JP2021529287A - セルフタッピングネジ - Google Patents

Abstract

【課題】改良された挿入特性を有するネジを提供する。【解決手段】セルフタッピングネジ（１０，３０）は、駆動部（１２）と、主ねじ（１６，３２）を有するねじを持つシャンク（１４）とを備える。主ねじは、最大主ねじ外径（ＤＡＦ）と、切削領域（Ｆ）と、駆動方向において続く支え領域（Ｔ）とを有する。シャンク（１４）は、駆動部（１２）と逆の方向に位置する端部にねじ終端（１８）を有し、ねじ終端（１８）は、最大主ねじ外径（ＤＡＦ）の少なくとも２０％の直径（ＤＥ）を有している。シャンクは、さらに、ねじ終端（１８）の領域にタップフルート（２０）を有し、タップフルート（２０）は、少なくとも２つのタッピングねじターン（２０ａ，２０ｂ，２０ｃ）を備えている。タッピングねじターンは、最大主ねじ外径（ＤＡＦ）の９０％以下の外径（ＤＡＡ）を有し、かつタップ領域を形成し、このタップ領域では、タッピングねじターン（２０ａ，２０ｂ，２０ｃ）が同じ直径である。タップフルート領域（ＡＢ）における主ねじ（１６，３２）の直径は、前記タッピングねじターンの外径（ＤＡＡ）と同じか、それよりも小さい。【選択図】図１

Description

本発明は、請求項１の前提部分に記載されているようなセルフタッピングネジに関するものである。

例えばＥＰ０９４８７１９Ｂ１から知られているように、特にプラスチック材料にねじ込まれるように適合されたネジは、駆動部とねじ付きシャンクとを含む。ネジは主ねじをさらに含み、前記主ねじは最大主ねじ外径を有する。前記主ねじは荷重支え領域およびねじ切削領域を有し、前記ねじ切削領域は、雌ねじが完成するねじターンの箇所で終了する。

ネジのシャンク上で、駆動部から遠ざかる方に向く端部で、ネジは最大主ねじ外径の少なくとも２０％の直径のネジ終端を有する。

ＥＰ０９４８７１９Ｂ１

本発明の目的は、改善された挿入特性を有するネジを提供することである。

この目的は、請求項１の特徴をその前提部分と組み合わせることによって達成される。

従属請求項は、本発明の有利な実施形態を含む。

本発明は、ネジ終端の領域に、タップフルートを含むシャンクを提供する。タップフルートは、少なくとも２つのタッピングねじターンを備える。これらのタッピングねじターンの外径は、主ねじの最大外径の９０％以下である。従って、タップフルート領域がネジ上に形成され、タッピングねじターンは、同じ直径の輪郭を有する。さらに、タップフルート領域における主ねじの直径は、タッピングねじターンの直径と同じか、それよりも小さい。

この利点は、タッピングねじターンが、部品、特にプラスチック材料に作られたパイロット穴にネジを最初に迅速かつ直線的に挿入し得るようにするものであり、その結果、ねじ切削領域に続く荷重支え領域の可能な限り正確な位置合わせが得られることである。これにより、荷重支え領域はねじ切削領域によって予め切削された雌ねじに沿って進行し、従ってねじ挿入プロセスの間、摩擦を減ずることができる。

本発明の有利な実施形態では、タップフルート領域の主ねじがタップフルート自体と同じ直径を有する。その結果、この領域では、主ねじがタッピングねじターンとして機能することができ、ネジが挿入されるパイロット穴の側壁との均一な係合を保証する。したがって、２つのタッピングねじターンを有する主ねじは、特に、ネジを最適にセンタリングし、整列させることを確実にするために使用され得る。

あるいは、タップフルート領域の主ねじの直径がタップフルート自体の直径よりも小さい状態で、３つのタッピングねじターンを設けることもできる。この実施形態では、タッピングねじターンのみが、ネジをセンタリングするのに使用され、その後でのみ、主ねじが雌ねじ切削する。

好ましくは、タッピングねじターンは、ネジ端部の領域の芯から始まり、芯の始まりから直径を連続的に拡張する。これにより、タッピング中にネジを均一かつ高速にセンタリングできる。

