特開 2022-171373 樹脂被覆ねじ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022171373

(43)【公開日】2022-11-11

(54)【発明の名称】樹脂被覆ねじ

(51)【国際特許分類】

   F16B 37/14 20060101AFI20221104BHJP

   F16B 23/00 20060101ALI20221104BHJP

   F16B 35/06 20060101ALI20221104BHJP

   F16B 33/06 20060101ALI20221104BHJP

   B21K 1/46 20060101ALI20221104BHJP

【ＦＩ】

F16B37/14 G

F16B23/00 A

F16B35/06 F

F16B33/06 B

B21K1/46 E

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021077973

(22)【出願日】2021-04-30

(71)【出願人】

【識別番号】000227467

【氏名又は名称】日東精工株式会社

(72)【発明者】

【氏名】足立 竜介

【テーマコード（参考）】

4E087

【Ｆターム（参考）】

4E087AA08

4E087CA19

4E087CA33

4E087CC01

4E087EC13

4E087HA54

(57)【要約】

【課題】
頭部を薄くすることが可能な樹脂被覆ねじを提供する。
【解決手段】
軸部２１および頭部２３を備えた金属製のねじ部材２０と、このねじ部材２０の頭部２３を被覆する樹脂製のキャップ３０とを有する樹脂被覆ねじにおいて、前記ねじ部材２０の頭部２３は、その座面および側面が曲線部２４により連続しており、前記キャップ３０は、前記頭部の上面および側面と前記曲線部２４とを覆うように固着されていることを特徴とする樹脂被覆ねじ１０による。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

軸部および頭部を備えた金属製のねじ部材と、このねじ部材の頭部を被覆する樹脂製のキャップとを有する樹脂被覆ねじにおいて、
前記ねじ部材の頭部は、その座面および側面が曲線部により連続しており、
前記キャップは、前記頭部の上面および側面と前記曲線部とを覆うように固着されていることを特徴とする樹脂被覆ねじ。

【請求項2】

前記頭部は、平面視非円形形状に形成されて成ることを特徴とする請求項１に記載の樹脂被覆ねじ。

【請求項3】

前記頭部の側面には、凹凸が成形されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の樹脂被覆ねじ。

【請求項4】

前記ねじ部材は、圧造によって、頭部と軸部が一体に成形されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３の何れかに記載の樹脂被覆ねじ。

【請求項5】

前記キャップは、その上部に所定の締付工具と嵌合可能な嵌合穴を備えて成り、前記嵌合穴は、その深さ寸法が当該キャップの上面から前記ねじ部材の上面に到達しない範囲の短寸に構成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項４の何れかに記載の樹脂被覆ねじ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ねじ部品の頭部に樹脂性のキャップを覆い被せた樹脂被覆ねじに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、特許文献１および特許文献２に示されるような樹脂被覆ねじが知られている。図６および図７に示すようにこれら特許文献に開示される樹脂被覆ねじ６０および７０は、軸部６２，７２と頭部６３，７３とを備えた金属製のねじ部材６１，７１と、このねじ部材６１，７１の頭部６３，７３を被覆する樹脂性のキャップ６５，７５とを備えている。また、前記特許文献１に記載の樹脂被覆ねじ６０は、図６の（ａ）および（ｂ）に示すように頭部６３は、矩形断面の略四角柱形状に構成された部位と、この部位よりも小径の略円環状に形成された段部６４とを備える。この樹脂被覆ねじ６０のキャップ６５は、前述の略四角柱形状の部位に係合する構成のため、ねじ部材６１に対して空転しないよう構成される。さらに、当該キャップ６５は、前記頭部６３の下部に回り込み前記段部６４の側面を覆うように固着されるので、ねじ部材６１に対して軸方向へ抜けないように構成されている。一方、特許文献２に記載の樹脂被覆ねじ７０は、図７の（ａ）および（ｂ）に示すように頭部７３は、その上部に位置するアンダーカット形状の羽根部７４を備えており、この羽根部７４を含む頭部全体およびねじ部材７１の上部を樹脂性のキャップ７５が被覆するように構成されている。このように、従来の樹脂被覆ねじ６０，７０は、ねじ部材６１，７１とキャップ６５，７５とが一体となり、キャップ６５，７５が軸方向へ抜け落ちることなく、しかも軸周りに空転し難いという特徴がある。

