JP2021099110A

JP2021099110A - 螺子

Info

Publication number: JP2021099110A
Application number: JP2019229933A
Authority: JP
Inventors: 直毅市川; Naoki Ichikawa
Original assignee: Solar Frontier KK
Current assignee: Solar Frontier KK
Priority date: 2019-12-20
Filing date: 2019-12-20
Publication date: 2021-07-01

Abstract

【課題】薄板に対しても固定強度を維持することが可能な螺子を提供する。【解決手段】螺子１０は、螺旋状の突起１６を有する雄螺子部１４と、雄螺子部１４よりも先端側の先細り部１８と、を有する。螺旋状の突起１６は、先細り部１８に設けられていない。螺子１０の回転軸Ａに直交する面における雄螺子部１４の直径Ｒ１は、回転軸Ａに沿った方向における螺旋状の突起１６のピッチＰ１以上である。【選択図】図１

Description

本発明は、例えば金属製薄板用の螺子に関する。

互いに別個の部材を締結するために螺子が使われることがある。螺子の種類と形状は、その用途に応じて適切なものが選ばれる。例えば住宅や工場のような建造物の屋根に太陽電池モジュールのような物品を設置する場合、当該物品を屋根材に固定するための固定具は、例えば螺子によって屋根材に締結される（特許文献１の図３（ｂ））。

特開２０１５−２２７５７６号公報

本願の発明者は、例えば工場等の屋根上に太陽電池モジュールのような物品を設置することを検討した。屋根材が例えば金属板のような薄板によって構成されている場合、物品を固定するための固定具は、薄板に固定される必要がある。

本願の発明者は、このような固定具を薄板に固定するために一般的な螺子、例えばビスを使用すると、固定強度が不足したり、螺子が空転することによる設置不良の可能性が高まったりすることを見出した。

したがって、薄板に対しても固定強度を維持することが可能な螺子が望まれる。

一態様に係る螺子は、螺旋状の突起を有する雄螺子部と、前記雄螺子部よりも先端側の先細り部と、を有する。前記螺旋状の突起は、前記先細り部に設けられておらず、前記螺子の回転軸に直交する面における前記雄螺子部の直径は、前記回転軸に沿った方向における前記螺旋状の突起のピッチ以上である。

上記態様によれば、薄板に対しても固定強度を維持することができる。

一実施形態に係る螺子を示す側面図である。一実施形態に係る螺子を薄板に挿入する様子を示す側面図である。一実施形態に係る螺子を薄板に完全に挿入させた様子を示す側面図である。参考例に係る螺子を示す側面図である。参考例に係る螺子を薄板に挿入する様子を示す側面図である。参考例に係る螺子を薄板に完全に挿入させた様子を示す側面図である。

以下、図面を参照して、実施形態について説明する。以下の図面において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることがあることに留意すべきである。

図１は、一実施形態に係る螺子を示す側面図である。図２は、一実施形態に係る螺子を薄板に挿入する様子を示す側面図である。図３は、一実施形態に係る螺子を薄板に完全に挿入させた様子を示す側面図である。

本実施形態に係る螺子１０は、薄板、特に金属製の薄板１００に、被締結部材２００を締結するために好適に用いられる。図２〜３に示す例では、螺子１０によって被締結部材２００を薄板１００に締結する様子を示している。

本実施形態に係る螺子１０は、頭部１２と、螺旋状の突起１６を有する雄螺子部１４と、雄螺子部１４よりも先端側の先細り部１８と、を有する。頭部１２、雄螺子部１４、及び先細り部１８は、例えば鉄、ステンレス、合金鋼材料のような金属によって一体不可分に構成されていてよい。

頭部１２の形状は、工具によりねじ締め可能であれば、特に制限されない。例えば、頭部１２は、略六角柱の形状を有していてよい。頭部１２は、被締結部材２００を薄板１００に締結した状態で、被締結部材２００の貫通孔２１０のまわりを押圧可能な大きさを有していてよい。螺子１０の回転軸Ａの方向から見た頭部１２の最大直径は、例えば５〜３０ｍｍ程度であってよい。

雄螺子部１４は、頭部１２と先細り部１８との間に位置している。雄螺子部１４は、その外周に形成された螺旋状の突起１６を含む。螺旋状の突起１６は、雄螺子部１４に１本形成されていてよい。なお、螺旋状の突起１６は、後述する先細り部１８には形成されていない。

螺子１０の回転軸Ａに直交する面における雄螺子部の直径Ｒ１は、回転軸Ａに沿った方向における螺旋状の突起１６のピッチＰ１以上である。なお、ピッチＰ１は、回転軸Ａに沿った方向において互いに隣接する突起１６どうしの間の間隔に相当する。

