JP5192349B2 - ねじ - Google Patents

Description

本発明は、半径方向シャフト外側面および自由端部領域を有するシャフトを備えるねじであって、シャフトには少なくとも部分的に周方向に沿ってねじ山を設け、このねじ山は、外側輪郭、２個のねじ側面、およびシャフトの自由端部領域におけるねじ山始端を有し、ねじ山には、ねじ山始端側の第１境界壁およびねじ山始端とは反対側の第２境界壁を有して、半径方向外方に開口する切欠き部を設け、この切欠き部には、ねじ山よりも高い硬度を有する素材で形成した切り刃体を設け、さらに、この切り刃体は、長手方向軸線およびこの長手方向軸線から離れてこの長手方向軸線を包囲する周面を有するものとした該ねじに関する。

このタイプのねじは、予め基礎構造（母材）に形成したドリル孔に直接ねじ込み、ねじのねじ山は、雌ねじまたはアンダーカットを基礎構造にねじ立てまたはねじ切りする。

屋外で使用される、例えばコンクリートねじのようなねじは、好適には、例えば耐蝕性の金属などの耐蝕性材料で形成する。このタイプの材料は、その硬さが無機基礎構造をねじ立てするのに十分ではないことがしばしばであるため、ねじ込み作業時にねじのねじ山が磨り減ってしまう。ねじまたは、例えばシャフトと一体に構成したねじ山を硬くすることは、耐蝕性の材料を使用した場合、限度がある。

特許文献１（独国特許出願公開第１９８５２３３８号）は、錆びない金属で形成したねじを記載している。このねじのシャフトおよびねじ山には、外方に開口し、ねじの長手方向軸線に対し半径方向に延在する切欠き部としての受容孔を、円柱形の切削インサートピンの形式とした、硬化金属で形成した切り刃体を収容するために設け、これらは、例えばコンクリートや組積み構造のような硬い無機基礎構造の切削を容易にする。これら切欠き部は、それぞれねじ山内に、ねじ山始端側の第１境界壁と、ねじ山始端の反対側の第２境界壁とを備え、これらの境界壁は、それぞれ、横断面が円形の切削インサートピンの周面を部分的にうけるための輪郭を備える。これら切削インサートピンは、ねじ込み方向に形状規制でロックし、また、半径方向には摩擦力でロックしてシャフトの受容孔内に保持される。

この既知の従来技術は、全ての切削インサートピンがそれぞれ等しくねじ山の横断面投影から半径方向に突出し、また、多数の切削インサートピンを個々に受容孔に挿入し、さらに処理を施す必要があるので、このねじの製造にはかなりコストがかかるという点において不利である。さらには、このタイプの、とくに直径の小さいねじ山タッピングねじをねじ込むには、大きな回転モーメントを必要とする。
独国特許出願公開第１９８５２３３８号明細書

したがって、本発明の課題は、コンクリートなどの硬い基礎構造に、よりよくねじ込め、かつ製造簡単なねじ山タッピングねじを得ることにある。

この課題は、独立項に記載する特徴により解決される。好適な実施形態は、従属項に記載する。

本発明によれば、各切欠き部に、ほぼねじ山の延在方向に整列する表層ラインを有する支持部を設け、この支持部により、切り刃体の周面を部分的に収容する。

切り刃体は、好適には硬い金属から製造し、切欠き部内に配置する。これら切り刃体は、切欠き部内に簡単に配置でき、かつ、ねじ山に簡単に固定できる。支持部の形状は、固定すべき切り刃体を形状合致して部分的に包囲することを可能にするものであり、このため切り刃体を、ねじ山に、好適に固定することができる。.

