JP2001334339A

JP2001334339A - タッピンねじ

Info

Publication number: JP2001334339A
Application number: JP2000154871A
Authority: JP
Inventors: Masuhiro Tokumasu; 益廣徳増
Original assignee: SANCO INDUSTRY KK; TOKUMASU SEISAKUSHO KK
Current assignee: SANCO INDUSTRY KK; TOKUMASU SEISAKUSHO KK
Priority date: 2000-05-25
Filing date: 2000-05-25
Publication date: 2001-12-04

Abstract

(57)【要約】【課題】従来のタッピンねじは、切り溝を切削加工して
いた。コストが高く、ねじ精度も悪かった。【解決手段】３つ切り溝８、９、９をねじ転造時に同時
に形成する。切り溝８、９、９は、それぞれ断面略Ｖ字
形形状とし、ねじ軸３の周方向に等間隔で配置する。３
つの切り溝８、９、９のうち１つは、深さの深い主切り
溝８である。残りの２つの切り溝９は、主切り溝８の深
さの３０〜６０％の深さを有する副切り溝９である。【効果】各切り溝８、９、９をねじ転造時に同時に形成
することで、工程数を削減でき、安価且つ容易にタッピ
ングねじ１を製造することができる。また、３つの切り
溝８、９、９を周方向に等間隔で転造することにより、
肉を均一に逃がすことができ、その結果ねじの断面が偏
平になるのを防ぐことができる。したがって、ねじ精度
を高くすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、金属板等の穴の
中へねじ込むことにより、自身のねじ山にあった溝を金
属板等の穴の内面に切り込むことができるタッピンねじ
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のタッピンねじでは、転造
によりねじ軸を製作した後、ねじ軸の先端部からねじ山
を横断してねじ軸の軸線に沿って真っ直ぐに延びる切り
溝を切削加工している。この切り溝は、例えば断面Ｖ字
形形状とされ、切り溝の一方の内壁面がねじ軸の周面と
交差して形成される角部によって、タッピングのための
切り刃が構成される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、切り溝
の切削加工を実施すると、その分、工程数が増加して製
造コストが高くなる。また、切削の場合、ねじ周面の接
線に対して垂直にしか切り込みを入れられず、このた
め、バリが生じ易く、そうした場合、タッピング抵抗が
大きくなり、穴に切り込めないおそれがある。一方、バ
レル研磨等でバリ取りを行った場合、ねじ精度が出な
い。

【０００４】そこで、本願発明者は上記の切り溝をねじ
転造時に同時に形成することを考えた。しかし、ねじ径
およびピッチが比較的小さいねじの場合、断面Ｖ字形形
状の切り溝を転造により１つだけ形成しようとすると、
転造時に肉の逃げ場が偏り、ねじの断面が偏平になって
しまう場合がある。この場合、寸法精度が悪く且つ切り
溝が１つしかないねじで相手部材に切り込むことにな
り、切り込みがスムーズに行えない。

【０００５】この発明は、かかる背景のもとでなされた
もので、ねじ精度が良く容易に形成できる安価なタッピ
ンねじを提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段および発明の効果】請求項
１記載の発明は、ねじ転造時にねじ軸の周面に形成さ
れ、ねじ先端部からねじ山を横断して延びる断面略Ｖ字
形形状をなす３本の切り溝を備え、３本の切り溝は、深
さの深い１本の主切り溝と、主切り溝よりも深さの浅い
２本の副切り溝とからなることを特徴とするタッピンね
じである。請求項２記載の発明は、請求項１記載のタッ
ピンねじにおいて、上記副切り溝の深さは、主切り溝の
深さの３０〜６０％であることを特徴とするタッピンね
じである。

【０００７】請求項３記載の発明は、請求項１または２
記載のタッピンねじにおいて、上記３本の切り溝は、ね
じ軸の周方向に、等間隔に配置されることを特徴とする
タッピンねじである。請求項１の構成によれば、切り溝
をねじ転造時に同時に形成するので、工程数を削減で
き、安価且つ容易にタッピンねじを製造することができ
る。また、ねじ転造時にねじ周面の３箇所を押し付ける
ので、肉の逃げ場が偏ることがなく、その結果ねじの断
面が偏平になるのを防ぐことができる。したがって、ね
じ精度を高くすることができる。

