(57)【要約】 【課題】タッピンねじの下穴へのねじ込み時における雌ねじ成形屑の発生を少なくし且つ下穴に対してタッピンねじの傾斜を容易に修正可能にした形状のねじ締め用下穴を得る。【解決手段】ワ−ク８の下穴１０であって、入口側にタッピンねじ１の外径より僅かに大きい内径を有する入口部１１を形成し、これより奥にねじ山５が雌ねじを形成しながらねじ込まれる雌ねじ部１２を設け、しかも、入口部１１と雌ねじ部１２との間にガイド穴部１３を形成したねじ締め用下穴であるので、タッピンねじのリード角に相当する傾斜角を備えた下穴傾斜底面を形成する必要がなく、下穴形成全体のコストが低減される。また、自動ねじ締め機によりねじ締めを行っても簡単にその傾きの修正ができ、下穴とねじとがほぼ同一軸心になるので、ねじ浮き状態の発生が減少する。しかも、雌ねじ形成時に余肉の破断が生じにくく、雌ねじ成形屑の発生も減少する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タッピンねじ（１）で雌ねじが成形されながらねじ込まれるワ−ク（８）の下穴（１０）であって、入口側にこれにねじ込まれるタッピンねじの外径より僅かに大きい内径を有するストレート形状の入口部（１１）を形成し、この入口部より奥に前記タッピンねじのねじ山外径より小径でタッピンねじのねじ山（５）が雌ねじを形成しながらねじ込まれる雌ねじ部（１２）を設け、しかも、前記入口部と雌ねじ部との間にタッピンねじの先端ねじ山のテーパ角（θ）に相当する角度を有するテーパ穴形状のガイド穴部（１３）を形成したことを特徴とするねじ締め用下穴。
【請求項２】
入口部はその深さがねじ込まれるねじの１ピッチ分に相当する長さかそれ以下の長さであることを特徴とする請求項1記載のねじ締め用下穴。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークの下穴にタッピンねじで雌ねじを形成しながらねじ込む際に摩擦による剥離や押し退けられた余肉潰れによる破断等の雌ねじ成形屑の発生を極力少なくし且つ下穴軸心に対するタッピンねじの傾斜を修正可能にするねじ締め用下穴に関する。
【背景技術】
【０００２】
ワークにあらかじめ設けた下穴にタッピンねじをねじ込み、雌ねじを形成しながらワークに締め付ける作業において、その下穴の入口側には通常、タッピンねじの先端が嵌りやすいようにあらかじめ９０°の面取りが形成してあり、これによりタッピンねじの先端はねじ締め個所の位置決めがなされるようになっている。この下穴にタッピンねじを締め付けた場合は、一般的には図６及び図７に示すようになっており、下穴１１０の入口側にある面取り部１１１に先端が嵌ったタッピンねじ１０１は、ねじ締めが開始されると、ねじ山１０５が下穴１１０に雌ねじを形成しながらねじ込まれる。このとき、ねじ山１０５が最初に食い込む面取り部１１１には余肉１１４が変形しながら盛り上がるが、これはねじ山食い込み初期には面取り角度とねじ山角との関係で余肉が比較的薄く、徐々に破断されて下穴表面から剥離して雌ねじ成形屑となっている。
【０００３】
また、タッピンねじがワークの下穴の軸心線に対して一致し、ほぼ同一線上となった状態、例えば、図７に示すように、ねじ山頂点から脚部に直交するよう延長した垂線（イ）に対するねじ山１０５の追い側及び進み側フランク角（α）が等しく且つ下穴に対して同一軸心状態でねじ込まれると、これにより退けられる余肉１１４の盛り上がり角（Ａ）はほぼ均等に盛り上がり、ねじ山１０５のフランク面１０６、１０７に沿い下穴１１０が連続して変形されて雌ねじのねじ山として形成され、均一な雌ねじが形成される。そして、この余肉の盛り上がりにより、下穴部分では比較的成形屑の発生は少ない。
【０００４】
