JPS5947513A

JPS5947513A - コイル状にした非円形ねじ

Info

Publication number: JPS5947513A
Application number: JP15570282A
Authority: JP
Inventors: 大元　聖司
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1982-09-07
Filing date: 1982-09-07
Publication date: 1984-03-17
Also published as: JPS6344962B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】この発明は、加工物に予め設けられたねじ下穴内にねじ
込んで、塑２性加工によシめねじを形成しなからそ晴の
一！ま締め付けを終らせてしまう形式の、非円形断面を
持ったタッピンねじを主とする締め付けねじのねじ部の
形状に関するものである。

日本工業規格のねじ用語によると、［ねじ山とは円筒ま
たは円すいの表面にコイル状につくられた断面の一様な
突起」であり、「ねじとはねじ山を持った円筒または円
すい全体をいう」となっている。この用語からすると、
突起の断面が必ずしも一様であることを必要としないこ
の発明では、ねじ山はねじ山状突起と言い替え、このよ
うなねじ山状突起を持ち、全体にねじシを与えられたこ
の発明における円筒または円すい全体は、ねじ状体とで
も言った方がむしろ妥当であるように思われる。その他
の用語は、説明上特に不都合もないようなので、ねじ用
語のものをそのまま適用していくことにする。

通常、この種のタッピンねじでは、ねじ込みトルクが小
さく、締め付は後の緩み止めの効果の良いものが求めら
れることになるが、ねじ込みトルクを小さくすることに
重点をおくと、締め付けた後の緩み止めの効果は期待し
難いのが普通であり、緩み止めの方に重点をおくと、必
然的にねじ込みトルクの増大を招く結果となった。すな
わち、ねじ込みトルクの大きいものは戻しトルクも大き
く、作業性向上の要求に応じてねじ込みトルクを小さく
したものは、殆んどすべて戻しトルクも小さく緩み易い
という結果になっていたのである。この相反する二つの
要件を、両方共満足させるために、従来いろいろと改良
の努力が払われてきたが、結局は、使用目的に対応させ
て両者の妥協点を見出すことに帰し、両者を同′時に満
足させるものはなかなか得られなかったのである。

この発明の目的は、相反するこの二つの要件の両方をで
きるだけ十分に満足させることのできる新規な形状のね
じ状体を得ることにある。他の目的は、ねじ込み初期の
食いつきをよくし、小さ目なねじ下穴に対しても良好な
作業性を期待できるような形状のねじ状体を得ることに
あシ、締め付けの進行にしたがって軸力が次第に増加し
ていくようなねじ状体の新規な形状を得ることにある。

また、他の目的は、転造によって容易に量産することの
できる形状のねじ状体を得ることにある。

これらの目的を達成するためになされた、この発明の構
成を、図面について説明する。第１図は、この発明によ
るねじ状体の一般的の形状を示した実施例であって、ね
じ部を除いては、全体の外観は従来のタッピンねじとほ
とんど同じ形状で示されている。すなわち、頭部１は公
知の形状であり、これに接続してねじ部２がある。この
ねじ部２には、その全長にわたってコイル状のゆるやが
なねじりが与えられ、ねじ部２の軸直角断面は、第２図
、第３図、第４図に示しであるような、いろいろの形を
した非円形の中から選ばれた形状をもたせである。第１
図のねじ部２には、左巻きのコイル状のねじシが与えら
れ、全長にわたって約１廻転強だけ緩くひねった状態で
あることが示されている。すなわち、普通の概念のねじ
棒が非常にゆるやかではあるが、さらにコイル状にねじ
られた形状になっているのである。したがって、ねじ部
２の全長についてみると、最終的作用外径Ｗ、Ｄ（これ
は一般のねじにおける呼び径にあたる）はねじりのつる
巻線Ｘにおけるうねシの最大幅によって表わされるもの
である′ことが分かる。５はねじ部２の先端に設けられ
たテーパー状の案内部である。ねじ部２の軸直角断面の
形状は、第２図のものではほぼ円形、第３図のものでは
ほぼだ円形、第４図のものでは角部に丸味をもたせたや
や外ふ０４を通る直線（２Ａ１２Ｂ）、（３Ａ　Ｉ　３
　Ｂ’）および（４Ａ、４０．４Ｄ）に対してそれぞれ
ほぼ対称の形になった非円形であシ、中心ｏ２．０３．
０４よシの距離が最も大きくなっている各非円形の最大
部（２Ｐ）、（３：ｐ、３Ｑ）、（４Ｆ、４Ｑ。

