TWI894755B - 螺紋構造 - Google Patents

Abstract

[課題]可減少緊固軸向力附加在第1螺峯上的分布荷重的比率，可產生有效扭矩並產生防止鬆脫的作用。 [技術內容]在具備螺栓(1)及螺帽(2)的螺紋構造中，螺帽(2)的母螺紋(20)，具有：第1螺紋區域(21)、及斜面(22a)、(22b)被作成凸圓弧形狀的第2螺紋區域(22)，在母螺紋(20)與螺栓(1)的母螺紋(10)螺合的狀態下，在第1螺紋區域(21)中壓縮側斜面(21a)雖與公螺紋(10)接觸，但在遊隙側斜面(21b)、(10b)之間具有間隙，且在第2螺紋區域(22)中母螺紋(20)的壓縮側及遊隙側斜面(22a)、(22b)各別與公螺紋(10)的壓縮側遊隙側斜面(10a)、(10b)接觸。

Description

螺紋構造

本發明，有關於螺紋構造。

本案申請人，從以前就進行防止鬆脫螺帽的開發，如下述的專利文獻1揭示的防止鬆脫螺帽，將母螺紋的斜面作成凸圓弧面。

藉由將斜面作成凸圓弧面，就可實質上消除螺帽的母螺紋及螺栓的公螺紋之間的遊隙(間隙)，且藉由抑制振動環境下螺帽對於螺栓的相對移動，就可以減少螺帽鬆脫的發生。且，不只藉由將母螺紋及公螺紋的壓縮側斜面彼此接觸，也藉由母螺紋及公螺紋的遊隙側斜面彼此接觸，將螺帽結合作業時就可以在螺帽產生有效扭矩，該有效扭矩也可產生防止鬆脫的作用。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1] 日本特開2021-105444號公報

一般已知，將螺帽與螺栓結合時，緊固軸向力的負荷會分布於在縱剖面出現的母螺紋的複數螺峯處，緊固軸向力中負荷在母螺紋的第1螺峯(最接近螺帽的座面的螺峯)的分布荷重的比率最大。

過大的軸力若發生的情況時，首先第1螺峯最先斷裂，斷裂從那陸續地前進而使全部的母螺紋斷裂。且，即使斷裂未達到程度的軸力，結合的螺帽位於例如振動環境下的情況時，由振動所產生的衝擊力也會附加於負擔大的分布荷重的第1螺峯並使其朝軸方向微小變形，由此緊固軸向力會大幅地減少。

本發明的目的，可減少附加在第1螺峯的緊固軸向力的分布荷重的比率，且可產生有效扭矩並產生防止鬆脫的作用。

本發明的螺紋構造，具備：第1螺紋構件，具有外周面形成有公螺紋的螺紋軸；及第2螺紋構件，具有螺孔，在前述螺孔的內周面形成有與前述公螺紋螺合的母螺紋即可。前述母螺紋，具有：第1螺紋區域、及第2螺紋區域即可。較佳是，在前述公螺紋螺合於前述母螺紋的狀態下，在第1螺紋區域中前述母螺紋的壓縮側斜面雖與前述公螺紋的壓縮側斜面接觸，但在前述母螺紋的遊隙側斜面及前述公螺紋的遊隙側斜面之間具有間隙。進一步較 佳是，前述公螺紋及前述母螺紋，在第2螺紋區域中前述母螺紋的壓縮側斜面及遊隙側斜面各別與前述公螺紋的壓縮側斜面及遊隙側斜面接觸。較佳是，在第1螺紋區域中前述母螺紋的壓縮側斜面及遊隙側斜面在縱剖面具有平坦形狀。較佳是，在第2螺紋區域中前述母螺紋的壓縮側斜面及遊隙側斜面的至少一方在縱剖面具有凸圓弧形狀，

且具有本發明的螺紋的螺紋構件，具有：第1螺紋區域、及第2螺紋區域。較佳是，在第1螺紋區域中前述螺紋的壓縮側斜面及遊隙側斜面在縱剖面具有平坦形狀。較佳是，在第2螺紋區域中前述螺紋的壓縮側斜面及遊隙側斜面的至少一方在縱剖面具有凸圓弧形狀。

依據本發明的話，可以減少附加在第1螺峯的緊固軸向力的分布荷重的比率，並且可以產生有效扭矩並產生防止鬆脫的作用。

1:螺栓

2:螺帽

2A:螺帽本體

2B:凸部

10:公螺紋

10a:壓縮側斜面

20:母螺紋

21:第1螺紋區域

21a:壓縮側斜面

21b:遊隙側斜面

22:第2螺紋區域

22a:壓縮側斜面

22b:遊隙側斜面

[圖1]本發明的螺紋構造的一實施例的縱剖面圖。

[圖2]顯示凸部的一例的立體圖。

[圖3]顯示凸部的別的一例的立體圖。

[圖4]本發明的螺紋構件的一實施例的縱剖面圖。

[圖5]說明凸部的縮徑變形用的沖壓加工的縱剖面 圖。

[螺紋構造的實施方式]

