(57)【要約】【課題】 翼部係合溝に段部を成形するパンチ寿命を大幅に長くし、しかもファイバーフローの座屈等がなく、さらに食い付き性に優れた形状のビット係合穴付きねじを提供する。【解決手段】ビット係合穴４が、軸部１の中心軸を通る中心軸線Ｎに沿って形成された中心穴部５と、中心穴部５から放射状に延びる複数の翼部係合溝６と、を備え、翼部係合溝６の溝端壁７が、中心穴部５の底部５１に向かって中心軸線Ｎに近づく方向に傾斜する傾斜面部７１と、傾斜面部７１と傾斜段部７２を介して接続され頭部頂面３ａに向けて延びる平行部７３と、を備え、傾斜段部７２は、中心軸線Ｎに対して直交する直交線に対して外端部よりも内端部が深くなる方向に傾斜する構成となっている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ねじ部が設けられた軸部と、該軸部の一端に設けられた頭部とを有し、該頭部頂面にドライバビットが係合するビット係合穴が設けられ、該ビット係合穴は、軸部の中心軸線に沿って形成された中心穴部と、該中心穴部から放射状に延びる複数の翼部係合溝と、を備え、該翼部係合溝は、放射方向端部に位置する溝端壁が、中心穴部の底部に向かって中心軸線に近づく方向に傾斜する傾斜部と、該傾斜部と段部を介して接続され頭部頂面に向けて延びる平行部と、を備えた構成のビット係合穴付きねじにおいて、
前記段部は、中心軸線に対して直交する直交線に対して中心軸線と反対側の外端部よりも中心軸線側の内端部が深くなる方向に傾斜する傾斜段部となっていることを特徴とするビット係合穴付きねじ。
【請求項２】
傾斜段部の中心軸線と直交する直交線との傾斜角γを１５°〜２５°に設定したことを特徴とする請求項１に記載のビット係合穴付きねじ。
【請求項３】
前記平行部を、頭部頂面側に向かって中心軸線から離れる外開き方向に所定角度傾斜させたことを特徴とする請求項１又は２に記載のビット係合穴付きねじ。
【請求項４】
前記平行部の傾斜角δを３°〜７°に設定したことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかの項に記載のビット係合穴付きねじ。
【請求項５】
平行部の頭部頂面側の端部が傾斜部の延長線上に位置する構成となっている請求項１乃至４のいずれかの項に記載のビット係合穴付きねじ。
【請求項６】
ビット係合穴は４つの翼部係合溝を備えた十字穴であり、傾斜部が日本工業規格ＪＩＳＢ１０１２−１９８５に規定されるＨ形十字穴に準拠した規格形状である請求項１乃至５のいずれかの項に記載のビット係合穴付きねじ。
【請求項７】
請求項５に記載の構成を有する異なるサイズの一群のビット係合穴付きねじとこのねじ群に用いられるドライバビットとの組み合わせであって、
各ねじサイズのビット係合穴の翼部係合溝については、傾斜部の形状寸法は各ねじサイズとも同一で、傾斜部の底部側の端部の頭部頂面からの深さはねじサイズが大きくなるにしたがって段階的に深くなっており、傾斜部の延長線と頭部頂面との交点を平行部の頭部頂面側の端部とすることにより、平行部の深さをねじサイズが大きくなるに従って段階的に大きくなるように設定し、
ドライバビットは、ビット係合穴の中心穴部に係合される基部と、ビット係合穴の翼部係合溝に係合する放射状の翼部とを備え、該翼部の外側面は、各ねじサイズのビット係合穴に共通の傾斜部に係合する翼部傾斜部と、該翼部傾斜部の傾斜延長線に沿って設けられ傾斜延長線から外側に張り出して各ねじサイズの翼部係合溝の平行部に係合する複数段の翼部平行部が設けられ、各翼部平行部は、一つ小さいねじサイズのビット係合穴の平行部より平行部の深さが増大した領域に対応して階段状に張り出す構成となっていることを特徴とする一群のビット係合穴付きねじとドライバビットとの組み合わせ。
【請求項８】
請求項１乃至４のいずれかの項に記載の構成を有する異なるサイズの一群のビット係合穴付きねじとこのねじ群に用いられるドライバビットとの組み合わせであって、
各ねじサイズのビット係合穴の翼部係合溝については、傾斜部の形状寸法は各ねじサイズとも同一で、傾斜部の底部側の端部の頭部頂面からの深さはねじサイズが大きくなるにしたがって段階的に深くなっており、平行部の深さがねじサイズが大きくなるに従って段階的に大きくなるように設定され、
ドライバビットは、ビット係合穴の中心穴部に係合される基部と、ビット係合穴の翼部係合溝に係合する放射状の翼部とを備え、該翼部の外側面は、各ねじサイズのビット係合穴に共通の傾斜部に係合すると共に少なくとも最大サイズのビット係合穴の平行部の頭部頂面側の端部位置まで延びる傾斜側面となっており、該傾斜側面には各ねじサイズの翼部係合溝の平行部の頭部頂面側端部近傍部分と所定隙間を介して対向する翼部平行部を有する切り欠きが設けられていることを特徴とする一群のビット係合穴付きねじとドライバビットとの組み合わせ。
【請求項９】
ビット係合穴は４つの翼部係合溝を備えた十字穴であり、翼部係合溝の傾斜部の形状が日本工業規格ＪＩＳＢ１０１２−１９８５に規定されるＨ形十字穴の形状に準拠した規格形状である請求項７又は８に記載の一群のビット係合穴付きねじとドライバビットとの組み合わせ。
【請求項１０】
請求項５に記載のビット係合穴付きねじのビット係合穴の形状寸法設定方法であって、
平行部の深さとカムアウトトルクの関係から、カムアウトトルクの変化がなくなる時点の深さに基づいて平行部の深さ寸法を決定し、
頭部頂面から傾斜部の底部側端部までの沈み深さとカムアウトトルクの関係から、カムアウトトルクが傾斜部のみで形成された翼部係合溝の場合のカムアウトトルクよりも大きくなる時点の沈み深さに基づいて沈み深さ寸法を決定することを特徴とするビット係合穴の形状寸法設定方法。
【請求項１１】
請求項５に記載の構成を有すると共に翼部係合部溝の傾斜部の底部側端部を通る円の直径寸法であるｇ寸法が同一のビット係合穴を用いる一群のビット係合穴付きねじのビット係合穴の形状寸法設定方法であって、
一群のねじサイズのうち、基準となるねじサイズに使用するビット係合穴の翼部係合溝の基準寸法形状を請求項１０に記載の方法によって決定し、
その他のねじサイズに使用するビット係合穴の翼部係合溝の沈み深さについては、傾斜部を前記基準となる翼部係合溝の傾斜部の寸法形状と同一とし、請求項１０に記載の方法で決定した深さの平行部の頭部頂面側の端部位置が傾斜部の延長線上に位置する形状となるように、予めねじサイズをパラメータとする算出式を求めておき、該算出式を用いて各ねじサイズのビット係合穴の沈み深さを決定し、
傾斜部の延長線と頭部頂面との交点から平行部の直線を底部に向けて伸ばし、基準となる傾斜部と傾斜段部との交点から傾斜段部の直線を伸ばし、前記平行部の直線と傾斜段部の直線の交点にて平行部の深さを決定することを特徴とするビット係合穴の形状寸法設定方法。
【請求項１２】
ビット係合穴は４つの翼部係合溝を備えた十字穴であり、翼部係合溝の傾斜部の形状が日本工業規格ＪＩＳＢ１０１２−１９８５に規定されるＨ形十字穴の形状に準拠した規格形状であり、
ｇ寸法が同一の一群のねじサイズはＭ３乃至Ｍ５であって、
沈み深さを求める算出式は、沈み深さをｑ、ねじサイズをｘとすると、
