JP2010116949A - 建築用ネジ - Google Patents
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Abstract
【課題】面材表面への凸部の発生を極力防止し、大径の頭部でも面材の所定位置まで沈み込み、且つ、ドリル部により締結された木質部材の割裂が発生しにくいことによって、面材と下地とを強固に締結して高い耐力を発揮させることができる、面材を用いる耐力壁に適した、建築用ネジを提供すること。
【解決手段】建築用ネジは、ネジ部１４を有する軸部１２、軸部１２をねじ込むための凹所３６を備えた大径の頭部１６、ドリル部１８、ラッパ状の首部２０、首部２０に連接される扁平環状のフランジ部２２、首部２０の軸部１２側からフランジ部２２の外周端縁２２ａに到達する複数のリブ２６を含み、リブ２６は、軸部１２側からフランジ部２２側に向かってその幅と高さが漸次増大する第１区域リブ、フランジ部２２側から軸部１２側に向かってその幅と高さが漸次増大する第２区域リブ、第１区域リブと第２区域リブとが交差し、その幅と高さが最大となる交差部を含む。
【選択図】図１
【解決手段】建築用ネジは、ネジ部１４を有する軸部１２、軸部１２をねじ込むための凹所３６を備えた大径の頭部１６、ドリル部１８、ラッパ状の首部２０、首部２０に連接される扁平環状のフランジ部２２、首部２０の軸部１２側からフランジ部２２の外周端縁２２ａに到達する複数のリブ２６を含み、リブ２６は、軸部１２側からフランジ部２２側に向かってその幅と高さが漸次増大する第１区域リブ、フランジ部２２側から軸部１２側に向かってその幅と高さが漸次増大する第２区域リブ、第１区域リブと第２区域リブとが交差し、その幅と高さが最大となる交差部を含む。
【選択図】図１
Description
本願発明は、建築用ネジに関し、特にたとえば、木造軸組工法に於いて、パーティクルボード、構造用合板、ＯＳＢ（Oriented Strand Board）等の面材を軸組に締結する建築用ネジ、その他、建築一般に於いて、合板等の面材を木材，軽量鉄骨等の下地材に締結する建築用ネジに用いて好適な建築用ネジに関する。
従来、ツー・バイ・フォー工法等におけるパーティクルボード，構造用合板、ＯＳＢ等の面材を用いた耐力壁の締結に建築用の木ネジを使用する場合、釘に比べて木ネジの引き抜け力が強いこともあって、剪断応力が加わった際、木ネジの頭が面材から抜けて当該面材が面外方向に飛び出す所謂パンチングアウトが発生しやすくなっていた。これによって剪断耐力の低下を招き、壁耐力が低下するため木ネジを使用する場合に壁耐力の限界となっていた。
そこで、木ネジの頭径を大きくすることでパンチングアウトの発生を防止する方法が考えられるが、通常の木ネジにおいて、単純に頭径のみ大きくしただけでは、頭部を面材に沈めるための負荷が大きくなり、頭部を沈めようとすると、締結される柱の内部でネジ部が空転して通称バカ穴になって締結力が極端に低下したり、頭部が面材から浮いた状態で胴縁等に干渉し、胴縁等の表面部分が木ネジの頭部で破損するなどの問題も発生する恐れがあった。
一方で、上記した問題点を解消するために、従来の建築用木ネジには、たとえば木質材料に比較して硬質の板材を木質下地に対してより強固に取付けるのに適し、硬質の壁材の表面部分が木ネジの頭部により大きく破損したりすることのないものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この従来の建築用木ネジは、本願発明の背景となる従来技術の一例であり、ネジ山を有する軸部と、該軸部をねじ込むための工具掛け部を有し、軸部に比べて大径の頭部と、該軸部から該頭部に向って拡径するラッパ状をなした首部とを有する。上記軸部のネジ山は、軸部先端側の打ち込み側フランク角が、頭部側の引き抜き側フランク角より大きく形成され、上記ラッパ状の首部には、その表面の軸部側から頭部側に延びる刃状の稜線を持つ複数の山形のリブが設けられ、頭部の周囲には、ラッパ状の首部に連なる平面状のフランジ部が設けられている。
この従来の建築用木ネジによれば、頭部の周囲に平面状のフランジ部を設け、ネジ山の打ち込み側フランク角αを引き抜き側フランク角βより大きくしているので、取り付けた板材の保持強度が高められ、さらに、首部のラッパ状面に刃状の稜線を持つ複数のリブを設けているので、当該リブによってねじ込み時にラッパ状面の周囲が削られ、それによって、木ネジの頭部が硬質の板材と面一あるいは頭部が板面から若干沈み込むまで容易にねじ込むことができるとしている。
また、本願発明の背景となる他の従来技術には、例えば、締結部材表面からドリルねじの頭部が突出することなく、十分な締結力をもち、美観を損ねることのないドリルねじを提供することを目的とするものがあった（例えば、特許文献２参照）。このドリルねじは、円柱状の軸部を有し、軸部の周面には雄ネジ部が形成されている。軸部の一端には、ドリル部が連設され、他端には頭部が連設されている。頭部の首部の上部には、頭部の頂面部から軸部に向けて急激に母線間の距離が狭まる截頭円錐からなる上部截頭円錐部を有する。また、頭部の首部の下部には、頭部の頂面から軸部に向けて上部截頭円錐部に較べて緩やかに母線間距離が狭まる截頭円錐からなる下部截頭円錐部を有する。頭部の首部の外周面には、被締結部材を切削可能なリブが上方から下方に亘って設けられている。
この従来のドリルねじによれば、頭部の首部の形状を２段階テーパ状に形成し、頭部の首形状にくびれを持たせることで、頭部および首部の外径を大きくしても、頭部のボリュームが大きくならず、さらに、当該首部の外周面の上部截頭円錐部から下部截頭円錐部に亘って連続する複数のリブを設けたことにより、容易に頭部を被締結部材に埋没させることができるとしている。
しかしながら、特許文献１等に示す従来の建築用木ネジでは、首部のラッパ状面に刃状の稜線を持つ複数のリブが、ねじ込み時にラッパ状面の周囲を削り取る座ぐり機能（切削機能）を有するものの、フランジ部の下面の周縁端とラッパ状面の終端との間の部分には、当該リブが存在しないので、当該部分は、座ぐり機能（切削機能）を有するものではなかった。そのため、たとえば図７（Ａ），（Ｂ）に示すように、この従来の建築用木ネジ１を用いて、壁，床，天井等のたとえば木質系の下地２に、パーティクルボードおよび合板等の面材３を連結する場合、当該建築用木ネジ１のねじ込みの際に、上記した複数のリブ１ａが存在しない部分１ｂでは、リブ１ａが存在する部分と比べて、大きなねじ込みトルクを要し、図７の（Ａ）および（Ｂ）に示すように、それぞれ、頭部１Ａの一部は、面材３に沈み込むものの、当該頭部１Ａは面材３の表面から突出して、当該面材３の表面に凸部４が生じるものとなる。
すなわち、面材３がパーティクルボードの場合には、当該建築用木ネジ１のねじ込みの際に、図７の（Ａ）に示すように、面材３の一部が面材３の表面側に押し出されて盛り上がり、頭部１Ａの周囲に隆起部４ａが生じるものとなる。また、面材３が合板の場合には、当該建築用木ネジ１のねじ込みの際に、上記複数のリブ１ａで削り取られた面材３の一部がささくれ立って、頭部１Ａの周端縁から面材３の表面側に押し出され、図７の（Ｂ）に示すように、毛羽状に食み出したバリ部４ｂが生じるものとなる。
なお、従来の建築用木ネジ１をその頭部が面材３の表面と面一になるように当該面材３に無理矢理ねじ込んだ場合には、上記した隆起部４ａおよびバリ部４ｂ等の凸部４がより一層際立つものとなってしまう。
なお、従来の建築用木ネジ１をその頭部が面材３の表面と面一になるように当該面材３に無理矢理ねじ込んだ場合には、上記した隆起部４ａおよびバリ部４ｂ等の凸部４がより一層際立つものとなってしまう。