【0003】

また、頭部と軸部とを備えたねじ部材の製造方法としては、先行文献３に示されるような圧造加工が知られている。この圧造加工は、まず、図８の（ａ）および（ｂ）に示すように所定の長さにカットされた線材８０をダイス９１および予備成形用のパンチ９２により両側から押圧する。これにより、線材８０は、その上部が予備成形用のパンチ９２に成形された予備成形穴９３に沿って胴膨れ形状に変形する。その後、予備成形された線材は、図８の（ｃ）ないし（ｆ）に示されるように、仕上げ成形穴９５，９５′を備える仕上げ成形用パンチ９４，９４′にて再度押圧され、所望の頭部形状を備えたねじ部材へと順に仕上げ成形される。このような圧造加工は、切削加工等と比して安価かつ高速に製造可能であるため、ねじ等の有頭部材の製造方法として広く知られている。なお、図６に示す前記段部６４を備えたねじ部材６１の圧造加工であれば、前記仕上げ成形時、図８の（ｃ）および（ｄ）に示すようにダイス９１′の開口部に所望の前記段部６３と一致する形状の凹部９６を設けることにより成形されている。また、図７に示す前記羽根部７４を備えたねじ部材７１の圧造加工であれば、図８の（ｅ）および（ｆ）に示すように仕上げ成形穴９５′の奥方に凹部９７を設けた仕上げ用のパンチ９４′により、頭部７３および凸部７５を成形し、図８（ｇ）および（ｈ）に示すように凸部７５の上方から十字形状の刃を有する工具９８を押圧し、当該凸部７５を径方向外側へ拡開させることで成形されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平７－１１７２０７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、従来の樹脂被覆ねじは、上述のように頭部に羽根部や段部を有するため、その寸法分頭部の厚さが増すという問題があった。また、図６に示すような段部を有する従来のねじ部材を圧造加工により製造する場合、ダイスの開口部に凹部が必要となるため、ダイスの加工費用が高額になるという問題もあった。さらに、このようなダイスの開口部に凹部を設けて圧造加工する場合、当該凹部は、頭部の変形により高い負荷がかかる角部分を有するため、ダイスが破損し易くなる等の問題もあった。一方、図７に示すような羽根部を有する従来のねじ部材を圧造加工により製造する場合、頭部に成形された凸部を工具により押し開ける工程が増えるため、製造コストが高額になるという問題もあった。しかも、羽根部がアンダーカット形状であり、治具等により保持できないため、羽根部の形状に誤差が生じ易いという問題もあった。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は、上記課題に鑑みて創成されたものであり、頭部が薄く構成されている樹脂被覆ねじの提供を目的とする。この目的を達成するために本発明は、軸部および頭部を備えた金属製のねじ部材と、このねじ部材の頭部を被覆する樹脂製のキャップとを有する樹脂被覆ねじにおいて、前記ねじ部材の頭部は、その座面および側面が曲線部により連続しており、前記キャップは、前記頭部の上面および側面と前記曲線部とを覆うように固着されていることを特徴とする。なお、前記頭部は、平面視非円形形状に形成されて成ることが好ましい。また、前記頭部の側面には、凹凸が成形されていることが好ましい。さらに前記ねじ部材は、圧造によって、頭部と軸部が一体に成形されていることが好ましい。また、前記キャップは、その上部に所定の締付工具と嵌合可能な嵌合穴を備えて成り、前記嵌合穴は、その深さ寸法が当該キャップの上面から前記ねじ部材の上面に到達しない範囲の短寸に構成されていることが好ましい。

