JP2006329254A - ２条式木ねじ - Google Patents

Abstract

【課題】２条のねじ山を有する木ねじにおいて、締結強度を低下させることなくねじ込み抵抗を低減させる。
【手段】木ねじは、先端部６を先窄まりに形成した軸１と、軸の基端に一体に設けた頭２とを備えており、軸１には、先端ふ６から立ち上がった第１ねじ山３と第２ねじ山４とが形成されている。第１ねじ山３は全体にわたって同じ高さであり、第２ねじ山４は長手方向の中途部を境にして高さが高くなっている。このため、２条のねじ山３，４で構成されるねじ部は、先端側に位置した同高部と頭側に位置した異高部８とに分離している。同高部７の存在によってねじ込み抵抗が小さく、異高部８の存在によって高い締結強度を確保できる。
【選択図】 図１

Description

本願発明は、木材等の軟質材や薄鋼板製部材に下穴無しでねじ込むことができる２条式木ねじに関するものである。

木ねじにおいて、ねじ山を二条ねじに形成したものがある。その例として特許文献１には、２条のねじ山をそれぞれ同じ高さに形成したタイプにおいて、ねじ山が存在するねじ部を、頭寄りに位置した上部ねじ部と、先端部寄りに位置した下部ねじ部と、両者の間に位置した中部ねじ部との３つのエリアに分け、上部ねじ部から中部ねじ部、下部ねじ部に到るに従って外径が小さくなるように設定し、更に、隣り合ったねじ部はテーパ部を介して滑らかに連続させることが記載されている。

また、軸のうち先窄まりの先端部を除いた部分をストレート状に形成して、２状のねじ山の高さを、一方のねじ山の高さが低くて他方のねじ山の高さが高くなるように形成することも行われている。このタイプでは、２条のねじ山は、それぞれ立ち上がり部と終端部を除いた部分が全長にわたって同じ高さになっている。
特許第３４１３８２８号公報

木ねじは、例えば石膏ボードを木製の枠材に締結する場合など、様々の用途に使用されているが、ねじ込みを迅速に行えること、できるだけ軽い力でねじ込みできること、ねじ込まれる基材に割れが生じないこと、といった機能が要請されている。ベルト状や断面コ字状等の長尺の連結体に多数の木ねじを一定間隔で取り付けて連結ねじと成し、この連結ねじを送り装置付きの動力ドライバに装填して連続的なねじ込み作業を行うことが広く行われいるが、このような連結ねじに使用する木ねじの場合は、作業能率の向上や施工品質の安定性の点から、前記した機能が強く要請されている。

木ねじにおいてねじ山を２条に形成すると、１条ねじに比べて１回転当たりの進入量が多くなるため作業能率をアップできる。しかし、特許文献１のように二条のねじ山の高さが同じであると、転造加工上の制約から山の高さをあまり高くできないため、基材への引っ掛かりが悪くなって締結力が低下したり、基材の雌ねじ山が潰れてねじが空回りしてしまうことがある。

すなわち、木ねじの製造工程では、素材の丸棒を一対のダイスの間に挟んで転がせて塑性変形させることにより、素材の肉の一部を盛り上げてねじ山と成すのであるが、塑性変形させ得る肉の量には限界があるため、２条のねじ山の高さが同じ同高タイプでは山の高さをあまり高くすることができず、このため、締結力の低下や基材の潰れが生じやすいのである。この問題は、ねじ山のピッチが小さくなるほど顕著に現れる。

これに対して２条のねじ山の高さを変えると、転造に際して塑性変形させる得る肉の量が同じであっても、高さの高い山は同高タイプに比べて高さ寸法を大きくできるため、基材に対するねじ山の食い込みが深くなり、このため、ねじ込み作業の迅速性を確保しつつ高い締結力を確保することができる。

しかし、従来のように２条のねじ山の高さが略全長にわたって同じであると、基材に深く打ち込んだときに抵抗が大きくなって、ねじ込みに強い力を要したり基材に割れが発生しやすくなったりすることがあった。

本願発明は、このような現状を改善することを課題とするものである。

本願発明の木ねじは、基本構成として、先端部を先窄まりに形成すると共に最先端を尖り先にしている軸と、この軸の基端に設けた頭とを備えており、前記軸に、平行に延びる２条のねじ山を、それぞれ軸の先端部から立ち上がって頭の側に延びるように形成している。

そして、請求項１の発明では、特徴として、前記両ねじ山のうち一方のねじ山は、長手方向に沿った途中の境界部を挟んで先端部寄りのエリアでは高さが低くて頭寄りのエリアでは高さが高くなるように形成されている一方、他方のねじ山は、略全長が一方のねじ山の低い部分と略同じ高さに設定されており、このため、２条のねじ山から成るねじ部は、両ねじ山の高さが同じ程度になっている同高部と、一方のねじ山の高さは高くて他方のねじ山の高さは低くなっている異高部とに分離しており、同高部が軸の先端側に位置して異高部が頭側に位置している。

