JPH06509859A - ねじ山付き固定部材、特にねじとねじ締め工具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ねじ山付き固定部材、特にねじとねじ締め工具本発明は、先ず請求の範囲第１頂 上位概念部分に記載の特徴を有する固定部材に関するものである。

この種の公知のねじの、内方から作用させるための凹所は対称的に構成されてい る。その対称軸線は、ねじのねじ軸線である。公知のこの種のねじの凹所は、種 々の形状を有している。その形状は、十字形、６角形、方形、長方形のいずれか 、もしくは、のこ歯、（さび形歯、アーチ形歯のいずれかを有する円形にするこ とができる。

ねじの弛みの防止と、ねじに対し予圧力の、可能な最高レベルまで、すなわち、 ねじのシャンクの破断内通（まで予圧を加える場合の疲れ強さとに関しては、葺 しい改善がなされている。この高い予圧力は、ねじに対する力の公知作用形式の 多くのものでは達せられない。なぜなら、締付はトルクが制限されているからで ある。この締付はトルクの制限には、たとえば次のような機械的な原因がある。

すなわち、凹所内部からの力の作用による凹所の拡張、頭部・シャンク移行部と 内方から力が作用する底部との間の材料強度の不足による頭部の分離、ねじ締め 工具の破断である。

しかし、従来のこの種のねじの予圧力が制限される一つの重要な原因は、ねじ締 め工具が、組立て工程中の軸方向力の結果、工具の力の作用により軸方向に押出 されることにある。このいわゆるカムアウト効果は、ねじ締め工具と力の作用と の間の反動力の結果であり、要するに最終的には、導入されるねじ締めトルクの 結果である。

ねじに対する力の作用を受ける大部分の形状・構成の別の欠点は、種々の公称直 径のねじを締付ける必要上、種々の工具が必要とされる点である。たとえば従来 形式の十字みぞ付きねじの多（の型の組付けの場合、１，６〜１０ｍｍの公称直 径域に５種類の寸法のねじ締め具が必要とされる。各ねじ寸法には、特別にその 寸法に合った寸法のねじ締め工具が必要になることが多い。

本発明の根底をなす課題は、冒頭に挙げた種類の固定部材、特にねじに、きわめ て高いねじ締めモーメントを作用させる場合、軸方向の反動力が最小限に抑えら れるような幾何形状の凹所を設けることにある。こうすることによって、ねじの シャンクを破断させる力の近くまで、ねじ締め工具によりねじの予圧力を高める ことができる。この課題は、請求の範囲第１項記載の特徴を有する手段により解 決された。この解決策により軸方向の反動力は防止される。更に別の効果は、ね じに対する力の作用を受けるこの幾何形状は、どの寸法にも同じように使用可能 なので、種々の寸法のねじをそのつど同じねじ締め工具で締付けることができる 。

請求の範囲第２項によっては、請求の範囲第１項の解決策が製造技術面で、より 容易に実現できる。中央の凹所のスリット側面からセグメント状の周面への移行 部を形成する内方エツジは、その目標位置が、ねじ山軸線との角度の値とは無関 係である。

請求の範囲第１項の一つの重要な特徴は、前記内方エツジがそれぞれ１つの仮想 平面内に位置しており、この仮セ平面が、ねじ軸線を含み、ねじ軸線から半径方 向外方へ延びている点である。請求の範囲第２項に記載されているように、この ことはスロットの平らな側面すべてに妥当することである。しかし、このような 理想形状は、製造技術的には、許容できる範囲の出費では実現できない。内方か ら力の作用を受けるねじの凹所が、従来は非切削変形、つまり型押しにより形成 されていたからである。その場合、主型押し方向は、ねじ軸線方向に延びている 。この従来の製造方法の場合、形成された凹所から型押し工具を再び外すことが できるようにするには、スロットの側面が、ねじ軸線と正確に平行に整列してい てはならない。したがって、請求の範囲第３項記載の特徴は、第４項の特殊な構 成で具体化される。そこに示されている、ねじ軸線に対する個々のスロット側面 の傾斜角度は、約１５゜〜２°であるが、この角度は、軸方向反動力の防止をめ る点からは、はとんど全く無視しうるちのである。このことは、特許請求の範囲 第５項の特徴に留意した場合に、妥当することとなる。