一方、特許文献２等に示す従来のドリルねじでは、頭部の首部の形状が２段階テーパ状に形成され、当該首部の外周面の上部截頭円錐部から下部截頭円錐部に亘って連続する複数のリブが設けられると共に、リーマ部が設けられることによって、頭部を容易に被締結部材に埋没させることができるものの、ところが、被締結部材を切削する複数のリブは、鍛造等の加工面での制約や硬さの制約等から、当該リブの頂部（稜線部）を鋭利な刃物状に形成することが困難となっているため、つまり、実質的には、被締結部材を当該リブで強引に擦り取る状態になっているため、頭部の外側に被締結部材の一部が毛羽立ってバリ状に食み出るものとなっていた。
そのため、たとえば図８（Ａ），（Ｂ）に示すように、この従来のドリルねじ５を用いて、壁，床，天井等のたとえば軽量鉄骨製下地６に、パーティクルボードおよび合板等の面材７を連結した場合、当該ドリルねじ５の頭部５Ａは、面材７の表面と略面一となるように比較的簡単に沈み込ませることが可能となるものの、当該面材７の表面に凸部８が生じるものとなっている。
すなわち、面材７がパーティクルボードの場合には、図８の（Ａ）に示すように、面材７の一部が面材７の表面側に押し出されて盛り上がり、当該頭部５Ａの周縁部に隆起部８ａが生じるものとなっている。また、面材７が合板の場合には、上記複数のリブ５ａで削り取られた面材７の一部がささくれ立って、頭部５Ａの周端縁から面材７の表面側に押し出され、図７の（Ｂ）に示すように、毛羽状に食み出したバリ部８ｂが生じるものとなる。
すなわち、面材７がパーティクルボードの場合には、図８の（Ａ）に示すように、面材７の一部が面材７の表面側に押し出されて盛り上がり、当該頭部５Ａの周縁部に隆起部８ａが生じるものとなっている。また、面材７が合板の場合には、上記複数のリブ５ａで削り取られた面材７の一部がささくれ立って、頭部５Ａの周端縁から面材７の表面側に押し出され、図７の（Ｂ）に示すように、毛羽状に食み出したバリ部８ｂが生じるものとなる。
上述した如く、特許文献１等に示す従来の建築用木ネジ１および特許文献２等に示す従来のドリルねじ５には、それぞれ、面材３および面材７の表面に、凸部４および凸部８が生じるものとなる。この場合、面材３および面材７の表面に、仕上げ材を配設する仕上げ処理が行われると、当該仕上げ材の表面に凹凸部が形成されるため、程度によっては、当該凸部４および凸部８をサンダおよびサンドペーパー等の研摩手段により削り落とす作業が必要となることも想定される。当該作業は手間の掛かるもので、作業能率の低下を来たすものとなる。
一方では、建築一般に於いて、パーティクルボード，ＯＳＢ，ＭＤＦ（中質繊維板），ケイ酸カルシウム板等の面材と、木質系下地および／または軽量鉄骨製下地等の下地とを強固に連結することができ、剪断応力が加わった場合でも、高い耐力を発揮させてパンチングアウト等の発生も極力防止することができる、建築用連結ネジが切望されている。
一方では、建築一般に於いて、パーティクルボード，ＯＳＢ，ＭＤＦ（中質繊維板），ケイ酸カルシウム板等の面材と、木質系下地および／または軽量鉄骨製下地等の下地とを強固に連結することができ、剪断応力が加わった場合でも、高い耐力を発揮させてパンチングアウト等の発生も極力防止することができる、建築用連結ネジが切望されている。
それゆえに、本願発明の主たる目的は、面材表面への凸部の発生を極力防止しつつ、大径の頭部でも面材の所定位置まで沈み込み、且つ、ドリル部により締結された木質部材の割裂が発生しにくいことによって、面材と下地とを強固に締結して高い耐力を発揮させることができる、面材を用いる耐力壁に適した、建築用ネジを提供することである。
請求項１にかかる本願発明は、木質系および木質代替材料の面材と、木質系の下地および／または金属製の下地とを、締結するための建築用ネジであって、ネジ部を有する軸部と、軸部の軸方向の一端に配設され、軸部をねじ込むための凹所を備え、軸部の軸径よりも大径の頭部と、軸部の軸方向の他端に配設され、比較的大きい先端角を備えた、軸部の軸径よりも小径の先端部分、および、当該先端部分から伸びて連接され、比較的小さい先端角を備えた中間部分を含むドリル部と、軸部から頭部に向かって漸次拡径してラッパ状の態様を有する首部と、頭部の外周側から内側に所定の長さをもって配設され、首部に連接される扁平環状のフランジ部と、首部に配設され、首部の軸部側からフランジ部の外周端縁に到達する刃状の稜線部を備えた複数の山形のリブとを具備し、リブは、軸部側からフランジ部側に向かってその幅と高さが漸次増大する第１区域リブと、フランジ部側から軸部側に向かってその幅と高さが漸次増大する第２区域リブと、第１区域リブと第２区域リブとが交差し、その幅と高さが最大となる交差部とを含むことを特徴とする、建築用ネジである。
請求項１にかかる本願発明の建築用ネジでは、上記した構成態様の頭部，首部およびフランジ部を有することによって、軸部のねじ込み用の凹所を設けるための十分なスペースを確保しつつ、できる限り大径の頭部に形成することができると共に、しかも、極力、当該頭部の体積を最小限に抑えることが可能となっている。
また、上記した構成態様を有する複数のリブは、当該建築用ネジを木質系の面材にねじ込んだ際に、初期的に面材の表面を擦り付け巻き込みながら削り取り、引き続き、座ぐり機能により首部の周囲の面材を削り取って、頭部，首部およびフランジ部が沈み込む座ぐり穴を設ける。この場合、当該複数のリブは、特に、首部の軸部側からフランジ部の外周端縁に到達するように配設されているため、面材に対する当該リブの座ぐり機能がより広範囲に作用するものとなって、特許文献１等の従来技術と比べて、頭部が面材の表面から突出することを防止している。すなわち、複数のリブは、頭部が面材の所定の位置まで沈み込むことを支援するものとなっている。
さらに、複数のリブは、それぞれ、上記した構成態様の第１区域リブ，第２区域リブおよび交差部を有し、特に、交差部ではリブの幅と高さが最大となるため、当該リブで削り取られる面材の排除量が最も大きくなる箇所に、当該複数のリブの交差部が対応する態様となっている。つまり、この交差部を有することによって、面材に対するリブの座ぐり機能を最大限に発揮させることが可能となっている。
したがって、請求項１にかかる本願発明の建築用ネジでは、上記した頭部，首部，フランジ部の組み合わせによって面材に沈み込ませる頭部の体積を最小限にした事と、首部の軸部側からフランジ部の外周端縁に到達する複数のリブの有効な座ぐり機能によって頭部の面材表面への突出を防止した事とが、相乗的な作用・効果を奏するものとなり、大径の頭部の大きさを維持しつつ、面材の所定の位置への沈み込みも確保することができる。そのため、パンチングアウトの発生を防止することが可能となって、延いては、剪断耐力の向上に寄与するものとなっている。
また、請求項１にかかる本願発明の建築用ネジでは、上記した複数のリブで削り取られた面材の一部が面材の表面側に押し出されて頭部の周囲に隆起部やバリ部が生じることをないように、フランジ部によって、面材の表面側に押し出された面材の一部を押圧し、且つ、囲い込むものとなっている。つまり、フランジ部は、隆起部やバリ部を押圧・囲繞（囲い込み）する機能を備えたものとなっている。
なお、リブに於いては、第２区域リブがフランジ部側から軸部側に向かってその幅と高さが漸次増大する構成態様となっており、このことをいいかえれば、フランジ部側のリブの幅と高さは比較的小さいものとなっている。そのため、フランジ部側寄りのリブの座ぐり効果（切削効果）は、リブの幅と高さが最大となる交差部に比べて、比較的低いものとなり、当該建築用ネジを面材にねじ込んだ際に生じる恐れのある上記隆起部やバリ部を最小限に止め、且つ、上記したフランジ部の押圧・囲繞（囲い込み）機能によって、当該隆起部やバリ部を面材の表面側に露出させないことが可能となっている。そして、面材がＯＳＢ，合板等の繊維を含む場合には、特に、ささくれの防止に効果がある。
