JP6309085B2 - ねじ - Google Patents

Description

本発明は、請求項１のプリアンブルの特徴を有するねじ、特に木ねじに関する。

ねじ、特に木ねじは、一般に、少なくとも２つの構成材を取り付ける機能を有し、該構成材は、例えば、木材又は木材のような材料からなる。木ねじは、主として木材構成材にねじ込まれ、それら自体が適切な相手ねじを切ることになる。例えば、普通は金属ねじを固定するのに必要とされる内部相手ねじを有するナットなどの相補的な相手部品は、木ねじに存在しない。こうした木ねじは、普通は、一方のシャフト端部又はねじ端部に円錐形先端部を有し、かつ反対の軸端部にねじ頭又はドライブヘッドを有する、円筒形ねじ軸を有する。ねじ芯上又はねじ本体上に巻かれる螺旋ねじ山は、意図される使用に応じて、完全ねじ部又は不完全ねじ部として形成される場合があり、これは普通はねじ先端にテーパする。不完全ねじ部の場合は、ねじ山のない滑らかなねじ軸とねじ区域の領域のねじ芯とで区別される。滑らかなねじ軸は、普通は、ねじ区域とねじ頭との間に配置され、ねじ軸の直径は、普通はねじ芯の直径よりも大きい。完全ねじ部を有するねじでは、ねじ区域はねじ先端からねじ頭に延び、ゆえにこの場合、ねじ軸はねじ芯であり、したがって、ねじ軸の直径はねじ芯の直径に対応する。

チップボードねじともよく称されるこうした木ねじは、手動で又は機械でその先端を前進させることで、より軟らかい又はより軟らかくない材料、例えば、木材又は木材のような材料から作製された構成材にねじ込まれる。ねじ込んでいる間に、構成材の材料は、ドリリングとは異なり、木ねじに置き換えられる。建築物に接続部品としてねじ込まれる木ねじは、ねじで一緒に取り付けられる隣接する構成材の間で異なる力の影響を受け入れる又は伝達する、若しくは解放することができなくてはならない。これらの力の影響は、その用途に応じて、張力、圧力、及び／又は屈曲力である場合がある。ねじ込み式の木ねじでは、構成材をねじで一緒に接続するために構成材にねじ込まれるねじ山によって提供される、所謂ねじ山牽引力（ｔｈｒｅａｄ ｒｅｔｒａｃｔｉｏｎ ｆｏｒｃｅ）、又は牽引輸送能力（ｒｅｔｒａｃｔｉｏｎ ｃａｒｒｙｉｎｇ ｃａｐａｃｉｔｙ）、すなわちその保持力が不可欠である。

材料が置き換えられることに起因して、ねじ込んでいる間に圧力が生じ、これは、ねじ込まれたねじ上に及び構成材の材料内に作用する。この圧力は、不都合なことに、１つの側面では、ねじ込まれるねじの割る作用に起因して、ねじ込んでいる間に構成材の破砕又は破壊を引き起こす場合がある。他の側面では、構成材に作用する圧力に起因して、ねじをねじ込むために加える力の増加又は締め付けトルクの増加が必要となる。締め付け抵抗又は締め付けトルクが高すぎる場合、構成材にねじ込まれている間に不都合なことにねじが外れる場合があり、ゆえにこの場合、ねじは、構成材内の力をそれ以上受け入れる又は伝達することができない。したがって、ねじ、特に木ねじのさらなる開発のために、以下のパラメータが特に関連する。
−締め付け抵抗又は締め付けトルクの減少
ユーザによる、より容易な、より力を必要としないねじ込みが可能となり、ゆえに、ねじ込んでいる間の怪我及び事故のリスクがさらに低下するように、ねじ込むのに必要とされる締め付け抵抗の減少又は締め付けトルクの減少が望まれる。さらに、加える力及びエネルギーが少ないことから、低減した例えば再充電可能なバッテリ駆動のスクリュードライバなどのねじ回しするための装置のメンテナンスの必要性及びかかるコストがさらに減少する。
−ねじ山牽引力又は牽引輸送能力の増加
いくつかの木ねじを用いる取付けに関して、個々の各ねじの保持力が増加することから、より少ない総数の接続手段が必要とされるように、木ねじの、構成材でのねじ山の保持力又は牽引輸送能力の増加が望まれる。したがって、全体として、前述の取付け課題を解決するためにより少ない接続手段が用いられる場合があり、ゆえに、材料資源の消費及びコストも持続可能に減少する場合がある。これと対照的に、従来のねじと比較して１本のねじにつき増加した保持力を有する同じ数の接続手段を用いるときに、これは、特定の取付け課題のより上級の解決策、したがって、木材建築でのより上級の安全性をもたらすことになる。
−ねじ込んでいる間の構成材への割る作用の減少
本質的にクラックのない構成材へのねじ込みの、保証されるだけ高い保持力が存在し、かつ、全般的にクラックのない取り付けの場合に木材構成材のできるだけ低い摩耗が達成されるように、ねじ込んでいる間の構成材の材料への割る作用の減少が望まれる。

従来技術から、３つの上述のパラメータ、すなわち、締め付け抵抗の減少、割る作用の減少、及びねじ山牽引力の増加、のうちの少なくとも１つにやや積極的な方法で影響を及ぼすことを目的とした、木ねじの公知の異なる実施形態が存在する。

