ねじ及びねじの取付方法

【課題】取り付けた際の外観に優れたものとしつつ、作業性の向上を図ることができるねじ及びねじの取付方法を提供する。
【解決手段】ねじ１は、ねじ山１１が形成された軸部３と、軸部３の基端側に形成された頭部５と、頭部５に枢動可能に設けられた笠部７とを備えており、笠部７が頭部５を中心に枢動し、笠部７が軸部３の軸方向に対して傾斜する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ねじ及びこのねじの取付方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ねじは、一般的に、螺旋状のねじ山が形成された軸部と、軸部の基端側に形成された頭部とから構成されている（例えば、非特許文献１，２参照）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】田村修著「ねじの知識」養賢館出版、２００８年１月２５日
【非特許文献２】門田和雄著「ねじ基礎のきそ」日刊工業新聞社、２００７年２月２８日
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、従来のねじでは、傾斜面を有する部材に螺着させる際に、傾斜面に対して鉛直方向に螺入すると、傾斜面と頭部の下面との間に隙間が生じてしまい、外観が悪いといった問題があった。また、この隙間を解消するためには、部材に座グリ加工を施す工程が必要となり、作業性が悪いといった問題があった。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、取り付けた際の外観に優れたものとしつつ、作業性の向上を図ることができるねじ及びねじの取付方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明に係るねじは、ねじ山が形成された軸部と、軸部の基端側に形成された頭部と、頭部を包囲するように配置され、頭部に枢動可能に設けられた笠部とを備えることを特徴とする。
【０００７】
このねじでは、笠部が頭部に枢動可能に設けられている。これにより、傾斜面にねじを取り付ける際、笠部が傾斜面に応じて枢動するため、傾斜面と笠部との間に隙間が形成されない。そのため、取り付けた際の外観を優れたものとすることができる。これにより、傾斜面との間の隙間を解消するための座グリ加工を必要としないため、作業性の向上を図ることができる。
【０００８】
また、頭部は球状をなしており、頭部の球面には、軸部の軸方向に沿って溝が形成されており、笠部の内面には、溝に係合する係合部が形成されており、笠部は、頭部の溝に沿って摺動すると共に、軸方向に直交する方向への移動が規制されている。このような構成によれば、軸方向に直交する方向、すなわちねじを締め付ける方向への笠部の移動が規制されるため、笠部によってねじを締めることが可能となる。
【０００９】
また、本発明に係るねじの取付方法は、ねじ山が形成された軸部と、軸部の基端側に形成された頭部と、頭部を包囲するように配置され、頭部に枢動可能に設けられた笠部とを備えるねじを部材に取り付ける方法であって、部材に螺着させるときに、部材の表面と笠部における上記表面に対向する面とが当接するように、笠部を枢動させることを特徴とする。
【００１０】
このねじの取付方法では、部材に螺着させるときに、部材の表面と笠部における部材の表面に対向する面とが当接するように、笠部を枢動させる。これにより、部材の表面が傾斜面であっても、その傾斜面と笠部との間に隙間が形成されない。そのため、取り付けた際の外観を優れたものとすることができる。これにより、傾斜面との間の隙間を解消するための座グリ加工を必要としないため、作業性の向上を図ることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、取り付けた際の外観に優れたものとしつつ、作業性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係るねじを示す図である。
【図２】図１に示すねじの軸部及び頭部を示す図である。
【図３】図１に示すねじの笠部を示す図である。
【図４】笠部の動きを説明するための図である。
【図５】ねじを上から見た図である。
【図６】笠部の側面図である。
