(57)【要約】  ねじ締結具は、内径に対する有効径の比が１．２８未満であるねじ部であって、外径部と、１０°〜３０°の標準角を有する進み側フランクと、１°〜３０°の標準角を有する追い側フランクと、ねじ山高さより大きな半径を有する円弧面の隣接するねじ山の追い側フランクと進み側フランクとの間に延びるシャンク部とを備えるねじ部を有する。シャンク部を形成する円弧面の半径は、ねじ山高さの１．２〜１．８倍であってもよい。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内径に対する有効径の比が１．２８未満であるねじ部であって、
外径部と、１０°〜６０°の標準角を有する進み側フランクと、１°〜３０°の標準角を有する追い側フランクと、ねじ山高さより大きな連続した半径の隣接する前記ねじ山の前記追い側フランクと前記進み側フランクとの間に延びるシャンク部とを備える前記ねじ部を有する締結具を具備するねじ締結具。
【請求項２】
前記シャンク部を形成する連続した半径が、前記ねじ山高さの１．２〜１．８倍である、請求項１に記載のねじ締結具。
【請求項３】
前記ねじ部の前記進み側フランクの前記標準角が、前記ねじ部の前記追い側フランクの前記標準角より大きい、請求項１に記載のねじ締結具。
【請求項４】
前記ねじ部の前記進み側フランクの前記標準角が、前記ねじ部の前記追い側フランクの前記標準角の１．５〜２．５倍である、請求項１に記載のねじ締結具。
【請求項５】
前記進み側フランクの前記標準角と前記追い側フランクの前記標準角が実質的に同一である、請求項１に記載のねじ締結具。
【請求項６】
前記進み側フランクの前記標準角と前記追い側フランクの前記標準角が複合角である、請求項５に記載のねじ締結具。
【請求項７】
前記締結具が、プラスチック、真鍮、アルミニウム、木材、コンクリート、および鋼鉄からなる群から選択される材料で作られた部品を組み立てるように構成される、請求項１に記載のねじ締結具。
【請求項８】
前記ねじ部の前記外径部を通って横断方向に延びる複数の溝を更に具備する、請求項１に記載のねじ締結具。
【請求項９】
前記ねじ部の隣接するねじ山の前記外径部を通って横断方向に延びる複数の溝を更に具備する、請求項１に記載のねじ締結具。
【請求項１０】
前記ねじ部の前記外径部は、前記進み側フランク、前記追い側フランク、またはそれら両方に向けてテーパーが付けられている、請求項１に記載のねじ締結具。
【請求項１１】
前記ねじ部の前記外径部が円弧状である、請求項１に記載のねじ締結具。
【請求項１２】
隣接するねじ山の前記追い側フランクと前記進み側フランクとの間に位置する前記ねじ部の前記シャンク部の少なくとも一部に沿って形成された少なくとも１つの小突起を更に具備する、請求項１に記載のねじ締結具。
【請求項１３】
前記小突起が、隣接するねじ山の前記追い側フランクと前記進み側フランクとの間に位置する前記シャンク部に沿って連続する、請求項１２に記載のねじ締結具。
【請求項１４】
前記小突起が、隣接するねじ山の追い側フランクと進み側フランクとの間に位置するシャンク部の少なくとも一部に沿って断続する、請求項１２に記載のねじ締結具。
【請求項１５】
前記小突起の高さが、前記ねじ山高さの３０％以下である、請求項１２に記載のねじ締結具。
【請求項１６】
前記小突起の高さが、前記ねじ山高さの２０％以下である、請求項１２に記載のねじ締結具。
【請求項１７】
前記小突起の少なくとも一部分が、円弧状、長方形状、楕円形状、台形状、および三角形状からなる群から選択される断面形状を有する、請求項１２に記載のねじ締結具。
【請求項１８】
前記小突起の進み側が、１０°〜６０°の標準角を具備する、請求項１２に記載のねじ締結具。
【請求項１９】