構成材内にねじ込むときの圧力を最小にする、したがって、締め付け抵抗をできるだけ低く維持するために、従来の木ねじは、例えば、合成のスライディングカバーを備える。しかしながら、これは、生産コストを不都合なほどに増加させることになり、環境への悪影響を有する。従来技術から、ねじの滑らかな軸部への遷移領域でのねじ山の端に摩擦部又は所謂カウンターシンクが存在する、さらに公知の木ねじが存在する。こうした摩擦部の効果及び機能は、ねじ込むときに、後続の滑らかなねじ軸上の摩擦が減少することになるように、木材でのねじ軸の直径に対応する穴直径よりも大きい穴直径を構成材の材料にもたらすことである。

さらに、市販の木ねじには、上述の摩擦部と少なくとも比較できる機能をそれぞれ有する、ねじ先端の異なる幾何学的実施形態が存在するが、この摩擦部は、既にねじ先端上に配置されており、ねじ回しする方向で見たとき、ねじ山部から滑らかなねじ軸部への遷移領域においてさらに後退しない。実施形態により又はそれぞれの生産者に応じて、ねじ先端の領域のこうした摩擦部は、所謂カウンターシンク、スレッドリング、相手ねじ、ドライビングスレッド、或いは、軸リップ、ドリル先端、又はスクレーパ溝とも称される。ねじ先端に配置されるこれらの摩擦部はすべて、共通して、既にねじ込むときに達成される、ねじの先端で始まる、構成材での増加した穴直径を有し、ゆえに、ねじのねじ山が取り付けられるねじ回しする方向での下流のねじ軸の芯直径が曝される摩擦効果は減少する。しかしながら、こうした実施形態は、構成材の材料での穴直径の増加に起因して、ねじ山牽引力又は牽引輸送力、したがって、構成材でのねじ山の保持力が減少する限り、不利である。

牽引輸送能力に関して、構成材でのねじ山の保持力は、市販の製品ではねじピッチによって主として決まる。このように、保持力の増加を目的とする、所謂ハイ・ロースレッド（ｈｉｇｈ−ｌｏｗ−ｔｈｒｅａｄ）（ｈｉ−ｌｏ−ｔｈｒｅａｄとも称される）を有する市販の木ねじが存在する。こうした木ねじは、例えば、特許ＡＴ４１２６６５Ｂから公知である。この木ねじは、所謂圧縮先端を有し、先端の領域でスレッドフライト間に横断リップが挿入される。これらの横断リップは、ねじがねじ込まれ、回されるときに、置換によって材料を圧縮し、したがって、ねじがねじ込まれるときの摩擦を減らすことを意図される。この方法では、ねじ込まれるねじの牽引力が不都合なほどに減少する。

ねじ先端の領域での適切な措置によって、ねじ込まれている間に構成材の材料に損傷を与えない又は破壊しないような方法で、構成材にねじ込まれている間の木ねじの割る作用の減少を達成することが試みられている。この理由のため、従来技術から公知の所謂カウンターシンク、スレッドリング、相手ねじ、ドライビングスレッド、或いは軸リップ又はドリル先端が存在し、各スレッドフライトは正確に先端部まで巻かれることが製造業者によって考慮に入れられている。ねじ先端の領域でねじ山に所謂鋸歯状クラウンが適用され、これにより、構成材の材料にねじ込むときの望ましくない割る作用を減少させる、さらに公知の木ねじが存在する。これらの前述の措置は、少なくともそれらがその生産においてやや複雑である限り不利である。上述の改善のための提案として、これは、特に正確にねじ先端の領域にねじ山をつけるため、又はこれに付加的な鋸歯状クラウンを設けるために、それ自体が公知である木ねじの基本構成へのどのような変更もなさず、また、これらの提案される措置の効果はやや限られており、ゆえに、そうした措置にもかかわらず、こうした木ねじが用いられるときに構成材への損傷が起こる場合がある。

したがって、本発明の課題は、下穴を開けずに、構成材、好ましくは木材又は木材のような材料で作製された構成材に用いられる場合がある従来技術の指摘された欠点を防ぎ、従来の木ねじと比較して、構成材にねじ込まれているときに減少した締め付け抵抗又は減少した割る作用を有し、そのねじ込まれた位置で増加した牽引輸送能力を有する、ねじ、特に木ねじを提供することである。

これらの課題は、請求項１の特徴部の特徴を有する請求項１のプリアンブルに係るねじ、特に木ねじによって解決される。サブクレームは、本発明のさらに特に有利な実施形態に関係する。

発明的なねじ、特に木ねじは、一方の端上に円錐形先端部が形成されている円筒形ねじ軸と、ねじ軸の他方の端上に形成されるねじ頭と、ねじ芯を有する少なくとも１つのねじ区域とを備え、ねじ区域は、縦軸方向に沿って円錐形先端部からねじ頭の方向に延び、少なくとも１つのねじ区域上で、複数の連続するねじ山が形成され、少なくとも１つのねじ区域の領域において、ねじ芯の外面上の外側に複数の隆起部が配置される。

少なくとも１つのねじ区域の領域でのねじ芯の外面上の隆起部は、ねじが構成材に挿入される又は入れられるときに、ねじ区域又はねじ軸から、並びに、ねじ芯の外面を越えて又はねじ区域の芯直径を越えて突き出る隆起部又は突出部から、構成材の内部材料をシフトさせ、押すことを意図される。これにより、隆起部は、ねじの縦軸から見たときに、隣接する構成材の材料を本質的に半径方向に外方に押す。このように、ねじの外れに対抗する固定機能が提供され、ねじが構成材にねじ込まれた後で、牽引輸送能力が改善される。構成材に対するねじのねじ芯の外面上の突出部の固定機能に起因して、ねじを有する構成材上に外部からの力がかかる場合であっても、ねじは容易に緩むことはできない。

