JP2008249091A - セルフドリルねじ - Google Patents

Abstract

【課題】排出溝にねじ山を形成しないようにして切削屑の排出を確実にしたセルフドリルねじを得る。
【解決手段】脚部３の無ねじ部１０に略円錐状のドリル部１１を形成し、ドリル部１１と無ねじ部１０に二条の排出溝２０を形成し、しかも、ドリル部１１の先端から排出溝２０の外周縁に沿って切削刃１２、１４を有するセルフドリルねじにおいて、排出溝２０の後部にねじ部４の谷にかけて上り勾配の排出傾斜面２２を形成し、この排出傾斜面２２の側壁２３が排出溝２０に直立した構成となっているので、ドリル部が形成された後、ねじ山が転造成形されてもねじ山先端が排出傾斜面に達することがないから切削屑が滑らかに排出される。また、排出傾斜面が形成されていることから切削屑は排出溝の内側に集まりながら後方に移動することができ、詰まることがない。
【選択図】図１

Description

本発明は、比較的大きな推力を受けて穴を穿けながらねじ込まれるセルフドリルねじであって、特に、先端ドリル部で切削された切削屑をねじの頭部側に移動させて詰まることなく外部へ排出可能な排出溝の改良に関する。

ワークに下穴を明けながらねじ込まれるねじで部品をワークにねじ込み結合する所謂、セルフドリルねじは多くの種類が開発されその使用も増加している。その中には互いに重ねた鉄板を締結するために使用するものが多くある。この作業は、従来は互いの鉄板にあらかじめねじをねじ込むための下穴を所定位置にあけてからねじ込むようにしていたが、この作業方法では作業時間がかかり、コストの上昇を招いていることから開発されたものであり、このドリルねじを使用することで下穴あけと同時にねじ込み作業を一貫して行うことを可能にしたものである。そして、このドリルねじを使用することで、あらかじめ所定位置に下穴をあけるための穴あけ作業が不要になり、作業時間も短くなっている。特に、このような作業が増加すると、以前は作業者に疲労が生じ作業者の健康を阻害することもあったが、このようなドリルねじが普及してきたことで、その作業性が徐々に良くなっている。

また、最近では、このドリルねじに羽根状のリーマ刃を設けたものも使用されており、これは、例えば、ワークとして所定厚みの鉄板に石膏ボードや木材を固定する場合、これら被締結物は比較的柔らかいので、これにはねじ山を形成せずに脚部のねじ山とほぼ同径の穴を形成するようにしたものである。そのため、このドリルねじのドリル部周縁にほぼねじ山と同径の穴が形成されるように穴形成用の前記リーマ刃を設け、先端ドリル部で鉄板にねじ込み用の下穴を形成しながら穴あけが進行すると前記リーマ刃が鉄板にあたり、リーマ刃は除去されて、鉄板には下穴が形成され、続いて脚部のねじ山で下穴に雌ねじが形成されながらねじ込まれるようにしたものである。

このようなリーマ付きセルフドリルねじとして従来から明らかなものに実公平７−５０５７６号公報に示すようのものがある。これは主に建築分野において広く使用されているものであり、例えば、サイディング板や野地板等の非金属製取付部材を、Ｃ型鋼等を含む金属製フレーム等の金属製被取付部材に固定するために使用されることが多い。そして、図９に示すような構成をなしており、ねじ山１０４を有する脚部１０３の前端に延設されたドリル部１０５は脚部１０３より軸方向に延出するボディ１１０と、このボディ１１０より前方に突出する尖端部１１１とを備え、ボディ１１０の径方向に対向して形成された二条の縦溝１０６により切削面１２０を構成するとともに、切削面１２０の側縁より尖端部１１１から後方に向けて延びる切削縁１１４を形成してなるセルフドリルねじであって、切削面１２０の後端近傍を凹陥して縦溝１０６に連通する凹部１１７を形成すると共に、この凹部１１７の底部からドリル部１０５の側方に突出するリーマ刃１１６を延設した構成のリーマ付きセルフドリルねじとなっている。
実公平７−５０５７６号公報

このように構成されたセルフドリルねじにおいては、鉄板あるいは形鋼等の金属製被取付部材に取付部材をねじ固定するのに広く採用されているが、ドリル部の先端切削縁によりあけられた下穴の切削屑は２条の縦溝を通過して後方に排出されるようになっているため、このねじの製造において脚部のねじ山先端がこの縦溝に少しでも達していると、これが邪魔をして切削屑が詰まることがある。この現象はドリル部を圧造成形してからねじ山を転造成形してこのねじを製造しているので、必然的に生じており、ドリルねじの宿命となっていた。特に、被取付部材が比較的薄いと即ち、ドリル部の長さより厚みが少ないと問題はないが、被取付部材が厚かったり、深穴部分にねじ込み位置があったりすると、切削屑が十分に排出されず、詰まりが生じてねじ込み不能になったり、摩擦により加熱して焼き付くなどの問題も生じている。更に、接着剤や樹脂を使用したボード類を被締結部材にねじ込み固定する場合においては、前記ねじ込み時に摩擦により加熱すると、これら接着剤や樹脂が溶け出すことがあり、これらの切削屑が縦溝等に付着して切削屑の排出を更に妨げている等の課題が生じている。

