JP2006183720A - Driving hole for screw - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ドライバビットによりねじ込まれるねじに関し、特に、ドライバビットからの駆動力を受けてねじ込まれるときにこの駆動力が減少することなく確実にねじに伝達されるようにした係合溝を有するねじの駆動穴に関する。 The present invention relates to a screw that is screwed by a driver bit, and in particular, has an engagement groove that is surely transmitted to a screw without being reduced when the screw is screwed in by receiving a driving force from a driver bit. It relates to the drive hole of the screw.
従来からねじを締め付けたり緩めたりする場合に、このドライバビットが与える駆動力が作用する頭部には、十字形状の係合溝を有する駆動穴が形成されており、この駆動穴にドライバビットの係合羽根を係合させて駆動力を伝達してワークにねじを締め付けるようになっている。このようなねじ締め作業においては、図10に示すような十字形状の駆動穴110を有するねじ101が採用されており、この駆動穴110を構成する係合溝111とこれに隣接する係合溝111との間にはこれら係合溝111の受動面113を接続する直線状の嵌合面115が形成されている。この嵌合面115は通常、係合溝111と係合溝111との間の等分割位置において傾斜した稜線116を有する断面山形形状に形成されており、これらねじ101の中心線を挟んで対向する嵌合面115の間隔bは頭部102の上面に達するにしたがって徐々に拡がっている。一方、隣接する前記係合溝111を構成する夫々の受動面113は頭部表面において角度αを有して形成されている。そして、前記嵌合面115が形成されたこの部分で図11に示すように、ドライバビット120の接続面122と嵌合する嵌合部を構成し、ドライバビットとねじとの食い付き性能を持たせるようになっている。
Conventionally, when a screw is tightened or loosened, a drive hole having a cross-shaped engagement groove is formed in the head portion to which the drive force applied by the driver bit is applied. Engagement blades are engaged to transmit driving force to tighten a screw on the workpiece. In such a screw tightening operation, a screw 101 having a cross-shaped drive hole 110 as shown in FIG. 10 is employed, and an engagement groove 111 constituting the drive hole 110 and an engagement groove adjacent to the engagement groove 111 are employed. A linear fitting surface 115 that connects the passive surface 113 of the engaging groove 111 is formed between the engaging groove 111 and the groove 111. The fitting surface 115 is usually formed in a cross-sectional mountain shape having a ridge line 116 that is inclined at an equally divided position between the engaging groove 111 and the engaging groove 111. The interval b of the fitting surface 115 to be gradually increased as it reaches the upper surface of the
この形状は一般に広く普及している形状である。一方、このねじに使用するドライバビットもJISB4633に規定されており、これらねじ(非特許文献1参照。)及びドライバビットの係合溝と係合羽根はその壁面が僅かではあるが傾斜した形状となっている。そして、ねじ締め時にこれらねじとドライバビットを係合させ、ドライバビット120に食い付いたねじにドライバビット120からねじを回転させるための回転駆動力が加わると、この駆動力はドライバビット120の係合羽根121からねじの係合溝111の斜面となった受動面113に伝達されて、ねじはともに回転されてワーク(図示せず)にねじ込まれるようになっているのが現状である。
しかしながら、通常使用されているドライバビットはその係合羽根を前記ねじの係合溝に嵌り易くするために、図11に示すように、ねじの駆動穴を構成する係合溝の側壁より僅かの角度θだけ異なって形成したり、あるいは僅かに厚みを薄く形成したりして、係合羽根の先端は僅かに薄い羽根形状となっているのが常である。そして、ねじとドライバビットとの食い付き性を良くするために嵌合面の間隔bはJIS(日本工業規格)で規定されており、ねじ締め開始時にはこの嵌合面付近から係合溝の側壁かけての範囲で駆動力が伝達されているが、ワークへのねじ締め完了時にはドライバビットの係合羽根がねじの駆動穴から滑って抜け出る、所謂、カムアウト現象が多々生じ、ねじの駆動穴が破壊される等して十分なねじ締めトルクが得られていない。また、自動組み立て作業ラインにおいては、このねじ締めトルクが常時一定になるようにトルク管理されているが、依然としてねじ締めトルクにばらつきが生じている。更に、このカムアウト現象が生じないようにするためには、ドライバビットがねじの十字穴から抜け出さないように、ドライバビットに大きな推力を加えねばならず、最近のように、薄いワークの使用が増加すると、この推力により、ワークに歪みが生じている。しかも、このねじ締めトルクが大きくなるほどカムアウト現象が頻繁に発生するので、比較的小さいねじにおいては大きな締め付けトルクを加えることができず、十分な締め付け作用が得られていない。その上、最近需要が増加している呼び径が比較的小さく、頭部厚みの薄いねじにおいては駆動穴を規格通りに深くする必要から頭部と脚部との間に脚部より太い補強部を設けねばならず、そのため、この補強部がワークに干渉し、ねじの座面がワークに完全に着座せず、ねじ浮き状態になる等の諸々の課題を有している。 