インサートカラー
【課題】使用条件に合わせて簡単に製造できるインサートカラーを提供する。
【解決手段】インサートカラー１は、樹脂部材３が備えたネジ挿通孔３１の周囲に配置される。インサートカラーは、円筒状を呈しており、軸心方向に沿って螺旋状に延びた溝２が外周面に形成されている。溝の幅Ｗ及びピッチＸは、以下の式１で表される条件を満たすよう定められている。
式中、Ｈはインサートカラーの高さ，Ｒはインサートカラーの半径，Ｆ２は樹脂部材に対するインサートカラーの密着強度，Ｔは前記ネジ挿通孔を通して螺着されるネジの締め付けトルク，Ｋはネジを締め付けるトルク係数，Ｄはネジの呼び径，τは樹脂部材の剪断強度を示す。
【解決手段】インサートカラー１は、樹脂部材３が備えたネジ挿通孔３１の周囲に配置される。インサートカラーは、円筒状を呈しており、軸心方向に沿って螺旋状に延びた溝２が外周面に形成されている。溝の幅Ｗ及びピッチＸは、以下の式１で表される条件を満たすよう定められている。
式中、Ｈはインサートカラーの高さ，Ｒはインサートカラーの半径，Ｆ２は樹脂部材に対するインサートカラーの密着強度，Ｔは前記ネジ挿通孔を通して螺着されるネジの締め付けトルク，Ｋはネジを締め付けるトルク係数，Ｄはネジの呼び径，τは樹脂部材の剪断強度を示す。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インサートカラーに関する。
【背景技術】
【０００２】
下記の特許文献１に開示されたインサートカラーは、軸心方向に沿って螺旋状に延びた溝を外周面に備えており、樹脂部材が備えるネジ挿通孔の周囲に配置される。溝は、ネジ挿通孔を通してネジが螺着される際に加えられる回転力で回転するのを防止するため、ネジが螺着されるネジ孔と逆ネジ方向に傾斜している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実用新案登録第３１０３８９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この種のインサートカラーでは、ネジの頭部から加えられる軸力で溝内に収容された樹脂部材の凸部に剪断力が働き、凸部が破損する虞がある。このため、凸部の破損を防止できる溝をインサートカラーの使用条件に合わせて簡単に製造することが望まれていた。
【０００５】
本発明は斯かる課題に鑑みてなされたもので、上記課題を解決できるインサートカラー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】
このような目的を達成するために、本発明のインサートカラーは、樹脂部材が備えたネジ挿通孔の周囲に配置される円筒状のインサートカラーであって、外周面には軸心方向に沿って螺旋状に延びた溝を備え、以下の式１で表される条件を満たすことを特徴とする。
【数１】
式中、Ｈは前記インサートカラーの高さ，Ｒは前記インサートカラーの半径，Ｘは前記溝のピッチ，Ｗは前記溝の幅，Ｆ２は前記樹脂部材に対する前記インサートカラーの密着強度，Ｔは前記ネジ挿通孔を通して螺着されるネジの締め付けトルク，Ｋはトルク係数，Ｄは前記ネジの呼び径，τは樹脂部材３の剪断強度を示す。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、使用条件に合った溝を備えたインサートカラーを簡単に製造できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態のインサートカラーが樹脂部材に配置された状態示す側面図である。
【図２】図１のインサートカラーを示す斜視図である。
【図３】インサートカラーの外周面に形成される溝を示す展開図である。
【図４】図１の凸部が破損した状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態を説明する。
【００１０】
図１に示すインサートカラー１は、樹脂部材３が備えたネジ挿通孔３１の周囲に配置されおり、インサート成型で樹脂部材３に密着している。樹脂部材３は、ネジ挿通孔３１に挿通されたネジが相手側部材４のネジ孔４１に螺着することで、相手側部材４に結合される。インサートカラー１は、図２に示すように、円筒状を呈しており、外周面には溝２を備えている。溝２は、インサートカラー１の軸心方向に沿ってネジ孔４１と逆ネジ方向に螺旋状に延びている。
