(57)【要約】 【課題】樹脂成形品に対して高い締結力及び引き抜き抵抗を発揮するタッピンねじを提供する。 【解決手段】本発明のタッピンねじ１は、ねじ山７の谷底１０と遊び側フランク８との交点Ｐは、ねじ山７の頂点から当該交点Ｐまでの第１ねじ山高さＨ２に対する、下穴６への実体ひっかかり高さＨ１の百分率である第１ひっかかり率ρ１が５０％を超えるように設定され、ねじ山７の谷底１０と圧力側フランク９との交点Ｑは、ねじ山７の頂点から当該交点Ｑまでの第２ねじ山高さＨ３に対する、下穴６への実体ひっかかり高さＨ１の百分率である第２ひっかかり率ρ２が第１ひっかかり率ρ１未満で、かつ５０％以上になるように設定され、ねじ山の谷底は、このように設定された交点Ｐから交点Ｑへ延びるテーパ状を成す。このように、第１ひっかかり率ρ１及び第２ひっかかり率ρ２を設定することで、テーパ状の谷底１０が高い引き抜き抵抗、締結力を発揮する。【選択図】図２
2013080327.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被締結部材に設けられた下穴に、ねじ山が外周に形成された脚部を挿入し、雌ねじを成形しながらねじ込まれるタッピンねじにおいて、
ねじ山の谷底と遊び側フランクとの交点Ｐは、ねじ山の頂点から当該交点Ｐまでの第１ねじ山高さＨ２に対する、下穴への実体ひっかかり高さＨ１の百分率である第１ひっかかり率ρ１が５０％を超えるように設定され、
ねじ山の谷底と圧力側フランクとの交点Ｑは、ねじ山の頂点から当該交点Ｑまでの第２ねじ山高さＨ３に対する、下穴への実体ひっかかり高さＨ１の百分率である第２ひっかかり率ρ２が第１ひっかかり率未満で、かつ５０％以上になるように設定され、
ねじ山の谷底は、このように設定された交点Ｐから交点Ｑへ延びるテーパ状を成すこと、
を特徴とするタッピンねじ。
【請求項２】
前記ねじ山の遊び側フランク及び圧力側フランクが、複合角を成すことを特徴とする請求項１に記載のタッピンねじ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂成形品の締結に用いるタッピンねじに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年では、軽量化・再生性・加工性等から樹脂成形品が多く用いられている。そこで、樹脂成形品の締結に特化したタッピンねじとして特許文献１に示すものが考案されている。このタッピンねじは、ねじ山を複合角に成形し、かつ隣接するねじ山間の谷底をテーパ状に成形することで、耐久性、強度に劣る樹脂成形品に対する締結を実現しようとするものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第２９４４６６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記タッピンねじは特殊形状ゆえに、ねじ山高さ、谷底のテーパ角等について最適寸法が解明されておらず、テーパ状の谷底による作用効果を十分に発揮できていなかった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明のタッピンねじは、上記課題に鑑みて創成されたものであり、被締結部材に設けられた下穴に、ねじ山が外周に形成された脚部を挿入し、雌ねじを成形しながらねじ込まれるものであり、ねじ山の谷底と遊び側フランクとの交点Ｐは、ねじ山の頂点から当該交点Ｐまでの第１ねじ山高さＨ２に対する、下穴への実体ひっかかり高さＨ１の百分率である第１ひっかかり率ρ１が５０％を超えるように設定され、ねじ山の谷底と圧力側フランクとの交点Ｑは、ねじ山の頂点から当該交点Ｑまでの第２ねじ山高さＨ３に対する、下穴への実体ひっかかり高さＨ１の百分率である第２ひっかかり率ρ２が第１ひっかかり率未満で、かつ５０％以上になるように設定され、ねじ山の谷底は、このように設定された交点Ｐから交点Ｑへ延びるテーパ状を成す。また、前記ねじ山の遊び側フランク及び圧力側フランクが、複合角を成す。
【発明の効果】
【０００６】
