JP4085054B2 - 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 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4085054B2 JP4085054B2 JP2003500432A JP2003500432A JP4085054B2 JP 4085054 B2 JP4085054 B2 JP 4085054B2 JP 2003500432 A JP2003500432 A JP 2003500432A JP 2003500432 A JP2003500432 A JP 2003500432A JP 4085054 B2 JP4085054 B2 JP 4085054B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- screw
- center line
- screw member
- tightening
- convex portion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 22
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 13
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 claims description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000005242 forging Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 230000009897 systematic effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25B—TOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING OR HOLDING
- B25B13/00—Spanners; Wrenches
- B25B13/02—Spanners; Wrenches with rigid jaws
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25B—TOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING OR HOLDING
- B25B13/00—Spanners; Wrenches
- B25B13/02—Spanners; Wrenches with rigid jaws
- B25B13/06—Spanners; Wrenches with rigid jaws of socket type
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25B—TOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING OR HOLDING
- B25B13/00—Spanners; Wrenches
- B25B13/02—Spanners; Wrenches with rigid jaws
- B25B13/06—Spanners; Wrenches with rigid jaws of socket type
- B25B13/065—Spanners; Wrenches with rigid jaws of socket type characterised by the cross-section of the socket
-
- 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
- F16B23/00—Specially shaped nuts or heads of bolts or screws for rotations by a tool
- F16B23/0007—Specially shaped nuts or heads of bolts or screws for rotations by a tool characterised by the shape of the recess or the protrusion engaging the tool
-
- 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
- F16B23/00—Specially shaped nuts or heads of bolts or screws for rotations by a tool
- F16B23/0061—Specially shaped nuts or heads of bolts or screws for rotations by a tool with grooves, notches or splines on the external peripheral surface designed for tools engaging in radial direction
-
- 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
- F16B23/00—Specially shaped nuts or heads of bolts or screws for rotations by a tool
- F16B23/0092—Specially shaped nuts or heads of bolts or screws for rotations by a tool with a head engageable by two or more different tools
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S411/00—Expanded, threaded, driven, headed, tool-deformed, or locked-threaded fastener
