JP5060582B2 - ねじ部品の駆動穴 - Google Patents

Description

本発明は、ワークに所定のねじ締め力で締め付けられるねじ部品において、特に、頭部が塗装されたねじを締め付ける際に十字形状の駆動穴を形成した係合溝付近の塗装部分の剥がれを防止するようにしたねじ部品の駆動穴に関する。

一般的に頭部に十字形状の駆動穴を有するねじをワークに締め付ける場合、この十字形状の駆動穴に嵌め合わせることが可能な断面十字形状のドライバビットを係合させ、この後、ドライバビットをねじ締め方向に回転させてワークに締め付けている。このようなねじにおいて、最近はワークとの色彩上の関係からねじの頭部に塗料を焼き付け塗装してこのねじで組み立てられたワークからなる製品の美観を向上させることが重要視されている。このようなねじの頭部の塗装は多数のねじを頭部を上にした状態で整列させ、このねじの頭部上方から塗料をスプレーガンを使用して吹き付けることにより塗装されている。このため、頭部表面とともに駆動穴の頭部表面付近には塗装されるが、深くなるにつれてその駆動穴内は塗装されないようになっている。

ところがこのようなねじをワークに締め付ける作業において使用されるねじは図９及び図１０に示すような通常の駆動穴形状を有する頭部１０３に焼き付け塗装を施しており、このため、この駆動穴１０２にドライバビット１３０を係合させて締め付け力を加えると、ドライバビット１３０の係合羽根１３１は係合溝１１０の頭部表面側の側壁に接触して、係合溝１１０の側壁付近が僅かでも盛り上がる等して変形すると、図１１に示すように、駆動穴の係合溝に塗布されている塗料が浮き上がったり、削り取られたりして駆動穴の係合溝近くの頭部表面の塗装が剥がれ、ねじ頭部外観の美観が損なわれている。特に、近年は一般ユーザが使用するプリンタ、デジタルカメラ等の機器ではユーザに色彩的に好印象を与えることが求められ、このような塗装剥がれ等があると製品としての不良品が多くなることからねじの頭部塗料の剥がれが生じることは製品不良の大きな問題となっている。

これを解消するために最近では塗料の密着性を向上させたり、ねじの頭部駆動穴形状を改良する等の対策が行われているが、未だにその解決策が見つかっていない。そのような中、塗装を施すねじとは直接には関係が薄いが、例えば、実開平７−６５１２号公報のように十字穴部分のメッキ層に傷が生じるのを防止する形状のねじがある。これは、図１２に示すような形状である。即ち、十字穴２０２の交叉部に形成される角部２０６の先端縁が、ドライバビット２３０の谷底２３１に当たらないように面取りされた構成となっている。

実開平７−６５１２号公報

しかしながら、このような駆動穴を有するねじにあっては、ドライバビットの羽根の基部とねじの駆動穴の交叉部との間が広くなっていることからドライバビットの挿入が容易になり、カムアウトも生じにくいという利点があることから塗装されたねじにも有効になると考えられたが、依然としてねじ締め時における頭部表面の僅かな変形による塗装浮き上がりや塗装が削り取られる等の問題が生じている。これはこの従来例のようにメッキというある程度の強度を有しているものに対しては有効な形状であるが、塗装は塗料を吹き付けて表面を焼き付けただけであることからねじ締め時のドライバビットの駆動力により少しでも頭部表面が盛り上がる等の変形が生じると、これに耐えるものではないことに起因している。そのため、現状のねじの駆動穴では塗装による美観を維持するねじの提供が到底できない等の課題が依然として生じている。

本発明の目的は、このような課題を解消するとともにドライバビットでのねじ締め時において塗装ねじの美観を維持することが可能な駆動穴形状を得ることである。

本発明の目的は、ねじ部品を締め付ける方向あるいは緩める方向へドライバビットを回転させたとき、当該ドライバビットと接触して回転を伝達する駆動穴の側壁が、頭部表面から一または複数の段形状を成すことで達成される。

前記側壁の段形状部分が、円弧を連ねて成ることが好ましい。

本発明によれば、このようにねじの頭部の塗装は多数のねじを頭部を上にした状態で整列させ、このねじの頭部上方から塗料をスプレーガンで吹き付け塗装しているので、このとき、塗料は駆動穴にも入るが、深くなるにつれて塗装はほとんどされていない状態となっている。これにより塗装厚みは頭部表面側が通常の厚みとなる。一方、係合溝は頭部表面側が通常の係合溝の幅より広くなっていることから、ドライバビットがこの係合溝に係合してねじをねじ締め駆動してもこの係合溝の頭部表面付近にはドライバビットが作用しないので、頭部表面にはほとんど変形が生じず、このねじ締め作業により塗装が剥がれたり、塗料が浮いたりしてこのねじで組み立てられる製品の美観を損なうことが皆無になる。また、このようにねじにはねじ締め時に塗装を損傷するといったことが解消されるので、組立製品の品質不良が激減するとともに不良品の廃棄処理も減少する。更に、このようなねじの製造においては、従来からの圧造成形に使用する頭部成形用パンチの形状を変更するだけなので、製造コストの上昇もなく、安価に提供できる利点がある。しかも、この段付き側壁はねじの頭部表面から僅かな深さだけ形成しているので、ねじ締め時の駆動力をドライバビットの係合羽根から伝達する際のねじ締め作用にはほとんど影響することがない等の特有の効果が得られる。