本発明のタッピンねじによれば、第１ひっかかり率ρ１及び第２ひっかかり率ρ２を実体ひっかかり高さＨ１に応じて設定し、この設定に応じたテーパ状の谷底を備えているので、遊び側フランクの最深部である交点Ｐまで雌ねじが充填されるから、高い締結力が得られる。一方、圧力側フランクにおいてもその最深部である交点Ｑまで雌ねじが充填されるので、高い引き抜き抵抗が得られる。締結力及び引き抜き抵抗の向上は、耐久性、強度に劣る樹脂成形品の締結に対して非常に効果的である。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明のタッピンねじの全体図。
【図２】本発明のタッピンねじの要部拡大断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１において、１はタッピンねじであり、ドライバビット（図示せず）が係合する駆動穴２を備える頭部３と、横断面形状が略三角形の脚部４とから構成されている。このタッピンねじ１は、樹脂製の被締結部材５に予め所定寸法Φであけられている下穴６に挿入し、ねじ込みトルクを加えることで、前記脚部４の周面に成形されたねじ山７が下穴６の周壁に食い込み、雌ねじを成形しながらねじ込まれる。
【０００９】
図２は、前記脚部４の縦断面を示す。この図２が示すように、前記ねじ山７の遊び側フランク８及び圧力側フランク９は、複合角に成形されており、頂角θ１及び基部角θ２は、それぞれ２０°及び４０°に設定されている。この構成が、雌ねじ成形時に被締結部材５に作用する応力を緩和して被締結部材５の割れを防止するとともに、円滑な雌ねじ成形を実現する。
【００１０】
前記ねじ山７の両フランク８，９には、隣接するねじ山７を連ねるようにして谷底１０が接続してある。この谷底１０と遊び側フランク８との交点Ｐにおける脚部４の外径Ｄ１は、当該谷底１０と圧力側フランク９との交点Ｑにおける脚部４の外径Ｄ２よりも大径に設定されており（Ｄ１＞Ｄ２）、すなわち、谷底１０はテーパ状を成している。これにより、通常のタッピンねじにおける水平谷底と比較して、本発明のタッピンねじ１では、谷底１０と圧力側フランク９が成す角θ３は小さくなる一方、谷底１０と遊び側フランク８が成す角θ４は大きくなり、軸力に対するねじ山の倒れ強度が向上する。
【００１１】
ここで、本発明のタッピンねじ１では、ねじ山７の頂点から交点Ｐまでの第１ねじ山高さＨ２に対する、下穴Φへの実体ひっかかり高さＨ１の百分率である第１ひっかかり率ρ１を、次式１のとおり定義する。
ρ１=（Ｈ１／Ｈ２）×１００［％］  ・・・（式１）
一方、ねじ山７の頂点から交点Ｑまでの第２ねじ山高さＨ３に対する、下穴Φへの実体ひっかかり高さＨ１の百分率である第２ひっかかり率ρ２を、次式２のとおり定義する。
ρ２=（Ｈ１／Ｈ３）×１００［％］  ・・・（式２）
そして、前記第１ひっかかり率ρ１及び第２ひっかかり率を、次の範囲に設定する。
ρ１＞５０％           ・・・（条件１）
ρ１＞ρ２≧５０％     ・・・（条件２）
【００１２】
また、タッピンねじの下穴径Φは、作業性、締付強さ、被締結部材の厚みとの関連で決定されるものである。その一例として、本発明のタッピンねじ１では下穴径Φは、呼び径Ｍに対して概ね７０％に設定するので、呼び径Ｍ＝３．０［ｍｍ］のタッピンねじでは、下穴径Φ＝２．１［ｍｍ］になるから、実体ひっかかり高さＨ１、交点Ｐにおける第１ねじ山高さＨ２、交点Ｑにおける第２ねじ山高さＨ３は、下穴径Φ、呼び径Ｍ、交点Ｐにおける谷の径Ｄ１、交点Ｑにおける谷の径Ｄ２を用いて次式３，４及び５で示される。
Ｈ１＝（Ｍ−Φ）×０．５  ［ｍｍ］   ・・・（式３）
Ｈ２＝（Ｍ−Ｄ１）×０．５ ［ｍｍ］  ・・・（式４）
Ｈ３＝（Ｍ−Ｄ２）×０．５ ［ｍｍ］  ・・・（式５）
したがって、上記条件１のもとでは、式３及び４を代入することにより、Ｄ１の設定範囲は、次のようになる。
Ｄ１＞１．２［ｍｍ］  （ただし、Ｄ１≦Φ）
よって、この範囲内で、Ｄ１を設定する。例えば、Ｄ１を１．６ｍｍに設定すれば、第１ひっかかり率ρ１は６４％になる。
【００１３】
一方、第２ひっかかり率ρ２の設定範囲は、上記条件２及びρ１=６４％から、次のようになる。
６４％＞ρ２≧５０％
したがって、これに式３及び５を代入することにより、Ｄ２の設定範囲は、次のようになる。