一方、図８に示すように、一般的な面取り即ち、９０°の面取り部１１１が施された下穴１１０であると、タッピンねじ１０１の先端はこの面取り部１１１に嵌るが、タッピンねじ１０１の脚部１０３はねじ込み初期にはふらつきが生じ、ワーク１０８の下穴１１０の中心線に対してタッピンねじ１０１の中心線が傾斜することが多い。このため、ワーク１０８の下穴１１０に対してねじ１０１はそのねじ込み初期の傾斜状態で下穴１１０に食い付くことになり、例えば、図９に示すように、前記と同様に追い側及び進み側フランク角（α）が等しい等角ねじ山１０５の場合では、ねじ山１０５の頂点から下穴１１０の軸心線に直交するよう延長した垂線（イ）と追い側及び進み側フランク面１０７、１０６とがなす角は夫々（β）、（γ）となり、進み側のフランク面１０６により形成される下穴形成時の余肉１１４の盛り上がりはその盛り上がり角度（Ｂ）が前記盛り上がり角度（Ａ）に対してＡ＞Ｂとなり、この余肉１１４は倒れやすくなり剥がれが生じやすい。しかも、傾斜した状態でねじ込まれると、成形屑の発生が生じやすいとともにねじは所定ねじ締めトルクに達しても、完全にねじ込まれずにねじ浮き状態となることも多い。
【０００５】
このような問題点を解消することを目的として、最近では多くの解決策が考えられており、例えば、特開２００７−１８７３０５号公報に示すものが使用されつつある。これは、図１０に示すように、下穴２１０の軸心に対するタッピンねじ２０１の傾きを小さく押さえて、傾いた状態でねじ込んだ際のねじ込みトルクの異常な増大や、下穴２１０を押し広げようとする応力が大きくなり、ボス２０８に亀裂を発生させることを防止でき、また、タッピンねじ２０１を繰り返しねじ込んでも常にねじ込み開始位置が変わらずに、下穴２１０に形成された雌ねじ部が破壊されることがない下穴形状を得るものである。そのために、下穴形状の入口部２１１をタッピンねじ２０１のねじ山２０５の１ピッチ分の高さにおいては大径に形成し、この大径部の底面を螺旋傾斜させ、螺旋傾斜面の傾斜角度をタッピンねじ２０１のねじ山２０５の傾斜角度（リード角に相当）と等しい形状としたものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−１８７３０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このような形状の下穴にあっては、下穴の入口部がねじ山の傾斜角度に等しい角度で傾斜しているからねじ込み時のタッピンねじのねじ山はこれに沿い移動し、下穴軸線に沿い傾斜することなく雌ねじを成形しながらねじ込まれることになるが、ワークの下穴にはその入口の底面を前記のようにねじ山の傾斜角度だけ傾斜させねばならず、この下穴形成のための加工が複雑になっているとともにコストも上昇している。また、タッピンねじのピッチが異なったねじを使用する場合は、ねじ山の傾斜角も変わるからこの角度に合わせて下穴形状も変更せねばならず、タッピンねじに合わせてその都度、傾斜角を変更する必要がある。更に、このように大径部の底面をねじのリード角に合わせた下穴入口の傾斜面に形成することで、コストが上昇することになり、安価な製品への使用には適していない。一方、製品のコストを低減するために従前の下穴即ち、下穴入口に９０°の面取りを施した構成では、ねじ込み初期にタッピンねじが下穴軸心に対して同一軸心となるようねじの傾きを補正する必要があり、そのためにねじ締め初期工程における傾斜修正手段を配置する等の補助手段を設けねばならず、依然として自動ねじ締め機等の設備が高価になる等の課題がある。
【０００８】
本発明の目的は、このような課題を解消するとともにタッピンねじの下穴へのねじ込み時における雌ねじ成形屑の発生を少なくし且つ下穴に対してタッピンねじの傾斜を容易に修正可能にした形状のねじ締め用下穴を得ることである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の目的は、タッピンねじ１で雌ねじが成形されながらねじ込まれるワ−ク８の下穴１０であって、入口側にこれにねじ込まれるタッピンねじ１の外径より僅かに大きい内径を有するストレート形状の入口部１１を形成し、この入口部１１より奥に前記タッピンねじ１のねじ山外径より小径でタッピンねじ１のねじ山５が雌ねじを形成しながらねじ込まれる雌ねじ部１２を設け、しかも、前記入口部１１と雌ねじ部１２との間にタッピンねじ１の先端ねじ山５のテーパ角（θ）に相当する角度を有するテーパ穴形状のガイド穴部１３を形成したねじ締め用下穴を提供することで達成される。
【００１０】