ｑ＝０．０５ｘ２  ＋０．２７ｘ＋０．２８
である請求項１１に記載のビット係合穴の形状寸法設定方法。
【請求項１３】
傾斜部の底部側端部のｇ寸法は、２．０９ｍｍとなっている請求項１２に記載のビット係合穴の形状寸法設定方法。
【請求項１４】
ビット係合穴は４つの翼部係合溝を備えた十字穴であり、翼部係合溝の傾斜部の形状が日本工業規格ＪＩＳＢ１０１２−１９８５に規定されるＨ形十字穴の形状に準拠した規格形状であり、
ｇ寸法が同一の一群のねじサイズはＭ６及びＭ８であって、
沈み深さを求める算出式は、沈み深さをｑ、ねじサイズをｘとすると、
ｑ＝０．７５ｘ−１．４２
である請求項１１に記載のビット係合穴の形状寸法設定方法。
【請求項１５】
傾斜部の底部側端部のｇ寸法は、３．４８ｍｍとなっている請求項１４に記載のビット係合穴の形状寸法設定方法。
【請求項１６】
翼部係合溝の溝側壁の平行部側の部分が、頭部頂面に向かって徐々に拡がる方向に傾斜する食い付き傾斜面となっている請求項１乃至６のいずれかの項に記載のビット係合穴付きねじ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえば、十字穴等のドライバビットの放射状の翼部が係合する翼部係合溝を備えたビット係合穴付きねじ、及びサイズの異なる一群のビット係合穴付きねじとこれに用いられるドライバビットとの組み合わせ並びにビット係合穴の形状寸法設定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のこの種のビット係合穴付きねじとしては、たとえば、特許文献１に記載のような十字穴付きねじが知られている。
この十字穴付きねじは、図９に示すように、ねじ部が設けられた軸部１０１と、軸部の一端に設けられた頭部１０２とを有し、頭部頂面１０２ａには締付け工具のビット２００が係合するビット係合穴１０３が設けられている。ビット係合穴１０３は、中心軸線Ｎに沿って形成された中心穴部１０４と、中心穴部１０４から放射状に延びる複数の翼部係合溝１０５と、を備えている。
【０００３】
十字穴の場合、翼部係合溝１０５の放射方向端部に位置する溝端壁は中心穴部１０４の底部１０６に向かって中心軸線Ｎに近づく方向に傾斜させてビット２００の翼部２０５の中心がビット係合穴１０３の中心に合致するように案内しているが、締め付けトルクが大きくなると、カムアウトが生じやすく、ビット係合穴１０３の形状がつぶれる欠点がある。
そこで、この特許文献１に記載の十字穴付きねじは、溝端壁を、中心穴部１０４の底部１０６に向かって中心軸線Ｎに近づく方向に傾斜する傾斜部１１１と、傾斜部１１１と段部１１２を介して接続され頭部頂面１０２ａに向けて延びる平行部１１３と、を備えた構成とし、傾斜部１１１と平行部１１３に合致するような形状の翼部２０５を有する専用ドライバビット２００によって、締め付けトルク増大を図ると共にカムアウトの防止を図っている。
【０００４】
しかしながら、この特許文献１に記載の十字穴付きねじは、段部１１２が中心軸線Ｎに対して直交する水平段部となっているので、ビット係合穴１０３を成型する際に、パンチの段部１１２に対応する箇所に加圧反力が集中し、パンチ寿命が短くなるという問題がある。さらに、傾斜部１１１から段部１１２を経て平行部１１３に急激に形状が変化するので、ファイバーフローが座屈する部分が生じやすい。特に、平行部１１３の途中で座屈する傾向があり、強度低下の問題があった。
【０００５】
また、平行部１１３の長さを長くすれば締め付けトルクをより大きくすることができるが、平行部１１３の長さを長くすると、ファイバーフローの座屈が生じやすく、また、首下部１０２ａに近づくことになり、強度上、平行部１１３を長くするにも限界がある。
また、ビット係合穴１０３にビット２００を係合する際に、ビット先端が水平の段部１１２に引っ掛かり、スムースに係合できないおそれもある。
さらに、平行部１１３が垂直（中心軸線と平行）なので、ドライバビットの食い付き性も悪いという問題があった。
【特許文献１】特許第３８６３９２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記した従来技術の問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、係合溝にビットをスムーズに係合することができ、しかも成形する際のパンチ寿命を大幅に長くでき、ファイバーフローに座屈が生じない形状の段部を備えたビット係合穴付きねじを提供することにある。
また、他の目的とするところは、このビット係合穴付きねじの複数サイズのビット係合穴に対して一つのドライバビットで駆動することを可能とする一群のビット係合穴付きねじとこれに用いられるドライバビットとの組み合わせ並びにビット係合穴の形状寸法設定方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本請求項１に記載の発明は、ねじ部が設けられた軸部と、該軸部の一端に設けられた頭部とを有し、該頭部頂面にドライバビットが係合するビット係合穴が設けられ、該ビット係合穴は、軸部の中心軸線に沿って形成された中心穴部と、該中心穴部から放射状に延びる複数の翼部係合溝と、を備え、
該翼部係合溝は、放射方向端部に位置する溝端壁が、中心穴部の底部に向かって中心軸線に近づく方向に傾斜する傾斜部と、該傾斜部と段部を介して接続され頭部頂面に向けて延びる平行部と、を備えた構成のビット係合穴付きねじにおいて、
前記段部は、中心軸線に対して直交する直交線に対して中心軸線と反対側の外端部よりも中心軸線側の内端部が深くなる方向に傾斜する傾斜段部となっていることを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、傾斜段部の中心軸線と直交する直交線との傾斜角γを１５°〜２５°に設定したことを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、前記平行部を、頭部頂面側に向かって中心軸線から離れる外開き方向に所定角度傾斜させたことを特徴とする。
請求項４に記載の発明は、平行部の傾斜角δを３°〜７°に設定したことを特徴とする。
請求項５に記載の発明は、平行部の頭部頂面側の端部が傾斜部の延長線上に位置する構成となっていることを特徴とする。
請求項６に記載の発明は、ビット係合穴は４つの翼部係合溝を備えた十字穴であり、傾斜部が日本工業規格ＪＩＳＢ１０１２−１９８５に規定されるＨ形十字穴に準拠した規格形状であることを特徴とする。
【０００９】
請求項７に記載の発明は、請求項５に記載の構成を有する異なるサイズの一群のビット係合穴付きねじとこのねじ群に用いられるドライバビットとの組み合わせであって、
各ねじサイズのビット係合穴の翼部係合溝については、傾斜部の形状寸法は各ねじサイズとも同一で、傾斜部の底部側の端部の頭部頂面からの深さはねじサイズが大きくなるにしたがって段階的に深くなっており、傾斜部の延長線と頭部頂面との交点を平行部の頭部頂面側の端部とすることにより、平行部の深さをねじサイズが大きくなるに従って段階的に大きくなるように設定し、