【００１１】
溝２のピッチＸ及び幅Ｗは、インサートカラー１の高さをＨ，インサートカラー１の半径をＲ，樹脂部材３に対するインサートカラー１の密着強度をＦ２，ネジ孔４１に螺着されたネジの締め付けトルクをＴ，ネジを締め付けるトルク係数をＫ，ネジの呼び径をＤ，樹脂部材３の剪断強度をτとすると、以下の式３の関係を満たすよう定められている。
【数３】
【００１２】
ここで、溝２のピッチＸは、インサートカラー１の周方向に沿った溝２の周回数を表している。例えば、図３（ａ）に示すように、１本の溝２がインサートカラー１の外周面を１周している場合にはピッチＸ１＝１となる。また、図３（ｂ）に示すように、１本の溝２がインサートカラー１の外周面を２周している場合にはピッチＸ１＝２となる。また、複数の溝２がインサートカラー１の外周面に形成されている場合、ピッチＸは、各溝２のピッチＸを合計した数となる。
【００１３】
相手側部材４のネジ孔４１にインサートカラー１を通してネジが螺着される際、インサートカラー１にはネジの頭部から以下の式４で表される軸力Ｆ１が加えられる。
【数４】
【００１４】
このため、溝２内に位置した樹脂部材３の凸部３２には、ネジ孔４１と反対側に位置した溝２の側面から以下の式５で表される剪断力Ｆ３が加えられることとなる
【数５】
【００１５】
凸部３２は、溝２と同じ幅Ｗ及びピッチＸでインサートカラー１の外周面に沿って延びていることから、断面積は以下の式６で表される断面積Ｓとなる。
【数６】
【００１６】
このため、凸部３２の剪断に必要な力は、以下の式７で表されるＦ４となる。
【数７】
【００１７】
図４に示すように、溝２から凸部３２に加えられる剪断力Ｆ３が凸部３２の剪断に必要な力Ｆ５を上回ると、凸部３２が破損する虞がある。しかしながら、インサートカラー１は、上記式１の条件を満たすよう形成されているので、凸部３２に加えられる剪断力Ｆ３を凸部３２の剪断に必要な力Ｆ５が上回り、凸部３２の破損が防止される。
【００１８】
インサートカラー１は、上記式３の関係を満たすよう溝２のピッチＸ及び幅Ｗが定められているので、溝２の幅Ｗが予め定められている場合には、インサートカラー１の使用条件に合わせて上記式３の関係を満足するピッチＸを定めることができる。
【００１９】
このため、インサートカラー１を形成する金属製のパイプの外周面に刃物で溝２を形成する際には、インサートカラー１の使用条件に合ったピッチ数の溝２が形成されるよう、パイプ回転速度及び刃物の移動速度を定めることで、インサートカラー１を簡単に製造できる。
【００２０】
本実施形態によれば、インサートカラー１の使用条件に応じて変わるインサートカラー１の高さＨ，半径Ｒ，並びに樹脂部材３に対する密着強度Ｆ２、ネジの締め付けトルクＴ，トルク係数Ｋ，並びに呼び径Ｄ、及び樹脂部材３の剪断強度τに合わせて、溝２のピッチＸ及び幅Ｗを定めることで、ネジの頭部から加えられる荷重に十分に耐えられるインサートカラー１を簡単に製造することができる。
【００２１】
なお、上記実施形態では、樹脂部材３が備えたネジ孔４１と逆ネジ方向に溝２が螺旋状に延びている場合について説明したが、ネジ孔４１と同方向に延びていてもよい。また、インサートカラー１を形成するパイプの材質は、金属には限定されない。
【符号の説明】
【００２２】
１ インサートカラー
２ 溝
３ 樹脂部材
３１ ネジ挿通孔
３２ 凸部
４ 相手側部材
４１ ネジ孔
Ｈ インサートカラーの高さ
Ｒ インサートカラーの半径
Ｗ 溝の幅
Ｘ 溝のピッチ
Ｆ２ 樹脂部材に対するインサートカラーの密着強度
Ｔ ネジの締め付けトルク
Ｋ トルク係数
Ｄ ネジの呼び径
τ 樹脂部材の剪断強度
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インサートカラーに関する。
【背景技術】
【０００２】
