JP5475968B2 - ねじ部材の駆動穴 - Google Patents

Description

本発明は、携帯電話、パソコン、カーナビゲーション、ゲーム機等の電子機器に使用される脚部径より大きい直径の頭部を有するねじ部材において、特に、誰でも分解修理できないようにするために使用される頭部に形成されたねじ部材の駆動穴に関する。

近年多く普及している携帯電話、パソコン、カーナビゲーション及び液晶あるいはプラズマ方式のテレビ等はこれら液晶あるいはプラズマパネルと樹脂あるいはアルミ合金製の筐体との組立において多くの金属製のねじ部材が採用されている。これらねじ部材で取り付けられている製品はユーザが勝手に取り外して修理したり、分解したりすると、内蔵されている電子部品が破損したり、また、高電圧を有していることもあり、このため、思わぬ事故が発生する等の予期しない事故が起こることもある。このため、一般に普及しているプラス、マイナス形状をしたドライバビットが使用できない特殊なねじが採用されている。

このような現状において普及しつつあるのが例えば、図７に示すようなねじである。これは、ねじ１０１の頭部１０４に中心から放射方向に延びた係合溝１２０を等間隔をおいて五本形成したもので、この係合溝１２０を有する駆動穴に合うドライバビットによりねじ込み駆動力を加えるようにしたものである。これは、隣り合う係合溝１２０を構成する側壁１２１を駆動穴の中心近くで円弧形状の接続壁１３１で接続した形状である。

また、この他の従来例としての具体的なものに、実開平４−２８２０６号公報に記載されているようなものがある。これは、ねじ部と頭部とから成り、図８に示すように、頭部に形成したビット嵌合溝２２０を中心位置の非トルク伝達部Ａと等間隔位置に配置され非トルク伝達部Ａから半径方向外側に延びる５個又は６個のトルク伝達係止部Ｂとから構成し、この各トルク伝達係止部Ｂの半径方向延長部分には半径線と平行な直線部分２２１を構成するとともに各トルク伝達係止部Ｂの先端部分をアール形状に構成したものである。そして、トルク伝達係止部Ｂの内側、即ち、ねじの頭部中心側は大きな円弧形状の面で接続されている。
実開平４−２８２０６号公報

しかしながら、このように互いに隣設する係合溝の側壁を円弧形状の接続壁で接続した場合は、平面で接続した場合に比較して角が無くなることで、この部分に応力集中を生じず駆動穴が破損しにくいように思われるが、ドライバビットの駆動力は通常、係合溝の側壁にドライバビットの係合羽根が当接して駆動することから、接続壁が円弧形状であっても、山形形状の平面であってもほとんど応力集中は生じないが、このように円弧形状にすることで、この駆動穴に嵌るドライバビットはその基部が細くなり、低い駆動力でもその基部から破損することがある。また、実開平４−２８２０６号公報に開示されている駆動穴は、そのトルク伝達係止部の半径方向延長部分にはねじの中心からの半径線と平行な直線部分を構成しており、即ち、側壁の面は係止部の中心線と平行になっているとともに隣接する係合溝の側壁を接続する接続壁は円弧形状となっているから、この側壁の駆動力の伝達面積が少なくドライバビットで大きな駆動力が伝達されても、そのトルク伝達係止部に駆動力が集中することになり、ドライバビットの寿命が比較的短くなっている。更に、トルク伝達係止部に伝達駆動力が集中し、単位面積当たりに大きな力が加わることから、この駆動穴の破損を生じやすい等の課題がある。

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の先端にねじの頭部駆動穴が食い付きやすく且つドライバビットからの駆動力の伝達が確実なねじ部材の駆動穴を得ることである。

本発明の目的は、頭部に放射方向に夫々延設された五本の係合溝から成る駆動穴を備えるねじ部材において、前記駆動穴は、円錐形状の底面と、この底面に連設するとともに頭部の中心方向へ急傾斜する放射方向端の面と、この底面に立設する側壁と、隣接する係合溝の側壁を連ねる接続壁とから成り、前記接続壁は、前記ねじ部材の脚部の軸線に対して５°の傾斜角αを成し、かつ当該軸線に直交する横断面上において１２０°の角度でねじ部材の中心側へ山形形状に突出していることを特徴とするねじ部材の駆動穴を提供することで達成される。

また、本発明の目的は、前記構成に加えて、側壁は係合溝の中心線（ｂ）を挟んで対向するとともにその間隔は前記係合溝２０の放射方向端から嵌合穴部１０の中心に接近するにつれて拡開しているねじ部材の駆動穴とすることでも達成され、更に、これら構成において、駆動穴の円錐面は係合溝の中心線（ｂ）を含み且つねじ部材の軸線に沿う断面において係合溝２０の底面２２と同一傾斜直線上に位置しており、その係合溝２０の放射方向端における底面２２と放射方向端の面２３とは鈍角をなして交叉接続されているねじ部材の駆動穴であることから、ねじ部材の頭部の厚みが薄くても、ねじ部材の中心から係合溝の放射方向端までの長さを短くできるので、比較的頭部厚みが薄いねじに対しても十分に対応できる。

