(57)【要約】【課題】軸受に回転軸を固定するときのねじ込みトルクを抑制し、締め付け後の緩み止め効果を得ながら回転軸を傷つけることなく、軸受に対してその回転軸を容易に固定できるようにしたインサート軸受ユニット用の止めねじを提供する。【解決手段】雄ねじ２の圧力側フランク面ｆ１のフランク角ａが３０°未満に、雄ねじ２の遊び側フランク面ｆ２のフランク角ｂが３０°よりも大きい角度にそれぞれ設定され、全体が鉄系材料よりも軟らかい軟金属で形成されているインサート軸受ユニット用止めねじにした。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周に雄ねじ（２）を有する本体部（３）と、
その本体部（３）の先端に一体に形成された圧子（４）と、
前記本体部（３）の後面に解放した回転操作用の孔（５）とを有し、
前記本体部（３）が、ねじ山角６０°のＪＩＳ規格の基準山形を有する雌ねじ（１７）を備えたねじ孔（１６）にねじ込まれ、前記圧子（４）が軸受の内輪（１５）に挿通された回転軸に押し付けられるインサート軸受ユニット用止めねじであって、
前記雄ねじ（２）の圧力側フランク面（ｆ１）のフランク角（ａ）が３０°未満に、前記雄ねじ（２）の遊び側フランク面（ｆ２）のフランク角（ｂ）が３０°よりも大きい角度にそれぞれ設定され、
かつ、全体が鉄系材料よりも軟らかい軟金属で形成されているインサート軸受ユニット用止めねじ。
【請求項２】
前記軟金属が銅系金属である請求項１に記載のインサート軸受ユニット用止めねじ。
【請求項３】
前記雄ねじ（２）の一部分の山高さが、他部の山高さよりも大きくなっている請求項１又は２に記載のインサート軸受ユニット用止めねじ。
【請求項４】
前記圧子（４）の前面（４ａ）が、前記本体部（３）の軸心に対して直交する平面で構成された請求項１〜３のいずれかひとつに記載のインサート軸受ユニット用止めねじ。
【請求項５】
前記圧子（４）の全体が先細りの円錐状に形成されている１〜３のいずれかひとつに記載のインサート軸受ユニット用止めねじ。
【請求項６】
前記圧子（４）の表面（４ｂ）が球面で構成されている１〜３のいずれかひとつに記載のインサート軸受ユニット用止めねじ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、インサート軸受ユニットや軸受箱と組み合わされていないインサート軸受に支持対象の回転軸を固定する目的で用いられる止めねじに関する。
【背景技術】
【０００２】
転がり軸受と軸受箱を組み合わせたインサート軸受ユニットに軸受に支持される回転軸を固定する方法のひとつに、止めねじ固定方式がある。その止めねじ固定方式は、軸受の内輪に径方向に貫通したねじ孔を設けてそのねじ孔に止めねじをねじ込み、その止めねじの先端の圧子を回転軸の外周に押し付けるものである。
【０００３】
前記止めねじは、圧子を一体に形成したものと、圧子を別体のボールで構成してそのボールを先端に組み込んだものがある。
【０００４】
このうち、圧子を一体に形成した止めねじは、例えば、下記特許文献１〜９に記載されたものなどが知られている。また、別体のボールからなる圧子を先端に組み込んだ止めねじは、下記の非特許文献に示されている。
【０００５】
特許文献１の止めねじ（止めネジ）は、本体部の先端に圧子部を、本体部の後側部に回転操作用の六角棒を係止させる六角孔をそれぞれ有する。
【０００６】
前記圧子部は、前方に突出して本体部に一体に形成されたほぼ半球状の突起である。また、前記六角孔は、前記圧子部を弾性変形し易くする孔になっており、その圧子部が固定対象の軸に押し付けられて弾性変形することで本体部の先端側のねじ山が拡径してねじ孔に食い込み、それによって緩み止めがなされる止めねじとなっている。
【０００７】
特許文献２の止めねじ（緩み止めボルト）は、セットスクリューに先端から回転操作用の六角穴まで貫通する穴をあけ、その穴に、銅、真鍮、アルミニウムなどの柔らかい金属で形成された凸型のパッドを差し込み、前記六角穴に入り込んだ前記パッドの後部を前記穴から抜け出し不可の形となるように変形させることで前記パッドを外れないように接続したものである。
【０００８】
特許文献３のねじは、雄ねじの一部における谷底の直径を雄ねじの他部における谷底の直径よりも大きくしており、直径の大きな谷底部を雌ねじのねじ山と干渉させることでねじの緩みに抵抗を加えて緩み止めの性能を向上させている。