下記の特許文献１に開示されたインサートカラーは、軸心方向に沿って螺旋状に延びた溝を外周面に備えており、樹脂部材が備えるネジ挿通孔の周囲に配置される。溝は、ネジ挿通孔を通してネジが螺着される際に加えられる回転力で回転するのを防止するため、ネジが螺着されるネジ孔と逆ネジ方向に傾斜している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実用新案登録第３１０３８９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この種のインサートカラーでは、ネジの頭部から加えられる軸力で溝内に収容された樹脂部材の凸部に剪断力が働き、凸部が破損する虞がある。このため、凸部の破損を防止できる溝をインサートカラーの使用条件に合わせて簡単に製造することが望まれていた。
【０００５】
本発明は斯かる課題に鑑みてなされたもので、上記課題を解決できるインサートカラー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】
このような目的を達成するために、本発明のインサートカラーは、樹脂部材が備えたネジ挿通孔の周囲に配置される円筒状のインサートカラーであって、外周面には軸心方向に沿って螺旋状に延びた溝を備え、以下の式１で表される条件を満たすことを特徴とする。
【数１】
式中、Ｈは前記インサートカラーの高さ，Ｒは前記インサートカラーの半径，Ｘは前記溝のピッチ，Ｗは前記溝の幅，Ｆ２は前記樹脂部材に対する前記インサートカラーの密着強度，Ｔは前記ネジ挿通孔を通して螺着されるネジの締め付けトルク，Ｋはトルク係数，Ｄは前記ネジの呼び径，τは樹脂部材３の剪断強度を示す。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、使用条件に合った溝を備えたインサートカラーを簡単に製造できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態のインサートカラーが樹脂部材に配置された状態示す側面図である。
【図２】図１のインサートカラーを示す斜視図である。
【図３】インサートカラーの外周面に形成される溝を示す展開図である。
【図４】図１の凸部が破損した状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態を説明する。
【００１０】
図１に示すインサートカラー１は、樹脂部材３が備えたネジ挿通孔３１の周囲に配置されおり、インサート成型で樹脂部材３に密着している。樹脂部材３は、ネジ挿通孔３１に挿通されたネジが相手側部材４のネジ孔４１に螺着することで、相手側部材４に結合される。インサートカラー１は、図２に示すように、円筒状を呈しており、外周面には溝２を備えている。溝２は、インサートカラー１の軸心方向に沿ってネジ孔４１と逆ネジ方向に螺旋状に延びている。
【００１１】
溝２のピッチＸ及び幅Ｗは、インサートカラー１の高さをＨ，インサートカラー１の半径をＲ，樹脂部材３に対するインサートカラー１の密着強度をＦ２，ネジ孔４１に螺着されたネジの締め付けトルクをＴ，ネジを締め付けるトルク係数をＫ，ネジの呼び径をＤ，樹脂部材３の剪断強度をτとすると、以下の式３の関係を満たすよう定められている。
【数３】
【００１２】
ここで、溝２のピッチＸは、インサートカラー１の周方向に沿った溝２の周回数を表している。例えば、図３（ａ）に示すように、１本の溝２がインサートカラー１の外周面を１周している場合にはピッチＸ１＝１となる。また、図３（ｂ）に示すように、１本の溝２がインサートカラー１の外周面を２周している場合にはピッチＸ１＝２となる。また、複数の溝２がインサートカラー１の外周面に形成されている場合、ピッチＸは、各溝２のピッチＸを合計した数となる。
【００１３】
相手側部材４のネジ孔４１にインサートカラー１を通してネジが螺着される際、インサートカラー１にはネジの頭部から以下の式４で表される軸力Ｆ１が加えられる。
【数４】
【００１４】
このため、溝２内に位置した樹脂部材３の凸部３２には、ネジ孔４１と反対側に位置した溝２の側面から以下の式５で表される剪断力Ｆ３が加えられることとなる
【数５】
【００１５】
凸部３２は、溝２と同じ幅Ｗ及びピッチＸでインサートカラー１の外周面に沿って延びていることから、断面積は以下の式６で表される断面積Ｓとなる。
【数６】
【００１６】
このため、凸部３２の剪断に必要な力は、以下の式７で表されるＦ４となる。
【数７】
【００１７】
