(57)【要約】【課題】良好な作業性と高い耐焼付け性を有しつつ高い緩み止め機能を発揮することが可能なねじ部材を提供する。【解決手段】第１ねじ山１３の先端部に形成された螺旋状の切欠き溝１４と、第１ねじ山１３の一方のねじ山側面１３ａと切欠き溝１４の第１内側面１４ａとの間に区画形成された第１角部１５と、第１ねじ山１３の他方のねじ山側面１３ｂと切欠き溝１４の第２内側面１４ｂとの間に区画形成された第２角部１６と、を有し、第１ねじ山１３の第１ねじ山角度αが第２ねじ山２２の第２ねじ山角度βよりも小さく設定され、第１ねじ部材１０を第２ねじ部材２０にねじ結合させたときに、第１ねじ山１３の根元部と第２ねじ山２２の先端部との間に軸方向の隙間が生じるとともに第１角部１５と第２角部１６とが切欠き溝１４の側に弾性変形することを特徴とするねじ部材１。【選択図】図２
0003218084.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
ねじ本体から螺旋状に突出する第１ねじ山を備えた第１ねじ部材と、前記第１ねじ山に対して軸心を中心とした相対回転によりねじ結合する第２ねじ山を備えた第２ねじ部材と、を有するねじ部材であって、
相互に対向する第１内側面及び第２内側面と、前記第１内側面と前記第２内側面とに連なる平坦な底面とを備え、前記第１ねじ山の先端部に形成された螺旋状の切欠き溝と、
前記第１ねじ山の一方のねじ山側面と前記第１内側面との間に区画形成された第１角部と、
前記第１ねじ山の他方のねじ山側面と前記第２内側面との間に区画形成された第２角部と、を有し、
前記第１ねじ山の一対の前記ねじ山側面が成す第１ねじ山角度が前記第２ねじ山の一対のねじ山側面が成す第２ねじ山角度よりも小さく設定され、
前記第１ねじ山角度が４８°〜５８°の範囲であり、前記第２ねじ山角度が６０°であるとともに、
前記第１ねじ山のねじ山高さをＨとしたとき、前記第１角部及び前記第２角部のそれぞれの前記底面からの突出高さが０．１Ｈ〜０．４Ｈであり、
前記第１ねじ部材を前記第２ねじ部材にねじ結合させたときに、前記第１ねじ山の根元部におけるねじ山側面と前記第２ねじ山の先端部におけるねじ山側面との間に軸方向の隙間が生じるとともに、前記第１ねじ山の先端部が前記第２ねじ山の根元部に挟み込まれて前記第１角部と前記第２角部とが前記切欠き溝の側に弾性変形するとともに、
前記第１ねじ部材と前記第２ねじ部材とをさらに相対回転させて締め付けを行うと、前記第１ねじ山の軸力を受ける側のねじ山側面と前記第２ねじ山のねじ山側面との間の前記隙間が狭まるように前記第１ねじ山と前記第２ねじ山とが弾性変形して、前記第１ねじ山の先端部から中間部の範囲におけるねじ山側面が前記第２ねじ山の中間部から根元部におけるねじ山側面に強く圧接することを特徴とするねじ部材。
【請求項２】
前記第１角部と前記第２角部とが前記底面を挟んだ軸方向について対称な形状であり、
前記第１ねじ部材を前記第２ねじ部材にねじ結合させたときに、前記第１ねじ山の根元部における一方のねじ山側面と前記第２ねじ山の先端部における一方のねじ山側面との間と、前記第１ねじ山の根元部における他方のねじ山側面と前記第２ねじ山の先端部における他方のねじ山側面との間とに、それぞれ軸方向の隙間が生じる、請求項１に記載のねじ部材。
【請求項３】
前記第１ねじ部材がボルト及びナットの何れか一方であり、前記第２ねじ部材がボルト及びナットの何れか他方である、請求項１または２に記載のねじ部材。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、複数の被締結部材を締結するためのねじ部材に関し、特に締結の緩みを防止するための技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複数の被締結部材を締結するために、ボルトやナットなどのねじ部材が多く用いられている。
