JP2000507675A - 金属形材およびまたはプラスチック形材またはプラスチック板を下部構造上に固定するためのねじ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 形材を下部構造に固定するためのねじは、穿孔部分(4)とねじ部分(5)を有する軸部(2)ならびにねじ頭部(3)からなる。ねじ頭部(2)に隣接する軸部(2)の部分(6)がねじ頭部(3)に向かう方向に円錐形に拡大されて設計されている。その下側(7)にねじ頭部(3)は隆起およびまたはくぼみを有する。形材を下部構造上に固定するために使用するときに、固定すべき形材か円錐形部分(6)によってねじ込み方向に固定下部構造(11)に対し押圧される。

Description

【発明の詳細な説明】 金属形材およびまたはプラスチック形材またはプラスチック板を下部構造上 に固定するためのねじ 本発明は、穿孔部分およびねじ部分を有する軸部と、ねじ込み工具を当てるた めの係合部分とからなる、金属形材およびまたはプラスチック形材およびプラス チック板を下部構造に固定するためのねじに関する。 まさに、下部構造へ形材または板を固定する場合に、これを下部構造にしっか りと押圧した状態で固定しなければならないという問題が生ずる。場合によって は、比較的剛性のある下部構造または板がさらになおゆがめられているかまたは 長手方向ねじりを有する場合には、この否定的な作用が強まる。この場合に、通 例ねじ込み装置に深さのストッパーを加工することができる。トルク継ぎ手を使 用したときでさえ、遮断時点に問題が生ずる。なぜなら、ねじ頭部を固定すべき 形材上に載せた後のトルクが相応して増大し、それとともにねじこみ装置の遮断 をもたらすからである。そのとき、今や固定すべき金属形材およびまたはプラス チック形材またはプラスチック板が下部構造上に載っているかいないかとは無関 係にさらに続くねじ込み運動の遮断が行われる。 それ故、本発明は、使用したときに、固定すべき形材または固定すべき板が最 終的に設置された状態で下部構造に充分に載っている、冒頭に述べた種類のねじ を提案することを課題とする。 この課題は、本発明により、係合部分に隣接する軸部(2)の部分が係合部分に 向かう方向に円錐形に拡げられて設計され、軸(2)の円錐形部分(6)の係合部分近 くの端部の直径(DK)が、固定すべき形材１５におけるねじ(1)を受け入れる穿孔( 14)の直径より大きく、したがって穿孔部分(4)の穿孔直径(DB)より大きいことに より解決される。 この本発明の手段により、ねじを一回転以上の回転を経てねじこんだときにす でに、固定すべき金属形材およびまたはプラスチック形材が下部構造に向かう方 向に予め負荷され、それとともに下部構造に押圧される。ねじ頭部に続く軸部の 円錐形部分が穿孔における相応する摩擦によりおよびねじこみ方向における円錐 形の設計により、固定すべき形材上への力の作用がもたらされる。 その場合に、相応する大きなトルクのときに始めてトルク継ぎ手が解放される ように相応するトルク継ぎ手を調整することは簡単である。この時点で、固定す べき形材がすでに円錐形部分の作用により下部構造に充分に押圧されるので、ね じ込み工具を相応するトルクに達したときに遮断することが大事である。 さらになお、穿孔壁上への円錐形部分の作用によりきわめて良好な戻り止めが 引き起こされる。円錐形部分の表面が穿孔壁と実質的にとまり嵌めで存在し、そ の際それに加えてまさに、形材が相応してゆがめられるかまたは捩じられたとき に、形材がその出発位置に戻ろうとする力を有する。それにより、常に、特に円 錐形部分の作用に関して戻り止めを強める、付加的な弾力のある負荷がねじに存 在している。 円錐形部分の始まりが軸部からまたは捩じれのない軸部の部分から出発しなけ ればならないことは自ずと明らかである。なぜなら、実際この円錐形部分を、固 定すべき形材の穿孔の中へ軸部に続いて簡単な仕方で導入しなければならないか らである。しかしながら、それに引き続いて、円錐形部分ができるだけ迅速にか つ有効に穿孔の壁と係合して、それにより軸方向の予負荷を最適にやり遂げるこ とが必要である。