当該建築用ネジでは、複数のリブにより面材に座ぐり穴を設ける際、首部の周方向にみて、複数のリブ間に空隙部分を有する態様で当該座ぐり穴が設けられる。この空隙部分には、複数のリブで削り取られた面材の切屑が収容され、上述したフランジ部の押圧・囲繞（囲い込み）機能との協働作用によって、上記した面材の一部の面材表面側への盛り上がりやささくれ立ちによる凸部の発生が防止されるものとなっている。
また、請求項１にかかる本願発明の建築用ネジでは、ドリル部が上記した構成態様を有するため、当該建築用ネジを用いて、木質系の面材と木質系の下地（たとえば木製の柱材）とを連結する場合に、当該下地の割れ等を懸念することなく、軸部の軸径および頭部の大きさを相対的に大きく設定することが可能となって、より一層、剪断耐力の向上に寄与するものとなる。
請求項２にかかる本願発明は、請求項１にかかる発明に従属する発明であって、首部は、所定のテーパ角度（θ１）を有するテーパ面と、その一端がテーパ面と連接され、その他端がフランジ部の内周端縁と連接されるアール面（Ｒ１）とを含むことを特徴とする、建築用ネジである。
請求項２にかかる本願発明では、請求項１にかかる発明の構成に加えて、上記した構成態様の首部を有するため、頭部の大きさを確保しつつ、より一層、当該頭部の体積を最小限に抑えることが可能となっている。また、アール面（Ｒ１）を有するため、複数のリブにより面材に座ぐり穴を設ける際に、複数のリブ間に設けられ、当該リブで削り取られた面材の切屑が溜められる収容部としての空隙部分をより一層広くすることが可能となっている。
請求項３にかかる本願発明は、請求項１または請求項２にかかる発明に従属する発明であって、交差部は、リブの幅と高さが最大となるアール部（Ｒ２）の態様を備えたアール稜線部を含むことを特徴とする、建築用ネジである。
請求項３にかかる本願発明では、請求項１または請求項２にかかる発明の構成に加えて、交差部にアール部（Ｒ２）を付与してアール稜線部を構成することによって、当該アール部（Ｒ２）でのリブの幅と高さが一層増大されるものとなり、面材に対するリブの座ぐり機能が最大限に発揮される。また、アール部（Ｒ２）の付与により、複数のリブ間に設けられた上記収容部がより一層大きく構成されるため、当該収容部には、より多くの面材の切屑が溜まり、その上、上記したフランジ部の押圧・囲繞（囲い込み）機能とも相俟って、上記した隆起部やバリ部の発生がより一層防止されるものとなっている。
請求項４にかかる本願発明は、請求項１〜請求項３のいずれかにかかる発明に従属する発明であって、首部に於いて、首部の軸線を円錐の軸線とし、第１区域リブの稜線部を第１区域リブの母線とし、第２区域リブの稜線部を第２区域リブの母線としたとき、第１区域リブの稜線部のテーパ角度（θ２）よりも、第２区域リブの稜線部のテーパ角度（θ３）が大きく形成されることを特徴とする、建築用ネジである。
請求項４にかかる本願発明では、請求項１〜請求項３のいずれかにかかる発明の構成に加えて、上記した構成態様を有することによって、請求項１〜請求項３のいずれかにかかる発明の効果をより一層向上させるものとなっている。
請求項５にかかる本願発明は、請求項１〜請求項４のいずれかにかかる発明に従属する発明であって、第１区域リブの稜線部の延長線上で頭部の下面と突き当たる点が、フランジ部の内周端縁の周上に位置することを特徴とする、建築用ネジである。
請求項５にかかる本願発明では、請求項１〜請求項４のいずれかにかかる発明の構成に加えて、上記した構成態様を有するため、特に、たとえば、第１区域リブの稜線部のテーパ角度（θ２）を適宜調整することによって、フランジ部の径方向の長さを調整することが可能となっている。
請求項６にかかる本願発明は、請求項１〜請求項５のいずれかにかかる発明に従属する発明であって、ネジ部のネジ山は、軸部の先端側に位置するねじ込み側フランク角をθαとし、頭部側に位置する引き抜き側フランク角のフランク角をθβとしたとき、フランク角θα＞フランク角θβとなることを特徴とする、建築用ネジである。
請求項６にかかる本願発明では、請求項１〜請求項５のいずれかにかかる発明の構成に加えて、ネジ部のネジ山が上記した構成態様を有するため、ねじ込み（打ち込み）側の抵抗が小さく、引き抜き側の抵抗が高くなるように構成される。すなわち、当該建築用連結ネジ１０をねじ込む際の入り側（ねじ込み側フランク）と抜け側（引き抜き側フランク）で、フランク角θαおよびフランク角θβが異なるネジ山（非対称ネジ）としたことで、当該建築用連結ネジ１０のねじ込み易さと抜け難さとが両立される。
請求項７にかかる本願発明は、請求項１〜請求項６のいずれかにかかる発明に従属する発明であって、頭部の径は、ネジ部の外径の２倍以上３倍以下に形成されることを特徴とする、建築用ネジである。
請求項７にかかる本願発明では、請求項１〜請求項６のいずれかにかかる発明の構成に加えて、頭部が上記した構成態様を有するため、当該発明がより一層効果的なものとなる。
請求項１にかかる本願発明の建築用ネジでは、上記した構成態様の頭部，首部およびフランジ部を有することによって、軸部のねじ込み用の凹所を設けるための十分なスペースを確保しつつ、できる限り大径の頭部に形成することができると共に、しかも、極力、当該頭部の体積を最小限に抑えることが可能となっている。
また、上記した構成態様を有する複数のリブは、当該建築用ネジを木質系の面材にねじ込んだ際に、初期的に面材の表面を擦り付け巻き込みながら削り取り、引き続き、座ぐり機能により首部の周囲の面材を削り取って、頭部，首部およびフランジ部が沈み込む座ぐり穴を設ける。この場合、当該複数のリブは、特に、首部の軸部側からフランジ部の外周端縁に到達するように配設されているため、面材に対する当該リブの座ぐり機能がより広範囲に作用するものとなって、特許文献１等の従来技術と比べて、頭部が面材の表面から突出することを防止している。すなわち、複数のリブは、頭部が面材の所定の位置まで沈み込むことを支援するものとなっている。
さらに、複数のリブは、それぞれ、上記した構成態様の第１区域リブ，第２区域リブおよび交差部を有し、特に、交差部ではリブの幅と高さが最大となるため、当該リブで削り取られる面材の排除量が最も大きくなる箇所に、当該複数のリブの交差部が対応する態様となっている。つまり、この交差部を有することによって、面材に対するリブの座ぐり機能を最大限に発揮させることが可能となっている。
したがって、請求項１にかかる本願発明の建築用ネジでは、上記した頭部，首部，フランジ部の組み合わせによって面材に沈み込ませる頭部の体積を最小限にした事と、首部の軸部側からフランジ部の外周端縁に到達する複数のリブの有効な座ぐり機能によって頭部の面材表面への突出を防止した事とが、相乗的な作用・効果を奏するものとなり、大径の頭部の大きさを維持しつつ、面材の所定の位置への沈み込みも確保することができる。そのため、パンチングアウトの発生を防止することが可能となって、延いては、剪断耐力の向上に寄与するものとなっている。
また、請求項１にかかる本願発明の建築用ネジでは、上記した複数のリブで削り取られた面材の一部が面材の表面側に押し出されて頭部の周囲に隆起部やバリ部が生じることをないように、フランジ部によって、面材の表面側に押し出された面材の一部を押圧し、且つ、囲い込むものとなっている。つまり、フランジ部は、隆起部やバリ部を押圧・囲繞（囲い込み）する機能を備えたものとなっている。