前記締結具を基材に螺入するようになされた少なくともＨＲＣ５０の硬さのねじ山形成部を更に具備する、請求項１に記載のねじ締結具。
【請求項２０】
前記ねじ山形成部が、二葉形状、三葉形状、四葉形状、五葉形状からなる群から選択される形状を有する、請求項１９に記載のねじ締結具。
【請求項２１】
前記ねじ山形成部が、五葉形状を有する、請求項１９に記載のねじ締結具。
【請求項２２】
前記ねじ山形成部に隣接する最大５つのねじ山が、少なくともＨＲＣ５０の硬さに硬化される、請求項１９に記載のねじ締結具。
【請求項２３】
前記ねじ山形成部の長さが、ねじ山ピッチ３〜７つ分である、請求項１９に記載のねじ締結具。
【請求項２４】
前記ねじ山が、平坦面、前記進み側フランクに向けてテーパーの付いた傾斜面、前記追い側フランクに向けてテーパーの付いた傾斜面、前記進み側フランクと前記追い側フランクとに向けてテーパーの付いた傾斜面、半径面、円弧面からなる群から選択される表面を有するねじ山先端を有する、請求項１に記載のねじ締結具。
【請求項２５】
外径部と、１０°〜６０°の標準角を有する進み側フランクと、１°〜３０°の標準角を有する追い側フランクと、隣接するねじ山の前記追い側フランクと前記進み側フランクとの間に延びるシャンク部とを備えるねじ部と、
隣接するねじ山の前記追い側フランクと前記進み側フランクとの間に位置する前記ねじ部の前記シャンク部の少なくとも一部に沿って形成された少なくとも１つの小突起とを有する締結具を具備するねじ締結具。
【請求項２６】
前記小突起が、隣接するねじ山の前記追い側フランクと前記進み側フランクとの間に位置する前記シャンク部に沿って連続する、請求項２５に記載のねじ締結具。
【請求項２７】
前記小突起が、隣接するねじ山の前記追い側フランクと前記進み側フランクとの間に位置する前記シャンク部の少なくとも一部に沿って断続する、請求項２５に記載のねじ締結具。
【請求項２８】
前記小突起の高さが、前記ねじ山高さの３０％以下である、請求項２５に記載のねじ締結具。
【請求項２９】
前記小突起の高さが、前記ねじ山高さの２０％以下である、請求項２５に記載のねじ締結具。
【請求項３０】
前記小突起の少なくとも一部分が、円弧状、長方形状、楕円形状、台形状、および三角形状からなる群から選択される断面形状を有する、請求項２５に記載のねじ締結具。
【請求項３１】
前記小突起の進み側が、１０°〜６０°の標準角を具備する、請求項２５に記載のねじ締結具。
【請求項３２】
前記締結具を基材に螺入するようになされた少なくともＨＲＣ５０の硬さのねじ山形成部を更に具備する、請求項２５に記載のねじ締結具。
【請求項３３】
前記ねじ山形成部が、二葉形状、三葉形状、四葉形状、五葉形状からなる群から選択される形状を有する、請求項３２に記載のねじ締結具。
【請求項３４】
前記ねじ山形成部が、五葉形状を有する、請求項３２に記載のねじ締結具。
【請求項３５】
前記ねじ山形成部に隣接する最大５つのねじ山が、少なくともＨＲＣ５０の硬さに硬化される、請求項３２に記載のねじ締結具。
【請求項３６】
前記ねじ山形成部の長さが、ねじ山ピッチ３〜７つ分である、請求項３２に記載のねじ締結具。
【請求項３７】
前記ねじ山が、平坦面、前記進み側フランクに向けてテーパーの付いた傾斜面、前記追い側フランクに向けてテーパーの付いた傾斜面、前記進み側フランクと前記追い側フランクに向けてテーパーの付いた傾斜面、半径面、および円弧面からなる群から選択される表面を有するねじ山先端を有する、請求項２５に記載のねじ締結具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、任意のサイズのねじ締結具に関し、約０．８ミリメートル〜約６ミリメートルの外径を有するねじ締結具に有用である。