【０００３】
締結されたねじ部材の緩みを防止するためには、スプリングワッシャ等の緩み止め部材を使用するのが一般的であるが、このような付加的な部品を用いることなく相互に締結されたねじ部材の緩みを防止することができるセルフロック式のねじ部材が開発されている。
【０００４】
例えば特許文献１には、第１ねじ部材のねじ山のねじ山角度をこれと係合する第２ねじ部材のねじ山のねじ山角度よりも小さく設定するとともに、第１ねじ部材のねじ山に半径方向に向けて先端部から根元部にまで延びるスリットを設けたねじ部材が記載されている。このねじ部材によれば、第１ねじ部材と第２ねじ部材とをねじ結合すると、第１ねじ部材のねじ山のスリットを挟んだ両側部分がそれぞれスリットを狭める方向に弾性変形し、その復元力によって当該ねじ山側面の全体が相手側のねじ山側面の全体に強く押し付けられるので、両ねじ部材のねじ山側面の間に高い摩擦抵抗を生じさせて締結の緩みを防止することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特公昭５６−１９４９２号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記特許文献１に記載のねじ部材のように、両ねじ部材のねじ山側面の間に高い摩擦抵抗を生じさせることによって締結の緩み止め機能を生じさせるようにしたねじ部材では、ねじ部材を互いにねじ結合させる際に、その高い摩擦抵抗に抗した強い力でねじ部材を相対回転させる必要がある。そのため、ねじ部材を締結する際の作業性が悪く、また、当該摩擦抵抗によって生じる摩擦熱で両ねじ部材が焼付けを生じる虞があるという問題点が生じていた。これに対して、作業性を高めるとともに焼付けを防止するために、両ねじ部材のねじ山側面の間に生じる摩擦抵抗を小さくすると、締結の緩み止め機能が低下することになる。
【０００７】
本考案は、このような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、良好な作業性と高い耐焼付け性を有しつつ高い緩み止め機能を発揮することが可能なねじ部材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本考案のねじ部材は、ねじ本体から螺旋状に突出する第１ねじ山を備えた第１ねじ部材と、前記第１ねじ山に対して軸心を中心とした相対回転によりねじ結合する第２ねじ山を備えた第２ねじ部材と、を有するねじ部材であって、相互に対向する第１内側面及び第２内側面と、前記第１内側面と前記第２内側面とに連なる平坦な底面とを備え、前記第１ねじ山の先端部に形成された螺旋状の切欠き溝と、前記第１ねじ山の一方のねじ山側面と前記第１内側面との間に区画形成された第１角部と、前記第１ねじ山の他方のねじ山側面と前記第２内側面との間に区画形成された第２角部と、を有し、前記第１ねじ山の一対の前記ねじ山側面が成す第１ねじ山角度が前記第２ねじ山の一対のねじ山側面が成す第２ねじ山角度よりも小さく設定され、前記第１ねじ山角度が４８°〜５８°の範囲であり、前記第２ねじ山角度が６０°であるとともに、前記第１ねじ山のねじ山高さをＨとしたとき、前記第１角部及び前記第２角部のそれぞれの前記底面からの突出高さが０．１Ｈ〜０．