特許 7544949 合成樹脂材締結用ネジ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-08-26

(45)【発行日】2024-09-03

(54)【発明の名称】合成樹脂材締結用ネジ

(51)【国際特許分類】

   F16B 39/282 20060101AFI20240827BHJP

【ＦＩ】

F16B39/282 Z

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2023213361

(22)【出願日】2023-12-18

(65)【公開番号】P2024091543

(43)【公開日】2024-07-04

【審査請求日】2024-02-16

(31)【優先権主張番号】P 2022206497

(32)【優先日】2022-12-23

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(31)【優先権主張番号】P 2023134986

(32)【優先日】2023-08-22

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】513163579

【氏名又は名称】エントラスト株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100163706

【弁理士】

【氏名又は名称】釜谷 直樹

(72)【発明者】

【氏名】北薗 司朗

(72)【発明者】

【氏名】黄 銀植

(72)【発明者】

【氏名】衛藤 登

【審査官】大山 広人

(56)【参考文献】

【文献】特開平０８－３３４１１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０８－０８２３１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１２９２５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－３１８２３７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｂ ３９／２８２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ネジを回転させるための工具係合部を備えた頭部と、前記頭部と一体に形成されたネジ部を備え、前記頭部に緩み止めを有する合成樹脂材締結用ネジであって、
前記頭部の座面は、逆皿状のテーパー形状に形成され、
前記座面の少なくとも外周部には係止物方向に膨出する略等間隔に形成された複数の膨出部が形成され、
前記膨出部は、側面から見ると略円弧状に形成され、略円弧面から構成されていて、前記座面上において軸心を通る直線を垂直な面で切った断面における前記膨出部の円弧面の半径が前記合成樹脂材締結用ネジの直径をＤとすれば２／５Ｄから８／５Ｄとなるように形成され、
前記係止物は合成樹脂材で構成されていて、
前記合成樹脂材締結用ネジを前記係止物に締結したときに、前記膨出部が前記係止物に食い込み、前記座面の最外周の部分が前記係止物の表面に当接されるように構成され、
前記合成樹脂材締結用ネジを緩めたとき、前記膨出部によって、前記係止物の表面を削って白化させないように構成されている
ことを特徴とする合成樹脂材締結用ネジ。

【請求項2】

前記膨出部は、前記座面の少なくとも外周部において、ネジを締めていく方向の前の部分が前記係止物の方向に膨出する略円弧面状または曲面状に形成されているとともに、ネジを締めていく方向の後ろの部分であって、ネジを緩めていく方向の前の部分が前記係止物の方向に膨出する略円弧面状または曲面状に形成されている
ことを特徴とする請求項１記載の合成樹脂材締結用ネジ。

【請求項3】

前記膨出部は、前記座面の最外周の端面部において、前記座面より下に膨出するよう構成されている
ことを特徴とする請求項２記載の合成樹脂材締結用ネジ。

【請求項4】

前記座面の平面に対する角度が、３度以上で１０度以下である
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３記載の合成樹脂材締結用ネジ。

【請求項5】

前記頭部の外径は、ネジの呼び径に対応する平座金の外径の略同一である
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３記載の合成樹脂材締結用ネジ。

【請求項6】

前記頭部は、略バインドネジ形状または略丸ネジ形状の頭部である
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３記載の合成樹脂材締結用ネジ。

【請求項7】

前記頭部は、略ナベ小ねじ形状のものに鍔が付いている形状である
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３記載の合成樹脂材締結用ネジ。

【請求項8】

前記膨出部は、所定幅で前記座面の中心に対して放射状の形状に形成されている
ことを特徴とする請求項２記載の合成樹脂材締結用ネジ。

【請求項9】

前記膨出部は、前記座面の外周部において係止物方向に膨出する略等間隔に形成された略楕円の形状に形成されている
ことを特徴とする請求項２記載の合成樹脂材締結用ネジ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は合成樹脂材締結用ネジに関する。より詳細には、ネジの頭部に緩み止めを有する合成樹脂材締結用ネジに関する。

【背景技術】

【0002】

近年、電子機器等の外筐がＡＳ（アクリルニトリル・スチレン）樹脂やＡＢＳ（アクリルニトリル・ブタジエン・スチレン）樹脂等の合成樹脂材で構成されるようになっている。そして、この樹脂製の外筐を金属製のフレーム等に所定の軸力で固定するとともに、電子機器等の輸送中や使用時の温度変化や振動・衝撃等でネジが緩み、その結果緩みトルクが大きく低下しないような、合成樹脂材締結用ネジが求められていた。

【0003】

このようなネジとして従来から一般的には、セムスねじ（登録商標）と呼ばれる、ナベ小ねじにスプリングワッシャ（ＳＷ）と平座金（ＰＷ）が組み込まれた、座金組み込みネジ（ＳＷ＋ＰＷ組込み小ネジ）が用いられている。この座金組み込みネジは、ねじ山を転造する前に座金等を組み込み、転造後に座金等が脱落しないようにしたものであり、手作業で座金等を組み込む手間がかからず、作業効率がよくなるものである。そして、ネジを締結したときにスプリングワッシャが圧縮されて緩み止めとなり、繰り返しネジを外したりする場所に向いているものである。なお、この座金組み込みネジは、ＪＩＳ（日本産業規格 ＪＩＳ Ｂ １１８８：２０１７）にも規定されているものである。

【0004】

しかしながら、座金組み込みネジは、ネジ単体に対してスプリングワッシャや平座金は固定されておらず、平座金等はネジに組み込まれた範囲で動くことができる。また、平座金同士が重なってしまうことがある。そのため、例えば工場等で、座金組み込みネジをオートパーツフィーダーで姿勢を揃え供給しようとするときに、途中でオートパーツフィーダーに詰まってしまうことがあるという不都合があった。そのような理由で、座金組み込みネジではなく、ネジの頭部に緩み止めを有するネジが求められていた。

【0005】

このようなネジの頭部に緩み止めを有するネジとして、非特許文献１にて開示されたフランジボルトがある。このフランジボルトは、六角形状をした頭部の座面側に、フランジと呼ばれる円錐形の鍔がついたものである。この鍔の座面側には、ギザギザしたセレーション（セレート）を有し、このセレーションが締結時に相手材に食い込むことで、緩み止め効果を向上させるというものである。また、鍔により相手材に座面が陥没することを防止している。

【0006】

また、このようなネジとして、特許文献１にて開示されたボルトナットがある。このボルトナットは、ボルトの頭部下面またはこれの螺合するナット上面に、ネジ溝方向に沿って湾曲する複数本の突条を放射状に設けたものであり、この突条を、内側から外周側に向かって漸次高く形成してなるものである。このボルトナットを回転させ締め付けていくと、突条が相手材表面に食い込んでいく。ここで、突条は断面形状が略三角形状をなし、先端が尖っているので、大きな力で食い込む。そして、内側から外周側に向かって突条の高さが漸次高くなっているので、外周側に大きなトルクが働き、局部的に大きな力が加わり、更に深く食い込んで固定され、緩み止めとなるというものである。

【0007】

そして、このようなネジとして、特許文献２にて開示されたばね性の鍔付きネジがある。このばね性の鍔付きネジは、ネジの頭部の下方周縁部に逆皿状のばね性のある鍔を一体に形成したものである。そして、この鍔が適度のバネ常数、たわみ量を得てばね性を発揮し、十分な締め付けトルクを得て緩みを防止するというものである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【文献】実開昭５５－１４０８１６公報

【文献】実登第３１３３０３３号公報

【非特許文献】

【0009】

【文献】フランジボルト［令和４年１１月１９日検索］、インターネット〈ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ａｍａｚｏｎ．ｃｏ．ｊｐ／ｇｐ／ｐｒｏｄｕｃｔ／Ｂ０９ＸＸ４Ｗ３７Ｔ／ｒｅｆ=ｐｐｘ＿ｙｏ＿ｄｔ＿ｂ＿ａｓｉｎ＿ｔｉｔｌｅ＿ｏ００＿ｓ００？ｉｅ＝ＵＴＦ８＆ｔｈ＝１〉〈Ａｍａｚｏｎ．ｃｏ．ｊｐ：鉄／ユニクロ７マークフランジボルト（２種類／セレート付き）（フルスレッド）Ｍ６ ｘ １０（１０個パック）：ＤＩＹ、ツール＆ガーデン〉