図４に示すように、溝２から凸部３２に加えられる剪断力Ｆ３が凸部３２の剪断に必要な力Ｆ５を上回ると、凸部３２が破損する虞がある。しかしながら、インサートカラー１は、上記式１の条件を満たすよう形成されているので、凸部３２に加えられる剪断力Ｆ３を凸部３２の剪断に必要な力Ｆ５が上回り、凸部３２の破損が防止される。
【００１８】
インサートカラー１は、上記式３の関係を満たすよう溝２のピッチＸ及び幅Ｗが定められているので、溝２の幅Ｗが予め定められている場合には、インサートカラー１の使用条件に合わせて上記式３の関係を満足するピッチＸを定めることができる。
【００１９】
このため、インサートカラー１を形成する金属製のパイプの外周面に刃物で溝２を形成する際には、インサートカラー１の使用条件に合ったピッチ数の溝２が形成されるよう、パイプ回転速度及び刃物の移動速度を定めることで、インサートカラー１を簡単に製造できる。
【００２０】
本実施形態によれば、インサートカラー１の使用条件に応じて変わるインサートカラー１の高さＨ，半径Ｒ，並びに樹脂部材３に対する密着強度Ｆ２、ネジの締め付けトルクＴ，トルク係数Ｋ，並びに呼び径Ｄ、及び樹脂部材３の剪断強度τに合わせて、溝２のピッチＸ及び幅Ｗを定めることで、ネジの頭部から加えられる荷重に十分に耐えられるインサートカラー１を簡単に製造することができる。
【００２１】
なお、上記実施形態では、樹脂部材３が備えたネジ孔４１と逆ネジ方向に溝２が螺旋状に延びている場合について説明したが、ネジ孔４１と同方向に延びていてもよい。また、インサートカラー１を形成するパイプの材質は、金属には限定されない。
【符号の説明】
【００２２】
１ インサートカラー
２ 溝
３ 樹脂部材
３１ ネジ挿通孔
３２ 凸部
４ 相手側部材
４１ ネジ孔
Ｈ インサートカラーの高さ
Ｒ インサートカラーの半径
Ｗ 溝の幅
Ｘ 溝のピッチ
Ｆ２ 樹脂部材に対するインサートカラーの密着強度
Ｔ ネジの締め付けトルク
Ｋ トルク係数
Ｄ ネジの呼び径
τ 樹脂部材の剪断強度
【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂部材が備えたネジ挿通孔の周囲に配置される円筒状のインサートカラーであって、
外周面には軸心方向に沿って螺旋状に延びた溝を備え、
以下の式１で表される条件を満たすことを特徴とするインサートカラー。
【数１】
式中、Ｈは前記インサートカラーの高さ，Ｒは前記インサートカラーの半径，Ｘは前記溝のピッチ，Ｗは前記溝の幅，Ｆ２は前記樹脂部材に対する前記インサートカラーの密着強度，Ｔは前記ネジ挿通孔を通して螺着されるネジの締め付けトルク，Ｋは前記ネジを締め付けるトルク係数，Ｄは前記ネジの呼び径，τは樹脂部材の剪断強度を示す。
【請求項１】
樹脂部材が備えたネジ挿通孔の周囲に配置される円筒状のインサートカラーであって、
外周面には軸心方向に沿って螺旋状に延びた溝を備え、
以下の式１で表される条件を満たすことを特徴とするインサートカラー。
【数１】
式中、Ｈは前記インサートカラーの高さ，Ｒは前記インサートカラーの半径，Ｘは前記溝のピッチ，Ｗは前記溝の幅，Ｆ２は前記樹脂部材に対する前記インサートカラーの密着強度，Ｔは前記ネジ挿通孔を通して螺着されるネジの締め付けトルク，Ｋは前記ネジを締め付けるトルク係数，Ｄは前記ネジの呼び径，τは樹脂部材の剪断強度を示す。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１３−１９４５６（Ｐ２０１３−１９４５６Ａ）
【公開日】平成２５年１月３１日（２０１３．１．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１５２６７５（Ｐ２０１１−１５２６７５）
【出願日】平成２３年７月１１日（２０１１．７．１１）
【出願人】（０００００６８９５）矢崎総業株式会社 (7,019)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月３１日（２０１３．１．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月１１日（２０１１．７．１１）
【出願人】（０００００６８９５）矢崎総業株式会社 (7,019)
【Ｆターム（参考）】
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