(57)【要約】【課題】折版屋根材に天井材を簡単かつ迅速に取り付けることができる締結具を提供する。【解決手段】鋼板Ａに取付部材１１の板部１１ａを締結するための締結具であって、六角頭付きボルト１と、該ボルト１の軸２の雄ねじ３に螺合する締み止め用のナット３とを含む。ボルト１の軸２の先端にはセルフドリリング用の切削刃７を有する。切削刃７の外径寸法をＷ１とし、雄ねじ３のねじ山の谷径寸法Ｗ２としたとき、Ｗ１≦Ｗ２の関係となるように寸法設定されている。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
頭付きボルト１と、該ボルト１の軸２の雄ねじ３に螺合するナット５とを含み、
ボルト１の軸２の先端にセルフドリリング用の切削刃７を有し、
切削刃７の外径寸法をＷ１とし、雄ねじ３のねじ山の谷径寸法をＷ２としたとき、Ｗ１≦Ｗ２の関係となるように寸法設定されていることを特徴とする締結具。
【請求項２】
鋼板Ａに、通孔１２を有する取付部材１１の板部１１ａをねじ止めするための締結具であって、頭付きボルト１と、該ボルト１の軸２の雄ねじ３に螺合するナット５とを含み、
ボルト１の軸２の先端にセルフドリリング用の切削刃７を有し、
切削刃７の外径寸法をＷ１とし、雄ねじ３のねじ山の谷径寸法をＷ２としたとき、Ｗ１≦Ｗ２の関係となるように寸法設定されていることを特徴とする締結具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋼板などの板材にねじ込まれるセルフドリリング・ボルトを含む締結具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
鋼板どうし、又は鋼板に各種の部材をねじ止めする際に、セルフドリリングビスが多用されている。これによれば、ねじ止め作業は容易であるが、締結後のビスにロックナットの類を螺合できないので、緩み止めには難がある。
【０００３】
この点、通常の頭付きボルトであれば、突出するボルト軸の雄ねじにロックナットを螺合することにより、締結後の緩み止めが図れる。しかし、対象の鋼板などに通孔を明け、この通孔にボルト軸を挿通することになるので、通孔を設ける分だけ手間が掛かる。
【０００４】
例えば、屋根材に天井材を取り付ける従来例に特許文献１がある。この取付構造は、図９に示すごとく、鋼板製の折版屋根材１５の山部に吊り下げられた長尺の吊ボルト３１と、吊ボルト３１の下端にハンガー１７および野縁受１８を介して止め付けられる天井材１６とからなる。吊ボルト３１は、上下端に雄ねじ３２・３３を有する。
【０００５】
【特許文献１】
特開平０７−２２９２３２号公報（図１）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
そこでは、まず折版屋根材１５の山部に、この上面外側から貫通孔を明け、この貫通孔に吊ボルト３１を通し、これの上端の雄ねじ３２に折版屋根材１５の山部の外側からナット５を螺合し、該山部に吊ボルト３１を下方へは抜け止め状に垂り下げる。次に、吊ボルト３１の下端の雄ねじ３３に止めナット３５・３５でハンガー１７を取り付け、ハンガー１７に野縁受１８を固定し、この野縁受１８に天井材１６を止め付けている。
【０００７】
問題は、折版屋根材１５にこれの上面外側から貫通孔を予め形成し、この貫通孔に吊ボルト３１を通す形態を採る。そのため、貫通孔の形成時には、折版屋根材１５の下方に存する鉄骨や間仕切り板などの配置状況を視認できず、折角の貫通孔を設けても、これに吊ボルト３１を鉄骨等が邪魔になって垂り下げることができない事態を招くことにある。
【０００８】
