JPH036366B2 - - 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ドリルねじには、例
えば米国特許第3710676号明細書に開示されてい
るように、ドリル部の自由終端を尖つた所謂ピン
ポイントに形成したものと、特公昭48−13139号
公報（米国特許第3395603号）、特公昭58−45604
号公報及び特公昭59−7046号公報（米国特許第
4407620号）等に開示されているようにドリル部
の自由終端にチゼルエツジを形成したものとがあ
る。

後者のチゼルエツジを有するドリルねじは、第
１０図〜第１３図に示すように形成されている。

すなわち、鍛造成形によるドリル部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同志の交差稜線
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同志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６
ａ，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、前者のように自由終端をピンポイント
に形成したドリルねじは、これを回転しながら被
締結物に押し付けたとき、ねじにおける長手軸線
上に位置する一点が被締結物に接触するから、ド
リル部がその回転に伴つて長手軸線と直角の方向
に振れ動く所謂ダンシング現象は殆どなく、所定
の位置に正確にねじ込むことができる利点を有す
る反面、尖つたピンポイントを被加工物に押し付
けたときにおいて、当該尖つたピンポイントに欠
損が容易に発生し易く、且つ、被締結物への初期
の進入性能が低く、ねじ込みに要する時間が長く
かかる点に問題がある。

これに対して、後者の自由終端にチゼルエツジ
７を形成したものは、チゼルエツジ７における欠
損を少なくすることができ、且つ、被締結物への
初期の進入性能が前記ピンポイントよりも優れて
いる利点を有する反面、これを回転しながら被締
結物に押し付けた場合に、ドリル部にダンシング
現象が発生する点に問題がある。

すなわち、前記の先行技術におけるチゼルエツ
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
同志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１３図に示すように両
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
前側の傾斜端面３は、これと被締結物８の表面８
ａとの成す角度αが第１３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、換言するとチゼルエツ
ジ７の回転方向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加えて、
このチゼルエツジ７は、長手軸線２に対して直角
の方向に一直線状で当該チゼルエツジ７はその全
長にわたつて被締結物８に接当することにより、
被締結物８に対する押圧力が広い部分に分散され
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チゼ
ルエツジ付き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の低いチゼルエツジが、線
接触の状態で被加工物に接触することにより、こ
のドリルねじを回転しながら被締結物８に押し付
けたときにドリル部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
り、この結果、被締結物に対するドリルねじのね
じ込む位置がずれ易く、換言すると所定の位置に
正確にねじ込むことが困難である欠点を有するば
かりか、被締結物に対するねじ込みに長い時間が
かかると云う問題もあつた。

従つて本発明は、前記先行技術にようにチゼル
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、当該チ
ゼルエツジにおける強度の低下を招来することな
くその切削性能をより向上すると共に、前記した
ピンポイントの長所を加えることによつて、先行
技術が有する前記の問題を解消することを目的と
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、該両縦溝の各々の一部を構成する第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、当該両
交差箇所に各々先端切刃を形成し、且つ、前記両
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、前記チ
ゼルエツジを、前記長手軸線上の部位に下方に突
出する頂点を有し、当該頂点から前記両先端切刃
の始端に向つて比較的緩やかな傾斜角度で斜め上
向きに傾斜する山型状に形成する一方、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は、両先端切刃にすくい角
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、更に、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
つて前記長手軸線と平行に延びる左右一対の平坦
なすくい面を、当該両すくい面が前記チゼルエツ
ジに沿つてその頂点において互いに隣接する部位
まで延びるように設ける構成にした。

〔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の上端に鍛造によつ
て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
によつて形成されたドリル部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、
例えばスクリユー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、こ
れにスパナを係合するために、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、頭部１２の成形後で且つねじ山１５の
成形前における素材ブランクの下端部分を、相対
向する左右一対の鍛造ダイスにより両側から挟み
付けることによつて、ドリル部１３として以下に
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を対角状の部位に設ける。