したがって、それにもかかわらずねじのねじこみの比較的短い 領域に始動トルクが、それとともに軸方向予負荷が固定すべき形材へ及ぼされ、 その後ねじのねじ込み過程の最終的な終了になる。 円錐形部分によれば、下部構造が場合によっては薄い板または他の薄い材料か らなるときでも、下部構造へ最適に固定することができる。円錐形部分が実質的 にトルクの相応する増加のためのトリガーであるので、下部構造でねじ山を回し 過ぎることはできない。 すでに、肉厚部を形成するために軸部の頭端部に円錐形軸部を設けて、それに よりねじ回し用の係合凹部に対し平衡のために軸部に補強をつけたねじ（ドイツ 連邦共和国特許公開第21 57 212号）が知られている。その上、周知のねじの頭 部の下側に切刃を設けて、加工片の中へ凹部を切り込み、加工片のねじの頭部を 沈下させる。 さらに、常にねじとナットからなる固定装置が知られている（ドイツ連邦共和 国特許公開第22 38 191号）。そのねじは、ナットを孔の中へ引き寄せることに より引き入れられ、したがって回らない。ねじの円錐形部分は、ナットを引き寄 せたときに生ずる摩擦力が孔における軸部の回転を阻止するように寸法決めされ ている。この摩擦により、トルクに依存して遮断可能なねじ込み工具が遮断する ことができない。 他の周知のねじ（ドイツ連邦共和国特許第40 19 157）では、ねじ頭部の領域 に、基礎の材料の中へ係合する溝を設けて、基礎と直接接触したときにねじのね じ込みモーメントを突然に強く増加させるようになっている。この作用を目指し て、例えばガスコンクリートのようなわずかな引き出し強度をもつ下部構造の中 へねじこまなければならないねじでは、努力される。ねじの本発明による使用の 場合、再びこの作用を目指して努力され、なお一つの対応する溝が使用される。 それどころか、円錐形部分と穿孔の間の増加する摩擦を利用して、ねじ込み工具 をトルクに依存して遮断する。 本発明により、さらに、軸部の円錐形部分をねじ頭部として形成された係合部 分の下側までまたは直接係合部分まで導くことを提案する。それとともに、穿孔 がねじの最終的な設置まで絶え間なく拡大されることが確保される。それにより 、調整可能な遮断反応を有するねじ込み工具により検知できる絶え間なく増加す るトルクが生ずる。 その場合に、トルクによる遮断を完全に正確に行わなければならないことを特 に考慮しなければならない。なぜなら、事情によっては遮断が遅すぎると、下部 構造のねじ係合部の損傷が起こり得るので、固定がそれ自体再び無効になるから である。 さらに、軸部の円錐形部分の係合部分近くの端部の直径が軸部上のねじ部分の 外径より大きい場合が有利であることができる。ねじに穿孔部分が設けられかつ それとともに固定すべき形材の貫通孔および下部構造自体の穿孔も作られるので 、もちろんねじ部分も固定すべき形材を通って回される。したがって、固定すベ き形材または板の穿孔にまず第一に相応するねじ山が切られ、その際軸方向予負 荷が、固定すべき形材の、ねじ山を備えた穿孔に円錐形部分により起こらなけれ ばならない。したがって、形成されたねじ山のピッチは実質的に円錐形部分によ り再び押圧されるかまたは平らにプレスされ、その際それにより少なくとも最初 の対の回転における穿孔壁に対する円錐形部分の摩擦が、滑らかな穿孔壁が存在 するときよりいっそう小さい。 正に、ねじの正確な深さの設置が重要であるときに、すなわちねじ頭部として 形成された係合部分が固定すべき形材または固定すべき板の表面に常に正確に載 っていなければならないときに、さらに、ねじ頭部として形成された係合部分が その下側に隆起およびまたはくぼみを有するようにすることを提案することがで きる。そのとき、トルク継ぎ手が円錐形部分の作用時にすでに解放されないで、 突然に相応するトルクの増加がねじ頭部の下側に設けられた隆起およびまたはく ぼみにより起こるときに始めて、したがってねじ頭部が固定すべき形材または固 定すべき板上に全面で当接するときに、トルク継ぎ手が解放されるようにねじ込 み工具のトルク継ぎ手を調整することができる。