JP5138483B2 - 自穿孔ねじ - Google Patents

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本発明は、軽量発泡コンクリートのような軟質で脆い建材に対して大きな伸縮性を有する被締結材、例えば土台水切りに用いられるような薄鉄板を取り付ける際に用いる自穿孔ねじに関する。
従来、自穿孔ねじを用いて前記軟質で脆い建材に対して前記被締結材を取り付ける場合、自穿孔ねじは前記被締結材の伸縮運動によって揺り動かされ、下地となる前記軟質で脆い建材を破損させてしまうという問題があった。そこで作業者は自穿孔ねじと前記被締結材の伸縮運動が干渉しないように予め前記被締結材にドリル等を用いて自穿孔ねじの軸径に対して大径の穴を設けておく必要があった。
しかしながら、前記被締結材に対して予め大径の穴を設けておくことは作業者にとって大きな手間となり、大きな人件費を発生させる要因となっていた。
そこで、従来ねじのねじ込み方向に設けられたねじ部と、工具係合手段を有する頭部との間に前記被締結材に対して大径の穴を設けるための突起を設けることで、自穿孔ねじを捻じ込む際、前記軟質で脆い建材への螺入と同時に、前記被締結材に対して大径の穴を設けるという方法があった。（例えば、特許文献１乃至特許文献３）
実開平６−４３３２１ 実開平６−８４０１２ 特開２００７−３３３０８５
発明の解決しようとする課題
しかしながら、前記特許文献１乃至特許文献３に記載の発明において、前記突起は費用対効果の点から転造、若しくは圧造によって製造されるものであって、前記ねじ本体の軸部を塑性加工することによって形成されるものであるため、前記突起を十分に機能させようとした場合、その外径（幅）を可能な限り大きくする必要があった。
その結果、前記突起周辺の軸部体積が著しく不足してしまい、捻じ込み時に軸部の捻じ切れや、取り付け後の保持強度低下を招くという問題があった。
そこで本発明は上記問題を鑑み、前記軟質で脆い建材に対して前記被締結材を取り付ける場合に、前記突起を形成するために軸部に特殊な塑性加工することなく前記被締結材に大径の穴を設ける機能を有する自穿孔ねじの形状の実現を目的とする。
課題を解決するための手段
本発明は、上記課題を達成する為に、一本の軸体からなり、先鋭なる端部を一方に有し、もう一方の端部に工具係合手段を有する頭部を有し、前記軸体の長手方向に沿って前記先鋭なる端部より前記頭部に向かってねじ部を有し、前記ねじ部と前記頭部の間に被締結材拡径部を有する自穿孔ねじにおいて、前記ねじ部と前記被締結材拡径部がその接続部にて、両者の軸線を偏芯若しくは屈曲して接続させることによって、捻じ込み時に前記被締結材拡径部は前記ねじ部に対して大きな回転軌道を描くこととなり、前記被締結材に対して大きな突起を設けることなく大径の穴を設けることができる。
さらに、前記被締結材拡径部において、半径方向に突出し、表面に不均一な凹凸を有する前記穿孔補助突起を配することによって、従来の均一な表面を有する前記突起に比べて、大きな断面係数を得ることができ、従来の前記突起よりも小さな前記穿孔補助突起で同等の穿孔能力を得ることができる。
また副次的効果として、前記被締結材拡径部において、半径方向に突出し、表面に不均一な凹凸を有する穿孔補助突起を配することによって、前記被締結材を切削するにあたり、断続的に前記被締結部材と接触することになるため、切削片はチップ状に形成される。
その結果、従来の発明のように表面が均一な切削部で切削した場合に発生する一連の大きな切削片が、ねじ頭部下に挟まり、ねじの締結不良が発生するという問題を解消することができる。
発明の効果
以下、本発明の実施の形態を図１乃至図６に基づいて説明する。
図１において、１は前記軟質で脆い建材５に捻じ込まれるねじ部１であり、２は前記被締結材６に大径の穴を設けるための被締結材拡径部２である。３は前記被締結材拡径部２に設けられた、前記被締結材６に対して大径の穴の形成を補助する穿孔補助突起３である。４は前記ねじ部１と前記被締結材拡径部２の接続部４である。
図２は、前記接続部４の拡大図であり、本発明は前記接続部４において前記ねじ部１の軸線７ａと前記被締結材拡径部２の軸線７ｂが偏芯若しくは屈曲して接続される構成としたことを特徴としている。その結果、従来の特許文献１乃至特許文献３に記載の発明のように、多くの軸部を塑性加工することなく、被締結材６に大径の穴を設けることができる。
図３は前記穿孔補助突起３の断面図であり、８は前記穿孔補助突起表面に設けられた不均一な凹凸８である。