【発明の効果】

【0007】

本発明に係る樹脂被覆ねじによれば、圧造時、頭部の座面側外周縁部に成形される曲線部にキャップが嵌まり込むように構成されているため、従来の樹脂被覆ねじのようにキャップを軸方向へ抜けないように構成する段部や羽根部を頭部に備える必要がない。このため、本発明に係る樹脂被覆ねじは、従来の樹脂被覆ねじと比して頭部を薄くすることが可能となる等の利点がある。また、本発明に係る樹脂被覆ねじは、頭部が非円形形状に構成されていることあるいは、頭部の側面に凹凸が形成されているため、前記キャップが頭部に嵌合してこれと一体に回転可能となる。このため、キャップの空転を防止可能になるという利点もある。また、前記曲線部は、頭部と軸部を一体に成形する圧造加工時に成形されるため、別途曲線部を成形する工程が必要ない。よって、安価にねじ部材を製造可能となるという利点もある。さらに本発明に係る樹脂被覆ねじは、嵌合穴の深さが短寸に構成されているため、工具がねじ部材に直接当たることがない。よって、工具が例えばワークの熱により高温になったねじ部材を介して熱を帯びること等が防止されるという利点もある。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明に係る樹脂被覆ねじの構造を示す図面であり、（ａ）は一部断面側面図であり、（ｂ）は平面図である。

【図2】図１に示す樹脂被覆ねじの構造を示す要部拡大一部切欠断面側面図である。

【図3】図１に示す樹脂被覆ねじの圧造成形過程を示す説明図であり、（ａ）は線材を予備成形する前の線材セット工程を示し、（ｂ）は線材の一端側を予備成形する予備成形工程を示し、（ｃ）は予備成形品を仕上げ成形する前の予備成形品セット工程を示し、（ｄ）は予備成形品を仕上げ成形する仕上げ成形工程を示す。

【図4】図３の（ｄ）の要部拡大一部切欠断面側面図である。

【図5】図１に示す樹脂被覆ねじの樹脂成形過程を示す説明図であり、（ａ）はキャップを樹脂成形する前のねじ部材セット工程を示し、（ｂ）は（ａ）のＡ－Ａ線断面図を示し、（ｃ）はねじ部材の頭部にキャップを樹脂成形する樹脂成形工程を示す。

【図6】従来の樹脂被覆ねじを示す図面で有り、（ａ）は一部断面側面図であり、（ｂ）は平面図である。

【図7】従来の樹脂被覆ねじを示す図面で有り、（ａ）は一部断面側面図であり、（ｂ）は平面図である。

【図8】従来の樹脂被覆ねじの圧造成形過程を示す概略図であり、（ａ），（ｂ）は、線材を予備成形する前後を示す一部断面概略側面図であり、（ｃ），（ｄ）図６に示す樹脂被覆ねじのねじ部材となるように線材を仕上げ成形する前後を示す一部断面概略側面図であり、（ｅ），（ｆ）は、図７に示す樹脂被覆ねじのねじ部材となるように線材を仕上げ成形する前後を示す一部断面概略側面図であり、（ｇ），（ｈ）は、図７に示す樹脂被覆ねじの羽根部を成形する前後を示す一部断面概略側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。図１ないし図４において１０は、軸部２１および頭部２３とからなる金属製のねじ部材２０と、このねじ部材２０の頭部２３に固着される樹脂製のキャップ３０とから構成された樹脂被覆ねじである。

【0010】

前記ねじ部材２０は、図１の（ａ）に示すように前記軸部２１および頭部２３が一体に成形された有頭部材であり、軸部２１の外周には、ねじ山２２が成形されている。この軸部２１の上端には、軸部２１の外径より大きい径に構成された頭部２３が連続しており、この頭部２３は、図１の（ｂ）に示すように周方向に凹凸が連続して成形される平面視ローレット形状に構成されている。また、頭部２３は、図２に示すようにその上面が平坦に構成されるとともに、その座面外縁部には、曲線部２４が成形され、座面と側面とが当該曲線部２４によって連続している。

