(57)【要約】【課題】  トルク伝達効率を向上させたねじを提供する。【解決手段】  ねじ１０の頭部１１に十字穴１２を形成する。十字穴１２を、十字穴本体部１３とこれに連続する連続面部１５とから構成する。ドライバビット２０を、十字穴本体部１３に嵌合する十字形先端部２１と、この先端部２１に連続し前記連続面部１５に嵌合する連続部２２とから構成する。ねじ１１の取り付け及び取り外しでは、ドライバビット２０を十字穴１２に入れて回動する。このとき、連続面部１５と連続部２２との嵌合領域Ｓ２が増えることにより、ドライバビット２０のトルクをねじ１１に確実に伝達することができる。簡単な構成でトルク伝達効率が向上し、ねじ１１の取り付け及び取り外しが確実に行える。【選択図】        図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビットが嵌合するビット嵌合穴をねじ軸に沿って頭部に有するねじにおいて、
前記ビット嵌合穴を、ビット嵌合穴本体部と、これに連続し前記ねじ軸に対してほぼ平行な面からなる連続面部とから構成したことを特徴とするねじ。
【請求項２】
前記頭部の連続面部の周りに肉厚部を形成し、この肉厚部の有無によって使用するビットの識別を行うことを特徴とする請求項１記載のねじ。
【請求項３】
ビットが嵌合するビット嵌合穴をねじ軸に沿って頭部に有するねじにおいて、
前記頭部に肉厚部を設け、
この肉厚部に前記ビット嵌合孔を形成し、
このビット嵌合孔を、ビット嵌合穴本体部と、これに連続し前記ねじ軸に対してほぼ平行な面からなる連続面部とから構成したことを特徴とするねじ。
【請求項４】
前記連続面部のねじ軸方向での長さは、前記ビット嵌合穴本体部のねじ軸方向での長さに対して５〜５０％であることを特徴とする請求項１ないし３いずれか一つ記載のねじ。
【請求項５】
前記ビット嵌合穴を十字穴とし、前記肉厚部の外形を十字形としたことを特徴とする請求項２ないし４いずれか一つ記載のねじ。
【請求項６】
請求項１ないし５いずれか一つ記載のねじに用いられ、前記ビット嵌合穴に入り、前記ビット嵌合穴本体部に嵌合するビット先端部と、このビット先端部に連続し、前記連続面部に嵌合する連続部とを有することを特徴とするドライバビット。
【請求項７】
請求項１記載のねじの製造に用いられ、前記ビット嵌合穴を形成するための突出部と、この突出部に連続し、前記連続面部を形成するための基部とを有することを特徴とするねじ頭部形成用パンチ。
【請求項８】
請求項２ないし５記載のねじの製造に用いられ、前記ビット嵌合穴を形成するための突出部と、この突出部に連続し、前記連続面部を形成するための基部と、この基部に連続し、前記肉厚部を形成するための肉厚部形成溝とを有することを特徴とするねじ頭部形成用パンチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ドライバビットと係合して回転トルクを伝達するための十字穴などのビット嵌合穴を頭部に有するねじ及びドライバビット並びにねじ頭部形成用パンチ（ポンチ）に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
十字穴付きねじは、一般にプラスドライバ（十字ねじ回し（JIS B 4633))やドライバビットにより、締め付け及び取り外しが行われる。このような十字穴付きねじは十字形の穴によるトルク伝達効率が優れ、またビットの嵌合性、喰いつき性が良いので、広く利用されている。
【０００３】
しかし、焼き入れされたタッピングねじやドリルねじのように、締め付けに大きい推力を必要とする場合に、汎用のねじ用十字穴ではビット側の喰いつき面の損耗が激しく、喰いつき不能が発生することがあり、問題になっていた。
【０００４】