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

しかしながら、非特許文献１の技術では、セレーションが締結時に相手材に食い込むことで緩み止めを発揮するが、相手材を傷つけ、そして、ネジを緩めようとすると、セレーションの食い込んだ面がセレーションにより削り取られ、相手材表面に白化が生じてしまうという不都合もあった。
なおここで、非特許文献１のフランジボルトではフランジと呼ばれる円錐形の鍔を有しているが、円錐形であるのは鍔の上面部だけであって、座面は平面状であり、この平面状の部分にセレーションが形成されているという構造を有している。

【0011】

また、特許文献１の技術においても、非特許文献１の場合と同様に、突条が締結時に相手材に食い込むことで緩み止めを発揮するが、相手材を傷つけ、そして、ネジを緩めようとすると、突条の食い込んだ面が突条により削り取られ、白化を生じてしまうという不都合もあった。

【0012】

そして、特許文献２の技術では、鍔が適度のバネ常数、たわみ量を得てバネ性を発揮するために、冷間圧造用炭素鋼線にて表面には浸炭処理されて形成される等、バネ性を発揮する材質、処理を用いる必要があるという不都合があった。
更に、特許文献２の段落００５０に記載されているように、バネ性が得られるようにするために、カメラ、ビデオカメラ等の光学機器に用いられるネジのように、ねじの寸法、大きさが小さいものや極めて小さいものとする必要があるという不都合があった。

【0013】

ここで、特許文献２記載のネジの形状を用いて、バネ性を発揮する材質を用いず、処理もせず、通常のネジに使用される材質のもので、大きさも通常のネジの大きさにした場合を考える。このようなネジを用いて締結した場合、鍔にバネ性がないため、緩み止めのないネジとなってしまう。
すなわち、特許文献２記載のネジの形状にバネ性のない材質でネジを作ることは可能ではあるが、しかしその場合、複雑な形状にしたのに、緩み止めのないネジになってしまって緩みトルクも小さくなってしまうという不都合が生じる。

【0014】

この発明の目的は、ネジを緩めたときの係止物の表面の白化を押さえながらも十分な緩みトルクが得られる、ネジの頭部に緩み止めを有する合成樹脂材締結用ネジを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0015】

本発明は、上記の課題を解決するために、以下の構成を採用した。

【0016】

本発明は、ネジを回転させるための工具係合部を備えた頭部と、頭部と一体に形成されたネジ部を備え、頭部に緩み止めを有する合成樹脂材締結用ネジに関する。
そして、頭部の座面は、逆皿状のテーパー形状に形成され、座面の少なくとも外周部には係止物方向に膨出する略等間隔に形成された複数の膨出部が形成され、係止物は合成樹脂材で構成されていて、合成樹脂材締結用ネジを係止物に締結したときに、膨出部が係止物に食い込み、座面の最外周の部分が係止物の表面に当接されるように構成されていることを特徴とする。

【0017】

また、膨出部は、座面の少なくとも外周部において、ネジを締めていく方向の前の部分が係止物の方向に膨出する略円弧面状または曲面状に形成されているとともに、ネジを締めていく方向の後ろの部分であって、係止物の方向ネジを緩めていく方向の前の部分が係止物の方向が膨出する略円弧面状または曲面状に形成されていることを特徴とする。

【0018】

また、膨出部は、座面の最外周の端面部において、座面より下に膨出するよう構成されていることを特徴とする。

【0019】

また、座面の平面に対する角度が、３度以上で１０度以下であることを特徴とする。

【0020】

また、頭部の外径は、ネジの呼び径に対応する平座金の外径の略同一であることを特徴とする。

【0021】

また、頭部は、略バインドネジ形状または略丸ネジ形状の頭部である
ことを特徴とする。

【0022】

また、頭部は、略ナベ小ねじ形状のものに鍔が付いている形状であることを特徴とする。

【0023】

また、膨出部は、所定幅で座面の中心に対して放射状の形状に形成されていることを特徴とする。

【0024】

そして膨出部は、座面の外周部において係止物方向に膨出する略等間隔に形成された略楕円の形状に形成されていることを特徴とする。

【発明の効果】

【0025】

本発明によれば、上述の特徴を有することから、下記に示すことが可能となる。

【0026】

ネジを回転させるための工具係合部を備えた頭部と、頭部と一体に形成されたネジ部を備え、頭部に緩み止めを有する合成樹脂材締結用ネジであって、頭部の座面は、逆皿状のテーパー形状に形成され、座面の少なくとも外周部には係止物方向に膨出する略等間隔に形成された複数の膨出部が形成され、係止物は合成樹脂材で構成されていて、合成樹脂材締結用ネジを係止物に締結したときに、膨出部が係止物に食い込み、座面の最外周の部分が係止物の表面に当接されるように構成されているので、ネジを緩めたときの白化を押さえながらも十分な緩みトルクが得られる合成樹脂材締結用ネジが得られた。

【0027】

また、膨膨出部は、座面の少なくとも外周部において、ネジを締めていく方向の前の部分が係止物の方向に膨出する略円弧面状または曲面状に形成されているとともに、ネジを締めていく方向の後ろの部分であって、係止物の方向ネジを緩めていく方向の前の部分が係止物の方向が膨出する略円弧面状または曲面状に形成されているので、座面にセレーションを有するネジのように係止物に食い込む係止面を有さず、ネジをゆるめたとき係止物の表面の係止面による削れや白化を押さえることができた。

【0028】

また、膨出部は、座面の最外周の端面部において、座面より下に膨出するよう構成されているので、軸心から距離のある最外周において膨出部による係止力がかかり、大きな緩みトルクを得ることができた。

【0029】

また、座面の平面に対する角度が、３度以上で１０度以下であるので、傾斜が緩いため平面と差が少なくなってしまうこともないし、１０度を超えて座面を逆皿状に形成することにより、工程が難しくなったり、製造しにくいものとなったりしないものとすることができた。

【0030】

また、頭部の外径は、ネジの呼び径に対応する平座金の外径の略同一であるので、座面の陥没を防ぐとともに、座金組み込みネジとの置き換えが容易にできるようにすることができた。

【0031】

また、頭部は、略バインドネジ形状または略丸ネジ形状の頭部であるので、略バインドネジ形状または略丸ネジ形状の頭部を有する合成樹脂材締結用ネジを得ることができた。

【0032】

また、頭部は、略ナベ小ねじ形状のものに鍔が付いている形状であるので、略ナベ小ねじ形状のものに鍔が付いている形状の頭部を有する合成樹脂材締結用ネジを得ることができた。

【0033】

また、膨出部は、所定幅で座面の中心に対して放射状の形状に形成されているので、ネジを作成するための金型が作りやすいものとなった。

【0034】

そして、膨出部は、座面の外周部において係止物方向に膨出する略等間隔に形成された略楕円の形状に形成されているので、膨出部の形状を簡単なものとすることができた。

【図面の簡単な説明】

【0035】

【図1】本発明の第１の実施形態に係る合成樹脂材締結用ネジの構成を示し、（Ａ）は上方から見た斜視図、（Ｂ）は下方から見た斜視図、（Ｃ）は要部の拡大図である。

【図2】本発明の第１の実施形態に係る合成樹脂材締結用ネジを用いて、係止物を係止したときの状態を示す断面図である。

【図3】本発明の第１の実施形態に係る合成樹脂材締結用ネジを用いて係止物を締結した後に、緩めて外したときの係止物表面についた係止痕を模式的に示した斜視図である。

【図4】本発明の第１の実施形態に係る合成樹脂材締結用ネジの構成を示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は平面図、（Ｃ）は底面図、（Ｄ）は右側面図、（Ｅ）及び（Ｆ）は断面図である。

