JP2017129247A - 締結装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＡＬＣのような脆い基材にビスを強いトルクでねじ込む場合であっても、部材の雌ねじの潰れによる空回り現象を確実に防止する。【解決手段】締結装置５は、金具６とビス７とからなっている。ビス７は皿型の頭１１を有している一方、金具６には、ビス７の座面１３が重なるテーパ状の受け座１７を形成している。ビス７の座面１３には、細長い係合突起１５が周方向に飛び飛びで複数本形成されて、受け座１７には、係合突起１５が嵌まる係合溝１８が周方向に飛び飛びで複数本形成されている。係合溝１８は表裏に貫通している。ビス７を所定深さまでねじ込むと、係合突起１５が係合溝１８に嵌まって、ビス７はそれ以上回転できなくなる。このため、ビス７を深打ちし過ぎることを防止して、相手部材の雌ねじが潰れてビス７が空回りするストリッピング現象を防止できる。【選択図】図２

Description

本願発明は、金具とビスとからなる締結装置に関するものである。ここに、金具とはビスで基材に押さえ固定される部材を総称するものであり、大きさや形状は問わない。特定の用途に使用されるものの他に、汎用品としての座金なども含んでいる。

板材やフレーム材のような各種の部材（ワーク）を基材にビスで固定することは、広く行われている。この場合の一つの問題として、基材が木材やＡＬＣ等のコンクリート、或いはレンガのように、軟質であったり脆い素材であったりする場合、ビスのねじ込み過ぎにより、基材の雌ねじが潰れて締結不能になってしまうストリッピング現象が発生しやすくなることが挙げられる。ビスのねじ込みには一般に電動ドライバが使用されるが、近年の電動ドライバは性能が向上して高トルク化しているため、ねじ込み過ぎてストリッピング現象が発生しやすい状況になっている。

そこで、ビスのねじ込み過ぎを防止することが考えられており、その例として特許文献１，２には、ビスにおける頭の座面に突起を設ける一方、ビスで固定されるワークのうちビスの頭の座面が重なる部位には溝を形成しておいて、ビスのねじ込みに伴って、ビスの突起をワークの溝に嵌め入れることによって、ビスの回転を停止させることが開示されている。

特開２００３−１９４０２７号公報 特開昭６０−２６８０７号公報

特許文献１，２では、ビスのねじ込みが自動的に停止させられるが、問題点も見受けられる。例えば、ワークの溝は底面を有していて表面側のみに開口しているに過ぎないため、ビスの頭でワークを強く押さえるに至る前に前に突起が溝に嵌まってしまって、ワークの締結強度が不十分になるおそれがある。また、溝の加工は非常に厄介であるため、薄金属板製のワークには殆ど適用できず、従って、汎用性に欠けるといわざるをえない。

本願発明は、このように現状を改善すべく成されたものである。

本願発明は、基材に重なる金具と、前記金具を基材に固定するビスとから成っており、前記金具のうち前記ビスの頭が重なる部位と前記ビスにおける頭の座面とに、前記金具が基材にしっかりと押さえられる状態まで前記ビスがねじ込まれると互いに係合してビスの回転を阻止する回転規制手段が設けられている、という基本構成である。

そして、請求項１の発明では、上記基本構成において、前記ビスにおける頭の座面に、ビス側の回転規制手段として係合突起を設けている一方、前記金具のうち前記ビスの座面が重なる受け座に、金具側の回転規制手段として、前記係合突起が嵌まる係合溝又は係合穴を、前記金具の表裏両面に貫通するように形成している。金具は、板金加工品のような金属製品が多いと云えるが、樹脂製品を排除するものではない。

本願発明は様々に展開できる。その例を請求項２以下で特定している。このうち請求項２の発明は、請求項１において、前記ビスにおける頭の座面に、前記係合突起が周方向に等間隔で複数形成されている一方、前記金具の受け座には、前記回転規制手段として、前記係合突起に対応した複数の係合溝が、放射方向に長く延びると共に前記金具のビス挿通穴に向けて開口するように形成されており、このため、前記金具の受け座は、前記ビス挿通穴に向いた部分を自由端とする複数の舌状片で構成されている。