特に、同じ外径を有するねじターンは、タップフルート領域の周りに均等に分布している。これはまた、ねじのセンタリングを容易にする。

さらに、ねじ端部の直径は、主ねじ外径の少なくとも３０％、少なくとも４０％、少なくとも５０％、少なくとも６０％とすることができる。この結果、鈍いネジ端部が形成されるので、ほんの短い挿入距離で、ネジは既にパイロット穴によって案内されることになる。

タップフルート領域内の全てのねじターンが、同じ断面平面内にそれらの始まりを有することが特に好ましい。これにより、タップフルート領域全体にわたって、タップフルート領域のねじターンの均等な接触を確実にする。

別の有利な実施形態によれば、タップフルート領域内のすべてのねじは、同じねじ設計、特に同じねじ輪郭を有することができる。

好ましくは、タップフルートがネジの端部から直接始まる。これは、迅速なセンタリング機能を提供する。

あるいは、タップフルートがネジの端部から離れた位置から始まることができる。このようにして、ネジの端部に向かう領域は、位置決め機能を果たすことができる。

タップフルートねじおよび主ねじは、ロールねじであり得、したがって、それらの製造を低コストで可能にする。

タップフルートと主ねじは、タップフルート領域の中で、タップフルート領域の外側の主ねじのフランク角よりも鈍角のフランク角を有するようにしてもよい。これにより、タップフルート領域のセンタリング機能と主ねじの切削機能を特に考慮することができる。

タップフルートがその最大外径に達した後、タップフルートを急に無くすことができる。これにより、特にねじが狭いパイロット穴に挿入された場合に、摩擦が減少する。

さらに、本発明は、タップフルートが最大２ターンにわたって延在することを提供することができる。これにより、十分な案内を確保する一方で、効果的なネジ接続を確保する。

本発明によれば、ねじの外径の補間されたコースが同じままである状態で、ねじターンの中断があってもよい。

本発明によれば、最大主ねじ外径が切削領域内に存在し、さらにその外径も支え領域内でより小さくなるという点で、挿入トルクをさらに小さくすることができる。その結果、切削領域に追従する支え領域のターンが、わずかに大きく切削された雌ねじにねじ込まれる。こうして、ねじターンによって受ける摩擦が減少する。これは、ねじがプラスチック材料にねじ込まれるときに特に好ましい効果を有する。

好ましくは、最大主ねじ外径の領域におけるねじ断面輪郭が、この領域における支え領域におけるねじ断面輪郭よりも、少なくともねじ断面輪郭の半径方向外側の領域において大きい。半径方向外側領域は、最大主ねじ直径の約８５％である。

本発明のさらなる利点、特徴、および可能な用途は、図面に示された実施形態を参照する以下の説明から集めることができる。

本発明によるネジの側面図である。 図１のネジシャンクのタップフルート領域における線Ｂ−Ｂに沿った断面図である。 ３つのタッピングねじターンを有する本発明に係るネジの側面図である。 図３のネジシャンクのタップフルート領域における線Ａ−Ａに沿った断面図である。 図３のネジシャンクのタップフルート領域における線Ｂ−Ｂに沿った断面図である。 切削領域におけるねじの輪郭と主ねじの支え領域におけるねじの輪郭との比較図である。

図１は、ネジシャンク１４とネジドライブ１２とを備えたセルフタッピングネジ１０を示している。ネジシャンク１４は主ねじ１６を有し、この主ねじは切削領域Ｆ及び支え領域Ｔを有する。切削領域Ｆは、主ねじ１６上の箇所で終端となり、その箇所で雌ねじが完了する。切削領域の後に支え領域Ｔが続く。これは、ネジ１８の自由端から始まる主ねじ１６の約２ターン後に当てはまる。

この例では、切削領域Ｆと支え領域Ｔとは、同じねじターンの部分であるので、支え領域Ｔと切削領域Ｆとの間には実際の移行がない。ドライブ（駆動部）と逆に位置するネジの端部、すなわち「先端」には、本発明によるタップフルート領域ＡＢが設けられている。この実施形態では、タップフルート領域ＡＢが、ネジ端部１８で直接的にねじ芯から延び、かつ駆動部１２に向かってタップフルート領域ＡＢの端部にまでそれらの直径Ｄ_ＡＡを連続的に増加させている２つのねじターン２０ａ、２０ｂによって形成される。タッピングねじターン２０ａ、２０ｂは、タップフルート領域ＡＢの終端において、それらの最大直径Ｄ_ＡＡを有する。この直径は、主ねじ１８の直径Ｄ_ＡＦの９０％未満である。その結果、タップフルート２０の保持特性が損なわれることはなく、ネジ１０の最初の中心合わせされた真っ直ぐな挿入が依然として可能である。タップフルート領域ＡＢでは、主ねじ１６が、タッピングねじターン２０ａ、２０ｂと同様に延びている。

