(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャンクの一端にドリル部が一体に形成されていてシャンクの他端には頭部が一体に形成されているドリルねじと、前記ドリルねじのシャンクに嵌まる１枚の座金とから成っており、前記ドリルねじのシャンクには雄ねじが形成されており、前記ドリルねじの雄ねじは首下部分において不完全ねじ部になっている、という構成であって、
前記座金は、前記ドリルねじにおける不完全ねじ部の全部と完全ねじ部の一部とを覆う厚さ寸法に設定されており、この座金の内周面のうちドリルねじの頭部に寄った部位には、前記ドリルねじの雄ねじに係合する内向き突条が形成され、前記座金の内周面のうち突条を除いた部位は、重ね合わせた薄板にドリル部で下穴を空けてそれら薄板同士を締結するに際して少なくとも座金に密着した表側の薄板の内周縁が内部に向けて突出する状態に入り込み得るバーリング許容部になっており、かつ、前記座金のバーリング許容部はドリルねじの不完全ねじ部まで入り込んでおり、
更に、前記ドリルねじにおける頭部の座面とシャンクの不完全ねじ部とは、前記不完全ねじ部に向けて先窄まりのテーパ面を介して連続している一方、前記座金の内向き突条は、前記ドリルねじのテーパ面と密着又は密接する傾斜面を有する断面台形状になっている、
薄板締結用の座金付きドリルねじ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、薄金属板同士を締結するのに使用される座金付きドリルねじに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ドリルねじは、シャンクの一端にドリル部を、他端には頭部をそれぞれ一体に設け、頭部とドリル部との間に雄ねじを形成した構成になっている。
【０００３】
そして、一般に、雄ねじは転造によって形成するものであるため、座面まで完全ねじ部とすることは現実には不可能であり、首下部分に不完全ねじ部が残ることは避け難い。このためＪＩＳでは、タッピンねじの場合、不完全ねじ部が最大１ピッチの範囲に留まるように規定している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ドリルねじによる板材同士の締結は、重ね合わせた板材にドリル部で下穴を空けてから雄ねじをねじ込むことによって行われるが、表側の板材への雄ねじのねじ込みは締結には寄与しておらず、裏側の板材に雄ねじがねじ込まれることによって締結が行われる。
【０００５】
したがって、締結強度を高めるためには、裏側の板材を破壊することなく、裏側の板材に対して雄ねじをできるだけ広い範囲にわたって食い込ませることが必要である。そのためには、板材の厚さに応じたピッチのねじを使用すれば良いと考えられるが、建築用などに使用する一般のドリルねじの場合、取り扱いの容易性や強度、転造加工の容易性等の点から外径を小さくすることには限界があり、一般には、外径が４ｍｍ程度よりも大きいものが使用されている。
【０００６】
このため、例えば厚さが１ｍｍ以下の鉄板同士を締結する場合、雄ねじのピッチが板材の厚さ寸法の何倍もの寸法になっており、そのため、裏側の板材に雄ねじの首下の不完全ねじ部が食い込むことになり、その結果、板材の雌ねじが潰れて締結不能になったり、締結はできても十分な強度を得ることができなかったり、或いは、緩みやすくなったりする問題があった。
【０００７】
このような問題から、薄板同士を強固に締結する必要がある場合は、２枚の薄板にドリルで予め下穴を空けておいてリベットで締結するようにしているが、これでは工数が増えるため作業能率が著しく悪い欠点がある。
【０００８】
本発明は、首下部分に不完全ねじ部が形成されているドリルねじであっても、薄板同士を強固に締結できるようにすることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、工夫された座金をドリルねじに組み込むことにより、前記目的を達成するに至った。
【００１０】
本願発明は、シャンクの一端にドリル部が一体に形成されていてシャンクの他端には頭部が一体に形成されているドリルねじと、前記ドリルねじのシャンクに嵌まる１枚の座金とから成っており、前記ドリルねじのシャンクには雄ねじが形成されており、前記ドリルねじの雄ねじは首下部分において不完全ねじ部になっている、という座金付きドリルねじを対象にしている。