請求項３の発明は請求項２を具体化したもので、この発明では、前記ビスにおける頭の座面はテーパ状に形成されており、この座面に、放射方向に長い前記係合突起が周方向に飛び飛びで複数本形成されている一方、前記金具には、前記ビスのテーパ状座面が重なるテーパ状の受け座とその外側に位置した囲い壁とを有する環状突起が形成されており、少なくとも前記受け座に前記係合溝が形成されている。

請求項４の発明は、請求項２又は３において、前記各舌状片の少なくとも自由端部は、前記ビスのねじ込み回転方向に向いて手前が低く前方が高くなるように傾斜しており、このため、隣り合った舌状片の間に段差が形成されている。

請求項４の具体的構成の例として請求項５では、前記舌状片の数をＮとし、前記ビスのピッチをＰとし、前記隣り合った舌状片の間の段差の最大寸法をＥとしたとき、Ｅ＞（Ｐ／Ｎ）の関係になっている一方、前記係合突起の座面からの突出寸法は、前記舌状片の厚さ寸法よりも小さいか等しい寸法である。

請求項６の発明は、請求項３〜５のうちのいずれにかにおいて、前記係合溝は、前記受け座の外側まで延びるように形成されている。

本願発明の締結装置は様々な用途に適用できるが、請求項７の発明は、請求項１〜６のうちのいずれかにおいて、前記金具に、ソーラーパネル又は他の部材を固定するためのスタッドボルトを突設している。

電動式等の動力工具でビスをねじ込む場合、本願発明では、ビスの座面が金具を強く押圧する状態まで至ると、ビスと金具の回転規制手段が嵌合することにより、ビスの回転が停止して動力工具に強い抵抗が生じる。従って、作業者はその時点でトリガーから指を離したらよく、これにより、ビスを適切な深さにねじ込むことができる。すなわち、ビスを適切な深さにねじ込むことを、殆ど自動的に行うことができる。

従って、本願発明は、基材がＡＬＣ等のコンクリートや窯業系又はセメント系のサイディング、レンガ、石膏ボードのような脆い素材であったり、薄金属板や厚くない木板、或いは比較的薄い樹脂板のように引き抜きに対する抵抗が高くない素材であったりしても、ビスの打ち込み過ぎを防止して、金具の締結不良を防止できる。

そして、本願発明では、回転規制手段として、金具に、表裏に貫通した係合溝又は係合穴を形成しているため、金具のうちビス挿通穴の周囲の個所は係合突起で押されて弾性変形可能であり、従って、ビスを、その頭で金具を強く押さえる状態までねじ込むことができる。すなわち、係合突起を金具に当てた状態のままでビスを回転させることが可能になる。

これにより、ビスの係合突起が金具の係合溝に嵌まった状態で、ビスの座面を金具の受け部に強く当てることができて、高い締結強度を確保することができる。特に、金具が軟質の部材に重なっている場合は、金具のうちビス挿通穴の周囲の部位が弾性変形することを確実化できるため、必要な締結強度を確保することがより確実になる。

また、係合溝又は係合穴は打ち抜きによって簡単に加工できるため、薄い金属板製の金具にも困難なしに適用できる。従って、汎用性に優れていて実用的価値は高い。更に、ビスの緩みも防止できる。なお、ビスの係合突起も、ヘッダーによって頭を圧造するときに同時に形成できるため、加工について困難性はない。

請求項２のように、金具の回転規制手段として係合溝を形成して受け座を舌状片の集まりで構成すると、舌状片は片持ち梁の状態になっていて変形しやすくなるため、ビスの座面による受け座の押さえ機能を締結強度を向上できて、高い締結強度を確保できる利点がある。

本願発明は、六角頭のビスやナベ頭のビスなどの様々なタイプのビスに適用できるが、請求項３のように、座面をテーパ状に形成したビス（皿ビス）に適用して金具に環状突起を形成すると、環状突起とワークとで囲われた部分が空間になることにより、各舌状片が一層撓み変形しやすくなるため、係合突起を係合溝に嵌め込むことが一層容易になる。

