JP2005163834A

JP2005163834A - ねじ部材及びこれを用いた連結具

Info

Publication number: JP2005163834A
Application number: JP2003400402A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Ogawa; 裕史小川
Original assignee: Yamaha Corp
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 2003-11-28
Filing date: 2003-11-28
Publication date: 2005-06-23
Also published as: US20050116467A1; DE102004056351A1; CN1295445C; CN1621701A; TW200526879A; TWI286590B; CN2784650Y

Abstract

【課題】意図的な外力を付与することなく緩みが発生することを回避でき、締め付けトルクを適度に安定して生じさせるようにすること。
【解決手段】雌ねじ１１と、この雌ねじ１１に螺合するとともに、合成樹脂により一体成形された雄ねじ２１とにより連結具１０が構成されている。雄ねじ２１の谷底部２７側には、雌ねじ１１のねじ山１４に干渉する***部３１が一体に形成されている。***部３１は、雄ねじ２１の周方向に沿う一部領域に谷底部２７を盛り上げるように設けられ、各ねじ１１，２１を螺合したときに、雌ねじ１１のねじ山１４により削られたり、弾性変形したりするようになっている。
【選択図】図３

Description

本発明は、ねじ部材及びこれを用いた連結具に係り、更に詳しくは、ねじ部材の緩みを防止することができ、締め付けに要するトルクを確保することのできるねじ部材及びこれを用いた連結具に関する。

従来より、相互に螺合する雌ねじ及び雄ねじの緩みを防止する構造として、例えば、ばね座金を用いた構造（従来構造１）、雄ねじと雌ねじとを接着剤を用いて固定する構造（従来構造２）、雄ねじの外周面にナイロン系の樹脂材（セルフロッキング材）をコーティングする構造（従来構造３、特許文献１参照）が広く利用されている。
ところが、従来構造１にあっては、雄ねじのねじ頭と雌ねじの端面とにより、ばね座金を挟むまで各ねじを締め付けなければ緩みを回避することができず、しかも、雄ねじにねじ頭が設けられていない場合にはばね座金を利用することが不可能となる。これにより、
また、従来構造２にあっては、接着剤の硬化後に、各ねじに大きいトルクを加えて接着剤を剥離すると、接着剤が緩み止めとして作用しなくなる。
更に、従来構造３では、樹脂材をコーティングするための別工程が必要となる他、雄ねじから樹脂材が剥離し易くなり、結果として各ねじの緩みを回避できなくなる。
このように、従来構造１〜３では、緩み止めとして作用させる際に種々の問題があり、締め付けトルクを十分に生じさせ、雄ねじの軸方向移動を規制した状態で使用する調整ねじとして用いるには不向きとなる。
ここで、前記調整ねじとして利用可能な構造として、以下に述べる従来構造４〜６が知れている。

従来構造４では、雄ねじの外周面側に溝状の受容部を形成し、当該受容部内にねじ山より高い高さを有する樹脂片が装着されている。樹脂片は、各ねじを螺合させたときに、雌ねじのねじ山によって凹むように弾性変形され、当該ねじ山に食い込むようになっている。
従来構造５では、雄ねじの全体において、その谷径を規格寸法より大きくしたものであり、雄ねじのねじ溝の谷底側に雌ねじのねじ山の頂部側を食い込ませて緩み防止を図っている。
従来構造６では、金属からなる雄ねじの全体において、その外径を規格寸法より大きくしたものであり、雄ねじにおけるねじ山の頂部側が雌ねじのねじ溝の谷底側を削るようにして食い込んでいる。

特開平１１−５１０３２号公報

しかしながら、従来構造４にあっては、樹脂片を装着するための工程が別途必要となって製造工程が複雑になる他、受容部から樹脂片が不用意に抜け落ちてしまうという不都合を生じる。
また、従来構造５にあっては、雌ねじのねじ山の高さのばらつき等により当該ねじ山の喰い込み量が変化し、雌ねじの加工精度が低下すると、締め付けトルクを安定して生じさせることができなくなるという不都合がある。
しかも、雄ねじの谷径が一様に大きく形成されるため、各ねじを螺合させたときに、これらのねじ山を形成する斜面が相互に接触しなくなる傾向が強く、ねじ山同士の噛み合いが不十分となる。これにより、雄ねじのねじ山が雌ねじのねじ山を乗り越えて雄ねじが軸方向に移動し易くなり、各ねじによる連結力が低下するという不都合もある。
更に、従来構造６では、雌ねじの加工精度が低下すると、雄ねじにおけるねじ山の頂部側と雌ねじの谷底側との密着する面積が拡大する場合があり、この結果、各ねじ同士の摩擦抵抗が増大して締め付けトルクが大きくなり過ぎてしまうという不都合を招来する。

