JPH0525013U - ２段切り刃を有するセルフドリリングねじ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】板厚の大きな被締付物の対しても、比較的小さ
な打ち込み荷重で、穿孔スピードの低下を招くことなく
穿孔でき、穿孔の後、引き続きタッピング及びねじの締
付をなすセルフドリリングねじの提供を図る。 【構成】 このセルフドリリングねじは、ドリル部４
が、基端部５、中間部６及び先端部７から構成されてい
る。先端部７は、従来のセルフドリリングねじと略同一
の状態で、切削を開始する。中間部は、その切削刃６５
の角度が、先端部よりも小さなものとなっているため、
打ち込みに際して、軸方向の力が小さくなり、しかも、
切り屑厚さが薄くなり、切り刃の負担も少なくなる。各
切削刃５５，６５，７５間のコーナー部分の屈曲角度
は、従来のものに比して緩くなっているため、同部分の
抵抗が小さくなり、磨耗が生じにくくなる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、本考案はセルフドリリングねじの改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

一般に、セルフドリリングねじは、締付工具に係合する頭部と、頭部から延設 された軸部と、軸部の先端に形成されたドリル部とを備え、このドリル部により 鋼材等の被締付物に対して、自ら穿孔作用を果たし、軸部のねじ山にてタッピン グと締付作用を果たすことにより、被締付物に下孔を明ける工程を省いて、ねじ の締付を行い得るものである。図９に示すように、この種のねじのドリル部１０ １は、軸芯１０２対して略平行に配位された切削刃（平行刃）１０３を有する基 端部と、基端部に連続して形成された先端部とからなる。この先端部に形成され る切削刃（傾斜刃）１０４は、軸芯に対して角度を有し、先端が先の尖ったチゼ ル１０５を形成する。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

このドリル部１０１を有するセルフドリリングねじで、鋼板等に切削・締付を 行った場合、両切削刃１０３，１０４が交わるコーナー部分１０６に磨耗が生じ 易い傾向に有る。特に、板厚が大きな鋼板に対しては、切削開始当所は短時間で 良好な穿孔を行い得ても、穿孔が進につれてコーナー部分１０６が磨耗して、穿 孔スピードが低下してしまう。又、被締付物の硬度が大きい場合には、切削刃１ ０３に対する負担が大きくなり、切削に要する力が大きくなる。特に、この種の セルフドリリングねじの場合、電動工具を用いてねじ込み作業が行われるため、 回転の径方向の力はモータ等により与えることができるが、軸方向の力（打ち込 み荷重）は打ち込み作業者が与える必要がある。そのため、作業者としては、軸 方向の力を軽減し得るセルフドリリングねじの開発を望む傾向にある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】 そこで本考案は、次の構成を特徴とするセルフドリリングねじを提供すること により、上記の課題を解決する。 本考案のセルフドリリングねじは、締付工具に係合する頭部と、頭部から延設 された軸部２と、軸部の先端に形成されたドリル部４とを備える。この軸部には 、少なくとも１条のねじ山３が形成されている。又、ドリル部４は、基端部５と 、中間部６と、先の尖った先端部７とから構成されている。この基端部５は、複 数の切削溝５１と、各切削溝に設けられた切削面５３とを有し、この切削面の縁 ５５が軸芯ａに対して略平行に配位されている。次に、中間部６は、上記基端部 の切削溝５１に連続する複数の切削溝６１と、各切削溝に設けられた切削面６３ と、切削面の縁に位置する切削刃６５とを有し、各切削刃６５が軸芯ａに対して 角度を持って配位されている。最後に先端部７は、上記中間部の切削溝６１に連 続する複数の切削溝７１と、各切削溝に設けられた切削面７３と、切削面の縁に 位置する切削刃７５とを有し、各切削刃７５が軸芯ａに対して角度を持って配位 され、中間部の切削刃６５と軸芯とのなす角度θ１が、先端部の切削刃７５と軸 芯とのなす角度θ２よりも小さいことを特徴とする。 又、本考案は、上記のセルフドリリングねじにおける中間部の各切削刃１６５ が曲線により構成され、且つ、各切削刃１６５の接線が軸芯ａに対して角度を持 って配位され、この中間部の切削刃１６５の接線と軸芯とのなす角度θ３，θ４ が、上記の先端部の切削刃７５と軸芯とのなす角度θ２よりも小さいことを特徴 とする２段切り刃を有するセルフドリリングねじを提供することにより、上記の 課題を解決する。