【図5】本発明の第２の実施形態に係る合成樹脂材締結用ネジの構成を示し、（Ａ）は上方から見た斜視図、（Ｂ）は下方から見た斜視図、（Ｃ）は要部の拡大図である。

【図6】本発明の第２の実施形態に係る合成樹脂材締結用ネジの構成を示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は平面図、（Ｃ）は底面図、（Ｄ）は右側面図、（Ｅ）及び（Ｆ）は断面図である。

【図7】本発明の第３の実施形態に係る合成樹脂材締結用ネジの構成を示し、（Ａ）は上方から見た斜視図、（Ｂ）は下方から見た斜視図、（Ｃ）は要部の拡大図である。

【図8】本発明の第３の実施形態に係る合成樹脂材締結用ネジを用いて、係止物を係止したときの状態を示す断面図である。

【図9】本発明の第３の実施形態に係る合成樹脂材締結用ネジの構成を示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は平面図、（Ｃ）は底面図、（Ｄ）は右側面図、（Ｅ）及び（Ｆ）は断面図である。

【図10】実施例１で行った試験の結果をまとめた表１である。

【図11】実施例１として戻しトルク試験を行ったときの結果を示し、係止ネジがナベ小ねじの場合の緩めトルク曲線を示すグラフである。

【図12】実施例１として戻しトルク試験を行ったときの結果を示し、係止ネジが座金組み込みネジの場合の緩めトルク曲線を示すグラフである。

【図13】実施例１として戻しトルク試験を行ったときの結果を示し、係止ネジが本発明品の場合の緩めトルク曲線を示すグラフである。

【図14】実施例１として戻しトルク試験を行ったときに、係止ネジがナベ小ねじの場合の、試験片に付いた係止痕を示す写真である。

【図15】実施例１として戻しトルク試験を行ったときに、係止ネジが座金組み込みネジの場合の、試験片に付いた係止痕を示す写真である。

【図16】実施例１として戻しトルク試験を行ったときに、係止ネジが本発明品の場合の、試験片に付いた係止痕を示す写真である。

【図17】実施例２で行った試験の結果をまとめた表２である。

【図18】実施例３で行った試験の結果をまとめた表３である。

【図19】第２の発明品に係る合成樹脂材締結用ネジの構成を示し、（Ａ）は上方から見た斜視図、（Ｂ）は下方から見た斜視図、（Ｃ）は要部の拡大図である。

【発明を実施するための形態】

【0036】

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について、詳細に説明する。
なお、以下の説明においては、合成樹脂材締結用ネジの頭部を上に、ネジ部を下にした場合においての、上下方向と呼ぶこととする。
但し、以下に示す前後、上下の方向は、説明の便宜上示すものであり、本技術はこれらの方向に限定して適用されることはない。

【0037】

ここで、本発明の合成樹脂材締結用ネジは、ネジの頭部に緩み止めを有する合成樹脂材を締結するためのネジである。そして、座面を逆皿状のテーパー形状として、そのテーパー形状の座面の少なくとも最外周近傍に周方向に並べて膨出部を形成したことを特徴とする。座面をテーパー形状としたことにより、ネジを係止物に締めていったとき、座面全体ではなくて、座面の最外周の部分とその部分の膨出部が係止物に当接し食い込むことになる。

【0038】

ここで、座面が平面状でセレーションを有するネジでは、ネジを締めていくと座面全体が係止物に当接してセレーションが食い込むことによって、座面全体による大きな座面摩擦トルクや食い込みトルクが発生する。すなわち、セレーションを側面から見ると略鋸刃状に形成され、締める方向には傾斜面、緩める方向には係止物に食い込む係止面が形成され、締めやすく、緩みにくい構成となっている。
一方、膨出部を側面から見ると大きな略円弧状に形成され、膨出部は略円弧面から構成されているので、締めやすく、またセレーションを有するネジとは異なり、緩みやすいような構成となっている。なぜ、この緩みやすいような構成を持つネジが所定の大きさの十分な緩みトルクを持つのか、以下説明する。

【0039】

まず、ネジを締めるときには、座面がテーパー形状で座面そのものに傾斜がついているため、座面が平面状のものと異なり、座面の最外周の略リング状の部分とその部分の膨出部だけが係止物に当接し食い込むことになる。そのため、ネジ締結時の座面摩擦トルクや食い込みトルクは、座面全体が当接する座面が平面状のものと比べて小さいものとなり、軸力の低下は少なくなり、その結果、大きな軸力が得られる。

【0040】

そして、ネジを締めたとき、座面が平面状のものだと座面全体が係止物に当接して力が分散され面圧が低くなるが、座面にテーパーがあると最外周の略リング状の部分だけに軸力による力が集中するので面圧が高まることになる。大きな軸力により、略リング状の部分にある膨出部が強い面圧で係止物に押し付けられ、膨出部が係止物に食い込み、そして係止力が発生する。
略リング状の部分は座面の最外周の部分にあり、軸心からの距離もあり、このようにして、後述する実施例での結果が示すように、十分な緩みトルクを有する合成樹脂材締結用ネジが得られた。

【0041】

ここで、本発明のネジは、セレーションのような係止面がないのでセレーションを有するネジと比べ係止力は低下するが、係止面が締結物表面に食い込むことがないため、係止面により係止物表面が削り取られたり、白化が生じたりするのを押さえることができる。大きな緩みトルクが必要な場合は座面にセレーションが付いたネジを用い、係止面に白化を生じさせたくない場合には、本発明のネジを使うとか、ネジを使う目的に合わせて、使い分ければよい。

【0042】

それでは以下に、本発明の合成樹脂材締結用ネジについて、その詳細を説明する。

【0043】

（第１の実施形態）
図１（Ａ）乃至（Ｃ）、乃至、図４（Ａ）乃至（Ｆ）参照して、本発明の第１の実施形態の合成樹脂材締結用ネジ１（合成樹脂材締結用ネジ）について詳細に説明する。

【0044】

図１（Ａ）（Ｂ）は合成樹脂材締結用ネジ１の頭部２（頭部）とネジ部３（ネジ部）の構成を示す斜視図であり、図１（Ａ）は上面側から見た斜視図、図１（Ｂ）は下面側から見た斜視図である。また、図１（Ｃ）は図１（Ｂ）のＡ部の拡大図である。
図１（Ａ）に示すように、ネジ１の頭部２上面の中央には、ネジ回転工具係合部４（工具係合部）として十字穴を有していて、ネジ１全体として径の大きい略バインドネジの形状をしている。

【0045】

図１（Ｂ）に示すように、頭部２の座面５（座面）は逆皿状のテーパー形状に形成され、座面５には中心部から放射状に延びる下方向に膨出する所定幅の６つの膨出部６（膨出部）を有している。膨出部６はその所定幅の部分の円周方向の断面が座面５から連続した略円弧状に形成され、外周部にある先端部も略円弧面を有している。

【0046】

なおここで、逆皿状のテーパー形状の座面５の平面に対する角度は、約６度である。また、ネジ部３の直径が５ｍｍの場合、所定幅の部分の膨出面は半径約５ｍｍという大きな円弧面となっていて、大きな半径で膨出する略円弧状の面となっている。
また、頭部２の外径は、ネジ径がＭ５の場合５．３ｍｍであり、ネジ径に対応する平座金の外径と略同一に形成されている。このように、頭部２の外径を対応する平座金の外径近傍の値にしたのは、大きな径で座面の陥没を防ぐとともに、座金組み込みネジとの置き換えが容易にできるようにするためである。

【0047】

図１（Ｃ）に示すように、膨出部６の外周部の最先端部は、頭部２上面から連続する最外周の端面部（端面）によって切断されたような形となっている。そして、膨出部６の最外周部において、座面５より下方に膨出する膨出先端部７（切断された形状の部分）が形成されている。

【0048】

図２は、合成樹脂材締結用ネジ１を合成樹脂材からなる係止物１００（係止物）に締結した状態を示す断面図である。すなわち、係止物１００の締結孔１１０に合成樹脂材締結用ネジ１のネジ部３を通し、金属板からなるフレーム２００のバーリングが施されたネジ穴２１０と螺合して、締結している状態である。

