JP3545771B2 - ネジ駆動形成部 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、工具あるいはネジ駆動形成部を嵌め込むあるいは継ぎ足すための窪み部ないしは突起部を有するネジに関する。
【０００２】
【従来の技術】
広く行き渡ったネジでは、ネジ抜きを挿入する窪み部が十字状に形成されているため、このネジはプラスネジとしても知られている。使用者が加えたトルクを伝達するためにある窪み部の側壁はネジの縦断面に対し一定の傾斜している。トルクを加える場合、斜めに延びるため一部の力はネジドライバーをスリットから押し出そうとする力に変換される。固いネジでは、ネジドライバーをスリットから押し出す傾向がある。こうして、ネジを回転するのに利用する回転力が制限される。側壁が斜め延びていることは、ネジの座りをよくし、ネジドライバーを嵌め込む場合、中心合わせをするのに有効である。
【０００３】
側壁がネジの軸線方向に平行に延びるネジの頭に窪み部を付けることも周知である。ここでは、ネジドライバーを窪み部から再び押し出す力の成分が発生しないが、この場合には別な問題が生じる。工具を嵌めるためには、この工具を窪み部より幾分小さい寸法にする必要がある。このことは、工具の周り全面に隙間がなくてはならないことを意味する。しかし、トルクを加える場合、個々の突起部にのみ通常線状の当たりが生じる。製造上の公差のため、工具やネジを理想的に良好な形状からずれることを計算に入れると、多数の当接面のうちただ二つのみが利用される場合が生じる。この種の繰り抜き形状に対する例はジグザグな窪み部、あるいは互いに突き当たる円弧によって制限される窪み部である。これは、交互に内と外に曲がるか、あるいは全てが同じ方向に曲がる。
【０００４】
公知の駆動形成部（WO - 83/02983 号明細書）では、多数の凸状に曲がった側面があり、その接触角は交互に外と内に向く角を形成している。
更に、駆動繰り抜き部とそれに付属する工具が半径方向に平坦な側壁を有する放射状の個別羽根を有するネジも公知である（ドイツ特許第 35 01 414号明細書) 。この羽根の外側はネジの軸線方向に対して同軸で円錐状ないしはピラミッド状の面の上にある。羽根の側面が放射状に延びるので、この羽根は外に向けて増加する幅を有するが、この幅は工具の強度に寄与しない。ネジを回す工具が数学的に望ましい形状からずれていると、この種の形成部の場合、個々の羽根に線状の接触が生じる。その場合、場合によっては、６つの羽根の数個にのみ接触することもある。
【０００５】
他の公知のネジの頭の形状では（米国特許第 3,584,667号明細書）、筒形の窪み部（切欠部）、あるいは筒形の突起部の外周は交互に内と外に向いた接線方向で互いに重なる円弧によって形成されている。その場合、内向きの円弧が外向きの円弧の２倍の直径を有する。この構成のため、工具とネジの間の当接面が拡大され、もはや直線の上にない。同時、工具とネジの頭の間に必要な隙間のため、長手方向に対して斜めに加わる工具への力を発生する。これは、確かにトルクを伝達するために改善された当たりとなり、恐らく工具を偏心させて配置することになる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
この発明の課題は、工具をネジの中に上手く案内し、強いトルクの伝達を保証し、工具を押し出すことのない、ネジに対する駆動形成部を提供することにある。このネジは、特に機械的にネジ込むのに適している。ネジを製造する工具の寿命は長くなる。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題は、この発明により、ネジ駆動端部とこの端部に形成された窪み部の形状の駆動形成部とを備えたネジであり、
この窪み部の駆動工具との接触を回転駆動の間じゅう保つため規定された側壁が、
半径方向に外側、及び半径方向に内側の領域において円形筒面から外れた、このネジの長手方向に対して平行の筒軸線を有する筒面上にあり、
および、半径方向に外方に向かって突出する窪み部の部分の間で、この窪み部の最大の直径と最低の直径との間の半径方向内に位置している領域において、
この窪み部の内部へと先細りに形成された円錐の円錐面上にあり、
