JP6431127B2 - メートルゆるみ止めタッピングネジ - Google Patents

Description

本発明はネジに関し、特にメートルゆるみ止めタッピングネジに関する。

周知のように、ネジによる締結は機械装置、自動車製造、家電製品及び日常生活において広く使われており、特に機械部品同士の固定と接続には、ネジによる締結は不可欠な手段である。多くの分野では、中間リンクを削減するために、ゆるみ止めタッピングネジの使用がますます増えているので、国家がＧＢ／Ｔ ６５５９−１９８６タッピングロックねじのネジロッドなどの規格を定めた。

しかしながら、上記の規格で高い取付トルク、高いアキシャルクランプ力及びゆるみ止めなどの要件を満たすことができない。これまで、厳しい要件を満たせる締結技術はほとんど外国特許や企業により独占されているので、当面の急務として、中国国内でメートル並目ねじのゆるみ止めタッピングネジを開発し、製造業において押し広める必要がある。

本発明が解決しようとする技術的な問題は、高強度冷延鋼板やアルミ鋳物、プラスチックなどの基材締め付けの用途に適用され、低いタッピングトルクと高い静的緩みトルクを持つ締め付け技術として、被取付部材が高いアキシャルクランプ力と静的緩みトルクを持ち、被締結部材のアキシャルクランプ力と静的トルクの減衰という課題を解決できるメートルゆるみ止めタッピングネジを提供する。

上記の目的を達成するために、本発明に係るメートルゆるみ止めタッピングネジは、ネジ頭部、ネジロッド、スレッドロック部、セルフタッピング先端部、ネジ山を備えたメートルゆるみ止めタッピングネジであって、ネジ頭部とスレッドロック部とがネジロッドで接続され、スレッドロック部とセルフタッピング先端部の表面にネジ山が設けられ、セルフタッピング先端部がスレッドロック部の下部にあり、
前記ネジ山の軸方向に沿った断面形状は、前記ネジ山の進行方向に沿って配置された複数の正三角形の径方向への８等分線をそれぞれ８分の１線、８分の２線、８分の３線、８分の４線、８分の５線、８分の６線、８分の７線、８分の８線としたとき、角度３０°の進み側フランク面が、８分の３線と前記ネジ山の表面との交点から８分の７線と前記ネジ山の表面との交点までに形成され、角度１５〜２０°の追い側フランク面が、８分の４線と前記ネジ山の表面との交点から８分の７線と前記ネジ山の表面との交点までに形成され、前記進み側フランク面の上端と前記追い側フランク面の上端との間を結ぶスレッドクレスト（thread crest）が、平面形状又はアーク形状であり、前記進み側フランク面の下端と、その進み側に隣接する前記ネジ山の前記追い側フランク面の下端との間が、前記追い側フランク面の下端から８分の２線と前記ネジ山の表面との接点までのルートアーク部分と、前記ルートアーク部分の下端から前記進み側フランク面の下端までの直線部分とからなり、前記直線部分と８分の２線とが、スレッドルート直径角を形成し、スレッドルート直径角が２０°である。

好ましくは、前記スレッドルートアークとスレッドルート直径角とが、メートルゆるみ止めタッピングネジの非対称スレッドルート直径構造を構成する。

前記セルフタッピング先端部の径方向に沿った横断面は三角形の各辺をアーク状にした形状であり、かつ、スレッドロック部の平面と８〜１５°の夾角を形成し、セルフタッピング先端部のネジ山の高さが前記スレッドロック部に近いほど大きく、かつ、テーパー状でスレッドロック部に遷移し、スレッドロック部にあるネジ山がネジ山の形状によりセルフタッピング先端部まで徐々に縮小し、セルフタッピング先端部にあるネジ山の長さがスレッドロック部にあるネジ山の呼び直径より小さいか等しい。

本開示はメートルゆるみ止めタッピングネジの製造方法も提供する。上記の製造方法は、メートルゆるみ止めタッピングネジの製造に使用される円柱形冷間圧造用ワイヤーコイルを用意し、冷間圧造用ワイヤーコイルの断面直径がネジ頭部の直径より大きいか等しい手順１と、冷間圧造機で冷間圧造用ワイヤーコイルをカットし、メートルゆるみ止めタッピングネジの長さに等しいワイヤーコイルを得る手順２と、冷間圧造機のマスターダイ及びプレスダイでワイヤーコイルの冷間押出を行うことで、ワイヤーコイルの表面にネジ頭部、ネジロッド、スレッドロック部及びセルフタッピング先端部のブランクを形成し、ネジのブランクを得る手順３と、ネジ山ロール成形機器及びタッピングネジダイでネジのブランクに転造押出を行うことで、スレッドロック部及びセルフタッピング先端部の表面にネジ山を形成し、ネジ半製品を得る手順４と、ネジ山を形成するネジ半製品の表面に浸炭処理及び焼入れ・焼戻し処理を行うことで、ネジ半製品の硬度・強度を上げ、メートルゆるみ止めタッピングネジを得る手順５を含む。