本発明ねじの製造プロセスは、簡単なだけでなく安定性があるため、公差範囲を小さくする必要がないので、経済的にねじを生産することができる。また、これらの切欠き部の形態は、切欠き部内に切り刃体を固定するために使用できる方法を飛躍的に多くする。例えば、これらの切り刃体は、溶接、特に抵抗溶接によって固定できる。

さらに、切り刃体をねじ山内にわずかに埋め込むだけで、切り刃体は、基礎構造に雌ねじ立てするのに充分にねじ山内に固定できる。切り刃体は、シャフトの谷径に固定されているわけではないのにも関わらず、切り刃体がねじ込み作業時に破損や脱落することは、より少ないか皆無であるので、基本的には、ねじ山内に配置された全ての切り刃体が、雌ねじ立て作業中、常時機能することになる。

このとき支持部は、好適には、シャフト外側面に対して傾けて設け、支持部が展開する平面は、外側輪郭および／またはねじ山のねじ側面の一方に対して、好適には、−３５°〜＋３５°の角度をなすようにする。

好適には、支持面部は、ねじ山の延在方向に沿って整列する表層ラインを有する槽状形状にする。切り刃体は、槽状の支持部の形状により、既に嵌め込みの際に切欠き部内に位置しているので、ねじ山内に簡単に固定することができる。好適には、この槽状の支持部は、嵌め込むべき切り刃体の周面の輪郭に補完し合うものとして構成する。この輪郭は槽状の支持部に合致する。支持部の形状は、固定すべき切り刃体を、形状合致して部分的に包囲可能とし、このため切り刃体をねじ山内に好適に固定することができる。

好適には、切り刃体を、切欠き部の境界壁の一方に当接配置する。この構成により、切り刃体とねじ山との間において、切り刃体をねじ山に固定するための接触面が大きくなる。この実施形態において、好適には、切り刃体は、切欠き部の境界壁の他方から離間させ、この切欠き部内の空間が、例えば削屑を受容するための切欠き空間を構成する。この切欠き空間があることで、ねじ込みモーメントを極端に高くすることなく、切削屑をシャフト方向に移動させることができる。例えばコンクリートなどの無機基礎構造は、場合によってはドリル孔の領域内に位置する鉄筋を備える。この切欠き空間内には、鉄筋に遭遇した場合の切削屑も受容することができる。この切欠き空間は、とくに、全く異なる無機基礎構造内においても、よりよい切削屑搬送を実現する。好適には、切欠き空間の容積は、切り刃体の体積の０．１〜５．０倍とする。さらに好適には、切欠き空間からシャフト外側面までの最小距離は、切欠き部の支持部からシャフト外側面までの最小距離よりも小さいものとする。とくに好適には、切欠き空間はシャフト外側面まで、またはシャフト外側面を越える位置まで達するものとする。この構成により、発生する切削屑をシャフト方向によりよく搬出することを保証する。

好適には、槽状の支持部と、切欠き部の境界壁の一方との間に隙間を設ける。この隙間は、切り刃体の位置決めを極めて簡単にする。この隙間は、切欠き部を構成する際に、この領域に粉塵や出張りができることを防ぐ。粉塵や出張りがあると、切り刃体を支持部に平らに設置するのが困難となる。とくに、切り刃体が支持部にだけでなく切欠き部の境界壁の一方にも当接していると、切欠き部の領域に隙間を設けることで、切欠き部内で切り刃体を極めて好適に位置決め、固定可能となる。

切欠き部における境界壁の一方からねじ山の外側輪郭に移行する途中に面取り部を設ける。この構成により、この領域においても切り刃体を切欠き部内に正確に位置決めできる。好適には、この面取り部は、切り刃体が当接する側の境界壁に設ける。とくに溶接技術を用いて切り刃体を固定する際に、この面取り部は、熱がねじ山の外側輪郭領域に伝達されるのを防ぎ、この領域は少量のねじ山材料のみからなるので、過剰に熱せられると予期しないほどに歪みが生じ得る。

好適には、支持部に、シャフトの自由端部領域側の留め端縁を設け、この留め端縁は、シャフト外側面から突出するものとする。この構成により、切欠き部に嵌め込むべき切り刃体の位置決めが簡単になる。さらに、切り刃体をねじ山に固定するために必要な、支持部と切り刃体との接触面を広く取ることができる。シャフトの自由端部領域側の留め端縁は、シャフト外側面を起点とし、一定の高さで、ねじ山の外側輪郭方向に突出する。