【背景技術】
【０００２】
ある構成要素または部品を別の構成要素または部品に連結するために、ねじなどのねじ締結具が多くの用途で用いられる。多くのねじは、ある構成要素の一部を貫通して取り付けられ、もう１つの構成要素に螺入されて構成要素同士を締結する。締結具のねじ山に係合させるために構成要素内に形成された盲穴または貫通孔など、多くの構成要素の形状および構造は、ねじ締結具を保持するように考慮されている。盲穴または貫通孔は、エンボス部に設けられてもよく、構成材料の厚みに設けられてもよい。
【０００３】
自動車製品、電子製品および消費者製品を含む多くの用途で、振動および他の使用負荷を受けても所望の締付力を維持するねじ締結具を必要とする。従来の締結具に関する共通の問題として振動下での緩みが挙げられる。従来の他の締結具では、取り付けの際にねじ山が非常に簡単にすり減り、締付力の低下および早期の（ｐｒｅｍａｔｕｒｅ）組み付け不良をもたらした。従来のある締結具では、特にエンボス部において、取り付けの際に穴の周囲に過度の半径方向応力を生み、その応力により構成要素の強度が低下し、早期の組み付け不良の原因となる場合がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の締結具の欠陥の一部を補うために、締結具の被覆材（ｆａｓｔｅｎｅｒ  ｃｏａｔｉｎｇｓ）（ねじシール剤、ねじ潤滑剤、制振塗料など）が開発されている。しかしながら、ねじ被覆は、追加の材料費および塗布費用を必要とし、締結具のサイズが小さくなるにつれて適用することがますます困難になる。従来技術のこれらのおよび他の欠点を克服するねじ締結具の需要が依然として存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者らは、締結具を取り付ける着座トルクの範囲、すなわち、着座トルクウィンドウを増加させることで、ねじ回しの可変性を大きくすることによりストリップアウト不良が減少することを確認した。従って、内径に対する有効径の比が１．２８未満であるねじ部であって、外径部と、１０°〜６０°の標準角を有する進み側フランクと、１°〜３０°の標準角を有する追い側フランクと、ねじ山高さより大きな半径を有する円弧面の隣接するねじ山の追い側フランクと進み側フランクとの間に延びるシャンク部とを備えるねじ部を具備するねじ締結具が開示されている。ねじ山高さに対するシャンク部の軸方向長さの比は、１．５〜３．０であってもよい。シャンク部を形成する円弧面の半径は、ねじ山高さの１．２〜１．８倍であってもよい。
【０００６】
ねじ部の進み側フランクの標準角は、ねじ部の追い側フランクの標準角より大きくてもよい。代替的にまたは追加的に、ねじ部の進み側フランクの標準角は、ねじ部の追い側フランクの標準角の１．５〜２．５倍であってもよい。代替的に、進み側フランクの標準角と追い側フランクの標準角は、実質的に同一であってもよい。更に別の代替例において、進み側フランクの標準角と追い側フランクの標準角は、複合角（合成角、ｃｏｍｐｏｕｎｄ  ａｎｇｌｅｓ）であってもよい。
【０００７】
ねじ締結具は、プラスチック、真鍮、アルミニウム、木材、コンクリート、および鋼鉄で作られた部品を組み立てるようになされてもよい。
【０００８】
ねじ締結具は、ねじ部の外径部を貫通して横断方向に延びる複数の溝を含んでもよい。代替的にまたは追加的に、ねじ締結具は、ねじ部の隣接するねじ山の外径部を貫通して横断方向に延びる複数の溝を含んでもよい。
【０００９】
ねじ部の外径部は、進み側フランク、追い側フランク、またはそれら両方に向けてテーパーが付けられていてもよい。代替的に、ねじ部の外径部は円弧状（アーチ状、ａｒｃｕａｔｅ）であってもよい。
