JPH0914233A - テーパ穴付きネジシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 ネジの根本的な問題である締め付け過ぎ，締
め付け緩めの繰り返し，サビや経年変化などによるネジ
穴の破損を防ぎ、小ネジや鉄道、建築、橋梁などの屋外
構造物に最適で、ネジ穴の形状が簡素化されてコンパク
トな上に強度もアップし、作業性もよいネジとドライバ
ーのシステムを提供する。 【構成】 回転により締結を行うネジにおいて、ネシの
頭部３には内周がフラットな内テーパ面２からなるテー
パ穴１を形成し、このテーパ穴１に対して先端の外周面
がネジの内テーパ面２と合致した角度の外テーパ面８を
有し、外テーパ面８の外周に傾斜角を持って転動する転
動体９を配置したドライバーを嵌挿し、ドライバーの回
転により、転動体９が傾斜角を持って自転しつつ公転す
ることにより、転動体９がネジの内テーパ面２とドライ
バー先端の外テーパ面８との間で拘束され、回転力が伝
達されるドライバーの回転伝達部とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、部材を締結するため
に用いられるネジとドライバーに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のネジは頭部にプラスやマ
イナス形状の凹部や、六角形などの多角形状の凹部を設
け、先端部にこれらの凹部に合致する形状の凸部を持っ
たドライバーやレンチにより、回転を伝達してネジの締
結を行っていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ネジの
頭部にプラスやマイナス形状の凹部や、六角形などの多
角形状の凹部を設けることにより、繰り返しの使用や必
要以上の力により凹部の形状が潰れる。凹部の形状が複
雑なために製作コストが上がる。凹部の形状により肉薄
の部分ができ強度が低下する。ドライバーやレンチの凸
形状部をネジの凹形状部に噛み合わせるため操作性が悪
い。など数多くの問題があった。

【０００４】

【課題を解決するるための手段】以上の問題を解決する
ために本発明は、回転により締結を行うネジにおいて、
ネジの頭部の中心には内周がフラットな内テーパ面から
なるテーパ穴を形成し、このテーパ穴に対して先端の外
周面がネジの内テーパ面と合致した角度の外テーパ面を
有し、外テーパ面の外周に傾斜角を持って転動する転動
体を配置したドライバーを嵌挿し、ドライバーの回転に
より、転動体が傾斜角を持って自転しつつ公転すること
により、転動体がネジの内テーパ面とドライバー先端の
外テーパ面との間で拘束され、回転力が伝達されるドラ
イバーの回転伝達部とする。

【０００５】また、ドライバーには転動体が左右いずれ
かの方向に対して、傾斜角を持って転動が可能な保持部
材を備え、ドライバーの右回転あるいは左回転により、
各々の回転力が伝達されるドライバーの回転伝達部とす
ることにより、操作性はより良くなる。

【０００６】

【作用】本発明によれは、ドライバーの先端をネジのテ
ーパ穴に嵌挿し、ドライバーを一方向に回転することに
より、傾斜角を持って転動する転動体が、ネジのテーパ
穴の内テーパ面とドライバー先端の外テーパ面との間で
拘束され、これにより、ドライバーとネジは当該方向に
おいて一体化され、ドライバーを介して当該方向にネジ
を回転することができる。従って、ネジの頭部にプラス
やマイナス形状、または、六角形などの多角形状の凹部
を設ける必要はなく、その形状をフラットな内テーパ面
からなるテーパ穴にすることができる。

【０００７】

【実施例】以下、本発明を図に示す実施例に元づいて説
明する。図１は本発明のテーパ穴付きネジを横から見た
半断面図であり、ネジの基端部にはネジの取り付けに必
要な座面４と、テーパ穴１を設けるために、ネジ部５の
外径より大きくなった頭部３が形成されている。従来は
この頭部３にプラスやマイナス形状、あるいは六角形な
どの多角形状の凹部を形成して、ドライバーやレンチの
噛み合い部としていた。本発明においては、これらの凹
部形状を底部が先細りとなるフラットな内テーパ面２を
もつテーパ穴１に形成し、テーパ穴１は専用ドライバー
の締め付け部とする。

【０００８】図２は本発明のテーパ穴付きネジのテーパ
穴１に嵌挿して、ネジを回転させて締結を行うための専
用ドライバーを示す。このドライバーはネジに連結し
て、回転を伝達するための軸部６と、手動による回転力
を与えるための、拡径した円筒状の握り部７から構成さ
れ、軸部６の先端にはネジのテーパ穴１の内テーパ面２
と合致する角度で、先端が先細りとなる外テーパ面８を
有し、外テーパ面８の外周部には周方向に適宜間隔をお
いて、円筒状の転動体９を複数個配置し、転動体９は保
持部材１０によってドライバーの軸部６に保持されてい
る。

【０００９】保持部材１０には転動体９を保持するため
の取付穴１１を円周上に設け、転動体９の一部を縮径さ
せることにより、転動体９自身の回転を可能にすると共
に、保持部材１０からの脱落を防止する。また、保持部
材１０を樹脂やゴムのような弾性体にすることにより、
転動体９の一部を縮径させずに取り付けることも可能で
あり、この方法は特に小さなドライバーに適用する場合
に有効的である。