本発明は、ねじ込み中に構成材の材料との摩擦をもたらすねじの接触面が、現在の標準のねじの接触面の半分まで著しく減少することになるように、ねじがねじ込まれるときに、ねじ芯が、隆起部の領域でそれぞれ横方向に、すなわち縦軸方向との位置関係では半径方向に、交互にオフセットすることをさらに特徴とする。以下に示されるように、発明的なねじにより、ねじの回る動きの間のオフセット芯直径によって達成される動的ねじ込みに起因して、必要な締め付けトルクが、例えば、従来技術から公知の比較できるねじの必要な締め付けトルクの５０％までだけ減少する場合がある。

ねじ芯の外面上の又は芯直径上の隆起部の適切な構成に起因してより高い保持力が達成され、これは、現在知られているねじと比較して、３０％までだけ増加する構成材でのねじ山の牽引輸送能力又は保持力をもたらすことになる。回る動きでのオフセット芯直径によって達成される動的ねじ込みに起因して、木材繊維は、ねじ込んでいる間にほとんど損傷を受けず、これらは、ねじ込みプロセスが完了した後で、隆起部を備えるねじ込まれたねじのねじ芯の芯直径に戻っていくことができる。このように、ねじ込まれたねじとこれを取り囲む構成材との間に形状類似（ｆｏｒｍ−ｌｉｋｅ）鋸歯又は形状適合（ｆｏｒｍ−ｆｉｔ）接続が提供され、牽引力の増加につながる。

さらなる利点として、発明的なねじをねじ込むときの構成材の材料の著しく減少した割る作用が言及され、これは従来の比較できるねじと比較して以前の試験で測定されている。回転する動きでの隆起部又はオフセット芯直径によって発明的なねじで達成される動的ねじ込みに起因して、置換力はより小さく、ねじ込むときに建築材料に生じる張力は、構成材の材料でのより小さい割れ又はより少ないクラックをもたらすことになる。

これにより、本発明は、例えば、ねじの長さ、公称ねじ直径などの特定のねじ寸法に限定されず、そしてまた、円錐形先端部、ねじ頭、ねじ頭上のねじ回し用の外形、及び／又はねじピッチの特定の実施形態の態様に限定されない。本発明はまた、１つの又はいくつかのねじ区域並びに不完全ねじ部及び／又は完全ねじ部を有するねじを含む。

また、少なくとも１つのねじ区域の領域での隆起部の構成は、ねじの異なる用途に個々に合わせられてもよい。ねじ芯の外面上の隆起部は、例えば、その外表面の同じ又は異なるアウトラインを有してもよい。隆起部の外表面は、ねじ穴にねじ込むときの構成材の材料への損傷を防ぐために曲線アウトラインを有利に形成する。本発明の範囲内で、少なくとも一部の区域において、その外表面のジャグ状、階段状、波形、及び／又は鋸歯状、又は三角形のアウトラインを有する隆起部をねじ芯の外面上に提供することもさらに可能である。ジャグ状、階段状、波形、及び／又は鋸歯状のアウトラインは、縦軸方向と平行に或いはねじの縦軸方向に対して斜めの角度をなして隆起部の外表面上に配置されてもよい。

不完全ねじ部を有するねじでは、ねじ芯を有する１つの又はいくつかのねじ区域と、ねじ山のない滑らかなねじ軸の１つの又はいくつかの区域との区別がある。したがって、ねじ芯の芯直径は、普通は、滑らかなねじ軸の軸直径よりも小さい。完全ねじ部を有するねじの場合には、ねじ区域は、ねじの縦軸全体に沿って円錐形先端部からねじ頭に延び、ゆえに、ねじ芯はねじ軸である。したがって、ねじ芯の芯直径は、この完全ねじ部を有するねじの場合は、ねじ区域においてねじ軸の軸直径となるであろう。

発明的なねじ、特に木ねじでは、ねじ芯の外面上の隆起部は、縦軸方向に互いから離間して有利に配置される。この実施形態の態様では、個々の隆起部が、構成材の材料にねじ込まれているときに、それぞれ構成材の材料上に局所的に増加した圧力をもたらすことになるのが有利であり、隣接する隆起部間の距離に起因して、木材繊維は、ねじ込みプロセスが完了すると隆起部間の芯直径又はねじ芯の領域に特に効果的に戻っていくことができ、ゆえに、ねじ込まれたねじの牽引輸送能力がさらに増加することになる。

本発明に係るねじ、特に木ねじでは、隆起部は、ねじ芯上で縦軸方向と平行に特に有効に配向される。

本発明のさらに代替的な実施形態では、ねじ、特に木ねじの隆起部は、それぞれねじ芯上で縦軸方向に対して斜めの角度をなして配向される。この実施形態では、ねじの縦軸方向に対して斜めに配置される隆起部は、特に、ねじ込まれたねじとこれを取り囲む構成材の材料との形状適合接続をもたらすことになる。

発明的なねじ、特に木ねじでは、少なくとも１つの隆起部は、２つの隣接するねじ山のそれぞれの１つの縁と有効に接続される。この実施形態では、２つの隣接するねじ山の縁と接続される隆起部は、特に堅牢な状態で配置され、ねじがねじ込まれているときにできる限り損傷に対して守られる。