【０００８】請求項２の構成によれば、タッピンねじが
相手部材に切り込む際、主切り溝は相手部材を主に削る
役割を、副切り溝は主切り溝の補助的な役割を果たすこ
とができる。したがって、切り込みをスムーズに行うこ
とができる。請求項３の構成によれば、ねじ転造時に、
肉の逃げ場をさらに均一にすることができる。したがっ
て、ねじ精度をさらに高くすることができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下には、図面を参照して、この
発明の実施形態について具体的に説明する。図１は、こ
の発明の一実施形態にかかるタッピンねじ１の平面図で
ある。図１では、タッピンねじ１は、転造により形成さ
れたものであり、ねじ頭部２およびねじ軸３を有する。
ねじ軸３の周面４には、ねじ先端部５から所定の巻き数
のねじ山６が設けられている。この発明は、例えばねじ
径３〜６ｍｍで、ねじピッチが０．５〜１ｍｍ程度のね
じに適用した場合に、高いねじ精度を達成できるが、上
記よりもねじ径やねじピッチの大きいねじに適用した場
合にも、無論ねじ精度を高くすることができる。また、
ねじ先端部５が尖っているタイプのねじに適用した場合
にも、ねじ精度を高くすることができ、良好なタッピン
グ性能を得ることができる。

【００１０】ねじ先端部５の周面４には、先細り状のテ
ーパ部分７が設けられている。また、ねじ軸３の周面４
には、ねじ先端部５から複数のねじ山６を横断して、ね
じ頭部２側へ延びる３つの切り溝８、９、９が設けられ
ている。これら３つの切り溝８、９、９は、それぞれテ
ーパ部分７を超えて延びており、後に詳述するが、ダイ
スによるねじ転造時に同時に形成されるものである。こ
のタッピンねじ１の材質としては、例えば鋼を用いるこ
とができる。

【００１１】図２は、タッピンねじ１の谷底１０におけ
る断面図である。図１および図２を参照して、３つの切
り溝８、９、９は、それぞれねじ回転方向Ａの下流側と
なる第１の内壁面１１と、ねじ回転方向Ａの上流側とな
る第２の内壁面１２とを有する断面Ｖ字形形状であっ
て、第１の内壁面１１と第２の内壁面１２とがなす角度
はそれぞれ９０°以下に設定されている。また、３つの
切り溝８、９、９は、断面方向に見て、それぞれの切り
底１３がねじ軸３の軸線Ｂを中心に１２０°おきになる
ようにねじ軸３の周面４に形成されている。

【００１２】３つの切り溝８、９、９のうち１つは、そ
の切り底１３が谷底１０まで深く延びる主切り溝８であ
る。他の２つの切り溝９は、それぞれ主切り溝８の深さ
の３０〜６０％の深さで形成された副切り溝９である。
タッピンねじ１が、例えば鋼やアルミニウム合金により
形成された相手部材に切り込む際、主切り溝８は相手部
材を主に削る役割を、副切り溝９は主切り溝８の補助的
な役割を果たす。したがって、切り込みをスムーズに行
うことができる。また、３つの切り溝８、９、９を、ね
じ軸３の周方向に等間隔で配置しているので、転造時に
肉を均一に逃がすことができ、その結果ねじの断面が偏
平になるのを防ぐことができる。したがって、ねじ精度
を高くすることができる。

【００１３】主切り溝８における第１の内壁面１１は、
ねじ軸３の径方向Ｃに対して主切り溝８の入口が拡がる
ように傾斜していて、その傾斜角度Ｄは、例えば５０〜
８０°の範囲に設定されている。ただし、転造時の肉の
復元により、多少上記の範囲からずれる場合もある。主
切り溝８における第２の内壁面１２は、ねじ軸３の径方
向Ｃに対して主切り溝８の入口が拡がるように傾斜して
いる。その傾斜角度Ｅは、例えば切り込む相手部材の厚
さがねじ径の３分の１以上で厚い場合は０〜５°、相手
部材の厚さがねじ径の３分の１未満で薄い場合は５〜１
０°の範囲に設定されている。また、第２の内壁面１２
とねじ軸３の周面４とが互いに交差して、タッピング用
の切り刃１４を形成している。