【００１０】
ねじ締結具は、隣接するねじ山の追い側フランクと進み側フランクとの間に位置するねじ部のシャンク部の少なくとも一部に沿って形成された少なくとも１つの小突起を有してもよい。小突起は、隣接するねじ山の追い側フランクと進み側フランクとの間に位置するシャンク部に沿って連続してもよい。代替的に、小突起は、隣接するねじ山の追い側フランクと進み側フランクとの間に位置するシャンク部の少なくとも一部に沿って断続してもよい。小突起の高さは、ねじ山高さの３０％以下であってもよい。代替的に、小突起の高さは、ねじ山高さの２０％以下であってもよい。小突起の少なくとも一部分は、円弧状、長方形状、楕円形状、台形状、および三角形状からなる群から選択される断面形状を有してもよい。小突起の進み側は、１０°〜６０°の標準角を有してもよい。
【００１１】
外径部と、１°〜６０°の標準角を有する進み側フランクと、１°〜６０°の標準角を有する追い側フランクと、隣接するねじ山の追い側フランクと進み側フランクとの間に延びるシャンク部とを備えるねじ部と、隣接するねじ山の追い側フランクと進み側フランクとの間に位置するねじ部のシャンク部の少なくとも一部に沿って形成された少なくとも１つの小突起とを具備するねじ締結具もまた開示されている。
【００１２】
小突起は、隣接するねじ山の追い側フランクと進み側フランクとの間に位置するシャンク部に沿って連続してもよい。代替的に、小突起は、隣接するねじ山の追い側フランクと進み側フランクとの間に位置するシャンク部の少なくとも一部に沿って断続してもよい。小突起の高さは、ねじ山高さの３０％以下であってもよい。代替的に、小突起の高さは、ねじ山高さの２０％以下であってもよい。小突起の少なくとも一部分は、円弧状、長方形状、楕円形状、台形状、および三角形状からなる群から選択される断面形状を有してもよい。小突起の進み側は、１０°〜６０°の標準角を有してもよい。
【００１３】
締結具の進み側フランクの標準角は、１０°〜６０°であってもよく、また追い側フランクの標準角は、１°〜３０°であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本開示のねじ締結具の平面図である。
【図２】図２は、本開示の代替的なねじ締結具の平面図である。
【図３】図３は、本開示によるねじ形状の拡大図である。
【図４】図４は、標準のねじ形状と対比させた図３のねじ形状の拡大図である。
【図５】図５は、本開示による代替的なねじ形状の拡大図である。
【図６】図６は、本開示による小突起を備える更に別の代替的なねじ形状の拡大図である。
【図７】図７は、図６のねじ形状の代替的な小突起の部分平面図である。
【図８】図８は、図６および図７のねじ形状の小突起の代替的な輪郭形状の詳細図である。
【図９】図９は、ねじ山を貫通して横断方向に延びる溝を備えるねじ締結具の平面図である。
【図１０】図１０は、本開示のねじ山先端の代替的な輪郭形状の詳細図である。
【図１１】図１１は、約０．８ミリメートル〜２．２ミリメートルの外径を有する各種サイズのねじ締結具に対するねじ締結具の一応用例のパラメータ表である。
【図１２】図１２は、約２．５ミリメートル〜６ミリメートルの外径を有する各種サイズのねじ締結具に対するねじ締結具の一応用例のパラメータ表である。
【図１３】図１３は、サンプル締結具の着座トルクウィンドウを示す図表である。
【図１４】図１４は、本発明の締結具サンプルＡのトルク対回転角のグラフである。
【図１５】図１５は、本発明の締結具サンプルＢのトルク対回転角のグラフである。
【図１６】図１６は、比較用締結具サンプルＣのトルク対回転角のグラフである。
【図１７】図１７は、比較用締結具サンプルＤのトルク対回転角のグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
