JPH11117929A

JPH11117929A - 雄ねじ、及び雄ねじと雌ねじの螺合構造

Info

Publication number: JPH11117929A
Application number: JP9281543A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Suzuki; 安雄鈴木
Original assignee: SUZUKI NEJI SEISAKUSHO KK
Current assignee: SUZUKI NEJI SEISAKUSHO KK
Priority date: 1997-10-15
Filing date: 1997-10-15
Publication date: 1999-04-27
Anticipated expiration: 2017-10-15
Also published as: JP3977496B2

Abstract

(57)【要約】【課題】弛みを確実に防止でき、締め付けトルクが小
さい雄ねじを提供する。【解決手段】雄ねじ１１の山頂幅Ｈを、雌ねじ１５の
螺合部における谷幅ｈと同じにし、雄ねじの締め付け方
向前方のフランク角ｃを雌ねじ１５の対向するフランク
角ｄより小さくし、後方のフランク角を山頂側ａと麓側
ｂとで相違させ、山頂側の角ａを雌ねじの角ｄより１〜
２°小さくして接触面とし、麓側のフランク角ｂを雌ね
じのフランク角ｄより小さくした。これによって、ねじ
山の頂部でのみ雌雄のねじ山が接触し、最大直径の位置
で弛みへの抵抗トルクが発生するので、弛みを効果的に
防止できる。ねじ山の接触面以外には隙間ができるの
で、締め付けトルクは軽く保つことができる。隙間内に
弛み防止剤を充填すると、剥離しないので、繰り返し使
用が可能である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ボルトやビスなど
の雄ねじに関し、特に、締め付け易く、しかも、弛みに
くい雄ねじと、この雄ねじを用いた雌ねじとの螺合構造
に関する。

【０００２】

【従来の技術】金属やプラスチックなどの被締結部材
に、タッピングなどにより雌ねじを刻設しておき、ボル
トやビスなどの締め付けねじで締め付け固定する雄ねじ
は、マシンねじとして各種の機械の組立に使用されてい
る。

【０００３】図５は、このような従来の雄ねじ１と雌ね
じ２との螺合状態を示す断面図である。雄ねじ１のねじ
山と雌ねじ２のねじ山とは、同一の形状をしており、一
方のねじ山の山頂と他方のねじ山の谷底とがぴったり重
なり合うようにすれば、ガタツキなく止まり、しかも弛
みにくくなる。

【０００４】しかし、そのようにすると、雌雄の両ねじ
山の表面全部が接触することになるので、締め付けトル
クが増大し過ぎて、締め付けが困難になってしまう。そ
こで、図５に示すように、雌ねじ２の谷径Ｄを雄ねじ１
の外径Ｄ′より大きくして締め付けトルクを低減するよ
うにしている。

【０００５】しかしながら、このような構成にすると、
図５の矢印方向に雄ねじをねじ込む場合、ねじ込み方向
の前方の斜面１ａは雌ねじ２のねじ込み方向の後方の斜
面２ａに接触するが、反対側には、隙間ｓができてしま
う。

【０００６】このような隙間ｓができるために、締め付
け後に振動が加わると、雄ねじの斜面１ａと雌ねじの接
触している斜面２ａとがいつの間にか離れ、ねじが弛ん
でしまうこととなる。

【０００７】この対策として、各種の弛み防止剤を使用
することがある。これは、あらかじめ雄ねじに半溶融状
態の弛み防止剤を塗布し、乾燥させた後、雌ねじにねじ
込んで使用するもので、弛み防止剤は微小なカプセルか
らなり、ねじ込まれたときにこのカプセルが破壊されて
再び溶融状態となり、隙間の狭い所にまで入り込んで固
化し、接着力によりねじの弛みを防止するものである。

【０００８】しかし、図５に示すように、雌雄のねじ山
が接触している面積が大きいことと、締め付ける時と弛
める時とではねじ山の接触する面が山の反対側に移動す
る（あるいは、隙間ｓの形状が変化する）ことなどの理
由から、大部分の弛み防止剤が、締め付ける時かあるい
は弛める時に相手側のねじ山と擦れて剥離してしまう。
特に、機械のメンテナンスなどでねじを繰り返し使用す
る場合には、締め付けていた雄ねじを弛めて取り外し、
再度締め付けることになるが、そのたびに弛み防止剤
が、ぽろぽろと剥げ落ちて、弛み止めの効果が再使用の
たびに大幅に低下してしまう、という問題があった。ま
た、再使用の際に、周辺に弛み防止剤のカスが散乱して
汚れる、という問題もあった。