本発明の実施の形態である第１実施例のねじの頭部を示す平面図である。 本発明に係る駆動穴の段付き側壁を示す要部断面正面図である。 駆動穴にドライバビットを係合させた状態を示す要部拡大断面図である。 本発明の駆動穴の一部を示す拡大断面図である。 本発明のねじ締め後の頭部を示す平面写真である。 本発明の第２実施例を示す要部断面正面図で、段付き側壁の一部がねじの中心線と平行である。 本発明の変形例を示す要部断面正面図で、（イ）は段付き側壁全体が凹型状の曲面形状となった輪郭を示し、（ロ）は段付き側壁の中間部から下が凹型状の曲面形状となった輪郭を示し、（ハ）は段付き側壁の中間部から上が凸型状の曲面形状となった輪郭を示している。 本発明のもう一つの変形例を示す要部断面正面図で、（イ）は段付き側壁の最上部が凹型状の曲面形状となった輪郭を示し、（ロ）は段付き側壁の最下部が凹型状の曲面形状となった輪郭を示している。 従来例を示すねじの頭部平面図である。 ドライバビットと従来例の駆動穴との作用状態を示す拡大断面図である。 従来例のねじ締め後の頭部を示す平面写真である。 もう一つの従来例のドライバビットとの関係を示す断面平面図である。

以下、本発明について最良の実施の形態を図１乃至図８に基づき説明する。第１実施例を示す図１及び図２において、１は十字形状の駆動穴２を有する頭部３とこの頭部３と一体に形成された脚部４とからなるねじであり、この脚部４にはその外周に沿いねじ山５が形成されている。このねじ山５は頭部３の中心に形成された駆動穴２にドライバビット３０からの駆動力が伝達されることによってワーク（図示せず）の下穴（図示せず）にねじ締めされる構成になっている。この駆動穴２は基本的には通常ＪＩＳ規格でその寸法がねじ１の大きさ（呼び寸法）によって０番〜４番まで設定してあり、この番号により駆動穴２の寸法が決定されている。

この駆動穴２は中心から十字方向に延びた係合溝１０を有しており、この係合溝１０は頭部表面側の側壁間隔（Ｌ）が広くなった段付き側壁２０が形成されている。この段付き側壁２０には図２に示すように、最上部には約４５°の斜面形状の面取り部２１が、その下部には前記ＪＩＳ規格に定められた係合側壁１１に平行な第１壁面２２が、最下部には前記面取り部２１とほぼ同じ角度で傾斜した第２壁面２３が夫々形成されている。この段付き側壁２０は駆動穴２の中心部に位置する最深部近くまで達している係合溝１０の底面１２を挟んで通常の、即ち、ＪＩＳ規格に定められた十字形状の係合溝１０と同様の幅を有する平面状の係合側壁１１まで延びてこの係合側壁１１と一体となるよう接続してあり、前記段付き側壁２０は頭部表面側から係合溝１０の深さ方向に僅かの深さだけ形成されている。具体的には段付き側壁２０の深さはねじ１の呼び寸法に対して１０％以下にすることが望ましく、ねじ１の呼び寸法が大きくなればなるほど、ねじ１の呼び寸法に対する比率をより少なくすることが望ましい。

このように形成された駆動穴２を構成する係合溝１０は図３に示すように、前記係合壁面１１の延長面と頭部表面とが交叉する部分の間隔より頭部表面側の前記側壁間隔（Ｌ）が広くなっており、具体的にはこれに係合するドライバビット３０の係合羽根３１の厚みより広い間隔となっている。このようにすることで、係合側壁１１はドライバビット３０の係合羽根３１に接するが、前記段付き側壁２０はドライバビット３０のねじ締め駆動時において係合羽根３１に接することがないようになっている。

また、図４に示すように、前記段付き側壁２０を有する係合溝形状に成形された駆動穴２を含む頭部表面にはこのねじ１により組み立てられる製品（図示せず）に合わせた塗装色を有する塗料（Ａ）が予め設定された所定厚さだけ施されており、この駆動穴２には駆動穴２が深くなるにつれて塗料（Ａ）はほとんど付着しないことになる。これは、頭部３を上にした状態のねじ１を多数整列させた状態で、塗料を吹き付けて塗装することによって生じており、ドライバビット３０が作用する駆動穴２の側壁における塗装厚みは前記設定厚み以下であって、係合側壁１１はほとんど塗装がされていない構成となっている。

