JP2005113979A - ドリリングタッピンねじ - Google Patents

Abstract

【課題】 作業性を低下させることなく頭飛び、ねじ部の破断、空転などを確実に防止して被締結材を締め付ける。
【解決手段】頭部２と、頭部２に連設されたねじ部３と、ねじ部３に連設されたドリル部４とを具備するドリリングタッピンねじ１において、前記頭部２の座面に、中心から外方に向かって高さおよび幅が漸減し、かつ、ねじ込み方向に向かってほぼ９０度のブレーキ面を有する複数本のブレーキングリブ２１が周方向に間隔をおいて形成される。
【選択図】 図３

Description

この発明は、電気ドライバーやエアドライバーなどのドライバービットによって回転トルクが伝動されて締め付けられるドリリングタッピンねじに関するものである。

一般に、ねじ部品による締結は、相手側に雌ねじを切るか、ナットを用いて行うことになるが、タッピンねじの場合は、相手側に下穴をあけるだけでよいので、薄板鋼板や板金構造の締め付けに汎用されている。しかしながら、相手側に下穴を形成する場合、ねじの外径、ピッチ、鋼板などの厚みに応じて下穴を変更する必要があり、作業が煩雑になる他、重ねた鋼板の下穴にズレがあると、タッピンねじのねじ込みが円滑にできないという欠点がある。

このような欠点を補い、かつ、締め付け作業の効率を高めるため、１回の締め付け操作により、穴開け作業、ねじ立て作業、締め付け作業を併せて行う締結部品として、ねじ部の先端にドリル部を形成したドリリングタッピンねじが広く使用されている（例えば、特許文献１、２参照）。
特開２００１−１４０８３１号公報 特開平１０−２９２８０９号公報

建築関係においても、躯体・造作工事、木材と木材の止め付け、建築金物の締結を釘に代えてドリリングタッピンねじで行うことが急速に普及しているが、次のような問題点がある。
１．釘で締結する場合、エアーハンマーを用いれば、１本当たりの打ち込み時間は０．１秒以内と推定されるのに対し、ドリリングタッピンねじは、電気ドライバーを使用するため、ドライバーの回転数および回転トルクの大きさを使用するドリリングタッピンねじの強度に合わせる必要がある。このため、ドリリングタッピンねじのねじ込みには、１本当たり０．５秒以上必要となり、作業性では、釘に一歩譲ることになる。
２．ここで、ドリリングタッピンねじのねじ込みの作業性を高めるため、ねじの強度に関係なく、毎分３０００回転以上の高回転、高トルクの電気ドライバーを使用する傾向にある。
３．このような高回転、高トルクの電気ドライバーを使用した場合、薄板鋼板などでは、ドリリングタッピンねじの頭部の座面が着座した時点で、締結力が一気に上昇し、過剰締め付けとなって、ねじ部が空転したり、頭飛び、ねじ部破断が起こり、止め付け、締め付けができない事態が発生する。
４．また、鋼板製の建築金物を木材などの下地材に固定するために使用すると、下地材が柔らかい場合は、ねじ部が空転し、逆に硬い場合は、頭部破損や、ねじ部がねじ込みトルクに耐えられずに破断する。そして、破断したねじ部が下地材に残留すると、その取り出しに多くの時間を必要とすることになる。
５．高速でパワーのあるフリートルクのインパクトレンチ（電気ドライバー）は、作業性はよいが、適正な締め付け状態で、停止またはねじ込み作業を中断するのは困難で、どうしても過大トルクとなり、ねじ部の破断強度より数倍のトルクが作用する場合もあり、ねじ部に過大負荷が作用することを避けることができない。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、作業性を低下させることなく頭飛び、ねじ部の破断、空転などを確実に防止して被締結材を締め付けることのできるドリリングタッピンねじを提供するものである。

本発明は、頭部と、頭部に連設されたねじ部と、ねじ部に連設されたドリル部とを具備するドリリングタッピンねじであって、前記頭部の座面に、中心から外方に向かって高さおよび幅が漸減し、かつ、ねじ込み方向に向かってほぼ９０度のブレーキ面を有する複数本のブレーキングリブが周方向に間隔をおいて形成されることを特徴とするものである。