その際、この円錐面の軸線方向の延在が、ほぼこの窪み部の深さに相応することによって解決される。
【０００８】
更に、上記の課題は、この発明により、ネジ駆動端部とこの端部に設けられた駆動突起部の形状の駆動形成部とを備えたネジであり、この駆動突起部の駆動工具との接触を回転駆動の間じゅう保つため規定された側壁が、
半径方向に外側、及び半径方向に内側の領域において円形筒面から外れた、このネジの長手方向に対して平行の筒軸線を有する筒面上にあり、
および、半径方向に外方に向かって突出する駆動突起部の部分の間で、この駆動突起部の最大の直径と最低の直径との間の半径方向内に位置している領域において、
この突起部の外側の端部の方向に向けて先細りに形成された円錐の円錐面上にあり、
その際、この円錐面の軸線方向の延在が、ほぼこの駆動突起部の軸線方向の延在に相応することによって解決される。
【０００９】
更に、上記の課題は、この発明により上に規定したネジの駆動形成部に対応する形状を有するネジ回転工具によって解決されている。
この発明による他の有利な構成は、特許請求の範囲の従属請求項に記載されている。ネジドライバーとは、どんなネジ駆動工具をも意味し、レンチも意味する。
【００１０】
【作用】
円錐面上にない側壁部分がネジの回転軸にほぼ平行に延びる、つまり各縦断面でネジの長手軸に平行に延びることによって、ネジドライバーを窪み部から押し出したり、レンチを突起部から排除させる力の成分が生じない。ネジやネジドライバーの円錐面は工具のこの種のネジ切りをもたらさない。何故なら、円錐面に放射状に延びる面部分がないからである。
【００１１】
この発明で提唱するネジを用いると、工具を円錐面に案内することが行われ、工具の伝達のため、円錐面を介して外または内向きに突出した丸くない部分が使用される。この案内によって、同時に工具の中心合わせが行われるので、許容公差にために不規則に形成された工具やネジも、互いに不均一に接触することはない。
【００１２】
円錐面は、窪み部において、側壁の内部領域と同様にこの側壁の外部領域にも存在可能である。それ故、以下では、内部円錐とも外部円錐とも言う。
【００１３】
【実施例】
この発明を図示する実施例に基づきより詳しく説明する。
図１は、ネジの端部に配設されているようなネジの頭の平面図を示す。ネジの端部１には、窪み部２が形成されている。これは、例えば冷間押出成形等によって行われる。この窪み部（切欠部）２はネジ駆動工具、例えばネジドライバーあるいはネジ突起部を受け入れるために使用される。トルクを伝達するために、窪み部２の側壁３は円形から外れた輪郭を形成する。図示する実施例では、外部輪郭が外向きに曲がる６つの円弧４で形成され、これ等の円弧が内向きに曲がる円弧５によって相互に連結している。その場合、内向きに曲がる円弧５が二倍の半径を有する。窪み部２の側壁３は半径方向に内向きの領域、つまり内向きの円弧５のところで面６によって形成されている。これ等の面は窪み部２の周囲にわたって一様に配分され、円錐面上に載っている。この円錐面は想像上の円錐に付属していて、この円錐は円錐の先端が窪み部２の中に入れるように向きになっている。
【００１４】
交互に凹と凸状に曲がった円弧によって形成される窪み部２の外部輪郭の代わりに、外部輪郭が正多角形、例えば六角形で形成される窪み部もネジの頭に設けることもできる。この場合でも、側壁の個々の部分は一定の半径から交互に外向きおよび内向きに推移している。ここでも、窪み部は側壁の内部縁部分でこの種の円錐面６によって形成できる。
【００１５】
図３の断面図は、窪み部２の側面を示す。図３の断面は、図１の線分 III− IIIに沿っている。つまり、この断面は窪み部２の最大横寸法に沿って延びている。断面の左右にある側壁は、外向きの円弧４に付属している。その場合、この側壁７はネジの長手軸あるいは回転軸に平行に延びている。
【００１６】
外向きの円弧４のそれぞれ二つの間には、円錐外周面６が設けてある。これ等の面６は、窪み部２の内側に向けてその幅と回転軸からの間隔が減少するように構成されている。つまりこれ等の面は一種の円錐状の切り株を形成する。
【００１７】