【0011】

前記キャップ３０は、前記頭部２３の上面および側面に密着しており、その上部には、図示しないドライバ等の締付工具と嵌合可能な嵌合穴３１が成形されている。この嵌合穴３１は、前記頭部２３の上面に達しないよう、その深さ寸法がキャップ３０の厚さ寸法より短寸に構成されている。また、キャップ３０は、その下端部が前記頭部２３座面とほぼ同じ高さとなるように構成されており、前記曲線部２４を覆うように固着されている。

【0012】

以下、上述の樹脂被覆ねじ１０の製造方法について説明する。
まず、図３の（ａ），（ｂ）に示すように所定の長さにカットされた線材１０′をダイス４１および予備成形用のパンチ４３で両側から押圧する。このダイス４１は、この線材１０′とほぼ同じ径に構成される軸部成形穴４２を有する一方、予備成形用のパンチ４３は、上端部が軸部２１より太く構成されるとともに下方に向かうに連れて徐々に太く構成された円錐台形状の予備成形穴４４を有している。これらダイス４１および予備成形用のパンチ４３に、両端から押圧されることで、前記線材１０′の上端が前記予備成形穴４４に沿って胴膨れ形状に変形する。この上端が胴膨れ形状に変形した予備成形品１０′′を図３の（ｃ），（ｄ）に示すようにダイス４１および仕上げ成形用のパンチ４５により両側から押圧する。仕上げ成形用のパンチ４５には前記予備成形穴４４より浅く、なおかつその最大径部より大きい径に構成される略円柱形状の仕上げ成形穴４６が成形されている。これらダイス４１および仕上げ成形用のパンチ４５に、両端から押圧されることで、前記予備成形品１０′′の上端が仕上げ成形穴４６に沿って変形し、頭部２３を成形する。

【0013】

なお、仕上げ成形穴４６の内壁には所定の凹凸が成形されており、この凹凸に沿って変形することで頭部２３が前記ローレット形状となる。また、前記パンチ４３の予備成形穴４４および仕上げ成形穴４６は、前記圧造成形により変形した頭部２３がダイス４１とパンチ４３との隙間からあふれ出ないようにその容量が前記成形される頭部２３の体積より若干大きくなるように設定されている。このため、上記圧造加工時、頭部２３の変形による余肉が流れ込み易い頭部２３の軸方向中央当たりが最大径部となり、その最大径部から上方あるいは下方に向かうにつれて徐々に直径が小さくなる側面視略樽形状に成形される。結果、図４に示すように頭部２３の座面側外縁部に前記曲線部２４が成形されるとともに、座面と側面とが当該曲線部２４によって連続する。このように圧造形成後、軸部２１の外周にねじ山２２を形成する転造工程（図示せず）を行うことで、ねじ部材２０と成る。

【0014】

上述のように圧造形成されたねじ部材２０を、図５の（ａ）および（ｂ）に示すように金型５１および蓋５５内に設置して、頭部２３の周囲にキャップ３０を樹脂形成する。金型５１は、前記軸部２１とほぼ同径に構成される軸部受け部５２と、この軸部受け部５２に連続し、所望のキャップ３０の形状を象った樹脂注入部５３と、この樹脂注入部５３から金型５１の外部まで連続する樹脂供給経路５４とを備えており、前記ねじ部材２０は、樹脂注入部５３の底面に頭部２３の座面を当接させた状態にて支持されている。また、前記蓋５５は、その下面に前記キャップ３０の嵌合穴３１を象った突起５６が形成されている。また、前記金型５１の樹脂供給経路５４には、熱可塑性樹脂の一例であるＡＢＳ樹脂を多量に貯留している樹脂供給装置（図示せず）が連続している。この樹脂供給装置は、内部に貯留するＡＢＳ樹脂を液体状態となる所定の温度まで加熱可能かつ、当該液体状態のＡＢＳ樹脂を加圧して樹脂注入部５３まで供給可能に構成されている。これらにより、樹脂供給装置が駆動すると、加熱され液体状態となったＡＢＳ樹脂が樹脂供給経路５４を介して樹脂注入部５３に供給される。この時、加圧されたＡＢＳ樹脂が図５の（ｃ）に示すように樹脂注入部５３の隅々まで回り込むため、頭部２３の曲線部２４の周囲までＡＢＳ樹脂が充満される。この樹脂注入部５３に充填されたＡＢＳ樹脂が自然放熱等により徐々に温度が下がり、硬化していくことで、頭部２３を覆い被さるキャップ３０が形成される。