前記ねじ締め用下穴において、入口部はその深さがねじ込まれるねじ１の１ピッチ分に相当する長さかそれ以下の長さであり、このようにすることで、ねじ締め初期において、ねじの脚部が下穴に傾斜して進入しても入口部でその傾斜は修正されるので、ドライバビットの操作だけで簡単にねじ締め初期のタッピンねじの傾斜を容易に修正することが可能になる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、タッピンねじの脚部のねじ山のリード角に相当する傾斜角を備えた下穴傾斜底面を形成する必要がなく、下穴傾斜底面の形成に必要な工数が不要になり、下穴形成全体のコストが低減される。また、このような傾斜底面を形成するための複雑な加工が不要になり、簡単に下穴加工を行うことができる。更に、タッピンねじのピッチが変更されてもこの下穴はねじのピッチに関係がないので、使用されるタッピンねじのピッチを下穴設定条件として考慮する必要もない。しかも、下穴設定条件として考慮する必要がないことから、どのような製品にでも採用することができるとともに従前の９０°の面取りを施す下穴のこの面取りに変えて本発明を採用することに何らの制限も受けず、採用が容易になる。一方、本発明を採用することで、従来の面取りを施した下穴形状に比べてねじ込み初期のタッピンねじの傾斜が容易に修正されるから自動ねじ締め機によりねじ締めを行っても簡単にその傾きを修正することができ、特別な傾斜修正のための補助手段を必要としない。そのため、自動ねじ締め機等の設備機械に要する費用も低減される。
【００１２】
また、タッピンねじの先端テーパ部と下穴のガイド穴部とがほぼ同じ傾斜角度であることから下穴へタッピンねじを嵌め込んだ際に下穴とねじとがほぼ同一軸心になるので、ねじが下穴に対して傾斜状態となったねじ込みがなくなり、このため、ねじ締め完了時においてねじ浮き状態が発生することも減少する。更に、ねじ込み初期に雌ねじを形成することから生じる余肉の盛り上がりにおいて、この盛り上がり角が大きくなるので、余肉の破断が生じにくく、そのため、雌ねじ成形屑の発生も減少する等の特有の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態を示す要部断面正面図である。
【図２】本発明にねじ込まれるタッピンねじの正面図である。
【図３】タッピンねじのねじ込み開始時を示す要部断面図である。
【図４】図３の拡大要部断面図である。
【図５】本発明の下穴とタッピンねじとの嵌り状態を示す拡大要部断面図である。
【図６】本発明の従来例のねじ込み開始状態を示す要部断面図である。
【図７】図６の拡大要部断面図である。
【図８】従来例の下穴とタッピンねじとの嵌り状態を示す拡大要部断面図である。
【図９】従来例の斜め締め状態を示す拡大要部断面図である。
【図１０】もう一つの従来例を示す一部断面正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明について最良の実施の形態を図１乃至図５に基づき説明する。図２において、１は頭部２とこれに一体形成された脚部３とからなるタッピンねじである。このねじ１の頭部２にはねじ締め時にドライバビット（図示せず）に係合する十字穴形状の駆動穴４が形成してあり、頭部２と一体の脚部３にはその外周にねじ山５が螺旋状に形成されている。このタッピンねじ１の脚部先端側はねじ山高さが先端に達するにつれて徐々に低くなった形状になっており、即ち、ワーク８に形成された下穴１０への嵌り込みが容易なように脚部３の先端部の外観形状は角度（θ）だけ傾斜したテーパ状となっている。
【００１５】
この実施例では、この脚部３のねじ山５はねじ１の軸心からの垂線（イ）と進み側フランク面６及び追い側フランク面７の夫々との間で形成される進み側フランク角及び追い側フランク角は等角（α）となっており、タッピンねじ１で雌ねじが成形されながらねじ込まれる下穴１０に対してその軸心が傾斜しなければ、ねじ込み時に形成される雌ねじも等角山形状に形成されるものである。
【００１６】