そこで本発明の目的は、頭付きボルトでありながら、これがセルフドリリング機能を有する締結具を得るにある。そのうえで、本発明の命題は、締結後の緩み止め機能を確実に発揮させることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る締結具は、図１に示すように、頭付きボルト１と、該ボルト１の軸２の雄ねじ３に先端側から螺合するナット５とを含み、ボルト１の軸２の先端にセルフドリリング用の切削刃７を有する。そのうえで、図２に示すごとく、切削刃７の外径寸法をＷ１とし、雄ねじ３のねじ山の谷径寸法をＷ２としたとき、Ｗ１≦Ｗ２の関係となるように寸法設定されていることを特徴とする。ボルト軸２を切り通す対象の板材は、図１の鋼板Ａに限られずプラスチック成形品であってもよい。
【００１０】
具体的には、鋼板Ａに、通孔１２を有する取付部材１１の板部１１ａをねじ止めするための締結具であって、頭付きボルト１と、該ボルト１の軸２の雄ねじ３に螺合するナット５とを含み、ボルト１の軸２の先端にセルフドリリング用の切削刃７を有し、切削刃７の外径寸法をＷ１とし、雄ねじ３のねじ山の谷径寸法をＷ２としたとき、Ｗ１≦Ｗ２の関係となるように寸法設定されていることを特徴とする。鋼板Ａとしては、０．２５〜１．０ｍｍ厚のものが用いて好適である。
【００１１】
【作用】
図１において、頭付きボルト１は、軸先端の切削刃７を鋼板Ａにこれの下方から押し当てて回転させると、まず切削刃７が鋼板Ａに下穴１３を貫通状に明ける。引き続いて、鋼板Ａの下穴１３の開口内周面が塑性変形を受ける。鋼板Ａの板厚および硬度と、ボルト１の雄ねじ３の硬度との関係で、雄ねじ３のねじ山は、これがつぶれて変形しない状態にあることを要する。最後に、鋼板Ａ上に突き出たボルト軸２の先端の雄ねじ３にナット５を切削刃７に通したのち螺合する。鋼板Ａの厚みが１．０ｍｍを上回ると、雄ねじ３が下穴１３の開口内周面にねじ切り作用をするようになり、雄ねじ３に変形を生じるおそれがあるので、鋼板Ａの板厚は１．０ｍｍ好ましくは０．８ｍｍ以下であることが望ましい。
【００１２】
本発明は、２枚の鋼板Ａ・Ａどうしを重ね合わせた状態でボルト１とナット５とで締結するためにのみ用いることができる。または、図１に示すごとき取付部材１１を鋼板Ａに取り付ける場合にも用いることができ、この場合は取付部材１１の板部１１ａに予め設けてある通孔１２にボルト軸２を通したのち、１枚又は２枚の鋼板Ａにボルト軸２を切削刃７で貫通させることになる。板部１１ａに予め通孔１２が設けられていると、板部１１ａの厚みは問題外となり、ボルト軸２の長さを選べば足りることになる。
【００１３】
【発明の効果】
本発明によれば、鋼板Ａに代表される対象の板部材にタッピングねじを用いる際のようなねじ下穴を明ける面倒な手間を必要とせず、既存のセルフドリリングビスと同等の扱いでよい。その一方で、対象の板部材（鋼板Ａ）にボルト軸２を切削刃７で下穴１３を明けながら切り通したのち、ボルト軸２の突出端側において雄ねじ３にナット５を螺合できる。従って、ナット５によるロック機能が働き、振動や熱収縮を受けても、板部材に対する取付部材１１の締結状態を確実に維持できる。
【００１４】
本発明では、切削刃７の外径寸法Ｗ１が、ボルト１軸２の雄ねじ３のねじ山の谷径寸法Ｗ２と同等か、若しくはそれよりも僅かに小さく寸法設定されている。これにより切削刃７を先行させてボルト軸２を鋼板Ａに挿通する際に、雄ねじ３が潰れないようになっている。従って、この雄ねじ３にナット５を支障なく螺合できる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図２は本発明に係る締結具の実施例を示しており、六角頭付きボルト１と、このボルト１の軸２の雄ねじ３に螺合するナット５とからなる。ボルト１は、回転操作用の六角形の頭部６を有し、軸２の先端にセルフドリリング用の切削刃７が形成されている。
【００１６】