【0049】

図２に示すように、合成樹脂材締結用ネジ１を回転させ締めていくと、座面５は逆皿状になっているため、まず、外周部の膨出部６が係止物１００の表面に当接し食い込んでいく。そして次に、座面５の最先端部が係止物１００の表面に当接する。

【0050】

図３は、合成樹脂材締結用ネジ１の締結後にネジを緩め、取り外したときに、係止物１００の表面に付いた締結痕１２０を模式的に示したものである。
図３に示すように、締結痕１２０は、座面５の最外周部による円形の溝状である環状痕１３０と６つの膨出部６による６か所の凹部である凹部痕１４０がある。また、先端膨出部７に対向していた円形溝１２０の最外周の位置には、先端膨出部７による凹みである６か所の先端膨出部痕１５０が付いている。

【0051】

このように、座面５が逆皿状のテーパー形状に形成されているため、図２及び図３に示すように、ネジの軸心からの位置が遠い外周部にある６つの膨出部６が係止物１００に食い込むために、大きなトルクでの緩み止めになっている。そして、座面５の最外周部が係止物の表面に当接され、軸力がしっかりと保持される。
このようにして、十分な緩みトルクを有する合成樹脂材締結用ネジが得られた。

【0052】

すなわち、膨出部６は係止物１００に対向する部分が略円弧状に形成されているので、爪のあるセレーションより緩み止めの力が弱くなるが、座面５を逆皿状に形成することにより、十分な緩みトルクを得ることができた。そして、ネジを締結したときに係止物１００表面に食い込んでいる部分が略円弧状に形成されているので、セレーションを有するネジと異なり、ネジを緩めたときに係止物の表面を削って白化させないものとすることができた。

【0053】

そして、座面の最外周の位置にある膨出先端部７が座面より下に膨出しているので、係止物１００において食い込み、先端膨出部痕１５０が環状痕１３０の最外周部に形成される。そのため、ネジの軸心からの一番位置が遠いところで、しっかりと係止物１００に食い込み、更に大きなトルクでの緩み止めをすることが可能となった。なお、ここでは外周部の膨出部６の先端が座面より下に膨出するとしたが、膨出部６の先端が外周部の内側にあって、係止物方向に膨出するように構成してもよい。しかしその場合は、係止力は低下することになる。

【0054】

図４（Ａ）乃至（Ｆ）は、本実施形態における合成樹脂材締結用ネジ１を意匠図的に表現したものである。図４において、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は平面図、（Ｃ）は底面図、（Ｄ）は右側面図を示している。また、図４において、（Ｅ）は（Ｃ）におけるＢ－Ｂ断面を示し、（Ｆ）は（Ｃ）におけるＣ－Ｃ断面を示している。なお、背面図は正面図と、左側面図は右側面図と同じ形であり、記載を省略している。

【0055】

なお、以上の説明において、膨出部６が係止物１００に食い込んで緩み止めになり、座面５の最外周部が係止物の表面に当接され軸力を得ているとしたが、これは主にという意味である。膨出部６によっても軸力を得ていること等は、勿論である。また、座面５の最外周部が係止物の表面に当接する接触抵抗によっても、係止力を得ていることは勿論である。

【0056】

またなお、本実施形態では座面５の平面に対する角度を約６度としたが、３度以上で１０度以下としてもよい。３度より少なくすると、傾斜が緩いため平面と差がなくなるし、１０度を超えると、座面５を逆皿状に形成するため工程が難しくなり、製造しにくいものとなってしまうからである。また、座面５の平面に対する角度を４度以上で８度以下としてもよい。４度以上とすると、更にテーパーの効果が増し、８度以下とすると、更に製造しやすいものとなるからである。

【0057】

またなお、膨出部６の所定幅の部分は、ネジ部３の直径が５ｍｍの場合、幅が約３．４ｍｍ、半径約５ｍｍの円弧面となっている。すなわち、座面５面上において軸心を通る直線を垂直な面で切った断面における円弧面の半径は、約５ｍｍということになる。所定幅の部分の最外周部の部分も円弧面が形成され、膨出部６は座面５の最下端から約０．２ｍｍ下方に突出している。

【0058】

ここで、平行部の円弧面の半径は、２ｍｍから８ｍｍ程度が好ましい。円弧面の半径が小さくなれば、白化が起きやすくなるし、半径が大きいと緩み止めになりにくいからである。すなわち、ネジの直径をＤとすれば、膨出部６の所定幅の部分の円弧面の半径は、２／５Ｄから８／５Ｄが好ましいということになる。

【0059】

またなお、本実施形態では膨出部６を、座面５の中心部から放射状に延びるものとなっている。この膨出部６が中心部から延びているのは、例えばゴム板状の弾性体等、柔らかい材質の係止物１００を締結する場合、座面５が大きく係止物１００に食い込むことになる。このとき、中心部近傍の膨出部６も係止物１００に食い込み、より大きな緩み止め効果を得ることができるからである。また、膨出部６が中心部に対し放射状に延びていることは、ネジを成形するための金型が作りやすくなるという効果もある。ただし、膨出部６を中心部から延びているのではなくて、座面５の中心部には膨出部６を付けず、途中からとか、座面５の最外周部近傍だけに付けるようにしてもよいことは、勿論である。係止物１００が樹脂等の場合には大きく食い込むことはなく、十分な効果があるからである。

【0060】

（第２の実施形態）
図５（Ａ）乃至（Ｃ）及び図６（Ａ）乃至（Ｆ）を参照して、本発明の第２の実施形態について説明する。
この第２の実施形態では、第１の実施形態の頭部２の上部の形状を変えたものであり、座面５やネジ部３の形状は、第１の実施形態と同一の形状をしている。
以下、第１の実施形態と同じ部分は同一符号を付し、説明を省略し、異なっている部分のみを説明する。

【0061】

図５（Ａ）（Ｂ）は合成樹脂材締結用ネジ１の頭部２とネジ部３の構成を示す斜視図であり、図５（Ａ）は上面側から見た斜視図、図１（Ｂ）は下面側から見た斜視図である。また、図５（Ｃ）は図５（Ｂ）のＤ部の拡大図である。
図５（Ａ）に示すように、頭部２の上部は第１の実施形態と同様の十字穴を有しているが、本実施形態では略ナベ小ねじの形状をしたネジ頭部と鍔部から構成された鍔付き頭部の形状をしている。そして、頭部２の鍔部の最外周の端部は、ネジの軸心方向に平行な座面５の最外周を含む円筒面で切断された形となっており、座面５との間に所定厚の外周面８（端面）が形成されている。

【0062】

図５（Ｂ）に示すように、頭部２の座面５は、第１の実施形態と同様、逆皿状のテーパー形状に形成され、座面５には中心部から放射状に延びる下方向に膨出する所定幅の６つの膨出部６を有している。膨出部６は円周方向に切断したときその断面が座面５から連続した略円弧状に形成され、外周の先端部も円弧面を有している。

【0063】

そして、図５（Ｃ）に示すように、膨出部６の外周部の先端は、軸心方向に平行な座面５の最外周を含む円筒面で切断された形の端面である外周面８を有しており、外周面８の下方に膨出する形の膨出先端部７が形成されている。

【0064】

ここで、本実施形態の座面５や膨出部６等の形状は、第１の実施形態のものと同一なものとなる。そうすると、図２で示された相手材１００に締結したときの状態や、図３で示された取り外したときの締結痕１２０も同様のものとなり、同様の効果を発揮することになるので、その図面と説明は省略する。

【0065】

図６（Ａ）乃至（Ｆ）は、本実施形態における合成樹脂材締結用ネジ１を意匠図的に表現したものである。図６において、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は平面図、（Ｃ）は底面図、（Ｄ）は右側面図を示している。また、６において、（Ｅ）は（Ｃ）におけるＥ－Ｅ断面を示し、（Ｆ）は（Ｃ）におけるＦ－Ｆ断面を示している。なお、背面図は正面図と、左側面図は右側面図と同じ形であり、記載を省略している。