【０００９】このような問題を解決するために、出願人
は、特開平５−７１５２４号で、図６に示す構成の弛み
防止剤が不要のねじを提案している。同図において、３
は雄ねじ、４は雌ねじを示し、雄ねじは矢印の方向に進
行して締め付けられる。雄ねじ３のねじ山は、山頂の幅
Ｗが、螺合する雌ねじ４の谷幅ｗより大きくなってい
る。また、雄ねじ３のフランク角を図示のように締め付
け方向の前後にα、βとし、雌ねじ４のフランク角を図
示のように両側ともにγとしたとき、α＝γ、β＜γと
している。

【００１０】上記の構成により雄ねじを雌ねじに締め付
けると、雄ねじ山頂の後端部３ａが雌ねじ４に食い込
み、補助的な雌ねじ５をタッピングしながら螺入してい
く。そして、この部分が雌ねじ４に強く圧迫され、締め
付け後に震動などを受けても、弛み方向への抵抗となっ
て、弛みを防止できることになる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のねじ
は、補助的な雌ねじ５をタッピングするので、ねじを焼
き入れしなければならず、製造工程が多くなり、かつ、
安価な材料が使用できないという問題があった。

【００１２】本発明は、このような事情からから考えら
れたもので、弛みを確実に防止でき、しかも、焼き入れ
の必要がなく、安価にできる雄ねじを提供することを目
的としている。また、本発明は、弛み防止剤の効果を十
分引き出すことができ、しかも繰り返し使用しても剥離
しにくく、効果が持続する雄ねじと、この雄ねじを用い
た雌ねじとの螺合構造を提供することを目的としてい
る。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明の雄ねじは、雄ねじの山頂幅を雌ねじの螺合
部における谷幅と同じにし、山頂部における両斜面の少
なくとも一方に雌ねじの螺合部の斜面と重なり合う接触
面を形成し、該接触面以外の部分では雌ねじとの間に隙
間が形成されるようにしたことを特徴としている。

【００１４】または、雄ねじの山頂幅を雌ねじの螺合部
における谷幅と同じにし、山頂部の両斜面の少なくとも
一方に接触面を形成し、該接触面のフランク角を雌ねじ
の対向斜面のフランク角より微小な角度だけ小さくして
接触面が山頂側で雌ねじと常時接触するのに対し麓側で
は弾性変位を受けたとき雌ねじと接触するようにし、雄
ねじのねじ山の上記接触面以外では雌ねじのねじ山との
間に隙間が形成されることを特徴としている。

【００１５】または、雄ねじの山頂幅を、雌ねじの螺合
部における谷幅と同じにし、雄ねじの両側斜面の一方の
フランク角を雌ねじの対向するフランク角より小さく
し、他方のフランク角を山頂側と麓側とで相違させ、山
頂側のフランク角を雌ねじのフランク角より１〜２°小
さくした接触面とし、麓側のフランク角を雌ねじのフラ
ンク角より小さくした構成としてもよい。

【００１６】以上の各構成において、接触面が、雄ねじ
の締め付け方向後方の斜面に形成されることが望まし
い。本発明の雄ねじと雌ねじの螺合構造は、上記のいず
れかの雄ねじと、雌ねじとの螺合構造であって、上記隙
間に弛み防止剤が充填された構成を特徴としている。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施例を図面によ
って説明する。図１は、本発明の雄ねじ１１を備えたビ
ス１０を要部を示す図である。同図に示すように、ビス
１０は、雄ねじ１１と、ドライバにより回すための頭部
１２と、ドライバビットが嵌合するためにこの頭部１２
に形成された十字型のビット穴１２ａとを有している。
雄ねじ１１は、ねじ山の頭部１２側の山頂側に、接触面
１１ａを有している。

【００１８】図２から図４により、この接触面を説明す
る。図２は、この接触面１１ａの拡大図で、図３は雄ね
じ１１と雌ねじ１５のねじ山の形状を示す拡大図、図４
は図１の雄ねじ１１と、雌ねじ１５とが螺合している状
態を示す要部断面図である。これらの図中において、雄
ねじ１１の進行方向を矢印で示す。

【００１９】図３に示すように、まず、雄ねじ１１の山
頂の幅Ｈは、雌ねじ１５の嵌合する谷幅ｈと同じであ
る。また、雄ねじ１１のねじ山は、締め付け方向の後方
に折曲した２つの斜面１１ａと１１ｂとがあり、山頂側
の斜面１１ａが接触面１１ａとなる。締め付け方向の前
方の斜面は１１ｃのみである。そして、各斜面のフラン
ク角を、図示のようにａ，ｂ，ｃとする。

