JP2001041216A - 座金並びにこれを取付けた自己穿孔式ねじ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ドリルねじやタッピンねじによって薄板同士を
締結するにおいて、締結強度を向上させる。 【手段】座金２を、ねじ１の首下に形成されている不完
全ねじ部９の約２倍程度の厚さに設定する。座金２の内
径Ｄ１をねじ１の外径Ｄ２の１．１倍程度の寸法に設定
することにより、座金２の内周に、雄ねじ７のねじ込み
によって板材１２，１３の内周縁が引き込まれるバーリ
ング許容部１４を形成する。ねじ１のねじ込みにより、
裏側の板材１３に、座金２の内部に向けて突出勝手のバ
ーリング部１３ａが形成され、このバーリング部１３ａ
に雄ねじ７の完全ねじ部がねじ込まれるため、板材１３
に形成された雌ねじの破壊を防止して、締結強度を向上
できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ドリルねじやタッ
ピンねじのような自己穿孔式ねじで薄金属板同士を締結
するに際して好適な座金（或いはスペーサ）、並びに、
この座金を取り付けた自己穿孔式ねじに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】ドリルねじやタッピンねじは、シャンク
の一端にドリル部や錐部等の穿孔部を、他端には頭部を
それぞれ一体に設け、頭部とドリル部との間に雄ねじを
形成した構成になっている。

【０００３】そして、一般に、雄ねじは転造によって形
成するものであるため、座面まで完全ねじ部とすること
は現実には不可能であり、首下部分に不完全ねじ部が残
ることは避け難い。このためＪＩＳでは、タッピンねじ
の場合、不完全ねじ部が最大１ピッチの範囲に留まるよ
うに規定している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ドリルねじ
やタッピンねじによる板材同士の締結は、重ね合わせた
板材にドリル部で下穴を空けてから雄ねじをねじ込むこ
とによって行われるが、表面側の板材への雄ねじのねじ
込みは締結には寄与しておらず、裏側の板材に雄ねじが
ねじ込まれることによって締結が行われる。

【０００５】したがって、締結強度を高めるためには、
裏側の板材を破壊することなく、裏側の板材に対して雄
ねじをできるだけ広い範囲にわたって食い込ませること
が必要である。そのためには、板材の厚さに応じたピッ
チのねじを使用すれば良いと考えられるが、建築用など
に使用する一般のドリルねじやタッピンねじの場合、取
り扱いの容易性や強度、転造加工の容易性等の点から外
径を小さくすることには限界があり、一般には、外径が
４ｍｍ程度よりも大きいものが使用されている。

【０００６】このため、例えば厚さが１ｍｍ以下の鉄板
同士を締結する場合、雄ねじのピッチが板材の厚さ寸法
の何倍もの寸法になっており、そのため、裏側の板材に
雄ねじの首下の不完全ねじ部が食い込むことになり、そ
の結果、板材の雌ねじが潰れて締結不能になったり、締
結はできても十分な強度を得ることができなかったり、
或いは、緩みやすくなったりする問題があった。

【０００７】このような問題から、薄板同士を強固に締
結する必要がある場合は、２枚の板にドリルで予め下穴
を空けておいてリベットで締結するようにしているが、
これでは工数が増えるため作業能率が著しく悪い欠点が
ある。

【０００８】本発明は、首下部分に不完全ねじ部が形成
されているドリルねじやタッピンねじであっても、薄板
同士を強固に締結できるようにすることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、座金を工夫す
ることにより、前記目的を達成するに至った。

【００１０】すなわち本発明は、首下部分に不完全ねじ
部が形成されている自己穿孔式ねじで薄い板材同士を締
結するに際して使用するのに好適な座金であって、この
座金は、前記ねじにおける不完全ねじ部の全部と完全ね
じ部の一部とを覆う厚さ寸法に設定されており、内周面
のうち少なくともねじの完全ねじ部に対応した部位を、
前記ねじの穿孔部によって下穴を空けられた前記板材の
内周縁が入り込み得る寸法に設定している。

【００１１】請求項２に記載したように、座金の内周面
に、自己穿孔式ねじの雄ねじに係合する内向き突条を形
成すると好適であり、更に、請求項３に記載しているよ
うに、上記した座金を自己穿孔式ねじに取付けておくと
作業能率を向上できる。

【００１２】

【発明の実施形態】次に、本発明の実施形態を図面に基
づいて説明する。

【００１３】図１はドリルねじ１と座金２との分離図で
あり、図２は座金２の平面図、図３は座金２をドリルね
じ１に取付けた状態での図、図４及び図５は作用を示す
図である。なお、図３では座金２の断面表示（ハッチン
グ）は省略している。

