WO2006046660A1

WO2006046660A1 - ねじ形状およびそれを具えるねじ部品

Info

Publication number: WO2006046660A1
Application number: PCT/JP2005/019819
Authority: WO
Inventors: Yoshio Watanabe; Masao Mitsui; Fumitoshi Nakayama
Original assignee: Yamawa Mfg. Co., Ltd.; Yamawa Taps Co., Ltd.; Yamawa Precision Co., Ltd.; Yamawa Engineering Co., Ltd.
Priority date: 2004-10-29
Filing date: 2005-10-27
Publication date: 2006-05-04
Also published as: EP1816358B1; JP2006125541A; EP1816358A4; EP1816358A1; CN101069021B; US20080152460A1; CN101069021A

Abstract

　薄板や薄肉形状部品の締結用のねじ形状において、各種ねじ規格の並目ねじよりもその並目ねじのそれぞれの呼び径（Ｄ）に対するピッチ（Ｐ）の比率（Ｐ／Ｄ）の値を小さくするとともに、ねじ条数を２条以上としたことを特徴とするねじ形状である。これにより、現行のメートル並目ねじでは３山分のはめあいねじ山数が確保出来ないような薄板や薄肉部品について、メートル並目ねじの場合に比べてねじ締結が安定し、強度的にも優位で、振動を加えた後のゆるみトルクも優れたねじ形状を提供することができる。

Description

明細書

ねじ形状およびそれを具えるねじ部品

技術分野

[0001] 本発明は、締結用のねじ部品に関し、特には、薄板や薄肉形状部品の締結用の、締付け易ぐ緩み難い「細密多条ねじ」のねじ形状およびそれを具えるねじ部品に関するものである。

背景技術

[0002] 「三角ねじ」とは、 JIS B 0101「ねじ用語」に「ねじ山の形が正三角形に近いねじの総称。メートルねじ 'ユニファイねじ 'ミニチュアねじなどは、これに属する。」と定義されている。

[0003] また、「並目ねじ」とは、 JIS B 0101「ねじ用語」に「直径とピッチとの組合せが一般的で、最も普通に使用されている三角ねじ。」と定義されている。

[0004] 本発明の以下の説明は、三角ねじの中で最も一般的な「メートルねじ」を例に説明するが、本発明は「メートルねじ」以外の各種のねじ規格の「ねじ」についても、同様に適用することができる。

[0005] 一般用のねじ部品のうち、おねじ形状のものには、大別して「小ねじ」と「ボルト」がある力本発明に関わる小径のものについては、「JIS B 1101すりわり付き小ねじ

」（日本規格協会発行の JIS B 1101「すりわり付き小ねじ」参照）や「JIS B 1111 十字穴付き小ねじ」（日本規格協会発行の JIS B 1111「十字穴付き小ねじ」参照）などがある。

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0006] かかる従来の JIS B 1101や JIS B 1111などの小ねじ類の規格では、メートル並目ねじの呼び径とピッチとの組合せしか規定されて、な、。

[0007] 一方、ねじの締結においては、その安定性や強度上力考えると、一般には、ねじのはめあいねじ山数は最低でも 3山程度必要と言われている。これは六角ナットの厚さやメートルねじのはめあい長さの最小値からも近似的に導き出すことができる。 [0008] メートル並目ねじは、周知の通りメートルねじの呼び径とピッチとの組合せの中で一番粗いものを意味し、そのピッチは、 Mlでは 0. 25mm, M2では 0. 4mm、 M3では 0

. 5mm、M4では 0. 7mmというようになっている。

[0009] それゆえ、ねじの締結の安定性や強度上から、はめあいねじ山数が最低 3山分必要とすると、 Mlでは 0. 75mm, M2では 1. 2mm、 M3では 1. 5mm、 M4では 2. 1 mmの板厚や肉厚が必要となる。

