JPH1113725A - 緩み止め機能付き軟質材用タッピンねじ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】軟質ワークの下穴にねじ込まれたタッピンねじ
の緩み止め効果を得る。 【解決手段】 ドライバビットが係合する係合壁１２を
有するとともにねじの緩め方向側回転時にはドライバビ
ットが係合しないスロープ１３を有する駆動部１０を形
成し、頭部２の座面に外周方向へ放射状に延びていると
ともに断面鋸歯形状の複数条の突条１４を形成し、しか
も、脚部３のねじ山２０に円周方向に等間隔をおいて複
数の逃げ溝２３を削設しているので、ドライバビットの
穂先が−あるいは＋形状のどちらであっても使用するこ
とができ、また、頭部形状においてはねじの緩め時にド
ライバビットが係合しない形状にし、座面、ねじ山形状
を夫々緩め時に抵抗が高くなる形状にしているので、こ
れら形状のもたらす相乗効果により確実な緩み止め効果
が得られる。更に、樹脂の材質及び温度等の使用環境に
よってそのねじ込みトルクが影響されることなく、完全
な緩め防止が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はあらかじめワークに
あけられた下穴に雌ねじを成形しながらねじ込まれるタ
ッピンねじで、特に、ワークの材質が比較的軟質な樹
脂、アルミ等の軟質材料に好適で且つ簡単に緩めること
のできない緩み止め機能付き軟質材用タッピンねじに関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来から比較的軟質な樹脂、アルミ板、
アルミダイキャスト、亜鉛ダイキャスト等の軟質材料の
ワークにタッピンねじをねじ込む場合、主にこれらワー
クにあらかじめドリル（図示せず）で下穴をあけ、この
下穴にタッピンねじを使用してねじ山を形成しながらね
じ込んでいる。これは図７に示すようなもので、互いに
軟質な樹脂材料のワーク１３０を重ね、これにタッピン
ねじ１０１をねじ込んで互いのワーク１３０を締結する
ようになっている。このタッピンねじ１０１はこれでワ
ーク１３０の下穴１３３に雌ねじ１３１を形成しながら
ねじ込まれるため、ねじ１０１の脚部１０３の先端部は
比較的ねじ山１２０が低く、徐々にねじ山１２０を大き
くしたテーパ形状とし、最終的には下穴１３３に所望寸
法の雌ねじ１３１が形成されるようになっている。

【０００３】しかしながら、このような形状のタッピン
ねじ１０１を比較的硬質な樹脂材料あるいは金属材料か
らなるワーク１３０に対して使用した場合は、何らの障
害もなくねじ込み作業ができるが、反対にこれを緩める
ことも簡単にでき、一般ユーザにおいて交換又は修理を
されると故障したり危険を伴う箇所にはこのねじの使用
は制限されていた。そこで最近では、このタッピンねじ
１０１の頭部１０２にねじの緩め方向側回転時において
ドライバビットが係合できないようにした所謂、ねじ込
み方向側回転時においてはドライバビットが係合する係
合壁１１２を形成し、緩め方向側回転時においてはドラ
イバビットが係合しないでドライバビットが滑るスロー
プ１１３を形成した駆動部１１０を有するタッピンねじ
１０１が使用されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、頭部に
このような形状の駆動部を有するタッピンねじは、主に
穂先が−形状のドライバビットの使用を可能にした−溝
の頭部を有するねじであり、現在、市場に多く普及して
いる頭部の駆動部が＋形状のねじにはあまり普及してい
なかった。この原因はスロープが−形状の場合よりもき
つくなり、ねじの緩め方向側回転時にドライバビットの
先端が滑らないことにある。また、このように緩め方向
側回転の駆動力がねじに伝わらないように係合壁を斜面
とした場合、傾斜がきついとともに隣接する係合壁の肉
が薄くなり、破損が生じ易い。更に、このねじを樹脂材
料のワークに使用した場合、簡単には緩めることができ
ないように、高いねじ込みトルクでねじ込むと、ワーク
の雌ねじがつぶれることがあり、締結機能も損なわれて
いた。しかも、樹脂の材質及び温度等の使用環境によっ
てそのねじ込みトルクが影響され、完全な緩み防止がで
きない等の課題がある。