本發明的螺紋構造，具備：第1螺紋構件，具有外周面形成有公螺紋的螺紋軸；及第2螺紋構件，具有螺孔，在螺孔的內周面形成有與前述公螺紋螺合的母螺紋即可。前述母螺紋，具有：第1螺紋區域、及第2螺紋區域即可。

較佳是，在前述公螺紋螺合於前述母螺紋的狀態下，在第1螺紋區域中前述母螺紋的壓縮側斜面雖與前述公螺紋的壓縮側斜面接觸，但在前述母螺紋的遊隙側斜面及前述公螺紋的遊隙側斜面之間具有間隙。進一步較佳是，前述公螺紋及前述母螺紋，在第2螺紋區域中前述母螺紋的壓縮側斜面及遊隙側斜面各別與前述公螺紋的壓縮側斜面及遊隙側斜面接觸。

「前述公螺紋與前述母螺紋螺合的狀態」，不只是將第1及第2螺紋構件結合的狀態，也包含結合扭矩未產生的結合作業途中的狀態。

第1螺紋構件，一般是具有螺紋軸的螺栓。螺紋軸一般是中實的軸，但是管狀構造也可以。第1螺紋構件，可以使用依據所要求的規格被製造的習知的螺栓。公螺紋，具有：規定的螺紋間距、及從公螺紋的規定的山徑及谷徑限定的規定的螺紋輪廓。公螺紋的壓縮側及遊隙 側斜面皆在縱剖面具有平坦形狀即可。

第2螺紋構件，一般是具有螺孔的螺帽。第1及第2螺紋區域，是各別在軸方向具有規定的長度。較佳是，第1及第2螺紋區域，各別具有比母螺紋的1間距更大的軸方向長度。更佳是，第1及第2螺紋區域，是具有比公螺紋的2間距更大的軸方向長度。第1及第2螺紋區域，是在軸方向上被設置在不同的位置。第1及第2螺紋區域在軸方向連續地配置也可以，進一步在第1及第2螺紋區域之間設置別的第3螺紋區域也可以。母螺紋，較佳是，第1螺紋區域及第2螺紋區域具有彼此不同的螺紋輪廓，使發生如上述的斜面的接觸狀態。

較佳是，在第1螺紋區域中前述母螺紋的壓縮側斜面及遊隙側斜面在縱剖面具有平坦形狀。較佳是，在第2螺紋區域中前述母螺紋的壓縮側斜面及遊隙側斜面的至少一方在縱剖面具有凸圓弧形狀。更佳是，在第2螺紋區域中前述母螺紋的壓縮側斜面及遊隙側斜面皆在縱剖面具有凸圓弧形狀。

較佳是，前述第2螺紋構件，是具有：本體、及凸部，凸部從該本體的端面朝軸方向突設且具有比前述本體更小的外徑，前述螺孔設成橫跨前述本體及前述凸部。本體，是六角螺帽狀也可以，筒螺帽狀也可以。凸部的構造，是圓筒狀或是圓錐梯形狀也可以，與日本專利第3272265號公報的防止鬆脫螺帽同樣，具有：在圓周方向整列配置的複數塊體、及將相鄰接的塊體彼此連接的薄 壁的連接部也可以。「具有比前述本體更小的外徑」，是從凸部的外周至螺紋內周為止的徑方向的壁厚的平均，比從本體的外周至螺紋內周為止的徑方向的壁厚的平均更小的意思。壁厚比本體更薄的凸部，在將母螺紋螺進公螺紋時藉由作用於兩斜面的反力而朝徑方向外方微小變形，就可抑制烙印的發生。

較佳是，前述母螺紋的第1螺紋區域的至少一部分設於前述本體。較佳是，前述母螺紋的第2螺紋區域的至少一部分設於前述凸部。由此，從本體側將第2螺紋構件與第1螺紋構件螺合的話，旋緊作業的最初因為在與公螺紋之間具有遊隙，只有第1螺紋區域與公螺紋螺合，所以可以圓滑地將第2螺紋構件螺進。母螺紋的第2螺紋區域開始與公螺紋螺合的話，第2螺紋區域的母螺紋的壓縮側及遊隙側斜面與公螺紋接觸，藉由其摩擦阻力而發生大的有效扭矩，在該時點因為第1螺紋區域全部螺合於公螺紋，所以藉由比有效扭矩更大的旋緊扭矩將第2螺紋構件對於第1螺紋構件旋轉，就可將第2螺紋構件對於第1螺紋構件螺進。