このため、特許文献１では、十字穴の穴形状を変えることで、大きなトルク伝達が可能で、且つ大きな推力に耐え得る大きい喰いつき面を確保するようにした十字穴形状が提案されている。また、このような十字穴に代わる特殊形成の穴を形成したねじも、特許文献２または３で提案されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−１７９５１９号公報
【特許文献２】特開平３−２９２４０７号公報
【特許文献３】特公平７−３７８０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１のものは、４つの係止溝を有しＪＩＳで規格されている十字穴に比べて、係止溝の外周面の幅を規格品よりも幅広にし、且つ係止溝の両側面の半径方向の長さを前記外周面の幅よりも短くした特殊形状になっており、十字穴を形成するパンチの製造に手間を要するという問題がある。同様にして、十字穴に代えた特殊形状のものを用いる特許文献２または３のものも、これらの凹穴を形成するパンチの製造に手間を要するという問題がある。
【０００７】
また、小ねじ、特に精密部品用の小ねじの場合には、ねじを締めつける際に頭部がねじ本体から千切れてしまう、いわゆる頭飛びが発生することがある。この頭飛びが発生すると、特に精密部品用の小ねじの場合に、頭部が千切れたねじ本体を取り出すことが困難となり、問題となっていた。
【０００８】
本発明は上記課題を解決するものであり、簡単な形状でありながら、トルク伝達効率の向上を図るとともに、ビットの嵌合性、喰いつき性が低下することがないようにし、しかも頭飛びの発生も無くしたねじ及びドライバビット並びにねじ頭部形成用パンチ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】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明では、ビットが嵌合するビット嵌合穴をねじ軸に沿って頭部に有するねじにおいて、前記ビット嵌合穴を、ビット嵌合穴本体部と、これに連続し前記ねじ軸に対してほぼ平行な面からなる連続面部とから構成したことを特徴とする。また、本発明は、頭部の連続面部の周りに肉厚部を形成し、この肉厚部の有無によって、使用するビットの識別を行うことを特徴とする。なお、ビット嵌合穴をほぼ同一幅で囲むようにして肉厚部を構成し、ビット嵌合穴とほぼ相似な形状とすることが好ましい。また、前記連続面部のねじ軸方向での長さは、前記ビット嵌合穴本体部のねじ軸方向での長さに対して５〜５０％であることが好ましい。なお、５％未満ではトルク伝達効率が上がらなくなり、また、５０％を超えると、製造効率が低下するとともに、ドライバビットの挿入時の操作性が損なわれるため、ともに好ましくない。また、前記ビット嵌合穴本体部は、例えば従来からある規格品（ＪＩＳ  Ｂ  １０１２（ねじ用十字穴）と同じ十字穴が好ましく用いられる。この十字穴はねじ軸に対して傾斜した４本の傾斜溝を有し、これらが十字形に配置される。また、これ以外の十字穴であってもよく、例えば、十字穴の対向する係止溝を一直線状に伸ばしてすりわりを形成したもの（マイナスのドライバビットでも回動する。）も含まれる。また、ビット嵌合穴は、十字穴に代えて、Ｙ字状の３枚羽根タイプのドライブビットに対応するＹ字穴であってもよい。
【００１０】
また、本発明は、ビットが嵌合するビット嵌合穴をねじ軸に沿って頭部に有するねじにおいて、前記頭部に肉厚部を設け、この肉厚部に前記ビット嵌合孔を形成し、このビット嵌合孔を、ビット嵌合穴本体部と、これに連続し前記ねじ軸に対してほぼ平行な面からなる連続面部とから構成することを特徴とする。
【００１１】
