JP2021038573A

JP2021038573A - ねじ固定方法

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Publication number: JP2021038573A
Application number: JP2019160587A
Authority: JP
Inventors: 亨北濱; Toru Kitahama; 俊洋藤井; Toshihiro Fujii
Original assignee: Takenaka Komuten Co Ltd
Current assignee: Takenaka Komuten Co Ltd
Priority date: 2019-09-03
Filing date: 2019-09-03
Publication date: 2021-03-11
Anticipated expiration: 2039-09-03
Also published as: JP7269841B2

Abstract

【課題】仕上げ材の裏面部に金物を固定するに当たり、作業手間の軽減を図りながら、ねじの緩み止め対策を講じること。【解決手段】仕上げ材１の裏面部に予め形成された削孔部２にねじ３をねじ込んで、仕上げ材１の裏面部に金物４を固定するねじ固定方法であって、削孔部２の一部である手前側にタップ切加工によりタップ切部６を形成する第１工程と、タップ切部６に螺合させる状態でねじ３を削孔部２にねじ込む第２工程と、第２工程に引き続いて、削孔部２においてタップ切部７が形成されていない奥側にねじ３を強制的にねじ込む第３工程とを行う。【選択図】図２

Description

本発明は、仕上げ材の裏面部に予め形成された削孔部にねじをねじ込んで、仕上げ材の裏面部に金物を固定するねじ固定方法に関する。

タイル等の仕上げ材の裏面部に金物を固定する際に、仕上げ材の裏面部に予め削孔部を形成しておき、その削孔部にねじをねじ込むことで、仕上げ材の裏面部に金物を固定しているねじ固定方法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

特許文献１に記載のねじ固定方法では、削孔部にねじをねじ込むに当たり、削孔部の手前側から奥側までの全域に亘って、ねじを削孔部に強制的にねじ込んでいる。

特開２００４−３００８５３号公報

特許文献１に記載のねじ固定方法では、作業者が、削孔部の手前側から奥側までの全域に亘ってねじを強制的にねじ込まなければならず、作業手間の増大を招くことになる。

また、タイル等の硬い仕上げ材の場合にねじを強制的にねじ込んでタップ切を行うには、例えばＳＵＳ４１０に焼き入れしたもの等の硬いタッピンねじが必要となるが、一般的にタッピンねじは先細り形状となっているため、止まり穴の場合には手前側から奥側までの全域に亘ってねじ切を行うことが困難である。

削孔部にねじをねじ込むことで、仕上げ材の裏面部に金物を固定する場合で、ねじの緩み止めを行うことが必要な場合は、別途、緩み止めのための構成を追加すると、構成の複雑化を招くことになる。

この実情に鑑み、本発明の主たる課題は、仕上げ材の裏面部に金物を固定するに当たり、作業手間の軽減を図りながら、タップ切が奥側まで出来ない場合でも、引張強度の向上ができ、あわせて、ねじの緩み止め対策を講じることができるねじ固定方法を提供する点にある。

本発明の第１特徴構成は、仕上げ材の裏面部に予め形成された削孔部にねじをねじ込んで、仕上げ材の裏面部に金物を固定するねじ固定方法であって、
前記削孔部の一部である手前側にタップ切加工によりタップ切部を形成する第１工程と、
前記タップ切部に螺合させる状態でねじを前記削孔部にねじ込む第２工程と、
前記第２工程に引き続いて、前記削孔部において前記タップ切部が形成されていない奥側にねじを強制的にねじ込む第３工程とを行う点にある。

本構成によれば、第１工程を行うことで、削孔部にねじをねじ込む前に、削孔部の一部である手前側にタップ切部を形成しておくことができる。よって、第２工程では、タップ切部に螺合させる状態でねじを削孔部にねじ込むことができ、ねじのねじ込み作業を簡易に行うことができる。しかも、タップ切部を形成するためのタップ切加工は、削孔部の一部である手前側だけでよいので、タッピンねじ等でもタップ切が可能であり、それほど作業手間が増えることもなく、ねじ込み作業の簡素化を図ることができる。

第３工程では、第２工程に引き続いて、削孔部においてタップ切部が形成されていない奥側にねじを強制的にねじ込むので、ねじのねじ山が削孔部の内壁部に押し付けられて、ねじ山がつぶれながらねじ込まれることになる。よって、つぶれたねじ山と削孔部の内壁部との間で強固な摩擦力を得ることができ、この摩擦力によって引張強度の向上とねじの緩み止めを行うことができる。

以上のことから、仕上げ材の裏面部に金物を固定するに当たり、作業手間の軽減を図りながら、タップ切が奥側まで出来ない場合でも、引張強度の向上ができ、あわせて、ねじの緩み止め対策を講じることができる。

