JP2014015966A - 三層構造の屋根材又は外壁材を固着するためのねじ - Google Patents
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Abstract
【課題】三層構造の屋根材又は外壁材の下層を形成する薄鋼板に到達し、該薄鋼板を支持材に対して十分な締結力を確保して固着することができるねじを提供する。
【解決手段】先端に先尖り穴あけ部３を有し、後端にトルク伝達穴５を設けた頭部４を有するねじ軸２と、頭部４直下のねじ軸２の根元部に回り止めして組み付けられた径大座金１０とからなり、径大座金１０に、直径方向に相対して、かつ、ねじ軸２を中心とする対称位置に一対の切込み刃１４，１４を設けることで、ねじ締付け初期に、一対の切込み刃１４，１４の外端縁が切っ先１４ａ，１４ａとして表層のラバーシートに切り込み、一対の切込み刃１４，１４がラバーシートを切り裂いて、該ラバーシートの下方に進入するように構成し、ねじ軸２が傾くことなく直進して、三層構造の屋根材又は外壁材の下層を形成する薄鋼板に到達し、該薄鋼板を支持材に固着するねじ１である。
【選択図】図１
【解決手段】先端に先尖り穴あけ部３を有し、後端にトルク伝達穴５を設けた頭部４を有するねじ軸２と、頭部４直下のねじ軸２の根元部に回り止めして組み付けられた径大座金１０とからなり、径大座金１０に、直径方向に相対して、かつ、ねじ軸２を中心とする対称位置に一対の切込み刃１４，１４を設けることで、ねじ締付け初期に、一対の切込み刃１４，１４の外端縁が切っ先１４ａ，１４ａとして表層のラバーシートに切り込み、一対の切込み刃１４，１４がラバーシートを切り裂いて、該ラバーシートの下方に進入するように構成し、ねじ軸２が傾くことなく直進して、三層構造の屋根材又は外壁材の下層を形成する薄鋼板に到達し、該薄鋼板を支持材に固着するねじ１である。
【選択図】図１
Description
本発明は、薄鋼板と断熱材と表層のラバーシートの三層構造の屋根材又は外壁材を支持材に固着するためのねじに関するものである。
俗にメタルビルディングと呼ばれる大型構造建築物の屋根や外壁を構築するに際して、保温効果の高いポリウレタンフォーム、発泡スチロール等の断熱材を凹凸に成型した薄鋼板に張り付け、表層をラバーシート等の絶縁シートで覆った三層構造の屋根材や外壁材が使用されることがある。このような屋根材や外壁材を柱や梁等の支持材に固着するために使用されるねじは、ねじ頭部を表層のラバーシートと厚い断熱材を貫通させ、薄鋼板を支持材に締結するため、支持材に対して十分な締結力を確保するには、前記ねじ頭部の締付け座面は前記通常のねじ頭部より径大であることが求められる。
従来、このような三層構造からなる屋根材や外壁材３０を支持材３７に固着するには、例えば、図１３に示すように、先ず表層のラバーシート３３と厚い断熱材３２にホールソー（穿孔カッター）のような専用工具で取付用下孔３４を切削してくり抜き、次に外径の大きい径大座金３９を組み付けたドリルねじ３８を取付用下孔３４に挿入し、下層の薄鋼板３１を鉄下地の支持材３７に締結した後、表層のラバーシート３３にあけられた開口３５をパッチシート３６で覆う工法が主流であった。
上記の締結作業におけるラバーシート３３と断熱材３２に予め取付用下孔３４をくり抜く必要がなく、作業工程を短縮できる積層材用ねじ４１が、特許文献１（欧州特許ＥＰ１４７３４７１Ｂ１明細書）に提案されている。また、特許文献１に記載のねじによる施工例が非特許文献１（ｈｔｔｐ：ｗｗｗ．ｙｏｕｔｕｂｅ．ｃｏｍ／ｗａｔｃｈ？ｖ＝１Ｙ０Ｚ６Ｚｓｉｐｚ８）に開示されている。
