(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
頭部（１）と軸部（２）とこの軸部（２）の少なくとも一部にわたって延びているねじ山（３）とを有し、前記頭部（１）は軸部（２）方向に向かって先細となってゆく座面（４）と基礎輪郭（５）とを有し、前記基礎輪郭は軸部（２）とは反対側の第一頭部区域（５ａ）において第一角度（α）でテーパし、軸部（２）側の第二頭部区域（５ｂ）において第一角度よりも小さな第二角度（β）でテーパしている皿ねじにおいて、
前記座面（４）の領域に摩擦リブ（６）が配置され、前記摩擦リブは前記頭部区域（５ａ，５ｂ）にわたって延びるとともにその外縁（Ｋ）は頭部（１）のテーパした基礎輪郭（５）に追従しており、これによりその摩擦リブ（６）の外縁（Ｋ）のそれぞれ第一頭部区域（５ａ）に位置する第一縁区域（６ａ）と第二頭部区域（５ｂ）に位置する第二縁区域（６ｂ）とは互いに鈍角（γ）を形成することになり、その際座面（４）は頭部（１）のテーパした基礎輪郭（５）よりも軸部（２）側に向かって径方向に引っ込んでいるように構成し、前記摩擦リブ（６）は前記座面（４）に向かって幅が広くなるよう、互いに対称的に形成された平面からなる２つの側面（６ｃ，６ｄ）を備えており、前記摩擦リブ（６）は各頭部区域（５ａ，５ｂ）のところで凸面形状を有することを特徴とする皿ねじ。
【請求項２】
前記第一角度（α）は約９０°、前記第二角度（β）は約４０°〜６０°であることを特徴とする請求項１に記載の皿ねじ。
【請求項３】
前記摩擦リブ（６）の第一縁区域（６ａ）が配置された第一頭部区域（５ａ）の軸方向長さ（ＨB）は座面（４）の軸方向長さ（ＨA）のおよそ６０％を上回らないことを特徴とする請求項１または２に記載の皿ねじ。
【請求項４】
前記摩擦リブ（６）の第二縁区域（６ｂ）が配置された第二頭部区域（５ｂ）の軸方向長さ（ＨC）は座面（４）の軸方向長さ（ＨA）のおよそ６０％を上回らないことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の皿ねじ。
【請求項５】
前記摩擦リブ（６）の長手方向部分（ＬR）は座面（４）の母線に沿って延びるとともに前記長手方向部分の投影（Ｐ）はねじ中心軸（Ｘ−Ｘ）が頭部（１）を貫く部分と重なり合っていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の皿ねじ。
【請求項６】
前記ねじ山（３）は軸部（２）にわたって少なくとも部分的に一定の外径（Ａ）を保って延びるねじ山の縁部（７）を有し、摩擦リブ（６）の第一縁区域（６ａ）は―下側から眺めて―外側はほぼ頭部（１）の半径（ＲK）によりその外側が、ほぼ外径（Ａ）によってその内側が境界付けられた環状区域内に配置されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の皿ねじ。
【請求項７】
前記ねじ山（３）は軸部（２）にわたって少なくとも部分的に一定の外径（Ａ）を保って延びるねじ山の縁部（７）を有し、その際摩擦リブ（６）の第二縁区域（６ｂ）は―下側から眺めて―ほぼねじ山（３）の外径（Ａ）によりその外側が、ほぼ軸部（２）の外側の半径（ＲS）によってその内側が境界付けられた環状区域内に配置されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の皿ねじ。
【請求項８】
摩擦リブ（６）の外縁（Ｋ）は側面（６ｃ，６ｄ）を境界付けている縁面（幅Ｂ）によって形成されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の皿ねじ。
【請求項９】
前記縁面（幅Ｂ）の幅（Ｂ）はおよそ０，３ｍｍ〜０，７ｍｍであることを特徴とする請求項８に記載の皿ねじ。
【請求項１０】
前記座面（４）は摩擦リブ（６）の長手方向部分（ＬＲ）全体にわたって円弧（半径Ｒ）によって限定された変化していく高さ（ＨR）分だけ頭部（１）の基礎輪郭（５）よりも引っ込んでいることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の皿ねじ。
【請求項１１】
前記摩擦リブ（６）の外縁（Ｋ）の高さ（ＨR）は摩擦リブ（６）の長手方向部分（ＬＲ）全体にわたり、座面（４）に対して相対的に０の値から出発して、第一頭部区域（５ａ）の少なくとも一部の区域において増加し、第二頭部区域（５ｂ）の少なくとも一部の区域において減少して再び座面（４）に対して相対的に０の値で終わることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の皿ねじ。