［発明の目的］
本発明は、このような不都合に着目して案出されたものであり、その目的は、簡単に製造できる他、意図的な外力を付与することなく緩みが発生することを回避できるとともに、締め付けトルクを適度に安定して生じさせるねじ部材及びこれを用いた連結具を提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明は、成形加工により得られる合成樹脂製のねじ部材の谷底部側に***部を一体に形成し、当該***部は、ねじ部材の周方向に沿う一部領域に形成される、という構成を採っている。

また、本発明の連結具は、第１のねじ部材と、この第１のねじ部材に螺合するとともに、成形加工により得られる合成樹脂製の第２のねじ部材とからなる連結具であって、
前記第２のねじ部材の谷底部側に、第１のねじ部材のねじ山に干渉する***部が一体に形成され、当該***部は、第２のねじ部材の周方向に沿う一部領域に形成される、という構成が採用されている。

本発明において、前記***部の最大高さをｈ１とする一方、第１のねじ部材のねじ山の高さをｈ２としたときに、
ｈ１／ｈ２が０．３以上、１．０以下に設定される、という構成を採ることができる。

また、前記***部の外面は、前記周方向中央部が最大高さとなる曲面形状に設けられる、という構成も好ましくは採用される。

本発明によれば、例えば、第１のねじ部材を雌ねじとし、第２のねじ部材を雄ねじとした場合、雄ねじに形成された***部が雌ねじのねじ山に部分的に干渉して当該ねじ山形状に沿って削られたり、弾性変形したりすることとなる。従って、雄ねじにおける***部が形成されていない領域のねじ山の傾斜面が、雌ねじのねじ山の傾斜面に押し付けられるように噛み合い、雌ねじのねじ山高さ等の寸法精度が低下しても、締め付けトルクを安定して生じさせることができる。これにより、各ねじ間の緩みを効果的に防止することができ、調整ねじとして難なく利用することが可能となる。更に、***部の前記周方向に沿う幅が異なる複数の雄ねじを用意することにより、締め付けトルクを調整することが可能となり、これによっても、締め付けトルクの安定化を図ることができる。また、ねじ山の噛み合い状態が良好に保たれるので、従来構造５のような不都合を解消して各ねじの連結力を十分に維持することもできる。しかも、***部が谷底部側に一体に形成されるので、雄ねじから***部が脱落する虞を排除できるばかりでなく、成形型等を用いて***部を精度良く容易に製造することが可能となる。
また、***部の外面を曲面としたから、第２のねじ部材のねじ山に***部を干渉させる初期状態において、当該干渉による抵抗を軽減することができ、各ねじ部材をスムースに相対回転させて螺合させることができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

図１には、本発明に係る連結具の概略正面図が示され、図２には、図１の平面図が示されている。これらの図において、連結具１０は、図１中左側に位置する第１のねじ部材としての雌ねじ１１と、この雌ねじ１１に螺合するとともに、同図中右側に位置する第２のねじ部材としての雄ねじ２１とからなっている。

前記雌ねじ１１は、ＪＩＳ規格等の公知のねじと同様に形成され、本実施形態では、洋白や真鍮等の金属からなる板状部材にねじ穴加工を施すことにより構成されている。雌ねじ１１は、図３に示すように断面視したときに、その中心軸方向に沿って複数のねじ山１４を備えており、各ねじ山１４は雌ねじ１１の前記中心軸側に向かって突出するように形成されている。ねじ山１４は、頂部１５と、この頂部１５の図３中左右両端側に連なって末広がり状に形成される傾斜面部１６と、隣接するねじ山１４の各傾斜面部１６の裾側間を連結する谷底部１７とを備えた形状とされ、各ねじ山１４の間にねじ溝１９をそれぞれ形成するようになっている。

