(57)【要約】【課題】締結時のねじ込み性能を損なうことなく、ねじ込み後の耐引っ張り強度の低下発生を抑えることができる木ねじを提供する。【解決手段】軸部２の一端に頭部３と他端に先端部４を備え、前記先端部４から軸部２にわたってねじ山５が設けられた木ねじ１であって、前記軸部２のねじ山５を設けた部分に、ねじ山５の複数山を分断する長さを有し、このねじ山５を設けた部分の谷よりも深い切削溝７を、軸部２の軸方向に沿った複数箇所の位置にそれぞれ距離を隔てて設け、前記軸部２の軸方向に隣接する切削溝７の端部間に、溝のないねじ山５ａが残されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸部と、この軸部の一端に設けられた頭部と、前記軸部の他端に設けた先端部とを備え、前記先端部から軸部にわたってねじ山が設けられた木ねじであって、前記軸部のねじ山を設けた部分に、前記軸部の軸方向に沿って複数のねじ山を分断する長さを有し、このねじ山を設けた部分の谷よりも深い切削溝を設け、前記切削溝は、軸部の軸方向に沿った複数箇所の位置にそれぞれ距離を隔てて設けられ、軸部の軸方向に隣接する切削溝の端部間に、溝のないねじ山が残されていることを特徴とする木ねじ。
【請求項２】
上記切削溝は、先端部側に位置する端部に対して頭部側に位置する端部が、木ねじのねじ込み回転方向の後方に位置する傾斜状に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の木ねじ。
【請求項３】
上記切削溝は、軸部の周囲に等間隔の配置で複数本が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の木ねじ。
【請求項４】
上記軸部の先端部側寄りに設けられた切削溝は、先端部側に位置する端部が前記先端部と軸部の境界部分から始まっていることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の木ねじ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、締結時のねじ込み性能を向上させ、かつ、ねじ込み後の耐引っ張り強度の低下発生を抑えることができる木ねじに関する。
【背景技術】
【０００２】
木質材の締結に用いる一般的な木ねじは、締結に必要な所定の長さを有する軸部と、この軸部の一端に設けられた回転を受けるための頭部と、前記軸部の他端に設けた先端部とを備え、前記先端部から軸部にわたってねじ山が設けられた構造を有している。
【０００３】
このような木ねじを下孔なしに木質材へ直接ねじ込むと、ねじ山のタッピング機能によって軸部が進入するが、このとき、進入する軸部が木質材を内部から押し広げることになり、木質材の材質やねじ込み位置等によっては木質材に割れを生じさせる危惧があり、また、軸部に木質材の繊維を切っていく機能がないため、木質材に対する軸部のねじ込み抵抗の発生が大きいという問題がある。
【０００４】
従来、上記のような問題を解決する木ねじとして、軸部や先端部のねじ山を形成した部分に、軸部の軸方向に沿って複数のねじ山を分断する長さを有する切削溝を設けたものが提案されており、木質材へのねじ込み時に、切削溝のねじ込み方向後方に位置する刃先縁で、木質材内部のねじ山や軸部が進入する部分の繊維を切りながら切削し、切削によって生じた切り粉を前記切削溝で木質材の外部に排出したり、切削溝内に一部を収納するものである。（特許文献１乃至４参照）
【０００５】
