JP7145025B2

JP7145025B2 - ドリルねじ

Info

Publication number: JP7145025B2
Application number: JP2018184279A
Authority: JP
Inventors: 雅雄山本; 裕和四方; 慎悟鳥居
Original assignee: Nitto Seiko Co Ltd
Current assignee: Nitto Seiko Co Ltd
Priority date: 2018-09-28
Filing date: 2018-09-28
Publication date: 2022-09-30
Anticipated expiration: 2038-09-28
Also published as: JP2020051591A

Description

本発明は、先端がドリル状のドリルねじおよびその締め付け方法に関する。

ドリルねじはこれ一本で、穿孔、めねじ加工および締め付けが可能なねじである。このようなドリルねじは一般的に、先端の形状に応じて二種類に別けられる。一つ目はドリル（切り刃）状のもので、主に厚鋼板用として１．２～６．０ｍｍの厚みのものに用いられる。二つ目は尖がり状のもので、主に薄板用として１．０ｍｍ以下の厚みのものに用いられる。一般的に前者のドリルねじは、ドリル部がねじ軸部とほぼ等しい直径に形成されている。

また、前述した先端がドリル状のドリルねじを改良したものとして、特許文献１に示すものが知られている。このドリルねじにおいては、ドリル部が先端に向けて有段状に小径となる多段に形成されており、この構成により穿孔能力が高められている。

実開平４－１１９６１８号公報

しかしながら、上記ドリルねじのように単純に、ドリル部を先端に向けて有段状にしただけの構成では、先端に位置する小径のドリル部が相手材を貫通した瞬間に、電動ドライバあるいは自動ねじ締め機の推力およびトルクが急激に低下し、続いて大径のドリル部が相手材に接触した瞬間に、推力及びトルクが急激に増加する。つまり、ドリル部による穿孔時に、推力およびトルクが急変動するため、安定してドリルねじを締め付けられなかったり、相手材に傷をつけてしまうなどの問題を有していた。

本発明は、前述のような問題点を解決することを課題とするものであって、その目的は、穿孔時のトルク及び推力を安定させることにより下穴の加工精度に優れたドリルねじおよびその締め付け方法を提供するものである。

上記課題は、ねじ締め工具が嵌合可能な頭部と、頭部に一体成形される軸部と、軸部の外周面に形成されるねじ山と、軸部の先端に一体成形されるドリル部とを備えるドリルねじにおいて、ドリル部は、先端に向けて有段状に小径となる三段以上の多段に形成され、各段のドリル部の先端角は、先端側から頭部側にかけて段階的に大きくなるように構成されているドリルねじによって解決できる。

なお、ドリル部の一部を縦方向に切り欠くことにより刃面を形成し、その刃面の側縁に位置する切れ刃のすくい角は、先端に向けて拡開するテーパ状に形成されていることが好ましい。さらには、先端側のドリル部の切れ刃のすくい角は、先端に向けて拡開するテーパ状に形成され、頭部側のドリル部の切れ刃のすくい角は、ドリル部の中心線と平行に延びるストレート状に形成されていることが好ましい。

本発明によれば、穿孔時のトルク及び推力を安定させることにより下穴の加工精度に優れたドリルねじおよびその締め付け方法を提供することが可能になる。

本発明であるドリルねじの実施形態を示す正面図である。本発明であるドリルねじの実施形態を示す右側面図である。図１のＡ－Ａ線断面図である。図１のＢ－Ｂ線断面図である。図１のＣ－Ｃ線断面図である。本発明であるドリルねじの締め付け方法を示す第一の説明図である。本発明であるドリルねじの締め付け方法を示す第二の説明図である。本発明であるドリルねじの締め付け方法を示す第三の説明図である。

以下、本発明であるドリルねじの実施形態を図面に基づいて説明する。ドリルねじ１は、図１及び図２に示すように、ドライバビット（図示せず）が係合可能な十字穴（図示せず）を備える頭部２と、この頭部２に一体成形された軸部３と、この軸部３の外周面に形成されたねじ山４と、軸部３の先端に一体成形されたドリル部５とからなる。

軸部３は、円形又は略三角形の横断面形状に形成されている。この軸部３の外周面には、螺旋状にねじ山４が形成されており、このねじ山４の条数は２条に設定されている。

ドリル部５は、先端に向けて有段状に小径となる多段に形成されている。その一例として、ドリル部５は、三段で構成されており、先端に位置する一段目（最前段）のドリル部５ａと、中段に位置する二段目のドリル部５ｂと、後端に位置する三段目（最後段）のドリル部５ｃとから成る。これらドリル部５ａ，５ｂ，５ｃの外径は、ドリル部５ａが最も小さく、ドリル部５ｃが最も大きく成形されている。

また、図３乃至図５に示すように、ドリル部５は、当該ドリル部５を縦方向に切り欠くことによって形成される２条の縦溝６を有しており、この縦溝によって一対の刃面７が形成される。この刃面７の側縁に位置する一対の切れ刃８は、すくい角に形成されており、相手材に押し込まれて切削を行うように構成されている。

ドリル部５の切れ刃８において、一段目のドリル部５ａの切れ刃８ａは、ドリル部５の先端に向けて僅かに拡開するテーパ状に形成される一方、二段目および三段目の切れ刃８ｂ、８ｃは、ドリル部５の中心線と平行に延びるストレート状に形成されている。

各ドリル部５ａ，５ｂ，５ｃの先端部おいては、一段目のドリル部５ａの先端部は、先端尖鋭に形成されており、その頂部と一段目の切れ刃８ａの先端側端部とを連ねる一対の刃先９ａによって構成されている。この一対の刃先９ａが成す角αであって、つまり一段目のドリル部５ａの先端角αは、１００°に設定されている。