また、請求項２の発明では、構成の特徴として、前記両ねじ山のうち少なくとも高さが高いねじ山を、終端に向かう途中の境界部を挟んで先端部寄りのエリアでは山の断面積が小さく頭寄りのエリアでは山の断面積が大きくなるように形成している。なお、「山の断面積」とは、軸の軸心を含む平面で切断した状態で表示されるねじ山の断面の面積をいう。

請求項１のように構成すると、ねじ部のうち先端側に位置した同高部は両ねじ山の高さが同じであって異高部に比べてねじ山全体の体積が小さいため、ワークを基材に締結するにおいて、ワークに対する食い込み量が少なくなり、このため、基材への進入抵抗を抑制してねじ込みに要する力を軽減できると共に、基材に深く打ち込んでも割れを防止又は著しく抑制することができる。

そして、ねじ部のうち異高部は高さの高いねじ山が存在することにより、高さの高いねじ山は基材に深く食い込むことになり、このため高い締結強度を確保することができる。

このように、請求項１の発明によると、同高部の存在によってねじ込み抵抗が小さく、異高部の存在によって高い締結強度を確保できるため、締結強度を低下させることなく軽快にねじ込みできると共に、基材の割れを防止又は著しく抑制することができる。また、請求項２の発明においても、ねじ部のうち先端側に位置した部分は全体としての断面積が小さくて基材への進入抵抗が小さくなっているため、請求項１と同様の効果を発揮できる。

次に、本願発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

(1).第１実施形態（図１〜図３）
図１〜図３では第１実施形態を示している。図１のうち（Ａ）は横向きにした状態での正面図、（Ｂ）は右側面図、図２は一部破断部分正面図、図３は使用状態を示す図である。木ねじは、軸１とその基端に一体に設けた頭２とを備えており、軸１には第１ねじ山３と第２ねじ山４との２条のねじ山が形成されている。頭２は座面が外向き凹状に湾曲したラッパ形になっており、頂面にはドライバ係合手段の一例としての十字穴５が形成されている。

軸１の先端部６は先窄まりでかつ最先端６ａは尖り先になっており、両ねじ山３，４は軸１の先端部６から立ち上がって座面の近傍まで延びている。本実施形態では、第２ねじ山４の始端が軸１の最先端６ａに位置しているが、第１ねじ山３の始端を最先端６ａに位置させても良い。

第１ねじ山３は、軸１の先端部６に位置した部分と終端部とを除いた部分の全体が略一定の高さになっている一方、第２ねじ山４は、軸１の長手方向に沿った途中（中間部とは限らない）の境界部４ａに到るまでは第１ねじ山３と略同じ高さであり、境界部４ａから高さが高くなっている。このため、２条のねじ山３，４からなるねじ部には、ねじ山３，４の高さが同じである同高部７と、ねじ山３，４の高さが異なった異高部８とが存在している。

本実施形態では、同高部７の谷径Ｄ１を異高部８の谷径Ｄ２よりも僅かに小さくしており、このため、同高部７における両ねじ山３，４の外径Ｄ３は異高部８における第１ねじ山３の外径Ｄ４よりも僅かに小さくなっている。同高部７と異高部８との連接部において谷径は徐々に変化している（連接部がテーパ状になっている）。同高部７の谷径Ｄ１をあまり小さくするのは強度の面から好ましくなく、異高部８の谷径Ｄ２の７５〜９０％くらいが適当である。

いうまでもないが、異高部８の先端部において第２ねじ山４の高さは徐々に変化している。また、本実施形態では、隣り合ったねじ山３，４の間には円柱状の谷部が存在している。第１ねじ山３の高さ及び同高部７における第２ねじ山両ね４の高さ寸法Ｈ１と異高部８における第２ねじ山４の高さ寸法Ｈ２との比率は約２倍程度に設定しているが、具体的な比率は用途に応じて設定したら良い（一般には、１．５〜２．５倍になる）。両ねじ山３，４の山の角度θ１，θ２は２５〜３５°が好適であり、また、異高部８における第２ねじ山４の山の角度θ２は他の部分よりも小さくなっている。

なお、２条式の木ねじは図３に示すように住宅において石膏ボード９を木製枠材１０に固定することに多用されているが、この用途に使用する場合、異高部８における第２ねじ山４の外径Ｄ５は３．７〜４．０ｍｍ程度に設定していることが多い。

以上の構成において、動力ドライバを使用して石膏ボード９を木製枠材１０に固定するにおいては、図３に示すように、同高部７の後を追って異高部８が枠材１０に進入して行く。

そして、ねじ山３，４が二条であることによってねじ込みを迅速に行えるが、第２ねじ山４の高さが同高部７において低くなっているため、ねじ部全体として枠材１０に食い込む量が少なくなり、その結果、ねじ込みに要する力を低減できると共に割れの発生も防止又は著しく抑制できるのであり、しかも、異高部８において第２ねじ山４の高さが高くなっているため、第２ねじ山４を枠材１０にしっかりと食い込ませることができて、高い締結強度を確保できる。