【０００５】本発明の第１の目的は、このような課題を
解決するとともに軟質材料からなるワークにねじ込まれ
たタッピンねじの故意による緩め作業を確実に防止する
ことであり、本発明の第２の目的は、穂先が＋形状のド
ライバビットでも使用可能にすることであり、本発明の
第３の目的は、ねじの緩め方向側への回転時にワークと
座面との間の抵抗を増大させることであり、本発明の第
４の目的は、ワークにねじ込まれた脚部のねじ山にワー
クの雌ねじの肉を嵌まり込ませ、ねじの緩み止め抵抗を
増大させることである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の目的は、
ねじ山２０を形成した脚部３とこの脚部３の一端に脚部
径より大きい直径で一体に成形された頭部２とからなる
タッピンねじにおいて、頭部２にねじ込み方向側回転時
にはドライバビットが係合する係合壁１２を有するとと
もにねじの緩め方向側回転時にはこのドライバビットが
係合しないで滑るよう傾斜したスロープ１３を有する駆
動部１０を形成し、前記頭部２の座面に脚部３の中心か
ら外周方向へ放射状に延びているとともに断面鋸歯形状
の複数条の突条１４を形成し、しかも、脚部３のねじ山
２０に円周方向に等間隔をおいて複数の逃げ溝２３を削
設した緩み止め機能付き軟質材用タッピンねじ１を提供
することで達成される。本発明の第２の目的は、頭部２
に形成された駆動部１０の脚部３の中心延長線上にドラ
イバビットの先端＋形状の穂先が突入する有底孔１１を
設けた緩み止め機能付き軟質材用タッピンねじ１を提供
することで達成される。更に、本発明の第３の目的は、
座面に形成されている突条１４をねじのねじ込み方向側
の傾斜が緩く、ねじの緩め方向側の傾斜がきつい斜面と
した緩み止め機能付き軟質材用タッピンねじ１を提供す
ることで達成される。本発明の第４の目的は、ねじ山２
０の逃げ溝２３をねじ山２０のリード角に対して直角方
向に形成した緩み止め機能付き軟質材用タッピンねじ１
を提供することで達成される。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図１
乃至図６に基づき説明する。図１において、１は頭部２
と脚部３とからなるタッピンねじであり、脚部３の一端
にはこの脚部径より大きい直径の頭部２が一体成形され
ている。頭部２にはこれより更に大きい直径の鍔部４が
一体に成形してあり、この頭部２にはタッピンねじ１の
中心位置にこれに係合する穂先が＋形状のドライバビッ
ト（図示せず）が突入するだけの円形状の有底孔１１が
穿設されている。図２に示すように、この有底孔１１を
中心としてこれに直交する中心線上には穂先の羽根の幅
だけこの中心線の両側に間隔をあけて且つこの中心線に
平行な半径方向に頭部２の外周方向へ延びる係合壁１２
が形成してあり、この係合壁１２は前記タッピンねじ１
の脚部３に形成されているねじ山１０のねじ込み方向側
においてのみ、前記ドライバビットと係合するよう形成
されてタッピンねじ１の駆動部１０を構成している。

【０００８】この駆動部１０の前記中心線を挟んで前記
係合壁１２の反対側、即ち、ねじの緩み方向側には有底
孔１１を中心にドライバビットが回転するにつれて面が
傾斜上昇する直線状のスロープ１３が形成してあり、こ
れにより、ドライバビットの穂先の羽根（図示せず）は
−あるいは＋形状のいずれであっても、ねじの緩め方向
側回転時にはこのスロープ１３上を滑ることになり、ド
ライバビットの駆動力が伝達されないようになってい
る。しかも、このスロープ１３は前記係合壁１２に接近
した部分即ち、前記駆動部１０の中心線に直交する位置
までは傾斜が緩く、係合壁１２より離れた部分即ち、前
記駆動部１０の中心線に直交した位置からは傾斜がきつ
い連続した二段斜面形状となっている。

【０００９】また、頭部２の座面には図３に示すよう
に、脚部３の中心から放射状に頭部２と一体の鍔部４の
外周方向へ延びる突条１４が設けてあり、この突条１４
のねじ込み方向回転側は傾斜の緩い斜面となっており、
他方のねじの緩め方向回転側は前記斜面より傾斜のきつ
い斜面となっている。これにより、この突条１４がワー
ク３０に接した時、ねじ込み時の抵抗は比較的低く、緩
め時にはワーク３０に対する緩め抵抗が高くなるように
なっている。この頭部２の座面から一体となって延びる
脚部３にはねじ山２０が形成してあり、図４に示すよう
に、ねじ山２０を構成する上部フランク面２１及び下部
フランク面２２はほぼ同一角度で傾斜してねじ山２０の
先端から脚部３の中心線に直交する断面とのなす夫々の
フランク角はほぼ同一で対称となっている。尚、このフ
ランク角は非対称であってもよく、非対称とすることで
ねじ込み時のワーク３０の割れが減少する。また、脚部
３の先端のねじ山２０は図１に示すように、ワーク３０
に形成された下穴（図示せず）に初期ねじ込みが可能な
ようにねじ山２０の高さが低くなっている。これらねじ
山２０は一条あるいは二条のどちらであってもよい。