なお、リブに於いては、第２区域リブがフランジ部側から軸部側に向かってその幅と高さが漸次増大する構成態様となっており、このことをいいかえれば、フランジ部側のリブの幅と高さは比較的小さいものとなっている。そのため、フランジ部側寄りのリブの座ぐり効果（切削効果）は、リブの幅と高さが最大となる交差部に比べて、比較的低いものとなり、当該建築用ネジを面材にねじ込んだ際に生じる恐れのある上記隆起部やバリ部を最小限に止め、且つ、上記したフランジ部の押圧・囲繞（囲い込み）機能によって、当該隆起部やバリ部を面材の表面側に露出させないことが可能となっている。そして、面材がＯＳＢ，合板等の繊維を含む場合には、特に、ささくれの防止に効果がある。
当該建築用ネジでは、複数のリブにより面材に座ぐり穴を設ける際、首部の周方向にみて、複数のリブ間に空隙部分を有する態様で当該座ぐり穴が設けられる。この空隙部分には、複数のリブで削り取られた面材の切屑が収容され、上述したフランジ部の押圧・囲繞（囲い込み）機能との協働作用によって、上記した面材の一部の面材表面側への盛り上がりやささくれ立ちによる凸部の発生が防止されるものとなっている。
また、請求項１にかかる本願発明の建築用ネジでは、ドリル部が上記した構成態様を有するため、当該建築用ネジを用いて、木質系の面材と木質系の下地（たとえば木製の柱材）とを連結する場合に、当該下地の割れ等を懸念することなく、軸部の軸径および頭部の大きさを相対的に大きく設定することが可能となって、より一層、剪断耐力の向上に寄与するものとなる。
請求項２にかかる本願発明は、請求項１にかかる発明に従属する発明であって、首部は、所定のテーパ角度（θ１）を有するテーパ面と、その一端がテーパ面と連接され、その他端がフランジ部の内周端縁と連接されるアール面（Ｒ１）とを含むことを特徴とする、建築用ネジである。
請求項２にかかる本願発明では、請求項１にかかる発明の構成に加えて、上記した構成態様の首部を有するため、頭部の大きさを確保しつつ、より一層、当該頭部の体積を最小限に抑えることが可能となっている。また、アール面（Ｒ１）を有するため、複数のリブにより面材に座ぐり穴を設ける際に、複数のリブ間に設けられ、当該リブで削り取られた面材の切屑が溜められる収容部としての空隙部分をより一層広くすることが可能となっている。
請求項３にかかる本願発明は、請求項１または請求項２にかかる発明に従属する発明であって、交差部は、リブの幅と高さが最大となるアール部（Ｒ２）の態様を備えたアール稜線部を含むことを特徴とする、建築用ネジである。
請求項３にかかる本願発明では、請求項１または請求項２にかかる発明の構成に加えて、交差部にアール部（Ｒ２）を付与してアール稜線部を構成することによって、当該アール部（Ｒ２）でのリブの幅と高さが一層増大されるものとなり、面材に対するリブの座ぐり機能が最大限に発揮される。また、アール部（Ｒ２）の付与により、複数のリブ間に設けられた上記収容部がより一層大きく構成されるため、当該収容部には、より多くの面材の切屑が溜まり、その上、上記したフランジ部の押圧・囲繞（囲い込み）機能とも相俟って、上記した隆起部やバリ部の発生がより一層防止されるものとなっている。
請求項４にかかる本願発明は、請求項１〜請求項３のいずれかにかかる発明に従属する発明であって、首部に於いて、首部の軸線を円錐の軸線とし、第１区域リブの稜線部を第１区域リブの母線とし、第２区域リブの稜線部を第２区域リブの母線としたとき、第１区域リブの稜線部のテーパ角度（θ２）よりも、第２区域リブの稜線部のテーパ角度（θ３）が大きく形成されることを特徴とする、建築用ネジである。
請求項４にかかる本願発明では、請求項１〜請求項３のいずれかにかかる発明の構成に加えて、上記した構成態様を有することによって、請求項１〜請求項３のいずれかにかかる発明の効果をより一層向上させるものとなっている。
請求項５にかかる本願発明は、請求項１〜請求項４のいずれかにかかる発明に従属する発明であって、第１区域リブの稜線部の延長線上で頭部の下面と突き当たる点が、フランジ部の内周端縁の周上に位置することを特徴とする、建築用ネジである。
請求項５にかかる本願発明では、請求項１〜請求項４のいずれかにかかる発明の構成に加えて、上記した構成態様を有するため、特に、たとえば、第１区域リブの稜線部のテーパ角度（θ２）を適宜調整することによって、フランジ部の径方向の長さを調整することが可能となっている。
請求項６にかかる本願発明は、請求項１〜請求項５のいずれかにかかる発明に従属する発明であって、ネジ部のネジ山は、軸部の先端側に位置するねじ込み側フランク角をθαとし、頭部側に位置する引き抜き側フランク角のフランク角をθβとしたとき、フランク角θα＞フランク角θβとなることを特徴とする、建築用ネジである。
請求項６にかかる本願発明では、請求項１〜請求項５のいずれかにかかる発明の構成に加えて、ネジ部のネジ山が上記した構成態様を有するため、ねじ込み（打ち込み）側の抵抗が小さく、引き抜き側の抵抗が高くなるように構成される。すなわち、当該建築用連結ネジ１０をねじ込む際の入り側（ねじ込み側フランク）と抜け側（引き抜き側フランク）で、フランク角θαおよびフランク角θβが異なるネジ山（非対称ネジ）としたことで、当該建築用連結ネジ１０のねじ込み易さと抜け難さとが両立される。
請求項７にかかる本願発明は、請求項１〜請求項６のいずれかにかかる発明に従属する発明であって、頭部の径は、ネジ部の外径の２倍以上３倍以下に形成されることを特徴とする、建築用ネジである。
請求項７にかかる本願発明では、請求項１〜請求項６のいずれかにかかる発明の構成に加えて、頭部が上記した構成態様を有するため、当該発明がより一層効果的なものとなる。
本願発明によれば、面材表面への凸部の発生を極力防止しつつ、大径の頭部でも面材の所定位置まで沈み込み、且つ、ドリル部により締結された木質部材の割裂が発生しにくいことによって、面材と下地とを強固に締結して高い耐力を発揮させることができる、面材を用いる耐力壁に適した、建築用ネジが提供される。
本願発明の上述の目的、その他の目的、特徴および利点は、図面を参照して行う以下の発明を実施するための最良の形態の説明から一層明らかとなろう。
図１は、本願発明にかかる実施形態の一例を示す図であって、（Ａ）はその平面図であり、（Ｂ）はその正面図であり、（Ｃ）はドリル部の要部拡大正面図である。図２は、図１に示した実施形態例のネジ山の拡大詳細図である。図３は、図１に示した実施形態例の首部およびその周辺の要部拡大図である。図４は、図１に示した実施形態例のリブの拡大詳細図である。本実施形態例にかかる建築用ネジ１０は、木質系および木質代替材料の面材と、木質系の下地および／または金属製の下地とを、締結するための建築用ネジである。
本実施形態例にかかる建築用ネジ１０は、概略的に言うと、ネジ部１４を有する軸部１２と、軸部１２の軸方向の一端に配設され、軸部１２の軸径よりも大径の頭部１６と、軸部１２の軸方向の他端に配設されるドリル部１８と、軸部１２から頭部１６に向かって漸次拡径してラッパ状の態様を有する首部２０と、頭部１６の外周部に所定の長さをもって配設され、首部２０に連接される扁平環状のフランジ部２２と、首部２０に配設され、首部２０の軸部１２側からフランジ部２２の外周端縁２２ａに到達する刃状の稜線部２４を備えた複数の山形のリブ２６とを具備する構成態様となっている。
すなわち、この建築用ネジ１０は、たとえば円柱状の軸部１２を含む。軸部１２の周面には、軸部１２の軸方向の一端側から他端側に亘って、螺旋状のネジ部１４が配設されている。ネジ部１４は、ネジ山２８を含む。ネジ山２８は、たとえば図２に示すように、ネジ山２８の軸部１２の先端側（軸部１２の軸方向の他端側）に位置するねじ込み側フランク３０のフランク角θαが、頭部１６側に位置する引き抜き側フランク３２のフランク角θβよりも大きく形成されている。本実施形態例では、ねじ込み側フランク３０のフランク角θαが３０度に形成され、引き抜き側フランク３２のフランク角θβが１５度に形成されている。