上記のような特許文献１乃至４のような切削溝を設けた各木ねじは、一般的な木ねじに比べ、ねじ込み時に切削溝の刃先縁で木質材内部を切削するので、木質材に下孔を空ける工程を省いてねじ込んでも、木質材に対する軸部のねじ込み抵抗の発生を低減し、しかも、木質材内部を切削することで木質材の割れ発生を防ぐことができるという利点があり、また、発生した切り粉を切削溝で外部に排出するので、前記したねじ込み抵抗の発生低減の機能が一段と向上することになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１４−１１９０２３号公報
【特許文献２】特開２００３−１３９１１７号公報
【特許文献３】実用新案登録第３１５３１２５号公報
【特許文献４】特許第３９４２２４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１の木ねじは、錐形に形成された先端部の位置に複数の切削溝を周方向に等間隔の配置で設けた構造になっているので、ねじ込み時に木質材の内部を軸部やねじ山の外径よりも小さな径でしか切削できないと共に、切削溝は切削によって生じた切り粉の収納容量が少ないので、切削溝の内部に収納した切り粉がこの切削溝を埋めることで、ねじ込み初期の段階で切削溝の切削機能が低下し、また、短い先端部に対してねじ山を設けた長い軸部をねじ込まなければならないので、軸部のねじ込み抵抗の発生低減及び木質材の割れ発生を防ぐ機能も少ないという点で問題がある。
【０００８】
また、特許文献２と３の木ねじは、先端部と軸部の境界から頭部側に延びる短い切削溝を、周方向に等間隔の配置で複数設けた構造になっているので、ねじ込みの初期時に軸部やねじ山の外径に見合う径で切削できるが、切削溝の内部に収納した切り粉がこの切削溝を埋めつくすと、以降に発生する切り粉は切削溝に後続して進入する軸部及びねじ山の外周と木質材の内部の界面間に食い込み、これが軸部のねじ込みに対する抵抗となり、ねじ込み抵抗の発生を低減する機能が少ないという問題がある。
【０００９】
更に、特許文献４の木ねじは、軸部のねじ山形成部分の全長にわたって傾斜状の切削溝を設けたものであり、木質材へのねじ込み時に切り粉を切削溝で順番に外部に排出するので、軸部のねじ込み抵抗の発生を低減することができるが、ねじ山の全長にわたる切削溝の存在により、軸部及びねじ山の木質材に対する接触面積が減少し、ねじ込み後において、接触面積の低減に比例して木ねじの耐引っ張り強度が低下することになる。
【００１０】
そこで、この発明の課題は、軸部に設けたねじ山の先端部側と頭部側に切削溝を分断して設け、両切削溝の端部間に溝のないねじ山を残すことにより、先端部側に位置する切削溝によって生じた切り粉をこの切削溝内に納めることができ、余剰切り粉を頭部側の切削溝に収納することで、ねじ込み性能を損なうことがないと共に、切削溝を設けることによる、締結後の軸部及びねじ山の木質材に対する接触面積の減少を、両切削溝内に保持した切り粉によって補完することができ、ねじ込み後の耐引っ張り強度の低下を抑えることができるタッピング木ねじを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記のような課題を解決するため、請求項１の発明は、軸部と、この軸部の一端に設けられた頭部と、前記軸部の他端に設けた先端部とを備え、前記先端部から軸部にわたってねじ山が設けられた木ねじであって、前記軸部のねじ山を設けた部分に、前記軸部の軸方向に沿って複数のねじ山を分断する長さを有し、このねじ山を設けた部分の谷よりも深い切削溝を設け、前記切削溝は、軸部の軸方向に沿った複数箇所の位置にそれぞれ距離を隔てて設けられ、軸部の軸方向に隣接する切削溝の端部間に、溝のないねじ山が残されているようにしたものである。
【００１２】
請求項２の発明は、上記切削溝は、先端部側に位置する端部に対して頭部側に位置する端部が、木ねじのねじ込み回転方向の後方に位置する傾斜状に設けられているようにしたものである。