- Y10S411/919—Screw having driving contacts
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S81/00—Tools
- Y10S81/07—Bicycle spoke or nipple wrench
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Dowels (AREA)
- Details Of Spanners, Wrenches, And Screw Drivers And Accessories (AREA)
- Connection Of Plates (AREA)
- Golf Clubs (AREA)
Description
本発明はねじ締付構造に係り、特に、ねじ部材を小型で軽量化できるねじ締付構造に関するものである。
背景技術
ねじ締結に関しては、従来六角頭が一般に広く用いられているが、六角頭の駆動角α(図10参照)は60°で余分な分力が発生するため、頭部径や頭の高さを小さくして小型化することが困難であった。図10において、駆動角αは、六角頭100に締付トルクが伝達される着力点Q(六角形の頂点)において、ねじ締付工具から加えられる面直角力Nと、締め付けに有効な締付力Fとの間の角度のことで、六角頭100の場合は60°になり、締付トルクTは締付力Fおよび半径寸法rを用いて次式(1)で表される。この時、六角頭100には次式(2)から明らかなように締付力Fの2倍の面直角力Nが着力点Qに加えられることになり、その半径方向の拡張反力Eは次式(3)から明らかなように、締付力Fの約1.7倍になる。そして、締付トルクTを維持しながら半径寸法rを小さくすると、それに反比例して締付力Fを大きくする必要があるため、面直角力Nや拡張反力Eが更に大きくなり、ねじ締付工具の回転に必要な回転操作力が大きくなるとともに、着力点Qすなわち六角頭100の角部が潰れる可能性がある。
このため、例えばJIS B1180の「六角ボルト」やJIS B1189の「フランジ付き六角ボルト」では、図11、図12に示す六角頭の各部の寸法s、e、k(何れもmm)について、図13に示すようにねじの径寸法(呼び)に応じて細かく規定している。これ等の規定について、六角頭の外接円の直径eおよび高さ寸法kとねじの外径d(mm)との関係(割合)を調べた結果が、図13の「e/d」欄、「k/d」欄の値で、直径eは1.55d以上であり、高さ寸法kは0.6d以上である。
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、同等以上の締付トルクを確保しつつねじ部材を小型で軽量化できるねじ締付構造を提供することにある。
発明の開示
かかる目的を達成するために、第1発明は、ねじ部材およびそのねじ部材を締め付けるねじ締付工具の一方および他方に設けられているとともに、それぞれ中心線まわりに等角度間隔で外周側へ突き出す複数のトルク伝達部を有して互いに嵌合される嵌合穴および嵌合凸部から成り、前記ねじ締付工具がその中心線まわりに回転させられることによりそのトルク伝達部を介して前記ねじ部材に締付トルクを伝達するねじ締付構造であって、(a)前記トルク伝達部は、前記中心線と直角な断面形状において接線がその中心線を通る直線と略一致する係合部を有し、その係合部を介してトルク伝達が行われる一方、(b)そのトルク伝達部の外周側部分は、平面視において前記中心線を中心とする扇形状を成しており、且つ前記嵌合凸部において周方向に隣接するそのトルク伝達部間の溝形状は5角形、または滑らかに湾曲した底部を有するU字形状であることを特徴とする。
第2発明は、ねじ部材およびそのねじ部材を締め付けるねじ締付工具の一方および他方に設けられているとともに、それぞれ中心線まわりに等角度間隔で外周側へ突き出す複数のトルク伝達部を有して互いに嵌合される嵌合穴および嵌合凸部から成り、前記ねじ締付工具がその中心線まわりに回転させられることによりそのトルク伝達部を介して前記ねじ部材に締付トルクを伝達するねじ締付構造であって、(a)前記トルク伝達部は、前記中心線と直角な断面形状において接線がその中心線を通る直線と略一致する係合部を有し、その係合部を介してトルク伝達が行われる一方、(b)前記ねじ部材はおねじを有するもので、前記嵌合凸部はそのねじ部材に設けられており、その嵌合凸部の最大径寸法Dmax、最小径寸法Dmin、およびその嵌合凸部の前記中心線と平行な方向の高さ寸法kは、それぞれそのおねじの外径dに対して次式(4)、(5)、(6)を満足することを特徴とする。
また、第3発明は、ねじ部材およびそのねじ部材を締め付けるねじ締付工具の一方および他方に設けられているとともに、それぞれ中心線まわりに等角度間隔で外周側へ突き出す複数のトルク伝達部を有して互いに嵌合される嵌合穴および嵌合凸部から成り、前記ねじ締付工具がその中心線まわりに回転させられることによりそのトルク伝達部を介して前記ねじ部材に締付トルクを伝達するねじ締付構造であって、(a)前記トルク伝達部は、前記中心線と直角な断面形状において接線がその中心線を通る直線と略一致する係合部を有し、その係合部を介してトルク伝達が行われる一方、(b)前記ねじ部材はおねじを有するもので、前記嵌合凸部はそのねじ部材に設けられており、その嵌合凸部の最大径寸法Dmaxおよび最小径寸法Dminは、何れもそのおねじの外径dより小さいことを特徴とする。
なお、接線と中心線を通る直線とが略一致する場合は、それ等の交差角が±3°以下であることを意味しており、トルク伝達部の少なくとも一部にそのような係合部が設けられておれば良い。但し、接線と中心線を通る直線とが完全に一致することが理想的で、それ等の交差角が±1°以下であることが望ましい。
第7発明は、第1発明〜第3発明のねじ締付構造において、前記係合部は、前記接線方向において所定の寸法を有する平坦面であることを特徴とする。
第8発明はねじ部材に関するもので、第1発明に記載の嵌合穴または嵌合凸部を備えていることを特徴とする。
第9発明はねじ部材に関するもので、おねじを有するとともに第2発明または第3発明に記載の嵌合凸部が設けられていることを特徴とする。
第10発明はねじ締付工具に関するもので、第1発明に記載の嵌合穴または嵌合凸部を備えていることを特徴とする。
