JP3996764B2 - タップねじ - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンクリート等の硬質基盤に適用するタップねじに関し、特に、ねじ込み方向側に先端を有するシャフトを具え、該シャフトが少なくとも一部に亙り一条又は多条の台形ねじ状プロファイルを有し、その山頂領域に連なるフランクが、谷底領域に向けて拡大する形状とされ、かつ、谷底領域に向けて増加するフランク角を有するタップねじに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
上述の構成を有するタップねじは、コンクリート等の硬質基盤に物体を固定するために使用される。タップねじは、基盤に設けられたドリル孔内に締結される。タップねじを締結する際、シャフトに設けたプロファイルによりドリル孔内壁にねじ溝が形成される。ねじ溝は、基盤の硬度及び脆性に応じて形成する必要がある。
【０００３】
ドイツ国登録実用新案第１９３０２１８６号は、台形ねじプロファイルを有するタップねじを記載している。その台形ねじは、谷底領域と山頂領域とを有する。更に、台形ねじは谷底領域に向けて拡大するフランクを有し、このフランクは谷底領域に向けて外側領域では３０°、内側領域では６０°とする、異なるフランク角を有する。
【０００４】
上述した従来技術に係るタップねじは、ドリル孔の内壁とタップねじのねじ山との間で摩擦が大きくなり、優れたねじ込み特性を実現するのが困難である。その結果、材料破壊等が生じ、タップねじが使用不能となる場合がある。
【０００５】
更に、既知のタップねじのプロファイルを成形するためには多くの加工工程が必要となり、製造コストを低減するのも困難である。
【０００６】
【発明の課題】
本発明の課題は、経済的に製造可能であり、優れたねじ込み特性を発現するタップねじを提案することにある。
【０００７】
【課題の解決手段】
この課題を解決するために、本発明によるタップねじは、ねじ込み方向側に先端を有するシャフトを具え、該シャフトが少なくとも一部に亙り一条又は多条の台形ねじ状プロファイルを有し、その山頂領域に連なるフランクが、谷底領域に向けて拡大する形状とされ、かつ、谷底領域に向けて増加するフランク角を有するタップねじにおいて、山頂領域が、軸平行領域と、ねじ込み方向と反対側に連なる、少なくとも部分的に谷底領域に向けて約１０°〜４５°だけ傾斜した傾斜領域とを具えることを特徴とするものである。
【０００８】
本発明によれば、山頂領域が上記のように形成した傾斜領域を具えるため、製造に使用する鋼材等の材料の降伏特性を改善すると共に、完全に整形した幾何学的配置の実現が可能となる。完全に整形した幾何学的配置により、タップねじの一層適正なねじ込み特性が発現可能である。他方、タップねじを基材にねじ込む際に、傾斜領域によりスクレーパ作用が達成される。すなわち、外側の山頂領域により除去された基材が傾斜領域により搬出されると共に、谷底領域内で一層大きなフランク角をにより固定プレスされる。軸平行とした山頂領域がチゼルとして機能し、受孔内壁における基材を削出する。
【０００９】
削出及び破砕された基材の最適な搬出特性を確実に発現可能とするため、ねじ込み方向における山頂領域の幅を、傾斜領域の幅の約１〜４倍とするのが好適である。タップねじの寸法決定と予測される基本条件とに対応し、ねじ込み方向における山頂領域の幅を傾斜領域の幅にほぼ一致させることができる。
【００１０】
谷底領域には、約１５０°〜１７０°の底角を有する凹所を形成するのが有利である。上記の角度は、タップねじの製造に要する十分な材料を確保する上で最適である。更に、破砕された材料が過剰となると、これを凹所内に収容することにより、ねじ込みに際してタップねじの摩擦増大を防止する。
【００１１】
好適な一実施形態において、本発明によるタップねじの製造に降伏点を定めるために、凹所を二等辺として形成することができる。
【００１２】
ねじ込み特性を一層適正に発現させるため、ねじを二条ねじとして形成し、角度の異なるフランク角を第１ねじ山に付与するのが好適である。
【００１３】
最適なねじ込み特性を確保するため、第１ねじ山は、約３０°〜５０°フランク角を有する外側のフランク対と、約６０°〜９０°のフランク角を有する内側のフランク対とを具える構成とするのが好適である。
【００１４】
製造技術上の理由により、第２ねじ山のフランク角は約６０°〜９０°とするのが好適である。
【００１５】
ねじ込みに際し、破砕した材料の削出特性と固定プレスとの間の最適な関係を維持するため、第１ねじ山の外径は第２ねじ山の外径の１．１〜１．３倍とするのが好適である。
【００１６】
更に、異なるフランク角を有する第１ねじ山の変曲点における直径は、谷径の約１．２倍とするのが好適である。