【００１３】
請求項３の発明は、上記切削溝は、軸部の周囲に等間隔の配置で複数本が設けられているようにしたものである。
【００１４】
請求項４の発明は、上記軸部の先端部側寄りに設けられた切削溝は、先端部側に位置する端部が前記先端部と軸部の境界部分から始まっているようにしたものである。
【００１５】
ここで、木ねじのねじ山は、先端部から軸部の略中間部の範囲に設けられ軸部の中間部から頭部側は円軸状の無ねじ部になっているものであっても、前記無部ねじ部を設けず先端部から頭部側までねじ山を設けたものであってもよく、前記ねじ山は多条ねじと単条ねじの何れであってもよい。
【００１６】
また、軸部の軸方向に沿った複数箇所の位置に設けられ各切削溝は、それぞれ軸部の周方向に沿って等間隔で配置された複数本の組み合わせからなり、何れの切削溝も例えば、７０°の開口角度で外面側に開放していると共に、前記軸方向の切削溝間に残された溝のないねじ山は、１山から４山程度の長さになっており、この溝のないねじ山で軸方向に分断された先端側の切削溝は、切り粉を内部に閉じ込めて収納する機能を有し、頭部側の切削溝が余剰切り粉を収納することで、切り粉により起因するねじ込み抵抗の発生を低減すると共に、切り粉を木質材の外部に排出することがないので、両切削溝で保持された切り粉が、切削溝による軸部及びねじ山の木質材に対する接触面積の減少を補完し、これにより、木ねじの耐引っ張り強度の低下を抑えることができる。
【発明の効果】
【００１７】
この発明の木ねじによると、軸部に設けたねじ山の軸方向に沿った複数箇所の位置に、距離を隔てて切削溝を設け、隣接する切削溝間に溝のないねじ山を残したので、先端部側の切削溝によって削られた木質材の切り粉は、溝のないねじ山で内部に収まり、余剰の切り粉は後続して進入する軸部及びねじ山の外周と木質材の内部の界面間に食い込むが、溝のないねじ山を数山の短いものに設定することで、前記界面間に食い込んだ切り粉は、抵抗要因になる前に頭部側の切削溝に納まり、ねじ込み時に生じた切り粉が後続の軸部及びねじ山の進入に対して抵抗になるのを防ぎ、ねじ込み性能を損なうことなく円滑にねじ込むことができることになる。
【００１８】
また、各切削溝内を埋める切り粉は木質材の外部に排出されずに閉じ込められて木質材の内周に接触することで、切削溝を設けることによる、軸部及びねじ山の木質材に対するの接触面積の減少を補完することができ、ねじ込み後の締結力向上と耐引っ張り強度の低下発生を抑え、切削溝のない木ねじと同等の耐引っ張り強度を確保することができる。
【００１９】
更に、切削溝を軸部の軸方向に複数分断して設けることにより、切り粉の発生量に見合う収納容積を確保することができ、これにより、前記切削溝内に閉じ込められて過度に圧縮された切り粉が、切削溝の切削機能を低下させたり、木ねじのねじ込みに対する抵抗の要素となるのを防ぐことができ、円滑にねじ込むことができることになる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】（ａ）はこの発明に係る木ねじの正面図、（ｂ）は（ａ）の矢印ｂ−ｂでの拡大した横断平面図
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００２２】
図示のように、木ねじ１は、所定の長さと直径を有する軸部２と、この軸部の一端に設けられた頭部３と、前記軸部２の他端に設けた鋭利な錐形の先端部４とを備え、前記軸部２と先端部４の外周面には、先端部４から頭部３側に向けて、軸部２の長さ方向の途中で終わるねじ山５が連続するように設けられ、前記軸部２のねじ山５と頭部３の間がストレートな円軸状の無ねじ部２ａになっていると共に、頭部３には回転工具の係合孔６が設けられている。