【請求項１２】
前記座面（４）に対する摩擦リブ（６）の相対的な高さ（ＨR）の最大値は頭部（１）の外側の半径（ＲK）が約４〜５ｍｍの場合に約０，３〜０，７ｍｍであることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の皿ねじ。
【請求項１３】
前記摩擦リブ（６）の本数が２ないし８本であることを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載の皿ねじ。
【請求項１４】
少なくともいくつかの摩擦リブ（６）が第一縁区域（６ａ）において頭部（１）の基礎輪郭（５）に較べ突き出し寸法（Ｍ）だけ―軸部（２）から見て―外側へ突き出していることを特徴とする請求項１〜１３のいずれかに記載の皿ねじ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、頭部と軸部とこの軸部の少なくとも一部にわたって延びているねじ山とを有し、前記頭部は軸部方向に向かって先細となってゆく座面と基礎輪郭とを有し、前記基礎輪郭は軸部とは反対側の第一頭部区域において第一角度でテーパし、軸部側の第二頭部区域において第一角度よりも小さな第二角度でテーパしている皿ねじに関する。
【０００２】
この種の皿ねじは公知である。それはたとえば頭部にドライバを作用させるためのねじ込み用窪み、たとえばマイナス溝または十字溝を有していてよい。軸部の自由端は尖端として形成されていてよい。ここでは、ねじ込まれる材料にねじ立てないしねじ切り作用をおよぼす皿ねじが扱われる。頭部にねじ込み用窪みを設けるための十分なスペースが得られるように、頭部は適切に大きく形成されていなければならない。これを達成するため、軸部方向に向かって円錐状に傾斜してゆく座面のために２つの異なった頭部区域が設けられ、この区域において座面はそれぞれ異なった角度の傾斜を形成している。こうした構成において第一角度は公知のものでは好ましくは約９０°、第二角度は約４０°〜６０°である。
【０００３】
頭部にはねじ山が設けられていないことから、大きな皿頭を具えたねじはそれが完全にまたはほぼ完全にねじ込まれると特に材料表面に望ましくない材料破壊、たとえば  −  材料の種類に応じ  −  割れ、裂けまたは望ましくない変形を引き起こす。
【０００４】
本発明の課題は冒頭に述べた類の皿ねじを改良し、前記の不適な現象を回避できるようにすることである。
【０００５】
前記課題は、冒頭に述べたタイプの皿ねじにおいて、座面の領域に摩擦リブが配置され、この摩擦リブは頭部区域にわたって延びるとともにその外縁は頭部のテーパした基礎輪郭に追従しており、これによりその摩擦リブの外縁のそれぞれ第一頭部区域に位置する第一縁区域と第二頭部区域に位置する第二縁区域とは互いに鈍角を形成することになり、その際座面は頭部のテーパした基礎輪郭よりも軸部側に向かって径方向に引っ込んでいるように構成されることによって解決される。
【０００６】
本発明による皿ねじにより、特に軟質材料たとえば木材へのねじ込みに際し、従来のねじに比較して材料破壊の低下、特に割れ作用の低下が達成される。さらに、座面はテーパした頭部基礎輪郭よりも径方向において軸部側に向かって引っ込んでいることにより従来のねじよりも頭部体積がわずかとなっているため、ねじ込みにあたっての材料排除はより少なくなる。溝が設けられしかも頭部がそれほど重厚に形成されていないにもかかわらず、摩擦リブの安定効果によって本発明による皿ねじの十分に高い頭部強度が保証される。
【０００７】
本発明のその他の好適な構成特徴は下位請求項ならびに以下の説明に述べられている。
【０００８】
以下、図面に示した好ましい実施形態に基づいて本発明を詳細に説明する。
【０００９】
図面の各図において同一の部品には同一の符号が付されていることから、符号の説明は通例それぞれ１回だけしか行われていない。
【００１０】
図面が示すように、本発明による皿ねじは頭部１、軸部２および軸部２にわたって少なくとも部分的に延びたねじ山３を有している。頭部１はさらに軸部２の方向に向かって先細となってゆく座面４を有している。さらに頭部１は基礎輪郭５を有しており、この輪郭は軸部２とは反対側の第一頭部区域５ａが第一角度αでテーパし、軸部２側の第二頭部区域５ｂが第一角度よりも小さい第二角度βでテーパしている。ここで第一角度αは好ましくは約９０°、第二角度βは好ましくは約４０°〜６０°とすることができる。こうした構成により頭部１の形状が相対的に狭小であるにもかかわらず、詳しくは触れていないが図１に破線で示した、ドライバを作用させるための十字溝のために十分なスペースを確保することが可能である。