【0015】

なお、上記樹脂成形過程において、ねじ部材２０は、樹脂注入部５３の底面に頭部２３の座面を当接させた状態で支持されている。このため、形成されたキャップ３０は、その下端部が前記頭部２３の座面とほぼ同じ高さとなるように構成される。また、前記樹脂供給装置が樹脂を加熱する温度は、１００度から２００度の範囲で設定されており、本実施形態においては約１５０度に設定されている。

【0016】

上述の様に構成された樹脂被覆ねじ１０の作用を説明する。本樹脂被覆ねじ１０は、ドライバあるいは、作業者の手によって、所定のワークに締め付け固定される。この時、前記キャップ３０がねじ部材２０の側面を覆うように装着されていることにより、締付後、ねじ部材２０が外部に露出しない。このため、熱源近くに締め付けられても、比較的熱伝導率が高く高温となりやすい金属のねじ部材２０がワークから露出しない。よって、作業者等は、直接ねじ部材２０に接触しないので、火傷などにもなり難く安全に作業できる。また、キャップ３０が頭部２３の曲線部２４まで覆っているため、頭部２３からキャップ３０が軸方向へ脱落することが防止される。さらに、頭部２３の側面が平面視ローレット形状に構成されるので、キャップ３０が当該ローレット形状の凹凸に噛み込むため、キャップ３０の空転が防止される。

【0017】

また、本実施形態の樹脂被覆ねじ１０は、従来の頭部６３，７３に段部６４や羽根部７４を有する樹脂被覆ねじ６０，７０と比して頭部２３を薄くすることが可能であるため、狭い個所にも締付可能という利点や、締付対象の美感を損なわない等の利点が有る。さらに、段部６４や羽根部７４を有さないため、圧造工程において、ダイス９１′やパンチ９５′に成形されていた凹部９６，９７が必要ない。このため、本実施形態の樹脂被覆ねじ１０を圧造成形するためのダイス４１やパンチ４３は、従来の樹脂被覆ねじ６０，７０を圧造成形するためのダイス９１′やパンチ９４′より安価に製造可能である。しかも、羽根部７４を成形する工程等も必要ない。これら結果、本樹脂被覆ねじ１０は、従来の樹脂被覆ねじ６０，７０と比して安価に製造できる等の利点もある。

【0018】

なお、本発明に係る樹脂被覆ねじ１０は、前述したものに限定するものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、上記樹脂被覆ねじ１０において、頭部２３は、平面視ローレット形状に構成されていたが、キャップ３０の空転を防止可能な非真円形状以外であれば、六角形等、他の形状であっても何ら問題ない。また、キャップ３０も、平面視多角形形状であったり、その外周側面に凹凸が成形されていたりしても良い。これにより、作業者が掴み易くなる等の利点がある。さらに、軸部２１や、キャップ３０の嵌合穴３１の形状は、特に制限なく、用途に合わせ適宜変更されて良い。例えば、嵌合穴３１が十字形状のものであったり、嵌合穴３１を有さないものであったりしても何ら問題無い。

【符号の説明】

【0019】

１０ … 樹脂被覆ねじ
２０ … ねじ部材
２１ … 軸部
２３ … 頭部
２４ … 曲線部
３０ … キャップ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】