前記座金は、前記ドリルねじにおける不完全ねじ部の全部と完全ねじ部の一部とを覆う厚さ寸法に設定されており、この座金の内周面のうちドリルねじの頭部に寄った部位には、前記ドリルねじの雄ねじに係合する内向き突条が形成され、前記座金の内周面のうち突条を除いた部位は、重ね合わせた薄板にドリル部で下穴を空けてそれら薄板同士を締結するに際して少なくとも座金に密着した表側の薄板の内周縁が内部に向けて突出する状態に入り込み得るバーリング許容部になっており、かつ、前記座金のバーリング許容部はドリルねじの不完全ねじ部まで入り込んでいる。
【００１１】
そして、前記ドリルねじにおける頭部の座面とシャンクの不完全ねじ部とは、前記不完全ねじ部に向けて先窄まりのテーパ面を介して連続している一方、前記座金の内向き突条は、前記ドリルねじのテーパ面と密着又は密接する傾斜面を有する断面台形状になっている。
【００１２】
【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。
【００１３】
図１はドリルねじ１と座金２との分離図であり、図２は座金２の平面図、図３は座金２をドリルねじ１に取付けた状態での図、図４及び図５は作用を示す図である。なお、図３では座金２の断面表示（ハッチング）は省略している。
【００１４】
ドリルねじ１は従来のものと同じであり、シャンク３と、シャンク３の一端に設けたドリル部４と、シャンク３の他端に設けた十字穴５付きの頭部６と、ドリル部４と頭部６との間に形成された雄ねじ７とを備えている。雄ねじ７のうち座面８からある程度の寸法Ｌ１の範囲は不完全ねじ部９になっており、座面８との連設部は不完全ねじ部９に向けて先窄まりのテーパ状に形成されている（テーパ面を符号１０で示す。）。
【００１５】
座金２は、ばね鋼やステンレスばね材、鋼板等のばね性をもつ金属板を素材として平面視六角形に形成されており（円形等の他の平面形状でも良い）、その厚さ寸法Ｔは、ドリルねじ１における不完全ねじ部９の軸方向寸法Ｌ１の約２倍程度の寸法に設定されている。換言すると、座金２は、不完全ねじ部９の全部と完全ねじ部の一部とを覆うような厚さ寸法に設定されている。また、座金２の厚さ寸法Ｔは、雄ねじ７のピッチよりも大きい寸法に設定されている。
【００１６】
座金２のうちドリルねじ１の頭部６に寄った部位には、ドリルねじ１の雄ねじ７に係合する断面台形状の内向き突条１１が形成されている。内向き突条１１の上面は、ドリルねじ１のテーパ面１０と密着又は密接するように設定されており、このようにすると、座金２をドリルねじ１と同心状に位置決めできる利点がある。
【００１７】
そして、座金２の内周のうち内向き突条１１の下方の部位の内径Ｄ１を、雄ねじ７の外径Ｄ２の約１．１倍程度の内径に設定することにより、締結する薄板１２，１３のうち座金２に密着した表側の薄板１２の内周縁が入り込み得るバーリング許容部１４と成している。バーリング許容部１４は、ドリルねじ１の不完全ねじ部９まで掛かる程度の奥行き寸法Ｌ２に設定されている。
【００１８】
薄板１２，１３の厚さが１ｍｍ以下の場合、座金２の寸法は、具体的には、外径（呼び径）Ｄ２が５ｍｍのドリルねじ１に使用する場合であると、厚さ寸法Ｔを２．３ｍｍ程度、内向き突条１１の内径を４．３ｍｍ程度、バーリング許容部１４の内径Ｄ１を５．５ｍｍ程度に設定すれば良い。
【００１９】
以上の構成において、座金２をドリルねじ１にねじ込むか、又は、内向き突条１１の弾性に抗して押し込むかすることにより、座金２を予めドリルねじ１に取付けておく。そして、図４に示すように、通常の作業と同様にして、動力工具を使用してドリルねじ１を回転させながら薄板１２，１３に押し当てて、薄板同士１２，１３の締結作業を行う。
【００２０】
すると、ドリル部４によって薄板１２，１３に下穴が空けられてから、薄板１２，１３の内周縁に雄ねじ７が食い込んでいく。このねじ込み工程において、両薄板１２，１３は下向きに押されるため、両薄板１２，１３には下向きに突出したバーリング部が形成される傾向を呈する。
【００２１】
そして、座金２が表側の薄板１２に密着すると共に頭部６が座金２に密着した状態で更にドリルねじ１がねじ込まれると、図５に示すように、両薄板１２，１３の内周縁が座金２のバーリング許容部１４に引き込まれ勝手となる。換言すると、薄板１２，１３には、座金２の内部に向けて突出した筒状のバーリング部１２ａ，１３ａが形成される。
【００２２】
図５の状態では、表側の薄板１２のバーリング部１２ａはその全体が座金２の内部に引き込まれ、裏側の薄板１３のバーリング部１３ａは部分的に座金２の内部に向けて引き込まれている。
