JP2004190713A

JP2004190713A - 緩み止めネジ

Info

Publication number: JP2004190713A
Application number: JP2002356373A
Authority: JP
Inventors: Nariaki Sano; 成昭佐野
Original assignee: YAMASHINA CORP
Current assignee: YAMASHINA CORP
Priority date: 2002-12-09
Filing date: 2002-12-09
Publication date: 2004-07-08

Abstract

【課題】所望の緩み止め効果を有するとともに、金型の製造が容易な緩み止めネジを提供することにある。
【解決手段】雄ネジのネジ山１４が、ネジ山本体１５の上部に略台形の頂部１６を上下２段に積み重ねた断面形状を有する。そして、前記頂部１６の高さ寸法が回転方向に沿って一定の周期で増減する。
【選択図】図４

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は緩み止めネジ、特に、軸心方向の振動に対して優れた耐震性を備えた緩み止めネジに関する。
【０００２】
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】
従来、緩み止めネジとしては、例えば、偏向したネジ山を備えた緩み止めネジが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特公昭４８−１３９０２号公報図２
【０００４】
前記緩み止めネジの雄ネジをナットの雌ネジに締め付けることにより、雄ネジの偏向したネジ山頂部を雌ネジの谷面に部分的に食い込ませて緩み止めするものである。
【０００５】
しかし、前述の緩み止めネジをナットに締め付けた後、軸心方向に所定の周期で振動させると、緩みトルクが小さくなりやすく、所望の緩み止め効果が得られない。
【０００６】
このため、断面形状が略おむすび形の軸部を有する緩み止めネジが提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００７】
【特許文献２】
特公昭５７−４４８５１号公報図４〜図７
【０００８】
しかし、前記緩み止めネジは、緩み止め効果が比較的小さく、転造で大量に製造しようとすると、軸部の断面形状が略おむすび形であるので、転造金型に高い加工精度を必要とし、その製造に手間がかかるという問題点があった。
【０００９】
本発明は、前記問題点に鑑み、所望の緩み止め効果を有するとともに、金型の製造が容易な緩み止めネジを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明にかかる緩み止めネジは、前記目的を達成すべく、雄ネジのネジ山の頂部を、螺合される雌ネジの谷底部に部分的に食い込ませて緩み止めする緩み止めネジにおいて、前記雄ネジのネジ山が、ネジ山本体の上部に略台形の頂部を積み重ねた断面形状を有するとともに、前記頂部の高さ寸法を回転方向に沿って一定の周期で増減する構成としてある。
【００１１】
したがって、本発明の緩み止めネジによれば、ネジ山本体に積み重ねた頂部が断面略台形であり、その天面縁部が雌ネジの谷底部に切り刃として作用する。このため、軸心方向に振動を与えると、前記天面縁部が雌ネジに切り込んでより一層深く食い込むことになり、緩み止め効果が向上する。さらに、本発明にかかる緩み止めネジの軸部の断面形状は従来例のように特殊な形状とする必要がなく、高い加工精度を必要とする場合であっても、従来例よりも金型の製造が容易になる。
【００１２】
また、前記頂部の高さ寸法は１回転当たり複数回の周期で増減することが好ましく、前記頂部の山角度は、前記ネジ山本体の山角度よりも小さいことが好ましい。さらに、雄ネジのネジ山の最大径は、螺合する雌ネジの谷径よりも大きいことが好ましい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明にかかる一実施形態を図１ないし図５の添付図面に従って説明する。
図１に示すように、本実施形態にかかる緩み止めネジ１０は、大略、軸部１１と頭部１２とからなるものである。そして、前記軸部１１は、断面円形の軸部本体１３に１条のネジ山１４を形成したものである。このネジ山１４は、図２および図３に示すように、ネジ山本体１５に断面略台形形の頂部１６を上下２段に積み重ねた断面形状を有している。
【００１４】