このようなねじ締付構造においては、外周側へ突き出す複数のトルク伝達部が、中心線と直角な断面形状において接線がその中心線を通る直線と略一致する係合部を有し、その係合部を介してトルク伝達が行われるため、前記駆動角αが略0°になって面直角力Nと締付力Fとが略一致するようになるとともに、拡張反力Eが略0になる。このため、前記図10に示す六角頭の場合に比較して面直角力Nが小さくなり、ねじ締付工具に加える回転操作力やトルク伝達部に作用する負荷が小さくなるとともに、係合部の圧潰などを回避しつつ所定の締付トルクを確保しながら径寸法を小さくしてねじ部材などの軽量化、小型化を図ることができる。
第7発明では、前記接線方向に所定の寸法を有する平坦面、すなわち中心線を略通る直線に沿って平坦な係合部が設けられているため、締付力Fが分散されて面圧が小さくなり、更に軽量化、小型化を図ることができる。
第2発明では、おねじを有するねじ部材に設けられた嵌合凸部の最大径寸法Dmax、最小径寸法Dmin、および高さ寸法kがそれぞれ前記(4)式、(5)式、(6)式を満足するため、従来の六角頭に比較してトルク伝達部の圧潰や破断などを回避しつつおねじの外径dに対して嵌合凸部が小さくなり、ねじ部材が小型で軽量になる。
第8発明のねじ部材および第10発明のねじ締付工具は、実質的に前記第1発明と同様の作用効果が得られ、第9発明のねじ部材は実質的に前記第2発明または第3発明と同様の作用効果が得られる。
ここで、ねじ締付構造は、六角ボルトなどのようにねじ部材側に嵌合凸部が設けられ、ねじ締付工具側に嵌合穴が設けられるが場合が多いが、ねじ部材側に嵌合穴(リセス)を設けるとともにねじ締付工具側に嵌合凸部(羽根部)を設けることもできる。それ等の嵌合穴および嵌合凸部は、軸方向に略平行に設けることも可能であるが、鍛造成形性、嵌合容易性などの点で中心線に対して傾斜する傾斜部や面取部などを設けることもできる。
嵌合凸部および嵌合穴の外周側へ突き出すトルク伝達部の数は、一般に5個或いは6個が適当であるが、4個以下や6個以上とすることも可能である。
中心線と直角な断面形状において接線が中心線を通る直線と略一致する係合部は、第2発明のように接線方向に所定の寸法を有する平坦面とすることが望ましく、例えば断面形状において外周側から略中心線に向かう直線状の一対の側壁面を係合部として備えているトルク伝達部が好適に用いられるが、円弧形状に湾曲している側壁面の一部の接線が中心線を通る直線と略一致する場合であっても良い。
第3発明では、最小径寸法Dminは勿論最大径寸法Dmaxについても外径dより小さいが、その場合は、所定の破断強度が得られるように高さ寸法kを必要に応じて0.45d以上とすれば良い。
第2発明で、最大径寸法Dmaxを1.5d以下にするとともに、高さ寸法kを0.45dより小さくしたのは、従来の六角ボルトの場合より小さくする趣旨で、高さ寸法kを0.3d以上としたのは、締付時におけるおねじ部分の破断強度より頭部すなわち嵌合凸部の破断強度の方が大きくなるようにするためである。
また、好適には、前記嵌合凸部は前記ねじ部材に設けられ、前記中心線まわりにおけるその嵌合凸部の前記トルク伝達部の角度をθ1、隣接するトルク伝達部の間の角度をθ2とした時、次式(7)を満足することが望ましい。すなわち、ねじ締付工具の材質は、例えばJIS B4636「ソケットレンチ−ソケット」では、JIS G4105のSCM435または同等以上の材料とすることが規定されている一方、ねじ部材の材質は一般に強度区分8.8に属するものが広く用いられており、SCM435は強度区分10.9に属し、その引張強度は1040N/mm2程度であるのに対し、強度区分8.8のねじ類の引張強度は800N/mm2程度であるため、(7)式を満足するようにすれば、ねじ部材側のトルク伝達部の破断が好適に防止されるのである。なお、上記「強度区分」は、JIS B1051の「鋼製のボルト・小ねじの機械的性質」に規定の強度区分のことで、以後の説明も同じである。
1.3≦θ1/θ2≦1.4 ・・・(7)
発明を実施するための最良の形態
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、本発明の一実施例であるねじ部材10を示す図で、(a)は頭部12側から見た平面図、(b)は(a)におけるB−B断面図であり、頭部12に連続して中心線Oと同心におねじ14が一体に設けられており、図2に示すねじ締付工具30のソケット部32が頭部12に嵌合されて中心線Oまわりに回転させられることにより、おねじ14が締め付けられ、或いは緩められる。頭部12は嵌合凸部に相当し、中心線Oまわりに等角度間隔すなわち60°間隔で6個のトルク伝達部16が外周側へ突き出すように設けられており、そのトルク伝達部16の外周側部分は、図1(a)の平面視において中心線Oを中心とする扇形状を成し、外周縁から中心線Oに向かう直線状の一対の側壁面18が係合部として設けられている。側壁面18は、中心線Oを通る直線との交差角が略0°、すなわち本実施例では±1°以下である。頭部12の外周形状は中心線Oと平行に設けられていて、図1(a)の平面視の形状は、中心線Oと直角な断面形状と一致し、側壁面18は中心線Oと平行な平坦面である。なお、隣接するトルク伝達部16の側壁面18は、内側へ対称的に傾斜する一対の平坦な傾斜面20を介して互いに接続されており、トルク伝達部16の間には5角形の溝22が設けられている。
そして、頭部12の最大径寸法Dmax、最小径寸法Dmin、および高さ寸法kは、それぞれおねじ14の外径dに対して前記(4)式、(5)式、(6)式を満足するように設定されている。また、中心線Oまわりにおけるトルク伝達部16の角度θ1、および隣接するトルク伝達部16の間の溝22の角度θ2は、前記(7)式の関係を満足するように定められている。因みに、図1では、Dmax=1.5d、Dmin=1.1d、k=0.35d、θ1/θ2≒1.4であり、二点鎖線はJIS B1180で規定されている六角ボルトの六角頭100を比較のために示したものである。
