JP2005054979A - 壊れやすい材料用の締具 - Google Patents

Abstract

【課題】 必要とされるのは、壊れやすい材料を含むがこれに限定されない種々の材料と共に用いられ得、同時に、比較的安価で製造できるねじタイプの締具である。
【解決手段】 壊れやすい材料用の金属製締具は、スレディングされた軸部、この軸部の一方の端部に近い頭部、および反対側の短部にて先端部を有する。この締具は、粗いピッチ、および小さい方の直径に対する大きい方の直径の相対的に大きい比率を有し、これは、ドライウォールまたは石等の壊れやすい材料に締具を固定するために適切である。
【選択図】 図１

Description

（壊れやすい材料用の締具）
本発明は、概して、ねじ部品に関し、具体的には、壊れやすい材料用のねじ部品に関する。

（発明の背景）
ねじは、長年にわたって存在しており、くさび迫め動作を提供して、ねじの頭部を基板に押し入れる、斜面の原理に基づいている。異なった材料向けに異なったねじが開発されてきた。

構造物を低い強度の壊れやすい材料に固定するために用いられる締具は、通常、その締具用の特定のタイプの支持材料を必要とする。例えば、ドライウォール（ｄｒｙｗａｌｌ）等の場合、通常、金属製または木製のスタッドが用いられる。石の場合、穴がタップ（ｔａｐｐｅｄ）されているので、スレディング（ｔｈｒｅａｄｉｎｇ）間の材料を捕らえるために適切なねじ山の設計によって、予めあけられたコンクリート穴にセルフタッピングねじタイプの締具が確実に保持され得る。このような石製の締具の１例が、Ｇｉａｎｎｕｚｚｉによる特許文献１である。
米国特許第５，９５７，６４６号明細書

必要とされるのは、壊れやすい材料を含むがこれに限定されない種々の材料と共に用いられ得、同時に、比較的安価で製造できるねじタイプの締具である。

（発明の要旨）
本発明の締具によって、上述の要求が満たされ、かつ従来技術の欠点が克服される。１実施形態において、金属製締具は、ほぼ一定の直径を有する金属製軸部（ｓｈａｎｋ）を備え、その軸部上にらせん状のスレディング（ｔｈｒｅａｄｉｎｇ）が形成され、ここで、ねじ山の直径対軸部の直径の比は、少なくとも１．５：１であり、らせん状のねじ山は、０．５〜１．０ｃｍの間隔があけられる。締具は、軸部上の頭部の近位および先端部の遠位に形成される第２のらせん状のスレディングを備え得、この第２のスレディングは、第１の直径よりも実質的に小さい第２の直径を有する。

別の実施形態において、金属製締具を形成する方法は、第１の端部にて頭部を有する金属製軸部を提供する工程、および、ねじ山の連続的回旋間にらせん状のねじ山、および平坦でない表面を圧延によって形成する工程を包含し、ここで、ねじ山の直径対軸部の直径の比は、少なくとも１．５：１であり、ピッチは、０．５〜１．０ｃｍである。この方法にて、軸部上の頭部の近位に第２のねじ山を形成するさらなる工程が存在し得る。

別の実施形態において、締具を用いて壊れやすい材料から構造を支持する方法は、頭部および軸部を含むセルフタッピングねじ金属製締具を提供する工程であって、この軸部は、小さい方の直径および大きい方の直径を有し、大きい方の直径は、軸部上に形成されたらせん状のスレディングによって規定され、ここで、大きい方の直径対小さい方の直径の比は、少なくとも１．５：１である、工程と、締具および構造物が壊れやすい材料によって完全に支持されるように締具を壊れやすい材料に押し入れる工程であって、ここで、壊れやすい材料は、シートロックおよび石製材料の各々である、工程とを包含する。石製材料は、コンクリート、れんが、およびブロックのいずれかであり得る。

本発明のさらなる特徴および利点は、以下の記載に示されるか、または明らかである。本発明の特徴および利点は、成文化された説明およびその請求項ならびに添付の図面にて具体的に示される構造および方法によって実現かつ達成される。

