(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
焼き入れされた軸とこの軸の一端部に設けた頭とを備えており、前記頭は、軸に一体に形成されたインナー頭とこのインナー頭を包み込んだ防錆素材製アウター頭とからなっている一方、前記軸にはドリル部とねじ山とを一体に形成しており、前記軸とドリル部とインナー頭とで本体部が構成されている、
というドリルねじであって、
前記インナー頭は軸方向から見て円形に形成されている一方、前記アウター頭には前記インナー頭が嵌まる円形の空所が形成されており、前記インナー頭の頂面とアウター頭における空所の底面とには互いに嵌合する回り止め手段が形成されており、かつ、前記アウター頭には、筒部を半径内側に折り曲げることによって前記インナー頭の座面にかしめ付けられた円形の内向きフランジが形成されており、前記筒部をかしめ付ける前の状態で筒部の外側に平坦な座面が形成されている、
ドリルねじ。
【請求項２】
前記アウター頭はオーステナイト系ステンレスから成っており、本体部は炭素鋼又はマルテンサイト系ステンレスから成っている、
請求項１に記載したドリルねじ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ドリルねじに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
軸の先端にドリル部を形成したドリルねじは、ワークに下穴を空ける必要がなくて締結作業の作業能率が高いため、建物を始めとして広く使用されている。
【０００３】
このドリルねじには、作業性の更なる向上と作業者への負担の軽減、及びワークに理想的な雌ねじを形成して締結強度を高めるために、ワークに対する切削性の良さが求められる。他方、ドリル部やねじ山の加工性の点からは素材はできるだけ柔らかい方が良い。そこで、加工性と切削性との両方を確保するため、一般に焼入れによって硬度を増している。
【０００４】
他方、例えば屋根材を固定するためのドリルねじのように頭が腐食環境に晒される場合、耐食性の確保も大きな要素である。この耐食性の点については、一般に素材をステンレス製とすることで対応している。この耐食性の点からは、特にオーステナイト系ステンレスが優れている。
【０００５】
しかし、オーステナイト系ステンレスは焼入れしても高い硬度を得ることができないという問題があり、切削性と耐食性とを両立することが困難であるという問題があった。
【０００６】
この点について従来は、1)ドリル部とその他の部位を別々の素材として、ドリル部は炭素鋼のように焼入れによって高い硬度を得ることができる素材製とする一方、その他の部位はオーステナイト系ステンレス製として、両者を溶接や嵌め込みなどによって一体化する、2)ドリルねじの全体を炭素鋼やマルテンサイト系ステンレス製として特にドリル部の硬度を確保しつつ、頭にステンレス板より成るキャップを被せる、3)ドリルねじの全体を硬度優先の素材製として、メッキやどぶ漬け等の表面処理を施すことによって耐蝕性を高める、といった方策が採られている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
前記した1)の方法は、ドリル部を軸に溶接する工程が面倒であり、また、予め溶接してから熱処理をしなければならないため、熱処理によって軸部と頭の耐蝕性が低下するという問題があった。
【０００８】
また、2)のように頭にキャップを被せる方法は、キャップと頭との間に雨水が進入したり電解腐食を誘発したりする虞があった。また、六角頭のように角形の頭にしか適用できず、十字穴付き頭やすりわり付き頭、或いは六角穴付き頭を備えたドリルねじには適用できない点も問題であった。
【０００９】
更に、3)のように表面処理を施す方法は、表面層の処理ムラや経時的な表面層の劣化などにより、耐蝕性の確保に限度があるという問題があった。
【００１０】
本発明は、このような現状を改善することを課題とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため請求項１の本発明では、焼き入れされた軸とこの軸の一端部に設けた頭とを備えており、前記頭は、軸に一体に形成されたインナー頭とこのインナー頭を包み込んだ防錆素材製アウター頭とからなっている一方、前記軸にはドリル部とねじ山とを一体に形成しており、前記軸とドリル部とインナー頭とで本体部が構成されている、というドリルねじにおいて、前記インナー頭は軸方向から見て円形に形成されている一方、前記アウター頭には前記インナー頭が嵌まる円形の空所が形成されており、前記インナー頭の頂面とアウター頭における空所の底面とには互いに嵌合する回り止め手段が形成されており、かつ、前記アウター頭には、筒部を半径内側に折り曲げることによって前記インナー頭の座面にかしめ付けられた円形の内向きフランジが形成されており、前記筒部をかしめ付ける前の状態で筒部の外側に平坦な座面が形成されている。