【００１７】
【好適な実施形態】
以下、本発明を図示の好適な実施形態について更に具体的に説明する。
【００１８】
図は、本発明によるタップねじ、特にコンクリート用のタップねじのプロファイルを示す断面図である。このタップねじは、ねじ込み方向Ｓ側に先端（図示せず）を有するシャフト１を具える。シャフト１は、台形ねじとするプロファイル３を有する。外径ｄ１を形成する山頂領域４には、谷底領域５に向けて拡大するフランク６を連続させる。ねじは、図示のような二条ねじ又は一条ねじとして形成することができる。便宜上、本発明によるタップねじのプロファイル３は中心軸線Ｍに関して片側だけを図示している。
【００１９】
山頂領域４は、軸平行領域８と、谷底領域５に対して例えば１５°の角度δだけ傾けた傾斜領域７とを具える。傾斜領域７は、ねじ込み方向とは反対側で軸平行領域８に連なる。二条ねじの場合、第２ねじ山１２の山頂領域１０は傾斜領域を具えない。
【００２０】
第１ねじ山１１のフランク６は、二つの異なるフランク角α，βを有し、外側のフランク角αは内側のフランク角βよりも小とする。第２ねじ山１２は、例えば７５°のフランク角γを、第１ねじ山１１は例えば４０°のフランク角αと７５°のフランク角βとを有する。
【００２１】
谷底領域５は、底角εを例えば１６２°とする二等辺に形成した凹所９を具える。
【００２２】
第１ねじ山１１の外径ｄ１は、第２ねじ山１２の外径ｄ４の例えば１．２４倍に相当する。更に、第１ねじ山１１の変曲点１３における直径ｄ３は、タップねじの谷径ｄ２の例えば１．２倍に相当する。第１ねじ山１１の山頂領域４における、ねじ込み方向Ｓに見た幅ａは、第２ねじ山１２の山頂領域１０の幅ｃに一致する。更に、第１ねじ山１１の山頂領域４幅ａは、傾斜領域７の幅ｂの２倍に相当する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明によるタップねじの要部を示す説明図である。
【符号の説明】
１ シャフト
３ プロファイル
４，１０ 山頂領域
５ 谷底領域
６ フランク
７ 傾斜領域
８ 軸平行領域
９ 凹所
１１ 第１ねじ山
１２ 第２ねじ山
１３ 変曲点

Claims (10)

  1. コンクリート等の硬質基盤に適用するタップねじであって、ねじ込み方向（Ｓ）側に先端を有するシャフト（１）を具え、該シャフト（１）が少なくとも一部に亙り一条又は多条の台形ねじ状プロファイル（３）を有し、その山頂領域（４）に連なるフランク（６）が、谷底領域（５）に向けて拡大する形状とされ、かつ、谷底領域（５）に向けて増加するフランク角（α，β）を有するタップねじにおいて、山頂領域（４）が、軸平行領域（８）と、ねじ込み方向（Ｓ）と反対側に連なる、少なくとも部分的に谷底領域（５）に向けて約１０°〜４５°だけ傾斜した傾斜領域（７）とを具えることを特徴とするタップねじ。
  2. 請求項１記載のタップねじにおいて、ねじ込み方向（Ｓ）における山頂領域（４）の幅（ａ）が、傾斜領域（７）の幅（ｂ）の約１〜４倍であることを特徴とするタップねじ。
  3. 請求項１又は２に記載のタップねじにおいて、谷底領域（５）が、約１５０°〜１７０°の底角（ε）を有する凹所（９）を具えることを特徴とするタップねじ。
  4. 請求項３記載のタップねじにおいて、前記凹所（９）が二等辺として形成されていることを特徴とするタップねじ。
  5. 請求項１〜４の何れか一項に記載のタップねじにおいて、前記台形ねじが二条ねじとして形成され、角度の異なるフランク角（α，β）が第１ねじ山（１１）に付与されていることを特徴とするタップねじ。
  6. 請求項５記載のタップねじにおいて、前記第１ねじ山（１１）が約３０°〜５０°フランク角（α）を有する外側のフランク対と、約６０°〜９０°のフランク角（β）を有する内側のフランク対とを具えることを特徴とするタップねじ。
  7. 請求項５又は６に記載のタップねじにおいて、第２ねじ山（１２）が直線状フランクを具えることを特徴とするタップねじ。
  8. 請求項７記載のタップねじにおいて、第２ねじ山（１２）が約６０°〜９０°のフランク角（γ）を有することを特徴とするタップねじ。
  9. 請求項５〜８の何れか一項に記載のタップねじにおいて、第１ねじ山（１１）の外径（ｄ１）が第２ねじ山（１２）の外径（ｄ４）の１．１〜１．３倍であることを特徴とするタップねじ。
  10. 請求項１〜９の何れか一項に記載のタップねじにおいて、異なる角度から形成された第１ねじ山（１１）の変曲点（１３）における直径（ｄ３）が、谷径（ｄ２）の約１．２倍であることを特徴とするタップねじ。
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