この両縦溝１８，１８は、それぞれ第１溝面１
９と、当該第１溝面１９に対して交差する第２溝
面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
志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によつて左
右一対のサイド切刃２５，２５が、前記両先端切
刃２２，２２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、この両サイド切刃２５，２５
は、第４図に明らかにしたように先端切刃２２，
２２からシヤンク１１に近付くにつれて次第にド
リルねじ１０の回転方向後方側に延びるように長
手軸線１６に対して傾斜している。また、前記両
サイド切刃２５，２５の回転方向後側には、二番
取り面２７，２７が形成されている。

前記チゼルエツジ２４を、前記長手軸線１６上
の部位に下方に突出する頂点２４ａを有し、当該
頂点２４ａから前記両先端切刃２２，２２の始端
２３に向つて比較的緩やかな角度βで斜め上向き
に傾斜する山型状に形成する。

更に、前記ドリル部１３におけるチゼルエツジ
２３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１
８，１８における第１溝面１９に向つて前記長手
軸線１９と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に沿つてその頂点２４ａにお
いて互いに隣接する部位まで延びるように設ける
構成にする。

なお、符号２９は、前記両すくい面２８，２８
を形成するために、傾斜端面１７と第２溝面２０
との交差部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。

前記両すくい面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鍛造にて成形すること
ができる一方、チゼルエツジ２４を、頂点２４ａ
を有する山型状にすることも、前記の鍛造成形と
同時に形成できる。

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に向つて前記長手
軸線１９と平行に延び、且つ、チゼルエツジ２４
の頂点２４ａにおいて互いに隣接するように設け
られた左右一対の平坦な両すくい面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そのドリル部１３を
被締結物３０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３０ａ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１
８，１８に円滑に逃がすことを、チゼルエツジ２
４の全長にわたつて行うことができるから、チゼ
ルエツジ２４における切削性能を、大幅に向上で
きる。

一方、前記チゼルエツジ２４を、ねじの回転中
心であるところ長手軸線１６上の位置に頂点２４
ａを有する山型状に形成したことにより、被締結
物３０の表面３０ａには、チゼルエツジ２４の頂
点２４ａが最初に所謂ピンポイントとして接当す
るが、この場合、山型状のチゼルエツジ２４の回
転方向前側には、前記のように各々両すくい面２
８，２８を形成して、当該チゼルエツジ２４にお
ける切削性能を向上したことと、当該チゼルエツ
ジ２４が前記のように所謂ピンポイントとして被
締結物３０に対して接当することとが相俟つて、
ドリルねじ１０を、回転しながら被締結物３０に
対して押圧したときにおけるダンシング現象を、
前記先行技術の場合によりも大幅に低減すること
ができる。

しかも、ドリル部１３における左右一対の両先
端切刃２２，２２に対して、当該両先端切刃２
２，２２における切削性能を向上するために、長
手軸線１６と傾斜する凹状切削面１９ａによつて
すくい角を形成したにも拘わらず、前記チゼルエ
ツジ２４における左右一対の両すくい面２８，２
８を、長手軸線１６に対して前記凹状切削面１９
ａと同じように傾斜することなく、前記長手軸線
１６と平行な平坦面に構成したことにより、当該
両すくい面２８，２８を設けたことによるチゼル
エツジ２４の強度の低下が小さく（この両スクイ
面２８，２８を、前記凹状切削面１９ａと同様に
長手軸選１６に対して傾斜した場合には、チゼル
エツジ２４の強度が大幅に低下する）、従つて、
チゼルエツジ２４に欠損が発生することを確実に
低減できるのである。

なお、実験によると、前記チゼルエツジ２４に
おける頂点２４ａからの上向き傾斜角度βは、５
〜25度にするのが適当であることが判つた。

すなわち、前記山型状のチゼルエツジ２４にお
ける上向きの傾斜角度βが、25度を越える場合に
は、チゼルエツジ２４の頂点２４ａが尖り過ぎる
ことになるから、当該頂点２４ａに欠損が発生す
るのであり、また、上向きの傾斜角度βが５度未
満である場合には、ピンポイントによるダンシン
グの防止の効果を得ることができなかつた。更に
また、実験によると、前記チゼルエツジ２４にお
ける上向きの傾斜角度βを５〜25度にした場合で
あつても、チゼルエツジ２４に対して、前記のよ
うに左右一対のすくい面２８，２８を形成してい
ない場合には、被締結物３０に対する初期の進入
性能が、前記先行技術におけるチゼルエツジの場
合よりもむしろ低下するのであつた。更に加え
て、実験によると、前記チゼルエツジ２４の長さ
Ｌは、ねじ山１５の山径（これがドリルねじの呼
径となる）の10〜30％にするが適当であることが
判つた。

