JP2017067179A - ドリルビスおよびサッシ枠固定構造 - Google Patents

Abstract

【課題】パシペイト処理（商品名）が行われたドリルビスに比べ、先端負けを低減でき、打ち込み抵抗が低く、ドリル性能も向上できドリルビスを提供する。【解決手段】この発明にかかるドリルビスは、金属フレークを有する摩擦低減膜が少なくともドリル部２１に形成されたステンレス鋼からなるドリルビス１である。このドリルビス１は、ドリル角が９５度以上１２０度以下である。また、上記ドリル部２１の長さがドリル径の１．５倍以上とされている。【選択図】図１

Description

この発明は、ステンレス鋼からなるドリルビスおよびサッシ枠固定構造に関する。

特許文献１には、炭素鋼のように安価で加工性に優れ、しかも焼き入れ可能な鋼材を材料に高い耐食性を保持させる表面処理技術を用いたファスナーが開示されている。

一方、炭素鋼のように安価ではないが、錆に強いステンレス鋼からなるファスナーも知られている。このようなステンレス鋼からなるファスナーでは、本来的に酸化皮膜（酸化クロム）を備える特性を有するため、焼き入れ等で上記酸化皮膜が損傷するような場合には、上記酸化皮膜を再生厚膜化するパシペイト処理（商品名）が行われている。すなわち、ステンレス鋼からなるファスナーにおいては、上記酸化皮膜を再生厚膜化すればよいため、特許文献１に開示されているような耐食性を保持させる表面処理を行う必要はない。

特開２００７−３３３１８６号公報

しかしながら、上記パシペイト処理が行われたドリルビスでは、上記ドリル部が破断する（折れる）先端負けが生じやすい。また、上記パシペイト処理が行われたドリルビスでは、鋼板に対する打ち込み抵抗が高く、打ち込みに要する時間であるドリル性能も低いという欠点があった。

この発明は、上記の事情に鑑み、パシペイト処理が行われたドリルビスに比べ、先端負けを低減でき、打ち込み抵抗が低く、ドリル性能も向上できるドリルビスを提供することを課題とする。

この発明のドリルビスは、上記の課題を解決するために、金属フレークを含有する摩擦低減膜が少なくともドリル部に形成されたステンレス鋼からなる。

上記の構成であれば、少なくともドリル部に金属フレークを含有する摩擦低減膜が合金層として形成されているので、パシペイト処理が行われたドリルビスに比べ、上記ドリル部が破断する（折れる）先端負けを低減できる。また、鋼板に対する打ち込み抵抗が低くなり、打ち込みに要する時間を短くし、ドリル性能も向上できる。

ドリル角が９５度以上１２０度以下であってもよい。これによれば、ドリルの先端刃先が欠けるチッピングを低減することができる。

上記ドリル部の長さがドリル径の１．５倍以上とされていてもよい。これによれば、切削の切り屑が切削孔から排出されやすくなり、上記ドリル部の先端負けをさらに低減できる。

上記ドリル部の終了端より後に始まる螺子の始端部の山径が、規定山径よりも低くされていてもよい。これによれば、切削対象となる部材に最初に掛かる螺子の山が低くなるため、大きな負荷が急激に発生するのを抑制でき、上記ドリル部の先端負けをさらに低減できる。

また、この発明のサッシ枠固定構造は、外壁面材と鋼製フレームとを備える外壁パネルにサッシ枠を固定する構造であって、上記のドリルビスが屋外側から上記サッシ枠に打ち込まれ、上記ドリルビスの螺子が上記鋼製フレームにねじ込まれていることを特徴とする。かかる構造であれば、上記ドリルビスは破断し難く、また、ドリルビスの打ち込みに要する時間を短くできるので、外壁パネルにサッシ枠を固定する現場作業時間を短縮できる。

本発明であれば、パシペイト処理が行われたドリルビスに比べ、先端負けを低減でき、打ち込み抵抗が低く、ドリル性能も向上できるという効果を奏する。また、このようにドリル性能を向上できたドリルビスを用いるサッシ枠固定であれば、外壁パネルにサッシ枠を固定する現場作業時間を短縮できるという効果を奏する。

