(57)【要約】【課題】  横断面形状が円形の基材の外周に横断面形状が円形の索状部材を螺旋状に巻き付け、索状部材と前記基材とを接合材で接合することにより基材の外周にねじ溝を形成するねじの製造方法において、ねじの端部よりナットや雌ねじを滑らかにねじ込められるようにねじの全長にわたって等ピッチ性を高めることが、またねじとしての商品性を高めるため、基材、索状部材、接着剤の選択範囲を広げることが課題である。【解決手段】索状部材の外径をΦｄ、また前記基材のねじ形成部の外径をΦＤとするとき、前記基材の少なくても一方の端部にΦ（Ｄ−２ｄ）以下の外径を有する巻き付け開始部分を設け、前記巻き付け開始部分より、前記索状部分を巻き付け始めること、および接合材が有機系の接着剤とすることが解決策である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
横断面形状が円形の基材の外周に横断面形状が円形の索状部材を螺旋状に巻き付け、前記索状部材と前記基材とを接合材で接合することにより前記基材の外周にねじ溝を形成することを特徴とするねじの製造方法において、
前記索状部材の外径をΦｄ、前記基材のねじ形成部の外径をΦＤとするとき、前記基材の少なくても一方の端部にΦ（Ｄ−２ｄ）以下の外径を有する巻き付け開始部分を設け、前記巻き付け開始部分より、前記索状部分を巻き付け始める、あるいは巻き付けを終了することを特徴とするねじの製造方法。
【請求項２】
横断面形状が円形の基材の外周に横断面形状が円形の索状部材を螺旋状に巻き付け、索状部材と前記基材とを接合材で接合することにより前記基材の外周にねじ溝を形成することを特徴とするねじの製造方法において、
前記基材に１本の索状部材を巻き付け、前記接合材で接合して、前記基材の外周にねじ溝を形成することを特徴とするねじの製造方法
【請求項３】
請求項１、請求項２に記載されるねじの製造方法において、
前記接合材が高分子系の接着剤であることを特徴とするねじの製造方法
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、安価な精密ねじの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のねじの製造は、旋盤等による切削加工や鍛造等による塑性加工等の機械加工によるものがほとんどである。これらの手法によって製造されるねじは、ピッチが０．５ｍｍ以上であれば、大量生産が可能なため、非常に安価である。しかし、ピッチが０．５ｍｍ以下になると、ねじの表面を研磨や研削することが困難であるため、高価になったり、あるいは製造不可となる。
【０００３】
またそれとは異なる従来例として、横断面円形の基材の外周に複数本の索状部材を隣り合う索状部材に密着させて螺旋状に巻き付け、夫々の索状部材の少なくとも一方と基材とを接合材で接合した後、他方の索状部材を除去することにより基材の外周にねじ溝を形成することを特徴とする製造方法が開示されている（特許文献１参照）。
【０００４】
図１でこの製造工程の一例を具体的に、詳細に説明する。図１−ａにおいて、横断面円形の基材１の外周に、それぞれ錫メッキ銅線と被覆銅線からなる２本の索状部材３，５を互いに密着させて螺旋状に巻き付ける。
【０００５】
図１−ｂは、密着させて螺旋状に巻き付けた様子を断面形状で表した図である。索状部材３，５が交互に互いに密着して規則正しく並んでいる様子が分かる。
【０００６】
図１−ｃは、索状部材を巻き付けた基材１を半田７を溶融した炉９の中に入れる。
【０００７】
この時、基材１と錫メッキ銅線は半田で固着されるが、被膜銅線には半田は付着しない。図１−ｄでは、表面張力のため半田が錫メッキ銅線ばかりでなく被膜銅線にも覆われている場合で示している。
【０００８】
半田が冷却固化した後被覆銅線を除去すると索状部材３のみが残り、基材１の外周にねじ溝を形成することができる。なお、図１−ｄに示されている索状部材３，５上を覆っている半田は、被覆銅線を除去する際、一緒に除去される。図１−ｅは、ねじとして完成した様子を示す。
【０００９】
