JP2021520476A - セルフドリリングボルト及びナット - Google Patents

Abstract

ドリリングボルト及び溝付きナットを有し、硬質パネルを取り付けるためのドリリングボルト及びナットアセンブリ。ドリリングボルトは、円柱状のネジ山部と、雄ネジ直径と、雌ネジ直径と；ドリルビット部と；ネジ山部とドリルビット部とを連結する非ネジ山部とを有する。溝付きナットは、ナットの中心に形成された貫通円柱状の開口を有し、溝付きナットの円柱状の開口の円柱状の壁には、ドリリングボルトのネジ山と動作上適合するネジ山がねじ切りされている。ドリルビット部は、少なくとも２つの切削ブレードを有し、少なくとも２つの切削ブレードは間隔が空いている。少なくとも２つの溝が、貫通円柱状の開口の壁に形成され、溝は、ドリルビット部の切削ブレード間の周縁距離と同様に間隔が空いている。【選択図】図２Ｂ

Description

セルフドリリングボルト（自穿孔ボルト：self-drilling bolt）と溝付きナットとを有する、硬質パネルを取り付けるためのセルフドリリングボルトアセンブリであって、２つのドライバを使用することなく、実施される穴開け、ボルト付け及び締結作業を１回の作業セッションで可能とすることで、取り付け時間を短縮するセルフドリリングボルトアセンブリ。

ボルト及び適合性のあるナットは、通常、２個以上の固体部材をしっかりと取り付けるために使用される。限定はしないが、ボルトと適合性のあるナットとを使用して、アルミニウムパネルのような硬質パネルを互いに締め付けることは、特に、高層ビルのような大きな建物において、新しい建物の建設中に行われる非常に一般的な作業である。図１は、部材１２と部材１４とを一緒に締め付けるために使用され、円柱状のボルト６０と、適合するナット５０とを有する一般的なボルト及びナットアセンブリを示す。ボルト６０は、スクリュードライバと動作的に連結するように構成されたボルトヘッド６２と；ナット５０における適合する雌ネジと動作的に連結して、部材１２及び１４を一緒に締め付けるように構成された円柱状のネジ山部６４とを有する。

現代の建物の建設中に実施される硬質パネルの組立作業において時間がかかる要因は、非常に重要である。新しい建物の建設中に、一般に、多数のボルト及びナットが硬質パネルを一緒に締め付けるために使用される。ボルトを取り付けるには、穴開け装置の作業が必要であり、硬質パネルに穴を開け、ドリルビットを有する穴開け装置を引き出し、穴開け装置を脇に置き、形成された貫通穴に適切なボルトをはめ込み、円柱状のボルト６０のネジ山部６４の開放端に適合するナット５０を配置し、スクリュードライバを持ち上げ、最後に、ボルト６０のボルトヘッド６２に対してナット５０を締め付けて、スクリュードライバを脇に置く。

この公知の方法の欠点の中には、例えば、建物内に大量の部材の取り付けを行う場合、作業の効率を低下させ、その結果、コストを増大させるという時間的要因がある。

本発明の目的は、２つのドライバを使用することなく、実施される穴開け及び締結操作を１回の作業セッションで可能とすることで、取り付け時間を短縮することができるボルト及びナットアセンブリを提供することである。

欧州特許第２１４３９６３号明細書

本発明の教示によれば、セルフドリリングボルト及び溝付きナットを有する、硬質パネルを取り付けるためのセルフドリリングボルト及びナットアセンブリが提供される。

セルフドリリングボルトは、ドライバツールと動作的に連結するように構成されたボルトヘッドと；ボルト回転軸、雄ネジ直径及び雌ネジ直径を有する円柱状のネジ山部と；ドリルビット部と；非ネジ山部幅を有し、ネジ山部とドリルビット部とを相互接続する非ネジ山部（thread-less section）とを備える。