本発明によれば、互いに隣設する係合溝の側壁を接続する接続壁がねじ部材の中心線方向へ突出した山形形状で且つ嵌合穴部から丘陵部の上面にかけて上面側が広がるよう傾斜した平坦面であるので、これに沿うドライバビットを駆動穴に挿入係合させることで、この駆動穴がドライバビットの駆動伝達部に食い付くことができる。また、このようにドライバビットの駆動伝達部を構成する係合羽根の基部はねじ部材の駆動穴の平面状の接続壁に沿う形状なので、基部が円弧形状のものと比較して太くなって強固になり、比較的大きな駆動力の伝達が可能になるとともにドライバビットの寿命も長い。更に、ねじ部材に駆動力を伝達する係合溝の側壁は係合溝の放射方向端側にかけての部分がドライバビットの係合羽根に接するようになっているので、ドライバビットの駆動力を受ける面積が広くなり、駆動力の伝達が分散されるからドライバビットの寿命が長いとともにねじ部材の頭部の破損が発生しにくい。しかも、このようなねじ部材の駆動穴を圧造成型により成形する際に、全ての駆動穴の壁及び係合溝の壁が深くなるほど夫々の中心線側に接近するよう傾斜しているので、駆動穴の周囲における材料の流れが均一になり、比較的強度の高い駆動穴が得られる等の特有の効果がある。

以下、本発明について最良の実施の形態を図１乃至図６に基づき説明する。本発明の一実施例を示す図１及び図２において、１は外周にねじ山３が形成された軸状の脚部２とこれと一体となった頭部４とからなるねじ部材である。この頭部４にはねじ部材１にねじ締め駆動力を与える図５に示すドライバビット４０の駆動伝達部４１が係合可能な駆動穴が形成してあり、この駆動穴はねじ部材１の中心線上に頭部４の表面から概略矩形穴で深くなるほど先窄まりとなるように傾斜した形状となっている。この駆動穴はねじ部材の中心線（ａ）を中心として円周方向等間隔の角度（具体的には図３に示すように、７２°である。）で且つ中心から放射方向に延びる係合溝２０を五本有し、中心には断面テーパ形状の円錐面１１を形成した嵌合穴部１０を有している。

この駆動穴の嵌合穴部１０を中心にこれの放射方向には係合溝２０が形成してあり、この嵌合穴部１０から放射方向に延びている係合溝２０は全て同じ形状に形成されている。これらの係合溝２０を構成する夫々の側壁２１は図３に示すように、頭部上面から係合溝２０の底面２２に達するにつれてその間隔が狭まる方向に傾斜した斜面となっており、即ち、ねじ部材１の中心線に沿う係合溝の中心線（ｂ）を含む面を挟んで一方若しくは両方の側壁２１の間隔が深くなるにつれて狭まる構成となっている。また、この係合溝２０の放射方向端の面２３は溝の底面２２に達するにつれてねじ部材１の中心線に接近するよう内方へ急傾斜しており、具体的には、係合溝２０の放射方向端の面２３は図４に示すように、ねじ部材の中心線（ａ）に対して角度（θ）を有しており、例えば、この角度（θ）は３０°以下が望ましく、このようにすることでねじ部材１の中心から係合溝２０の放射方向端までの距離を短くすることができるとともに深くなり、これにより頭部４から脚部２にかけて五溝付きの駆動穴を形成でき、頭部４が比較的薄いねじ部材１に好適である。

更に、係合溝２０の底面２２は前記駆動穴を構成する嵌合穴部１０の円錐面１１と同一直線となっており、これは、係合溝の中心線（ｂ）を含み且つねじ部材１の軸線に沿う断面において係合溝２０の底面２２と同一傾斜直線上に前記円錐面１１が位置した形状となっている。一方、この係合溝２０の放射方向端に達している底面２２と放射方向端の面２３とは前記角度（θ）を有することから鈍角をなして交叉接続した形状となっており、このような形状の係合溝２０から駆動穴は構成されている。

しかも、これら係合溝２０の側壁２１は図３に示すように、係合溝の中心線（ｂ）を挟んで対向しており、係合溝２０を挟んで対向する側壁２１の間隔（Ｌ）は前記係合溝２０の放射方向端から嵌合穴部１０の中心に接近するにつれて即ち、頭部４の中心側の嵌合穴部１０に達するにつれて僅かではあるが拡開している。この実施例では、前記係合溝２０に囲まれている丘陵部３０を形成する係合溝２０の側壁２１がなす角、換言すれば、後記する接続壁３１に接続されている係合溝２０の側壁２１がなす角を８０°としている。この角度はこれより大きくてもよく、嵌合穴部１０に達するにつれて係合溝２０が拡開するようになっていればよい。