【0066】

なお、頭部２の外径は、ネジ径に対応する平座金の外径と略同一に形成されている。このように、頭部２の外径を対応する平座金の外径近傍の値にしたのは、大きな径で座面の陥没を防ぐとともに、座金組み込みネジとの置き換えが容易にできるようにするためである。

【0067】

またなお、本実施形態では、頭部２を鍔付きの頭部としているが、この鍔をもっと大きく広いものにしてもよい。広い鍔は、係止物１００に座面が陥没することを防止するだけでなく、本発明の場合、膨出部６の食い込む位置がネジの軸心からより遠くとなり、より大きな緩み止め効果を得ることができる。また、軸力向上にも効果がある。

【0068】

（第３の実施形態）
図７（Ａ）乃至（Ｃ）、乃至、図９（Ａ）乃至（Ｆ）を参照して、本発明の第３の実施形態について説明する。
この第３の実施形態では、第１の実施形態の座面５の膨出部６の形状を変えたものであり、その他の部分は、第１の実施形態と同一の形状をしている。
以下、第１の実施形態と同じ部分は同一符号を付し、説明を省略し、異なっている部分のみを説明する。

【0069】

図７（Ａ）（Ｂ）は合成樹脂材締結用ネジ１の頭部２とネジ部３の構成を示す斜視図であり、図７（Ａ）は上面側から見た斜視図、図１（Ｂ）は下面側から見た斜視図である。また、図７（Ｃ）は図１（Ｂ）のＧ部の拡大図である。
図７（Ａ）に示すように、合成樹脂材締結用ネジ１の頭部２は第１の実施形態と同様、上面の中央には、ネジ回転工具係合部４として十字穴を有していて、全体として径の大きい略バインドネジの形状をしている。

【0070】

図７（Ｂ）に示すように、頭部２の座面５は逆皿状のテーパー形状に形成され、座面５の外周部には、下方向に膨出し、座面５の円周方向に長い略楕円形状の膨出部６を６つ有している。略楕円形状の膨出部６の最外周の部分は、頭部２上面から連続する最外周の面で切断されたような形となっている。そして、図７（Ｃ）に示すように、膨出部６の最外周部において、座面５より下方に膨出する膨出先端部７が形成されている。

【0071】

ここで、第１の実施形態の膨出部６では、中心部から放射状に延びる下方向に膨出する所定幅の６つの膨出部６の形状であって、その所定幅の部分の円周方向の断面が座面５から連続した略円弧状に形成され、外周部にある先端部も円弧面を有していた。しかしながら、実際に係止物１００に当接し、食い込むのは、膨出部６の外周部の部分だけである。
そこで、本実施形態の膨出部６では、実際に係止物１００に当接し、食い込む、膨出部６の外周部のみを残して、放射状に延びる所定幅の部分を取り去った形状をしている。

【0072】

図８は、ＡＢＳ樹脂等の樹脂板からなる相手材１００の締結孔１１０に合成樹脂材締結用ネジ１のネジ部３を通し、金属板からなるフレーム２００のネジ穴２１０と螺合して、相手材１００を締結した状態を示している。
図８に示すように、第１の実施形態と同様、合成樹脂材締結用ネジ１を回転させ締めていくと、座面５は逆皿状になっているため、外周部の膨出部６が係止物１００の表面に当接し食い込んでいく。そして次に、座面５の最先端部が係止物１００の表面に当接する。

【0073】

ここで、本実施形態の膨出部６の実際に係止物１００に対向する部分の形状は、第１の実施形態のものと実質的に同様なものとなる。そうすると、図３で示された取り外したときの締結痕１２０も同様のものとなり、同様の効果を発揮することになるので、その図面と説明は省略する。

【0074】

以上説明したように、座面５が逆皿状のテーパー形状に形成されているため、図８に示すように、ネジの軸心からの位置が遠い外周部にある６つの膨出部６が係止物１００に食い込むために、大きなトルクでの緩み止めになっている。そして、座面５の外周部が係止物の表面に当接され、軸力がしっかりと保持される。
このようにして、ネジの緩みを防ぎながら軸力が得られる合成樹脂材を締結するためのネジを得ることができた。

【0075】

また、膨出部６は係止物１００に対向する部分が略円弧状に形成されているので、爪のあるセレーションより緩み止めの力が弱くなるが、座面５を逆皿状に形成することにより、十分な緩み止めとすることができた。また、ネジを締結したときに係止物１００表面に食い込んでいる部分が略円弧状に形成されているので、ネジを緩めたときに係止物の表面を削って白化させたりさせないものとすることができた。

【0076】

そして、座面５の最外周の位置にある膨出先端部７が座面より下に膨出しているので、最外周において先端膨出部７が係止物１００に深く込む。そのため、ネジの軸心からの一番位置が遠いところで、しっかりと係止物１００に食い込むことになり、更に大きなトルクでの緩み止めをすることが可能となった。

【0077】

図９（Ａ）乃至（Ｆ）は、本実施形態における合成樹脂材締結用ネジ１を意匠図的に表現したものである。図９において、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は平面図、（Ｃ）は底面図、（Ｄ）は右側面図を示している。また、６において、（Ｅ）は（Ｃ）におけるＨ－Ｈ断面を示し、（Ｆ）は（Ｃ）におけるＩ－Ｉ断面を示している。なお、背面図は正面図と、左側面図は右側面図と同じ形であり、記載を省略している。

【0078】

なお、座面５の円周方向に長い略楕円形状の膨出部６は、ネジ部３の直径が５ｍｍの場合、座面５の円周方向に長さが約３．４ｍｍ、半径約５ｍｍの円弧面となっている。すなわち、座面５面上において軸心を通る直線を垂直な面で座面５の円周方向に長い部分を切った断面における円弧面の半径は、約５ｍｍということになる。そして、膨出部６は座面５の最下端から約０．２ｍｍ下方に突出している。

【0079】

ここで、平行部の円弧面の半径は、２ｍｍから８ｍｍ程度が好ましい。円弧面の半径が小さくなれば、白化が起きやすくなるし、半径が大きいと緩み止めになりにくいからである。すなわち、ネジの直径をＤとすれば、２／５Ｄから８／５Ｄが好ましいということになる。

【0080】

またなお本実施形態では、膨出部６の形状を略楕円形状としたが、これに限定されず、例えば、尖った部分を軸心方向に向けた涙滴形等にしてもよいことは、勿論である。

【0081】

またなお、以上述べた第１の実施形態乃至第３の実施形態では、頭部２を十字穴付きとしたが、マイナス形のすり割り状、六角穴、または星形六角形のヘキサロビュラ穴等にしてもよいことは勿論である。
また、頭部の形状を略バインドネジの形状または略鍔付きのナベ小ねじの形状としたが、丸ネジの様な形状または六角フランジボルトの様な形状等にしていてもよいことは、勿論である。

【0082】

またなお、これらの実施形態のネジ部３は、通常のネジの形を示しているが、これに限定されず、タッピングネジ等でもあってもよいのは、勿論である。
また、ネジ部３の長さをもっと長く、またはもっと短くしてもよいことは、勿論である。

【0083】

またなお、これらの実施形態の膨出部６は６か所設けたが、この数をもっと増やしたりしてもよいことは、勿論である。

【0084】

またなお、上述した実施の形態においては、逆皿状の座面に膨出部を設けたが、逆皿状の座面にセレーションを設けても、大きな効果を発揮するので、以下、これを説明する。
ここで、このセレーションは、例えば、断面が略鋸刃状に形成されており、合成樹脂材締結用ネジ１を締める方向に回すと、回転しやすく、緩める方向に回すときは、爪がひっかかりやすい構成となっているものとする。
なお、このテーパーの座面にセレーションを有するネジの一例を図１９に示しているが、その詳細は後述するものとする。