さて、ビスの係合突起は回転しながら金具の受け座に当たるが、係合突起が舌状片のうちどの部分に最初に当たるかは一定していない。つまり、係合突起は、周方向に向かって舌状片の始端に当たる状態から舌状片の終端に当たる状態まであるが、当接長さの違いはあっても、係合突起は、舌状片に当接した状態（メタルタッチ状態で）回転してから、係合溝に嵌まり込むと云える。

そして、係合突起は座面から突出しているので、係合突起が舌状片に当たった状態では、ビスの座面と舌状片との間には係合突起の突出寸法だけの隙間が空いている。従って、ビスで金具を強く押さえて所定の締結強度を確保するためには、係合突起が係合溝に嵌まった状態で座面が舌状片に当接する必要があり、この状態を実現するために舌状片の撓み変形を利用しているのであるが、請求項４の構成を採用すると、舌状片がいわば捩じられた状態に形成されていることにより、ビスの係合突起が係合溝に嵌まった状態で、舌状片はその捩じりを戻すようにビスの座面で押さえられるため、ビスの座面で舌状片を強く押さえて所定の締結強度を確保することが、より確実ならしめられる。

また、既述のとおり、ビスの係合突起が金具の係合溝に嵌まっていることにより、ビスの緩みを防止できるが、請求項４のように舌状片を変形させると、舌状片の弾性復元力により、ビスの座面で金具の舌状片を押さえた状態を保持できるため、ワークが熱膨張・熱収縮によってビスに戻し回転の力が作用しても、ビスの緩みを防止できる利点もある。また、振動による緩みも防止できる。

更に、請求項４では、隣り合った舌状片の間には段差が形成されているため、例えば、ビスの係合突起が金具の受け座に最初に当たった位置が、１つの舌状片のうちビスの回転方向に向かって終端部に近い部位である場合など、係合突起が係合溝を跨いで隣の舌状片に移行することも、容易になる。

特に、請求項５の構成を採用すると、係合突起が係合溝を跨いで隣りの舌状片に移行することが容易になるため、係合突起を係合溝に嵌合させた状態で座面で受け座をしっかりと押さえることが、より確実化されると云える。

既述のとおり、係合突起が受け座（舌状片）に当たった状態では、係合突起と受け座との間に隙間が空いており、受け座の弾性変形によって隙間が吸収されるので、ビスの座面で金具の受け座を強く押さえるためには、係合突起の突出寸法はできるだけ小さいのが好ましい。この点、請求項５のように、係合突起の突出寸法を舌状片の板厚（或いは、金具の板厚）より小さくすると、係合突起の突出寸法をできるだけ小さくしつつ、係合突起がワークに当接することも防止できて好適である。

請求項６のように、溝を受け座の外側まで切り開かれた状態に形成すると、受け座の撓み変形が一層容易になるため、ビスを所定の深さまでねじ込むことを一層確実化できるため、所定の締結強度を保持しつつビスのねじ込み過ぎを防止することが、より確実化できる。

第１実施形態を示す図で、（Ａ）は施工部の斜視図、（Ｂ）はビスの平面図、（Ｃ）はビスの正面図、（Ｄ）は（Ｃ）のＤ−Ｄ視断面図、（Ｅ）は（Ｃ）のＥ−Ｅ視断面図、（Ｆ）は金具の部分平面図、（Ｇ）は（Ｆ）のＧ−Ｇ視断面図である。 ねじ込み工程を示す図で、（Ａ）はねじ込み途中を示す断面図、（Ｂ）はねじ込み切った状態での断面図、（Ｃ）は（Ｂ）のＣ−Ｃ視断面図である。 第２実施形態を示す図で、（Ａ）は締結作業の途中での施工部の縦断正面図、（Ｂ）は各舌状片を展開して表示した作用説明図である。 ワークの熱膨張・熱収縮によってビスに緩み作用が働く状態を示す図であり、（Ａ）は全体の平面図、（Ｂ）は模式的な断面図である。

(1).実施形態の構造
次に、本願発明の実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態は、ソーラーパネルを屋根に固定するための締結装置に適用している。図１（Ａ）に示すように、屋根は、軽量Ｈ型鋼よりなる梁材１でＡＬＣよりなる屋根板２を支持し、かつ、屋根板２に断熱材３と防水シート４とを重ね配置した基本構造になっている。

