(57)【要約】【課題】  過剰な締付けトルクによる雌ねじの破壊を確実に防止できるトルク制御機能を備え、薄鋼板に対して高い保持力が得られる薄鋼板用ドリルねじを提供すること。【解決手段】  ドリルねじ本体２のねじ頭部９の頂面中央に所定大きさの溶接突起１０が設けられ、回動工具の係合穴１１を有する別体の頭部３に連設した細軸部１２が溶接突起１０の抵抗溶接によって、ねじ頭部９の頂面中央に溶着接合され、所定の締付けトルクで破断する接合部１３が形成されている。ドリルねじ本体２のねじ込みにより所定の締付けトルクに達すると、接合部１３が破断して別体の頭部３が分離される。【選択図】      図１
2006214577.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ねじ軸部が平行ねじ部分とこれに連続する円錐状ねじ部分とからなり、その先端に穴明け手段が設けられ、前記ねじ軸部の他端に設けたねじ頭部の頂面中央に、
回動工具の係合穴を有する別体の頭部に連設した細軸部が、抵抗溶接により溶着接合され、所定の締付けトルクで破断する接合部が形成されていることを特徴とする薄鋼板用ドリルねじ。
【請求項２】
前記ねじ頭部の頂面中央に、所定大きさの溶接突起が設けられ、該溶接突起を前記細軸部の端面に押接して抵抗溶接により溶着接合して、前記接合部が形成されていることを特徴とする請求項１記載の薄鋼板用ドリルねじ。
【請求項３】
前記別体の頭部の前記細軸部の端面に、所定大きさの溶接突起が設けられ、該溶接突起を前記ねじ頭部の端面中央に押接して抵抗溶接により溶着接合して、前記接合部が形成されていることを特徴とする請求項１記載の薄鋼板用ドリルねじ。
【請求項４】
前記別体の頭部の前記細軸部の端面に、円錐状の突起が設けられ、該突起部を前記ねじ頭部の頂面中央に押接して抵抗溶接により溶着接合する際、その溶け代によって前記所定の大きさの溶接突起が設定され、前記接合部が形成されていることを特徴とする請求項１記載の薄鋼板用ドリルねじ。
【請求項５】
前記ねじ軸部の前記平行ねじ部分と前記ねじ頭部が、オーステナイト系ステンレス鋼により製造されている請求項１ないし４のいずれかに記載の薄鋼板用ドリルねじ。
【請求項６】
前記円錐状ねじ部分と、これに連続する前記平行ねじ部分の一部及び前記穴明け手段が、高炭素鋼により製造され、焼入れ処理して硬化されている請求項５記載の薄鋼板用ドリルねじ。
【請求項７】
前記円錐状ねじ部分と、これに連続する前記平行ねじ部分の一部及び前記穴明け手段が、合金鋼により製造され、焼入れ処理して硬化されている請求項５記載の薄鋼板用ドリルねじ。
【請求項８】
全体が低炭素鋼により製造され、浸炭焼入れした後、耐蝕めっき処理されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の薄鋼板用ドリルねじ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として板厚が約１．０ｍｍ以下の薄鋼板からなる支持板に各種部材を取付け固定するのに適した薄鋼板用ドリルねじに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ドリルねじは、金属板に孔明け加工と同時に、ねじ込むことができるので、各種大型構造物の屋根材や壁材として使用されているカラー鋼板の波形鋼材を固着するのに好適で、大量に用いられている。このような屋根材や壁材に使用されているカラー鋼板は、厚みが薄く通常、板厚が１．０ｍｍ前後で板厚０．７ｍｍの薄鋼板も使用されている。
【０００３】
近年、上記した構造物の屋根材や壁材に、各種部材を予め明けられている取付孔を介してドリルねじで固着する要望が高まり、現実に使用されてもいる。
【０００４】
しかし、このような一枚の薄鋼板に通常のドリルねじを用いてねじ締結する場合、当該薄鋼板に成形される雌ねじの強度が小さいため、作業者の不慣れや、電動回転工具の選択あるいは調整ミスなどによる過剰な締付けトルクで簡単に雌ねじが破壊して、締結不能になるという事故が多発している。