【０００５】

【作用】

このセルフドリリングねじにより、被締付物に対する締付を行うと、図６に示 すように、切削刃には、刃と垂直方向に切削抵抗ｐ１，ｐ２が加わる。この切削 抵抗ｐ１，ｐ２は、軸方向の力ｑ１，ｑ２と径方向の力ｒ１，ｒ２に分けられる 。この分力ｑ１，ｑ２とｒ１，ｒ２との比は、切削刃６５，７５と軸芯ａとのな す角度θ１，θ２によって変化する。上述のように、中間部の切削刃６５と軸芯 ａとのなす角度θ１は、先端部の切削刃７５と軸芯ａとのなす角度θ２よりも小 さいため、中間部の切削刃６５における軸方向の力ｑ１は先端部の切削刃７５に おける軸方向の力ｑ２よりも小さくなり、中間部の切削刃６５における径方向の 力ｒ１は先端部の切削刃７５における軸方向の力ｒ２よりも大きくなる。その結 果、必要とする分力ｑ１，ｑ２とｒ１，ｒ２との比を勘案して、セルフドリリン グねじの用途に最適な角度θ１，θ２を決定することができる。 例えば、θ２を従来と同様の角度に保ち、θ１をこれより小さくすると、先端 部７に関しては、従来のセルフドリリングねじと略同一の状態で、切削を開始す るが、中間部の切削刃６５において、作業者が与えるべき打ち込み荷重、即ち、 軸方向の力ｑ１を小さなものとでき、作業者の負担を軽減し得る。 又、中間部に関しては、その切削刃６５の角度θ１が、小さなものとなってい るため、切り屑厚さが薄くなり、切り刃の負担も少なくなる。 さらに、各切削刃５５，６５，７５間のコーナー部分の屈曲角度は、従来のも のに比して緩くなるため、同部分の抵抗が小さくなり磨耗が生じにくくなる。 よって、切削開始から終了に至るまで、切削スピードが低下することなく、良 好な穿孔を行うことができ、穿孔の後、軸部２のねじ山３により、タッピング及 びねじの締付が行われる。

【０００６】 又、図８に示すように、中間部の各切削刃１６５が曲線により構成され、且つ 、各切削刃１６５の接線が軸芯ａに対して角度を持って配位されている場合、中 間部の切削刃１６５の接線と軸芯ａとのなす角度θ３，θ４は漸次変化していく が、これらの角度θ３，θ４は上記の先端部の切削刃７５と軸芯ａとのなす角度 θ２よりも小さく設定されている。そのため、刃と垂直方向に切削抵抗ｐ３，ｐ ４が加わった場合、中間部の切削刃１６５における軸方向の力ｑ３，ｑ４は先端 部の切削刃７５における軸方向の力ｑ２よりも小さくなり、中間部の切削刃１６ ５における径方向の力ｒ３，ｒ４は先端部の切削刃７５における軸方向の力ｒ２ よりも大きくなる。その結果、前記の場合と同様、中間部の切削刃１６５におい て、作業者が与えるべき打ち込み荷重、即ち、軸方向の力ｑ３，ｑ４を小さなも のとでき、作業者の負担を軽減し得る。 さらに、各切削刃５５，１６５，７５間のコーナー部分は、その屈曲角度が従 来のものに比して緩くなり、且つ、円滑に屈曲するため、同部分の抵抗が小さく なり、磨耗が生じにくくなる。

【０００７】

【実施例】

以下、図面に基づき本考案の一実施例を説明する。 図１の（Ａ）は本考案の第１の実施例のセルフドリリングねじの要部拡大正面 図、図２は同拡大底面図、図３の（Ａ）は同セルフドリリングねじの正面図であ り、図３の（Ｂ）乃至（Ｆ）は同（Ａ）の断面図である。又、図４は図３の（Ｆ ）の拡大図であり、図５は同セルフドリリングねじの側面図である。