ドライバビットは、ビット係合穴の中心穴部に係合される基部と、ビット係合穴の翼部係合溝に係合する放射状の翼部とを備え、該翼部の外側面は、各ねじサイズのビット係合穴に共通の傾斜部に係合する翼部傾斜部と、該翼部傾斜部の傾斜延長線に沿って設けられ傾斜延長線から外側に張り出して各ねじサイズの翼部係合溝の平行部に係合する複数段の翼部平行部が設けられ、各翼部平行部は、一つ小さいねじサイズのビット係合穴の平行部より平行部の深さが増大した領域に対応して階段状に張り出す構成となっていることを特徴とする。
【００１０】
請求項８に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれかの項に記載の構成を有する異なるサイズの一群のビット係合穴付きねじとこのねじ群に用いられるドライバビットとの組み合わせであって、
各ねじサイズのビット係合穴の翼部係合溝については、傾斜部の形状寸法は各ねじサイズとも同一で、傾斜部の底部側の端部の頭部頂面からの深さはねじサイズが大きくなるにしたがって段階的に深くなっており、平行部の深さをねじサイズが大きくなるに従って段階的に大きくなるように設定され、
ドライバビットは、ビット係合穴の中心穴部に係合される基部と、ビット係合穴の翼部係合溝に係合する放射状の翼部とを備え、該翼部の外側面は、各ねじサイズのビット係合穴に共通の傾斜部に係合すると共に少なくとも最大サイズのビット係合穴の平行部の頭部頂面側の端部位置まで延びる傾斜側面となっており、該傾斜側面には各ねじサイズの翼部係合溝の平行部の頭部頂面側端部近傍部分と所定隙間を介して対向する翼部平行部を有する切り欠きが設けられていることを特徴とする。
請求項９に記載の発明は、ビット係合穴は４つの翼部係合溝を備えた十字穴であり、翼部係合溝の傾斜部の形状が日本工業規格ＪＩＳＢ１０１２−１９８５に規定されるＨ形十字穴の形状に準拠した規格形状であることを特徴とする。
【００１１】
請求項１０に記載の発明は、請求項５に記載のビット係合穴付きねじのビット係合穴の形状寸法設定方法であって、
平行部の深さとカムアウトトルクの関係から、カムアウトトルクの変化がなくなる時点の深さに基づいて平行部の深さ寸法を決定し、
頭部頂面から傾斜部の底部側端部までの沈み深さとカムアウトトルクの関係から、カムアウトトルクが傾斜部のみで形成された翼部係合溝の場合のカムアウトトルクよりも大きくなる時点の沈み深さに基づいて沈み深さ寸法を決定することを特徴とする。
【００１２】
請求項１１に記載の発明は、請求項５に記載の構成を有すると共に翼部係合部溝の傾斜部の底部側端部を通る円の直径寸法であるｇ寸法が同一のビット係合穴を用いる一群のビット係合穴付きねじのビット係合穴の形状寸法設定方法であって、
一群のねじサイズのうち、基準となるねじサイズに使用するビット係合穴の翼部係合溝の基準寸法形状を請求項１０に記載の方法によって決定し、
その他のねじサイズに使用するビット係合穴の翼部係合溝の沈み深さについては、傾斜部を前記基準となる翼部係合溝の傾斜部の寸法形状と同一とし、請求項１０に記載の方法で決定した深さの平行部の頭部頂面側の端部位置が傾斜部の延長線上に位置する形状となるように、予めねじサイズをパラメータとする算出式を求めておき、該算出式を用いて各ねじサイズのビット係合穴の沈み深さを決定し、
傾斜部の延長線と頭部頂面との交点から平行部の直線を底部に向けて伸ばし、基準となる傾斜部と傾斜段部との交点から傾斜段部の直線を伸ばし、前記平行部の直線と傾斜段部の直線の交点にて平行部の深さを決定することを特徴とする。
【００１３】
請求項１２に記載の発明は、ビット係合穴は４つの翼部係合溝を備えた十字穴であり、翼部係合溝の傾斜部の形状が日本工業規格ＪＩＳＢ１０１２−１９８５に規定されるＨ形十字穴の形状に準拠した規格形状であり、
ｇ寸法が同一の一群のねじサイズはＭ３乃至Ｍ５であって、
沈み深さを求める算出式は、沈み深さをｑ（ｍｍ）、ねじサイズをｘ（ｍｍ）とすると、
ｑ＝０．０５ｘ２ ＋０．２７ｘ＋０．２８
であることを特徴とする。
請求項１３に記載の発明は、傾斜部の底部側端部のｇ寸法は、２．０９ｍｍとなっていることを特徴とする。
【００１４】
請求項１４に記載の発明は、ビット係合穴は４つの翼部係合溝を備えた十字穴であり、翼部係合溝の傾斜部の形状が日本工業規格ＪＩＳＢ１０１２−１９８５に規定されるＨ形十字穴の形状に準拠した規格形状であり、ｇ寸法が同一の一群のねじサイズはＭ６及びＭ８であって、
沈み深さを求める算出式は、沈み深さをｑ（ｍｍ）、ねじサイズをｘ（ｍｍ）とすると、
ｑ＝０．７５ｘ−１．４２
であることを特徴とする。
請求項１５に記載の発明は、傾斜部の底部側端部のｇ寸法は、３．４８ｍｍとなっていることを特徴とする。
請求項１６に記載の発明は、翼部係合溝の互いに対向する溝側壁の平行部側の部分が、頭部頂面に向かって徐々に間隔が拡がる方向に傾斜する食い付き傾斜面となっていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、段部を傾斜段部としたので、ドライバビットを係合する際には、翼部は傾斜段部に案内されてその奥に位置にする傾斜部に係合する。
また、ビット係合穴を鍛造する際には、傾斜段部を成形するパンチ部分に作用する加圧反力は斜め方向に逃がされるので、パンチ寿命を大幅に長くすることができる。
ファイバフローも平行部から傾斜段部を経て傾斜部に連続的につながり、従来のように平行部の中途部においてファイバーフローが座屈する部分が無く、欠け,割れ等を防止することができる。
さらに、平行部の深さが同じであれば、傾斜段部が傾斜している分だけ従来の水平段部よりも翼部の係合代が大きくとることができ、平行部と傾斜部の両方に係合する専用ドライバビットを用いた場合の締め付けトルクをより大きくすることができる。
【００１６】
傾斜段部の傾斜角γについては、２０°で３０％程度鍛造時の成形反力を軽減することができ、それ以上の角度をつけて大きな応力の変化は見られなかった。あまり角度を大きくすると、傾斜部の長さが確保できなくなるので、請求項２に記載のように、１５°〜２５°程度とすることが好適である。
請求項３に記載のように、平行部を中心軸線に対して傾斜させることにより、食い付き性を向上させることができる。
また、平行部の傾斜角があまり大きいと、食い付き性がかえって悪くなるので、請求項４に記載のように、最大５°までの範囲が好適である。
請求項５に記載のビット係合穴付きねじによれば、傾斜部に係合する翼部傾斜部を備えたドライバビットと、平行部に係合する平行翼部を備えたビットの両方のビットと、傾斜部と平行部の両方に係合する特殊形状のドライバビットが使用できる。
特に、平行部の頭部頂面側の端部が傾斜部の延長線上に位置する構成としておけば、傾斜部のみのビット係合穴を有するねじと互換性を有し、傾斜部のみのドライバビットをそのまま利用することができ、また、翼部の傾斜部が平行部の端部に案内され、がたつきも防止できる。
【００１７】
請求項６に記載のように、ビット係合穴の傾斜部をＪＩＳＢ１０１２−１９８５に規定されるＨ形十字穴に準拠した規格形状部としたことにより、ＪＩＳ形状のビットを使用することができ、汎用性の高いビット係合穴付きねじを実現できる。
