JPH033083B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、被締結物にねじ下孔を穿設するため
のドリル部を一体的に備えたドリルねじに関し、
特に、前記ドリル部をピンチポインテイング等の
鍛造によつて成形したドリルねじの改良に関する
ものである。

〔従来の技術〕

最近、この種のドリルねじにおいては、その需
要の増大に伴い当該ドリルねじの製造コストを低
減する意味から、上端に頭部を一体的に形成した
ねじ山付きシヤンクの下端部分におけるドリル部
を、ピンチポインテイング等の鍛造によつて成形
することが行なわれている。

このような鍛造成形による従来のドリルねじ
は、例えば、特公昭48−13139号公報（米国特許
第3395603号）、特公昭58−4504号公報及び特公昭
59−7046号公報（米国特許第4407620号）に記載
されているように、そのドリル部を、第１２図〜
第１５図に示すような形状にしている。

すなわち、前記従来のドリルねじにおけるドリ
ル部１は、当該ドリル部１の自由終端にシヤンク
の長手軸線２からシヤンク上端の頭部に向つて斜
め上向きで且つシヤンクの長手軸線２に対して外
向きに傾斜する左右一対の傾斜端面３，３を、当
該両傾斜端面３，３がシヤンクの長手軸線２に合
致する位置において互いに稜線状に交差するよう
に設けると共に、これら傾斜端面３，３から上方
に延びる２条の縦溝４，４を対角状に設け、該両
縦溝４，４を構成する２つの溝面のうち第１溝面
４ａ，４ａと前記両傾斜端面３，３との各々を前
記長手軸線２を含む仮想平面５の両側において交
差させることにより当該交差箇所に先端切刃６，
６を形成し、且つ、前記左右一対の傾斜端面３，
３同士の交差稜線を、前記両先端切刃６，６にお
ける長手軸線２寄りの始端６ａ，６ａ同士を結ぶ
線上に位置させることによつて両先端切刃６，６
における始端６ａ，６ａの間に、前記長手軸線２
に対して直角の一直線状に延びる比較的短い長さ
Ｌのチゼルエツジ７を形成したものであつた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

そして、前記のように自由終端にチゼルエツジ
７を形成したドリル部１は、例えば米国特許第
3710676号明細書に開示されているようにチゼル
エツジを有せず自由終端を尖つた所謂ピンポイン
トに形成したドリル部に比較して、ドリルねじを
長手軸線２の回りに矢印Ａ方向に回転しながらそ
のドリル部を被締結物８に押し付けた場合に、前
記チゼルエツジ７の全体が回転しながら被締結物
８に対して線接触の状態で押圧されるから、被締
結物８に対する初期の切削性能が良い利点を有す
る。

しかし、このチゼルエツジ７は、ドリル部の自
由終端に形成される左右一対の傾斜端面３，３の
交差稜線を、前記両切刃６，６における長手軸線
２寄りの始端６ａ，６ａ同士を結ぶ線上に位置さ
せることによつて形成したものであつて、該チゼ
ルエツジ７の長手方向と直角な方向における断面
の形状は、当該チゼルエツジ７の全長にわたつて
第１５図に示すような両傾斜端面３，３にて三角
形状になり、チゼルエツジ７より矢印Ａの回転方
向に対して前側の部分には、当該チゼルエツジ７
から斜め上向きに傾斜する傾斜端面３がチゼルエ
ツジ７の全長にわたつて存在することになる。

そして、このようにチゼルエツジ７よりも回転
方向の前側に位置する傾斜端面３は、チゼルエツ
ジ７による切削に際して切削屑を逃がすためのす
くい面として機能するのであるが、当該回転方向
の前側の傾斜端面３は、これと被締結物８の表面
８ａとの成す角度αが第１５図に示すように当然
90度よりも遥かに小さいことにより、すくい面と
して機能を充分に発揮せず、換言とするとチゼル
エツジ７の回転方向の前側に位置する傾斜端面３
が、切削屑の縦溝４への逃げを阻害することにな
るから、前記チゼルエツジ７による切削性能がそ
れだけ低いのである。

つまり前記各先行技術に開示されている従来の
鍛造製ドリルねじは、被締結物に対する初期の切
削性能がまだ充分でなく、被締結物のねじ込みに
大きい推力（被締結物に対するドリルねじの押圧
力）を必要とするばかりか、ねじ込みに要する時
間が長くかかると言う問題があつた。