図２に示すのは、タップフルート領域ＡＢのほぼ中央を通る線Ｂ−Ｂに沿った断面図である。この断面図は、タッピングねじターン２０ａ、２０ｂと主ねじ１６とを示している。この箇所では、すべてのねじは、同じ直径Ｄ_ＡＡを有している。直径Ｄ_ＡＡは、ネジの端部から駆動部に向かって徐々に増大するが、この直径はタップフルート領域ＡＢ内の各断面において同じである。

図３は本発明によるネジの別の実施形態の側面図であり、このネジには、３つのタッピングねじ２０ａ、２０ｂ、２０ｃが設けられている。タップフルート領域ＡＢにおける主ねじ３２は、タッピングねじ２０ａ、２０ｂ、２０ｃよりも小さい直径を有している。

主ねじ３２は、タッピングねじターン２０ａ、２０ｂ、２０ｃ間のタップフルート領域ＡＢで始まり、タップフルート領域ＡＢの終端でタッピングねじターン２０ａ、２０ｂ、２０ｃの直径と同じになるようにその直径を増加する。タップフルート領域ＡＢの終端から、タップフルート２０が無くなり、主ねじ３２がシャンクに沿ってさらに延びる。ねじターンの直径は、タップフルート領域ＡＢの終端のＡ−Ａ線に沿った断面図である図４ａに示され、及びシャンクのＢ−Ｂ線に沿った断面図である図４ｂに示されている。

さらに、タップフルート領域ＡＢに続いて、主ねじターン３２は、ヘッドの方向において、切削領域Ｆと、支え領域Ｔとを有する。

最大主ねじ直径Ｄ_ＡＦは切削領域Ｆにあり、その後、切削領域Ｆの後に雌ねじが形成される。駆動方向において切削領域に続く支え領域Ｔは、最大主ねじ外径Ｄ_ＡＦよりも小さい外径Ｄ_ＡＴを有する。このようにして、ねじ挿入工程中に，切削領域Ｆの後に続く支え領域Ｔが受ける摩擦を減少させる。これにより、ねじ挿入トルクが低くなる。

本発明は、以下の特徴を備えるネジに関するものであることに注目すべきである。すなわち、ネジは、図１に示す設計の切削領域Ｆと、図３に示す設計の主ねじ３２とを有し、切削領域Ｆに最大ねじ外径Ｄ_ＡＦを有し、支え領域により小さな外径Ｄ_ＡＴを有する。

図４ａは、タップフルート領域ＡＢの端部のネジシャンクを通る線Ａ−Ａに沿った断面図である。すべてのねじは、この位置で同じ外径Ｄ_ＡＡを持つ。

図４ｂは、タップフルート領域ＡＢのほぼ中央を通る線Ｂ−Ｂに沿った断面図である。この図は、主ねじ３２がタッピングねじターン２０ａ、２０ｂ、２０ｃによって規定された外径Ｄ_ＡＡ内にあることを明確に示す。

図５は、さらに、切削領域のねじ輪郭と、主ねじの支え領域のねじ輪郭との比較図である。図５は、主ねじの最大外径Ｄ_ＡＦの領域におけるねじの断面輪郭３８が、ねじ断面輪郭の少なくともその半径方向外側領域Ｅにおいて、この領域Ｅにおける支え領域Ｔにおけるねじの断面輪郭３６よりも大きいことを示している。

Claims (17)