【０００９】
特許文献４は、雄ねじ又は雌ねじのどちらか片方のねじのねじ山の山頂部に切欠き部を設け、雄ねじと雌ねじを結合させたときに前記切欠き部を設けたねじ山が弾性変形するようにしており、その弾性変形により切欠き部を設けたねじ山の他方のねじに対する接触圧を高めて緩み止め効果を発揮させるようにしている。
特許文献５，９のねじも、同様の構造を用いて緩み止め効果を得るようにしている。
【００１０】
特許文献６は、ねじによる連結構造であり、雄ねじと雌ねじのピッチを互いに異ならせることで、締結時に雄ねじと雌ねじを干渉させて緩み止め効果を得るようにしている。
【００１１】
特許文献７の緩み防止ねじは、雄ねじの圧力側フランク角を雌ねじのフランク角よりも小、雄ねじの遊び側フランク角を雌ねじのフランク角よりも大にすることで雄ねじと雌ねじの締結時に雄ねじの圧力側フランク面が雌ねじに食い込むようにしており、その食い込みにより雄ねじのねじ山が変形して雌ねじと干渉し、その干渉による接触圧の増加によって緩み止め効果を得るようにしている。
【００１２】
特許文献８のねじは、雄ねじ又は雌ねじに設けるねじ山のねじ有効径近傍より山頂側の角度を、底辺部の角度よりも小さくし、山頂部のコーナをＲ形状（凸曲面）にしている。
【００１３】
このようにすることで、底辺部の角度よりも角度の小さい山頂が相手ねじに対して線接触する状況を作り、その線接触により、ねじ山の頂部を弾性変形させてフランク面の荷重分布を均一化させて緩み止め効果を得るようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２００８−３０４０２４号公報
【特許文献２】特開２０００−０３５０２４号公報
【特許文献３】実用新案登録第３１８８３８０号公報
【特許文献４】特開２００２−１０６５３９号公報
【特許文献５】特開２００３−０４２１３０号公報
【特許文献６】特開平０７−２５７６２９号公報
【特許文献７】特開平０８−１７７８３９号公報
【特許文献８】特開平０６−２２１３１９号公報
【特許文献９】特開２０１５−１８７４９３号公報
【非特許文献】
【００１５】
【非特許文献１】ＮＴＮ  ベアリングユニットハンドブック（CAT.No.9011-IVJ）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
特許文献１の止めねじは、構成材の材質は特に規定していないが、同文献の実施例のように、高硬度の材料でその止めねじを作成すると、そのねじを締付けたときに先端の圧子が軸受に固定される軸にめり込み、そのめり込みにより、軸の圧子部接触点近傍が塑性変形を起こして隆起し、軸受の交換時に隆起箇所が軸受の内輪と干渉して交換が行えなくなることがある。
【００１７】
その不具合を回避するために、軸の止めねじ接触部を、外径面から落ち込んだ平面となるように予め加工することで、軸の一部が外径面よりも外側に隆起することを防止する方法が採られているが、この方法では、軸の外周の一部を平面にする加工が余分に増え、また、軸の平面加工位置と止めねじの位置を合わせる調整作業も必要になる。
【００１８】
特許文献２の止めねじは、柔らかい金属で形成されたパッドが一体化するように取り付けられるが、２部品の組み合わせであるので、圧子が一体に加工されたねじに比べて部品数と製造手間が増加する。
【００１９】
特許文献３のねじは、雄ねじの谷底の直径が軸方向の途中で変化しており、谷底の直径が大きくなっている部位において雄ねじが雌ねじに接触する力、即ち干渉力が大きくなるため、雄ねじと雌ねじが同じ材質或いは同等の硬度を持つ材料で形成されているとねじ込みトルクが大きくなってねじの回転操作がし辛くなる。
【００２０】
特許文献４，５，９のねじは、加工したねじ山の山頂部に切欠き部を設けるための追加工を必要とし、加工工数の増加とそれによるコストアップが避けられない。
【００２１】
特許文献６の技術は、雄ねじと雌ねじのピッチを互いに異ならせたことによってねじ孔に対する雄ねじのねじ込み量が制限され、その制限により、止めねじ先端の圧子の軸に対する接触圧、即ち、軸受に軸を適切に固定するのに必要なトルク値の管理が難しくなる。
【００２２】