前記雄ねじ２１は、本実施形態では、強化剤としてガラス繊維を混入したナイロン系樹脂等、雌ねじ１１より硬度の低い合成樹脂を用い、射出成形等の成形法により成形加工された六角ボルトにより構成されている。雄ねじ２１は、ねじ頭２２と、このねじ頭２２に連なるとともに、先端側が次第に先細となる形状を備えたねじ軸２３とからなっており、ねじ軸２３は、図３に示すように断面視したときに、外向きに突出する複数のねじ山２４を備えている。ねじ山２４は、雌ねじ１１のねじ山１４の突出方向を逆向きに変えるように形成されており、雌ねじ１１のねじ山１４と同様に、頂部２５、傾斜面部２６及び谷底部２７を備えた形状とされ、各ねじ山２４の間にねじ溝２９をそれぞれ形成するようになっている。
ここで、前記谷底部２７側であって、ねじ軸２３の周方向に沿う一部領域には、谷底部２７を盛り上げるように形成された複数の***部３１が一体に設けられている。

前記各***部３１は、ねじ軸２３の図１中上端側に設けられ、ねじ軸２３の先端から複数ピッチ隔てた位置からねじ頭２２側に軸方向に沿うように形成されている。図４に示されるように、***部３１の外面は、周方向中央部が最大高さｈ１となる略かまぼこ状の曲面形状に設けられている。前記最大高さｈ１は、雌ねじ１１のねじ山１４の高さをｈ２（図３参照）としたときに、以下の式の範囲となるように設定されている。
０．３≦（ｈ１／ｈ２）≦１．０
これにより、図５に示されるように、雌ねじ１１と雄ねじ２１を螺合させたときに、***部３１が雌ねじ１１におけるねじ山１４の頂部１５側に干渉し、且つ、当該干渉によって***部３１がねじ山１４の形状に沿って無理なく削られたり、弾性変形したりして各ねじ１１，２１の不用意な緩みを防止するようになっている。前記ｈ１／ｈ２が０．３より小さいと、雌ねじ１１の寸法誤差等によって当該雌ねじ１１のねじ山が干渉しなくなる虞がある一方、ｈ１／ｈ２が１．０より大きいと、雌ねじ１１内に雄ねじ２１のねじ軸２３が入り難く、***部３１が削られる分が増えるだけ締め付けトルクが増す一方、***部３１が削られた後の緩み防止効果は一定になる。なお、ｈ１／ｈ２は、好ましくは、以下の範囲に設定される。
０．８≦（ｈ１／ｈ２）≦１．０
また、***部３１の周方向に沿う幅Ｗは、雄ねじ２１の谷底部２７側の直径Ｄ（谷径）に対し、以下の式の範囲となるように設定されている。
０．３≦（Ｗ／Ｄ）≦（π／２）
この範囲で前記幅Ｗを変化させることにより、前記頂部１５と***部３１との摩擦抵抗力を増減させ、雄ねじ２１の締め付けトルクを調整することが可能となる。

以上の構成において、雌ねじ１１及び雄ねじ２１を螺合させる場合、ねじ軸２３の先端側を雌ねじ１１の内側に挿入した後、ねじ頭２２を介して雄ねじ２１に締め付けトルクを付与すればよい。このとき、雌ねじ１１のねじ山１４の頂部１５側と***部３１とが干渉し、図５に示されるように、雌ねじ１１のねじ山１４の頂部１５側によって、***部３１が弾性変形若しくは削られ、ねじ山１４の頂部１５側が***部３１に食い込むようになる。この状態において、雄ねじ２１の***部３１の形成されていない領域、特に、***部３１の形成位置の径方向反対側において、雄ねじ２１の傾斜面部２６が雌ねじ１１の傾斜面部１６に押し付けられ、これらの密着性が高まって各ねじ１１，２１のねじ山１４，２４同士の噛み合い状態をしっかりと保つことができ、締め付けトルクを適度に発生させることが可能となる。

