JP6810520B2 - Fastening device - Google Patents
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Description
本願発明は、金具とビスとからなる締結装置に関するものである。ここに、金具とはビスで基材に押さえ固定される部材を総称するものであり、大きさや形状は問わない。特定の用途に使用されるものの他に、汎用品としての座金なども含んでいる。 The present invention relates to a fastening device including metal fittings and screws. Here, the metal fitting is a general term for members that are pressed and fixed to the base material with screws, and the size and shape do not matter. In addition to those used for specific purposes, it also includes washers as general-purpose products.
板材やフレーム材のような各種の部材(ワーク)を基材にビスで固定することは、広く行われている。この場合の一つの問題として、基材が木材やALC等のコンクリート、或いはレンガのように、軟質であったり脆い素材であったりする場合、ビスのねじ込み過ぎにより、基材の雌ねじが潰れて締結不能になってしまうストリッピング現象が発生しやすくなることが挙げられる。ビスのねじ込みには一般に電動ドライバが使用されるが、近年の電動ドライバは性能が向上して高トルク化しているため、ねじ込み過ぎてストリッピング現象が発生しやすい状況になっている。 It is widely practiced to fix various members (workpieces) such as plate materials and frame materials to a base material with screws. One problem in this case is that when the base material is a soft or brittle material such as wood, concrete such as ALC, or brick, the female screw of the base material is crushed and fastened due to excessive screwing. The stripping phenomenon that makes it impossible is likely to occur. An electric screwdriver is generally used for screwing a screw, but in recent years, an electric screwdriver has improved performance and a high torque, so that the screwdriver is screwed too much and a stripping phenomenon is likely to occur.
そこで、ビスのねじ込み過ぎを防止することが考えられており、その例として特許文献1,2には、ビスにおける頭の座面に突起を設ける一方、ビスで固定されるワークのうちビスの頭の座面が重なる部位には溝を形成しておいて、ビスのねじ込みに伴って、ビスの突起をワークの溝に嵌め入れることによって、ビスの回転を停止させることが開示されている。
Therefore, it is considered to prevent the screw from being screwed in too much. As an example, in
特許文献1,2では、ビスのねじ込みが自動的に停止させられるが、問題点も見受けられる。例えば、ワークの溝は底面を有していて表面側のみに開口しているに過ぎないため、ビスの頭でワークを強く押さえるに至る前に突起が溝に嵌まってしまって、ワークの締結強度が不十分になるおそれがある。また、溝の加工は非常に厄介であるため、薄金属板製のワークには殆ど適用できず、従って、汎用性に欠けるといわざるをえない。
In
本願発明は、このように現状を改善すべく成されたものである。 The invention of the present application has been made to improve the present situation in this way.
本願発明は、基材に重なる金具と、前記金具を基材に固定するビスとから成っている締結装置に関するものであり、この締結装置は、
「基材に重なる金具と、前記金具を基材に固定するビスとから成っており、
前記ビスは、頭の座面がテーパになっている皿ビスであり、前記頭の座面に、軸心方向から見て放射方向に長く延びる係合突起が周方向に離れて複数個形成されている一方、
前記金具には、前記ビスの軸が通るビス挿通穴と、前記ビスにおける頭の座面が重なるテーパ状の受け座を有する環状突起とが形成されて、前記環状突起の受け座に、先端を前記ビス挿通穴に開口させると共に放射方向に長く延びる係合溝が周方向に離れて複数条形成されており、
隣り合った係合溝で挟まれた部位は前記ビス挿通穴に向いた先端を自由端とする舌状片になり、前記舌状片を変形させて前記係合突起が前記係合溝に嵌まることによってビスの回転が規制される」
という基本構成である。
The present invention relates to a fastening device including a metal fitting that overlaps the base material and a screw that fixes the metal fitting to the base material.
"It consists of a metal fitting that overlaps the base material and a screw that fixes the metal fitting to the base material.
The screw is a countersunk screw having a tapered head seat surface, and a plurality of engaging protrusions extending in the radial direction when viewed from the axial direction are formed on the head seat surface apart from each other in the circumferential direction. On the other hand
The metal fitting is formed with a screw insertion hole through which the shaft of the screw passes and an annular protrusion having a tapered receiving seat on which the seating surface of the head of the screw overlaps, and the tip of the metal fitting is formed on the receiving seat of the annular protrusion. A plurality of engaging grooves extending in the radial direction are formed apart in the circumferential direction while opening in the screw insertion hole.
The portion sandwiched between the adjacent engaging grooves becomes a tongue-shaped piece having the tip facing the screw insertion hole as a free end, and the tongue- shaped piece is deformed so that the engaging projection fits into the engaging groove. The rotation of the screw is regulated by turning. "
It is a basic configuration.
