(57)【要約】【課題】締め付け抵抗が小さく容易に締め付けることができ、かつ別部品なしに振動や外力による緩みを防止でき、もしくは締結力が持続するロッキングねじとその製造方法を提供する。【解決手段】ロッキングねじ１０が、中心線Ｚ−Ｚを中心に回転駆動される頭部１２と、頭部１２から中心線Ｚ−Ｚに沿って延びる軸部１４と、を備える。軸部１４は、その外周面１４ａに螺旋状に設けられた雄ねじ部１６と、中心線Ｚ−Ｚに沿って螺旋状に延び、軸部１４の一部を軸方向に伸縮可能にする螺旋溝２０と、を有する。【選択図】図１
2017194121.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心線を中心に回転駆動される頭部と、
前記頭部から前記中心線に沿って延びる軸部と、を備え、
前記軸部は、その外周面に螺旋状に設けられた雄ねじ部と、
前記中心線に沿って螺旋状に延び、前記軸部の一部を軸方向に伸縮可能にする螺旋溝と、を有する、ロッキングねじ。
【請求項２】
前記中心線に沿って延びる中空孔を有し、
前記螺旋溝は、前記雄ねじ部の螺旋に対し逆方向に螺旋状に延び、前記中空孔から前記外周面まで延びる、請求項１に記載のロッキングねじ。
【請求項３】
前記雄ねじ部は雄ねじ山を有し、前記雄ねじ山は、前記軸部に設定トルクが作用したときに、第１ピッチと第１ピッチ径を有する、請求項１に記載のロッキングねじ。
【請求項４】
前記軸部に設定トルクが作用したときに、直径が細くなり、雄ねじ山のピッチが揃う、請求項２に記載のロッキングねじ。
【請求項５】
前記螺旋溝は、前記軸部の一部又は全部に設けられている、請求項１に記載のロッキングねじ。
【請求項６】
前記螺旋溝のピッチは、一定又は軸方向に変化する、請求項１に記載のロッキングねじ。
【請求項７】
前記螺旋溝の半径方向の切り込み方向は、前記中心線に対し、直交以外の角度であり、前記螺旋溝で形成される螺旋面が、前記中心線に対し、直交以外の角度でも交差する、請求項１に記載のロッキングねじ。
【請求項８】
前記螺旋溝の周方向の切り込み方向は、前記中心線からオフセットし、前記螺旋溝の内面は、前記中心線からオフセットする、請求項１に記載のロッキングねじ。
【請求項９】
前記螺旋溝は、前記軸部に設定トルクが作用したときに、互いに当接して隙間の減少を制限するロック機構を有する、請求項２に記載のロッキングねじ。
【請求項１０】
前記外周面は、円筒形、切頭円錐形、紡錘形、又はその組み合わせである、請求項１に記載のロッキングねじ。
【請求項１１】
前記雄ねじ部は、１条ねじ又は多条ねじである、請求項１に記載のロッキングねじ。
【請求項１２】
前記中空孔は、その一端が前記軸部の先端又は前記頭部で開口する、請求項２に記載のロッキングねじ。
【請求項１３】
前記中空孔は、その内面に雌ねじ部を有し、
前記雌ねじ部は雌ねじ山を有し、前記雌ねじ山は、前記軸部に設定トルクが作用したときに、第２ピッチと第２ピッチ径を有する、請求項２に記載のロッキングねじ。
【請求項１４】
前記螺旋溝に挿入された変形部材を有する、請求項１に記載のロッキングねじ。
【請求項１５】
前記軸部は、前記頭部と前記雄ねじ部の間にネジ山の無い頸部を有し、
前記螺旋溝は、前記頸部に設けられ、前記雄ねじ部の螺旋に対し同方向に螺旋状に延び、前記中心線から前記外周面まで延びる、請求項１に記載のロッキングねじ。
【請求項１６】
前記頸部にトルクが作用したときに、前記頸部が軸方向に伸長する、請求項１５に記載のロッキングねじ。
【請求項１７】
（Ａ）中心線を中心に回転駆動される頭部と、前記頭部から前記中心線に沿って延びる軸部と、を備えた弾性部材を準備し、
（Ｂ）前記弾性部材に、前記中心線に沿って螺旋状に延び、前記軸部の一部を軸方向に伸縮可能にする螺旋溝を加工し、
（Ｃ）次いで、前記軸部の外周面に螺旋状の雄ねじ部を成形する、ロッキングねじの製造方法。
【請求項１８】
前記（Ｂ）において、前記中心線に沿って延びる中空孔と、前記雄ねじ部の螺旋に対し逆方向に前記中空孔から前記外周面まで延びる螺旋溝とを加工する、請求項１７に記載のロッキングねじの製造方法。
【請求項１９】
前記（Ｃ）において、前記軸部に設定トルクを作用させた状態で、前記雄ねじ部に第１ピッチと第１ピッチ径を有する雄ねじ山を成形する、請求項１８に記載のロッキングねじの製造方法。
【請求項２０】