However, in order to make it easier to fit the engagement blade into the engagement groove of the screw, the driver bit that is normally used is slightly smaller than the side wall of the engagement groove that forms the drive hole of the screw, as shown in FIG. Usually, the tip of the engagement blade is formed in a slightly thin blade shape by forming it differently by the angle θ or forming it slightly thin. In order to improve the biting property between the screw and the driver bit, the interval b between the fitting surfaces is defined by JIS (Japanese Industrial Standard). The driving force is transmitted in the range of over the range, but when the screw tightening to the workpiece is completed, the so-called cam-out phenomenon, in which the engagement blade of the driver bit slides out of the screw driving hole, occurs, and the screw driving hole Sufficient screw tightening torque is not obtained due to destruction. Further, in the automatic assembly work line, torque management is performed so that the screw tightening torque is always constant, but the screw tightening torque still varies. Furthermore, in order to prevent this cam-out phenomenon from occurring, a large thrust must be applied to the driver bit so that the driver bit does not come out of the cross hole of the screw, and recently, the use of thin workpieces has increased. Then, distortion is generated in the workpiece by this thrust. In addition, since the cam-out phenomenon frequently occurs as the screw tightening torque increases, a large tightening torque cannot be applied to a relatively small screw, and a sufficient tightening action is not obtained. In addition, since the nominal diameter, which has recently been increasing in demand, is relatively small and the screw with a thin head thickness, it is necessary to deepen the drive hole as per the standard, so the reinforcing part is thicker than the leg part between the head part and the leg part. For this reason, the reinforcing portion interferes with the work, and the seat surface of the screw is not completely seated on the work and has various problems such as a screw floating state.
本発明はこのような課題を解決するために開発されたもので、ドライバビットとの食い付き性がよく且つ駆動時にドライバビットが滑り出ることなく、設定されたねじ締めトルクが正確に得られるようにしたねじの駆動穴を得ることを目的としている。 The present invention has been developed to solve such a problem, and has a good biting property with the driver bit, so that the set screw tightening torque can be accurately obtained without the driver bit slipping out during driving. The purpose is to obtain a screw drive hole.
本発明の目的は、係合羽根21とこれの根元となる基部とを有するドライバビット20が係合する駆動穴10を形成した頭部2とねじ山3を形成した脚部4とからなるねじにおいて、駆動穴10を前記係合羽根21が係合する係合溝11と、中心にあって前記ドライバビット20の基部が入る嵌合部14とから構成し、この係合溝11の側壁を係合溝11の底面12に対して垂直な直立受動面13とし、しかも、前記直立受動面13は前記嵌合部14まで達しているとともに少なくとも駆動穴10の深部近くには前記嵌合部14が残った構成であるねじの駆動穴とすることで達成される。
An object of the present invention is a screw comprising a
また、前記構成に加えて、係合溝は駆動穴10の深部に位置する嵌合部側にあって且つ係合溝11を構成する直立受動面の側にねじの軸線に対して交叉する平坦面を有しており、その平坦面の端縁から底面12にかけて対向する側壁が底面12に達するに連れて狭くなるよう傾斜していることで、従来のドライバビットとの嵌め合わせにおいて駆動穴との係合も容易となる。更に、前記これら構成に加えて、直立受動面は前記係合溝11の少なくとも放射方向端側の側壁に形成されておれば、十分に駆動力をねじに伝達することができる。
In addition to the above configuration, the engagement groove is on the fitting portion side located in the deep portion of the