【０００５】
このような問題点を解決するものとして、本願発明者は、一枚の薄鋼板に対してでも高い保持力が得られるドリルねじと薄板材との結合構造について既に提案している（特許文献１参照）。
【０００６】
しかし乍ら、上記特許文献１に開示されているドリルねじとその結合構造であっても、作業者の不慣れや電動回転工具の選定、トルク管理の不手際等によって過剰な締付けトルクが発生すると、簡単に薄鋼板に成形された雌ねじが破壊することが判明した。
【特許文献１】特公平８−１１９６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記の特許文献１に開示されているドリルねじを改良したもので、過剰な締付けトルクによる雌ねじの破壊を確実に防止できるトルク制御機能を備え、薄鋼板に対して高い保持力が得られる薄鋼板用ドリルねじを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明に係る薄鋼板用ドリルねじは、ねじ軸部が平行ねじ部分とこれに連続する円錐状ねじ部分とからなり、その先端に穴明け手段が設けられ、前記ねじ軸部の他端に設けたねじ頭部の頂面中央に、回動工具の係合穴を有する別体の頭部に連設した細軸部の端面が、抵抗溶接により溶着接合され、所定の締付けトルクで破断する接合部が形成されていることを特徴とする。
【０００９】
前記抵抗溶接は、所定大きさの溶接突起を前記ねじ頭部の頂面中央又は前記細軸部の端面に設け、該溶接突起を抵抗溶接により溶着接合して、所定の締付けトルクで破断する前記接合部を形成することができる。また、前記別体の頭部の前記細軸部の端面に円錐状の突起部を連設し、該突起部を前記ねじ頭部の頂面中央に抵抗溶接により溶接接合する際の溶け代によって、前記所定大きさの溶接突起を設定し、所定の締付けトルクで破断する前記接合部を形成することもできる。
【００１０】
本発明のドリルねじに耐蝕性が求められる場合には、前記ねじ軸部の前記平行ねじ部分と前記ねじ頭部はオーステナイト系ステンレス鋼により製造することが好ましい。この場合、前記円錐状ねじ部分と、これに連続する前記平行ねじ部分の一部及び前記穴明け手段は、高炭素鋼又は合金鋼により製造され、焼入れ処理して硬化させるものとする。
【００１１】
また、全体が低炭素鋼により製造され、浸炭焼入れ処理した後、耐蝕めっき処理したものとすることもできる。
【００１２】
上記構成により、前記別体の頭部に係合した回動工具により前記ねじ軸を回転させ、該ねじ軸の先端部に設けた前記穴明け手段で薄鋼板に小径の孔を加工し、該孔を前記円錐部でバーリング加工するように漏斗形に拡大させ、拡大した開口縁にねじ山を係止させることで高い保持力が得られる。また、前記ねじ山の前記ねじ頭部側のフランク角が１０度以下（通常は３０度）にすると、より高い保持力が得られる。
【００１３】
そして、前記ねじ頭部で被締結部材を締め付け、所定の締付けトルクに達すると、前記接合部が破断して過剰な締付けトルクによる破壊が防止され、前記ねじ山による高い保持力が確保される。前記接合部の破断トルクは、前記ねじ頭部に設ける前記溶接突起の大きさ、すなわち直径と高さによって、容易に設定することが可能である。
【００１４】
また、前述のように構造物の屋根材、壁材に使用されるカラー鋼板は風雨に晒されることが多いので、その取付け固定に使用されるドリルねじにも高い耐蝕性が求められる。このような場合、本発明のドリルねじは、前記ねじ軸部の前記平行ねじ部分と該ねじ軸部の他端に設けられる前記ねじ頭部は耐蝕性のすぐれたオーステナイト系ステンレス鋼で製造し、前記円錐状ねじ部分と、これに連続する前記平行ねじ部分の一部及び前記穴明け手段は高炭素鋼又は合金鋼により製造して、前記ねじ軸部の先端に溶接して接合し、前記円錐状ねじ部分と、これに連続する前記平行ねじの一部及び穴明け手段のみを高周波焼入れ処理して硬化させたものとすることが望ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のドリルねじによれば、締付け作業時に、作業者の不慣れや電動回転工具の選定あるいはトルク調整ミス等に起因する過剰な締付けトルクを確実に防止できるので、一枚の薄鋼板に各種部材を所定の締付け力で取付け固定することができ、高い保持力が得られる。
