JP2000240626A - ネジおよびネジの製造方法 - Google Patents

ネジおよびネジの製造方法

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JP2000240626A
JP2000240626A JP11042448A JP4244899A JP2000240626A JP 2000240626 A JP2000240626 A JP 2000240626A JP 11042448 A JP11042448 A JP 11042448A JP 4244899 A JP4244899 A JP 4244899A JP 2000240626 A JP2000240626 A JP 2000240626A
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Terufumi Nojigawa
輝文 野地川
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16BDEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B25/00Screws that cut thread in the body into which they are screwed, e.g. wood screws
    • F16B25/001Screws that cut thread in the body into which they are screwed, e.g. wood screws characterised by the material of the body into which the screw is screwed
    • F16B25/0015Screws that cut thread in the body into which they are screwed, e.g. wood screws characterised by the material of the body into which the screw is screwed the material being a soft organic material, e.g. wood or plastic
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16BDEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 プラスチック、ゴム、木等の軟質材料にも、
インサートナットを介することなく直接螺入し、非常に
高い保持力を得ることができるネジを提供する。 【解決手段】 ネジ山4の少なくとも一部の頂部に、当
該ネジ山4に沿って螺旋状に延びる凹部8を設ける。こ
れにより、ネジ1が被螺入材料に螺入されたとき、凹部
5が被螺入材料と複雑にからみ合うようになるので、保
持力を高めることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ネジおよびネジの
製造方法に係り、特にプラスチック、ゴム、木等の比較
的に軟質な材料からなる被螺入材料に自らネジ立てしな
がら螺入されるネジおよびネジの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】タッピンネジや木ねじのような従来のこ
の種のネジは、通常、ネジ山の角度を45〜60度とさ
れるとともに、ネジ山の頂部の横断面形状をくさび状と
されていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】前記従来のこの種のネ
ジにおいては、被螺入材料がプラスチック、ゴム、木、
石膏ボード等の比較的に軟質な軟質材料である場合は、
大きな保持力を得ることができないという問題があっ
た。
【0004】また、プラスチックにネジを螺入する場合
は、摩擦発熱が大きく、プラスチック側に白化現象(発
熱によりプラスチック材料が白くなって劣化する現象)
を生じ易いという問題もあった。
【0005】このため、精密機器のプラスチックケース
等のプラスチック材料にネジを螺合する場合は、予め金
属製のインサートナットを埋め込んだ状態でプラスチッ
ク材料を成形しておき、前記インサートナットにネジを
螺入していた。
【0006】しかし、このようにプラスチック材料に金
属製のインサートナットが埋め込まれることにより、さ
らに次のような問題を生じていた。
【0007】(a)プラスチック材料を廃棄するとき、
インサートナットをプラスチック材料から分離すること
が困難であり、ひいてはプラスチック材料の廃棄処理、
リサイクル処理が困難になる、(b)ネジの他にインサ
ートナットが必要となり、しかもこのインサートナット
を予めプラスチック材料の方に埋め込まなければならな
いので、コストが高くなる、(c)金属製のインサート
ナットがプラスチック材料に埋め込まれるため、重量が