しかも、チゼルエツジ７による切削性能が低い
ことは、当該チゼルエツジ７の被締結物８への食
い込みが悪るくて、チゼルエツジ７を被締結物８
に回転しながら押圧したときにドリル部１が長手
軸線２と直角の方向に振れ動く所謂ダンシング現
象が可成り大きくなから、被締結物に対するドリ
ルねじのねじ込む位置がずれ易い問題もあつた。

本発明は、前記先行技術のようにチゼルエツジ
付きのドリル部を鍛造によつて形成したドリルね
じにおいて、そのチゼルエツジによる初期の切削
性能を向上することを目的とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

この目的を達成するため本発明は、外周にねじ
山を形成したシヤンクと、該シヤンクの上端に一
体的に形成した頭部と、前記シヤンクの下端部分
に鍛造により成形したドリル部とを備える一方、
前記ドリル部には、当該ドリル部の自由終端に前
記シヤンクの長手軸線から前記頭部に向つて斜め
上向きで且つ前記長手軸線に対して外向きに傾斜
する左右一対の傾斜端面を設けると共に、それぞ
れ第１溝面と第２溝面とで構成される２条の縦溝
を前記両傾斜端面から前記頭部の方向に延びるよ
うに設け、該両縦溝における第１溝面と前記両傾
斜端面との各々を、前記長手軸線を含む仮想平面
の両側において交差させて、当該交差箇所に各々
先端切刃を形成し、且つ、両傾斜端面を、前記両
先端切刃のうち前記長手軸線寄りの部分における
始端を互いに結ぶ線上において稜線状に交差し
て、この交差稜線を、チゼルエツジに形成して成
るドリルねじにおいて、前記両縦溝における第１
溝面のうち少なくとも前記両先端切刃に連接する
部分に、前記両先端切刃に対してすくい角を形成
するために前記長手軸線に対して傾斜する凹状切
削面を設ける一方、前記ドリル部には、前記チゼ
ルエツジから両縦溝における第１溝面に向かつて
前記長手軸線と略平行に延びる左右一対の平坦な
すくい面を、当該流すくい面が前記チゼルエツジ
に沿つて当該チゼルエツジ上における任意の点に
隣接する部位まで延びるように設ける構成にし
た。

〔作用〕

このように、チゼルエツジから両縦溝における
第１溝面に向かつて長手軸線と略平行に延びる左
右一対の平坦なすくい面を設けると、ドリルねじ
を、その長手軸線の回りに回転しながらドリル部
を被締結物に押し付けた場合において、この両す
くい面は、前記チゼルエツジの回転方向前側に位
置すると共に、被締結物の表面に対して略垂直状
になることにより、前記チゼルエツジによつて切
削された切削屑を、両縦溝に円滑に逃がすと言う
作用を行うから、前記チゼルエツジにおける切削
性能を向上できるのである。

しかし、前記チゼルエツジに対して左右一対の
平坦な両すくい面を設ける場合において、ドリル
部における左右一対の先端切刃に対して長手軸線
と傾斜する凹状切削面によつてすくい角を形成し
た上に、当該平坦な両すくい面を、前記凹状切削
面と同様に長手軸線に対して傾斜すると言う構成
にすると、チゼルエツジの厚さが薄くなつてその
強度が大幅に低下するから、チゼルエツジに欠損
が多発するのである。

また、前記チゼルエツジに対して左右一対の平
旦な両すくい面を設ける場合において、この両す
くい面を、前記チゼルエツジに沿つて当該チゼル
エツジ上における任意の点を越えて互いに重なる
まで延びるように構成したときにおいては、チゼ
ルエツジにおける回転方向の後側に位置する傾斜
端面の一部又は全部が、前記すくい面にて切除さ
れた状態になるから、これまた、チゼルエツジの
強度が大幅に低下し、当該チゼルエツジに欠損が
多発することにより、チゼルエツジにおける切削
性能が急速に低下することになるのである。

そこで、本発明は、前記チゼルエツジに対して
左右一対の平坦な両すくい面を設ける場合に際し
て、この両すくい面を、前記のように、前記チゼ
ルエツジから両縦溝における第１溝面に向かつて
前記長手軸線と略平行に延びるように構成すると
共に、前記チゼルエツジに沿つて当該チゼルエツ
ジ上における任意の点に隣接する部位まで延びる
ように構成したのである。