【００１０】保持部材１０はリング状に形成して内径に
穴を設け、ドライバー先端の外テーパ面８の大端径近傍
に設けられた、円周上の凹溝１２に装着して取り付ける
ことにより、転動体９をドライバー先端の外テーパ面８
に沿って配置させると共に、転動体９は一端のみが保持
されているため、先端部はフリーの状態になる。また、
転動体９は３の倍数個配置することにより、ドライバー
の先端をネジのテーパ穴１に嵌挿する際に求心作用が働
き、各転動体９をネジのテーパ穴１の内テーパ面２に均
一に接触させることができる。

【００１１】次に本実施例の動作を図３、図４に示す。
まず、ドライバーの先端部をネジのテーパ穴１に嵌挿す
る。この際、ドライバーの先端部はネジのテーパ穴１の
口元より小さいため容易に装着でき、ネジのテーパ穴１
の内テーパ面２はフラットに形成されているため、従来
のプラスやマイナス形状のドライバーや、六角形などの
多角形状のレンチのように、凹部と凸部の形状がが噛み
合うように、円周上の位置を合わせる必要もない。

【００１２】ドライバーを装着後、ドライバーを時計回
りに回転することにより、転動体９は一端のみが保持さ
れ、先端部はフリーになっているため保持部を起点に僅
かに傾斜する。さらにドライバーを回転させることによ
り、転動体９は回転しながら傾斜した方向、すなわち図
中の矢印Ａの方向に進み、転動体９は保持部材１０によ
りドライバーに取り付けられているため、ドライバー全
体は図中の矢印Ｂの方向に進む。ネジのテーパ穴１の内
テーパ面２とドライバー先端の外テーパ面８は同角度で
あるため、ドライバー全体が図中の矢印Ｂの方向に進む
につれ、転動体９は両テーパ間で拘束されクサビ効果が
生まれることにより、ドライバーとネジは一体化してド
ライバーの回転がネジに伝達される。ドライバーは回転
するに従いクサビ効果が増大するため、両テーパ間での
転動体９の拘束力が高まり、ドライバーとネジはスリッ
プすることなく回転力が１００％伝達される。

【００１３】ドライバーをネジから取り外す場合には、
前記の状態からドライバーを反時計回りに回転すること
により、転動体９は転がりながら両テーパ間を螺旋状に
戻り、ネジに対してドライバーは図３の右方向に移動す
るため、ドライバーの先端の外テーパ面８とネジのテー
パ穴１の内テーパ面２の間に空間が生まれ、クサビ効果
により拘束されていた転動体９はフリーとなり、ドライ
バーとネジは分離状態になる。なお、前述までの動作は
ネジを締めて取り付ける場合の動作であるが、ネジを緩
めて外す場合には、前述と逆の動作を行うことにより、
同様の原理でネジを緩めることができる。

【００１４】図５は転動体９の保持方法の他の実施例
で、ドライバーの先端に外テーパ面８に沿ったテーパ状
の筒体１３を取り付け、筒体１３には転動体９を収納す
るための扇形の切欠部１４を設けて、この切欠部１４に
転動体９を配置する。ネジを締める場合にはドライバー
を時計回りに回転することにより、転動体９は扇形の切
欠部１４の根元を起点に図中のＣ方向に傾斜するため、
転動体９は傾斜方向に対して回転しながら進み、ネジを
緩める場合にはドライバーを反時計回りに回転すること
により、転動体９は図中のＤ方向に傾斜して進むため、
前述の実施例の保持方法と同様にクサビ作用が発生し、
ドライバーの回転をネジに伝達することができる。

【００１５】また、転動体９の保持方法としては、ドラ
イバーの回転方向に応じて傾斜方向が変わる保持方法以
外に、転動体９をあらかじめ一方向に傾斜させた状態で
保持させておき、一方向に傾斜させた転動体９を配置し
たドライバーは、時計回りに回転させて使用する「締め
込み用」とし、逆方向に傾斜させた転動体９を配置した
ドライバーは、反時計回りに回転させて使用する「緩め
用」のドライバーとして使い分ける方法もある。

【００１６】本発明のネジシステムはネジ穴がテーパ穴
１で、従来のネジ穴のようなプラスやマイナス形状、あ
るいは六角形などの多角形状のように、複雑な形状にす
る必要がないため加工コストが低減でき、また、ネジの
頭部３の中心にテーパ穴１を設けるため、ネジの頭部３
をコンパクトな形状にできると共に、テーパ穴１と外周
部との肉厚が均一になるため強度アップを図れるとい
う、設計、製作上のメリットがある。

【００１７】本発明のネジシステムの用途としては、従
来のネジ穴のようなプラスやマイナス形状のように、ネ
ジ穴が潰れることがないのが最大の特長で、従来のネジ
の問題点である「締め付けすぎによるネジ穴の破損」
「締め付け緩め作業の繰り返しによるネジ穴の破損」
「サビや経年変化によるネジ穴の破損」がないため、
「ネジ穴が潰れやすい小ネジ」や「鉄道、建築、橋梁な
どの屋外構造物」での用途に最適である。また、たとえ
テーパ穴１が摩耗しても、内テーパ面２は先細りになっ
ているため、ドライバーは必ず食いつき支障なく使用す
ることができる。さらに、本発明のネジは通常のドライ
バーでは使用できず、専用ドライバーを必要とするた
め、ユーザサイドで分解されるとトラブルが発生する自
動車や電気部品。あるいは、屋外の公共施設における防
犯目的などにも最適である。

