JPH1113726A - 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５の穂先の羽根６の傾き
に等しい角度（α）だけ頭部２の頂面に向かって傾斜さ
せた係合壁１２を形成し且つねじの緩め方向側回転時に
はドライバビット５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、脚部３の中心
線上の頭部２に有底孔１１を穿設した緩み止め機能付き
軟質材用タッピンねじ１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ねじ込み作
業時に使用することができる。また、頭部はねじの緩め
方向側回転時にドライバビットが係合しにくくなり、座
面、ねじ山は夫々緩め方向側回転時に抵抗が高くなるの
で、これらの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、完全な緩み
止めが得られる。

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、ドライバビットと係合する頭部形
状の改良とともにワークに接触する部分を変更すること
でワークの材質が比較的軟質な樹脂、アルミ等の軟質材
料に対して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製
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９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、危険な箇所にはこのねじの使用は
制限されている。そこで最近では、このタッピンねじ１
０１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し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１
１３を形成した駆動部１１０が形成されたタッピンねじ
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、これに＋形状のドライバビ
ットを使用しても、穂先の羽根がスロープに乗り上げ係
合壁への係合ができず、−、＋どちらででもこのねじを
ねじ込むことが可能とはならず、−形状のドライバビッ
トを使用する必要があった。そのような中において現
在、市場に多く普及している頭部の駆動部が＋穴形状の
ねじにはあまり普及していなかった。この原因は＋穴形
状とすると、ドライバビットの羽根との係合部が円周方
向に四ヶ所であるため、スロープが−形状の場合よりも
必然的にきつくなり、ねじの緩め方向側回転時にドライ
バビットに軸方向に高い推力を与えて回転させても先端
が滑らず緩められることに起因している。

【０００５】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との間の肉が薄くな
り、大きなねじ込みトルクが加わると頭部に破損が生じ
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。

【０００６】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−あるいは＋形状のいずれのドライバ
ビットも使用することが可能となる緩み止めタッピンね
じの頭部形状を得ることであり、本発明の第２の目的
は、緩み止め機能付き軟質材用タッピンねじにおいて、
＋形状のドライバビットでの確実なねじ込み作業を得る
ことであり、本発明の第３の目的は、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。

【０００７】

【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５が係合するとともにドライバビッ
ト５の穂先の羽根６に面接触可能なようにこの羽根６の
幅方向の角度（α）と等しい角度だけ頭部２の頂面に向
かって傾斜させた係合壁１２を形成し且つねじの緩め方
向側回転時にはこのドライバビット５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、前記脚部３の中心線上の頭部２に有底孔１１を穿設
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。

【０００８】本発明の第２の目的は、係合壁１２の近く
では傾斜が緩い緩斜面１４となり、係合壁１２から遠い
位置では傾斜がきつい急斜面１５となった二段斜面形状
のスロープ１３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。

【０００９】本発明の第３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５が係合するとともにドライバビット５の穂先の羽根
６に面接触可能なようにこの羽根６の幅方向の角度
（α）と等しい角度だけ頭部２の頂面に向かって傾斜さ
せた係合壁１２を形成し且つねじの緩め方向側回転時に
はドライバビット５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、前記脚部３の
中心線上の頭部２に有底孔１１を穿設し、一方、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からなる断面鋸歯形
状の複数条の突条１６を形成し、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。

【００１０】本発明の第４の目的は、ねじ山２０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。

【００１１】

【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８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。この頭部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
ビットあるいは先端に突起（図示せず）が形成された−
形状のドライバビット（図示せず）の突起が突入するだ
けの円形状の有底孔１１が穿設されている。

【００１２】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６の幅
だけこの中心線を挟んで両側に間隔をあけて且つこの中
心線に平行な半径方向を頭部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は頭部２の頂面
に達するに従って脚部３の中心線を含む延長面に対して
徐々に間隔が広がる平面となっている。この係合壁１２
は図４に示すように、ドライバビット５の羽根６の幅方
向の角度（α）と等しい角度だけ傾斜しており、通常、
羽根６の面と係合壁１２とがねじ込み方向側に回転する
時、面接触して係合するようになっている。そして、こ
の係合壁１２はタッピンねじ１の駆動部１０の一部を構
成している。

【００１３】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５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、
このスロープ１３もまた前記駆動部１０を構成してい
る。このため、ドライバビット５の穂先の羽根６はねじ
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５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、前記頭部２の中心線に直交且
つ係合壁１２の反対円周方向において８０゜〜９０゜の
位置までは図３に示すように、傾斜が緩い緩斜面１４と
なっており、係合壁１２より離れた部分即ち、前記頭部
２の中心線に直交且つ係合壁１２の反対円周方向におい
て８０゜〜９０゜の位置からは傾斜がきつい急斜面１５
の連続した二段斜面形状となっている。この形状によ
り、＋形状のドライバビット５の穂先が前記有底孔１１
に深く入り、ねじ込み時に羽根６が係合壁１２に確実に
係合することができるとともに、スロープ１３と隣り合
う係合壁１２との間の肉が厚くなり、ねじ込み時に高い
ねじ込みトルクが加わっても頭部２が破損することが減
少する。