重くなる。
【0008】本発明は、このような従来の事情に鑑みて
なされたもので、本発明の1つの目的は、プラスチッ
ク、ゴム、木、石膏ボード、鉛、アルミ等の比較的に軟
質な軟質材料からなる被螺入材料にも、インサートナッ
トを介することなく直接螺入し、非常に高い保持力を得
ることができるネジおよびその製造方法を提供すること
にある。
【0009】本発明の他の目的は、プラスチック材料に
直接螺入しても、摩擦発熱が少なく、白化現象を生じる
ことのないネジおよびその製造方法を提供することにあ
る。
【0010】本発明の他の目的は、以下の説明から明ら
かになろう。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明によるネジは、ネ
ジ山の少なくとも一部の頂部に、該ネジ山に沿って螺旋
状に延びる凹部を設けたものである。
【0012】また、本発明によるネジの製造方法は、転
造加工によりネジを製造するネジの製造方法において、
転造ダイスに形成されたネジ山形成溝にブランクの材料
が実質的に完全に満たされる前に転造を終了することに
より、ネジ山の少なくとも一部の頂部に、該ネジ山に沿
って延びる凹部が形成されたネジを製造するものであ
る。
【0013】本発明のネジにおいては、谷径小かつ外径
大とし、山の高さを高くすることが好ましい。また、ネ
ジ山の角度は30度以下とすることが好ましく、特に2
6度以下とすることが好ましい。
【0014】従来の通常のネジは、前述のようにネジ山
の角度を45〜60度と大きくされていた。このような
ネジ山の角度が大きいネジをプラスチック材料等の被螺
入材料に自らのネジ山にあった溝を切り込ませながら螺
入しようとすると、前述のように大きな摩擦熱が生じて
白化現象が生じたり、被螺入材料が大きく破壊されたり
して、保持力が非常に小さくなってしまう。
【0015】一方、ネジ山の角度を小さくするととも
に、谷径小かつ外径大とし、山の高さを高くする(すな
わち、ネジ山をスリムにする)と、ネジが被螺入材料に
侵入して行くときに受ける抵抗力を小さくする(言い換
えれば、ねじ込み初期トルクを小さくする)とともに、
なるべく被螺入材料を破壊しないようにし、かつ被螺入
材料に対するネジ山の引っ掛かりをよくすることができ
る。これにより、摩擦熱の発生を減少し、プラスチック
の白化現象の発生を防止できるとともに、保持力をある
程度は高めることができる。しかしながら、ネジ山の形
態が従来と同様の場合は、前記のようにネジ山の角度を
小さくし、かつ山の高さを高くするだけでは、保持力を
十分な大きさまでには高めることはできない。
【0016】しかるに、本発明におけるように、ネジ山
の少なくとも一部の頂部に、該ネジ山に沿って螺旋状に
延びる凹部を設けると、この凹部が被螺入材料と複雑に
からみ合うようになるので、保持力を非常に大きくする
ことができる。
【0017】また、前記凹部を備えたネジを前記本発明
のネジの製造方法で製造すれば、できあがったネジが転
造ダイスに食いついて離れなくなるような不都合を防止
することもできる。
【0018】
【発明の実施の形態】以下、本発明を実施例に基づいて
説明する。
【0019】
【実施例】図1〜4は本発明の第一実施例を示す。図1
に示されるように、ネジは軸部2と頭部3とからなり、
軸部2には、あとで詳しく説明する転造加工によりネジ
山4が形成されている。図2は前記ネジ山4の拡大横断
面図であり、この図によく示されるように、ネジ山4の
頂部には、該ネジ山4に沿って螺旋状に延びる横断面大
略V字状の凹部5が設けられている。
【0020】図3はネジ山4のネジ山の角度およびフラ
ンク角を示したもので、ネジ山の角度α=24度、ネジ
1先端側のフランク4aのフランク角β=14度、頭部
3側のフランク4bのフランク角γ=10度とされてい
る。したがって、ネジ1先端側のフランク角βの方が頭
部3側のフランク角γより大きくされている。前記ネジ
山4の谷径は直径1mm、外径2mmと、通常のネジに
比較して谷径小かつ外径大とされ、山の高さを高くされ
ている。ただし、勿論本発明においては、ネジ山4の角
度、フランク角、谷径および外径は、前記本実施例の数
値に限定されるものではない。
【0021】図4は、前記ネジ1の製造方法、特にネジ
山4の形成方法を示したものである。この図において、
6は転造ダイス、1’はブランク(ネジ1の素材)を示
している。ここで、前記転造ダイス6は、本質的には従
来の通常のネジを転造加工するための転造ダイスと同じ
構成のものであり、この転造ダイス6に設けられている
ネジ山形成溝7の底部は従来の通常のネジを転造するた
めの転造ダイスの場合と同様に横断面V字状をなしてい
る。従来の通常のネジを転造するための転造ダイス6と
異なるところは、ネジ山形成溝7の角度および深さが、
通常のネジに比較し谷径およびネジ山の角度が小さく、
外径が大きいというネジ山4の仕様に対応しているとい
う点のみである。ブランク1’も、従来の通常のネジ転
造の場合のブランクと同様のものである。基本的な転造
