JP2866462B2 - ねじ及びそれを形成するための転造ダイス - Google Patents

ねじ及びそれを形成するための転造ダイス

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JP2866462B2
JP2866462B2 JP24620390A JP24620390A JP2866462B2 JP 2866462 B2 JP2866462 B2 JP 2866462B2 JP 24620390 A JP24620390 A JP 24620390A JP 24620390 A JP24620390 A JP 24620390A JP 2866462 B2 JP2866462 B2 JP 2866462B2
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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、締付け用ねじ、特に締付け後の弛みの発生
を防止でき、逆転防止機能を有するねじ、及び、そのよ
うなねじを形成するための転造ダイスに関するものであ
る。
〔従来の技術〕
締付け用のねじは、複数の部材を簡単に結合できるこ
とから、あらゆる産業の分野に使用されている。特に、
タッピンねじは、鋼板や樹脂材に下穴を穿けるだけで、
雌ねじを形成することなく直ちにねじを締付けることが
でき、ねじ立ての手数がいらず、またタップ等の工具も
不要であるため、家電製品や自動車産業等々のかなり広
い分野で多用されている。
ところでこのようなねじは、一般に戻しのトルクが小
さく、締付け後に受ける振動等によって逆転し、弛み易
いという問題がある。
この解決方法として、ボルトとナットとを用いる場合
には、スプリングワッシャや、ダブルナット等の手段が
一般に講じられている。又、タッピンねじの場合にあっ
ては、逆転防止の座金を設けたり、接着剤を用いたりし
ている。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかし、上記に例示した従来の解決方法は、ねじと別
の部品、すなわちスプリングワッシャ、もう一つのナッ
ト、座金又は接着剤等を必要とし、しかも、締付けのた
めの作業工数も増加するので、コストアップになるとい
う問題があった。さらに、タッピンねじにあっては、雌
ねじ材の塑性変形によるねじの回転を伴わない弛みも生
じ、上記の方法では弛みを確実に防止することが出来
ず、その点でも問題があった。
本発明は上記の欠点に鑑みてなされたもので、コスト
をかけずに締付け後のねじの弛みを確実に防止できるね
じ及びそれを形成する転造ダイスを提供することを目的
としている。
〔課題を解決するための手段〕
上記の目的を達成するために、特許請求の範囲(1)
に記載された発明によるねじは、ねじ込み又は弛めのた
めのねじ頭部と、ねじ込み用の主ねじと、該主ねじのね
じ山外径より小さく、かつ相手側の下穴径より大きい外
径で主ねじと逆向きに形成した副ねじと、を有するねじ
において、該副ねじのねじ山斜面の勾配を、弛め側の方
で急とし、そして、締付け側の方で緩くすると共に、該
主ねじの断面積と該副ねじの断面積とを等しくしたこと
を特徴としている。
特許請求の範囲(2)に記載された発明によるねじ
は、副ねじの外径を下穴径とほぼ同じに、好ましくは、
若干大きくすることを特徴としている。
特許請求の範囲(3)に記載された発明によるねじ
は、主ねじと副ねじとのピッチ比を非整数に設定するこ
とを特徴としている。
特許請求の範囲(4)に記載された発明によるねじ
は、ねじをプラスチックス用とすることを特徴としてい
る。
特許請求の範囲(5)に記載された本発明によるねじ
を形成するための転造ダイスは、(イ)主ねじ用のねじ
溝と、(ロ)該主ねじ用ねじ溝とは逆向きに、かつ、浅
く形成した副ねじ用のねじ溝と、を形成した転造用ダイ
スにおいて、該副ねじのねじ山斜面の勾配を、弛め側の
