JP7016852B2

JP7016852B2 - 木ねじ構造

Info

Publication number: JP7016852B2
Application number: JP2019227334A
Authority: JP
Inventors: 徐國泰; 徐敏豪
Original assignee: 徐國泰; 徐敏豪
Priority date: 2019-01-04
Filing date: 2019-12-17
Publication date: 2022-02-07
Anticipated expiration: 2039-12-17
Also published as: JP2020109321A; EP3677800A1

Description

本発明は、木ねじ構造に関し、特に、スムーズかつ確実にワークピースに螺着させることが可能な木ねじ構造に関する。

特許文献１～４で開示されている従来のねじ構造は、主に、始端頭部と、始端頭部に接続されて末端が角錐端に成形された杆体と、を含む。その杆体の角錐体から始端頭部に至るまで直径は同じであり、杆体はその長手方向で始端端部から上方へ螺旋しているねじ山が成形され、直径が同じ杆体上には、長手方向で縦方向又は斜め方向で複数配列され、ねじ山のピットを超えるか超えないドリルユニットが設けられている。
特許文献１で開示されているねじは、同一直径の杆体上に縦方向で配列されてそのねじ山のピッチを超えないドリルユニットを有する（図２Ｂの符号２２１）。特許文献２で開示されているねじは、同一直径の杆体上に斜めに配列されてそのねじ山の少なくとも１つのピッチを超えるドリルユニット（図１の符号３３１）を有する。特許文献３で開示されている従来のねじは、同一直径の杆体上に、縦方向で配列されてそのねじ山の少なくとも１つのピッチを超えるドリルユニット（図１の符号３）を有する。特許文献４で開示されているねじは、同一直径の杆体上に、縦方向で配列されてそのねじ山の少なくとも１つのピッチを超えるドリルユニット（図１の符号４）と、縦方向で配列されてそのねじ山のピッチを超えないドリルユニット（図４の符号４）を有する。ねじをワークピースに螺合する際、その杆体の角錐端を木材などのワークピースに当接させ、力を加えてねじを回すと、その角錐端がワークピースに螺挿され、ドリルユニットによりワークピースに穴を開けると、ねじ山が螺入されるに従い、雌ねじ部が形成される。

上述した特許文献１～４で開示されているねじは、回転トルクを下げるために、ドリルユニットの外径がねじ山の底径より大きくなっているため、ドリルユニットにより切削形成されたワークピースのねじ孔の内径もねじ山の底径より大きくなり、ねじ山とワークピースの雌ねじ部との噛み合わせ程度が低くなり、ねじとワークピースとの結合強度が低下する虞があった。
また、上述した特許文献で開示されているねじのドリルユニットが同一直径の杆体上に成形されているため、この設計は、その杆体に設けたドリルユニットが螺挿される際、杆体外周のワークピース材料しか破壊できず、杆体の外周に広孔が形成されるため、ねじ山により杆体をワークピースに螺挿するとき、ワークピース材料が圧縮されて密度が高まり、密度が高まるに従ってねじを螺挿する際に発生する抵抗力が大きくなるため、ねじをワークピース内に螺挿するにはより大きなトルクが必要となった。また、そのドリルユニットは、ねじ山が同一直径の杆体上に形成されていたため、杆体の断面積が大きくなるに従い、そのドリルユニットは、ワークピースを切削する過程で発生する抵抗力も大きくなり、ワークピースにねじを螺挿するために、作業者は大きな力を加えなければならなかったため、従来のねじをワークピースにスムーズに螺着させることは容易でなかった。

米国特許出願公開第２０１７／０２４１４６３Ａ１号明細書米国特許出願公開第２０１３／００３９７２０Ａ１号明細書欧州特許出願公開第ＥＰ１４１１２５２Ａ２号明細書台湾特許出願公開第２０１５４４７１８Ａ号公報

本発明の目的は、スムーズかつ確実にワークピースに螺着させることが可能な木ねじ構造を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明の第１の形態によれば、始端頭部と、前記始端頭部と一体に連続接続した杆体と、を備えた木ねじ構造であって、前記杆体は、主杆部及び終端部を有し、前記主杆部及び前記終端部は、第１の端部及び第２の端部をそれぞれ有し、前記主杆部の前記第１の端部が前記始端頭部側に設けられ、前記主杆部の前記第２の端部と前記終端部の前記第１の端部とが接続され、前記終端部の前記第２の端部には、角錐端が形成され、前記終端部の直径は、前記主杆部の直径より小さく、前記主杆部上には、前記第２の端部から前記第１の端部に向かって螺旋状に延びた第１のねじ山が形成され、前記終端部上には、前記第２の端部から前記第１の端部に向かって螺旋状に延びた第２のねじ山が形成され、前記第２のねじ山と前記第１のねじ山とが接続され、前記終端部上には、複数のドリルユニットが形成され、前記ドリルユニットの外径は前記第２のねじ山の外径より小さく、前記第２のねじ山の外径は前記第１のねじ山の外径より小さいことを特徴とする、木ねじ構造を提供する。