以上の概括的説明および以下の詳細な説明の両方は、例示的および説明的であり、かつ、主張されるような本発明の範囲を限定することなくさらなる説明を提供することが意図されることが理解されるべきである。

本発明のさらなる理解を提供するために含まれる添付の図面は、本明細書の一部に差し込まれ、かつ本明細書の一部をなし、本発明の好適な実施形態を図示し、かつ説明と共に、本発明の原理を説明するために利用される。

本発明による締具は、ほぼ一定の直径を有する金属製の軸部と、該軸部上に形成されるらせん状のスレディングであって、ねじ山の直径対該軸部の直径の比は、少なくとも１．５：１である、らせん状のスレディングと、該軸部上に形成されるらせん状の平坦でない表面とを備え、これにより上記目的が達成される。

前記らせん状のねじ山は、０．５〜１．０ｃｍの間隔を置いてもよい。

本発明による締具は、頭部と、小さい方の直径および先端部を有する軸部と、該軸部上に形成され、かつ第１の直径を有する第１のらせん状のスレディングと
、該頭部の近位および該先端部の遠位の該軸上に形成される第２のらせん状スレディングであって、該第２のスレディングは、該第１の直径よりも実質的に小さい第２の直径を有する、第２のらせん状のスレディングとを備え、これにより上記目的が達成される。

前記軸部は、前記頭部から前記終端部に伸びる軸と長さとを有し、該第２のらせん状のスレディングは、該軸部長さの半分よりも小さい範囲で伸びてもよい。

前記第１の直径対前記小さい方の直径の比は、少なくとも１．５：１であり、該第１のスレディングのねじ山は、０．５〜１．０ｃｍの間隔があけられてもよい。

少なくとも前記軸部の一部分にわたって伸びるらせん状であり、平坦でない表面をさらに備えてもよい。

本発明による方法は、金属製締具を形成する方法であって、第１の終端部にて頭部を有する金属製軸部を提供する工程と、圧延によってねじ山の連続的回旋間にらせん状の該ねじ山および平坦でない表面を形成する工程であって、該ねじ山の直径対該軸部の直径の比は、少なくとも１．５：１であり、ピッチは０．５〜１．０ｃｍである、工程とを包含することにより上記目的が達成される。

前記形成する工程は、前記軸部上の前記頭部の近位に第２のねじ山を形成する工程をさらに包含してもよい。

前記第１のねじ山および前記第２のねじ山は、それぞれ第１および第２の直径を有し、該第１のねじ山の直径は、該第２のねじ山の直径よりも実質的に大きくてもよい。

本発明による工程は、締具を用いて壊れやすい材料から構造を支持する方法であって、頭部および軸部を含むセルフタッピング金属製締具を提供する工程であって、該軸部は、小さい方の直径および大きい方の直径を有し、該大きい方の直径は、らせん状のスレディングが該軸部上に形成されることによって規定され、該大きい方の直径対該小さい方の直径の比は、少なくとも１．５：１である、工程と、該締具および構造が該壊れやすい材料によって完全に支持されるように該締具を該壊れやすい材料に押し入れる工程であって、かつ、該壊れやすい材料は、シートロックおよび石製材料の各々である、工程とを包含しこれにより上記目的が達成される。

前記押し入れる工程は、前記締具をシートロック、コンクリートおよびブロック材料の各々に押し入れる工程を包含してもよい。

より多くの量の材料をねじ山と係合させることによって、材料において、より固定した保持力が達成される。

（好適な実施形態の詳細な説明）
本発明の締具によると、金属製軸部は、粗いピッチを有し、かつ大きい方の直径に対する小さい方の直径の比が大きい１つ以上のねじ山を含む。この締具は、シートロック（Ｂｌａｓｔｅｒ Ｂｏａｒｄ）、木、コンクリート、れんが、ブロックおよびガスベトン（Ｇａｓ Ｂｅｔｏｎ）または軽量コンクリートを含むがこれらに限定されない種々の材料に確実に保持され得る。さらに、この締具は、ウォールまたは表面に過大な損傷をもたらすことなくその材料から除去され得るように設計される。