本発明のねじの駆動穴によれば、係合溝の両側壁が底面に対して直立し駆動穴の深部近くには嵌合部が形成されているので、ねじとドライバビットとの食い付きが従来と変わらず可能になるから、ねじ締め時においてドライバビットにねじが確実に保持される。また、最近需要が増加している、呼び径が比較的小さく、頭部厚みの薄いねじにおいては直立受動面を係合溝の側壁から嵌合部にかけて形成していることから駆動穴を比較的浅くでき、そのため、従来のように頭部と脚部との間に太い補強部を設けなくても十分な強度が得られる。しかも、ねじの座面はワークに完全に着座するので、ねじの座面がワーク表面から浮き上がった所謂、ねじ浮き状態となることもない。更に、一般に使用されている十字ドライバビットも同様に使用でき、ねじの使用用途に何らの制約も生じない。その上、駆動穴の嵌合部と嵌合するドライバビットの先端部を除いて直立受動面に駆動力を伝達するドライバビットの係合羽根は互いに断面弧状の曲面で接続することも可能になり、これにより、駆動力が大きくても係合羽根の基部に応力集中が発生せず、係合羽根が破損することもない。 According to the screw drive hole of the present invention, the both side walls of the engagement groove stand upright with respect to the bottom surface, and the fitting part is formed near the deep part of the drive hole. Since this is possible as before, the screw is securely held by the driver bit during screw tightening. Further, in recent years, demand has increased, and in a screw having a relatively small nominal diameter and a thin head, an upright passive surface is formed from the side wall of the engagement groove to the fitting portion, so that the drive hole is relatively Therefore, sufficient strength can be obtained without providing a thick reinforcing portion between the head and the leg as in the prior art. In addition, since the seat surface of the screw is completely seated on the workpiece, the so-called screw floating state where the seat surface of the screw is lifted from the workpiece surface is not caused. Furthermore, generally used cross driver bits can be used in the same manner, and there are no restrictions on the usage of the screw. In addition, the engagement blades of the driver bit that transmit the driving force to the upright passive surface except for the tip of the driver bit that fits with the fitting portion of the drive hole can be connected to each other by a curved surface having an arc cross section. As a result, even when the driving force is large, stress concentration does not occur at the base of the engagement blade, and the engagement blade is not damaged.
また、係合溝の直立受動面に対応する直立駆動面が形成された専用のドライバビットを使用して締め付ければ、回転駆動力が係合羽根の直立駆動面から駆動穴の直立受動面に面接触状態で加えられるので、ねじ締め力は正確に伝達されてドライバビットが駆動穴から抜け出る方向の力が生じず、カムアウト現象が発生しない。これにより、ドライバビットに大きな推力を加える必要がなくなり、ワークには歪みが生じないとともに駆動穴の破壊も発生しない。しかも、自動組み立て作業ラインにおいてこのねじと専用のドライバビットとを使用することで、正確なねじ締めトルク管理が可能になり、ねじ締めトルクのばらつきも解消され、製品不良の発生が減少する。更に、比較的小さいねじにおいても大きな締め付けトルクを加えることができる。一方、駆動穴の深部に近い係合溝の側壁には直立受動面に続いて平坦面を形成し、これの端縁から底面にかけて斜面を形成した形状であるので、圧造成型時においてその肉の流れが円滑になり、特に呼び径の小さいねじの成形においてねじの頭部成形不良が解消される等の特有の効果が得られる。 In addition, if a dedicated driver bit having an upright drive surface corresponding to the upright passive surface of the engagement groove is used for tightening, the rotational driving force is transferred from the upright drive surface of the engagement blade to the upright passive surface of the drive hole. Since it is applied in a surface contact state, the screw tightening force is accurately transmitted, and no force in the direction in which the driver bit comes out of the drive hole is generated, and the cam-out phenomenon does not occur. As a result, it is not necessary to apply a large thrust to the driver bit, the work is not distorted and the drive hole is not broken. Moreover, by using this screw and a dedicated driver bit in the automatic assembly work line, accurate screw tightening torque management becomes possible, variation in screw tightening torque is eliminated, and the occurrence of product defects is reduced. Furthermore, a large tightening torque can be applied even with a relatively small screw. On the other hand, a flat surface is formed on the side wall of the engagement groove near the deep part of the drive hole, following the upright passive surface, and a slope is formed from the end edge to the bottom surface. In particular, a special effect such as elimination of a screw head forming defect in forming a screw having a small nominal diameter can be obtained.