そのため、当該建築用ネジ１０では、ねじ込み（打ち込み）側の抵抗が小さく、引き抜き側の抵抗が高くなるように構成されている。この場合、当該建築用ネジ１０をねじ込む際の入り側（ねじ込み側フランク３０）と抜け側（引き抜き側フランク３２）で、フランク角θαおよびフランク角θβが異なるネジ山２８（所謂、非対称ネジ）としたことで、当該建築用ネジ１０のねじ込み易さと抜け難さとを両立している。
軸部１２の軸方向の一端には、軸部１２の軸径よりも大径のたとえば円板状の頭部１６が配設されている。頭部１６は、その表面中央に、ドライバやレンチ等の締め付け工具と係合可能な凹所３４を備える。本実施形態例では、凹所３４として、たとえば四角穴溝３６ａと十字穴溝３６ｂとを組み合わせた形状の溝部３６が配設されている。四角穴溝３６ａは、ゴミの詰まり許容度や伝達トルクの高さでメリットがあり、十字穴溝３６ｂは、汎用性がある点でメリットがある。そのため、当該建築用ネジ１０では、解体性を考慮したとき、その取外しに確実性と汎用性の双方を有する頭部１６の構造となっている。
また、頭部１６は、その外周側に扁平環状のフランジ部２２を有する。フランジ部２２は、特に、たとえば図３に示すように、頭部１６の外周側から内側に所定の長さＦをもって配設され、首部２０に連接されるものとなっている。
また、頭部１６は、その外周側に扁平環状のフランジ部２２を有する。フランジ部２２は、特に、たとえば図３に示すように、頭部１６の外周側から内側に所定の長さＦをもって配設され、首部２０に連接されるものとなっている。
首部２０は、たとえば図１の（Ｂ）および図３に示すように、所定のテーパ角度（θ１）を有するテーパ面３８を含み、テーパ面３８は、アール面（Ｒ１）に連接されている。アール面（Ｒ１）は、その一端がテーパ面３８と連接され、その他端がフランジ部２２の内周端縁２２ｂと連接されている。
本実施形態例にかかる建築用ネジ１０では、上述した構成の頭部１６、首部２０およびフランジ部２２が配設されることによって、軸部１２のねじ込み用の凹所３４を設けるための十分なスペースを確保しながら、可及的に大径の頭部１６を形成することができ、且つ、当該頭部１６の体積を極力最小限に抑えることができる。また、首部２０は、アール面（Ｒ１）を有するため、複数のリブ２６で面材に座ぐり穴を設ける際に、複数のリブ２６間に配置され、当該リブ２６で削り取られた面材の切屑を溜める収容部としての空隙部分をより一層広くすることができる。
本実施形態例にかかる建築用ネジ１０では、上述した構成の頭部１６、首部２０およびフランジ部２２が配設されることによって、軸部１２のねじ込み用の凹所３４を設けるための十分なスペースを確保しながら、可及的に大径の頭部１６を形成することができ、且つ、当該頭部１６の体積を極力最小限に抑えることができる。また、首部２０は、アール面（Ｒ１）を有するため、複数のリブ２６で面材に座ぐり穴を設ける際に、複数のリブ２６間に配置され、当該リブ２６で削り取られた面材の切屑を溜める収容部としての空隙部分をより一層広くすることができる。
本実施形態例にかかる建築用ネジ１０では、例えば、軸部１２の軸方向の長さが２９．７ｍｍ〜３２．３ｍｍ程度に形成され、頭部１６の上端から軸部１２の軸方向の一端までの長さは、たとえば１０ｍｍに形成されている。つまり、当該建築用ネジ１０の全長は、３９．７ｍｍ〜４２．３ｍｍに形成されている。また、頭部１６の外径がφ１１．０ｍｍ〜１１．５ｍｍ程度に形成され、ネジ部１４の外径は、４．９ｍｍ〜５．１ｍｍ程度に形成されている。
なお、本実施形態例では、頭部１６の外径は、上記したものが好ましいものとなるが、それに限定されるものではなく、当該頭部１６の外径は、たとえばネジ部１４の外径の２倍以上３倍以下、つまり、９．８ｍｍ〜１５．３ｍｍの範囲に形成されていればよい。また、当該建築用ネジ１０の全長、軸部１２の長さ、ネジ部１４の外径、ネジ部のピッチおよびネジ部の長さ等は、面材および下地材の材質，形状等によって、適宜変更され得るものとなっている。
また、テーパ面３８のテーパ角度（θ１）が４０度に形成されている。アール面（Ｒ１）のアールは、たとえば２ｍｍに形成されている。さらに、テーパ面３８の延長線が頭部１６の下面と突き当たる点ｚから、首部２０の軸線ｘ−ｘ（この軸線ｘ−ｘは、図１に示す軸部１２の中心軸線と同一である。）までの長さは、たとえば３．５ｍｍに形成されている。
本実施形態例では、テーパ面３８のテーパ角度（θ１）は、４０度に形成されるのが最も好ましいものではあるが、当該テーパ角度（θ１）は、機能面でみれば、たとえば３０度〜９０度の範囲に形成されてもよい。また、アール面（Ｒ１）のアールは、２ｍｍに形成されるのが最も好ましいものではあるが、機能面でみれば、当該アール面（Ｒ１）のアールは、たとえば１．０ｍｍ〜３．０ｍｍの範囲に形成されてもよい。
なお、本実施形態例では、頭部１６の外径は、上記したものが好ましいものとなるが、それに限定されるものではなく、当該頭部１６の外径は、たとえばネジ部１４の外径の２倍以上３倍以下、つまり、９．８ｍｍ〜１５．３ｍｍの範囲に形成されていればよい。また、当該建築用ネジ１０の全長、軸部１２の長さ、ネジ部１４の外径、ネジ部のピッチおよびネジ部の長さ等は、面材および下地材の材質，形状等によって、適宜変更され得るものとなっている。
また、テーパ面３８のテーパ角度（θ１）が４０度に形成されている。アール面（Ｒ１）のアールは、たとえば２ｍｍに形成されている。さらに、テーパ面３８の延長線が頭部１６の下面と突き当たる点ｚから、首部２０の軸線ｘ−ｘ（この軸線ｘ−ｘは、図１に示す軸部１２の中心軸線と同一である。）までの長さは、たとえば３．５ｍｍに形成されている。
本実施形態例では、テーパ面３８のテーパ角度（θ１）は、４０度に形成されるのが最も好ましいものではあるが、当該テーパ角度（θ１）は、機能面でみれば、たとえば３０度〜９０度の範囲に形成されてもよい。また、アール面（Ｒ１）のアールは、２ｍｍに形成されるのが最も好ましいものではあるが、機能面でみれば、当該アール面（Ｒ１）のアールは、たとえば１．０ｍｍ〜３．０ｍｍの範囲に形成されてもよい。
本実施形態例にかかる建築用ネジ１０では、特に、リブ２６の稜線部２４が首部２０の軸部１２側からフランジ部２２の外周端縁２２ａへと到達するように配設されている。このリブ２６は、特に、たとえば図３に示すように、軸部１２側からフランジ部２２側に向かってその幅と高さが漸次増大する第１区域リブ４０と、フランジ部２２側から軸部１２側に向かってその幅と高さが漸次増大する第２区域リブ４２と、第１区域リブ４０および第２区域リブ４２が交差し、その幅と高さが最大となる交差部４４とで構成されている。また、交差部４４は、リブ２６の幅と高さが最大となるアール部（Ｒ２）の態様を備えたアール稜線部４６を含むものとなっている。本実施形態例では、アール部（Ｒ２）のアールが、たとえば１．５ｍｍに形成されている。また、当該リブ２６は、首部２０の全周に等間隔で４本以上配設されることが好ましく、また、４本〜８本程度配設されていることがさらに好ましい。
なお、アール部（Ｒ２）のアールは、１．５ｍｍに形成されるのが最も好ましいものではあるが、機能面でみれば、当該アール部（Ｒ２）のアールは、たとえば１．０ｍｍ〜２．０ｍｍの範囲に形成されてもよい。
なお、アール部（Ｒ２）のアールは、１．５ｍｍに形成されるのが最も好ましいものではあるが、機能面でみれば、当該アール部（Ｒ２）のアールは、たとえば１．０ｍｍ〜２．０ｍｍの範囲に形成されてもよい。
本実施形態例にかかる建築用ネジ１０では、特に、図３に示すように、首部２０の軸線ｘ−ｘを円錐の軸線とし、第１区域リブ４０の稜線部２４ａを第１区域リブ４０の母線とし、第２区域リブ４２の稜線部２４ｂを第２区域リブ４２の母線としてみたとき、第１区域リブ４０は所定のテーパ角度（θ２）を有し、第２区域リブ４２は、所定のテーパ角度（θ３）を有するように配設されている。この場合、第１区域リブ４０の稜線部２４ａのテーパ角度（θ２）よりも、第２区域リブ４２の稜線部２４ｂのテーパ角度（θ３）が大きく形成されている。本実施形態例では、例えば、第１区域リブ４０のテーパ角度（θ２）が６０度、第２区域リブ４２のテーパ角度（θ３）が１４０度に形成されている。