【００１４】切り込む相手部材の厚さが厚い場合の傾斜
角度Ｅを、上記範囲のように小さい角度に設定したの
は、厚い相手部材を切り込む場合、切り刃１４の削り性
能に重点が置かれるからである。ただし、切り刃１４の
削り性能を高める上では、できるだけ０°に近いことが
好ましい。切り込む相手部材の厚さが薄い場合の傾斜角
度Ｅを、上記範囲のように、厚さが厚い場合の傾斜角度
Ｅの範囲よりもやや大きい角度に設定したのは、薄い相
手部材を切り込む場合、切り刃１４の削り性能よりも、
切り込むことにより相手部材から生じる切り粉の量に重
点が置かれるからである。薄い相手部材は、例えば絶縁
部分に用いられる場合があり、切り粉が出るとショート
の原因となる場合がある。傾斜角度Ｅをやや大きな角度
にすることにより、切り粉の生じる量を少なくすること
ができる。

【００１５】ただし、傾斜角度ＤおよびＥは、上記の角
度範囲に限られるものではない。副切り溝９における第
１の内壁面１１および第２の内壁面１２がねじ軸３の径
方向Ｃに対してなす傾斜角度Ｄ１およびＥ１は、例えば
Ｄ１＝Ｄ，Ｅ１＝Ｅで、副切り溝９と主切り溝８とが相
似であってもよい。ただし、この形状に限らず、例えば
Ｄ１＝Ｅ１の対称な断面Ｖ字形形状であってもよい。副
切り溝９においても、主切り溝８と同様、第２の内壁面
１２とねじ軸３の周面４とが互いに交差して、タッピン
グ用の切り刃１４を形成している。

【００１６】上記３つの切り刃１４およびねじ山６のつ
るまき線は、それぞれねじ軸３の軸線Ｂに対して同方向
に傾斜している。これは、転造時に寄せられていく肉を
ねじ先端部５側にスムーズに逃がし、ねじ精度を高くす
るためである。仮に、切り刃１４が軸線Ｂに対してつる
まき線と逆方向に傾斜しているとすると、転造時に肉が
つるまき線に沿って押し上げられ、ねじ先端部５側へ肉
が逃げない。このため、ねじ転造終了時に復元する肉の
量が多くなるため、ねじ外径が大きくなる。その結果、
ねじ精度が出ないとともに、金属板の穴への食い付きが
悪くなることが懸念される。

【００１７】特に、ねじ軸３の軸線Ｂに対する３つの切
り刃１４の傾斜角度Ｆをそれぞれ１０〜３０°の範囲に
設定することが好ましい。これは、１０°未満では、切
り刃１４の削り抵抗が少なくなり、すべるおそれがある
一方、３０°を超えると切り刃１４の断面が実質的に丸
くなり、逆に切り込みが悪くなるからである。なお、上
記の範囲の中でも、ねじ長の長いものでは、１０〜２０
°の範囲が好ましく、ねじ長の短いものでは、２０〜２
５°の範囲が好ましい。これは、３つの切り溝８、９、
９が、それぞれ所要の数のねじ山６を横断している必要
があるからである。なお、ねじ長および切り刃１４の性
能を勘案すると、１０〜１５°の範囲が最も現実的であ
る。

【００１８】この実施形態では、３つの切り刃１４およ
びねじ山６のつるまき線が、ねじ軸３の軸線Ｂに対して
それぞれ同方向に傾斜しているが、これに限らず、例え
ば切り刃１４がそれぞれつるまき線と逆方向に傾斜して
いても良いし、軸線Ｂに沿っていても良い。図３は、タ
ッピンねじ１を転造する態様を示す斜視図である。図３
では、タッピンねじ１は、平形の第１および第２の転造
ダイス１５、１６間にねじ素材１７の軸部分を挟み、両
ダイス１５、１６をそれぞれ長手方向に相対移動させ、
ねじ素材１７を押し付けて転がすことにより、表面を塑
性変形させて製造される。

【００１９】第２の転造ダイス１６は通常のダイスであ
るが、第１の転造ダイス１５は、その上面のねじ転造エ
リア１８において、図３で示す右奥側一端のねじ転造開
始位置１９から他端のねじ転造終端位置２０までの間
に、上記切り溝８、９、９をそれぞれ形成するための３
つの突条２１、２２、２２を有する切り溝転造エリアＧ
が設けられている。これらの突条２１、２２、２２は、
それぞれ第１の転造ダイス１５の短手方向に対して水平
に傾斜角度Ｆ（１０〜３０°）をなしており、第１の転
造ダイス１５の長手方向に順次隣接するように形成され
ている。