１．５＞Ｄ２≧１．２  ［ｍｍ］
よって、この範囲内で、Ｄ２を設定する。例えば、Ｄ２を１．４ｍｍに設定すれば、第２ひっかかり率ρ２は５６％になる。
【００１４】
本発明のタッピンねじによれば、上記条件１を満たすことにより、遊び側フランク８においてねじ山７の食い込み量Ｖ１（濃い塗り部分）が、下穴６から交点Ｐまでの容積Ｖ２（薄い塗り部分）よりも大きくなるので、塑性変形した雌ねじが交点Ｐまで流動する。これにより、脚部４が最も大径に成形された交点Ｐの周囲が雌ねじで充填されるから、高い締結力が得られる。
【００１５】
一方、条件２を満たすことにより、圧力側フランク９においてねじ山７の食い込み量Ｖ３（濃い塗り部分）が、下穴６から交点Ｑまでの容積Ｖ４（薄い塗り部分）よりも大きくなるので、塑性変形した雌ねじが交点Ｑまで流動する。また、条件２により、圧力側フランク９が遊び側フランク８よりも大きく設定される。雌ねじが交点Ｑまで流動するので、軸力発生時に雌ねじに対して圧迫する面である圧力側フランク９が全面に渡って雌ねじで被覆されるから、高い引き抜き抵抗が得られる。
【００１６】
また、高い締結力及び引き抜き抵抗を得ることによる相乗効果として、ねじ山７のピッチを粗目に設定しても締結力及び引き抜き抵抗を確保できている。なお、脚部４の横断面形状を略三角形にすることで、脚部４とその仮想外接円との間に隙間が形成され、この隙間に雌ねじが流動できるので、容積Ｖ２、Ｖ４に充填される雌ねじが過剰にならないから、締め付けトルクの安定化が図られる。
【符号の説明】
【００１７】
１  タッピンねじ
２  駆動穴
３  頭部
４  脚部
５  被締結部材
６  下穴
７  ねじ山
８  遊び側フランク
９  圧力側フランク
１０  谷底
【図１】
2013080327.tif 000003
【図２】
2013080327.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成24年9月25日(2012.9.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ねじ山の谷底がテーパ状に形成されたタッピンねじにおいて、
ねじ山の谷底と遊び側フランクの交点Ｐは、ねじ山の頂点から当該交点Ｐまでの第１ねじ山高さＨ２に対する、下穴への実体ひっかかり高さＨ１の百分率である第１ひっかかり率ρ１が５０％を超えるように設定され、
ねじ山の谷底と圧力側フランクとの交点Ｑは、ねじ山の頂点から当該交点Ｑまでの第２ねじ山高さＨ３に対する、下穴への実体ひっかかり高さＨ１の百分率である第２ひっかかり率ρ２が第１ひっかかり率未満で、かつ５０％以上になるように設定されることによって、
遊び側フランク及び進み側フランクの全面がねじ山による雌ねじ成形に伴い流動する被締結部材で覆われる構成であること
を特徴とするタッピンねじ。
【請求項２】
前記ねじ山の遊び側フランク及び圧力側フランクが、複合角を成すことを特徴とする請求項１に記載のタッピンねじ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
本発明のタッピンねじは、上記課題に鑑みて創成されたものであり、ねじ山の谷底がテーパ状に形成されたタッピンねじにおいて、ねじ山の谷底と遊び側フランクの交点Ｐは、ねじ山の頂点から当該交点Ｐまでの第１ねじ山高さＨ２に対する、下穴への実体ひっかかり高さＨ１の百分率である第１ひっかかり率ρ１が５０％を超えるように設定され、ねじ山の谷底と圧力側フランクとの交点Ｑは、ねじ山の頂点から当該交点Ｑまでの第２ねじ山高さＨ３に対する、下穴への実体ひっかかり高さＨ１の百分率である第２ひっかかり率ρ２が第１ひっかかり率未満で、かつ５０％以上になるように設定されることによって、遊び側フランク及び進み側フランクの全面がねじ山による雌ねじ成形に伴い流動する被締結部材で覆われる構成である。なお、前記ねじ山の遊び側フランク及び圧力側フランクが複合角を成すことが好ましい。
【国際調査報告】
2013080327.tif 000005
2013080327.tif 000006
2013080327.tif 000007
2013080327.tif 000008