[0010] し力しながら、近年、産業界全体に軽薄短小化の傾向が拡大しており、特に IT関連機器の業界においてはこの傾向が顕著で、薄板や薄肉形状部品のねじ締結が非常に増えてきている。

[0011] それゆえ、 IT関連機器などの部品設計においては、薄板や薄肉形状部品をそのまま使用したのではメートル並目ねじ 3山分のはめあいねじ山数を確保することができない場合が多い。こうした場合一般的には、その薄板や薄肉形状部品をメートル並目ねじ 3山分より薄い板厚や肉厚にし、めねじを加工する部分だけ、薄板では「バーリング」を、薄肉形状部品では「肉盛り」などを施して、 3山分のはめあいねじ山数を確保している。

[0012] しかしながら、「バーリング」や「肉盛り」は、技術的に高度であり、部品の構造が複雑になり、コストアップにもなるので、こうしたカ卩ェをしないで済めば、生産効率が向上して、低コストィ匕が図れる。

[0013] 本発明は、そのままではメートル並目ねじ 3山分のはめあいねじ山数を確保することができない薄板や薄肉形状の部品において、上述した課題を有利に解決すると同時に、「バーリング」や「肉盛り」を施して現行のメートル並目ねじを使用した場合に比べて、ねじの締結に必要不可欠な強度上で同等もしくは優位であり、かつ、ねじを締付ける場合の作業性やねじの緩み難さに関しても現行のメートル並目ねじと比べて劣らない機能を持つねじ形状を提供することを目的とし、さらにそのねじ形状を具えるねじ部品を提供することを目的としている。

課題を解決するための手段

[0014] 本発明のねじ形状は、薄板や薄肉形状部品の締結用のねじ形状において、各種ねじ規格の並目ねじよりもその並目ねじのそれぞれの呼び径 (D)に対するピッチ（P) の比率 (PZD)の値を小さくするとともに、ねじ条数を 2条以上としたことを特徴とするものである。

[0015] すなわち、上述した課題を有利に解決するために、本願発明者は、 JIS規格のメートルねじの呼び径 (D)とピッチ (P)の比率 (PZD)に着目した。

[0016] 以下の表 1は、 JIS B 0205のメートル並目ねじの呼び径（Dmm)とピッチ（Pmm) の比率 (PZD)を示したものである力これを見ると並目ねじは、呼び径が小径になる程、比率 (PZD)の値が大きぐ粗めのピッチになっている。

[0017] [表 1]

D/ Ρチ D PD P Dッッッ o o o

た、メートル細目ねじでも一部例外はある力呼び径が小径のものになる程、比率 (P/D)が大きぐピッチが粗めの傾向になっている。このことについて考察してみると、現在のねじの規格のベースは、 50年以上も前に作られたため、当時の加工や測定の技術レベルで保証可能な水準で規格化された力ではな、かと考えられる。数十年も前の加工や測定の技術では、小径で細目のピッチになるほど、めねじ穴の加ェゃ小ねじ類の製作が難しくなり、それ故ねじ規格では、小径のねじほど、呼びとピツチの比率 (PZD)が大きぐ粗めのねじになって!、るのではな!、かと推察される。

[0019] 上述のように、現行の小ねじ類の規格は数十年も前の技術レベルをベースにしているため、小径になるほど粗めのピッチになっており、軽薄短小化の著しい IT関連機器等の薄板や薄肉部品の締結には適応できなくなって来ている。

[0020] 本発明のねじ形状は、軽薄短小の薄板や薄肉部品の締結用として、締結強度や緩み難さに対して必要なはめあいねじ山数を確保するために、現行のねじ規格の並目ねじや細目ねじよりも、呼び径 (D)とピッチ (P)の比率 (PZD)の値を小さくした「細密ねじ」と、そのように比率 (PZD)の値を小さくしてねじのピッチを細密にすることで起こる、ねじの 1回転の進み量が小さくなることによる締め付け時の作業性の低下等の不都合を補うための「多条ねじ」とを組み合わせて形成されており、これを本願発明者は「細密多条ねじ」と呼んで、る。

