JPH0716090Y2

JPH0716090Y2 - タッピングねじ

Info

Publication number: JPH0716090Y2
Application number: JP1989107117U
Authority: JP
Inventors: 勇後藤
Original assignee: 山喜産業株式会社
Priority date: 1989-09-12
Filing date: 1989-09-12
Publication date: 1995-04-12
Anticipated expiration: 2004-09-12
Also published as: US5015134A; JPH0346012U

Description

【考案の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この考案は、木材等の取付面にねじ山を形成しつつねじ
込まれるタッピングねじに関し、詳しくは、打ち込んだ
際の取付面の割れを防止した構造に関するものである。

〔従来の技術〕

従来のタッピングねじとして、第６図に示すように、先
端にテーパ部12を有する軸部11の後端に、その軸部11よ
り大径の頭部13を形成し、軸部11の周面全体にねじ山14
を形成したものがある。

このタッピングねじの頭部13の形状は、軸部11から拡大
する円錐形状になっており、通常、頭部13が没入するま
で取付面にねじ込んで使用される。

〔考案が解決しようとする課題〕

ところが、上記構造のタッピングねじにおいては、軸部
11のねじ山14が全て同一の径寸法とリード角で形成され
ているため、軸部を後端までねじこんでいった場合、ね
じ山の接触長の増大に伴なって多量の熱が発生し、ねじ
山の焼き付きが生じ易い欠点がある。

また、頭部13を取付面に没入するまで打ち込んだ場合、
第７図に示すごとく、取付部材Ａが頭部13により外側に
大きく押し拡げられるために、取付けたタッピングねじ
から取付面に割れが生じることがある。特に、取付部材
が硬い木材の場合に、割れが多く発生する。

このような割れを無くするには、頭部の形状を小さくし
て取付部材に加わる応力を小さくすればよいが、頭部13
にはドライバ溝15を設ける必要があるため、形状が限定
されてしまい、所要の大きさ以下に形成することができ
ない。

一方、従来のねじの工夫として、頭部形状を緩やかに拡
大する円錐形に形成して、取付部材に加わる応力変化を
小さくしたものがあるが、しかし、上記の形状では、最
終的に頭部の進入により生じる変形量は従来のものと同
じであるため、取付部材が硬い木材の場合にはほとんど
効果がなく、割れが同様に生じる欠点がある。

そこで、この考案は、硬い取付面に対して確実にねじ込
むことができ、しかもねじ込み後に取付面に割れを生じ
させないタッピングねじを提供することを目的としてい
る。

〔課題を解決するための手段〕

上記の課題を解決するため、この考案は、テーパ部の後
部に、最大径がその後方軸部のねじ山の最大径より小さ
いドリル刃を形成し、かつ、頭部の軸部側形状を、軸部
から後端に向かって拡大する多角錐形状とした構造とし
たものである。

また、上記の構造において、テーパ部後部と頭部の間の
軸部周面に後方ドリル刃を形成し、その後方ドリル刃の
最大径を、後方軸部のねじ山の最大径に対して同等以上
に設定するようにしてもよい。

〔作用〕

上記構造のタッピングねじは、取付部材に対してテーパ
部のねじ山が喰い込んだ後、ドリル刃がテーパ部でタッ
ピングされたねじ孔を削り取り、その孔を下孔として軸
部後端のねじ山が喰い込んでいく。

このように、ドリル刃が下孔を削り取ることにより、次
の軸部のねじ山によるタッピング長さが減少し、ねじ山
に発生する熱を減少させることができる。

また、ねじを頭部まで打込んだ場合、第５図に示すよう
に、取付部材Ａは、最初は多角錐（図では４角錐）の断
面形状に倣って押し拡げられるが、次にそれ自身の弾力
によって、多角錐を形成する平面９と頂面10との間にで
きるすき間ａを埋めるように縮径する。したがって、ね
じが取付けられた状態で、取付部材Ａは多角錐の頂点10
との接触域が変形するが、そのひずみが両側の平面９側
に逃げるため、応力集中が著しく緩和されることにな
り、割れ発生が防止される。

これに対して、従来の円錐形状の場合は、第７図に示す
ように、取付部材Ａは円錐形の頭部13の全周で一様に押
し拡げられ、ひずみの逃げる場所がないため、取付部材
Ａ内部の応力が相乗的に増大し、割れが生じることにな
る。

一方、テーパ部のドリル刃の他に、後方ドリル刃を形成
すると、ねじ孔が再び穿孔されて拡大するため、後のね
じ込みがスムーズになると共に、頭部の押し込みも容易
になる効果がある。