このほか、圧子を別体のボールで構成してそのボールを先端に組み込んだものは、圧子が高硬度のボールであるため、その圧子が固定した軸にめり込み、そのめり込みに起因した軸の圧子接触点近傍の隆起により、特許文献１の止めねじと同様に軸受の交換が行えなくなることがある。
【００２３】
この発明は、上記の現状技術に鑑みてなされたものであって、その目的は、従来品の課題を解消した止めねじ、具体的には、軸受に回転軸を固定するときのねじ込みトルクを抑制し、締め付け後の緩み止め効果を得ながら回転軸を傷つけることなく、軸受に対してその回転軸を容易に固定できるようにしたインサート軸受ユニット用の止めねじを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
上記の課題を解決するため、この発明においては、
外周に雄ねじを有する本体部と、
その本体部の先端に一体に形成された圧子と、
前記本体部の後面に解放した回転操作用の孔とを有し、
前記本体部が、ねじ山角６０°のＪＩＳ規格の基準山形を有する雌ねじを備えたねじ孔にねじ込まれ、前記圧子が軸受の内輪に挿通された回転軸に押し付けられるインサート軸受ユニット用止めねじであって、
前記雄ねじの圧力側フランク面のフランク角が３０°未満に、前記雄ねじの遊び側フランク面のフランク角が３０°よりも大きい角度にそれぞれ設定され、
かつ、全体が鉄系材料よりも軟らかい軟金属で形成されているインサート軸受ユニット用止めねじ（以下では単に止めねじと言う）を提供する。
【００２５】
前記軟金属の具体例としては、例えば、銅や黄銅などの銅系金属が挙げられる。
【００２６】
この止めねじは、雄ねじの一部分の山高さを、他部の山高さよりも大きくしたものであってもよい。
【００２７】
本体部先端の圧子は、前面が本体部の軸心に対して直交する平面で構成されたもの、全体が先細円錐状に形成されたもの、表面が球面で構成されたものなどがよい。
【発明の効果】
【００２８】
この発明の止めねじは、雄ねじの圧力側フランク面のフランク角が雌ねじの対応した側（雄ねじの圧力側フランク面が接触する側）のフランク面のフランク角（３０°）よりも小さい。
【００２９】
そのため、雄ねじを雌ねじにねじ込むと、雄ねじの圧力側フランク面のねじ山の頂付近が雌ねじのねじ山の谷底近くに接触してねじ山に食い込もうとし、雄ねじのねじ山の遊び側フランク面は谷底近くが雌ねじのねじ山の頂付近に接触する。
【００３０】
その２箇所での接触により、雄ねじと雌ねじの接触面の面積と接触抵抗が増大し、それによって締め付け後の止めねじの緩みが防止される。
【００３１】
雄ねじと雌ねじの接触面の面積は、止めねじが軟金属で形成されていることにより、止めねじに設けられた雄ねじの変形が鉄系材料で形成される止めねじに比べて大きい。このため、接触面積の増大、それによる接触抵抗の増大は鉄系材料で形成される止めねじに比べて大きく、締め付け後の止めねじの緩み防止の効果が高い。
【００３２】
また、雄ねじの圧力側フランク面のねじ山の頂付近が雌ねじのねじ山に食い込もうとするとき、変形などによって雄ねじの遊び側フランク面にそのフランク面を雌ねじのねじ山に押し付ける方向の力（押圧力）が作用するが、雄ねじの遊び側フランク面のフランク角を雌ねじの対応した側のフランク面のフランク角よりも大きくしたことによって、遊び側フランク面のねじ山の頂付近と雌ねじのねじ山との間に隙間が生じるため、この隙間によって前記押圧力が吸収され、これにより、過大なねじ込みトルクの発生が抑えられる。
【００３３】
さらに、止めねじの全体が、銅系金属などの軟金属からなるため、通常、鉄系金属で形成される回転軸を軸受に固定したときに軸が傷つけられることがなく、回転軸に対する圧子のめり込みとそのめり込みに起因した回転軸の圧子接触点近傍の隆起も抑制される。
【００３４】
これにより、軸受交換時の回転軸と軸受内輪の干渉が防止され、交換をスムーズ、かつ、迅速に行うことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】この発明の止めねじを用いるインサート軸受ユニット用転がり軸受の一例を示す断面図である。
【図２】この発明の止めねじを用いるインサート軸受ユニットの一例を示す部分破断斜視図である。
【図３】この発明の止めねじの本体部外周に形成された雄ねじの一部を示す拡大断面図である。