本発明の目的は、このような課題を解消して切削屑を排出する排出溝にねじ山が形成されないようにして切削屑の排出を確実にしたセルフドリルねじを得ることである。

本発明の目的は、ドライバビットに係合可能な頭部２と、これと一体でねじ部４を有する脚部３の無ねじ部１０に略円錐状のドリル部１１を形成し、このドリル部１１と無ねじ部１０に頭部２に向かうとともに軸心を挟む対角位置で延びる二条の排出溝２０を形成し、しかも、前記ドリル部１１の先端から排出溝２０の外周縁に沿って切削刃１２、１４を有するセルフドリルねじにおいて、ドリル部１１からねじ部４にかけて形成された排出溝２０の後部に排出溝２０からねじ部４の谷にかけて上り勾配の排出傾斜面２２を形成し、この排出傾斜面２２の側壁２３が排出溝２０の面に対して直立した構成となったセルフドリルねじを提供することで達成される。

また、本発明の目的は前記構成に加えて、側壁は無ねじ部１０の外周より内方の軸心側に位置して形成されていることにより、ねじ山先端の不完全ねじ部が排出傾斜面に延設されないので、排出傾斜面が滑らかな斜面となる。

本発明によれば、脚部のねじ部の先端部分にドリル部が圧造形成された後、頭部側の脚部にねじ山が転造成形されてもねじ山先端が排出溝に達することなく、排出傾斜面の側壁で止まるので、排出傾斜面から切削屑が滑らかに脚部に形成されているねじ部の谷に排出される。また、このように、二条の排出溝の後部に排出傾斜面が形成されていることからドリル部の先端で切削された切削屑はこの排出溝の周囲から内側に集まりながら後方に移動することができ、途中で詰まることなく切削屑は移動可能である。このため、ドリルねじの宿命となっていたねじ山先端の不完全ねじ部が排出溝内に形成されるということが解消され、ドリルねじの製造においても工程に何らの変更も生じない。しかも、被取付部材が厚かったり、深穴部分にねじ込み位置が位置していたりしても、切削屑は詰まることなく排出されるので、ねじ込み不能や摩擦熱の発生が解消される。特に、被取付部材が例えば、アルミニウム材等の軟質材であっても、ねじ込み作業時に焼き付きが生じることがなくなる。その上、接着剤や樹脂を使用したボード類を被締結部材にねじ込み固定する場合においても、前記ねじ込み時に発生する摩擦熱が減少するからこれら接着剤や樹脂が溶け出すことも減少し、これらの切削屑が付着して切削屑の排出に支障が生じることもない等の特有の効果がある。

以下、本発明の実施の形態を図１乃至図８に基づき説明する。図１において、１はドライバビット（図示せず）と係合可能でこれに係合して回転駆動力を伝達する頭部２とこの頭部２と一体の脚部３とからなるセルフドリルねじである。脚部３の頭部側にはねじ山がその外周に螺旋状に形成されたねじ部４を有しており、脚部３のねじ部４の先端にはこれに連続して無ねじ部１０が形成され、この無ねじ部１０の先端には先端が脚部３の中心を中心として１１０°〜１２０°の範囲の略円錐状のドリル部１１が形成されている。このドリル部１１の先端には図２及び図３に示すように、ねじ込み回転方向に先端切削刃１２が形成してあり、これによりねじ込み時に被取付部材３０の所定位置に下穴３１が切削穿孔されるようになっている。このドリル部１１と無ねじ部１０には頭部２に向かうとともに軸心を挟む対角位置で延びる二条の排出溝２０が形成してあり、これら排出溝２０、２０間のドリル部１１の先端には軸心と交叉するチゼルエッジ１３が形成されている（図１を参照）。

また、このドリル部１１の先端から頭部側に延びる排出溝２０の外周縁にはこれに沿って前記ドリル部１１の先端切削刃１２と同様の横切削刃１４が形成してあり、この横切削刃１４の回転軌跡円はねじ部４の谷径より僅か大きい直径となるよう構成されている。一方、前記排出溝２０はその底面２１がドリル部１１の先端中心から無ねじ部１０の後方にかけて軸心から離れる方向に傾斜しており、底面２１から横切削刃１４の間の排出溝２０は図１及び図３に示すように平坦面形状となっている。この排出溝２０の底面２１を挟んで反対側の面は他方の排出溝２０の後部をなすランド部１５の面であり、これは図４に示すような断面円弧形状となっている。