本発明の第２特徴構成は、前記第２工程及び前記第３工程において、前記削孔部にねじ込むねじは、前記仕上げ材よりも硬度の低いねじを用いている点にある。

本構成によれば、第２工程及び第３工程にて削孔部にねじ込むねじは、仕上げ材よりも硬度の低いねじを用いるので、第３工程では、ねじのねじ山が削孔部の内壁部に押し付けられて、ねじ山が確実につぶれながらねじ込まれることになる。よって、つぶれたねじ山と削孔部の内壁部との間で強固な摩擦力を適切に得ることができ、引張強度の向上とねじの緩み止めを適切に行うことができる。

本発明の第３特徴構成は、前記第１工程では、前記削孔部において開口縁部のみに前記タップ切部を形成している点にある。

本構成によれば、タップ切部を形成するためのタップ切加工は、削孔部において開口縁部のみだけでよいので、作業手間の軽減を図ることができる。削孔部の開口縁部にタップ切部を形成することで、削孔部へのねじ込み作業のはじめに、ねじを削孔部内に案内させながら、ねじを削孔部にねじ込むことができ、ねじ込み作業の簡素化を効果的に図ることができる。

ねじ固定方法の第１工程を示す図ねじ固定方法の第２工程を示す図ねじ固定方法の第２工程を示す図ねじ固定方法の第３工程を示す図ねじ固定方法を用いて仕上げ材の裏面部に金物を固定した状態を示す図確認試験の結果を示す表

本発明に係るねじ固定方法の実施形態について、図面に基づいて説明する。
このねじ固定方法は、図１〜図４に示すように、仕上げ材１の裏面部１ａに予め形成された削孔部２にねじ３をねじ込んで、仕上げ材１の裏面部１ａに金物４を固定するねじ固定方法である。

このねじ固定方法では、仕上げ材１において金物４を固定する固定箇所５に削孔部２を形成した上で、下記の（１）〜（３）の第１〜第３工程を行うことで、仕上げ材１の裏面部１ａに金物４を固定している。

（１）第１工程
第１工程では、図１に示すように、削孔部２の一部である手前側にタップドリル７をねじ込んでタップ切加工を行い、削孔部２の手前側にタップ切部６を形成する。タップ切加工を行うに当たり、図１では、タップドリル７を用いた場合を示したが、例えば、ＳＵＳ４１０等の硬度の高いねじを用いることもできる。第１工程では、削孔部２において開口縁部２ａのみにタップ切部６を形成している。例えば、削孔部２において開口縁部２ａに２〜３山のタップ切部６を形成している。タップ切加工は、削孔部２の手前側から奥側までの全域に亘って行う必要がなく、削孔部２において手前側の開口縁部２ａのみでよいので、タップ切加工の作業手間の軽減を効果的に図ることができる。

（２）第２工程
第２工程では、図２に示すように、仕上げ材１の裏面部１ａに金物４を当接させて、金物４に形成された固定用の孔部４ａを通して削孔部２にねじ３をねじ込む。これにより、第２工程では、図３に示すように、タップ切部６に螺合させる状態でねじ３を削孔部２にねじ込む。ねじ３をタップ切部６に螺合させることで、削孔部２へのねじ込み作業のはじめに、ねじ３を削孔部２内に案内させながら、ねじ３を削孔部２にねじ込むことができる。

（３）第３工程
第３工程では、図４に示すように、第２工程に引き続いて、削孔部２においてタップ切部６が形成されていない奥側にねじ３を強制的にねじ込む。このように、第２工程に引き続いて、削孔部２においてタップ切部６よりも奥側にねじ３を強制的にねじ込むと、ねじ３のねじ山３ａが削孔部２の内壁部２ｂに押し付けられて、ねじ山３ａがつぶれながらねじ込まれることになる。よって、つぶれたねじ山３ａと削孔部２の内壁部２ｂとの間で強固な摩擦力を得ることができ、この摩擦力によってねじ３の引張強度の向上と緩み止めを行うことができる。

第２工程及び第３工程において、削孔部２にねじ込むねじ３は、仕上げ材１よりも硬度の低いねじ（例えば、ＳＵＳ３０４等の硬度の低いねじ）を用いている。これにより、第３工程において、ねじ３のねじ山３ａが確実につぶれながらねじ込まれることになり、つぶれたねじ山３ａと削孔部２の内壁部２ｂとの間で強固な摩擦力を適切に得ることができる。また、第２工程及び第３工程において、削孔部２にねじ込むねじ３は、第１工程のタップ切加工に用いられるタップドリル７や硬度の高いねじよりも、硬度の低いねじを用いている。