以下、本発明の実施の形態を図1乃至図9に基づき説明する。図1及び図2において、1は頭部2とこの頭部2と一体で且つねじ山3を有する脚部4とからなるねじである。このねじ1の頭部2には脚部4の中心線上に後述のドライバビットの係合羽根が係合するよう放射方向に形成された係合溝11と、中心にあって前記ドライバビットの基部先端が入る嵌合部14とからなる十字形状の駆動穴10が形成されている。この駆動穴10を形成する係合溝11はその底面12が中心に向かうに従って深くなっている。この係合溝11の頭部外周側、即ち、係合溝11の放射方向端側にかけてはその両側に壁面が形成してあり、これは底面12から頭部2の表面に達するに従って僅か拡がるように傾斜している。この係合溝11は図2に示すように、その頭部表面側において係合溝11の中心線に平行あるいはねじ1の中心側が僅か広くなるように通常1°程度傾いて形成されている。即ち、これは従来から使用されているフィリップス十字穴である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2,
一方、前記係合溝11の両側壁の少なくとも放射方向端側には図2及び図3に示すように、係合溝11の放射方向端の巾と同間隔であって、底面12に対してほぼ垂直に直立した直立受動面13が形成してあり、この直立受動面13は駆動穴10の深さに対してそれより僅か浅い位置まで形成されている。この駆動穴10の深部近くに位置する嵌合部側の位置にはねじの軸線に対して交叉する平坦面が中心側から係合溝11の外周方向に向かって形成されている。この平坦面の端縁及び嵌合部14を構成する嵌合面15から係合溝11の一部底面にかけては斜面となっている。即ち、駆動穴10の深部に近い側壁には従来からの通常のフィリップス十字形状の係合溝11の一部が形成してあり、具体的には、側壁は駆動穴10が深くなるにつれて係合溝11の間隔が底面12にかけて狭くなるよう傾斜した斜面形状に形成してあり、これにより、駆動穴10とドライバビットの嵌め合わせが維持されるようになっている。尚、この直立受動面13は係合溝11の両側壁に必ずしも設ける必要はなく、最小限締め付け方向側だけであってもよい。
On the other hand, at least the radial end sides of the both side walls of the
また、図2及び図3に示すように、この駆動穴10を構成し且つ互いに隣接するこれら係合溝11の間には、直線状の前記嵌合面15が形成されて前記係合溝11の側壁を接続しており、この嵌合面15はねじ1の中心線上において前記係合溝11の基部を構成する嵌合部14の周壁を形成し、嵌合部14に突出した山形形状となっている。この嵌合面15は前記駆動穴10が深くなるにつれてねじ1の中心線方向に傾斜した斜面となっており、前記嵌合面15を接続する稜線16はねじ1の中心線を挟んで対向する間隔bがねじ1の頭部表面に達するにつれて僅かに拡がった形状となっている。これにより、ねじ1の駆動穴10の中心に対してドライバビットの中心を一致させるようになっている。一方、前記直立受動面13はこの嵌合面15まで達して、嵌合面15が中程で削除された形状になっているが、前記ドライバビットとの喰い付きには特に影響はない。これにより、少なくとも駆動穴10の深部近くには前記嵌合部14が残った形状となっている。
As shown in FIGS. 2 and 3, a linear
尚、この実施の形態において、係合溝11は放射方向端側が狭く駆動穴10の中心側が僅かに広くなった形状となっているが、放射方向端側を駆動穴10の中心側と同様の巾となるよう広くすることで直立受動面13は図2の一点鎖線で示すように、頭部表面に達するまで形成することができて広くなり、より大きな駆動力を受けることができる。このことは放射方向端側が狭く駆動穴10の中心側が僅かに広くなった頭部表面側の係合溝11の端縁に沿い形成しても、同様に頭部表面から所定位置まで直立受動面13を形成することができる。
In this embodiment, the engaging
また、駆動穴10の中心側に嵌合部14を残すために図1に示すように、側壁に略々水平な平坦面が形成されるが、これは係合溝11の種類による形状の違いから設けたものであって、しかも、この平坦面を設けてそれから深部にかけて斜面を形成することで、頭部2の圧造成型時における肉の流れが円滑になっている。一方、駆動穴10の深部に嵌合部14が残る形状であれば、図8及び図9に示す本発明の変形例のように、前記平坦面を形成せずに直立受動面13は係合溝11の底面12から駆動穴10の深部近くまでその全体に渡って形成してもよく、これにより、駆動力の伝達面積をより多くすることができる。
Moreover, in order to leave the
更に、このような構成の駆動穴10を有するねじ1に使用するドライバビットは通常の即ち、先端に前記駆動穴10の嵌合部14に嵌合する基部と先端から後部にかけて徐々に厚くなった係合羽根を形成したドライバビットを使用しても締め付け作業には支障はないが、より安定した作業を得るには図4に示す形状のドライバビット20が適する。これは通常のドライバビット20を構成する係合羽根21の形状を前記駆動穴10の側壁としての直立受動面13に沿うようにしたものであり、ドライバビット20の先端部は図5に示すように、係合羽根21の外周端側が基部側より僅かに厚みの薄い巾で形成されている。そのため、この互いに隣接する係合羽根21の側面がなす角度αはJISにより規定された角度(92°)となっている。
Further, the driver bit used for the