本発明のさらに有用な実施形態では、ねじ、特に木ねじの少なくとも１つの隆起部は、少なくとも１つの隆起部がねじ山の両側に突出部を形成する状態で、ねじ区域のねじ山に形成される。ねじ山の両側を越えて突き出る突出部に起因して、特に、ねじ込まれたねじと構成材の材料との形状適合接続が達成される。

本発明の好ましい態様では、ねじ、特に木ねじの隆起部は、ねじ芯の外面上で直線に配置される。これにより、隆起部は、ねじ芯の外面上で周辺区域又は周辺セグメントに配置される。この実施形態では、ねじ芯の外面上の単一の周辺区域内に配置される隆起部は、特に経済的な方法で有利に製造される場合がある。

さらに有利な実施形態の態様では、発明的なねじ、特に木ねじの隆起部は、ねじ芯の外面上で周辺方向に交互に互いにオフセットして少なくとも２つの直線に配置され、第１の隆起部は、第１の周辺区域において第１のラインに配置され、第２の隆起部は、ねじ芯の外面の第２の周辺区域において縦軸方向に第１の隆起とそれぞれ交互になるように第２のラインに配置される。これにより、隆起部は、周辺方向に交互に互いにオフセットしてねじ芯の少なくとも２つの異なる周辺区域に有利に配置され、第１の隆起部は第１の周辺区域に配置され、第２の隆起部は、第２の周辺区域において縦軸方向に第１の隆起部とそれぞれ交互に配置される。

隆起部がそれに沿って配置される直線は、互いに周辺区域から任意の距離に配置されてもよい。例えば、隆起部の第１のラインを含む第１の周辺区域、隆起部の第２のラインを含む第２の周辺区域、及び隆起部のさらなるラインを有する任意のさらなる周辺区域が、それぞれねじ芯の外面の周辺に沿って一様な分割比で４分の１回転又は第３の回転だけオフセットして配置されてもよい。本発明の範囲内で、ねじ芯の外面に沿った周辺方向の任意の他の距離が、隆起部の直線を有する少なくとも２つの周辺区域間に実現され得ることも提示される。

本発明の開発では、第１の隆起部及び第２の隆起部は、ねじ、特に木ねじにおいて、ねじ芯の外面に直径方向に対向して位置する２つの周辺区域に、交互に互いにオフセットして配置される。この配置は、ねじ芯の外面に直径方向に対向して位置し、かつ隆起部を有する、周辺区域に起因して、ねじが木材構成材にねじ込まれているときにねじの特に一様な動きが達成されるという利点を有する。ねじは、ねじ込まれているときに直径方向に対向する隆起部によって動的に振動させられ、ゆえに、必要な締め付けトルクが有利にさらに減少する場合がある。

発明的なねじ、特に木ねじでは、第１の隆起部は、第１の周辺区域における２つの隣接するねじ山のそれぞれの１つの縁と有効に接続され、第２の隆起部は、第２の周辺区域におけるねじ区域のねじ山にそれぞれ形成され、第２の隆起部は、それぞれ、ねじ山の両側に突出部を形成する。

ねじ、特に木ねじの本発明のさらに好ましい実施形態では、縦軸方向の一区域につき縦軸方向にねじ芯の外面上にそれぞれ１つだけの隆起部が配置される。この実施形態では、ねじ込まれているときにねじの縦軸方向の一区域につき１つの隆起部によって構成材の材料が外方に特に注意深く押されることが有利であり、ゆえに、ねじ込んでいる間の構成材の材料での望ましくないクラック形成が潜在的に防止される場合がある。

発明的なねじ、特に木ねじでは、隆起部の外面は、特に有利に曲線アウトラインを形成する。この有利な実施形態では、ねじ芯の外面上の隆起部は、曲線外表面又は丸みのある曲線アウトラインを有する。このように、ねじがねじ込まれている間に隆起部が構成材の材料に切り込むことが防がれる。それらの丸みのある外面に起因して、隆起部は、ねじ穴内で、構成材の材料をさらに破断又は切断せずに、ねじ込まれている弾性木材構成材に接触して外方に押す。ねじのねじ込まれた静的位置で、弾性木材構成材は、できる限りその元の形をとる場合があり、したがって、隆起部が木材構成材によって密接して取り囲まれ、これにより、構成材でのねじ山の保持力がさらに増加するであろう。

本発明に係るねじ、特に木ねじでは、隆起部の半径方向の厚さは、ねじ山の半径方向の高さと特に有効に同じ又はより小さく、隆起部の半径方向の厚さは、好ましくはねじ山の半径方向の高さの２／３の量となる。この実施形態では、ねじ芯の外面に取り付けられた隆起部は、ねじ山又はスレッドフライトのそれぞれを越えて突き出ないが、むしろ、多くともスレッドフライトの半径と同じである、隆起部の最大半径を有する。したがって、構成材の材料のねじ穴の直径は、スレッドフライトの外径によって有利に決定され、隆起部は、スレッドフライト又はねじ山のそれぞれの縁を越えて突き出ない。隆起部の半径方向の最大厚さは、特に好ましくはねじ山の半径方向の高さの２／３の量となる。

隆起部の半径方向の厚さは、特に有利には、ねじ軸の半径よりも大きい。このように、隆起部の半径は、有利には、滑らかなねじ軸の半径よりも大きく、これにより、ねじを構成材にねじ込んでいる間の、ねじ穴において隣接する構成材の材料に対するねじ軸の望ましくない摩擦ができる限り排除される。