特許文献１に記載のねじ４１は、図１４に示すように、先端に先尖り穴あけ部（ドリル部）４３を有し、ねじ頭部４４直下のねじ軸４２の根元部に回り止めして組み付けられた径大座金５０が、一箇所で周縁から中心に向けて、さらに周方向に向けて切除され、ねじ締付け方向に延び、かつ、先尖り穴あけ部（ドリル部）４３に向けて下向きに傾斜している切込み刃５１が形成されていて、先尖り穴あけ部４３でラバーシート３３に穴をあけて断熱材３２に導入する締結時に、切込み刃５１がラバーシート３３に切り込んで、ラバーシート３３の下方に進入し、径大座金５０が断熱材３２にコルク栓抜きのようにねじれ込んでいくことで、従来の工法のように取付用下孔３４をくり抜く作業を必要としないとしている。しかし、径大座金５０に設けた切込み刃５１が一箇所であるため、図１４に矢印で示すように、ねじ締付け時に横方向の負荷が作用し、しかもラバーシート３３も断熱材３２も軟質であるため、ねじ軸４２が傾いて回転トルクを伝達するドライバービット４５から外れるという問題があった。
このような問題点を解決することを目的として、非特許文献２（ｈｔｔｐ：ｗｗｗ．ｙｏｕｔｕｂｅ．ｃｏｍ／ｗａｔｃｈ？ｖ＝ｒｇＬＢｗ−ＹｃＸＩＹ）には先端に先尖り穴あけ部を有するねじの頭部に、径大の座面と回転工具の係合部を有し、外周部にラバーシートを削孔する複数の突出刃を設けた樹脂製部品を組み合わせた積層材用ねじが開示されているが、金属製ねじと樹脂製部品の２つの部品を組み合わせているので、製造コストが高くなるという課題が残っている。
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたもので、ねじ軸の根元部に回り止めして組み付けられる径大座金に、直径方向に相対して、かつ、ねじ軸を中心とする対称位置に一対の切込み刃を設けることで、ねじ締付け初期に、前記一対の切込み刃の外端縁が切っ先として表層のラバーシートに切り込み、前記一対の切込み刃が前記ラバーシートを切り裂いて、該ラバーシートの下方に進入するように構成し、前記ねじ軸が傾くことなく直進して、前記三層構造の屋根材又は外壁材の下層を形成する薄鋼板に到達し、該薄鋼板を支持材に対して十分な締結力を確保して固着することができるねじを提供することを目的（課題）としている。
上記課題を解決するために、本発明は、先端に先尖り穴あけ部を有し、後端にトルク伝達穴を設けた頭部を有するねじ軸と、前記頭部直下の前記ねじ軸の根元部に回り止めして組み付けられた径大座金とからなり、前記径大座金が、ねじ締付け方向に延び、かつ、前記先尖り穴あけ部に向けて下向きに傾斜している刃部本体を有し、該刃部本体の自由端に半径方向へ延びる切込み刃が設けられている三層構造の屋根材又は外壁材を固着するためのねじであって、前記刃部本体が、前記径大座金の直径方向に相対して、かつ、前記ねじ軸を中心とする対称位置に一対設けられ、前記一対の刃部本体の自由端に設けられた一対の前記切込み刃が、それぞれ半径方向外方へ下向きに傾斜して延びており、ねじ締付け初期に、前記一対の切込み刃の外端縁が切っ先として前記三層構造の屋根材又は外壁材の表層を形成するラバーシートに切り込み、前記一対の切込み刃で前記ラバーシートを切り裂いて、前記一対の切込み刃及び前記一対の刃部本体が前記ラバーシートの下方に進入するようにしたことをを特徴とする。
請求項２に係る発明は、前記ねじ締付け初期の半回転（１８０度）で、前記一対の切込み刃の外側端縁が切っ先として前記表層のラバーシートに切り込むと共に、前記一対の切込み刃及び一対の刃部本体を含む前記径大座金全体が前記ラバーシートの下方に潜り込み、前記ねじ軸が傾くことなく、前記三層構造の屋根材又は外側材の下層を形成する薄鋼板に到達し、該薄鋼板を支持材にねじ締結するようにしたことを特徴とする。
請求項３に係る発明は、前記ねじ軸の根元部に設けたローレット状突起に前記径大座金の取付穴を圧入嵌合して、前記径大座金が前記ねじ軸に回り止め状態に固着されている構造を特定したものである。