前記雄ねじ山を、転造又は切削により成形する、請求項１８に記載のロッキングねじの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、確実に締結でき締結後に緩まず、又は締結力が持続するロッキングねじとその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ねじ又はボルト（以下、ねじ等という）は、機械要素の１つであり、簡便で確実な締結手段として広く用いられている。しかし、ねじ等は、締結後に振動や外力が繰り返し作用すると、緩みを生じるおそれがあった。
【０００３】
そのため、ねじ等の緩み止め手段として、例えば、スプリングワッシャー付きのナット、歯のついたフランジナット、ネジ面拘束型のカバーリング、板ばね付きのナット、ナイロン付きボルト等が既に使用されている。
【０００４】
また、その他にも、ねじ等の緩み止め手段が種々提案されている（例えば、特許文献１〜３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−１８７４９３号公報
【特許文献２】特開２０１４−１５９８２５号公報
【特許文献３】特開平７−４４１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した従来のねじ等の緩み止め手段は、ねじ等の他に、別部品（スプリングワッシャー、カバーリング、板ばね、ナイロンなど）を必要とする。そのため、別部品の脱落、損傷、劣化などにより緩み止め効果が喪失又は低下する可能性があった。
一方、特許文献１の「緩み止め機能を備える雄ねじ」は、ねじ以外の部品を用いないが、ねじ山の中心にスリットが入っており、ねじの締め付け時に軸力を生じるので、締め付け抵抗が大きく、ねじの締め付けがし難くなる。
【０００７】
本発明は、上述した問題点を解決するために創案されたものである。すなわち、本発明の目的は、締め付け時に抵抗が小さく容易に締め付けることができ、かつ別部品なしに振動や外力による緩みを防止でき、もしくは締結力が持続するロッキングねじとその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によれば、中心線を中心に回転駆動される頭部と、
前記頭部から前記中心線に沿って延びる軸部と、を備え、
前記軸部は、その外周面に螺旋状に設けられた雄ねじ部と、
前記中心線に沿って螺旋状に延び、前記軸部の一部を軸方向に伸縮可能にする螺旋溝と、を有する、ロッキングねじが提供される。
【０００９】
前記中心線に沿って延びる中空孔を有し、
前記螺旋溝は、前記雄ねじ部の螺旋に対し逆方向に螺旋状に延び、前記中空孔から前記外周面まで延びる。
【００１０】
前記雄ねじ部は雄ねじ山を有し、前記雄ねじ山は、前記軸部に設定トルクが作用したときに、第１ピッチと第１ピッチ径を有する。
【００１１】
前記軸部に設定トルクが作用したときに、直径が細くなり、雄ねじ山のピッチが揃う。
【００１２】
前記螺旋溝は、前記軸部の一部又は全部に設けられている。
【００１３】
前記螺旋溝のピッチは、一定又は軸方向に変化する。
【００１４】
前記螺旋溝の半径方向の切り込み方向は、前記中心線に対し、直交以外の角度であり、前記螺旋溝で形成される螺旋面が、前記中心線に対し、直交以外の角度で交差する事もできる。
【００１５】
前記螺旋溝の周方向の切り込み方向は、前記中心線からオフセットしても良く、前記螺旋溝の内面は、前記中心線からオフセットする事もできる。
【００１６】
前記螺旋溝は、前記軸部に設定トルクが作用したときに、互いに当接して隙間の減少を制限するロック機構を有する。
【００１７】
前記外周面は、円筒形、切頭円錐形、紡錘形、又はその組み合わせである。
【００１８】
前記雄ねじ部は、１条ねじ又は多条ねじである。
【００１９】
前記中空孔は、その一端が前記軸部の先端又は前記頭部で開口する。
【００２０】
前記中空孔は、その内面に雌ねじ部を有し、
前記雌ねじ部は雌ねじ山を有し、前記雌ねじ山は、前記軸部に設定トルクが作用したときに、第２ピッチと第２ピッチ径を有する。
【００２１】
前記螺旋溝に挿入された変形部材を有する。
【００２２】
前記軸部は、前記頭部と前記雄ねじ部の間にネジ山の無い頸部を有し、
前記螺旋溝は、前記頸部に設けられ、前記雄ねじ部の螺旋に対し同方向に螺旋状に延び、前記中心線から前記外周面まで延びる。
【００２３】
前記頸部にトルクが作用したときに、前記頸部が軸方向に伸長する。
【００２４】
また、本発明によれば、（Ａ）中心線を中心に回転駆動される頭部と、前記頭部から前記中心線に沿って延びる軸部と、を備えた弾性部材を準備し、