【０００８】 このセルフドリリングねじは、締付工具に係合する頭部（図示せず）と、頭部 から延設された軸部２と、軸部の先端に形成されたドリル部４とを備える。この 頭部及び軸部２の形状は、従来のセルフドリリングねじと同一のものを採用でき 、軸部には、少なくとも１条のねじ山３が形成されている。

【０００９】 ドリル部は、図１に示すように、軸部の先端側に連設される基端部５と、基端 部の先端側に連設される中間部６と、中間部の先端側に連設される先の尖った先 端部７とから構成されている。

【００１０】 この基端部５は、２本の切削溝５１が軸芯ａに対して対称に形成され（図２参 照）、両切削溝５１間の部位が略円弧状の周面を有するランド５２となる。図１ に戻り、切削溝５１は、切削面５３と、抗力面５４とから構成され、切削面５３ の縁が切削刃５５となり、この切削刃５５が軸芯ａに対して略平行に配位されて いる。尚、この切削刃５５は、必ずしも鋭利な切り刃とする必要はなく、又、軸 芯ａに対して完全に平行でなくともよい。例えば、切削面５３をなだらかに窪ま せ、切削刃５５を、側面視、弓状に湾曲させた方が切り屑の排除には有利である 。又、両切削刃５５間の距離は、基端側から先端側に向かうに従い、僅かに大き くなるようにしておくことが、切削抵抗を少なくするために有利である。

【００１１】 次に、中間部６は、上記基端部の切削溝５１に連続する２本の切削溝６１と、 上記基端部のランド５２に連続して略円弧状の周面をなすランド６２とを有する 。切削溝６１は、切削面６３と、抗力面６４とから構成され、切削面６３の縁が 切削刃６５となる。この切削刃６５は、上記基端部の切削刃５５に対して、基端 側コーナー部分６６を介して連続している。この切削刃６５は、軸芯ａに対して 角度θ１を持って配位されている（図６参照）。この実施例では、角度θ１は、 ３６度とされているが、適宜変更することができる。 尚、この切削面６３もなだらかに窪ませた方が切り屑の排除には有利であり、 切削刃６５に若干のねじりを加え方が切削能力の向上に好ましい。

【００１２】 最後に、先端部７は、上記中間部の切削溝６１に連続する２本の切削溝７１と 、上記中間部のランド６２に連続して略円弧状の周面をなすランド７２とを有す る。切削溝７１は、切削面７３と、抗力面７４とから構成され、切削面７３の縁 が切削刃７５となる。この切削刃７５は、上記基端部の切削刃６５に対して、先 端側コーナー部分７６を介して連続している。この切削刃７５は、軸芯ａに対し て角度θ２を持って配位されている（図６参照）。この角度θ２は、上記中間部 の切削刃６５の角度θ１よりも大きく設定され、この実施例では５６度とされて いる。 尚、この切削面７３もなだらかに窪ませた方が切り屑の排除には有利であり、 切削刃７５に若干のねじりを加え方が切削能力の向上に好ましい。

【００１３】 上記の各部のランド５２，６２，７２は、径の一定な円弧状としてもよいが、 図２及び図３に示すように、切削刃５５，６５，７５を最大径として、これより も、ランド５２，６２，７２の径を小さくする方が、切削抵抗の減少のために有 利である。

【００１４】 このセルフドリリングねじにより、被締付物に対する締付を行うと、先端部に 関しては、従来のセルフドリリングねじと略同一の状態で、切削を開始する。そ して、中間部の切削刃６５の角度θ１は、小さなものとなっているため、小さな 、打ち込み荷重で切削が可能となると共に、切り屑厚さが薄くなり、切り刃の負 担も少なくなる。しかも、先端側及び基端側の両コーナー部分の屈曲角度は、従 来のものに比して緩くなるため、同部分の抵抗が小さくなり、磨耗が生じにくく なる。よって、板厚が大きな鋼板に対しても、両コーナー部分が磨耗しにくく、 穿孔スピードが低下しない。そして、上記のような良好な穿孔に連続して、軸部 ２のねじ山３による、タッピング及びねじの締付が行われる。