締結装置５は、防水シート４に重なる矩形（長方形）の金具６と、これを固定する４本のビス７とから成っており、金具６の中央部にスタッドボルト８を突設している。スタッドボルト８には、ソーラーパネル（図示せず）を外周部を構成する枠材が嵌め込まれて、ナット（図示せず）で固定される。一般には、ソーラーパネルの四隅が締結装置５で固定される。金具６の四隅部にはビス７が嵌まるビス挿通穴９が空けられており、ビス７を屋根板２にねじ込むことにより、金具６が押さえ固定される。本実施形態では、ＡＬＣ製の屋根板２が基材になっていて、これに、金具６と防水シート４と断熱剤３とがビス７で固定されていると云える。

ビス７は、軸１０とその一端に設けた頭１１とを有しており、軸１０の外周には１条のねじ山１２が形成されている（多条ねじでもよい。）。ねじ山１２は、ピッチＰが谷径ｄとほぼ同じ程度になっており、谷部には、ねじ山１２が存在しない平滑面が存在している。また、軸１０の先端部は尖っていて、ねじ山１２は、高さを徐々に低くしながら先端に至っている。従って、ビス７は、自己穿孔性を有する木ねじタイプである。なお、軸１０のうち頭１１に寄った若干の部分は、素材径のままのねじ無し部になっている。

ビス７の頭１１は、軸１０に向けて縮径したテーパ状の座面１３を有する皿型であり、頂面には、ビットが嵌まる十字型の係合穴１４を形成している。係合穴１４は、四角形や六角形、星形などとすることも可能である。

頭１１の座面１３には、ビス側の回転規制手段として、軸方向に細長い係合突起（係合突条）１５が、周方向に等間隔で４本形成されている。図１（Ｅ）に拡大して明示するように、係合突起１５は２つの傾斜面１５ａ，１５ｂを有する台形状になっている。中心方向から見て２つの傾斜面１５ａ，１５ｂは対称に形成されており、それぞれ軸心を通る放射方向の線Ｘに対してθ１だけ傾斜している。なお、係合突起１５の断面形状は、三角形や半円状など様々な形状を採用できる。また、軸心方向から見て非対称の形状であってもよい。

図１（Ｆ）（Ｇ）に示すように、金具６のうちビス挿通穴９の周囲にはリング状の環状突起（バーリング状部）１６が形成されており、その内周部を、ビス７における頭１１の座面１３が重なるテーパ状の受け座１７と成して、この受け座１７のうち周方向に等間隔で隔てられた４か所に、金具側の回転規制手段として、４本の係合溝１８が、ビス挿通穴９に向けて開口するように切り開き形成されている。従って、隣り合った係合溝１８で挟まれた部分は、ビス挿通穴９に露出させた先端を自由端と成した舌状片１７ａになっており、受け座１７は４つの舌状片１７ａで構成されている。

環状突起１６は、平坦な頂面１６ａと、上窄まり（或いは裾広がり）の囲い壁１６ｂとを有している。従って、断面は台形状になっている。もとより、環状突起１６は、平坦な頂面を持たない単なる三角形の断面形状とすることも可能である。係合溝１８は、環状突起１６の頂面１６ａを横切る状態に形成されている。従って、隣り合った係合溝１８で挟まれた下状の部分の長さは長くなっている。

図２（Ｃ）に示すように、係合溝１８は、係合突起１５がほぼきっちり嵌まる溝幅に設定している。このため、座面１３と受け座１７との密着面積をできるだけ大きくして、高い締結強度を確保できる。また、ビス７の緩み止めの効果にも優れている。なお、図２（Ｃ）では、正確には係合穴１２が表れるが、係合穴１２は省略して全体を断面で表示している。

図２（Ｃ）から理解できるように、係合突起１５の突出寸法は、金具６の板厚よりも小さい寸法に設定している。このため、受け座１７が座金として機能することが確実になって、この面でも高い締結強度を確保できる。係合突起１５の突出寸法は、金具６の板厚ｔと同じかそれよりも小さかったらよい。