本実施形態のように同高部７の谷径を異高部８の谷径よりも小さくすると、枠材１０に対する同高部７の進入抵抗はより小さくなるため、ねじ込み力の低減と割れ防止との効果をより強く発揮することができる。

なお、同高部７と異高部８との長さの比率は、ワークの厚さや基材の材質に応じて最適の数値を設定したら良いが、同高部７の長さが過度に短いと、同高部７を設けたことの意味が没却される。ねじ込み抵抗の大きさは、異高部８の長さの絶対値よりも、異高部８が基材に進入する長さに依存しているので、異高部８が基材にどの程度進入するかという点を考慮して長さを設定すべきである。一般的には、同高部７の長さ寸法は、異高部８が基材に進入する長さ寸法よりも大きいか或いは同じ程度が良いといえる。

(2).他の実施形態（図４〜図６）
図４では第２実施形態を示している。この実施形態は、基本的には第１実施形態と同様でねじ部は同高部７と異高部８とを備えており、第１実施形態との相違点は、同高部７及び異高部８において谷径が同じになっている点である。

図５では第３実施形態を示している。この実施形態も前記両実施形態と同様にねじ部は同高部７と異高部８とを備えているが、特徴として、異高部８では軸１をストレートに形成し、同高部７では軸１を先端に行くに従って外径が僅かずつ小さくなるテーパ状に形成している。従って、この第３実施形態では、同高部７においては、ねじ山の外径及び谷径は先端６に近づくに従って徐々に小さくなっている。

図６では第４実施形態の断面を模式的に表示している（断面表示であるハッチングは省略している）。この実施形態は請求項２の構成を具体化したもので、第１ねじ山３と第２ねじ山４とは、先端部の箇所と終端部とを除いてそれぞれ全長にわたって同じ高さになっている。

そして、両ねじ山３，４とも、境界部（移行部）１３を挟んで先端側に位置した部分では山の角度θ３，θ４が小さい小断面積部１１と成し、境界部１３を挟んで頭側に位置した部分では山の角度θ３，θ４が大きい大断面積部１２と成している。境界部１３の箇所ではねじ山３，４の断面積は徐々に変化している。

この実施形態でも、小断面積部１１の箇所では基材に対するねじ山の進入抵抗が小さくなるため、ねじ込みに要する力を低減できると共に、基材の割れも防止又は著しく抑制できる。本実施形態では両方のねじ山３，４の断面積を途中で異ならせているが、第２ねじ山４のみの断面積を変えてても良い。また、ねじ山３，４の断面積を変える手段としては、高さと角度との両方を変えることも可能である。

(3).その他
本願発明は上記の実施形態の他にも様々に具体化することができる。例えば頭の形はラッパ形状には限らず、鍋頭や皿頭、六角頭など様々の形を採用できる。また、ねじ山は必ずしも頭の近傍まで延びている必要はなく、ねじ山の終端と頭との間に適宜長さのねじ無し部が存在しても良いのである。

また、本願発明において「略同じ」とは、加工誤差を除いて同一と見なし得る場合と、正確に測定したら相違するが見た目には殆ど変わらない場合とを含んでいる。１０％程度の相違は同一性の範囲内であると言える。

第１実施形態の正面図及び右側面図である。 一部破断部分正面図である。 第１実施形態の使用状態を示す図である。 第２実施形態を示す図である。 第３実施形態を示す図である。 第４実施形態を示す図である。

符号の説明

１ 軸
２ 頭
３ 第１ねじ山
４ 第２ねじ山
６ 先端部
６ａ 最先端
７ 同高部
８ 異高部
１１ 小断面積部
１２ 大断面積部
１３ 境界部

Claims (2)

1. 先端部を先窄まりに形成すると共に最先端を尖り先にしている軸と、この軸の基端に設けた頭とを備えており、前記軸に、平行に延びる２条のねじ山を、それぞれ軸の先端部から立ち上がって頭の側に延びるように形成している木ねじであって、
   前記両ねじ山のうち一方のねじ山は、長手方向に沿った途中の境界部を挟んで先端部寄りのエリアでは高さが低くて頭寄りのエリアでは高さが高くなるように形成されている一方、他方のねじ山は、略全長が一方のねじ山の低い部分と略同じ高さに設定されており、このため、２条のねじ山から成るねじ部は、両ねじ山の高さが同じ程度になっている同高部と、一方のねじ山の高さは高くて他方のねじ山の高さは低くなっている異高部とに分離しており、同高部が軸の先端側に位置して異高部が頭側に位置している、
   ２条式木ねじ。
2. 先端部を先窄まりに形成すると共に最先端を尖り先にしている軸と、この軸の基端に設けた頭とを備えており、前記軸に、平行に延びる２条のねじ山を、それぞれ軸の先端部から立ち上がって頭の側に延びるように形成している木ねじであって、
   前記両ねじ山のうち少なくとも高さが高いねじ山を、終端に向かう途中の境界部を挟んで先端部寄りのエリアでは山の断面積が小さく頭寄りのエリアでは山の断面積が大きくなるように形成している、
   ２条式木ねじ。

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