方で急とし、そして、締付け側の方で緩くすると共に、
該主ねじの断面積と該副ねじの断面積とを等しくするよ
うに、副ねじ用のねじ溝を形成したことを特徴としてい
る。
〔作 用〕
ねじを締付ける際は、外径の大きい主ねじによってね
じが螺入していく。副ねじは、主ねじに対し逆向きであ
るが、その外径が主ねじより小さく、また、下穴径と同
じ、好ましくは、それより若干大きい程度であり、ねじ
山斜面の勾配が締付け側の方で緩くなっているので、楔
が圧入される感じで、副ねじの向きに逆らって進入す
る。
締付け後に、ねじに弛め方向のトルクが加わると、副
ねじには締付け方向のトルクとして作用し、しかも、ね
じ山斜面の勾配が弛め側の方で急になっているので、副
ねじが下穴に食い込む感じでねじの戻りに抵抗し、ねじ
の弛みを防止する。
下穴が穿設される締付け部材に靭性があれば、主ねじ
のねじ込みに伴う塑性変形により下穴が内側に膨らみ、
内径が小さくなるので、ねじ込み前における副ねじの径
を下穴径とほぼ同じに、好ましくは、若干大きくする
と、副ねじは下穴に食い込み、いっそうねじの弛みを防
止できる。
また、主ねじの断面積と、前記副ねじの断面積とを等
しくしたり、主ねじと副ねじとのピッチの比を、非整数
に設定することにより、転造が容易で高精度にできるよ
うになる。
〔実施例〕
以下に本発明の実施例を、タッピンねじを例にとって
図面により説明する。第1図から第3図に示すように、
本発明のタッピンねじは、軸1にねじ込み用として通常
と同様のねじである主ねじ2を形成し、これと逆向きに
副ねじ3を形成している。すなわち、主ねじ2が右ねじ
とすれば、副ねじ3は左ねじとして形成される。また、
主ねじ2と副ねじ3の外径は主ねじ2の方が大きく、副
ねじ3の外径は下穴4の径より若干大きい関係にある。
さらに、転造でねじを形成する場合、主ねじ2と副ねじ
3のピッチが等しければ、主ねじ2の断面積Sと、副ね
じ3の断面積S′とが、S=S′となるようにしておく
とよい。そして、重要なことであるが、矢符号Fで示す
主ねじ2のねじ込み方向に対し、副ねじ3の締付け側ね
じ山斜面3aの勾配αが、弛み側ねじ山斜面3bの勾配βよ
り小さく形成されている。
かかるタッピンねじを下穴4にねじ込むと、主ねじ2
が通常のタッピンねじと同様に下穴4に雌ねじ4aを立て
ながら螺入していく。
一方、副ねじ3は、外径が下穴4より若干大きく、ね
じ込み側の斜面3aの方が勾配が緩いので楔のように作用
し、自身のねじ込み方向とは逆向きに、主ねじ2のねじ
込みに伴って下穴4内に入り込み、雌ねじ4aより浅い抵
抗溝4bを形成する。上記斜面3aの作用により、ねじは通
常のタッピンねじとほぼ同等の締付けトルクを締付けで
きる。
また、下穴が穿設される締付け部材に靭性があれば、
主ねじのねじ込みに伴う靭性変形により下穴が内側に膨
らみ、内径が小さくなるので、ねじ込み前における下穴
径が、副ねじ3の外径と同じか、若干副ねじ3の外径の
方が小さくても、副ねじ3は下穴に食い込み、抵抗溝4b
を形成することができ、上記と同様にねじの弛みを防止
できる。
締付けが終わったタッピンねじに、振動等の力が加わ
り、弛み側のトルク又は、雌ねじ材の塑性変形によりね
じの自転を伴わない弛みが発生したりする。しかし、副
ねじ3のねじが逆向きだから、主ねじに加わる弛みトル
クは副ねじにとっては締付けトルクとなり、弛み側の回
転に抵抗できる。さらに、塑性変形により弛んで抜けよ
うとしても、副ねじ3の弛み側のねじ山斜面3bが下穴の
抵抗溝4b内に食い込んで抵抗するので弛みを阻止でき
る。
機器類を分解する際に、このねじを弛める必要がある
が、そのときは、ねじ頭部1aの溝1bにドライバを差し込
み、急勾配のねじ山斜面3bの抵抗力を越えるトルクで回
してやれば、ねじを取り外すことができる。このときの
トルクは、雌ねじ材に対して適当な副ねじ3の形状を設
定することにより、締付けトルクとほぼ同程度にするこ
とができる。
このような、弛み側のトルクの上昇は、ねじがどの位