【００１１】
座面４の領域には摩擦リブ６が配置されており、この摩擦リブは両方の頭部区域５ａ，５ｂにわたって延びている。摩擦リブ６の外縁Ｋは頭部１のテーパした基礎輪郭５に実質的に沿っている。これにより摩擦リブ６の外縁Ｋのそれぞれ第一頭部区域５ａに位置する第一縁区域６ａと第二頭部区域５ｂに位置する第二縁区域６ｂとは互いにそれぞれ鈍角γを形成することとなり、これはねじを軸方向において材料中に容易に押し込むことを助ける。座面４は頭部１のテーパした基礎輪郭５よりも軸部２側に向かって凹面を形成していくように径方向に引っ込んでおり、これによりねじ込み時の材料排除を最少とすることができる。この場合、摩擦リブ６の存在は頭部１の断面の高い断面二次モーメントと共にねじに要求されるねじり強さを保証することとなる。
【００１２】
図示した実施形態では４本の摩擦リブ６が設けられているが、この本数はそれ以上とすることもそれ以下とすることも可能であり、たとえば３本、６本、８本またはそれ以上とすることができる。摩擦リブ６の数とその形状構成とにより本発明による皿ねじのねじ込み時に生ずる所望の効果を段階的に調整し、これにより材料に適合させることが可能である。
【００１３】
摩擦リブ６の第一縁区域６ａが配置された第一頭部区域５ａの軸方向長さＨBは座面４の軸方向長さＨAのおよそ６０％を越えないようにするのがよい。同様に摩擦リブ６の第二縁区域６ｂが配置された第二頭部区域５ｂの軸方向長さＨCも座面４の軸方向長さＨAのおよそ６０％を越えないようにするのがよい。座面４の領域に配置されたそれぞれの縁区域６ａ，６ｂの軸方向長さＨB，ＨCをそれぞれそのように設定して座面４の軸方向全長ＨAに合わせることにより、好都合にも、本発明による皿ねじがすでにねじ込まれた深さに応じ爾後のねじ入れ挙動を相異させることができる。
【００１４】
摩擦リブ６の長手方向部分ＬRは  −  図示したように  −  座面４の母線に沿って延びており、その投影Ｐは本発明による皿ねじにおけるねじ中心軸Ｘ−Ｘが貫くことになる頭部１と重なり合っている。これによりリブ６が材料におよぼす摩擦効果は特に大きくなる。
【００１５】
ねじ山３はねじ中心軸Ｘ−Ｘが軸部２を貫いている部分に対して一定間隔（ねじ山３の外径Ａ）を保って螺旋状に延びるねじ山の縁部７を有している。この場合、ねじ山の縁部７はねじ山部の頭部側端部８では低下した高さＨKを有していてよい。
【００１６】
摩擦リブ６の第一縁区域６ａは摩擦リブ６の実効性を考慮してそれぞれ最適に配置され  −  下から眺めてまたは図２に示した断面で底面から見て  −  ほぼ頭部１の外側の半径ＲKによりその外側が、ほぼ外径Ａによってその内側が境界付けられた環状区域を。
【００１７】
摩擦リブ６の第二縁区域６ｂは摩擦リブ６の実効性を考慮してそれぞれ最適に配置され  −  下から眺めてまたは図２に示した断面図で見て  −  ほぼねじ山３の外径Ａによりその外側が、ほぼ第二頭部区域５ｂへの移行部における軸部２の外側の半径ＲSによってその内側が境界付けられた環状区域を延びている。
【００１８】
このことから摩擦リブ６の両方の縁区域６ａ，６ｂに挟まれた鈍角γの頂点はたとえばそれぞれねじ山３の外径Ａ上に位置することとなる。
【００１９】
この場合、座面４が摩擦リブ６の長手方向部分ＬRにわたって特に半径Ｒの円弧によって限定された変化していく高さＨＲ分だけ頭部１の基礎輪郭５より引っ込ませた場合、さらに利点が生じる。これによってたとえば  −  図示したように  −  摩擦リブ６の外縁Ｋの高さＨRは摩擦リブ６の長手方向部分ＬRにわたり  −  座面４に対して相対的に０の値から出発して  −  第一頭部区域５ａの少なくとも一部の区域において増加し、第二頭部区域５ｂの少なくとも一部の区域において減少して再び座面４に対して相対的に０の値で終わることとなる。その際、座面４に対する摩擦リブ６の相対的な高さＨRの最大値は特に頭部１の外側の半径ＲKが約４〜５ｍｍの場合に好ましくは約０，３〜０，７ｍｍであってよい。
【００２０】
摩擦リブ６が、  −  図面が具体的に示しているように  −  頭部区域５ａ，５ｂの各区域においてそれぞれ凸面形状を有した、特に互いに対称的に形成されたそれぞれ２つの側面６ｃ，６ｄ（図２）を備えるならば、摩擦リブ６の最適な形態となる。この場合、摩擦リブ６が対称的に形成されていることにより、たとえば本発明による皿ねじをねじ込み方向Ｅに回してねじ込む場合にも、ねじ込み方向Ｅとは反対方向に回して取り外す場合にも同じ効果が得られる。