[0021] さらに、本発明のねじ部品は、上記本発明のねじ形状を具えてなるものである。

[0022] 以下の表 2は、本発明のねじ形状の呼び径 (D)とピッチ（P)およびその比率 (PZD )とリード (L)の一例を示す。本発明のねじ形状に基づく「細密多条ねじ」の呼び径（ D)とピッチ (P)ゃ条数については、この例以外にも様々な組合せが考えられる力この例では、 JIS規格のそれぞれの呼びのメートル並目ねじのピッチ（P)の 1ZN (Nは 2以上の整数）に相当する値またはその近似値をねじのピッチとし、それぞれ N条ねじとした。

[0023] なお、表 2中の下線部分は、メートル並目ねじのピッチの 1/Nの近似値をピッチとしたものである。

[0024] [表 2]

発明の効果

本発明のねじ形状に基づく「細密多条ねじ」は上記のように構成されて、ることから、現行のメートル並目ねじを使用すると 3山分のはめあいねじ山数が確保出来ないような薄板や薄肉部品でも、この「細密多条ねじ」を使用すれば、表 2の条数の最も少ない 2条のねじでもメートル並目ねじの 2倍のはめあいねじ山数が確保できることから、メートル並目ねじの場合に比べてねじ締結が安定し、後述のように強度的にも優位性が確認されている。また、振動を加えた後のゆるみトルクの測定結果でも、後述のようにメートル並目ねじに比べて、この「細密多条ねじ」の方が優位なデータが得られている。

[0026] 現行の JIS規格のメートル並目ねじの小ねじによる締結では、薄板や薄肉部品にめねじを加工する場合には、 3山分のはめあいねじ山数を確保するために、薄板部品では「バーリング」を、薄肉部品では「肉盛り」を施さなければならないが、本発明のねじ形状に基づく「細密多条ねじ」を使用すれば、「バーリング」や「肉盛り」をせずに、安定したねじ締結が可能になり、複雑な部品構造を避けることができる。また、部品自体の強度上力もだけでなぐ「バーリング」後のねじの山高を考慮して板厚を決めているような場合は、本発明のねじ形状に基づく「細密多条ねじ」を使用することによつて、ねじの山高が低くなつて、部品自体の板厚を薄くすることが可能になり、材料費の削減を図ることができる。

[0027] なお、本発明のねじ形状においては、各種ねじ規格の並目ねじのそれぞれの呼びのピッチ (P)の 1ZN(Nは 2以上の整数）に相当する値をピッチとし、ねじ条数を前記 Nとしても良ぐこのように、例えば現行の JIS規格のメートル並目ねじのピッチの 1Z N (Nは 2以上の整数）に相当する値をピッチとするとともに、 N条ねじとすれば、本発明のねじ形状のリードは、 JISのメートル並目ねじと同じになることから、メートル並目ねじのねじ部品と比較してピッチを細密にすることによって起こる、ねじ締付けの作業性の効率が損なわれる不都合を解決することができる。

[0028] 小径のねじ部品の締結においては、エアー駆動や電動式のドライバ一等を用いて小ねじやボルトを締め付ける際、ねじ穴におねじが斜めに食い付き、ねじ山を損傷するトラブルが発生することが多いが、本発明のねじ形状に基づく「細密多条ねじ」を採用すれば、多条ねじゆえ、めねじ側にねじ山の入口が複数あるため、おねじ挿入時の安定性があり、上述した損傷トラブルを解消することもできる。

図面の簡単な説明

[0029] [図 1]図 1 (a) , (b)および (c)は、本発明のねじ形状に基づく「細密多条ねじ」の第 1 実施例を具える小ねじの平面図、正面図および断面図であり、（d)および (e)はそれぞれ、本発明のねじ形状に基づく「細密多条ねじ」の第 2実施例および第 3実施例を具える小ねじの断面図である。