【図７】頭部の横断面図である。
【図８】笠部の横断面図である。
【図９】従来のねじが取り付けられた状態を示す図である。
【図１０】本実施形態のねじが取り付けられた状態を示す図である。
【図１１】変形例に係るねじを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【００１４】
図１は、本発明の一実施形態に係るねじを示す図である。図２は、図１に示すねじの軸部及び頭部を示す図であり、図３は、図１に示すねじの笠部を示す図である。
【００１５】
各図に示すように、ねじ１は、軸部３と、軸部３の一方の端部（基端）側に設けられた頭部５と、頭部５に枢動可能に連結された笠部７とを有して構成されている。ねじ１は、例えば金属材料から形成されている。ねじ１の表面には、電気メッキ、無電解メッキ、アルマイト処理、黒染め等を施すことができる。
【００１６】
ねじ１は、例えばメートル並目ねじ、メートル細目ねじ、インチ並目ねじ、インチ細目ねじ、ユニファイ並目ねじ、ユニファイ細目ねじ、メートル台形ねじ、ミニチュアねじ、管用テーパーねじ、管用並行ねじ、ＳＩねじ、ウィットウォースねじ、又はセラースねじであり、本実施形態では、笠部７が六角の形状を有すると共に軸部３がメートル並目ねじであるねじを一例に説明する。
【００１７】
続いて、ねじ１の各構成について、詳細に説明する。なお、以下の説明においては、笠部７によってねじ１を締め付ける様態について説明する。
【００１８】
軸部３は、ねじ山１１が形成された円柱状部材である。軸部３において、ねじ山１１が形成されたねじ部１３の寸法は、螺着される部材の寸法などによって適宜設定される。ねじ部１３には、所定のピッチでねじ山１１が螺旋状に形成されている。軸部３の長ささは、例えば３ｍｍ〜１５０ｍｍ程度であり、軸部３の直径は、２ｍｍ〜２０ｍｍ程度である。
【００１９】
ねじ山１１の切刃形状は、例えば基本山型ねじ、三角ねじ、台形ねじ、角ねじ、電球ねじ、鋸刃ねじ、管用テーパーねじ、管用並行ねじなど、ねじ１の種類に応じて形成される。また、ねじ山１１の先端（ねじ先）の形状は、例えばあら先、面取り先、平先、丸先、とがり先、全とがり先、棒先、半棒先、くぼみ先、切り刃先、タッピンねじ先Ｆ、タッピンねじ先Ｃ、木ねじ、ドリルねじ、又はコーススレッドなどであり、ねじ１の種類に応じて形成されている。本実施形態のねじ１では、ねじ山１１の切刃形状は基本山型ねじあり、先端形状は、平先となっている。
【００２０】
頭部５は、球状を呈しており、軸部３と一体成型されている。頭部５の上端部は、平坦面５ａとなっている。頭部５の球面には、軸部３の軸方向に沿って溝１５が形成されている。溝１５は、頭部５の周方向に所定のピッチで複数形成されている。図２（ｂ）に示すように、溝１５は、略Ｖ字状を呈している。頭部５の外接円の径は、例えば２ｍｍ〜３０ｍｍ程度である。なお、軸部３と頭部５とを一体成型する方法としては、プレス加工や削り出し等が挙げられる。また、頭部５は軸部３に連結されていればよく、頭部５と軸部３とをそれぞれ成型した後に、頭部５を軸部３に溶接、接着、ねじ止め、ピン止めなどによって連結してもよい。また、頭部５は、テフロン（登録商標）などの樹脂によってコーティングされていてもよい。これにより、後述する笠部７の摺動（枢動）性の向上を図ることができる。
【００２１】
笠部７は、円筒状の部材であり、頭部５を包囲するように配置されて頭部５に取り付けられている。図３（ｂ）に示すように、笠部７は、外形が六角形を呈している。笠部７にはその中心部分に貫通孔Ｈが形成されており、この貫通孔Ｈに頭部５が挿入されている。笠部７の内周面（内面）７ａは、頭部５の球面に沿った形状を呈しており、この内周面７ａには、内側に突出する凸部（係合部）１７が形成されている。言い換えれば、内周面７ａには、凹部形成されている。凸部１７は、頭部５の溝１５に対応する（相対する）形状を呈しており、笠部７の貫通孔Ｈの軸方向に沿って溝１５に対応して形成されている。すなわち、凸部１７は、溝１５と同じ数だけ形成されている。
【００２２】