【００２３】
両薄板１２，１３のバーリング部１２ａ，１３ａがどのような状態になるかは、薄板１２，１３の厚さ寸法や、座金２の厚さ、座金２におけるバーリング許容部１４の内径、雄ねじ７のピッチなどの諸条件によって異なり、場合によっては、両薄板１２，１３のバーリング部１２ａ，１３ａが完全に座金２の内部に入り込むこともあり得る。
【００２４】
いずれにしても、図５から容易に理解できるように、裏側の薄板１３のバーリング部１３ａが座金２の内部に引き込まれ勝手になっているため、ドリルねじ１の雄ねじ７を広い範囲にわたって裏側の薄板１３に食い込ませることができ、しかも、バーリング部１３ａに対して雄ねじ７の完全ねじ部が食い込んでいるため、バーリング部１３ａに形成された雌ねじの破壊や潰れを防止又は著しく抑制することができる。
【００２５】
更に、座金２が存在しない場合は、表側の薄板１２のバーリング部１２ａがドリルねじ１の首下部分に詰まった状態になるため、裏側の薄板１３のバーリング部１３ａは広がり勝手になって破れやすくなるが、本発明によると、表側の薄板１２のバーリング部１２ａは座金２のバーリング許容部１４に入り込んでいるため、裏側の薄板１３のバーリング部１３ａが破れることも抑制することができる。
【００２６】
そして、これらの作用の相乗効果により、高い締結強度を得ることができる。
【００２７】
座金２をばね性のある金属板で製造すると、その弾性を利用して緩み止め効果を発揮させることができるため、より好適である。この場合、図に示すように、座金２の外径をドリルねじ１の頭部６の直径の１．５〜２倍程度の大きさに設定しておくと、座金２のばね性をより有効に利用できて好適である。
【００２８】
また、図示していないが、座金２を弾性体製として、下面が凹んだ皿座金の形態にすると、緩み止め効果をより向上できる。
【００２９】
【００３０】
上記した実施形態ではバーリング許容部１４の内周をストレート状に形成しているが、外側に向かって直径が拡大するテーパ状に形成しても良い。また、座金は合成樹脂など、金属以外の素材で製造することも可能である。言うまでもないが、座金を使用するドリルねじやタッピンねじにおける穿孔部や頭部の形状、雄ねじのピッチなどには全く制限はない。
【００３１】
また、本発明の座金は、３枚以上の薄板を締結する場合にも適用でき、その場合は、座金の内径を大きくすれば良い。
【００３２】
【発明の作用・効果】
本発明によると、ドリルねじやタッピンねじで薄い薄板同士を締結するにおいて、ねじのねじ込みに伴って、少なくとも表側の薄板の内周縁が座金の内部方向に引き込まれることにより、裏側の薄板の内周縁に、座金の内部に向けて突出し勝手のバーリング部を形成することができ、このバーリング部に雄ねじの完全ねじ部をねじ込むことができる。
【００３３】
そして、裏側の薄板のバーリング部が座金の方向に向けて突出し勝手になっていることと、そのバーリング部に対して雄ねじの完全ねじ部が食い込むこととにより、裏側の薄板に形成された雌ねじが潰れてしまう現象（いわゆるねじがバカになる現象）を防止又は著しく抑制することができ、その結果、薄い薄板同士であっても強い強度で締結することができる。
【００３４】
また、動力ドライバを使用してドリルねじで締結作業を行うにおいて、従来は薄板の雌ねじが潰れやすいため、ねじ込みトルクの加減（すなわちどの時点で回転を停止させるかの判断）が難しかったが、本願発明の座金を使用すると、強いトルクでねじ込んでも雌ねじが潰れることはないため、締結不良の発生率を著しく低減できる。
【００３５】
また、座金は内向き突条を有するため、座金をドリルねじに予め取付けておくことが簡単になるため、締結作業を能率良く行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る座金をドリルねじから分離した状態の断面図である。
【図２】座金の平面図である。
【図３】ドリルねじに取付けた状態での座金の断面図である。
【図４】締結工程を示す図である。
【図５】締結し終えた状態での断面図である。
【符号の説明】
１  ドリルねじ
２  座金
４  ドリル部
６  頭部
７  雄ねじ
９  不完全ねじ部
１１  内向き突条
１２，１３  薄板
１２ａ，１３ａ  バーリング部
１４  バーリング許容部
【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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