加工の方法も、従来の通常のネジ転造の場合と同様であ
り、転造ダイス6と、これに組み合わされる図示しない
転造ダイス(このダイスもネジ山形成溝7と同様のネジ
山形成溝を設けられている)との間でブランク1’を転
動させる。これにより、ブランク1’の肉がネジ山形成
溝7内へ塑性流動し、ネジ山4が形成されて行く。
【0022】ここで、従来の通常のネジ転造の際には、
図5に示されるように、ブランク1’の肉がネジ山形成
溝7の最深部に達するまで、言い換えれば、ネジ山形成
溝7が実質的に完全にブランク1’の肉で満たされるま
で、上記転造作業を行っていた。しかるに、本実施例に
おいては、図4に示されるように、ブランク1’の肉が
ネジ山形成溝7の最深部に達する前、言い換えれば、ネ
ジ山形成溝7が完全にブランク1’の肉で満たされる前
に転造作業を終了する。これにより、前記図1〜3に示
されるような形状の凹部5を備えたネジ山4を形成する
ことができる。
【0023】このネジ1を被螺入材料(図示せず)に螺
入するときは、一般的には、被螺入材料に予め下穴を設
けておくことが好ましいが、木等に挿入する場合等にお
いては、被螺入材料に下穴を設けておかなくてもよい
(この場合には、ネジ1の先端を尖らせておくことが好
ましい)。
【0024】このネジ1においては、ネジ山の角度αを
小さくするとともに、谷径小かつ外径大としている(す
なわち、ネジ山4をスリムにしている)ことにより、ネ
ジ1がプラスチック、ゴム、木、石膏ボード、鉛、アル
ミ等の軟質材料からなる被螺入材料に侵入して行くとき
に受ける抵抗力を小さくする(言い換えれば、ねじ込み
初期トルクを小さくする)とともに、なるべく被螺入材
料を破壊しないようにし、かつ被螺入材料に対するネジ
山4の引っ掛かりをよくすることができる。これによ
り、摩擦熱の発生を減少し、プラスチックの白化現象等
の被螺入材料の劣化の発生を防止できるとともに、保持
力をある程度高めることができる。そして、さらにネジ
山4の頂部に、該ネジ山4に沿って延びる凹部5が設け
られていることにより、この凹部5と被螺入材料とが複
雑にからみ合うので、保持力をより一層大きくすること
ができる。従来の通常のネジでは、緩めトルクは締付ト
ルクの70%以下となってしまうが、本実施例のような
ネジでは、緩めトルクを締付トルクの90%以上とする
ことができる。
【0025】上述のようにネジ1は、プラスチックの白
化現象を防止できるとともに保持力を高くすることがで
きるので、プラスチック材料に直接螺入することができ
るため、従来のようにインサートナットをプラスチック
材料に埋め込む必要がなくなる。これにより、プラスチ
ック材料の廃棄処理およびリサイクル処理が容易にな
る。また、コストを安くすることができるとともに、重
量の低減を図ることができる。
【0026】また、前記のような方法により凹部5を備
えたネジ1を製造することにより、ネジ転造時に、でき
あがったネジ1が転造ダイス6に食いついて離れなくな
るような不都合を防止することができる。
【0027】また、本実施例では、ネジ1先端側のフラ
ンク角βの方が頭部3側のフランク角γより大きくされ
ているので、より一層、締め付け時にネジ1が被螺入材
料から受ける抵抗を小さくして、ねじ込み初期トルクを
低減する一方、ネジ1を緩みにくくすることができる。
【0028】なお、前記実施例では、ネジ山4の全長に
渡って凹部5を設けているが、ネジ山4の一部の頂部に
のみ凹部5を形成するようにしてもよい。
【0029】図6〜11は、本発明の第二実施例を示
す。このうち、図6は本実施例におけるネジ1の正面
図、図7はネジ1をその軸部2に対し垂直な面で断面し
た断面図である。この図から明らかなように、ネジ1の
ネジ山4の頂部の一部には、周囲の頂部より径方向に突
出する凸部8が120度間隔で設けられている。図8は
前記凸部8の中央部におけるネジ山4の横断面を示して
おり、この図に示されるように、前記凸部8においては
ネジ山4の頂部には凹部5が形成されておらず、ここで
は頂部は従来の通常のネジ山4のそれと同様の横断面形
状をなしている。図9は、凸部8が存在しない部分にお
けるネジ山4の横断面を示しており、この部分において
はネジ山4の頂部には前記第一実施例の場合と同様の凹
部5が形成されている。
【0030】図10および11は、本実施例におけるネ
ジ1のブランク1’を示す。このブランク1’の軸部2
の側面には、該軸部2の長さ方向に沿って120度間隔
で突条9が設けられている。このようなブランク1’を
用いてネジ転造を行えば、突条9の部分では、突条9の
存在しない部分に比べて、転造ダイス6のネジ山形成溝
7に対するブランク1’の肉の流入が速く行われる。本
実施例ではこのことを利用して、前記第一実施例の場合
と同じ転造ダイス6を用いて、突条9の部分ではブラン
ク1’の肉がネジ山形成溝7の最深部に達しているが、
突条9の存在しない部分ではブランク1’の肉がネジ山
形成溝7の最深部に達していない時点で、転造作業を終
了する。これにより、前記図6〜9に示されるような凸
