(57)【要約】【課題】ステップ的に確実に緩み止めができるねじとナットを提供する。また、快適な高速送りが実現でき、かつ、駆動源からのトルクが絶たれた時も、ステップ的にセルフロック機能が働く送りねじ装置を提供する。【解決手段】マルチピッチねじ１０のねじ山１２に平坦部１２ａと斜部１２ｂを交互に設ける。これに螺合するマルチピッチナットのねじ山にも平坦部と斜部を設ける。マルチピッチナットのねじ山は連続したものではなく断続的なものであっても良い。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ねじのねじ山が、つるまき線に沿って１回転する間にリード角の緩い区間とリード角の急な区間とが交代して、交互に連続するように形成されていることを特徴とするマルチピッチねじ。
【請求項２】
前記リード角の緩い区間のリード角が、ゼロ（平坦）であることを特徴とする請求項１記載のマルチピッチねじ。
【請求項３】
前記リード角の急な区間のリード角が、セルフロック角度より急勾配であることを特徴とする請求項１記載のマルチピッチねじ。
【請求項４】
前記ねじが、多条ねじであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のマルチピッチねじ。
【請求項５】
前記ねじのねじ山が、つるまき線に沿って１回転する間の一部の区間にしか存在せずねじ山の欠損区間を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のマルチピッチねじ。
【請求項６】
前記ねじのねじ山が、ねじの軸線を中心とする回転対称の位置にのみあることを特徴とする請求項５記載のマルチピッチねじ。
【請求項７】
前記ねじのねじ山が、前記リード角がゼロ（平坦）である区間のみからなり、ねじのねじ山のフランクが雌ねじのねじ山のリード角がゼロの区間の圧力側フランクに面接触しているとき、ねじのねじ山の一端が雌ねじの遊び側フランクの位相のずれた位置（回転角の異なった位置）に線接触するように形成されていることを特徴とする請求項５または６に記載のマルチピッチねじ。
【請求項８】
前記ねじのねじ山が、前記リード角がゼロ（平坦）である区間とリード角が急な区間とを連続した形状を有し、ねじのねじ山のフランクと雌ねじのねじ山のフランクとが接触する位相が、雌ねじの圧力側フランクと遊び側フランクとでは位相のずれた位置（回転角の異なった位置）でそれぞれ面接触するように形成されていることを特徴とする請求項５または６に記載のマルチピッチねじ。
【請求項９】
雌ねじのねじ山が、つるまき線に沿って１回転する間にリード角の緩い区間とリード角の急な区間とが交代して、交互に連続するように形成されていることを特徴とするマルチピッチナット。
【請求項１０】
前記リード角の緩い区間のリード角が、ゼロ（平坦）であることを特徴とする請求項９記載のマルチピッチナット。
【請求項１１】
前記リード角の急な区間のリード角が、セルフロック角度より急勾配であることを特徴とする請求項９記載のマルチピッチナット。
【請求項１２】
前記雌ねじが、多条ねじであることを特徴とする請求項９乃至１１のいずれかに記載のマルチピッチナット。
【請求項１３】
前記雌ねじのねじ山が、つるまき線に沿って１回転する間の一部の区間にしか存在せずねじ山の欠損区間を有することを特徴とする請求項９乃至１２のいずれかに記載のマルチピッチナット。
【請求項１４】
前記雌ねじのねじ山が、ねじの軸線を中心とする回転対称の位置にのみあることを特徴とする請求項１３記載のマルチピッチナット。
【請求項１５】
前記雌ねじのねじ山が、前記リード角がゼロ（平坦）である区間のみからなり、雌ねじのねじ山のフランクが雄ねじのねじ山のリード角がゼロの区間の圧力側フランクに面接触しているとき、雌ねじのねじ山の一端が雄ねじの遊び側フランクの位相のずれた位置（回転角の異なった位置）に線接触するように形成されていることを特徴とする請求項１３または１４に記載のマルチピッチナット。
【請求項１６】
前記雌ねじのねじ山が、前記リード角がゼロ（平坦）である区間とリード角が急な区間とを連続した形状を有し、雌ねじのねじ山のフランクと雄ねじのねじ山のフランクとが接触する位相が、雄ねじの圧力側フランクと遊び側フランクとでは位相のずれた位置（回転角の異なった位置）でそれぞれ面接触するように形成されていることを特徴とする請求項１３または１４に記載のマルチピッチナット。
【請求項１７】
請求項１乃至４のいずれかに記載されたマルチピッチねじと、請求項９乃至１６のいずれかに記載されたマルチピッチナットとを、組み合わせたことを特徴とする送りねじ装置。
【請求項１８】
請求項５乃至８のいずれかに記載されたマルチピッチねじと、請求項９乃至１２のいずれかに記載されたマルチピッチナットとを、組み合わせたことを特徴とする送りねじ装置。
【請求項１９】
雌ねじのねじ溝に相当する穴が明けられ、その穴の周縁から穴の中心に向かって突出した雌ねじのねじ山の一部に相当するねじ山突出部を有する要素板材を形成する要素工程と、
その要素板材を積層して一体に固着する積層工程と、
を備えることを特徴とする請求項１３乃至１６のいずれかに記載のナットを製作するマルチピッチナット製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ねじとナットに関し、一つには部材を締着するねじとナットとしてそれ自体が緩み止めの機能を有するねじとナットに関し、二つには回転運動を直線運動に変換する送りねじ装置であって、セルフロック機能を持つものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ねじとナットは機械の基本的な要素であり、従来より種々の提案がなされてきている。その一つは、ねじの緩み止めに関するものである。たとえば、実開昭５８−９９５１３号公報（特許文献１）には、雌雄いずれかのねじ山を波形にしたものが提案されている。ねじを螺合したとき波形の突出した部分が弾性変形し、軸方向に強く押圧するので、振動等によるねじの緩みを防ぐというものである。また、特開平６−３３０９２８号公報（特許文献２）には、ねじ山が１ピッチ毎に交互に大きいピッチと小さいピッチとになっているねじが提案されている。標準ピッチのナットと螺合することにより、ねじ山のフランクに強く押圧され変形する部分が生じ、それにより、ねじの緩みを防ぐというものである。
【０００３】
また、本件発明の発明者の一人である、藤井  洋、は図１９に示す、ステップロックボルトを発表している。ボルトのねじ山のフランクに微細なステップ部分と傾斜部分を設け、ボルトのねじ込みに伴う、これらねじ山あるいは相手の部材の塑性変形により、ボルトの緩み止めを達成しようとするものである。これらは後述する非特許文献１乃至３に記載されている。
【０００４】
その二つは、送りねじ装置に関するものである。たとえば、実用新案登録第２５７７７８６号公報（特許文献３）には、ねじをウォーム減速機付きモータで回転させ、ナット部材を送る自動車パワーシートが開示されている。モータを駆動しないときのロックは、送りねじ自体のセルフロックあるいはウォーム減速機のセルフロックで実現される。また、特許開平５−２８８２５３号公報（特許文献４）には、従来の送りねじ装置が３つのカテゴリーに分けて解りやすく解説してある。その第１のグループは、三角ねじ、台形ねじ等のねじ軸とナットとの摺動回転により回転運動を直線運動に変換するものである。その第２のグループは、ボールねじのようにねじ溝に鋼球を多数介在させて動力を伝達するものである。その第３のグループは、リードの大きいねじ軸のねじ山の両方のフランクにローラーを押し当て、そのローラーを支持する部材をナットのように使用するものである。
【０００５】
【特許文献１】  実開昭５８−９９５１３号公報  登録請求の範囲、第３図。
【特許文献２】  特開平６−３３０９２８号公報  特許請求の範囲、図１。
【特許文献３】  実用新案登録第２５７７７８６号公報  請求項１の、おいて書き、図１。
【特許文献４】  特開平５−２８８２５３号公報  段落番号０００２〜段落番号０００４、段落番号００１４、図１。
【非特許文献１】  Journal of Materials Processing Technology  Vol,56, p321-332, "Evaluation of Anti-loosening Nuts for Screw Fasteners"  H,Fujii  et al.  1996.
【非特許文献２】  日本機械学会論文集、Ｃ編、６２巻（５９７号）、ｐ１９６３−１９６８、「極端にゆるみにくいねじ締結体の開発」、藤井  洋、他、１９９６年。
【非特許文献３】  日本機械学会論文集、Ｃ編、６２巻（５９６号）、ｐ１５２７−１５３２、「ねじ締結体のゆるみ機構の解析とゆるみ試験法の開発」、藤井  洋、他、１９９６年。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のねじとナットは、双方の相対的回転が連続的なものであることを前提としている。その一の、部材を締着するねじとナットの緩み止めに関して言えば、ねじの相対的回転位置が１回転３６０°のどの回転位置にあっても締着でき、かつ、緩み止めができることを前提としている。これは、機能としては好ましいことではあるが、そのために緩み止めのための構造に過酷な負担を強いることになる。このため、ねじを締め付けたときのねじ山の変形部が弾性変形で終わらず塑性変形してしまう場合もある。このことは、一旦、ねじを締め付けてしまうと、再度の締め付け緩み止めができないことを意味する。ここで発想を転換して、締め付ける部材によっては、また、ねじのリードによっては、ねじの相対的回転位置が１回転の連続的ないかなる回転位置でも締め付け緩み止めができなくても、たとえば、２０°毎のステップ的な回転位置で締め付け緩み止めができれば充分である部材へのねじナットの用途もあり得る。
【０００７】
そこで本発明の第１の目的は、不連続的にしかロックは掛からないものの、部材に過大な応力を掛けることなく、確実に緩み止めができるねじとナットを提供することである。
【０００８】
その二の、送りねじ装置に関して言えば、回転運動を直線運動に変換するにあたって、従来の装置は、暗黙の内にその連続性とリニアリティを要求してきた。従来の発明はこれを前提として、さらなる精度を求めたり高速性を求めるものであった。ここで発想を転換して、送りねじ装置の用途によっては、連続性やリニアリティを要求されないものがある。たとえば、自動車のパワーシートにおいてシート位置やシート高さを調整するのに一般的には１ｍｍ以下のピッチでの調整は要求されない。また、駆動モータの回転角に対する直線移動のリニアリティも差程要求されない。にもかかわらず、送りねじ装置に連続性とリニアリティを備えたものを使用しているため、送りねじ装置に本来以上の過剰な機能を要求してしまうことになる。
【０００９】
たとえば、特許文献３の自動車パワーシート装置では、特許文献４の言う第１のグループに含まれる送りねじ装置を使用している。自動車のパワーシート装置ではシート位置の調整をした後にモータの電源を切り、その位置を保持することが求められる。このため、特許文献３の自動車パワーシート装置では、その図１に示すねじ（９）にリードの小さいねじを用い、ナット（５）との間でセルフロックが掛かるようにしている。このため、モータ（７）に通電していない時でもナット（５）がシートからの荷重で動いてしまうことがない。しかしながら、ねじ（９）のリードが小さいと言うことは、シートを快適に高速で移動させるにためには、ねじ（９）を高速で回転させなければならず、モータ（７）やギヤボックス（８）に掛かる負担が大きくなり、高価なものになってしまう。また、仮に高価なものが許されたとしても、ねじ（９）とナット（５）が摺接する構造では、摩擦のため、ねじ（９）を余り高速で回転させるのは別の不都合が発生する。
【００１０】
また、特許文献４の言う第２あるいは第３のグループに含まれるボールねじやローラーねじを用いれば、ねじとナットとの摩擦の問題は解決でき、ねじのリードも大きくとることができ、快適な高速送りが実現できる。しかしながら、これらのねじは摩擦が非常に小さいという利点の裏返しとして、回転運動と直線運動との変換が両方向に働く。つまり、セルフロックはできない。送りモータにサーボモータを使用する工作機械等の送りねじ装置ならともかく、自動車パワーシート装置では、使用しないときはモータの電源を切るようにしているので、何らかのロック機構が必要になる。このため、高価なものになりやすいばかりではなく、ロック機構とボールねじとの間に歯車等の機械機構が介在すると、その間のバックラッシュや歪み等のロストモーションにより座席の座り心地が悪くなる恐れがある。
【００１１】
そこで本発明の第２の目的は、快適な高速送りがモータやギヤボックスに負担を掛けることなく実現でき、かつ、駆動源からのトルクが絶たれた時も、連続的ではないものの、セルフロック機能が働く送りねじ装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明のうち第１の実施態様の発明は、ねじのねじ山が、つるまき線に沿って１回転する間にリード角の緩い区間とリード角の急な区間とが交代して、交互に連続するように形成されていることを特徴とするマルチピッチねじ、である。
このように形成すると、ねじ全体の実効的リードはリード角の緩い区間とリード角の急な区間との平均値となる。そして、ねじの緩みに対する対抗力は、軸方向の力によるリード角の緩い区間での相手の部材との摩擦力が支配的になるから、大きな実効的リードを持ちながら、リード角の緩い区間の摩擦力により強い緩み止め作用を奏する。
【００１３】
ここで、第２の実施態様の発明のように、前記リード角の緩い区間のリード角が、ゼロ（平坦）であることを特徴とするマルチピッチねじ、とすることができる。
このように形成すると、リード角がゼロの区間では軸方向の力がそのまま摩擦力に変化し、ねじを回そうとする分力が全く働かないから、リード角のゼロの区間の摩擦力がより強くなり、より強い緩み止め作用を奏する。
【００１４】
ここで、第３の実施態様の発明のように、前記リード角の急な区間のリード角が、セルフロック角度より急勾配であることを特徴とするマルチピッチねじ、とすることができる。
このように形成すると、ねじの緩み止め作用をリード角の緩い区間で担保しつつ、平均の実効的なリードを大きくとることができる。したがって、僅かな回転でねじを締めたり、螺合するナットを進めたりすることができる。
【００１５】
ここで、第４の実施態様の発明のように、前記ねじが、多条ねじであることを特徴とするマルチピッチねじ、とすることができる。
このように形成すると、平均のリードが大きいねじであっても、ねじのピッチを小さくすることができ、条数の分だけねじの緩みに抗する摩擦力を大きくすることができ、それだけ、ねじの緩み止め作用が強くなる。また、平均リードの大きいねじを転造により作成しようとすると、材料の流れに無理が生じ歩留まりが落ちるが、多条ねじであればピッチが小さいので材料の流れに無理が生ぜず、加工が容易になるという効果を奏する。
【００１６】
理解を容易にするため、第５乃至第８の実施態様の発明の説明をする前に、ナットの発明である第９乃至第１６の実施態様の発明について説明する。ねじとナットは相補的な関係にあり、ねじのねじ山とナットのねじ山は全く等価なものとして相互に変換し得る。つまり、ねじのねじ山として有効な作用効果を及ぼすものは、ナットのねじ山に適用しても同様の作用効果を奏するはずである。第９〜第１２の実施態様の発明はそれぞれ上記第１乃至第４の実施態様の発明に対応している。
【００１７】
ここで、第９の実施態様の発明は、雌ねじのねじ山が、つるまき線に沿って１回転する間にリード角の緩い区間とリード角の急な区間とが交代して、交互に連続するように形成されていることを特徴とするマルチピッチナット、である。
このように形成すると、ナット全体の実効的リードはリード角の緩い区間とリード角の急な区間との平均値となる。そして、ナットの緩みに対する対抗力は、軸方向の力によるリード角の緩い区間での相手の部材との摩擦力が支配的になるから、大きな実効的リードを持ちながら、リード角の緩い区間の摩擦力により強い緩み止め作用を奏する。
【００１８】