【００２０】切り溝転造エリアＧの終端からねじ転造終
端位置２０までの距離Ｈは、ねじ素材１７を１〜１．５
回転させることのできる距離に設定されている。これ
は、切り溝転造エリアＧでの切り溝８、９、９の形成に
より、ねじ山６が多少崩れていても、この崩れを上記の
１〜１．５回転の間で矯正して、ねじ精度を確保するた
めである。ねじ素材１７が１回転未満しかできないとす
ると、切り溝８、９、９形成の悪影響を完全に取り除く
ことができない場合があり、１．５回転を超えて回転さ
せると、ねじ山６がだれてしまう場合があり、いずれの
場合にもねじ精度が低下してしまう。

【００２１】図４は、各切り溝８、９、９を形成するた
めの突条２１、２２、２２の断面図である。図４では、
３つの突条２１、２２、２２の断面形状は、転写により
それぞれ切り溝８、９、９を形成できるように切り溝
８、９、９に対応する形状となっている。すなわち、第
１の内壁面１１および第２の内壁面１２をそれぞれ形成
するための第１の面２３および第２の面２４により、３
つの突条２１、２２、２２はそれぞれ断面Ｖ字形形状を
なしている。また、３つの突条２１、２２、２２のう
ち、例えばねじ転造終端位置２０に最も近い（図４で示
す１番左側）突条２１は、主切り溝８に対応していて、
第１の面２３は、ダイスの基準面に直交する面に対し
て、傾斜角度Ｄで傾斜している。また、第２の面２４
は、ダイスの基準面に直交する面に対して、傾斜角度Ｅ
で傾斜している。

【００２２】他の２つの突条２２は、それぞれ副切り溝
９に対応していて、第１の面２３は、ダイスの基準面に
直交する面に対して、傾斜角度Ｄ１で傾斜している。ま
た、第２の面２４は、ダイスの基準面に直交する面に対
して、傾斜角度Ｅ１で傾斜している。突条２１は、他の
２つの突条２２よりも高さがやや高く形成されている。
その高さの差Ｉは、例えばねじ径６ｍｍのねじの場合は
約０．２ｍｍである。０．２ｍｍという値は、ねじ径６
ｍｍのねじのねじ山６の高さの約２分の１に相当する値
であって、３つの切り溝８、９、９を形成した際に、２
つの副切り溝９の深さが主切り溝８の深さの３０〜６０
％になるように設定した値である。ただし、高さの差Ｉ
は、この値に限られるものではなく、副切り溝９の深さ
が主切り溝８の深さの３０〜６０％になれば、他の値で
もよい。

【００２３】以上の実施形態によれば、各切り溝８、
９、９をねじ転造時に同時に形成するので、工程数を削
減でき、安価且つ容易にタッピンねじ１を製造すること
ができる。この発明は、以上の実施形態の内容に限定さ
れるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の
変更が可能である。例えば、３つの切り溝８、９、９
は、ねじ長の長いものでは、例えばねじ軸３の先端部５
からそれぞれ４〜７山程度のねじ山６に跨るもので十分
である。また、ねじ長の短いものでは、例えばそれぞれ
２〜３山程度のねじ山６に跨るもので十分である。ま
た、タッピンねじ１を切り込む相手部材は、金属に限ら
ず、コンクリートや木材であってもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態にかかるタッピンねじの
平面図である。

【図２】タッピンねじの谷底における断面図である。

【図３】タッピンねじを転造する態様を示す斜視図であ
る。

【図４】各切り溝を形成するための突条の断面図であ
る。

【符号の説明】

１タッピンねじ３ねじ軸４周面５ねじ先端部６ねじ山８主切り溝９副切り溝１１第１の内壁面１２第２の内壁面１４切り刃

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ねじ転造時にねじ軸の周面に形成され、ね
じ先端部からねじ山を横断して延びる断面略Ｖ字形形状
をなす３本の切り溝を備え、３本の切り溝は、深さの深い１本の主切り溝と、主切り
溝よりも深さの浅い２本の副切り溝とからなることを特
徴とするタッピンねじ。
【請求項２】請求項１記載のタッピンねじにおいて、上記副切り溝の深さは、主切り溝の深さの３０〜６０％
であることを特徴とするタッピンねじ。
【請求項３】請求項１または２記載のタッピンねじにお
いて、上記３本の切り溝は、ねじ軸の周方向に、等間隔に配置
されることを特徴とするタッピンねじ。