【００１８】
請求項７に記載の発明によれば、ビット係合穴の沈み深さが大きくなっても、階段状に張り出す翼部平行部が、順次平行部に係合するので、平行部と傾斜部の両方を有する特殊形状の翼部係合溝に対して、一つのドライバビットで複数サイズのビット係合穴に対応することができる。
翼部係合溝の平行部に翼部平行部が係合することにより、カムアウトを防止することができ、係合代が大きくなることにより破壊トルクも大きくなる。
さらに、係合溝の平行部に翼部平行部が係合することにより、ねじに対して食い付き性がよく、使い勝手に優れたビット係合穴とビットの組み合わせを実現できる。
【００１９】
請求項８に記載の発明によれば、ビット係合穴の沈み深さが大きくなっても、翼部の傾斜側面に、各サイズの翼部係合溝の平行部と対向する部分に切り欠き部を設け、切り欠き部に平行部と所定隙間を介して対向する翼部平行部を形成したので、平行部と傾斜部の両方を有する特殊形状の翼部係合溝に対して、一つのドライバビットで対応することができる。
また、このドライバビットは、傾斜部と平行部を備えた特殊形状の翼部係合溝専用ではなく、張り出し部分が無いので、傾斜部のみの汎用的なビット係合穴に対しても使用可能であり、汎用性が高い。
請求項９に記載の発明によれば、ビット係合穴の傾斜部をＪＩＳＢ１０１２−１９８５に規定されるＨ形十字穴に準拠した規格形状部としたことにより、翼部係合溝が傾斜部と平行部を備えた特殊形状でありながらＪＩＳのドライバビットをそのまま用いることがで  きる。
【００２０】
請求項１０に記載の発明によれば、傾斜部と平行部の関係を合理的に決定することができる。すなわち、平行部の深さとカムアウトトルクの関係を検討したところ、深さを深くするにしたがってカムアウトトルクが大きくなるものの、ある深さからはカムアウトトルクの変化が小さくなることがわかった。この深さに基づいて、平行部の深さ寸法を設定する。
一方、傾斜部の底部側端部の深さである沈み深さとカムアウトトルクの関係について、傾斜部のみの翼部係合溝と対比して検討したところ、沈み深さが浅い場合は、カムアウトトルクはそれほど変わらず、ある深さに達した時点から、傾斜部と平行部を有する本発明の翼部係合溝の方がカムアウトトルクが大きくなることがわかった。この沈み深さに基づいて沈み深さ寸法を設定する。このようにすれば、平行部のカムアウト防止機能を、最大限に発揮させることができる。
【００２１】
請求項１１に記載の発明によれば、ｇ寸法が同一のビット係合穴を用いる一群のビット係合穴付きねじのビット係合穴の沈み深さについて、請求項１０の方法で決定した深さの平行部の頭部頂面側の端部位置が傾斜部の延長線上に位置する形状となるように、予めねじサイズをパラメータとする算出式を求めておき、算出式を用いて各ねじサイズのビット係合穴の沈み深さを決定し、さらに平行部の深さを決定するようになっているので、基準となるサイズのビット係合穴を形状寸法を決定すれば、自動的に他のサイズのビット係合穴の形状寸法を決定することができる。
【００２２】
たとえば、請求項１２に記載の発明のように、傾斜部がＨ形十字穴の形状に準拠した規格形状で、ｇ寸法が同一の一群のねじサイズはＭ３乃至Ｍ５の場合、上記算出式のサイズとすれば、カムアウトトルクが最大の十字穴を備えたねじ群を提供することができる。
また、ＪＩＳＢ４６６３の、汎用的なＨ型ねじ回しの２番のビットをそのまま利用することができる。
ＪＩＳ規格の頭部形状のすべてに適用するためには、頭高さの最小値１．７５ｍｍの皿頭を満足する寸法に設定する必要がある。この皿頭の場合、最小断面比が２０％以上が必要である。ＪＩＳで定められている頭部形状のうち、皿頭がもっとも条件が厳しいが、傾斜部の底部側端部のｇ寸法を、請求項１３に記載のように、ＪＩＳ規格の２．２８６ｍｍから２．０９ｍｍとすれば、口下アールとの距離を調整することができ、ＪＩＳに規定されるすべての頭部形状について適用することができる。
【００２３】
請求項１４に記載の発明によれば、傾斜部がＨ形十字穴の形状に準拠した規格形状で、ｇ寸法が同一の一群のねじサイズはＭ６及びＭ８の場合、上記算出式とすれば、各サイズに最適の十字穴を備えたねじ群を提供することができる。
また、ＪＩＳＢ４６６３の、汎用的なＨ型ねじ回しの３番のビットをそのまま利用することができる。
さらに、請求項１５に記載の発明によれば、傾斜部の底部側端部のｇ寸法を３．４８ｍｍとすることにより、皿頭についても適用可能である。
請求項１６に記載の発明によれば、翼部係合溝の互いに対向する溝側壁の平行部側の部分が、頭部頂面に向かって徐々に間隔が拡がる方向に傾斜する食い付き傾斜面となっているので、平行部の端壁側だけでなく、溝側壁についても食い付き性がよくなり、食い付き性の一層の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下に本発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係るビット係合穴付きねじを示している。
すなわち、このビット係合穴付きねじ１は、ねじが形成された軸部２と、軸部２の一端に設けられた頭部３とを有し、頭部頂面３１に締め付け工具のビットが係合するビット係合穴４が設けられている。ビット係合穴４は十字穴で、軸部２の中心軸線Ｎに沿って形成された中心穴部５と、中心穴部５から放射状に延びる複数の翼部係合溝６と、を備えている。頭部形状はつば付きなべ頭形状となっているが、つばの無いなべ形、皿形、丸さら形、トラス形、バインド形等、種々の形状に適用可能である。
【００２５】
翼部係合溝６は、放射方向端部に位置する溝端壁が中心穴部５の穴底５１に向かって中心軸線Ｎに近づく方向に傾斜する傾斜部７１と、傾斜部７１と傾斜段部７２を介して頭部頂面３１に向けて延びる平行部７３とを有する形状となっている。
【００２６】
本実施の形態では、翼部係合溝６の傾斜部７１は、日本工業規格ＪＩＳＢ１０１２−１９８５に規定されるＨ形十字穴に準拠した形状となっており、傾斜部７１の中心軸線Ｎに対する角度Ａは、規格の通り、基準寸法が２６°３０′、許容差は０〜２５′に設定される。
翼部係合溝６は中心穴部５側と頭部頂面３１側に開いており、翼部係合溝６の左右両側に位置する溝側壁８は、ビットの翼部側面が係合してトルクが伝達される部分となる。溝側壁６の中心側開口縁８ａは直線状に延びており、ビットの翼部が係合する溝側壁８の半径方向の係合幅は、傾斜部７１の傾斜に応じて徐々に大きくなり、傾斜段部７２から平行部７３にかけて傾斜部７１の延長線Ｍに対して係合幅が拡大している。
【００２７】
また、中心穴部５の中心軸線Ｎに対して直交する横断面形状は、翼部係合溝６の部分が角部位置となるような略四角形状で、隣合う翼部係合溝６の間に、所定幅の係合壁９が設けられている。この係合壁９は、中央部が中心軸線に向かって凸となるように若干屈曲する屈曲面となっている。この係合壁９も底部５１に向かって中心軸線Ｎに近付く方向に傾斜する傾斜面となっており、ビットの翼部の間の谷部が嵌合するようになっている。この係合壁９の左右角部が溝側壁８の中心側開口縁８ａとなっている。