ここで、第１０の実施態様の発明のように、前記リード角の緩い区間のリード角が、ゼロ（平坦）であることを特徴とするマルチピッチナット、とすることができる。
このように形成すると、リード角がゼロの区間では軸方向の力がそのまま摩擦力に変化し、ナットを回そうとする分力が全く働かないから、リード角のゼロの区間の摩擦力がより強くなり、より強い緩み止め作用を奏する。
【００１９】
ここで、第１１の実施態様の発明のように、前記リード角の急な区間のリード角が、セルフロック角度より急勾配であることを特徴とするマルチピッチナット、とすることができる。
このように形成すると、ねじの緩み止め作用をリード角の緩い区間で担保しつつ、平均の実効的なリードを大きくとることができる。したがって、僅かな回転でナットを締めたり、螺合するねじを進めたりすることができる。
【００２０】
ここで、第１２の実施態様の発明のように、前記雌ねじが、多条ねじであることを特徴とするマルチピッチナット、とすることができる。
このように形成すると、平均のリードが大きいねじであっても、ねじのピッチを小さくすることができ、条数の分だけねじの緩みに抗する摩擦力を大きくすることができ、それだけ、ねじの緩み止め作用が強くなる。
【００２１】
ところで、第１乃至第４の実施態様のいずれかのねじと、対応する第９乃至第１２の実施態様のいずれかのナットを螺合しようとした場合、普通のねじとナットのようにねじのねじ山の幅とナットのねじ溝の幅が等しければ、換言すれば、フランクの両面が相手側のフランクの両面に常に摺接する状態であれば、ねじ山が塑性変形しない限りねじとナットは螺合することができない。したがって、これらのねじとナットでは、ねじ山の幅に比べてねじ溝の幅が広い、換言すれば、各フランクのうち圧力側フランクのみが摺接し、遊び側フランクは完全に他方のフランクから離れていることを前提としている。遊び側のフランク同士に遊びがあったとしても、螺合する途中でねじとナットの間に遊びが生ずるが、締め付けた際には圧力側フランク同士が圧力を持って密着し締結には問題を生じない。螺合途中でのがたが気になるようであれば、ばね等の付勢手段により圧力側フランク同士が常時密着するように付勢しておけばよい。
【００２２】
また、上記のねじとナットの組み合わせの場合、両者で他のものを締着して安定な状態となる相対的回転位置は、１回転３６０°すべての連続的な位置ではなく、ねじのリード角の緩い区間のフランクと、ナットのリード角の緩い区間のフランクが密着できる回転位置のみである。この点が普通のねじナットと大きく異なる特異な点である。リード角の緩い区間のフランク同士の密着により締結されるという、この点に着目すれば、ねじまたはナットのいずれか一方のねじ山は、リード角の緩い区間だけ存在すれば充分であるという結論にたどり着く。リード角の急な区間は他方のねじ山を案内する機能しか持たないからである。そこで、ねじ山の一部を欠いたマルチピッチナットが第１３乃至第１６の実施態様の発明として提示される。
【００２３】
そこで、第１３の実施態様の発明のように、前記雌ねじのねじ山が、つるまき線に沿って１回転する間の一部の区間にしか存在せずねじ山の欠損区間を有することを特徴とするマルチピッチナット、とすることができる。
このように形成すると、マルチピッチナットの製作が容易になる。欠損区間部分から工具を出し入れすることができるからである。また、欠損区間部分があるということは、雌ねじのねじ山が一部分しか存在しないと言うことであり、その一部分のにのみ精密なねじ山加工を施せばよいのであるから製作が容易になるという効果を奏する。
【００２４】
ここで、第１４の実施態様の発明のように、前記雌ねじのねじ山が、ねじの軸線を中心とする回転対称の位置にのみあることを特徴とするマルチピッチナット、とすることができる。
このように形成すると、ねじに掛かるねじ山からの力が対称の取れた状態で掛かり、ねじに掛かる力が偏らないという効果を奏する。たとえば、ねじ山が１つだけでその周長も短いものであれば、必然的に偏った力となりねじやナットを傾かせるような力が働くことになる。これは望ましいことではない。したがって、ねじ山が対称な位置にあれば作用する力も対称の取れたものになる。
また、この発明は、多条ねじ、多条ナットを想定している。たとえば、２条ねじに適用した場合、互いに１８０°離れた位置にナットのねじ山が存在すれば、ナットのそれぞれのねじ山がねじの異なった条のねじ山のフランクに当接することになり、力のバランスが取り易い。３条ねじであれば、互いに１２０°離れた位置にナットのねじ山が存在すれば、ナットのそれぞれのねじ山がねじの異なった条のねじ山のフランクに当接することになり、力のバランスが取り易い。
【００２５】
ここで、第１５の実施態様の発明のように、前記雌ねじのねじ山が、前記リード角がゼロ（平坦）である区間のみからなり、雌ねじのねじ山のフランクが雄ねじのねじ山のリード角がゼロの区間の圧力側フランクに面接触しているとき、雌ねじのねじ山の一端が雄ねじの遊び側フランクの位相のずれた位置（回転角の異なった位置）に線接触するように形成されていることを特徴とするマルチピッチナット、とすることができる。
この実施態様は、図８の（Ｄ）、（Ｅ）、及び図１６を参照すると理解し易いだろう。雌ねじのねじ山が断続的に存在する場合、ねじ山のフランクが圧力側と遊び側との両方に同位相で接触したら、ステップ状のねじは回転することができず螺合することができない。このため、雌ねじのねじ山の幅は雄ねじのねじ溝の幅より小さく作られる。この幅の細い雌ねじのねじ山を位相の遅れる方に延伸させてやれば、雌ねじのねじ山の遊びフランク側の端部が、雄ねじの位相の遅れた位置の遊び側フランクに線接触する。つまり、遊び側フランク同士が線接触ではあるが当接し、雌ねじのねじ山を案内する本来の遊び側フランクの機能を発揮するであろう。
【００２６】
したがって、このように形成すると、雌ねじのねじ山の幅が雄ねじのねじ溝の幅より狭くても、また、ステップ状のねじにもかかわらずナットをばね等で付勢しなくても、雌ねじの遊び側フランクの一端が雄ねじの遊び側フランクに摺接し案内するので、雄ねじと雌ねじが、ガタなく螺合することができるという効果を奏する。
【００２７】
ここで、第１６の実施態様の発明のように、前記雌ねじのねじ山が、前記リード角がゼロ（平坦）である区間とリード角が急な区間とを連続した形状を有し、雌ねじのねじ山のフランクと雄ねじのねじ山のフランクとが接触する位相が、雄ねじの圧力側フランクと遊び側フランクとでは位相のずれた位置（回転角の異なった位置）でそれぞれ面接触するように形成されていることを特徴とするマルチピッチナット、とすることができる。
この実施態様は、図８（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、及び図１８を参照すると理解しやすい。ここでは、雌ねじのねじ山の端面が矩形ではなく、リード角が急な区間に対応した斜面を位相のずれた部分（位相の進んだ部分と位相の遅れた部分のいずれか、あるいは、両者）に有している。
【００２８】
このように形成すると、雌ねじのねじ山のリード角が急な区間に対応した斜面が、位相の遅れた部分であれば雄ねじの遊び側フランクに摺接し、位相の進んだ部分であれば雄ねじの圧力側フランクに摺接し、ナットを案内する。このため、ステップ状のねじにもかかわらずナットをばね等で付勢しなくても、雄ねじと雌ねじが、ガタなく螺合することができるという効果を奏する。さらに、面接触であるので耐久性が高いという効果を奏する。
【００２９】
さて、ねじのねじ山とナットのねじ山は相補性を有し、互いにその機能を交換しても差し支えない。ところで、今までの説明でナットのねじ山を断続的なものとする態様を第１３乃至第１６の実施態様として説明したが、ナットのねじ山を連続的なものとし、ねじのねじ山を断続的なものとすることも理論的には可能である。そこで、第１３乃至第１６の実施態様に対応するものとして、第５乃至第８の実施態様を提供する。
【００３０】
ここで、第５の実施態様の発明のように、前記ねじのねじ山が、つるまき線に沿って１回転する間の一部の区間にしか存在せずねじ山の欠損区間を有することを特徴とするマルチピッチねじ、とすることができる。
【００３１】
ここで、第６の実施態様の発明のように、前記ねじのねじ山が、ねじの軸線を中心とする回転対称の位置にのみあることを特徴とするマルチピッチねじ、とすることができる。
【００３２】
ここで、第７の実施態様の発明のように、前記ねじのねじ山が、前記リード角がゼロ（平坦）である区間のみからなり、ねじのねじ山のフランクが雌ねじのねじ山のリード角がゼロの区間の圧力側フランクに面接触しているとき、ねじのねじ山の一端が雌ねじの遊び側フランクの位相のずれた位置（回転角の異なった位置）に線接触するように形成されていることを特徴とするマルチピッチねじ、とすることができる。
【００３３】
ここで、第８の実施態様の発明のように、前記ねじのねじ山が、前記リード角がゼロ（平坦）である区間とリード角が急な区間とを連続した形状を有し、ねじのねじ山のフランクと雌ねじのねじ山のフランクとが接触する位相が、雌ねじの圧力側フランクと遊び側フランクとでは位相のずれた位置（回転角の異なった位置）でそれぞれ面接触するように形成されていることを特徴とするマルチピッチねじ、とすることができる。
【００３４】
ところで、以上説明してきたマルチピッチねじとマルチピッチナットとを螺合させると、送りねじ装置を構成することができる。送りねじ装置を構成するためには、マルチピッチねじのねじ山とマルチピッチナットのねじ山の両者が連続的であるか、少なくとも一方のねじ山が連続的でなければならない。そこで、マルチピッチねじが連続したねじ山を有し、マルチピッチナットが連続的なねじ山を持つものとマルチピッチナットが断続的なねじ山を持つものを第１７の実施態様の発明とし、マルチピッチねじが断続的なねじ山を有し、マルチピッチナットが連続的なねじ山を持つものを第１８の実施態様の発明とすることにした。実用的に重要なのは、第１７の実施態様の発明のうち、マルチピッチねじが連続したねじ山を有しマルチピッチナットが断続的なねじ山を有するものであると考えている。
【００３５】
ここで、第１７の実施態様の発明のように、第１乃至第４の実施態様の発明のいずれかに記載されたマルチピッチねじと、第９乃至第１６の実施態様の発明のいずれかに記載されたマルチピッチナットとを、組み合わせたことを特徴とする送りねじ装置、とすることができる。
このように形成すると、連続したねじ山を持つマルチピッチねじと、連続的あるいは断続的なねじ山を有するマルチピッチナットが螺合することができ、送りねじ装置を構成することができる。そして、リード角の急な区間の存在により平均的なリードを大きく取り、高速で快適な送りを可能としながら、リード角の緩い区間の当接により断続的ながらセルフロックを可能としている。したがって、自動車のパワーシートの送りねじ装置として特に好適である。
なかでも、第１５または第１６の実施態様の発明のマルチピッチナットと組み合わせた送りねじ装置は、ナットのねじ山の遊び側フランクが線接触あるいは面接触によりねじの遊び側フランクに絶えず摺接しナットを案内するから、バネ等の付加的な付勢手段を用いなくても、ガタなくスムーズに送ることができるという効果を奏する。
【００３６】
ここで、第１８の実施態様の発明のように、第５乃至第８の実施態様の発明のいずれかに記載されたマルチピッチねじと、第９乃至第１２の実施態様の発明のいずれかに記載されたマルチピッチナットとを、組み合わせたことを特徴とする送りねじ装置と、することができる。第１７の実施態様の発明に対してねじとナットを入れ替えた形のねじ送り装置である。
【００３７】
さて、ここで、断続的なねじ山を有する雌ねじを構成するマルチピッチナットの製造方法の一つを提案する。すなわち、第１９の実施態様の発明のように、雌ねじのねじ溝に相当する穴が明けられ、その穴の周縁から穴の中心に向かって突出した雌ねじのねじ山の一部に相当するねじ山突出部を有する要素板材を形成する要素工程と、その要素板材を積層して一体に固着する積層工程と、を備えることを特徴とするナットを製作するマルチピッチナット製造方法、である。
【００３８】
このようにすると、ねじ下穴の明けられたナットブランクから穴の複雑な切削加工をすることなく、ナットを製造することができる。たとえば、最初に、図１５に示すような、穴の周縁から穴の中心に向かって突出した雌ねじのねじ山の一部に相当するねじ山突出部を有する要素板材を形成する。図１５に示すような要素板材は、ナットブランクの穴の加工ではなく、基本的に板材の加工であるからプレス加工により容易に作成することができる。次に、要素板材を図１０に示すようなスペーサーを介して積層し、一体に固着する。固着する手段としては、普通のボルトナットで締着する、溶接する、接着剤で接着する等が考えられる。このように積層することにより、積層しただけの多段の雌ねじのねじ山を持つマルチピッチナットを製造できる。
【００３９】
この製造方法によれば、基本的に板材の加工で要素板材が製造できプレス加工等で製造できるものであり、グルービングのような複雑な切削加工を必要としないので、安価に大量にマルチピッチナットを提供できるという優れた効果を奏する。
【００４０】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の実施の形態について図面を参照し説明する。
図１は、第１の実施の形態のマルチピッチねじ１０を示す斜視図である。円柱形状の軸部１１に、つるまき線に沿ってねじ山１２が形成されている。ねじ山１２は台形ねじで、そのフランクには部分的にリード角がゼロすなわち平坦な区間１２ａとリード角が急な区間１２ｂとが交互に連続する。以後、平坦な区間１２ａを平坦部１２ａと、急な区間１２ｂを斜部１２ｂと呼ぶこととする。進み側フランクと同様に、追い側フランクにも平坦部１２ｃと斜部１２ｄが存在する。平坦部１２ａと斜部１２ｂはつるまき線の一回転を１６等分し、１／１６回転毎に、すなわち、２２．５°毎に平坦部１２ａと斜部１２ｂが交代する。したがって、ねじの平均的なリード角は斜部１２ｂの傾斜の半分ということになる。
【００４１】
図から明らかなように、ねじ山１２の幅に比べてねじ溝の幅が異常に大きい形状とされている。これは後述する平坦部と斜部が交代して連続するねじ山を有するナットが螺合できるようにするためである。たとえば、軸部１１の径はφ１３．７ｍｍ、ねじ山１２の幅は４ｍｍ、ねじ山１２の高さは３ｍｍ、ねじ溝の幅は１２ｍｍ、ねじ１０の平均的なリードは１６ｍｍに形成する。このようなマルチピッチねじ１０は転造により容易に製作することができる。
【００４２】
図２は、図１に示したマルチピッチねじ１０に螺合するマルチピッチナット２０を示す斜視図である。マルチピッチナット２０は四角ナットであり中央にねじ穴２１が明けられている。ねじ穴２１にはねじ溝が彫られ雌ねじのねじ山２２が形成されている。
【００４３】
図３は、図２に示したマルチピッチナット２０のねじ山２２のみを概念的に抽出して示す正面図である。ねじ山２２は台形ねじで、そのフランクには部分的にリード角がゼロすなわち平坦な区間２２ａとリード角が急な区間２２ｂとが交互に連続する。以後、平坦な区間２２ａを平坦部２２ａと、急な区間２２ｂを斜部２２ｂと呼ぶこととする。進み側フランクと同様に、追い側フランクにも平坦部２２ｃと斜部２２ｄが存在する。平坦部２２ａと斜部２２ｂはつるまき線の一回転を１６等分し、１／１６回転毎に、すなわち、２２．５°毎に平坦部２２ａと斜部２２ｂが交代する。したがって、雌ねじの平均的なリード角は斜部２２ｂの傾斜の半分ということになる。このリードやピッチは図１に示すマルチピッチねじ１０のそれと合わせてある。マルチピッチねじ１０とマルチピッチナット２０の螺合を可能とするためである。
【００４４】
雌ねじの平坦部２２ａ、２２ｃ、斜部２２ｂ、２２ｄはマルチピッチねじ１０のねじ山１２の平坦部１２ａ、１２ｃ、斜部１２ｂ、１２ｄに対応した形状、寸法になっている。ナット２０のねじ山２２の抽象的な外径（具体的にはねじ溝の内径）はφ２０．３ｍｍ、ねじ山２２の高さは３ｍｍである。ねじ山２２の幅は９．４ｍｍ、ねじ溝の幅は６．６ｍｍである。ナット２０の厚さ（図では高さ）は３８．６ｍｍである。ねじ溝の幅（６．６ｍｍ）は雄ねじ１０のねじ山１２の幅（４ｍｍ）より大きく設定してある。これは平坦部を有するマルチピッチねじ１０とマルチピッチナット２０との螺合を可能とするためである。このようなマルチピッチナット２０は、下穴を開けたナットブランクに数値制御によるグルービング切削加工を施すことにより作成できる。また、ナットブランクを軸方向に半割にし、半割にしたナットブランクにプレス加工等の加工を施してねじ山２２を形成し、その後両者を接合することにして製作しても良い。