図４は本発明の使用例を示す作業途中の要部縦断面図であり、図中より見て取れるように、前記軟質で脆い建材５に対して前記被締結材６を止め付ける際、本発明品の前記ねじ部１を前記軟質で脆い建材５に対して捻じ込んでいくと、前記被締結材拡径部３は前記被締結材６に対して軸径以上の大径な穴を設けつつ進入していく。さらに、前記穿孔補助突起３によって前記被締結材６にはより大径の穴が設けられていくが、その際に前記穿孔補助突起３の表面には不均一に凹凸８が設けられている為、従来のように均一な表面しか有さないものに比べて、より大きな面で切削が可能となり、捻じ込みをより容易にすることができる。
本発明は、一本の軸体からなり、先鋭なる端部９を一方に有し、もう一方の端部に工具係合手段を有する頭部１０を有し、前記軸体の長手方向に沿って前記先鋭なる端部９より前記頭部１０に向かってねじ部１を有し、前記ねじ部１と前記頭部１０の間に被締結材拡径部２を有する自穿孔ねじにおいて、前記ねじ部１と前記被締結材拡径部２がその接続部４にて、両者の軸線を偏芯若しくは屈曲して接続させることによって、捻じ込み時に前記被締結材拡径部２は前記ねじ部１に対して大きな回転軌道を描くこととなり、前記被締結材６に対して大きな突起を設けることなく大径の穴を設けることができる。
さらに、前記接続部４を屈曲して接続する場合は、前記ねじ部１の軸線７ａと前記被締結材拡径部２の軸線７ｂの屈曲角度θ１を１０度乃至０．５度の範囲内で設定することが望ましい。なぜなら、本発明の研究の中の実験において、発明者は次の結果を得ることができた。「前記数値以下であればその効果を十分に発揮できず、この数値以上であれば捻じ込み時に、前記頭部が大きく旋回してしまい、本発明を捻じ込むに当って工具が前記工具係合手段よりカムアウトしてしまい、捻じ込みに不都合を生じさせてしまう可能性が増大する。」ということである。
又、前記接続部４において、前記ねじ部１の軸線７ａと前記被締結材拡径部２の軸線７ｂを偏芯させて接続する場合、その偏芯量を軸径の１／１０乃至１／４の範囲に設定することが望ましい。なぜなら、上記の通り本発明の研究の中の実験において、発明者は次の結果を得ることができた。「前記数値以下であればその効果を十分に発揮できず、この数値以上であれば捻じ込み時に、前記頭部が大きく旋回してしまい、本発明を捻じ込むに当って工具が前記工具係合手段よりカムアウトしてしまい、捻じ込みに不都合を生じさせてしまう可能性が増大する。」ということである。
尚、本発明における前記穿孔補助突起３の形状は図５に示すようにねじ軸の外径に２つ以上の凸部を施したリーマ状１１であっても良いし、図６に示すようにねじ軸の外径に凹凸を施したスクリュー状１２でも良い。
ちなみに、前記穿孔補助突起３を図６に示すようなスクリュー状１２とする場合、前記穿孔補助突起３のリード角θ２をねじ部１のリード角θ３に対してθ２＞θ３とすることによって、前記凹凸部８の副次的効果によってチップ状に形成された切削片をより効率的に排出することができ、捻じ込み作業をさらに効率良く行うことができるようになる。
本発明の実施形態を示す正面図 接続部４の部分拡大図 穿孔補助突起３のＡ−Ａ断面拡大図 本発明の使用例を示す締結作業途中の断面図。 本発明の実施形態の一例を示す正面図１ 本発明の実施形態の一例を示す正面図２
符号の説明
１ ねじ部
２ 被締結材拡径部
３ 穿孔補助突起
４ 接続部
５ 軟質で脆い建材
６ 被締結材
７ａ ねじ部１の軸線
７ｂ 被締結材拡径部２の軸線
８ 凹凸部
９ 先鋭なる端部
１０ 頭部
１１ リーマ状の穿孔補助突起
１２ スクリュー状の穿孔補助突起
１３ 被締結材に設けられた大径の穴

Claims (2)

  1. 一本の軸体からなり、先鋭なる端部９を一方に有し、もう一方の端部に工具係合手段を有する頭部１０を有し、前記軸体の長手方向に沿って前記先鋭なる端部９より前記頭部１０に向かってねじ部１を有し、前記ねじ部１と前記頭部１０の間に被締結材拡径部２を有する自穿孔ねじにおいて、前記ねじ部１と前記被締結材拡径部２をその接続部４にて、両者の軸線が偏芯若しくは屈曲して接続させることによって、捻じ込み時に前記被締結材拡径部２が前記ねじ部１に対して大きな回転軌道を描いて、被締結材に大径の穴を設けることができるようにしたことを特徴とする自穿孔ねじ。
  2. 前記被締結材拡径部２において、半径方向に突出し、表面に不均一な凹凸８を有する穿孔補助突起３を配したことを特徴とする、請求項１に記載の自穿孔ねじ。
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