JPH11117929A - 雄ねじ、及び雄ねじと雌ねじの螺合構造 - Google Patents
雄ねじ、及び雄ねじと雌ねじの螺合構造Info
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- JPH11117929A JPH11117929A JP9281543A JP28154397A JPH11117929A JP H11117929 A JPH11117929 A JP H11117929A JP 9281543 A JP9281543 A JP 9281543A JP 28154397 A JP28154397 A JP 28154397A JP H11117929 A JPH11117929 A JP H11117929A
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Abstract
さい雄ねじを提供する。 【解決手段】 雄ねじ11の山頂幅Hを、雌ねじ15の
螺合部における谷幅hと同じにし、雄ねじの締め付け方
向前方のフランク角cを雌ねじ15の対向するフランク
角dより小さくし、後方のフランク角を山頂側aと麓側
bとで相違させ、山頂側の角aを雌ねじの角dより1〜
2°小さくして接触面とし、麓側のフランク角bを雌ね
じのフランク角dより小さくした。これによって、ねじ
山の頂部でのみ雌雄のねじ山が接触し、最大直径の位置
で弛みへの抵抗トルクが発生するので、弛みを効果的に
防止できる。ねじ山の接触面以外には隙間ができるの
で、締め付けトルクは軽く保つことができる。隙間内に
弛み防止剤を充填すると、剥離しないので、繰り返し使
用が可能である。
Description
の雄ねじに関し、特に、締め付け易く、しかも、弛みに
くい雄ねじと、この雄ねじを用いた雌ねじとの螺合構造
に関する。
に、タッピングなどにより雌ねじを刻設しておき、ボル
トやビスなどの締め付けねじで締め付け固定する雄ねじ
は、マシンねじとして各種の機械の組立に使用されてい
る。
じ2との螺合状態を示す断面図である。雄ねじ1のねじ
山と雌ねじ2のねじ山とは、同一の形状をしており、一
方のねじ山の山頂と他方のねじ山の谷底とがぴったり重
なり合うようにすれば、ガタツキなく止まり、しかも弛
みにくくなる。
山の表面全部が接触することになるので、締め付けトル
クが増大し過ぎて、締め付けが困難になってしまう。そ
こで、図5に示すように、雌ねじ2の谷径Dを雄ねじ1
の外径D′より大きくして締め付けトルクを低減するよ
うにしている。
図5の矢印方向に雄ねじをねじ込む場合、ねじ込み方向
の前方の斜面1aは雌ねじ2のねじ込み方向の後方の斜
面2aに接触するが、反対側には、隙間sができてしま
う。
け後に振動が加わると、雄ねじの斜面1aと雌ねじの接
触している斜面2aとがいつの間にか離れ、ねじが弛ん
でしまうこととなる。
することがある。これは、あらかじめ雄ねじに半溶融状
態の弛み防止剤を塗布し、乾燥させた後、雌ねじにねじ
込んで使用するもので、弛み防止剤は微小なカプセルか
らなり、ねじ込まれたときにこのカプセルが破壊されて
再び溶融状態となり、隙間の狭い所にまで入り込んで固
化し、接着力によりねじの弛みを防止するものである。
が接触している面積が大きいことと、締め付ける時と弛
める時とではねじ山の接触する面が山の反対側に移動す
る(あるいは、隙間sの形状が変化する)ことなどの理
由から、大部分の弛み防止剤が、締め付ける時かあるい
は弛める時に相手側のねじ山と擦れて剥離してしまう。
特に、機械のメンテナンスなどでねじを繰り返し使用す
る場合には、締め付けていた雄ねじを弛めて取り外し、
再度締め付けることになるが、そのたびに弛み防止剤
が、ぽろぽろと剥げ落ちて、弛み止めの効果が再使用の
たびに大幅に低下してしまう、という問題があった。ま
た、再使用の際に、周辺に弛み防止剤のカスが散乱して
汚れる、という問題もあった。
は、特開平5−71524号で、図6に示す構成の弛み
防止剤が不要のねじを提案している。同図において、3
は雄ねじ、4は雌ねじを示し、雄ねじは矢印の方向に進
行して締め付けられる。雄ねじ3のねじ山は、山頂の幅
Wが、螺合する雌ねじ4の谷幅wより大きくなってい
る。また、雄ねじ3のフランク角を図示のように締め付
け方向の前後にα、βとし、雌ねじ4のフランク角を図
示のように両側ともにγとしたとき、α=γ、β<γと
している。
けると、雄ねじ山頂の後端部3aが雌ねじ4に食い込
み、補助的な雌ねじ5をタッピングしながら螺入してい
く。そして、この部分が雌ねじ4に強く圧迫され、締め
付け後に震動などを受けても、弛み方向への抵抗となっ
て、弛みを防止できることになる。
