JP2018066412A - ねじ - Google Patents

Abstract

【課題】下材と上材の材質が異なる場合でも、上材の表層部における隆起部の発生を抑制する。
【解決手段】下材に上材を締着させるためのねじ１００であって、先端側にねじ部１０６が設けられ、基端側に支持部１０８が設けられる軸部１０２と、支持部の基端側に設けられる頭部１０４と、頭部と支持部との境界部の近傍に設けられ、頭部から支持部にかけて縮径するように形成される首下テーパ部１０９と、首下テーパ部の先端側から首下テーパ部の基端側に向けて設けられるリブ１１０と、を備え、軸部は、支持部の外径がねじ部の最大外径よりも小さい構成となっていることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、ねじに関するものであり、特に、下材に上材を締着させる際に使用されるねじに関する。

住宅等の建造物の断熱性能を高めるために、壁面や天井を構成する木材や鋼材からなる下材に対して石膏ボードからなる上材を取り付けることが行われている。このように下材に対して上材を取り付ける際に、通常、ねじ締機を用いてねじ止めすることによって締着されている。

打込み形ねじ締め機により石膏ボード等を木材へねじ締めできる打込み式ねじとして、特許文献１には、トランペット頭から平行ネジ部、中間テーパネジ部、小径平行ネジ部の段付構造であり、平行ネジ部から小径平行ネジ部までの完全ネジ部の山の高さは一定となっているものが開示されている。

また、特許文献２には、ねじの頭部に第一錐面と第二錐面を設け、第一錐面に複数の第一リブを設け、第二錐面に第二リブを設けることによって、第二錐面のリブにより加工物を切断し、第一錐面のリブも加工物を切断し、切断により発生する削り屑及び突起を加工物内に圧入させて、亀裂及びバリの発生を防止するねじについて開示されている。

特許第３３３４５６３号公報 特開２０１６−１６９８５９号公報

しかしながら、ねじ固定される下材と上材の材質が木材と石膏のように異なる場合、双方の材質の熱収縮率が異なるために、温度変化が生じたときに下材と上材との間にずれが生じてしまう。このため、ねじのせん断方向に発生する荷重によって、ねじの頭部が上材との接触部を圧縮してしまい、圧縮された上材が表層部に隆起してしまうという問題が発生する。壁面となる上材の表層部に発生した隆起部は、壁紙の上からでも認識できるので、壁面の外観を損ねてしまう。このように、ねじ止め対象となる下材と上材の材質が異なる場合において、上材の表層部における隆起部の発生を抑制する要請が高まっている。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、下材と上材の材質が異なる場合に、上材の表層部における隆起部の発生を抑制することの可能な、新規かつ改良されたねじを提供することを目的とする。

本発明の一態様は、下材に上材を締着させるためのねじであって、先端側にねじ部が設けられ、基端側に支持部が設けられる軸部と、前記支持部の基端側に設けられる頭部と、前記頭部と前記支持部との境界部の近傍に設けられ、前記頭部から前記支持部にかけて縮径するように形成される首下テーパ部と、前記首下テーパ部の先端側から該首下テーパ部の基端側に向けて設けられるリブと、を備え、前記軸部は、前記支持部の外径が前記ねじ部の最大外径よりも小さい構成となっていることを特徴とする。

本発明の一態様によれば、ねじを締め込んだ際に、上材とねじの支持部及び首下テーパ部との間に隙間が設けられるので、下材に対して上材が少量変位しても、ねじの頭部が上材の表層部を圧縮することを回避して、隆起部の発生を抑制できる。

このとき、本発明の一態様では、前記頭部の外径が前記テーパ部の基端側の外径より大きい構成とすることによって、前記頭部の外縁側がフランジ部となっていることとしてもよい。