[図 2]図 2 (a)は、上記第 1実施例の「細密多条ねじ」を具える小ねじで薄板に部品を固定する場合の使用実態を示す断面図、（b)は、従来の並目ねじの小ねじで薄板に部品を固定する場合の使用実態を示す断面図である。

[図 3]図 3 (a)および (b)は、上記 3条ねじの第 1実施例の「細密多条ねじ」で呼び径 2 mm Xピッチ 0. 125mmのめねじおよび上記 4条ねじの第 2実施例の「細密多条ねじ」で呼び径 2mm Xピッチ 0. 1mmのめねじをそれぞれ 0. 6mmの板厚の薄板に 3山分以上加工した状態を示す断面図、そして (c)は、メートル並目ねじ M2 Xピッチ 0. 4mmのめねじを 0. 6mmの板厚の薄板にバーリング加ェして 3山分程度加ェした状態を示す断面図である。

発明を実施するための最良の形態

[0030] 以下、本発明の実施の形態を実施例によって、図面に基づき詳細に説明する。ここに、図 1 (a) , (b)および (c)は、本発明のねじ形状に基づく「細密多条ねじ」の第 1実施例を具える本発明のねじ部品の一実施例としての小ねじの平面図、正面図および断面図であり、この第 1実施例の「細密多条ねじ」を具える小ねじ 1は、ストレートねじを持つ十字穴付き小ねじで、ねじ部 2のねじ山 2aが 3条のものである。また、図 1 (d) および (e)はそれぞれ、本発明のねじ形状に基づく「細密多条ねじ」の第 2実施例および第 3実施例を示す断面図であり、これら第 2実施例および第 3実施例は、ねじ部 2 のねじ山 2aがそれぞれ 4条および 2条である点のみ第 1実施例と異なるものである。なお、これら第 1乃至第 3実施例は、「細密ねじ」であってかつ「多条ねじ」である点に特徴があり、呼び径については以下の例に限定されるものではない。また、これら第 1乃至第 3実施例のねじ形状は、図 1に示すおねじ形状だけでなぐめねじ形状の場合も含んでいる。そして、図 1 (c) , (d) , (e)におけるねじ山部の断面形状は、リード直角断面を軸線方向から見たものである。

[0031] 図 2 (a)は、上記第 1実施例の「細密多条ねじ」を具える小ねじ 1で薄板 3に部品 4を固定する場合の使用実態を示す断面図で、そのままの薄板 3に形成しためねじ 3a〖こ締結した小ねじ 1で部品 4を固定でき、バーリング力卩ェの必要がない。一方、図 2 (b) は、従来の並目ねじの小ねじ 11で薄板 3に部品 4を固定する場合の使用実態を示す断面図で、めねじ 3aはバーリング部 3bをバーリングカ卩ェされた薄板 3に形成しており、そのめねじ 3aに締結した小ねじ 11で部品 4を固定して!/、る。

[0032] ここで、呼び径 2mmのものを例にとり説明すると、メートル並目ねじ M2はピッチが 0 . 4mmであるので、はめあいねじ山数が最低 3山分必要とすると、板厚でいえば 1. 2 mm以上の厚さが必要であるし、 1. 2mm未満、例えば、 0. 6mmの板厚であれば、図 3 (c)に断面図で示すように、その薄板 3にバーリング部 3bをバーリング力卩ェを施さなければならない。これに対し、例えば上記 3条ねじの第 1実施例の「細密多条ねじ」では、 0. 125mmピッチであるので、図 3 (a)に示すように、 0. 6mmの板厚で 4. 8山分のはめあいねじ山数が加工でき、また上記 4条ねじの第 2実施例の「細密多条ねじ」では、 0. 1mmピッチであるので、図 3 (b)に示すように、 0. 6mmの板厚で 6山分のはめあいねじ山数が加工でき、何れもバーリング力卩ェを施す必要がない。