【００１０】更に、これらねじ山２０には脚部３の軸線
に対して僅か傾斜した即ち、ねじ山２０のリード角に対
して直角方向に切除された逃げ溝２３が形成してあり、
この逃げ溝２３は多くてもその深さがねじ山２０の稜線
からねじ山２０の谷までの高さの７０％程度になってい
る。この逃げ溝２３のねじ山２０に沿う両端はその端面
の延長線が脚部３の中心と交叉する線上にあり、この逃
げ溝２３は脚部３の外周上を軸方向に一条でもその機能
を発揮するが、図３及び図６に示すように、より確実な
機能を得るために通常は二条〜四条となっており、これ
らは円周方向に等間隔をおいて形成されている。尚、こ
の逃げ溝２３は脚部３の軸線に沿い所定角度だけ傾斜し
て形成されているが、この逃げ溝２３は前記脚部３の軸
線に対して平行に形成することも可能であるとともにこ
の逃げ溝２３を脚部３の長さの半分程度に形成してもよ
く、必要に応じて脚部３の全長に渡って形成してあって
もあるいは１／３程度に形成してあってもよい。更に、
この逃げ溝２３のねじ込み方向側の端面は緩やかな傾斜
面即ち、この端面の延長線が脚部３の中心に交叉しない
線上にあってもよく、これによりねじ込み時の抵抗が減
り、ねじ込みトルクは低減される。

【００１１】このようにして得られたタッピンねじ１を
使用し、樹脂材料のワーク３０にあらかじめあけられた
下穴に対してこのタッピンねじ１をドライバビットで駆
動力を与えながらねじ込むと、ねじ込み初期において
は、脚部３の先端に案内されて下穴に入る。この時、下
穴は脚部先端のねじ山直径より僅か小さい穴径となって
いるので、雌ねじ３１が最初に筋状に形成されることに
なる。この後、続いてこの筋状の雌ねじ３１にねじ山２
０がねじ込まれ、頂角が６０゜のねじ山２０による雌ね
じ３１が形成される。

【００１２】このようにしてタッピンねじ１はワーク３
０の下穴に雌ねじ３１を形成しながらねじ込まれること
になる。一方、このタッピンねじ１が図４に示すよう
に、ねじ込まれると、ねじ１の頭部２の鍔部４の座面は
ワーク３０の表面に着座することになり、タッピンねじ
１はこの軸力によりワーク３０の雌ねじ３１に対して頭
部２側へ移動することになる。これによりタッピンねじ
１のねじ山２０の上部フランク面２１に対して雌ねじ３
１のフランク面３２が押圧されるから、図５に示すよう
に、所定の締付けトルクに達すると、これと同時に雌ね
じ３１のフランク面３２はタッピンねじ１の逃げ溝２３
内にその肉が嵌り込む。これにより、ワーク３０が振動
してタッピンねじ１に緩み作用が働いても、この逃げ溝
２３とこれに嵌り込んだ肉との間で緩み止め作用が生じ
るとともに故意に緩めようとしても高い抵抗が発生す
る。

【００１３】次の表１は、従来のタッピンねじ１０１と
本件のタッピンねじ１の性能を示しており、この緩み止
め効果を示すために、ねじ込まれているタッピンねじを
緩めるための戻しトルク及びその時の推力を夫々示す実
験データである。

【００１４】

【表１】

【００１５】この実験条件は、ねじ込みトルク：８Ｋｇ
ｆ・ｃｍ、ねじの呼び寸法：３ｍｍ、ワーク：樹脂板、
下穴径：２．６ｍｍ、ねじ込み深さ：１２ｍｍで実験を
行ったもので、この結果、従来のタッピンねじは、推力
６．８Ｋｇｆを加えて緩み方向側へ回転すると、６．５
Ｋｇｆ・ｃｍの戻しトルクで緩められるが、本件のタッ
ピンねじは、推力３１．７Ｋｇｆを加えて緩み方向側へ
回転させると、７．３Ｋｇｆ・ｃｍの戻しトルクに達し
て初めて緩められるものであり、本件のタッピンねじを
緩めるためには従来の約５倍の推力が必要となり、しか
も、高い戻しトルクが必要で、緩み止め効果が高いこと
を実証している。

