螺母的制作方法

1.本发明涉及螺母。


背景技术：

2.已知有专利文献1这样的螺母。
3.现有技术文献
4.专利文献
5.专利文献1：日本特开平7
‑
238914号公报


技术实现要素：

6.发明所要解决的问题
7.专利文献1提出了在螺母中，将无螺纹牙的拧入导入部设于螺纹孔。在专利文献1中，通过这样的螺母，能使螺栓与螺母的咬合良好，或能将螺栓与螺母保持成直角，抑制倾斜地咬入。
8.本发明的目的在于提供一种抑制了紧固时的锁死的螺母。
9.用于解决问题的方案
10.为了达成上述目的，在本发明的一个方案的螺母中，
11.在将公称直径设为m，
12.将考虑了嵌合的螺栓的公差的最大外径和最小外径的平均值设为d(mm)，
13.将设于螺纹孔的插入侧的沉孔的内径d设为m 0.2(mm)，
14.将螺纹牙的间距设为p(mm)，
15.将θ设为θ＝arctan(p/d)时，
16.沉孔的深度t被设定为大于由式(1)计算出的值。
17.t＝(d－d
×
cosθ)/tanθ
ꢀꢀꢀ
式(1)
18.发明效果
19.根据本发明的螺母，能抑制紧固时由螺栓引起的锁死。
附图说明
20.图1是本发明的实施方式的螺母的顶视图。
21.图2是图1所示的螺母的ii－ii剖视图。
22.图3是表示锁死角度测定试验的情形的图。
23.图4是表示倾斜角度的测定结果的图。
24.图5是用于对倾斜角度进行说明的图。
25.图6是用于对沉孔的深度进行说明的图。
具体实施方式
26.使用图1和图2对本发明的实施方式的螺母1进行说明。图1是螺母1的顶视图，图2是图1的ii－ii线剖视图。
27.如图1和图2所示，在螺母1设有螺纹孔2。在螺纹孔2的插入侧设有沉孔3。沉孔3是在内周面未设有螺纹牙的孔。沉孔3具有平滑的内周面。在本实施方式的螺母1中，相对于螺母1的螺纹孔2倾斜插入的螺栓10的螺纹牙与沉孔3的平滑的内周面接触，防止螺栓10就这样倾斜着被拧入螺母1。
28.再者，本发明人专心研究了将螺栓10就这样倾斜着插入螺母1而使螺栓10的螺纹牙锁死了螺母1的螺纹牙的现象(以后称为锁死)是在何种条件下产生的。本发明人想到螺栓10相对于螺母1的螺纹孔2的倾斜角度(以后简称为倾斜角度)为锁死产生的一个主要原因，使用图3所示的实验装置进行了实验。
29.图3是表示锁死角度测定试验机20的样子的图。如图3所示，螺母1被固定于能绕沿水平方向延伸的旋转轴线y旋转的台。螺母1以使螺纹孔2沿铅垂方向延伸的姿势被固定于台。锁死角度测定试验机20构成为能检测绕旋转轴线y的旋转角度来作为倾斜角度。
30.螺栓10从铅垂方向的上方被拧入螺母1。螺栓10通过未图示的电动机以恒定的旋转速度绕沿铅垂方向延伸的旋转轴线旋转。即使使螺栓10旋转，螺栓10的姿势也不变化。即，即使使螺栓10旋转，螺栓10的轴线也就这样为铅垂方向。
31.在本实施方式中，在试验开始前，可以设定使台的上表面与水平方向成角度的初始状态。通过在该初始状态下将螺母1设置于台的上表面，能以螺栓10与螺母1成倾斜角度的状态将螺栓10拧入螺母1。
32.需要说明的是，若绕螺母1的轴线移动观察点，则螺栓10的轴线g与螺母1的轴线g所成的角度会发生变化。在此所谓的倾斜角度是指，从螺栓10的轴线g与螺母1的轴线g所成的角度变得最大的观察点观察时的、螺栓10的轴线g与螺母1的轴线g所成的角度。