一方、前記ねじ締付工具30のソケット部32は、嵌合穴34を有する有底円筒形状を成している。図2の(a)は、ソケット部32側から見た底面図で、(b)は中心線Sと直角な方向から見た正面図であり、嵌合穴34には中心線Sまわりに等角度間隔すなわち60°間隔で6個のトルク伝達部36が外周側へ突き出すように設けられているとともに、トルク伝達部36は、図2(a)の底面視において扇形状を成し、外周縁から中心線Sに向かう直線状の一対の側壁面38が係合部として設けられている。嵌合穴34の各部の寸法は、前記頭部12の外周側に嵌合できるように頭部12の各部の寸法より多少大きめに定められており、トルク伝達部36内に頭部12のトルク伝達部16がそれぞれ入り込むようにソケット部32が頭部12に同心に嵌合されて中心線Sまわりに回転させられることにより、側壁面38および18を介してねじ部材10にトルクが伝達される。
このようなねじ部材10およびねじ締付工具30から成るねじ締付構造においては、外周側へ突き出す6個のトルク伝達部16、36が、それぞれ中心線OまたはSと直角な断面形状において中心線O、Sを通る直線上に側壁面18、38を有し、それ等の側壁面18、38を介してトルク伝達が行われるため、締付トルクが伝達される着力点Qにおいて、ねじ締付工具30から加えられる面直角力Nの方向と、締め付けに有効な締付力Fの方向(中心線Oを中心とする周方向)とが一致するとともに、拡張反力E(図10参照)が略0になる。このため、従来の六角頭100に比較して面直角力Nが小さくなり、ねじ締付工具30に加える回転操作力やトルク伝達部16、36に作用する負荷が小さくなるため、トルク伝達が行われる側壁面18、38の圧潰などを回避しつつ、所定の締付トルクを確保しながらねじ部材10の頭部12の径寸法を小さくして小型化、軽量化することができる。
特に、本実施例では中心線OまたはSを通る直線上に平坦な側壁面18、38が設けられているため、締付力Fが分散されて面圧が小さくなり、ねじ部材10の頭部12を更に軽量化、小型化することができる。
すなわち、本実施例ではねじ部材10の頭部12の最大径寸法Dmax=1.5d、高さ寸法k=0.35dであるため、図1から明らかなように従来の六角頭100に比較して頭部12が大幅に小さくなり、ねじ部材10が小型で軽量になる。
ここで、頭部12の高さ寸法kについて検討すると、おねじ14の最大引張強度Fmax(ねじ)、および頭部12の最大引張強度Fmax(頭部)は、ねじ材料の引張強度Rm、おねじ14の有効断面積A(s)、剪断強度τB、頭部12の剪断面積Ask(=k×π×d)を用いてそれぞれ次式(8)、(9)で表される。また、頭部12の最大引張強度Fmax(頭部)はおねじ14の最大引張強度Fmax(ねじ)よりも大きいことが要求されるため、Fmax(頭部)>Fmax(ねじ)から次式(10)が得られ、最低高さ寸法kminは次式(11)で表される。
一方、ねじ用材料の剪断強度τBと引張強度Rmとの比(τB/Rm)は、ドイツ技術協会VDI2230「高強度ねじ締結の体系的計算法」で強度区分毎に図3のように定められており、外径dが異なる幾つかのねじ部材10について強度区分毎に上記(11)式に従って最低高さ寸法kminを求めると図4のようになり、強度区分12.9について(kmin/d)を求めると図4の一番右側の欄に示す値になる。したがって、強度区分12.9の場合でも、本実施例のように高さ寸法k=0.35dであれば十分な破断強度が得られる。なお、強度区分8.8や10.9の場合は条件が緩和され、高さ寸法k=0.3d程度でも十分な破断強度が得られる。
また、本実施例ではトルク伝達部16の角度θ1、および溝22の角度θ2が前記(7)式の関係を満足しているため、ねじ部材10側のトルク伝達部16の破断が好適に防止される。すなわち、ねじ締付工具30の材質がJIS B4636「ソケットレンチ−ソケット」で定められているようにJIS G4105のSCM435で、ねじ部材10の材質が強度区分8.8に属するものである場合、SCM435は強度区分10.9に属し、その引張強度は1040N/mm2程度であるのに対し、強度区分8.8のねじ類の引張強度は800N/mm2程度であるため、(7)式を満足するようにすれば、ねじ締付工具30よりもねじ部材10の破断強度が高くなるのである。
次に、本発明の他の実施例を説明する。なお、以下の実施例において前記実施例と実質的に共通する部分には同一の符号を付して詳しい説明を省略する。
図5のねじ部材40は、トルク伝達部16が中心線Oまわりに等角度間隔で5個設けられている場合であり、各部の寸法Dmax、Dmin、k、θ1、θ2は前記(4)式、(5)式、(6)式、および(7)式を満足するように設定されている。
図6のねじ部材42は、前記ねじ部材10の頭部12に、トルク伝達部16に対応して6溝のリセス44を設けた場合で、2種類のねじ締付工具を使用して締付作業などを行うことが可能である。なお、リセス44は本発明の要件を満足するものではなく、中心線Oを通る直線と略一致する係合部を有するものではない。
図7、図8のねじ部材46、48は、5角形の溝22の代わりに平坦な側壁面18から滑らか湾曲した略半円形状の底部50を有するU字形状の溝52を設けるとともに、その溝52の開口部に丸みを付けた場合で、前記ねじ部材10、40と同様の作用効果が得られる。
図9は、本発明がスタッドボルト60に適用された場合で、嵌合凸部として機能する頭部62、および一対のおねじ64、66を有するねじ部68を同心に一体に備えている。頭部62の平面視の形状は前記頭部12と同じで、一対の側壁面18を有する6個のトルク伝達部16を備えているが、径寸法Dmax、Dminは何れもおねじ64、66の外径dより小さい。この場合も、平面視において中心線Oを通る直線上に位置する平坦な側壁面18を介してトルク伝達が行われるため、頭部62の小型化に伴って大きな締付力Fが必要になっても、側壁面18に加えられる力(=面直角力N)は締付力Fと同じであるため、側壁面18の圧潰などが防止される。なお、図9の(a)は頭部62側から見た平面図で、(b)は中心線と直角な方向から見た正面図である
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。
【図面の簡単な説明】
図1は、本発明の一実施例であるねじ部材を示す図で、(a)は頭部側から見た平面図、(b)は(a)のB−B断面図である。
図2は、図1のねじ部材の締付に用いられるねじ締付工具を示す図で、(a)はソケット側から見た底面図、(b)は中心線Sと直角な方向から見た正面図である。