錫メッキ銅線を巻いたねじを雄ねじとし雌ねじと組み合わせ使用する場合、その表面を何回も滑らせると、錫メッキが磨耗等により剥がれ、ねじとして機能しなくなる懸念がある。ねじとしての機能を高めるためにはステンレス、タングステンのように磨耗に強い材料を索状部材に使用する必要があるが、このような索状部材と基材の接合には半田材料の選択範囲が限られるため、商品性の高いねじが期待できない。
【００１０】
商品性が高いねじとは、使用目的に合わせて各種の材料で作ることが可能なねじであり、信頼性が高く、価格が安い等のねじの意味である。
【００１１】
また、ねじとして機能するためには、ねじが形成された全長にわたり等ピッチで索状部材３，５が基材１に巻き付けられていることが必要であるが、図１-ａに示す工程において、実際に基材１に索状部材３，５を巻き付け始める場合、索状部材３，５を基材１に何らかの工夫で固定しておく必要がある。同文献では、基材１を中空の軸とし、基材１の端部に、溝等の係止部を構成し、そこに索状部材３，５を係止し、索状部材を十分な張力で基材に巻きつけ始めると説明している。しかし、係止部分においても等ピッチで巻き付けることは多大な努力を必要とし、改良が必要であった。
【００１２】
また、同文献で開示される製造法においては、複数本の索状部材が必要であり、そのうち１本は途中の工程で廃棄されるため、無駄となる欠点があった。
【００１３】
【特許文献１】特開２００４−６８８８３公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
簡単な製法により、ねじの端部よりナットや雌ねじを滑らかにねじ込められるようにねじの全長にわたって等ピッチ性を高めることが、本発明の第１の課題であり、また低価格を図るために生産性を高めるのが第２の課題であり、更にねじとしての商品性を高めるため、基材、索状部材、接着剤の選択範囲を広げることが第３の課題である。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
請求項１に記載の発明は、横断面形状が円形の基材の外周に横断面形状が円形の索状部材を螺旋状に巻き付け、索状部材と前記基材とを接合材で接合することにより前記基材の外周にねじ溝を形成することを特徴とするねじの製造方法において、前記索状部材の外径をΦｄ、また前記基材のねじ形成部の外径をΦＤとするとき、前記基材の少なくても一方の端部にΦ（Ｄ−２ｄ）以下の外径を有する巻き付け開始部分を設け、前記巻き付け開始部分より、前記索状部分を巻き付け始めることが第１の解決策である。
【００１６】
すなわち、ΦＤの外径を有するねじ形成部にΦｄの索状部材を巻きつけると外径がΦ（Ｄ＋２ｄ）、谷の径がΦＤの雄ねじが完成する。この雄ねじと正しく組み合わせられる雌ねじの内径はΦＤ程度、谷の径はΦ（Ｄ＋２ｄ）程度である。一方Φ（Ｄ−２ｄ）以下の外径を有する巻き付け開始部にΦｄの索状部材を巻きつけると最外部の径はΦＤ以下となり、お互いに接することがないため、ピッチが乱れていても挿入可能となる。そこで、巻き付けが遷移部を進む間に所定のピッチとなるように巻き付ければ、ねじ形成部において所定のピッチを実現できるわけである。この工夫により、ねじの製造が簡易化される。
【００１７】
この請求項２に記載の発明では、横断面形状が円形の基材の外周に横断面形状が円形の索状部材を螺旋状に巻き付け、索状部材と前記基材とを接合材で接合することにより前記基材の外周にねじ溝を形成することを特徴とするねじの製造方法において、前記基材に１本の索状部材を巻き付け、前記接合材で接合して前記基材の外周にねじ溝を形成することが第２の課題に対する解決索である。
【００１８】
すなわち、１本の索状部材を除去する工程を省くことにより、また準備する材料の半減化により、ねじの低価格が図れるわけである。
【００１９】
また、請求項３に記載の発明では、接合材を有機系の接着剤とすることにより、索状部材、基材および接合材の選択範囲を広げることが、第３の課題に対する解決策である。
【００２０】