このように、左右一対の平坦な両すくい面を、
前記チゼルエツジから両縦溝における第１溝面に
向かつて前記長手軸線と略平行に延びるように構
成したことにより、ドリル部における左右一対の
先端切刃に対して、当該両先端切刃における切削
性能を向上するために、長手軸線と傾斜する凹状
切削面によつてすくい角を形成したにもかかわら
ず、前記チゼルエツジの厚さが、前記両すくい面
を前記凹状切削面と同様に傾斜した場合のように
薄くなることを防止できるのであり、これに加え
て、前記両すくい面を、前記チゼルエツジに沿つ
て当該チゼルエツジ上における任意の点に隣接す
る部位まで延びるように、換言すると、両すくい
面を、前記チゼルエツジ上における任意の点を越
えて互いに重なるまで延びることがないように構
成したことにより、前記チゼルエツジにおける回
転方向の後側に位置する傾斜端面が、前記両すく
い面によつて切除されることを回避できるから、
前記チゼルエツジにおける強度が、当該チゼルエ
ツジに対して左右一対の平坦な両すくい面を設け
たことによつて、大幅に低下することを確実に防
止できるのである。

〔発明の効果〕

従つて本発明によると、チゼルエツジにおける
切削性能を、当該チゼルエツジに欠損の多発を招
来することなく、大幅に向上することができるか
ら、被締結物に対するドリルねじのねじ込みに際
しての推力を軽減できると共に、ねじ込みに要す
る時間を短縮でき、且つ、チゼルエツジの被締結
物に対する食い込みが良くなつてチゼルエツジを
回転しながら被締結物に押圧した場合のダンシン
グ現象を低減できてねじ込み位置のずれた少なく
なり、軽い力で短時間で、正確な位置にねじ込み
できる効果を有する。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面について説明する
と、第１図に示すドリルねじ１０は、細長いシヤ
ンク１１と、該シヤンク１１の上端に一体的に形
成された頭部１２と、前記シヤンク１１の下端部
分にピンチポインテイング等の鍛造によつて成形
されたドリル部１３とから成り、前記頭部１２に
は、ねじを回転させるための工具、例えばドライ
バーが係合するための溝又は凹部１４を有し（こ
の場合、頭部１２は四角頭又は六角頭に形成して
も良い）、前記シヤンク１１の外周面には、螺旋
状のねじ山１５が一体的に転造成形等の手段によ
り形成されている。

前記ドリル部１３の最大径Ｄ（詳しくは後述す
るようにドリル部１３における側面に形成される
サイド切刃２５，２５間の距離）は、前記ねじ山
１５の山径よりも小さくねじ山１５の谷径よりも
大きい寸法に構成されている。

前記ドリル部１３は、従来から良く知られてい
るように、前記頭部１２を成形した後で且つ前記
ねじ山１５を成形する前の素材ブランクの下端部
分を、相対向する左右一対の鋳造ダイスにより両
側から挟み付けることによつて、以下に述べるよ
うな形状に鍛造される。

そして、前記鍛造成形によるドリル部１３に
は、当該ドリル部１３の自由終端に前記シヤンク
１１の長手軸線１６からシヤンク１１上端の頭部
１２に向つて斜め上向きで且つ前記長手軸線１６
に対して適宜角度θだけ外向きに傾斜する左右一
対の傾斜端面１７，１７を、当該両傾斜端面１
７，１７が前記長手軸線１６に合致する位置にお
いて互いに稜線状に交差するように設けると共
に、これら傾斜端面１７，１７から上方に延びる
２条の縦溝１８，１８を対角状に設ける。

この両縦溝１８，１８は、第１溝面１９，１９
と、当該第１溝面１９，１９に対して交差する第
２溝面２０，２０とによつて構成される。

該両縦溝１８，１８の各々の一部を構成する第
１溝面１９と前記両傾斜端面１７，１７との各々
を、前記長手軸線１６を含む仮想平面２１の両側
において、当該仮想平面２１と略平行な線に沿つ
て交差させることにより、当該両交差箇所に先端
切刃２２，２２を各々形成する。また、前記両縦
溝１８，１８における第１溝面１９のうち、少な
くとも前記両先端切刃２２，２２に連接する部分
に、両先端切刃２２，２２にすくい角を形成する
ために前記長手軸線１６に対して傾斜する凹状切
削面１９ａを設ける。但し、実施例の図面は、ド
リル部１３における左右一対のサイド切刃２５，
２５（このサイド切刃２５については後述する）
に対しても、すくい角を形成するために凹状切削
面１９ｂを設けるように、第１溝面１９の全体を
凹み形成した場合を示す。

そして、前記左右一対の傾斜端面１７，１７に
おける交差稜線を、前記両先端切刃２２，２２に
おける前記長手軸線１６寄りの始端２３，２３同
士を結ぶ線上に位置させることによつて、両先端
切刃２２，２２における始端２３，２３の間に、
前記長手軸線１６に対して直角の一直線状に延び
る比較的短い長さＬのチゼルエツジ２４を形成す
る。

