達部の内側のねじ側領域ＥB と、該中心線ま
わりにおいて該トルク伝達部の間に位置する工具側領域
ＥS との面積比ＥB ／ＥS が２．８以上であることを特
徴とするねじ締付構造。 - 【請求項２】 前記トルク伝達部は、前記中心線からの
突出方向と平行な一対の直線状の側部を有するととも
に、隣接するトルク伝達部の側部は、それぞれ一定の曲
率半径Ｒの円弧部を介して滑らかに接続されており、前
記３つのトルク伝達部の先端の外接円の直径をｇ、前記
３つの円弧部の内接円の直径をｂとした時、次式(3) を
満足するとともに、前記曲率半径Ｒは次式(4) の±１０
％の範囲内である ０．７ｇ≦ｂ ・・・(3) Ｒ＝（ｇ−ｂ）／２ ・・・(4) ことを特徴とする請求項１に記載のねじ締付構造。 - 【請求項３】 前記内接円の直径ｂは、前記外接円の直
径ｇに対して次式(5)を満足する ｂ≦０．８５ｇ ・・・(5) ことを特徴とする請求項２に記載のねじ締付構造。 - 【請求項４】 アルミニウム合金製または該アルミニウ
ム合金と同等の強度を有する金属材料にて構成されてい
るねじ部材であって、請求項１〜３の何れか１項に記載
の嵌合凸部を一体に備えていることを特徴とするねじ部
材。 - 【請求項５】 引張強度が３８０Ｎ／ｍｍ2 以上のアル
ミニウム合金製であることを特徴とする請求項４に記載
のねじ部材。 - 【請求項６】 請求項１〜３の何れか１項に記載の嵌合
穴を備えていることを特徴とするねじ締付工具。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001242094A JP3989203B2 (ja) | 2001-08-09 | 2001-08-09 | ねじ締付構造、ねじ部材、およびねじ締付工具 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001242094A JP3989203B2 (ja) | 2001-08-09 | 2001-08-09 | ねじ締付構造、ねじ部材、およびねじ締付工具 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003056534A true JP2003056534A (ja) | 2003-02-26 |
| JP3989203B2 JP3989203B2 (ja) | 2007-10-10 |
Family
ID=19072430
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001242094A Expired - Lifetime JP3989203B2 (ja) | 2001-08-09 | 2001-08-09 | ねじ締付構造、ねじ部材、およびねじ締付工具 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3989203B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007205553A (ja) * | 2006-02-06 | 2007-08-16 | Topura Co Ltd | ねじ部品及び締め付け工具 |
| JP2008284680A (ja) * | 2007-05-21 | 2008-11-27 | Acument Intellectual Properties Llc | 保持及び駆動締結具用の改良された駆動ソケットデザイン |
| JP2014524364A (ja) * | 2011-08-25 | 2014-09-22 | インファステック インテレクチュアル プロパティーズ ピーティーイー．リミテッド | テーパー状ローブを有するドライバー及び締結具 |
| DE102010035755B4 (de) * | 2010-08-28 | 2014-10-30 | Norma Germany Gmbh | Schlauchschelle mit einer Spannschraube, Spannschraube und Werkzeug zum Antreiben der Spannschraube |
-
2001
- 2001-08-09 JP JP2001242094A patent/JP3989203B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2008284680A (ja) * | 2007-05-21 | 2008-11-27 | Acument Intellectual Properties Llc | 保持及び駆動締結具用の改良された駆動ソケットデザイン |
| DE102010035755B4 (de) * | 2010-08-28 | 2014-10-30 | Norma Germany Gmbh | Schlauchschelle mit einer Spannschraube, Spannschraube und Werkzeug zum Antreiben der Spannschraube |
| JP2014524364A (ja) * | 2011-08-25 | 2014-09-22 | インファステック インテレクチュアル プロパティーズ ピーティーイー．リミテッド | テーパー状ローブを有するドライバー及び締結具 |
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|---|---|
| JP3989203B2 (ja) | 2007-10-10 |
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