（Ｂ）前記弾性部材に、前記中心線に沿って螺旋状に延び、前記軸部の一部を軸方向に伸縮可能にする螺旋溝を加工し、
（Ｃ）次いで、前記軸部の外周面に螺旋状の雄ねじ部を成形する、ロッキングねじの製造方法が提供される。
【００２５】
前記（Ｂ）において、前記中心線に沿って延びる中空孔と、前記雄ねじ部の螺旋に対し逆方向に前記中空孔から前記外周面まで延びる螺旋溝とを加工する。
【００２６】
前記（Ｃ）において、前記軸部に設定トルクを作用させた状態で、前記雄ねじ部に第１ピッチと第１ピッチ径を有する雄ねじ山を成形する。
【００２７】
前記雄ねじ山を、転造又は切削により成形する。
【発明の効果】
【００２８】
上記本発明によれば、螺旋溝が、中心線に沿って螺旋状に延び、軸部の一部を軸方向に伸縮可能にする。この構成により、頭部と雄ねじ部の間に被固定物を固定する際に、雄ねじ部の螺合（前進）により、軸部に引張力が作用して螺旋溝のある軸部が軸方向に伸びる。
従って、締付トルクを除荷しても、螺旋溝のある軸部の弾性により、頭部と雄ねじ部の間に引張力が保持され、別部品なしに振動や外力による緩みを防止することができる。
【００２９】
また、螺旋溝が、雄ねじ部の螺旋に対し逆方向に延びる場合、軸部に締付トルクが作用したときに、雄ねじ部の直径が細くなるので、雄ねじ部の締め付け抵抗が小さくなり、容易に締め付けることができる。
【００３０】
また、締付トルクを除荷すると、軸部の弾性により、螺旋溝のある軸部は締付トルクが作用していない状態に戻ろうとする。この弾性力により、雄ねじ部の直径が太くなり、雄ねじ山のピッチがずれるので、雄ねじ部の摩擦抵抗が増大し、別部品なしに振動や外力による緩みを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明によるロッキングねじの第１実施形態図である。
【図２】図１のロッキングねじの作用の説明図である。
【図３】本発明によるロッキングねじの第２実施形態図である。
【図４】第１取外し治具の使用方法を示す模式図である。
【図５】本発明によるロッキングねじの第３実施形態図である。
【図６】第２取外し治具の使用方法を示す模式図である。
【図７】本発明によるロッキングねじの第４実施形態図である。
【図８】本発明によるロッキングねじの第５実施形態図である。
【図９】本発明によるロッキングねじの第６実施形態図である。
【図１０】本発明によるロッキングねじの第７実施形態図である。
【図１１】本発明によるロッキングねじの第８実施形態図である。
【図１２】本発明によるロッキングねじの第９実施形態図である。
【図１３】本発明によるロッキングねじの製造方法の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。
【００３３】
図１は、本発明によるロッキングねじ１０の第１実施形態図である。この図において、（Ａ）は側面図、（Ｂ）は縦断面図である。
【００３４】
図１において、本発明のロッキングねじ１０は、頭部１２と軸部１４を備える。
【００３５】
この例において、ロッキングねじ１０は、単独で対象物２（図２参照）に捩じ込まれるタッピンねじである。しかし、本発明はタッピンねじに限定されず、その他の周知のねじ（例えば小ねじ、止めねじ、木ネジ）又はボルト（例えば六角ボルト、六角穴付きボルト）であってもよい。
【００３６】
ロッキングねじ１０は、例えば歯科用スクリューインプラント、又は、整形外科骨固定用スクリューとして用いることができる。
対象物２は、ロッキングねじ１０を歯科用スクリューインプラントや整形外科骨固定用スクリューとして用いる場合、人体又は動物の骨（例えば顎骨）である。
【００３７】
なお、本発明のロッキングねじ１０は、これらの用途に限定されず、その他の用途、例えば一般的な機械結合用のねじ又はボルトとして用いることができる。
【００３８】
図１の頭部１２は、中心線Ｚ−Ｚを中心に回転駆動される。すなわち、頭部１２は、図示しない工具により中心線Ｚ−Ｚを中心に回転駆動可能に構成されている。
頭部１２は、例えば多角形（四角形、六角形、など）、矩形孔（六角孔、星形孔、マイナス溝、プラス溝、など）、或は平面部を有する切頭円錐形、などである。
【００３９】
軸部１４は、頭部１２から中心線Ｚ−Ｚに沿って延びる。
軸部１４の外周面１４ａは、中心線Ｚ−Ｚを中心とする回転体である。
【００４０】
頭部１２と軸部１４は、同一材料からなる一体部品である。この材料は、好ましくは弾性を有する金属材料であるが、弾性を有する限りで、セラミック、硝子、繊維強化複合材料（ＦＲＰ，ＣＦＲＰなど）、又はプラスチックであってもよい。