また、中心穴部５の底部５１は、所定角度傾斜する円錐面となっており、翼部係合溝６の下端及び係合壁９の下端と連続している。この底部５１の円錐面の傾斜角Ｂも、ＪＩＳＢ１０１２−１９８５に準拠した角度に設定されるもので、中心軸線Ｎと直交する直交線に対して基準寸法が２８°、許容差が０〜１°に設定される。
【００２８】
一方、傾斜段部７２は、中心軸線Ｎに対して直交する直交線Ｈに対して中心軸線Ｎと反対側の外端部よりも中心軸線側の内端部が深くなる方向に所定角度γだけ傾斜する傾斜面となっている。この傾斜段部７２の角度γは、圧造する際の工具寿命を考慮して、１５°〜２５°程度とすることが好ましい。
平行部７３は、中心軸線Ｎに対して頭部頂面３１に向かって外開き方向に所定角度δだけ傾斜させた構成となっている。この平行部７３の傾斜角δは、５°以下、好ましくは５°程度に設定することが好適である。また、平行部７３の頭部頂面３１側の端部７３ａは、図示例では、傾斜面部７１の延長線Ｍ上に位置しており、対角位置にある平行部７３の端部７３ａ間のスパンが翼部長さｍである。端部７３ａの位置は、延長線Ｍの真上に一致している必要はなく、延長線Ｍを基準にして、延長線Ｍより若干外側に位置していてもよい。
翼部係合溝６の互いに対向する溝側壁８の平行部７３側の部分、図示例では傾斜段部７２の幅で中心軸線と平行に延びる領域が、頭部頂面３１に向かって徐々に間隔が拡がる方向に傾斜する食い付き傾斜面８１となっている。図１（Ｃ）は、図１（Ｂ）の矢印に示すように、中心軸線Ｎに対して直交し翼部係合溝６を幅方向に二等分する翼部中心線Ｖ方向に見て、翼部中心線Ｖに対して直交する直交面に投影した図である。この投影図において、平行部７３は、傾斜段部７２側の溝幅ｎ１よりも頭部頂面側の溝幅ｎ２が大きく、左右側辺７３ｃ，７３ｃは、頭部頂面から直交する垂直線Ｎ１（中心軸線Ｎと平行）に対して所定角度ρだけ傾斜している。
溝側壁８のＪＩＳ形状の傾斜部７１側の溝幅も、底部側から頭部頂面３１側に向かって徐々に間隔が拡がる方向に傾斜しているが、この傾斜部７１の左右側辺７１ｃ，７１ｃの垂直線Ｎ１との傾斜角度ηよりも平行７３の傾斜角度ρの方が大きくなっている。
この実施例では、傾斜部７１側の溝側壁の傾斜部側部分の傾斜角ηは４°程度であるのに対して、平行部７３側の食い付き傾斜面８１の傾斜角ρの好適な範囲は、９°±２°、より好ましくは９°に設定される。このようにすれば、平行部７３の端壁側の傾斜角δと相俟って、対応する形状のビット翼部に対して、外側面側と左右側面側の２方向から食い付くので、食い付き性の優れた十字穴を実現することができる。
【００２９】
ビット係合穴４を圧造する際には、図２（Ａ）に示すように、ビット係合穴４の翼部係合溝６に対応する十字形状のパンチ翼部３０１を備えた工具が用いられ、このパンチ翼部３０１をワークに押し込んでパンチ翼部３０１の形状に倣って翼部係合溝６が成形される。パンチ翼部３０１は、翼部係合溝６の傾斜部７１を成形するためのパンチ翼部傾斜部３０２と、傾斜段部７２を成形するためのパンチ翼部傾斜段部３０３と、平行部７３を成形するためのパンチ翼部平行部３０４とを備えており、加圧時にワークからパンチ翼部傾斜段部３０３に作用する加圧反力は斜め方向に逃がされるので、パンチ寿命を大幅に長くすることができる。
【００３０】
ＦＥＭ解析を行った結果、図２（Ｃ）に示すような水平段部３０３′に作用する加工反力Ｐ′は、５７９９［Ｍｐａ］であるのに対して、本発明の傾斜段部３０３としたものでは、角度２０°で、４２３５［Ｍｐａ］と、３０％軽減されることがわかった。
また、３０°では４３３７［Ｍｐａ］、４０°で４３３１［Ｍｐａ］と、大きな応力の変化は見られず、ＪＩＳ形状の傾斜部７１の長さを確保するためには、角度を小さくする必要があることから、２０°程度とすることが好ましい。
また、成形後のファイバフローについても、図２（Ｂ）に示すように、平行部７３から傾斜段部７２を経て傾斜部７１に連続的につながり、図２（Ｄ）に示す水平段部１７２を備えた従来例のように、平行部１７３の中途部に、ファイバーフローの座屈ｂによる欠け,割れ等の欠陥１７３ａが生じることが無い。
【００３１】
本実施の形態の十字穴付きねじは、図３に示すように、傾斜部７１に係合する傾斜翼部４１２を備えたＪＩＳ規格に準拠した汎用ビット４１０と、平行部７３に係合する平行翼部４２１を備えたストレートビット４２０と、傾斜部７１に係合する翼部傾斜部２２と平行部７３に係合する翼部平行部２３を備えた特殊形状ビットの３種類のドライバビットが使用可能である。
【００３２】
傾斜翼部４１２を有する汎用ビット４１０は、図３（Ａ）に示すように、ＪＩＳ４６３３−１９９８に規定される規格形状で、中央の基部４１１から放射状に延びる4枚の傾斜翼部４１２を備え、傾斜翼部４１２の外側面４１２ａが、先端に向かって中心軸線に近づく方向に傾斜している。
傾斜翼部４１２は翼部係合溝６の傾斜部７１にしか係合しないが、平行部７３の頭部頂面３１側の端部７３ａが傾斜部７１の延長線上に位置しているので、傾斜翼部４１２の外側面４１２ａが平行部７３の端部７３ａに案内され、ビットががたつかない。また、翼部係合溝６と傾斜翼部４１２の係合代は、平行部７３があっても、通常のＪＩＳ規格の十字穴の場合と変わらない。
【００３３】
ストレートビット４２０は、図３（Ｂ）に示すように、平行翼部４２１の外側面４２１ａが中心軸線Ｎと平行となっている。この場合、ビット４２０の平行翼部４２１が翼部係合溝６の平行部７３に係合し、平行部７３の内側面に接触して駆動トルクが伝達される。
この実施例では、平行部７３が中心軸線に対して５°程度傾斜しているので、平行翼部４２１の外側面が平行部７３の付け根側に食い込み、食い付き性を向上させることができる。さらに、この実施例では、係翼部係合溝６の内側壁８の平行部７３側の部分に食い付き傾斜面８１を設けているので、平行部７３の端壁側の傾斜角δと相俟って、左右側面側の２方向から食い付くので、食い付き性が格段に向上している。
【００３４】
特殊形状ビット２０は、図３（Ｃ）に示すように、中央の基部２１から放射状に延びる４枚の翼部２２を備えた構成で、翼部２２は、翼部係合溝６の傾斜部７１に係合する翼部傾斜部２３と、傾斜段部７２に係合する翼部傾斜段部２４と、平行部７３に係合する翼部平行部２５を有する構成となっている。翼部傾斜部２３の傾斜角度は翼部係合溝６の傾斜部７１の傾斜角Ａと同じである。また、翼部傾斜段部２４の傾斜角についても傾斜段部２４の傾斜角γと同一角度に設定される。
【００３５】
また、傾斜翼部２２と傾斜翼部２２の間の谷部２６は、十字穴の係合壁９に係合する部分で、谷部２５下端の径は、十字穴の係合壁下端の径ｂよりも若干大きく、食い付く構成となっている。
さらに、翼部平行部２５についても、外側面が平行部７３の付け根側に食い込み、食い付き性がよく、また、翼部平行部２５の左右側面に対しては、内側壁８の食い付き傾斜面８１が食い付くので、食い付きに優れた係合構造を実現できる。
十字穴４の傾斜段部７２が傾斜している分だけ、平行部７３の長さが同じであれば、水平段部よりも、翼部２２の係合代が大きくなり、締め付けトルクをより大きくすることができる。