部8および凹部5を備えたネジ1を製造することができ
る。
【0031】本実施例のネジ1においては、凸部8が設
けられていることにより、被螺入材料に対するネジ山4
の引っ掛かりがより一層よくなるので、保持力をより一
層高めることができる。そして、凸部8が設けられてい
るのは局所的であるので、ネジ1の転造加工の際、でき
あがったネジ1が転造ダイス6に食いついて離れなくな
るような不都合を防止することができる。
【0032】本実施例のような凸部8を設けたネジ1で
は、緩めトルクをむしろ締付トルクより大きくすること
ができる。このようなことは従来のネジの常識では考え
られないことであり、本発明の極めて顕著な効果であ
る。
【0033】なお、本発明においては、前記第二実施例
の場合のように、突条9の部分においてもブランク1’
の肉がネジ山形成溝7の最深部に達していない時点で転
造作業を終了することにより、凸部8の部分にも凹部5
が存在するようにしてもよい。
【0034】また、前記実施例では、凸部8を120度
間隔で設けているが、凸部8は適宜な間隔で設けること
ができる。また、前記実施例では、凸部8がネジの軸部
2の長さ方向に配列されているが、本発明においては、
必ずしも凸部8がネジの軸部2の長さ方向に並んで配列
されなくてもよい(例えば、突条9をブランク1’の長
さ方向に設けず、ネジ山4とはピッチや巻き方向等が異
なる螺旋状とすること等により、そのような構成とする
ことができる)。
【0035】
【発明の効果】以上のように本発明は、(イ)プラスチ
ック、ゴム、木、石膏ボード、鉛、アルミ等の比較的に
軟質な軟質材料からなる被螺入材料にも、インサートナ
ットを介することなく直接螺入し、非常に高い保持力を
得ることができる、(ロ)プラスチック材料に直接螺入
しても、摩擦発熱が少なく、白化現象を生じることがな
い、等の優れた効果を得られるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第一実施例におけるネジを示す正面図
である。
【図2】前記第一実施例におけるネジ山の横断面図であ
【図3】前記第一実施例におけるネジ山の角度およびフ
ランク角を示す説明図である。
【図4】前記第一実施例のネジの製造工程における転造
加工完了時の状態を示す断面図である。
【図5】従来の通常のネジの製造工程における転造加工
完了時の状態を示す断面図である。
【図6】本発明の第二実施例におけるネジを示す正面図
である。
【図7】前記第二実施例におけるネジをその軸部に対し
垂直な面で断面した断面図である。
【図8】前記第二実施例の凸部の中央部におけるネジ山
の横断面図である。
【図9】前記第二実施例の凸部以外の部分におけるネジ
山の横断面図である。
【図10】前記第二実施例におけるブランクを示す正面
図である。
【図11】図10のXI−XI線における断面図であ
る。
【符号の説明】
1 ネジ 1’ ブランク 4 ネジ山 5 凹部 6 転造ダイス 7 ネジ山形成溝 8 凸部 9 突条 α ネジ山の角度

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ネジ山の少なくとも一部の頂部に、該ネ
    ジ山に沿って螺旋状に延びる凹部を設けたことを特徴と
    するネジ。
  2. 【請求項2】 前記凹部の横断面形状は大略V字状とさ
    れている請求項1記載のネジ。
  3. 【請求項3】 ネジ山の頂部の一部に、周囲の頂部より
    径方向に突出する凸部を設けた請求項1または2記載の
    ネジ。
  4. 【請求項4】 前記ネジ山の角度は30度以下とされて
    いる請求項1,2または3記載のネジ。
  5. 【請求項5】 転造加工によりネジ山を形成するネジの
    製造方法において、転造ダイスに形成されたネジ山形成
    溝の最深部にブランクの材料が達する前に転造を終了す
    ることにより、ネジ山の少なくとも一部の頂部に、該ネ
    ジ山に沿って延びる凹部が形成されたネジを製造するネ
    ジの製造方法。
  6. 【請求項6】 ブランクの側面に突条を設けておくこと
    により、ネジ山の頂部の一部に、周囲の頂部より径方向
    に突出する凸部を形成する請求項5記載のネジの製造方
    法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100816216B1 (ko) * 2000-10-02 2008-03-21 이시모리 유사쿠 나사부재
TWI705201B (zh) * 2018-09-05 2020-09-21 慶達科技股份有限公司 具低旋鎖扭力之螺絲

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KR100816216B1 (ko) * 2000-10-02 2008-03-21 이시모리 유사쿠 나사부재
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