【００１５】 尚、先端部７の最先端は、通常のセルフドリリングねじと同様のチゼルポイン トとすることができるが、この実施例では、次の構成を有するチゼルポイント１ １により、切削開始時において、ドリル部を被締付物に素早く食い付かせ、ドリ ル先のいわゆる踊りを防止する。 このチゼルポイント１１を得るために、この実施例では、中間部６のランド６ ２と抗力面６４との間に、境界面１２を形成し、この境界面１２を先端にまで延 設している。先端に至っては、境界面１２が、先端部７のランド７２と切削面７ ３との境界をなす。この境界面１２の先端部分１３は、図３及び図４に示すよう に、セルフドリリングねじの先端に向かうに従い、その横断面において、徐々に 明確に湾曲させられていくと共に、図１の（Ｂ）に示すように、縦断面において も、湾曲した面をなし、適度な掬い角を有する有する切り刃１４を形成する。 より詳しく説明すると、先端部及び中間部の切削面７３，６３は、図１の（Ａ ）における矢印Ｃ，Ｄ方向（即ち、刃と略直交する方向）に向かうに従い、落ち 込み再度上昇する湾曲面をなし（図１の（Ｃ）（Ｄ）参照）、この湾曲面が切削 刃７５，６５と平行にのびるように構成されている。これにより、切削刃７５， ６５に適度な掬い角が与えられるものである。これに対して、境界面の先端部分 １３も、図１の（Ａ）における矢印Ｂ方向（即ち、刃と略直交する方向）に向か うに従い、落ち込み再度上昇する湾曲面をなすものであるが（図１の（Ｂ）参照 ）、この先端部分１３は捩じりが加えられている関係上、図４に示すように、そ の横断面においても湾曲した面となっている。 そして、この先端部分１３の切り刃１４は、中心で連続して、１本の鋭利なチ ゼルポイント１１を形成するものである。

【００１６】 次に、図７及び図８に基づき、他の実施例について説明する。この実施例にお いては、中間部のみが、前記実施例と異なるものであるため、中間部１６０につ いて、説明し、他の部位は前記実施例と同一の符号を用いて、その説明を省略す る。 この中間部１６０は、上記基端部の切削溝５１に連続する切削溝１６１と、上 記基端部のランド５２に連続して略円弧状の周面をなすランド１６２とを有する 。切削溝１６１は、切削面１６３と、抗力面１６４とから構成され、切削面１６ ３の縁が切削刃１６５となる。この切削刃１６５は、上記基端部の切削刃５５に 連続している。又、この切削刃１６５は曲線により構成され、且つ、各切削刃１ ６５の接線が軸芯ａに対して角度を持って配位され、この中間部の切削刃１６５ の接線と軸芯ａとのなす角度θ３，θ４は、上記の先端部の切削刃７５と軸芯ａ とのなす角度θ２よりも小さく設定されている。 このセルフドリリングねじにおいては、中間部の切削刃１６５において、作業 者が与えるべき打ち込み荷重、即ち、軸方向の力ｑ３，ｑ４を小さなものとでき 、作業者の負担を軽減し得る。各切削刃５５，１６５，７５間のコーナー部分は 、その屈曲角度が従来のものに比して緩くなり、且つ、円滑に屈曲するため、同 部分の抵抗が小さくなり、磨耗が生じにくくなる。

【００１７】

【考案の効果】

以上、請求項１記載の考案は、板厚が大きな鋼板に対しても、最後まで穿孔ス ピードが低下せず、比較的小さな打ち込み荷重で良好な切削をなして、自ら下孔 を加工し、引き続きタッピング及びねじの締付をなすことのできるセルフドリリ ングねじを提供し得たものである。 さらに、請求項２記載の考案は、各切削刃間のコーナー部分が円滑に屈曲する ため、同部分の抵抗が小さくなり、より一層磨耗が生じにくくなるセルフドリリ ングねじを提供し得たものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）は、本考案の一実施例のセルフドリリン
グねじの要部拡大正面図である。（Ｂ）は、（Ａ）にお
ける矢印Ｂに沿う切断端面図である。（Ｃ）は、（Ａ）
における矢印Ｃに沿う切断端面図である。（Ｄ）は、
（Ａ）における矢印Ｄに沿う切断端面図である。