図3は、ねじ用材料の剪断強度τBと引張強度Rmとの比(τB/Rm)の一例を強度区分毎に示した図である。
図4は、図3の比(τB/Rm)を用いて強度区分毎に求めた最低高さ寸法kmin、および一例として強度区分12.9について求めた(kmin/d)の値を示す図である。
図5は、本発明の他の実施例を説明する図で、図1に対応する図である。
図6は、本発明の更に別の実施例を説明する図で、図1に対応する図である。
図7は、本発明の更に別の実施例を説明する図で、図1に対応する図である。
図8は、本発明の更に別の実施例を説明する図で、図1に対応する図である。
図9は、本発明の更に別の実施例を説明する図で、(a)は頭部側から見た平面図、(b)は中心線と直角な方向から見た正面図である。
図10は、従来の六角ボルトの六角頭を示す図である。
図11は、JIS B1180の「六角ボルト」に規定されている各部の寸法s、e、k、dを示す図である。
図12は、JIS B1189の「フランジ付き六角ボルト」に規定されている各部の寸法s、e、k、dを示す図である。
図13は、図11、図12の各部の寸法s、e、kの具体例と、それ等の値から「e/d」、「k/d」を求めた結果を示す図である。
Claims (7)
- ねじ部材および該ねじ部材を締め付けるねじ締付工具の一方および他方に設けられているとともに、それぞれ中心線まわりに等角度間隔で外周側へ突き出す複数のトルク伝達部を有して互いに嵌合される嵌合穴および嵌合凸部から成り、前記ねじ締付工具が該中心線まわりに回転させられることにより該トルク伝達部を介して前記ねじ部材に締付トルクを伝達するねじ締付構造であって、
前記トルク伝達部は、前記中心線と直角な断面形状において接線が該中心線を通る直線と略一致する係合部を有し、該係合部を介してトルク伝達が行われる一方、
前記ねじ部材はおねじを有するもので、前記嵌合凸部は該ねじ部材に設けられており、該嵌合凸部の最大径寸法Dmax、最小径寸法Dmin、および該嵌合凸部の前記中心線と平行な方向の高さ寸法kは、それぞれ該おねじの外径dに対して次式(4)、(5)、(6)を満足する
ことを特徴とするねじ締付構造。 - 前記係合部の接線と前記中心線を通る直線との交差角は±3°以下である請求項2に記載のねじ締付構造。
- 前記係合部の接線と前記中心線を通る直線との交差角は±1°以下である請求項2に記載のねじ締付構造。
- 5個又は6個のトルク伝達部を備えたものである請求項2に記載のねじ締付構造。
- 前記係合部は、前記接線方向において所定の寸法を有する平坦面であることを特徴とする請求項2に記載のねじ締付構造。
- おねじを有するとともに請求項2に記載の嵌合凸部が設けられていることを特徴とするねじ部材。
- 前記嵌合凸部は前記ねじ部材に設けられ、前記中心線まわりにおけるその嵌合凸部の前記トルク伝達部の角度をθ1、隣接するトルク伝達部間の角度をθ2とした時、次式(7)を満足する
1.3≦θ1/θ2≦1.4 ・・・(7)
ことを特徴とする請求項2に記載のねじ締付構造。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001159973 | 2001-05-29 | ||
JP2001159973 | 2001-05-29 | ||
PCT/JP2002/005120 WO2002097286A1 (fr) | 2001-05-29 | 2002-05-27 | Structure de serrage de vis, element de vis et outil de serrage de vis |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2002097286A1 JPWO2002097286A1 (ja) | 2004-09-16 |
JP4085054B2 true JP4085054B2 (ja) | 2008-04-30 |
Family
ID=19003462
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003500432A Expired - Lifetime JP4085054B2 (ja) | 2001-05-29 | 2002-05-27 | ねじ締付構造、ねじ部材、およびねじ締付工具 |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6997085B2 (ja) |
EP (1) | EP1403535B1 (ja) |
JP (1) | JP4085054B2 (ja) |
KR (1) | KR100580904B1 (ja) |
CN (1) | CN1299880C (ja) |
DE (1) | DE60220050T2 (ja) |
WO (1) | WO2002097286A1 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019529827A (ja) * | 2016-09-15 | 2019-10-17 | アキュメント インテレクチュアル プロパティーズ エルエルシー | 全表面駆動接触を伴う駆動システム |
Families Citing this family (34)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6901824B1 (en) * | 2003-05-22 | 2005-06-07 | Yu Tang Chen | Ratchet wrench structure |
US20050066777A1 (en) * | 2003-09-26 | 2005-03-31 | Daniel Lee | Socket and ratcheting wrench of rotary shape |
US7107879B1 (en) * | 2005-04-07 | 2006-09-19 | Chin Shun Cheng | Box wrench assembly |
US7188554B2 (en) * | 2005-06-09 | 2007-03-13 | Atlas Spine, Inc. | Medical fastener and tool |