置にあっても発揮でき、ねじの締付けを途中で止めても
簡単には弛まないことになる。
又、通常のタッピンねじが抱える問題として、下穴4
側に形成される雌ねじが破断され易く、いわゆるねじが
バカになり易いという問題がある。これに対し、本発明
のタッピンねじであれば、ねじを締める際に副ねじ3の
進入によってねじ山斜面3aが雌ねじ4aの溝を押して狭く
するので、雌ねじの破断を防止し、バカになりにくくな
って繰り返し使用できる回数が増加する。
この場合、副ねじ3の頂部が、第3図に示すように丸
みを持っていれば、下穴4に傷を付けることを最小限度
に抑えることができ、使用回数をさらに伸ばすことがで
きる。
なお、ねじ山の斜面は、平面の方が楔や弛み防止とし
て作用し易いが、上記の作用が可能であれば曲面として
もよい。
又、以上のねじの構成はタッピンねじに限定されるこ
となく、他の締付け用ねじ全般にも適用可能であるが、
特に、タッピンねじを自動車、家電等のプラスチック素
材に使用する場合に非常に効果的となる。
上記第1図の実施例では、主ねじ2と副ねじ3のピッ
チが同一になっている。この場合、左右ねじの交叉部
が、ねじの円周方向の同一方向に直線的に並び、ねじの
軸方向に投影した形状が楕円ないし小判型になり易い。
そこで、これを防止するために、第3図の実施例では、
左右ねじのピッチの比を非整数としている。これによっ
て、主ねじ山と副ねじ山との交点はねじ軸と平行になら
ず、ねじの軸方向に投影した形状は円になる。なお、こ
のとき副ねじ3のピッチの方を粗くすると、楔としては
より一層入り易く効果的といえる。
なお、これまでの説明からも明らかであるが、主ねじ
及び副ねじの条数はそれぞれ任意に選択できる。又、本
発明のねじは、軸1の横断面形状が円形のものに限定さ
れるものではなく、四角断面や三角断面など非円形断面
のねじにも適用できるものである。
第4図及び第5図はタッピンねじの製造に使用される
転造用の平ダイスを示す。第4図は、移動側の平ダイス
5で、表面には左右のねじ溝が交叉状態に形成されてい
る。ねじ溝は、ダイス5の左側に食いつき5aが形成さ
れ、右側は所定の外径に形成するための平行部5bとなっ
ている。
第5図は、固定側の平ダイス6で、移動ダイスと同様
に食いつき部6aと、平行部6bの他に、仕上げ側に逃げ部
6cが形成されている。
第6図は上記の平ダイスの断面図である。主ねじ用の
ねじ溝7が深く、副ねじ用のねじ溝8は浅く形成され、
副ねじの外径が主ねじより小さくなるようにしている。
また、副ねじ用のねじ溝8の勾配は、上述した本発明の
ねじを形成できるように弛め側が急で、締付け側が緩く
なるようにしている。そして、主ねじと副ねじとが同一
のピッチの場合は、主ねじ2用のねじ溝7と、副ねじ3
用のねじ溝8は常に同一の間隔となる。
これら固定側、移動側ダイス5及び6を食いつき部5
a,6aが相互に反対になるように向かい合わせ、両者の間
に図示しないねじ素材を挟んでもめば、本発明の左右ね
じが形成できる。
第7図は、主ねじと副ねじのビッチ比が非非整数に設
定された場合の断面を示す。主ねじ2用のねじ溝7と、
副ねじ3用のねじ溝8との間隔は1ピッチ毎に少しづつ
ずれていくので、ねじ転造の際ねじ素材が円滑に転動
し、高精度な転造が容易になる。
第8図は、主ねじ溝7の二つおきに副ねじ溝8一つが
形成された実施例を示す。副ねじ3のピッチが主ねじ2
のピッチの2倍になっており、例えば、主ねじが2条ね
じで副ねじ3が1条ねじの場合を示している。
上記転造ダイスの構成は、平ダイスのみならず、ロー
ラダイスや扇型ダイス等にも適用できることは自明と言
える。
〔発明の効果〕
特許請求の範囲(1)に記載された発明のねじによれ
ば、コストをかけずに締付け後の弛みを確実に防止す
ることができ、たとえ、ねじの締付けを途中で止めても
この効果を維持することができ、雌ねじの破断を防止
してその繰り返し使用回数を増加させることができ、し
かも、ねじを形成するための転造をいったそう容易に