４Ｈであり、前記第１ねじ部材を前記第２ねじ部材にねじ結合させたときに、前記第１ねじ山の根元部におけるねじ山側面と前記第２ねじ山の先端部におけるねじ山側面との間に軸方向の隙間が生じるとともに、前記第１ねじ山の先端部が前記第２ねじ山の根元部に挟み込まれて前記第１角部と前記第２角部とが前記切欠き溝の側に弾性変形するとともに、前記第１ねじ部材と前記第２ねじ部材とをさらに相対回転させて締め付けを行うと、前記第１ねじ山の軸力を受ける側のねじ山側面と前記第２ねじ山のねじ山側面との間の前記隙間が狭まるように前記第１ねじ山と前記第２ねじ山とが弾性変形して、前記第１ねじ山の先端部から中間部の範囲におけるねじ山側面が前記第２ねじ山の中間部から根元部におけるねじ山側面に強く圧接することを特徴とする。
【０００９】
本考案のねじ部材は、上記構成において、前記第１角部と前記第２角部とが前記底面を挟んだ軸方向について対称な形状であり、前記第１ねじ部材を前記第２ねじ部材にねじ結合させたときに、前記第１ねじ山の根元部における一方のねじ山側面と前記第２ねじ山の先端部における一方のねじ山側面との間と、前記第１ねじ山の根元部における他方のねじ山側面と前記第２ねじ山の先端部における他方のねじ山側面との間とに、それぞれ軸方向の隙間が生じるのが好ましい。
【００１０】
本考案のねじ部材は、上記構成において、前記第１ねじ部材がボルト及びナットの何れか一方であり、前記第２ねじ部材がボルト及びナットの何れか他方であるのが好ましい。
【考案の効果】
【００１１】
本考案によれば、良好な作業性と高い耐焼付け性を有しつつ高い緩み止め機能を発揮することが可能なねじ部材を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本考案の一実施の形態であるねじ部材を結合状態で示す一部切り欠き断面図である。
【図２】第１ねじ部材の第１ねじ山の詳細を示す断面図である。
【図３】第１ねじ部材と第２ねじ部材とのねじ結合部の詳細を示す断面図である。
【図４】図１に示す第１ねじ部材の変形例を示す断面図である。
【考案を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して、本考案をより具体的に例示説明する。
【００１４】
図１に示すように、本考案の一実施の形態であるねじ部材１は、ボルトとして構成された第１ねじ部材１０と、ナットとして構成された第２ねじ部材２０とを有している。このねじ部材１は、例えば被締結部材２、３を締結するために用いることができる。
【００１５】
第１ねじ部材１０は頭部１１と軸部１２とを有しており、頭部１１はその外周に６つ（図１では３つのみが表れている）の作用面１１ａを有し、その外形は略六角柱形状となっている。これらの作用面１１ａはそれぞれ対となる作用面同士が平行となっており、図示しないスパナ等の工具が係合可能である。軸部１２は、第１ねじ部材１０のねじ本体を構成しており、その外周面には螺旋状に突出する第１ねじ山１３が設けられている。第１ねじ山１３は一対のねじ山側面１３ａ、１３ｂを有し、これらのねじ山側面１３ａ、１３ｂは、それぞれ断面視で平坦な傾斜面に形成されている。なお、図示する場合では、第１ねじ山１３は一方のねじ山側面１３ａのフランク角と他方のねじ山側面１３ｂのフランク角は同一である。
【００１６】
第２ねじ部材２０はその外周に６つ（図１では２つのみが表れている）の作用面２０ａを有し、その外形は略六角柱形状となっている。これらの作用面２０ａはそれぞれ対となる作用面同士が平行となっており、図示しないスパナ等の工具が係合可能である。第２ねじ部材２０の軸心には、当該第２ねじ部材２０の両端面２０ｂ、２０ｃに開口するねじ孔２１が設けられており、このねじ孔２１には第２ねじ山２２が設けられている。第２ねじ山２２は、ねじ孔２１の内周面から螺旋状に突出しており、第１ねじ山１３に対して軸心を中心とした相対回転によりねじ結合することができる。なお、第２ねじ山２２の一対のねじ山側面２２ａ、２２ｂも、それぞれ断面視で平坦な傾斜面に形成され、また、一方のねじ山側面２２ａのフランク角と他方のねじ山側面２２ｂのフランク角は同一である。