従って、このような実施形態によれば、雄ねじ２１の軸方向に沿って***部３１を一体に設けたので、***部３１が雌ねじ１１のねじ山１４に干渉する状態で、雄ねじ２１を締め付けたり、逆にゆるめたりしても、締め付けトルクを十分に確保でき、雄ねじ２１の軸方向移動が安定して規制される調整ねじとして用いることが可能となる。
また、ねじ軸２３の先端を先細形状としたので、雌ねじ１１内にねじ軸２３を無理なく挿入することができる。更に、***部３１がねじ軸２３の先端から複数ピッチの領域に形成されていないので、当該領域が、雌ねじ１１のねじ山１４に***部３１が干渉するまで、雄ねじ２１の締め付けトルク極めて小さい状態で回転させるガイドとして作用することとなる。
また、雄ねじ２１の周方向に沿う一部領域に***部３１が形成されるので、***部３１が変形等するときに、***部３１の周方向両側（図４中左右両側）のねじ溝２９が変形代として作用し、***部３１周辺の内部応力を軽減して無理なく変形させることができる。

本発明を実施するための最良の構成、方法などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。
すなわち、本発明は、特定の実施の形態に関して特に図示し、且つ、説明されているが、本発明の技術的思想及び目的の範囲から逸脱することなく、以上に述べた実施例に対し、形状、位置若しくは方向、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。

例えば、前記実施形態において、図３に示されるように、ねじ軸部２３の周方向に沿う一箇所位置に***部３１を設けたが、図６及び図７に示されるように、前記周方向に沿って約１８０度若しくは約１２０度間隔毎に設ける構成としてもよい。この際、各***部３１の幅の総和（図６の構成ではＷ１＋Ｗ２＝Ｗ、図７の構成ではＷ１＋Ｗ２＋Ｗ３＝Ｗとする）が、以下の式の範囲となるように設定されている。
０．３≦（Ｗ／Ｄ）≦（π／２）
また、***部３１は、図８に示されるように、螺旋状に延びるねじ溝２９の延出方向に沿って不連続となるように複数設ける構成としてもよい。

また、***部３１を雄ねじ２１に設けた場合を図示、説明したが、これに限られるものでなく、雌ねじ１１の谷底部１７に***部３１を設けた構成とする設計変更も可能である。このとき、***部３１の最大高さは、雌ねじ１１のねじ山１４の高さｈ２に代えて、雄ねじ２１のねじ山２４の高さとの間で前述した関係により設定されるとともに、雌ねじ１１が合成樹脂とされる一方、雄ねじ２１が金属製とされる。

更に、前記実施形態では、第１のねじ部材を、板状部材にねじ穴加工した雌ねじ１１としたが、六角ナット等のナット部材により構成してもよく、また、第２のねじ部材は、六角ボルトに限られず、スクリュードライバを挿入する穴若しくは溝が形成されたねじ頭２２を有するねじ部材としたり、ねじ頭２２が設けられていない止めねじタイプとしてもよい。

本発明は、異なる二部材を連結したり、調整ねじとして利用することができる。

実施形態に係る連結具の概略正面図。図１の平面図。図１のＡ部及びＢ部の拡大正面断面図。図１のＣ−Ｃ線に沿う拡大端面図。雄ねじ及び雌ねじを螺合させた状態の拡大正面断面図。変形例に係る雄ねじの図４と同様の端面図。他の変形例に係る雄ねじの図４と同様の端面図。更に他の変形例に係る雄ねじの正面図。

符号の説明

１０・・・連結具、１１・・・雌ねじ（第１のねじ部材）、１４・・・ねじ山、２１・・・雄ねじ（第２のねじ部材）、２７・・・谷底部、３１・・・***部

Claims

成形加工により得られる合成樹脂製のねじ部材の谷底部側に***部を一体に形成し、当該***部は、ねじ部材の周方向に沿う一部領域に形成されていることを特徴とするねじ部材。
第１のねじ部材と、この第１のねじ部材に螺合するとともに、成形加工により得られる合成樹脂製の第２のねじ部材とからなる連結具であって、
前記第２のねじ部材の谷底部側に、第１のねじ部材のねじ山に干渉する***部が一体に形成され、当該***部は、第２のねじ部材の周方向に沿う一部領域に形成されていることを特徴とする連結具。
前記***部の最大高さをｈ１とする一方、第１のねじ部材のねじ山の高さをｈ２としたときに、
ｈ１／ｈ２が０．３以上、１．０以下に設定されていることを特徴とする請求項２記載の連結具。
前記***部の外面は、前記周方向中央部が最大高さとなる曲面形状に設けられていることを特徴とする請求項２又は３記載の連結具。