US20070084312A1 (en) * | 2005-06-28 | 2007-04-19 | Daniel Lee | Socket and Ratchet Wrench |
US7228764B1 (en) * | 2005-12-31 | 2007-06-12 | Proprietary Technologies, Inc. | Maximum engagement wrench |
JP4804940B2 (ja) * | 2006-02-06 | 2011-11-02 | 株式会社トープラ | ねじ部品及び締め付け工具 |
US7270032B1 (en) * | 2006-03-20 | 2007-09-18 | Chih-Ching Hsieh | Fitting hole of a hand tool |
US7596872B2 (en) * | 2006-07-27 | 2009-10-06 | Robert Bosch Gmbh | Cutting attachment with a removable cover for rotary hand tools |
US7310879B1 (en) | 2006-07-27 | 2007-12-25 | Robert Bosch Gmbh | Cutting attachment having an adjustable foot for rotary hand tools |
US20090148254A1 (en) * | 2007-12-10 | 2009-06-11 | Carrillo Sr Daniel | Flange headed screw |
WO2010075505A1 (en) * | 2008-12-24 | 2010-07-01 | Synthes Usa, Llc | Spline drive for threaded post-type bone anchors |
US20100303580A1 (en) * | 2009-05-27 | 2010-12-02 | Morries Lin | Unlocking-resistant and loosening-resistant nut assembly |
US8794892B1 (en) * | 2011-06-21 | 2014-08-05 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Torque nut assembly |
ITTO20110584A1 (it) * | 2011-07-04 | 2013-01-05 | Fontana R D S R L | Vite per serraggio di precisione |
AU2012299056B2 (en) * | 2011-08-25 | 2017-04-13 | Infastech Intellectual Properties Pte. Ltd. | Negative drive angle |
AU2012216330B2 (en) * | 2011-09-02 | 2017-03-16 | Illinois Tool Works Inc. | Screw fastener |
SG11201602015TA (en) * | 2013-10-10 | 2016-04-28 | Acument Ip Llc | Punch pins, associated sockets, and methods of forming sockets using punch pins |
US10307895B2 (en) | 2015-02-04 | 2019-06-04 | Lisle Corporation | Extended impact socket construction |
US10040176B2 (en) * | 2015-02-04 | 2018-08-07 | Lisle Corporation | Extended impact socket construction |
US10697499B2 (en) * | 2015-03-19 | 2020-06-30 | Acument Intellectual Properties, Llc | Drive system with full surface drive contact |
US10788077B2 (en) | 2015-03-19 | 2020-09-29 | Acument Intellectual Properties, Llc | Drive system with full surface drive contact |
US9815324B2 (en) * | 2015-06-12 | 2017-11-14 | Hyundai Motor Company | Antitheft nut |
US11458071B2 (en) | 2017-05-11 | 2022-10-04 | Scalpal Llc | Torque enhancer device for grasping and tooling, and assemblies and uses thereof |
IT201600099434A1 (it) * | 2016-10-04 | 2018-04-04 | Fontana Fasteners R D S R L | Vite con testa cava. |
CN106438632A (zh) * | 2016-10-27 | 2017-02-22 | 苏州市淞舜五金有限公司 | 一种倒锥头螺钉 |
US11969864B2 (en) | 2017-05-11 | 2024-04-30 | Scalpal Llc | Multi-tier torque enhancer driver and/or receiver and method of using same |
USD1021584S1 (en) * | 2017-05-22 | 2024-04-09 | Grip Holdings Llc | Extractor socket |
AT520250B1 (de) * | 2017-08-14 | 2019-11-15 | Surgebright Gmbh | Knochenschraube |