ねじ、特に木ねじによる本発明の開発では、円錐形先端部及びその上に存在するねじ区域の領域に溝が切られる。この実施形態では、溝は、円錐形先端部の領域にブレード並びにチップスペースを形成し、これにより、構成材へのねじのねじ込みを容易にする。

ねじ、特に木ねじにおける本発明の開発では、ねじ区域は、円錐形先端部からねじ頭に、ねじ区域長さに延びる。この実施形態では、発明的なねじは、円錐形先端部からねじ頭に延びる完全ねじ部を有する。このように、隆起部は、完全ねじ部のねじ区域全体の長さに沿ってねじ芯上に特に有利に配置される場合があり、したがって、構成材にねじ込まれるねじの保持力がさらに増加する。こうした完全ねじ部を有する発明的なねじは、好ましくは、木材建築での補強ねじとして用いられる。

要約すれば、発明的なねじ、特に、発明的な木ねじは、前述の利点の他に、強制的な摩擦部も特別な先端部構成も存在しないので発明的なねじの生産コストがより低いという、市場で現在入手可能な製品に対するさらなる改善も有する。優れたねじ込み挙動に起因して、発明的なねじでは、スライディングカバーが省略される場合があり、これにより、カバーの省略に起因してコストを節減し、環境破壊を防ぐ。落葉樹及び堅木での発明的なねじの加工では、必要に応じて下穴開けが省略される場合がある。これは時間及びコストを節約するであろう。特に、例えば、所謂補強ねじに関する完全ねじ部を有するねじとしての一実施形態での発明的なねじの使用は、取り扱いの簡単さ並びに所与の補強課題の経済的解決策に関して特に好ましい結果をもたらす場合があることが言及される。

以下では、表に発明的な木ねじ（表に略語「ＤＳ」で表わされる）によって判定された締め付けトルクの個々の試験データ、並びに同じく市場で入手可能な６つの異なるねじ（これらは、表に略語「ＶＧＳ１」〜「ＶＧＳ６」で表わされる）によるそれとの比較が表記される。ねじ込み試験のために、８ｍｍの公称直径（ＤＮ）並びに２４０ｍｍのねじ長さを有する木ねじを使用した。この目的のために、それぞれ同一の試験条件を有する１０の試験設定で異なる木ねじを互いに比較し、各試験で、木ねじは同じ木材構成材にねじ込まれた。一体化されたトルク検出を有する１つの同じ電動ネジ回し工具を試験のために使用した。以下の表に列挙される締め付けトルクの試験スコアは、それぞれニュートンメートル（Ｎｍ）で表わされるトルクとして列挙される。

表：発明的なねじ（略語：「ＤＳ」）と６つの異なる従来のねじ（略語：「ＶＧ１」から「ＶＧ６」）との締め付けトルクの比較：
・ニュートンメートル（Ｎｍ）で表わされる締め付けトルクの試験１〜１０のデータ
・（Ｎｍ）で表わされるＤＩＮ ＥＮ１４３５８に従う特性値
・従来のねじと比較して発明的なねじ「ＤＳ」の平均締め付けトルクの減少（％で表わされる）。

木材建築では一般的なように、比較試験に関して、ＤＩＮ ＥＮ１４３５８：２００６に従って測定される所謂特性値が存在する。したがって、試験結果が評価されるときに、これらは対数正規分布に基づいていなければならない。簡素化されたそれぞれの特性値は、自然対数（ｎｏｒｍａｌ ｌｏｇａｒｉｔｈｍ）を有する試験データを変換し、その後、対数をとった値の平均値及び標準偏差を求め、その後、表フォーム中のファクタを用いてファクタを求めることによって求められる。ＤＩＮ ＥＮ１４３５８に従って測定される特性値も各ねじに関する表からとられることになる。

要約すれば、表に記録された試験は、発明的なねじ（略語「ＤＳ」）のねじ込みに関して、従来のねじと比較して、５０％までだけ低減した締め付けトルクを有利に必要とすることを示す。

図面に概略的に描画される実施形態の例の以下の解説から本発明のさらなる詳細、特徴、及び利点が認識可能である。

不完全ねじ部を有するねじの第１の発明的な実施形態の例を示す側面図である。 側部から斜めに見た不完全ねじ部を有するねじの第２の発明的な実施形態の例を示す等角図である。 不完全ねじ部を有するねじの第３の発明的な実施形態の例を示す側面図である。 不完全ねじ部を有するねじの第４の発明的な実施形態の例を示す側面図である。 不完全ねじ部を有するねじの第５の発明的な実施形態の例を示す側面図である。 不完全ねじ部を有するねじの第６の発明的な実施形態の例を示す側面図である。 図６に描画されるねじの、図６に示される切断線７−７に従う縦軸方向の概略的な断面図である。 発明的な不完全ねじ部を有するねじの第７の好ましい実施形態の例の側部からの斜めに見た斜視図である。 構成材にねじ込まれる位置にある図６に描画されるねじの側部からの断面図である。 構成材にねじ込まれる位置にある図３に示されるねじの側部からの平面図である。 構成材にねじ込まれる位置にある２つのねじ区域を有するねじの第８の発明的な実施形態の例の側面図である。 完全ねじ部を有するねじの第９の発明的な実施形態の例を示す側面図である。 不完全ねじ部を有するねじの第１０の発明的な実施形態の例を示す側面図である。 完全ねじ部を有するねじの第１１の発明的な実施形態の例を示す側面図である。 不完全ねじ部を有するねじの第１２の発明的な実施形態の例を示す側面図である。