ここで、図１を参照すると、ねじ締結具２０は、シャンク２２の少なくとも一部に沿ってねじ部２４を有する細長いシャンク２２と、先端部２６と、頭部２８とを含む。ねじ部２２は、シャンク２２の周囲に螺旋状に配置されたねじ山を有し、隣接するねじ山は、図３に示すように、軸方向にピッチＰの距離だけ分離されている。ねじ山は、進み側フランク３２と追い側フランク３４と、隣接するねじ山の追い側フランクと進み側フランクとの間に延びるシャンク部３６とを含む。ねじ山先端３８、すなわち、外径部３８は、ねじ締結具の外径ＤＭを画定する進み側フランク３２の端部と追い側フランク３４の端部との間にあるねじ山の外側部である。
【００１６】
ねじ部２４は、内径ｄｍに対する有効径ｄｐの比が１．２８未満であってもよい。代替的に、内径ｄｍに対する有効径ｄｐの比が１．１５未満であってもよい。更に別の代替例として、内径ｄｍに対する有効径ｄｐの比が１．１２未満であってもよい。有効径ｄｐは、有効径におけるねじ山の寸法が同じ直径の隣接するねじ山間の距離に等しい、内径ｄｍを上回る直径として画定される。
【００１７】
進み側フランク３２は、図３および図４に示すように、進み側フランク３２と締結具の長手方向軸線に垂直な平面との角度、すなわち、標準角αにより、輪郭において画定され、先端部２６に向けて角度が付けられている。追い側フランク３４は、図３および図４に示すように、追い側フランク３４と締結具の長手方向軸線に垂直な平面との角度、すなわち、標準角βにより、輪郭において画定され、頭部２８に向けて角度が付けられている。進み側フランク３２の標準角αは、追い側フランク３４の標準角βより大きくてもよい。代替的にまたは追加的に、ねじ部２４の進み側フランク３２の標準角αは、ねじ部２４の追い側フランク３４の標準角βの１．５〜２．５倍であってもよい。代替的に、進み側フランク３２の標準角αと追い側フランク３４の標準角βは、実質的に同一であってもよい。
【００１８】
進み側フランク３２の標準角αは、１０°〜６０°であってもよく、また追い側フランク３４の標準角βは、１°〜３０°であってもよい。代替的に、進み側フランク３２の標準角αは、１５°〜４０°であってもよく、また追い側フランク３４の標準角βは、５°〜２０°であってもよい。一応用例において、進み側フランク３２の標準角αは、２０°であってもよく、また追い側フランク３４の標準角βは、１０°であってもよい。
【００１９】
任意選択で、進み側フランク３２の標準角αは、図５に示すように複合角であってもよい。進み側フランク３２は、進み側フランク３２面からの進み側複合角θ１を含んでもよい。代替的にまたは追加的に、追い側フランク３４の標準角βは、図５に示すように複合角であってもよい。追い側フランク３４は、追い側フランク３４面からの追い側複合角をθ２含んでもよい。進み側複合角θ１および追い側複合角θ２は、略同一であってもよい。代替的に、進み側複合角θ１は、追い側複合角θ２より大きくてもよい。更に別の代替例において、進み側複合角θ１は、追い側複合角θ２より小さくてもよい。進み側複合角θ１は、約１°〜２０°であってもよい。同様に、追い側複合角θ２も、約１°〜２０°であってもよい。
【００２０】
図３および図４に示すように、隣接するねじ山の追い側フランクと進み側フランクとの間に延びるシャンク部３６は、ねじ山高さより大きな半径Ｒを有する円弧面であってもよい。シャンク部３６を形成する円弧面の半径Ｒは、ねじ山高さＨの１．２〜１．８倍であってもよい。ねじ山高さＨは、外径ＤＭと内径ｄｍとの差を２で割ることにより決定してもよい。一代替例において、シャンク部３６を形成する円弧面は、ねじ山高さより大きな連続した半径Ｒを有してもよい。半径Ｒの中心は、図３に参照記号「ａ」で識別される、ねじ山間のピッチＰの略半分の距離で軸方向に位置してもよい。代替的に、半径Ｒの中心は、所望により進み側ねじ山または追い側ねじ山の近傍に軸方向に位置してもよい。ねじ山高さに対するシャンク部の軸方向長さＲＬの比は、約１．５〜３．０であってもよい。