シートロックまたは他のタイプの壊れやすいおよび比較的弱い材料の場合、材料における締具の保持力は、締具をスタッド、またはウォールと関連する他の比較的高強度の材料の支援によりさらに固定することなく、締具にかけられる負荷にシートロックのみが反応し得るような保持力である。従って、本発明による締具は、ウォールを形成するシートロックに完全に依存することによってウォール上で物体を支持するために用いられ得、これは、スタッドが利用可能でない領域にて支持締具が必要とされる状況において特に有利である。この締具は、ウォールにて比較的小さい穴を形成するという利点もまた提供し、これにより、ウォールへのダメージを最小化する。締具の軸部は、小さい方の直径によって規定される軸部表面にわたって伸びる、平坦でないか、または粗いらせん状の面もまた含み得る。この粗い面は、シートロックと締具との間の摩擦保持力（ｆｒｉｃｔｉｏｎａｌ ｈｏｌｄ）を大きくし、これにより、引き抜きに抵抗するために有用であり得る。この締具は、少なくとも頭部の近位の軸部の部分にわたって伸びる第２のスレディングをさらに含み得る。粗いねじ山のピッチおよび小さい方の直径に対する大きい方の直径の比較的大きい比（通常の金属製のねじ部品と比較して）は、大量の材料をねじ山間に係合するという点で有効である。締具は、シートロックの用途に加えて、コンクリート、ブロックまたはレンガのような材料と共に有効に用いるために適切な強度を有する。これらの用途において、締具は、予めあけられた穴に挿入され、（締具が挿入された場合）その穴から押し出される材料を捕らえて堅固な保持力を達成する。これらの用途において、ねじ山間の粗いまたは平坦でない表面が軸部上に形成され得、これは、引き抜きに摩擦抵抗を提供し得る。締具は、壊れやすい材料に加えて、木等の繊維材料にも用いられ得る。

上述のように、締具は、シートロックであるか石製材料であるかに関わらず、小さい方の直径の比が比較的大きく、および／または粗いピッチであるために、大量の材料を捕らえるようにねじ山間に空間を提供することによって、壊れやすい材料に確実な保持を提供することが意図される。好適な実施形態において、大きい方の直径対小さい方の直径の比、および、これに依存せず、大きい方の直径対ピッチの比が、好適には、少なくとも、約１．５：１、より好適には、約１．７５：１、および最も好適には、約２：１またはそれ以上である、金属製軸部が用いられる。ピッチは、インチごとに約５つ以下のねじ山（例えば、インチごとに４つのねじ山等）であり得る。

図１〜図３を参照して、締具１０の好適な実施形態は、頭部１２、軸部１４および尖った先端部１６を含む。この実施形態において、軸部１４は、その長さにわたって、ほぼ一定の小さい方の直径を有する。らせん状のねじ山２０は、好適には、軸部１２の長さにわたって伸び、かつ先端部の近位で終端する。ねじ山２０の高さは、その長さにわたってほぼ一定であり、先端部１６の近位にて高さがわずかにより小さい。頭部１２には溝１５が形成され得、例えば、プラスのドライバ（Ｐｈｉｌｌｉｐｓ−ｈｅａｄ ｓｃｒｅｗｄｒｉｖｅｒ）等のドライバによって挿入されることを可能にする。頭部は、代替的に、平頭ドライバまたは六角または方形ドライバを受け取るように適合され得るか、または頭部は、特に、比較的重い物体である棚用材料をつるす等のためのボルトのように六角形の頭部であり得る。さらに、頭部は、フックまたは同様のデバイスと置換され得る。