なお、ドリル部１３における側面には、前記両
縦溝１８，１８における第１溝面１９によつてサ
イド切刃２５，２５が、前記両先端切刃２２，２
２における外周寄りの終端２６，２６から上向き
に延びるように形成されている。

従つて、この両サイド切刃２５，２５間の距離
がドリル部１３における最大径Ｄとなり、被締結
物３０には、この最大径Ｄと同じ内径の孔が穿設
され、次いで、この孔内にシヤンク１１における
ねじ山１５が、当該孔の内面に雌ねじを造形しな
がら進入する。なお、前記両サイド切刃２５，２
５の回転方向後側には、二番取り面２７，２７が
形成されている。

前記ドリル部１３におけるチゼルエツジ２４を
形成する両傾斜端面１７，１７のうち、前記両縦
溝１８，１８における第２溝面２０，２０に面す
る部分で且つ前記チゼルエツジ２４に隣接する部
分には、チゼルエツジ２４から両縦溝１８，１８
における第１溝面１９に向かつて前記長手軸線１
６と略平行に延びる左右一対の平坦なすくい面２
８，２８を、当該両すくい面２８，２８が前記チ
ゼルエツジ２４に沿つて当該チゼルエツジ２４上
における任意の点２４ａ（第１の実施例では、前
記長手軸線１６上の点）を越えて互いに重なるよ
うに延びることなく、前記任意の点２４ａに隣接
する部位まで延びるように設けると言う構成にす
る。

なお、符号２９，２９は、前記すくい面２８，
２８を形成するために、傾斜端面１７と第２溝面
２０との間に設けた傾斜面であるが、この傾斜面
２９は必ずしも必要でない。

この両すくい面２８，２８は、ドリル部１３を
鍛造にて成形するときにおいて、両傾斜端面１
７，１７、両縦溝１８，１８における第１溝面１
９及び第２溝面２０、及び両二番取り面２７，２
７等の成形と同時に簡単に成形することができ
る。

このように、チゼルエツジ２４から両縦溝１
８，１８における第１溝面１９に向かつて前記長
手軸線１６と略平行に延び、且つ、チゼルエツジ
２４に沿つて当該チゼルエツジ２４上における任
意の点２４ａに隣接する部位まで延びるように設
けた左右一対の平坦なすくい面２８，２８は、ド
リルねじ１０を、その長手軸線１６の回りに矢印
Ａ方向に回転しながらドリル部１３を被締結物３
０に押し付けた場合において、当該ドリル部１３
におけるチゼルエツジ２４の回転方向前側に位置
する一方、この両すくい面２８，２８は、第８図
及び第９図に示すように被締結物３０の表面３０
ａに対して略垂直状になつて、チゼルエツジ２４
によつて切削された切削屑を、両縦溝１８，１８
に円滑に逃がすことを、チゼルエツジ２４の全長
にわたつて行うことができる。

また、ドリル部１３における左右一対の先端切
刃２２，２２に対して、当該両先端切刃２２，２
２における切削性能を向上するために、長手軸線
１６と領域する凹状切削面１９ａによつてすくい
角を形成したにもかかわらず、前記チゼルエツジ
２４における左右一対の両すくい面２８，２８
を、長手軸線１６と略平な平坦面に構成し、更
に、前記両すくい面２８，２８を、チゼルエツジ
２４に沿つて当該チゼルエツジ２４上における任
意の点２４ａに隣接する部位まで延びるようにし
て、当該両すくい面２８，２８がチゼルエツジ２
４上における任意の点２４ａを越えて重なること
がないように構成したことにより、この両すくい
面２８，２８を設けたことによるチゼルエツジ２
４の強度の低下が小さく（この両すくい面２８，
２８を、前記凹状切削面１９ａと同様に長手軸線
１６に対して傾斜した場合、及び、両すくい面２
８，２８を、チゼルエツジ２４上の任意の点２４
ａを越えて重なるようにした場合には、チゼルエ
ツジ２４の強度が大幅に低下する）、従つて、こ
のようにチゼルエツジ２４における強度が高いこ
とと、前記チゼルエツジ２４によつて切削された
切削屑を、両縦溝１８，１８に円滑に逃がすこと
を、チゼルエツジ２４の全長にわたつて行うこと
ができることとが相俟つて、チゼルエツジ２４に
おける切削性能を、当該チゼルエツジ２４に欠損
の多発を招来することなく、大幅に向上できるの
である。