【００２１】
摩擦リブ６の強度安定効果は  −  同じく図示されているように  −  特に摩擦リブ６の外縁Ｋは側面６ｃ，６ｄを境界付けている縁面（幅Ｂ）で形成されるならば、好都合である。この場合、こうした縁面の幅Ｂは特にすでに例示したように頭部１の外側の半径ＲKが約４〜５ｍｍの場合に約０，３ｍｍ〜０，７ｍｍにするとよい。
【００２２】
本発明は前記の実施形態に限定されていず、本発明の趣旨と同じ効果をもたらすあらゆる実施形態をも包括している。たとえば摩擦リブ６の本数、形状および配置は前記実施形態とは相違していてもよい。したがって場合により、摩擦リブ６の長手方向部分ＬＲが  −  図示したように  −  座面４の母線に沿って延び、その投影Ｐが本発明によるねじのねじ中心軸Ｘ−Ｘが頭部１を貫く部分と重なり合っているのではなく、少なくとも部分的に（ねじ山３と同様に）円周方向に延びる螺旋状の条と重なり合っているのが適切な場合もある。
【００２３】
また  −  補足的に図３に示したように  −  少なくともいくつかの摩擦リブ６が特に第一縁区域６ａにおいて（図示したようにテーパしている）頭部１の基礎輪郭５（図３では破線で示されている）よりもたとえば丸み付けによって形成された突き出し寸法分Ｍだけ軸部２から見て外側へ突き出しているのも好適な場合がある。これにより本発明による皿ねじの最後のねじ込み区域で制動効果が生じる。このことは特に電動ドライバを用いて短いねじ、たとえば留めねじをねじ込む場合に重要であるが、それはこれによってねじが完全にもしくはほぼ完全にねじ込まれた後にもなお回り続けること、すなわち、ねじがそれ以上深く材料中に侵入することなくその箇所で回り続け、材料中に立てられたもしくは切られたねじ山が破壊されることが防止されるからである。この場合、縁区域６ａの突き出し寸法Ｍはねじ込み後にねじの頭を押すことによりねじがねじ込まれる材料とほぼフラットに押し込むことができる程度に小さく選択するのが好適である。
【００２４】
また座面４が摩擦リブ６の長手方向部分ＬＲ全体にわたって頭部１の基礎輪郭５よりも引っ込んでいる形態も図示したものとは異なっていてよい。これは円弧状（図１）ではなく、楕円アーチ状、放物線状または双円錐輪郭状（縁区域６ａ，６ｂの輪郭に類似しているが、ただし相応にテーパ角が異なっている）であってもよい。
【００２５】
本発明はさらに請求項１に記載した特徴の組み合わせに限定されるものではなく、開示した全ての個々の特徴のその他の任意のあらゆる組み合わせによっても実現可能である。これが意味することは基本的に言って実際は請求項１に記載の個々の特徴のいずれかが欠けていてもかまわずあるいはそれが本出願のその他の個所で開示された少なくとも１つの特徴によって代替されてもよいということである。その限りで請求項１は単に本発明を表現するための第一試みとして理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による皿ねじの拡大正面図
【図２】図１の線ＩＩ−ＩＩに沿って切断した本発明による皿ねじの底面図
【図３】図２の線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿って切断した本発明による皿ねじの特別な実施形態の摩擦リブの部分断面図
【符号の説明】
１    頭部
２    軸部
３    ねじ山
４    １の座面
５    １の基礎輪郭
５ａ  第一頭部区域１（角度α）
５ｂ  第二頭部区域１（角度β）
１    摩擦リブ
６ａ  Ｋの第一縁区域
６ｂ  Ｋの第二縁区域
６ｃ，６ｄ  ６の側面
７    ３の縁部
８    ３の端部
Ａ    ３の外径（Ｘ−Ｘと７との間隔）
Ｂ    Ｋの幅
Ｅ    ねじ込み方向
ＨA   ４の中心軸方向長さ
ＨB   ５ａの中心軸方向長さ
ＨC   ５ｂの中心軸方向長さ
ＨK   ７の高さ
ＨR   ６の高さ
Ｋ    ６の外縁
ＬR   ６の長手方向
Ｍ    ６ａの突き出し寸法
Ｐ    ６の投影
Ｒ    半径
ＲK   １の外側の半径
ＲS   ５ｂにおける２の半径
Ｘ−Ｘ  ねじ中心軸（１と２を貫く）
α    ５ａのテーパ角
β    ５ｂのテーパ角
γ    ６ａと６ｂとの挟角
【図１】
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【図２】
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【図３】
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