このようにすれば、ねじによる上材の保持力を確保した上で、上材に形成された孔部と首下テーパ部との間の隙間を外部から見えないようにできる。

また、本発明の一態様では、前記リブは、前記首下テーパ部の先端側から該首下テーパ部の基端側に向けて所定の間隔で複数設けられていることとしてもよい。

このようにすれば、ねじを締め込んだ際に、より効率的に上材の表面を削って隙間を形成できる。

また、本発明の一態様では、前記リブには、前記軸部の回転方向に対して所定の角度で傾くように構成されるテーパ面が形成されていることとしてもよい。

このようにすれば、ねじを締め込んだ際に、より円滑に上材の表面を削って隙間を形成できる。

また、本発明の一態様では、前記支持部の先端部から前記頭部までの長さと前記上材の厚さが略同一なこととしてもよい。

このようにすれば、上材に設けた孔部と支持部との間に隙間が確実に設けられるようになる。

また、本発明の一態様では、前記下材が木材であり、前記上材が石膏ボードであり、前記木材に前記石膏ボードを締着させることとしてもよい。

このようにすれば、特に木材に石膏ボードをねじで締着した場合に、石膏ボードの表層部における隆起部の発生が抑制される。

また、本発明の一態様では、前記下材に前記上材を締着させる打込み式ねじであることとしてもよい。

このようにすれば、特に下材に上材を打込み式ねじで締着した場合に、上材の表層部における隆起部の発生が抑制される。

以上説明したように本発明によれば、下材に対して上材をねじ締着した際に、ねじ部及び首下テーパ部のリブによって形成される上材の孔部と、ねじの支持部及び首下テーパ部との間に隙間が設けられるようになる。このため、下材に対して上材が少量ずれて変位しても、ねじの頭部や首下テーパ部が上材の表層部と接触することを回避して、上材の隆起部の発生を抑制できるようになる。

（Ａ）は、本発明の一実施形態に係るねじの平面図であり、（Ｂ）は、本発明の一実施形態に係るねじの正面図である。 （Ａ）は、図１（Ｂ）のＡ−Ａ線断面図であり、（Ｂ）は、図２（Ａ）のＢ―Ｂ線断面図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、従来のねじによる動作説明図であり、（Ｃ）は、本発明の一実施形態に係るねじによる動作説明図である。

以下、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、以下に説明する本実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではなく、本実施形態で説明される構成の全てが本発明の解決手段として必須であるとは限らない。

まず、本発明の一実施形態に係るねじの構成について、図面を使用しながら説明する。図１（Ａ）は、本発明の一実施形態に係るねじの平面図であり、図１（Ｂ）は、本発明の一実施形態に係るねじの正面図であり、図２（Ａ）は、図１（Ｂ）のＡ−Ａ線断面図であり、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）のＢ―Ｂ線断面図である。

本発明の一実施形態に係るねじ１００は、下材に上材をねじ止めして締着させる際に使用される打込み式ねじである。打込み式ねじとは、初めに所定量の打込みを行い、その後に、締め込みを行って上材と下材を締着するねじであり、例えば、ねじ１００の頭部１０４が上材の表面から１０ｍｍ程度浮かせるように打ち込みを行ったり、ねじ１００の先端部１０６ａが下材に刺さる位置まで打ち込みを行った後に、ねじ１００の頭部１０４が上材の表面と面一以下になるまで締め込みを行うように施工される。本実施形態のねじ１００は、軸部１０２と、頭部１０４と、首下テーパ部１０９とを備える。なお、本実施形態のねじ１００は、打込み式ねじに適用されているが、軸部１０２と、頭部１０４と、首下テーパ部１０９とを備える構成であれば、締込み式ねじにも適用できる。

軸部１０２は、図１（Ｂ）に示すように、先端側にねじ部１０６が設けられ、基端側に支持部１０８が設けられている。ねじ部１０６は、側面にねじ山１０７が螺旋状に設けられ、上材にねじ１００を打込んだ際に、上材を貫通しながら孔部を形成する機能を有する。支持部１０８は、下材に対してねじ１００を締め込んだ際に、上材を支持する機能を有する。

本実施形態では、ねじ部１０６は、先端部１０６ａが尖った構成となっており、側面にねじ山１０７が螺旋状に設けられ、ねじ山１０７のリードがピッチの２倍に等しい二条ねじとなっている。一方、支持部１０８は、側面にねじ山が設けられていないストレート形状のねじ無し部となっている。なお、ねじ部１０６は、二条ねじの構成に限定されず、一条ねじやテーパねじ等の他の構成としてもよい。また、支持部１０８は、ストレート形状の構成に限定されず、ねじ形状やリング形状等の他の構成としてもよい。