本発明のドライバビットでは、上記ビット嵌合穴付きねじに用いられ、前記ビット嵌合穴に入り、前記ビット嵌合穴本体部に嵌合するビット先端部と、このビット先端部に連続し、前記連続面部に嵌合する連続部とを有することを特徴とする。また、本発明のねじ頭部形成用パンチでは、前記ビット嵌合穴を形成するための突出部と、この突出部に連続し、前記連続面部を形成するための基部とを有することを特徴とする。また、本発明のねじ頭部形成用パンチでは、前記ビット嵌合穴を形成するための十字形突出部と、この十字形突出部に連続し、前記連続面部を形成するための基部と、この基部に連続し、前記肉厚部を形成するための肉厚部形成溝とを有することを特徴とする。なお、ドライバビットは、電動ドライバの先端などに装着されるものの他に、一般的な手回しのドライバ先端に一体的に形成されるものも含まれる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ビット嵌合穴を、ビット嵌合穴本体部と、これに連続しねじ軸に対してほぼ平行な面からなる連続面部とから構成することにより、ねじの取り付け及び取り外しの際に、ビット嵌合穴の他に連続面部を介して、トルクが伝達されるため、トルク伝達効率が向上し、例えばねじがさびてしまった場合などでも、確実にねじを回動することができ、容易にねじを取り外すことができる。また、精密小ねじの場合には、ねじ止めの際にいわゆるビット嵌合穴をビットがなめてしまい、嵌合不良が発生することがあったが、このような嵌合不良の発生がなくなる。
【００１３】
また、連続面部のねじ軸方向での長さは、ビット嵌合穴本体部のねじ軸方向での長さに対して５〜５０％にすることにより、ビットの挿入性を損なうことなく、トルク伝達効率の向上が図れる。しかも、この連続面部によってビットが保持されるため、ドライバビットが十字穴から飛び出そうとするいわゆるカムアウト現象を抑えることができる。
【００１４】
また、頭部の連続面部の周りに肉厚部を形成し、この肉厚部の有無によって使用するビットの識別を行うことにより、連続面部の補強を兼ねた識別マークとすることができ、誤って通常のドライバビットを用いることがなくなる。また、肉厚部を設けることで、頭部に形成されるビット嵌合孔がねじ本体部分よりも上方に位置することになり、頭部とねじ本体との連結部分がその分だけ肉厚になり、頭飛びの発生がなくなる。特に、精密部品用の小ねじでは、頭飛びが発生すると、頭飛びしたねじ本体を取り出すことが不可能になっていたが、このような状態を回避することができる。また、ビット嵌合穴をほぼ同一幅で囲んで、ビット嵌合穴と相似形状の例えば十字形に、肉厚部の外形を形成することにより、連続面部の補強を均一に行うことができる。
【００１５】
前記ビット嵌合穴に入り、前記ビット嵌合穴本体部に嵌合するビット先端部と、このビット先端部に連続し、前記連続面部に嵌合する連続部とを有するドライバビットを用いることにより、ビット先端部の他に連続部を介してトルクをドライバビットからねじに伝達することができ、ねじの取り付け及び取り外しを簡単にしかも確実に行うことができる。
【００１６】
前記ビット嵌合穴を形成するための突出部と、この突出部に連続し、前記連続面部を形成するための連続部とを有するねじ頭部形成用パンチを用いることにより、簡単にトルク伝達効率を向上させたねじを形成することができる。さらに、前記ビット嵌合穴を形成するための突出部と、この突出部に連続し、前記連続面部を形成するための基部と、この基部に連続し、前記肉厚部を形成するための肉厚部形成溝とを有することにより、カムアウトや頭飛びを防止した特殊ねじであることが容易に認識され、これに対応するビットを用いることができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１は本発明の十字穴付き皿小ねじを示す平面図、図２，図３は同断面図である。ねじ１０の頭部１１は皿形に形成されており、この頭部１１には十字穴１２が形成されている。十字穴１２は、十字穴本体部１３と、これに連続し、ねじ軸１４に対してほぼ平行な面からなる連続面部１５とからなる。