【0085】

座面にセレーションを設けたネジを回転させ締めていくと、座面のセレーションの最外周の部分が係止物表面と当接し、更に締めていくと、セレーションの外周部が係止物の表面に食い込んでいく。そうすると、セレーションの外周部が係止物の表面に食い込んで傷をつけて、緩めて取り外したときには、係止物が削れて白化する。
しかしながら、ネジの軸心から遠い位置の外周部にあるセレーションが係止物に食い込むので、大きなトルクでの緩み止めとなる。

【0086】

すなわち、逆皿形状の座面にセレーションを付けたものも、優れた効果を発揮する。本発明に、このような形のものも含めると、次のように表現することができる。
頭部とネジ部を備え、前記頭部に緩み止めを有する合成樹脂材締結用ネジであって、前記頭部の座面は、逆皿状のテーパー形状に形成され、前記座面の少なくとも外周部には係止物方向に突出する係止部が形成され、前記緩み止めを有するネジを前記係止物に締結したときに、前記係止部が前記係止物に食い込み、前記座面の最外周の部分が前記係止物の表面に当接されているように構成されていることを特徴とする緩み止めを有する合成樹脂材締結用ネジ。
なお、この場合、座面の最外周の部分とは、座面にセレーションを有する場合に、セレーションの最外周の部分も座面の最外周の部分に含まれていることは、勿論である。

【実施例1】

【0087】

ヒートサイクル試験後の緩みトルクを測定して緩め試験を行ったので、その結果を図１０に示す表１及び図１１乃至図１５を用いて報告する。
すなわち、本発明の合成樹脂材締結用ネジが、セムスねじと呼ばれる、ナベ小ねじにスプリングワッシャと平座金が組み込まれた座金組み込みネジに対応できるネジであるかを、比較のためにナベ小ねじを加えて、実際に実験をおこなった。

【0088】

まず、ナベ小ねじ、座金組み込みネジ（ＳＷ＋ＰＷ組込み小ネジ）及び本発明品である合成樹脂材締結用ネジを、それぞれＭ５×１２のものを５本ずつ用意した。そして、これらのネジを、下穴を開けた厚さ３ｍｍのＡＢＳ樹脂板に、締付けトルク１５Ｋｇｆ・ｃｍで、Ｍ５の六角ナットを使って固定し、この実験のための試験片として用意をした。なお、本発明品である合成樹脂材締結用ネジとしては、第２の実施形態である、略ナベ小ねじの形状をしたネジの頭部と鍔部から構成された鍔付き頭部のものを用いた。

【0089】

次に、これらの試験片を常温から１０分をかけて－２５℃環境下に置き１２０分保持し、２５分かけて８０℃環境下に置き１２０分保持し、そして常温下で２４時間放置した後、緩め試験を行った。この緩め試験には、ベクトリックス株式会社製のＰＣトルク・アナライザー（登録商標）とネジトルク図形解析システムを用いた。

【0090】

この緩め試験の結果のデータを図１０の表１に示すとともに、図１１乃至図１３にそれぞれのネジの各データを平均した緩めトルク曲線のグラフを示し、このグラフの右端側にそれぞれのネジのヒストグラム及びその正規分布を示した。また、図１４乃至図１６には、各試験片からそれぞれのネジを外したときに、試験片に付いた係止痕の写真を示した。なお、これらの写真では、係止痕の状態を見やすくするために、コントラストを上げる等の画像処理を施したため、係止痕が白化しているように見えるが、実際には係止痕は白化はしていない。

【0091】

図１０の表１、図１１及び図１４により、係止ネジがナベ小ねじの場合について、説明する。ナベ小ねじの場合は、図１１等から分かるように、緩めトルク（ＴＬ）が小さく、緩め仕事量（ＥＬ）も少ない。これは、図１４の写真からも分かるように、ネジの頭部の径も小さく、座面も平らであることから、ネジの座面と試験片表面との摩擦力が小さくなってしまうことが、この原因であると考えられる。また、緩めトルクのピーク（ＴＬ点）を過ぎるとすぐにトルクは小さな値になるが、これは、ナベ小ねじの場合には、ネジの座面が少しでも試験片表面から離れれば、後はねじり易い状態になってしまうからと考えられる。

【0092】

表１、図１２及び図１５により、係止ネジが座金組み込みネジ（ＳＷ＋ＰＷ組込み小ネジ）の場合について、説明する。座金組み込みネジの場合は、図１２等から分かるように、ナベ小ねじの場合と比べて緩めトルク（ＴＬ）が大きくなっている。これは、図１５の写真からも分かるように、試験片表面に当接している平座金の径も面積も大きく、試験片表面との摩擦力が大きなものとなるからだと考えられる。また、ピーク（ＴＬ点）を過ぎると直ちに一段トルクが減るが、これは平座金からネジの頭部が離れたことによるものだと考えられる。

【0093】

そして、ピーク（ＴＬ点）を過ぎると一段トルクは減るが、その後は、所定トルクからゆっくりとトルクは減少していく。また、緩め仕事量（ＥＬ）も非常に大きい。これは、スプリングワッシャのバネ力により、平座金を試験片表面に押し付ける力が働いているためと考えられる。すなわち、スプリングワッシャは、ネジがいったん緩んだ後において、仕事量を増大させ、ネジが更に緩み、ネジが脱落してしまうのを防止する効果を有しているものと、考えられる。

【0094】

表１、図１３及び図１６により、本発明品の合成樹脂材締結用ネジの場合について、説明する。本発明品の場合は、図１３等から分かるように、座金組み込みネジと比べて緩めトルク（ＴＬ）が非常に大きい。また、試験に用いた５本の緩めトルク（ＴＬ）バラツキも小さく、データがまとまっている。これは、図１６の写真からも分かるように、ネジの軸心からの位置が遠い外周部にある６つの膨出部が合成樹脂からできた試験片表面に食い込むために、大きなトルクでの緩み止めになっているからだと考えられる。

【0095】

そして、ピーク（ＴＬ点）を過ぎてもトルクは直ちには大きく減少せず、所定の傾斜角をもって減少していき、緩め仕事量（ＥＬ）を増やしている。このような現象は、ナベ小ねじや座金組み込みネジでは見られたかったことである。これは、試験片表面に食い込んだ膨出部が、試験片を塑性変形させながら回転していくためだと考えられる。すなわち、
ピーク（ＴＬ点）を過ぎたとき、所定の傾斜角をもって減少していくことは、本発明品は緩みにくいものとなっているということができると考える。

【0096】

ここで、図１６の写真と図３の係止物１００の表面に付いた締結痕１２０を模式的に示した図とは、座面の最外周の部分が係止物に当接されることによる、円形の溝状である環状痕１３０を共通に有している。しかしながら、座面の６つの膨出部による６か所の凹部である凹部痕１４０の形が多少異なるが、ネジの軸心からの位置が遠い位置の樹脂表面に、６つの膨出部が食い込んでいるという機能を表していることでは同一であると考える。また、膨出先端部による先端膨出部痕は、いずれの図においてもはっきりと確認することができる。

【0097】

以上で、本発明品の合成樹脂材締結用ネジは、頭部の座面が逆皿状のテーパー形状に形成され、外周部には複数の膨出部が形成され、係止物に締結されると、膨出部が係止物に食い込んで最外周部が当接され、緩み止めと大きな軸力とで、ネジの緩みを防ぎながら大きな軸力を得ていることが、実験により確認された。また、膨出部は座面の最外周において、膨出部の先端の部分が切断されたような形状をなした膨出先端部を形成し、この膨出先端部が係止物に食い込むため、大きなトルクでの緩み止めとすることができたと考えられる。

【0098】

そして、前述したように、セムスねじと呼ばれる、ナベ小ねじにスプリングワッシャと平座金が組み込まれた座金組み込みネジでは、平座金等はネジに組み込まれた範囲で動くことができる。また、平座金同士が重なってしまうことがある。そのため、例えば工場等で、座金組み込みネジをオートパーツフィーダーで姿勢を揃え供給しようとするときに、途中でオートパーツフィーダーに詰まってしまうことがあるという不都合があった。しかしながら、本発明品の合成樹脂材締結用ネジの場合では、このような可動部等もないため、生産現場におけるオートパーツフィーダーでの不都合を解消させ、組付け効率がアップし、生産性を向上させるものとなる。