US11466720B2 (en) * | 2017-12-15 | 2022-10-11 | Phillips Screw Company | Stick fit fastener recess system |
US20190210196A1 (en) * | 2018-01-10 | 2019-07-11 | Meng-Yu Lai | Damaged screw member removing tool |
US11325291B2 (en) * | 2019-02-14 | 2022-05-10 | Ford Motor Company | Dual torque and injection molding device |
WO2021162906A1 (en) * | 2020-02-11 | 2021-08-19 | Sheh Fung Screws Co., Ltd | Fastener having improved wobble control, fastening system including the same, and method of forming the same |
TWI782770B (zh) * | 2021-10-28 | 2022-11-01 | 寬仕工業股份有限公司 | 緊固件、起子頭及成型沖具 |
Family Cites Families (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4320671Y1 (ja) | 1964-05-23 | 1968-08-31 | ||
FR1427828A (fr) * | 1964-12-21 | 1966-02-11 | écrou cannelé | |
US3354757A (en) * | 1966-06-13 | 1967-11-28 | Elastic Stop Nut Corp | Spline wrenching configurations |
US3885480A (en) * | 1973-12-07 | 1975-05-27 | Res Eng & Mfg | Torque-transmitting arrangement for fasteners and the like |
JPS52132971A (en) | 1976-04-27 | 1977-11-08 | Hiroshi Okabashi | Material for tortoise shell article |
JPS5420547Y2 (ja) * | 1976-11-30 | 1979-07-24 | ||
CA1106100A (en) | 1977-09-15 | 1981-07-28 | Max Klein | Micro-bits of expanded flexible polyurethanes |
JPS5495670U (ja) * | 1977-12-17 | 1979-07-06 | ||
US4361412A (en) * | 1979-12-07 | 1982-11-30 | Gregory Stolarczyk | Fastener with improved torque transfer surfaces |
JPS58108609U (ja) | 1982-01-20 | 1983-07-23 | トヨタ自動車株式会社 | 植込みボルト |
JPH0542251Y2 (ja) | 1989-04-07 | 1993-10-25 | ||
US5327696A (en) * | 1992-02-06 | 1994-07-12 | Mcbride Arlen P | Concrete anchoring device and method |
US5350266A (en) * | 1993-10-22 | 1994-09-27 | Creco Corporation | Plastic capped nut |
US6036419A (en) * | 1998-05-29 | 2000-03-14 | Mcgard, Inc. | Fastener structure |
-
2002
- 2002-05-27 JP JP2003500432A patent/JP4085054B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 2002-05-27 EP EP02728157A patent/EP1403535B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2002-05-27 KR KR1020037015633A patent/KR100580904B1/ko active IP Right Grant
- 2002-05-27 WO PCT/JP2002/005120 patent/WO2002097286A1/ja active IP Right Grant
- 2002-05-27 DE DE60220050T patent/DE60220050T2/de not_active Expired - Lifetime
- 2002-05-27 CN CNB028108280A patent/CN1299880C/zh not_active Expired - Lifetime
- 2002-05-27 US US10/478,843 patent/US6997085B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019529827A (ja) * | 2016-09-15 | 2019-10-17 | アキュメント インテレクチュアル プロパティーズ エルエルシー | 全表面駆動接触を伴う駆動システム |
JP7304810B2 (ja) | 2016-09-15 | 2023-07-07 | アキュメント インテレクチュアル プロパティーズ エルエルシー | 全表面駆動接触を伴う駆動システム |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP1403535B1 (en) | 2007-05-09 |
DE60220050T2 (de) | 2008-01-10 |
JPWO2002097286A1 (ja) | 2004-09-16 |