【００４５】
図４は、図１に示したマルチピッチねじ１０に図２に示したマルチピッチナット２０を螺合させた状態を示す正面図である。マルチピッチねじ１０は図面左側に頭があると想定する。螺合の状態を明確に示すため、マルチピッチナット２０は図３に示すねじ山２２のみの概念的な抽出物として描いている。図４（Ａ）は、マルチピッチねじ１０のねじ山１２とマルチピッチナット２０のねじ山２２とが単に螺合しただけで互いに力を及ぼし合っていない状態を示している。この状態ではマルチピッチねじ１０のねじ山１２のフランクとマルチピッチナット２０のねじ山２２のフランクの間に進み側フランク追い側フランク共に間隙を有している。
【００４６】
図４（Ｂ）は、マルチピッチナット２０に図示しないバネ手段により矢印Ｆ１方向に付勢力を与えた場合を示している。この場合、マルチピッチナット２０のねじ山２２の圧力側フランクがマルチピッチねじ１０のねじ山１２の圧力側フランクに密着し、両ねじ山１２、２２の遊び側フランクの間には、図示の間隙Ｌが、発生する。この状態で、マルチピッチナット２０に軸方向矢印Ｆ１の方向に強い力が作用したとする。この場合、圧力側フランクの斜部同士の当接によりマルチピッチねじ１０を回転させようとする分力が発生する。しかし、圧力側フランクの平坦部同士の当接により平坦部にＦ＝μＮ（μは摩擦係数、Ｎは軸方向の力）の力Ｎに比例した摩擦力Ｆが発生する。摩擦力Ｆはマルチピッチねじ１０を回転させようとする斜部からの分力より絶えず強い。したがって、軸方向矢印Ｆ１の方向に強い力が作用したとしてもマルチピッチねじ１０が回転させられることはなく、その位置を保つ。すなわち、セルフロックが働く。
【００４７】
この状態から、マルチピッチねじ１０を僅かに左回転させると、図４（Ｃ）の状態になる。この状態では、マルチピッチねじ１０及びマルチピッチナット２０のねじ山１２、２２の圧力側フランクのうち斜部が当接から離脱する。しかし、平坦部が当接したままであるので、マルチピッチナット２０はその軸方向位置を保持したまま動かない。さらに、マルチピッチねじ１０を左回転させると、図４（Ｄ）の状態に至る。この状態では、各ねじ山１２、２２の圧力側フランクのうち平坦部から斜部に切り替わる稜縁で線接触している。不安定な状態ではあるが、この回転位置までマルチピッチナット２０は動かない。さらに、マルチピッチねじ１０を左回転させると、図４（Ｅ）の状態に至る。この状態では、各ねじ山１２、２２の圧力側フランクのうち斜部同士が当接し平坦部は離脱する。そして、マルチピッチねじ１０の回転に従いマルチピッチナット２０が軸方向に送られる。なお、この状態では、フランクの斜部の傾斜が急であるためセルフロックは効かない。
【００４８】
さらに、マルチピッチねじ１０を左回転させると、図４（Ｂ）の状態に戻る。もっとも、各ねじ山１２、２２の圧力側フランクのうち当接する平坦部と斜部は一つずれ、マルチピッチナット２０は斜部を挟んで隣接する平坦部の軸方向距離だけ軸方向右に移動したことになる。つまり、マルチピッチねじ１０の回転にしたがってマルチピッチナット２０が連続的に送られるのではなく、図４（Ｅ）の回転位置にあるときだけステップ的に送られる。換言すれば、マルチピッチねじ１０の回転にしたがって、マルチピッチナット２０は、送られたり停止したりを断続的に繰り返すことになる。なお、マルチピッチねじ１０の回転が停止すると、駆動系の反力やマルチピッチナット２０を軸方向に付勢するバネの付勢力によって、マルチピッチナット２０に掛かる力が安定する図４（Ｂ）か図４（Ｃ）の平坦部が互いに当接する状態で停止する。そして、この状態ではセルフロックが働く。
【００４９】
上記の説明では、図面との関係を見やすくするためマルチピッチねじ１０を左回転させマルチピッチナット２０を右方向に送る場合について説明したが、マルチピッチねじ１０を右回転させマルチピッチナット２０を図面左方向に送る場合、締着具であれば締め付ける方向への回転の場合も同様である。右回転の場合は、図４（Ｂ）⇒図４（Ｅ）⇒図４（Ｄ）⇒図４（Ｃ）⇒図４（Ｂ）の順番で状態が変化する。また、前記の例ではマルチピッチねじ１０を回転してマルチピッチナット２０を送るものとして説明したが、マルチピッチナット２０を回転させるものとしても同様なことが言えることは明らかである。
【００５０】
上述の説明では、マルチピッチねじ１０の回転にしたがってマルチピッチナット２０がステップ的に送られると言ったが、送りねじ装置として使用する場合にはそれが問題とならないケースも多い。たとえば、自動車の座席のパワーシートに適用する場合を想定すると、マルチピッチねじ１０は５回転／秒程度の速い回転数で回転駆動される。フランクの平坦部と斜部は１回転を１６分割して構成されているから、１秒間に８×５＝４０回の頻度で送られることになり、実質的には、各ねじ山１２、２２の斜部と平坦部の平均のリードで滑らかに送られることになる。
【００５１】
以上述べた実施の形態では、マルチピッチねじ１０とマルチピッチナット２０からなる送りねじ装置について説明したが、第２の実施の形態として、マルチピッチねじ１０とマルチピッチナット２０からなる締着具を想定してみることができる。この場合、締着される物の弾性変形による反力により、マルチピッチナット２０には図４（Ｂ）矢印Ｆ１に示す方向の強い力が掛かる。このため、フランクの斜部と斜部のみが当接する図４（Ｅ）や図４（Ｄ）の状態では安定に存在し得ず、図４（Ｂ）や図４（Ｃ）のフランクの平坦部が強く圧接する状態でのみ安定な状態となり得る。この状態ではフランクの平坦部同士の強い圧接により強い耐回転摩擦力が発生し、振動等による緩みのこない、確実な信頼性の高い締め付けが行えるマルチピッチねじとマルチピッチナットを提供することができる。マルチピッチねじ１０とマルチピッチナット２０を、送りねじ装置ではなく締着具として使用する場合には、マルチピッチねじ１０の平均的なリードを１６ｍｍに設定するのはリードが大きすぎる。普通ねじのように平均的なリードを２ｍｍ程度に設定すれば、２／８ｍｍ毎にフランクの平坦部同士が圧接する状態が現れ、実用上締め付け具として差し支えの無いものが提供できる。
【００５２】
また、このように平均的なリードを小さくしたマルチピッチねじ１０及びマルチピッチナット２０は、調整ねじとしての用途もある。平均的なリードの小さいマルチピッチねじ１０及びマルチピッチナット２０を用い、マルチピッチナット２０を機器に固着してマルチピッチねじ１０を螺合させるようにすればよい。たとえば、机、テーブル、冷蔵庫等の水平を取るための調整ねじとして用いれば、簡単に調整でき、かつ、狂いのこない調整ねじとして使用できる。
【００５３】
以上述べた実施の形態では、マルチピッチナット２０の雌ねじのねじ山２２はつるまき線に沿った連続的なものであった。このため、平坦部１２ａ，２２ａと斜部１２ｂ、２２ｂとからなる相互のねじ山１２、２２を螺合させるため、図４（Ａ）に示すようにマルチピッチねじ１０のねじ山１２とマルチピッチナットのねじ山２２との間に隙間（遊び）を設ける必要があった。ところで、マルチピッチナット２０に着目してみると、送りねじ装置として使用してセルフロックの効く回転位置での作用と、締着具として使用して締着が効く、すなわち、セルフロックの効く回転位置での作用とを考えれば、図３に示す、マルチピッチナット２０のねじ山２２の平坦部２２ａのみが働いており、斜部２２ｂは何の働きもしていないことに気付く。斜部２２ｂはマルチピッチねじ１０を回転させているときの案内としてのみ働いているに過ぎない。
【００５４】
つまり、マルチピッチナット２０のねじ山２２として本当に必要なのは平坦部２２ａだけだという結論に到達する。そこで発想を転換して、マルチピッチナットのねじ山として平坦部のみ残した不連続なものとしても良いはずである。つまり、雌ねじのねじ山が、つるまき線に沿って１回転する間の一部の区間にしか存在せずねじ山の欠損区間を有するもので良い。さらに、ねじ山としての強度が許せば、つるまき線の一回転を１６分割した８個の平坦部のすべてが存在しなくても、そのいくつかが残存していればよいことになる。そして、ねじ山の残存部分は、ねじの軸線を中心とする回転対称の位置にのみあることがマルチピッチナットに掛かる力の均衡の面から望ましい。
【００５５】
図５は、そのような第２のマルチピッチナット３０を示す斜視図である。図５（Ａ）は斜視図、図５（Ｂ）は透視して示す斜視図である。第２のマルチピッチナット３０は四角ナットであり中央にねじ穴３１が明けられている。ねじ穴３１の中には５つのねじ山突起３２が形成されている。このねじ山突起３２は図３に示す雌ねじのねじ山の平坦部２２ａ、２２ｃの一部のみを残したような形になっている。ねじ山突起３２は図面左側に３個、右側に２個形成され、左右のねじ山突起３２はねじの軸線を中心として互いに１８０°離れた回転対称な位置に形成されている。各ねじ山３２の軸方向位置は１ピッチずつずれている。このようなマルチピッチナット３０は、ねじ穴３１の下穴にリング状の溝を切削し、その後、内周面を適宜の幅で軸線に沿って切削することにより製作することができる。
【００５６】
図６は、この第２のマルチピッチナット３０に螺合する異形送りねじ４０を示す正面図である。この異形送りねじ４０は自動車のパワーシートに用いられるものである。異形送りねじ４０は１条ねじのマルチピッチねじで、ねじ山４２リードは１６ｍｍ、ストロークは約２００ｍｍである。異形送りねじ４０の外径（ねじ山４２の外径）はφ２０ｍｍ、有効径はφ１８ｍｍ、軸部４１の径はφ１３．７ｍｍである。
【００５７】
図７は、異形送りねじ４０のねじ山４２の形状及びリードを３６０°展開して示す展開図である。異形送りねじ４０は台形ねじであり、その谷径はφ１３．７ｍｍ、有効径はφ１８．０ｍｍ、外径はφ２０．０ｍｍである。ねじ山４２のピッチ（リード）は１６ｍｍである。ねじ山４２は円周を１６等分し、ねじ山４２のリード角がゼロすなわち平坦な区間４２ａ（以下、平坦部４２ａという）と３０°近い急角度な傾斜をなす区間４２ｂ（以下、斜部４２ｂという）が交互に来るようにされている。したがって、ねじ山４２は１つのピッチを８ステップで通過することになる。
【００５８】
図８は、異形送りねじ４０と種々のマルチピッチナットとの螺合の状態を示す正面図である。マルチピッチナットはいずれも雌ねじのねじ山が一部の区間にしか存在せずねじ山の欠損区間を有するマルチピッチナットである。各マルチピッチナットはその全体を図示せず、図２に対する図３のように、断続的なねじ山突起部分のみを抽出して描いている。
【００５９】
図８（Ｄ）は、前述した図５に示した第２のマルチピッチナット３０と図６に示した異形送りねじ４０との螺合を示している。第２のマルチピッチナット３０のねじ山突起３２は、その進み側フランクの平坦部３２ａが異形送りねじ４０のねじ山４２の平坦部４２ａより長く、図面で下方に延び、異形送りねじ４０の平坦部４２ａと斜部４２ｂとを併せた長さとされている。つまり、円周の２／１６の長さを有する。そして、ねじ山突起３２の厚さも厚くされ、進み側フランクの平坦部３２ａがねじ山４２の平坦部４２ａに摺接している時に追い側フランクの平坦部３２ｃが一つ位相のずれたねじ山４２の平坦部４２ｃに接する厚さとされている。ねじ山突起３２はこのような矩形とされている。このため、ねじ山突起３２の一方の平坦部３２ａが異形送りねじ４０の進み側の平坦部４２ａにその一部が摺接している回転位置では、ねじ山突起３２の他方の平坦部３２ｃの一部が異形送りねじ４０の追い側の平坦部４２ｃに摺接する。つまり、第２のマルチピッチナット３０が軸方向には停止する回転位置では、面接触で第２のマルチピッチナット３０が案内される。
【００６０】
ねじ山突起３２が異形送りねじ４０のねじ山４２の斜部４２ｂにさしかかると、ねじ山突起３２の平坦部３２ａ、３２ｃの縁、つまり、稜縁がねじ山４２の斜部４２ｂ、４２ｄに摺接する。つまり、第２のマルチピッチナット３０が軸方向に送られる回転位置では、ねじ山突起３２の稜縁が斜部４２ｂ、４２ｄに線接触して第２のマルチピッチナット３０が案内される。したがって、この実施の形態では、線接触を含みながらも異形送りねじ４０のねじ山４２のフランクとの間に間隙を作ることなく、つまりガタなく、マルチピッチナット３０を送ることができる。これは、図４で説明した第１の実施の形態に比べて優れた利点である。
【００６１】
図８（Ｅ）は、第３のマルチピッチナット５０と異形送りねじ４０との螺合の状態を示す正面図である。ここでは、マルチピッチナット５０のねじ山突起５２がつるまき線に沿って９０°毎に９個配置されている。個々のねじ山突起５２の形状は前述の第２のマルチピッチナット３０のねじ山突起３２と同じである。したがって、作動は前述の図８（Ｄ）で述べたものと同じである。ねじ山突起５２の平坦部５２ａ、５２ｃがそれぞれねじ山４２の平坦部４２ａ、４２ｃに摺接する。この実施の形態はねじ山突起５２の数が多いのでそれだけマルチピッチナット５０の強度、耐久性が向上するという利点がある。
【００６２】
図８（Ｃ）は、第４のマルチピッチナット６０と異形送りねじ４０との螺合の状態を示す正面図である。ここでは、マルチピッチナット６０のねじ山突起６２の長さが円周の４／１６回転の長さまで伸ばされている。ねじ山突起６２は全部で５個ある。各ねじ山突起６２は、進み側フランク、追い側フランク共に、３／１６回転の長さの平坦部６２ａ、６２ｃと１／１６回転の長さの斜部６２ｂ、６２ｄを有している。斜部６２ｂ、６２ｄは勿論異形送りねじ４０の斜部４２ｂ、４２ｄに対応したリード角のものである。このような形状にすると、ねじ山突起６２の一方の平坦部６２ａが異形送りねじ４０の進み側の平坦部４２ａにその一部が摺接している回転位置では、ねじ山突起６２の他方の平坦部６２ｃの一部が異形送りねじ４０の追い側の平坦部４２ｃに摺接する。つまり、第４のマルチピッチナット６０が軸方向には停止する回転位置では、面接触で第４のマルチピッチナット６０が案内される。
【００６３】
ねじ山突起６２が異形送りねじ４０のねじ山４２の斜部４２ｂにさしかかると、ねじ山突起６２の斜部６２ｂ、６２ｄがねじ山４２の斜部４２ｂ、４２ｄに摺接する。つまり、第４のマルチピッチナット６０が軸方向に送られる回転位置では、ねじ山突起６２の斜部６２ｂ、６２ｄが異形送りねじ４０の斜部４２ｂ、４２ｄに面接触して第４のマルチピッチナット６０が案内される。僅かに、平坦部６２ａ、６２ｃ、４２ａ、４２ｃ同士の接触から斜部６２ｂ、６２ｄ、４２ｂ、４２ｄ同士の接触に移行する瞬間に線接触が発生する。図８（Ｃ）に示す位置である。したがって、この実施の形態では、異形送りねじ４０のねじ山４２のフランクとの間に間隙を作ることなく、つまりガタなく、マルチピッチナット６０を送ることができると共に、瞬間的な回転位置を除いてそのほとんどの回転位置でマルチピッチナット６０のねじ山突起６２と異形送りねじ４０のねじ山４２が面接触するので、機械的強度、耐久性に優れているという利点がある。
【００６４】
図８（Ｂ）は、第５のマルチピッチナット７０と異形送りねじ４０との螺合の状態を示す正面図である。ここでは、マルチピッチナット７０のねじ山突起７２の長さが円周の６／１６回転の長さまで伸ばされている。ねじ山突起７２は全部で５個ある。向こう側の２つのねじ山突起７２の端部が一部顔を覗かせている。各ねじ山突起７２は、進み側フランク、追い側フランク共に、４／１６回転の長さの平坦部７２ａ、７２ｃと２／１６回転の長さの斜部７２ｂ、７２ｄを有している。斜部７２ｂ、７２ｄは勿論異形送りねじ４０の斜部４２ｂ、４２ｄに対応したリード角のものである。このような形状にすると、一つ一つのねじ山突起７２の体積が大きくなるので、機械的強度、耐久性に優れているという利点がある。
【００６５】