33.在试验中，记录了在将初始状态的倾斜角度设定为12
°
的状态下，将m6的螺栓10拧入m6的螺母1时的倾斜角度的时间变化。将其测定结果在图4中示出。
34.图4是表示倾斜角度的测定结果的图。如图4所示，确认到在倾斜角度为8.8
°
～9.2
°
时倾斜角度较大地变动，产生了锁死。需要说明的是，在图4所示的例子中，若在产生了锁死后继续使螺栓10旋转，则在倾斜角度急剧地变小后倾斜角度的变动稳定，螺栓10与螺母1以倾斜角度3.6
°
程度被紧固。
35.当使用图3的试验机20反复进行与上述相同的试验时，确认了在倾斜角度为9
°
附近频繁地产生锁死。此外，在初始状态中将倾斜角度设定为小于9
°
的情况下，极少产生锁死。基于这样的实验结果，本发明人想到通过将螺栓10拧入螺母1时的最初的倾斜角度设为规定值以下或许能抑制锁死的产生。具体而言，想到通过在螺母1设置沉孔3，将把螺栓10拧入螺母1时的最初的倾斜角度设为规定值以下。
36.图5是表示以呈倾斜角度的状态将螺栓10拧入螺母1的情形的剖视图。图5是在倾斜角度成为最大的剖面观察螺母1和螺栓10的图。如图5所示，将螺栓轴线g(螺栓10的中心线)与螺母轴线g(螺纹孔2的中心线)所成的角度定义为倾斜角度θ。此外，将螺母1的螺纹孔2的牙底直径设为d(公称直径d)，将嵌合于公称直径d的螺母1的螺栓10的外径设为d。
37.如图5所示，在由某个剖面观察螺母1时，螺栓10的位于左侧的螺纹牙与螺母1的位
于左侧的螺纹牙咬合，螺栓10的位于右侧的螺纹牙与螺母1的位于右侧的螺纹牙咬合。
38.产生了锁死是指，如图5所示，在螺栓10的位于左侧的第k(k为任意自然数)个螺纹牙与螺母1的位于左侧的第n(n为任意自然数)个的螺纹牙咬合时，螺栓10的位于右侧的第k个螺纹牙与螺母1的位于右侧的第n 1个螺纹牙咬合的状态。
39.在图5中，螺栓10的位于左侧的第1个(k＝1)螺纹牙x1与螺母1的位于左侧的第1个(n＝1)螺纹牙咬合。然而，螺栓10的位于右侧的第1个螺纹牙x2未与螺母1的位于右侧的第一个螺纹牙y2，而与第2个螺纹牙y3咬合了。
40.需要说明的是，在图5中，螺栓10的顶端的1间距的量为不完全螺纹牙。
41.此外，在像这样将外径d的螺栓10相对于螺母1以倾斜角度θ插入，此时螺纹牙偏移了1间距的量时，表示为tanθ＝p/d，
42.由此，可以像以下的式(1)这样表示。
43.θ＝arctan(p/d)
ꢀꢀꢀ
式(1)
44.本发明人为了使以这样的倾斜角度θ被插入螺母1的螺栓10不在其最低点与螺母1的螺纹孔2接触，考虑了在螺母1设置沉孔3。如图6所示，以这样的目的设置的沉孔3的深度t通过与公称直径d的螺母1的关系像以下这样被求出。
45.首先，像以下这样确定点a～c、f、e以及长度t。
46.点a：螺栓10的下缘的两个顶点中的较深地插入螺母1侧的点(螺栓10的最下点)。
47.点b：螺栓10的下缘的两个顶点中的较浅地插入螺母1侧的点。
48.点c：穿过点a并与螺母轴线g正交的线段在点b侧与螺母1的内周面相交的点。
49.点f：穿过点a并与螺母轴线g正交的线段在与点b相反侧与螺母1的内周面相交的点。
