JP6021736B2 - スクリュー締結具 - Google Patents

Description

本発明はねじ設計の分野でのスクリュー締結具に関する。

図１及び図２に示した公知のねじ１は、軸１１と、軸１１の一端に設けた頭部１２と、軸１１のもう一端に設けた穴あけ進入部１３と、軸１１に繞設した複数のねじ山１４とを含む。
締付ける際は工具（未図示）を用いて頭部１２に回転ねじり力を加え、ねじ山１４は穴あけ進入部１３に従動されて物品２を切削する。
同時に軸１１を物品２内に螺入、こうしてねじ１は物品２上に締付けられて定位する効果を達成する。

しかし実際に使用した後、公知のねじ１には次の欠点がある。

１．ねじ山１４は円形形態で軸１１上に繞設されるため、物品２の切屑が効果的に完全に切断できない。しかも切削し締付ける過程において更に物品２の繊維が軸１１に絡まり易く、ねじ山１４が物品２と緊密に接触するために、切削速度が緩慢となる。その他、ねじ１の切削抵抗力が高まり、締め付け過程では比較的大きな締付けねじり力が必要となり使用上の不便が多くなる。

２．前述に引き続き、ねじ山１４は円形であるため、切削時に発生した切屑がねじ山１４間に溜まって順調に外に排出できない。後続して形成する切屑が押し合って外に向けて圧力を拡大することから、徐々に締付け速度が緩慢化し、物品２が過大のねじり力を受け入れられずにクラックが入る現象も起こる。これにより迅速な切削効果を達成できずにねじ１の締付け定位にも影響を及ぼす。

３．更にねじ１を締付けた後に、外的要因で震動（例えば地震等）の影響を受けると、物品２内に締付けたねじ１が逆回転して緩む欠点がある。よって、ねじ山１４を物品２に密着させるだけでは、緊密固定力が不足するという欠点がある。

前述の欠点に鑑み、本発明者は特許文献１の設計を創出した。
低ねじり力で締付けた該スクリュー締結具３は、軸３１と、軸３１の一端に設ける頭部３２と、軸３１のもう一端に設ける穴あけ進入部３３と、軸３１に螺旋形態で繞設し穴あけ進入部３３まで延伸するねじ山３４とを備える。
そのうち各ねじ山３４は非対称の三つの切削面３４１によって構成され、尚且つ任意二つの相隣する切削面３４１には切削刃３４２を連接し、前記各切削面３４１には複数の鋸歯３４３を設ける。
これにより締付ける際、非対称でしかも複数の鋸歯３４３を備えたねじ山３４があるため、鋸歯３４３を締付けて物品２を切削する際、物品２との摩擦が減り切削効率を高めることができ、尚且つ大量に切屑が溜まる現象も起きない。
しかし使用後には改善すべき箇所も発見されたため、その改善が必要な箇所に対し次に説明する本発明を研究開発した。

台湾特許第Ｍ４１５２１３号明細書

本発明の目的は、締付け切削過程において切屑排出を迅速に行なえ、締付け速度を向上させ、締付けねじり力を低下させる等の効果を備え、効果的にクラックの発生を防止することのできるスクリュー締結具を提供することにある。

本発明のスクリュー締結具は、軸、軸の両端にそれぞれ設ける頭部と穴あけ進入部、及び螺旋形態で軸に繞設する複数のねじ山を含む。
そのうち、ねじ山の外周形状は長さの異なる相互に非対称の少なくとも三つの切削面によって構成され、尚且つ任意二つの隣接する切削面には切削刃を連接し、各切削面上には複数の鋸歯を設ける。
また穴あけ進入部は軸から外側に延伸し、尚且つ穴あけ先を形成する。
さらに軸にはカット溝を設け、カット溝は穴あけ先前まで延伸するが、カット溝は穴あけ先箇所に繋がらず、穴あけ先とカット溝間には少なくとも一つのねじ山を配置する。前記カット溝は、前記軸の前記穴あけ先とカット溝間に配置されたねじ山へつながる部分まで延び、前記穴あけ先とカット溝間に配置された少なくとも一つのねじ山が、前記カット溝で分断されることなく前記軸を完全に取り巻く。
前記カット溝は切削壁と、切削壁に隣接する押圧壁とを備え、該切削壁と押圧壁とで囲まれた箇所に収納空間を形成する。
よって締付けの過程において、切削面が非対称の鋸歯を備えたねじ山を用いて、切削時のねじ山と物品間に生じる相互摩擦を減少させ、同時に締付け始めの締付けねじり力を低下させる。
更にカット溝を係合させて切削を補助し切屑を収める設置は、効果的にクラックの発生を防止すると共に、締付けねじり力を大幅に低下させ、締付け速度を向上させる効果を実現する。

本発明のスクリュー締結具は、締付け切削過程において切屑排出を迅速に行なえ、締付け速度を向上させ、締付けねじり力を低下させる効果を備え、効果的に罅防止を行なえる特徴がある。