図８（Ａ）は、第６のマルチピッチナット８０と異形送りねじ４０との螺合の状態を示す正面図である。ここでは、マルチピッチナット８０のねじ山突起８２が、異形送りねじ４０のねじ山４２との摺接に必要な部分のみ残し、残余の部分を削り取った形状をしている。ねじ山突起８２は全部で５個ある。各ねじ山突起８２は、進み側フランクでは１／１６回転の長さの平坦部８２ａとそれに１位相だけ進んだ１／１６回転の長さの斜部８２ｂを有している。追い側フランクでは進み側フランクの平坦部８２ａから１位相遅れた１／１６回転の長さの平坦部８２ｃと、さらに１位相遅れた１／１６回転の長さの斜部８２ｄを有している。したがって、ねじ山突起８２は菱形をなしている。斜部８２ｂ、８２ｄは勿論異形送りねじ４０の斜部４２ｂ、４２ｄに対応したリード角のものである。このような形状にすると、異形送りねじ４０のねじ山４２がガタなく面接触することのできるねじ山突起８２が最小の容積で実現できる。したがって、ねじ山突起８２の周辺に大きな空間が取れ、工作がし易いという利点がある。
【００６６】
図９は、図８（Ｃ）に示した第４のマルチピッチナット６０の要素板材６５を示す斜視図である。要素板材６５は、所定の板厚の正方形の板材の中央にねじ穴６１に相当する穴が明けられ、そのねじ穴６１の周縁の一部に１個のねじ山突起６２が形成されている。ねじ山突起６２には３／１６回転の長さの平坦部６２ａと１／１６回転の長さの斜部６２ｂが形成されている。要素板材６５の辺部には２つの孔６６が形成されている。このような要素板材６５は板材をプレス加工することにより容易に精度良く製作できる。
【００６７】
図１０は、マルチピッチナットの要素であるスペーサー６７を示す斜視図である。スペーサー６７は所定の板厚の正方形の板材の中央にねじ穴６１に相当する穴６８が明けられ、辺部には２つの孔６９が形成されている。このようなスペーサー６７は板材をプレス加工することにより容易に精度良く製作できる。そして、前記の要素板材６５を５枚とスペーサー６７を４枚取りそろえ、要素板材６５の位置を１８０°ずつ反転させながらスペーサー６７を間に挟んで積層し、２つの孔６６、６９にボルトを挿通しナットで固定することにより第４のマルチピッチナット６０が完成する。ボルトナットで締着した後、溶接により固着しても良い。また、２つの孔６６、６９に位置決めピンを嵌挿し要素板材６５、スペーサー６７の位置を決めてから各要素板材６５、スペーサー６７を固着するようにしても良い。
【００６８】
図１１は、異形送りねじ４０のねじ山４２と前記のように製作した第４のマルチピッチナット６０のねじ山突起６２との螺合の様子を展開して示す展開図である。異形送りねじ４０のねじ山４２のピッチは１６ｍｍである。ねじ山４２のフランクは台形ねじであるので有効径のところで１回転を展開している。ねじ山４２の進み側フランクでは平坦部４２ａと斜部４２ｂが交代しながら連続する。同様に、追い側フランクでも平坦部４２ｃと斜部４２ｄが交代しながら連続する。これら、ねじ山４２の平坦部４２ａ、４２ｃ、斜部４２ｂ、４２ｄに摺接するように、ねじ山突起６２の平坦部６２ａ、６２ｃ、斜部６２ｂ、６２ｄが面接触で摺接し、ねじ山突起６２が案内される。
【００６９】
図１２は、２条ねじのマルチピッチねじ９０を示す斜視図である。異形２条ねじ９０は、軸部９１とその軸部９１の回りにつるまき状に形成された第１のねじ山９２と第２のねじ山９３を有する。第１のねじ山９２と第２のねじ山９３は位相を１８０°異にする。第１のねじ山９２の進み側フランクには平坦部９２ａと斜部９２ｂが交代して連続し、遅れ側フランクにも平坦部９２ｃと斜部９２ｄが交代して連続する。第２のねじ山９３の進み側フランクには平坦部９３ａと斜部９３ｂが交代して連続し、遅れ側フランクにも平坦部９３ｃと斜部９３ｄが交代して連続する。第１のねじ山９２の平坦部９２ａ、９２ｃ、斜部９２ｂ、９２ｄは、それぞれ、第２のねじ山９３の平坦部９３ａ、９３ｃ、斜部９３ｂ、９３ｄと同じ角度位置に来るように形成される。
【００７０】
図１３は、この異形２条ねじを送りねじに適用した異形２条送りねじ１００を示す正面図である。この異形２条送りねじ１００は自動車のパワーシートに用いられるものである。異形２条送りねじ１００は２条のねじ山１０２、１０３を有する異形２条ねじである。各ねじ山１０２、１０３リードは１６ｍｍ、ピッチは８ｍｍ、ストロークは約２００ｍｍである。異形２条送りねじ１００の外径（ねじ山１０２、１０３の外径）はφ２０ｍｍ、有効径はφ１８ｍｍ、軸部１０１の径はφ１３．７ｍｍである。
【００７１】
図１４は、異形２条送りねじ１００の２条のねじ山１０２、１０３の形状及びリードを３６０°展開して示す展開図である。異形２条送りねじ１００は台形ねじであり、その谷径はφ１３．７ｍｍ、有効径はφ１８．０ｍｍ、外径はφ２０．０ｍｍである。２条のねじ山１０２、１０３のリードは１６ｍｍであり、ねじ山１０２、１０３のピッチは８ｍｍである。２条のねじ山は位相が１８０°ずれている。第１のねじ山１０２は円周を１６等分し、第１のねじ山１０２のリード角がゼロすなわち平坦な区間１０２ａ（以下、平坦部１０２ａという）と３０°近い急角度な傾斜をなす区間１０２ｂ（以下、斜部１０２ｂという）が交互に来るようにされている。同様に、第２のねじ山１０３も円周を１６等分し、第１のねじ山１０３のリード角がゼロすなわち平坦な区間１０３ａ（以下、平坦部１０３ａという）と３０°近い急角度な傾斜をなす区間１０３ｂ（以下、斜部１０３ｂという）が交互に来るようにされている。そして、第１のねじ山の平坦部１０２ａ、斜部１０２ｂは、それぞれ、第２のねじ山の平坦部１０３ａ、斜部１０３ｂと同じ角度位置に来るようにされている。各ねじ山１０２、１０３は１つのリードを８ステップで通過することになる。
【００７２】
図１５は、このような異形２条送りねじ１００に螺合する異形２条ナット要素板材１１０を示す斜視図である。異形２条ナット要素板材１１０は、所定の板厚の正方形の板材の中央にねじ穴１１１に相当する穴が明けられ、そのねじ穴１１１の周縁の１８０°対向する位置に２つのねじ山突起１１２、１１３が形成されている。２つのねじ山突起１１２，１１３はそれぞれ、２／１６回転の長さを有し、台形のフランクからなる平坦部１１２ａ，１１３ａが形成されている。異形２条ナット要素板材１１０の辺部には２つの孔１１５が形成されている。このような異形２条ナット要素板材１１０は板材をプレス加工することにより容易に精度良く製作できる。このような異形２条ナット要素板材１１０を図１０に示したスペーサー６７と組み合わせ、複数枚積層して異形２条ナットとしても良く、また、異形２条ナット要素板材１１０単体で異形２条ナットとしても良い。２つの孔１１５は積層する際の位置決めピンの孔として、あるいは、締着ボルトの挿通孔として用いられる。
【００７３】
図１６は、上記の異形２条ナット要素板材１１０からなる異形２条ナットと、異形２条送りねじ１００との螺合の様子を展開して示す展開図である。異形２条送りねじ１００のねじ山１０２、１０３のピッチは８ｍｍ、リードは１６ｍｍである。各ねじ山１０２、１０３のフランクは台形ねじであるので有効径のところで１回転を展開している。２条ねじであるので第１のねじ山１０２と第２のねじ山１０３とが図面高さ方向で交互に現れる。第１のねじ山１０２の進み側フランクでは平坦部１０２ａと斜部１０２ｂが交代しながら連続し、追い側フランクでも平坦部１０２ｃと斜部１０２ｄが交代しながら連続する。同様に、第２のねじ山１０３の進み側フランクでは平坦部１０３ａと斜部１０３ｂが交代しながら連続し、追い側フランクでも平坦部１０３ｃと斜部１０３ｄが交代しながら連続する。
【００７４】
異形２条ナット要素板材１１０の２つのねじ山突起１１２、１１３が、図面上で同じ高さで１８０°位相のずれた位置に配置される。２つのねじ山突起１１２、１１３は長さが２／１６回転の矩形をしている。そして、第１のねじ山突起１１２は、進み側の平坦部１１２ａが第２のねじ山１０３の進み側の平坦部１０３ａに面接触し、追い側の平坦部１１２ｃが第１のねじ山１０２の追い側の平坦部１０２ｃに面接触して案内される。斜部１０２ｄ、１０３ｂにおいては、第１のねじ山突起１１２の平坦部１１２ａ、１１２ｃの端縁の稜縁がそれぞれ斜部１０２ｄ、１０３ｂに線接触して案内される。第２のねじ山突起１１３も同様に、進み側の平坦部１１３ａが第１のねじ山１０２の進み側の平坦部１０２ａに面接触し、追い側の平坦部１１３ｃが第２のねじ山１０３の追い側の平坦部１０３ｃに面接触して案内される。斜部１０２ｂ、１０３ｄにおいては、第２のねじ山突起１１３の平坦部１１３ａ、１１３ｃの端縁の稜縁がそれぞれ斜部１０２ｂ、１０３ｄに線接触して案内される。
【００７５】
したがって、本実施の形態はガタなく異形２条ナット要素板材１１０が案内されるという利点がある。さらに、同じ高さで１８０°位置のずれた対称の位置にある２つのねじ山突起１１２、１１３で異形２条送りねじ１００からの力を受けるので、バランスが良いという利点がある。
【００７６】
図１７は、第２の異形２条ナット要素板材１２０を示す斜視図である。第２の異形２条ナット要素板材１２０は、所定の板厚の正方形の板材の中央にねじ穴１２１に相当する穴が明けられ、そのねじ穴１２１の周縁の１８０°対向する位置に２つのねじ山突起１２２、１２３が形成されている。２つのねじ山突起１２２，１２３はそれぞれ、４／１６回転の長さを有し、台形のフランクからなる平坦部１２２ａ，１２３ａと斜部１２２ｂ、１２３ｂが形成されている。この斜視図からは見えないが、裏側にも平坦部１２２ｃ、１２３ｃと斜部１２２ｄ、１２３ｄが形成されている。第２の異形２条ナット要素板材１２０の辺部には２つの孔１２５が形成されている。このような第２の異形２条ナット要素板材１２０は板材をプレス加工することにより容易に精度良く製作できる。このような異形２条ナット要素板材１２０を図１０に示したスペーサー６７と組み合わせ、複数枚積層して異形２条ナットとしても良く、また、異形２条ナット要素板材１２０単体で異形２条ナットとしても良い。２つの孔１２５は積層する際の位置決めピンの孔として、あるいは、締着ボルトの挿通孔として用いられる。
【００７７】
図１８は、上記第２の異形２条ナット要素板材１２０からなる異形２条ナットと、異形２条送りねじ１００との螺合の様子を展開して示す展開図である。異形２条送りねじ１００については前に図１６で説明したのと同じであるから、同じ符号を附して説明を省略する。第２の異形２条ナット要素板材１２０の２つのねじ山突起１２２、１２３が、図面上で同じ高さで１８０°位相のずれた位置に配置される。２つのねじ山突起１２２、１２３は長さが４／１６回転の略平行四辺形をしている。そして、第１のねじ山突起１２２は、進み側の平坦部１２２ａが第２のねじ山１０３の進み側の平坦部１０３ａに面接触し、追い側の平坦部１２２ｃが第１のねじ山１０２の追い側の平坦部１０２ｃに面接触して案内される。さらに、第１のねじ山突起１２２の位相遅れの斜部１２２ｂは第２のねじ山１０３の斜部１０３ｂに案内され、第１のねじ山突起１２２の位相進みの斜部１２２ｄは第１のねじ山１０２の斜部１０２ｄに案内され、斜部においても面接触で案内される。
【００７８】
同様に、第２のねじ山突起１２３は、進み側の平坦部１２３ａが第１のねじ山１０２の進み側の平坦部１０２ａに面接触し、追い側の平坦部１２３ｃが第２のねじ山１０３の追い側の平坦部１０３ｃに面接触して案内される。さらに、第２のねじ山突起１２３の位相遅れの斜部１２３ｂは第１のねじ山１０２の斜部１０２ｂに案内され、第２のねじ山突起１２３の位相進みの斜部１２３ｄは第２のねじ山１０３の斜部１０３ｄに案内され、斜部においても面接触で案内される。
【００７９】
したがって、本実施の形態は、ガタなく第２の異形２条ナット要素板材１２０が案内されるという利点、さらに、同じ高さで１８０°位置のずれた対称の位置にある２つのねじ山突起１２２、１２３で異形２条送りねじ１００からの力を受けるので、バランスが良いという利点、に加えて、第２の異形２条ナット要素板材１２０のねじ山突起１２２、１２３が面接触で異形２条送りねじ１００のねじ山１０２、１０３に案内されるので、機械的強度が強いと共に摩耗にも強いという利点がある。
【００８０】
以上述べた実施の形態では、平坦部の区間をリード角がゼロである平坦な区間として説明したが、この区間のリード角をゼロとはせず、セルフロック角より緩やかな勾配を持つ区間としても同様の作用効果を奏することは明らかである。また、送りねじ装置として説明したが、締め付け具として使用しても、ステップ的に強力な緩み止め作用を奏することは明らかである。
【００８１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、不連続的にしかロックは掛からないものの、部材に過大な応力を掛けることなく、ステップ的に確実に緩み止めができるねじとナットを提供することができるという優れた効果がある。また、快適な高速送りがモータやギヤボックスに負担を掛けることなく実現でき、かつ、駆動源からのトルクが絶たれた時も、連続的ではないものの、ステップ的にセルフロック機能が働く送りねじ装置を提供することができるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態のマルチピッチねじを示す斜視図である。
【図２】図１に示したマルチピッチねじに螺合するマルチピッチナットを示す斜視図である。
【図３】図２に示したマルチピッチナットのねじ山のみを概念的に抽出して示す正面図である。
【図４】図１に示したマルチピッチねじに図２に示したマルチピッチナットを螺合させた状態を示す正面図である。
【図５】第２のマルチピッチナットを示す斜視図である。
【図６】第２のマルチピッチナットに螺合する異形送りねじを示す正面図である。
【図７】異形送りねじのねじ山の形状及びリードを３６０°展開して示す展開図である。
【図８】異形送りねじと種々のマルチピッチナットとの螺合の状態を示す正面図である。
【図９】第４のマルチピッチナットの要素板材を示す斜視図である。
【図１０】マルチピッチナットの要素であるスペーサーを示す斜視図である。
【図１１】異形送りねじのねじ山と第４のマルチピッチナットのねじ山突起との螺合の様子を展開して示す展開図である。
【図１２】２条ねじのマルチピッチねじを示す斜視図である。
【図１３】異形２条ねじを送りねじに適用した異形２条送りねじを示す正面図である。
【図１４】異形２条送りねじの２条のねじ山の形状及びリードを３６０°展開して示す展開図である。
【図１５】異形２条送りねじに螺合する異形２条ナット要素板材を示す斜視図である。
【図１６】異形２条ナット要素板材からなる異形２条ナットと、異形２条送りねじとの螺合の様子を展開して示す展開図である。
【図１７】第２の異形２条ナット要素板材を示す斜視図である。
【図１８】第２の異形２条ナット要素板材からなる異形２条ナットと、異形２条送りねじとの螺合の様子を展開して示す展開図である。
【図１９】従来技術であるステップロックボルトを示す正面図である。
【符号の説明】
１０  マルチピッチねじ
１２  ねじ山
１２ａ  平坦部
１２ｂ  斜部
１２ｃ  平坦部
１２ｄ  斜部
２０  マルチピッチナット
２１  ねじ穴
２２  ねじ山
２２ａ  平坦部
２２ｂ  斜部
２２ｃ  平坦部
２２ｄ  斜部
３０  第２のマルチピッチナット
４０  異形送りねじ
５０  第３のマルチピッチナット
６０  第４のマルチピッチナット
６５  要素板材
６７  スペーサー
７０  第５のマルチピッチナット
８０  第６のマルチピッチナット
９０  異形２条ねじ
１００  異形２条送りねじ
１１０  異形２条ナット要素板材
１２０  第２の異形２条ナット要素板材
【図１】
2007016797.tif 000003
【図２】
2007016797.tif 000004
【図３】
2007016797.tif 000005
【図４】
2007016797.tif 000006
【図５】
2007016797.tif 000007
【図６】
2007016797.tif 000008
【図７】
2007016797.tif 000009
【図８】
2007016797.tif 000010
【図９】
2007016797.tif 000011
【図１０】
2007016797.tif 000012
【図１１】
2007016797.tif 000013
【図１２】
2007016797.tif 000014
【図１３】
2007016797.tif 000015
【図１４】
2007016797.tif 000016
【図１５】
2007016797.tif 000017
【図１６】
2007016797.tif 000018
【図１７】
2007016797.tif 000019
【図１８】
2007016797.tif 000020
【図１９】