図２において、ボルト１は切削刃７の外径寸法をＷ１とし、雄ねじ３のねじ山の谷径寸法をＷ２としたとき、Ｗ１≦Ｗ２の関係式を満たすように寸法設定されている。ナット５の雌ねじ９におけるねじ山の外径寸法Ｗ３は、雄ねじ３の前記谷径寸法Ｗ２よりも僅かに大きい。
【００１７】
次に本発明に係る締結具を用いて、端部どうしを重ね合わせた鋼板Ａ・Ａに対して取付部材１１を締結する要領を説明する。まず、鋼板Ａ・Ａどうしを重ね合わせたうえで、その重合部の下面に取付部材１１の板部１１ａを当て付け、ボルト１の切削刃７を板部１１ａの通孔１２に挿通し、切削刃７の先端を鋼板Ａの下面に突き当て、動力工具で頭部６をつかんでボルト１を回転させる。これにより切削刃７は、そのセルフドリリング機能により２枚の鋼板に下穴１３を貫通状に形成する。同時に、ボルト頭部６の端面が、下側の鋼板Ａの下面に当接するまでボルト１を上方に押し上げて、ボルト軸２の雄ねじ３の先端部が上側の鋼板Ａの上方に突き出るようにする。その際、ボルト軸２の雄ねじ３は、切削刃７で先行して明けられた下穴１３の開口内周面に係合して塑性変形を加える。但し、鋼板Ａの厚さが０．８ｍｍ程度以下であれば、下穴１３の開口内周面にねじ切り作用をするまでには到らない。
【００１８】
かくして、鋼板Ａから突き出たボルト軸２の先端側の雄ねじ３に、切削刃７の側（上方）からナット５をねじ込む。これにより、図１に示すごとく、ボルト１の頭部６とナット５とで両鋼板Ａ・Ａを重合状態に締結できるとともに、両鋼板Ａ・Ａに対して取付部材１１の板部１１ａを締結固定できる。
【００１９】
（第１実施例）  図３および図４は、本発明に係る締結具を用いて、０．８ｍｍ厚の塗装鋼板からなる折版屋根材１５に天井材１６を取り付ける構造の第１実施例を示す。この天井材取付構造では、折版屋根材１５に縦長の天井吊材１１の上端が本発明の締結具でボルト止めされ、天井吊材１１の下端にハンガー１７およびに野縁受１８を介して天井材１６が周知の工法で取り付けられる。
【００２０】
ここでの天井吊材１１は前述の取付部材に相当し、上端に水平状の板部１１ａが直角に折り曲げ形成されており、この板部１１ａに前記通孔１２が形成されている。ここでの折版屋根材１５は前述の鋼板Ａに該当する。
【００２１】
凹凸状に折り曲げ形成された折版屋根材１５・１５どうしは、左右の端部どうしを平坦頂部１５ａ・１５ａにおいて上下に重ね合わせ、その平坦頂部１５ａ・１５ａに、これの下方側から天井吊材１１の板部１１ａが六角頭付きボルト１とナット５とによって前述の要領で締結される。
【００２２】
図４において、上側の折版屋根材１５の平坦頂部１５ａとナット５との間には、弾性を有する防水シール２０と、防水シール２０の上面を覆う座金２１とが介在している。
【００２３】
上記の天井材取付構造によれば、折版屋根材１５の下面側からボルト１を打ち込む形態であるから、折版屋根材１５の下方に存する鉄骨や仕切り板などの障害物の配置状況をよく視認しながら、天井吊材１１を取り付けることができる。従って、折版屋根材１５の外側上方より貫通孔を形成したのち吊ボルト３１を打ち込んでいた従来形態（図９参照）とは異なり、貫通孔の無駄打ちがなく、天井構築の作業効率の向上を図れる。
【００２４】
（第２実施例）  図５は前記ナット５に関する本発明の第２実施例を示しており、中空状のプラスチック製の化粧キャップ２２に、ナット５が一体にインサート成形されている。
【００２５】
すなわち化粧キャップ２２は、上壁２３を有する上部２２ａの外面が六角の角筒状に形成され、径大化された円筒状の下部２２ｂの内側にナット５が一体に埋設されている。六角頭付きボルト１のねじ軸２に対して、化粧キャップ２２の上部２２ａにスパナなどの工具を係合することにより、ナット５をねじ軸２の雄ねじ３に螺合できる。この締結状態において、ねじ軸２の切削刃７を含む先端部は化粧キャップ２２の中空内部２５に入り込んでいる。符号２６は弾性シール材である。その他の構成は第１実施例と同じであるから、同一の部材には同一の符号を付して説明を省略する。