図１〜図６の実例は、発明的なねじのいくつかの好ましい実施形態を示す。ねじは、それぞれ木ねじＨＳとして具体化され、それぞれねじ軸１’と、ねじ頭２と、ねじ芯１並びに複数の隆起部４又は４’、４Ａ及び／又は４Ｂを有する少なくとも１つのねじ区域３とを含む。

ねじ軸１’は、縦軸１１を有する本質的に円筒形の軸本体を有する。ねじ軸１’の一方の端上に円錐形先端部１０が形成されており、ねじ軸１’の他方の反対端上にねじ頭２が形成されている。ねじ区域３は、ねじ芯１の外面上に複数の連続するねじ山３０が形成されるように、円錐形先端部１０から、ねじ頭２が配置されるねじ軸１’の他方の反対端に向かう方向に沿って延びる。

ねじ頭２の前側に、図２に示されるように、ねじ回し用の外形２０が形成されている。このねじ回し用の外形２０は、従来技術自体から公知のどのような外形を有してもよく、ねじ回し用の外形２０と相補的な接続形態又は支持形態を有する例えばスクリュードライバなどの適切な工具を受け入れることができるようにするために、例えば、直線スリット、十字スリット、多角形凹部、又は星状凹部を含んでもよい。図１及び図２の２つの実例に示すように、ねじ頭２は、例えば円形又は多角形などの種々の形態のいずれかを有してもよい。図１は、例えば内部が六角形のソケットを有するねじ頭２を有する木ねじＨＳを示し、図２は、例えば組み合わされたねじ頭２を有する木ねじＨＳを示し、この場合、本明細書では、内部がＴｏｒｘ（登録商標）で外部が六角形のソケットが、２つの異なるねじ回し用の外形２０として具体化されている。このように、図示される木ねじ（ＨＳ）を回す又はねじ込むことを可能にするために、ねじ頭２自体又はねじ回し用の外形２０によって、対応する手動工具又は電動工具との接続がなされてもよい。

図１〜図６の実例に示される隆起部４又は４Ａは、ねじ芯１の外面に形成され、かつ、それぞれねじ山３０の縁に接続される。図６に示される木ねじＨＳを図６に示される切断線７−７に従う縦軸方向１１の概略的な断面図で示す、図７に係る断面図に示すように、隆起部４又は４Ａの半径方向の厚さ４２は、本明細書では、好ましくはねじ山３０の半径方向の高さ３２の約２／３の量になる。隆起部４又は４Ａは、本明細書では、木ねじＨＳの縦軸方向１１と本質的に平行に配向され、隆起部４又は４Ａの外面は、曲線領域を形成するか又は曲線アウトラインを有する。図７でさらに分かるように、ねじ芯１の半径１２は、本明細書では図７に破線で示されるねじ軸１’の半径１２’よりも小さい。したがって、隆起部４又は４Ａの半径方向の厚さ４２は、ねじ軸１’の半径１２’よりも大きい。このように、ねじ軸１’の軸直径がねじ芯１の芯直径と比べて増加されているので、不完全ねじ部を有するねじを構成材にねじ込んでいる間に木ねじＨＳの摩擦が不都合に増加することが防止される。

図１〜図４の実例に係る好ましい実施形態の例によれば、ねじ芯１の外面上の隆起部４は、少なくとも１つの直線に、並びに、縦軸方向１１に互いから間隔をおいて形成される。各隆起部４の２つの端は、２つの隣接するねじ山３０の縁とそれぞれ接続される。隆起部４を構成する直線は、ねじ軸１の中心軸と平行に又は或る角度をなして配向されてもよい。

図１及び図２の２つの実例では、隆起部４は、それぞれ、ねじ芯１の外面上で単一の線又は単一の周辺区域に配置される。

図３では、隆起部４は、ねじ芯１の外面上で互いに直径方向に対向する２つの直線又は互いに直径方向に対向する２つの周辺区域にそれぞれ交互に互いから離間して配置される。これにより、隆起部４は、互いにオフセットして及び交互に、スレッドフライト又はねじ山３０の周りの２つの直線に配置される。

代替として、図４に示されるように、隆起部４は、ねじ芯１の外面上で直径方向に対向し、かつ直径方向に互いから離間された２つの直線又は２つの周辺区域に配置することがさらに可能である。これにより、隆起部４は、それぞれ同じスレッドフライト又は同じねじ山３０内で、互いに直径方向に対向する２つの直線に配置される。

発明的な木ねじＨＳの図５に示された好ましい実施形態の例によれば、本明細書では隆起部４’は、ねじ芯１の外面上で互いから離間された少なくとも１つの直線に配置される。これにより、隆起部４’は、縦軸方向１１に互いから離間された、ねじ区域３のねじ山３０に形成される。したがって、隆起部４’は、ねじ山３０の両側に突出部４０を形成する。隆起部４’は、図５に示すように、ねじ芯１上でねじＨＳの縦軸１１と平行に配置される。同様に、隆起部４又は４’は、ねじ芯１上で中心軸１１に対して或る角度をなす又は複数の異なる角度をなすように配向されてもよい。