2007016797.tif 000021
【手続補正書】
【提出日】平成17年3月1日(2005.3.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【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】  ねじのねじ山が、つるまき線に沿って１回転する間にリード角の緩い区間とリード角の急な区間とが交代して、交互に連続するように形成されているマルチピッチねじと、雌ねじのねじ山が、つるまき線に沿って１回転する間にリード角の緩い区間とリード角の急な区間とが交代して、交互に連続するように形成されていることを特徴とするマルチピッチナットと、からなるマルチピッチねじとマルチピッチナットとの組み合わせ。
【請求項２】  前記マルチピッチねじのリード角の緩い区間のリード角が、ゼロ（平坦）であることを特徴とする請求項１記載のマルチピッチねじとマルチピッチナットとの組み合わせ。
【請求項３】  前記マルチピッチねじのリード角の急な区間のリード角が、セルフロック角度より急勾配であることを特徴とする請求項１記載のマルチピッチねじとマルチピッチナットとの組み合わせ。
【請求項４】  前記マルチピッチねじが、多条ねじであることを特徴とする請求項１記載のマルチピッチねじとマルチピッチナットとの組み合わせ。
【請求項５】  前記マルチピッチねじのねじ山が、つるまき線に沿って１回転する間の一部の区間にしか存在せずねじ山の欠損区間を有することを特徴とする請求項１記載のマルチピッチねじとマルチピッチナットとの組み合わせ。
【請求項６】  前記マルチピッチねじのねじ山が、ねじの軸線を中心とする回転対称の位置にのみあることを特徴とする請求項５記載のマルチピッチねじとマルチピッチナットとの組み合わせ。
【請求項７】  前記マルチピッチねじのねじ山が、前記リード角がゼロ（平坦）である区間のみからなり、ねじのねじ山のフランクが雌ねじのねじ山のリード角がゼロの区間の圧力側フランクに面接触しているとき、ねじのねじ山の一端が雌ねじの遊び側フランクの位相のずれた位置（回転角の異なった位置）に線接触するように形成されていることを特徴とする請求項５または６のいずれかに記載のマルチピッチねじとマルチピッチナットとの組み合わせ。
【請求項８】  前記マルチピッチねじのねじ山が、前記リード角がゼロ（平坦）である区間とリード角が急な区間とを連続した形状を有し、ねじのねじ山のフランクと雌ねじのねじ山のフランクとが接触する位相が、雌ねじの圧力側フランクと遊び側フランクとでは位相のずれた位置（回転角の異なった位置）でそれぞれ面接触するように形成されていることを特徴とする請求項５または６のいずれかに記載のマルチピッチねじとマルチピッチナットとの組み合わせ。
【請求項９】  前記マルチピッチナットのリード角の緩い区間のリード角が、ゼロ（平坦）であることを特徴とする請求項１記載のマルチピッチねじとマルチピッチナットとの組み合わせ。
【請求項１０】  前記マルチピッチナットのリード角の急な区間のリード角が、セルフロック角度より急勾配であることを特徴とする請求項１記載のマルチピッチねじとマルチピッチナットとの組み合わせ。
【請求項１１】  前記マルチピッチナットの雌ねじが、多条ねじであることを特徴とする請求項１記載のマルチピッチねじとマルチピッチナットとの組み合わせ。
【請求項１２】  前記マルチピッチナットの雌ねじのねじ山が、つるまき線に沿って１回転する間の一部の区間にしか存在せずねじ山の欠損区間を有することを特徴とする請求項１記載のマルチピッチねじとマルチピッチナットとの組み合わせ。
【請求項１３】  前記マルチピッチナットの雌ねじのねじ山が、ねじの軸線を中心とする回転対称の位置にのみあることを特徴とする請求項１２記載のマルチピッチねじとマルチピッチナットとの組み合わせ。
【請求項１４】  前記マルチピッチナットの雌ねじのねじ山が、前記リード角がゼロ（平坦）である区間のみからなり、雌ねじのねじ山のフランクが雄ねじのねじ山のリード角がゼロの区間の圧力側フランクに面接触しているとき、雌ねじのねじ山の一端が雄ねじの遊び側フランクの位相のずれた位置（回転角の異なった位置）に線接触するように形成されていることを特徴とする請求項１２または１３のいずれかに記載のマルチピッチねじとマルチピッチナットとの組み合わせ。
【請求項１５】  前記マルチピッチナットの雌ねじのねじ山が、前記リード角がゼロ（平坦）である区間とリード角が急な区間とを連続した形状を有し、雌ねじのねじ山のフランクと雄ねじのねじ山のフランクとが接触する位相が、雄ねじの圧力側フランクと遊び側フランクとでは位相のずれた位置（回転角の異なった位置）でそれぞれ面接触するように形成されていることを特徴とする請求項１２または１３のいずれかに記載のマルチピッチねじとマルチピッチナットとの組み合わせ。
【請求項１６】  請求項１に記載されたマルチピッチねじとマルチピッチナットとの組み合わせからなる送りねじ装置。
【請求項１７】  請求項１に記載されたマルチピッチねじとマルチピッチナットとの組み合わせからなる締結具。
【請求項１８】  マルチピッチねじの雌ねじのねじ溝に相当する穴が明けられ、その穴の周縁から穴の中心に向かって突出した雌ねじのねじ山の一部に相当するねじ山突出部を有する要素板材を形成する要素工程と、
その要素板材を積層して一体に固着する積層工程と、
を備えることを特徴とするマルチピッチナットの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ねじとナットに関し、一つには部材を締着するねじとナットとしてそれ自体が緩み止めの機能を有するねじとナットに関し、二つには回転運動を直線運動に変換する送りねじ装置であって、セルフロック機能を持つものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ねじとナットは機械の基本的な要素であり、従来より種々の提案がなされてきている。その一つは、ねじの緩み止めに関するものである。たとえば、実開昭５８−９９５１３号公報（特許文献１）には、雌雄いずれかのねじ山を波形にしたものが提案されている。ねじを螺合したとき波形の突出した部分が弾性変形し、軸方向に強く押圧するので、振動等によるねじの緩みを防ぐというものである。また、特開平６−３３０９２８号公報（特許文献２）には、ねじ山が１ピッチ毎に交互に大きいピッチと小さいピッチとになっているねじが提案されている。標準ピッチのナットと螺合することにより、ねじ山のフランクに強く押圧され変形する部分が生じ、それにより、ねじの緩みを防ぐというものである。
【０００３】
また、本件発明の発明者の一人である、藤井  洋、は図１９に示す、ステップロックボルトを発表している。ボルトのねじ山のフランクに微細なステップ部分と傾斜部分を設け、ボルトのねじ込みに伴う、これらねじ山あるいは相手の部材の塑性変形により、ボルトの緩み止めを達成しようとするものである。これらは後述する非特許文献１乃至３に記載されている。
【０００４】
その二つは、送りねじ装置に関するものである。たとえば、実用新案登録第２５７７７８６号公報（特許文献３）には、ねじをウォーム減速機付きモータで回転させ、ナット部材を送る自動車パワーシートが開示されている。モータを駆動しないときのロックは、送りねじ自体のセルフロックあるいはウォーム減速機のセルフロックで実現される。また、特許開平５−２８８２５３号公報（特許文献４）には、従来の送りねじ装置が３つのカテゴリーに分けて解りやすく解説してある。その第１のグループは、三角ねじ、台形ねじ等のねじ軸とナットとの摺動回転により回転運動を直線運動に変換するものである。その第２のグループは、ボールねじのようにねじ溝に鋼球を多数介在させて動力を伝達するものである。その第３のグループは、リードの大きいねじ軸のねじ山の両方のフランクにローラーを押し当て、そのローラーを支持する部材をナットのように使用するものである。
【０００５】
【特許文献１】  実開昭５８−９９５１３号公報  登録請求の範囲、第３図。
【特許文献２】  特開平６−３３０９２８号公報  特許請求の範囲、図１。
【特許文献３】  実用新案登録第２５７７７８６号公報  請求項１の、おいて書き、図１。
【特許文献４】  特開平５−２８８２５３号公報  段落番号０００２〜段落番号０００４、段落番号００１４、図１。
【非特許文献１】  Journal of Materials Processing Technology  Vol,56, p321-332, "Evaluation of Anti-loosening Nuts for Screw Fasteners"  H,Fujii  et al.  1996.
【非特許文献２】  日本機械学会論文集、Ｃ編、６２巻（５９７号）、ｐ１９６３−１９６８、「極端にゆるみにくいねじ締結体の開発」、藤井  洋、他、１９９６年。
【非特許文献３】  日本機械学会論文集、Ｃ編、６２巻（５９６号）、ｐ１５２７−１５３２、「ねじ締結体のゆるみ機構の解析とゆるみ試験法の開発」、藤井  洋、他、１９９６年。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のねじとナットは、双方の相対的回転が連続的なものであることを前提としている。その一の、部材を締着するねじとナットの緩み止めに関して言えば、ねじの相対的回転位置が１回転３６０°のどの回転位置にあっても締着でき、かつ、緩み止めができることを前提としている。これは、機能としては好ましいことではあるが、そのために緩み止めのための構造に過酷な負担を強いることになる。このため、ねじを締め付けたときのねじ山の変形部が弾性変形で終わらず塑性変形してしまう場合もある。このことは、一旦、ねじを締め付けてしまうと、再度の締め付け緩み止めができないことを意味する。ここで発想を転換して、締め付ける部材によっては、また、ねじのリードによっては、ねじの相対的回転位置が１回転の連続的ないかなる回転位置でも締め付け緩み止めができなくても、たとえば、２０°毎のステップ的な回転位置で締め付け緩み止めができれば充分である部材へのねじナットの用途もあり得る。
【０００７】
そこで本発明の第１の目的は、不連続的にしかロックは掛からないものの、部材に過大な応力を掛けることなく、確実に緩み止めができるねじとナットを提供することである。
【０００８】
その二の、送りねじ装置に関して言えば、回転運動を直線運動に変換するにあたって、従来の装置は、暗黙の内にその連続性とリニアリティを要求してきた。従来の発明はこれを前提として、さらなる精度を求めたり高速性を求めるものであった。ここで発想を転換して、送りねじ装置の用途によっては、連続性やリニアリティを要求されないものがある。たとえば、自動車のパワーシートにおいてシート位置やシート高さを調整するのに一般的には１ｍｍ以下のピッチでの調整は要求されない。また、駆動モータの回転角に対する直線移動のリニアリティも差程要求されない。にもかかわらず、送りねじ装置に連続性とリニアリティを備えたものを使用しているため、送りねじ装置に本来以上の過剰な機能を要求してしまうことになる。
【０００９】
たとえば、特許文献３の自動車パワーシート装置では、特許文献４の言う第１のグループに含まれる送りねじ装置を使用している。自動車のパワーシート装置ではシート位置の調整をした後にモータの電源を切り、その位置を保持することが求められる。このため、特許文献３の自動車パワーシート装置では、その図１に示すねじ（９）にリードの小さいねじを用い、ナット（５）との間でセルフロックが掛かるようにしている。このため、モータ（７）に通電していない時でもナット（５）がシートからの荷重で動いてしまうことがない。しかしながら、ねじ（９）のリードが小さいと言うことは、シートを快適に高速で移動させるにためには、ねじ（９）を高速で回転させなければならず、モータ（７）やギヤボックス（８）に掛かる負担が大きくなり、高価なものになってしまう。また、仮に高価なものが許されたとしても、ねじ（９）とナット（５）が摺接する構造では、摩擦のため、ねじ（９）を余り高速で回転させるのは別の不都合が発生する。
【００１０】
また、特許文献４の言う第２あるいは第３のグループに含まれるボールねじやローラーねじを用いれば、ねじとナットとの摩擦の問題は解決でき、ねじのリードも大きくとることができ、快適な高速送りが実現できる。しかしながら、これらのねじは摩擦が非常に小さいという利点の裏返しとして、回転運動と直線運動との変換が両方向に働く。つまり、セルフロックはできない。送りモータにサーボモータを使用する工作機械等の送りねじ装置ならともかく、自動車パワーシート装置では、使用しないときはモータの電源を切るようにしているので、何らかのロック機構が必要になる。このため、高価なものになりやすいばかりではなく、ロック機構とボールねじとの間に歯車等の機械機構が介在すると、その間のバックラッシュや歪み等のロストモーションにより座席の座り心地が悪くなる恐れがある。
【００１１】
そこで本発明の第２の目的は、快適な高速送りがモータやギヤボックスに負担を掛けることなく実現でき、かつ、駆動源からのトルクが絶たれた時も、連続的ではないものの、セルフロック機能が働く送りねじ装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明のうち第１の実施態様の発明は、ねじのねじ山が、つるまき線に沿って１回転する間にリード角の緩い区間とリード角の急な区間とが交代して、交互に連続するように形成されていることを特徴とするマルチピッチねじと、雌ねじのねじ山が、つるまき線に沿って１回転する間にリード角の緩い区間とリード角の急な区間とが交代して、交互に連続するように形成されていることを特徴とするマルチピッチナットと、からなるマルチピッチねじとマルチピッチナットとの組み合わせである。
このように形成すると、ねじ全体の実効的リードはリード角の緩い区間とリード角の急な区間との平均値となる。そして、ねじの緩みに対する対抗力は、軸方向の力によるリード角の緩い区間での相手の部材との摩擦力が支配的になるから、大きな実効的リードを持ちながら、リード角の緩い区間の摩擦力により強い緩み止め作用を奏する。
【００１３】
ここで、第２の実施態様の発明のように、前記マルチピッチねじのリード角の緩い区間のリード角が、ゼロ（平坦）であることを特徴とするマルチピッチねじとマルチピッチナットとの組み合わせとすることができる。
このように形成すると、マルチピッチねじのリード角がゼロの区間では軸方向の力がそのまま摩擦力に変化し、ねじを回そうとする分力が全く働かないから、リード角のゼロの区間の摩擦力がより強くなり、より強い緩み止め作用を奏する。
【００１４】
ここで、第３の実施態様の発明のように、前記マルチピッチねじのリード角の急な区間のリード角が、セルフロック角度より急勾配であることを特徴とするマルチピッチねじとマルチピッチナットとの組み合わせ、とすることができる。
このように形成すると、ねじの緩み止め作用をリード角の緩い区間で担保しつつ、平均の実効的なリードを大きくとることができる。したがって、僅かな回転でねじを締めたり、螺合するナットを進めたりすることができる。
【００１５】
ここで、第４の実施態様の発明のように、前記マルチピッチねじが、多条ねじであることを特徴とするマルチピッチねじとマルチピッチナットとの組み合わせ、とすることができる。
このように形成すると、平均のリードが大きいねじであっても、ねじのピッチを小さくすることができ、条数の分だけねじの緩みに抗する摩擦力を大きくすることができ、それだけ、ねじの緩み止め作用が強くなる。また、平均リードの大きいねじを転造により作成しようとすると、材料の流れに無理が生じ歩留まりが落ちるが、多条ねじであればピッチが小さいので材料の流れに無理が生ぜず、加工が容易になるという効果を奏する。
【００１６】
理解を容易にするため、第５乃至第８の実施態様の発明の説明をする前に、ナットの発明である第１、第９乃至第１５の実施態様の発明について説明する。ねじとナットは相補的な関係にあり、ねじのねじ山とナットのねじ山は全く等価なものとして相互に変換し得る。つまり、ねじのねじ山として有効な作用効果を及ぼすものは、ナットのねじ山に適用しても同様の作用効果を奏するはずである。第９〜第１２の実施態様の発明はそれぞれ上記第１乃至第４の実施態様の発明に対応している。