本発明の木ねじ構造は、終端部がワークピースに螺挿されると、終端部に設けられたドリルユニットにより主杆部に対応したワークピース材料を破壊し、主杆部のねじ山がワークピースに螺挿させる際に発生する抵抗力を下げ、木ねじをワークピースにスムーズかつ楽に螺着させることができる上、主杆部のねじ山に対応して噛合する雌ねじ部がワークピースに切削されて形成されるため、木ねじを確実にワークピースに螺着させることができる。

本発明の第１実施形態に係る木ねじ構造の杆体を示す斜視図である。本発明の第１実施形態に係る木ねじ構造を示す斜視図である。本発明の第１実施形態に係る木ねじ構造を示す正面図である。本発明の第１実施形態に係る木ねじ構造を示す背面図である。本発明の第１実施形態に係る木ねじ構造を示す左側面図である。本発明の第１実施形態に係る木ねじ構造を示す右側面図である。本発明の第１実施形態に係る木ねじ構造を示す横断面図である。本発明の第２実施形態に係る木ねじ構造を示す正面図である。本発明の第３実施形態に係る木ねじ構造を示す正面図である。本発明の第４実施形態に係る木ねじ構造を示す正面図である。

図１を参照する。図１に示すように、本発明の一実施形態に係る木ねじ構造は、始端頭部１と、始端頭部１と一体に連続接続した杆体２と、を備える。杆体２は、主杆部２１及び終端部２２を有する。主杆部２１及び終端部２２は、第１の端部及び第２の端部をそれぞれ有する。主杆部２１の第１の端部が始端頭部１側に設けられ、主杆部２１の第２の端部と終端部２２の第１の端部とが接続され、終端部２２の第２の端部には、角錐端２２１が形成される。終端部２２の直径Ｄ１は、主杆部２１の直径Ｄ２より小さい。
図２及び図３を併せて参照する。図２及び図３に示すように、主杆部２１上には、第２の端部から第１の端部に向かって螺旋状に延びた第１のねじ山２３が形成され、終端部２２上には、第２の端部から第１の端部に向かって螺旋状に延びた第２のねじ山２４が形成され、第２のねじ山２４と第１のねじ山２３とが接続される。終端部２２の直径Ｄ１は、第２のねじ山２４の底径を形成する。主杆部２１の直径Ｄ２は、第１のねじ山２３の底径を形成する。終端部２２上には、複数のドリルユニット２５が形成される。複数のドリルユニット２５は、終端部２２の長手方向で斜め方向に間隔をおいて設けられる。ドリルユニット２５は、第２のねじ山２４の少なくとも１つのピッチを超える。ドリルユニット２５の始端及び終端は、第２のねじ山２４の異なる２つのピッチにそれぞれ位置する。
図４～図６を参照する。図４～図６に示すように、ドリルユニット２５の外径Ｄ３は、第２のねじ山２４の外径Ｄ４より小さく、第２のねじ山２４の外径Ｄ４は、第１のねじ山２３の外径Ｄ５より小さい。
図７を併せて参照する。図７に示すように、ドリルユニット２５のねじ山高さ（ｈ１）は、第２のねじ山２４のねじ山高さ（ｈ２）の０．９倍以下である。

第１実施形態の木ねじを木材、合板などのワークピースに螺着させるときは、木ねじの終端部２２の角錐端２２１をワークピースに当接させた後、ドライバーなどの工具で始端頭部１を回転させて終端部２２を旋回させる。これにより、角錐端２２１がワークピースに螺挿され、終端部２２上に設けたドリルユニット２５によりワークピース材料を径方向で破壊し、終端部２２上のドリルユニット２５が主杆部２１に対応したワークピース材料を破壊するため、主杆部２１が第１のねじ山２３によりワークピースに螺挿される体積は変化しないが、ワークピースの主杆部２１に対応した位置が終端部２２上のドリルユニット２５などによりワークピース材料を破壊するため密度が低下する。そのため、主杆部２１の第１のねじ山２３が螺挿される過程で材料堆積に打ち勝つのに必要な反対方向の応力が減り、本発明の木ねじをワークピースに螺挿するのに必要なトルクが少なくなるため、木ねじをワークピースに螺挿させる作業をスムーズに行うことができる。

第１実施形態の木ねじは、そのドリルユニット２５の外径Ｄ３が第２のねじ山２４の外径Ｄ４より小さく、第２のねじ山２４の外径Ｄ４が第１のねじ山２３の外径Ｄ５より小さい。このため、終端部２２の第２のねじ山２４及び主杆部２１の第１のねじ山２３が、ドリルユニット２５により切削されて形成された孔に螺挿され続けるに伴い、ワークピースの雌ねじのねじ山が深くなり、主杆部２１の第１のねじ山２３のねじ山高さに対応して噛合した雌ねじ部が形成されるため、第１実施形態では木ねじを確実にワークピースに螺着させることができる。