すなわち、高分子系の接着剤には、エポキシ系、シリコン系、ウレタン系、ポリエステル系等の様々な接着剤が存在し、接着する材料、用途に応じ選択可能である。従って、基材が金属であれ、ガラスであれ、樹脂であれ、ねじの用途に応じて様々なねじが製造可能になる。
【発明の効果】
【００２１】
以上説明した３つの解決索により、信頼性が高く、安価で各種材料の精密ねじが容易に得られる利点がある。すなわち、請求項１で開示される技術により信頼性の高いねじが容易に製造可能になり、また請求項２で開示される技術によりねじの低価格が図れ、更に請求項３で開示される技術により各種材料の精密ねじが容易に得られる効果が発生する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
従来の基材に索状部材を巻き付ける方法において、巻き付け開始部分をねじ形成部分より細めにすることにより製造を簡易化する。また、基材と索状部材を固定する接着材に有機系の接着剤を用いる。更に簡単化を図る必要がある場合には、１本の索状部材のみでねじを形成する。以上の技術を以下に具体的に説明する。
【実施例１】
【００２３】
まず第１の実施例を図２に従い説明する。本発明における基材１は、図２-aに示すように、巻き線開始部１３、ねじ形成部１７および両者をつなぐ遷移部１５よりなる。ここで索状部材の外径形状をΦｄ、また前記基材のねじ形成部の外径をΦＤとするとき、巻き線開始部の外径をΦＣとするときＣ＜（Ｄ−２ｄ）となっている。その理由を後で詳細に説明する。また遷移部１５の形状に関しても後で詳細に説明する。
【００２４】
図２-ｂに示すように、接着剤１９を基材１の表面にほぼ均一となるように塗布する。
【００２５】
次に図２-ｃに示すように、２本の同一線径、同一材料の索状部材３，５を、巻き線開始部１３より始める。巻き付け開始部１３においてはかならずしもお互いに密着させる必要はないが、遷移部１５を巻きつけている間に互いに密着するように調整し、ねじ形成部においては完全に密着状態にあるように螺旋状に巻き付ける。また、索状部材３，５は適当な張力の下に巻き付けられるので、基材１とも密着状態にある。索状部材３，５は、ステンレスやタングステン等、基材１とは同一材質でも、異種材質でもよい。
【００２６】
次に、この状態で接着剤１９を固化する。加熱する固化でも自然固化でもよい。最後に、索状部材５を引き剥がすと、図２-ｄに示すようにねじが完成する。索状部材３と５は同じ径、同じ材料であるため、基材１に対する接合力は同一であるが、索状部材３あるいは索状部材５のどちらか一方、この場合は索状部材５を適度な外力で引くと索状部材３を残して、基材１より剥がれる。また、図２-ｂに示す工程において、接着剤１９の塗布量が多過ぎ、接着剤１９が索状部材３，５の表面に回りこんだ場合であっても、索状部材５とともに剥ぎ取られ、容易に図２-ｄに示すねじが完成する。なお、索状部材５を引き剥がす際に索状部材１が切断されないような索状部材の強度と接着強度の兼ね合いを勘案して、基材１および索状部材３，５の材質と径、接着剤１９を選択しなければならない。
【００２７】
図３は、巻き付け開始部の外径をΦ（Ｄ−２ｄ）以下とする理由を説明するための図であり、図３-ａは、図２-ｄと同一状態を一部拡大して示した図である。ただし、接着剤はここでは省略している。この図に示すように、巻き付け開始部１３に索状部材３を巻き付けた状態での外径は基材１のねじ形成部１７の表面の延長線２１より小さ目となっている。
【００２８】
雌ねじをねじ込んだ状態を図３-ｂで示している。この図からわかるように、本発明における雄ねじと理想的に噛合う雌ねじの内径はΦＤであるので、巻き付け開始部１３においては、雌ねじの内径と雄ねじの外径は接触しない。すなわち、巻き付け開始部１３においては、巻き線のピッチの乱れは噛合いに関係ないので、索状部材と基材の係止あるいは固定を第１優先に行うことができ作業内容が簡単になるわけである。
【００２９】
次に遷移部１５の形状に関して図４で説明する。図４-ａは、図３で説明したと同じく、巻き付け開始部１３とねじ形成部１７を直線的に変化させた形状である。この形状に限定されるものではなく、図４-ｂに示すように階段的に変化させてもよい。ただし、一つ一つの段差は索状部材の外径の半分以下程度が好ましい。また、図４-ｃに示すように曲線的に変化させても一向に差し支えない。