(2).まとめ
金具６の取り付け手順は従来と同様であり、金具６を片手で所定の位置・姿勢に保持して、各ビス挿通穴９にビス７をそれぞれねじ込んでいく。なお、１本目と２本目とのビス７の打ち込みに際しては、金具６を片手で押さえて所定の位置・姿勢に保持してく必要があるが、３本目、４本目の打ち込み時には、金具６を手で保持しておく必要はない。

そして、ビス７のねじ込みが終期に至ると、係合突起１５が各舌状片１７ａに当たり、係合突起１５が舌状片１７ａに当たった状態で回転することにより、係合突起１５は各舌状片１７ａを弾性変形させて回転して行き、係合突起１５が舌状片１７ａを外れると、各係合突起１５が各係合溝１８に嵌合して、ビス７はそれ以上回転できなくなると共に、各舌状片１７ａは弾性復元力によって戻り変形する。

従って、作業員は、動力工具の主軸が回転停止することで強い抵抗を手に感じることができ、その時点でトリガーから指を離すとビス７の回転が停止する。そして、各舌状片１７ａは、戻り変形した状態でも防水シート４に強く当接しているため、ビス７は適正な所定の深さにねじ込まれて、ビス７の座面１３で金具６の受け座１７が強く押圧される。

各舌状片１７ａは、周方向に９０度弱の広がりを持っているが、係合突起１５が舌状片１７ａのうち周方向のどの部位に最初に当たるかは、一定していない。しかし、程度の差はあっても、係合突起１５が舌状片１７ａを撓み変形させた状態で回転することは共通していると云えるので、係合突起１５が係合溝１８に嵌まった状態で、舌状片１７ａで防水シート４を強く押さえることができる。

更に、係合突起１５は、回転方向に向いた前側面１５ａが傾斜しているため、係合溝１８に嵌まった状態でも、ねじ込み深さが十分でない場合は、前側面１５ａのガイド作用により、係合突起１５は係合溝１８を越えて隣の舌状片１７ａに乗り掛かりやすくなる。従って、舌状片１７ａで防水シート４をしっかりと押さえる状態までビス１を回転させ得るものである。

本実施形態では、係合突起１５及び係合溝１８は周方向に隔てて４本形成されているので、係合突起１５が最初に舌状片１７ａに当たった後、ビス７が少なくとも９０°回転すると係合突起１５が係合溝１８に至るが、本実施形態の場合、ビス７のピッチＰは谷径ｄと略同じ程度であるため、ビス７が９０度回転すると、金具６の板厚ｔよりも大きい寸法だけ進入する。従って、多くの場合、係合突起１５が最初に舌状片１７ａに当たってから次の係合溝１８に嵌まった状態では、適正な深さでねじ込みに至っている。

従って、ビス７が金具６をしっかりと押さえる状態までねじ込まれる前に係合突起１５が係合溝１８に嵌まって回転不能になってしまうことはなくて、高い締結強度を確保できる。また、受け座１７は係合溝１８で分断されていて撓み変形しやすくなっているため、係合突起１５が受け座１７に当接した状態のままで、係合突起１５が係合溝１８に嵌まるまでビス７を回転させることが容易である。この面においても、ビス７を所定の深さまで打ち込むことを確実化できる。

なお、図２（Ｂ）に示すように、ビス７をねじ込み切った状態で、ビス７における頭１１の頂面と環状突起１６の頂面１６ａとが同一面を成すように設定している。従って、ビス１の座面１３の全体で金具６を押さえることができて、金具１をしっかりと固定できる。ビス１の頭１１が頂面１６ａから僅かに沈むように設定しておくことも可能である。

本実施形態のように、係合溝１８が環状突起１６の頂面１６ａを横切る状態に形成すると、受け座１７が沈み込み変形しやすくなっているため、例えば、ビス７のねじ込みに際して、係合突起１５がいきなり係合溝１８に嵌まったり、或いは、係合溝１８の僅かだけ手前において受け座１７に当たったりした場合、受け座１７を変形させて係合突起１５が係合溝１８を越えて隣の舌状片１７ａに移行させることが容易になる。このため、ビス７を所定の深さにしっかりとねじ込んだ状態に回転停止させることが、より確実になる利点がある。