50.点e：穿过点f并与螺母轴线g平行的线段与螺母1的上表面相交的点。
51.长度t：线段fe的长度(与螺母轴线g平行的、螺栓10的最低点与螺母1上表面的距离)
52.线段cf的长度等于螺母1的螺纹孔2的牙底直径(公称直径d)。
53.直角三角形abc的边ac的长度是作为螺栓10的外径d的边ab的余弦成分。即ac＝d
×
cosθ。
54.线段af的长度是从螺母1的螺纹孔2的牙底直径(公称直径d)减去线段af。即af＝d－d
×
cosθ。
55.关于三角形afe，tanθ＝(d－d
×
cosθ)/t成立。
56.即，深度t可以通过以下的式(2)表示。
57.t＝(d－d
×
cosθ)/tanθ
ꢀꢀꢀ
式(2)
58.若进行整理，则通过以满足以下的式(1)、式(2)的θ和t形成沉孔3，能使在螺栓10的螺纹牙与螺母1的螺纹牙开始咬合时形成的螺栓10与螺母1的倾斜角度小于容易产生锁死的角度。
59.即使将已有的螺栓10拧入本实施方式的螺母1，也不易产生锁死。由此，能提供不易产生锁死的螺母1。
60.θ＝arctan(p/d)
ꢀꢀꢀ
式(1)
61.t＝(d－d
×
cosθ)/tanθ
ꢀꢀꢀ
式(2)
62.需要说明的是，有时会在螺栓10的顶端形成约2间距的量的不完全的螺纹牙。就是说，若形成了不完全螺纹牙，则即使是相同的倾斜角度，也会使螺栓10深了该量(2p/cosθ)地插入螺母1。因此，优选的是，使沉孔3的深度t变深该量(2p/cosθ)。就是说，优选的是，使沉孔3的深度大于以下的式(3)的t1。
63.t1＝(d－d
×
cosθ)/tanθ 2p/cosθ
ꢀꢀꢀ
式(3)
64.而且，如图1所示，有时在螺母1的入口设有1.25
×
间距的量的倒角部。就是说，若形成了倒角部，则即使是相同的倾斜角度，也会使螺栓10深了该量地插入螺母1。因此，优选的是，使沉孔3的深度t变深该量。就是说，优选的是，沉孔3的深度大于以下的式(4)的t2。
65.式(4)
66.需要说明的是，在上述的说明中，将沉孔3的内径d设定为螺母1的公称直径，但优选的是以螺母1的螺纹牙未与螺栓10的螺纹牙可靠地接触的方式将d设定为螺母1的公称直径 0.2(mm)。
67.此外，在上述的说明中，仅对仅将d设为螺栓10的外径进行了说明，但即使是相同的公称直径的螺栓10，螺栓10的外径也会根据公差而偏差。因此，将与公称直径d对应的螺栓10的最大外径和最小外径的平均值设为螺栓10的外径d。
68.此外，在上述的说明中，对在螺母1中拧入一般的螺栓10的例子进行了说明，但也可以在螺母1中拧入导向螺栓。导向螺栓在顶端具有不具有螺纹牙的引导部，因此即使相对于螺母1倾斜地插入，导向螺栓的螺纹牙也不易与螺母1的螺纹牙发生干涉，不易产生锁死。
69.本技术基于2019年2月22日申请的日本专利申请(日本特愿2019
‑
030448)，其内容作为参照援引于此。
70.产业上的可利用性
71.根据本发明，能提供一种抑制了紧固时由螺栓引起的锁死的螺母。
72.附图标记说明：
73.1：螺母；
74.2：孔；
75.3：沉孔；
76.10：螺栓；
77.20：角度测定试验；
78.g：螺栓轴线；
79.g：螺母轴线；
80.p：间距；
81.θ：倾斜角度。