溝付きナットは、溝付きナットの中心に形成された貫通円柱状の開口を有し、円柱状の開口はナット回転軸を有し、溝付きナットの円柱状の開口の円柱状の壁は、セルフドリリングボルトのネジ山部のネジ山と動作上適合するネジ山でねじ切りされ、溝付きナットのネジ山は、貫通円柱状の開口を形成する。

ボルト回転軸は、ナット回転軸を有するナットと動作的に一致する。

ドリルビット部は、少なくとも２つの切削ブレードを有し、少なくとも２つの切削ブレードは間隔が空いており、ドリルビット部は、ボルト回転軸からの切削ブレードの距離の２倍の幅を有する。

非ネジ山部幅は、円柱状のネジ山部の内径と等しいか、又は、それより小さい。

切削ブレードの幅は、ネジ山部の雄ネジ直径と等しいか、又は、それよりわずかに大きい。

溝深さを各々有する少なくとも２つの溝は、貫通円柱状の開口の壁に形成され、溝はナット回転軸に平行であり、溝はドリルビット部の切削ブレード間の周縁距離（peripheral distance）と同様に間隔が空いている。

溝は、溝深さの２倍の深さで貫通円柱状の開口を局所的に広げ、それによって、局所最大円柱状の開口を形成する。

局所最大円柱状の開口は、ドリルビット部の幅と等しいか、又は、それよりわずかに広く、それによって、溝付きナットが、セルフドリリングボルトのドリルビット部を通過し、セルフドリリングボルトの非ネジ山部、そして、セルフドリリングボルトの円柱状のネジ山に到達することを可能にする。

任意選択で、ドリルビット部は円柱形状を有する。

任意選択で、ドリルビット部は円錐形状を有する。

任意選択で、セルフドリリングボルト及びナットアセンブリは、ワッシャーを更に有する。

任意選択で、切削ブレードは平坦なエッジを有する。

任意選択で、切削ブレードはねじれたエッジを有する。

任意選択で、セルフドリリングボルトは、電動ドライバによって穴開けし、ボルト締めされる。

本発明の教示によれば：
ａ）上記のセルフドリリングボルト及びナットアセンブリを提供するステップと、
ｂ）予め設定された位置で、少なくとも２つのパネルを通してセルフドリリングボルトで穴開けするステップと、
ｃ）切削ブレードが貫通円柱状の開口の壁に形成された適合する溝を通過するように、溝付きナットをドリルビット部に通すステップと、
ｄ）溝付きナットを非ネジ山部に通すステップと、
ｅ）セルフドリリングボルトの円柱状のネジ山部に溝付きナットをしっかりと締め付けるステップと、
を有する、硬質パネルの取付方法が提供される。

任意選択で、少なくとも２つのパネルを貫通するセルフドリリングボルトの穴開けの前に、セルフドリリングボルトの円柱状のネジ山部を通すワッシャーが配置される。

２つの固体部材を一緒に締め付けるために使用される、一般的な円柱状のボルト及び適合するナットの側面図である。 本発明のいくつかの実施形態による、セルフドリリングボルト及び適合する溝付きナットを有するセルフドリリングボルト及びナットアセンブリの側面図であり、セルフドリリングボルトのドリルビット部は、円錐形状を有する。 本発明のいくつかの実施形態による、セルフドリリングボルト及び適合する溝付きナットを有するセルフドリリングボルト及びナットアセンブリの側面図であり、セルフドリリングボルトのドリルビット部は円柱形状を有する。 本発明のいくつかの実施形態による溝付きナットの斜視図である。 本発明のいくつかの実施形態による溝付きナットの斜視図である。 図３Ａ及び３Ｂに示されるような溝付きナットの正面図である。 図３Ａ及び３Ｂに示されるような溝付きナットの側面断面図である。 ２つの硬質パネルを貫通するセルフドリリングボルトと、結合された溝付きナットとを示す概略図であり、ナットは通常の側面図で示される。 ２つの硬質パネルを貫通するセルフドリリングボルトと、連結された溝付きナットとを示す概略図であり、ナットは、例示目的のみのため、正面図で示される。 ２つの硬質パネルを貫通するセルフドリリングボルトと、連結された溝付きナットとを示す概略図であり、ナットは、ドリルビット部の先端上に配置されて示される。 図２Ｂに示すセルフドリリングボルトの斜視図である。 組み立て位置の溝付きナットを有するセルフドリリングボルトの側面図である。 ボルトヘッド側から示された、セルフドリリングボルトの斜視図であり、溝付きナットがネジ山部にねじ込むようになされている。 ドリルビット部の先端から示された、セルフドリリングボルトの斜視図であり、溝付きナットがネジ山部にねじ込むようになされている。