1. 駆動部（１２）と、主ねじ（１６，３２）を有するねじを持つシャンク（１４）とを備えたセルフタッピングネジ（１０，３０）であって、
   前記主ねじ（１６，３２）は、最大主ねじ外径（Ｄ_ＡＦ）と、切削領域（Ｆ）と、駆動方向において続く支え領域（Ｔ）とを有し、
   前記シャンク（１４）は、前記駆動部（１２）と逆の方向に位置する端部にねじ終端（１８）を有し、前記ねじ終端（１８）は、前記最大主ねじ外径（Ｄ_ＡＦ）の少なくとも２０％の直径（Ｄ_Ｅ）を有しており、
   特徴とするところは、
   前記シャンクは、さらに、前記ねじ終端（１８）の領域にタップフルート（２０）を有し、前記タップフルート（２０）は、少なくとも２つのタッピングねじターン（２０ａ，２０ｂ，２０ｃ）を備えており、前記タッピングねじターンは、前記最大主ねじ外径（Ｄ_ＡＦ）の９０％以下の外径（Ｄ_ＡＡ）を有し、かつタップ領域を形成し、このタップ領域では、タッピングねじターン（２０ａ，２０ｂ，２０ｃ）が同じ直径であり、さらに
   タップフルート領域（ＡＢ）における前記主ねじ（１６，３２）の直径は、前記タッピングねじターン（２０ａ，２０ｂ，２０ｃ）の外径（Ｄ_ＡＡ）と同じか、それよりも小さいものである、セルフタッピングネジ。
2. 前記タップフルート領域（ＡＢ）における主ねじ（１６、３２）の直径がタップフルートの直径（Ｄ_ＡＡ）と同一であることを特徴とする、請求項１に記載のセルフタッピングネジ。
3. 少なくとも３つのタッピングねじターン（２０ａ，２０ｂ，２０ｃ）が設けられ、タップフルート領域における主ねじの直径（Ｄ）は、タップフルート（２０）の直径（Ｄ_ＡＡ）よりも小さいことを特徴とする、請求項１に記載のセルフタッピングネジ。
4. 前記ねじ終端（１８）の領域におけるタッピングねじターン（２０ａ，２０ｂ，２０ｃ）は、芯から始まり、直径が一定に増加していることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載のセルフタッピングネジ。
5. 同一外径（Ｄ_ＡＡ，Ｄ）のタッピングねじターン（２０ａ，２０ｂ，２０ｃ）は、タップフルート領域（ＡＢ）の周りに均等に分布していることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載のセルフタッピングネジ。
6. 前記ねじ終端（１８）は、前記主ねじ外径（Ｄ_ＡＦ）の少なくとも２０％、少なくとも３０％、少なくとも４０％、少なくとも５０％、少なくとも６０％の直径（Ｄ_Ｅ）を有していることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載のセルフタッピングネジ。
7. タップフルート領域（ＡＢ）におけるすべてのねじターンは、同じ断面の平面で始まることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか1項に記載のセルフタッピングネジ。
8. タップフルート領域（ＡＢ）におけるすべてのねじターン（２０ａ，２０ｂ，２０ｃ）は、同一のねじ設計であることを特徴とする、請求項7に記載のセルフタッピングネジ。
9. 前記タップフルート（２０）は、前記ねじの終端（１８）の直後から始まることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか１項に記載のセルフタッピングネジ。
10. 前記タップフルート（２０）は、前記ねじ終端（１８）から離れた点で始まることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか1項に記載のセルフタッピングネジ。
11. 前記タップフルート（２０）および主ねじ（１６）は、ロールねじであることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか１項に記載のセルフタッピングネジ。
12. 前記タップフルート（２０）および前記主ねじ（１６）は、前記タップフルート領域の外側の主ねじ（１６）よりも、前記タップフルート領域（ＡＢ）においてより鈍角のフランク角を有することを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか１項に記載のセルフタッピングネジ。
13. 前記タップフルート（２０）は、急に無くなることを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか1項に記載のセルフタッピングネジ。
14. 前記タップフルート（２０）は、最大２ターンを超えて延びていることを特徴とする、請求項１〜１３のいずれか1項に記載のセルフタッピングネジ。
15. 前記ねじターンは、ねじの外径の補間された経路を残して、中断されることを特徴とする、請求項１〜１４のいずれか１項に記載のセルフタッピングネジ。
16. 前記主ねじは、その最大外径（Ｄ_ＡＦ）が前記切削領域（Ｆ）にあり、その外径（Ｄ_ＡＴ）が前記支え領域（Ｔ）においてより小さいことを特徴とする、請求項１〜１５ののいずれか１項に記載のセルフタッピングネジ。
17. 前記最大主ねじ外径（Ｄ_ＡＦ）の領域におけるねじの断面の輪郭（３８）は、少なくとも、ねじの断面輪郭の半径方向外側領域（Ｅ）において、この領域（Ｅ）における支え領域（Ｔ）のねじの断面の輪郭（３６）よりも大きいことを特徴とする、請求項１６に記載のセルフタッピングネジ。

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