本実施形態の場合、金具が重なっている防水シート４は軟質であるため、舌状片１７ａより成る受け座１７は、ビス７の係合突起１５に押されて撓み変形しやすくなっている。このため、ビス７を所定の深さまで打ち込むことが、より確実化される。従って、本願発明は、金具７が軟質の部材に重なっている場合には、特に好適であるといえる。

但し、実施形態のように環状突起１６を形成してこれに受け座１７を形成すると、受け座１７の裏側には空所があるため、仮に金具６が柔軟性のない部材に重なっていても、受け座１７は係合突起１５で押されて弾性変形し得る。従って、金具６が圧縮変形しやすい柔軟な部材に重なっていない場合でも、受け座１７を変形させてビス７を所定の深さに打打ち込むことは可能である。

係合溝１８は、環状突起１６の頂面１６ａを完全に横切らずに、終端を頂面１６ａの途中に位置させるといったことも可能である。或いは、係合溝１８を受け座１７のみに形成したり、逆に、囲い壁１６ｂの全体を横切るように形成したり、囲い壁１６ｂの途中まで至らせたりすることも可能である。

なお、ビス７は、線材を素材として製造されており、頭１１はヘッダーによって圧造されて、ねじ山１２はダイスによって転造されている。係合突起１５は、頭１１の圧造と同時に形成される。従って、加工は容易である。また、係合溝１８は、環状突起１６の加工と同時に又は後からの加工で簡単に形成できる。

(3).第２実施形態（図３）
図３では、第２実施形態を示している。この実施形態において、ビス７は第１実施形態と同一である。また、金具６も基本的には第１実施形態と同様であり、環状突起１６に４本の係合溝１８を形成して、受け座１７を４つの舌状片１７ａで構成している。

そして、この第２実施形態が第１実施形態と相違する点は、環状突起１６が第１実施形態のそれよりも高さが高くなっている点と、各舌状片１７ａが、ビス７の回転方向に向かって囲い壁１６ｂとの間の間隔が広がるように徐々に傾斜している点であり、従って、隣り合った舌状片１７ａの間には段差が生じている。

各舌状片１７ａの形態の説明としては、ビス７の回転方向に向かって基準円錐面からの距離が徐々に高くなるように、捩じり変形させている、といった言い方も可能である。隣り合った舌状片１７ａの間の段差は、各舌状片１７ａの先端（自由端）の個所において最も大きくなっており、上端ではゼロになっている。最大段差寸法をＥで表示している。

この実施形態において、最大段差寸法はＥは、ビス７におけるねじ山１２のピッチはＰ、舌状片１７ａの数（Ｎ）は４であるが、これらの関係を、Ｅ＞Ｐ／４に設定している（Ｅ＝Ｐ／４でもよい。）。また、ねじ山１２のリード角をθ２、隣り合った舌状片１７ａの相対向した側面の先端縁の上端が成す角度をθ３とすると、θ３＞θ２の関係に設定している。また、各舌状片１７ａの周方向の幅を角度で表示すると、θ４（＜９０度）になる。

本実施形態では、各舌状片１７ａがねじれ変形している点に特徴の１つがあるが、このように構成すると、図３（Ｂ２）（Ｂ３）に示すように、係合突起１５が係合溝１８に嵌合した状態で、各舌状片１７ａには、当該舌状片１７ａを変形させた状態でビス７の座面１３が当たっているため、金具６で防水シート４をしっかりと押さえて、所望の締結強度を確保することができる。

従って、舌状片１７ａと座面との間に部分的に隙間があっても、舌状片１７ａは捩じりを戻して基準円錐面になるような方向に変形しているため、金具６で防水シート４をしっかりと押さえることができる。つまり、舌状片１７ａの弾性復元力を利用して、防水シート４をしっかりと押さえ固定することができるのである。