【００１６】
しかも、前記別体頭部の接合部の破断トルクは、前記ねじ頭部の頂面中央、又は前記細軸部の端面に設ける前記溶接突起の大きさによって、さらには前記細軸部の端面に連設した円錐状の突起部の抵抗溶接時における溶け代によって設定できるので、一定した破断トルクが容易に得られる利点がある。
【００１７】
また、破断して露出する前記接合部の破断面は、前記ねじ頭部に比べて非常に小さいので、かつ、前記ねじ頭部に表面処理されている亜鉛メッキ膜の犠牲陽極作用によって腐食が防止されるので、外観を損なうことはない。
【００１８】
さらに、請求項５に係る発明によれば、高い耐蝕性を備えたドリルねじが得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２０】
図１及び図２は、本発明に係る薄鋼板用ドリルねじを示している。該ドリルねじ１は、図３に示すドリルねじ本体２と、図４に示す別体の頭部３とを抵抗溶接により溶着接合して構成されている。
【００２１】
ドリルねじ本体２は、ねじ軸部４が平行ねじ部分５とこれに連続する円錐状ねじ部分６とからなり、円錐状ねじ部分６の先端に穴明け手段として錐先部７が設けられている。なお、図１に仮想線で示すように、錐先部７に代えて細いドリル部８を設けてもよい。ねじ軸部４の他端に設けたねじ頭部９の頂面中央に所定の大きさの溶接突起１０が突設されている。該溶接突起１０は、ドリルねじ本体２による穴明け加工とねじ込み作用に耐え得る破断トルクを設定するために、所定の直径ｄ１と高さｈ１を有する半球状体に形成されている。該ドリルねじ本体２は通常、低炭素鋼を圧造成形して製造され、全体を浸炭焼入れした後、耐蝕めっき処理したものとする。特に高い耐蝕性が要求される場合には、ねじ軸部４の平行ねじ部分５とねじ頭部９は耐蝕性のすぐれたオーステナイト系ステンレス鋼で製造し、円錐状ねじ部分６と、これに連続する平行ねじ部分の一部及び錐先部７又はドリル部８は高炭素鋼又は合金鋼により製造して、平行ねじ部分５の先端に溶接して接合し、円錐状ねじ部分６と、これに連続する平行ねじ部分の一部及び錐先部７又はドリル部８のみを高周波焼入れする。
【００２２】
ねじ軸部４に設ける平行ねじ部分５は、図５に示すように、ねじ頭部９側のフランク角Ａが１０度以下に設定されていて、後述するねじ込み時に、薄鋼板に対する引張り強度を高め、高い保持力が得られるようになっている。なお、錐先部７又はドリル部８側のフランク角Ｂは標準のねじ山と同様に３０度に設定されている。
【００２３】
別体の頭部３は、図４に示すように、頂部に締付けトルクを付与するための回動工具（図示せず）を係合する係合穴１１が設けられ、底部に短い細軸部１２が連設されている。該細軸部１２は、端面１２ａを溶接突起１０に溶接するため、溶接突起１０の直径ｄ１とほぼ等しいか若干大きい直径ｄ２を有し、かつ溶接突起１０の高さｈ１より長い長さｈ２に形成されている。細軸部１をこのような寸法にすることで、後述する抵抗溶接による溶接突起１０の溶融量が一定し、均一な破断トルクを有する接合部１３が得られる。該別体の頭部３は、低炭素鋼を圧造成形して製造される。
【００２４】
そして、細軸部１２の端面１２ａを溶接突起１０に押接し、抵抗溶接により溶着接合して、別体の頭部３がねじ頭部９の頂面中央に接合され、図１に示すように、別体の頭部３とねじ頭部９が同一軸線上で一体的に接合されていると共に、溶着部分に所定の締付けトルクで破断する接合部１３が形成された薄鋼板用ドリルねじ１が完成する。