そして、請求項1の発明では、上記基本構成において、
「前記係合突起は、軸心方向から見て放射方向に窄まるようにねじ込み方向に向いた側面とねじ戻し方向に向いた側面との両方を傾斜させた両面テーパ付き形状になっていると共に、全長にわたって同じ幅及び高さに設定されている一方、
前記係合溝の基端を、前記受け座を越えて少なくとも前記環状突起の頂面に至らせることにより、前記舌状片を前記ビスの頭の外側まで延長している」
という特徴を有している。本願発明において、金具は、板金加工品のような金属製品が多いと云えるが、樹脂製品を排除するものではない。
Then, in the invention of
"The engaging protrusion has a double-sided tapered shape in which both the side surface facing the screwing direction and the side surface facing the screwing back direction are inclined so as to narrow in the radial direction when viewed from the axial direction. , While set to the same width and height over the entire length
The tongue-shaped piece extends to the outside of the head of the screw by allowing the base end of the engaging groove to extend beyond the receiving seat to at least the top surface of the annular projection. "
It has the feature. In the present invention, it can be said that many metal fittings are metal products such as processed sheet metal products, but resin products are not excluded.
本願発明は様々に展開できる。その例を請求項2以下で特定している。このうち請求項2の発明は、請求項1において、
「前記各舌状片の少なくとも自由端部は、前記ビスのねじ込み回転方向に向いて手前が低く前方が高くなるように傾斜しており、このため、隣り合った舌状片の間に段差が形成されている」
という構成になっている。
The invention of the present application can be developed in various ways. An example is specified in
"At least the free end of each tongue-shaped piece is inclined so that the front side is low and the front side is high toward the screwing rotation direction of the screw, so that there is a step between adjacent tongue-shaped pieces. Is formed "
It is configured as.
請求項2の具体的構成の例として請求項3では、前記舌状片の数をNとし、前記ビスのピッチをPとし、前記隣り合った舌状片の間の段差の最大寸法をEとしたとき、E>(P/N)の関係になっている一方、前記係合突起の座面からの突出寸法は、前記舌状片の厚さ寸法よりも小さいか等しい寸法である。
As an example of the specific configuration of
本願発明の締結装置は様々な用途に適用できるが、請求項4の発明は、請求項1〜3のうちのいずれかにおいて、
「前記金具に、ソーラーパネルを固定するためのスタッドボルトが突設されて、前記スタッドボルトの周囲に前記受け座が形成されており、前記ソーラーパネルの外周部を構成する枠材が前記スタッドボルトに嵌め込まれてナットで固定されるように設定されている」
という構成になっている。
The fastening device of the present invention can be applied to various uses, but the invention of
" A stud bolt for fixing the solar panel is projected from the metal fitting, the receiving seat is formed around the stud bolt, and the frame material forming the outer peripheral portion of the solar panel is the stud bolt. It is set to be fitted into and fixed with a nut. "
It is configured as.
電動式等の動力工具でビスをねじ込む場合、本願発明では、ビスの座面が金具を強く押圧する状態まで至ると、ビスの係合突起と金具の係合溝とが嵌合することにより、ビスの回転が停止して動力工具に強い抵抗が生じる。従って、作業者はその時点でトリガーから指を離したらよく、これにより、ビスを適切な深さにねじ込むことができる。すなわち、ビスを適切な深さにねじ込むことを、殆ど自動的に行うことができる。 When screwing a screw with a power tool such as an electric tool, in the present invention, when the seating surface of the screw reaches a state where the metal fitting is strongly pressed, the engaging protrusion of the screw and the engaging groove of the metal fitting are fitted to each other. The rotation of the screw stops and strong resistance is generated in the power tool. Therefore, the operator only needs to release his finger from the trigger at that point, which allows the screw to be screwed to an appropriate depth. That is, screwing the screw to an appropriate depth can be performed almost automatically.
従って、本願発明は、基材がALC等のコンクリートや窯業系又はセメント系のサイディング、レンガ、石膏ボードのような脆い素材であったり、薄金属板や厚くない木板、或いは比較的薄い樹脂板のように引き抜きに対する抵抗が高くない素材であったりしても、ビスの打ち込み過ぎを防止して、金具の締結不良を防止できる。 Therefore, in the present invention, the base material is a brittle material such as concrete such as ALC, ceramic or cement siding, brick, gypsum board, thin metal board, not thick wood board, or relatively thin resin board. Even if the material does not have high resistance to pulling out, it is possible to prevent over-driving of screws and prevent improper fastening of metal fittings.
そして、本願発明では、回転規制手段として、金具に、表裏に貫通した係合溝を形成しているため、金具のうちビス挿通穴の周囲の舌状片は係合突起で押されて弾性変形可能であり、従って、ビスを、その頭で金具を強く押さえる状態までねじ込むことができる。すなわち、係合突起を金具に当てた状態のままでビスを回転させることが可能になる。 In the present invention, since the metal fitting is formed with an engaging groove penetrating the front and back as a rotation regulating means, the tongue-shaped piece around the screw insertion hole of the metal fitting is pushed by the engaging protrusion and elastically deformed. It is possible, so the screw can be screwed in until the metal fitting is pressed firmly with its head. That is, the screw can be rotated while the engaging protrusion is in contact with the metal fitting.
これにより、ビスの係合突起が金具の係合溝に嵌まった状態で、ビスの座面を金具の受け部に強く当てることができて、高い締結強度を確保することができる。特に、金具が軟質の部材に重なっている場合は、金具のうちビス挿通穴の周囲の部位が弾性変形することを確実化できるため、必要な締結強度を確保することがより確実になる。 As a result, the seating surface of the screw can be strongly applied to the receiving portion of the metal fitting in a state where the engaging protrusion of the screw is fitted in the engaging groove of the metal fitting, and high fastening strength can be ensured. In particular, when the metal fitting overlaps with a soft member, it is possible to ensure that the portion of the metal fitting around the screw insertion hole is elastically deformed, so that it is more reliable to secure the required fastening strength.