木ねじＨＳの図６及び図７の実例に示された好ましい実施形態の例によれば、ねじ芯１の外面上の異なる周辺区域に複数の突出部４Ａ、４Ｂが配置されてもよい。したがって、隆起部は、本明細書では第１の隆起部４Ａと第２の隆起部４Ｂに分離される。第１の隆起部４Ａは、ねじ芯１の外面上で互いから離間された長手方向１１の直線に形成される。第１の隆起部４Ａのそれぞれの２つの端は、２つの隣接するねじ山３０のそれぞれの１つの縁と接続される。第２の隆起部４Ｂは、ねじ芯１の外面上で互いから離間された同じく縦軸方向１１の別の直線に形成される。第２の隆起部４Ｂのそれぞれは、ねじ区域３のねじ山３０のうちの１つに形成され、これは、対応して、それぞれ、ねじ山３０の両側に１つの突出部４０を形成する。隆起部４Ａ又は４Ｂの直線は、図６に示すように、ねじ芯１上でねじの中心軸又は縦軸１１と平行に配向されてもよい。同様に、本発明の範囲内で、隆起部４Ａ及び／又は隆起部４Ｂは、ねじ芯１の外面上で縦軸方向１１に対して或る角度をなして、あるいは種々の角度をなして配置することがさらに可能である。

図８は、本明細書では円錐形先端部１０及び円錐形先端部１０に存在するねじ区域３の領域に溝５が切られる又はつけられる、発明的な木ねじＨＳのさらに好ましい実施形態の例を示す。溝５は、本明細書には描画されない構成材への木ねじＨＳのねじ込みを容易にするためのブレード及びチップスペースを形成する。

発明的な木ねじＨＳの前述の開発は、図９及び図１０に示されるように、木ねじＨＳが木材構成材などの構成材６にねじ込まれる、したがってこの構成材６に挿入されるときに、構成材６の材料の内部がねじ区域３又はねじ芯１によって、また、ねじ芯１の外面を越えて突き出る隆起部４によっても押されることを可能にする。このように、ねじが構成材６にねじ込まれた後で、ねじの外れに対抗する特に有利な固定機能が実現される。ねじ芯１の外面上の隆起部４、すなわち第１の隆起部４Ａ及び第２の隆起部４Ｂの固定機能に起因して、構成材６の中の木ねじＨＳは、特に高い牽引輸送能力を有し、構成材６への外力の適用によって独りでに容易に緩むことはないであろう。

図１１に示すように、本明細書では、発明的な木ねじＨＳは、ねじ芯１を有するねじ区域３の他に、ねじ軸上でねじ区域３から離間して配置されるさらなるねじ区域３Ａも有する。隆起部４がまた、ねじ芯１の外面上でねじ区域３Ａのねじ山３０間に配置されてもよい。

さらに、本発明の範囲内で、複数の隆起部４を含む第１のねじ区域３に加えて、少なくとも１つのさらなるねじ区域３Ａを含み、さらなるねじ区域において、ねじ山３０間に隆起部４は設けられていない、本明細書に明示的に描画されない木ねじを提供することができる。

図１２及び図１３の各実例は発明的な木ねじＨＳを示し、図１２に示される実施形態は、ねじ区域長さ３１に沿ってねじ山３０を備えるねじ区域３を有する完全ねじ部を含み、このねじ区域３は、円錐形先端部１０からねじ頭２に延びる。連続するねじ区域３のねじ芯１は、本明細書では完全ねじ部を有するねじのねじ軸である。

これと対照的に、図１３には、不完全ねじ部、すなわち減少したねじ区域長さ３１を有するねじ区域３によって図１２に示される実施形態とは本質的に異なる木ねじＨＳが描画されている。ねじ区域長さ３１は、本明細書では、円錐形先端部１０から縦軸方向１１にねじ本体の長さの約８０％に延び、ねじ頭２までのねじ軸１’の滑らかな区域がねじ山のないまま残ることになる。図１２に係る並びに図１３に係る発明的な木ねじＨＳの両方の実施形態では、隆起部４Ａ並びに４Ｂは、それぞれ、ねじ区域３の領域で又はそれぞれのねじ区域長さ３１に沿ってねじ芯１の外面の外表面上に縦軸方向１１と平行に配置される。

この目的のために、隆起部４Ａ、４Ｂは、周辺方向に交互に及び互いにオフセットしてねじ芯１の少なくとも２つの周辺区域に配置され、第１の隆起部４Ａは第１の周辺区域に配置され、第２の隆起部４Ｂは、縦軸方向１１にそれぞれ第１の隆起部４Ａと交互して第２の周辺区域に配置される。２つの周辺区域は、ねじ芯１の外面上で直径方向に対向する。第１の周辺区域における第１の隆起部４Ａは、２つの隣接するねじ山３０のそれぞれの縁と接続され、第２の周辺区域における第２の隆起部４Ｂは、ねじ区域３のねじ山３０のそれぞれに形成され、第２の隆起部４Ｂは、それぞれ、ねじ山３０の両側に突出部４０を形成する。

図１２又は図１３の実例でさらに分かるように、本明細書に示される木ねじＨＳでは、縦軸方向の一区域１１’又は１１’’につき縦軸方向１１にねじ芯１の外面上にそれぞれ１つだけの隆起部４Ａ又は４Ｂが配置される。隆起部４Ａ、４Ｂの外表面は、それぞれ、曲線領域又は曲線アウトラインを有する。隆起部４Ａ、４Ｂの半径方向の厚さ４２は、本明細書では、好ましくはねじ山３０の半径方向の高さ３２の２／３又は約６６％の量となる。