前記ネジ山本体１５は、図２に示すように、山角度が６０度であるとともに、その上部に一体に形成されている頂部１６の山角度は３０度である。特に、前記頂部１６の天面１７の両側縁部は鋭いエッジとなっている。さらに、前記頂部１６の両側面１８，１８は前記天面１７の巾寸法まで収束している（図２（Ａ），図３）。
【００１５】
前記頂部１６の高さ寸法は、前記ネジ山本体１５の高さ寸法の２０％から４０％、特に、３０％前後であることが好ましい。２０％未満であると、所望の緩み止め効果が得られないからであり、４０％を越えると、螺合する際の抵抗が大きくなりすぎて捩じ込みにくくなるからである。
【００１６】
また、頂部１６の山角度は、雌ネジのネジ山に対して天面１７の片側縁部が１０度から２０度の食い込み角度で切り込む角度とすることが好ましい。例えば、雄ネジのネジ山本体１５の山角度が６０度である場合には、前記頂部１６の山角度は２０度から４０度とすることが好ましい。食い込み角度が１０度未満であると、所望の緩み止め効果が得られないからであり、２０度を越えると、捩じ込み抵抗が増大して捩じ込み作業が困難になるからである。
【００１７】
また、前記頂部１６の高さ寸法の周期は、１回転当たり２周期から８周期、特に、３周期から４周期であることが好ましい。２周期以上であると、軸部が２点で支持されることになり、片当たりすることがなくなるからであり、８周期を越えると、所望の締付破断トルクが得られないからである。
【００１８】
前記緩み止めネジ１０が螺合する雌ネジ２０は、図４および図５に示すように、山角度６０度のネジ山２１を有するものであり、その谷底部２２の内径は前記ネジ山１４の最大直径よりも小さい。このため、前記ネジ山１４を雌ネジ２０に螺合すると、前記頂部１６の一部、特に、天面１７の片側縁部が切り刃となって雌ネジ２０の谷底部２２に切り込んで食い込む。特に、軸心方向に振動が加わると、その分力で前記天面１７の片側縁部がより深く食い込むように作用する。このため、振動が加われば加わるほど、より一層緩みにくくなるという利点がある。
【００１９】
したがって、雄ネジ１０のネジ山１４の最大高さ寸法は、螺合するナットの雌ネジに設けた谷底部の内径よりも０．３％から２．７％大きいことが好ましい。０．３％未満であると、所望の緩み止め効果が得られないからであり、２．７％を越えると、捩じ込み抵抗が増大して捩じ込み作業が困難になるからである。
【００２０】
【実施例】
（実施例１）
軸部の公称直径６．２３ｍｍから直径５．７９ｍｍまでの間が山角度３０度のネジ山の頂部であり、前記頂部はネジ山高さの高低を一回転当たり３周期としてある。前記頂部の断面は略台形であり、その頂部の底部における幅寸法Ｗ（図２Ｂ）は０．２３ｍｍであった。さらに、直径５．７９ｍｍから直径４．８３ｍｍまでの間が山角度６０度のネジ山本体である。前記軸部の長さは１５ｍｍであり、ネジ先端のテーパーネジ部を除くと、１２ｍｍが有効ネジ長さである。なお、ネジの座面径は直径９．０ｍｍであり、その材質はＳＷＣＨ３８Ｋ材であり、硬度２２〜３２ＨＲＣであった。
【００２１】
そして、前記サンプルを厚さ１２ｍｍ、雌ネジの谷径６．０８ｍｍのアルミダイカスト製ナット（図示せず）に締付トルク８０ｋｇ・ｃｍで締め付けた。ついで、緩めるときの緩みトルクを測定した後、再度、締付トルク８０ｋｇ・ｃｍで締め付けた。ついで、軸心方向に振幅０．５ｍｍ、１８００ｒｐｍの振動を５分間与えた後、緩めたときの緩みトルクを測定し、緩みトルク低下率を計算した。最後に、サンプルが破断するときの締付破断トルクも測定した。測定結果および計算結果を図６に示す。
【００２２】
なお、緩みトルクはハンドトルクメータで測定した。また、緩みトルク低下率とは、振動を負荷する前の緩みトルクと振動を負荷した後の緩みトルクとの差を、振動を負荷する前の緩みトルクで除して百分率で表したものをいう。
【００２３】
（比較例１）
実施例１と公称直径（軸部の公称直径が６．２３ｍｍ）が同一である市販品のネジ（製造ＪａｐａｎＦａｓｔｅｎｅｒｓＲｅｓｅａｒｃｈ＆ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏ．，Ｌｔｄ．）をサンプルとし、実施例１と同一条件で振動前後の緩みトルク、および、締付破断トルクを測定し、緩みトルク低下率を計算した。ただし、比較例１は、山角度６０度のネジ山本体に山角度３０度の頂部を積み重ねた断面形状であり、前記頂部の底部における幅寸法は実施例１の幅寸法Ｗよりも狭い０．１３ｍｍであり、スマートなネジ山であった。測定結果および計算結果を図６に示す。
【００２４】
図６から明らかなように、振動前の緩みトルクは実施例１が比較例１よりも若干大きい。さらに、振動後の緩みトルクは比較例１が減少しているのに対し、実施例１は増大しており、緩み低下率はマイナスとなっている。