【００１７】
ここで、第１の実施態様の発明は、雌ねじのねじ山が、つるまき線に沿って１回転する間にリード角の緩い区間とリード角の急な区間とが交代して、交互に連続するように形成されていることを特徴とするマルチピッチナット、である。
このように形成すると、ナット全体の実効的リードはリード角の緩い区間とリード角の急な区間との平均値となる。そして、ナットの緩みに対する対抗力は、軸方向の力によるリード角の緩い区間での相手の部材との摩擦力が支配的になるから、大きな実効的リードを持ちながら、リード角の緩い区間の摩擦力により強い緩み止め作用を奏する。
【００１８】
ここで、第９の実施態様の発明のように、前記マルチピッチナットのリード角の緩い区間のリード角が、ゼロ（平坦）であることを特徴とするマルチピッチねじとマルチピッチナットの組み合わせ、とすることができる。
このように形成すると、リード角がゼロの区間では軸方向の力がそのまま摩擦力に変化し、ナットを回そうとする分力が全く働かないから、リード角のゼロの区間の摩擦力がより強くなり、より強い緩み止め作用を奏する。
【００１９】
ここで、第１０の実施態様の発明のように、前記マルチピッチナットのリード角の急な区間のリード角が、セルフロック角度より急勾配であることを特徴とするマルチピッチねじとマルチピッチナットの組み合わせ、とすることができる。
このように形成すると、ねじの緩み止め作用をリード角の緩い区間で担保しつつ、平均の実効的なリードを大きくとることができる。したがって、僅かな回転でナットを締めたり、螺合するねじを進めたりすることができる。
【００２０】
ここで、第１１の実施態様の発明のように、前記マルチピッチナットの雌ねじが、多条ねじであることを特徴とするマルチピッチねじとマルチピッチナットとの組み合わせ、とすることができる。
このように形成すると、平均のリードが大きいねじであっても、ねじのピッチを小さくすることができ、条数の分だけねじの緩みに抗する摩擦力を大きくすることができ、それだけ、ねじの緩み止め作用が強くなる。
【００２１】
ところで、第１乃至第４の実施態様のいずれかのねじと、対応する第９乃至第１１の実施態様のいずれかのナットを螺合しようとした場合、普通のねじとナットのようにねじのねじ山の幅とナットのねじ溝の幅が等しければ、換言すれば、フランクの両面が相手側のフランクの両面に常に摺接する状態であれば、ねじ山が塑性変形しない限りねじとナットは螺合することができない。したがって、これらのねじとナットでは、ねじ山の幅に比べてねじ溝の幅が広い、換言すれば、各フランクのうち圧力側フランクのみが摺接し、遊び側フランクは完全に他方のフランクから離れていることを前提としている。遊び側のフランク同士に遊びがあったとしても、螺合する途中でねじとナットの間に遊びが生ずるが、締め付けた際には圧力側フランク同士が圧力を持って密着し締結には問題を生じない。螺合途中でのがたが気になるようであれば、ばね等の付勢手段により圧力側フランク同士が常時密着するように付勢しておけばよい。
【００２２】
また、上記のねじとナットの組み合わせの場合、両者で他のものを締着して安定な状態となる相対的回転位置は、１回転３６０°すべての連続的な位置ではなく、ねじのリード角の緩い区間のフランクと、ナットのリード角の緩い区間のフランクが密着できる回転位置のみである。この点が普通のねじナットと大きく異なる特異な点である。リード角の緩い区間のフランク同士の密着により締結されるという、この点に着目すれば、ねじまたはナットのいずれか一方のねじ山は、リード角の緩い区間だけ存在すれば充分であるという結論にたどり着く。リード角の急な区間は他方のねじ山を案内する機能しか持たないからである。そこで、ねじ山の一部を欠いたマルチピッチナットが第１３乃至第１６の実施態様の発明として提示される。
【００２３】
そこで、第１２の実施態様の発明のように、前記マルチピッチナットの雌ねじのねじ山が、つるまき線に沿って１回転する間の一部の区間にしか存在せずねじ山の欠損区間を有することを特徴とするマルチピッチねじとマルチピッチナットとの組み合わせ、とすることができる。
このように形成すると、マルチピッチナットの製作が容易になる。欠損区間部分から工具を出し入れすることができるからである。また、欠損区間部分があるということは、雌ねじのねじ山が一部分しか存在しないと言うことであり、その一部分のにのみ精密なねじ山加工を施せばよいのであるから製作が容易になるという効果を奏する。
【００２４】
ここで、第１３の実施態様の発明のように、前記マルチピッチナットの雌ねじのねじ山が、ねじの軸線を中心とする回転対称の位置にのみあることを特徴とするマルチピッチねじとマルチピッチナットとの組み合わせ、とすることができる。
このように形成すると、ねじに掛かるねじ山からの力が対称の取れた状態で掛かり、ねじに掛かる力が偏らないという効果を奏する。たとえば、ねじ山が１つだけでその周長も短いものであれば、必然的に偏った力となりねじやナットを傾かせるような力が働くことになる。これは望ましいことではない。したがって、ねじ山が対称な位置にあれば作用する力も対称の取れたものになる。
また、この発明は、多条ねじ、多条ナットを想定している。たとえば、２条ねじに適用した場合、互いに１８０°離れた位置にナットのねじ山が存在すれば、ナットのそれぞれのねじ山がねじの異なった条のねじ山のフランクに当接することになり、力のバランスが取り易い。３条ねじであれば、互いに１２０°離れた位置にナットのねじ山が存在すれば、ナットのそれぞれのねじ山がねじの異なった条のねじ山のフランクに当接することになり、力のバランスが取り易い。
【００２５】
ここで、第１４の実施態様の発明のように、前記マルチピッチナットの雌ねじのねじ山が、前記リード角がゼロ（平坦）である区間のみからなり、雌ねじのねじ山のフランクが雄ねじのねじ山のリード角がゼロの区間の圧力側フランクに面接触しているとき、雌ねじのねじ山の一端が雄ねじの遊び側フランクの位相のずれた位置（回転角の異なった位置）に線接触するように形成されていることを特徴とするマルチピッチねじとマルチピッチナットとの組み合わせ、とすることができる。
この実施態様は、図８の（Ｄ）、（Ｅ）、及び図１６を参照すると理解し易いだろう。雌ねじのねじ山が断続的に存在する場合、ねじ山のフランクが圧力側と遊び側との両方に同位相で接触したら、ステップ状のねじは回転することができず螺合することができない。このため、雌ねじのねじ山の幅は雄ねじのねじ溝の幅より小さく作られる。この幅の細い雌ねじのねじ山を位相の遅れる方に延伸させてやれば、雌ねじのねじ山の遊びフランク側の端部が、雄ねじの位相の遅れた位置の遊び側フランクに線接触する。つまり、遊び側フランク同士が線接触ではあるが当接し、雌ねじのねじ山を案内する本来の遊び側フランクの機能を発揮するであろう。
【００２６】
したがって、このように形成すると、雌ねじのねじ山の幅が雄ねじのねじ溝の幅より狭くても、また、ステップ状のねじにもかかわらずナットをばね等で付勢しなくても、雌ねじの遊び側フランクの一端が雄ねじの遊び側フランクに摺接し案内するので、雄ねじと雌ねじが、ガタなく螺合することができるという効果を奏する。
【００２７】
ここで、第１５の実施態様の発明のように、前記マルチピッチナットの雌ねじのねじ山が、前記リード角がゼロ（平坦）である区間とリード角が急な区間とを連続した形状を有し、雌ねじのねじ山のフランクと雄ねじのねじ山のフランクとが接触する位相が、雄ねじの圧力側フランクと遊び側フランクとでは位相のずれた位置（回転角の異なった位置）でそれぞれ面接触するように形成されていることを特徴とするマルチピッチねじとマルチピッチナットとの組み合わせ、とすることができる。
この実施態様は、図８（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、及び図１８を参照すると理解しやすい。ここでは、雌ねじのねじ山の端面が矩形ではなく、リード角が急な区間に対応した斜面を位相のずれた部分（位相の進んだ部分と位相の遅れた部分のいずれか、あるいは、両者）に有している。
【００２８】
このように形成すると、雌ねじのねじ山のリード角が急な区間に対応した斜面が、位相の遅れた部分であれば雄ねじの遊び側フランクに摺接し、位相の進んだ部分であれば雄ねじの圧力側フランクに摺接し、ナットを案内する。このため、ステップ状のねじにもかかわらずナットをばね等で付勢しなくても、雄ねじと雌ねじが、ガタなく螺合することができるという効果を奏する。さらに、面接触であるので耐久性が高いという効果を奏する。
【００２９】
さて、ねじのねじ山とナットのねじ山は相補性を有し、互いにその機能を交換しても差し支えない。ところで、今までの説明でナットのねじ山を断続的なものとする態様を第１３乃至第１６の実施態様として説明したが、ナットのねじ山を連続的なものとし、ねじのねじ山を断続的なものとすることも理論的には可能である。そこで、第１２乃至第１５の実施態様に対応するものとして、第５乃至第８の実施態様を提供する。
【００３０】
ここで、第５の実施態様の発明のように、前記マルチピッチねじのねじ山が、つるまき線に沿って１回転する間の一部の区間にしか存在せずねじ山の欠損区間を有することを特徴とするマルチピッチねじとマルチピッチナットとの組み合わせ、とすることができる。
【００３１】
ここで、第６の実施態様の発明のように、前記マルチピッチねじのねじ山が、ねじの軸線を中心とする回転対称の位置にのみあることを特徴とするマルチピッチねじとマルチピッチナットとの組み合わせ、とすることができる。
【００３２】
ここで、第７の実施態様の発明のように、前記マルチピッチねじのねじ山が、前記リード角がゼロ（平坦）である区間のみからなり、ねじのねじ山のフランクが雌ねじのねじ山のリード角がゼロの区間の圧力側フランクに面接触しているとき、ねじのねじ山の一端が雌ねじの遊び側フランクの位相のずれた位置（回転角の異なった位置）に線接触するように形成されていることを特徴とするマルチピッチねじとマルチピッチナットとの組み合わせ、とすることができる。
【００３３】
ここで、第８の実施態様の発明のように、前記マルチピッチねじのねじ山が、前記リード角がゼロ（平坦）である区間とリード角が急な区間とを連続した形状を有し、ねじのねじ山のフランクと雌ねじのねじ山のフランクとが接触する位相が、雌ねじの圧力側フランクと遊び側フランクとでは位相のずれた位置（回転角の異なった位置）でそれぞれ面接触するように形成されていることを特徴とするマルチピッチねじとマルチピッチナットとの組み合わせ、とすることができる。
【００３４】
ところで、以上説明してきたマルチピッチねじとマルチピッチナットとを螺合させると、送りねじ装置を構成することができる。送りねじ装置を構成するためには、マルチピッチねじのねじ山とマルチピッチナットのねじ山の両者が連続的であるか、少なくとも一方のねじ山が連続的でなければならない。そこで、マルチピッチねじが連続したねじ山を有し、マルチピッチナットが連続的なねじ山を持つものとマルチピッチナットが断続的なねじ山を持つものを第１７の実施態様の発明とし、マルチピッチねじが断続的なねじ山を有し、マルチピッチナットが連続的なねじ山を持つものを第１７の実施態様の発明とすることにした。実用的に重要なのは、第１６の実施態様の発明のうち、マルチピッチねじが連続したねじ山を有しマルチピッチナットが断続的なねじ山を有するものであると考えている。
【００３５】
ここで、第１６の実施態様の発明のように、第１の実施態様の発明のいずれかに記載されたマルチピッチねじとマルチピッチナットとを、組み合わせたことを特徴とする送りねじ装置、とすることができる。
このように形成すると、連続したねじ山を持つマルチピッチねじと、連続的あるいは断続的なねじ山を有するマルチピッチナットが螺合することができ、送りねじ装置を構成することができる。そして、リード角の急な区間の存在により平均的なリードを大きく取り、高速で快適な送りを可能としながら、リード角の緩い区間の当接により断続的ながらセルフロックを可能としている。したがって、自動車のパワーシートの送りねじ装置として特に好適である。
なかでも、第１４または第１５の実施態様の発明のマルチピッチナットと組み合わせた送りねじ装置は、ナットのねじ山の遊び側フランクが線接触あるいは面接触によりねじの遊び側フランクに絶えず摺接しナットを案内するから、バネ等の付加的な付勢手段を用いなくても、ガタなくスムーズに送ることができるという効果を奏する。
【００３６】
ここで、第１７の実施態様の発明のように、第１に記載されたマルチピッチねじとマルチピッチナットとを、組み合わせたことからなる締結具と、することができる。
【００３７】
さて、ここで、断続的なねじ山を有する雌ねじを構成するマルチピッチナットの製造方法の一つを提案する。すなわち、第１８の実施態様の発明のように、マルチピッチねじの雌ねじのねじ溝に相当する穴が明けられ、その穴の周縁から穴の中心に向かって突出した雌ねじのねじ山の一部に相当するねじ山突出部を有する要素板材を形成する要素工程と、その要素板材を積層して一体に固着する積層工程と、を備えることを特徴とするマルチピッチナット製造方法、である。
【００３８】
このようにすると、ねじ下穴の明けられたナットブランクから穴の複雑な切削加工をすることなく、ナットを製造することができる。たとえば、最初に、図１５に示すような、穴の周縁から穴の中心に向かって突出した雌ねじのねじ山の一部に相当するねじ山突出部を有する要素板材を形成する。図１５に示すような要素板材は、ナットブランクの穴の加工ではなく、基本的に板材の加工であるからプレス加工により容易に作成することができる。次に、要素板材を図１０に示すようなスペーサーを介して積層し、一体に固着する。固着する手段としては、普通のボルトナットで締着する、溶接する、接着剤で接着する等が考えられる。このように積層することにより、積層しただけの多段の雌ねじのねじ山を持つマルチピッチナットを製造できる。
【００３９】
この製造方法によれば、基本的に板材の加工で要素板材が製造できプレス加工等で製造できるものであり、グルービングのような複雑な切削加工を必要としないので、安価に大量にマルチピッチナットを提供できるという優れた効果を奏する。
【００４０】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の実施の形態について図面を参照し説明する。
図１は、第１の実施の形態のマルチピッチねじ１０を示す斜視図である。円柱形状の軸部１１に、つるまき線に沿ってねじ山１２が形成されている。ねじ山１２は台形ねじで、そのフランクには部分的にリード角がゼロすなわち平坦な区間１２ａとリード角が急な区間１２ｂとが交互に連続する。以後、平坦な区間１２ａを平坦部１２ａと、急な区間１２ｂを斜部１２ｂと呼ぶこととする。進み側フランクと同様に、追い側フランクにも平坦部１２ｃと斜部１２ｄが存在する。平坦部１２ａと斜部１２ｂはつるまき線の一回転を１６等分し、１／１６回転毎に、すなわち、２２．５°毎に平坦部１２ａと斜部１２ｂが交代する。したがって、ねじの平均的なリード角は斜部１２ｂの傾斜の半分ということになる。
【００４１】
図から明らかなように、ねじ山１２の幅に比べてねじ溝の幅が異常に大きい形状とされている。これは後述する平坦部と斜部が交代して連続するねじ山を有するナットが螺合できるようにするためである。たとえば、軸部１１の径はφ１３．７ｍｍ、ねじ山１２の幅は４ｍｍ、ねじ山１２の高さは３ｍｍ、ねじ溝の幅は１２ｍｍ、ねじ１０の平均的なリードは１６ｍｍに形成する。このようなマルチピッチねじ１０は転造により容易に製作することができる。
【００４２】
図２は、図１に示したマルチピッチねじ１０に螺合するマルチピッチナット２０を示す斜視図である。マルチピッチナット２０は四角ナットであり中央にねじ穴２１が明けられている。ねじ穴２１にはねじ溝が彫られ雌ねじのねじ山２２が形成されている。
【００４３】
図３は、図２に示したマルチピッチナット２０のねじ山２２のみを概念的に抽出して示す正面図である。ねじ山２２は台形ねじで、そのフランクには部分的にリード角がゼロすなわち平坦な区間２２ａとリード角が急な区間２２ｂとが交互に連続する。以後、平坦な区間２２ａを平坦部２２ａと、急な区間２２ｂを斜部２２ｂと呼ぶこととする。進み側フランクと同様に、追い側フランクにも平坦部２２ｃと斜部２２ｄが存在する。平坦部２２ａと斜部２２ｂはつるまき線の一回転を１６等分し、１／１６回転毎に、すなわち、２２．５°毎に平坦部２２ａと斜部２２ｂが交代する。したがって、雌ねじの平均的なリード角は斜部２２ｂの傾斜の半分ということになる。このリードやピッチは図１に示すマルチピッチねじ１０のそれと合わせてある。マルチピッチねじ１０とマルチピッチナット２０の螺合を可能とするためである。