雄螺子部の直径Ｒ１は、例えば４ｍｍ以上、好ましくは６ｍｍ以上であってよい。また、雄螺子部の直径Ｒ１は、例えば２５ｍｍ以下、好ましくは２０ｍｍ以下であってよい。

ピッチＰ１は、例えば０．１ｍｍ以上、好ましくは０．３ｍｍ以上であってよい。さらに、ピッチＰ１は、例えば４．０ｍｍ以下、好ましくは３．５ｍｍ以下であってよい。

後述するように、螺旋状の突起１６のピッチＰ１は、螺子１０が締結される薄板１００の厚みよりも大きくてよい。一例として、本実施形態に係る螺子１０は、例えば３ｍｍ以下、より限定的には２ｍｍ以下、さらに限定的には１ｍｍ以下の厚みを有する薄板１００に対しても好適に用いられる。

螺旋状の突起１６は、頭部１２付近まで形成されていることが好ましい。これにより、被締結部材２００の厚みが小さくても、被締結部材２００を薄板１００に締結できる。螺旋状の突起１６と頭部１２との間の距離Ｌ２は、螺旋状の突起１６のピッチＰ１以下であってよい。螺旋状の突起１６と頭部１２との間の距離Ｌ２は、例えば１０ｍｍ以下、好ましくは６．０ｍｍ以下、より好ましくは４．５ｍｍ以下であってよい。

先細り部１８と螺旋状の突起１６との間の距離Ｌ１は、例えば１５ｍｍ以下、好ましくは１０ｍｍ以下、より好ましくは６ｍｍ以下であってよい。これにより、後述するように先細り部１８が薄板１００に穴をあけた後、すみやかに雄螺子部１４を薄板１００に螺合させ始めることができる。

先細り部１８は、螺子１０の先端、つまり頭部１２とは反対側の端部に向かうにつれて細くなっている部分によって規定される。例えば、先細り部１８は、円錐形状、角錐形状、切頭円錐形状、又は切頭角錐形状等であってよい。

好ましくは、先細り部１８の最先端は、実質的に尖った形状を有していてよい。この場合、先細り部１８は、例えば円錐形状又は角錐形状であってよい。これにより、螺子１０を薄板１００に捩り込みやすくなる。特に、薄板１００が金属製のように硬い板であっても、螺子１０を薄板１００に捩り込みやすくなる。

先細り部１８は、回転軸Ａを通る平面に沿った螺子の断面において、例えば５０度以下、好ましくは４５度以下、より好ましくは４０度以下の角度で傾斜していることが好ましい。これにより、薄板１００が金属製のように硬い板であっても、螺子１０を薄板１００により捩り込みやすくなる。また、先細り部１８は、回転軸Ａを通る平面に沿った螺子の断面において、例えば１０度以上の角度で傾斜していてよい。

また、先細り部１８は、回転軸Ａに関して回転対称な形状を有することが好ましい。そのような回転対称な形状として、円錐形状や切頭円錐形状が挙げられる。前述したように、薄板１００への捩り込みやすさを考慮すると、先細り部１８は、実質的に円錐形状を有することがより好ましい。この場合、螺子１０の先細り部１８が薄板１００に捩り込まれる際に、先細り部１８の捩りによる回転方向の力が薄板１００にかかりにくいため、後述するように薄板１００にバリが生じ難くなるというメリットがある。

螺子１０の回転軸Ａに直交する面における先細り部１８の最大半径Ｒ２は、雄螺子部の直径Ｒ１の１／４以上、雄螺子部の直径Ｒ１の１／２未満であることが好ましい。具体的には、先細り部１８の最大半径Ｒ２は、１．２５ｍｍ以上、好ましくは２．０ｍｍ以上であってよい。また、先細り部１８の最大半径Ｒ２は、１５ｍｍ以下、好ましくは１２ｍｍ以下であってよい。

次に、本実施形態にかかる螺子１０を用いて、被締結部材２００を薄板１００に締結する様子について説明する。まず、被締結部材２００を薄板１００上に置く。それから、螺子１０の先細り部１８を、被締結部材２００の貫通孔２１０を通して、薄板１００にねじ込む（図２）。

この際に、螺子１０の先細り部１８が薄板１００を貫通する。先細り部１８は螺旋状の突起１６を有していないため、薄板１００は、貫通部分のまわりで下方（螺子の先端側）に曲げられる（図２も参照）。

次に、螺子締めをすすめるとともに、螺旋状の突起１６が、薄板１００の下方に曲げられた部分１０２に係合し始める。螺子１０を薄板１００に完全に締結させた状態では、螺旋状の突起１６が、薄板１００の下方に曲げられた部分１０２に係合した状態になる。また、被締結部材２００は、螺旋状の頭部１２と薄板１００との間に挟まれた状態になる。

