(57)【要約】      （修正有）【課題】ねじ締結固定時に、各ねじ山に加わる荷重は有限要素法による解析や、公的機関による研究によりメートルねじでは締結側第１ねじ山に多くの荷重が加わることが解明されている。そのためねじ締結時応力集中部が破壊の起点になることが判明している。また、ねじ面の締結では面すべりが発生してねじ弛みが発生する。【解決手段】破壊性、耐疲労性に優れるとともに、通常のねじと同様の締結方法で弛み止め効果を発揮するねじを、雄ねじのねじ山の大きさを一方の端で最大２となり軸線を挟んで他方の端で最小３となる構造にすることで軸力を活用して他方の端へと雄ねじをずらし軸直角方向の外力で容易にはずれ動かないようなねじ部の構造にする。【選択図】図１
2015155706.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
雄ねじのねじ部の構造であり、ねじ山の螺旋が全周同じ大きさではなく、螺旋が一周のうちに拡大と縮小を１回ずつ繰り返すねじであり、ねじ山が最大になる側は軸と平行に位置し、締結固定時に雄ねじの軸部に軸力が働くと最も早く雌ねじの圧力側フランク面と接触し、ねじ山のフランク面の傾斜に沿って雄ねじと雌ねじのいずれかが軸に対して斜めにずれ動き、やはり軸に対して平行に存在するねじ山が最小になる側はこのずれによって、雄ねじと雌ねじの圧力側フランク面が接触することを特徴とし、ねじ山の高さと幅は最大になる側ではメートルねじ基準寸法（以下、基準寸法と呼ぶ）雄ねじのねじ山の大きさと同程度かそれより大きく、最小となる側では基準寸法より小さくなり、それらの間部分は最大になる側と最小になる側を両極端として漸次一方から他方の大きさへ連続して変化する過程の大きさであり、ねじ山のピッチやリードは対応する呼び径の雄ねじの基準寸法と同じであり、ねじ山と各フランク面の接線は、ねじ山が拡大と縮小を繰り返すのに合わせ、ねじ山の中心に近づいたり、遠ざかったり、蛇行を繰り返し、最小になる側においてねじの谷底は幅が一番広いことを特徴とする雄ねじのねじ部の締結構造。
【請求項２】
ナットの締結構造であり、請求項１の雄ねじのねじ部の仕組みをナットにおいて実現させたもので、ねじ山の溝が全周で同じ形状ではあるものの螺旋が一周するうちに拡大と縮小を１回ずつ繰り返すことを特徴とし、軸線に対して平行して存在するねじ山の溝が最小となる側ではねじ山はメートルねじ基準寸法（以下、基準寸法と呼ぶ）の雌ねじのねじ山と同じ形状であるが、やはり軸線に対して平行して存在するねじ山の溝が最大となる側では溝は深く幅が広いので、ねじ山の谷底は、軸線から最も離れて位置し、ねじ山の頂の幅は狭く基準寸法の雌ねじのピッチの長さ４分の１より小さく、基準寸法の雄ねじのピッチの長さ８分の１程度であることを特徴とし、ねじ山の溝が最小となる側と最大となる側の間部分は漸次一方から他方の大きさへと溝の大きさが連続して変化する過程の大きさであり、雄ねじと締結する際は、溝が最小となる側のねじ山の圧力側フランク面が最も早く雄ねじの圧力側フランク面に当たるため、雄ねじと雌ねじのいずれかがねじ山の傾斜に沿って軸線に対して斜めにずれ動き、溝が最大となる側はこのずれによって、雄ねじと雌ねじの圧力側フランク面が接触することを特徴とする雌ねじのねじ部の構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は住宅用建築構造用部材の接合や自動車部品の締結などに使用される耐震性
安全性を向上させるのに優れ、締め付け作業時間を大幅に短縮する締結構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
土木建築構造物、自動車、建築機械などの接合には広くねじが使用されている。その中でも特に安全確保が要求される箇所にはさまざまの弛み防止品によって締結されている。
【０００３】
雄ねじと雌ねじのねじ山のはめ合いは、余分なすき間ができるだけ生じない方がゆるみを抑えるためには良いとされるが、隙間が少ないと締めこむ際にうまくねじが入らなかったり、摩擦抵抗が大きくなり作業がしにくくなったりするので全くすき間を設けないことは不可能である。
【０００４】