本発明の実施形態のドリルビスを示す図であって、同図（Ａ）は正面図、同図（Ｂ）はドリル部の拡大図、同図（Ｃ）は斜視図である。 本発明の他の実施形態のドリルビスを示す斜視図である。 図２のドリルビスの部分を示す図であって、同図（Ａ）はドリル部の拡大図、同図（Ｂ）は他の角度から見たドリル部の拡大図、同図（Ｃ）は他の角度から見たドリル部の拡大図である。 本発明の実施形態のサッシ枠固定構造を示した説明図である。

図１（Ａ）、図１（Ｂ）および図１（Ｃ）は、この実施形態のドリルビス１の外形を示している。このドリルビス１は、マルテンサイト系のステンレス鋼からなり、本体部２と頭部３とを有している。本体部２には、ドリル部２１と螺子部２２とが形成されている。本体部２の全長は４５．０±１．３ｍｍであり、頭部３の厚さは２．６±０．２ｍｍとなっている。頭部３は外形が円形で上面側に例えば十字形の溝部を有するが、このようなものに限らない。本体部２および頭部３の形成工程は一般的な工程でよい。

上記ドリル部２１は、２つの刃部２１ａと２つの溝部２１ｂとを有する。ドリル角は１１０度とされており、ドリル部２１の長さは約６ｍｍとされている。また、ドリル部２１の直径は３．５ｍｍとされている。ここで、この実施形態では、ドリル部２１の長さをドリル部２１の直径の１．５倍以上２．５倍以下としている。

上記螺子部２２は、上記本体部２の先端（刃先）から約６ｍｍ離れた箇所から始まる。すなわち、上記螺子部２２は上記ドリル部２１の終了端から始まる。上記螺子部２２における谷と山の差は例えば０．６ｍｍ程度であり、山の角度は例えば６０度としている。また、山のピッチは例えば１．４１ｍｍである。

また、上記螺子部２２には、螺旋状にノッチライン２２ａが設けられている。このノッチライン２２ａに切削の切り屑が入るので、螺子部２２の山と穿孔対象物との間で円滑な切り込みが実現される。

ここで、従来のパシペイト処理が施されたドリルビスの性能を以下に示す。ただし、ドリル長さが６．５ｍｍで、ドリル角は１００度である。ドリルビスにおけるその他の要素は同じである。また、穿孔試験における穿孔対象物として、厚さ３．２ｍｍのＺＡＭ（商品名）鋼板（亜鉛-アルミニウム-マグネシウム合金めっき鋼板）およびこれに支えられる下地板（プラスターボード、合板等）を用い、ドリル回転数を２５００ｒｐｍ、荷重を２００Ｎとした。
（１）ドリル性能（打ち込みに要する時間）：２．４３秒（この値を１００％とする。）
（２）打ち込み抵抗：２．９７５Ｎ・ｍ（この値を１００％とする。）

また、図１（Ａ）に示した寸法に対して、ドリル部２１の長さが約５ｍｍという点でのみ相違し、表面に酸化着色処理がされたドリルビスの試験結果を以下に示す。試験条件は上記と同じである。
（１）ドリル性能：１．６３秒（６７％）
（２）打ち込み抵抗：２．５８９Ｎ・ｍ（８７％）
（３）先端負け：約半数（約５０％）

また、図１（Ａ）に示した寸法に対して、ドリル部２１の長さが約５ｍｍという点でのみ相違し、表面処理としてジオメット処理（商品名）がされたドリルビスの試験結果を以下に示す。試験条件は上記と同じである。上記ジオメット処理は、素材に層状に重ねた金属フレークを特殊無機バインダーにより結合したものである。また、ジオメット処理は、ケイ酸塩を含むめっき浴に亜鉛フレークとアルミニウムフレークを添加する複合めっきでもある。一般に、ジオメット処理は、亜鉛とスズとアルミニウムのフィラーを含有する市販の耐熱塗料（ＮＯＦメタルコーティングス株式会社製）を用いて行うことができる。
（１）ドリル性能：１．６６秒（６８％）
（２）打ち込み抵抗：１．８９１Ｎ・ｍ（６３％）
（３）先端負け：６０本／１０００本（６％）