【００４４】
雌ねじの平坦部２２ａ、２２ｃ、斜部２２ｂ、２２ｄはマルチピッチねじ１０のねじ山１２の平坦部１２ａ、１２ｃ、斜部１２ｂ、１２ｄに対応した形状、寸法になっている。ナット２０のねじ山２２の抽象的な外径（具体的にはねじ溝の内径）はφ２０．３ｍｍ、ねじ山２２の高さは３ｍｍである。ねじ山２２の幅は９．４ｍｍ、ねじ溝の幅は６．６ｍｍである。ナット２０の厚さ（図では高さ）は３８．６ｍｍである。ねじ溝の幅（６．６ｍｍ）は雄ねじ１０のねじ山１２の幅（４ｍｍ）より大きく設定してある。これは平坦部を有するマルチピッチねじ１０とマルチピッチナット２０との螺合を可能とするためである。このようなマルチピッチナット２０は、下穴を開けたナットブランクに数値制御によるグルービング切削加工を施すことにより作成できる。また、ナットブランクを軸方向に半割にし、半割にしたナットブランクにプレス加工等の加工を施してねじ山２２を形成し、その後両者を接合することにして製作しても良い。
【００４５】
図４は、図１に示したマルチピッチねじ１０に図２に示したマルチピッチナット２０を螺合させた状態を示す正面図である。マルチピッチねじ１０は図面左側に頭があると想定する。螺合の状態を明確に示すため、マルチピッチナット２０は図３に示すねじ山２２のみの概念的な抽出物として描いている。図４（Ａ）は、マルチピッチねじ１０のねじ山１２とマルチピッチナット２０のねじ山２２とが単に螺合しただけで互いに力を及ぼし合っていない状態を示している。この状態ではマルチピッチねじ１０のねじ山１２のフランクとマルチピッチナット２０のねじ山２２のフランクの間に進み側フランク追い側フランク共に間隙を有している。
【００４６】
図４（Ｂ）は、マルチピッチナット２０に図示しないバネ手段により矢印Ｆ１方向に付勢力を与えた場合を示している。この場合、マルチピッチナット２０のねじ山２２の圧力側フランクがマルチピッチねじ１０のねじ山１２の圧力側フランクに密着し、両ねじ山１２、２２の遊び側フランクの間には、図示の間隙Ｌが、発生する。この状態で、マルチピッチナット２０に軸方向矢印Ｆ１の方向に強い力が作用したとする。この場合、圧力側フランクの斜部同士の当接によりマルチピッチねじ１０を回転させようとする分力が発生する。しかし、圧力側フランクの平坦部同士の当接により平坦部にＦ＝μＮ（μは摩擦係数、Ｎは軸方向の力）の力Ｎに比例した摩擦力Ｆが発生する。摩擦力Ｆはマルチピッチねじ１０を回転させようとする斜部からの分力より絶えず強い。したがって、軸方向矢印Ｆ１の方向に強い力が作用したとしてもマルチピッチねじ１０が回転させられることはなく、その位置を保つ。すなわち、セルフロックが働く。
【００４７】
この状態から、マルチピッチねじ１０を僅かに左回転させると、図４（Ｃ）の状態になる。この状態では、マルチピッチねじ１０及びマルチピッチナット２０のねじ山１２、２２の圧力側フランクのうち斜部が当接から離脱する。しかし、平坦部が当接したままであるので、マルチピッチナット２０はその軸方向位置を保持したまま動かない。さらに、マルチピッチねじ１０を左回転させると、図４（Ｄ）の状態に至る。この状態では、各ねじ山１２、２２の圧力側フランクのうち平坦部から斜部に切り替わる稜縁で線接触している。不安定な状態ではあるが、この回転位置までマルチピッチナット２０は動かない。さらに、マルチピッチねじ１０を左回転させると、図４（Ｅ）の状態に至る。この状態では、各ねじ山１２、２２の圧力側フランクのうち斜部同士が当接し平坦部は離脱する。そして、マルチピッチねじ１０の回転に従いマルチピッチナット２０が軸方向に送られる。なお、この状態では、フランクの斜部の傾斜が急であるためセルフロックは効かない。
【００４８】
さらに、マルチピッチねじ１０を左回転させると、図４（Ｂ）の状態に戻る。もっとも、各ねじ山１２、２２の圧力側フランクのうち当接する平坦部と斜部は一つずれ、マルチピッチナット２０は斜部を挟んで隣接する平坦部の軸方向距離だけ軸方向右に移動したことになる。つまり、マルチピッチねじ１０の回転にしたがってマルチピッチナット２０が連続的に送られるのではなく、図４（Ｅ）の回転位置にあるときだけステップ的に送られる。換言すれば、マルチピッチねじ１０の回転にしたがって、マルチピッチナット２０は、送られたり停止したりを断続的に繰り返すことになる。なお、マルチピッチねじ１０の回転が停止すると、駆動系の反力やマルチピッチナット２０を軸方向に付勢するバネの付勢力によって、マルチピッチナット２０に掛かる力が安定する図４（Ｂ）か図４（Ｃ）の平坦部が互いに当接する状態で停止する。そして、この状態ではセルフロックが働く。
【００４９】
上記の説明では、図面との関係を見やすくするためマルチピッチねじ１０を左回転させマルチピッチナット２０を右方向に送る場合について説明したが、マルチピッチねじ１０を右回転させマルチピッチナット２０を図面左方向に送る場合、締着具であれば締め付ける方向への回転の場合も同様である。右回転の場合は、図４（Ｂ）⇒図４（Ｅ）⇒図４（Ｄ）⇒図４（Ｃ）⇒図４（Ｂ）の順番で状態が変化する。また、前記の例ではマルチピッチねじ１０を回転してマルチピッチナット２０を送るものとして説明したが、マルチピッチナット２０を回転させるものとしても同様なことが言えることは明らかである。
【００５０】
上述の説明では、マルチピッチねじ１０の回転にしたがってマルチピッチナット２０がステップ的に送られると言ったが、送りねじ装置として使用する場合にはそれが問題とならないケースも多い。たとえば、自動車の座席のパワーシートに適用する場合を想定すると、マルチピッチねじ１０は５回転／秒程度の速い回転数で回転駆動される。フランクの平坦部と斜部は１回転を１６分割して構成されているから、１秒間に８×５＝４０回の頻度で送られることになり、実質的には、各ねじ山１２、２２の斜部と平坦部の平均のリードで滑らかに送られることになる。
【００５１】
以上述べた実施の形態では、マルチピッチねじ１０とマルチピッチナット２０からなる送りねじ装置について説明したが、第２の実施の形態として、マルチピッチねじ１０とマルチピッチナット２０からなる締着具を想定してみることができる。この場合、締着される物の弾性変形による反力により、マルチピッチナット２０には図４（Ｂ）矢印Ｆ１に示す方向の強い力が掛かる。このため、フランクの斜部と斜部のみが当接する図４（Ｅ）や図４（Ｄ）の状態では安定に存在し得ず、図４（Ｂ）や図４（Ｃ）のフランクの平坦部が強く圧接する状態でのみ安定な状態となり得る。この状態ではフランクの平坦部同士の強い圧接により強い耐回転摩擦力が発生し、振動等による緩みのこない、確実な信頼性の高い締め付けが行えるマルチピッチねじとマルチピッチナットを提供することができる。マルチピッチねじ１０とマルチピッチナット２０を、送りねじ装置ではなく締着具として使用する場合には、マルチピッチねじ１０の平均的なリードを１６ｍｍに設定するのはリードが大きすぎる。普通ねじのように平均的なリードを２ｍｍ程度に設定すれば、２／８ｍｍ毎にフランクの平坦部同士が圧接する状態が現れ、実用上締め付け具として差し支えの無いものが提供できる。
【００５２】
また、このように平均的なリードを小さくしたマルチピッチねじ１０及びマルチピッチナット２０は、調整ねじとしての用途もある。平均的なリードの小さいマルチピッチねじ１０及びマルチピッチナット２０を用い、マルチピッチナット２０を機器に固着してマルチピッチねじ１０を螺合させるようにすればよい。たとえば、机、テーブル、冷蔵庫等の水平を取るための調整ねじとして用いれば、簡単に調整でき、かつ、狂いのこない調整ねじとして使用できる。
【００５３】
以上述べた実施の形態では、マルチピッチナット２０の雌ねじのねじ山２２はつるまき線に沿った連続的なものであった。このため、平坦部１２ａ，２２ａと斜部１２ｂ、２２ｂとからなる相互のねじ山１２、２２を螺合させるため、図４（Ａ）に示すようにマルチピッチねじ１０のねじ山１２とマルチピッチナットのねじ山２２との間に隙間（遊び）を設ける必要があった。ところで、マルチピッチナット２０に着目してみると、送りねじ装置として使用してセルフロックの効く回転位置での作用と、締着具として使用して締着が効く、すなわち、セルフロックの効く回転位置での作用とを考えれば、図３に示す、マルチピッチナット２０のねじ山２２の平坦部２２ａのみが働いており、斜部２２ｂは何の働きもしていないことに気付く。斜部２２ｂはマルチピッチねじ１０を回転させているときの案内としてのみ働いているに過ぎない。
【００５４】
つまり、マルチピッチナット２０のねじ山２２として本当に必要なのは平坦部２２ａだけだという結論に到達する。そこで発想を転換して、マルチピッチナットのねじ山として平坦部のみ残した不連続なものとしても良いはずである。つまり、雌ねじのねじ山が、つるまき線に沿って１回転する間の一部の区間にしか存在せずねじ山の欠損区間を有するもので良い。さらに、ねじ山としての強度が許せば、つるまき線の一回転を１６分割した８個の平坦部のすべてが存在しなくても、そのいくつかが残存していればよいことになる。そして、ねじ山の残存部分は、ねじの軸線を中心とする回転対称の位置にのみあることがマルチピッチナットに掛かる力の均衡の面から望ましい。
【００５５】
図５は、そのような第２のマルチピッチナット３０を示す斜視図である。図５（Ａ）は斜視図、図５（Ｂ）は透視して示す斜視図である。第２のマルチピッチナット３０は四角ナットであり中央にねじ穴３１が明けられている。ねじ穴３１の中には５つのねじ山突起３２が形成されている。このねじ山突起３２は図３に示す雌ねじのねじ山の平坦部２２ａ、２２ｃの一部のみを残したような形になっている。ねじ山突起３２は図面左側に３個、右側に２個形成され、左右のねじ山突起３２はねじの軸線を中心として互いに１８０°離れた回転対称な位置に形成されている。各ねじ山３２の軸方向位置は１ピッチずつずれている。このようなマルチピッチナット３０は、ねじ穴３１の下穴にリング状の溝を切削し、その後、内周面を適宜の幅で軸線に沿って切削することにより製作することができる。
【００５６】
図６は、この第２のマルチピッチナット３０に螺合する異形送りねじ４０を示す正面図である。この異形送りねじ４０は自動車のパワーシートに用いられるものである。異形送りねじ４０は１条ねじのマルチピッチねじで、ねじ山４２リードは１６ｍｍ、ストロークは約２００ｍｍである。異形送りねじ４０の外径（ねじ山４２の外径）はφ２０ｍｍ、有効径はφ１８ｍｍ、軸部４１の径はφ１３．７ｍｍである。
【００５７】
図７は、異形送りねじ４０のねじ山４２の形状及びリードを３６０°展開して示す展開図である。異形送りねじ４０は台形ねじであり、その谷径はφ１３．７ｍｍ、有効径はφ１８．０ｍｍ、外径はφ２０．０ｍｍである。ねじ山４２のピッチ（リード）は１６ｍｍである。ねじ山４２は円周を１６等分し、ねじ山４２のリード角がゼロすなわち平坦な区間４２ａ（以下、平坦部４２ａという）と３０°近い急角度な傾斜をなす区間４２ｂ（以下、斜部４２ｂという）が交互に来るようにされている。したがって、ねじ山４２は１つのピッチを８ステップで通過することになる。
【００５８】
図８は、異形送りねじ４０と種々のマルチピッチナットとの螺合の状態を示す正面図である。マルチピッチナットはいずれも雌ねじのねじ山が一部の区間にしか存在せずねじ山の欠損区間を有するマルチピッチナットである。各マルチピッチナットはその全体を図示せず、図２に対する図３のように、断続的なねじ山突起部分のみを抽出して描いている。
【００５９】
図８（Ｄ）は、前述した図５に示した第２のマルチピッチナット３０と図６に示した異形送りねじ４０との螺合を示している。第２のマルチピッチナット３０のねじ山突起３２は、その進み側フランクの平坦部３２ａが異形送りねじ４０のねじ山４２の平坦部４２ａより長く、図面で下方に延び、異形送りねじ４０の平坦部４２ａと斜部４２ｂとを併せた長さとされている。つまり、円周の２／１６の長さを有する。そして、ねじ山突起３２の厚さも厚くされ、進み側フランクの平坦部３２ａがねじ山４２の平坦部４２ａに摺接している時に追い側フランクの平坦部３２ｃが一つ位相のずれたねじ山４２の平坦部４２ｃに接する厚さとされている。ねじ山突起３２はこのような矩形とされている。このため、ねじ山突起３２の一方の平坦部３２ａが異形送りねじ４０の進み側の平坦部４２ａにその一部が摺接している回転位置では、ねじ山突起３２の他方の平坦部３２ｃの一部が異形送りねじ４０の追い側の平坦部４２ｃに摺接する。つまり、第２のマルチピッチナット３０が軸方向には停止する回転位置では、面接触で第２のマルチピッチナット３０が案内される。
【００６０】
ねじ山突起３２が異形送りねじ４０のねじ山４２の斜部４２ｂにさしかかると、ねじ山突起３２の平坦部３２ａ、３２ｃの縁、つまり、稜縁がねじ山４２の斜部４２ｂ、４２ｄに摺接する。つまり、第２のマルチピッチナット３０が軸方向に送られる回転位置では、ねじ山突起３２の稜縁が斜部４２ｂ、４２ｄに線接触して第２のマルチピッチナット３０が案内される。したがって、この実施の形態では、線接触を含みながらも異形送りねじ４０のねじ山４２のフランクとの間に間隙を作ることなく、つまりガタなく、マルチピッチナット３０を送ることができる。これは、図４で説明した第１の実施の形態に比べて優れた利点である。
【００６１】
図８（Ｅ）は、第３のマルチピッチナット５０と異形送りねじ４０との螺合の状態を示す正面図である。ここでは、マルチピッチナット５０のねじ山突起５２がつるまき線に沿って９０°毎に９個配置されている。個々のねじ山突起５２の形状は前述の第２のマルチピッチナット３０のねじ山突起３２と同じである。したがって、作動は前述の図８（Ｄ）で述べたものと同じである。ねじ山突起５２の平坦部５２ａ、５２ｃがそれぞれねじ山４２の平坦部４２ａ、４２ｃに摺接する。この実施の形態はねじ山突起５２の数が多いのでそれだけマルチピッチナット５０の強度、耐久性が向上するという利点がある。
【００６２】
図８（Ｃ）は、第４のマルチピッチナット６０と異形送りねじ４０との螺合の状態を示す正面図である。ここでは、マルチピッチナット６０のねじ山突起６２の長さが円周の４／１６回転の長さまで伸ばされている。ねじ山突起６２は全部で５個ある。各ねじ山突起６２は、進み側フランク、追い側フランク共に、３／１６回転の長さの平坦部６２ａ、６２ｃと１／１６回転の長さの斜部６２ｂ、６２ｄを有している。斜部６２ｂ、６２ｄは勿論異形送りねじ４０の斜部４２ｂ、４２ｄに対応したリード角のものである。このような形状にすると、ねじ山突起６２の一方の平坦部６２ａが異形送りねじ４０の進み側の平坦部４２ａにその一部が摺接している回転位置では、ねじ山突起６２の他方の平坦部６２ｃの一部が異形送りねじ４０の追い側の平坦部４２ｃに摺接する。つまり、第４のマルチピッチナット６０が軸方向には停止する回転位置では、面接触で第４のマルチピッチナット６０が案内される。
【００６３】
ねじ山突起６２が異形送りねじ４０のねじ山４２の斜部４２ｂにさしかかると、ねじ山突起６２の斜部６２ｂ、６２ｄがねじ山４２の斜部４２ｂ、４２ｄに摺接する。つまり、第４のマルチピッチナット６０が軸方向に送られる回転位置では、ねじ山突起６２の斜部６２ｂ、６２ｄが異形送りねじ４０の斜部４２ｂ、４２ｄに面接触して第４のマルチピッチナット６０が案内される。僅かに、平坦部６２ａ、６２ｃ、４２ａ、４２ｃ同士の接触から斜部６２ｂ、６２ｄ、４２ｂ、４２ｄ同士の接触に移行する瞬間に線接触が発生する。図８（Ｃ）に示す位置である。したがって、この実施の形態では、異形送りねじ４０のねじ山４２のフランクとの間に間隙を作ることなく、つまりガタなく、マルチピッチナット６０を送ることができると共に、瞬間的な回転位置を除いてそのほとんどの回転位置でマルチピッチナット６０のねじ山突起６２と異形送りねじ４０のねじ山４２が面接触するので、機械的強度、耐久性に優れているという利点がある。
【００６４】