本発明によれば、ドリリングタッピンねじを回転させることにより、ねじ部のリード角によって軸力が発生し、１回の締め付け操作により、ねじ立て作業、締め付け作業を行うことができる。

ここで、ドリリングタッピンねじの締め付けの際、被締結材に頭部の座面が接触すると、リード角による軸力によって頭部の座面に設けたブレーキングリブが被締結材に食い込み、ブレーキ効果が発生する。このブレーキ効果は、軸力が大きいほど被締結材への食い込みが大きくなるため、大きくなる。このようなブレーキ効果により、余分の締め付けトルクを遮断して回転を停止させるため、大きな回転トルクが負荷されても、適正な締め付けトルクを越えて回転することはない。また、ブレーキングリブは、ねじ部の中心から外方に向かって高さおよび幅が漸減することから、ねじ込みの際、頭部の座面が接触してからブレーキ（抵抗）が徐々に増大する結果、急激な停止を伴うことがなく、締め付けのコントロールが容易となる。

この場合、ブレーキングリブの高さは、被締結材の材質、厚み、硬さ、強度などによって変更できるものとする。例えば、被締結材が薄板鋼板など金属板の場合は、ブレーキングリブの高さは低くてもよいが、軽量コンクリート板、ケイカル板、木材などの軟質材の場合は、高さを大きくしてブレーキ抵抗を大きくすることが好ましい。

頭部の形状としては、なべ、トラス、つば付きなべ、つば付き六角などが対象となる。特に、被締結材が軟質の場合は、フランジ付きまたはつば付きとすることにより、さらにブレーキング抵抗を大きく設定することができる。

なお、頭部には、ドライバービットに対応する十字状などの係合穴が形成されていることが好ましい。

また、ねじ部は、タッピングするためのねじ山が形成されたものであり、頭部直下からドリル部直前にかけて全長にわたって形成される。ただし、被締結材の材質および厚みに対応して、頭部の近傍にねじ山を形成しない部分があってもよい。

さらに、ドリル部としては、切り刃先であっても、とがり先であってもよい。ドリル部が切り刃先の場合、１回の締め付け操作により、穴あけ作業、ねじ立て作業、締め付け作業を併せて行うことができる。一方、ドリル部がとがり先の場合、穴あけ作業ができないものもある。その場合は、被締結材に下穴を形成する必要がある。

本発明において、前記頭部の座面が、中心から外周に向かって１８０度よりも若干小さな傾斜角の傾斜面に形成されていると、頭部の座面が被締結材に接触してブレーキ効果を発生させる際、ブレーキングリブが被締結材に食い込むことによって発生する少量の削り屑を頭部の傾斜された座面に沿って外方に送り出すことができる。このため、発生した削り屑が頭部の座面と被締結材の表面との間に介在することがなく、頭部の座面を被締結材の表面に確実に着座させることができる。

本発明において、前記ブレーキングリブの本数が３本または４本であることが好ましい。

発明によれば、作業性を低下させることなく頭飛び、ねじ部の破断、空転などを確実に防止して被締結材を締め付けることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１乃至図３には、本発明のドリリングタッピンねじ１の一実施形態が示されている。

このドリリングタッピンねじ１は、頭部２と、頭部２に連設されたねじ部３と、ねじ部３に連設されたドリル部４と、から構成されている。

頭部２には、ドリリングタッピンねじ１をねじ込む回転トルクを加える図示しないドライバビットが係合する係合穴２ａがネジ部３と頭部２の中心線上に形成されている。もっとも、頭部２が六角形状の外周面を有しておれば、これに適合するボックスビットを用いればよく、必ずしも係合穴２ａを形成する必要はない。

一方、頭部２の座面は、図２に示すように、通常のねじ部品の傾斜角である１８０度よりも若干小さな傾斜角、具体的には、中心から外周に向かって１７０度の傾斜面に形成されており、後述するように、少量の削り屑を外方に向かって送り出すことができる。また、頭部２の座面には、周方向に９０度の間隔をおいて４本のブレーキングリブ２１が形成されている。各ブレーキンブリブ２１は、ねじ込み方向に向かってほぼ９０度のブレーキ面を有するとともに、戻り方向に１３５度の傾斜面を有しており、さらに、頭部２の中心から外方に向かって高さおよび幅が漸減するように設定されている。具体的には、ブレーキングリブ２１の垂直面と傾斜面とによって形成される稜線は、中心から外周に向かって１５５度の傾斜角を形成するように設定されている。