【００１８】
十字穴本体部１３は、従来のＪＩＳ規格品であるねじ用十字穴と同形状で構成されており、詳しくはＪＩＳ  Ｂ  １０１２で規定されている。十字穴本体部１３は、４つの傾斜溝１６を９０°ピッチで配置して十字形に構成されている。また、各傾斜溝１６はねじ軸１４に対して傾斜するテーパー面１６ａと、両側面１６ｂ，１６ｃとを備えている。
【００１９】
図２，図３に示すように、連続面部１５は、十字穴本体部１３の各傾斜溝１６のテーパー面１６ａ、両側面１６ｂ，１６ｃに連続するように形成された周面１５ａと、両側面１５ｂ，１５ｃとから構成されており、ねじ軸１４にほぼ平行に形成されている。これら各面１５ａ〜１５ｃのねじ軸１４に対する交差角度は５±０．５°であり、抜き取り勾配となるテーパー面とされている。この交差角度は、０〜１５°の範囲であればよく、好ましくは２〜７°である。また、連続面部１５の深さＤ１は、十字穴本体部１３の深さＤ２に対して５〜５０％の範囲であり、好ましくは８〜４０％であり、特に好ましくは２５〜４０％である。本実施形態では、深さＤ１はＤ２の３５±０．５％である。
【００２０】
なお、十字穴本体部１３の寸法は、用いるねじの大きさに応じて、１番〜４番に分けられており、各番手ごとにＪＩＳ  Ｂ  １０１２で各部の寸法が規格化されている。また、十字穴１２の長さＭ（図１参照）は、ねじ製品規格の規定により決定される。
【００２１】
図４（Ａ），（Ｂ）は、上記皿小ねじの締め付けまたは取り外しの際に用いられる本発明のドライバビットを示している。なお、（Ｃ）は従来の皿小ねじ５０とドライバビット５１の一例を示している。本発明のドライバビット２０は、前記十字穴１２に入り、前記十字穴本体部１３に嵌合する十字形先端部２１と、この十字形先端部２１に連続し、前記連続面部１５に嵌合する連続部２２とを有する。
【００２２】
したがって、ドライバビット２０による皿小ねじ１０の取り付け、または取り外しの際に、ドライバビット２０を皿小ねじ１０の十字穴１２に入れて回動すると、（Ｃ）に示すような従来の規格品である皿小ねじ５０に比べて、十字形先端部２１と十字穴本体部１３との間の嵌合領域Ｓ１の他に、（Ｂ）に示すように、連続面部１５と連続部２２との嵌合領域Ｓ２が増えることにより、充分なトルクをドライバビット２０から皿小ねじ１０に伝達することができ、取り付けまたは取り外しが確実に行われる。しかも、嵌合領域Ｓ２での嵌合はねじ軸にほぼ平行な面により行われるため、トルク伝達効率が上がる。このため、ねじ１０が錆び付いてしまった場合でも、連続面部１５と連続部２２との確実な嵌合によって、ねじ１０を確実に回動することができ、ねじ１０を簡単に外すことができる。また、連続面部１５と連続部２２との嵌合によって、ドライバビット２０から十字穴付き皿小ねじ１０が脱落することがなくなり、ねじ１０の取り付け操作性が向上する。
【００２３】
図５は、十字穴形成用のパンチの一例を示している。パンチ３０は、円柱体状に形成されており、その上端面に、十字穴形成用突起３１が設けられている。この十字穴形成用突起３１は、皿小ねじ１０の十字穴１２を形成するためのものであり、十字穴本体部１３を形成するための十字形先端部３１ａと、この十字形先端部３１ａに連続し、前記連続面部１５を形成するための基部３１ｂとを有する。
【００２４】
このパンチ３０は、周知の図示しないヘッダ装置に取り付けられる。ヘッダ装置は、ワイヤのような線材を加工してねじを作成する装置であり、線材切断部とダイスとラムと駆動部とを備えている。線材切断部は線材を小ねじ形成用長さで切り出す。この切り出された線材（ワーク）には、ダイスとパンチとにより、頭部及び十字穴が形成される。ラムにはパンチ３０が取り付けられ、このラムが駆動部によってダイスに対して前進後退し、ワークに頭部及び十字穴が形成される。ヘッダ装置で十字穴が形成されたワークは、図示しない周知のフォームローリング装置により、雄ねじ部が形成される。