【００３６】
次に、図４には、異なるサイズの一群のビット係合穴付きねじとこのねじ群に用いられる共通のドライバビットとの組み合わせの構成例を示している。
この例では、一群のビット係合穴付きねじとして、Ｍ３、Ｍ４、Ｍ５の３つのサイズのねじ群と、Ｍ６以上のＭ６，Ｍ８の２つのサイズのねじ群とに分けられている。各ねじ群の区分は、基準となる傾斜部７１の大きさ、具体的には底部側端部７１ａを通る円の直径がであるｇ寸法が相違する。
第１群のねじ群について説明すると、図４（Ｆ）に示すように、Ｍ３，Ｍ４，Ｍ５の各ねじサイズのビット係合穴の翼部係合溝について、傾斜部７２の形状寸法が各ねじサイズとも同一となっている。
【００３７】
そして、傾斜部７２の底部側の端部の頭部頂面３１からの沈み深さｑはねじサイズが大きくなるにしたがって段階的に深くなっており、傾斜部７２の延長線Ｍと頭部頂面３１との交点を平行部７３の頭部頂面３１側の端部７３ａとすることにより、平行部７３の深さをねじサイズが大きくなるに従って段階的に大きくなるように設定している。
傾斜段部７２の傾斜部７１側の内端部は傾斜部７１の上端位置で決まっているので、傾斜部７１の延長線Ｍと頭部頂面３１ａとの交点を平行部７３の頭部頂面３１側の端部７３ａとすることにより、自動的に傾斜段部７２及び平行部７３の形状寸法が定まる。
【００３８】
一方、ドライバビット５２０は、図４（Ａ）に示すように、ビット係合穴４の中心穴部５に係合される基部５２１と、ビット係合穴４の翼部係合溝６に係合する放射状の翼部５２２とを備えている。翼部５２２の外側面は、各ねじサイズのビット係合穴４に共通の傾斜部７２に係合する翼部傾斜部５２３と、翼部傾斜部５２３の延長線Ｍに沿って設けられ延長線Ｍから外側に張り出して各ねじサイズの翼部係合溝の平行部７３（Ｍ３），７２（Ｍ４），７２（Ｍ５）に係合する複数段の翼部平行部５２４（Ｍ３），５２４（Ｍ４），５２４（Ｍ５）が設けられている。各翼部平行部５２４（Ｍ３），５２４（Ｍ４），５２４（Ｍ５）は、一つ小さいねじサイズのビット係合穴の平行部より平行部の深さが増大した領域に対応して階段状に張り出す構成となっている。翼部平行部５２４（Ｍ３），５２４（Ｍ４），５２４（Ｍ５）と翼部傾斜部５２３間は、翼部傾斜段部５２５を介して接続されている。
【００３９】
Ｍ３サイズのねじにこのドライバビット５２０を使用した場合には、図４（Ｃ）に示すように、ビット係合穴４の傾斜部７１にドライバビット５２０の翼部傾斜部５２３が係合すると共に、第１段の翼部平行部５２４（Ｍ３）が平行部７３（Ｍ３）に係合し、カムアウトトルクが増大する。
Ｍ４サイズのねじに使用した場合には、図４（Ｄ）に示すように、ビット係合穴４の傾斜部７１にドライバビット５２０の翼部傾斜部５２３が係合すると共に、翼部傾斜段部５２４が傾斜段部７２に、第２段の翼部平行部５２４（Ｍ４）が平行部７３（Ｍ４）に部分的に係合することになる。平行部７３（Ｍ４）に対して全体的に係合しないが、径の大きい翼部平行部５２４（Ｍ４）が平行部７３に嵌合するので、カムアウトトルク増大に寄与し、また、食い付き性もよい。また、第１段及び第２の翼部平行部５２４（Ｍ３），５２４（Ｍ３）が翼部係合溝の溝側面に係合するので、傾斜部のみのドライバビットに比較して接触面積が増大し、駆動トルクの増大を図ることができる。
【００４０】
Ｍ５サイズのねじに使用した場合には、図４（Ｅ）に示すように、ビット係合穴４の傾斜部７１にドライバビット５２０の翼部傾斜部５２３が係合すると共に、第１段，第２段及び第３段の３つの翼部平行部５３１，５３２，５３３が平行部７３（Ｍ５）に係合する。この場合も、平行部７３（Ｍ５）に対して全体的に係合しないが、径の大きい第３段の翼部平行部５３３が平行部７３（Ｍ５）に嵌合するので、カムアウトトルク増大に寄与し、また、食い付き性もよい。
翼部傾斜段部５２４が傾斜段部７２に、第３段の翼部平行部５２４（Ｍ５）が平行部７３（Ｍ５）に部分的に係合することになる。平行部７３（Ｍ５）に対して全体的に係合しないが、径の大きい翼部平行部５２４（Ｍ５）が平行部７３（Ｍ５）に嵌合するので、カムアウトトルク増大に寄与し、また、食い付き性もよい。また、第１乃至第３段の翼部平行部５２４（Ｍ３），５２４（Ｍ４），５２４（Ｍ５）が翼部係合溝の溝側面に係合するので、傾斜部のみのドライバビットに比較して接触面積が増大し、駆動トルクの増大を図ることができる。
このように、この特殊形状のドライバビット５２０を用いれば、平行部７３と傾斜部７１の両方に係合する特殊形状のビットでありながら、一つのドライバビット５２０で３つのサイズのねじに対応することができる。
【００４１】
次にＭ６以上のサイズのねじ群について説明する。
Ｍ６以上のサイズでは、図４（Ｊ）に示すように、ビット係合穴４の基準となる傾斜部７１′の大きさを一段大きくしたものである。、傾斜部７１′を一回り大きくしただけで、基本的な構成はＭ３〜Ｍ５のサイズのねじ群と同じである。
すなわち、ねじのビット係合穴４を構成する傾斜部７１′の形状寸法を、Ｍ６，Ｍ８の各サイズのねじについて同一とし、各サイズのビット係合穴の沈み深さｑに応じて、平行部７３（Ｍ６），７３（Ｍ８）を段階的に大きくしている。
【００４２】
ビット６２０は、図４（Ｇ），（Ｈ）に示すように、ビット係合穴４の中心穴部５に係合される基部６２１と、ビット係合穴４の翼部係合溝６に係合する放射状の傾斜翼部６２２とを備えている。傾斜翼部６２２の外側面には、Ｍ６，Ｍ８の各サイズのビット係合穴付きねじのビット係合穴４に共通の傾斜部７１′に係合する翼部傾斜部６２２と、この翼部傾斜部６２２の延長線Ｍに沿って延長線Ｍから張り出して各サイズのねじのビット係合穴４の平行部７３（Ｍ６），７３（Ｍ８）に係合する２段の翼部平行部６２４（Ｍ６），６２４（Ｍ８）が設けられている。翼部平行部６２４（Ｍ６），６２４（Ｍ８）は、一つ小さいサイズのねじのビット係合穴の平行部の深さが増大した領域に対応して階段状に張り出す構成で、この例では、第２段の翼部平行部６２４（Ｍ８）は、一つ小さいＭ６サイズのビット係合穴の平行部７３（Ｍ６）より平行部７３（Ｍ８）の深さが増大した領域に対応して階段状に張り出す構成となっている。
【００４３】
図４（Ｉ）には、Ｍ８サイズのねじに使用した場合が示されている。
Ｍ８サイズのねじに使用した場合には、ビット係合穴４の傾斜部７１にドライバビット６２０の翼部傾斜部６２２が係合すると共に、第２段の翼部平行部６２４（Ｍ８）が平行部７３（Ｍ８）に係合する。この場合も、第２段の平行部７３（Ｍ８）に対して全体的に係合しないが、径の大きな翼部平行部６３２が平行部７３（Ｍ８）に嵌合するので、カムアウトトルク増大に寄与し、また、食い付き性もよい。また、第１乃至第２段の翼部平行部６２４（Ｍ６），６２４（Ｍ８）が翼部係合溝の溝側面に係合するので、傾斜部のみのドライバビットに比較して接触面積が増大し、駆動トルクの増大を図ることができる。
【００４４】
次に、上記各ねじ群のビット係合穴の形状寸法設定方法について説明する。
１）平行部７３の深さ設定
・平行部の長さ違いによるカムアウトトルク変化