ねじ部３は、一定ピッチのねじ山を有している。ここで、ねじ山のリード角は、小さい場合よりも大きい方がブレーキ効果が大きくなり、好ましい。

ドリル部４は、鋼板などの被締結材に穴あけと、締め付けを同時に行うもので、ドリルビットと同様に、一定の掬い角および逃げ面が形成されている。

このように構成されたドリリングタッピンネジ１を電動ドライバーなどを用いて被締結材にねじ込むことにより、ねじ部３のリード角によって軸力が発生し、１回の締め付け操作により、穴開け作業、ねじ立て作業、締め付け作業を併せて行うことができる。

ところで、ドリリングタッピンねじ１の締め付けの際、被締結材に頭部２の座面が接触すると、リード角による軸力によって頭部２の座面に設けたブレーキングリブ２１が被締結材に食い込み、ブレーキ効果が発生する。このため、余分の締め付けトルクを遮断して回転を停止させることができ、大きな回転トルクが負荷されても、適正な締め付けトルクを越えて回転することを防止できる。

この場合、ブレーキングリブ２１は、中心から外方に向かって高さおよび幅が漸減することから、ねじ込みの際、頭部２の座面が接触してからブレーキ（抵抗）が徐々に増大する結果、急激な停止を伴うことがなく、締め付けのコントロールが容易となる。

また、頭部２の座面が、１８０度よりも若干小さな傾斜角の傾斜面に形成されていることにより、頭部２の座面が被締結材に接触してブレーキ効果を発生させる際、ブレーキングリブ２１が被締結材に食い込むことによって発生する少量の削り屑を頭部２の傾斜された座面に沿って外方に送り出すことができる。このため、発生した削り屑が頭部２の座面と被締結材の表面との間に介在することがなく、頭部２の座面を被締結材の表面に確実に着座させることができる。

なお、前述した実施形態においては、４本のブレーキングリブ２１を９０度間隔で設けた場合を例示したが、１２０度間隔をおいた３本のブレーキングリブであってもよい。

また、ドリル部４は、特に限定するものではなく、被締結材に対応して任意の形状のドリル部を採用することができる。すなわち、実施形態においては、切り刃先のドリル部を例示したが、とがり先のドリル部であってもよい。

さらに、ねじ部３は、頭部２直下からドリル部４直前にかけて全長にわたってねじ山を形成した場合を例示したが、被締結材の材質および厚みに対応して、頭部２の近傍にねじ山を形成しない部分があってもよい。

以上の説明したように本発明のドリリングタッピンねじによれば、電気ドライバーやエアドライバーなどによって過大な回転トルクが作用した場合であっても、頭飛び、ねじ部の破断、空転などを防止して被締結材を確実に締め付けることが可能となる。

本発明のドリリングタッピンねじの一実施形態を示す正面図である。 図１のドリリングタッピンねじの頭部の拡大図である。 図１のＡ−Ａ線断面図である。 図３のＢ−Ｂ線端面図である。

符号の説明

１ ドリリングタッピンねじ
２ 頭部
２１ ブレーキングリブ
３ ねじ部
４ ドリル部

Claims (3)

1. 頭部と、頭部に連設されたねじ部と、ねじ部に連設されたドリル部とを具備するドリリングタッピンねじであって、前記頭部の座面に、中心から外方に向かって高さおよび幅が漸減し、かつ、ねじ込み方向に向かってほぼ９０度のブレーキ面を有する複数本のブレーキングリブが周方向に間隔をおいて形成されることを特徴とするドリリングタッピンねじ。
2. 前記頭部の座面が、中心から外周に向かって１８０度よりも若干小さな傾斜角の傾斜面に形成されていることを特徴とする請求項１記載のドリリングタッピンねじ。
3. 前記ブレーキングリブの本数が３本または４本であることを特徴とする請求項１または２記載のドリリングタッピンねじ。
   

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