したがって、振動前の緩みトルクは両者ほぼ同等であるが、軸心方向の振動を与えると、実施例１は緩みトルクが大きくなり、緩みにくくなるのに対し、比較例１は緩みやすくなることが判った。また、締付破断トルクも実施例１の方が比較例よりも大きいことから、実施例１は比較例１よりも緩みにくく、破壊しにくい緩み止めネジであることが判明した。
【００２５】
（実施例２）
軸部の公称直径２．０９ｍｍから直径２．００ｍｍまでの間が山角度３０度の頂部であり、前記頂部はネジ山高さの高低を一回転当たり３周期としてある。前記頂部は断面台形状となっている。そして、直径２．００ｍｍから１．４ｍｍまでの間が山角度６０度のネジ山本体である。軸部の長さは４．５ｍｍであり、先端テーパー部の約１．５ｍｍ等を除き、２ｍｍが有効ネジ部である。座面径は直径３．２ｍｍであり、ネジの材質はＳＷＣＨ１６Ａに浸炭焼入れしたものである。
そして、図７に示すように、前記サンプル３０を、厚さ１．０ｍｍのＳＰＣＣ鋼板からなるライナー３１を介し、アルミダイキャスト製板材３２に設けた直径１．９ｍｍの下穴に、３．０ｋｇｆ・ｃｍの締付トルクで締め付けた。ついで、振幅０．２ｍｍ、振動数１８００ｒｐｍで軸心方向に１０分間振動させた後、緩みトルクを測定した。測定結果を図８に示す。
【００２６】
（比較例２）
軸部の直径２．０４ｍｍ、軸部の断面形状がおむすび形の市販のタッピングネジ（ＴＨＺＭＣ２−１２×４．５）をサンプルとし、下穴を１．８ｍｍとした点を除き、実施例２と同一の条件で緩みトルクを測定した。測定結果を図８に示す。
【００２７】
図８から明らかなように、実施例２が比較例２よりも緩みトルクが約１６％も大きく、振動後であっても優れた緩み止め効果を保持していることが判った。
【００２８】
雌ネジに螺合しても、単なる下穴に螺合しても、軸心方向に振動を与えると、実施例１，２が比較例１，２よりも緩みにくいことがわかった。これは、以下の理由と考えられる。
すなわち、本発明にかかる緩み止めネジの雄ネジを雌ネジに螺合すると、ネジ山本体の上部に設けた略台形の頂部、特に、その天面縁部が雌ネジの谷底部から切り刃のように切り込んで食い込む。そして、軸心方向に振動を負荷すると、その振動力が直径方向と軸心方向とに分力され、軸心方向の分力によって頂部の天面縁部が更に雌ネジに深く食い込むように作用し、より一層緩みにくくなるためであると考えられる。
【００２９】
【発明の効果】
本発明によれば、ネジ山本体の上部に形成した断面略台形の頂部のうち、その天面の片側縁部が雌ネジの谷底部に切り込んで食い込んでいる。特に、軸心方向の振動が加われば加わるほど、振動力の軸心方向の分力で前記片側縁部が雌ネジの谷底部により深く食い込み、より一層緩みにくくなるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の緩み止めネジにかかる一実施形態を示し、図Ａは平面図、図Ｂは正面図、図Ｃは図Ｂで示した軸部の断面図である。
【図２】本実施形態にかかる雄ネジのネジ山の一部を示し、図（Ａ）は拡大平面図、図（Ｂ）は図（Ａ）ＩＶ−ＩＶ線断面図である。
【図３】図２で示した雄ネジの斜視図である。
【図４】本実施形態にかかる雄ネジと雌ネジとの螺合状態を示す拡大断面図である。
【図５】本実施形態にかかる雄ネジの螺合状態を示し、図（Ａ）は拡大正面図、図（Ｂ）は拡大断面図である。
【図６】実施例１および比較例１の実験結果を示す図表である。
【図７】実施例２および比較例２の実験条件を説明するための断面図である。
【図８】図７に基づく実験結果を示す図表である。
【符号の説明】
１０…緩み止めネジ、１１…軸部、１２…頭部、１３…軸本体、１４…ネジ山、１５…ネジ山本体、１６…頂部、１７…天面、１８…側面、２０…雌ネジ、２１…ネジ山、２２…谷底部。

Claims

雄ネジのネジ山の頂部を、螺合される雌ネジの谷底部に部分的に食い込ませて緩み止めする緩み止めネジにおいて、
前記雄ネジのネジ山が、ネジ山本体の上部に略台形の頂部を積み重ねた断面形状を有するとともに、前記頂部の高さ寸法を回転方向に沿って一定の周期で増減することを特徴とする緩み止めネジ。
前記頂部の高さ寸法が１回転当たり複数回の周期で増減することを特徴とする請求項１に記載の緩み止めネジ。
前記頂部の山角度が、前記ネジ山本体の山角度よりも小さいことを特徴とする請求項１または２に記載の緩み止めネジ。
雄ネジのネジ山の最大径が、螺合する雌ネジの谷径よりも大きいことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の緩み止めネジ。