また、係合溝は打ち抜きによって簡単に加工できるため、薄い金属板製の金具にも困難なしに適用できる。従って、汎用性に優れていて実用的価値は高い。更に、ビスの緩みも防止できる。なお、ビスの係合突起も、ヘッダーによって頭を圧造するときに同時に形成できるため、加工について困難性はない。 Further, since the engaging groove can be easily machined by punching, it can be easily applied to a metal fitting made of a thin metal plate. Therefore, it is excellent in versatility and has high practical value. Furthermore, loosening of the screw can be prevented. Since the engaging protrusions of the screws can be formed at the same time when the head is pressed by the header, there is no difficulty in processing.
また、本願発明では、舌状片は片持ち梁の状態になっていて変形しやすくなるため、ビスの座面による受け座の押さえ機能を向上できて、高い締結強度を確保できる利点がある。 Further, in the present invention, the tongue-like piece to become easily deformed they become state of the cantilever, made on improvement of pressing function of the receiving seat by the seat surface of the screw has an advantage of ensuring a high fastening strength ..
本願発明は、座面をテーパ状に形成したビス(皿ビス)に適用して金具に環状突起を形成しているため、環状突起と基材とで囲われた部分が空間になることにより、各舌状片が一層撓み変形しやすくなるため、係合突起を係合溝に嵌め込むことが一層容易になる。 In the present invention, since the annular protrusion is formed on the metal fitting by applying the seat surface to a screw ( counterbore screw) formed in a tapered shape, the portion surrounded by the annular protrusion and the base material becomes a space. Since each tongue-shaped piece is more easily bent and deformed, it becomes easier to fit the engaging protrusion into the engaging groove.
さて、ビスの係合突起は回転しながら金具の受け座に当たるが、係合突起が舌状片のうちどの部分に最初に当たるかは一定していない。つまり、係合突起は、周方向に向かって舌状片の始端に当たる状態から舌状片の終端に当たる状態まであるが、当接長さの違いはあっても、係合突起は、舌状片に当接した状態(メタルタッチ状態で)回転してから、係合溝に嵌まり込むと云える。 By the way, the engaging protrusion of the screw hits the receiving seat of the metal fitting while rotating, but which part of the tongue-shaped piece the engaging protrusion first hits is not constant. That is, the engaging protrusions range from the state of hitting the start end of the tongue-shaped piece to the state of hitting the end of the tongue-shaped piece in the circumferential direction. It can be said that it fits into the engaging groove after rotating in a state of being in contact with (in a metal touch state).
そして、係合突起は座面から突出しているので、係合突起が舌状片に当たった状態では、ビスの座面と舌状片との間には係合突起の突出寸法だけの隙間が空いている。従って、ビスで金具を強く押さえて所定の締結強度を確保するためには、係合突起が係合溝に嵌まった状態で座面が舌状片に当接する必要があり、この状態を実現するために舌状片の撓み変形を利用しているのであるが、請求項2の構成を採用すると、舌状片がいわば捩じられた状態に形成されていることにより、ビスの係合突起が係合溝に嵌まった状態で、舌状片はその捩じりを戻すようにビスの座面で押さえられるため、ビスの座面で舌状片を強く押さえて所定の締結強度を確保することが、より確実ならしめられる。
Since the engaging protrusion protrudes from the seating surface, when the engaging protrusion hits the tongue-shaped piece, there is a gap between the seating surface of the screw and the tongue-shaped piece by the protruding dimension of the engaging protrusion. Vacant. Therefore, in order to firmly press the metal fittings with screws to secure a predetermined fastening strength, it is necessary for the seat surface to come into contact with the tongue-shaped piece while the engaging protrusions are fitted in the engaging grooves, and this state is realized. The bending deformation of the tongue-shaped piece is used for this purpose, but when the configuration of
