JP5255992B2 - ねじ - Google Patents

Description

本発明は、シャフトと、少なくとも部分的にシャフトの周囲に配置されたねじ山とを備え、ねじ山がねじ込み線を規定し、ねじ山の切欠き内にねじ山の硬度よりも高い硬度を有する材料からなる切断体が配置されているねじに関する。

このようなねじは、あらかじめ土台に作製された穿孔部に直接にねじ込まれ、この場合に、ねじの山は、土台内に対向ねじ山またはアンダカットを付けるか、または切り込む。

屋外で使用する場合には、ねじ、例えばコンクリート用ねじは、有利には耐腐食性の材料、例えば耐腐食性の鋼材料から作製される。しかしながら、このような材料は、鉱物の土台に溝を付けるためには十分な硬度を有していないことが多く、したがって、例えばねじにシャフトと一体的に形成されたねじ山はねじ込み時に摩耗してしまう。ねじまたはねじ山を硬化することは、耐腐食性材料の場合には限定的にしか可能ではない。

ドイツ連邦共和国特許第１９８５２３３８号明細書につき、ステンレス鋼からなるねじが公知である。このねじのシャフトおよびねじ山には、硬化された鋼からなる、円柱状の切断挿入ピンの形で形成された切断体を収容するために、外側方向に開かれた収容孔が設けられている。この切断挿入ピンは、鉱物の硬い土台、例えばコンクリートまたは壁内への切り込みを容易にする。切断挿入ピンは長さ方向延在部を有しており、この長さ方向延在部の長さ方向軸線がそれぞれ半径方向外側に延びるように収容孔内に配置されている。これらの切断挿入ピンは、ねじ込み方向には形状接続的に、かつ半径方向には摩擦接続的にシャフトの収容孔内に保持されている。

公知の解決策では、切断挿入ピンはねじ山の横断面投影面からそれぞれ同程度に突出しており、多数の切断挿入ピンを個々に後加工する必要があるので、このようなねじの作製には極めて手間がかかることが欠点である。さらに、円柱状の切断挿入ピンはねじの横断面投影面から突出しており、これにより、特に鉱物の土台に形成されたアンダカットは、アンダカットの不均質性に基づき後続のねじ山のためには大きすぎ、このことは挿入されるねじの負荷レベルを低下させてしまう。さらに、ドイツ連邦共和国特許第１９８５２３３８号明細書による切断挿入ピンは高い回転抵抗性を生じさせる。このような回転抵抗性は、特にねじの直径が小さい場合には、セルフタッピングねじの完璧な挿入を困難にするか、または全く不可能にしてしまう。
ドイツ連邦共和国特許第１９８５２３３８号明細書

そこで本発明の課題は、セルフタッピングねじにおいて、硬い土台、例えばコンクリートへのねじの挿入を改善し、かつ簡単に作製できるものを提案することである。

この課題は、本発明によれば、ねじ込み線に沿って配向された円柱状の切断体が、円柱状の当該切断体の長さ方向軸線とねじ込み線の関連する接線とが、０°を除く、−３５°から＋３５°までの角度をなすように配向されることにより解決される。

切断体が角度をなして配置されていることにより、横断面投影面から少なくとも部分的に突出している切断体に対する圧力ピークが著しく減じられ、このことは、土台にアンダカットまたは対向ねじ山が有利に形成されることを保証する。鉱物の土台の耐加圧性を局部的に超える、切断体の圧力ピークは、土台の局部的に限定的な破壊につながり、このことは、除去される土台材料の増大をもたらし、これにより、形成されたアンダカット内に係合するねじ山は、この領域では負荷を伝達することができないか、または制限された形でしか負荷を伝達することができなくなる。切断体の長さ方向軸線と、ねじ込み線の関連する接線とがなす角度は、特に有利には−２０°〜＋２０°に相当する。

さらに、切断体が角度をなして配置されていることにより、除去したい土台材料は雪かきの場合のように取り除かれる。この「雪かき効果」は、除去された土台材料をシャフト外径の方向に移動させ、これにより、ねじをねじ込むための消費エネルギが低減される。このことは、とりわけシャフト外径と穿孔壁との間でより良好に穿孔部粉末が圧縮されることをもたらし、これにより、挿入されたねじの負荷能力がこれまでに公知のねじに対して高められる。