【００１２】
【００１３】
請求項２では好適な素材の一例を示しており、この発明では、前記アウター頭はオーステナイト系ステンレスから成っており、軸とドリル部とインナー頭より成る本体部は炭素鋼又はマルテンサイト系ステンレス（例えばＳＵＳ４１０系ステンレス）から成っている。
【００１４】
【発明の作用・効果】
本発明によると、インナー頭を備えた本体部とアウター頭とを別々の素材とすることができるため、本体部については、例えば加工性や硬度などを重視した素材として、アウター頭は耐蝕性を重視した素材とするというように、本体部とアウター頭とを、求められる機能に応じた素材とすることができる。これにより、ドリルねじに要求される様々の性能を確保することができる。
【００１５】
既に述べたように、ドリルねじには加工性と切削性と耐食性とが求められることが多いが、本願発明の構成することにより、ドリルねじに、１つの素材では確保できない多様な機能を保持せしめることができる。
【００１６】
【発明の実施形態】
次に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１７】
(1).第１実施形態（図１〜図３）
図１〜図３では第１実施形態を示している。図１は横向きにした状態での正面図、図２のうち（Ａ）は縦断面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ視断面図、図３は加工工程を示す分離図である。
【００１８】
ドリルねじは、軸２と、軸２の一端に設けた頭３と、軸２の他端に一体に設けたドリル部４とから成っており、軸２にはねじ山（雄ねじ）５を形成している。本実施形態では軸２のうち頭３に近い側にねじ無し部が残っているが、首下までねじ山５を形成しても良いことは言うまでもない。また、ねじ山５とドリル部４との間にねじ無し部が存在する態様のドリルねじもある。図１の符号６，７で示すのはワークである。
【００１９】
なお、ドリル部４はフォージング（冷間圧造）によって形成され、ねじ山５は転造によって形成されている。もちろん、両者とも切削によって加工することも可能である。また、ドリル部の形状は様々に具体化することができる。
【００２０】
頭３は、軸２の一端に一体に設けたインナー頭８と、これを包み込むアウター頭３とから成っており、軸２とインナー頭８とドリル部４とによって本体部１が構成されている。インナー頭８は軸方向から見て円形で、かつ、頂面には回り止め手段の一例としての十字穴１０を形成している。また、インナー頭８の座面８ａは、軸２と反対側に向けて傾斜したテーパ状に形成されている。
【００２１】
アウター頭９には、インナー頭８が入り込む円形の空所１１が形成されており、この空所１１の底面に、インナー頭８の十字穴１０に嵌合する十字形突起１２が形成されている。また、抜け止め手段として、インナー頭８の座面に外側から重なる内向きフランジ１３が一体に形成されている。すなわち、内向きフランジ１３をインナー頭８にかしめ付けている。
【００２２】
また、アウター頭９には円形の外向きフランジ１４を一体に設けている。本実施形態では、内向きフランジ１３の部分を外向きフランジ１４よりも頂面側に凹ませているが、もちろん、両フランジ１３，１４を一連に延びる平坦面と成しても良い。
【００２３】
本体部１の素材としては、例えばＪＩＳに規定されているＳＷＣＨ２２Ａのような炭素鋼や、同じくＪＩＳにＳＵＳ４１０として規定されているマルテンサイト系ステンレスのように、焼入れによって高い硬度を得ることができる鉄系素材からなっている。他方、アウター頭９は、オーステナイト系ステンレスのように耐蝕性の高い素材からなっており、熱処理は施されていない。
【００２４】
このドリルねじの製造工程として、まず、本体部１にインナー頭８とドリル部４とねじ山５とを加工してからこれに焼入れ・焼きなましの熱処理を施しておく。他方、アウター頭９には、内向きフランジ１３となる中間形態としての筒部１５を形成している。
【００２５】
そして、インナー頭８にアウター頭９を嵌め入れて十字穴１０と十字形突起１２とを嵌合させた状態で、筒部１５を半径内側に折り曲げて内向きフランジ１３と成すことにより、インナー頭８に対してアウター頭９を回転不能で抜け不能に取付けている。
【００２６】
このように、ドリル部４に高い切削性を保持しつつ、アウター頭９の耐蝕性を格段に向上させることができる。従って、屋根材の締結や外壁材の締結など、頭が風雨に晒される場所に使用されるドリルねじとして、特に好適である。
【００２７】