【図４】例示の止めねじを雌ねじに螺合させたときに生じるねじ山の変形状態を示す拡大断面図である。
【図５】止めねじの本体部外周の雄ねじのねじ山の高さを増大させた部位の拡大断面図である。
【図６】この発明の止めねじの一例の詳細を示す断面図である。
【図７】この発明の止めねじの他の例の詳細を示す断面図である。
【図８】この発明の止めねじのさらに他の例の詳細を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、添付図面の図１〜図８に基づいて、この発明のインサート軸受ユニット用止めね（以下では単に止めねじと言う）の実施の形態を説明する。
【００３７】
図１に、この発明の止めねじ１を採用したインサート軸受ユニット用転がり軸受（玉軸受）の一例を示す。
【００３８】
図示の転がり軸受１０は、外輪１１、内輪１５、外輪１１と内輪１５間に介在された転動体１２、その転動体１２を保持する保持器１３、及び外輪１１と内輪１５間のグリース封入空間を封鎖する密封装置１４とからなる。
【００３９】
インサート軸受ユニット２０は、図２に示すように、例示したような転がり軸受１０と鋳鉄や鋼板で形成された軸受箱２１とを組み合わせて構成される。
【００４０】
止めねじ１は、内輪１５に径方向に貫通して設けられたねじ孔１６にねじ込まれて使用される。
【００４１】
ねじ孔１６は、ＪＩＳ規格のねじ山角６０°の基準山形の雌ねじ（具体的には、ＪＩＳ  Ｂ  ０２０５のメートルねじやＪＩＳ  Ｂ  ０２０６のユニファイねじ）１７を有する孔になっている。
【００４２】
例示の止めねじ１は、耐久性も確保できる黄銅で全体が形成されている。この止めねじ１は、外周に雄ねじ２を有する本体部３と、その本体部３の先端に一体に形成された圧子４と、本体部３の後面に解放させて設けた回転操作用の孔５（図のそれは六角棒レンチを係合させる六角孔）とを有する。
【００４３】
回転操作用の孔５は、本体部３の後端から圧子４の近くまで形成されて最奥部が切頭円錐状に加工されている。これにより、本体部３の圧子４を備えた先端側は、肉厚が小さくなって撓み易くなっている。その撓みは、本体部３の先端側を拡径させ、その拡径も雌ねじ１７と雄ねじ２の接触面の接触抵抗を高めるのに役立つ。
【００４４】
本体部３の外周の雄ねじ２は、図３に示したねじ山２ａの頂部の幅ｍ及びねじ孔１６に螺合したときの雌ねじ１７に対する引っ掛かり高さＨが、ＪＩＳ規格のねじ山角６０°の基準山形に準じる寸法になっている。
【００４５】
雄ねじ２のねじ山２ａは、好ましくは、ＪＩＳ規格のねじ山角６０°の基準山の寸法公差上限付近の寸法にするのがよい。
【００４６】
図示のねじ山２ａは、圧力側フランク面ｆ１と遊び側フランク面ｆ２の仮想交差部Ａから雄ねじ２の軸線（図示せず。それは雄ねじ２の谷底２ｂと平行）に対して直交するように引いた垂直線Ｌに対して非対称形状をなす。
【００４７】
このねじ山２ａの圧力側フランク面ｆ１のフランク角ａは、雌ねじ１７の、圧力側フランク面ｆ１に対応した側のフランク面ｆ３のフランク角（３０°）よりも小さい。
【００４８】
また、ねじ山２ａの遊び側フランク面ｆ２のフランク角ｂは、雌ねじ１７の、遊び側フランク面ｆ２に対応した側のフランク面ｆ４のフランク角（３０°）よりも大きい。
【００４９】
ねじ山２ａの圧力側フランク面ｆ１のフランク角ａと遊び側フランク面ｆ２のフランク角ｂは、フランク角ａを１５°、フランク角ｂを３５°に設定したときに止めねじ１の緩み止めに関して最も優れた効果を期待できる。
【００５０】
ただし、強い締め付け力が要求され、緩み止めよりも締め付け力が重視される場合には、フランク角ａを３０°近くに設定したり、フランク角ａ、ｂの上記数値を入れ替えてフランク角ａをフランク角ｂよりも大きくした方が有利になることが考えられる。
【００５１】
以上の通りに構成された例示の止めねじ１は、本体部３が、軸受の内輪１５に形成されたねじ孔１６にねじ込まれ、先端の圧子４が、内輪１５の内側に通される回転軸（図示せず）に押し付けられる。その押し付けにより、転がり軸受１０やその転がり軸受を軸受箱と組み合わせたインサート軸受ユニット２０に対して回転軸が固定される。
【００５２】