【００１７】
第１ねじ部材１０に設けられた第１ねじ山１３の先端部（径方向外側の端部）には、切欠き溝１４が形成されている。図２に示すように、切欠き溝１４は、相互に対向する第１内側面１４ａ及び第２内側面１４ｂと、底面１４ｃとを有し、第１ねじ山１３の先端部に沿って螺旋状に延びている。底面１４ｃは第１ねじ部材１０の軸心に平行、すなわち図２に示す断面視で平坦な形状に形成されており、第１内側面１４ａと第２内側面１４ｂとに連なっている。
【００１８】
切欠き溝１４が形成されることにより、第１ねじ山１３の先端部には、第１角部１５と第２角部１６とが設けられている。
【００１９】
第１角部１５は、第１ねじ山１３の一方のねじ山側面１３ａと第１内側面１４ａとの間に区画形成され、第２角部１６は、第１ねじ山１３の他方のねじ山側面１３ｂと第２内側面１４ｂとの間に区画形成されている。第１角部１５と第２角部１６は、切欠き溝１４の側に向けて当該切欠き溝１４の軸方向に向けた幅を狭めるように弾性変形することができる。図示する場合では、切欠き溝１４が第１ねじ山１３の先端部の軸方向中心に設けられることで、第１角部１５と第２角部１６は、互いに底面１４ｃを挟んだ軸方向について対称な形状となっている。また、第１角部１５と第２角部１６は、それぞれ図２に示す断面視で先端が鋭角に尖った三角形状に形成されている。
【００２０】
第１ねじ部材１０に設けられた第１ねじ山１３の一対のねじ山側面１３ａ、１３ｂが成す第１ねじ山角度αは、第２ねじ部材２０に設けられた第２ねじ山２２の一対のねじ山側面２２ａ、２２ｂが成す第２ねじ山角度βよりも小さく設定されている。なお、図２においては、便宜上、隣り合う一対の第２ねじ山２２の一方のねじ山側面２２ａと他方のねじ山側面２２ｂとが成す谷部分の角度を第２ねじ山角度βとして示しているが、当該谷部分の角度と第２ねじ山２２の一対のねじ山側面２２ａ、２２ｂが成す角度は同一である。
【００２１】
また、第１ねじ部材１０が第２ねじ部材２０にねじ結合していない状態では、第１ねじ山１３の先端部及び中間部における軸方向の幅寸法は、隣り合う第２ねじ山２２の根元部における軸方向の間隔（溝幅）よりも広くなっている。一方、第１ねじ部材１０が第２ねじ部材２０にねじ結合していない状態では、第１ねじ山１３の根元部における軸方向の幅寸法は、隣り合う第２ねじ山２２の先端部における軸方向の間隔よりも狭くなっている。
【００２２】
図３に示すように、このような構成を有する第１ねじ部材１０を第２ねじ部材２０にねじ結合させると、第１ねじ山１３の両方のねじ山側面１３ａ、１３ｂが、それぞれ当該第１ねじ山１３の中間部から先端部の範囲において、隣り合う一対の第２ねじ山２２の根元部における一対のねじ山側面２２ａ、２２ｂに接触し、当該ねじ山側面２２ａ、２２ｂの間に挟み込まれる。これにより、第１ねじ山１３の先端部に設けられた第１角部１５と第２角部１６とが、それぞれ切欠き溝１４の側に向けて当該切欠き溝１４の軸方向の幅を狭めるように弾性変形することになる。したがって、ねじ部材１の締結後に、第１ねじ部材１０と第２ねじ部材２０とに振動や衝撃等が加えられても、第１ねじ山１３の先端部における一対のねじ山側面１３ａ、１３ｂが弾性変形した第１角部１５と第２角部１６の反発力（復元力）によって第２ねじ山２２の根元部におけるねじ山側面２２ａ、２２ｂに常に強く圧接して、第１ねじ部材１０と第２ねじ部材２０との間に高い緩み止めの効果が生じることになる。