【００２１】
図３〜図５に示すように、シャンク部３６は、シャンク部３６の円弧面がフランク３２、３４と非接線方向に交わるようになされてもよい。言い換えれば、フランクは、フランク３２、３４と円弧状シャンク部３６との交点において円弧面の接線ではない。隅肉（Ｆｉｌｌｅｔ）が、フランク３２、３４とシャンク部３６との交点に設けられてもよい（図示せず）。
【００２２】
ねじ締結具２０は、図２および図６に示すように、隣接するねじ山の追い側フランク３４と進み側フランク３２との間に位置するねじ部２４のシャンク部３６の少なくとも一部に沿って形成された少なくとも１つの小突起を有してもよい。小突起４０は、振動下での締結具の性能を改善するために設けられてもよい。小突起４０は、ねじ形状ではなく、締結具を螺入する構成材料とシャンク部３６との間の空隙を埋めて、ねじ部２４と構成要素との接触領域を増加させるために設けられる突起である。
【００２３】
小突起４０は、図７に示すように、隣接するねじ山の追い側フランク３４と進み側フランク３２との間に位置するシャンク部３６に沿って連続してもよい。代替的に、図７に示すように、小突起４０に断続的な間隙４２を設けることにより、小突起４０がシャンク部３６の少なくとも一部に沿って断続してもよい。取り付けの際に構成材料が間隙４２内に入り込むので、間隙４２が構成要素内のねじ締結具の保持力を更に改善することが期待される。小突起４０の高さは、ねじ山高さの３０％以下であってもよい。代替的に、小突起４０の高さは、ねじ山高さの２０％以下であってもよい。図６および図７に示すように、小突起４０の少なくとも一部分は、円弧状または半円形状の断面形状を有してもよい。代替的に、図８に示すように、小突起４０は、長方形状４０ｃ、楕円形状４０ｂ、台形状４０ｄ、三角形状４０ａ、または望ましい他の非ねじ形状の断面形状を有してもよい。小突起４０の進み側は、１０°〜６０°の標準角を有してもよい。
【００２４】
ねじ締結具２０は、図７および図９に示すように、ねじ部の外径部３８を貫通して横断方向に延びる複数の溝４６を含んでもよい。代替的にまたは追加的に、ねじ締結具２０は、ねじ部の隣接するねじ山の外径部３８を貫通して横断方向に延びる複数の溝４６を含んでもよい。締結具を螺入する構成材料に応じて所望により、溝の深さおよび向きを変更してもよい。
【００２５】
ねじ部の外径部３８、すなわち、ねじ山先端３８は、平坦面、傾斜面、円弧面、または所望により他の形状を有してもよい。外径部３８は、図１０に代替的な実施例で示すように、進み側フランク、追い側フランク、またはそれら両方に向けてテーパーが付けられていてもよい。代替的に、ねじ部の外径部は、図１０に代替的な実施例で示すような円弧状であってもよい。
【００２６】
本開示の締結具は、低炭素鋼、合金鋼、アルミニウム、真鍮、または所望により他の材料で作られてもよい。ねじ締結具は、プラスチック、真鍮、アルミニウム、木材、コンクリート、鋼鉄、または他の構成材料から選択される材料で作られた部品を組み立てるのに適するように所望により選択された材料で作られてもよい。
【００２７】