図２Ａ及び図２Ｂは、本発明のいくつかの実施形態による、セルフドリリングボルト２００及び適合する溝付きナット１００を有するセルフドリリングボルト及びナットアセンブリの側面分解図である。セルフドリリングボルト及びナットアセンブリは、１対（又はそれ以上）の硬質パネルをしっかりと取り付けるように構成され、一つのドライバツール、典型的には、電動ドライバを用いて、一つの穴開け及びボルト締めセッション（session）で実行される。

ボルト２００は、スクリュードライバなどのドライバと動作的に連結するように構成されたボルトヘッド２１０と、ボルト回転軸２０９を有する円柱状のネジ山部２２０と、ドリルビット部２４０と、ネジ山部２２０とドリルビット部２４０とを相互接続する円柱状の非ネジ山部２３０とを有する。

ネジ山部２２０は、外径２２２とネジ山内径２２４とを有し、外径２２２はネジ山内径２２４よりも広い。さらに、外径２２２の直径は、セルフドリリングボルト２００のネジ山部２２０を収容するのに必要な最小サイズの穴を規定する。さらに、円柱状の非ネジ山部２３０の幅は、円柱状のネジ山部２２０の内径２２４と等しいか、又は、それより小さい。

ドリルビット部２４０は、図２Ａに示されるような円錐形状、または、図２Ｂに示されるような円柱形状を有していてもよく、ドリルビット部２４０は、限定はしないが、平坦なエッジを有する切削ブレード２４３を有する。しかしながら、切削ブレード２４３は、ねじれたエッジを有してもよい。典型的には、ドリルビット部２４０は、２つの切削ブレード２４３を有し、本発明は、２つの切削ブレード２４３を有するものとして説明されるが、限定ではなく、本発明のドリルビット部２４０は、１つ以上の任意の数の切削ブレード２４３を有していてもよい。

２つの切削ブレード２４３間の最大距離２０５は、セルフドリリングボルト２００によって穴開けされる穴の直径を規定する。穴開けされた穴は、ネジ山部２２０の外径２２２と等しいか、又は、それよりわずかに大きくなければならないので、最大距離２０５は、外径２２２と等しいか、又は、それよりわずかに大きいことに留意すべきである。

また、図３Ａ、図３Ｂ、図３Ｃ及び図３Ｄを参照する。図３Ａ、図３Ｂ、図３Ｃ及び図３Ｄは、溝付きナット１００を斜視図及び断面側面図（図３Ｄ）で示す。溝付きナット１００は、溝付きナット（１００）の中心に形成された円柱状の開口１０１を有し、溝付きナット１００の円柱状の開口１０１の円柱状の壁には、セルフドリリングボルト２００のネジ山部２２０と動作上適合する直径を有するネジ山１０２がねじ切りされている。したがって、溝付きナット１００のネジ山１０２の小さい直径は、セルフドリリングボルト２００のネジ山内径１２４に一致し、溝付きナット１００のネジ山１０２の小さい直径は、溝付きナット１００の円柱状の開口１０１の内側開口の直径を規定する。