さらに、超弾塑性型チタン合金（登録商標、「ゴムメタル」）を用いてもよい。
【００４１】
図１において、外周面１４ａは、先端側（図で下端側）が一定の勾配で細くなる切頭円錐形であり、その先端（下端）に勾配が急な切頭円錐部を有する。
この構成により、本発明のロッキングねじ１０をタッピンねじとして用いる場合に、対象物２に捩じ込まれる軸部１４の長さが大きくなるにつれて、対象物２に対するロッキングねじ１０の締結力を大きくすることができる。
【００４２】
なお、外周面１４ａの形状はこの例に限定されず、例えば円筒形、切頭円錐形、紡錘形、又はその組み合わせであるのがよい。
【００４３】
図１（Ａ）において、軸部１４は、雄ねじ部１６、中空孔１８、及び螺旋溝２０を有する。
【００４４】
雄ねじ部１６は、軸部１４の外周面１４ａに螺旋状に設けられている。
【００４５】
雄ねじ部１６は雄ねじ山１６ａを有する。この例において、雄ねじ部１６の雄ねじ山１６ａは、１条ねじであるが、２条以上の多条ねじであってもよい。
【００４６】
また、雄ねじ部１６の雄ねじ山１６ａは、この例では右ねじであり、軸部１４を頭部１２から見て、時計回り（右回り）に締付トルクが作用するときに、雄ねじ部１６が対象物２に捩じ込まれるようになっている。
なお、雄ねじ山１６ａは右ねじに限定されず、必要により左ねじであってもよい。
【００４７】
図１（Ａ）（Ｂ）において、中空孔１８は、中心線Ｚ−Ｚに沿って延びる。この例において、中空孔１８は、その一端（図で下端）が軸部１４の先端に開口している。
なお、中空孔１８はこの構成に限定されず、その一端が頭部１２に開口してもよく、或は、頭部１２から先端まで貫通して、軸部１４の先端と頭部１２の両方に開口してもよい。
また、中空孔１８の直径は、この例では一定であるが、長さ方向に変化してもよい。
【００４８】
螺旋溝２０は、軸部１４の一部又は全部に設けられている。
螺旋溝２０は、中心線Ｚ−Ｚに沿って螺旋状に延び、軸部１４の一部又は全部を軸方向に伸縮可能に構成されている。
【００４９】
この例において、螺旋溝２０は、雄ねじ部１６の螺旋に対し逆方向に螺旋状に延び、中空孔１８から外周面１４ａまで延びる。
すなわち、螺旋溝２０は、雄ねじ山１６ａと交差して逆方向に螺旋状に延びる。言い換えれば、雄ねじ山１６ａが右ねじの場合に、螺旋溝２０は、軸部１４の頭部側から先端側に、頭部１２から見て、反時計回り（左回り）に形成されている。
螺旋溝２０の軸方向隙間は、軸部１４に所定の締付トルク（以下、「設定トルクＴ」と呼ぶ）が作用したときに、隙間を有する限りで小さくてもよい。また、この隙間は、一定であるのが好ましいが、軸方向又は半径方向に変化してもよい。
【００５０】
図１（Ｂ）に示すように、雄ねじ山１６ａは、軸部１４に負荷（トルク）が作用していない無負荷状態において、無負荷ピッチＰ０と無負荷ピッチ径Ｄ０を有する。無負荷ピッチＰ０と無負荷ピッチ径Ｄ０は一定であるのが好ましいが、軸方向に変化してもよい。
【００５１】
さらに、雄ねじ山１６ａの無負荷ピッチＰ０と無負荷ピッチ径Ｄ０は、軸部１４に設定トルクＴが作用したときに、図２（Ａ）に示すように、所定のピッチ（以下、「第１ピッチＰ１」）と所定のピッチ径（以下、「第１ピッチ径Ｄ１」）を有する。設定トルクＴは、対象物２に対し所望の締結力を発生する締付トルク、又はそれより低いトルクに設定するのがよい。
【００５２】
図２は、図１のロッキングねじ１０の作用の説明図である。この図において、（Ａ）は頭部１２に設定トルクＴが作用したとき、（Ｂ）は締付トルクの除荷時を示している。
【００５３】
ロッキングねじ１０の先端が対象物２に係合した状態で、頭部１２に締付トルクが作用すると、軸部１４の全体に締付トルクが作用する。
この場合、螺旋溝２０が、雄ねじ部１６の螺旋に対し逆方向に螺旋状に延びるので、螺旋溝２０のある軸部１４も螺旋状になっている。そのため軸部１４に締付トルクが作用したときに、軸部１４の直径が細くなり、雄ねじ山１６ａのピッチが揃う。
【００５４】
また、上述したように、軸部１４に設定トルクＴが作用したとき、雄ねじ山１６ａは、第１ピッチＰ１と第１ピッチ径Ｄ１を有する。言い換えれば、設定トルクＴが作用していない状態では、雄ねじ山１６ａの無負荷ピッチＰ０は第１ピッチＰ１より小さく、無負荷ピッチ径Ｄ０は第１ピッチ径Ｄ１より大きくなっている。
【００５５】
ロッキングねじ１０がタッピンねじでない場合には、対象物２の雌ねじのピッチとピッチ径は、雄ねじ山１６ａの第１ピッチＰ１と第１ピッチ径Ｄ１と螺合するように、実質的に同一に設けられている。