本開示の一応用例のパラメータが、図３および図４に関連して、図１１および図１２に示されている。本開示の締結具の実験用サンプルを作成して試験を行い、市販の比較用締結具２つと比較した。サンプルＡは、２５度の進み側標準角αと２５度の追い側標準角βを備え、図５に示すように構成されたねじ形状を有する締結具である。サンプルＢは、２０度の進み側標準角αと１０度の追い側標準角βを備え、図３に示すように構成されたねじ形状を有する締結具である。サンプルＣは、デルタＰＴ（Ｄｅｌｔａ  ＰＴ）（登録商標）の商標名で販売されている市販の締結具である。サンプルＤは、レムフォーム（Ｒｅｍｆｏｒｍ）（登録商標）の商標名で販売されている市販の締結具である。被検サンプルＡ〜Ｄの外径はすべて１．６ミリメートルである。
【００２８】
図１４〜図１７は、プラスチック製の試験ブロック内に予め穿設された穴にサンプルを取り付けたときに測定したトルクのプロットを示している。図１４〜図１７に示すように、締結具を試験ブロックに回転挿入するに従って、締結具の頭部がブロックの表面に到達するまでトルクが徐々に増加し、そのポイントで締結具を更に回転させることにより、破損が生じるまで締付トルクが急増する。本試験において、サンプルはストリップアウトにより破損した。穴の形状が変形するおよび／または穴が拡大すると、ストリップアウトが発生し、その結果、ねじのねじ山が、ねじの締め付けのために十分に穴の周囲の材料に係合することができない。駆動トルクを、急激にトルクが上昇して破損に至る直前の最大トルクとして測定した。以下の表１は、試験時のサンプルについての駆動トルクを示す。
【００２９】
【表１】
2013542381.tif 000003
【００３０】
表２には破壊トルクを示している。破壊トルクを、ストリップアウト前に達成した最高トルクとして測定した。
【００３１】
【表２】
2013542381.tif 000004
【００３２】
典型的には、組み付け用途で締結具を使用する場合、駆動トルクより大きく、破壊トルクより小さい着座トルクで締結具を取り付けることが望ましい。締結具は、しばしば、ねじの取り付け間で可変性のある自動ドライバを用いた商業的用途で取り付けられる。このために、着座トルクの範囲内、すなわち、着座トルクウィンドウ内の着座トルクを与えることが有用である。着座トルクウィンドウがより大きいことで、ねじ回しの可変性を大きくすることによりストリップアウト不良を低減することが可能である。
【００３３】
着座トルクウィンドウを決定するために、着座トルクの上限と下限を算出する。着座トルクの上限は、破壊トルクデータの平均破壊トルク−３標準偏差である。着座トルクの下限は、駆動トルクデータの平均駆動トルク＋３標準偏差である。着座トルクは、着座トルクの上限と下限との中央値として選択される。図１３および表３に示すように、サンプルＢは、着座トルクウィンドウが最大であったため、サンプル内で最も性能の高い締結具であった。
【００３４】
【表３】
2013542381.tif 000005
【００３５】
開示のねじ締結具は、内径に対する有効径の比が１．２８未満であるねじ部であって、外径部と、１０°〜６０°の標準角を有する進み側フランクと、１°〜３０°の標準角を有する追い側フランクと、ねじ山高さより大きな半径を有する円弧面の隣接するねじ山の追い側フランクと進み側フランクとの間に延びるシャンク部とを備えるねじ部を具備してもよい。ねじ山高さに対するシャンク部の軸方向長さの比は、１．５〜３．０であってもよい。
【００３６】
ねじ締結具のシャンク部を形成する円弧面の半径は、ねじ山高さの１．２〜１．８倍であってもよい。
【００３７】
ねじ部の進み側フランクの標準角は、ねじ部の追い側フランクの標準角より大きくてもよい。代替的に、ねじ部の進み側フランクの標準角は、ねじ部の追い側フランクの標準角の１．５〜２．５倍であってもよい。
【００３８】
開示のねじ締結具の一実施例において、進み側フランクの標準角と追い側フランクの標準角は、実質的に同一であってもよい。更に別の代替例として、進み側フランクの標準角と追い側フランクの標準角は、複合角であってもよい。