また、本実施形態では、軸部１０２は、支持部１０８の外径Ｄ１がねじ部１０６の最大外径Ｄ２よりも小さい構成となっていることを特徴とする。具体的には、例えば、ねじ１００の全長を２８ｍｍとした場合に、支持部１０８の外径Ｄ１が２．７５ｍｍ、ねじ部１０６の最大外径Ｄ２が３．９ｍｍとしている。なお、ここで言及する「最大外径」とは、ねじ部１０６の太ささが一定となる基端側のねじ山１０７のうち、大きいねじ山の端部によって定まる外径をいう。

このように、支持部１０８の外径Ｄ１をねじ部１０６の最大外径Ｄ２よりも小さい構成とすることによって、上材にねじ１００を締め込んだ際に、ねじ部１０６によって形成される上材の孔部と支持部１０８との間に隙間が設けられるようになる。このため、下材に対して上材が少量ずれて変位しても、ねじ１００の頭部１０４が上材の表層部を圧縮することを回避して、上材の隆起部の発生を抑制できるようになる。

頭部１０４は、軸部１０２の基端側に設けられ、図１（Ａ）に示すように、頂面側には、プラスドライバ等の取付工具に係合させるための十字型の係合溝１０５が設けられている。なお、係合溝１０５は、十字型の形状に限定されず、マイナスドライバ等の取付工具の形状に応じて、マイナス型等の他の形状としてもよい。

首下テーパ部１０９は、図１（Ｂ）に示すように、軸部１０２と頭部１０４との境界部の近傍に設けられ、頭部１０４から支持部１０８にかけて縮径するように形成される構成となっている。首下テーパ部１０９には、図２（Ａ）に示すように、その先端側から基端側に向けて所定の角度間隔で放射状に展開される６つのリブ１１０が設けられている。なお、リブ１１０は、首下テーパ部１０９に設けられていればよいので、同じ角度間隔でなくてもよい。また、リブ１１０の数は、６つに限定されない。

本実施形態では、図２（Ｂ）に示すように、それぞれのリブ１１０は、その縁部側に首下テーパ部１０９に対して所定の角度で傾くように構成されるテーパ面１１０ａが形成されていることを特徴とする。具体的には、テーパ面１１０ａは、例えば、首下テーパ部１０９の垂直方向に対する角度θ１が６０度、すなわち、軸部１０２の回転方向（図２（Ｂ）における右回り方向）に対して３０度に傾くように構成される。なお、リブ１１０は、ねじ１００の軸部１０２に対して首下テーパ部１０９よりも外径が大きくなるように形成されていれば良いので、テーパ部１０９と略平行に形成された突起形状に限定されない。

このように、首下テーパ部１０９にリブ１１０を設けることによって、ねじ１００を締め込んだ際に、リブ１１０が上材を削りながら、上材と首下テーパ部１０９との間に隙間を形成することができる。特に、それぞれのリブ１１０には、軸部１０２の回転方向に対して所定の角度で傾くように構成されるテーパ面１１０ａが形成されているので、ねじ１００を締め込む際に、より効率的にリブ１１０が上材を削りながら、上材と首下テーパ部１０９との間に隙間を形成することができる。このため、下材に対して上材が少量ずれて変位しても、上材の孔部に首下テーパ部１０９がすぐに当接しないので、上材の隆起部の発生を抑制できるようになる。

また、本実施形態では、図１（Ｂ）及び図２（Ａ）に示すように、頭部１０４の外径Ｄ３がテーパ部１０９の基端側の外径Ｄ４より大きい構成とすることによって、頭部１０４の外縁側がフランジ部１０４ａとなっていることを特徴とする。具体的には、例えば、テーパ部１０９の基端側の外径Ｄ４が６．６ｍｍとした場合に、頭部１０４の外径Ｄ３が８．４ｍｍとしている。

このように、頭部１０４の外縁側がフランジ部１０４ａを設けることによって、上材を表面側から抑え込めるので、リブ１１０によって上材と首下テーパ部１０９の間に隙間が形成されても、ねじ１００による上材の保持力を確保できる。また、上材に設けた孔部や、リブ１１０が上材を削る際に生じる上材の毛羽立ち、首下テーパ部１０９との間の隙間等を外部から見えないようにできるので、施工後の外観を良好にできる。