且つ高精度に行うこともできる。
特許請求の範囲(2)に記載された発明のねじによれ
ば、副ねじが下穴に食い込み、弛みをいっそう防止する
ことができる。
特許請求の範囲(3)に記載された発明のねじによれ
ば、ねじを形成するための転造をいっそう容易に且つ高
精度に行うことができる。
特許請求の範囲(4)に記載された発明のねじによれ
ば、そのねじで自動車、家電等のプラスチック素材を固
定すると、締付け後の弛みをいっそう効果的に防止する
ことができる。
特許請求の範囲(5)に記載された発明の転造ダイス
によれば、コストをかけずに締付け後の弛みを確実に
防止することができ、たとえ、ねじの締付けを途中で止
めてもこの効果を維持することができ、そして、雌ね
じの破断を防止してその繰り返し使用回数を増加させる
ことができる、ねじを形成する転造ダイスの提供を可能
とし、しかも、ねじを形成するための転造をいっそう
容易に且つ高精度に行うことができる転造ダイスの提供
を可能とする。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のねじの上面図、 第2図は第1図のA−A断面図、 第3図は本発明のねじが下穴にねじ込まれた状態を示す
断面図、 第4図は転造用の移動側平ダイスの図で、(a)は正面
図、(b)は上面図、(c)は側面図、 第5図は固定側平ダイスの図で、(a)は正面図、
(b)は上面図、(c)は側面図、 第6図は第4図のX−X断面図で、主ねじと副ねじとの
ピッチが等しい場合、 第7図は同じく第4図のX−X断面図で、主ねじと副ね
じとのピッチが相違する場合、 第8図は副ねじのピッチが主ねじの2倍になる場合の第
4図のX−X断面図である。 1……ねじ軸、2……主ねじ、3……副ねじ、3a,3b…
…副ねじのねじ山斜面、4……下穴、5,6……平ダイ
ス、7……主ねじ用ねじ溝、8……副ねじ用ねじ溝。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平1−216110(JP,A) 特公 昭47−39382(JP,B1) 実公 昭43−21692(JP,Y1) 特許81837(JP,C2) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F16B 39/30

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ねじ込み又は弛めのためのねじ頭部と、ね
    じ込み用の主ねじと、該主ねじのねじ山外径より小さ
    く、かつ相手側の下穴径より大きい外径で主ねじと逆向
    きに形成した副ねじと、を有するねじにおいて、該副ね
    じのねじ山斜面の勾配を、弛め側の方で急とし、そし
    て、締付け側の方で緩くすると共に、該主ねじの断面積
    と該副ねじの断面積とを等しくしたことを特徴とするね
    じ。
  2. 【請求項2】副ねじの外径を下穴径とほぼ同じに、好ま
    しくは、若干大きくすることを特徴とする請求項1記載
    のねじ。
  3. 【請求項3】主ねじと副ねじとのピッチ比を非整数に設
    定することを特徴とする請求項1又は2記載のねじ。
  4. 【請求項4】ねじをプラスチックス用とすることを特徴
    とする請求項1,2又は3記載のねじ。
  5. 【請求項5】(イ)主ねじ用のねじ溝と、(ロ)該主ね
    じ用ねじ溝とは逆向きに、かつ、浅く形成した副ねじ用
    のねじ溝と、を形成した転造用ダイスにおいて、該副ね
    じのねじ山斜面の勾配を、弛め側の方で急とし、そし
    て、締付け側の方で緩くすると共に、該主ねじの断面積
    と該副ねじの断面積とを等しくするように、副ねじ用の
    ねじ溝を形成したことを特徴とするねじを形成するため
    の転造ダイス。
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