【００２０】一方、雌ねじ１５のねじ山は、二等辺三角
形で、前後の斜面１５ａ，１５ｂのフランク角は、とも
に等しくｄとなっている。そして、上記実施例では、こ
れらａ，ｂ，ｃ，ｄの値は、次のようになっている。ａ
＝２９°、ｂ＝２０°、ｃ＝２５°、ｄ＝３０°

【００２１】ａとｄとは、微小な角度１°の差がある。
すなわち、接触面１１ａは、山頂側では常時雌ねじの斜
面に接触しているが、接触面１１ａの下側（又は麓側）
では、雌ねじ１５との間に微小な隙間ができる。締め付
け力とか、締め付け後の温度変化などによる応力を受け
たとき、雄ねじ１１のねじ山が弾性変形するが、その変
形は、この隙間が無くなるまで可能であり、このような
構成によって、接触面１１ａの山頂側には、あたかもば
ねで押さえるように、大きな力が加わることになる。

【００２２】ここで、雄ねじ１１のねじ山の山頂部分
は、雄ねじ１１の直径の最大の位置である。そして、直
径が最大の位置に弾性力による摩擦力が加えられるの
で、この摩擦力による抵抗トルクは最大になる。言い換
えれば、ねじを締め付けた後に接触面１１ａに加わる力
が最大に作用して弛みを防止することになり、最も効率
がよい。

【００２３】次に、ｂ＜ａの関係があり、雄ねじ１１の
麓側では雌雄のねじの間に断面がくさび型の隙間ｓがで
きることになる。そして、ｃ＜ｄであるが、ａ−ｂが約
１０゜程度であるのに対し、ｄ−ｃの値は、角度で約半
分の５゜程度となっている。

【００２４】図４の螺合状態の図に示すように、雄ねじ
１１が雌ねじ１５に螺合すると、雄ねじ１のねじ山の山
頂部分が雌ねじ１５の谷に（ねじの）軸方向のガタツキ
なく嵌合する。また締め付け力により、接触面１１ａの
全体が雌ねじ１５の斜面１５ｂと面接触するまで雄ねじ
１１は変形が可能となる。これに対し、接触面と反対側
の斜面では、山頂の稜線のみが線接触している。

【００２５】また、雄ねじ１１の山頂部以外において
は、雄ねじの山頂と雌ねじの谷底との間は勿論、フラン
ク角に相違を設けているので、雌雄のねじ山の斜面相互
間にも隙間ｓが確保できる。そのため、締め付けトルク
が上昇することもなく、軽く締め付けることができる。

【００２６】以上の構成において、フランク角ａ，ｂ，
ｃは実施例の数値に限定されない。ｄ−ａは上記実施例
では１°であったが、ねじ山の変形が弾性限度内に収ま
る範囲内にあればよく、１〜２°程度が適正な範囲であ
る。

【００２７】なお、フランク角ａをｄと全く同一にする
と、接触面１１ａはその全体が雌ねじに常時接触するこ
ととなり、上述した弾性力による効果が得られないこと
にはなる。しかし、接触面１１ａ自体がねじ山の頂部に
あるので、ここに大きな締め付け力などの力が加わるこ
ととなり、弛み防止の効果は若干低下するが、従来のね
じよりは遥かに優れたものとなる。

【００２８】図４（ｂ）は、上記の隙間ｓに弛み防止剤
Ａを充填した実施例を示す図である。従来例でも述べた
ように、ねじの弛みを防止するものとして、種々の弛み
防止剤が使用されているが、本発明の雄ねじの場合、そ
のような弛み防止剤の使用に最適である。

【００２９】図５に示すような従来からある通常のねじ
では、弛み防止剤を塗布しても締め付けの際に、雌雄の
ねじ山が接触して擦れ合い、弛み防止剤が剥離し、弛み
止めの効果を十分に得ることができなかった。

【００３０】これに対し、本発明の雄ねじ１１では、図
４（ｂ）に示すように、接触面１１ａ以外には、必ず隙
間ｓができ、しかも、この隙間ｓは、（雄ねじと雌ねじ
との螺合に軸方向のガタツキがないから）締め付けの時
も弛める時も同じ形状を保っている。したがって、弛み
防止剤Ａは剥離されず、両側のねじ山を接着状態に保
ち、弛みを効果的に防止できるのである。特に、ねじを
繰り返し使用する場合でも、弛み防止剤が剥離しないの
で、接着力の低下も僅少ですみ、弛み止めの効果を持続
できる。

【００３１】また、本発明の雄ねじ１１は、図６のねじ
のように補助的な雌ねじ５をタッピングする必要がない
ので、焼き入れ処理の必要がなく、材質的にも安価な調
質材を使用することができ、材質と工程の双方からのコ
ストダウンが可能となる。