また、本実施形態のねじ１００は、下材に上材をねじ止めして締着させる際に使用される打込み式ねじであることから、下材に対して上材にねじ１００を締め込んだ際に、上材の隆起部の発生を抑制するためには、上材を支持する支持部１０８と上材の孔部との間に隙間ができる必要がある。このため、本実施形態では、支持部１０８の先端部１０８ａから頭部１０４の頂面側までの長さＬ２と上材の厚さを略同一とする。具体的には、例えば、上材の厚さが１２．５ｍｍの場合には、支持部１０８の長さＬ３が８．０ｍｍ、首下テーパ部１０９の高さｈが３．８ｍｍ、頭部１０４の厚さｔが０．７ｍｍとなる。

次に、本発明の一実施形態に係るねじの構成とすることによる作用・効果について、図面を使用しながら説明する。図３（Ａ）及び図３（Ｂ）は、従来のねじによる動作説明図であり、図３（Ｃ）は、本発明の一実施形態に係るねじによる動作説明図である。

木材からなる下材Ｗ１に石膏ボードからなる上材Ｐ１を留めるときに、打込み式ねじ５０が使用される。下材Ｗ１に対して打込み式ねじ５０を締め込むことによって、図３（Ａ）に示すように、軸部５２が上材Ｐ１を貫通して、下材Ｗ１に入り込んで留められる。

下材Ｗ１と上材Ｐ１の材質が木材と石膏のように異なる場合には、双方の材質の熱収縮率が異なるために、温度変化が生じると、図３（Ｂ）に示すように、下材Ｗ１と上材Ｐ１との間にずれが生じてしまう。このため、熱収縮率の大きい木材からなる下材Ｗ１に留められていた軸部５２が下材Ｗ１の収縮に伴う移動方向に引張されて、その引張作用に伴い、ねじ５０の頭部５４が上材Ｐ１との接触部を圧縮して、圧縮された上材Ｐ１が表層部に隆起する隆起部ｐ１が発生してしまう。

このような隆起部ｐ１は、特に、下材Ｗ１が温度や湿度等の自然環境の影響で熱収縮等の変形をし易い木材である場合に顕著に現れる傾向にある。また、下地Ｗ１が木材で上材Ｐ１が石膏ボードである場合には、鉄やステンレス鋼等の硬質な材質で構成される打込み式ねじ５０の頭部５４と接触する軟質な石膏ボードからなる上材Ｐ１が圧縮され易いので、木材に石膏ボードを締着させる際に、圧縮された上材Ｐ１の表層部に隆起部ｐ１が発生し易くなる。

このため、本実施形態のねじ１００は、軸部１０２の基端側に有する支持部１０８の外径を先端側に有するねじ部１０６の最大外径よりも小さい構成として、かつ、首下テーパ部１０９の表面に、リブ１１０を設ける構成としている。

本実施形態のねじ１００をこのような構成とすることによって、打込み式の機械を用いてねじ１００を上材Ｐ１及び下材Ｗ１に打ち込むと、ねじ部１０２の外径を有する孔部Ｈ１が上材Ｐ１に形成される。そして、ねじ１００の頭部１０４が上材Ｐ１の表面に到達するまで締め込まれると、ねじ無し部となる支持部１０８が上材Ｐ１の領域に配置されるようになる。このため、ねじ部１０６と支持部１０８との外径の差分の大きさの隙間Ｃ１が確保されるようになる。

また、打込み式の機械を用いてねじ１００を上材Ｐ１及び下材Ｗ１に締め込む過程で首下テーパ部１０９が上材Ｐ１に到達すると、首下テーパ部１０９の表面側に設けられたリブ１１０によって、上材Ｐ１を削り取りながら、ねじ１００が締め込まれる。そして、ねじ１００の頭部１０４が上材Ｐ１の表面に到達するまで打ち込まれると、首下テーパ部１０９が上材Ｐ１のリブ１１０によって削り取られた領域に配置されるようになる。このため、首下テーパ部１０９と孔部Ｈ１の上側との間にリブ１１０で削り取った部分の大きさの隙間Ｃ２が確保されるようになる。