前記冷間圧造用ワイヤーコイルは低炭素冷間圧造鋼、低炭素合金鋼、マルテンサイト系ステンレス鋼、オーステナイト系ステンレス鋼を含む。

前記冷間圧造機のマスターダイ及びプレスダイでワイヤーコイルの冷間押出を行うには、１ダイ２パンチまたは２ダイ４パンチによる押出成形を採用する。

前記ネジ山の表面に亜鉛−ニッケル合金めっき層がある。

本発明の良好な効果として、本発明に係るメートルゆるみ止めタッピングネジは、高強度冷延鋼板やアルミ鋳物、プラスチックなどの基材締め付けの用途に適用され、低いタッピングトルクと高い静的緩みトルクを持つ締め付け技術として、被取付部材が高いアキシャルクランプ力と静的緩みトルクを持ち、被締結部材のアキシャルクランプ力と静的トルクの減衰という課題を解決できる。

本発明に係るメートルゆるみ止めタッピングネジの構造図である。 本発明に係るメートルゆるみ止めタッピングネジの構造概要図である。 本発明に係るメートルゆるみ止めタッピングネジのネジ山の構造概要図である。

以下、添付する図面を参照し本発明の実施形態についてさらに説明する。図１、図２及び図３に示すように、本発明に係るメートルゆるみ止めタッピングネジは、ネジ頭部１、ネジロッド２、スレッドロック部３、セルフタッピング先端部４、ネジ山５を備え、ネジ頭部１とスレッドロック部３とがネジロッド２で接続され、スレッドロック部３とセルフタッピング先端部４の表面にネジ山５が設けられ、セルフタッピング先端部４がスレッドロック部３の下部にあり、ネジ山５が標準的三角形ネジ山の基本構造となり、ネジ山５の背面と被締結面とのフランク（追い側フランク）角βが１５〜２０°であり、ネジ山の正面と被締結面とのフランク（進み側フランク）角αが３０°であり、ネジ山５の１つのスレッドクレスト５１が平面遷移構造またはアーク遷移構造である。

ネジ山５が８本の８等分線で８等分に分かれ、８本の８等分線がそれぞれ８分の１線８１、８分の２線８２、８分の３線８３、８分の４線８４、８分の５線８５、８分の６線８６、８分の７線８７、８分の８線であり８８、８分の４線８４とネジ山の最も高い箇所（ネジ山の表面）との交点が第一交点Ｒ１であり、８分の２線８２と被締結面の背面に向かっているフランク面との交点が第二交点Ｒ２であり、第一交点Ｒ１と第二交点Ｒ２の間の切点アークがスレッドルートアークＲであり、そうすると締結性能を向上させることができる。

８分の２線８２とネジ山５とが第三切点γ１で交わり、８分の３線８３とネジ山５の表面とが第四切点γ２で交わり、第三切点γ１と第四切点γ２を接続する直線、と８分の２線８２がスレッドルート直径角（螺紋牙底径角）γを形成し、スレッドルート直径角γが２０°である

スレッドルートアークＲとスレッドルート直径角γとが、メートルゆるみ止めタッピングネジの非対称スレッドルート直径構造を構成し、非対称スレッドルート直径構造で形成した力受けネジ山の側面のねじれ角が普通のネジのねじれ角より小さく、被接続部材とが大きなアキシャルクランプ力に耐える可能なネジ山を形成し、滑らなく緩まないゆるみ止め効果がある。また、従来のネジに比べて、非対称スレッドルート直径構造にはネジ山５のスレッドルート直径を適切に増やすことで、メートルゆるみ止めタッピングネジ全体の破断トルクを向上させる。

セルフタッピング先端部４の径方向に沿った横断面は三角形アーク遷移構造（三角形の各辺をアーク状にした形状）となり、かつ、スレッドロック部３の平面と８〜１５°の夾角を形成し、セルフタッピング先端部４のネジ山の高さがスレッドロック部３に近いほど大きく、かつ、テーパー状でスレッドロック部３に遷移し、スレッドロック部３にあるネジ山５がネジ山の形状によりセルフタッピング先端部４まで徐々に縮小し、セルフタッピング先端部４にあるネジ山５の長さがスレッドロック部３にあるネジ山５の呼び直径より小さいか等しい。被締結部材がセルフタッピング先端部４を通るとき、徐々に小さいから大きいネジ山となり、本体ネジ山のネジ山角の角度が普通の三角形ネジ山より１０〜１５°小さいので、本体ネジ山と被接続部材とのねじ込み抵抗を減らし、ネジ山のねじ込み・ロックのパフォーマンスを大幅に向上させる。ゆるみ止めタッピングネジの本体ネジ山の両側の角度が対称ではなく、ねじ込みと引っ込めによる螺旋線が一致していないので、緩むときに発生する摩擦力が普通の三角形タッピングネジによるものより大きくなり、良いゆるみ止めパフォーマンスを得ることができる。