【００１８】ネジをドライバーで締結する作業おいて
は、ドライバーにネジを付けて作業を行うと、作業効率
が上がる場合があり、従来はドライバーに磁気を帯びさ
せ、磁力によりドライバーにネジを取り付けた状態で作
業を行っていたが、磁力では吸着力が弱いため、小さな
ネジに限定され、また少しの振動でも外れるという問題
があった。本発明のネジシステムにおいては、ネジのテ
ーパ穴１にドライバーの先端を挿入後、ネジを少し回転
させるだけで転動体９によるクサビ作用が発生し、ドラ
イバーにネジが確実に取り付くため、大きなネジへの適
用が可能になると共に、振動による脱落もなく、作業性
をアップすることができる。

【００１９】また、従来のプラスやマイナス形状のネジ
穴を持つネジの締結においては、ドライバーの回転力を
確実にネジに与えるためには、プラスやマイナス形状の
凹凸部を常にに噛み合わせる必要があり、そのためドラ
イバーに対して回転力を与えると同時に、押付力を与え
る必要があった。また、締結が完了する時点においては
最大の回転力が必要になり、その反力は回転方向と軸方
向に働くため、より強い押付力を必要とした。本発明の
ネジシステムにおいては、転動体９によるクサビ作用を
利用しているため、回転力が働けば働くほどクサビ作用
による軸方向への引込力が自然に働くため、ドライバー
を押し付ける必要がなく、回転力のみでネジの締結を最
後まで行うことができる。

【００２０】本実施例においては転動体９を円筒状に形
成したが、これに限定する必要はなく、転動するもので
あれば、例えば球状にしてもよい。また、転動体９の保
持方法は本実施例以外に、転動体９が傾斜方向に進む状
態を保ち、ドライバーの回転により転動体９が自転しつ
つテーパ面に対して、螺旋状に公転する機能を果たせは
いかなる方法でもよい。

【００２１】図６は本発明のドライバーを、従来六角形
の断面形状を持ったレンチに採用されていた、全体がＬ
字状のレンチに適用した実施例で、従来のＬ字状のレン
チを使用する場合には、噛み合い部が六角形であるた
め、レンチを一定の角度回転させた後に、再度六角部を
合わせて填めるという作業を繰り返す必要があり、ま
た、Ｌ字状のレンチを回転させるための回転スペースも
必要としたが、本発明の専用ドライバーをＬ字状のレン
チに適用することにより、回転方向の位置合わせをする
必要がなく、どの位置からでも繰り返し作業ができるた
め、ラチェット方式と同様の感覚で操作ができ、狭い回
転スペースでの作業も可能となる。

【００２２】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、ネジの根
本的な問題である「締め付け過ぎ」「締め付け緩めの繰
り返し」「サビや経年変化」などによるネジ穴の破損を
防ぐことができるため、「小ネジ」や「鉄道、建築、橋
梁などの屋外構造物」に最適で、ネジ穴の形状が簡素化
されてコンパクトな上に強度もアップし、さらには、作
業性もよくなるという、様々なメリットを持ったネジと
ドライバーのシステムを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のネジの側面の半断面図である。

【図２】本発明のドライバーの側面の一部断面図であ
る。

【図３】本発明のネジとドライバーの動作状態を表す斜
視図である。

【図４】図３のＩ−ＩＩ線の矢視断面図である。

【図５】本発明の保持部材の他の実施例の図である。

【図６】本発明のドライバーをＬ字状のレンチに適用し
た図である。

【符号の説明】

１ テーパ穴 ２ 内テーパ面 ８ 外テーパ面 ９ 転動体 １０ 保持部材 １３ 筒体

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転により締結を行うネジにおいて、ネ
   ジの頭部の中心には内周がフラットな内テーパ面からな
   るテーパ穴を形成し、このテーパ穴に対して先端の外周
   面がネジの内テーパ面と合致した角度の外テーパ面を有
   し、外テーパ面の外周に傾斜角を持って転動する転動体
   を配置したドライバーを嵌挿し、ドライバーの回転によ
   り、転動体が傾斜角を持って自転しつつ公転することに
   より、転動体がネジの内テーパ面とドライバー先端の外
   テーパ面との間で拘束され、回転力が伝達されるドライ
   バーの回転伝達部を持つことを特長とするテーパ穴付き
   ネジシステム。
2. 【請求項２】 ドライバーには転動体が左右いずれかの
   方向に対して、傾斜角を持って転動が可能な保持部材を
   備え、ドライバーの右回転あるいは左回転により、各々
   の回転力が伝達されるドライバーの回転伝達部を持つこ
   とを特徴とする請求項１記載のテーパ穴付きネジシステ
   ム。