[0033] また、締付けに必要な時間は、例えば 0. 125mmピッチの上記 3条ねじの第 1実施例の場合は、リードが 0. 375mmとなって、並目ねじょり極僅かに短いリードになり、正確には少し余計になる力実質的には並目ねじと殆ど差がない。一方、 0. 1mmピツチの上記 4条ねじの第 2実施例の場合は、並目ねじと同じリードとなり、並目ねじと全く同じ時間で締付けできる。

[0034] また、ねじ込み時の作業性については、多条ねじは、めねじ側にねじ山の入口が複数あるため、おねじがねじ穴に入るときに入り易ぐ 1条ねじのものに比べると優れていると言える。

[0035] さらに、ねじ締結強度の指針の 1つである静的引張強度について本願発明者は以下の実験を行った。すなわち、板厚を 0. 8mmとし、 M2の並目ねじピッチ 0. 4mmの 1条ねじのめねじと、上記 2条ねじの第 3実施例で M2のピッチ 0. 2mmのめねじとを加工し、各々おねじを嵌めた状態で軸方向に引張り、めねじのねじ山が破断するときの荷重を測定した。その結果、上記 2条ねじの第 3実施例で M2 X 0. 2のねじの破断加重は M2 X 0. 4の 1条ねじの 106%であった。これにより、並目のピッチではめあいねじ山数が 3山分確保できない板厚でも、上記実施例の「細密多条ねじ」によれば安定した強度が確保できることが明らかになった。

[0036] さらに、ねじ締結時の緩み試験について本願発明者は以下の実験を行った。すなわち、緩み試験装置の関係で、 M2でなぐ M10の並目ねじピッチ 1. 5mmの 1条ねじのめねじと、上記 3条ねじの第 1実施例で M10のピッチ 0. 5mmのめねじとを、板厚 3mmの S50C板材に加工し、それらのめねじに、対応するおねじを並目ねじの弹性変曲点（降伏点）以下のトルク値で締付けた状態で、振動加振機に一定時間かけた後、おねじを緩める時のトルクをトルクレンチにて測定した。その結果、上記 3条ねじの第 1実施例で M10 X 0. 5のねじの緩みトルクは M10 X I . 5の 1条ねじの緩みトルクの 115%であった。この関係は他の呼び径についても同様のことが言え、これにより、並目ピッチの 1条ねじと比べて上記実施例の「細密多条ねじ」は同等以上の緩みトルクを持つことが明らかになった。

[0037] 以上、図示例に基づき説明した力この発明は上述の例に限定されるものでなぐ特許請求の範囲の記載の範囲内で適宜変更でき、例えば、ねじ山の形状は「三角ねじ」には限定されない。また、ねじ条数も 5条以上でも良い。そして本発明のねじ形状は、上記実施例の JIS規格のメートル並目ねじに限られず、他の種類のねじ規格の並目ねじに対応していても良い。さらに、本発明のねじ部品は、上記実施例の小ねじには限定されない。

産業上の利用可能性

[0038] 力べして本発明の「細密多条ねじ」によれば、従来は並目ねじを使用している関係で薄板では必須とされて、たバーリング加工が必要なくなり、大幅なコスト削減をもたらすことができる。しかも、ねじの機能としては、従来の並目ねじと比較して何ら遜色な、機能を確保することができる。

Claims

請求の範囲

[1] 薄板や薄肉形状部品の締結用のねじ形状において、

各種ねじ規格の並目ねじよりもその並目ねじのそれぞれの呼び径 (D)に対するピッチ（P)の比率 (PZD)の値を小さくするとともに、ねじ条数を 2条以上としたことを特徴とする、ねじ形状。

[2] 各種ねじ規格の並目ねじのそれぞれの呼びのピッチ (P)の 1ZN (Nは 2以上の整数）に相当する値をピッチとし、

ねじ条数を前記 Nとすることを特徴とする、請求項 1記載のねじ形状。

[3] 請求項 1または 2記載のねじ形状を具えてなる、ねじ部品。