好適には、支持部に、シャフトの自由端部領域とは反対側の側方留め端縁を設け、この留め端縁は、シャフト外側面から突出する。この構成により、切欠き部に嵌め込むべき切り刃体の位置決めを簡単にする。さらに、切り刃体をねじ山に固定するために必要な、支持部と切り刃体との接触面を広く取ることができる。シャフトの自由端部領域とは反対側の留め端縁は、シャフト外側面を起点とし、ねじ山の外側輪郭方向に一定の高さで突出る。

好適には、シャフトの自由端部領域側における側方の留め端縁のシャフト外側面からの高さを、シャフトの自由端部領域側とは反対側の側方の留め端縁の対応する高さよりも大きくする。この構成により、切欠き部に嵌め込むべき切り刃体の位置決めがさらに簡単になる。
以下に、図面につき本発明の好適な実施例を詳細に説明する。
図面において、同一部分には同一の符号を付して示す。

図１〜３に示すねじ１１は、シャフト１２と、このシャフト１２と一体に構成し、少なくとも部分的に周方向に設けたねじ山２１とを備える。

シャフト１２は、ねじ１１の長手方向軸線１３に沿って延在し、少なくとも１個のシャフト外側面１４と、自由端部領域１５とを備える。シャフト１２の自由端部領域１５とは反対側の端部１６には、六角ねじヘッドを回転係合手段１７として設ける。矢印Ｓは、図１および図２においてそれぞれねじ１１のねじ込み方向を示す。

ねじ山２１は、シャフト１２の自由端部領域１５に、ねじ山始端２２、外側輪郭２３、および２個のねじ山側面２４を有する。ねじ山２１には、半径方向外方に開口する切欠き部３１を設け、これらの切欠き部３１には、それぞれ、ねじ山始端２２側の第１境界壁３２、ねじ山始端２２側とは反対側の第２境界壁３３、および、切り刃体２６の周面を部分的に収容するための、ほぼねじ山２１の延在方向に整列する表層ラインを有する槽状の支持部３４と、を備える。この支持部３４が展開する平面Ｅは、ねじ山２１の外側輪郭２３に対して、＋２０°の角度Ａをなす。

切欠き部３１内には、ねじ山よりも高い硬度を有する素材で形成した切り刃体２６を設ける。この実施例においては、円柱状とした切り刃体２６の横断面は円形であり、ほぼねじ山２１の延在方向に整列する長手方向軸線２７、ならびにこの長手方向軸線２７から離れてこれを包囲する周面２８を有する。

切り刃体２６は、ねじ山始端２２側とは反対側の第２境界壁３３側に当接する。支持部３４と、ねじ山始端２２側とは反対側の第２境界壁３３との間に、隙間３５を設ける。ねじ山始端２２側とは反対側の第２境界壁３３からねじ山２１の外側輪郭２３に移行する途中には、面取り部３６を設ける。

支持部３４には、シャフト１２の自由端部領域１５側の第１側方留め端縁３７と、シャフト１２の自由端部領域１５側とは反対側の第２側方留め端縁３８とを設け、これら側方留め端縁はそれぞれシャフト外側面１４から突出する。シャフト１２の自由端部領域１５側の第１側方留め端縁３７の、シャフト外側面１４からの高さＣは、シャフト１２の自由端部領域１５側とは反対側の第２側方の留め端縁３８の対応する高さＤよりも大きい。

切り刃体２６と、切欠き部３１のねじ山始端２２側における第１境界壁３２との間には、切欠き空間４１を設ける。この切欠き空間４１は、切り刃体の体積の０．３〜５．０倍に相当する容積を有する。切欠き空間４１からシャフト外側面１４までの最短距離Ｆは、切欠き部３１の支持部３４からシャフト外側面１４までの最短距離Ｇよりも小さくする。.