〔実施例〕

以下、この考案の実施例を添付図面に基づいて説明す
る。

第１図に示すように、実施例のタッピングねじは、先端
に円錐状のテーパ部２を有する軸部１と、その軸部１の
後端に一体に形成された頭部３とから成り、頭部３の後
端面3aに、十文字や一文字等のドライバ溝４を設けられ
ている。

軸部１のテーパ部２の周面にはねじ山５′が形成され、
一方、テーパ部２から頭部３までの周面には、ねじ山
５′と同じリード角でねじ山５が形成されている。ま
た、テーパ部２の後部と、テーパ部２と頭部３間の軸部
周面には、それぞれねじ山５とねじ山５′に対して独立
したドリル刃６、７が形成されている。

このドリル刃６、７は、第２図乃至第４図に示すごと
く、180度位相のずれた位置に配置される２つの突条８
から成っており、ねじ山５、５′のリード角より大きな
リード角でねじれて形成されている。また、上記突条８
のねじ軸線に対して直角の断面形状は、頂角がほぼ60°
前後の三角形をなしており、その稜線の形状は、ねじれ
方向に沿って円弧状に形成されている。

また、第１図及び第２図に示すように、ドリル刃６の最
大径d₁は、テーパ部２のねじ山５′の最大ねじ径d₃より
大きく、軸部後端のねじ山５の最少ねじ径d₄より小さく
（d₃＜d₁＜d₄）設定され、一方、第４図に示すごとくド
リル刃７の最大径d₂は、軸部後端のねじ山５の最大径d₄
と同様か、それ以上の大きさ（d₂≧d₄）に設定されてい
る。この場合、ドリル刃７の最大径d₂がねじ山５の最大
径d₄を越える範囲（d₂＞d₄となる範囲）の上限は、0.15
mm前後を目安とするのがよい。

なお、各ドリル刃６、７の長さは、ねじ径に合わせて変
化させるのがよいが、通常ドリル刃６の長さはねじ山
５′の３山程度に、ドリル刃７の長さはねじ山５の２山
程度に設定するのがよい。

一方、頭部３は、軸部１に連結する首部分が第１図に示
すように軸部１から後端に向かって拡大する４角錐形状
に形成されている。この４角錐部の周面は、第５図に示
すように、ねじ軸線に直角の断面において各２面が平行
に向き合う４つの平面９から形成されており、その各平
面９が交差する頂点10は、丸みをもたせて形成されてい
る。また、頭部３のドライバ溝４を備える後端面3aの近
傍は、断面が円形に形成されている。

実施例のタッピングねじは上記のような構造であり、次
にその作用を説明する。

タッピングねじを、木材等の取付部材にねじ回しつつ押
し込んでいくと、最初にテーパ部２がねじ山５′に沿っ
て喰い込んだ後、ドリル刃６が、ねじ山５′でタッピン
グしたねじ孔をらせん状に削り取って穿孔し、その穿孔
した孔を下孔として、ドリル刃６の後方のねじ山５が喰
い込む。

このねじ山５′によるタッピングにおいては、ドリル刃
６により穿孔された溝の分だけねじ山の周方向における
タッピング長さが減少しているため、小さな回転力でも
喰い込みが可能となると共に、発生する熱が小さくな
り、焼き付きが防止される。また、ドリル刃６により削
られた溝は、タッピング時に発生する切粉の逃げ部とな
り、切粉つまりを防止する効果がある。

ねじの喰い込みが進行して、後方のドリル刃７が取付部
材に入り込むと、そのドリル刃７がタッピングされたね
じ孔をらせん状に穿孔し、その穿孔した孔を下孔とし
て、軸部後端のねじ山５が喰い込んでいく。このような
軸部１の途中位置にドリル刃７を設けることにより、ね
じ孔が再び拡大されて、軸部後端のタッピングがスムー
ズになると共に、下孔が拡大することにより、頭部３の
押し込みも容易になる。

なお、ドリル刃７の穿孔でねじ孔が拡大することによ
り、軸部後端のねじ山５の喰い付き状態は若干甘くなる
が、ドリル刃７より前側のねじ山５′、５が確実に取付
部材に喰い込んでいるので、ねじの保持力が低下するこ
とはない。