【図２】同セルフドリリングねじの拡大底面図である。

【図３】（Ａ）は、同セルフドリリングねじの要部正面
図である。（Ｂ）乃至（Ｆ）は、（Ａ）におけるＢ─Ｂ
線乃至Ｆ─Ｆ線に沿う切断端面図である。

【図４】図３の（Ｆ）の拡大図である。

【図５】同セルフドリリングねじの要部側面図である。

【図６】同セルフドリリングねじの作用説明図である。

【図７】本考案の他の実施例のセルフドリリングねじの
要部正面図である。

【図８】同セルフドリリングねじの作用説明図である。

【図９】従来のセルフドリリングねじの要部説明図であ
る。

【符号の説明】

２…軸部、３…ねじ山、４…ドリル部、５…基端部、５
１…切削溝、５２…ランド、５３…切削面、５４…抗力
面、５５…切削刃、６…中間部、６１…切削溝、６２…
ランド、６３…切削面、６４…抗力面、６５…切削刃、
６６…基端側コーナー部分、７…先端部、７１…切削
溝、７２…ランド、７３…切削面、７４…抗力面、７５
…切削刃、７６…先端側コーナー部分、１１…チゼルポ
イント、１６０…中間部、１６１…切削溝、１６２…ラ
ンド、１６３…切削面、１６４…抗力面、１６５…切削
刃。

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】締付工具に係合する頭部と、頭部から延設
   された軸部(2) と、軸部の先端に形成されたドリル部
   (4) とを備え、 軸部には、少なくとも１条のねじ山(3) が形成され、 このドリル部(4) が、基端部(5) と、中間部(6) と、先
   の尖った先端部(7) とから構成され、 この基端部(5) が、複数の切削溝(51)と、各切削溝に設
   けられた切削面(53)とを有し、この切削面の縁(55)が軸
   芯(a) に対して略平行に配位され、 中間部(6) が、上記基端部の切削溝(51)に連続する複数
   の切削溝(61)と、各切削溝に設けられた切削面(63)と、
   切削面の縁に位置する切削刃(65)とを有し、各切削刃(6
   5)が軸芯(a) に対して角度を持って配位され、 先端部(7) が、上記中間部の切削溝(61)に連続する複数
   の切削溝(71)と、各切削溝に設けられた切削面(73)と、
   切削面の縁に位置する切削刃(75)とを有し、各切削刃(7
   5)が軸芯(a) に対して角度を持って配位され、 上記の中間部の切削刃(65)と軸芯とのなす角度（θ1)
   が、先端部の切削刃(75)と軸芯とのなす角度（θ2)より
   も小さいことを特徴とする２段切り刃を有するセルフド
   リリングねじ。
2. 【請求項２】締付工具に係合する頭部と、頭部から延設
   された軸部(2) と、軸部の先端に形成されたドリル部
   (4) とを備え、 軸部には、少なくとも１条のねじ山(3) が形成され、 このドリル部(4) が、基端部(5) と、中間部(160) と、
   先の尖った先端部(7) とから構成され、 この基端部(5) が、複数の切削溝(51)と、各切削溝に設
   けられた切削面(53)とを有し、この切削面の縁(55)が軸
   芯(a) に対して略平行に配位され、 中間部(160) が、上記基端部の切削溝(51)に連続する複
   数の切削溝(161) と、各切削溝に設けられた切削面(16
   3) と、切削面の縁に位置する切削刃(165) とを有し、
   各切削刃(165)が曲線により構成され、且つ、各切削刃
   (165) の接線が軸芯(a) に対して角度を持って配位さ
   れ、 先端部(7) が、上記中間部の切削溝(161) に連続する複
   数の切削溝(71)と、各切削溝に設けられた切削面(73)
   と、切削面の縁に位置する切削刃(75)とを有し、各切削
   刃(75)が軸芯(a) に対して角度を持って配位され、 上記の中間部の切削刃(165) の接線と軸芯とのなす角度
   （θ3)（θ4)が、先端部の切削刃(75)と軸芯とのなす角
   度（θ2)よりも小さいことを特徴とする２段切り刃を有
   するセルフドリリングねじ。