【００２５】
次に、図６を参照して本発明の第２実施形態について説明する。なお、図１〜図３に示す第１実施形態と同一構成部材には同一符号を付して重複した説明を省略する。この第２実施形態の皿小ねじ６０では、通常の十字穴と本発明の十字穴１２とが容易に識別可能なように、肉厚部６１を設けている。そして、この肉厚部６１の外形を十字穴の形状と相似の十字形にし、頭部６２の形状を通常のものと変えることで、本発明の皿小ねじ６０であることを容易に識別可能にしている。これにより、誤って通常のドライバビットを用いることがなくなる。なお、肉厚部６１の高さＨ１は０．５ｍｍ、連続面部１５の高さＤ１は１．３ｍｍであるが、これらは適宜変更してよい。
【００２６】
図７は、頭飛び対策を施した皿小ねじの一例を示すもので、（Ａ）の皿小ねじ６２では、連続面部１５の高さＤ１に対して肉厚部６１の高さＨ１を大きく（Ｄ１＜Ｈ１）している。これにより、（Ｃ）に示す従来の皿小ねじ６４に比べて十字穴１２の底部が底上げされて、頭部６２ａとねじ本体６２ｂとの間の肉厚ｔ１が従来のねじ６４の肉厚ｔ３に比べて大きくなる。したがって、頭部６２ａとねじ本体６２ｂとの連結強度を上げることができ、頭飛びの発生が抑えられる。また、（Ａ）に示すように、肉厚部高さＨ１と連続面部高さＤ１との差によって、頭部６２ａとねじ本体６２ｂとの間の肉厚ｔ１を確保する代わりに、（Ｂ）に示す皿小ねじ６３のように、頭部６３ａの高さＨ２を従来のねじ６４の頭部高さＨ３に比べて高くすることでも、同じように頭部６３ａとねじ本体６３ｂとの連結強度を上げることができ、同様に頭飛びの発生が抑えられる。なお、この場合にも、頭部６３ａに小穴や切欠き、溝などの特殊ねじ識別マークを形成しておくことで、カムアウトや頭飛びを防止した特殊ねじであることが容易に認識可能になる。また、ねじの材質などによって充分なトルクが確保される場合には、上記（Ａ），（Ｂ）において、連続面部１５は省略して十字穴本体部１３のみとしてもよく、この場合にも頭飛びの発生を抑えることができる。
【００２７】
上記各実施形態では皿小ねじを例にとって説明したが、図８に示すなべ小ねじ６５や、その他の各種頭部形状のものに実施してよい。この場合にも、十字穴６６の連続面部６７に対応させて肉厚部６８を形成する。なお、肉厚部６８の高さは必ずしも連続面部６７の高さと同じである必要はなく、適宜変更してよい。
【００２８】
図９〜図１１は、なべ小ねじの頭部形成用パンチの一例を示すもので、このパンチ７０は円柱体状に形成されており、その上端面７０ａに、頭部形成用凹部７１が形成されている。頭部形成用凹部７１は、なべ小ねじ用であれば、前記線材の先端をなべ形にするような形状で形成されている。そして、この凹部７１の中心には、十字穴形成用突起７２と、肉厚部形成用溝７３と、肉厚部外形形成用の凸部７４とが設けられる。十字穴形成用突起７２は、皿小ねじ１０の十字穴１２と同様に構成されており、十字穴本体部１３に嵌合する十字形先端部７２ａと、この十字形先端部７２ａに連続し、前記連続面部１５に嵌合する基部７２ｂとを有する。また、肉厚部形成用溝７３は、肉厚部６８を形成するための凹部から構成されている。肉厚部外形形成用凸部７４は、肉厚部形成用溝７３に連続して形成されており、この凸部７４によって肉厚部６８の外形が十字に形成される。
【００２９】
なお、上記各実施形態では、小ねじを例にして説明したが、ねじはこれらに限られず、各種ねじに適応が可能である。例えば、木ねじやタッピングねじであってもよい。また、頭部の形状は、皿やなべの代わりに、丸、平、丸平、丸皿、トラス、ブレジャ、バインド、チーズなどであってもよい。丸、なべ等の頭部形状のねじを製造する場合には、図９〜図１１に示すようなパンチ７０を用いる。また、材料はねじとして用いることができるものであればよく、各種金属の他に合成樹脂などであってもよい。合成樹脂の場合には、成形時に上記のような、連続面部を有する十字穴を形成する。また、ねじは本実施形態の皿小ねじの他に、なべ、丸皿、丸などの各種ねじに適用することができる。