は、補助的な雌ねじ5をタッピングするので、ねじを焼
き入れしなければならず、製造工程が多くなり、かつ、
安価な材料が使用できないという問題があった。
れたもので、弛みを確実に防止でき、しかも、焼き入れ
の必要がなく、安価にできる雄ねじを提供することを目
的としている。また、本発明は、弛み防止剤の効果を十
分引き出すことができ、しかも繰り返し使用しても剥離
しにくく、効果が持続する雄ねじと、この雄ねじを用い
た雌ねじとの螺合構造を提供することを目的としてい
る。
めに本発明の雄ねじは、雄ねじの山頂幅を雌ねじの螺合
部における谷幅と同じにし、山頂部における両斜面の少
なくとも一方に雌ねじの螺合部の斜面と重なり合う接触
面を形成し、該接触面以外の部分では雌ねじとの間に隙
間が形成されるようにしたことを特徴としている。
における谷幅と同じにし、山頂部の両斜面の少なくとも
一方に接触面を形成し、該接触面のフランク角を雌ねじ
の対向斜面のフランク角より微小な角度だけ小さくして
接触面が山頂側で雌ねじと常時接触するのに対し麓側で
は弾性変位を受けたとき雌ねじと接触するようにし、雄
ねじのねじ山の上記接触面以外では雌ねじのねじ山との
間に隙間が形成されることを特徴としている。
部における谷幅と同じにし、雄ねじの両側斜面の一方の
フランク角を雌ねじの対向するフランク角より小さく
し、他方のフランク角を山頂側と麓側とで相違させ、山
頂側のフランク角を雌ねじのフランク角より1〜2°小
さくした接触面とし、麓側のフランク角を雌ねじのフラ
ンク角より小さくした構成としてもよい。
の締め付け方向後方の斜面に形成されることが望まし
い。本発明の雄ねじと雌ねじの螺合構造は、上記のいず
れかの雄ねじと、雌ねじとの螺合構造であって、上記隙
間に弛み防止剤が充填された構成を特徴としている。
って説明する。図1は、本発明の雄ねじ11を備えたビ
ス10を要部を示す図である。同図に示すように、ビス
10は、雄ねじ11と、ドライバにより回すための頭部
12と、ドライバビットが嵌合するためにこの頭部12
に形成された十字型のビット穴12aとを有している。
雄ねじ11は、ねじ山の頭部12側の山頂側に、接触面
11aを有している。
る。図2は、この接触面11aの拡大図で、図3は雄ね
じ11と雌ねじ15のねじ山の形状を示す拡大図、図4
は図1の雄ねじ11と、雌ねじ15とが螺合している状
態を示す要部断面図である。これらの図中において、雄
ねじ11の進行方向を矢印で示す。
頂の幅Hは、雌ねじ15の嵌合する谷幅hと同じであ
る。また、雄ねじ11のねじ山は、締め付け方向の後方
に折曲した2つの斜面11aと11bとがあり、山頂側
の斜面11aが接触面11aとなる。締め付け方向の前
方の斜面は11cのみである。そして、各斜面のフラン
ク角を、図示のようにa,b,cとする。
形で、前後の斜面15a,15bのフランク角は、とも
に等しくdとなっている。そして、上記実施例では、こ
れらa,b,c,dの値は、次のようになっている。a
=29°、b=20°、c=25°、d=30°
すなわち、接触面11aは、山頂側では常時雌ねじの斜
面に接触しているが、接触面11aの下側(又は麓側)
では、雌ねじ15との間に微小な隙間ができる。締め付
け力とか、締め付け後の温度変化などによる応力を受け
たとき、雄ねじ11のねじ山が弾性変形するが、その変
形は、この隙間が無くなるまで可能であり、このような
構成によって、接触面11aの山頂側には、あたかもば
ねで押さえるように、大きな力が加わることになる。
は、雄ねじ11の直径の最大の位置である。そして、直
径が最大の位置に弾性力による摩擦力が加えられるの
で、この摩擦力による抵抗トルクは最大になる。言い換
えれば、ねじを締め付けた後に接触面11aに加わる力
が最大に作用して弛みを防止することになり、最も効率
がよい。
麓側では雌雄のねじの間に断面がくさび型の隙間sがで
きることになる。そして、c<dであるが、a−bが約
10゜程度であるのに対し、d−cの値は、角度で約半
分の5゜程度となっている。
11が雌ねじ15に螺合すると、雄ねじ1のねじ山の山
頂部分が雌ねじ15の谷に(ねじの)軸方向のガタツキ
なく嵌合する。また締め付け力により、接触面11aの
全体が雌ねじ15の斜面15bと面接触するまで雄ねじ
11は変形が可能となる。これに対し、接触面と反対側
の斜面では、山頂の稜線のみが線接触している。
は、雄ねじの山頂と雌ねじの谷底との間は勿論、フラン
ク角に相違を設けているので、雌雄のねじ山の斜面相互
間にも隙間sが確保できる。そのため、締め付けトルク
が上昇することもなく、軽く締め付けることができる。
cは実施例の数値に限定されない。d−aは上記実施例
では1°であったが、ねじ山の変形が弾性限度内に収ま