【００３０】
以上索状部材３，５を巻き付け始める場合で説明したが、索状部材３，５を巻き付け終る場合に、これまで説明した工夫を盛り込んでもねじとしての機能は十分果たせることは明らかである。
【００３１】
図５は、巻き付け開始部における巻き付け開始の具体例を詳細に説明したものである。ここでは、巻き付け開始部には長手方向にスリット２３が形成されており、索状部材の端部をこのスリット２３に食い込ませて巻き始めている。このようにすると、容易に巻き始めることが出来、生産性があがる。なお、スリットに限らず、穴であっても、楔状の形状であっても索状部材の端部を保持できる形状であれば如何なる形状、また工夫でも構わない。
【００３２】
以上の説明では、２本の同一線径、同一材料の索状部材３，５を用いた場合で説明したが、異質の索状部材を用いてもよいことは言うまでも無い。この場合は、先述のように２種類の索状部材を用意する必要があり、また巻き付け工程において必要ならば異なる張力調整を行わなければならない。
【００３３】
また、以上の説明では、接合材として高分子系の接着剤を使用する場合で説明したが、従来通り、半田等の金属系の接着剤を用いる場合に、請求項１で示される技術を適用してよいことは明らかである。この場合、半田は微粒子化された金属材料を半田ペーストと混ぜ合わせた通称クリーム半田等を用いるのがよい。
【実施例２】
【００３４】
以上、２本の索状部材を用いてねじを製造する場合で説明した。しかし、これに限定されるものではなく、始めから１本の索状部材を巻きつけるようにしてもよい。この場合、図６−ａに示すように、基材１の表面に接着剤１９を適度に塗布し、索状部材３を螺旋状に巻き付けると、図６−ｂに示すように接着剤１９は毛細管現象により、基材１と索状部材３の接触部に集まり、この状態で接着剤１９が固化すると、索状部材３は基材１にしっかりと固定される。なお、索状部材３を基材１のねじ形成部１７において等ピッチで巻き付けることは、基材１の回転運動と索状部材３の基材１の軸方向への送り運動を調整することにより、容易に実現される。
【００３５】
なお、第２実施例においては基材１の表面に塗布する接着剤１９の厚さを管理する必要がある。すなわち、接着層１９が薄すぎると接着強度が不足し、接着層１９が厚すぎると図６−ｃに示すように、接着剤が索状部材を取り囲み、雌ねじと組み合わせる場合に、不都合が生ずる懸念がある。
【００３６】
以上の説明では、雄ねじと雌ねじの噛み合わせ開始を容易にするために、巻き付け開始部分をねじ形成部分より細めにしてねじ製造を簡易化する方法、商品性を高めるため、基材と索状部材を固定する接着材に有機系の接着材を用いる方法を説明し、２つの技術を兼ね備えていることが必要条件として説明した。しかし、これに限定されることなく、両者の技術は互いに独立であっても一向に差し支えない。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
ねじは産業上必要不可欠な機械要素であり、安価で信頼性高いねじが供給可能になれば、利用されることは間違いない。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】従来例を説明するための図
【図２】本発明の第１の実施例である製作過程を説明する図
【図３】本発明を説明するための図
【図４】本発明の遷移部の形状を説明するための図
【図５】本発明の巻き付け開始の具体例を説明する図
【図６】本発明の第２の実施例である製作過程を説明する図
【符号の説明】
【００３９】
１  基材
３  索状部材
５  索状部材
７  半田
９  炉
１１  半田
１３  巻き付け開始部
１５  遷移部
１７  ねじ形成部
１９  接着剤
２１  延長線
２３  スリット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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