較佳是，前述母螺紋的第2螺紋區域的一部分設於前述本體，而設於前述凸部的第2螺紋區域的一部分，在前述公螺紋未螺合於前述母螺紋狀態下，比被設於前述本體的第2螺紋區域的一部分更小徑。這種構造，是在母螺紋成形之後，藉由將凸部朝徑方向內方縮徑變形就可以獲得。將母螺紋螺進公螺紋時使凸部朝徑方向外方微 小變形，使設於凸部的第2螺紋區域的一部分，在母螺紋與公螺紋螺合的狀態下，與設於本體的第2螺紋區域的一部分成為同等的徑。

[螺紋構件的實施方式]

本發明的螺紋構件，具備螺紋，螺紋具有：第1螺紋區域、及第2螺紋區域。較佳是，在第1螺紋區域中前述螺紋的壓縮側斜面及遊隙側斜面在縱剖面具有平坦形狀。較佳是，在第2螺紋區域中前述螺紋的壓縮側斜面及遊隙側斜面的至少一方在縱剖面具有凸圓弧形狀。螺紋構件的螺紋，是公螺紋也可以，母螺紋也可以。

較佳是，在第2螺紋區域中前述母螺紋的壓縮側斜面及遊隙側斜面皆在縱剖面具有凸圓弧形狀。

較佳是，前述螺紋構件是螺帽，螺帽，具有：螺帽本體、及凸部，凸部從該螺帽本體的端面朝軸方向突設且具有比前述螺帽本體更小的外徑。此情況，前述螺紋是母螺紋，母螺紋設於螺孔的內周，螺孔橫跨前述螺帽本體及前述凸部地設置。

較佳是，前述母螺紋的第1螺紋區域的至少一部分設於前述螺帽本體。較佳是，前述母螺紋的第2螺紋區域的至少一部分設於前述凸部。

較佳是，前述母螺紋的第2螺紋區域的(其他的)一部分設於前述螺帽本體。較佳是，設於前述凸部中的第2螺紋區域的一部分，比設於前述螺帽本體中的第2螺 紋區域的一部分更小徑。

[實施例]

以下，依據圖面說明本發明的螺紋構件及螺紋構造的最佳的實施例。

圖1，是顯示本發明的螺紋構件及螺紋構造的一實施例。螺紋構造，具備：第1螺紋構件也就是螺栓1、及第2螺紋構件也就是防止鬆脫螺帽2。螺栓1，具有螺紋軸，在螺紋軸的外周面形成有公螺紋10。螺帽2具有螺孔，在螺孔的內周面形成有與公螺紋10螺合的母螺紋20。螺栓1，可以使用市售的習知的螺栓。

螺帽2的母螺紋20，如圖4所示，也具有：配置於座面(在圖示例中為螺帽底面)側的第1螺紋區域21、及在軸方向配置於比第1螺紋區域21更遠離座面的第2螺紋區域22。

在公螺紋10與母螺紋20螺合的狀態下，在第1螺紋區域21中母螺紋20的壓縮側斜面21a雖與公螺紋10的壓縮側斜面10a接觸，但在母螺紋20的遊隙側斜面21b及公螺紋10的遊隙側斜面10b之間具有間隙。且，在公螺紋10與母螺紋20螺合的狀態下，在第2螺紋區域22中母螺紋20的壓縮側斜面22a及遊隙側斜面22b各別與公螺紋10的壓縮側斜面10a及遊隙側斜面10b接觸。

在第1螺紋區域21中母螺紋20的壓縮側斜面21a及遊隙側斜面21b在縱剖面具有平坦形狀。

在第2螺紋區域22中母螺紋20的壓縮側斜面22a及遊隙側斜面22b皆在縱剖面具有凸圓弧形狀。在圖4中，由網點顯示從剖面的後方側看成為凸圓弧形狀的斜面22a、22b。又，將壓縮側斜面22a及遊隙側斜面22b的其中任一方在縱剖面作成凸圓弧形狀，將另一方在縱剖面作成平坦形狀也可以。

螺帽2，具有螺帽本體2A及凸部2B，螺帽本體2A具有座面，凸部2B從該螺帽本體2A的頂部朝軸方向突設且具有比螺帽本體2A更小的外徑。具有母螺紋20的螺孔，貫通螺帽本體2A及凸部2B。