一方、前記係合溝２０と係合溝２０とに囲まれて頭部４の表面を形成している丘陵部３０の嵌合穴部側には、前記隣設する係合溝２０の側壁２１の内方端を接続する接続壁３１が形成してあり、この壁３１は係合溝２０、２０間の中間に位置する個所がねじ部材１の中心線方向に突出した山形形状となっている。詳しくは、互いに隣設する係合溝２０の側壁２１を接続するよう前記ねじ部材の中心線（ａ）に直交する横断面上において１２０°の角度でねじ部材１の中心線方向へ山形形状に突出しており、この接続壁２０は駆動穴の中心部分の円錐面１１から頭部４の丘陵部３０の上面にかけてこの上面側が広がるよう図４に示すように、角度（α）だけ傾斜した平面状となっている。この角度（α）は５°前後となっており、これより角度が大きいと駆動力を伝達する側壁２１の面積が少なくなり、少ないとドライバビット４０の迅速な嵌合に支障を来すことになるので、この角度が最適な角度として望ましい。

また、図５及び図６はこのようなねじ部材１にねじ締め駆動力を与えるドライバビット４０の底面図及び駆動伝達部の断面図であり、図面にも明らかなように、ドライバビット４０の駆動伝達部４１は当然にねじ部材１の駆動穴に相似した形状となっており、このような形状とすることで、ねじ部材１はドライバビット４０と嵌め合わせると、前記駆動穴の接続壁３１とドライバビット４０の駆動伝達部４１の基部とが食い付き状態となることができる。

このような駆動穴を形成した頭部４を有するねじ部材１をワーク（図示せず）のねじ込み位置にねじ込む作業において、ドライバビット４０の先端の駆動伝達部４１に駆動穴を合致させ、この状態のまま前記ワークのねじ締め用下穴（図示せず）に合わせる。この後、ドライバビット４０にねじ締め駆動力を与えると、ねじ部材１はワークにねじ込まれる。この作業中、駆動伝達部４１は駆動穴の係合溝２０の側壁２１に接触しているから駆動力はこの側壁２１を介してねじ部材１に伝達され、ワークにねじ込まれる。このねじ込み時の駆動力は係合溝２０の側壁２１の伝達面積が従来例より広くなっているので、比較的大きな駆動力が伝達されることになるが、ドライバビット４０と駆動穴は破損することなく作業を続けることができる。

一方、このようにしてねじ込まれたワークを取り外そうとしても、通常のプラスあるいはマイナス形状のドライバビットをこの駆動穴に嵌合させることはできないので、重要部分への使用が好適であることは言うまでもない。

本発明の実施の形態としての一実施例を示す要部断面正面図である。 図１の側面図である。 図２の要部拡大図である。 図１の要部拡大正面図である。 本発明に係るねじ部材に使用するドライバビットの先端正面図である。 ドライバビットの駆動伝達部の断面図である。 本発明の従来例を示す頭部側面図である。 本発明のもう一つの従来例を示す駆動穴の形状説明図である。

符号の説明

１ ねじ部材
２ 脚部
３ ねじ山
４ 頭部
１０ 嵌合穴部
１１ 円錐面
２０ 係合溝
２１ 側壁
２２ 底面
２３ 放射方向端の面
３０ 丘陵部
３１ 接続壁
４０ ドライバビット
４１ 駆動伝達部
ａ ねじ部材の中心線
ｂ 係合溝の中心線

Claims (3)

1. 頭部に放射方向に夫々延設された五本の係合溝から成る駆動穴を備えるねじ部材において、
   前記駆動穴は、円錐形状の底面と、この底面に連設するとともに頭部の中心方向へ急傾斜する放射方向端の面と、この底面に立設する側壁と、隣接する係合溝の側壁を連ねる接続壁とから成り、
   前記接続壁は、前記ねじ部材の脚部の軸線に対して５°の傾斜角αを成し、かつ当該軸線に直交する横断面上において１２０°の角度でねじ部材の中心側へ山形形状に突出していることを特徴とするねじ部材の駆動穴。
2. 側壁は係合溝の中心線を挟んで対向するとともにその間隔は前記係合溝の放射方向端から嵌合穴部の中心に接近するにつれて拡開していることを特徴とする請求項１に記載のねじ部材の駆動穴。
3. 駆動穴の円錐面は係合溝の中心線を含み且つねじ部材の軸線に沿う断面において係合溝の底面と同一傾斜直線上に位置しており、その係合溝の放射方向端における底面と放射方向端の面とは鈍角をなして交叉接続されていることを特徴とする請求項１又は２記載のねじ部材の駆動穴。

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