このように、打込み式の機械を用いてねじ１００を上材Ｐ１及び下材Ｗ１に締め込むことによって、孔部Ｈ１と、ねじ１００の支持部１０８及び首下テーパ部１０９との間に確保した隙間Ｃ１，Ｃ２の空間分だけ上材Ｐ１が移動しても、従来のように頭部５４で圧縮されて形成される上材Ｐ１の表層部の隆起部ｐ１が発生することを抑制できる。特に、下材Ｗ１が木材のように温度や湿度等の自然環境によって変形し易い材質の場合に、石膏ボード等の熱収縮率の異なる他の材質で構成した上材Ｐ１を打込み式ねじ１００で締着させる際に、上材Ｐ１の表層部における隆起部の発生が抑制される。

なお、通常の締め込みによる施工を行った場合であっても、上材Ｐ１に形成される孔部Ｈ１と支持部１０８との間に隙間Ｃ１が形成されるが、打込み式の機械によって打込まれた場合と比較して、孔部Ｈ１の外径が小さく隙間Ｃ１が小さくなる。そのため、打込み式のねじ施工を行った場合において、特に隆起部ｐ１の発生を抑制する効果を発揮する。

また、本実施形態では、頭部１０４の外縁側がフランジ部１０４ａとなる構成とすることによって、上材Ｐ１を表面側から抑え込めるので、ねじ１００による上材Ｐ１の保持力を確保できる。さらに、上材Ｐ１に形成された孔部Ｈ１と首下テーパ部１０９との間の隙間Ｃ２や、上材Ｐ１の表面の毛羽立ち等を外部から見えないようにできるので、施工後の外観を良好にできる。特に、本実施形態のねじ１００は、木造建築の住居等の建造物における木材からなる下材に対して、上材として石膏ボード等の他の材質のボードを締着させる際に、いっそう効果高く適用することができるので、極めて大きな工業的価値を有する。

なお、上記のように本発明の一実施形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項及び効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは、当業者には、容易に理解できるであろう。従って、このような変形例は、全て本発明の範囲に含まれるものとする。

例えば、明細書又は図面において、少なくとも一度、より広義又は同義な異なる用語と共に記載された用語は、明細書又は図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。また、ねじの構成、動作も本発明の一実施形態で説明したものに限定されず、種々の変形実施が可能である。

１００ ねじ、１０２ 軸部、１０４ 頭部、１０４ａ フランジ部、１０５ 係合溝、１０６ ねじ部、１０６ａ （ねじ部の）先端部、１０７ ねじ山、１０８ 支持部、１０８ａ （支持部の）先端部、１０９ 首下テーパ部、１１０ リブ、１１０ａ テーパ面、Ｃ１、Ｃ２ 隙間、Ｈ１ 孔部、Ｐ１ 上材、ｐ１ 隆起部、Ｗ１ 下材

Claims (7)

1. 下材に上材を締着させるためのねじであって、
   先端側にねじ部が設けられ、基端側に支持部が設けられる軸部と、
   前記支持部の基端側に設けられる頭部と、
   前記頭部と前記支持部との境界部の近傍に設けられ、前記頭部から前記支持部にかけて縮径するように形成される首下テーパ部と、
   前記首下テーパ部の先端側から該首下テーパ部の基端側に向けて設けられるリブと、を備え、
   前記軸部は、前記支持部の外径が前記ねじ部の最大外径よりも小さい構成となっていることを特徴とするねじ。
2. 前記頭部の外径が前記首下テーパ部の基端側の外径より大きい構成とすることによって、前記頭部の外縁側がフランジ部となっていることを特徴とする請求項１に記載のねじ。
3. 前記リブは、前記首下テーパ部の先端側から該首下テーパ部の基端側に向けて所定の間隔で複数設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のねじ。
4. 前記リブには、前記軸部の回転方向に対して所定の角度で傾くように構成されるテーパ面が形成されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載のねじ。
5. 前記支持部の先端部から前記頭部までの長さと前記上材の厚さが略同一なことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載のねじ。
6. 前記下材が木材であり、前記上材が石膏ボードであり、前記木材に前記石膏ボードを締着させることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載のねじ。
7. 前記下材に前記上材を締着させる打込み式ねじであることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載のねじ。