円錐形部分の先行する作用によ り、固定すべき形材または固定すべき板がすでに充分に下部構造を押圧している ので、そのとき対応する激しいトルクの増大によりねじ込み工具を遮断すること のみが重要である。 さらに本発明による特徴と特別な利点を次の記載で図面によりなおいっそう詳 細に説明する。図面において、 第１は本発明によるねじの立面図を示し、 第２図は第１図の線II-IIに沿って切断した横断面を示し、 第３図は第１図にIIIで示したねじの部分の断面を示し、 第４図形材を固定下部構造に固定しなればならない所で本発明によるねじの固 定使用の断面を示し、 第５図は固定すべき形材の貫通部分を有するねじこみ過程の際のねじの部分を 示し、 第６図は完全に設置された状態のねじの部分正面図を示し、その際ねじを直接 囲む、固定すべき形材の部分も同様に示してある。 本発明によるねじ１は軸部２およびねじ頭部３として形成された作用部分から なる。軸部２はその一端に穿孔部分４を有しかつさらにねじ部分５を備えている 。ねじ頭部３に隣接する軸部２の部分６はねじ頭部３に向かう方向に拡がるよう に設計されている。ねじ頭部３はその下側７に隆起８および／またはくぼみ８を 備えている。隆起８および／またはくぼみ９はリブ、溝、波形のリブ、ざらざら の面、個々の尖端、鋸歯状リブまたは同様なものの形態で実施することができる 。ねじをねじ込む際に、安定したかつ場合によっては突然に極端に増加するトル ク負荷を発生させることが問題であり、このトルク負荷は正しい時点までねじ込 み工具の遮断を相応するトルク継ぎ手で実現する。このトルク継ぎ手が機械的に または電子的に実現されるかどうかまたは液圧的な制御装置が用いられるかどう かはその場合重大でない。 軸部２の円錐形部分６はねじ頭部３のすぐ下側７まで導かれている。円錐形部 分６のねじ頭部近くの端部の直径ＤＫは、固定すべき形材１０の、ねじ１を受け 入れる穿孔１４の直径より大きく設計されている。それにより、直径ＤＫはもち ろん穿孔部分４の穿孔直径ＤＢよりも大きい。相応する最適な作用を達成するた めに、円錐形部分６のねじ頭部近くの端部の直径ＤＫは軸上のねじ部分５の外径 ＤＧより大きく設計されている。ねじ１は、例えば第４図から推定できるような 下部構造１１に形材１０を固定するのに役立つ。目下の記述では、金属形材、例 えばアルミニウム形材が、同様に金属形材、例えばアルミニウム形材または鋼形 材で形成されている下部構造１１に固定される。固定すべき形材１０には、対応 する凹部または長手方向溝１２を設けることができ、その場合溝１２の中へ固定 が行われる。それにより、ねじ頭部３は設置が完了した状態で外側表面１３に対 して沈下して配置されている。しかしながら、本発明により形成されたねじは、 プラスチック形材を、プラスチック形材からなるまたは金属形材からなる相応す る下部構造１１に固定するためにも完全に使用することができる。 まさに第４図からおよび第５および６図から明らかなように、ねじをねじ込む 際には、まず第一に穿孔部分４により、穿孔１４が固定すべき形材１０に作られ る。それから、穿孔部分１４に続くねじ部分１５が、相応するねじ１５を、固定 すべき形材１０の穿孔１４の中へ成形する。それ故に、穿孔部分４が下部構造１ １と接触して、そこに相応する孔をあけ、その孔にはそれからさらにねじ部分１ ５が成形できる。固定下部構造１１において、ねじ部分５が相応する機械的固定 を実現する。固定下部構造１１に穿孔を作った直後、軸部２のねじ頭部近くの端 部にある円錐形部分６が用いられるが、そのとき円錐形部分６が穿孔１４の壁に 押圧されるかまたは穿孔１５に作られたねじ１５に押圧される。部分６を円錐形 に設計することにより、ねじ込み方向１６にねじのねじ込み過程中固定すべき形 材１０に予め負荷がかけられるので、固定すべき形材１０の下方部分１７が下部 構造１１の上側１８に対して確実に押圧される。したがって、軸方向に、相応す る始動トルクが生じるので、固定すべき形材が常に確実にかつ充分に固定下部構 造１１に押圧されてこれに載っている。形材１０が場合によっては、ゆがめられ るかまたはねじられる場合でも、整然たる形材の設計をもたらす。 