前述したように、雄螺子部の直径Ｒ１は螺旋状の突起１６のピッチＰ１以上である。これにより、薄板１００の下方に曲げられた部分１０２の、回転軸Ａに沿った方向の長さは、「（螺旋状の突起１６のピッチＰ１）／２」以上になる。そのため、回転軸Ａに沿った方向において少なくとも１つの突起１６、好ましくは２つの突起１６が、薄板１００の下方に曲げられた部分１０２に係合することになる。したがって、螺旋状の突起１６が薄板１００にしっかりと係合し、被締結部材２００と薄板１００との固定強度を維持することができる。

また、螺旋状の突起１６のピッチＰ１が薄板１００の厚みよりも大きい場合であっても、螺旋状の突起１６が薄板１００の下方に曲げられた部分１０２に係合するので、螺子の空転が起こり難く、被締結部材２００と薄板１００とをしっかりと締結することができる。

さらに、薄板１００の下方に曲げられた部分１０２の形状を維持するという観点では、前述したように、先細り部１８は、回転軸Ａに関して回転対称な形状を有することが好ましい。

次に、図４〜図６を用いて参考例に係る螺子について説明する。図４は、参考例に係る螺子を示す側面図である。図５は、参考例に係る螺子を薄板に挿入する様子を示す側面図である。図６は、参考例に係る螺子を薄板に完全に挿入させた様子を示す側面図である。

参考例に係る螺子５０は、頭部５２と、螺旋状の突起５６を有する雄螺子部５４と、雄螺子部１４よりも先端側の先細り部５８と、を有する。参考例では、螺旋状の突起５６は、先細り部５８に達している（図４）。参考例に係る螺子５０は、螺旋状の突起５６が先細り部５８に達していることを除き、上記実施形態と同様の構成を有する。

次に、参考に係る螺子１０を用いて、被締結部材２００を薄板１００に締結する様子について説明する。まず、被締結部材２００を薄板１００上に置く。それから、螺子１０の先細り部１８を、被締結部材２００の貫通孔２１０を通して、薄板１００にねじ込む（図５）。

螺子１０の螺合中、薄板１００の貫通部分のところで、螺旋状の突起５６から薄板１００に上向きの力がかかる。参考例では、螺子１０を薄板１００にねじ込む際に、薄板１００が下方に十分に曲げられていないため、薄板１００の貫通部分のところで、薄板１００の少なくとも一部が上方（頭部５２の方）に向かって曲げられてしまうことがある（図５参照）。これにより、薄板１００の貫通部分のところで、バリ１０４が生じたり、上方に突出する部分１０６が生じたりすることがある。このバリ１０４や突出する部分１０６によって、被締結部材２００が薄板１００から持ち上げられ、被締結部材２００の固定強度が不足することに繋がる。

特に、螺旋状の突起５６のピッチが薄板１００の厚みよりも大きいと、薄板１００が螺旋状の突起５６どうしの間の溝に入り込むため、薄板１００は、雄螺子部５４からの力により上方に向かって曲げられ易くなってしまう。

本実施形態に係る螺子では、螺旋状の突起１６が薄板１００に係合する前に、薄板１００が先細り部１８によって十分に下方に曲げられるので、参考例で説明した問題を回避し易い。

上述したように、実施形態を通じて本発明の内容を開示したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、本発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替の実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなる。したがって、本発明の技術的範囲は、上述の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。

例えば、上記実施形態では、螺子１０は、１本の螺旋状の突起１６を有する、いわゆる「一条螺子」である。この代わりに、螺子１０は、複数本の螺旋状の突起１６を有する、いわゆる「多条螺子」であってもよい。

また、上記実施形態に係る螺子１０は、例えばワッシャやパッキンとともに使用されてもよい。この場合、螺旋状の突起１６と頭部１２との間の距離Ｌ２は、前述した数値範囲よりも大きくてもよい。例えば、距離Ｌ２は、ワッシャやパッキンの厚みに、１０ｍｍ以下、好ましくは６．０ｍｍ以下、より好ましくは４．５ｍｍ以下の数値を足した値であってよい。

１０螺子
１２頭部
１４雄螺子部
１６螺旋状の突起
１８先細り部

Claims

螺旋状の突起を有する雄螺子部と、
前記雄螺子部よりも先端側の先細り部と、を有し、
前記螺旋状の突起は、前記先細り部に設けられておらず、
前記螺子の回転軸に直交する面における前記雄螺子部の直径は、前記回転軸に沿った方向における前記螺旋状の突起のピッチ以上である、螺子。
前記先細り部の最先端が尖っている、請求項１に記載の螺子。
前記先細り部は、前記回転軸に関して回転対称な形状を有する、請求項１又は２に記載の螺子。
前記先細り部は、円錐形状又は切頭円錐形状である、請求項１から３のいずれか１項に記載の螺子。
前記螺旋状の突起の前記ピッチは、前記螺子が締結される板の厚みよりも大きい、請求項１から４のいずれか１項に記載の螺子。