【0099】

このように、本発明品の合成樹脂材締結用ネジでは、バラツキの少ない、座金組み込みネジよりもはるかに大きな緩めトルク（ＴＬ）が得られ、また、緩みにくいものとなっている。更に、座金組み込みネジにおける生産現場での不具合を、解消させるものとなっている。そのため、本発明品の合成樹脂材締結用ネジは、本実施例においては、座金組み込みネジに対応し、代替できるものとなっていると、確認することができた。

【0100】

ところで、合成樹脂材締結用ネジ１が締結された製品は、灼熱の地から酷寒の地、自動車車内やコンテナ等で、輸送され、保管され、荷揚げ荷下ろしされ、そして使用される。またそのとき、多くの振動や衝撃を受ける。このような過酷な条件において、緩み止めを有するネジ１が十分な緩みトルクまたはゆるめトルクを有し、使用することが可能なものなのか、実験し、測定してみたので、以下、報告する。

【実施例2】

【0101】

ヒートサイクル試験後に振動試験で振動をかけ、その後、緩みトルクを測定したので、その結果を図１７に示す表２を用いて報告する。
すなわち、本発明の第２の実施形態に記載した鍔付き頭部の合成樹脂材締結用ネジ１が、セムスねじと呼ばれる、ナベ小ねじにスプリングワッシャと平座金が組み込まれた座金組み込みネジ（またはＳＷ＋ＰＷ組込み小ネジ）に対応できるネジであるかを調べてみた。また、比較のためにナベ小ねじとテーパーのみのネジ（比較例１）、セレーション付きのテーパーネジ（第２の発明品）を加えて、実際に実験して測定をおこなった。

【0102】

なお、第２の発明品である合成樹脂材締結用ネジ１としては、後述する２４山のセレーション付きのテーパーネジであって、略ナベ小ねじの形状をしたネジ頭部２１と鍔部２２から構成された鍔付き頭部の形状をしているものを用いた。
またなお、テーパーのみのネジ（比較例１）としては、第２の発明品の製造工程において、塑性加工により形成されたテーパー形状の座面を持つネジに、セレーション部分の転写を行わず、セレーションのないテーパーネジを作成し、この試験に用いた。

【0103】

まず、ナベ小ねじ、座金組み込みネジ（ＳＷ＋ＰＷ組込み小ネジ）、比較例１、本発明品及び第２の発明品を、それぞれＭ５×１２のものを５本ずつ用意した。そして、これらのネジを、下穴を開けた厚さ６ｍｍのＡＢＳ樹脂板に、締付けトルク１５ｋｇｆ・ｃｍで、Ｍ５の六角ナットを使って固定し、この実験のための試験片として用意をした。

【0104】

そして、ヒートサイクル試験として、これらの試験片を常温から１０分をかけて－２０℃環境下に置き６０分保持し、２５分かけて８０℃環境下に置き６０分保持し、そして常温下で２４時間以上放置した。次に、振動試験として、振動試験機によってＸＹＺ軸それぞれに振動をかけた。すなわち、Ｘ軸方向（上下方向）に３時間、Ｙ軸方向（左右方向）、Ｚ軸方向（前後方向）にそれぞれ１．５時間振動をかけた。そしてその後、ゆるめ試験を行った。このゆるめ試験には、ベクトリックス株式会社製のＰＣトルク・アナライザー（登録商標）とネジトルク図形解析システムを用いた。なお、以後の締付試験やゆるめ試験も、同じ装置を用いて行っている。

【0105】

この振動試験を伴うゆるめ試験の結果のデータを図１７の表２に示した。
表２に示すように、まず、ナベ小ねじの場合は、座金組み込みネジと比べ、ゆるめトルク（ＴＬ）が小さく、ゆるめ仕事量（ＥＬ）も少ない。これは、ネジの頭部の径も小さく、座面も平らであることから、ネジの座面と係止物１００表面との摩擦力が小さくなってしまうため、振動によって大きくネジが緩んでしまった結果と、考えられる。いずれにせよ、ナベ小ねじを座金組み込みネジの代替とするのは、不適である。

【0106】

次に係止ネジが座金組み込みネジの場合は、ナベ小ねじの場合と比べてゆるめトルク（ＴＬ）が大きくなっている。これは、試験片表面に当接している平座金の径が面積も大きく、試験片表面との摩擦力が大きなものとなるからだと考えられる。しかしながら、締付けトルクに対してのゆるめトルクは小さなものとなっている。なお、ゆるめ仕事量（ＥＬ）は非常に大きいのは、スプリングワッシャのバネ力により、ネジがいったん緩んだ後において、仕事量を増大させ、ネジが更に緩み、ネジが脱落してしまうのを防止する効果を有しているからと考えられる。そして、込みネジの代替とするためには、少なくとも、このゆるめトルク（ＴＬ）よりも、大きい必要がある。

【0107】

比較例１のテーパーネジの場合は、ゆるめトルク（ＴＬ）は、ナベ小ねじよりは良いが、座金組み込みネジの半分以下である。これは、テーパーネジの外径は、ナベ小ねじより大きいものの、座面５にテーパーがあるために、係止物１００表面と当接しているのは最外周近傍の部分だけであり、摩擦力が小さくなってしまうため、振動によって大きくネジが緩んでしまったことが、この原因であると考えられる。いずれにせよ、テーパーネジを座金組み込みネジの代替とするのは、不適である。

【0108】

本発明品の膨出部付きテーパーネジおよび第２の発明品のセレーション付きテーパーネジの場合は、ゆるめトルク（ＴＬ）は、座金組み込みネジと比べて、本発明品では２倍以上、第２の発明品のものでは約４倍と非常に大きなものになっている。すなわち、この実験からは、本発明品および第２の発明品のものは、座金組み込みネジと代替が可能となる。また、ヒートサイクルと振動をかけた後のデータとしては、製品の締結に使用するのに、十分な値となっていると、考えられる。

【実施例3】

【0109】

実施例１では、ヒートサイクル試験後に振動試験で振動をかけたが、実施例２では、同じヒートサイクル試験後に、振動試験ではなくて、耐衝撃試験で衝撃をかけてみたので、その結果を図１８に示す表３を用いて報告する。
今回は、ナベ小ねじは測定せず、座金組み込みネジ（またはＳＷ＋ＰＷ組込み小ネジ）、テーパーのみのネジ（比較例１）、膨出部付きのテーパーネジ（本発明品）およびセレーション付きテーパーネジ（第２の発明品）により、実際に実験をして測定をおこなった。

【0110】

まず、座金組み込みネジ（ＳＷ＋ＰＷ組込み小ネジ）、比較例１、本発明品および第１の第２の発明品を、それぞれＭ５×１２のものを５本ずつ用意した。そして、これらのネジを、下穴を開けた厚さ６ｍｍのＡＢＳ樹脂板に、締付けトルク１５ｋｇｆ・ｃｍで、Ｍ５の六角ナットを用いて固定し、この実験のための試験片として用意をした。

【0111】

まず、ヒートサイクル試験として、実施例２と同様に、これらの試験片を常温から１０分をかけて－２０℃環境下に置き６０分保持し、２５分かけて８０℃環境下に置き６０分保持し、そして常温下で２４時間以上放置した。次に耐衝撃試験として、衝撃試験機によって５０Ｇ、１００Ｇ、および５００Ｇの衝撃を、ネジのＸ軸Ｙ軸Ｚ軸方向すなわち上下左右前後の方向にそれぞれ衝撃をかけて試験した。そしてその後、ゆるめ試験を行った。
このゆるめ試験の結果のデータを図１８の表３に示した。なおここで、ネジを緩めるのに必要な最大トルクを、締付け時の締付けトルクと比較し、試験の結果どのくらい緩んでしまったかを、ゆるめ率として表示した。