その上、第６図から明らかなように、穿孔１４の下側における円錐形部分６の 作用により材料の押し出しが生じ得るので、実際にぐるりと回っている鼻部１９ が形成される。円錐形部分６の材料変位により、固定すべき輪郭１０の材料に応 じて比較的小さいまたは比較的大きい変形が生じるかまたは全く変形が生じない 。 そのような適用の仕方では−したがって正確な深さの設定を考慮しなければな らない場合に−使用された円錐形部分により相応する始動作用が惹起されかつ対 応する隆起およびまたはくぼみを有するねじ頭部の下側の使用により突然のトル クの増大かもたらされる。 円錐形部分６がねじ頭部のすぐ下側７まで導かれないで、円錐形部分６に例え ば短い円筒状部分が隣接し、そのとき円筒状部分がねじ頭部３の下側７の中へ移 行することも考えられよう。ねじ頭部３の下側７にぐるりと回っている溝が存在 するとすれば、円錐形部分６の接触により相応する材料の受け入れが可能であろ う。そのとき、それにもかかわらず、相応する環状の領域上に、ねじ頭部３の下 側７に隆起およびまたはくぼみを設けることがなお可能であり、それとともに必 要なトルクの増大が起こり得る。 図において、円筒状のねじ頭部３を有するねじから出発している。このねじ頭 部には、ねじ工具を使用するために中心の開口２０が設けられている。本発明の 範囲内で、本発明によるやり方で、徹底的に、相応する外側係合部を有するねじ も、および円箇状のねじ頭部３の代わりにさら頭として設計されたねじ頭部を形 成することも考えられよう。 ねじの正確な深さの設置が重要でない場合には、すなわちそのようなねじが相 応する設置後被覆要素または同様なものにより覆われるかまたはねじ頭部の滑ら かな下側が突き当たったときにねじ込み工具を突然に遮断することができる正確 な調整可能性がある場合には、ねじ頭部の下側に隆起およびまたはくぼみは必要 でない。 ねじ込み工具を接続するために、相応する高いトルクを構成することが、ねじ の設置のために全く充分であれば、円錐形部分だけでも充分であるから、全くね じ頭部を必要としない。そのとき、相応する係合部分を形成することは簡単であ り、この係合部分は内側係合部としても外側係合部としても形成できよう。例え ば、そのようなねじに外側六面角または内側六面角、場合によっては他の内側ま たは外側係合部を形成することも考えられよう。この場合に、係合部分は直径が 、円錐形部分６の対応する端部と同じかまたはこれよりわずかに大きくすること ができる。 円錐形部分が係合したときの大きなトルクの増大により、事情によっては下部 構造のねじの損傷が引き起こされる前に、ねじ込み工具の遮断が行われることが 確実に確保されるので、本発明によるねじは薄板金にまたは一般に薄い材料から なる下部構造に有利な仕方で使用することができる。円錐形部分により、相応す る戻り止めも確保される。

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Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．穿孔部分およびねじ部分を有する軸部と、ねじ込み工具を当てるための係合 部分とからなる、金属形材およびまたはプラスチック形材またはプラスチック板 を下部構造に固定するためのねじにおいて、係合部分に隣接する軸部(2)の部分 が係合部分に向かう方向に円錐形に拡げられて設計され、軸部(2)の円錐形部分( 6)の係合部分近くの端部の直径(DK)が、固定すべき形材１５におけるねじ(1)を 受け入れる穿孔(14)の直径より大きく、したがって穿孔部分(4)の穿孔直径(DB) より大きいことを特徴とするねじ。 ２．軸部(2)の円錐形部分(6)はねじ頭部(3)として形成された係合部分まで直接 または係合部分の下側(7)まで導かれることを特徴とする請求の範囲１のねじ。 ３．軸部(2)の円錐形部分(6)の係合部分近くの端部の直径(DK)は軸部(2)上のね じ部分(5)の外径(DG)より大きいことを特徴とする請求の範囲１のねじ。 ４．ねじ頭部(3)として形成された係合部分がこの下側(7)に隆起(8)およびまた はくぼみ(9)を有することを特徴とする請求の範囲１のねじ。