また、この先端部の上部である係合羽根21の中程には前記係合溝11の直立受動面13、13間の巾より僅かに薄い所定巾、即ち、直立受動面13、13間に嵌る程度の巾で形成された係合部が軸線に沿い形成してあり、この係合部には互いの係合羽根21を接続する接続面22に繋がり前記係合溝11の直立受動面13に沿う形状の直立駆動面23が形成されている。更に、図6に示すように、このドライバビット20の先端部と係合部との境界は前記ねじ1に適用した際に係合溝11の直立受動面13に直立駆動面23が係合可能で、前記駆動穴10の深い部分には直立駆動面23が接触しないような位置となっている。一方、前記のようにねじ1の係合溝11を広くした場合は、図4に示すドライバビット20の直立駆動面23が位置する係合羽根21の巾を一点鎖線で示すようにより厚くすることができ、係合羽根21の強度は向上する。尚、ドライバビット20の係合部の間にある接続面22は嵌合部15に沿う形状となっているが、必ずしもこの形状にする必要はなく、例えば、断面弧状の曲面としてもよい。このようにすることで、係合羽根21の基部の強度が向上し、大きな駆動力の伝達が可能になる。しかも、前記図8及び図9に示したように、直立受動面13が駆動穴10の深部近くまで形成されている場合は、このドライバビット20の係合羽根21の先端部から上部にかけて前記係合溝11の直立受動面13に平行な直立駆動面23を形成した形状とすればよい。
Further, in the middle of the
このように構成されたねじ1をワーク(図示せず)に締め付ける場合は、図6及び図7に示すように、ドライバビット20の先端にねじ1の頭部2の駆動穴10を嵌め合わせると、係合羽根21の先端部が深い位置にある係合溝11に入るとともにドライバビット20の先端がねじ1の嵌合部14に嵌ってねじ1に食い付き状態となる。この時、嵌合面15にはドライバビット20の基部の接続面22が接している。この後、ワークのねじ穴(図示せず)に対して、このねじ1の脚部4を押し付けてドライバビット20に回転駆動力を加える。このねじ締め駆動時にはこの接触状態が外れるが、ドライバビット20の係合羽根21の直立駆動面23が駆動穴10の係合溝11の直立受動面13にほぼ面接触状態で沿うように係合するので、駆動力が正確に伝達され、所謂、カムアウト現象の発生が抑制され、ドライバビット20の駆動力はねじ締め初期段階から締め付け完了まで係合羽根21から係合溝11の直立受動面13に正確に伝達される。
When tightening the
このねじ締め動作中は図7に示すように、ねじ締め初期段階からねじ締め完了までドライバビット20の係合羽根21が直立受動面13に接触しているので、ドライバビット20が駆動穴10から離れる方向の力が作用せず、ドライバビット20は上昇することなく確実なねじ締め作業が行われる。このようにしてねじ1が所定量ワークにねじ込まれてワークの表面にねじ1の座面が着座すると、ねじ1にはこのねじ締めトルクに対向して抵抗が増加し、ねじ1にはあらかじめ設定されているねじ締めトルクが得られる。
During the screw tightening operation, as shown in FIG. 7, since the
1 ねじ
2 頭部
3 ねじ山
4 脚部
10 駆動穴
11 係合溝
12 底面
13 直立受動面
14 嵌合部
15 嵌合面
16 稜線
20 ドライバビット
21 係合羽根
22 接続面
23 直立駆動面
DESCRIPTION OF
Claims (3)
駆動穴を前記係合羽根が係合する係合溝(11)と、中心にあって前記ドライバビットの基部が入る嵌合部(14)とから構成し、この係合溝の側壁を係合溝の底面(12)に対して垂直な直立受動面(13)とし、しかも、この直立受動面は前記嵌合部まで達しているとともに少なくとも駆動穴の深部近くには前記嵌合部が残った構成であることを特徴とするねじの駆動穴。 A head (2) having a drive hole (10) with which a driver bit (20) having an engagement blade (21) and a base portion which is the base of the engagement blade (21) is engaged, and a leg having a screw thread (3) ( 4)
The drive hole is composed of an engagement groove (11) with which the engagement blade engages and a fitting part (14) at the center where the base of the driver bit enters, and the side wall of the engagement groove is engaged. An upright passive surface (13) perpendicular to the bottom surface (12) of the groove, and the upright passive surface reaches the fitting portion, and at least the fitting portion remains near the deep portion of the drive hole. Screw drive hole characterized by being configured.
3. The screw driving hole according to claim 1, wherein the upright passive surface is formed on at least a radial side wall of the engagement groove.
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