【００１４】また、頭部２の座面には図５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１６が設けてあり、この突条１６
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１６がワー
ク３０に接した時、ねじ込み時の抵抗は比較的低く、ね
じ緩め時にはワーク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６に示す
ように、このねじ山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１よ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
みが容易なようにねじ山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。

【００１５】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５及び図８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、これに代え、逃げ溝２３は脚部３の軸
線に対して平行に形成してもよく、また、この逃げ溝２
３を脚部３の長さの半分程度に形成したり、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。

【００１６】このようなタッピンねじ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
タッピンねじ１をドライバビット５で駆動力を与えてね
じ込むと、ねじ込み初期においては、脚部先端に案内さ
れて下穴に入る。この時、下穴は脚部３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。この後、続いてこの筋状の雌ねじ
３１にねじ山２０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。このねじ込み作業
中、タツピンねじ１に駆動力を伝達するドライバビット
５は通常、穂先が＋形状であるが、−形状のものであっ
てもねじ込むことが可能である。

【００１７】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６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７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。

【００１８】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。

【００１９】

【表１】

【００２０】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。

【００２１】

【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５が係合す
るとともにドライバビット５の穂先の羽根６に面接触可
能なようにこの羽根６の幅方向の角度（α）と等しい角
度だけ頭部２の頂面に向かって傾斜させた係合壁１２を
形成し且つねじの緩め方向側回転時にはこのドライバビ
ット５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、この駆動部１０の脚部３の
中心線上に有底孔１１を穿設した緩み止め機能付き軟質
材用タッピンねじ１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ねじ込み作業時
に使用することができ、特に、−形状のドライバビット
において、穂先の先端中央に突起を設けておけば、この
ドライバビットが作業時に滑って外れることがなくな
り、駆動力の伝達が安定する。一方、＋形状の穂先は先
端が有底孔に没入することで羽根と係合壁との係合面積
が広くなることで同様に駆動力の伝達が安定する。

【００２２】また、係合壁１２の近くでは傾斜が緩く係
合壁１２から遠い位置では傾斜がきつい二段斜面形状の
スロープ１３を設けているので、＋ドライバビットによ
るねじ込み時に確実に羽根が係合壁に係合することがで
き、ねじ込み時の駆動力が十分に伝達できるとともに頭
部の破損も減少する。

【００２３】更に、前記構成に加えて頭部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１６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であるので、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にくくなり、座面、
ねじ山はねじ込み時にねじ込みトルクを増加させること
がないとともに夫々緩め方向側回転時に抵抗が高くなる
ので、これら形状のもたらす相乗効果により緩み止めト
ルクが増大し、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。

【００２４】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】本発明に係るスロープの展開図である。

【図４】本発明に係る頭部とドライバビットとの係合状
態を示す要部拡大図である。

【図５】図１のＡ−Ａ線断面図である。

【図６】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７】図６のねじ締め完了状態を示す要部断面図であ
る。

【図８】本発明のもう一つ他の実施の形態を示す図５と
同様の断面図である。

【図９】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 ５ ドライバビット ６ 羽根 １０ 駆動部 １１ 有底孔 １２ 係合壁 １３ スロープ １４ 緩斜面 １５ 急斜面 １６ 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 (5)

【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、 前記頭部２にねじ込み方向側回転時にはドライバビット
   ５が係合するとともにドライバビット５の穂先の羽根６
   に面接触可能なようにこの羽根６の幅方向の角度（α）
   と等しい角度だけ頭部２の頂面に向かって傾斜させた係
   合壁１２を形成し且つねじの緩め方向側回転時にはドラ
   イバビット５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、前記脚部３の中心線
   上の頭部２に有底孔１１を穿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】 スロープは係合壁１２の近くでは傾斜が
   緩い緩斜面１４となり、係合壁１２から遠い位置では傾
   斜がきつい急斜面１５となった二段斜面形状であること
   を特徴とする請求項１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】 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、 前記頭部２にねじ込み方向側回転時にはドライバビット
   ５が係合するとともにドライバビット５の穂先の羽根６
   に面接触可能なようにこの羽根６の幅方向の角度（α）
   と等しい角度だけ頭部２の頂面に向かって傾斜させた係
   合壁１２を形成し且つねじの緩め方向側回転時にはドラ
   イバビット５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、前記脚部３の中心線
   上の頭部２に有底孔１１を穿設し、一方、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からなる断面鋸歯形状の複
   数条の突条１６を形成し、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。
4. 【請求項４】 スロープは係合壁１２の近くでは傾斜が
   緩い緩斜面１４となり、係合壁１２から遠い位置では傾
   斜がきつい急斜面１５となった二段斜面形状であること
   を特徴とする請求項３記載の緩み止め機能付き軟質材用
   タッピンねじ。
5. 【請求項５】 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３又は４記載の緩み止め機能付き軟質材用タッピン
   ねじ。