また、既述のとおり、ビスの係合突起が金具の係合溝に嵌まっていることにより、ビスの緩みを防止できるが、請求項2のように舌状片を変形させると、舌状片の弾性復元力により、ビスの座面で金具の舌状片を押さえた状態を保持できるため、ワークが熱膨張・熱収縮によってビスに戻し回転の力が作用しても、ビスの緩みを防止できる利点もある。また、振動による緩みも防止できる。
Further, as described above, the engaging protrusion of the screw is fitted in the engaging groove of the metal fitting to prevent the screw from loosening. However, when the tongue-shaped piece is deformed as in
更に、請求項2では、隣り合った舌状片の間には段差が形成されているため、例えば、ビスの係合突起が金具の受け座に最初に当たった位置が、1つの舌状片のうちビスの回転方向に向かって終端部に近い部位である場合など、係合突起が係合溝を跨いで隣の舌状片に移行することも、容易になる。
Further, in
特に、請求項3の構成を採用すると、係合突起が係合溝を跨いで隣の舌状片に移行することが容易になるため、係合突起を係合溝に嵌合させた状態で座面によって受け座をしっかりと押さえることが、より確実化されると云える。
In particular, when the configuration of
既述のとおり、係合突起が受け座(舌状片)に当たった状態では、係合突起と受け座との間に隙間が空いており、受け座の弾性変形によって隙間が吸収されるので、ビスの座面で金具の受け座を強く押さえるためには、係合突起の突出寸法はできるだけ小さいのが好ましい。この点、請求項3のように、係合突起の突出寸法を舌状片の板厚(或いは、金具の板厚)より小さくすると、係合突起の突出寸法をできるだけ小さくしつつ、係合突起がワークに当接することも防止できて好適である。
As described above, when the engaging protrusion hits the receiving seat (tongue-shaped piece), there is a gap between the engaging protrusion and the receiving seat, and the gap is absorbed by the elastic deformation of the receiving seat. In order to strongly press the receiving seat of the metal fitting with the seating surface of the screw, it is preferable that the protruding dimension of the engaging protrusion is as small as possible. In this regard, as in
本願発明では、係合溝が受け座の外側まで切り開かれた状態に形成されて、舌状片がビスの頭の外側まで延長されているため、受け座の撓み変形が一層容易になって、ビスを所定の深さまでねじ込むことを一層確実化できる。その結果、所定の締結強度を保持しつつビスのねじ込み過ぎを防止することが、より確実化される。 In the present invention, since the engaging groove is formed in a state of being cut open to the outside of the receiving seat and the tongue-shaped piece extends to the outside of the head of the screw, the bending deformation of the receiving seat becomes easier . It is possible to further ensure that the screw is screwed to a predetermined depth . As a result, while maintaining a predetermined fastening strength to prevent screwing too far bis, is more reliable reduction.
(1).実施形態の構造
次に、本願発明の実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態は、ソーラーパネルを屋根に固定するための締結装置に適用している。図1(A)に示すように、屋根は、軽量H型鋼よりなる梁材1でALCよりなる屋根板2を支持し、かつ、屋根板2に断熱材3と防水シート4とを重ね配置した基本構造になっている。
(1). Structure of Embodiment Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. This embodiment is applied to a fastening device for fixing a solar panel to a roof. As shown in FIG. 1 (A), in the roof, a
締結装置5は、防水シート4に重なる矩形(長方形)の金具6と、これを固定する4本のビス7とから成っており、金具6の中央部にスタッドボルト8を突設している。スタッドボルト8には、ソーラーパネル(図示せず)の外周部を構成する枠材が嵌め込まれて、ナット(図示せず)で固定される。一般には、ソーラーパネルの四隅が締結装置5で固定される。金具6の四隅部にはビス7が嵌まるビス挿通穴9を空けており、ビス7を屋根板2にねじ込むことにより、金具6が押さえ固定される。本実施形態では、ALC製の屋根板2が基材になっていて、これに、金具6と防水シート4と断熱材3とがビス7で固定されていると云える。
The
ビス7は、軸10とその一端に設けた頭11とを有しており、軸10の外周には1条のねじ山12が形成されている(多条ねじでもよい。)。ねじ山12は、ピッチPが谷径dとほぼ同じ程度になっており、谷部には、ねじ山12が存在しない平滑面が存在している。また、軸10の先端部は尖っていて、ねじ山12は、高さを徐々に低くしながら先端に至っている。従って、ビス7は、自己穿孔性を有する木ねじタイプである。なお、軸10のうち頭11に寄った若干の部分は、素材径のままのねじ無し部になっている。
The
ビス7の頭11は、軸10に向けて縮径したテーパ状の座面13を有する皿頭であり、頂面には、ビットが嵌まる十字型の係合穴14を形成している。係合穴14は、四角形や六角形、星形などとすることも可能である。
The