〔発明の作用・効果〕

以上の通り本発明は、特許請求の範囲に記載し
た構成にしたことにより、以下に述べるような作
用・効果を奏する。

ドリル部１３におけるチゼルエツジ２４を、
シヤンク１１の長手軸線１６上に頂点２４ａを
有し、該頂点２４ａから比較的緩やかな傾斜角
度βで斜め上向きに傾斜する山型状に形成する
ことによつて、被締結物に対して所謂ピンポイ
ントとして接当するように構成したことと、前
記チゼルエツジ２４から両縦溝１８，１８にお
ける第１溝面１９に向つて前記長手軸線１６と
平行延びる左右一対の平坦なすくい面２８，２
８を、当該両すくい面２８，２８が前記チゼル
エツジ２４に沿つてその頂点２４ａにおいて互
いに隣接する部位まで延びるように設けること
により、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における強度の低下
が小さく、換言すると、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
できることとの二者が相俟つて、ドリルねじを
回転しながら被締結物に対して押圧した場合に
おけるダンシング現象を、確実に低減すること
ができるから、ドリルねじを、被締結物におけ
る所定の位置に正確にねじ込むことが容易にで
きる。

前記チゼルエツジ２４から両縦溝１８，１８
における第１溝面１９に向つて前記長手軸線１
６と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に沿つてその頂点２４ａにお
いて互いに隣接する部位まで延びるように設け
ることにより、チゼルエツジ２４の被締結物に
対する初期の進入性能を、当該チゼルエツジ２
４における強度の低下が小さく、換言すると、
当該チゼルエツジ２４に欠損の多発を招来する
ことなく、大幅に向上できることに加えて、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、前記長手軸線１６に対して傾斜する凹
状切削面１９ａを設けて、前記両先端切刃２
２，２２にすくい角を形成し、以て両先端切刃
２２，２２の切削性能を向上したことにより、
被締結物に対してねじ込むことに要する時間を
大幅に短縮できると共に、被締結物に対する押
圧力を軽減できるから、被締結物に対するねじ
込みの作業性を著しく向上でき、且つ、被締結
物が薄金属である場合においてドリルねじの押
圧によつて当該薄金属板を凹み変形するおそれ
を確実に低減できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例ドリルねじの全
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〜第１３図は従来の例を示すもの
で、第１０図はドリル部の拡大図、第１１図は第
１０図の底面図、第１２図は第１０図の１２−１
２視断面図、第１３図は第１０図の１３−１３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……縦溝の第１溝面、２
０……縦溝の第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……チゼルエツジの頂点、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、β……チゼルエ
ツジの上向き傾斜角度。

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の両側において交差させて、
   当該両交差箇所に各々先端切刃２２，２２を形成
   し、且つ、前記両傾斜端面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、前記チゼルエツジ２４を、前記長手軸線１６
   上の部位に下方に突出する頂点２４ａを有し、当
   該頂点２４ａから前記両先端切刃２２，２２の始
   端２３，２３に向つて比較的緩やかな傾斜角度β
   で斜め上向きに傾斜する山型状に形成する一方、
   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
   る部分には、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、更に、前記ドリル部
   １３には、前記チゼルエツジ２４から両縦溝１
   ８，１８における第１溝面１９に向つて前記長手
   軸線１６と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に沿つてその頂点２４ａにお
   いて互い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における頂点２４ａか
   ら斜め上向きの傾斜角度βを、５〜25度に設定し
   たことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載
   したドリルねじ。