公知ねじの側面図である。 公知ねじの締付けを示す図である。 公知の低ねじり力を備えたスクリュー締結具の斜面図である。 公知スクリュー締結具の締付けを示す図である。 本発明の第一実施例図である。 本発明第一実施例の断面図である。 本発明の第二実施例図である。 本発明の第三実施例図である。 本発明の第四実施例図である。 本発明第四実施例の断面図である。 本発明第五実施例図である。

次に、本発明の前述の内容、その他の技術内容、特徴、及び効果の理解を助けるために、図面を参照した好ましい実施例を使って詳細説明を行なう。

本発明を詳述する前に明記するが、次の説明において、類似する部品は同じ番号で表示することとした。

図５及び図６に示すとおり、本発明の好ましい実施例は、軸４１、軸４１の一端に設ける頭部４２、軸４１のもう一端に設ける穴あけ進入部４３、及び螺旋形態で軸４１に繞設しさらに穴あけ進入部３３にまで至るねじ山４４を含む。
そのうち、ねじ山４４の外周形状は長さの異なる相互に非対称の少なくとも三つの切削面４４１によって構成され、尚且つ任意二つの隣接する切削面４４１には切削刃４４２を連接する。
各切削面４４１上には複数の鋸歯４４３を設ける。切削面４４１を実際に製作する場合は、ニーズに応じて四つ或いは五つ以上の非対称設置に設計することが可能である。
本実施例は三つの非対称の切削面を例として説明し、同時に任意一つの同じ位置の切削刃４４２は相互に連結して仮想線Ａを形成する。
該仮想線Ａは軸の中心Ｂと平行に設置するか、仮想線Ａと軸の中心Ｂを傾斜角度をもたせて設置する（未図示）。本実施例は仮想線Ａと軸の中心Ｂを平行設置したものを例として説明する。
また穴あけ進入部４３は軸４１から外側に延伸し尚且つ穴あけ先４３１を形成する。
さらに軸４１にはカット溝４５を設け、カット溝４５は穴あけ先４３１前まで延伸するが、カット溝４５は穴あけ先４３１には繋がらず、穴あけ先４３１とカット溝４５間には少なくとも一つのねじ山４４を配置する。カット溝４５は、軸４１の穴あけ先４３１とカット溝４５間に配置されたねじ山４４へつながる部分まで延び、穴あけ先４３１とカット溝４５間に配置された少なくとも一つのねじ山４４が、カット溝４５で分断されることなく軸４１を完全に取り巻く。
穴あけ先４３１とカット溝４５との間に二つのねじ山４４を配置するか、三つのねじ山４４を配置してもよい（図７の第二実施例及び図８の第三実施例に示す通り）。
次に図５及び図６を例として説明する。前記カット溝４５は切削壁４５１と、切削壁４５１に隣接する押圧壁４５２とを備え、該切削壁４５１と押圧壁４５２とで囲まれた箇所に収納空間４５３を形成する。

図５及び図６に示すとおり、締付け時には穴あけ進入部３３で物品５上を圧し、工具を用いて頭部４２に回転ねじり力を加える。
これにより穴あけ進入部４３は穴あけ先４３１とカット溝４５間に設けたねじ山４４を従動して回転切削しながら物品５内に進入する。
この時、ねじ山４４の各切削刃４４２に物品５が接触する。
さらに適時、非対称設計の各切削面４４１上に備えた複数の鋸歯４４３によって、スクリュー締結具４が最初に物品５を切削した時の相互摩擦力を減少させる。
同時に切削面４４１に絡まった切屑を迅速にカットすることができ、ねじ山４４が最初に穴あけをする際に発生させる締付けねじり力を大幅に減少できる。
この時、軸４１に設けたカット溝４５が係合し、カット溝４５は穴あけ先４３１の箇所と隣接しない設置であるため、カット溝４５は穴あけ先４３１に従った後、徐々に物品５内に進入し切削する。
これにより省力効果と迅速に回転して物品５に進入し締付ける効果を達成する。
また切削壁４５１と押圧壁４５２で囲み形成する収納空間４５３の設計を利用して、穴をあけながら進入する過程での切屑を収めることができ、溜まった切屑に押されてクラックが発生する欠点を防止できる。
それと同時に、後続する各ねじ山４４には非対称の切削面４４１を設計して、カット溝４５に連接した後、引き続き物品５内に穴をあけて進入させる。
スクリュー締結具４を締付けた後は、充分な物品５との締付け緊密固定力を発生させることができる。
これによりスクリュー締結具４が外的要因の影響により自身が逆回転し後退する欠点を防ぐことができ、締付け抵抗力とねじり力の発生を効果的に抑えることができ、締付け速度を大幅に向上させる効果を実現する。