平行部７３の深さ寸法ｒは、平行部７３の深さとカムアウトトルクの関係から、カムアウトトルクの変化がなくなる時点の深さに基づいて平行部７３の深さ寸法を決定する。
図５には、平行部７３の長さの違いによる、Ｍ３、Ｍ４、Ｍ５の各サイズの十字穴のカムアウトトルクＴoの変化を示している。各サイズとも、ある深さからカムアウトトルクＴo（３），Ｔo（４），Ｔo（５）の変化はなくなっている。この変化のなくなる時点の平行部深さｒを、各サイズの平行部深さｒ３，ｒ４，ｒ５として決定する。
この例では、ｒ３は０．７０ｍｍ、ｒ４は１．２３ｍｍ、ｒ５は１．８４ｍｍであった。
また、このときのカムアウトトルクＴo（３），Ｔo（４），Ｔo（５）は、締め付けトルクＴ１（３），Ｔ１（４），Ｔ１（５）の３倍以上あり、通常の締め付けトルクではカムアウトは生じない。
【００４５】
２）ＪＩＳ形状の傾斜部７１におけるカムアウトトルク比較
Ｍ３サイズにおいて、沈み深さｑを１．５ｍｍ以上とった時点で、本発明の傾斜部と平行部を備えた特殊形状の十字穴のカムアウトトルクが、ＪＩＳ規格の傾斜部のみの十字穴よりも高くなっており、ドライバビットとの接触面積を大きくすることよりも平行部７３を設けることで浮き上がり対策の効果が出ている。
【００４６】
３）沈み深さｑ寸法
Ｍ３サイズにおいて、カムアウトトルクから、沈み深さｑは、１．５ｍｍ以上必要であり、ＪＩＳ頭部形状にも使用できるようにｑ深さを設定する。
ｑ深さを設定する際には、頭飛びを起こさないように、図４（Ｃ）に示すような、首下Ｒとの断面比を考慮する。
断面比は、傾斜部７１の底部側端部７１ａと、頭部３の下面と軸部２との付け根部である首下Ｒとの間の距離をＳ、ヘッダーブランク径をＤとすると、Ｓ／Ｄで計算されるもので、最小断面比が２０％以上が要求される。ＪＩＳに規定される頭部形状のすべてに適用するためには、頭高さの最小値１．７５ｍｍの「皿頭」を満足する寸法にする必要がある。
そこで、ｑ深さを１．５４ｍｍとし、ｇ寸法をＪＩＳに規定の２．２８６［ｍｍ］から２．０９［ｍｍ］に変更し、首下Ｒとの距離Ｓを調整した。
これにより、皿頭の場合でも、最小断面比は、０．５１３／２．６０で、２０％となり、頭飛びのおそれはなくなる。また、ｑ深さを１．５４［ｍｍ］にした場合の翼部寸法ｍは、３．５９［ｍｍ］となり、ＪＩＳで規定されるなべ，皿，丸皿，バインドのｍ寸法、３．６０〜３．８０の範囲にあり、どの頭部形状についても対応可能である。
【００４７】
４）傾斜段部の角度設定
傾斜段部７２の角度は、２０°に設定されるが、図６（Ａ）に示すように、平行部７３の深さｒを１ｍｍにすると、ｑ深さ１．５４ｍｍより深くなってしまうため、平行部の深さは０．７ｍｍとする。
５）他サイズの寸法設定
・Ｍ４，Ｍ５
各サイズのｑ深さは次の算出式から算出する。
ｑ［ｍｍ］＝０．０５ｘ２  ＋０．２７ｘ＋０．２８
ここで、ｘはねじサイズである。
この算出式は、傾斜部７１を、基準となるＭ３サイズの傾斜部７１の寸法形状と同一とし、上記１）で求めた深さｒ４，ｒ５の平行部７３の頭部頂面側の端部７３ａ位置が傾斜部７１の延長線Ｍ上に位置する形状となるように、ねじサイズをパラメータとし、ねじサイズとｑ深さの関係式を求めたものである。
図７（Ａ）は、このねじサイズｘを横軸に、ｑ深さを縦軸にとったグラフである。このグラフから関係式を求めた。
この関係式から算出したｑ深さのラインを頭部頂面とし、図６（Ｂ）に示すように、傾斜部７１の延長線Ｍの交点Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５を求め、交点Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５から５°の直線を下に伸ばし、傾斜部７１の上端から水平線に対してγ（この例では２０°）の角度で延ばした直線Ｌとの交点Ｄ３，Ｄ４，Ｄ５を傾斜段部７２と平行部７３の角部とする。
これらＭ３，Ｍ４，Ｍ５サイズの十字穴はＪＩＳのＨ型十字穴のＮｏ．２に対応する。
【００４８】
・Ｍ６，Ｍ８
このＭ６，Ｍ８サイズの十字穴はＪＩＳのＨ型十字穴のＮｏ．３に対応するもので、Ｍ６，Ｍ８サイズの傾斜部７１の寸法形状は同一である。十字穴の形状が大きくなるので、傾斜部７１下端のｇ寸法は、Ｎｏ２と同じ比率で、ＪＩＳに規定の３．８１［ｍｍ］から３．４８［ｍｍ］に変更する。
次に、各サイズのｑ深さ［ｍｍ］を次の算出式から算出する。
ｑ［ｍｍ］＝０．７５ｘ−１．４２
【００４９】
Ｎｏ．３の場合、傾斜部７１と平行部７３の比率が、Ｎｏ．２の最小サイズＭ３と同じ比率となるように、傾斜部７１と平行部７３の寸法を算出する。比率は１．１７８であり、平行部７３の長さ寸法に１．１７８を掛ければ、傾斜部７１と傾斜段部７２との交点が求まる。
傾斜段部７２の傾斜角度γを２０°とする。
Ｎｏ．２，Ｎｏ．３のドライバビット共に、傾斜段部７２は傾斜部７１の上端を始点とし、ＪＩＳビットにおいても、締め付けられる形状となっている。内側になるとドライバビットが入らない。
このように、傾斜部７１の大きさを一定としたので、ｑ深さに対する平行部深さの割合は、段階的に大きくなっていくが、その割合は、図７（Ｂ）に示すように、Ｎｏ．２のドライバビットを用いる第１群のねじの十字穴では、４５〜６４％、Ｎｏ．３のドライバビットを用いる第２群のねじの十字穴では、４５〜５９％である。
【００５０】
図８には、異なるサイズの一群のビット係合穴付きねじと、このねじ群に用いられる締め付け工具用のビットとの組み合わせの他の実施の形態を示している。
ねじ群の構成は、上記組み合わせ構成例と同一であり、ドライバビットの構成のみが相違する。以下の説明では、ドライバビットの構成についてのみ説明するものとし、ビット係合穴付きねじの構成については、上記組み合わせ構成例と同一の符号を付して説明を省略するものとする。
ドライバビット７２０は、ビット係合穴４の中心穴部５に係合される基部７２１と、ビット係合穴４の翼部係合溝６に係合する放射状の翼部７２２とを備えた構成で、翼部７２２の外側面は、各ねじサイズのビット係合穴４に共通の傾斜部７１に係合すると共に少なくとも最大サイズのＭ５のねじのビット係合穴７１の平行部７３の頭部頂面側の端部７３ａ位置まで延びる傾斜部７２２ａと、傾斜部７２２ａに続くストレート部７２２ｂを備えている。
【００５１】
この翼部７２２の外側面には、Ｍ３，Ｍ４，Ｍ５各ねじサイズの翼部係合溝６の平行部７３の頭部頂面側端部７３ａ近傍部分と所定隙間を介して対向する３段の翼部平行部７３４（Ｍ３），７３４（Ｍ４），７３４（Ｍ５）が設けられている。
この実施例の場合には、Ｍ３，Ｍ４サイズに対応する翼部平行部７３４（Ｍ３），７３４（Ｍ４）は傾斜する外側面７２２ａを部分的に切り欠いて構成され、最大のＭ５サイズに対応する翼部平行部７３４（Ｍ５）については、翼部のストレート部７２２ｂの傾斜部側の端部によって翼部平行部７３４（Ｍ５）を構成している。
Ｍ３サイズのねじにこのドライバビット７２０を使用した場合には、図８（Ｃ）に示すように、傾斜部７１にドライバビット７２０の傾斜部７２２ａが係合し、第１段の翼部平行部７３４（Ｍ３）が平行部７３（Ｍ３）と微小隙間を隔てて係合する。若干隙間があるものの、カムアウトトルクの増大を図ることができ、また食い付き性も向上する。