なお、第１区域リブ４０のテーパ角度（θ２）は、６０度に形成されるのが最も好ましいものではあるが、当該テーパ角度（θ２）は、たとえば４０度〜１２０度の範囲に形成されてもよい。また、第２区域リブ４２のテーパ角度（θ３）は、１４０度に形成されるのが最も好ましいものではあるが、当該テーパ角度（θ３）は、たとえば１２０度〜１８０度の範囲に形成されてもよい。
この場合、リブ２６は、たとえば図４に示すように、当該リブ２６を形成する両側の斜面４８が、軸部１２の軸線に直交する方向に対して等角度に傾斜し、且つ、交差角（θr）略９０度の角度で相互に交差するように形成されている。両側の斜面４８，４８の交差する箇所によって、リブ２６の刃状の稜線部２４が形成されている。本実施形態例では、当該交差角（θr）が略９０度に形成されているが、当該交差角（θr）は、たとえば６０度〜９０度の範囲に形成されてもよい。また、リブ２６を形成する両側の斜面４８が、軸部１２の軸線に直交する方向に対して非対称に傾斜する構成であってもよい。
なお、第１区域リブ４０のテーパ角度（θ２）は、６０度に形成されるのが最も好ましいものではあるが、当該テーパ角度（θ２）は、たとえば４０度〜１２０度の範囲に形成されてもよい。また、第２区域リブ４２のテーパ角度（θ３）は、１４０度に形成されるのが最も好ましいものではあるが、当該テーパ角度（θ３）は、たとえば１２０度〜１８０度の範囲に形成されてもよい。
この場合、リブ２６は、たとえば図４に示すように、当該リブ２６を形成する両側の斜面４８が、軸部１２の軸線に直交する方向に対して等角度に傾斜し、且つ、交差角（θr）略９０度の角度で相互に交差するように形成されている。両側の斜面４８，４８の交差する箇所によって、リブ２６の刃状の稜線部２４が形成されている。本実施形態例では、当該交差角（θr）が略９０度に形成されているが、当該交差角（θr）は、たとえば６０度〜９０度の範囲に形成されてもよい。また、リブ２６を形成する両側の斜面４８が、軸部１２の軸線に直交する方向に対して非対称に傾斜する構成であってもよい。
本実施形態例にかかる建築用ネジ１０では、上述した構成の複数のリブ２６が配設されることによって、当該建築用ネジ１０を木質系の面材にねじ込んだ際に、初期的に面材の表面を擦り付け巻き込みながら削り取り、引き続いて、リブ２６の座ぐり機能により首部２０の周囲の面材を削り取って、頭部１６、首部２０およびフランジ部２２が沈み込む座ぐり穴が開けられる。当該複数のリブ２６は、図３に示すように、特に、首部２０の軸部１２側からフランジ部２２の外周端縁２２ａに到達するように配設されているため、面材に対する当該リブ２６の座ぐり機能がより広範囲に作用するものとなる。この場合、特許文献１等の従来技術と比べて、頭部１６が面材の表面から突出することを防止する。つまり、複数のリブ２６は、頭部１６が面材の所定の位置まで沈み込むことを支援している。
さらに、当該複数のリブ２６には、それぞれ、上述した構成の第１区域リブ４０、第２区域リブ４２および交差部４４が配設されているため、特に、交差部４４ではリブ２６の幅と高さが最大になるため、当該リブ２６で削り取られる面材の排除量が最も大きくなる箇所に、当該複数のリブ２６の交差部４４が対応する態様となっている。この交差部４４を有することによって、面材に対するリブ２６の座ぐり機能が最大限に発揮されるものとなっている。
本実施形態例にかかる建築用ネジ１０では、図３に示すように、第１区域リブ４０の稜線部２４ａの延長線が頭部１６の下面と突き当たる点ｙは、フランジ部２２の内周端縁２２ｂの周上に位置するものとなっている。つまり、第１区域リブ４０の稜線部２４ａのテーパ角度（θ２）を適宜調整することによって、フランジ部２２の径方向の長さＦを調整することができる。本実施形態例では、例えば、首部２０の軸線ｘ−ｘから上記点ｙまでの長さが４．５ｍｍ程度に形成されている。また、フランジ部２２の厚みが０．６ｍｍ程度に形成され、フランジ部２２の径方向の長さＦが２．０ｍｍ〜２．５ｍｍ程度の環状に形成されている。
本実施形態例にかかる建築用ネジ１０では、上述した構成の複数のリブ２６が配設されているため、当該複数のリブ２６で削り取られた面材の一部が面材の表面側に押し出されて頭部１６の周囲に隆起部やバリ部が生じることをないように、たとえば図５に示すように、フランジ部２２によって、面材の表面側に押し出された面材の一部を押圧し、且つ、囲い込むものとなっている。このフランジ部２２は、隆起部やバリ部を押圧・囲繞（囲い込み）する機能を備えたものとなっている。
さらに、当該複数のリブ２６では、図３に示すように、第２区域リブ４２がフランジ部２２側から軸部１２側に向かってその幅と高さが漸次増大する態様となっている。すなわち、フランジ部２２側のリブ２６の幅と高さは比較的小さいものとなっているので、フランジ部２２側寄りのリブ２６の座ぐり効果（切削効果）は、リブ２６の幅と高さが最大となる交差部４４に比べて、比較的低いものとなり、当該建築用ネジ１０を面材にねじ込んだ際に生じる恐れのある上記隆起部やバリ部を最小限に止めることができる。しかも、フランジ部２２の押圧・囲繞（囲い込み）機能によって、当該隆起部やバリ部を面材の表面側に露出させないことができる。当該面材がＯＳＢ，合板等の繊維を含む場合には、特に、ささくれ立ちを防止することができる。
当該建築用ネジ１０では、複数のリブ２６により面材に座ぐり穴を設ける際に、首部１６の周方向にみて、複数のリブ２６間に空隙部分を有する態様で座ぐり穴が設けられ、この空隙部分には、複数のリブ２６で削り取られた面材の切屑が収容されるものとなっているが、この場合、上述したフランジ部２２の押圧・囲繞（囲い込み）機能との協働作用によって、面材の一部の面材表面側への盛り上がり、および、ささくれ立ちによる凸部の発生が極めて有効に防止することができる。
さらに、本実施形態例では、図３に示すように、リブ２６交差部にアール部（Ｒ２）を付与してアール稜線部４６が配設されることによって、当該アール部（Ｒ２）でのリブ２６の幅と高さが一層増大されるものとなり、面材に対するリブ２６の座ぐり機能がより一層有効に発揮されるものとなる。また、アール部（Ｒ２）の付与により、複数のリブ２６間に設けられた収容部がより一層大きく構成されるため、当該収容部には、より多くの面材の切屑が溜まり、その上、フランジ部２２の押圧・囲繞（囲い込み）機能とも相俟って、上記した隆起部やバリ部の発生をより一層防止することができる。
一方、本実施形態例にかかる建築用ネジ１０では、軸部１２の軸方向の他端に、ドリル部１８が配設されている。ドリル部１８は、特に、図１の（Ｃ）に示すように、先端部分１８Ａを含む。先端部分１８Ａは、先端角（θ４）がたとえば１２０度に形成され、一番太い部分Ｄの直径φがたとえば１ｍｍに形成されている。また、ドリル部１８には、先端部分１８Ａからのびて中間部分１８Ｂが形成される。中間部分１８Ｂは、先端角（θ５）がたとえば３０度に形成されている。さらに、ドリル部１８には、中間部分１８Ｂから軸部１２にのびて根元部分１８Ｃが形成される。根元部分１８Ｃの直径は、軸部１２の直径と同じたとえば３ｍｍに形成される。
なお、本実施形態例では、先端角（θ４）が１２０度に形成されているが、機能面でもると、当該先端角（θ４）は、たとえば１０５度〜１２５度の範囲に形成されてもよい。また、先端角（θ５）が３０度に形成されているが、当該先端角（θ５）は、たとえば２５度〜３５度の範囲に形成されてもよい。