４Ｒ）の数がそれぞれ１個、２個、３個になっているこ
とが分かる。第２図の場合についていうと、円形では最
大部は円周上どこをとっても同じで不定であるが、その
中の特定の１個を取シ出す意味において１個とする。こ
の発明の場合は、半径（０２２Ｆ）、（０２２（Ｌ）は
等しくないことを前提とし、はぼ円形なる語を使用して
いるのである。

非円形の形状は、このように幾何学的に整った形状のも
のだけに限定されるものではなく、必要があれば他のど
のような形のものともすることができるが、一般に機械
工作技術上の難易を考慮すると、幾何学的に整った形状
のものの方が有利である。最終的には、これら非円形の
形状はその最大部の数とともに、使用時のねじ込みトル
クの軽減と締め付は後の緩み止めの効果を考慮し、使用
条件に合わせて決められるべきものである。

軸直角断面が非円形の前記のようなねじ素材の外周面上
には、ねじ部２の全長にわたシ、連続したねじ山状突起
６が刻設しである。このねじ山状突起６は、その断面が
どこでも一様である必要はない。非円形の最大部（２Ｐ
）、（３Ｆ、３Ｑ）、（４ｐ　＋　４　Ｑ　Ｉ　４　Ｒ
）付近だけを、加工あるいは締め付けされるめねじのね
じ溝の輪郭形状と一致させておけばよく、その他の部分
では、完全なねじ山形の輪郭を上限として、ねじ山の角
度も山の高さも異なっていて差支えない。ねじ山の角度
は鈍角に、山の高さは低くなるように変形させるのが普
通である。先行特許第１’ｉ’ｌ’１３０号、「非円形
ねじ」にはこのような形状のものが示されている。

非円形の最大部（２Ｐ）、（３Ｆ、３１、（４Ｐｌ　４
ＱＩ　４Ｒ）におけるねじ山状突起６の最だけが仮想の
円筒の内面に接するように、非円形の中心０２、Ｏａ、
０４と前記仮想円筒の中心Ｏｌとは所要の距離を保つよ
うに偏心させておく。すなわち、従来のものと異なシ非
円形の中心０２．０３．０４と仮想円筒の中心０１とは
一致していないのである。

との関係を模型的に透視して示しである。直線０１−〇
ｔを中心軸とする仮想円筒６の内側面に接する一つのつ
る巻線又は、円筒６の下面７より約１廻転強左巻きに廻
って上面８に達しているが、０２を中心とするほぼ円形
の軸直角断面の最大部２Ｐは、下面７において円０１に
接し、この状態を保持した！、ま、つる巻線Ｘに沿って
左巻きに徐々に廻転しつつ上昇し、上面８に至っている
。

この発明によるねじ状体は、以上述べたように構成され
ているので、このねじ状体のねじ込み作用における中心
は、ねじ込みの初期においては非円形素材の中心０２．
０３．０４であり、ねじ込みが次第に進行していくに従
って、その中心は移動し、最終的には、仮想円筒６の中
心０１に至る。ねじ込みの中間の位置においては、ねじ
込み作用の中心は、ねじ部２の全体の長さとつる巻線Ｘ
のリード角によって定まる比率によって変わることにな
るので、これらは現実の使用目的に合わせて設計されて
いなければならない。第１図に示した実施例のものでは
、つる巻線又はねじ部２の全長において約１廻転強巻き
ついているので、最終的作用外径Ｗ、Ｄは仮想円筒６の
直径と同じであり、その時のねじ込み作用の中心は当然
仮想円筒６の中心０１である０ねじ込み作業時の中心の
移動は、当然２Ｆ−２Ｑ）の長さをもち、ねじ工大内の
側壁に２ｐｓ　２Ｑの二点で接触している。ねじ込みの
進行に従って、点２Ｑは次第に工大内の側壁よシ遠ざか
シ最終的の作用外径Ｗ、Ｄに達する。第３図のものにお
いては、初期の作用外径は＋ｄ＜　３　Ｆ−６Ｑ）の長
さを持ち、ねじ工大内の側壁に３　ｐ　’ｓ６Ｑの二点
で接触している。ねじ込みの進行に従って、点３Ｑが次
第に工大内の側壁よシ遠ざかり、最終的の作用外径Ｗ、
Ｄに達するのは第２図の場合と同じである。第４図のも
のにおいては、初期の作用外径は、０４を中心とし、点
４Ｆ、４Ｑ、４Ｒを通る円の直径に等しく、ねじ工大内
の側壁に４Ｐ１４Ｑ１４Ｒの三点で接触している。ねじ
込みの進行に従って、点４Ｑ、、４Ｒは次第に工大内の
側壁よシ遠ざかシ、最終的の作用外径ｖｒ、　ＤＫ達す
ることになる。