以上説明したように、本発明は、ねじ軸の根元部に回り止めして組み付けられた径大座金に直径方向に相対して、かつ、前記ねじ軸を中心とする対称位置に一対の刃部本体が設けられ、前記一対の刃部本体は、ねじ締付け方向に延び、かつ、下向きに傾斜し、その自由端に設けられた半径方向へ延びる一対の切込み刃が、それぞれ半径方向外方へ下向きに傾斜して延びる構成としたから、ねじ締付け初期に、前記一対の切込み刃の外端縁が切っ先として三層構造の屋根材又は外壁材の表層を形成するラバーシートに切り込み、前記一対の切込み刃でラバーシートを切り裂いて、前記一対の切込み刃及び前記一対の刃部本体が前記ラバーシートの下方に進入し、さらにねじ締付け初期の半回転（１８０度）で前記径大座金全体が前記ラバーシートの下方に潜り込むから、前記ねじ軸が傾くことなく断熱材に対してスムーズに直進し、下層を形成する前記薄鋼板に到達して、該薄鋼板を支持材に強固、かつ確実に締結させることができる。
また、表層のラバーシートには、前記一対の切込み刃による切り裂き部と、ねじ頭部が通過した後、収縮した小径の穴が残るだけであるから、そのままでも支障はないが、必要によりパッチシートで覆うようにしてもよい。
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は、本発明に係るねじ１を示しており、該ねじ１は、先端に先尖りの穴あけ部としてドリル部３を有し、後端に喰付き機能を備えたトルク伝達穴５を設けた頭部４を有するねじ軸２と、頭部４直下のねじ軸２の根元部に回り止めして組み付けられた径大座金１０とからなっている。
ねじ軸２は、図２ないし図４に示すように、頭部４直下のねじ軸２の根元部に縦目のローレット状突起６が設けられている。
径大座金１０は、図５ないし図７に示すように、通常の平座金と同様に鋼板を打ち抜き曲げ加工して作られているが、ねじ軸２の外径の約４倍の大きな直径を有し、中心部位に取付穴１１が設けられていると共に、直径方向に相対して、かつ、取付穴１１を中心とする対称位置に一対の刃部本体１２，１２が設けられている。該一対の刃部本体１２，１２は、径大座金１０の外周縁から中心に向けて、さらに周方向に向けて打ち抜き切断加工した切除部１３によって画定される円弧状板片により形成され、ねじ締付け方向に延び、かつ、下向きに傾斜している。そして、両刃部本体１２，１２の自由端に一対の切込み刃１４，１４が設けられている。該一対の切込み刃１４，１４は、図６及び図７に示すように、半径方向外方へ下向きに傾斜して延び、両切込み刃１４，１４の外側端縁がねじ締付け初期の切っ先１４ａ，１４ａとして機能する。
上記構成を有する径大座金１０は、その取付穴１１をねじ軸２の根元部のローレット状突起６に圧入嵌合してねじ軸２に回り止め状態に固着され、図１に示した本発明に係るねじ１が完成する。
図８は、本発明のねじ１を用いて三層構造の屋根材２０を鉄下地の支持材２７に固着した使用例を示している。屋根材２０は折板屋根状の凹凸に成型した薄鋼板２１に高い保温効果を有する高密度発泡スチロールの断熱材２２を張り付け、該断熱材２２の表層をラバーシート２３で覆った三層構造からなり、通称サンドイッチパネルと呼ばれている。図中、２５は後述するねじ１のドリル部３によりラバーシート２３にあけられ、頭部４が通過した後に収縮した穴を示している。また、２６はねじ１が断熱材２２を通過した後にできる貫通孔で、径大座金１０の切込み刃１４，１４により破砕された断熱材屑が収容されている。