【００２３】
上記木ねじ１において、軸部２のねじ山５を設けた部分に、前記軸部２の軸方向に沿って長い複数の切削溝７が、軸部２の軸方向に距離を隔てた配置で設けられ、この切削溝７は、軸部２の軸方向に沿って複数のねじ山５を分断する長さと、前記ねじ山５を設けた部分の谷よりも深い深さを有し、軸部２の軸方向に隣接する切削溝７の端部間に、溝のないねじ山５ａが残されている。
【００２４】
図１（ｂ）のように、軸部２の軸方向に距離を隔てて設けられた切削溝７は、それぞれ軸部２の周方向に沿って複数本が並列するように設けられ、周方向に配置された切削溝７は、軸部２の周方向に等間隔の配置で例えば４本が設けられている。
【００２５】
各切削溝７は、ねじ山５を設けた部分の谷に対して凹入する底部から外方に向けて、開口角度αが７０°もしくはその前後の角度で開放する横断面Ｖ字状となり、軸部２及びねじ山５の外周面と切削溝７のねじ込み回転方向の後方に位置する開口縁がなすエッジ部分が切削刃８になっている。
【００２６】
図１（ａ）の場合、軸部２の軸方向に距離を隔てて設けられた切削溝７は、ねじ山５の先端部４側に位置するものを第１の切削溝群７ａ、頭部３側寄りに位置するものを第２の切削溝群７ｂとし、軸部２の軸方向に隣接する第１の切削溝群７ａと第２の切削溝群７ｂの端部間に、溝のないねじ山５ａが残され、また、前記第２の切削溝群７ｂと頭部３側に位置する無ねじ部２ａの間には溝のないねじ山５ｂが所定長さにわたって残っている。
【００２７】
図１（ａ）のように、上記軸部２の先端部４側寄りに設けられた第１の切削溝群７ａの切削溝７は、先端部４側に位置する端部が前記先端部４と軸部２の境界部分から始まり、ねじ山５の複数山を分断するように軸部の軸方向に沿った長さ有し、更に、この第１の切削溝群７ａの切削溝７は、木質材に対するねじ込み時の切削性能を向上させるため、先端部４側に位置する端部に対して頭部３側に位置する端部が、木ねじ１のねじ込み回転方向の後方に位置するような、例えば、軸部の軸線に対して１７°程度の角度になるような傾斜状に設けられている。
【００２８】
上記軸部２の頭部３側寄りに設けられた第２の切削溝群７ｂの切削溝７も、上記第１の切削溝群７ａと同様の長さと傾斜状の条件で設けられ、この第１の切削溝群７ａと第２の切削溝群７ｂの隣接する切削溝７の端部間の間隔は、その間に残された溝のないねじ山５ａが１〜４山程度の長さになるように設定されている。
【００２９】
なお、木ねじ１に設けるねじ山５は、図示のような２条に限るものではなく、それ以上でも単条でもよく、また、切削溝７についても、その長さと深さ、軸部２の軸方向に配置する数、軸部２の周方向に配置する本数は、木ねじ１の木質材へのねじ込み時における効率的な木質材の切削と、この切削によって生じる切り粉の全量を確実に収納できる条件で適宜設定することができ、ちなみに、転造によって製造した場合の木ねじ１における各部の具体的な数値の一例を示すと、全長が６５ｍｍで軸部２の径が３ｍｍの２条ねじの木ねじ１において、切削溝７は、軸部２の軸方向に沿う長さが７．５ｍｍでねじ山５を設けた部分の谷に対して底部が０．３ｍｍ凹入する深さを有し、第１の切削溝群７ａと第２の切削溝群７ｂの端部間の間隔は５．５ｍｍに設定されている。
【００３０】
この発明の木ねじ１は、上記のような構成であり、複数の木質材を締結するために該木質材に対して鋭利な先端部４からねじ込むと、この先端部４の外周に形成したねじ山５が食い付き、前記ねじ山５の螺進によって軸部２が続いて進入していくことになり、先ず、軸部２の先端部４側に設けた第１の切削溝群７ａがその切削刃８ａによって木質材を切削する。
【００３１】