従って、この場合に、図２（Ａ）において、設定トルクＴが作用すると雄ねじ部１６と対象物２の雌ねじ部のピッチとピッチ径が一致するため、ロッキングねじ１０を対象物２に低抵抗でスムーズに捩じ込むことができる。
【００５６】
一方、ロッキングねじ１０がタッピンねじであり、対象物２に雌ねじがない場合には、図２（Ａ）のように、雄ねじ山１６ａは、軸部１４に作用する締付トルクに応じて、軸部１４の直径が細くなる。
【００５７】
この場合の締付トルクは、設定トルクＴではなく、対象物２に雄ねじ部１６を捩じ込むのに必要なトルクである。従って、この際の雄ねじピッチＰ１’とピッチ径Ｄ１’は、上述した第１ピッチＰ１と第１ピッチ径Ｄ１とは必ずしも一致しないが、無負荷ピッチＰ０よりは大きく、無負荷ピッチ径Ｄ０よりは小さくなっている。
【００５８】
図２（Ａ）の状態から、締付トルクを除荷し、締付トルクが作用しない状態にすると、図２（Ｂ）に示すように、軸部１４の弾性により、雄ねじ山１６ａは、無負荷ピッチＰ０と無負荷ピッチ径Ｄ０に戻ろうとする。
【００５９】
その結果、無負荷ピッチＰ０は、上述したように締付トルクが作用するときのピッチＰ１，Ｐ１’より小さいので、雄ねじ山１６ａのピッチが軸方向に小さくなり、対象物２の雌ねじ山に軸方向力Ｆｓが作用し、摩擦抵抗が増大する。
【００６０】
また、無負荷ピッチ径Ｄ０は、締付トルクが作用するピッチ径Ｄ１，Ｄ１’より大きいので、雄ねじ山１６ａのピッチ径が半径方向に大きくなり、対象物２の雌ねじ山に半径方向外向きの力Ｆｒが作用し、同様に摩擦抵抗が増大する。
【００６１】
さらに、雄ねじ山１６ａは、螺旋溝２０で分断されているため、分断された箇所の雄ねじ山１６ａのエッジが、対象物２の雌ねじ山の内面に強く押し付けられ、雄ねじ山１６ａの摺動抵抗となる。
【００６２】
すなわち、締付トルクを除荷すると、軸部１４の弾性により、雄ねじ山１６ａは、締付トルクが作用していない状態に戻ろうとする。この弾性力により、軸部１４の全長が縮まり、かつその直径が太くなるので、雄ねじ部１６の摩擦抵抗が増大し、別部品なしに振動や外力による緩みを防止することができる。
【００６３】
図３は、本発明によるロッキングねじ１０の第２実施形態図である。この図において、（Ａ）は側面図、（Ｂ）は縦断面図、（Ｃ）は第１取外し治具２２Ａの側面図である。
【００６４】
図３（Ａ）（Ｂ）において、中空孔１８は、頭部１２から先端まで貫通しており、軸部１４の先端と頭部１２の両方に開口を有する。また、この例で中空孔１８は、その内面に雌ねじ部１９を有する。
【００６５】
さらに雌ねじ部１９は、雌ねじ山１９ａを有する。この雌ねじ山１９ａは、軸部１４に設定トルクＴが作用したときに、所定のピッチ（以下、「第２ピッチＰ２」）と所定のピッチ径（以下、「第２ピッチ径Ｄ２」）を有する。設定トルクＴは、上述した軸部１４に作用する設定トルクである。
図３（Ａ）（Ｂ）において、その他の構成は、第１実施形態と同様である。
【００６６】
図３（Ｃ）において、第１取外し治具２２Ａは、中心線を中心に回転駆動される治具頭部２３Ａと、治具頭部２３Ａから中心線に沿って延びる治具軸部２４Ａと、を有する。また、治具軸部２４Ａは、その外周面に螺旋状に設けられた治具雄ねじ山２５Ａを有する。
治具雄ねじ山２５Ａのピッチとピッチ径は、軸部１４に設定トルクＴが作用したときの、上述した雌ねじ山１９ａの第２ピッチＰ２と第２ピッチ径Ｄ２と螺合するように、実質的に同一に設けられている。
【００６７】
図４は、第１取外し治具２２Ａの使用方法を示す模式図である。
図３（Ａ）（Ｂ）に示したロッキングねじ１０を対象物２に捩じ込んだ状態から、上述したように、締付トルクを除荷すると、軸部１４の弾性により、雄ねじ山１６ａは、締付トルクが作用していない状態に戻ろうとする。この弾性力により、軸部１４の全長が縮まり、かつその直径が太くなるので、雄ねじ部１６の摩擦抵抗が増大し、別部品なしに振動や外力による緩みを防止することができる。
【００６８】
しかし、ロッキングねじ１０を対象物２に捩じ込んだ後に、ロッキングねじ１０を緩めて外す必要が生じる場合がある。
この場合、図４に示すように、第１取外し治具２２Ａを中空孔１８に挿入し、治具頭部２３Ａを回転させて、治具雄ねじ山２５Ａを雌ねじ山１９ａに螺合させる。
【００６９】
この螺合により、図４において、軸部１４の全長が伸び、かつその直径が細くなって、雄ねじ部１６と対象物２の雌ねじ部のピッチとピッチ径が一致する。従って、ロッキングねじ１０を対象物２から低抵抗でスムーズに緩めて外すことができる。