従って、溝付きナット１００の円柱状の開口１０１の内側開口は、外径２２２の直径よりも狭いネジ山部２２０のネジ山内径２２４の直径と同様であるので、溝付きナット１００の円柱状の開口１０１の内側開口も、２つの切削ブレード２４３間の最大距離２０５よりも狭い。したがって、このことは、ドリルビット部２４０が溝付きナット１００の円柱状の開口１０１の内側開口を通過することができないという形態の問題を生じさせ、それによって、溝付きナット１００がセルフドリリングボルト２００のネジ山部２２０に到達するのを妨げる。

図４Ａは、２つの硬質パネル（１０及び２０）を貫通するセルフドリリングボルト２００ａと、結合された溝付きナット１００とを示す。硬質パネル１０及び２０に穴が形成された後、セルフドリリングボルト２００のネジ山部２２０は、形成された貫通穴を通って進み、ドリルビット部２４０の先端は、溝付きナット１００に対面する。

溝付きナット１００は、図３Ａ〜図３Ｄに見られるように、その中心に形成された円柱状の開口１０１を有し、円柱状の開口１０１の壁には、上述されるように、ネジ山１０２がねじ切りされる。円柱状の開口１０１は、ボルト回転軸２０９と動作上一致するナット回転軸１０９を有する。切削ブレード２４３が円柱状の開口１０１を通過できるようにするために、溝１０７が円柱状の開口１０１の壁に形成され、溝１０７はナット回転軸１０９と平行である。溝１０７は、ドリルビット部２４０の切削ブレード２４３間の周縁距離と同様に間隔が空いている。

図３Ａ〜３Ｄ及び図４Ａに示される例では、２つの切削ブレード２４３及び２つの溝１０７があり、溝１０７の深さは、２つの溝１０７の間に形成される開口１０５が、２つの切削ブレード２４３の間の最大距離２０５より大きいか、又は、それと等しい。したがって、ドリルビット部２４０は、溝付きナット１００の円柱状の開口１０１を通過することができ、２つの切削ブレード２４３は、２つの溝１０７を通過して、ドリルビットエッジａ及びｂが点ｃ及びｄの近位を通過する（図４Ｂを参照）。

図４Ｃにも見られるように、溝付きナット１００は、ドリルビット部２４０を一旦通過すると、非ネジ山部２３０に到達する。非ネジ山部２３０において、溝付きナット１００は、自由に回転して、溝付きナット１００のネジ山１０２のネジ端が、セルフドリリングボルト２００のネジ山部２２０のネジ端に出会うことができ、それによって、溝付きナット１００がセルフドリリングボルト２００のネジ山部２２０にねじ込まれるのを容易にし、それによって、パネル１０及び２０を一緒に締め付ける。任意選択で、ワッシャー３００が、ボルトヘッド２１０と近位パネルとの間に配置される。

図５は、セルフドリリングボルト２００ｂの斜視図である。図６Ａは、セルフドリリングボルト２００ｂの側面図であり、溝付きナット１００は、ネジ山部２２０にねじ込むようになされる。図６Ｂは、ボルトヘッド側から示されるセルフドリリングボルト２００ｂの斜視図であり、溝付きナット１００は、ネジ山部２２０にねじ込むようになされる。図６Ｃは、ドリルビット部２４０の先端から示されるセルフドリリングボルト２００ｂの斜視図であり、溝付きナット１００は、ネジ山部２２０にねじ込まれる。

このように実施形態及び実施例に関して説明されている本発明は、同じことが多くの方法で変更され得ることは明らかである。このような変形は、本発明の精神及び範囲からの逸脱とみなされるべきではなく、当業者に明らかであるようなすべての改変は、特許請求の範囲に含まれることが意図される。

Claims (9)