図１の平面図や図３の断面図から判るように、窪み部２の外端部８では、円錐面６が来る円錐の直径９は、二つの側壁７の間の間隔で決まる窪み部２の最大横寸法より小さい。窪み部２の底１０では、円錐の直径が、図１にし記入された窪み部の最小横寸法１１と同じである。
【００１８】
図２はネジ突起部の端部を示す。この突起部で図１と図３のネジを回すことができる。工具の先端には、周囲と取り囲む側壁１６のある突起部１５が配設されている。側壁１６は、外向きの円弧１７とこれらの円弧の間に配設された内向きに曲がった二倍の半径の円弧部分１８とによって形成されている。図２の端部の平面図は図１と区別できない。半径方向で内側の側壁部分では、側壁が円錐外周面１９によって形成される。これ等の外周面は全て一つの円錐上にある。この円錐の先端は、図２に上向きに示してある。つまり、工具から離れる方向、あるいは図２の窪み部２に向けた方向で示してある。
【００１９】
突起部１５の自由端２０では、円錐の直径が突起部１５の最小横寸法に等しいが、自由端とは反対の突起部１５の端部では、円錐の直径は突起部１５の最大横寸法より小さい。
【００２０】
突起部１５の自由端は非常に平坦な円錐２１によって形成されている。この円錐は窪み部２の円錐状の底１０とほぼ一致している。
図４は図２の配置を斜視図にして示す。円錐２１の平坦な円錐形状をより良く示すため、リブ等を表す個別線分が記入されている。
【００２１】
図２の突起部を有する工具をネジの頭の窪み部２に嵌めると、円錐面１９と６が互い当接する。これ等の円錐面はネジを回転軸あるいは長手軸の回りに回転させた場合、工具を遊びなしに案内する。こうして、工具の丸めた突起部１７が窪み部２の側壁の外向きの円弧４に当接する。二つの円錐６，１９によって工具をネジに対してセンタリングするため、工具の突起部の横断面の突起部が一様に当たることになる。回転を与えると、回転方向に働く力だけが生じる。従って、工具は窪み部から押し出されることはない。
【００２２】
図１と図３はネジの駆動端部を示し、図２と図４は工具の成形された相手部品を示す。当然なことであるが、この逆の構成、つまりネジの端部に、図２と図４に示すように突起部を付け、工具に図１と図３に示すような窪み部を付けることもできる。
【００２３】
円錐面は図示した窪み部あるいは突起部の形状の場合にのみ使用されるのでなく、ネジの頭に通常のスリットがある場合でも、この種の円錐面があると特に良好な結果となる。スリットが一個の場合の中心円錐面は、例えばマイナス・ネジの場合に生じる横ずれを防止できる。
【００２４】
同様なことは、プラス・ネジにも当てはまる。
図５と図６には、駆動形成部３０が筒の筒面上にある側壁３１を有するネジが示してある。外部輪郭は合成された円弧３３によって形成され、これ等の円弧は交互に外向きの突起部３４と内向きの突起部３５によって形成されるように配置されている。内向きの突起部３５のところには、側壁が一つの円錐面３６の上にある。その場合、円錐面３６の最大直径は駆動部の窪み部３０の最大横寸法よりも小さい。他方、円錐面３６の最小直径は駆動部の窪み部３０の最小横寸法に等しい。円錐面の配置は図６から明確に判る。この図では、上記円錐面は駆動部の窪み部３０の外向きの縁部３４が保持され、内向きの突起部３５が円錐面３６によって平坦にされているように配置している。
【００２５】
図５と図６に示す窪み部３０の側壁３１の形状の場合でも、駆動させると半径方向で内向きに働く力が発生する。そのため、ネジ駆動工具は円錐面３６で中心合わせされる。側壁の円錐状でない部分は、ネジを回す時、トルクが周回方向の力と半径方向の力の成分となるように成形される。窪み部の側壁の形状は冒頭に述べた WO - 83/02983号明細書の形状に一致する。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によるネジ駆動形成部により、工具をネジの中に上手く案内し、強いトルクの伝達を保証し、しかも工具を押し出すことがない。更に、このネジは、特に機械的にネジ込むのに適していて、ネジを製造する工具の寿命は長くなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】窪み部を有するネジの駆動端部から見た平面図である。
【図２】ネジ駆動工具の自由端の側面図である。
【図３】図１の駆動端の断面図である。