図８（Ｂ）は、第５のマルチピッチナット７０と異形送りねじ４０との螺合の状態を示す正面図である。ここでは、マルチピッチナット７０のねじ山突起７２の長さが円周の６／１６回転の長さまで伸ばされている。ねじ山突起７２は全部で５個ある。向こう側の２つのねじ山突起７２の端部が一部顔を覗かせている。各ねじ山突起７２は、進み側フランク、追い側フランク共に、４／１６回転の長さの平坦部７２ａ、７２ｃと２／１６回転の長さの斜部７２ｂ、７２ｄを有している。斜部７２ｂ、７２ｄは勿論異形送りねじ４０の斜部４２ｂ、４２ｄに対応したリード角のものである。このような形状にすると、一つ一つのねじ山突起７２の体積が大きくなるので、機械的強度、耐久性に優れているという利点がある。
【００６５】
図８（Ａ）は、第６のマルチピッチナット８０と異形送りねじ４０との螺合の状態を示す正面図である。ここでは、マルチピッチナット８０のねじ山突起８２が、異形送りねじ４０のねじ山４２との摺接に必要な部分のみ残し、残余の部分を削り取った形状をしている。ねじ山突起８２は全部で５個ある。各ねじ山突起８２は、進み側フランクでは１／１６回転の長さの平坦部８２ａとそれに１位相だけ進んだ１／１６回転の長さの斜部８２ｂを有している。追い側フランクでは進み側フランクの平坦部８２ａから１位相遅れた１／１６回転の長さの平坦部８２ｃと、さらに１位相遅れた１／１６回転の長さの斜部８２ｄを有している。したがって、ねじ山突起８２は菱形をなしている。斜部８２ｂ、８２ｄは勿論異形送りねじ４０の斜部４２ｂ、４２ｄに対応したリード角のものである。このような形状にすると、異形送りねじ４０のねじ山４２がガタなく面接触することのできるねじ山突起８２が最小の容積で実現できる。したがって、ねじ山突起８２の周辺に大きな空間が取れ、工作がし易いという利点がある。
【００６６】
図９は、図８（Ｃ）に示した第４のマルチピッチナット６０の要素板材６５を示す斜視図である。要素板材６５は、所定の板厚の正方形の板材の中央にねじ穴６１に相当する穴が明けられ、そのねじ穴６１の周縁の一部に１個のねじ山突起６２が形成されている。ねじ山突起６２には３／１６回転の長さの平坦部６２ａと１／１６回転の長さの斜部６２ｂが形成されている。要素板材６５の辺部には２つの孔６６が形成されている。このような要素板材６５は板材をプレス加工することにより容易に精度良く製作できる。
【００６７】
図１０は、マルチピッチナットの要素であるスペーサー６７を示す斜視図である。スペーサー６７は所定の板厚の正方形の板材の中央にねじ穴６１に相当する穴６８が明けられ、辺部には２つの孔６９が形成されている。このようなスペーサー６７は板材をプレス加工することにより容易に精度良く製作できる。そして、前記の要素板材６５を５枚とスペーサー６７を４枚取りそろえ、要素板材６５の位置を１８０°ずつ反転させながらスペーサー６７を間に挟んで積層し、２つの孔６６、６９にボルトを挿通しナットで固定することにより第４のマルチピッチナット６０が完成する。ボルトナットで締着した後、溶接により固着しても良い。また、２つの孔６６、６９に位置決めピンを嵌挿し要素板材６５、スペーサー６７の位置を決めてから各要素板材６５、スペーサー６７を固着するようにしても良い。
【００６８】
図１１は、異形送りねじ４０のねじ山４２と前記のように製作した第４のマルチピッチナット６０のねじ山突起６２との螺合の様子を展開して示す展開図である。異形送りねじ４０のねじ山４２のピッチは１６ｍｍである。ねじ山４２のフランクは台形ねじであるので有効径のところで１回転を展開している。ねじ山４２の進み側フランクでは平坦部４２ａと斜部４２ｂが交代しながら連続する。同様に、追い側フランクでも平坦部４２ｃと斜部４２ｄが交代しながら連続する。これら、ねじ山４２の平坦部４２ａ、４２ｃ、斜部４２ｂ、４２ｄに摺接するように、ねじ山突起６２の平坦部６２ａ、６２ｃ、斜部６２ｂ、６２ｄが面接触で摺接し、ねじ山突起６２が案内される。
【００６９】
図１２は、２条ねじのマルチピッチねじ９０を示す斜視図である。異形２条ねじ９０は、軸部９１とその軸部９１の回りにつるまき状に形成された第１のねじ山９２と第２のねじ山９３を有する。第１のねじ山９２と第２のねじ山９３は位相を１８０°異にする。第１のねじ山９２の進み側フランクには平坦部９２ａと斜部９２ｂが交代して連続し、遅れ側フランクにも平坦部９２ｃと斜部９２ｄが交代して連続する。第２のねじ山９３の進み側フランクには平坦部９３ａと斜部９３ｂが交代して連続し、遅れ側フランクにも平坦部９３ｃと斜部９３ｄが交代して連続する。第１のねじ山９２の平坦部９２ａ、９２ｃ、斜部９２ｂ、９２ｄは、それぞれ、第２のねじ山９３の平坦部９３ａ、９３ｃ、斜部９３ｂ、９３ｄと同じ角度位置に来るように形成される。
【００７０】
図１３は、この異形２条ねじを送りねじに適用した異形２条送りねじ１００を示す正面図である。この異形２条送りねじ１００は自動車のパワーシートに用いられるものである。異形２条送りねじ１００は２条のねじ山１０２、１０３を有する異形２条ねじである。各ねじ山１０２、１０３リードは１６ｍｍ、ピッチは８ｍｍ、ストロークは約２００ｍｍである。異形２条送りねじ１００の外径（ねじ山１０２、１０３の外径）はφ２０ｍｍ、有効径はφ１８ｍｍ、軸部１０１の径はφ１３．７ｍｍである。
【００７１】
図１４は、異形２条送りねじ１００の２条のねじ山１０２、１０３の形状及びリードを３６０°展開して示す展開図である。異形２条送りねじ１００は台形ねじであり、その谷径はφ１３．７ｍｍ、有効径はφ１８．０ｍｍ、外径はφ２０．０ｍｍである。２条のねじ山１０２、１０３のリードは１６ｍｍであり、ねじ山１０２、１０３のピッチは８ｍｍである。２条のねじ山は位相が１８０°ずれている。第１のねじ山１０２は円周を１６等分し、第１のねじ山１０２のリード角がゼロすなわち平坦な区間１０２ａ（以下、平坦部１０２ａという）と３０°近い急角度な傾斜をなす区間１０２ｂ（以下、斜部１０２ｂという）が交互に来るようにされている。同様に、第２のねじ山１０３も円周を１６等分し、第１のねじ山１０３のリード角がゼロすなわち平坦な区間１０３ａ（以下、平坦部１０３ａという）と３０°近い急角度な傾斜をなす区間１０３ｂ（以下、斜部１０３ｂという）が交互に来るようにされている。そして、第１のねじ山の平坦部１０２ａ、斜部１０２ｂは、それぞれ、第２のねじ山の平坦部１０３ａ、斜部１０３ｂと同じ角度位置に来るようにされている。各ねじ山１０２、１０３は１つのリードを８ステップで通過することになる。
【００７２】
図１５は、このような異形２条送りねじ１００に螺合する異形２条ナット要素板材１１０を示す斜視図である。異形２条ナット要素板材１１０は、所定の板厚の正方形の板材の中央にねじ穴１１１に相当する穴が明けられ、そのねじ穴１１１の周縁の１８０°対向する位置に２つのねじ山突起１１２、１１３が形成されている。２つのねじ山突起１１２，１１３はそれぞれ、２／１６回転の長さを有し、台形のフランクからなる平坦部１１２ａ，１１３ａが形成されている。異形２条ナット要素板材１１０の辺部には２つの孔１１５が形成されている。このような異形２条ナット要素板材１１０は板材をプレス加工することにより容易に精度良く製作できる。このような異形２条ナット要素板材１１０を図１０に示したスペーサー６７と組み合わせ、複数枚積層して異形２条ナットとしても良く、また、異形２条ナット要素板材１１０単体で異形２条ナットとしても良い。２つの孔１１５は積層する際の位置決めピンの孔として、あるいは、締着ボルトの挿通孔として用いられる。
【００７３】
図１６は、上記の異形２条ナット要素板材１１０からなる異形２条ナットと、異形２条送りねじ１００との螺合の様子を展開して示す展開図である。異形２条送りねじ１００のねじ山１０２、１０３のピッチは８ｍｍ、リードは１６ｍｍである。各ねじ山１０２、１０３のフランクは台形ねじであるので有効径のところで１回転を展開している。２条ねじであるので第１のねじ山１０２と第２のねじ山１０３とが図面高さ方向で交互に現れる。第１のねじ山１０２の進み側フランクでは平坦部１０２ａと斜部１０２ｂが交代しながら連続し、追い側フランクでも平坦部１０２ｃと斜部１０２ｄが交代しながら連続する。同様に、第２のねじ山１０３の進み側フランクでは平坦部１０３ａと斜部１０３ｂが交代しながら連続し、追い側フランクでも平坦部１０３ｃと斜部１０３ｄが交代しながら連続する。
【００７４】
異形２条ナット要素板材１１０の２つのねじ山突起１１２、１１３が、図面上で同じ高さで１８０°位相のずれた位置に配置される。２つのねじ山突起１１２、１１３は長さが２／１６回転の矩形をしている。そして、第１のねじ山突起１１２は、進み側の平坦部１１２ａが第２のねじ山１０３の進み側の平坦部１０３ａに面接触し、追い側の平坦部１１２ｃが第１のねじ山１０２の追い側の平坦部１０２ｃに面接触して案内される。斜部１０２ｄ、１０３ｂにおいては、第１のねじ山突起１１２の平坦部１１２ａ、１１２ｃの端縁の稜縁がそれぞれ斜部１０２ｄ、１０３ｂに線接触して案内される。第２のねじ山突起１１３も同様に、進み側の平坦部１１３ａが第１のねじ山１０２の進み側の平坦部１０２ａに面接触し、追い側の平坦部１１３ｃが第２のねじ山１０３の追い側の平坦部１０３ｃに面接触して案内される。斜部１０２ｂ、１０３ｄにおいては、第２のねじ山突起１１３の平坦部１１３ａ、１１３ｃの端縁の稜縁がそれぞれ斜部１０２ｂ、１０３ｄに線接触して案内される。
【００７５】
したがって、本実施の形態はガタなく異形２条ナット要素板材１１０が案内されるという利点がある。さらに、同じ高さで１８０°位置のずれた対称の位置にある２つのねじ山突起１１２、１１３で異形２条送りねじ１００からの力を受けるので、バランスが良いという利点がある。
【００７６】
図１７は、第２の異形２条ナット要素板材１２０を示す斜視図である。第２の異形２条ナット要素板材１２０は、所定の板厚の正方形の板材の中央にねじ穴１２１に相当する穴が明けられ、そのねじ穴１２１の周縁の１８０°対向する位置に２つのねじ山突起１２２、１２３が形成されている。２つのねじ山突起１２２，１２３はそれぞれ、４／１６回転の長さを有し、台形のフランクからなる平坦部１２２ａ，１２３ａと斜部１２２ｂ、１２３ｂが形成されている。この斜視図からは見えないが、裏側にも平坦部１２２ｃ、１２３ｃと斜部１２２ｄ、１２３ｄが形成されている。第２の異形２条ナット要素板材１２０の辺部には２つの孔１２５が形成されている。このような第２の異形２条ナット要素板材１２０は板材をプレス加工することにより容易に精度良く製作できる。このような異形２条ナット要素板材１２０を図１０に示したスペーサー６７と組み合わせ、複数枚積層して異形２条ナットとしても良く、また、異形２条ナット要素板材１２０単体で異形２条ナットとしても良い。２つの孔１２５は積層する際の位置決めピンの孔として、あるいは、締着ボルトの挿通孔として用いられる。
【００７７】
図１８は、上記第２の異形２条ナット要素板材１２０からなる異形２条ナットと、異形２条送りねじ１００との螺合の様子を展開して示す展開図である。異形２条送りねじ１００については前に図１６で説明したのと同じであるから、同じ符号を附して説明を省略する。第２の異形２条ナット要素板材１２０の２つのねじ山突起１２２、１２３が、図面上で同じ高さで１８０°位相のずれた位置に配置される。２つのねじ山突起１２２、１２３は長さが４／１６回転の略平行四辺形をしている。そして、第１のねじ山突起１２２は、進み側の平坦部１２２ａが第２のねじ山１０３の進み側の平坦部１０３ａに面接触し、追い側の平坦部１２２ｃが第１のねじ山１０２の追い側の平坦部１０２ｃに面接触して案内される。さらに、第１のねじ山突起１２２の位相遅れの斜部１２２ｂは第２のねじ山１０３の斜部１０３ｂに案内され、第１のねじ山突起１２２の位相進みの斜部１２２ｄは第１のねじ山１０２の斜部１０２ｄに案内され、斜部においても面接触で案内される。
【００７８】
同様に、第２のねじ山突起１２３は、進み側の平坦部１２３ａが第１のねじ山１０２の進み側の平坦部１０２ａに面接触し、追い側の平坦部１２３ｃが第２のねじ山１０３の追い側の平坦部１０３ｃに面接触して案内される。さらに、第２のねじ山突起１２３の位相遅れの斜部１２３ｂは第１のねじ山１０２の斜部１０２ｂに案内され、第２のねじ山突起１２３の位相進みの斜部１２３ｄは第２のねじ山１０３の斜部１０３ｄに案内され、斜部においても面接触で案内される。
【００７９】
したがって、本実施の形態は、ガタなく第２の異形２条ナット要素板材１２０が案内されるという利点、さらに、同じ高さで１８０°位置のずれた対称の位置にある２つのねじ山突起１２２、１２３で異形２条送りねじ１００からの力を受けるので、バランスが良いという利点、に加えて、第２の異形２条ナット要素板材１２０のねじ山突起１２２、１２３が面接触で異形２条送りねじ１００のねじ山１０２、１０３に案内されるので、機械的強度が強いと共に摩耗にも強いという利点がある。
【００８０】
以上述べた実施の形態では、平坦部の区間をリード角がゼロである平坦な区間として説明したが、この区間のリード角をゼロとはせず、セルフロック角より緩やかな勾配を持つ区間としても同様の作用効果を奏することは明らかである。また、送りねじ装置として説明したが、締め付け具として使用しても、ステップ的に強力な緩み止め作用を奏することは明らかである。
【００８１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、不連続的にしかロックは掛からないものの、部材に過大な応力を掛けることなく、ステップ的に確実に緩み止めができるねじとナットを提供することができるという優れた効果がある。また、快適な高速送りがモータやギヤボックスに負担を掛けることなく実現でき、かつ、駆動源からのトルクが絶たれた時も、連続的ではないものの、ステップ的にセルフロック機能が働く送りねじ装置を提供することができるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  第１の実施の形態のマルチピッチねじを示す斜視図である。
【図２】  図１に示したマルチピッチねじに螺合するマルチピッチナットを示す斜視図である。
【図３】  図２に示したマルチピッチナットのねじ山のみを概念的に抽出して示す正面図である。
【図４】  図１に示したマルチピッチねじに図２に示したマルチピッチナットを螺合させた状態を示す正面図である。
【図５】  第２のマルチピッチナットを示す斜視図である。
【図６】  第２のマルチピッチナットに螺合する異形送りねじを示す正面図である。
【図７】  異形送りねじのねじ山の形状及びリードを３６０°展開して示す展開図である。
【図８】  異形送りねじと種々のマルチピッチナットとの螺合の状態を示す正面図である。
【図９】  第４のマルチピッチナットの要素板材を示す斜視図である。
【図１０】  マルチピッチナットの要素であるスペーサーを示す斜視図である。
【図１１】  異形送りねじのねじ山と第４のマルチピッチナットのねじ山突起との螺合の様子を展開して示す展開図である。
【図１２】  ２条ねじのマルチピッチねじを示す斜視図である。
【図１３】  異形２条ねじを送りねじに適用した異形２条送りねじを示す正面図である。
【図１４】  異形２条送りねじの２条のねじ山の形状及びリードを３６０°展開して示す展開図である。
【図１５】  異形２条送りねじに螺合する異形２条ナット要素板材を示す斜視図である。
【図１６】  異形２条ナット要素板材からなる異形２条ナットと、異形２条送りねじとの螺合の様子を展開して示す展開図である。
【図１７】  第２の異形２条ナット要素板材を示す斜視図である。
【図１８】  第２の異形２条ナット要素板材からなる異形２条ナットと、異形２条送りねじとの螺合の様子を展開して示す展開図である。
【図１９】  従来技術であるステップロックボルトを示す正面図である。
【符号の説明】
１０  マルチピッチねじ
１２  ねじ山
１２ａ  平坦部
１２ｂ  斜部
１２ｃ  平坦部
１２ｄ  斜部
２０  マルチピッチナット
２１  ねじ穴
２２  ねじ山
２２ａ  平坦部
２２ｂ  斜部
２２ｃ  平坦部
２２ｄ  斜部
３０  第２のマルチピッチナット
４０  異形送りねじ
５０  第３のマルチピッチナット
６０  第４のマルチピッチナット
６５  要素板材
６７  スペーサー
７０  第５のマルチピッチナット
８０  第６のマルチピッチナット
９０  異形２条ねじ
１００  異形２条送りねじ
１１０  異形２条ナット要素板材
１２０  第２の異形２条ナット要素板材