本発明ねじの側面図である。 本発明ねじの、ねじ山および切り刃体の、図１に示すII−II線上の拡大断面図である。 切り刃体の、図２中のIII−III線上の断面図である。

符号の説明

１１ ねじ
１２ シャフト
１３ ねじの長手方向軸線
１４ シャフト外側面
１５ 自由端部領域１５
１６ 自由端部領域１５とは反対側の端部
１７ 回転係合手段
２１ ねじ山
２２ ねじ山始端
２３ 外側輪郭
２４ ねじ山側面
２６ 切り刃体
２７ 切り刃体の長手方向軸線
２８ 切り刃体の周面
３１ 切欠き部
３２ 第１境界壁
３３ 第２境界壁
３４ 支持部
３５ 隙間
３６ 面取り部
３７ 第１側方留め端縁
３８ 第２側方留め端縁
４１ 切欠き空間

Claims (8)

1. 半径方向のシャフト外側面（１４）および自由端部領域（１５）を有するシャフト（１２）を備えるねじ（１１）であって、
   前記シャフト（１２）に、少なくとも部分的に、周方向に沿って設けたねじ山（２１）を設け、このねじ山（２１）は、外側輪郭（２３）、２個のねじ側面（２４）、および前記シャフト（１２）の前記自由端部領域（１５）におけるねじ山始端（２２）を有し、
   前記ねじ山（２１）には、前記ねじ山始端（２２）側の第１境界壁（３２）、および前記ねじ山始端（２２）側とは反対側の第２境界壁（３３）を有して、半径方向外方に開口する切欠き部（３１）を設け、
   この切欠き部（３１）には、前記ねじ山（２１）よりも高い硬度を有する材料で形成した切り刃体（２６）を設け、
   この切り刃体（２６）は、長手方向軸線（２７）、およびこの長手方向軸線（２７）から離れてこの長手方向軸線を包囲する周面（２８）を有するものとした、該ねじにおいて、
   各切欠き部（３１）に、ほぼ前記ねじ山（２１）の延在方向に整列する表層ラインを有する支持部（３４）を設け、この支持部（３４）により、前記切り刃体（２６）の前記周面を部分的に収容したことを特徴とするねじ。
2. 請求項１に記載のねじにおいて、前記支持部（３４）は、前記ねじ山（２１）の延在方向に沿って整列する前記表層ラインを有する槽状形状にしたねじ。
3. 請求項１または２に記載のねじにおいて、前記切り刃体（２６）を前記切欠き部（３１）の境界壁（３３，３４）の一方に当接配置したねじ。
4. 請求項１〜３のうちいずれか一項に記載のねじにおいて、前記支持部（３４）と前記切欠き部（３１）の前記境界壁（３３，３４）の一方に隙間（３５）を設けたねじ。
5. 請求項１〜４のうちいずれか一項に記載のねじにおいて、前記切欠き部（３１）の境界壁（３３）の一方から前記ねじ山（２１）の前記外側輪郭（２３）に移行する途中に面取り部（３６）を設けたねじ。
6. 請求項１〜５のうちいずれか一項に記載のねじにおいて、前記支持部（３４）に、前記シャフト（１２）の前記自由端部領域（１５）側の、側方留め端縁（３７）を設け、この留め端縁(３７)を、前記シャフト外側面（１４）から突出させたねじ。
7. 請求項１〜６のうちいずれか一項に記載のねじにおいて、前記支持部（３４）に、前記シャフト（１２）の前記自由端部領域（１５）側とは反対側の側方留め端縁（３８）を設け、この側方留め端縁（３８）を、前記シャフト外側面（１４）から突出させたねじ。
8. 請求項７に記載のねじにおいて、前記シャフト（１２）の前記自由端部領域（１５）側の、前記側方留め端縁（３７）の、前記シャフト外側面（１４）からの高さ（Ｃ）を、前記シャフト（１２）の前記自由端部領域（１５）側とは反対側の、前記側方留め端縁（３８）の対応する高さ（Ｄ）よりも大きくしたねじ。

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