【００３０】
また、ＪＩＳに規定されるような十字穴本体部１３，６６に代えて、この規定以外の十字穴に対しても、上記の連続面部１５を有するように構成することで、本発明を実施することができる。また、対向する傾斜溝を一直線上に連続させてマイナスドライバも使用可能にしたすりわり付きの十字穴に対して、本発明を実施してもよい。また、十字穴に代えて、Ｙ字状の３枚羽根タイプのビットに対応するように、Ｙ字穴をビット嵌合穴としたものに、本発明を実施してもよい。この場合には、Ｙ字穴本体に連続するように連続面部を形成する。また、この連続面部を囲むように肉厚部を形成し、この肉厚部の外形をＹ字穴と相似にし、カムアウトや頭飛びを抑えた特殊ねじであることを一般のねじに対して容易に識別可能にする。
【００３１】
識別マークとしての肉厚部形状は、図６，図８に示すものの他に、図１２に示すように、帯状肉厚部８０としてもよく、この場合にも、この肉厚部８０によって皿小ねじ８１が特殊ねじであることが識別可能になり、且つ肉厚部８０によって垂直面部１５が補強される。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の十字穴付き皿小ねじを示す平面図である。
【図２】図１におけるII−II線に沿う縦断面図である。
【図３】図２におけるIII −III 線に沿う横断面図である。
【図４】（Ａ），（Ｂ）は本発明の皿小ねじの締め付けまたは取り外しの際に用いられるドライバビットと皿小ねじとを示す一部を切り欠いた側面図であり、（Ｃ）は比較のために示す従来の皿小ねじとドライバビットとを示す一部を切り欠いた側面図である。
【図５】本発明の十字穴形成用のパンチの一例を示す正面図である。
【図６】他の実施形態における皿小ねじを示す斜視図である。
【図７】他の実施形態における皿小ねじを示す縦断面図である。
【図８】他の実施形態におけるなべ小ねじを示す斜視図である。
【図９】なべ小ネジの頭部形成用パンチの一例を示す平面図である。
【図１０】同パンチの側面図である。
【図１１】同パンチの十字穴形成用突出部を示す拡大した正面図である。
【図１２】他の実施形態における皿小ねじの（Ａ）は平面図、（Ｂ）は縦断面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１０  ねじ
１１  頭部
１２  十字穴
１３  十字穴本体部
１４  ねじ軸
１５  連続面部
１６  傾斜溝
２０  ドライバビット
２１  十字形先端部
２２  連続部
３０  パンチ
３１  十字穴形成用突起
３１ａ  十字形先端部
３１ｂ  基部
６０，６２，６３，６４  皿小ねじ
６１  肉厚部
６２  頭部
６５  なべ小ねじ
６６  十字穴
６７  連続面部
６８  肉厚部
７０  パンチ
７１  頭部形成用凹部
７２  十字穴形成用突起
７３  肉厚部形成用溝
７４  肉厚部外形形成用の凸部
８０  帯状肉厚部
８１  皿小ねじ
Ｓ１、Ｓ２  嵌合領域
【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】
2005106269.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2005106269.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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