本願発明者の先の出願特願特願２０１４−００４８３０は雄ねじまたは雌ねじのねじ山を全周同じ形にするのではなく、半周ごとにねじ山が拡大と縮小を繰り返すねじ山であり、当該発明品は軸直角方向の外力に対しては緩みにくい可能性があるが、ねじ山の大きさが最大になる側でしか雄ねじと雌ねじが接触しないため軸方向の外力が生じた時、当該箇所にせん断荷重が集中するためねじ山の強度に問題が生じる恐れがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特願２０１４−００４８３０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
発明の目的はねじ締結時に通常の雄ねじや雌ねじと同様の締結方法でも弛み止め効果を発揮する締結構造を提供することであり、特に軸直角方向の外力による弛みの問題を解決する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る請求項１は雄ねじのねじ部の構造であり、ねじ山の螺旋が全周同じ大きさではなく、螺旋が一周のうちに拡大と縮小を一回ずつ繰り返すねじであり、ねじ山が最大になる側は軸と平行に位置し、締結固定時に雄ねじの軸部に軸力が働くと最も早く雌ねじの圧力側フランク面と接触し、ねじ山のフランク面の傾斜に沿って雄ねじと雌ねじのいずれかが軸に対して斜めにずれ動き、やはり軸に対して平行に存在するねじ山が最小になる側はこのずれによって、雄ねじと雌ねじの圧力側フランク面が接触することを特徴とし、ねじ山の高さと幅は最大になる側ではメートルねじ基準寸法（以下、基準寸法と呼ぶ）の雄ねじのねじ山の大きさと同程度かそれより大きく、最小となる側では基準寸法より小さくなり、それらの間部分は最大になる側と最小になる側を両極端として漸次一方から他方の大きさへ連続して変化する過程の大きさであり、ねじ山のピッチやリードは対応する呼び径の雄ねじの基準寸法と同じであり、ねじ山と各フランク面の接線は、ねじ山が拡大と縮小を繰り返すのに合わせ、ねじ山の中心に近づいたり、遠ざかったり、蛇行を繰り返し、最小になる側においてねじの谷底は幅が一番広いことを特徴とする雄ねじのねじ部の締結構造である。
【０００８】
本発明に係る請求項２はナットのねじ部の締結構造であり、請求項１の雄ねじのねじ部の仕組みをナットにおいて実現させたもので、ねじ山の溝が全周で同じ形状ではあるものの螺旋が一周するうちに拡大と縮小を一回ずつ繰り返すことを特徴とし、軸線に対して平行して存在するねじ山の溝が最小となる側ではねじ山はメートルねじ基準寸法（以下、基準寸法と呼ぶ）の雌ねじのねじ山と同じ形状であるが、やはり軸線に対して平行して存在するねじ山の溝が最大となる側では溝は深く幅が広いので、ねじの谷底は、軸線から最も離れて位置し、ねじ山の頂の幅は狭く基準寸法の雌ねじのピッチの長さ４分の１より小さく、基準寸法の雄ねじのピッチの長さ８分の１程度であることを特徴とし、ねじ山の溝が最小となる側と最大となる側の間部分は漸次一方から他方の大きさへと溝の大きさが連続して変化する過程の大きさであり、雄ねじと締結する際は、溝が最小となる側のねじ山の圧力側フランク面が最も早く雄ねじの圧力側フランク面に当たるため、雄ねじと雌ねじのいずれかがねじ山の傾斜に沿って軸線に対して斜めにずれ動き、溝が最大となる側はこのずれによって、雄ねじと雌ねじの圧力側フランク面が接触することを特徴とする雌ねじのねじ部の構造である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る請求項１の雄ねじのねじ部はねじ山の大きさが一様ではなく、軸直角方向の外力が生じてねじが傾いても、ねじ山が最小になる側ではねじ山が小さいので、雄ねじのねじ山は緩む方向にねじを押し出すには限界があり、ねじ山が最大になる側ではねじ山が押し出すのは、雄ねじと雌ねじの軸線が更にずれる方向であるため緩ませににくく、最大になる側と最小になる側を結ぶ線と直角に交わる方向でねじが傾いても雄ねじと雌ねじの軸線がずれているため力がそがれて緩む方向にずらしにくくなると考えられる。
【００１０】
本発明に係る請求項２の雌ねじのねじ部は、雄ねじと雌ねじの軸線が締結時にずれて固定される構造なので、雄ねじが外力で傾いても雄ねじのねじ山はずらす方向に十分に力を伝えにくい。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施例１の雄ねじのねじ部の形状を説明する図