【００７０】
図５は、本発明によるロッキングねじ１０の第３実施形態図である。この図において、（Ａ）は側面図、（Ｂ）は縦断面図、（Ｃ）は第２取外し治具２２Ｂの側面図である。
【００７１】
図５（Ａ）（Ｂ）において、中空孔１８は、その上端が頭部１２の上面に開口し、下端は軸部１４の下端近くで閉じている。また、この例で中空孔１８は、その内面に雌ねじ部１９を有する。
さらに雌ねじ部１９は、雌ねじ山１９ｂを有する。この雌ねじ山１９ｂは、所定のピッチ（以下、「第３ピッチＰ３」）と所定のピッチ径（以下、「第３ピッチ径Ｄ３」）を有する。第３ピッチＰ３と第３ピッチ径Ｄ３は、一定であればよい。
図５（Ａ）（Ｂ）において、その他の構成は、第１実施形態と同様である。
【００７２】
図５（Ｃ）において、第２取外し治具２２Ｂは、中心線を中心に回転駆動される治具頭部２３Ｂと、治具頭部２３Ｂから中心線に沿って延びる治具軸部２４Ｂと、を有する。また、治具軸部２４Ｂは、その外周面の治具頭部２３Ｂの近くに螺旋状に設けられた治具雄ねじ山２５Ｂを有する。
治具雄ねじ山２５Ｂのピッチとピッチ径は、上述した雌ねじ山１９ｂの第３ピッチＰ３と第３ピッチ径Ｄ３と螺合するように、実質的に同一に設けられている。
また、治具軸部２４Ｂの長さは、治具雄ねじ山２５Ｂが雌ねじ山１９ｂと螺合するときに、治具軸部２４Ｂの下端が中空孔１８の下端に当接するように設定されている。
【００７３】
図６は、第２取外し治具２２Ｂの使用方法を示す模式図である。
図５（Ａ）（Ｂ）に示したロッキングねじ１０を対象物２に捩じ込んだ状態から、上述したように、締付トルクを除荷し、締付トルクが作用しない状態にする。これにより、第１、第２実施形態と同様に、雄ねじ部１６の摩擦抵抗が増大するため、別部品なしに振動や外力による緩みを防止することができる。
【００７４】
しかし、ロッキングねじ１０を対象物２に捩じ込んだ後に、ロッキングねじ１０を緩めて外す必要が生じる場合がある。
この場合、図６に示すように、第２取外し治具２２Ｂを中空孔１８に挿入し、治具頭部２３Ｂを回転させて、治具雄ねじ山２５Ｂを雌ねじ山１９ｂに螺合させる。
【００７５】
治具軸部２４Ｂの下端が中空孔１８の下端に当接した状態で、治具頭部２３Ｂを回転させることで、治具軸部２４Ｂの下方移動により、軸部１４の全長が伸び、かつその直径が細くなって、雄ねじ部１６と対象物２の雌ねじ部のピッチとピッチ径が一致する。これにより、ロッキングねじ１０を対象物２から低抵抗でスムーズに緩めて外すことができる。
【００７６】
図７は、本発明によるロッキングねじ１０の第４実施形態図である。この図において、（Ａ）は側面図、（Ｂ）は縦断面図である。
【００７７】
この例において、ロッキングねじ１０は、単独で対象物２に捩じ込まれるタッピンねじであり、例えば歯科用スクリューインプラント、又は、整形外科骨固定用スクリューとして用いることができる。
【００７８】
頭部１２は、この例では、平面部（トルク負荷面１２ａ）を有する切頭円錐形であり、歯科用スクリューインプラントに適した形状となっている。
軸部１４の外周面１４ａは、この例では、先端側（図で下端側）が一定の勾配で細くなる切頭円錐形であり、その先端（下端）に円弧状の球面を有する。
【００７９】
その他の構成は、第１実施形態と同様である。なお、雄ねじ山１６ａと螺旋溝２０のピッチは任意に設定できる。また、１条ねじに限定されず、２条以上の多条ねじであってもよい。
【００８０】
図８は、本発明によるロッキングねじ１０の第５実施形態図である。この図において、（Ａ）は側面図、（Ｂ）は縦断面図である。
軸部１４の外周面１４ａは、この例では、先端側（図で下端側）が一定の勾配で細くなる切頭円錐形であり、その先端（下端）に勾配が急な切頭円錐部を有する。
またこの例において、螺旋溝２０のピッチは、軸方向に変化している。
その他の構成は、第４実施形態と同様である。
【００８１】
図９は、本発明によるロッキングねじ１０の第６実施形態図である。この図において、（Ａ）は側面図、（Ｂ）は図９（Ａ）のＢ部拡大図である。
【００８２】
図９（Ｂ）に示すように、この例において、螺旋溝２０は、軸部１４に設定トルクＴが作用したときに、互いに当接して隙間の減少を制限するロック機構２６を有する。
【００８３】
ロック機構２６は、この例では、螺旋溝２０の内面に階段状に設けられた突起である。なお、ロック機構２６は、この例に限定されず、軸部１４の塑性域での変形や破断を無くすために、弾性域の変化に制限できる限りで他の形状、例えば爪状に噛合う凹凸構造であってもよい。