例えばコンクリートなどの鉱物の土台は、場合によっては穿孔部の領域内に位置する保護鉄を有している。硬い切断体が角度をなして配置されているにより、保護鉄に当たった場合にもねじの送りが保証されている。

有利には、切断体は硬質金属により作製されており、さらに有利には、例えば抵抗溶接法によってねじ山内に溶接されている。

本発明によるねじは、保護鉄に当たった場合のより良好なねじ込み特性の他に、とりわけ従来公知のねじに対してねじりモーメントがより低いことに基づき、ドリル対角距離がより小さい場合にも短い挿入時間および高い挿入可能性を有している。

有利には、切断体は、ねじ込み線に沿った平面内で、ねじ込み線の関連する接線に対して傾斜して配置されており、これにより、ねじ込み体は、少なくとも部分的に、半径方向の外側輪郭の延びまたはねじ山の横断面投影面から突出している。正の傾斜は、ここでは、ねじ山始端部を基点としてねじ込み線の方向に関してシャフト外径に向けられた、切断体の長さ方向軸線の傾斜である。対応して、負の傾斜は、ねじ山始端部を基点としてねじ込み線の方向に関してシャフト外径から離れる方向に向けられた切断体の長さ方向軸線の傾斜である。

有利には、切断体は、ねじ込み線に沿った平面に対して直交する方向に、ねじ込み線の関連する接線に対して傾斜して配置されており、これにより、切断体は、ねじ山の横断面投影面から少なくとも部分的に側方に突出している。正の傾斜は、ここではねじ込み線に対して横方向に、ねじ山の少なくとも１つの側面の長さ方向延在部に関してねじ山始端部から離れるように切断体の長さ方向軸線が傾斜していることを意味する。対応して、負の傾斜は、ねじ山の少なくとも１つの側面の長さ方向延在部に関してねじ山始端部に向かうように切断体の長さ方向軸線がねじ込み線に対して横方向に傾斜していることを意味する。

有利には、切断体は、ねじ込み線に沿った平面内で、かつこの平面に対して直交する方向に、ねじ込み線の関連する接線に対して傾斜されて配置されている。

有利には、ねじ山に沿って互いに前後に配置された切断体は、異なった角度をなして傾斜して配置されている。全ての切断体が等しい角度で、かつ等しく配向されて設けられている切断体の配置の他に、互いに連続して配置された切断体が、特にねじ込み線に沿った平面に対して直交する方向に、ねじ込み線の関連する接線に対して異なるように傾斜して配置されている切断体の配置も有利である。切断体の種々異なった配向により、切断体の切断エッジまたは切断面にねじれが付与され、このことは、穿孔部内の土台材料の有利な除去、ひいては有利なアンダカットを保証する。有利には、異なる配向で互いに前後に配置された切断体が交互に配置されており、このことは、ねじ山の、切断体を取り付けられた領域の有利な切り込み特性を保証する。

次に本発明の実施の形態を図面につき詳細に説明する。

図１、図２Ａおよび図３Ａに示したねじ１１は、シャフト１２、およびシャフト１２と一体的に形成され、シャフト１２の周囲に部分的に配置されたねじ山１３を有している。このねじ山１３はねじ込み線１４を規定しており、半径方向の外側輪郭２３および２つの側面２２を有している。ねじ山１３は、ねじ山始端部１６を有するシャフト１２の遊端１５からシャフト１２の所定領域を介してシャフト１２の第２端部１７の方向に延びており、この第２端部１７には、六角ねじ頭が回転作動手段１８として設けられている。図中の矢印Ｓは、ねじ１１のねじ込み方向をそれぞれ示している。

ねじ山の切欠き２０内には、ねじ山１３の硬度よりも大きい硬度を有する材料からなる複数の円柱状の切断体２６が配置されている。切欠き２０は、ねじ山１３の半径方向の外側輪郭２３を起点としてシャフト１２のシャフト外面１９の方向に延びており、この場合にシャフト１２内には進入しない。ねじ山始端部１６の方向に見て、切欠き２０は切断体２６の前に穿孔粉末および穿孔小片のための削りくずスペースを形成している。ねじ込み線１４に沿って配向された、切断体２６の長さ方向延在部は、長さ方向軸線２７と、ねじ込み線１４の関連する接線とが−３５°〜＋３５°の角度をなすように配向されている。図２Ａに示すように、切断体２６の長さ方向軸線２７は、ねじ込み線１４を含む平面内で、ねじ込み線１４の関連する接線に対して＋１５°の角度Ａをなし、ねじ込み線１４を含む面に対して横方向に、ねじ込み線１４の関連する接線と共に＋２０°の角度Ｂをなしている。特に図３Ａに示すように、切断体２６は全て等しく、ねじ山１３の平面図で見てねじ山１３のねじ山始端部１６の方向に配向されている。