平行部７３と翼部平行部７３４との間に微小隙間が形成されるものの、平行部７３の外側面側の食い付き性が若干落ちるが、翼部係合溝６の内側壁８に、平行部７３に対応して食い付き傾斜面８１が設けられているので、食い付き性は損なわれ無い。
Ｍ４サイズのねじに使用した場合には、図８（Ｄ）に示すように、傾斜部７１にドライバビット７２０の傾斜部７２２ａが係合すると共に、第２段の翼部平行部５３４（Ｍ４）が平行部７３（Ｍ４）と微小隙間を隔てて係合する。この場合も、若干隙間があるものの、カムアウトトルクの増大を図ることができ、食い付き性も向上する。
【００５２】
Ｍ５サイズのねじに使用した場合には、図８（Ｅ）に示すように、傾斜部７１にドライバビット７２０の傾斜部７２２ａが係合すると共に、第３段の翼部平行部７３４（Ｍ５）が平行部７３（Ｍ５）に微小隙間を介して係合する。この場合も、平行部７３（Ｍ５）に対して全体的に係合しないが、カムアウトトルク増大に寄与し、また、食い付き性も向上する。
なお、この例では、Ｍ３〜Ｍ５サイズのＮｏ．２の大きさのドライバビットに適用した場合について説明したが、Ｍ６，Ｍ８に適用されるＮｏ．３のドライバビットについても同様に適用することができる。また、この特殊形状のドライバビット７２０は、このねじ群に使用するだけでなく、ＪＩＳ規格で規定されている汎用的な十字穴に対しても使用可能であり、汎用性が高い。
また、この実施の形態では傾斜部７２の延長線Ｍ上に平行部７３の頭部頂面３１側の端部を位置させる必要はなく、延長線Ｍよりも若干内側にして、翼部平行部７３４との隙間を小さくしてもよい。このようにすれば、食い付き性をより向上させることができる。
【００５３】
なお、上記各実施の形態では、ビット係合穴として翼部が係合する放射状の翼部係合溝が４つの十字穴を例にとって説明したが、十字穴に限るものではなく、たとえば、放射状の翼部係合溝が３つあるいは５つ以上有するものでもよい。
また、十字穴の翼部係合溝の形状について、傾斜段部より下方の部分をＪＩＳ規格に準拠した規格形状部としたが、ＪＩＳ規格に準拠した形状でなくてもよく、要するに翼部係合溝の端壁部が、傾斜面部と平行部とを有する形状で、傾斜面部と平行部が傾斜段部でつながる形状となっていればよい。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】図１は本発明の一実施例に係るビット係合穴付きねじを示すもので、同図（Ａ）は穴形状部分を示す縦断面図、同図（Ｂ）はビット係合穴の平面図、同図（Ｃ）は同図（Ｂ）のＣ方向矢視図である。
【図２】図２（Ａ）は図１の段部が傾斜した十字穴を成形するパンチ翼部の部分斜視図、図２（Ｂ）は同図（Ａ）のパンチ翼部近傍のファイバーフロー状態を模式的に示す図、図２（Ｃ）は段部が水平の従来の十字穴を成形するパンチ翼部の部分斜視図、図２（Ｄ）は同図（Ｃ）のパンチ翼部近傍のファイバーフロー状態を模式的に示す図である。
【図３】図３は図１のビット係合穴付きねじの締付けに用いられる各種ビットを示すもので、同図（Ａ）は傾斜翼部を備えた汎用ビットを用いる場合の模式図、同図（Ｂ）は平行翼部を備えたビットを用いる場合の模式図、同図（Ｃ）は張り出し部付き傾斜翼部を備えた専用ビットを用いる場合の模式図である。
【図４】図４は異なるサイズの一群の十字穴付きねじと、このねじ群に用いられる締め付け工具用のビットとの組み合わせの実施の形態を示すもので、（Ａ）はＭ３乃至Ｍ５の第１群のねじに用いられるビットの構成を示す正面図、同図（Ｂ）はビットの底面図、同図（Ｃ）乃至（Ｆ）はＭ３乃至Ｍ５サイズのねじとビットの係合状態を示す図、同図（Ｆ）はＭ３乃至Ｍ５のねじ群の十字穴の寸法関係を示す説明図、同図（Ｇ）はＭ６，Ｍ８サイズの第２群のねじに用いられるビットの構成を示す正面図、同図（Ｈ）は同図（Ｇ）の底面図、同図（Ｉ）はＭ８サイズのねじとビットの係合状態を示す図、同図（Ｊ）はＭ６乃至Ｍ８のねじ群の十字穴の寸法関係を示す説明図である。
【図５】図５（Ａ）は図４の第１群のねじに設けられる十字穴の平行部深さとカムアウトトルクの関係を示すグラフ、図５（Ｂ）はｑ深さとカムアウトルクの関係を示すグラフである。
【図６】図６（Ａ）は平行部の深さと傾斜段部の傾斜角度の関係を示す図、図６（Ｂ）は平行部の作図例を示す図である。
【図７】図７（Ａ）は図４及び図５に示した各ねじ群のねじサイズに応じたｑ深さとリセス深さの関係を示すグラフ、図７（Ｂ）は図４及び図５に示した各ねじ郡のねじサイズにおけるｑ深さに対する平行部深さの比率を示すグラフである。
【図８】図８は異なるサイズの一群の十字穴付きねじと、このねじ群に用いられる締め付け工具用のビットとの組み合わせの他の実施の形態を示すもので、同図（Ａ）はビットの構成を示す正面図、同図（Ｂ）はビットの底面図、同図（Ｃ）乃至（Ｅ）はＭ３乃至Ｍ５サイズのねじとビットの係合状態を示す図である。
【図９】図９は従来の十字穴付きねじを示すもので、同図（Ａ）は穴形状とビットの組み合わせ状態を示す断面図、同図（Ｂ）はねじ頭部の平面図である。
【符号の説明】
【００５５】
１  ビット係合穴付きねじ
２  軸部
３  頭部、３１  頭部頂面
４  ビット係合穴
５  中心穴部、５１  底部
６  翼部係合溝
７  溝端壁
７１  傾斜部  、７１  ′  傾斜部
７２  傾斜段部
７３  平行部
７２（Ｍ３），７２（Ｍ４），７２（Ｍ５）  平行部
７２（Ｍ６），７２（Ｍ８）   平行部
８  溝側壁、８１  食い付き傾斜面
９  係合壁
Ａ  傾斜部７１の中心軸線Ｎに対する角度
Ｍ  傾斜部７１の延長線
Ｎ  中心軸線
γ  傾斜段部７４の傾斜角
δ  平行部７３の傾斜角
２０  ビット
２１  基部
２２  翼部
２３  翼部傾斜部
２４  翼部傾斜段部
２５  翼部平行部
Ｎ１  中心線
３００  パンチ
３０１  パンチ翼部
３０２  パンチ翼部傾斜部
３０３  パンチ翼部傾斜段部
３０４  パンチ翼部平行部
４１０  汎用ビット
４１１  基部
４１２  翼部  
４１２ａ  翼部の外側面
４２０  平行ビット
４２１  平行翼部、４２１ａ  外側面
５２０    ビット
５２１  基部
５２２  翼部
５２３  翼部傾斜部
５２４（Ｍ３），５２４（Ｍ４），５２４（Ｍ５）  翼部平行部
５２５  翼部傾斜段部
６２０  ビット
６２１  基部
６２２  翼部
６２３  翼部傾斜部
６２４（Ｍ６），６２４（Ｍ８）  翼部平行部
６２５  翼部傾斜段部
７２０  ビット
７２１  基部
７２２  翼部
７２２ａ  傾斜部
７２２ｂ  ストレート部
７３４（Ｍ３），７３４（Ｍ４），７３４（Ｍ５）  翼部平行部
【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】
2008256124.tif 000009
【図８】
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【図９】
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