一方、前記ワーク８に形成される下穴１０は図１に示すような形状を有しており、タッピンねじ１がねじ込まれる下穴１０の入口側にはタッピンねじ１の脚部外径より直径の大きい穴径で且つストレート形状の入口部１１が形成されている。この入口部１１は下穴１０にねじ込まれるタッピンねじ１の外径より僅かに大きい内径を有しており、例えば、タッピンねじ１の外径から有効径を除いた数値だけタッピンねじ１の外径より大きい内径であってもよい。具体的には、この内径はねじ山外径より０．１〜０．２ｍｍ程度大きな直径となっている。また、この入口部１１の深さはこの下穴１０にねじ込まれるねじ１の１ピッチ分に相当する長さかこれ以下の長さに通常は設定されており、これにより、ねじ込み初期において、ねじ１の脚部３を下穴１０に嵌め合わせたときに生じるねじ１の傾きが低減される。即ち、ねじ１の脚部３が下穴１０に傾斜して進入しても入口部１１でその傾斜量は抑制されるので、ドライバビットの操作だけで簡単にねじ締め初期のタッピンねじ１の傾斜を修正することが可能になる。
【００１７】
更に、この入口部１１より奥にはタッピンねじ１のねじ山外径より小径でタッピンねじ１のねじ山５が雌ねじを形成しながらねじ込まれる雌ねじ部１２が設けてあり、この入口部１１と雌ねじ部１２との間にはタッピンねじ１の先端ねじ山５の前記テーパ状に傾斜した角度（θ）に相当する角度を有して傾斜しているテーパ穴形状のガイド穴部１３が形成されている。この角度(θ)は一般的には１０°〜４０°の間となっている。このように、本発明の実施の形態における下穴１０は前記入口部１１、ガイド穴部１３及び雌ねじ部１２から構成されているが、この構成における前記入口部１１は必ずしも必要ではなく、タッピンねじ１の先端部をガイド穴部１３に合わせることで、入口部１１がなくても十分に下穴１０の軸心とねじ１の軸心との一致は可能である。
【００１８】
このように構成したねじ締め用の下穴１０をワーク８にあらかじめ形成してからタッピンねじ１をこれに嵌めると、図３及び図４に示すように、タッピンねじ１の脚部３の先端部は下穴１０のガイド穴部１３に接するまで進入する。そして、先端部がガイド穴部１３に接すると、タッピンねじ１は下穴１０とほぼ同一軸心線上になり、続いて、ドライバビット（図示せず）が回転駆動することで、ねじ１は雌ねじを形成しながら下穴１０にねじ込まれる。このとき、ガイド穴部１３にはねじ山５が食い込みを開始し、余肉１４の盛り上がりが始まる。この盛り上がりはガイド穴部１３のテーパ角が僅かであるので、従来の余肉よりその角度は大きく鈍角に近くなり、厚みも大きいので、ねじ込み作業中に余肉１４が剥離したり切断される等の現象が低減される。これにより、雌ねじ成形屑の発生は減少する。
【００１９】
尚、この実施例では、進み側フランク角(α)と追い側フランク角(α)とが等しい等角山としたが、進み側フランク角が大きく追い側フランク角の小さい、所謂不等角山のタッピンねじ１のねじ山３であっても、ねじ込み時に圧力が大きく加わる進み側フランク角が等角山と同様の大きさであるので、これにより形成される雌ねじの余肉１４は薄くならず、そのため、等角山のねじ山５と同様の作用が得られるものである。
【００２０】
また、タッピンねじ１が図５の実線で示されたように、ワーク８の下穴１０の軸心に対して所定角度(Ε)だけ傾斜して進入した場合においては、ガイド穴部１３にタッピンねじ１の先端が接し且つねじ１の頭部２の駆動穴４に先端が係合している状態のドライバビットを作業者が操作するだけで、傾斜状態のねじ１を図５の二点鎖線で示すように、即ち、下穴１０の軸心に沿うように修正することができ、ねじ１の斜め締めが解消される。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
本発明は、ワーク８に形成された下穴１０にタッピンねじ１で雌ねじを形成しながらねじ込むねじ締め作業において、斜め締めの発生を解消するのに好適で、ワーク８へのねじ締め不良による不良品の減少を向上させることで製品の品質向上への適用が可能となる。
【符号の説明】
【００２２】
１  タッピンねじ
２  頭部
３  脚部
４  駆動穴
５  ねじ山
６  進み側フランク面
７  追い側フランク面
８  ワーク
１０  下穴
１１  入口部
１２  雌ねじ部
１３  ガイド穴部
１４  余肉
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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