笠部７は、頭部５の上方側から頭部５に圧入されている。具体的には、笠部７のクリアランスをマイナス公差（−５ｍｍ〜０ｍｍ）とし、頭部５のクリアランスをプラス公差（０ｍｍ〜５ｍｍ）とし、笠部７を頭部５に圧入している。このとき、笠部７の凸部１７が頭部５の溝１５に係合する。これにより、笠部７は、軸部３の軸方向に直交する方向への移動が規制されると共に、溝１５に沿って摺動可能に設けられている。笠部７の外径は、例えば４ｍｍ〜４０ｍｍ程度であり、笠部７の内径は、頭部５の外接円の径に対して５％〜２５％大きく形成されていることが好ましく、５％〜２０％であることがより好ましい。これにより、笠部７の動きがスムーズとなる。
【００２３】
なお、笠部７の外径が１５ｍｍ〜４０ｍｍ程度である場合には、頭部５の溝１５と笠部７の凸部１７との間にボール（図示しない）を組み込むことが好ましい。これにより、笠部７の動きを滑らかにすることができる。また、笠部７の外径が４ｍｍ〜１５ｍｍ程度である場合には、溝１５と凸部１７との摩擦負荷が小さいため、ボールを組み込まなくとも滑らかな動きを得ることができる。この場合には、加工を容易に行うことができると共に、コストの低減を図れる。
【００２４】
続いて、笠部７の動きについて、図４を参照しながら説明する。図４は、笠部７の動きを説明するための図であり、（ａ）は笠部が通常状態（摺動していない状態）を示す図であり、（ｂ）は笠部が摺動した状態を示す図である。図４に示すように、ねじ１の笠部７は、その内周面７ａに設けられた凸部１７が頭部５の溝１５に沿って摺動することにより、笠部７が軸部３（頭部５）に対して傾斜する。このとき、笠部７は、軸部３の軸方向に対して０°〜３０°の範囲で傾斜する。また、頭部５の溝１５に笠部７の凸部１７が係合することにより、頭部５の周方向への笠部７の移動が規制される。これにより、笠部７によってねじ１を締め付けることができる。
【００２５】
続いて、ねじ１の形状について説明する。図５は、ねじを上から見た図である。
【００２６】
図５に示すように、ねじ１は、様々な様態とすることができる。例えば、図５（ａ）〜（ｄ）などに示すように、ねじ１は、頭部５の平坦面５ａに、すりわり、十字穴、フィリップス型、Ｓ型、プラスマイナス、六角穴、四角穴、ヘクスローブ穴、三角穴、複数の穴、Ｔ溝、又はＹ溝などを形成し、この頭部５によって締め付けを行う様態であってもよい。このとき、頭部５及び笠部７には、溝１５及び凸部１７をそれぞれ設けなくてもよい。また、図５（ｅ）〜（ｈ）に示すように、笠部７によってねじ１の締め付けを行う場合には、ねじ１は、笠部７の外形を六角状に形成したり、笠部７の外周面に凹凸を形成してもよいし、笠部７を摘める形状としてもよい。笠部７の外形は、その他に、球、四角形、三角形、円形等であってもよい。
【００２７】
図６は、笠部の側面図である。図６に示すように、笠部７は、ねじ１の種類（用途）に応じた形状とすることができ、頭部５を囲う形状や、頭部５を覆う形状とすることができる。笠部７は、例えば、なべ、皿、丸皿、トラス、バインド、低頭、超低頭、チーズ、丸、平丸、プレジャ、六角、四角、ヘキサビューラ、楕円、ワッシャーヘッド、アイレット、フック、Ｕ字、又は蝶形状とすることができる。
【００２８】
また、図７は、頭部の横断面図であり、図８は、笠部の横断面図である。図７及び図８に示すように、頭部５及び笠部７は、それぞれに対応する形状を呈していればよい。すなわち、頭部５によってねじ１を締め付ける構成の場合には、図７（ａ）及び図８（ａ）に示すように、頭部５と笠部７とが係合する形状とする必要はない。一方、頭部５又は笠部７によってねじ１を締め付ける構成の場合には、図７（ｂ）〜（ｈ）及び図８（ｂ）〜８ｈ）に示すように、頭部５と笠部７とが少なくとも係合する（噛み合わさる）形状とする。
【００２９】
続いて、本実施形態に係るねじ１の作用・効果について説明する。図９は、従来のねじを取り付けた状態を示す図であり、図１０は、本実施形態に係るねじを取り付けた状態を示す図である。
【００３０】
図９（ａ）に示すように、従来のねじ１Ａを部材Ｂの傾斜面Ｓにおいて鉛直方向に螺入させて取り付ける場合には、傾斜面Ｓとねじ１Ａの頭部５Ａの下面との間に隙間Ｇが形成される。この隙間Ｇを解消させるためには、図９（ｂ）に示すように、螺着する部材に座グリ加工を施して座グリ穴Ａを形成する必要があった。
【００３１】