また、ロック機構２６は周方向に等間隔に複数設けるのがよい。
【００８４】
また、図９（Ｂ）に示すように、螺旋溝２０に挿入された変形部材２８を有してもよい。変形部材２８は、弾性部材（プラスチック、ゴムなど）又は塑性部材（例えばポリマー、鉛など）であり、螺旋溝２０から雄ねじ部１６に突出してその摩擦抵抗を増大させることができる。
【００８５】
図１０は、本発明によるロッキングねじ１０の第７実施形態図である。この図において、（Ａ）は側面図、（Ｂ）は縦断面図である。
【００８６】
図１０において、軸部１４は、頭部１２と雄ねじ部１６の間にネジ山の無い頸部１５を有する。
また、螺旋溝２０は、頸部１５に設けられ、雄ねじ部１６の螺旋に対し同方向（順方向）に螺旋状に延び、中心線Ｚ−Ｚから外周面１４ａまで延びる。
また、頸部１５にトルクが作用したときに、頸部１５が軸方向に伸長する。
【００８７】
この構成により、トルクを除荷したときに、弾性力により、頸部１５が軸方向に短かくなり、頭部１２と雄ねじ部１６の間に引張力を付加するので、雄ねじ部１６の摩擦抵抗が増大し、別部品なしに振動や外力による緩みを防止することができる。
【００８８】
図１１は、本発明によるロッキングねじ１０の第８実施形態図である。この図は、図１（Ｂ）と同様の縦断面図である。
【００８９】
図１（Ｂ）において、螺旋溝２０は、中心線Ｚ−Ｚに対し直交している。
これに対し、図１１の螺旋溝２０の半径方向の切り込み方向は、中心線Ｚ−Ｚに対し、直交以外の角度であり、螺旋溝２０で形成される螺旋面２１が、中心線Ｚ−Ｚに対し、直交以外の角度で交差し、外周面１４ａから中空孔１８まで延びている。この例で、螺旋面２１は切頭円錐形である。
なお、中心線Ｚ−Ｚとの交差角度は、この例では約７５°であるが、本発明はこれに限定されず、直交以外であってもよい。
この構成により、螺旋溝２０を有する軸部１４の特性（例えば、軸方向又は半径方向の剛性）を調整することができる。
【００９０】
図１２は、本発明によるロッキングねじ１０の第９実施形態図である。この図は、３本の螺旋溝２０を有する軸部１４の断面を示している。なお、螺旋溝２０は、１，２本でも、４本以上でもよい。
【００９１】
図１２（Ａ）において、螺旋溝２０の周方向の切り込み方向は、中心線Ｚ−Ｚを通る半径方向に延びている。
【００９２】
図１２（Ｂ）において、螺旋溝２０の周方向の切り込み方向は、中心線Ｚ−Ｚを通る半径方向からオフセットし、螺旋溝２０の内面は、中心線Ｚ−Ｚからオフセットしている。
図１２（Ｃ）は、図１２（Ｂ）の軸部１４にトルクが作用した状態を示している。図１２（Ｂ）の軸部１４にトルクが作用すると、オフセットした螺旋溝２０の内面が重なって、直径が細くなる。
【００９３】
この場合、螺旋溝２０の内面は、中心線Ｚ−Ｚからオフセットしているので、軸部１４の一部（鋭角部Ｅ）が外方に突出する。
従って、この状態で、締付トルクを除荷すると、軸部１４の弾性により、螺旋溝２０のある軸部１４は締付トルクが作用していない状態に戻ろうとする。この弾性力により、軸部１４の直径が太くなり、鋭角部Ｅが下穴と接触するので、摩擦抵抗が増大し、より緩み難いねじとなる。
【００９４】
図１３は、本発明によるロッキングねじ１０の製造方法の説明図である。この図において、本発明の製造方法は、Ｓ１〜Ｓ３の各ステップ（工程）からなる。
【００９５】
ステップＳ１（弾性部材３の準備）では、中心線Ｚ−Ｚを中心に回転駆動される頭部１２と、頭部１２から中心線Ｚ−Ｚに沿って延びる軸部１４と、を備えた弾性部材３を準備する。
ステップＳ２（中空孔１８と螺旋溝２０の加工）では、弾性部材３に、中心線Ｚ−Ｚに沿って螺旋状に延び、軸部１４の一部を軸方向に伸縮可能にする螺旋溝２０を加工する。
なお、このステップにおいて、中心線Ｚ−Ｚに沿って延びる中空孔１８と、螺旋に対し逆方向に中空孔１８から外周面１４ａまで延びる螺旋溝２０とを加工するのがよい。
ステップＳ３（雄ねじ部１６の成形）では、次いで、軸部１４の外周面１４ａに螺旋状の雄ねじ部１６を成形する。
【００９６】
ステップＳ３では、例えば軸部１４に設定トルクＴを作用させた状態で、雄ねじ部１６に第１ピッチＰ１と第１ピッチ径Ｄ１を有する雄ねじ山１６ａを成形する。
【００９７】
雄ねじ山１６ａの成形は、例えば、転造又は切削により成形するのがよい。
【００９８】