1. 硬質パネルを取り付けるためのセルフドリリングボルト及びナットアセンブリであって、
   ａ．セルフドリリングボルトを備え、当該セルフドリリングボルトは、
   ｉ．ドライバツールと動作的に連結するように構成されたボルトヘッドと、
   ｉｉ．ボルト回転軸、雄ネジ直径及び雌ネジ直径を有する円柱状のネジ山部と、
   ｉｉｉ．ドリルビット部と、
   ｉｖ．非ネジ山部幅を有し、前記ネジ山部と前記ドリルビット部とを相互接続する非ネジ山部と、
   を有し、
   ｂ．溝付きナットを備え、当該溝付きナットは、前記溝付きナットの中心に形成された貫通円柱状の開口を有し、前記円柱状の開口はナット回転軸を有し、前記溝付きナットの前記円柱状の開口の円柱状の壁は、前記セルフドリリングボルトの前記ネジ山部のネジ山と動作上適合するネジ山でねじ切りされ、前記溝付きナットの前記ネジ山は、前記貫通円柱状の開口を形成し、
   前記ボルト回転軸は、ナット回転軸を有する前記ナットと動作的に一致し、
   前記ドリルビット部は、少なくとも２つの切削ブレードを有し、前記少なくとも２つの切削ブレードは間隔が空いており、前記ドリルビット部は、前記ボルト回転軸から前記切削ブレードまでの距離の２倍の幅を有し、
   前記非ネジ山部幅は、前記円柱状のネジ山部の内径と等しいか、又は、それより小さく、
   前記切削ブレードの幅は、前記ネジ山部の雄ネジ直径と等しいか、それよりわずかに大きく、
   溝深さを各々有する少なくとも２つの溝が、前記貫通円柱状の開口の前記壁に形成され、前記溝は前記ナット回転軸に平行であり、前記溝は前記ドリルビット部の前記切削ブレード間の周縁距離と同様に間隔が空いており、
   前記溝は、前記溝の深さの２倍で前記円柱状の開口を局所的に広げ、それによって、局所最大円柱状の開口を形成し、
   前記局所最大円柱状の開口は、前記ドリルビット部の幅と等しいか、又は、それよりわずかに広く、それによって、前記溝付きナットが、前記セルフドリリングボルトの前記ドリルビット部を通過し、前記セルフドリリングボルトの前記非ネジ山部、そして、前記セルフドリリングボルトの前記円柱状のネジ山に到達することを可能にする、
   セルフドリリングボルト及びナットアセンブリ。
2. 前記ドリルビット部は円柱形状を有する、
   請求項１に記載のセルフドリリングボルト及びナットアセンブリ。
3. 前記ドリルビット部は、円錐形状を有する、
   請求項１に記載のセルフドリリングボルト及びナットアセンブリ。
4. ワッシャーをさらに備える、
   請求項１に記載のセルフドリリングボルト及びナットアセンブリ。
5. 前記切削ブレードは、平坦なエッジを有する、
   請求項１に記載のセルフドリリングボルト及びナットアセンブリ。
6. 前記切削ブレードは、ねじれたエッジを有する、
   請求項１に記載のセルフドリリングボルト及びナットアセンブリ。
7. 前記セルフドリリングボルトは、電動ドライバによって、穴開けし、ボルト締めされる、
   請求項１に記載のセルフドリリングボルト及びナットアセンブリ。
8. 硬質パネルの取付方法であって、
   ａ．請求項１に記載のセルフドリリングボルト及びナットアセンブリを提供するステップと、
   ｂ．予め設定された位置で、少なくとも２つのパネルを前記セルフドリリングボルトで穴開けするステップと、
   ｃ．前記切削ブレードが前記貫通円柱状の開口の前記壁に形成された適合する前記溝を通過するように、前記溝付きナットを前記ドリルビット部に通すステップと、
   ｄ．前記溝付きナットを前記非ネジ山部に通すステップと、
   ｅ．前記セルフドリリングボルトの前記円柱状のネジ山部に前記溝付きナットをしっかりと締め付けるステップと、
   を有する、
   硬質パネルの取付方法。
9. 少なくとも２つのパネルを貫通する前記セルフドリリングボルトの前記穴開けの前に、前記セルフドリリングボルトの前記円柱状のネジ山部を通すワッシャーが配置される、
   請求項８に記載の硬質パネルの取付方法。

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