【００１６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、頭部２
にねじ込み方向側回転時にはドライバビットが係合する
係合壁１２を有するとともにねじの緩め方向側回転時に
はこのドライバビットが係合しないで滑るスロープ１３
を有する駆動部１０を形成し、頭部２の座面に脚部３の
中心から外周方向へ放射状に延びているとともに断面鋸
歯形状の複数条の突条１４を形成し、しかも、脚部３の
ねじ山２０に円周方向に等間隔をおいて複数の逃げ溝２
３を削設した緩み止め機能付き軟質材用タッピンねじで
あるので、ドライバビットの穂先が−あるいは＋形状の
どちらであっても使用することができ、また、頭部形状
においてはねじの緩め方向側回転時にドライバビットが
係合しない形状にし、座面、ねじ山形状を夫々緩め方向
側回転時に抵抗が高くなる形状にしているので、これら
形状のもたらす相乗効果により確実な緩み止め効果が得
られる。更に、このタッピンねじを樹脂材料のワークに
使用した場合でも、比較的低いねじ込みトルクでよく、
ねじ込み時にワークの雌ねじがつぶれることもなくな
る。しかも、樹脂の材質及び温度等の使用環境によって
そのねじ込みトルクが影響されることなく、完全な緩み
止めが得られる。

【００１７】更に、頭部２の中心にドライバビットの先
端が進入可能な有底孔１１が穿設されているので、＋ド
ライバビットによるねじ込み時に確実に駆動力が伝達可
能になる。また、座面に形成されている突条１４をねじ
のねじ込み方向側の傾斜が緩く、ねじの緩め方向側の傾
斜がきつい斜面としているので、ねじ込み時にこれによ
りねじ込みトルクが増加することがないとともに緩み止
めトルクは逆に増大する。しかも、ねじ山２０に逃げ溝
２３を形成することで、特にワークが樹脂材料である場
合、ねじ込み終了時において、軸力が加わると、脚部の
逃げ溝に雌ねじの圧力側のフランク面の肉が僅かではあ
るが嵌まり込むので、絶えず振動を受けるワークに対し
てねじが緩むことがなく、製品の信頼性が向上する等の
特有の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示す正面図である。

【図２】図１の平面図である。

【図３】図１のＡ−Ａ線断面図である。

【図４】ワークへねじ込んだ状態を示す脚部の要部拡大
断面図である。

【図５】図４のねじ締め完了状態を示す要部断面図であ
る。

【図６】本発明のもう一つ他の実施の形態を示す図３と
同様の断面図である。

【図７】本発明の従来例を示す要部断面正面図である。

【符号の説明】

１ タッピンねじ ２ 頭部 ３ 脚部 ４ 鍔部 １０ 駆動部 １１ 有底孔 １２ 係合壁 １３ スロープ １４ 突条 ２０ ねじ山 ２１ 上部フランク面 ２２ 下部フランク面 ２３ 逃げ溝 ３０ ワーク ３１ 雌ねじ ３２ フランク面

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ねじ山２０を形成した脚部３とこの脚部
   ３の一端に脚部径より大きい直径で一体に成形された頭
   部２とからなるタッピンねじにおいて、 頭部２にねじ込み方向側回転時にはドライバビットが係
   合する係合壁１２を有するとともにねじの緩め方向側回
   転時にはこのドライバビットが係合しないで滑るよう傾
   斜したスロープ１３を有する駆動部１０を形成し、前記
   頭部２の座面に脚部３の中心から外周方向へ放射状に延
   びているとともに断面鋸歯形状の複数条の突条１４を形
   成し、しかも、脚部３のねじ山２０に円周方向に等間隔
   をおいて複数の逃げ溝２３を削設したことを特徴とする
   緩み止め機能付き軟質材用タッピンねじ。
2. 【請求項２】 頭部に形成された駆動部はその中心線上
   にドライバビットの先端＋形状の穂先が突入する有底孔
   １１を有していることを特徴とする請求項１に記載の緩
   み止め機能付き軟質材用タッピンねじ。
3. 【請求項３】 座面に形成されている突条はねじのねじ
   込み方向側の傾斜が緩く、ねじの緩め方向側の傾斜がき
   つい斜面となっていることを特徴とする請求項１又は２
   記載の緩み止め機能付き軟質材用タッピンねじ。
4. 【請求項４】 ねじ山の逃げ溝はねじ山２０のリード角
   に対して直角方向に形成されていることを特徴とする請
   求項１、２又は３記載の緩み止め機能付き軟質材用タッ
   ピンねじ。