【図４】図３の工具の端部の斜視図である。
【図５】変更した駆動部の窪み部を有する皿頭ネジの駆動端の平面図である。
【図６】図５の皿頭ネジのネジ駆動端部の縦断面図である。
【符号の説明】
１ ネジ駆動端部
２ 窪み部（切欠）
３，７，１６，３１ 側壁
４，５，１７，３３ 円弧
６，３６ 円錐面
８ 外端部
９ 円錐の直径
１０ 窪み部の底
１１ 窪み部の横寸法
１５，３５ 突起部
１９ 円錐外周面
２１ 円錐
３０ ネジ駆動形成部、 駆動部の窪み部

Claims (12)

1. ネジ駆動端部（１）とこの端部に形成された窪み部（２）の形状の駆動形成部とを備えたネジであり、
   この窪み部の駆動工具との接触を回転駆動の間じゅう保つため規定された側壁（３）が、
   半径方向に外側、及び半径方向に内側の領域において円形筒面から外れた、このネジの長手方向に対して平行の筒軸線を有する筒面上にあり、
   および、半径方向に外方に向かって突出する窪み部（２）の部分の間で、この窪み部（２）の最大の直径と最低の直径との間の半径方向内に位置している領域において、
   この窪み部（２）の内部へと先細りに形成された円錐の円錐面（６）上にあり、その際、この円錐面（６）の軸線方向の延在が、ほぼこの窪み部（２）の深さに相応することを特徴とする上記ネジ。
2. ネジ駆動端部（１）とこの端部に設けられた駆動突起部の形状の駆動形成部とを備えたネジであり、この駆動突起部の駆動工具との接触を回転駆動の間じゅう保つため規定された側壁が、
   半径方向に外側、及び半径方向に内側の領域において円形筒面から外れた、このネジの長手方向に対して平行の筒軸線を有する筒面上にあり、
   および、半径方向に外方に向かって突出する駆動突起部の部分の間で、この駆動突起部の最大の直径と最低の直径との間の半径方向内に位置している領域において、
   この突起部の外側の端部の方向に向けて先細りに形成された円錐の円錐面上にあり、
   その際、この円錐面（６）の軸線方向の延在が、ほぼこの駆動突起部の軸線方向の延在に相応することを特徴とする上記ネジ。
3. 円錐面は、駆動形成部の側壁（３）の半径方向に内側の領域にあることを特徴とする請求項１または２に記載のネジ。
4. 駆動形成部は、この駆動形成部の断面が直線状でない線分を有するように成形されていることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のネジ。
5. トルクを伝達するために使用される駆動形成部の面は、ネジ（１）の軸方向に力の成分を発生しないように成形されていることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載のネジ。
6. 駆動形成部は、この駆動形成部の筒形の部分の断面が、この駆動形成部の高さにわたって一定であるように成形されていることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載のネジ。
7. 駆動形成部の外周は、交互に内側および外側に向かって突出していることを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載のネジ。
8. 駆動形成部の外周は、交互に内側および外側に向かって整向された突起部を有することを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載のネジ。
9. トルクを伝達するために使用される駆動形成部の面は、回転時にほぼ半径方向に内向きに働く力の成分を発生するように成形されていることを特徴とする請求項１〜８の何れか１項に記載のネジ。
10. 円錐面の最小直径は最小横寸法（１１）に等しい、および／または円錐面の最大直径（９）は駆動形成部の最大横寸法より小さいことを特徴とする請求項１〜９の何れか１項に記載のネジ。
11. 円錐面（６）の上にない側壁の部分は、ネジ（１）の長手軸にほぼ平行に延びていることを特徴とする請求項１〜１０の何れか１項に記載のネジ。
12. 請求項１〜１１の何れか１項のネジの駆動形成部に対応する形状を有するネジ回転工具。

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