さて、ビス７のねじ込みによって係合突起１５が舌状片１７ａに当たるが、周方向のうちのどの部分に最初に当たるかは一定しておらず、図３（Ｂ１）の左端及び右端に示すように、舌状片１７ａのうちビス７の回転方向に向かって手前の始端部に当る場合もあるし、ビス７の回転方向に向かって前側の終端部に当る場合もある。そして、係合突起１５が、例えば、舌状片１７ａの始端側の半分程度の領域に最初に当った場合は、舌状片１７ａの変形量は大きいので、係合突起１５が係合溝１８に嵌合にして舌状片１７ａが戻り変形しても、ビス７の座面１３による各舌状片１７ａの押圧力は高い状態に維持され、従って、高い締結強度を保持できる。

他方、係合突起１５が、舌状片１７ａの終端部に最初に当たってからすぐに係合溝１８に嵌合してしまうと、座面による舌状片１７ａお押さえ力が不十分になる場合が考えられる。しかるに、本実施形態では、θ３＞θ２であるため、図３（Ｂ１）の右寄り部位に示す線から理解できるように、係合突起１５が１つの舌状片１７ａの終端部に当接した場合は、係合溝１８を跨いで次の舌状片１７ａに乗り掛かっていく。これにより、座面１３で舌状片１７ａをしっかりと押さえて、所望の締結強度を確保できる。

図３（Ｂ１）の右側部位において示す状態からは、係合突起１５が、舌状片１７ａの終端にかなり近い位置（θ５がθ４に近い位置）でおいて最初に当接しないと、係合突起１５が係合溝１８を跨ぐことができないかのような印象を受けるが、実際には、図１（Ｅ）のとおり、係合突起１５の前側面１５ａが傾斜しているため、係合突起１５が係合溝１８に嵌まっても、嵌まり具合が浅いと、係合突起１５が係合溝１８を離脱して隣の舌状片１７ａに乗り掛かる現象が生じる。従って、実際には、θ５はθ４よりも相当に小さくなる。係合突起１５の２つの側面１５ａ，１５ｂのうち、少なくとも前側面１５ａの角度θ１を、例えば４０〜６０度程度の大きい角度に設定することも可能である。

また、係合突起１５が係合溝１８に入っても、その入り込みが浅い場合は、回転の惰性により、係合突起１５で隣の舌状片１７ａが押し下げられる現象が生じるため、隣の舌状片１７ａへの乗り掛かりは一層容易になる。これらの相乗作用により、ビス７をしっかりとねじ込みできる。係合突起１５は、ビス７に所定の回転抵抗が生じたら係合溝１８に嵌合するという機能を確保できる範囲で、突出寸法はできるだけ小さいのが好ましい。

図４では、複数の金具６をそれぞれ１本のビス７で締結した状態を示している。そして、防水シート４は熱膨張・熱収縮するため、昼夜の温度差や年間を通じた温度差により、膨張と収縮とを繰り返すことになる。すると、防水シート４が２つの金具６を結ぶ方向に伸びたり縮んだりすることに起因して、ビス７に金具６を介してねじ戻し作用が働くことが考えられる。すると、図４（Ｂ）に一点鎖線で示すように、ビス７が緩むことが無いとも云えない。

この点、本実施形態のように各舌状片１７ａをねじり変形させておくと、舌状片１７ａの弾性復元力により、防水シート４が金具６を介してビス７で押さえられているため、金具６のずれ動きを阻止して、ビス７の緩みを的確に防止できる。舌状片１７ａをねじ変形させることは、このような面でも利点がある。

なお、図４の実施形態では、金具６には環状突起を設けておらず、フラットタイプになっている。そして、ビス７の頭１１は皿型なので、金具６には、テーパ状のビス挿通穴を形成している。係合溝１８は、ビス７の頭１１の外側に向けて放射状に延びるように形成している。金具６が柔軟な部材に重なる場合は、受け座の変形は容易になるので、環状突起１６を設けない態様であっても実用性は高い。

(4).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できる。例えば、金具は用途に応じて形状や寸法は任意に設定できる。押さえ板として機能させるだけの金具の場合は、スタッドボルトは当然に不要になる。他の部材を取り付けるための金具である場合、タップ穴を形成し、これにビスやボルトをねじ込んで他の部材を固定する、といったことも可能である。