このとき、切削刃８ａの切削によって生じた切り粉は、切削されると同時に一部は切削溝７ａ内に収納され、一部は余剰分として切削刃８ａよりもねじ込み回転方向の後方に位置する後続のねじ山５に沿って螺進することとなり、余剰分の切り粉は切削刃８ａよりもねじ込み回転方向の後方に位置する後続の切削刃８ｂによりさらに切削されることとなる。
【００３２】
その結果、第１の切削溝７ａの全長が木質材に進入が完了した際、各切削溝７ａ内には、切削溝７ａの切削により生じた切り粉の一部が収納されている状態となり、余剰分の切り粉は切削刃８ａよりもねじ込み回転方向の後方に位置する後続のねじ山５に沿って螺進を続けている状態となる。
【００３３】
しかしながら、木ねじ１に溝のないねじ山５を設けているため、余剰分の切り粉は切削刃８により切削されることはなく、さらに溝のないねじ山５ａにより外部と遮断されることで、余剰分の切り粉およびこの切削溝７ａの更なる回転進入による切削により生じた切り粉は切削溝７ａ内に確実に閉じ込められ、切削溝７ａの形成によって軸部２に発生した空間を切り粉で満たすことになる。
【００３４】
第１の切削溝群７ａの各切削溝７内を満たした切り粉の余剰分の一部は、溝のないねじ山５ａ及びその谷と木質材の接触する界面から頭部側に押し出されるが、前記溝のないねじ山５ａは、１〜４山程度と短く設定されているので、余剰分の切り粉は、軸部２のねじ込みに対する抵抗要素となる前に次位置の第２の切削溝群７ｂの切削溝７内に収納される。
【００３５】
上記溝のないねじ山５ａに続いて頭部３側に設けた第２の切削溝群７ｂの部分が進入し、溝のないねじ山５ａの通過した螺旋孔に沿って進むので、この第２の切削溝群７ｂは上記した余剰分の切り粉を収納し、切り粉が軸部２のねじ込みに対する抵抗要素にならないようにすることになり、前記第２の切削溝群７ｂの部分の全長が進入すると、これに続いて頭部３側の溝のないねじ山５ｂが進入し、第２の切削溝群７ｂが頭部３側の溝のないねじ山５ｂにより外部と遮断され、その内部の切り粉は木質材の外部に排出されず、確実に第２の切削溝群７ｂの切削溝７内に閉じ込められる。
【００３６】
上記のように、木ねじ１のねじ込み時に、第１の切削溝群７ａと第２の切削溝群７ｂがねじ山５及びその谷径に応じた螺旋孔を切削するので、軸部２の進入時における抵抗を低減すると同時に、木質材の割れ発生を有効に防ぐことができ、また、ねじ山５の軸方向の複数箇所に距離を隔てて第１の切削溝群７ａと第２の切削溝群７ｂを設け、この第１の切削溝群７ａと第２の切削溝群７ｂ間に溝のないねじ山５ａを存在させ、更に、第２の切削溝群７ｂの頭部３側に溝のないねじ山５ｂを設けることにより、軸部２のねじ込みにより生じる切り粉を第１の切削溝群７ａと第２の切削溝群７ｂの切削溝７に収納し、この切り粉がねじ込みに対して抵抗要素にならないようにすることができる。
【００３７】
また、第１の切削溝群７ａと第２の切削溝群７ｂの間にないねじ山５ａを存在させ、第２の切削溝群７ｂの頭部３側に溝のないねじ山５ｂを設けることにより、軸部２のねじ込みにより生じる切り粉を木質材の外部に排出することがなく、第１の切削溝群７ａと第２の切削溝群７ｂの切削溝７内へ確実に収納して保持することで、これら切削溝７を設けたことによる、軸部２と木質材の接触面積の量が低下した分を補完し、前記接触面積の量を補うことで、締結強度の確保と締結後の耐引っ張り強度を維持することができることになる。
【符号の説明】
【００３８】
１      木ねじ
２      軸部
２ａ    無ねじ部
３      頭部
４      先端部
５      ねじ山
５ａ    溝のないねじ山
５ｂ    溝のないねじ山
６      係合孔
７      切削溝
７ａ    第１の切削溝群
７ｂ    第２の切削溝群
８      切削刃
【図１】
2017067189.tif 000003