雄ねじ２が雌ねじ１７にねじ込まれたとき、雄ねじの圧力側フランク面ｆ１のねじ山２ａは、頂付近が雌ねじ１７のねじ山の谷底近くに接触してねじ山に食い込もうとする。これによって生じる押圧力を受けてねじ山２ａの頂付は図４に示すような変形を生じて雌ねじ１７のねじ山に対する接触面の面積が増加する。
【００５３】
また、先に述べたように、雄ねじのねじ山２ａの遊び側フランク面ｆ２は、谷底近くが雌ねじ１７のねじ山の頂付近に接触することから、ねじが緩もうとするときの接触抵抗が大きく、これにより、緩み止めの効果が充分に発揮される。
【００５４】
なお、この発明の止めねじ１は、図５に示すように、雄ねじ２のねじ山２ａの一部分の山高さ（雌ねじに対する引っ掛かり高さ）を、他部の山高さよりも大きくすることができる。
【００５５】
そのようにしたものは、引っ掛かり高さの増加によって雄ねじと雌ねじとの間に生じる接触抵抗がさらに大きくなって緩み止めの効果が増す。
【００５６】
このときの引っ掛かり高さの増加量Ｈ１は、止めねじの雄ねじ２とねじ孔の雌ねじ１７が過剰に干渉しないように、雄ねじ２のねじ山２ａの寸法公差下限時の直径（＝ねじ山の高さ×２）と、雌ねじ１７の寸法公差上限時の谷底の直径が同一になるように設定すると好ましい。
【００５７】
この発明の止めねじ１は、図６〜図８に示すような圧子４を備えたものにすることができる。
【００５８】
図６の圧子４は、前面４ａが止めねじの本体部３の軸心Ｃに対して直交する平面で構成されており、
回転軸に対する接触が線接触に近いものになる。
【００５９】
図７の圧子４は、全体が先細円錐状に形成されている。また、図８の圧子４は、表面４ｂが球面（球の表面の一部）で構成されたものになっている。
【００６０】
図７の先細円錐状の圧子４は、円錐の頂部の潰れの抑制等を考えると、円錐の頂角αを９０°〜１２０°程度に設定したものが好ましい。
【００６１】
図８の球面の表面を有する圧子４は、同図に示した厚みｔ（＝本体部の軸心長手方向の寸法）を球の直径の１／２〜１／４程度に設定したものがよい。厚みｔが球の直径の１／２の圧子は、２等分位置での断面の輪郭が半円のいわゆる半球である。
【００６２】
厚みｔが球の直径の１／２よりも小さな圧子４は、２等分位置での断面の輪郭が半円よりも小さな凸円弧となるが、表面が球面で構成された圧子は、厚みｔの大きさが違っても回転軸に対する接触状態はほぼ同じになるので、回転軸を固定する機能は大差のないものになる。
【符号の説明】
【００６３】
１          インサート軸受ユニット用止めねじ
２          雄ねじ
２ａ        ねじ山
２ｂ        谷底
ｆ１        圧力側フランク面
ａ          雄ねじのねじ山の圧力側フランク面のフランク角
ｂ          雄ねじのねじ山の遊び側フランク面のフランク角
ｆ２        遊び側フランク面
３          本体部
４          圧子
４ａ        圧子の前面
４ｂ        圧子の表面
５          回転操作用の孔
１０        転がり軸受
１１        外輪
１２        転動体
１３        保持器
１４        密封装置
１５        内輪
１６        ねじ孔
１７        雌ねじ
２０        インサート軸受ユニット
２１        軸受箱
Ａ          雄ねじのねじ山の圧力側と遊び側のフランク面の仮想交差部
Ｌ          仮想交差部から雄ねじの軸線に対して直交するように引いた垂直線
ｍ          雄ねじの頂部の幅
Ｈ          雌ねじに対する雄ねじの引っ掛かり高さ
Ｈ１        引っ掛かり高さの増加量
Ｃ          止めねじの本体部の軸心
α          止めねじの圧子の円錐の頂角
【図１】
2020125771.tif 000003
【図２】
2020125771.tif 000004
【図３】
2020125771.tif 000005
【図４】
2020125771.tif 000006
【図５】
2020125771.tif 000007
【図６】
2020125771.tif 000008
【図７】
2020125771.tif 000009
【図８】
2020125771.tif 000010