なお、本実施形態例では、先端角（θ４）が１２０度に形成されているが、機能面でもると、当該先端角（θ４）は、たとえば１０５度〜１２５度の範囲に形成されてもよい。また、先端角（θ５）が３０度に形成されているが、当該先端角（θ５）は、たとえば２５度〜３５度の範囲に形成されてもよい。
また、ドリル部１８の先端部分１８Ａ、中間部分１８Ｂおよび根元部分１８Ｃには、排出溝５０が形成されている。排出溝５０は、軸部１２の軸芯を中心として点対称の位置に２箇所形成される。排出溝５０は、ドリル部１８によって切削された切り屑を建築用ネジ１０の回転に伴ってドリル部１８からネジ部１４へと排出するための溝となっている。
上記したドリル部１８では、その先端部分１８Ａで金属板などの硬質部材に孔が開けられ、ドリル部１８の中間部分１８Ｂで当該孔が拡げられる。ドリル部１８の先端部分１８Ａの先端角（θ４）は、たとえば１０５〜１２５度に形成しているため、金属板の孔開けに適している。また、ドリル部１８の中間部分１８Ｂで木質板などの軟質部材に適当な大きさの孔が開けられ、木質板などの軟質部材が割れ難いものとなる。さらに、ネジ部１４が金属板などの硬質部材および木質板などの軟質部材に開けられた孔にねじ込まれるので、金属板などの硬質部材と木質板などの軟質部材との積層部分にねじ込み易いものとなっている。
そのため、当該建築用連結ネジ１０を木質系部材にねじ込んだ場合、小さな錐孔を穿孔しながらねじ込まれるため、木口付近でも木質系部材が割れ難いものとなっている。そして、ネジ穴にクラックが発生し難いことから、地震などの際に、締結された当該建築用ネジ１０に剪断力が加わった場合でも、木質部材の割裂が発生しにくく、耐力壁を構成する建築用ネジとして好適なものとなっている。
また、このドリル部１８は、硬質部材において切り粉が掃けやすいため、当該建築用ネジ１０の頭部１６が沈んだときに、硬質部材の割れを防止することができ、頭部１６自体が沈みやすいものとなっている。さらに、木質系被締結部材の間にたとえば薄い金属板があっても、ドリル部１８によって容易に当該金属板を貫通することができるため、木質系被締結部材の締結にも好適なものとなっている。
また、このドリル部１８は、硬質部材において切り粉が掃けやすいため、当該建築用ネジ１０の頭部１６が沈んだときに、硬質部材の割れを防止することができ、頭部１６自体が沈みやすいものとなっている。さらに、木質系被締結部材の間にたとえば薄い金属板があっても、ドリル部１８によって容易に当該金属板を貫通することができるため、木質系被締結部材の締結にも好適なものとなっている。
上述してきたように、本実施形態例にかかる建築用ネジ１０では、上記の構成態様を有した頭部１６、首部２０およびフランジ部２２の組み合わせによって面材に沈み込ませる頭部１６の体積を最小限にした事と、首部２０の軸部１２側から頭部１６の外周端（この場合、フランジ部２２の外周端縁２２ａ）に到達する複数のリブ２６の有効な座ぐり機能によって頭部１６の面材表面への突出を防止した事とが、相乗的な作用・効果を奏するものとなり、大径の頭部１６の大きさを維持しつつ、たとえば図５に示すように、面材の所定の位置への沈み込みも確保することができる。そのため、パンチングアウトの発生を防止することができ、結果的に、剪断耐力の向上に寄与する建築用ネジを提供することができるものとなっている。
また、本実施形態例にかかる建築用ネジ１０では、図５に示すように、頭部１６の表面と面材の表面とが略面一になるように、当該建築用ネジ１０を面材に沈み込ませることができ、特許文献１および特許文献２等の従来例に比べて、面材の表面に凹凸部が発生するのを防止することができる。
また、本実施形態例にかかる建築用ネジ１０では、図５に示すように、頭部１６の表面と面材の表面とが略面一になるように、当該建築用ネジ１０を面材に沈み込ませることができ、特許文献１および特許文献２等の従来例に比べて、面材の表面に凹凸部が発生するのを防止することができる。
次に、本実施形態例にかかる建築用ネジ１０では、従来の建築用木ネジ等に比べて、剪断耐力が高められていることを示す試験結果について説明する。
本願発明者は、従来品の建築用木ネジと、本実施形態例にかかる建築用ネジネジ１０とを用いて、一面剪断試験を実施した。一面剪断試験は、枠組壁工法建築物構造計算指針に基づく試験装置，試験方法および評価に準拠して行われた。［２００２年度版枠組壁工法建築物構造計算指針（監修／国土交通省住宅局建築指導課・木造住宅振興室、編集／枠組壁工法建築物設計の手引・構造計算指針編集委員会、発行／社団法人日本ツーバイフォー建築協会、発売／株式会社工業調査会）に記載の接合部の基準許容応力および基準剛性（単調加力接合部試験によるもの）に準拠した。］
本願発明者は、従来品の建築用木ネジと、本実施形態例にかかる建築用ネジネジ１０とを用いて、一面剪断試験を実施した。一面剪断試験は、枠組壁工法建築物構造計算指針に基づく試験装置，試験方法および評価に準拠して行われた。［２００２年度版枠組壁工法建築物構造計算指針（監修／国土交通省住宅局建築指導課・木造住宅振興室、編集／枠組壁工法建築物設計の手引・構造計算指針編集委員会、発行／社団法人日本ツーバイフォー建築協会、発売／株式会社工業調査会）に記載の接合部の基準許容応力および基準剛性（単調加力接合部試験によるもの）に準拠した。］
すなわち、この試験では、たとえば図６に示すように、長さ３００ｍｍ×幅１０５ｍｍ×厚さ１０５ｍｍの乾燥した無垢杉（柱材）からなる枠組材１００の厚さ方向の両側面に、パーティクルボード（幅１０５ｍｍ×長さ３００ｍｍ×厚さ９．５ｍｍ）からなる１対の面材１２０Ａ，１２０Ｂを、枠組材１００が各面材１２０Ａ，１２０Ｂの幅方向中央に位置し、且つ、面材１２０Ａ，１２０Ｂの長さ方向に５０ｍｍずれて突出するように揃えて配置し、各面材１２０Ａ，１２０Ｂを枠組材１００に対し面材１２０Ａ，１２０Ｂの外側から、本実施形態例にかかる建築用ネジ１０により固定した。
そして、圧縮試験機により枠組材１００において面材１２０Ａ，１２０Ｂから突出している端部に当該端部を押し込むように長さ方向の荷重を加えた。荷重は、荷重点の移動速度がほぼ一定となるように所定の速度で加え、そのときの荷重と変位との関係を計測した。この場合、荷重が最大値に達し、その後、最大値の８割まで低減するか、または最大値の８割まで低減する以前で、かつ変位が３０ｍｍ以上の任意の変位に達した場合に試験を終了することとした。
このようにして、荷重と変位との関係を計測し、得られた計測結果に基づいて作成された荷重変形包絡曲線により、試験許容応力Ｐｙ（降伏耐力）、２／３最大荷重Ｐｍａｘ（最大耐力の２／３）および終局耐力（終局耐力Ｐｕを構造特性係数Ｄｓで除し、０．２を乗じた値）を、一面剪断試験結果として、［表１］に示す。
そして、圧縮試験機により枠組材１００において面材１２０Ａ，１２０Ｂから突出している端部に当該端部を押し込むように長さ方向の荷重を加えた。荷重は、荷重点の移動速度がほぼ一定となるように所定の速度で加え、そのときの荷重と変位との関係を計測した。この場合、荷重が最大値に達し、その後、最大値の８割まで低減するか、または最大値の８割まで低減する以前で、かつ変位が３０ｍｍ以上の任意の変位に達した場合に試験を終了することとした。
このようにして、荷重と変位との関係を計測し、得られた計測結果に基づいて作成された荷重変形包絡曲線により、試験許容応力Ｐｙ（降伏耐力）、２／３最大荷重Ｐｍａｘ（最大耐力の２／３）および終局耐力（終局耐力Ｐｕを構造特性係数Ｄｓで除し、０．２を乗じた値）を、一面剪断試験結果として、［表１］に示す。
［表１］から明らかなように、本実施形態例にかかる建築用ネジ（表１中の「本実施形態例」）１０は、従来品の建築用木ネジ（表１中の「比較例」）に対して、試験許容応力、最大荷重、終局耐力のいずれにおいても約２０％増加するという結果が得られた。