頭11の座面13には、ビス側の回転規制手段として、軸心方向から見て放射状に延びる(軸方向に細長い)係合突起(係合突条)15が、周方向に等間隔で4本形成されている。図1(E)に拡大して明示するように、係合突起15は、ねじ込み方向に向いた前側面15bとねじ戻し方向に向いた後ろ側面15とがいずれも軸心方向から見て逆向きに傾斜した両面テーパ付き台形状になっている。軸心方向から見て両側面(傾斜面)15a,15bは対称に形成されており、それぞれ軸心を通る放射方向の線Xに対してθ1だけ傾斜している。なお、係合突起15の断面形状は、三角形や半円状なども採用できる。また、軸心方向から見て非対称の形状であってもよい。係合突起15は、図1(D)に示すように全長にわたって等幅で、図2(A)に示すように全長にわたって等しい高さになっている。
On the
図1(F)(G)に示すように、金具6のうちビス挿通穴9の周囲にはリング状の環状突起(バーリング状部)16が形成されており、その内周部を、ビス7における頭11の座面13が重なるテーパ状の受け座17と成して、この受け座17のうち周方向に等間隔で隔てられた4か所に、金具側の回転規制手段として、4本の係合溝18が、ビス挿通穴9に向けて開口するように切り開き形成されている。従って、隣り合った係合溝18で挟まれた部分は、ビス挿通穴9に露出させた先端を自由端と成した舌状片17aになっており、受け座17は4つの舌状片17aで構成されている。
As shown in FIGS. 1 (F) and 1 (G), a ring-shaped annular protrusion (burring-shaped portion) 16 is formed around the
環状突起16は、平坦な頂面16aと、上窄まり(或いは裾広がり)の囲い壁16bとを有している。従って、断面は台形状になっている。もとより、環状突起16は、平坦な頂面を持たない単なる三角形の断面形状とすることも可能である。係合溝18は、環状突起16の頂面16aを横切る状態に形成されている。従って、各舌状片17aは、ビス7の頭11の外側まで延長されている。
The
図2(C)に示すように、係合溝18は、係合突起15がほぼきっちり嵌まる溝幅に設定している。このため、座面13と受け座17との密着面積をできるだけ大きくして、高い締結強度を確保できる。また、ビス7の緩み止めの効果にも優れている。なお、図2(C)では、正確には係合穴14が表れるべきであるが、係合穴14は省略して全体を断面で表示している。
As shown in FIG. 2C, the engaging
図2(C)から理解できるように、係合突起15の突出寸法は、金具6の板厚よりも小さい寸法に設定している。このため、受け座17が座金として機能することが確実になって、この面でも高い締結強度を確保できる。係合突起15の突出寸法は、金具6の板厚tと同じかそれよりも小さかったらよい。
As can be understood from FIG. 2C, the protruding dimension of the engaging
(2).まとめ
金具6の取り付け手順は従来と同様であり、金具6を片手で所定の位置・姿勢に保持して、各ビス挿通穴9にビス7をそれぞれねじ込んでいく。なお、1本目と2本目とのビス7の打ち込みに際しては、金具6を片手で押さえて所定の位置・姿勢に保持してく必要があるが、3本目、4本目の打ち込み時には、金具6を手で保持しておく必要はない。
(2). Summary The procedure for attaching the
そして、ビス7のねじ込みが終期に至ると、係合突起15が各舌状片17aに当たり、係合突起15が舌状片17aに当たった状態で回転することにより、係合突起15は各舌状片17aを弾性変形させて回転して行き、係合突起15が舌状片17aを外れると、各係合突起15が各係合溝18に嵌合して、ビス7はそれ以上回転できなくなると共に、各舌状片17aは弾性復元力によって戻り変形する。
Then, when the screwing of the
従って、作業員は、動力工具の主軸が回転停止することで強い抵抗を手に感じることができ、その時点でトリガーから指を離すとビス7の回転が停止する。そして、各舌状片17aは、戻り変形した状態でも防水シート4に強く当接しているため、ビス7は適正な所定の深さにねじ込まれて、ビス7の座面13で金具6の受け座17が強く押圧される。
Therefore, the worker can feel a strong resistance by stopping the rotation of the spindle of the power tool, and when the finger is released from the trigger at that time, the rotation of the
各舌状片17aは、周方向に90度弱の広がりを持っているが、係合突起15が舌状片17aのうち周方向のどの部位に最初に当たるかは、一定していない。しかし、程度の差はあっても、係合突起15が舌状片17aを撓み変形させた状態で回転することは共通していると云えるので、係合突起15が係合溝18に嵌まった状態で、舌状片17aで防水シート4を強く押さえることができる。
Each tongue-shaped
更に、係合突起15は、回転方向に向いた前側面15bが傾斜しているため、係合溝18に嵌まった状態でも、ねじ込み深さが十分でない場合は、前側面15bのガイド作用により、係合突起15は係合溝18を越えて隣の舌状片17aに乗り掛かりやすくなる。従って、舌状片17aで防水シート4をしっかりと押さえる状態までビス1を回転させ得るものである。
Further, since the
本実施形態では、係合突起15及び係合溝18は周方向に隔てて4本形成されているので、係合突起15が最初に舌状片17aに当たった後、ビス7が少なくとも90°回転すると係合突起15が係合溝18に至るが、本実施形態の場合、ビス7のピッチPは谷径dと略同じ程度であるため、ビス7が90度回転すると、金具6の板厚tよりも大きい寸法だけ進入する。従って、多くの場合、係合突起15が最初に舌状片17aに当たってから次の係合溝18に嵌まった状態では、適正な深さでねじ込みに至っている。
In the present embodiment, since the engaging
従って、ビス7が金具6をしっかりと押さえる状態までねじ込まれる前に係合突起15が係合溝18に嵌まって回転不能になってしまうことはなくて、高い締結強度を確保できる。また、受け座17は係合溝18で分断された舌状片17aで構成されていて撓み変形しやすくなっているため、係合突起15が受け座17に当接した状態のままで、係合突起15が係合溝18に嵌まるまでビス7を回転させることが容易である。この面においても、ビス7を所定の深さまで打ち込むことを確実化できる。
Therefore, before the
なお、図2(B)に示すように、ビス7をねじ込み切った状態で、ビス7における頭11の頂面と環状突起16の頂面16aとが同一面を成すように設定している。従って、ビス1の座面13の全体で金具6を押さえることができて、金具1をしっかりと固定できる。ビス1の頭11が環状突起16の頂面16aから僅かに沈むように設定しておくことも可能である。