図１に示されたねじ山２０の部分２２を参照して、ねじ山２０は、上下が面取りされた面２４および２６のそれぞれと共に記載され、これらの面は、約１０度の角度にて伸び得る。粗い表面３０も軸部１４にわたって広がり得る。表面３０は、ねじ山を形成する比較的平滑な面と対照的に、種々の隆起、刻み目、こぶおよび／またはくぼみによって特徴付けられる。図示されるように、表面３０は、ねじ山２０の連続的回旋間に配置され、軸部の部分または長さにわたって広がり得る。第２のスレディングが軸部１４上にさらに形成され得る。好適な実施形態において、第２のねじ山４０は、頭部１２の近位に形成され、軸部の周りを約３６０度回る。ねじ山４０は、軸部の周りを、３６０度を越えて回っても、または３６０度より小さく回るように形成されても良い。ねじ山４０の高さは、好適には、ねじ山２０の高さより実質的に低い。

シートロックまたはドライウォールの用途において、従来のねじ部品に対する本発明の締具の利点が実現され得る。従来のねじ部品において、比較的細かいねじ山（すなわち、小さい方の直径に対して大きい方の直径の比が小さい）および比較的密なピッチは、ねじ山が係合するウォールの部分を穴のサイズに対してかなり小さくなる。従って、ウォールにおける保持強度が小さい。対照的に、締具１０のねじ山が係合する材料の量は、穴のサイズに対してかなり多い。より多くの量の材料をねじ山と係合させることによって、材料において、より固定した保持力が達成される。金属製締具を製作することによって、この締具が、コンクリートまたは他の比較的硬質の材料中にも挿入され得る。コンクリートまたはレンガの用途において、ほぼ軸部の小さい方の直径である穴が材料にて形成される。従って、この締具は、穴の中にらせん状のみぞを形成するねじ山を有する穴に挿入される。締具が、例えば、締込み工具等を用いて穴の中に押し入れられると、材料は、ウォールから外れ、そしてねじ山間に捕らえられる。

本発明による金属製締具を製作する方法において、スレディングは、好適には、冷延プロセス（ｃｏｌｄ−ｒｏｌｌｉｎｇ）によって形成される。この方法によると、ドライウォール締具の軸部は、２つのねじ山成型ダイ間で圧延され、これにより、ねじ山を製作する。あるいは、締具のねじ山は、鋳造プロセスによってか、または旋盤を介して形成され得る。好適な実施形態において、圧延プロセスは、ねじ山２０を共に形成する締具１０の表面２４および２６等の上下が面取りされた表面を有するねじ山を形成する。圧延プロセスは、さらに、例えば、フレーキング（ｆｌａｋｉｎｇ）の結果として、粗い面３０を生成することに依存し得る。材料は、ねじ山成型の間にダイ間で圧搾されるので、材料は、均一に流れない。これは、ねじ山の形成間に平坦でないか、または粗い表面をもたらす。この不均一な材料の流れの効果は、圧延プロセスによって作製された場合、本発明の締具において、ねじ山成型間に平坦でないか、または粗い表面をもたらすことが特に明らかである。本発明の範囲から逸脱することなく、ねじ山間に粗いか、または平坦でない表面を生成するために、当該技術にて公知の他の方法が利用され得る。

好適には、第２のねじ山４０を形成するために、逆転ダイ（ｃｏｕｎｔｅｒ−ｒｏｔａｔｉｎｇ ｄｉｅ）が頭部１２の近位に配置される。第２のねじ山は、軸部１２の周りを約３６０度伸びる。第２のねじ山４０の形成は、圧延プロセスが用いられる場合、粗いねじ山ピッチおよび／または小さい方の直径に対する大きい方の直径の比が大きくなるように形成するために必要とされる力の結果として頭部１２に近い軸部１２の上部が湾曲することを防止するために有用であり得る。好適な実施形態において、例えば、ねじ山成型ダイ等の逆転ダイは、ねじ山２０が形成される一方で、軸部１４の上端部が湾曲する任意の傾向に対応するために用いられ得る。ねじ山４０の深さは、かなりの量であることを全く必要とせず、かつ、著しい締付け力（ｆａｓｔｅｎｉｎｇ ａｂｉｌｉｔｙ）を有しない比較的小さいねじ山の深さになり得る。第２のねじ山４０は、必要に応じて、３６０度よりも小さいか、または大きい範囲にわたって伸びてもよい。