また、二段目のドリル部５ｂの先端部は、一段目の切れ刃８ａの後端側端部と二段目の切れ刃８ｂの先端側端部とを連ねる一対の刃先９ｂによって構成されている。この一対の刃先９ｂが成す角ｂであって、つまり二段目のドリル部５ｂの先端角βは、１４０°に設定されている。

さらに、三段目のドリル部５ｃの先端部は、二段目の切れ刃８ｂの後端側端部と三段目の切れ刃８ｃの先端側端部とを連ねる一対の刃先９ｃによって構成されている。この一対の刃先９ｃが成す角γであって、つまり三段目のドリル部５ｃの先端角γは、１６０°に設定されている。

上述したドリルねじ１によれば、各段ドリル部５ａ，５ｂ，５ｃの先端角が、段階的に大きくなるように設定されている。つまり、一段目のドリル部５ａは、相手材Ｗ１に鋭く切り込むことを重視した設計になってるのに対し、二段目および三段目のドリル部５ｂ、５ｃは、切り込み性能は落ちるが、下穴Ｈ１の仕上げ精度を重視した設計になっている。このため、下穴Ｈ１の穿孔時においてバリや傷を発生させることを抑えることが可能になる。特に、相手材Ｗ１が炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）の場合に優れた効果を発揮する。

また、上記効果は、一段目のドリル部５ａの切れ刃８ａをドリル部５の先端に向けて拡開するテーパ状に形成し、二段目および三段目の切れ刃８ｂ、８ｃをドリル部５の中心線と平行に延びるストレート状に形成することで、益々優れたものとなる。

以下、図６乃至図８に基づいて、上記ドリルねじ１を用いて相手材Ｗ１に被締結部材Ｗ２を固定するねじ締め方法について説明する。被締結部材Ｗ２には、予め下穴Ｈ２が穿孔されており、ここにドリルねじ１を挿通する。一方、相手材Ｗ１には下穴および雌ねじ穴は設けられていない。

そこで、ドリルねじ１のドリル部５によって相手材Ｗ１に下穴Ｈ１を穿孔する。まずは、図６に示すように、電動ドライバ（図示せず）などによってドリルねじ１を回転させながら、相手材Ｗ１にドリル部５ａの先端部を押し当てて刃先９ａで穿孔を開始する。この際に穿孔される下穴Ｈ１の内径は、一対の切れ刃８ａ間の長さに相当し、具体的には切れ刃８ａはテーパ状に形成されているので、切れ刃８ａの先端側端部間の長さに相当する。

続いて、図７に示すように、ドリル部５ｂの刃先９ｂが、ドリル部５ａによって穿孔された下穴Ｈ１の開口部に当接して当該下穴Ｈ１を押し広げるようにして穿孔する。なお、ドリル部５ｂの刃先９ｂが相手材に当接したとき、ドリル部５ａの先端部が相手材Ｗ１から貫通しないように、ドリル部５ａの全長あるいは相手材Ｗ１の厚みが設定されている。

さらに、図８に示すように、ドリル部５ｃの刃先９ｃが、ドリル部５ｂによって穿孔された下穴Ｈ１の開口部に当接して当該下穴Ｈ１を押し広げるようにして穿孔する。なお、ドリル部５ｃの刃先９ｃが相手材に当接したとき、ドリル部５ｂの刃先９ｂが相手材Ｗ１から貫通しないように、ドリル部５ｂの全長あるいは相手材Ｗ１の厚みが設定されている。

前述の方法によって相手材Ｗ１に所定の内径の下穴Ｈ１を穿孔すると、最後に、軸部３のねじ山４によって当該下穴Ｈ１の内周面に雌ねじを成形しながらドリルねじ１を相手材Ｗ１にねじ込むことによって、相手材Ｗ１と頭部２との間に被締結部材Ｗ２を固定する。

上述したドリルねじの締め付け方法によれば、二段目及び三段目のドリル部５ｂ，５ｃが下穴の穿孔を開始する際に、前段のドリル部を相手材から貫通させないようにしてあるので、推力およびトルクが急変動することなく、安定して下穴を加工することができる。

なお、ドリルねじ１の各部の具体的な構成は、上述した実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。例えば、ドリル部５は、二段であっても、四段以上であってもよい。

１ドリルねじ
２頭部
３軸部
４ねじ山
５，５ａ，５ｂ，５ｃドリル部
６縦溝
７刃面
８ａ，８ｂ，８ｃ切り刃
９ａ，９ｂ，９ｃ刃先

Claims

ねじ締め工具が嵌合可能な頭部と、頭部に一体成形される軸部と、軸部の外周面に形成されるねじ山と、軸部の先端に一体成形されるドリル部とを備えるドリルねじにおいて、
ドリル部は、先端に向けて有段状に小径となる三段以上の多段に形成され、
各段のドリル部の先端角は、先端側から頭部側にかけて段階的に大きくなるように構成されていること、
を特徴とするドリルねじ。
ドリル部の一部を縦方向に切り欠くことにより刃面を形成し、
その刃面の側縁に位置し、すくい角に形成されている切れ刃は、先端に向けて拡開するテーパ状に形成されていること、
を特徴とする請求項１に記載のドリルねじ。
最も先端側に位置する前記切れ刃は、先端に向けて拡開するテーパ状に形成され、
最も頭部側に位置する前記切れ刃は、ドリル部の中心線と平行に延びるストレート状に形成されていること、
を特徴とする請求項２に記載のドリルねじ。