CN1513091A (zh) | 2004-07-14 |
CN1299880C (zh) | 2007-02-14 |
KR100580904B1 (ko) | 2006-05-17 |
KR20040003032A (ko) | 2004-01-07 |
EP1403535A4 (en) | 2005-12-07 |
US6997085B2 (en) | 2006-02-14 |
DE60220050D1 (de) | 2007-06-21 |
EP1403535A1 (en) | 2004-03-31 |
WO2002097286A1 (fr) | 2002-12-05 |
US20040149088A1 (en) | 2004-08-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4085054B2 (ja) | ねじ締付構造、ねじ部材、およびねじ締付工具 | |
US6904833B2 (en) | Asymmetric wrench and fastener system | |
JP5536163B2 (ja) | ネジ山付留め具のための渦巻型駆動システム | |
US6592313B2 (en) | Pull stud bolt | |
JP4495849B2 (ja) | 緩み止めナット | |
JPH0752054A (ja) | 被駆動部材を締付けゆるめる工具 | |
WO2010150369A1 (ja) | ねじ締付構造、ねじ、およびねじ締付工具 | |
JP2006220210A (ja) | 介在部材、締付具、及び被締付体 | |
EP1371453B1 (en) | Asymmetric wrench and fastener system | |
JP4083163B2 (ja) | アイボルト | |
US6409279B1 (en) | Bicycle wheel with a hub provided with mounting seats for mounting spokes thereon | |
US20060165511A1 (en) | Screw tightening construction, and screw and screw tightening tool | |
JP3989203B2 (ja) | ねじ締付構造、ねじ部材、およびねじ締付工具 | |
JP2005042925A (ja) | スプライン凹部及び駆動工具を備えた締結具システム | |
WO2000058056A1 (en) | Asymmetrical fastening system | |
JP3532180B2 (ja) | シャートルクナット | |
JPH023430Y2 (ja) | ||
JP3999997B2 (ja) | 雄ねじ部品 | |
JP2002364619A (ja) | ねじ部品及びねじ部品締結工具 | |
JPH08323638A (ja) | 自転車のクランクキャップ用ドライバ | |
JPH0942259A (ja) | 弛み止めナット | |
JPH11280737A (ja) | ダブルナット締結構造 | |
JPH11325016A (ja) | 六角穴の六角形の各辺を弧形とした穴付きボルト | |
JP2000104250A (ja) | 杭打機のリーダ取付部構造 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20041101 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20080205 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20080218 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4085054 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110222 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140222 Year of fee payment: 6 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140222 Year of fee payment: 6 |
|
S201 | Request for registration of exclusive licence |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R314201 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140222 Year of fee payment: 6 |
|
R360 | Written notification for declining of transfer of rights |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R360 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140222 Year of fee payment: 6 |
|
R370 | Written measure of declining of transfer procedure |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R370 |
|
S201 | Request for registration of exclusive licence |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R314201 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140222 Year of fee payment: 6 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term |