【００２３】
また、第１ねじ部材１０を第２ねじ部材２０にねじ結合させると、第１ねじ山１３の先端部から中間部までの範囲は第２ねじ山２２の一対のねじ山側面２２ａ、２２ｂに接するが、第１ねじ山１３の根元部におけるねじ山側面１３ａ、１３ｂは、第２ねじ山２２の先端部におけるねじ山側面２２ａ、２２ｂには接触せず、これらの間には、それぞれ軸方向の隙間４が生じることになる。そして、互いにねじ結合している第１ねじ部材１０と第２ねじ部材２０とをさらに相対回転させて締め付けを行うと、これらの間に生じる軸力が増し、第１ねじ山１３の軸力を受ける側（荷重支持側）のねじ山側面１３ａと第２ねじ山２２のねじ山側面２２ｂとの間の隙間４が狭まるように第１ねじ山１３と第２ねじ山２２とが弾性変形し、第１ねじ山１３の先端部から中間部の範囲におけるねじ山側面１３ａが、第２ねじ山２２の中間部から根元部におけるねじ山側面２２ｂに強く圧接して、さらに強い緩み止めの効果が生じることになる。
【００２４】
ここで、上記のように、第１ねじ部材１０を第２ねじ部材２０とを相互にねじ結合させる際には、第１ねじ山１３の根元部におけるねじ山側面１３ａ、１３ｂと、第２ねじ山２２の先端部におけるねじ山側面２２ａ、２２ｂとの間には軸方向の隙間４が生じていることから、第１ねじ部材１０と第２ねじ部材２０との間に生じる摩擦抵抗を小さくして、第１ねじ部材１０と第２ねじ部材２０との締め付けの際に必要となる力（トルク）を、ねじ山側面の全体を互いに当接させるようにした場合に比べて小さくすることができる。特に、本実施の形態では、第１ねじ山１３の根元部における一方のねじ山側面１３ａと第２ねじ山２２の先端部における一方のねじ山側面２２ａとの間と、第１ねじ山１３の根元部における他方のねじ山側面１３ｂと第２ねじ山２２の先端部における他方のねじ山側面２２ｂとの間の両方に軸方向の隙間４を生じさせるようにしているので、第１ねじ部材１０と第２ねじ部材２０との間に生じる摩擦抵抗を、その両方のねじ山側面において小さくすることができる。これにより、高い緩み止め効果を生じさせつつ、第１ねじ部材１０と第２ねじ部材２０とを締結する作業を容易にして、その作業性を高めることができる。また、第１ねじ部材１０と第２ねじ部材２０との間の摩擦抵抗を小さくすることができるので、第１ねじ部材１０と第２ねじ部材２０とを締結する際に、第１ねじ部材１０と第２ねじ部材２０との間に生じる摩擦熱を低減させて、第１ねじ部材１０と第２ねじ部材２０との間に焼付けが生じることを防止することができる。
【００２５】
さらに、第１ねじ部材１０を第２ねじ部材２０にねじ結合させて互いに締め付けた状態においては、第１ねじ山１３の軸力を受ける側のねじ山側面１３ａは、断面視において、先端部から根元部に向けて徐々に第２ねじ山２２のねじ山側面２２ｂから離れるように円弧面状に弾性変形した状態となる。したがって、ねじ部材１の締結後に、第１ねじ部材１０と第２ねじ部材２０とに振動や衝撃等が加えられても、ねじ山側面１３ａが円弧面状となるように弾性変形した第１ねじ山１３のさらなる弾性変形ないし復元力によってこれらの振動や衝撃を吸収して、さらに高い緩み止め効果を発揮することができる。
【００２６】
さらに、切欠き溝１４を第１ねじ山１３の先端部の範囲にのみ設け、第１ねじ山１３の中間部や根元部には達しない構成としたので、第１ねじ山１３の根元部におけるねじ山側面１３ａ、１３ｂと第２ねじ山２２の先端部におけるねじ山側面２２ａ、２２ｂとの間に確実に軸方向の隙間４を生じさせて、ねじ部材１をねじ結合させる際の作業性、耐焼付け性及び緩み止め効果を確実に向上させることができる。