図９及び図１０に示す本発明の第四実施例は、前記実施例と同じ点は、軸４１、頭部４２、穴あけ進入部４３、ねじ山４４、及びカット溝４５等の構成要素を含む点である。
特に取り上げるべき点は、本実施例での各切削面４４１の鋸歯４４３間にはねじ山４４の底部に至る少なくとも一つ以上の切欠歯４４４を設ける点にある。
前記切欠歯４４４は実際のニーズに応じることができ、各切削面４４１上には二つ或いは三つ以上の設置が可能であるが（未図示）、下記では各切削面４４１に一つの切欠歯４４４を設けたものを例として説明する。
これによりスクリュー締結具４で穴をあけながら進入する際に切屑を排出する空間を増やすことができる。

スクリュー締結具４を用いて物品５に穴をあけながら進入させる際、各切削面４４１が鋸歯４４３を従動して、切削面４４１に巻き付いている切屑を先行してカットし、スクリュー締結具４を迅速に物品５内に回転進入させる。
それと同時に各切削面４４１に設けた切欠歯４４４をカット溝４５に係合させて、穴をあけながら進入する過程で発生する切屑の収納と外側への排出を行なわせる。
そのためスクリュー締結具４には好ましい切屑排出効果が生まれ、同様に締付けねじり力、抵抗力を効果的に低下させ、穴をあけながら進入する締付け効果等を高める。

図１１に示した本発明の第五実施例は、第一実施例と同様に、軸４１、頭部４２、穴あけ進入部４３、複数のねじ山４４、及びカット溝４５等の構成要素を含む。
特に、本実施例において穴あけ先４３１とカット溝４５間に少なくとも一つの鋸歯４４３を有しない完全なねじ山４４を設ける。
これにより締付け時に穴あけ先４３１がねじ山４４を従動して先行して穴をあけて締付けた後、係合するカット溝４５が切削と切屑の収納を助け、効果的にクラックを防止する。
それとともに締付けねじり力を大幅に低下させ、締付け速度を向上する効果を達成する。

前述をまとめると、本発明のスクリュー締結具は、軸上にカット溝を設け、該カット溝は穴あけ先４３１の前まで延伸する。
該カット溝は穴あけ先４３１に連結しないため、締付け過程において、非対称の切削面がスクリュー締結具と物品の摩擦を効果的に減少させ、切削過程での物品との接触面積及び締付けねじり力を低下させる。
さらに穴をあけながら進入する過程での回転速度を高め、カット溝を係合させて切削を助け、切屑を収納して効果的にクラックが入る欠点を防止する。
同時に締付けねじり力を大幅に低下させ、締付け速度を向上させるため、確実に本発明の目的を達成する。

但し、以上は単に本発明の好ましい実施例を説明したにすぎず、これによって本発明の実施範囲に制約を加えることは不可能である。即ち、本発明の特許請求の範囲及び説明書の内容に基づいて為した同等効果を有する簡単な変化や修飾は全て、本発明の包含する範囲内に属するものとする。

１ ねじ
１１ 軸
１２ 頭部
１３ 穴あけ進入部
１４ ねじ山
２ 物品
３ スクリュー締結具
３１ 軸
３２ 頭部
３３ 穴あけ進入部
３４ ねじ山
３４１ 切削面
３４２ 切削刃
３４３ 鋸歯
４ スクリュー締結具
４１ 軸
４２ 頭部
４３ 穴あけ進入部
４４ ねじ山
４５ カット溝
４３１ 穴あけ先
４４１ 切削面
４４２ 切削刃
４４３ 鋸歯
４４４ 切欠歯
４５１ 切削壁
４５２ 押圧壁
４５３ 収納空間

Claims (3)

1. 軸、軸の一端に設ける頭部と、軸のもう一端に設ける穴あけ進入部と、螺旋形態で軸に繞設し、穴あけ進入部まで延伸する複数のねじ山とを含むスクリュー締結具において、
   そのうち、前記ねじ山の外周形状は長さの異なる相互に非対称の少なくとも三つの切削面によって構成され、尚且つ任意二つの隣接する切削面には切削刃を連接し、各切削面上には複数の鋸歯を設け、穴あけ進入部は軸から外側に延伸し尚且つ穴あけ先を形成し、
   軸にはカット溝を設け、カット溝は穴あけ先前まで延伸するが、カット溝は穴あけ先に繋がらず、穴あけ先とカット溝間には少なくとも一つのねじ山を配置し、前記カット溝は、前記軸の前記穴あけ先とカット溝間に配置されたねじ山へつながる部分まで延び、前記穴あけ先とカット溝間に配置された少なくとも一つのねじ山が、前記カット溝で分断されることなく前記軸を完全に取り巻く形状であり、前記カット溝は切削壁と、切削壁に隣接する押圧壁とを備え、該切削壁と押圧壁とで囲まれた箇所に収納空間を形成することを特徴とするスクリュー締結具。
2. 各切削面の鋸歯間には別に少なくとも一つ以上のねじ山の底に至る切欠歯を設けることを特徴とする請求項１に記載のスクリュー締結具。
3. 各穴あけ先とカット溝間には、少なくとも一つの鋸歯を有しない完全なねじ山を設けることを特徴とする請求項１に記載のスクリュー締結具。

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