ところで、頭に薄板製のキャップを被せる従来技術の場合、キャップの強度は小さいため、レンチで回転させるに際してキャップと頭との間に滑り現象が生じたり、キャップが変形したりする虞がないとも言えないが、本願発明のアウター頭９は肉厚であるため、このような現象は生じない。
【００２８】
なお、インナー頭８に対するアウター頭９の取付け強度を高めるには、インナー頭８にある程度の外径を確保する必要があり、そうするとアウター頭９の大きさも大きくする必要があるが、その場合、アウター頭９の大きさを、ねじ山５の呼び径よりも１つ大きいランクの寸法に設定しておくのが好ましい。
【００２９】
すなわち、例えばねじ山５の呼び径がＪＩＳ規格又はＩＳＯ規格でＭ６の場合は、アウター頭９はＭ８に対応した寸法に設定しておくというように、アウター頭９の呼び寸法をねじ山５の呼び寸法よりも１ランク大きくしておく。
【００３０】
頭にキャップを被せた従来技術の場合、頭の外形はキャップの厚さ寸法だけ大きくなるに過ぎないため、通常の定寸式のレンチを使用できずに専用のレンチが必要になる虞があるが、上記のように呼び寸法が異なるだけの大きさに設定しておくと、通常のレンチ（特にボックスレンチ）をそのまま使用して作業を行える利点がある。
【００３１】
筒部１５をかしめ付ける場合、内側に折曲げることによって筒部１５の外周の長さ寸法よりも内向きフランジ１３の先端の内周の長さは短くなるため、内向きフランジ１３には皺がよることになる。
【００３２】
しかるに、本実施形態のように内向きフランジ１３の箇所が凹み（凹所）となるように形成すると、皺による凹凸を凹みによって吸収して、外向きフランジ１４及びその内側の平坦な座面をワーク６に密着させることができる。このため、インナー頭８にアウター頭９がかしめ付けられた複合した頭３でありながら、頭３とワーク６との間に隙間ができることを防止又は著しく抑制することができて、シール性を確保できる。後述する他の実施形態においても、この第１実施形態のように、かしめ付けた後の状態で、かしめ部を凹所に吸収する構成にしても良い。
【００３３】
【００３４】
【００３５】
【００３６】
【００３７】
【００３８】
【００３９】
【００４１】
(2).第５実施形態（図４）
図６では第３実施形態を示している。（Ａ）はアウター頭９の正断面図、（Ｂ）はインナー頭８を軸方向から見た図、（Ｃ）は部分的な正面図である。
【００４２】
この実施形態では、インナー頭８の形状及びアウター頭９における空所１１の形状を円形に形成し、更に、インナー頭８には正方形の係合穴１７を形成し、アウター頭９の空所１１には正方形の角形突起１８を形成している。
【００４３】
アウター頭９の頂面には、十字ドライバが係合する十字穴１９を形成しているが、十字穴１０に代えて、六角穴や四角穴、星型の穴、或いはスリワリとすること、更にスリワリと十字穴とを並設することも可能である。
【００４４】
この場合、アウター頭９の筒部１５は、インナー頭８及び空所１１の形状に合わせて角形に形成しても良いが、かしめ付けを均等に行うためには円形とするのが好ましい。
【００４５】
第１実施形態に第２実施形態のような十字穴付きアウター頭９を使用しても良いし、第２実施形態に六角等の角形のアウター頭９を適用しても良い。また、アウター頭９を六角等の角形に形成して、これに十字穴等の係合穴を形成してもよいのである。
【００４６】
(3).その他
本願発明は上記の実施形態の他にも様々に具体化することができる。例えば、インナー頭やアウター頭の形状は必要に応じて様々に具体化することができる。また、インナー頭とアウター頭との回り止め手段や抜け止め手段も、様々に具体化することができる。
【００４７】
【００４８】
本体部とアウター頭との材質の組合せは用途に応じて任意に設定することができる。例えばアウター頭としては金や銀、銅、真鍮、アルミニウム、チタンなどの各種の素材を使用できる。敢えて述べるまでもないが、ドリルねじには表面処理を施しても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】横向きにした状態でのドリルねじの正面図である。
【図２】（Ａ）は縦断面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ視断面図である。
【図３】加工工程を示す分離図である。
【図４】第２実施形態を示す図である。
【符号の簡単な説明】
１  本体部
２  軸
３  頭
４  ドリル部
５  ねじ山
８  インナー頭
９  アウター頭
１０  回り止め手段の一環を成す十字穴
１１  空所
１２  回り止め手段の一環を成す十字形突起
１３  内向きフランジ
１５  内向きフランジの中間形態としての筒部
【図１】
0004137482.tif 000002
【図２】
0004137482.tif 000003
【図３】
0004137482.tif 000004
【図４】
0004137482.tif 000005