図９ないし図１２は、本発明のねじ１のドリル部３で三層構造の屋根材２０の表層のラバーシート２３に穴をあけて断熱材２２に導入するねじ締付け初期の状態を示している。図９は、ねじ１のドリル部３によりラバーシート２３及び断熱材２２に穴をあけて、ねじ軸２がねじ込まれ、径大座金１０に設けた相対する一対の切込み刃１４，１４の外側端縁により形成された相対する一対の切っ先１４ａ，１４ａがラバーシート２３に切り込んだねじ締付け初期状態を示している。この状態からねじ１がねじ締付け方向へ回転するに伴って図１０及び図１１に示すように、相対する一対の切込み刃１４，１４がラバーシート２３を切り裂いてラバーシート２３の下方に進入し、ねじ１が１８０度（半回転）したとき、図１２に示すように、両切込み刃１４，１４により切り裂れた切り裂き部２４，２４が放物線状に形成され、該切り裂き部２４，２４を通じて相対する一対の刃部本体１２，１２を含む径大座金１０全体がラバーシート２３の下方に潜り込む。さらに、ねじ１がねじ締付け方向に回転して断熱材２２に導入されると、ねじ１の頭部４がドリル部３によりラバーシート２３にあけた穴を押し拡げて断熱材２２に進入する。
このようにねじ１の頭部４と径大座金１０が断熱材２２に導入されると、ねじ１のねじ締付け方向への回転に従って、相対する一対の切込み刃１４，１４が螺旋状に旋回しながら断熱材２２内を進入するので、ねじ軸２が傾くことなく直進してドリル部３が下層の薄鋼板２１に到達する。そして、ドリル部３により薄鋼板２１及び支持材２７にねじ下穴をあけ、ねじ軸２をねじ込んで、支持材２７に対して薄鋼板２１が強固、かつ確実に固着される。
１ ねじ
２ ねじ軸
３ ドリル部
４ 頭部
５ トルク伝達穴
６ ローレット状突起
１０ 径大座金
１１ 取付穴
１２ 刃部本体
１３ 切除部
１４ 切込み刃
１４ａ 切っ先
２０ 屋根材
２１ 薄鋼板
２２ 断熱材
２３ ラバーシート
２４ 切り裂き部
２５ ラバーシート２３にあけられた穴
２６ 断熱材２２にあけられた貫通孔
２７ 支持材
２ ねじ軸
３ ドリル部
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５ トルク伝達穴
６ ローレット状突起
１０ 径大座金
１１ 取付穴
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Claims (3)
- 先端に先尖り穴あけ部を有し、後端にトルク伝達穴を設けた頭部を有するねじ軸と、前記頭部直下の前記ねじ軸の根元部に回り止めして組み付けられた径大座金とからなり、前記径大座金が、ねじ締付け方向に延び、かつ、前記先尖り穴あけ部に向けて下向きに傾斜している刃部本体を有し、該刃部本体の自由端に半径方向へ延びる切込み刃が設けられている三層構造の屋根材又は外壁材を固着するためのねじであって、
前記刃部本体が、前記径大座金の直径方向に相対して、かつ、前記ねじ軸を中心とする対称位置に一対設けられ、
前記一対の刃部本体の自由端に設けられた一対の前記切込み刃が、それぞれ半径方向外方へ下向きに傾斜して延びており、
ねじ締付け初期に、前記一対の切込み刃の外端縁が切っ先として前記三層構造の屋根材又は外壁材の表層を形成するラバーシートに切り込み、前記一対の切込み刃で前記ラバーシートを切り裂いて、前記一対の切込み刃及び前記一対の刃部本体が前記ラバーシートの下方に進入するようにしたことをを特徴とする三層構造の屋根材又は外壁材を固着するためのねじ。 - 前記ねじ締付け初期の半回転（１８０度）で、前記一対の切込み刃の外側端縁が切っ先として前記表層のラバーシートに切り込むと共に、前記一対の切込み刃及び一対の刃部本体を含む前記径大座金全体が前記ラバーシートの下方に潜り込み、前記ねじ軸が傾くことなく、前記三層構造の屋根材又は外側材の下層を形成する薄鋼板に到達し、該薄鋼板を支持材にねじ締結するようにしたことを特徴とする請求項１記載の三層構造の屋根材又は外壁材を固着するためのねじ。
- 前記ねじ軸の根元部に設けたローレット状突起に前記径大座金の取付穴を圧入嵌合して、前記径大座金が前記ねじ軸に回り止め状態に固着されている請求項１又は２記載の三層構造の屋根材又は外壁材を固着するためのねじ。
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