【００１４】ドリルねじ１は従来のものと同じであり、
シャンク３と、シャンク３の一端に設けたドリル部４
と、シャンク３の他端に設けた十字穴５付きの頭部６
と、ドリル部４と頭部６との間に形成された雄ねじ７と
を備えている。雄ねじ７のうち座面８からある程度の寸
法Ｌ１の範囲は不完全ねじ部９になっており、座面８と
の連設部はテーパ状に形成されている（テーパ面を符号
１０で示す）。

【００１５】座金２は、ばね鋼やステンレスばね材、鋼
板等のばね性をもつ金属板を素材として平面視六角形に
形成されており（円形等の他の平面形状でも良い）、そ
の厚さ寸法Ｔは、ドリルねじ１における不完全ねじ部９
の軸方向寸法Ｌ１の約２倍程度の寸法に設定されてい
る。換言すると、座金２は、不完全ねじ部９の全部と完
全ねじ部の一部とを覆うような厚さ寸法に設定されてい
る。また、座金２の厚さ寸法Ｔは、雄ねじ７のピッチよ
りも大きい寸法に設定されている。

【００１６】座金２のうちドリルねじ１の頭部６に寄っ
た部位には、ドリルねじ１の雄ねじ７に係合する断面台
形状の内向き突条１１が形成されている。内向き突条１
１の上面は、ドリルねじ１のテーパ面１０と密着又は密
接するように設定されており、このようにすると、座金
２をドリルねじ１と同心状に位置決めできる利点があ
る。

【００１７】そして、座金２の内周のうち内向き突条１
１の下方の部位の内径Ｄ１を、雄ねじ７の外径Ｄ２の約
１．１倍程度の内径に設定することにより、締結する板
材（薄金属板）１２，１３の内周縁が入り込み得るバー
リング許容部１４と成している。バーリング許容部１４
は、ドリルねじ１の不完全ねじ部９まで掛かる程度の奥
行き寸法Ｌ２に設定されている。

【００１８】具体的には、外径（呼び径）Ｄ２が５ｍｍ
のドリルねじ１に使用する場合であると、厚さ寸法Ｔを
２．３ｍｍ程度、内向き突条１１の内径を４．３ｍｍ程
度、バーリング許容部１４の内径Ｄ１を５．５ｍｍ程度
に設定すれば良い。

【００１９】以上の構成において、座金２をドリルねじ
１にねじ込むか、又は、内向き突条１１の弾性に抗して
押し込むかすることにより、座金２を予めドリルねじ１
に取付けておく。そして、図４に示すように、通常の作
業と同様にして、動力工具を使用してドリルねじ１を回
転させながら板材１２，１３に押し当てて、板材同士１
２，１３の締結作業を行う。

【００２０】すると、ドリル部４によって板材１２，１
３に下穴が空けられてから、板材１２，１３の内周縁に
雄ねじ７が食い込んでいく。このねじ込み工程におい
て、両板材１２，１３は下向きに押されるため、両部材
１２，１３には下向きに突出したバーリング部が形成さ
れる傾向を呈する。

【００２１】そして、座金２が表面側の板材１２に密着
すると共に頭部６が座金２に密着した状態で更にドリル
ねじ１がねじ込まれると、図５に示すように、両板材１
２，１３の内周縁が座金２のバーリング許容部１４に引
き込まれ勝手となる。換言すると、板材１２，１３に
は、座金２の内部に向けて突出した筒状のバーリング部
１２ａ，１３ａが形成される。

【００２２】図５の状態では、表面側の板材１２のバー
リング部１２ａはその全体が座金２の内部に引き込ま
れ、裏側の板材１３のバーリング部１３ａは部分的に座
金２の内部に引き込まれている。

【００２３】両板材１２，１３のバーリング部１２ａ，
１３ａがどのような状態になるかは、板材１２，１３の
厚さ寸法や、座金２の厚さ、座金２におけるバーリング
許容部１４の内径、雄ねじ７のピッチなどの諸条件によ
って異なり、場合によっては、両板材１２，１３のバー
リング部１２ａ，１３ａが完全に座金２の内部に入り込
むこともあり得る。

【００２４】いずれにしても、図５から容易に理解でき
るように、裏側の板材１３のバーリング部１３ａが座金
２の内部に引き込まれ勝手になっているため、ドリルね
じ１の雄ねじ７を広い範囲にわたって裏側の板材１３に
食い込ませることができ、しかも、バーリング部１３ａ
に対して雄ねじ７の完全ねじ部が食い込んでいるため、
バーリング部１３ａに形成された雌ねじの破壊や潰れを
防止又は著しく抑制することができる。