中央凹所の、スロット間に位置する周面は、トルク伝達にとっては重要な意味を もたない。しかし、これらの周面は、トルク伝達用の工具の係合や、スロット側 面と工具の協働を妨げないように構成しておかねばならない。そのためには、一 般には請求の範囲第７項の構成が可能な第６項の特徴が役立つ。

スロット側面から中央凹所のセグメント状周面への移行部と、ねじ軸線との間の 角度は、ねじ頭部の軸方向長さに合わされて、点Ｐがねじ頭部内に位置するよう にされている。こうすることにより、ねじの機械的強度が高められる。

請求の範囲各項に言及されている、ねじ軸線上の点Ｐは、凹所の現像形轢として 具体的に構成される必要はない。この点Ｐは、請求の範囲第９項に示されている 凹所の構成に見られるように、仮想収れん点とすることもできる。

更に、本発明は、本発明により構成されたねじにトルクを導入し、かつ伝達する 工具頭部の構成に関するものである。この工具頭部は、普通は、ねじの凹所の立 体的輪郭と相補的な外形を有している。ねじ締め工具は、したがって、原則とし て、工具軸線から半径方向に突出する翼部を有する、ねじ中央凹所にほぼ相応す る中心体の形状を有している。これらの翼部は、ねじ締め工程時にねじの凹所の スロットに係合する。工具の中心体は、その場合、はぼ鼻状突起の形状を有して いる。このねじ締め工具の特別な利点は、請求の範囲第１１項に記載の特徴によ り得られるものである。

これらの特徴により、いずれにせよ、ねじの凹所においてその周方向にスロット 側面から中心の凹所のセグメント状周面への移行部を形成する内方エツジが、工 具による力の作用を与えられる。軸方向反動力の発生を十分に抑制しようとする 場合には、これらの内方エツジにのみ力が作用するようにするのが好ましい。工 具頭部の翼部による力の作用をこのように効果的に制限する措置は、請求の範囲 第１１項記載の前記翼部の側面形状によって実現される。この翼部側面は、その 目的のためには、必ずしも平らに構成しておく必要はない。湾曲形状を有してい てもよい。

本発明を、以下で図示の実施例に即して説明するニス１は、円筒形ねじ頭部と、 この頭部に設けられたトルクを作用させるための、本発明により構成された凹所 とを有するねじの斜視図。

図２は、図１の矢印Ｈの方向で見たねじ頭部の縮小平面図。

図３は、図２の■−■線に沿ったねじ頭部の断面図図４は、図２のｒＶ−ｒＶ線 に沿ったねじ図３同様の断面図。

図５は、凹所内端部に袋穴を有する、図３同様の断面図。

図６は、図５の矢印■の方向から凹所をねじ軸線方向で見た平面図。

図７は、本発明による構成のねじ頭部を操作するのに適したねじ締め工具、すな わちねじ回しの斜視図。

図８は、図７の■−■線に沿った断面図で、ねじ回し頭部の翼部側面が種々の形 状を有することを示した図。

図９は、たとえば図２の■−■線に沿ってねじ頭部を切断した縦断面図。

図１０は、凹所にねじ回し頭部が差込まれたねじ頭部を図９のＸ−Ｘ線に沿って 切断した水平断面図。

図１に示されたねじは、実質的に、ねじ山を有するノヤンク１と、ねじの操作端 を形成するねじ頭部２とから成っている。ねじ軸線３はンヤンク１と頭部２との 対称軸線である。頭部２内には、全体が符号４で示されている凹所が、頭部の端 側５から形成されている。凹所４は中央凹所と、ここから半径方向外方へ突出す るスロット６とから成っている。スロット６の側面７はトルク導入用の力の作用 面を形成している。