【００３２】さらに、本発明の雄ねじであれば、雌ねじ
との螺合の途中でも、接触面１１ａは常に雌ねじに接触
しているので、接触する山数を確保できれば、最後まで
締め付けなくても弛むことはない。そのため、調整ねじ
として使用することもできる。なお、上記の実施例で
は、接触面１１ａは雄ねじの進行の後方に形成したが、
前方に形成してもよく、両側に形成しても本発明の効果
を得ることができる。

【００３３】

【発明の効果】以上に説明したように本発明の雄ねじ
は、雄ねじの山頂幅を雌ねじの螺合部における谷幅と同
じにし、山頂部における両斜面の少なくとも一方に雌ね
じの螺合部の斜面と重なり合う接触面を形成し、該接触
面以外の部分では雌ねじとの間に隙間が形成されるよう
にしたので、雄ねじの最外径のところに加わる力を最大
に利用して弛みを防止できる。また、雄ねじのねじ山の
その他の部分では雌ねじのねじ山との間に隙間が形成さ
れるので、軽い締め付けトルクで締め付けができる。

【００３４】また、接触面が山頂側で雌ねじと常時接触
するとともに麓側では弾性変位を受けたとき雌ねじと接
触するように微小な角度だけ雌ねじの対向斜面とフラン
ク角に差を設ければ、雄ねじのねじ山の弾性変形による
弾性力が加わるので、さらに強力に弛みを防止できる。

【００３５】特に、接触面を雄ねじの締め付け方向の後
方に形成すれば、弛み防止に特に効果的である。また、
ねじに焼き入れをする必要がないので、製造工程と材質
の両面からコスト低減が可能である。

【００３６】雄ねじと雌ねじとの間に隙間が確保されて
おり、ここに弛み防止剤を充填すれば、隙間により弛み
防止剤は剥離されず、接着力を強固に保てる。また、繰
り返し使用しても弛み止め効果の低下は僅少で済む。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の雄ねじを備えたビスの正面図である。

【図２】図１の雄ねじの要部を示す拡大図である。

【図３】雌雄のねじ山形状を示す拡大図である。

【図４】（ａ）は、本発明の雄ねじを雌ねじに螺合した
状態を示す要部断面図、（ｂ）は隙間に弛み防止剤を充
填した状態を示す図である。

【図５】従来の雌雄のねじの螺合状態を示す断面図であ
る。

【図６】従来の別の雌雄のねじの螺合状態を示す断面図
である。

【符号の説明】

１１雄ねじ１１ａ接触面（斜面）１１ｂ，１１ｃ斜面１５雌ねじ１５ａ，１５ｂ（雌ねじの）斜面Ｈ山頂幅ｈ谷幅ｓ隙間Ａ弛み防止剤ａ，ｂ，ｃ，ｄフランク角

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】雄ねじの山頂幅を雌ねじの螺合部におけ
る谷幅と同じにし、山頂部における両斜面の少なくとも
一方に雌ねじの螺合部の斜面と重なり合う接触面を形成
し、該接触面以外の部分では雌ねじとの間に隙間が形成
されるようにしたことを特徴とする雄ねじ。
【請求項２】雄ねじの山頂幅を雌ねじの螺合部におけ
る谷幅と同じにし、山頂部の両斜面の少なくとも一方に
接触面を形成し、該接触面のフランク角を雌ねじの対向
斜面のフランク角より微小な角度だけ小さくして接触面
が山頂側で雌ねじと常時接触するのに対し麓側では弾性
変位を受けたとき雌ねじと接触するようにし、雄ねじの
ねじ山の上記接触面以外では雌ねじのねじ山との間に隙
間が形成されることを特徴とする雄ねじ。
【請求項３】雄ねじの山頂幅を、雌ねじの螺合部にお
ける谷幅と同じにし、雄ねじの両側斜面の一方のフラン
ク角を雌ねじの対向するフランク角より小さくし、他方
のフランク角を山頂側と麓側とで相違させ、山頂側のフ
ランク角を雌ねじのフランク角より１〜２°小さくした
接触面とし、麓側のフランク角を雌ねじのフランク角よ
り小さくしたことを特徴とする請求項１記載の雄ねじ。
【請求項４】上記接触面が、雄ねじの締め付け方向後
方の斜面に形成されたことを特徴とする請求項１から３
のいずれかに記載の雄ねじ。
【請求項５】請求項１から４のいずれかの雄ねじと、
雌ねじとの螺合構造であって、上記隙間に弛み防止剤が
充填されたことを特徴とする雄ねじと雌ねじの螺合構
造。