壊れやすい材料用の金属製締具は、スレディングされた軸部、この軸部の一方の端部に近い頭部、および反対側の短部にて先端部を有する。この締具は、粗いピッチ、および小さい方の直径に対する大きい方の直径の相対的に大きい比率を有し、これは、ドライウォールまたは石等の壊れやすい材料に締具を固定するために適切である。

上述の記載は、本発明の好適な実施形態に照準が合わされたが、他の変形および改変が問う業者に明らかであり、本発明の主旨または範囲から逸脱することなくなされ得ることに留意されたい。

図１は、本発明の原理を組み込むドライウォール締具の側面図である。 図２は、図１のドライウォール締具の上面図である。 図３は、図１のドライウォール締具の底面図である。

符号の説明

１０ 締具
１２ 頭部
１４ 軸部
１５ 溝
１６ 先端部
２０ ねじ山
２２ ねじ山の部分
２４ 表面
２６ 表面
３０ 表面
４０ 第二のねじ山

Claims (11)

1. ほぼ一定の直径を有する金属製の軸部と、
   該軸部上に形成されるらせん状のスレディングであって、ねじ山の直径対該軸部の直径の比は、少なくとも１．５：１である、らせん状のスレディングと、
   該軸部上に形成されるらせん状の平坦でない表面と
   を備える締具。
2. 前記らせん状のねじ山は、０．５〜１．０ｃｍの間隔を置く、請求項１に記載のドライウォール締具。
3. 頭部と、
   小さい方の直径および先端部を有する軸部と、
   該軸部上に形成され、かつ第１の直径を有する第１のらせん状のスレディングと
   、
   該頭部の近位および該先端部の遠位の該軸上に形成される第２のらせん状スレディングであって、該第２のスレディングは、該第１の直径よりも実質的に小さい第２の直径を有する、第２のらせん状のスレディングと
   を備える、締具。
4. 前記軸部は、前記頭部から前記終端部に伸びる軸と長さとを有し、該第２のらせん状のスレディングは、該軸部長さの半分よりも小さい範囲で伸びる、請求項３に記載の締具。
5. 前記第１の直径対前記小さい方の直径の比は、少なくとも１．５：１であり、該第１のスレディングのねじ山は、０．５〜１．０ｃｍの間隔があけられる、請求項３に記載の締具。
6. 少なくとも前記軸部の一部分にわたって伸びるらせん状であり、平坦でない表面をさらに備える、請求項５に記載の締具。
7. 金属製締具を形成する方法であって、
   第１の終端部にて頭部を有する金属製軸部を提供する工程と、
   圧延によってねじ山の連続的回旋間にらせん状の該ねじ山および平坦でない表面を形成する工程であって、該ねじ山の直径対該軸部の直径の比は、少なくとも１．５：１であり、ピッチは０．５〜１．０ｃｍである、工程と
   を包含する、方法。
8. 前記形成する工程は、前記軸部上の前記頭部の近位に第２のねじ山を形成する工程をさらに包含する、請求項７に記載の方法。
9. 前記第１のねじ山および前記第２のねじ山は、それぞれ第１および第２の直径を有し、該第１のねじ山の直径は、該第２のねじ山の直径よりも実質的に大きい、請求項８に記載の方法。
10. 締具を用いて壊れやすい材料から構造を支持する方法であって、
    頭部および軸部を含むセルフタッピング金属製締具を提供する工程であって、該軸部は、小さい方の直径および大きい方の直径を有し、該大きい方の直径は、らせん状のスレディングが該軸部上に形成されることによって規定され、該大きい方の直径対該小さい方の直径の比は、少なくとも１．５：１である、工程と、
    該締具および構造が該壊れやすい材料によって完全に支持されるように該締具を該壊れやすい材料に押し入れる工程であって、かつ、該壊れやすい材料は、シートロックおよび石製材料の各々である、工程と
    を包含する、工程。
11. 前記押し入れる工程は、前記締具をシートロック、コンクリートおよびブロック材料の各々に押し入れる工程を包含する、請求項１０に記載の方法。

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