同様に、図１４に示される完全ねじ部を有する木ねじＨＳの発明的な実施形態では、縦軸方向の一区域につき縦軸方向１１にねじ芯１の外面上にそれぞれ１つだけの隆起部４が配置される。この実施形態では、隆起部４は、それぞれ、ねじ芯１の外面上で縦軸方向１１と平行に直線に配置される。隆起部４は、２つの隣接するねじ山３０又はねじピッチ３０のそれぞれの縁に接続される。

図１２又は図１３に示された実施形態の代替として、本発明の範囲内で、直接に隣接する隆起部４又は４Ａが縦軸方向１１に周辺区域に配置され、周辺区域がねじ芯１の外面上で例えば４分の１回転だけ互いにオフセットされる、木ねじを提供することも可能である。この実施形態は、例えば、不完全ねじ部を有する木ねじＨＳによって図１５に例示される。

ＨＳ 木ねじ
１ ねじ芯
１’ ねじ軸
１０ 円錐形先端部
１１ ねじの縦軸
１１’（又は１１’’） 縦軸方向の一区域
１２ ねじ芯の半径
１２’ ねじ軸の半径
２ ねじ頭
２０ ねじ回し用の外形
３ ねじ区域
３Ａ ねじ区域
３０ ねじ山又はねじピッチ
３１ ねじ区域長さ
３２ ねじ山の半径又は半径方向の高さ
４ 隆起部
４’ 隆起部
４Ａ 第１の隆起部
４Ｂ 第２の隆起部
４０ 突出部
４２ 隆起部の半径又は半径方向の厚さ
５ 溝
６ 構成材

Claims (12)

1. 一方の端上に円錐形先端部（１０）が形成されている円筒形ねじ軸（１’）と、前記ねじ軸（１’）の他方の端上に形成されるねじ頭（２）と、ねじ芯（１）を有する少なくとも１つのねじ区域（３）とを備え、前記ねじ区域（３）が縦軸方向（１１）に沿って前記円錐形先端部（１０）から前記ねじ頭（２）の方向に延び、前記少なくとも１つのねじ区域（３）上で、前記ねじ芯（１）の外面上に複数の連続するねじ山（３０）が形成され、前記少なくとも１つのねじ区域（３、３Ａ）の領域において、前記ねじ芯（１）の外面上の外側に複数の隆起部（４Ａ、４Ｂ）が配置され、前記隆起部（４Ａ、４Ｂ）が前記縦軸方向（１１）に互いから離間された第１の隆起部（４Ａ）と前記縦軸方向（１１）に互いから離間された第２の隆起部（４Ｂ）とを備え、前記第１の隆起部（４Ａ）が前記ねじ芯（１）の外面上で第１の直線に配置され、前記第２の隆起部（４Ｂ）が前記ねじ芯（１）の外面上で第２の直線に配置され、前記第１の隆起部（４Ａ）が、周辺方向に、前記第２の隆起部（４Ｂ）と直径方向に対向し、前記第１の隆起部（４Ａ）が、隣接するねじ山（３０）間に配置され、かつ前記隣接するねじ山（３０）のそれぞれの１つの縁と接続される、木ねじ（ＨＳ）であって、前記第１の隆起部（４Ａ）が、前記縦軸方向（１１）に前記第２の隆起部（４Ｂ）と交互に配置され、前記第２の隆起部（４Ｂ）のそれぞれが、前記ねじ区域（３、３Ａ）の前記ねじ山（３０）のうちの１つに形成され、前記ねじ山（３０）の両側に突出部（４０）を構成することを特徴とするねじ。
2. 前記縦軸方向（１１）に、各縦軸方向の一区域（１１’、１１’’）において前記ねじ芯（１）の外面上にそれぞれ１つだけの隆起部（４Ａ、４Ｂ）が配置されることを特徴とする請求項１に記載のねじ。
3. 前記隆起部（４Ａ、４Ｂ）が、一定の芯直径を有する前記ねじ芯（１）の区域にのみ配置されることを特徴とする請求項１または２に記載のねじ。
4. 前記隆起部（４Ａ、４Ｂ）が、一定の芯直径を有する前記ねじ芯（１）の前記区域全体に配置されることを特徴とする請求項３に記載のねじ。
5. 前記隆起部（４Ａ、４Ｂ）が、前記ねじ芯（１）上で前記縦軸方向（１１）と平行に配向されることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のねじ。
6. 前記隆起部（４Ａ、４Ｂ）が、それぞれ、前記ねじ芯（１）上で前記縦軸方向（１１）に対して斜めの角度をなして配向されることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のねじ。
7. 前記隆起部（４Ａ、４Ｂ）の外表面が曲線のアウトラインを形成することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のねじ。
8. 前記隆起部（４Ａ、４Ｂ）の半径方向の厚さ（４２）が前記ねじ山（３０）の半径方向の高さ（３２）に等しいか又はそれよりも小さいことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のねじ。
9. 前記隆起部（４Ａ、４Ｂ）の前記半径方向の厚さ（４２）が、前記ねじ山（３０）の前記半径方向の高さ（３２）の２／３の量となることを特徴とする請求項８に記載のねじ。
10. 前記隆起部（４Ａ、４Ｂ）の半径方向の厚さ（４２）が前記ねじ軸（１’）の半径（１２’）よりも大きいことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載のねじ。
11. 前記円錐形先端部（１０）及び前記円錐形先端部（１０）上に存在する前記ねじ区域（３）の領域に溝（５）が切られることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載のねじ。
12. 前記ねじ区域（３）が、前記円錐形先端部（１０）から前記ねじ頭（２）へのねじ区域長さ（３１）に延びることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載のねじ。

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