【0112】

図１８の表３に示すように、まず、係止ネジが座金組み込みネジ（またはＳＷ＋ＰＷ組込み小ネジ）の場合は、締付けトルクに対してのゆるめトルクは小さなものとなっており、ゆるめ率が大きなものとなっている。これは衝撃試験による影響と思われる。座金組み込みネジの代替とするためには、少なくとも、このゆるめトルク（ＴＬ）のゆるめ率よりも小さくて、緩みが大きくないものである必要がある。

【0113】

比較例１のテーパーのみのネジの場合は、ゆるめ率は－４１％から－２８％と大きく落ちているものの、座金組み込みネジと比べれば良い値を示している。テーパーのみのネジは、実施例１の振動試験を伴う試験では悪い値を示したが、衝撃試験を伴う試験には、比較的強い結果となった。

【0114】

本発明品の膨出部付きテーパーネジの場合は、ゆるめ率が約－１０％程度と、座金組み込みネジの値と比較するまでもなく、とても良い値を示している。衝撃試験では、本発明品の座面の膨出部がネジの緩みに対して効果的に働いているという結果となった。

【0115】

第２の発明品のセレーション付きテーパーネジでは、ゆるめ率が１８％から３４％と、ネジを締めたときの締付トルクよりも、ネジを緩めたときのゆるめトルクの方が大きくなるという結果となった。しかも、５００Ｇのときの方が、その割合は大きくなっている。これは、衝撃をかけることにより、セレーションが係止物表面により深く食い込み、密着し、このような値となったと考えられる。
すなわち、この実験の結果から、本発明品および第２の発明品のものは、座金組み込みネジと代替が可能である。また、製品の締結に使用するのに、十分な値となっていると、考えられる。

【0116】

このように、本発明品およびの第２の発明品の緩み止めを有するネジでは、本発明品よりもセレーションを有する第２の発明品の方が良い結果になっているものの、両者とも座金組み込みネジよりもはるかに大きなゆるめトルク（ＴＬ）が得られ、また、緩みにくいものとなっている。更に、座金組み込みネジにおける生産現場での不具合を、解消させるものとなっている。そのため、本発明品の緩み止めを有するネジは、座金組み込みネジに代替できるものとなっていると、確認することができた。

【0117】

（第２の発明品）
ここで、今回の実験に用いた第２の発明品であるセレーションを有するテーパーネジについて、その一例を、図１９を参照して説明する。
この第２の発明品では、第１の実施形態のものを、座面５の形状をセレーションが付いた形状に変え、頭部２の形状を略トラスネジの形状にしたものである。
以下、第１の実施形態または第２の実施形態と同じ部分は同一符号を付し、説明を省略し、異なっている部分のみを説明する。

【0118】

図１９（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は合成樹脂材締結用ネジ１の頭部２とネジ部３の構成を示す斜視図であり、（Ａ）は上面側から見た斜視図、（Ｂ）は下面側から見た斜視図、（Ｃ）は（Ｂ）のＪ部の部分拡大図である。
図１９（Ａ）に示すように、頭部２の上部は第１の実施形態と同様の十字穴を有していて、頭部２は略トラスネジの形状をしている。頭部２の外径は、ネジ径に対応する平座金の外径と略同じ大きさに形成されている。座金組み込みネジとの置き換えが容易にできるようになるからである。

【0119】

また、頭部２の座面５は、平面に対する角度が約６度の逆皿状のテーパー形状に形成され、座面５には中心部から放射状に延びる２４山のセレーション９（セレーション）を有している。セレーション９の山の高さは、ネジ径がＭ５の場合０．１３ｍｍとなっている。そして、各セレーション９は、ネジの戻し方向側の、ネジの締め付け方向に対して後端側に位置し大きな傾斜角度の係止面９１（係止面）を有している。また、締付け方向側の、この係止面９１の稜線から締め付け方向対して前端側に向けて緩やかな小さい傾斜角度に形成された傾斜面９２（傾斜面）を有している。すなわち、傾斜面９２により締めやすく、また、係止面９１が食い込むため、緩みにくくなっている。

【0120】

そして、合成樹脂材締結用ネジ１は、平面に対する角度が約６度のテーパー状の座面５を持つ略トラスネジの形状のネジを、まず転造等の塑性加工により形成する。次に、セレーション９部分を転写することにより形成し、そして、表面処理が施されて製造される。また、合成樹脂材締結用ネジ１の材料は、通常のネジと同じ鉄鋼材から形成されているが、必要に応じ、他の金属にしてもよいことは勿論である。

【0121】

ここで、図１９（Ｃ）に示すように、各セレーション９の係止面９１と傾斜面９２は互いの面が略９０度に交わる関係になるように構成されている。これは、セレーション９部分を転写するための金型を作成するときに切削工具等での削り出し等をやりやすくして、この金型の作成を容易にするためである。また、セレーション９部分を転写するときに、いわゆる射出成型でいう抜き勾配と同様の働きをさせ、係止面９１を作成しやすくするためである。なお、係止面９１の角度をもっと急にして、例えば、軸心と平行な角度にしたりしてもよいことは勿論である。

【0122】

ここで、第２の発明品であるセレーションを有するテーパーネジは、ネジの頭部に緩み止めを有する合成樹脂材を締結するためのネジである。そして、座面を逆皿状のテーパー形状として、そのテーパー形状の座面にセレーションを形成したことを特徴とする。座面をテーパー形状としたことにより、ネジを係止物に締めていったとき、座面全体ではなくて、座面の最外周の部分とその部分のセレーションが係止物に当接し食い込んでいくことになる。

【0123】

すなわち、ネジを締結していくとき、座面が平面状のものでは、座面全体が締結物に当接し、セレーションが食い込むことによって、座面全体による大きな座面摩擦トルクや食い込みトルクが発生する。一方、本発明の合成樹脂材締結用ネジでは、座面がテーパー形状となっており、座面そのものに傾斜がついているため、座面が平面状のものとは異なり、座面の最外周の端部の丸いリング状の部分とその部分のセレーションだけが係止物に当接し食い込むことになる。そのため、ネジ締結時の座面摩擦トルクや食い込みトルクは、座面が平面状のものと比べて小さいものとなり、大きな軸力が得られることになる。また、ネジを締めたとき、座面が平面状のものだと座面全体が係止物に当接して力が分散されるが、座面にテーパーがあると、最外周のリング状の部分だけに軸力による力が集中するので面圧が高まり、最外周部のセレーションによる係止力が大きくなる。すなわち、リング状の部分にあるセレーションが、強い力で係止物に押し付けられ係止物にしっかりと食い込み噛み込むことになり、大きな係止力が発生する。しかも、リング状の部分は最外周の位置にあるため軸心からの距離があり、大きな緩みトルクを得られるものとなるというものである。

【0124】

以上述べたように、第２の発明品の逆皿形状の座面にセレーションを付けたものも、優れた緩み止めの効果を発揮する。すなわち、本発明と第２の発明品は、頭部の座面に逆皿状のテーパー形状に形成して、座面の少なくとも外周部に係止物方向に突出する係止部を形成することにより、座金組み込みネジに対応し、代替可能となる合成樹脂材締結用ネジを得た。

【0125】

本発明の合成樹脂材締結用ネジは、前述しかつ図面に示した実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形実施が可能である。
例えば、以上の説明では、係止物を合成樹脂材としたが、例えば、空調機の室外機等に使用されている、樹脂を亜鉛メッキ鋼板等の表面にコーティングした、ラミネート鋼板またはビニール鋼板等に対しても使用してもよいことは勿論である。
また例えば、アルミ材とか銅材とかの柔らかい金属で構成されるものに対しても、使用してもよいことは勿論である。

【符号の説明】

【0126】

１ 合成樹脂材締結用ネジ
２ 頭部
３ ネジ部
４ ネジ回転工具係合部
５ 座面
６ 膨出部
７ 先端膨出部
８ 外周面
９ セレーション
９１ 係止面
９２ 傾斜面
１００ 係止物
１１０ 締結孔
１２０ 締結痕
１３０ 環状痕
１４０ 凹部痕
１５０ 先端膨出部痕
２００ フレーム
２１０ ネジ穴

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】