スロット側面７から中央凹所のセグメント状周面８への移行部を形成する内方エ ツジ９は直線状に構成されている。それぞれねじ軸線３を含み、半径方向外方へ 延びる仮想平面１０内に、内方エツジ９が位置している。

また、これら内方エツジ９は、端側５とは反対方向１１へ、ねじ軸線３の共通の 点Ｐに集まっている。

平らなスロット側面７も、全体が、同じく、ねじ軸線３を含む、半径方向外方に 延びる仮想平面１０内に位置している。

スロット側面７の間の共通のスロット６は、両側に凹所４の非切削加工用の型押 し工具に対する取出し傾斜をつけるために、端側５とは反対の方向１１でねじ軸 線３に対して僅かに収れんしている。ねじ山軸線を含む各スロット中心平面に対 するスロット側面７の傾斜角度は、工具の押込み方向、すなわち端側５とは反対 方向１１で測定して１．５°〜２°であるから、軸方向反動力の防止をめる点か ら見ても無視しうる程度の僅かな値である。

スロット側面７全体の仮想平面も、同様に、ねじ軸線３上に位置する点Ｐで互い に交差する。内方エツジ９とねじ頭部２の端側５との交点は、符号Ｑで示されて いる。

周方向２２でスロット６の間に位置する中央凹所周面８は、規則的な仮想ピラミ ッドの外とう面であり、このピラミッドの軸線は、ねじ軸線３であり、ピラミッ ドの先端は、ねじ軸線３上の点Ｐである。しかし、また、発明の目的を外れるこ となしに、周面８をピラミッドの外とう面外に位置せしめることも可能である。

内方エツジ９とねじ軸線３との角度は約３０°であり、図示の実施例の場合は２ ８°である。

スロット６の底面は仮想円錐体の外とう上に位置し、この外とうの軸線は、ねじ 軸線３と合致し、その仮想円錐体の頂点は、ねじ軸線３上の点Ｐと合致する。

円錐体頂角１３は図９に示されている。

ねじ軸線３上に位置する点Ｐは、凹所４の底部側端部を形成する袋穴１４の軸線 上の仮想点として、袋穴１４自体の内部に位置するようにしてもよい。

図７に示されたねじ回し頭部は、実質的には、凹所４の周面輪郭と相補的な表面 輪郭を有している。差込み状態では、その翼部１６が凹所の４のスロット６内に 係合する。翼部側面１７は、凹所４に差込まれた状態では、凹所４のスロット側 面７と、ねじ軸線３に向かって閉じる鋭角１８をなしている。この鋭角１８は比 較的小さくすることができる。この角度１８は、翼部側面１７とスロット側面７ とが、内方エツジ９の区域で接触し、出来るだけこの区域に接触が限定されるよ うにするためだけのものである。この目的のために、各翼部１６の翼部側面１７ は、むしろ半径方向外方へ閉じる鋭角１９をなすようにするのが好ましい。その 場合、共通のスロット６を形成する側面７は、ねじ軸線３の方向へ閉じる角度２ ０を形成する。

図８の左半部から分かるように、翼部側面１７は左半部では平らである。これら の側面１７は、しかし、突面状に構成してもよい。図８の右半部の側面１７は、 そのように構成されている。

翼部側面１７は、工具使用時には２つの端部ＰとＱとを有する破線で示された接 触線２１（図７）の区域で内方エツジ９とだけ接触する。その場合、接触線２１ の端部Ｐは、ねじ回し軸線３上に位置し、ねじ回しの先端を形成する。

符　号　表 １　ねじのンヤンク、２　ねじ頭部、３　ねじ軸線、４　凹所、５９側、６　ス ロット、７　スロット側面、８　周面、９　内方エツジ、１０　半径方向平面、 １１　方向、１２　角度、１３　円錐体頂角、１４　袋穴、１５　ねじ回し頭部 、１６　翼部、１７翼部側面、１８　角度、１９　角度、２０　角度、２１　接 触線