また、図１（Ａ）に示した寸法を有し、表面処理として上記ジオメット処理がされたドリルビスの試験結果を以下に示す。試験条件は上記と同じである。
（１）ドリル性能：１．４６秒（６０％）
（２）打ち込み抵抗：１．７７４Ｎ・ｍ（６０％）
（３）先端負け：２本／４００本（０．５％）

以上の結果から、上記ジオメット処理がされたドリルビスは、パシペイト処理が施されたドリルビスに比べ、上記ドリル性能が６８％或いは６０％となり、高い性能が得られた。また、上記ジオメット処理がされたドリルビスは、打ち込み抵抗でも、６３％或いは６０％となり、高い性能が得られた。また、先端負けに関しては、ドリル部２１の長さが約５ｍｍのドリルビスにおいて表面処理がＳＳライトブロンズのものが約５０％であるのに対し、上記ジオメット処理がされたドリルビスは６％となり、高い性能が得られた。さらに、ジオメット処理がされたドリルビスでドリル部２１の長さが約６ｍｍのドリルビスについては、先端負けが０．５％となり、より高い性能が得られた。

このように、金属フレークを有する摩擦低減膜（上記ジオメット処理等）が少なくともドリル部２１に形成されたステンレス鋼からなるドリルビスであれば、パシペイト処理が行われたドリルビスに比べ、上記ドリル部２１が破断する（折れる）先端負けを低減できる。また、鋼板等に対する打ち込み抵抗が低くなり、打ち込みに要する時間であるドリル性能も向上できる。なお、上記ドリルビス１の全長や頭部長等は例示であり、このような寸法に限定されない。

また、上記ドリルビスのドリル角は１１０度とされたが、９５度以上１２０度以下であってもよい。このような範囲の角度であれば、ドリル部２１の先端刃先が欠けるチッピングを低減することができる。

上記ドリル部２１の長さがドリル径の１．５倍以上（ドリル部２１の直径は３．５ｍｍであれば５．２５ｍｍ以上）とされていると、切削の切り屑が切削孔から排出されやすくなり、上記ドリル部２１の先端負けをさらに低減できる。望ましくは、上記ドリル部２１の長さがドリル径の１．７倍以上（ドリル部２１の直径は３．５ｍｍであれば５．９５ｍｍ以上）、さらに望ましくは、上記ドリル部２１の長さがドリル径の１．８倍以上（ドリル部２１の直径は３．５ｍｍであれば６．３ｍｍ以上）あるいは、１．９倍以上（ドリル部２１の直径は３．５ｍｍであれば６．６５ｍｍ以上）とされるのがよい。なお、上記ドリル部２１の長さの上限は特にないが、製造コストを考慮するとともに、螺子部２２として必要長さが確保されるようにしておく。

図２、図３（Ａ）、図３（Ｂ）および図３（Ｃ）に他の実施形態のドリルビス１Ａを示す。このドリルビス１Ａは、図１（Ａ）に示した寸法に対して、ドリル部２１の長さが約７．０ｍｍという点および後述する始端部２２ｂの山形状の点でのみ相違し、その他の点で同じであり、また表面処に関しては上記ジオメット処理がされている。上記ドリル部２１の終了端から始まる螺子の始端部２２ｂの山径は、規定山径よりも低くされている。換言すれば、上記始端部２２ｂは、徐々に山を高くされ、例えば１周するあたりで規定山径に達するようになっている。上記規定山径は、呼び径に相当する。

上記ドリルビス１Ａは、ドリル部２１の長さが、ドリル径の２倍以上の約７．０ｍｍと長いため、切削の切り屑が切削孔からより排出されやすくなり、上記ドリル部２１の先端負けをさらに低減できる。また、上記始端部２２ｂの山径が、規定山径よりも低くされていると、切削対象となる部材に最初に掛かる螺子の山が低いため、大きな負荷が急激に発生するのを抑制でき、上記ドリル部２１の先端負けをさらに低減できる。