図２Ｂに示した、切断体３６の配置の実施形態では、切断体３６は、切断体２６に対して反対に傾斜されており、この場合に、切断体２６の長さ方向軸線３７は、ねじ込み線１４を含む面の内部で、ねじ込み線１４の関連する接線と共に−２０°の角度Ｃをなしている。ねじ山始端部１６の方向に見て、切欠き２０は切断体３６の前に、除去された孔粉末のための削りくずスペースを形成している。

図２Ｃに示した、切断体４６の配置の実施形態では、切断体４６は、図２Ｂの切断体３６と等しく配向されおり、この場合に、切欠き２１により形成された削りくずスペースは、ねじ山始端部１６の方向に見て、切断体４６の後方に配置される。

図３Ｂには、ねじ山１３に沿って互いに前後に配置された切断体５６および６６が示されている。切断体５６および６６は、ねじ山１３内にねじれを形成するために異なった角度Ｄおよび角度Ｅで傾斜して配置されている。切断体５６は、長さ方向軸線５７を有しており、長さ方向軸線５７は、ねじ込み線１４を含む平面に対して横方向に、ねじ込み線１４の関連する接線と共に＋２０°の角度Ｄをなしている。切断体６６の長さ方向軸線６７は、ねじ込み線１４によって形成された平面に対して横方向に、ねじ込み線１４の関連する接線と共に−１５°の角度Ｅをなしている。

ねじの側面図である。 切断体の配向の実施形態を示す、図１のＩＩ―ＩＩ線に沿った部分断面図である。 切断体の配向の他の実施形態を示す、図１のＩＩ―ＩＩ線に沿った別の部分断面図である。 切断体の配向の更に他の実施形態を示す、図１のＩＩ―ＩＩ線に沿った別の部分断面図である。 ねじ山に配置される切断体の配向の実施形態を示す平面図である。 ねじ山に配置される切断体の配向の他の実施形態を示す平面図である。

符号の説明

１１ ねじ
１２ シャフト
１３ ねじ山
１４ ねじ込み線
１５ 遊端
１６ ねじ山始端部
１７ 端部
１８ 回転作動手段
１９ シャフト外面
２０ 切欠き
２２ 側面
２３ 外側輪郭
２６，３６，４６，５６，６６ 切断体
２７，３７，４７，５７，６７ 長さ方向軸線
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ 角度
Ｓ 矢印

Claims (4)

1. シャフト（１２）と、少なくとも部分的に前記シャフト（１２）の周囲に配置されたねじ山（１３）とを備え、該ねじ山（１３）が、ねじ込み線（１４）を規定し、ねじ山（１３）の切欠き（２０，２１）内に、ねじ山（１３）の硬度よりも高い硬度を有する材料からなる円柱状の切断体（２６；３６；４６；５６，６６）が配置されているねじ（１１）において、
   前記ねじ込み線（１４）に沿って配向された前記切断体（２６；３６；４６；５６，６６）は、円柱状の当該切断体の長さ方向軸線（２７；３７；４７；５７，６７）と、ねじ込み線（１４）の関連する接線とが、０°を除く、−３５°から＋３５°までの角度（Ａ；Ｂ；Ｃ；Ｄ，Ｅ）をなすように配向されていることを特徴とするねじ。
2. 前記切断体（２６；３６；４６）が、前記ねじ込み線（１４）に沿った平面内で、ねじ込み線（１４）の関連する接線に対して傾斜して配置されている、請求項１記載のねじ。
3. 前記切断体（２６；５６，６６）が、前記ねじ込み線（１４）に沿った平面に対して直交する方向に、ねじ込み線（１４）の関連する接線に対して傾斜して配置されている、請求項１または２記載のねじ。
4. 前記ねじ山（１３）に沿って互いに前後に配置された切断体（５６，６６）が、異なった角度（Ｄ，Ｅ）で傾斜して配置されている、請求項１から３までのいずれか１項記載のねじ。

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