As shown in FIG. 2B, the top surface of the
本実施形態のように、係合溝18が環状突起16の頂面16aを横切る状態に形成すると、受け座17(舌状片17a)が沈み込み変形しやすくなっているため、例えば、ビス7のねじ込みに際して、係合突起15がいきなり係合溝18に嵌まったり、或いは、係合溝18の僅かだけ手前において受け座17に当たったりした場合、受け座17を変形させて係合突起15が係合溝18を越えて隣の舌状片17aに移行させることが容易になる。このため、ビス7を所定の深さにしっかりとねじ込んだ状態に回転停止させることが、より確実になる利点がある。
When the engaging
本実施形態の場合、金具が重なっている防水シート4は軟質であるため、舌状片17aより成る受け座17は、ビス7の係合突起15に押されて撓み変形しやすくなっている。このため、ビス7を所定の深さまで打ち込むことが、より確実化される。従って、本願発明は、金具7が軟質の部材に重なっている場合には、特に好適であるといえる。
In the case of the present embodiment, since the
但し、実施形態のように環状突起16を形成してこれに受け座17を形成すると、受け座17の裏側には空所があるため、仮に金具6が柔軟性のない部材に重なっていても、受け座17は係合突起15で押されて弾性変形し得る。従って、金具6が圧縮変形しやすい柔軟な部材に重なっていない場合でも、受け座17を変形させてビス7を所定の深さに打打ち込むことは可能である。
However, when the
係合溝18は、環状突起16の頂面16aを完全に横切らずに、終端を頂面16aの途中に位置させるといったことも可能である。或いは、囲い壁16bの全体を横切るように形成したり、囲い壁16bの途中まで至らせたりすることも可能である。
It is also possible that the
なお、ビス7は、線材を素材として製造されており、頭11はヘッダーによって圧造されて、ねじ山12はダイスによって転造されている。係合突起15は、頭11の圧造と同時に形成される。従って、加工は容易である。また、係合溝18は、環状突起16の加工と同時に又は後からの加工で簡単に形成できる。
The
(3).第2実施形態(図3)
図3では、第2実施形態を示している。この実施形態において、ビス7は第1実施形態と同一である。また、金具6も基本的には第1実施形態と同様であり、環状突起16に4本の係合溝18を形成して、受け座17を4つの舌状片17aで構成している。
(3). Second embodiment (Fig. 3)
FIG. 3 shows a second embodiment. In this embodiment, the
そして、この第2実施形態が第1実施形態と相違する点は、環状突起16が第1実施形態のそれよりも高さが高くなっている点と、各舌状片17aが、ビス7の回転方向に向かって囲い壁16bとの間の間隔が広がるように徐々に傾斜している点であり、従って、隣り合った舌状片17aの間には段差が生じている。
The difference between this second embodiment and the first embodiment is that the
各舌状片17aの形態の説明としては、ビス7の回転方向に向かって基準円錐面からの距離が徐々に高くなるように、捩じり変形させている、といった言い方も可能である。隣り合った舌状片17aの間の段差は、各舌状片17aの先端(自由端)の個所において最も大きくなっており、上端ではゼロになっている。最大段差寸法をEで表示している。
As an explanation of the form of each tongue-shaped
この実施形態において、最大段差寸法Eは、ビス7におけるねじ山12のピッチはP、舌状片17aの数(N)は4であるが、これらの関係を、E>P/4に設定している(E=P/4でもよい。)。また、ねじ山12のリード角をθ2、隣り合った舌状片17aの相対向した側面の先端縁の上端が成す角度をθ3とすると、θ3>θ2の関係に設定している。また、各舌状片17aの周方向の幅を角度で表示すると、θ4(<90度)になる。
In this embodiment, the maximum step dimension E is, P is the pitch of the
本実施形態では、各舌状片17aがねじれ変形している点に特徴の1つがあるが、このように構成すると、図3(B2)(B3)に示すように、係合突起15が係合溝18に嵌合した状態で、各舌状片17aには、当該舌状片17aを変形させた状態でビス7の座面13が当たっているため、金具6で防水シート4をしっかりと押さえて、所望の締結強度を確保することができる。
One of the features of the present embodiment is that each tongue-shaped
従って、舌状片17aと座面との間に部分的に隙間があっても、舌状片17aは捩じりを戻して基準円錐面になるような方向に変形しているため、金具6で防水シート4をしっかりと押さえることができる。つまり、舌状片17aの弾性復元力を利用して、防水シート4をしっかりと押さえ固定することができるのである。
Therefore, even if there is a partial gap between the tongue-shaped
さて、ビス7のねじ込みによって係合突起15が舌状片17aに当たるが、周方向のうちのどの部分に最初に当たるかは一定しておらず、図3(B1)の左端及び右端に示すように、舌状片17aのうちビス7の回転方向(ねじ込み方向)に向かって後ろの始端部に当る場合もあるし、ビス7の回転方向に向かって前側の終端部に当る場合もある。そして、係合突起15が、例えば、舌状片17aの始端側の半分程度の領域に最初に当った場合は、舌状片17aの変形量は大きいので、係合突起15が係合溝18に嵌合にして舌状片17aが戻り変形しても、ビス7の座面13による各舌状片17aの押圧力は高い状態に維持され、従って、高い締結強度を保持できる。
By the way, the engaging
他方、係合突起15が、舌状片17aの終端部に最初に当たってからすぐに係合溝18に嵌合してしまうと、座面による舌状片17aの押さえ力が不十分になる場合が考えられる。しかるに、本実施形態では、θ3>θ2であるため、図3(B1)の右寄り部位に示す線から理解できるように、係合突起15が1つの舌状片17aの終端部に当接した場合は、係合溝18を跨いで次の舌状片17aに乗り掛かっていく。これにより、座面13で舌状片17aをしっかりと押さえて、所望の締結強度を確保できる。
On the other hand, if the engaging