母螺紋20的第1螺紋區域21設於螺帽本體2A的底部，第2螺紋區域22從螺帽本體2A的頂部橫跨凸部2B地設置。

螺帽本體2A及凸部2B的外周形狀雖無特別限定，在一實施例中，如圖2所示，螺帽本體2A構成六角螺帽狀，凸部2B構成圓錐梯形狀。凸部2B，在其底部具有最大的外徑。在螺帽本體2A的六角螺帽的側面的左右中央部具有最小的外徑。凸部2B的最大外徑，比螺帽本體2A的最小內徑更小徑。由此，凸部2B，比螺帽本體2A更容易朝徑方向變形。

又，凸部2B，如圖3所示，具備在圓周方向整列配置的複數塊體也可以。較佳是，相鄰接的塊體彼此，藉由壁厚比塊體本身的徑方向更薄壁的連接部而被連接一體化。例如，藉由在凸部2B的外周形成複數縱溝，就 可以獲得由連接部連接複數塊體的構造。又，相鄰接的塊體之間在徑方向設置貫通的開縫，將複數塊體構造地分斷的情況時，各塊體的徑方向的變形性會太大，而使由圓弧狀斜面所產生的效果有限。

凸部2B，如圖5所示藉由從徑方向外方施加沖壓加工而被設於凸部2B的第2螺紋區域22的一部分也就是壓縮側斜面22a'、遊隙側斜面22b'，在公螺紋10未與母螺紋20螺合狀態下，作成比設於螺帽本體2A中的第2螺紋區域22的一部分也就是壓縮側斜面22a、遊隙側斜面22b更小徑也可以。在市售的螺栓的公螺紋中雖具有製造誤差，但是藉由事先將設於凸部2B內周的母螺紋縮徑變形，當將母螺紋與公螺紋螺合時第2螺紋區域22的壓縮側及遊隙側斜面22a'、22b'就可以確實地與公螺紋的壓縮側及遊隙側斜面接觸。且，藉由調整凸部2B的縮徑變形量，就可以調整欲發生的有效扭矩的大小。

依據本實施例的螺紋構造的話，可以抑制烙印且可以避免應力集中在母螺紋螺帽2的母螺紋20的第1螺峯，可以提高對於軸力的耐抗性。且，在振動環境下座面壓即使瞬間消失，因為在兩斜面中公螺紋及母螺紋接觸可阻止母螺紋對於公螺紋的軸方向的振動，所以仍可以發揮較高的防止鬆脫效果。

1:螺栓

2:螺帽

2A:螺帽本體

2B:凸部

10:公螺紋

10a:壓縮側斜面

10b:遊隙側斜面

20:母螺紋

21:第1螺紋區域

21a:壓縮側斜面

21b:遊隙側斜面

22:第2螺紋區域

22a:壓縮側斜面

22b:遊隙側斜面

Claims (5)

1. 一種螺紋構造，具備：第1螺紋構件，具有外周面形成有公螺紋的螺紋軸；及第2螺紋構件，具有螺孔，在前述螺孔內周面形成有與前述公螺紋螺合的母螺紋， 前述母螺紋，具有：第1螺紋區域、及第2螺紋區域， 前述公螺紋及前述母螺紋，在前述公螺紋螺合於前述母螺紋的狀態下，在第1螺紋區域中前述母螺紋的壓縮側斜面雖與前述公螺紋的壓縮側斜面接觸但在前述母螺紋的遊隙側斜面及前述公螺紋的遊隙側斜面之間具有間隙，且在第2螺紋區域中前述母螺紋的壓縮側斜面及遊隙側斜面各別與前述公螺紋的壓縮側斜面及遊隙側斜面接觸， 在第1螺紋區域中前述母螺紋的壓縮側斜面及遊隙側斜面在縱剖面具有平坦形狀， 在第2螺紋區域中前述母螺紋的壓縮側斜面及遊隙側斜面的至少一方在縱剖面具有凸圓弧形狀。
2. 如請求項1的螺紋構造，其中， 在第2螺紋區域中前述母螺紋的壓縮側斜面及遊隙側斜面皆在縱剖面具有凸圓弧形狀。
3. 如請求項1或2的螺紋構造，其中， 前述第2螺紋構件，具有：本體、及凸部，從該本體的端面朝軸方向突設且具有比前述本體更小的外徑，前述螺孔設成橫跨前述本體及前述凸部， 前述母螺紋的第1螺紋區域的至少一部分設於前述本體， 前述母螺紋的第2螺紋區域的至少一部分設於前述凸部。
4. 如請求項3的螺紋構造，其中， 前述母螺紋的第2螺紋區域的一部分設於前述本體， 設於前述凸部的第2螺紋區域的一部分，在前述公螺紋未螺合於前述母螺紋狀態下，比被設於前述本體的第2螺紋區域的一部分更小徑。
5. 如請求項1或2的螺紋構造，其中， 前述第1螺紋構件是螺栓，前述第2螺紋構件是螺帽。