以下、図５に基づいて、本発明に係るねじ固定方法を用いた仕上げ材付きＰＣａ板について説明する。図５に示す仕上げ材付きＰＣａは、あくまで一例であり、その他各種の仕上げ材付きＰＣａ板に対して、本発明に係るねじ固定方法を用いることができる。

この仕上げ材付きＰＣａ板１１は、図５に示すように、複数枚のタイル１２（大形タイル、仕上げ材に相当する）とコンクリート１３との一体化を図ったＰＣａ板として構成されている。仕上げ材付きＰＣａ板１１では、本発明に係るねじ固定方法を用いて、タイル１２の裏面部１４にアンカー金物１５（金物に相当する）を取り付け、アンカー金物１５が取り付けられた状態でタイル１２の裏面部１４にコンクリート１３（セメント系材料に相当する）を打設している。

アンカー金物１５は、タイル１２の裏面部１４に取り付ける取付部１６に加えて、その取付部１６からタイル表裏方向でタイル裏側（図５中、上方側）に立ち上げた立ち上げ部１７が左右一対備えられている。立ち上げ部１７は、タイル表裏方向でタイル裏側（図５中、上方側）に延びる第１延設部位１７ａと、その第１延設部位１７ａの先端部から水平方向に延びる第２延設部位１７ｂとが備えられている。第１延設部位１７ａと第２延設部位１７ｂとは、お互いに直交する姿勢で備えられている。立ち上げ部１７がコンクリート１３に埋設される状態となり、タイル１２とコンクリート１３との結合強度を向上させている。

タイル１２の裏面部１４には、タイル１２の裏足を構成する凸部１８が備えられ、その凸部１８を含めてタイル１２の裏面部１４には、裏面処理剤１９が塗布されている。タイル１２の裏面部１４に裏面処理剤１９を塗布することで、タイル１２とコンクリート１３との絶縁を行い、温度変化等による変位を弾性の裏面処理剤１９にて吸収可能に構成されている。

タイル１２の裏面部１４におけるアンカー取付箇所には、取付用の下孔部２０が形成されている。この下孔部２０にねじ２１をねじ込むことで、アンカー金物１５が、下地プレート２２を介して、タイル１２の裏面部１４に固定されている。下地プレート２２は、平面視でリング状に形成され、タイル１２の裏面部１４（実際には裏面処理剤１９、以下同様に、「タイル１２の裏面部１４」と表現する）に当接する状態で備えられている。

アンカー金物１５をタイル１２の裏面部１４に固定する際に、図１〜図４に示す上述の第１〜第３工程を行っている。第１工程を行うことで、下孔部２０の手前側に対してタップ切加工を行い、下孔部２０の開口縁部に２〜３山のタップ切部６を形成する。第２工程を行うことで、タイル１２の裏面部１４に下地プレート２２を介してアンカー金物１５を当接させ、ねじ２１を、アンカー金物１５の取付部１６の挿通孔部１６ａ、及び、下地プレート２２の挿通孔部２２ａに挿通させる状態で、下孔部２０にねじ込む。このとき、タップ切部６に螺合させる状態で、ねじ２１を下孔部２０内に案内させながら、ねじ２１を下孔部２０にねじ込む。第３工程を行うことで、第２工程に引き続いて、下孔部２０においてタップ切部６が形成されていない奥側にねじ２１を強制的にねじ込んで、下孔部２０の下端部までねじ山をつぶしながらねじ込む。

下地プレート２２の挿通孔部２２ａは、ねじ２１の挿通部２１ａと略同径に形成されている。取付部１６の挿通孔部１６ａは、ねじ２１の挿通部２１ａよりも大径に形成されている。ねじ２１の挿通部２１ａが、リング状の第１弾性体３１を介して取付部１６の挿通孔部１６ａに挿通されており、ねじ２１の挿通部２１ａと取付部１６の挿通孔部１６ａとの間に第１弾性体３１を介在させている。ねじ２１の頭部２１ｂとアンカー金物１５の取付部１６との間には、リング状の第２弾性体３２、及び、リング状のワッシャー２６を介在させている。この実施形態では、第１弾性体３１と第２弾性体３２とを別体にて構成しているが、第１弾性体３１と第２弾性体３２とを一体的に構成することもできる。

第２弾性体３２及びワッシャー２６は、ねじ２１の頭部２１ｂよりも大径に形成されている。第２弾性体３２及びワッシャー２６の外周部を囲む囲み体２３が備えられている。囲み体２３は、弾性力を有する筒状に形成され、囲み体２３の内壁部と第２弾性体３２及びワッシャー２６の外壁部とが隙間なく接触する状態で配設されている。囲み体２３は、下孔部２０にねじ込まれるねじ２１の頭部２１ｂよりも高くなるように形成され、ワッシャー２６及びねじ２１の頭部２１ｂの上方側に、弾性密封材２５用の充填空間２４を形成している。この充填空間２４は、その底部がワッシャー２６及びねじ２１の頭部２１ｂにて囲まれ、その側部が囲み体２３の内壁部にて囲まれた凹状の空間となっている。図５では、充填空間２４に弾性密封材２５が充填されている状態を示している。