なお、この試験では、［表１］中に示すように、本実施形態例にかかる建築用ネジ１０（表１中の「本実施形態例」）と従来品の建築用木ネジ（表１中の「比較例」）とのネジの軸径やネジの全長が若干異なっているが、一般的に、一面剪断耐力は、枠組材（柱材）と面材、そしてネジが複合的に関係するため、単純にネジの軸径やネジの全長が直接影響するものではなく、また、頭部１６の外径比や頭部１６の面積比が直接関係するというものでもなく、今回の約２０％増加という試験結果は、上述した本実施形態例にかかる建築用ネジ１０の特徴的な部分の総合的な性能として見ることができるものとなっている。また、本実施形態例にかかる建築用ネジ１０では、頭部１６，首部２０，フランジ部２２の構成態様の特徴と併せて、ネジ先端に設けたドリル部１８の構成態様により、従来品の建築用木ネジのネジ先端では、柱材の割れが懸念されてネジの軸径を太く出来ないのに対し、柱材の割れを気にすることなくネジの軸径を太くできるため、たとえばネジの軸径と頭部１６の外径を相似的に大きくすることで、更なる剪断耐力の向上も期待できるものとなっている。
なお、この試験では、［表１］中に示すように、本実施形態例にかかる建築用ネジ１０（表１中の「本実施形態例」）と従来品の建築用木ネジ（表１中の「比較例」）とのネジの軸径やネジの全長が若干異なっているが、一般的に、一面剪断耐力は、枠組材（柱材）と面材、そしてネジが複合的に関係するため、単純にネジの軸径やネジの全長が直接影響するものではなく、また、頭部１６の外径比や頭部１６の面積比が直接関係するというものでもなく、今回の約２０％増加という試験結果は、上述した本実施形態例にかかる建築用ネジ１０の特徴的な部分の総合的な性能として見ることができるものとなっている。また、本実施形態例にかかる建築用ネジ１０では、頭部１６，首部２０，フランジ部２２の構成態様の特徴と併せて、ネジ先端に設けたドリル部１８の構成態様により、従来品の建築用木ネジのネジ先端では、柱材の割れが懸念されてネジの軸径を太く出来ないのに対し、柱材の割れを気にすることなくネジの軸径を太くできるため、たとえばネジの軸径と頭部１６の外径を相似的に大きくすることで、更なる剪断耐力の向上も期待できるものとなっている。
１０ 建築用ネジ
１２ 軸部
１４ ネジ部
１６ 頭部
１８ ドリル部
１８Ａ ドリル部の先端部分
１８Ｂ ドリル部の中間部分
１８Ｃ ドリル部の根元部分
２０ 首部
２２ フランジ部
２２ａ フランジ部の外周端縁（頭部の外周端縁）
２４ 稜線部
２６ リブ
２８ ネジ山
３０ ねじ込み側フランク
３２ 引き抜き側フランク
３４ 凹所
３６ａ 四角穴溝
３６ｂ 十字穴溝
３８ 首部のテーパ面
４０ 第１区域リブ
４２ 第２区域リブ
４４ リブの交差部
４６ リブのアール稜線部
４８ リブの斜面
５０ ドリル部の排出溝
θα 軸部の先端側に位置するねじ込み側フランクのフランク角
θβ 軸部の頭部側に位置する引き抜き側フランクのフランク角
θr 交差角
Ｒ１ 首部のアール面
Ｒ２ リブのアール部
θ１ 首部のテーパ面のテーパ角度
θ２ 第１区域リブのテーパ角度
θ３ 第２区域リブのテーパ角度
θ４ ドリル部の先端部分の先端角
θ５ ドリル部の中間部分の先端角
１ 従来の建築用木ネジ
１Ａ 従来の建築用木ネジの頭部
１ａ 従来の建築用木ネジのリブ
２ 下地
３，７ 面材
４，８ 凸部
４ａ，８ａ 隆起部
４ｂ，８ｂ バリ部
５ 従来のドリルねじ
５Ａ 従来のドリルねじの頭部
５ａ 従来のドリルねじのリブ
６ 軽量鉄骨製下地
１２ 軸部
１４ ネジ部
１６ 頭部
１８ ドリル部
１８Ａ ドリル部の先端部分
１８Ｂ ドリル部の中間部分
１８Ｃ ドリル部の根元部分
２０ 首部
２２ フランジ部
２２ａ フランジ部の外周端縁（頭部の外周端縁）
２４ 稜線部
２６ リブ
２８ ネジ山
３０ ねじ込み側フランク
３２ 引き抜き側フランク
３４ 凹所
３６ａ 四角穴溝
３６ｂ 十字穴溝
３８ 首部のテーパ面
４０ 第１区域リブ
４２ 第２区域リブ
４４ リブの交差部
４６ リブのアール稜線部
４８ リブの斜面
５０ ドリル部の排出溝
θα 軸部の先端側に位置するねじ込み側フランクのフランク角
θβ 軸部の頭部側に位置する引き抜き側フランクのフランク角
θr 交差角
Ｒ１ 首部のアール面
Ｒ２ リブのアール部
θ１ 首部のテーパ面のテーパ角度
θ２ 第１区域リブのテーパ角度
θ３ 第２区域リブのテーパ角度
θ４ ドリル部の先端部分の先端角
θ５ ドリル部の中間部分の先端角
１ 従来の建築用木ネジ
１Ａ 従来の建築用木ネジの頭部
１ａ 従来の建築用木ネジのリブ
２ 下地
３，７ 面材
４，８ 凸部
４ａ，８ａ 隆起部
４ｂ，８ｂ バリ部
５ 従来のドリルねじ
５Ａ 従来のドリルねじの頭部
５ａ 従来のドリルねじのリブ
６ 軽量鉄骨製下地
Claims (7)
- 木質系および木質代替材料の面材と、木質系の下地および／または金属製の下地とを、締結するための建築用ネジであって、
ネジ部を有する軸部、
前記軸部の軸方向の一端に配設され、前記軸部をねじ込むための凹所を備えた、前記軸部の軸径よりも大径の頭部、
前記軸部の軸方向の他端に配設され、比較的大きい先端角を備えた、前記軸部の軸径よりも小径の先端部分、および、前記先端部分から伸びて連接され、比較的小さい先端角を備えた中間部分を含むドリル部、
前記軸部から前記頭部に向かって漸次拡径してラッパ状の態様を有する首部、
前記頭部の外周側から内側に所定の長さをもって配設され、前記首部に連接される扁平環状のフランジ部、および
前記首部に配設され、前記首部の軸部側から前記フランジ部の外周端縁に到達する刃状の稜線部を備えた複数の山形のリブを具備し、
前記リブは、
前記軸部側から前記フランジ部側に向かってその幅と高さが漸次増大する第１区域リブ、
前記フランジ部側から前記軸部側に向かってその幅と高さが漸次増大する第２区域リブ、および
前記第１区域リブと前記第２区域リブとが交差し、その幅と高さが最大となる交差部を含むことを特徴とする、建築用ネジ。 - 前記首部は、
所定のテーパ角度（θ１）を有するテーパ面、および
その一端が前記テーパ面と連接され、その他端が前記フランジ部の内周端縁と連接されるアール面（Ｒ１）を含むことを特徴とする、請求項１に記載の建築用ネジ。 - 前記交差部は、前記リブの幅と高さが最大となるアール部（Ｒ２）の態様を備えたアール稜線部を含むことを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の建築用ネジ。
- 前記首部に於いて、前記首部の軸線を円錐の軸線とし、前記第１区域リブの稜線部を第１区域リブの母線とし、前記第２区域リブの稜線部を第２区域リブの母線としてみたとき、
前記第１区域リブの稜線部のテーパ角度（θ２）よりも、前記第２区域リブの稜線部のテーパ角度（θ３）が大きく形成されることを特徴とする、請求項１〜請求項３のいずれかに記載の建築用ネジ。 - 前記第１区域リブの稜線部の延長線が前記頭部の下面と突き当たる点は、前記フランジ部の内周端縁の周上に位置することを特徴とする、請求項１〜請求項４のいずれかに記載の建築用ネジ。
- 前記ネジ部のネジ山は、前記軸部の先端側に位置するねじ込み側フランク角をθαとし、前記頭部側に位置する引き抜き側フランク角のフランク角をθβとしたとき、フランク角θα＞フランク角θβとなることを特徴とする、請求項１〜請求項５のいずれかに記載の建築用ネジ。
- 前記頭部の径は、前記ネジ部の外径の２倍以上３倍以下に形成されることを特徴とする、請求項１〜請求項６のいずれかに記載の建築用ネジ。
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