図４（Ｂ）のように、金具に環状突起を形成していない場合（フラットタイプの場合）でも、第１実施形態のように、各舌状片を、ビスのねじ込み方向に向かって高さが高くなるようにねじり変形した形態に設定すると、舌状片の弾性復元力を利用して高い締結強度を確保できる利点がある。また、敢えて述べるまでもないと云えるが、舌状片を捩じり変形することは、第１実施形態にも適用できる。舌状片をねじり変形する場合、加工の容易性の点からは全体を捩じるのが好適であるが、条件が許せば、例えば、先端側の一部だけを変形させて、隣り合った舌状片に先端側においてのみ段差が生じるように形成することは可能である。

係合突起は必ずしも細長く形成する必要はないが、実施形態のように細長く形成すると、係合溝や係合穴との嵌まり合いが確実になる利点である。係合突起及び係合溝、係合穴の数は任意に設定できる。両者の数を異ならせることも可能である。すなわち、係合溝又は係合穴の数を係合突起の整数倍（或いはその逆）に設定する、といったことが可能である。

本願発明は、実際に締結装置に具体化できる。従って、産業上利用できる。

１ 屋根を構成する桁材
２ 屋根板（ＡＬＣ板）
３ 断熱材
４ 防水シート
５ 締結装置
６ 金具
７ ビス
８ スタッドボルト
９ ビス挿通穴
１０ 軸
１１ 頭
１２ ねじ山
１３ 座面
１５ 係合突起
１６ 環状突起（土手部）
１７ 受け座
１７ａ 舌状片
１８ 係合溝
θ２ ねじ山のリード角
θ３ 隣り合った舌状片の間の段差部の最大傾斜角

Claims (7)

1. 基材に重なる金具と、前記金具を基材に固定するビスとから成っており、前記金具のうち前記ビスの頭が重なる部位と前記ビスにおける頭の座面とに、前記金具が基材にしっかりと押さえられる状態まで前記ビスがねじ込まれると互いに係合してビスの回転を阻止する回転規制手段が設けられている構成であって、
   前記ビスにおける頭の座面に、ビス側の回転規制手段として係合突起を設けている一方、前記金具のうち前記ビスの座面が重なる受け座に、金具側の回転規制手段として、前記係合突起が嵌まる係合溝又は係合穴を、前記金具の表裏両面に貫通するように形成している、
   締結装置。
2. 前記ビスにおける頭の座面に、前記係合突起が周方向に等間隔で複数形成されている一方、
   前記金具の受け座には、前記回転規制手段として、前記係合突起に対応した複数の係合溝が、放射方向に長く延びると共に前記金具のビス挿通穴に向けて開口するように形成されており、このため、前記金具の受け座は、前記ビス挿通穴に向いた部分を自由端とする複数の舌状片で構成されている、
   請求項１に記載した締結装置。
3. 前記ビスにおける頭の座面はテーパ状に形成されており、この座面に、放射方向に長い前記係合突起が周方向に飛び飛びで複数本形成されている一方、
   前記金具には、前記ビスのテーパ状座面が重なるテーパ状の受け座とその外側に位置した囲い壁とを有する環状突起が形成されており、少なくとも前記受け座に前記係合溝が形成されている、
   請求項２に記載した締結装置。
4. 前記各舌状片の少なくとも自由端部は、前記ビスのねじ込み回転方向に向いて手前が低く前方が高くなるように傾斜しており、このため、隣り合った舌状片の間に段差が形成されている、
   請求項２又は３に記載した締結装置。
5. 前記舌状片の数をＮとし、前記ビスのピッチをＰとし、前記隣り合った舌状片の間の段差の最大寸法をＥとしたとき、Ｅ＞（Ｐ／Ｎ）の関係になっている一方、
   前記係合突起の座面からの突出寸法は、前記舌状片の厚さ寸法よりも小さいか等しい寸法である、
   請求項４に記載した締結装置。
6. 前記係合溝は、前記受け座の外側まで延びるように形成されている、
   請求項３〜５のうちのいずれかに記載した締結装置。
7. 前記金具に、ソーラーパネル又は他の部材を固定するためのスタッドボルトを突設している、
   請求項１〜６のうちのいずれかに記載した締結装置。

Images