なお、前記第５図及び第６図に示す実施例は、
前記チゼルエツジ２４上における任意の点２４ａ
を、長手軸線１６と一致することによつて、前記
両すくい面２８，２８のチゼルエツジ２４の長手
方向に沿う幅寸法を、等しくした場合であつた
が、本発明は、これに限らず、前記チゼルエツジ
２４上における任意の点２４ａを、第１０図及び
第１１図に示すように、長手軸線１６から適宜寸
法ｅだけ偏芯することによつて、両すくい面２
８，２８のうちいずれか一方のすくい面２８の幅
寸法Ｌ１を長く、他方のすくい面２８の幅寸法Ｌ
２を短くするように構成しても目的を達成できる
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例のドリルねじの
全体を示す正面図、第２図は第１図の底面図、第
３図は第２図の３−３視側面図、第４図は第３図
の４−４視側面図、第５図は第１図の要部拡大
図、第６図は第５図の底面図で第２図の拡大図、
第７図は第５図の７−７視側面図、第８図は第５
図の８−８視断面図、第９図は第５図の９−９視
断面図、第１０図は本発明の第２実施例のドリル
部の拡大図、第１１は第１０図の底面図、第１２
図〜第１５図は従来の例を示すもので、第１２図
はドリル部の拡大図、第１３図は第１２図の底面
図、第１４図は第１２図の１４−１４視断面図、
第１５図は第１２図の１５−１５視断面図であ
る。 １０……ドリルねじ、１１……シヤンク、１２
……頭部、１３……ドリル部、１５……ねじ山、
１６……シヤンクの長手軸線、１７……傾斜端
面、１８……縦溝、１９……第１溝面、２０……
第２溝面、２１……仮想平面、２２……先端切
刃、１９ａ……先端切刃の凹状切削面、２３……
先端切刃の始端、２４……チゼルエツジ、２４ａ
……チゼルエツジ上の任意の点、２５……サイド
切刃、２６……先端切刃の終端、２７……二番取
り面、２８……すくい面。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 外周にねじ山１５を形成したシヤンク１１
   と、該シヤンク１１の上端に一体的に形成した頭
   部１２と、前記シヤンク１１の下端部分に鍛造に
   より成形したドリル部１３とを備える一方、前記
   ドリル部１３には、当該ドリル部１３の自由終端
   に前記シヤンク１１の長手軸線１６から前記頭部
   １２に向つて斜め上向きで且つ前記長手軸線１６
   に対して外向きに傾斜する左右一対の傾斜端面１
   ７，１７を設けると共に、それぞれ第１溝面１９
   と第２溝面２０とで構成される２条の縦溝１８，
   １８を前記両傾斜端面１７，１７から前記頭部１
   ２の方向に延びるように設け、該両縦溝１８，１
   ８における第１溝面１９と前記両傾斜端面１７，
   １７との各々を、前記長手軸線１６を含む仮想平
   面２１の両端において交差させて、当該交差箇所
   に各々先端切刃２２，２２を形成し、且つ、両傾
   斜端面１７，１７を、前記両先端切刃２２，２２
   のうち前記長手軸線１６寄りの部分における始端
   ２３，２３を互いに結ぶ線上において稜線状に交
   差して、この交差稜線を、チゼルエツジ２４に形
   成して成るドリルねじにおいて、前記両縦溝１
   ８，１８における第１溝面１９のうち少なくとも
   前記両先端切刃２２，２２に連接する部分に、前
   記両先端切刃２２，２２に対してすくい角を形成
   するために前記長手軸線１６に対して傾斜する凹
   状切削面１９ａを設ける一方、前記ドリル部１３
   には、前記チゼルエツジ２４から両縦溝１８，１
   ８における第１溝面１９に向かつて前記長手軸線
   １６と略平行に延びる左右一対の平坦なすくい面
   ２８，２８を、当該両すくい面２８，２８が前記
   チゼルエツジ２４に沿つて当該チゼルエツジ２４
   上における任意の点２４ａに隣接する部位まで延
   びるように設けたことを特徴とするドリルねじ。 ２ 前記チゼルエツジ２４上における任意の点２
   ４ａを、前記長手軸線１６から偏心して、前記両
   すくい面２８，２８のチゼルエツジ２４の長手方
   向に沿う幅寸法を、一方のすくい面の幅寸法が長
   く、他方のすくい面の幅寸法が短くなるように構
   成したことを特徴とする特許請求の範囲の第１項
   に記載したドリルねじ。