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．凹所（４）を有するねじ山付き固定部材、特にねじであって、前記凹所（４ ）が、 −操作端部に、特にねじ山直径より大きい直径を有する頭部（２）区域に、ねじ 軸線（３）の方向にこの軸線（３）と同軸的に形成され、 −ねじ回しの作用の形式によりトルク導入用の、内方からの力の作用部として役 立ち、 −十字スロットに似た効果を有し、更に、半径方向外方へ延びるスロット（６） を有する中央凹所の形式を有し、前記スロットの側面（７）がトルク導入用の力 の作用面を形成している形式のものにおいて、 スロット側面（７）から中央凹所のセグメント状周面（８）への移行部を形成す る内方エッジ（９）が、 −直線状に構成され、 −ねじ軸線（３）を含む、ねじ軸線（３）から半径方向外方に延びるそれぞれの 仮想平面（１０）内に位置し、 −操作端部（５）とは反対方向（１１）の、ねじ軸線（３）上の共通の点Ｐに集 まる ことを特徴とする、ねじ山付き固定部材、特にねじ２．平らなスロット側面（７ ）全体が、ねじ軸線（３）を含む、ねじ軸線から半径方向に延びる仮想平面（１ ０）を有することを特徴とする、請求項１記載の固定部材。 ３．形成されるスロット側面（７）の間の共通のスロット（６）が、操作端部（ ５）とは反対方向で、ねじ軸線（３）に軽度に収れんし、非切削加工時の工具取 外し用傾斜がそれぞれ形成されることを特徴とする、請求項１又は２記載の固定 部材。 ４．スロット側面（７）の平面が、ねじ軸線（３）、ないしはねじ軸線（３）を 含んでいる仮想平面（１０）との間に約１．５〜２°の傾斜角度をなしているこ とを特徴とする、請求項３記載の固定部材。 ５．スロット側面（７）全体の仮想平面が、ねじ軸線（３）上の点Ｐで交わるこ とを特徴とする、請求項１から４までのいずれか１項記載の固定部材。 ６．ねじ軸線（３）を中心として延びる周方向でスロット（６）の間に位置する 中央凹所周面（８）は、仮想円錐体又は規則的な仮想ピラミッドの外とう面であ り、このピラミッドの軸線は、ねじ軸線（３）と合致し、ピラミッドの先端はね じ軸線（３）上の点Ｐであるか、又はこの外とう面の外に位置することを特徴と する、請求項１から５までのいずれか１項記載の固定部材。 ７．凹所４の全周面から仮想円錐体又は規則的な仮想ピラミッドの外とう面であ り、このピラミッドの軸線はねじ軸線（３）と合致し、ピラミッドの先端は、ね じ軸線（３）上に位置する点Ｐであるか、又はこの外とう面の外に位置している ことを特徴とする、請求項１から６までのいずれか１項記載の固定部材。 ８．点Ｐがねじ軸線（３）上に位置することを特徴とする、請求項１から７まで のいずれか１項記載の固定部材。 ９．凹所（４）の制限縁及び又は制限面に共通の点Ｐが、仮想点として、凹所（ ４）の底部側端部を形成する、ねじ軸線（３）と同軸的な袋穴（１４）の軸線上 に、有利には袋穴（１４）内に、位置することを特徴等する、請求項１から８ま でのいずれか１項記載の固定部材。 １０、固定部材にトルクを導入するための、固定部材の凹所（４）に実質的に形 状接続式に差込まれる工具、特に、ねじ回し頭部において、工具頭部（１５）が 、実質的に、凹所（４）の内周の輪郭と相補的な表面輪郭を有することを特徴と する、工具、特にねじ回し頭部。 １１．異部側面（１７）が、これら側面（１７）に配属された凹所スロット側面 （７）と、ねじ軸線（３）の方向へ閉じる鋭角（１８）を形成し、この鋭角（１ ８）は、翼部側面（１７）と凹所（４）の内方エッジ（９）との接触が、ほぼ線 接触（破線２１；図７）であるような値であることを特徴とする、請求項１０記 載の工具。