ねじ込み作用の中心の移動は、非円形素材の中心０２．
０３．０４と仮想円筒６の中心０１との偏心距離Ｈに相
当し、作用外径は偏心距離■の２倍だけ変化することに
なる。この偏心距離Ｈは、ねじ状体の呼び径と作用長さ
すなわちねじ部２の全長の長さにより、前記つる巻線Ｘ
のリード角と関連して設定されるべき設計事項であって
、０に近接した値よシ、必要に応じ、次第に大きないか
なる値をも取ることができるが、通常、呼び径Ｍ３〜Ｍ
６位のものについてはおおむね０．１〜０．２５位に設
定されることが多い。この偏心は、つる巻線Ｘの初ま如
における偏心距離Ｈの値をＯとし、次第にその値を増加
して行って、所要の最終値に達するように設定すること
も可能である。

この発明のねじ状体は、ねじ込み作業の進行にあたり、
作用外径の変化があるので、ねじ込み初期にはねじ下穴
がかなシ小さ目であっても、よくこれに適合して作業を
進めることができるし、作業が進むに従がって、作用外
径が徐々に増して行くと共に、ねじ下大内の側壁に接す
るねじ状突起６はつる巻線Ｘのねじ、９に沿って接触状
態が徐々に変動することになるので、めねじの成形作用
は徐々Ｋかつ極めて円滑に行われるのである。さらにね
じ込みが進行すれば、ねじ部２のゆるやかなコイル状の
ねじシによる弾力の反発効果も徐々に付加されて行って
軸力を増す作用を起し、締め付は完了後もこの弾力は残
存し、緩み止め作用をすることになるのである。

ねじ部２に与えられたコイル状のねじシは、右ねじの場
合左巻きＫするのが普通で−あり効果が良と、左巻きの
コイル状のねじシはコイルを巻き込む方向にねじられる
ので、コイル外径は縮小する傾向になってねじ込み易く
なシ、ねじ部２を反対方向に廻すと、左巻きのコイルは
外径を拡大する傾向になってねじ状突起６がめねじに食
い込むように作用するので、緩み止めの効果が起るから
である。

この発明のねじ状体は、全体的にみると、丸棒素材よシ
転造によって量産するのに適した範囲の非円形状となっ
ているので、このねじ状体を平面上に展開した時得られ
るような形状のねじ面を持ったねじ転造平ダイスを用い
ることによυ容易に転造することができる。

このねじ状体は、通常、焼入硬化してタッピンねじとし
て使用するが、単に締め付けのみに使用する場合、ある
いはプラスチック材料等に使用する場合には焼入する必
要はない。

【図面の簡単な説明】第１図はこの発明の一般的形状を示す平面図、第２図、
第３図、第４図はそれぞれねじ部の軸直角断面図で説明
の便宜上リードを付けずやや拡大して示しである。第６
図は、非円形素材と仮想円筒との関係を模型的に透視し
て示した説明図である０１は頭部、２はねじ部、３はねじ山状突起、４は山の頂
、５は案内部、６は仮想円筒、７は仮想円筒の下面、８
は仮想円筒の上面。又はつる巻線、０１は仮想円筒の中心、０２Ｎ１０３ｓ
０４はそれぞれ第２図、第３図、第４図における非円形
の中心。（２１，２Ｂ）、（３Ａｔ　３Ｂ）、（４ＡＩ４０１４
Ｄ）はそれぞれ前記各非円形の中心を通る直線、（Ｓｌ
、２１、（３Ｆ、３Ｑ）、（４Ｐ。４Ｑ、、４Ｒ）はそれぞれ前記各非円形における最大部
の点、Ｗ、Ｄはねじ部２の最終的の作用外径、Ｈは偏心
距離である。

Claims

【特許請求の範囲】 ■　全長にわたってコイル状のゆるやかなねじりを与え
た非円形素材の外周面上には、連続したねじ山状突起を
刻設し、素材の非円形の最大部における前記ねじ山状突
起の山の頂を順次連ねていってなるつる１巻線の内の一
つだけが仮想の円筒の内面に接し、素材の他の部分はす
べて前記円筒の内面よシ離れているように形成され、非
円形素材の中心と前記円筒の中心軸とは所要の距離を保
つように偏心させであることを特徴とするコイル状にし
た非円形ねじ〇 ■　非円形素材の軸直角断面の形状は、はぼ円形となっ
ている特許請求の範囲第１項記載のコイル状にした非円
形ねじ。 ■　非円形素材の軸直角断面の形状は、はぼだ円形と力
っている特許請求の範囲第１項記載のコイル状にした非
円形ねじ。 ■　非円形素材の軸直角断面の形状は、真部に丸味を持
たせたやや外ふくらみの３角形となっている特許請求の
範囲第１項記載のコイル状にした非円形ねじ。