軸部１がねじ込まれると、ついで、頭部３がねじ山５で
タッピングされたねじ孔に押し込まれるが、この押し込
みの際、次のような作用が生じると考えられる。

すなわち、第５図に示すように、頭部３が回転しつつ押
し込まれると、取付部材Ａは４角錐の頂点10により押し
拡げられるが、次に木材等のもつ弾力によって頂点10と
平面９の間のすき間ａに向かって縮径する。ついで、取
付部材Ａは、再び回転してくる次の頂点10により押し拡
げられた後、再び縮径するというように、拡張と縮径を
繰り返して押し拡げられる。そして頭部３が完全に入り
込んだ状態では、４角錐の頂点10と接触する部分だけが
変形してひずみが生じるが、他の部分は変形が戻ってひ
ずみがほとんど解消されるため、頂点部分のひずみも両
側に逃げ、全体としてひずみが小さくなる。このため、
取付部材Ａの内部応力が減少し、割れが防止される。

上記の場合、４角錐の頂点10を丸く形成することによ
り、応力集中を小さくでき割れを防止できる効果があ
る。

上記のように頭部３が没入するまでねじ込んだ状態で
は、４角錐の平面９のすき間ａに入り込んだ取付部材に
より頭部３の動きが固定され、かつ内部に喰い込んだド
リル刃６、７が抜け出し方向に対して大きな抵抗力とな
るので、ねじの抜け出しが完全に防止され、確実なねじ
込みが維持される。

なお、実施例では頭部３を４角錐形状としたが、３角錐
や５角錐等の多角錐形状としても、同様の効果を得るこ
とができる。

また、軸部後方のドリル刃７は、複数個設けることがで
きるが、ねじの自立を損なわないために頭部３の近くに
設けるのがよい。

さらに、ドリル刃７の後方のねじ山高さは、ドリル刃７
とその前方のねじ山の高さより高く設定するようにして
もよく、これにより、ねじ全体にわたって確実なねじの
喰い付きを得ることができる。

また、第１図に示すタッピングねじは、木材と窯業系サ
イディング板等を結合する複合材料の固定に対しても効
果がある。例えば、家屋の壁面形成において、木材の壁
面に窯業系サイディング板の壁体を取付ける場合、壁体
の外側から上記のタッピングねじを打ち込むと、ドリル
刃６、７がサイディング板の壁体を穿孔してねじ孔を拡
げるため、次の、頭部３が容易に進入することができ
る。このため、頭部まで打ち込んだ時の壁体に対する衝
撃が小さくなり、壁体の割れを効果的に防止することが
できる。なお、上記の場合ドリル刃７より先端側のねじ
山５、５′が木材にねじ込まれるために、タッピングね
じは確実に取付面に喰い込み、抜け出すことがない。

〔考案の効果〕

以上説明したように、この考案のタッピングねじは、テ
ーパ部でタッピングしたねじ孔をドリル刃により削り取
って拡大するようにしたので、軸部後端のねじ山のタッ
ピング長さが減少して発生する熱が少なくなり、ねじの
焼き付きを防止することができる。

また、頭部形状を多角錐形状として、取付部材のひずみ
を逃がすようにしたので、頭部を喰い込ませた際の取付
部材内部の応力を減少でき、割れを防止できる効果があ
る。

さらに、ねじをねじ込んだ状態で、喰い込んだ多角錐の
頭部とドリル刃が戻り方向の回転を阻止するように作用
するため、ねじの抜け出しが防止され、確実なねじ込み
が維持できる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例のタッピングねじを示す正面図、第２図
は第１図のＩ−Ｉ線の断面図、第３図及び第４図はそれ
ぞれ実施例の要部を示す図、第５図は第１図のII−II線
の断面図、第６図は従来例を示す正面図、第７図は第６
図のIII−III線の断面図である。１……軸部、２……テーパ部、３……頭部、４……ドラ
イバ溝、５、５′……ねじ山、６、７……ドリル刃、８
……突条、９……平面、10……頂点、Ａ……取付部材。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】先端にテーパ部を有する軸部の後端にその
軸部の径より大径の頭部を形成し、上記軸部の全周面に
ねじ山を形成したタッピングねじにおいて、上記テーパ
部の後部に、最大径がその後方軸部のねじ山の最大径よ
り小さいドリル刃を形成し、かつ頭部の軸部側形状を、
軸部から後端に向かって拡大する多角錐形状としたこと
を特徴とするタッピングねじ。
【請求項２】多角錐形状を４角錐形状としたことを特徴
とする請求項（１）に記載のタッピングねじ。
【請求項３】テーパ部と頭部の間の軸部周面に後方ドリ
ル刃を形成し、その後方ドリル刃の最大径を、後方軸部
のねじ山の最大径に対して同等以上に設定したことを特
徴とする請求項（１）又は（２）に記載のタッピングね
じ。