【００２６】
第２実施例によれば、化粧キャップ２２でねじ軸２の先端部分およびナット５の外周全体が覆われているので、外観上の体裁が良い。弾性シール材２６で雨水の浸入もよく防止できる。この第２実施例の化粧キャップ２２では、上部２２ａの外面を円筒状に形成し、下部２２ｂの外面を角筒状に形成することにより、この下部２２ｂに回転操作するための工具を係合できるようにしてもよい。
【００２７】
（第３実施例）  図６は、第２実施例（図５）を変形させた本発明の第３実施例を示す。この場合の化粧キャップ２２は、内部に雌ねじ９を有するねじ孔が形成された袋ナット５になっており、全体がプラスチック材で成形されている。化粧キャップ２２の上部２２ａは、上壁２３を有して外周面が円形の円筒状に形成され、径大化された下部２２ｂは、外周面が六角形で工具が係合できる角筒状に形成されている。これによれば、化粧キャップ２２すなわちナット５のねじ孔をボルト軸２に先端側から嵌合すると、雌ねじ９が雄ねじ３に螺合する。その他の構成は第１実施例と実質的に同一であるから、同一部材には同一符号を付して説明を省略する。
【００２８】
（第４実施例）  図７は第３実施例（図６）を変形させた本発明の第４実施例を示す。この場合の化粧キャップ２２は上壁２３を有する縦長の筒状に形成されており、内部筒孔２７の内周面にフィン状の係合片２９が上下多段状に形成されている。この化粧キャップ２２も本発明で言うところのナット５に該当する。これによれば、化粧キャップ２２すなわちナット５は、これをボルト軸２に先端側から嵌合して回転操作すると、係合片２９が雌ねじ９の作用をして雄ねじ３に係合する。他の構成は第１実施例と同じであるから、同一部材には同一符号を付して説明を省略する。
【００２９】
（第５実施例）  図８は、本発明に係る締結具を用いて、前記折版屋根材１５にこれの略三角形状の開口面を塞ぐ軒先面戸３０を取り付ける構造の第５実施例を示す。軒先面戸３０は、０．５ｍｍ厚の塗装鋼板製であって、これの上端に板部３０ａが直角に折り曲げ形成されたプレス成形品からなり、折版屋根材１５・１５どうしが重なる端部の平坦頂部１５ａ・１５ａに、前記板部３０ａが本発明の締結具で取り付けられる。
【００３０】
本発明の締結具を使って折版屋根材１５に軒先面戸３０を取り付けるには、面戸３０の板部３０ａを折版屋根材１５の平坦頂部１５ａに下面側から当て付け、六角頭付きボルト１の切削刃７を板部３０ａに下方から突き当て、ボルト１を回転操作することにより、板部３０ａついで折版屋根材１５にボルト軸２を貫通させて、ボルト軸２の先端側を折版屋根材１５の上方に突出させる。次いで、折版屋根材１５から突出したボルト軸２の先端の雄ねじ３にナット５をねじ込んで締結している。この締結要領の詳細は第１実施例で説明のとおりである。第５実施例における軒先面戸３０は、本発明で言うところの取付部材１１に相当する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る締結具の使用要領を説明する縦断面図
【図２】図１の構成部材の分解図
【図３】第１実施例の断面図
【図４】図３における要部の拡大縦断面図
【図５】第２実施例の縦断面図
【図６】第３実施例の縦断面図
【図７】第４実施例の縦断側面図
【図８】第５実施例の縦断面図
【図９】従来例を示す縦断面図
【符号の説明】
１  ボルト
２  軸
３  雄ねじ
５  ナット
９  雌ねじ
７  切削刃
１１  取付部材
１１ａ  取付部材の板部
Ａ  鋼板
Ｗ１  切削刃の外径寸法
Ｗ２  雄ねじの谷径寸法
【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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