【００２５】
図６は、上記構成を有する薄鋼板用ドリルねじ１を用いて、被締結部材２０を厚みが０．８ｍｍの薄鋼板２２に取付け固定した使用例を示している。先ず、被締結部材２０に設けられた取付孔２１にドリルねじ本体２を挿通し、先端の錐先部７を薄鋼板２２に押し当てた状態で別体の頭部３の係合穴１１に係合した回動工具（図示せず）でねじ軸部４を回転させ、錐先部７により薄鋼板２２に小径の孔を加工する。続いて、該小孔を円錐状ねじ部分６でバーリング加工するように漏斗形２３に拡大変形させながらタッピングし、拡大した開口縁（雌ねじ）２４に平行ねじ部分５を係止させる。さらにねじ軸部４を回転してねじ込み、図６に示すように、ねじ頭部９で被締結部材２０を締め付け、所定の締付けトルクに達すると、接合部１３が破断して別体の頭部３が分離され、過剰な締付けトルクによる開口縁（雌ねじ）２４の破壊が防止される。そして、開口縁（雌ねじ）２４に係止された平行ねじ部分５による高い保持力が得られる。このとき、開口縁（雌ねじ）２４に係止された平行ねじ部分５のねじ頭部９側のフランク角Ａが１０度以下になっているので、ねじ軸部４の引張り強度が大きく、より高い保持力が確保できる。
【００２６】
ちなみに、上記のような厚み０．８ｍｍの薄鋼板２２に締結されたドリルねじ１は、円錐状ねじ部分６によるバーリング効果で２００ｋｇ−ｆ以上の引抜き耐力が得られることが実験により確認された。
【００２７】
図７は、別の実施形態を示している。所定の直径ｄ１と高さｈ１を有する半球状体の溶接突起１０が、細軸部１２の端面１２ａに設けられ、該溶接突起１０をねじ頭部９の頂面中央４ａに押接して抵抗溶接を行ない、別体の頭部３の細軸部１２がねじ頭部９の頂面中央に溶着接合されるもので、溶着部分に所定の締付けトルクで破断する接合部１３が形成される点は、図１に示した実施形態と同じである。
【００２８】
図８は、さらに別の実施形態に示している。この実施形態では、別体の頭部３の細軸部１２の端面に円錐状の突起部１５が連設され、該突起部１５をねじ頭部９の頂面中央に押接して抵抗溶接により溶着接合する際、その溶け代によって前記所定大きさの溶接突起１０の大きさ、すなわち直径ｄ３と高さｈ３が設定される。この場合も、溶着部分に所定の締付けトルクで破断する接合部１３が形成されることは、図１に示した実施形態と同じである。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明に係る薄鋼板用ドリルねじの正面図である。
【図２】同上平面図である。
【図３】ドリルねじ本体の正面図である。
【図４】別体の頭部の縦断正面図である。
【図５】同上ドリルねじ本体のねじ山の要部拡大断面図である。
【図６】同上薄鋼板用ドリルねじの使用例に示す一部縦断正面図である。
【図７】別の実施形態によるドリルねじ本体と別体の頭部を示す正面図である。
【図８】さらに別の実施形態による別体の頭部を示す正面図である。
【符号の説明】
【００３０】
１  薄鋼板用ドリルねじ
２  ドリルねじ本体
３  別体の頭部
４  ねじ軸部
５  平行ねじ部分
６  円錐状ねじ部分
７  錐先部
８  ドリル部
９  ねじ頭部
１０  溶接突起
１１  係合穴
１２  細軸部
１３  接合部
１５  突起部
２０  被締結部材
２１  取付孔
２２  薄鋼板
２３  漏斗形
２４  開口縁（雌ねじ）
【図１】
2006214577.tif 000003
【図２】
2006214577.tif 000004
【図３】
2006214577.tif 000005
【図４】
2006214577.tif 000006
【図５】
2006214577.tif 000007
【図６】
2006214577.tif 000008
【図７】
2006214577.tif 000009
【図８】
2006214577.tif 000010