転造の場合、弾性部材３の頭部１２と軸部１４の先端（又はその延長部分）の間に、設定トルクＴを作用させた状態で、軸部１４の外周面１４ａを転造して雄ねじ山１６ａを成形することができる。
【００９９】
切削の場合、同様に、軸部１４に設定トルクＴを作用させた状態で、軸部１４の外周面１４ａを切削加工して雄ねじ山１６ａを成形することができる。
【０１００】
なお、雄ねじ山１６ａの成形方法は、上述した例に限定されず、その他の手段であってもよい。例えば、軸部１４に負荷（トルク）が作用していない無負荷状態において、上述した無負荷ピッチＰ０と無負荷ピッチ径Ｄ０に加工してもよい。
【０１０１】
また、上述した雌ねじ部１９及び雌ねじ山１９ａ，１９ｂも、雄ねじ山１６ａと同様に成形することが好ましい。
【０１０２】
上述本発明によれば、螺旋溝２０が、中心線Ｚ−Ｚに沿って螺旋状に延び、軸部１４の一部を軸方向に伸縮可能にする。この構成により、頭部１２と雄ねじ部１６の間に被固定物を固定する際に、雄ねじ部１６の螺合（前進）により、軸部１４に引張力が作用して螺旋溝２０のある軸部１４が軸方向に伸びる。
従って、締付トルクを除荷しても、螺旋溝２０のある軸部１４の弾性により、頭部１２と雄ねじ部１６の間に引張力が保持され、別部品なしに振動や外力による緩みを防止することができる。
【０１０３】
また、螺旋溝２０が、雄ねじ部１６の螺旋に対し逆方向に延びる場合、軸部１４に締付トルクが作用したときに、雄ねじ部１６の直径が細くなるので、雄ねじ部１６の締め付け抵抗が小さくなり、容易に締め付けることができる。
【０１０４】
また、締付トルクを除荷すると、軸部１４の弾性により、螺旋溝２０のある軸部１４は、締付トルクが作用していない状態に戻ろうとする。この弾性力により、雄ねじ部１６の直径が太くなり、雄ねじ山１６ａのピッチがずれるので、雄ねじ部１６の摩擦抵抗が増大し、別部品なしに振動や外力による緩みを防止することができる。
【０１０５】
上述したように、本発明はねじ又はボルト（ねじ等）の一体構造により、ねじ等自体で別部品なしに緩み止め効果を発揮する。
【０１０６】
すなわち具体的には、雄ねじ山１６ａの回転方向とは逆方向又は同方向に切れ目を入れて、締付トルクにより細くなり、締結後にトルクがかからなくなった状態で太く膨らむことにより摩擦が増えて緩まなくなる。
【０１０７】
また、軸方向の締め付けの際に、軸方向の引張力が頭部１２と軸部１４の間に残るので安定かつ継続した力で締結が可能になる。
本発明の構造はナットとの組み合わせだけでなく、上述したように、ねじ単体でタップネジとしても緩み止めと締結力の持続が可能となる。
【０１０８】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されず、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。
【符号の説明】
【０１０９】
Ｄ０  無負荷ピッチ径、Ｄ１  第１ピッチ径、Ｄ２  第２ピッチ径、
Ｄ３  第３ピッチ径、Ｅ  鋭角部、Ｆｓ  軸方向力、
Ｆｒ  半径方向外向きの力、Ｐ０  無負荷ピッチ、Ｐ１  第１ピッチ、
Ｐ２  第２ピッチ、Ｐ３  第３ピッチ、Ｔ  設定トルク、Ｚ  中心線、
２  対象物、３  弾性部材、１０  ロッキングねじ、１２  頭部、
１２ａ  トルク負荷面、１４  軸部、１４ａ  外周面、１５  頸部、
１６  雄ねじ部、１６ａ  雄ねじ山、１８  中空孔、１９  雌ねじ部、
１９ａ，１９ｂ  雌ねじ山、２０  螺旋溝、２１  螺旋面、
２２Ａ  第１取外し治具、２２Ｂ  第２取外し治具、
２３Ａ，２３Ｂ  治具頭部、２４Ａ，２４Ｂ  治具軸部、
２５Ａ，２５Ｂ  治具雄ねじ山、２６  ロック機構（階段状の突起）、
２８  変形部材
【図１】
2017194121.tif 000003
【図２】
2017194121.tif 000004
【図３】
2017194121.tif 000005
【図４】
2017194121.tif 000006
【図５】
2017194121.tif 000007
【図６】
2017194121.tif 000008
【図７】
2017194121.tif 000009
【図８】
2017194121.tif 000010
【図９】
2017194121.tif 000011
【図１０】
2017194121.tif 000012
【図１１】
2017194121.tif 000013
【図１２】
2017194121.tif 000014
【図１３】
2017194121.tif 000015