【００２５】更に、座金２が存在しない場合は、表面側
の板材１２のバーリング部１２ａがドリルねじ１の首下
部分に詰まった状態になるため、裏側の板材１３のバー
リング部１３ａは広がり勝手になって破れやすくなる
が、本発明によると、表面側の板材１２のバーリング部
１２ａは座金２のバーリング許容部１４に入り込んでい
るため、裏側の板材１３のバーリング部１３ａが破れる
ことも抑制することができる。

【００２６】そして、これらの作用の相乗効果により、
高い締結強度を得ることができる。

【００２７】座金２をばね性のある金属板で製造する
と、その弾性を利用して緩み止め効果を発揮させること
ができるため、より好適である。この場合、図に示すよ
うに、座金２の外径をドリルねじ１の頭部６の直径の
１．５〜２倍程度の大きさに設定しておくと、座金２の
ばね性をより有効に利用できて好適である。

【００２８】また、図示していないが、座金２を弾性体
製として、下面が凹んだ皿座金の形態にすると、緩み止
め効果をより向上できる。

【００２９】図６は変形例の断面図である。この例で
は、座金２の内周面のうち軸方向に沿った中間部に内向
き突条１１を形成して、内向き突条１１を挟んだ両側に
バーリング許容部１４を対称状に形成している。このよ
うに形成すると、座金２の方向性がなくなるため、ねじ
への取付け作業が容易になる利点がある。

【００３０】上記した両実施形態ではバーリング許容部
１４の内周をストレート状に形成しているが、外側に向
かって直径が拡大するテーパ状に形成しても良い。ま
た、座金は合成樹脂など、金属以外の素材で製造するこ
とも可能である。言うまでもないが、座金を使用するド
リルねじやタッピンねじにおける穿孔部や頭部の形状、
雄ねじのピッチなどには全く制限はない。

【００３１】また、本発明の座金は、３枚以上の薄板を
締結する場合にも適用でき、その場合は、座金の内径を
大きくすれば良い。

【００３２】

【発明の作用・効果】本発明によると、ドリルねじやタ
ッピンねじで薄い板材同士を締結するにおいて、ねじの
ねじ込みに伴って、板材の内周縁が座金の内部方向に引
き込まれるため、裏側の板材の内周縁に、座金の内部に
向けて突出し勝手のバーリング部を形成することがで
き、このバーリング部に雄ねじの完全ねじ部をねじ込む
ことができる。

【００３３】そして、裏側の板材のバーリング部が座金
の方向に向けて突出し勝手になっていることと、そのバ
ーリング部に対して雄ねじの完全ねじ部が食い込むこと
とにより、裏側の板材に形成された雌ねじが潰れてしま
う現象（いわゆるねじがバカになる現象）を防止又は著
しく抑制することができ、その結果、薄い板材同士であ
っても、ドリルねじやタッピンねじのような自己穿孔式
ねじを使用して強い強度で締結することができる。

【００３４】また、動力ドライバを使用して締結作業を
行うにおいて、従来は板材の雌ねじが潰れやすいため、
ねじのねじ込みトルクの加減（すなわちどの時点で回転
を停止させるかの判断）が難しかったが、本願発明の座
金を使用すると、強いトルクでねじ込んでも雌ねじが潰
れることはないため、締結不良の発生率を著しく低減で
きる。

【００３５】また、請求項２のように構成すると、請求
項３に記載したように座金をドリルねじ等のねじに予め
取付けておくことが簡単になるため、締結作業を能率良
く行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る座金をドリルねじから分離した状
態の断面図である。

【図２】座金の平面図である。

【図３】ドリルねじに取付けた状態での座金の断面図で
ある。

【図４】締結工程を示す図である。

【図５】締結し終えた状態での断面図である。

【図６】変形例を示す図である。

【符号の説明】

１ 自己穿孔式ねじの一例としてのドリルねじ ２ 座金 ４ ドリル部 ６ 頭部 ７ 雄ねじ ９ 不完全ねじ部 １１ 内向き突条 １２，１３ 板材 １４ バーリング許容部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】首下部分に不完全ねじ部が形成されている
   自己穿孔式ねじで薄い板材同士を締結するに際して使用
   するのに好適な座金であって、 前記ねじにおける不完全ねじ部の全部と完全ねじ部の一
   部とを覆う厚さ寸法に設定されており、内周面のうち少
   なくともねじの完全ねじ部に対応した部位を、前記ねじ
   の穿孔部によって下穴を空けられた前記板材の内周縁が
   入り込み得る寸法に設定していることを特徴とする座
   金。
2. 【請求項２】内周面に、前記自己穿孔式ねじの雄ねじに
   係合する内向き突条を形成していることを特徴とする請
   求項１に記載した座金。
3. 【請求項３】請求項１又は請求項２に記載した座金を取
   付けていることを特徴とする自己穿孔式ねじ。