これに対して、本実施形態のねじ１では、図１０（ａ）に示すように、笠部７が頭部５に対して枢動可能に設けられているため、笠部７が頭部５を中心に枢動（本実施形態では頭部５の溝１５に沿って笠部７の凸部１７が摺動）し、笠部７が軸部３の軸方向に対して傾斜する。すなわち、ねじ１を取り付ける際には、このねじ１の軸部３を部材Ｂに螺着させるときに、部材Ｂの傾斜面Ｓ（表面）と笠部７の下面（傾斜面Ｓに対向する面）とが平行に当接するように、笠部７を枢動させせる。これより、笠部７の下面と傾斜面Ｓとの間の隙間Ｇを解消することができる。
【００３２】
したがって、外観を良好なものとすることができると共に、隙間Ｇを解消するための座グリ穴Ａを形成する必要がなく、作業性の向上を図ることができる。また、図１０（ｂ）に示すように、座グリ穴Ａが予め形成されている場合であっても、笠部７が同様に枢動して傾斜することにより、傾斜面Ｓとねじ１の上面、すなわち笠部７の上面と略平行とすることができる。これにより、ねじ１を取り付けた際の外観をより良好なものとすることができる。
【００３３】
本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、ねじ１の外観の観点から、笠部７を頭部５の上方側から圧入しているが、図１１に示すように、笠部７を頭部５の下方側から圧入してもよい。この場合には、締結力を高めることができる。
【００３４】
また、上記実施形態では、笠部７に頭部５を圧入しているが、笠部７と頭部５とは、他の方法によって連結されてもよい。例えば、笠部７を２個以上の部品に分けて成型し、頭部５を挟むように組んで溶接、接着、ネジ止め、ピン止めのいずれかの方法により接合し、笠部７と頭部５とを連結してもよい。また、笠部７を上下２個以上の部品に分けて、その２個以上の部品自体をネジ構造として締め込む方法であってもよい。
【００３５】
また、上記実施形態では、金属材料にて形成されたねじ１を例示したが、ねじ１の材料は、樹脂、セラミック、木、ゴム等であってもよい。このように、材料を変えることによって、工業製品製造や食品製造など、様々な用途へ展開・使用することができる。また、耐熱や強度、耐候性等が必要な場合には、金属材料に各種処理を施したものやステンレス鋼を材料として用いることが好ましい。また、樹脂材料を用いる場合には、用途や好みに応じた着色をすることも可能であるため、外観重視の部分に使用する場合に好ましい。
【００３６】
また、上記実施形態では、頭部５の球面に溝１５を形成すると共に、笠部７の内周面７ａに凸部１７を形成し、溝１５と凸部１７とが係合する形状としているが、溝１５及び凸部１７は形成されなくてもよい。つまり、笠部７によってねじ１の締め付けを行う場合には、溝１５及び凸部１７を形成する必要があるが、頭部５のみによってねじ１の締め付けを行う場合には、溝１５及び凸部１７を必ずしも形成しなくてよい。この場合には、頭部５に笠部７を枢着、すなわち枢動可能な状態で取り付ける。枢動可能な状態とは、球面運動する状態のことである。このような構成により、笠部７は、頭部５の中心点を中心に、周方向に０°〜３６０°の範囲で枢動する。
【００３７】
また、上記実施形態では、笠部７は、頭部５を囲う形状、すなわち頭部５の平坦面５ａが露出する貫通孔Ｈが形成された形状となっているが、頭部５を完全に覆う形状であってもよい（図６（ｂ），（ｄ）参照）。
【符号の説明】
【００３８】
１…ねじ、３…軸部、５…頭部、７…笠部、７ａ…内周面（内面）、１１…ねじ山、１５…溝、１７…凸部（係合部）、Ｂ…部材。

【特許請求の範囲】
【請求項１】
ねじ山が形成された軸部と、
前記軸部の基端側に形成された頭部と、
前記頭部を包囲するように配置され、前記頭部に枢動可能に設けられた笠部とを備えることを特徴とするねじ。
【請求項２】
前記頭部は球状をなしており、
前記頭部の球面には、前記軸部の軸方向に沿って溝が形成されており、
前記笠部の内面には、前記溝に係合する係合部が形成されており、
前記笠部は、前記頭部の前記溝に沿って摺動すると共に、前記軸方向に直交する方向への移動が規制されていることを特徴とする請求項１記載のねじ。
【請求項３】
ねじ山が形成された軸部と、前記軸部の基端側に形成された頭部と、前記頭部を包囲するように配置され、前記頭部に枢動可能に設けられた笠部とを備えるねじを部材に取り付ける方法であって、
前記部材に螺着させるときに、前記部材の表面と前記笠部における前記表面に対向する面とが当接するように、前記笠部を枢動させることを特徴とするねじの取付方法。

【図１】