本開示に係るメートルゆるみ止めタッピングネジの製造方法は、メートルゆるみ止めタッピングネジの製造に使用される円柱形冷間圧造用ワイヤーコイルを用意し、冷間圧造用ワイヤーコイルの断面直径がネジ頭部１の直径より大きいか等しい手順１、と冷間圧造機で冷間圧造用ワイヤーコイルをカットし、メートルゆるみ止めタッピングネジの長さに等しいワイヤーコイルを得る手順２、と冷間圧造機のマスターダイ及びプレスダイでワイヤーコイルの冷間押出を行うことで、ワイヤーコイルの表面にネジ頭部１、ネジロッド２、スレッドロック部３及びセルフタッピング先端部４のブランクを形成し、ネジのブランクを得る手順３、とネジ山ロール成形機器及びタッピングネジダイでネジのブランクに転造押出を行うことで、スレッドロック部３及びセルフタッピング先端部４の表面にネジ山５を形成し、ネジ半製品を得る手順４、とネジ山５を形成するネジ半製品の表面に浸炭処理及び焼入れ・焼戻し処理を行うことで、ネジ半製品の硬度・強度を上げ、メートルゆるみ止めタッピングネジを得る手順５を含む。

冷間圧造用ワイヤーコイルは低炭素冷間圧造鋼、低炭素合金鋼、マルテンサイト系ステンレス鋼、オーステナイト系ステンレス鋼を含む。様々な原材料がメートルゆるみ止めタッピングネジの製造に使用される可能なので、メートルゆるみ止めタッピングネジを製造するときの原材料仕入れの難易度を低減させる。

冷間圧造機のマスターダイ及びプレスダイでワイヤーコイルの冷間押出を行うには、１ダイ２パンチまたは２ダイ４パンチによる押出成形を採用するので、容易にワイヤーコイルを加工し、ネジのブランクの生産難易度を低減させることができる。

ネジ山５の表面に亜鉛−ニッケル合金めっき層があり、亜鉛−ニッケル合金めっき層でネジ山５の表面を保護しているので、ネジ山５が高い耐食性を有する。

要するに、本発明に係るメートルゆるみ止めタッピングネジは、高強度冷延鋼板やアルミ鋳物、プラスチックなどの基材締め付けの用途に適用され、低いタッピングトルクと高い静的緩みトルクを持つ締め付け技術として、被取付部材が高いアキシャルクランプ力と静的緩みトルクを持ち、被締結部材のアキシャルクランプ力と静的トルクの減衰という課題を解決できる。本開示に係るメートルゆるみ止めタッピングネジの製造方法は、手順が簡単で、コストが低く、容易に実施できる。

以上は本発明が解決しようとする技術的問題、技術的なソリューション及び効果について詳しく説明したが、本発明の好ましい実施形態のみであり、本発明を限定するものではない。当業者にとって、本発明の趣旨及び原則から逸脱しない場合、あらゆる変更、同等置換、改良等は、いずれも本発明の保護範囲内に属すべきである。

Claims (2)

1. ネジ頭部、ネジロッド、スレッドロック部、セルフタッピング先端部、ネジ山を備えたメートルゆるみ止めタッピングネジであって、
   前記ネジ頭部と前記スレッドロック部とが前記ネジロッドで接続され、前記スレッドロック部と前記セルフタッピング先端部の表面に前記ネジ山が設けられ、前記セルフタッピング先端部が前記スレッドロック部の下部にあり、
   前記ネジ山の軸方向に沿った断面形状は、
   前記ネジ山の進行方向に沿って配置された複数の正三角形の径方向への８等分線をそれぞれ８分の１線、８分の２線、８分の３線、８分の４線、８分の５線、８分の６線、８分の７線、８分の８線としたとき、
   角度３０°の進み側フランク面が、８分の３線と前記ネジ山の表面との交点から８分の７線と前記ネジ山の表面との交点までに形成され、
   角度１５〜２０°の追い側フランク面が、８分の４線と前記ネジ山の表面との交点から８分の７線と前記ネジ山の表面との交点までに形成され、
   前記進み側フランク面の上端と前記追い側フランク面の上端との間を結ぶスレッドクレストが、平面形状又はアーク形状であり、
   前記進み側フランク面の下端と、その進み側に隣接する前記ネジ山の前記追い側フランク面の下端との間が、前記追い側フランク面の下端から８分の２線と前記ネジ山の表面との接点までのルートアーク部分と、前記ルートアーク部分の下端から前記進み側フランク面の下端までの直線部分とからなり、
   前記直線部分と８分の２線とが、スレッドルート直径角を形成し、スレッドルート直径角が２０°であることを特徴とするメートルゆるみ止めタッピングネジ。
2. 前記セルフタッピング先端部の径方向に沿った横断面は三角形の各辺をアーク状にした形状であり、かつ、前記スレッドロック部の平面と８〜１５°の夾角を形成し、
   前記セルフタッピング先端部のネジ山の高さが前記スレッドロック部に近いほど大きく、かつ、テーパー状で前記スレッドロック部に遷移し、
   前記スレッドロック部にあるネジ山がネジ山の形状により前記セルフタッピング先端部まで徐々に縮小し、
   前記セルフタッピング先端部にあるネジ山の長さが前記スレッドロック部にあるネジ山の呼び直径より小さいか等しいことを特徴とする請求項１に記載のメートルゆるみ止めタッピングネジ。