図８を併せて参照する。図８に示すように、本発明の第２実施形態に係る木ねじ構造は、複数のドリルユニット２６及び終端部２２の長手方向で、縦向きで間隔をおいて設けられ、ドリルユニット２６は第２のねじ山２４のピッチを超えず、ドリルユニット２６の始端及び終端の両端が第２のねじ山２４の同一ピッチに位置する。
また、図９を併せて参照する。図９に示すように、本発明の第３実施形態に係る木ねじ構造は、複数のドリルユニット２７が終端部２２の長手方向で斜めに間隔をおいて設けられ、ドリルユニット２７が第２のねじ山２４のピッチを超えず、ドリルユニット２７の始端及び終端が第２のねじ山２４の同一のピッチに位置する。
また、図１０を併せて参照する。図１０に示すように、本発明の第４実施形態に係る木ねじ構造は、複数のドリルユニット２８が終端部２２の長手方向で、縦向きで間隔をおいて設けられ、ドリルユニット２８が第２のねじ山２４の少なくとも１つのピットを超えてもよいし、ドリルユニット２８の始端及び終端が第２のねじ山２４の異なる２つのピッチにそれぞれ位置してもよい。そのため、同様に複数のドリルユニット２６，２７，２８によりワークピース材料を破壊し、主杆部２１の第１のねじ山２３がワークピースに螺挿されるのに必要なトルクが減り、木ねじにワークピースを確実に螺挿させてもよい。

上述したことから分かるように、本発明の木ねじ構造は、以下（１）及び（２）の長所を有する。
（１）終端部の直径が主杆部の直径より小さく、終端部がワークピースに螺挿されると、終端部に設けられたドリルユニットにより主杆部のワークピース材料が破壊され、主杆部の第１のねじ山がワークピースに螺挿される際に発生する抵抗力が減るため、スムーズかつ楽に木ねじをワークピースに螺着させることができる。
（２）木ねじ構造は、ドリルユニットの外径が第２のねじ山の外径より小さい上、第２のねじ山の外径が第１のねじ山の外径より小さいため、ドリルユニットにより開けた穴に第２のねじ山及び第１のねじ山が螺挿され続けると、主杆部の第１のねじ山のねじ山高さが噛合する雌ねじ部に対応する。そのため、木ねじを確実にワークピースに螺着させることができる。

１始端頭部
２杆体
２１主杆部
２２終端部
２３第１のねじ山
２４第２のねじ山
２５ドリルユニット
２６ドリルユニット
２７ドリルユニット
２８ドリルユニット
２２１角錐端

Claims

始端頭部と、前記始端頭部と一体に連続接続した杆体と、を備えた木ねじ構造であって、
前記杆体は、主杆部及び終端部を有し、
前記主杆部及び前記終端部は、第１の端部及び第２の端部をそれぞれ有し、
前記主杆部の前記第１の端部が前記始端頭部側に設けられ、
前記主杆部の前記第２の端部と前記終端部の前記第１の端部とが接続され、
前記終端部の前記第２の端部には、角錐端が形成され、
前記終端部の直径は、前記主杆部の直径より小さく、
前記主杆部上には、前記第２の端部から前記第１の端部に向かって螺旋状に延びた第１のねじ山が形成され、
前記終端部上には、前記第２の端部から前記第１の端部に向かって螺旋状に延びた第２のねじ山が形成され、
前記第２のねじ山と前記第１のねじ山とが接続され、
前記終端部上の略全長にわたって、前記杆体の長手方向に対し斜め方向に間隔をおいて複数のドリルユニットが形成され、
前記ドリルユニットの外径は前記第２のねじ山の外径より小さく、
前記第２のねじ山の外径は前記第１のねじ山の外径より小さいことを特徴とする、
木ねじ構造。
前記ドリルユニット及び前記第２のねじ山は、ねじ山高さをそれぞれ有し、前記ドリルユニットの前記ねじ山高さは、前記第２のねじ山の前記ねじ山高さの０．９倍以下であることを特徴とする請求項１に記載の木ねじ構造。
前記ドリルユニットは、前記第２のねじ山の少なくとも１つのピッチを超え、前記ドリルユニットの始端及び終端は、前記第２のねじ山の異なる２つのピッチにそれぞれ位置することを特徴とする請求項１に記載の木ねじ構造。
前記ドリルユニットは、前記第２のねじ山のピッチを超えず、前記ドリルユニットの始端及び終端は、前記第２のねじ山の同一のピッチにそれぞれ位置することを特徴とする請求項１に記載の木ねじ構造。