図3(B1)の右側部位において示す状態からは、係合突起15が、舌状片17aの終端にかなり近い位置(θ5がθ4に近い位置)でおいて最初に当接しないと、係合突起15が係合溝18を跨ぐことができないかのような印象を受けるが、実際には、図1(E)のとおり、係合突起15の前側面15bが傾斜しているため、係合突起15が係合溝18に嵌まっても、嵌まり具合が浅いと、係合突起15が係合溝18を離脱して隣の舌状片17aに乗り掛かる現象が生じる。従って、実際には、θ5はθ4よりも相当に小さくなる。係合突起15の2つの側面15a,15bのうち、少なくとも前側面15bの角度θ1を、例えば40〜60度程度の大きい角度に設定することも可能である。
From the state shown in the right side portion of FIG. 3 (B1), the engaging
また、係合突起15が係合溝18に入っても、その入り込みが浅い場合は、回転の惰性により、係合突起15で隣の舌状片17aが押し下げられる現象が生じるため、隣の舌状片17aへの乗り掛かりは一層容易になる。これらの相乗作用により、ビス7をしっかりとねじ込みできる。係合突起15は、ビス7に所定の回転抵抗が生じたら係合溝18に嵌合するという機能を確保できる範囲で、突出寸法はできるだけ小さいのが好ましい。
Further, even if the engaging
図4の参考例では、複数の金具6をそれぞれ1本のビス7で締結した状態を示している。そして、防水シート4は熱膨張・熱収縮するため、昼夜の温度差や年間を通じた温度差により、膨張と収縮とを繰り返すことになる。すると、防水シート4が2つの金具6を結ぶ方向に伸びたり縮んだりすることに起因して、ビス7に金具6を介してねじ戻し作用が働くことが考えられる。すると、図4(B)に一点鎖線で示すように、ビス7が緩むことが無いとも云えない。
In the reference example of FIG. 4 , a state in which a plurality of
この点、本実施形態のように各舌状片17aをねじり変形させておくと、舌状片17aの弾性復元力により、防水シート4が金具6を介してビス7で押さえられているため、金具6のずれ動きを阻止して、ビス7の緩みを的確に防止できる。舌状片17aをねじ変形させることは、このような面でも利点がある。
In this regard, when each tongue-shaped
なお、図4の参考例では、金具6には環状突起を設けておらず、フラットタイプになっている。そして、ビス7の頭11は皿型なので、金具6には、テーパ状のビス挿通穴を形成している。係合溝18は、ビス7の頭11の外側に向けて放射状に延びるように形成している。金具6が柔軟な部材に重なる場合は、受け座の変形は容易になるので、環状突起16を設けない態様であっても実用性は高い。
In the reference example of FIG. 4, the
(4).その他
本願発明は、上記の実施形態の他にも様々に具体化できる。例えば、金具は用途に応じて形状や寸法は任意に設定できる。押さえ板として機能させるだけの金具の場合は、スタッドボルトは当然に不要になる。他の部材を取り付けるための金具である場合、タップ穴を形成し、これにビスやボルトをねじ込んで他の部材を固定する、といったことも可能である。
(4). Others The invention of the present application can be embodied in various ways other than the above-described embodiments. For example, the shape and dimensions of the metal fittings can be arbitrarily set according to the application. In the case of metal fittings that only function as holding plates, stud bolts are naturally unnecessary. In the case of a metal fitting for attaching another member, it is also possible to form a tap hole and screw a screw or a bolt into the tap hole to fix the other member.
図4(B)のように、金具に環状突起を形成していない参考例でも、第2実施形態のように、各舌状片を、ビスのねじ込み方向に向かって高さが高くなるようにねじり変形した形態に設定すると、舌状片の弾性復元力を利用して高い締結強度を確保できる利点がある。また、敢えて述べるまでもないと云えるが、舌状片を捩じり変形することは、第1実施形態にも適用できる。舌状片をねじり変形する場合、加工の容易性の点からは全体を捩じるのが好適であるが、条件が許せば、例えば、先端側の一部だけを変形させて、隣り合った舌状片に先端側においてのみ段差が生じるように形成することは可能である。 Even in the reference example in which the metal fitting does not have an annular protrusion as shown in FIG. 4B, the height of each tongue-shaped piece increases in the screwing direction of the screw as in the second embodiment. When set to the twisted and deformed form, there is an advantage that high fastening strength can be secured by utilizing the elastic restoring force of the tongue-shaped piece. Further, although it is not necessary to mention it, twisting and deforming the tongue-shaped piece can also be applied to the first embodiment. When twisting and deforming a tongue-shaped piece, it is preferable to twist the whole tongue from the viewpoint of ease of processing, but if conditions permit, for example, only a part on the tip side is deformed and adjacent to each other. It is possible to form the tongue-shaped piece so that a step is generated only on the tip side.