【図２】本発明の実施例１の雄ねじのねじ部の断面形状を説明する図
【図３】本発明の実施例１の雄ねじのねじ部の締結の仕組みを説明する図
【図４】本発明の実施例２の雄ねじのねじ部のねじ山の形状を説明する図
【図５】本発明の実施例３の雄ねじのねじ部のねじ山の形状を説明する図
【図６】本発明の実施例４の雄ねじのねじ部のねじ山の形状を説明する他の図
【図７】本発明の実施例５のタッピンねじのねじ部の形状を説明する図
【図８】本発明の実施例６の雌ねじのねじ部の形状を説明する図
【図９】本発明の実施例６の雌ねじのねじ部の締結の仕組みを説明する図
【図１０】本発明の実施例６の雌ねじのねじ部の断面形状を説明する他の図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
破壊性、耐疲労性に優れた製品を提供するとともに、通常のねじと同様の締結方法で緩み止め効果を発揮するねじを提供する目的で雄ねじまたは雌ねじのねじ山の溝の大きさが軸線と平行に螺旋が一周する毎に拡大と縮小を一度ずつする構造にし、締結固定時に雄ねじと雌ねじの軸線がずれることを特徴とするねじを用いる。
【００１３】
本発明に係る雄ねじの実施形態を図面に基づいて詳しく以下に説明する
【実施例１】
【００１４】
図１と図２に示す通り、本発明に係る請求項１は雄ねじのねじ部の構造１であり、ねじ山の螺旋が全周同じ大きさではなく、螺旋が一周のうちに拡大と縮小を1回ずつ繰り返すねじであり、ねじ山１１が最大になる側２は軸７と平行に位置し、図３に示す通り締結固定時に雄ねじ２０の軸部に軸力が働くと最も早く雌ねじ２１の圧力側フランク面と接触し、ねじ山のフランク面の傾斜に沿って雄ねじと雌ねじのいずれかが軸に対して斜めにずれ動き、やはり軸に対して平行に存在するねじ山が最小になる側３はこのずれによって、雄ねじと雌ねじの圧力側フランク面が接触することを特徴とし、ねじ山の高さと幅は最大になる側ではメートルねじ基準寸法４（以下、基準寸法と呼ぶ）の雄ねじのねじ山の大きさと同程度かそれより大きく、最小となる側では基準寸法より小さくなり、それらの間部分は最大になる側と最小になる側を両極端として漸次一方から他方の大きさへ連続して変化する過程の大きさであり、ねじ山のピッチやリードは対応する呼び径の雄ねじの基準寸法と同じであり、ねじ山と各フランク面の接線５は、ねじ山が拡大と縮小を繰り返すのに合わせ、ねじ山の中心に近づいたり遠ざかったり蛇行を繰り返し、最小になる側においてねじの谷底６は幅が一番広いことを特徴とする雄ねじのねじ部の締結構造である。
【００１５】
本発明に係る請求項１では本発明のねじ部を制作するため平ダイスに雄ねじの山を作るための溝を掘るときに、浅く掘るか深く掘るかの違いだけで済むように設計した。
【００１６】
本発明に係る請求項１で、最小になる側のねじ山は最大になる側のねじ山の５０パーセント以上の大きさにし、５０パーセント未満の大きさにしない。
【実施例２】
【００１７】
ねじ山が最大になる側は、本発明に係る実施例１のように円周上の一点であっても良いし図４に示す通り、円周の一定割合を占めても良いが、その割合は半分未満にする。
【００１８】
本実施例のようにすると、締結作業をするときに、ねじが必要以上に傾いたりがたついたりするのを通常のねじと同じ程度に抑えられる可能性がある。
【実施例３】
【００１９】
ねじ山が最小になる側は、本発明に係る実施例１のように円周上の一点であっても良いが図５に示す通り、円周上の一定割合を占めてもよく、その割合は３分の１以下にする。
【００２０】
本実施例のようにすると、緩み止めの性能がより発揮される可能性がある。
【実施例４】
【００２１】
ねじ山が最大になる側のねじ山は図６で示す通り、基準寸法より大きくても良いが、その場合はねじの軸の直径の上限公差を基準寸法で定められている値より小さくする必要がある。
【００２２】
本発明では、雄ねじまたは雌ねじ締結固定時にずれ動く関係で、ねじ山が最大になる側では、引っ掛かり率が低くなり、強度の不足が多少懸念されるが、このようにねじ山を基準寸法より若干大きくする方法も考えられる。