下地プレート２２の外周部及びアンカー金物１５の取付部１６の外周部にも、弾性密封材２５が備えられている。これにより、下地プレート２２の外周部及びアンカー金物１５の取付部１６の外周部が、弾性密封材２５にて囲まれ、下地プレート２２とコンクリート１３とが接触するのを防止している。

弾性密封材２５としては、従来から種々の組成のものが存在し、その中から好適なものを選定して使用することができる。この実施形態では、耐熱性、耐候性、柔軟性を備えた変成シリコン系シーリング材が用いられている。

以下、上述の第１〜第３工程を行うねじ固定方法にて仕上げ材の裏面部に金物を固定した場合に、第２〜第３工程による引張強度への効果を確認するための確認試験を行ったので、その確認試験について説明する。

確認試験では、厚さ１０ｍｍ程度の試験体（仕上げ材）に、削孔部に相当する深さ７ｍｍ程度の下孔を予め形成し、ねじを下孔にねじ込んで、引張強度を測定した。

第１工程のねじ切方法としては、ＳＵＳ４１０を焼き入れしたタッピンねじ（Ｍ４）を強制的にねじ込んで行った。

ねじの固定方法としては、上述の第１〜第３工程を行う第１固定方法（本発明に係る固定方法に相当する）と、タッピンねじを強制的にねじ込んだままの第２固定方法との２つの固定方法にて行う。第１固定方法と第２固定方法とで引張強度を比較することで、第２〜第３工程による引張強度への効果を確認する。

タッピンねじは、ＳＵＳ４１０のねじ（Ｍ４）を用い、第１の固定方法における第２工程及び第３工程にてねじ込むねじ（小ねじ）は、ＳＵＳ３０４のねじ（Ｍ４）を用いている。

試験体（仕上げ材）として、タイルＡ、タイルＢ、タイルＣ、タイルＤの異なる４種類を用意し、各タイルにつき第１固定方法、第２固定方法のそれぞれについて５本ずつねじ固定して試験をした。

確認試験のタイルＡ〜Ｄにおける第１固定方法及び第２固定方法の夫々についての試験結果の平均値を比較したものを、図６に示している。

図６に示すように、タイルＡについて、第１固定方法では、第２固定方法に対して、引張強度の平均値が約１．２９倍となっており、タイルＢについて、第１固定方法では、第２固定方法に対して、引張強度の平均値が約１．１２倍となっている。また、タイルＣについて、第１固定方法では、第２固定方法に対して、引張強度の平均値が約１．１４倍となっており、タイルＤについて、第１固定方法では、第２固定方法に対して、引張強度の平均値が約１．２３倍となっている。

図６の試験結果から、タイルＡ、タイルＢ、タイルＣ、タイルＤの何れの試験体を用いても、第１固定方法では、第２固定方法に対して、引張強度が向上していることが確認できた。

〔別実施形態〕
（１）上記実施形態では、図２に示すように、第２工程において、削孔部２において開口縁部２ａのみにタップ切部６を形成している場合を例示しているが、削孔部２の手前側の一部だけにタップ切部６を形成するものであればよく、タップ切部６をどのような範囲に形成するかは適宜変更することができる。

（２）上記実施形態では、図５に示すように、本発明に係るねじ固定方法を用いた仕上げ材付きＰＣａ板を例示したが、仕上げ材の裏面部に予め形成された削孔部にねじをねじ込んで金物を固定するものであれば、仕上げ材の裏面部に金物を固定する場合に、本発明に係るねじ固定方法を適用することができる。

１仕上げ材
１ａ裏面部
２削孔部
２ａ開口縁部
３ねじ
４金物
６タップ切部

Claims

仕上げ材の裏面部に予め形成された削孔部にねじをねじ込んで、仕上げ材の裏面部に金物を固定するねじ固定方法であって、
前記削孔部の一部である手前側にタップ切加工によりタップ切部を形成する第１工程と、
前記タップ切部に螺合させる状態でねじを前記削孔部にねじ込む第２工程と、
前記第２工程に引き続いて、前記削孔部において前記タップ切部が形成されていない奥側にねじを強制的にねじ込む第３工程とを行うねじ固定方法。
前記第２工程及び前記第３工程において、前記削孔部にねじ込むねじは、前記仕上げ材よりも硬度の低いねじを用いている請求項１に記載のねじ固定方法。
前記第１工程では、前記削孔部において開口縁部のみに前記タップ切部を形成している請求項１又は２に記載のねじ固定方法。