【００３９】
ねじ締結具は、プラスチック、真鍮、アルミニウム、木材、コンクリート、および鋼鉄からなる群から選択される材料で作られた部品を組み立てるようになされる。
【００４０】
ねじ締結具は、ねじ部の外径部を貫通して横断方向に延びる複数の溝を含んでもよい。代替的に、ねじ締結具は、ねじ部の隣接するねじ山の外径部を貫通して横断方向に延びる複数の溝を含んでもよい。
【００４１】
ねじ部の外径部は、進み側フランク、追い側フランク、またはそれら両方に向けてテーパーが付けられていてもよい。代替的に、ねじ部の外径部は円弧状である。
【００４２】
ねじ締結具は、隣接するねじ山の追い側フランクと進み側フランクとの間に位置するねじ部のシャンク部の少なくとも一部に沿って形成された少なくとも１つの小突起を有してもよい。小突起は、隣接するねじ山の追い側フランクと進み側フランクとの間に位置するシャンク部に沿って連続してもよい。代替的に、小突起は、隣接するねじ山の追い側フランクと進み側フランクとの間に位置するシャンク部の少なくとも一部に沿って断続してもよい。
【００４３】
小突起が存在する場合、小突起の高さは、ねじ山高さの約３０％以下であってもよい。代替的に、小突起の高さは、ねじ山高さの２０％以下である。小突起の少なくとも一部分は、円弧状、長方形状、楕円形状、台形状、および三角形状からなる群から選択される断面形状を有してもよい。追加的に、小突起の進み側は、１０°〜６０°の標準角を有してもよい。
【００４４】
外径部と、１°〜６０°の標準角を有する進み側フランクと、１°〜６０°の標準角を有する追い側フランクと、隣接するねじ山の追い側フランクと進み側フランクとの間に延びるシャンク部とを備えるねじ部と、隣接するねじ山の追い側フランクと進み側フランクとの間に位置するねじ部のシャンク部の少なくとも一部に沿って形成された少なくとも１つの小突起とを具備するねじ締結具もまた開示されている。
【００４５】
小突起は、隣接するねじ山の追い側フランクと進み側フランクとの間に位置するシャンク部に沿って連続してもよい。代替的に、小突起は、隣接するねじ山の追い側フランクと進み側フランクとの間に位置するシャンク部の少なくとも一部に沿って断続してもよい。
【００４６】
小突起の高さは、ねじ山高さの約３０％以下であってもよい。代替的に、小突起の高さは、ねじ山高さの２０％以下である。小突起の少なくとも一部分は、円弧状、長方形状、楕円形状、台形状、および三角形状からなる群から選択される断面形状を有してもよい。
追加的に、小突起の進み側は、１０°〜６０°の標準角を有してもよい。
【００４７】
一代替例において、ねじ締結具の進み側フランクの標準角は、約１０°〜６０°であってもよく、また追い側フランクの標準角は、約１°〜３０°であってもよい。
【００４８】
本発明は例示的な実施形態を参照して記載されているが、限定的な意味で解釈されることを意図するものではない。本明細書に記載の１つまたは複数の実施形態からの要素または処理段階が、本明細書に記載の１つまたは複数の他の実施形態からの要素または処理段階と組み合わせて用いられてもよいこと、および本発明は本明細書で提供された具体的な実施形態に限定されないが、添付の請求項にのみ規定されることは、当業者にとって明らかである。例示的な実施形態の様々な変更、および本発明の追加の実施形態が、この記載を参照することで当業者に明らかとなる。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【国際調査報告】
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