【００２７】
本実施の形態におけるねじ部材１においては、第１ねじ山角度αを４８°〜５８°の範囲とし、第２ねじ山角度βを６０°とするとともに、図２に示すように、第１角部１５及び第２角部１６のそれぞれの底面１４ｃからの突出高さを、第１ねじ山１３のねじ山高さをＨとしたときに０．１Ｈ〜０．４Ｈの範囲となる高さに設定するのが好ましい。上記設定とすることにより、第１ねじ部材１０と第２ねじ部材２０とを互いにねじ結合させて締め付ける際に必要となる力（トルク）を、その作業を容易に行いえる程度に十分に低減させ、第１ねじ部材１０と第２ねじ部材２０とが焼付けを生じることを確実に防止し、第１ねじ部材１０と第２ねじ部材２０との間の緩み止めの効果を十分に高めつつ、ねじ結合時における第１ねじ山１３の強度を十分に確保することができる。
【００２８】
ここで、上記構成を有するねじ部材１では、第１ねじ山１３の先端部に設ける第１角部１５及び第２角部１６のそれぞれの底面１４ｃからの突出高さ（切欠き溝１４の径方向の深さ）と、第１ねじ山角度α及び第２ねじ山角度βとを、適切な値に設定することによって、ねじ部材１をねじ結合させる際の作業性、耐焼付け性及び緩み止め効果を高いバランスで確保することができるが、上記した３つの効果を高いバランスで確保しようとし過ぎた場合には、ねじ結合時における第１ねじ山１３の強度が不足する場合があるという課題が生じることになる。この課題は、従来のねじ部材にはない、本願のねじ部材１に特有な新規な課題である。本出願人は、上記課題を解決するために種々の検討を行い、上記設定とすることで当該課題を解決することができることを見出した。
【００２９】
本考案は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【００３０】
例えば、図示する場合には、第１ねじ部材１０をボルトとし、第２ねじ部材２０をナットとしているが、第１ねじ部材をナットとし、第２ねじ部材をボルトとすることもできる。
【００３１】
また、前記実施の形態においては、第１角部１５及び第２角部１６を、断面視で先端が鋭角に尖った三角形状に形成するようにしているが、これに限らず、ねじ山側面１３ａと第１内側面１４ａとの間ないしねじ山側面１３ｂと第２内側面１４ｂとの間に区画形成されたものであれば、例えば図４に示すように、先端が円弧状に丸められた三角形状とするなど、その形状は種々変更可能である。
【００３２】
さらに、前記実施の形態においては、第１ねじ部材１０の頭部１１と第２ねじ部材２０は、それぞれ略六角柱形状に形成されているがこれに限らず、任意の工具と係合して、当該工具を用いた回転操作が可能な形状であれば他の形状とすることもできる。
【符号の説明】
【００３３】
１    ねじ部材
２    被締結部材
３    被締結部材
１０    第１ねじ部材
１１    頭部
１１ａ  作用面
１２    軸部
１３    第１ねじ山
１３ａ  ねじ山側面
１３ｂ  ねじ山側面
１４    切欠き溝
１４ａ  第１内側面
１４ｂ  第２内側面
１４ｃ  底面
１５    第１角部
１６    第２角部
２０    第２ねじ部材
２０ａ  作用面
２０ｂ  端面
２０ｃ  端面
２１    ねじ孔
２２    第２ねじ山
２２ａ  ねじ山側面
２２ｂ  ねじ山側面
α    第１ねじ山角度
β    第２ねじ山角度
【図１】
0003218084.tif 000003
【図２】
0003218084.tif 000004
【図３】
0003218084.tif 000005
【図４】
0003218084.tif 000006