【実施例５】
【００２３】
本発明に係る請求項１または請求項２のねじは、図７に示す通り軸先をタッピンねじの仕様にすれば、タッピンねじとして用いる事も可能である。
【００２４】
タッピンねじとして用いる場合は、図７に示す通り軸先の尖っている部分８に限り通常のタッピンねじと同じねじ山にし、他の部分９は本発明のねじ山にする必要がある。
【００２５】
図７は１種タッピンねじであるが、２種や３種のタッピンねじでも可能であり、その場合は先端の軸がテーパーになっている部分は通常のねじ山でよく、特に１種タッピンねじにおいて尖っている部分だけでは滑らかに本発明のねじ山に移行できない場合は図示しないが尖っている部分に続き軸先周辺をねじ山１山分か２山分テーパーにし当該箇所は通常のねじ山を設け、次いで本来の軸径で本発明のねじ山を設けたものに接続させても良い。
【実施例６】
【００２６】
図８に示す通り、本発明に係る請求項２はナットのねじ部の締結構造であり、請求項１の雄ねじのねじ部の仕組みをナットにおいて実現させたもので、ねじ山の溝１９が全周で同じ形状ではあるものの螺旋が一周するうちに拡大と縮小を1回ずつ繰り返すことを特徴とし、軸線に対して平行して存在するねじ山の溝が最小となる側１０ではねじ山１１はメートルねじ基準寸法（以下、基準寸法と呼ぶ）の雌ねじと同じ形状であるが、やはり軸線に対して平行して存在するねじ山の溝が最大となる側１２では溝は深く幅が広いので、ねじの谷底６は、軸線から最も離れて位置し、ねじ山の頂の幅１４は狭く基準寸法の雌ねじのピッチの長さ４分の１より小さく、基準寸法の雄ねじのピッチの長さ８分の１程度であることを特徴とし、ねじ山の溝が最小となる側と最大となる側の間部分は漸次一方から他方の大きさへと溝の大きさが連続して変化する過程の大きさであり、雄ねじと締結する際は、図９に示す通り溝が最小となる側のねじ山の圧力側フランク面が最も早く雄ねじの圧力側フランク面に当たるため、雄ねじと雌ねじのいずれかがねじ山の傾斜に沿って軸線に対して斜めにずれ動き、溝が最大となる側はこのずれによって、雄ねじと雌ねじの圧力側フランク面が接触することを特徴とする雌ねじのねじ部の構造である。
【００２７】
本実施例のナットの製造方法は、ねじ部を形成する際に図１０に示す通りナットの中心１６と、ベントタップの中心１７の位置をずらす必要がある。
【００２８】
本実施例のナットの製造方法は、ねじ山の溝が最大となる側１２の溝の大きさに合わせてベントタップ１５にねじ山を設けて、ねじ山の溝が最小となる側１１ではねじ山の刃先の方だけを用いて削るようにする。
【００２９】
本発明のねじ山の構造を備える雄ねじと雌ねじは、同時に用いるべきではなく基準寸法の雄ねじまたは雌ねじと組み合わせて用いる。
【００３０】
本実施例のナットはダブルナットで用いても良く、ダブルナットにすると更に緩みにくくなる。
【００３１】
以上本発明の実施例について説明したが、本発明はこのような実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施しうることはもちろんである。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明の締結部材は、車輌や様々な装置、建築物等における締結部材または締結構造として広く利用することができる。
【符号の説明】
【００３３】
１  雄ねじのねじ部の構造
２  ねじ山が最大になる側
３  ねじ山が最小になる側
４  メートルねじ基準寸法
５  ねじ山と各フランク面の接線
６  ねじの谷底
７  軸
８  軸先の尖っている部分
９  他の部分
１０ねじ山の溝が最小となる側
１１ねじ山
１２ねじ山の溝が最大となる側
１４ねじ山の頂の幅
１５ベントタップ
１６ナットの中心
１７ベントタップの中心
１９ねじ山の溝
２０雄ねじ
２１雌ねじ
２２ねじがずれ動く前の位置
【図１０】
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【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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