また、以上の例では、金属フレークを有する摩擦低減膜を形成する処理として上記ジオメット処理を上げたが、これに限らず、ディスゴ処理（商品名）による摩擦低減膜を形成してもよい。上記ディスゴ処理では、燐片状亜鉛を主成分とするベース塗料と、有機(エポキシ)または無機(珪酸塩)の樹脂を主成分とするトップ塗料を、ドリルビスに浸漬またはスプレーで塗布後、１８０℃から３００℃で加熱を行う。上記ジオメット処理とディスゴ処理の共通点として、主原料は亜鉛やアルミの鱗片（金属フレーク）で構成される。それらは、樹脂またはバインダーで結合され、膜厚は８〜１２μｍで形成される。また、素材との塗膜密着性を高めるために、２コート、２ベーク処理により品質の安定とともに摩擦抵抗の低減を図ることもできる。また、上記ドリルビス１・１Ａは、ドリル部２１の終端直後から上記螺子部２２が形成されたが、上記ドリル部２１と上記螺子部２２との間に円柱形状の無螺子部が形成されていてもよい。

また、図４に、本発明の実施形態のサッシ枠固定構造を示す。このサッシ枠固定構造は、外壁面材５１と下地材（プラスターボード、合板等）５２と鋼製フレーム５３とを備える外壁パネル５にサッシ枠６が固定される。そして、この構造では、上記ドリルビス１・１Ａが屋外側から上記サッシ枠６に打ち込まれ、上記ドリルビス１・１Ａの螺子が上記下地材５２および上記鋼製フレーム５３にねじ込まれている。かかる構造であれば、上記ドリルビス１・１Ａが破断し難く、また、打ち込みに要する時間を短くできるので、外壁パネル５にサッシ枠６を固定する現場作業時間を短縮できる。

なお、図４では、他のドリルビス７が上記下地材５２を介さずに鋼製フレーム５３にねじ込まれているが、このドリルビス７としては、金属フレークを含有する摩擦低減膜が少なくともドリル部に形成されたステンレス鋼ではない、一般的なドリルビスが用いられている。また、この図４のサッシ枠固定構造は、互いに交差する方向にねじ込まれる第１のドリルビスと第２のドリルビスとを用いて外壁面材５１と下地材５２と鋼製フレーム５３とを備える外壁パネル５にサッシ枠６を固定する構造となっている。そして、上記第１のドリルビスとして上記ドリルビス１・１Ａが設けられている。一方、上記第２のドリルビスとして、上記ドリルビス１・１Ａよりも短い一般的なドリルビス７が用いられている。上記ドリルビス１・１Ａの使用本数を抑えることで、外壁パネル５にサッシ枠６を固定する現場作業時間を短縮しつつ低コスト化が図れることになる。なお、上記ドリルビス７に代えて金属フレークを含有する摩擦低減膜が少なくともドリル部に形成されたステンレス鋼のドリルビスを用いてもよい。また、金属フレークを含有する摩擦低減膜が少なくともドリル部に形成されたステンレス鋼のドリルビスは、サッシ枠に限らず、様々な部材を鋼等の金属製材に固定することに使うことができる。

以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示した実施形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。

１ ：ドリルビス
１Ａ ：ドリルビス
２ ：本体部
３ ：頭部
５ ：外壁パネル
６ ：サッシ枠
７ ：ドリルビス
２１ ：ドリル部
２１ａ ：刃部
２１ｂ ：溝部
２２ ：螺子部
２２ａ ：ノッチライン
２２ｂ ：始端部
５１ ：外壁面材
５２ ：下地材
５３ ：鋼製フレーム

Claims (5)

1. 金属フレークを含有する摩擦低減膜が少なくともドリル部に形成されたステンレス鋼からなるドリルビス。
2. 請求項１に記載のドリルビスにおいて、ドリル角が９５度以上１２０度以下であることを特徴とするドリルビス。
3. 請求項１または請求項２に記載のドリルビスにおいて、上記ドリル部の長さがドリル径の１．５倍以上とされたことを特徴とするドリルビス。
4. 請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のドリルビスにおいて、上記ドリル部の終了端より後に始まる螺子の始端部の山径が、規定山径よりも低くされていることを特徴とするドリルビス。
5. 外壁面材と鋼製フレームとを備える外壁パネルにサッシ枠を固定する構造であって、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のドリルビスが屋外側から上記サッシ枠に打ち込まれ、上記ドリルビスの螺子が上記鋼製フレームにねじ込まれていることを特徴とするサッシ枠固定構造。

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