係合突起を細長く形成すると、係合溝や係合穴との嵌まり合いが確実になる利点がある。係合突起及び係合溝、係合穴の数は任意に設定できる。両者の数を異ならせることも可能である。すなわち、係合溝の数を係合突起の整数倍に設定する、といったことが可能である。 When Kakarigo突to cause the fine elongated, there is an advantage that fits fit is ensured between the engagement groove and the engagement hole. The number of engaging protrusions, engaging grooves, and engaging holes can be set arbitrarily. It is also possible to make the numbers of both different. That is, it is possible to set the number of engaging grooves to an integral multiple of the engaging projections.
本願発明は、実際に締結装置に具体化できる。従って、産業上利用できる。 The invention of the present application can be actually embodied in a fastening device. Therefore, it can be used industrially.
1 屋根を構成する桁材
2 基材の一例としての屋根板(ALC板)
3 断熱材
4 防水シート
5 締結装置
6 金具
7 ビス
8 スタッドボルト
9 ビス挿通穴
10 軸
11 頭
12 ねじ山
13 座面
15 係合突起
15a ねじ戻し方向を向いた後ろ側面
15b ねじ込み方向を向いた前側面
16 環状突起(土手部)
17 受け座
17a 舌状片
18 係合溝
θ2 ねじ山のリード角
θ3 隣り合った舌状片の間の段差部の最大傾斜角
1 Girder material that composes the
3
15a Rear side facing the screw back direction
15b
17 Receiving
Claims (4)
前記ビスは、頭の座面がテーパになっている皿ビスであり、前記頭の座面に、軸心方向から見て放射方向に長く延びる係合突起が周方向に離れて複数個形成されている一方、
前記金具には、前記ビスの軸が通るビス挿通穴と、前記ビスにおける頭の座面が重なるテーパ状の受け座を有する環状突起とが形成されて、前記環状突起の受け座に、先端を前記ビス挿通穴に開口させると共に放射方向に長く延びる係合溝が周方向に離れて複数条形成されており、
隣り合った係合溝で挟まれた部位は前記ビス挿通穴に向いた先端を自由端とする舌状片になり、前記舌状片を変形させて前記係合突起が前記係合溝に嵌まることによってビスの回転が規制される構成であって、
前記係合突起は、軸心方向から見て放射方向に窄まるようにねじ込み方向に向いた側面とねじ戻し方向に向いた側面との両方を傾斜させた両面テーパ付き形状になっていると共に、全長にわたって同じ幅及び高さに設定されている一方、
前記係合溝の基端を、前記受け座を越えて少なくとも前記環状突起の頂面に至らせることにより、前記舌状片を前記ビスの頭の外側まで延長している、
締結装置。 It consists of a metal fitting that overlaps the base material and a screw that fixes the metal fitting to the base material.
The screw is a countersunk screw having a tapered head seat surface, and a plurality of engaging protrusions extending in the radial direction when viewed from the axial direction are formed on the head seat surface apart from each other in the circumferential direction. On the other hand
The metal fitting is formed with a screw insertion hole through which the shaft of the screw passes and an annular protrusion having a tapered receiving seat on which the seating surface of the head of the screw overlaps, and the tip of the metal fitting is formed on the receiving seat of the annular protrusion. A plurality of engaging grooves extending in the radial direction are formed apart in the circumferential direction while opening in the screw insertion hole.
The portion sandwiched between the adjacent engaging grooves becomes a tongue-shaped piece having the tip facing the screw insertion hole as a free end, and the tongue- shaped piece is deformed so that the engaging projection fits into the engaging groove. It is a configuration that regulates the rotation of the screw by turning
The engaging protrusion has a double-sided tapered shape in which both the side surface facing the screwing direction and the side surface facing the screwing back direction are inclined so as to narrow in the radial direction when viewed from the axial direction. While set to the same width and height over the entire length
The tongue-shaped piece extends to the outside of the head of the screw by extending the base end of the engaging groove beyond the receiving seat to at least the top surface of the annular projection.
Fastening device.
請求項1に記載した締結装置。 At least the free end of each tongue-shaped piece is inclined so that the back is low and the front is high toward the screwing rotation direction of the screw, so that a step is formed between the adjacent tongue-shaped pieces. Has been
The fastening device according to claim 1.
前記係合突起の座面からの突出寸法は、前記舌状片の厚さ寸法よりも小さいか等しい寸法である、
請求項2に記載した締結装置。 When the number of the tongue-shaped pieces is N, the pitch of the screws is P, and the maximum dimension of the step between the adjacent tongue-shaped pieces is E, the relationship of E> (P / N) is established. On the other hand
The protrusion dimension of the engaging protrusion from the seat surface is smaller than or equal to the thickness dimension of the tongue-shaped piece.
The fastening device according to claim 2.
請求項1〜3のうちのいずれかに記載した締結装置。 A stud bolt for fixing the solar panel is projected from the metal fitting, the receiving seat is formed around the stud bolt, and the frame material forming the outer peripheral portion of the solar panel is attached to the stud bolt. It is set to be fitted and fixed with nuts,
The fastening device according to any one of claims 1 to 3.
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