更に、無ねじ部１０に位置する前記排出溝２０の後部にはこれからこのランド部１５に沿いねじ部４の谷に達する排出傾斜面２２が形成してあり、この排出傾斜面２２は排出溝２０からねじ部４の谷にかけて上り勾配の傾斜面となっている。図３に示すように、この傾斜角（θ）は通常３０°前後となっているが、これに限定されるものではなく、これより大きくてもあるいは小さくてもよくねじ込み時に切削屑３２が排出されればよい角度である。しかも、この排出傾斜面２２の側壁２３は前記排出溝２０の平坦面に対して直立した構成となっているとともに、この直立した側壁２３の外側には前記排出溝２０が延長された形状となっている。言い換えれば、側壁２３は無ねじ部１０の外周より内方の軸心側に位置して形成されている。

一方、脚部３に形成されている螺旋状のねじ部４は頭部２の座面近傍から前記無ねじ部１０にかけて脚部３の周囲に形成され、無ねじ部１０に達するねじ部４のねじ山の先端は不完全ねじ部となって前記排出傾斜面２２の側壁２３で止まっている。これはねじ部４の形成において、先に行われたドリル部１１の圧造加工の際に排出傾斜面２２の側壁２３が軸心側に位置していることにより、排出傾斜面２２が除去された形状即ち、排出溝２０と同平面になっているからであり、これによりねじ山転造の際に不完全ねじ部の肉が嵌り込むからであって、このため、排出傾斜面２２にはねじ山は転造されず、この排出傾斜面２２はねじ部４の谷に滑らかに接続されることになる。

このようなセルフドリルねじ１のねじ込み作業は図５に示すように、被取付部材３０を重ねてからあらかじめ設定されている所定位置にドリル部１１を先にして所定量の推力を与えながら回転させると、ドリル部１１は下穴３１の穿孔状態になる。これにより被取付部材３０に下穴３１が穿孔されるが、切削屑３２は排出溝２０に入り、排出溝２０の底面２１の方向に集まり、ねじの回転によってこの切削屑３２は図６に示すように、無ねじ部１０から排出傾斜面２２をほぼ直線状に移動してねじ部４の谷に移動する。このように詰まることなく移動してねじ部４の谷に入った切削屑３２は排出溝２０からねじ部４の後方へ排出されることになる。

また、図７は本発明の他の実施の形態を示すものであり、前記実施の形態の被取付部材にこれより軟質なボードを固定するセルフドリルねじ１であり、このドリルねじ１の無ねじ部１０に形成されている外周縁の横切削刃１４の後部にリーマ刃１６を形成したものである。このリーマ刃１６の回転軌跡円直径はねじ部４が貫挿可能なようにねじ山直径と同径かそれより僅か大きくなるように設定されており、ねじ込み作業においてリーマ刃１６で穴をあけながら移動して被取付部材にこのリーマ刃１６が衝突すると、これが破断されてドリル部１１により下穴が形成されるようになったものである。

更に、前記これら実施の形態では排出溝２０が脚部３の軸線に平行であったが、図８はこれに代えて排出溝２０が脚部３の軸線に対して所定角度傾斜した形状のものに適用したものを示しており、このような形状であっても同様の作用効果が得られるものである。

本発明の実施の形態を示す正面図である。 図１の底面図である。 図１の要部側面図である。 図１のＡ−Ａ線における要部断面図である。 本発明のねじ込み開始状態を示す要部断面正面図である。 図５の側面図である。 本発明のもう一つの実施の形態を示す要部正面図である。 本発明の他の実施の形態を示す要部側面図である。 従来例を示す要部正面図である。

符号の説明

１ セルフドリルねじ
２ 頭部
３ 脚部
４ ねじ部
１０ 無ねじ部
１１ ドリル部
１２ 先端切削刃
１３ チゼルエッジ
１４ 横切削刃
１５ ランド部
１６ リーマ刃
２０ 排出溝
２１ 底面
２２ 排出傾斜面
２３ 側壁
３０ 被取付部材
３１ 下穴
３２ 切削屑

Claims (2)

1. ドライバビットに係合可能な頭部（２）と、これと一体でねじ部（４）を有する脚部（３）の無ねじ部（１０）に略円錐状のドリル部（１１）を形成し、このドリル部と無ねじ部に頭部に向かうとともに軸心を挟む対角位置で延びる二条の排出溝（２０）を形成し、しかも、前記ドリル部の先端から排出溝の外周縁に沿って切削刃（１２、１４）を有するセルフドリルねじにおいて、
   ドリル部からねじ部にかけて形成された排出溝の後部に排出溝からねじ部の谷にかけて上り勾配の排出傾斜面（２２）を形成し、この排出傾斜面の側壁（２３）が排出溝の面に対して直立した構成となっていることを特徴とするセルフドリルねじ。
2. 側壁は無ねじ部の外周より内方の軸心側に位置して形成されていることを特徴とする請求項１記載のセルフドリルねじ。

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