る範囲内にあればよく、1〜2°程度が適正な範囲であ
る。
と、接触面11aはその全体が雌ねじに常時接触するこ
ととなり、上述した弾性力による効果が得られないこと
にはなる。しかし、接触面11a自体がねじ山の頂部に
あるので、ここに大きな締め付け力などの力が加わるこ
ととなり、弛み防止の効果は若干低下するが、従来のね
じよりは遥かに優れたものとなる。
Aを充填した実施例を示す図である。従来例でも述べた
ように、ねじの弛みを防止するものとして、種々の弛み
防止剤が使用されているが、本発明の雄ねじの場合、そ
のような弛み防止剤の使用に最適である。
では、弛み防止剤を塗布しても締め付けの際に、雌雄の
ねじ山が接触して擦れ合い、弛み防止剤が剥離し、弛み
止めの効果を十分に得ることができなかった。
4(b)に示すように、接触面11a以外には、必ず隙
間sができ、しかも、この隙間sは、(雄ねじと雌ねじ
との螺合に軸方向のガタツキがないから)締め付けの時
も弛める時も同じ形状を保っている。したがって、弛み
防止剤Aは剥離されず、両側のねじ山を接着状態に保
ち、弛みを効果的に防止できるのである。特に、ねじを
繰り返し使用する場合でも、弛み防止剤が剥離しないの
で、接着力の低下も僅少ですみ、弛み止めの効果を持続
できる。
のように補助的な雌ねじ5をタッピングする必要がない
ので、焼き入れ処理の必要がなく、材質的にも安価な調
質材を使用することができ、材質と工程の双方からのコ
ストダウンが可能となる。
との螺合の途中でも、接触面11aは常に雌ねじに接触
しているので、接触する山数を確保できれば、最後まで
締め付けなくても弛むことはない。そのため、調整ねじ
として使用することもできる。なお、上記の実施例で
は、接触面11aは雄ねじの進行の後方に形成したが、
前方に形成してもよく、両側に形成しても本発明の効果
を得ることができる。
は、雄ねじの山頂幅を雌ねじの螺合部における谷幅と同
じにし、山頂部における両斜面の少なくとも一方に雌ね
じの螺合部の斜面と重なり合う接触面を形成し、該接触
面以外の部分では雌ねじとの間に隙間が形成されるよう
にしたので、雄ねじの最外径のところに加わる力を最大
に利用して弛みを防止できる。また、雄ねじのねじ山の
その他の部分では雌ねじのねじ山との間に隙間が形成さ
れるので、軽い締め付けトルクで締め付けができる。
するとともに麓側では弾性変位を受けたとき雌ねじと接
触するように微小な角度だけ雌ねじの対向斜面とフラン
ク角に差を設ければ、雄ねじのねじ山の弾性変形による
弾性力が加わるので、さらに強力に弛みを防止できる。
方に形成すれば、弛み防止に特に効果的である。また、
ねじに焼き入れをする必要がないので、製造工程と材質
の両面からコスト低減が可能である。
おり、ここに弛み防止剤を充填すれば、隙間により弛み
防止剤は剥離されず、接着力を強固に保てる。また、繰
り返し使用しても弛み止め効果の低下は僅少で済む。
状態を示す要部断面図、(b)は隙間に弛み防止剤を充
填した状態を示す図である。
る。
である。
Claims (5)
- 【請求項1】 雄ねじの山頂幅を雌ねじの螺合部におけ
る谷幅と同じにし、山頂部における両斜面の少なくとも
一方に雌ねじの螺合部の斜面と重なり合う接触面を形成
し、該接触面以外の部分では雌ねじとの間に隙間が形成
されるようにしたことを特徴とする雄ねじ。 - 【請求項2】 雄ねじの山頂幅を雌ねじの螺合部におけ
る谷幅と同じにし、山頂部の両斜面の少なくとも一方に
接触面を形成し、該接触面のフランク角を雌ねじの対向
斜面のフランク角より微小な角度だけ小さくして接触面
が山頂側で雌ねじと常時接触するのに対し麓側では弾性
変位を受けたとき雌ねじと接触するようにし、雄ねじの
ねじ山の上記接触面以外では雌ねじのねじ山との間に隙
間が形成されることを特徴とする雄ねじ。 - 【請求項3】 雄ねじの山頂幅を、雌ねじの螺合部にお
ける谷幅と同じにし、雄ねじの両側斜面の一方のフラン
ク角を雌ねじの対向するフランク角より小さくし、他方
のフランク角を山頂側と麓側とで相違させ、山頂側のフ
ランク角を雌ねじのフランク角より1〜2°小さくした
接触面とし、麓側のフランク角を雌ねじのフランク角よ
り小さくしたことを特徴とする請求項1記載の雄ねじ。 - 【請求項4】 上記接触面が、雄ねじの締め付け方向後
方の斜面に形成されたことを特徴とする請求項1から3
のいずれかに記載の雄ねじ。 - 【請求項5】 請求項1から4のいずれかの雄ねじと、
雌ねじとの螺合構造であって、上記隙間に弛み防止剤が
充填されたことを特徴とする雄ねじと雌ねじの螺合構
造。
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