このような構成において、ねじ１の駆動穴２にドライバビット３０を係合させてねじ締め駆動すると、ドライバビット３０の係合羽根３１は図３に示すように、係合溝１０の係合側壁１１に当接してねじ締めを開始する。このとき、係合羽根３１は係合溝１０の段付き側壁２０には当接していない。このような状態でねじ締め力は係合側壁１１に作用してねじ１はワークに締め付けられて、ねじ締めトルクが予め設定されているトルクに達すると、ねじ締め作業が終了することになる。

このねじ締め作業終了時には係合溝１０は僅かに変形するが、その変形量は前記段付き側壁２０で吸収されることになり、図５に示すように、頭部表面には何らの変形も生じないことになる。一方、前記塗装は駆動穴２の頭部表面付近には施されているが、駆動穴２の内部は塗装されにくい個所となっているので、ドライバビット３０の係合羽根３１が作用する係合側壁１１には僅かな塗装しか施されていない。そのため、塗装が頭部表面まで盛り上がったり、剥がれたりすることが阻止される。

また、本発明の駆動穴形状を有するねじ１の頭部３と従来の駆動穴を有するねじの頭部に夫々塗装を施し、これらをワークに締め付けた後の塗装剥がれの有無を次の測定条件で目視で検査した。この測定条件は、ねじ締めトルクは０．２０Ｎ・ｍ、回転数１０００ｒｐｍ、タッピンねじの呼び径がＭ１．７で脚部長さ３．５ｍｍ、ワークの厚みは１．２ｍｍで下穴径が１．５５ｍｍの冷間圧延鋼板（ＳＰＣＣ鋼板）であって、この条件でねじ締め作業を行った結果、本発明の駆動穴２を有するねじ１においては、ねじ締めサンプル３０本中、塗装剥がれの発生したものは０本であったが、従来の駆動穴を有するねじにおいては、ねじ締めサンプル３０本中、塗装剥がれの発生したものは１３本であった。これにより本発明の優れていることが明らかになった。

更に、図６は前記第１実施例の駆動穴２を構成する係合溝１０の段付き側壁２０の形状を変更した第２実施例であり、これは面取り部２１及び第２壁面２３の形状は第１実施例と同じであるが、図６における駆動穴２は第１実施例における係合溝１０の段付き側壁２０を構成する第１壁面２２に変えてこの面をねじの軸心と平行な第１壁面２２としたものである。

図７及び図８は本発明に係る係合溝の段付き側壁２０の変形例を示しており、図７（イ）は第２実施例における係合溝１０の段付き側壁２０を構成する面取り部２１から第２壁面２３までを任意の半径（Ｒ１）による一つの凹型曲面形状としたものであって、図７（ロ）は第２実施例における係合溝１０の段付き側壁２０を構成する第１壁面２２と第２壁面２３とを任意の半径（Ｒ２）による一つの凹型曲面形状としたものであって、図７（ハ）は第２実施例における係合溝１０の段付き側壁２０を構成する面取り部２１と第１壁面２２とを任意の半径（Ｒ３）による一つの凸型曲面形状としたものである。

更に、図８（イ）は第２実施例における係合溝１０の段付き側壁２０を構成する面取り部２１を任意の半径（Ｒ４）の凹型曲面形状としたものであって、図８（ロ）は第２実施例における係合溝１０の段付き側壁２０を構成する第２壁面２３を任意の半径（Ｒ５）の凹型曲面形状としたものである。

尚、これら第２実施例及び変形例において、係合溝１０を構成する段付き側壁２０の壁を直線状や凹型あるいは凸型曲面形状に適宜変更しているが、これら実施例及び変形例に示した形状以外に凹型を凸型曲面形状に変更することも可能であり、ねじ１の頭部表面に達するこの段付き側壁３０の互いに対向する間隔（Ｌ）がＪＩＳ規格に規定されている係合溝１０の頭部表面における幅より広い形状であれば、特にこれらの形状に限定されるものではない。

本発明は、特に頭部表面に塗装を施すようにしたねじ１に好適であるが、何もこれに限定されるものではなく、塗装をしない通常の十字穴形状を有するねじ１の頭部２に形成する駆動穴２として使用する場合においても、この形状を採用することによりワークへのねじ締め後の僅かな頭部表面の変形を防止するのに好適である。

１ ねじ
２ 駆動穴
３ 頭部
４ 脚部
５ ねじ山
１０ 係合溝
１１ 係合側壁
１２ 底面
２０ 段付き側壁
２１ 面取り部
２２ 第１壁面
２３ 第２壁面
３０ ドライバビット
３１ 係合羽根
Ａ 塗料

Claims (2)

1. ねじ部品を締め付ける方向あるいは緩める方向へドライバビットを回転させたとき、当該ドライバビットと接触して回転を伝達する駆動穴の側壁が、頭部表面から一または複数の段形状を成すことを特徴とするねじ部品の駆動穴。
2. 前記側壁の段形状部分が、円弧を連ねて成ることを特徴とする請求項１に記載のねじ部品の駆動穴。