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JPH0625564B2 - 複合ねじ - Google Patents

複合ねじ

Info

Publication number
JPH0625564B2
JPH0625564B2 JP7770590A JP7770590A JPH0625564B2 JP H0625564 B2 JPH0625564 B2 JP H0625564B2 JP 7770590 A JP7770590 A JP 7770590A JP 7770590 A JP7770590 A JP 7770590A JP H0625564 B2 JPH0625564 B2 JP H0625564B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
screw
shank
fastening
tapping
drill
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP7770590A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH03277804A (ja
Inventor
克己 新城
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shinjo Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Shinjo Manufacturing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shinjo Manufacturing Co Ltd filed Critical Shinjo Manufacturing Co Ltd
Priority to JP7770590A priority Critical patent/JPH0625564B2/ja
Publication of JPH03277804A publication Critical patent/JPH03277804A/ja
Publication of JPH0625564B2 publication Critical patent/JPH0625564B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • F16B25/10Screws performing an additional function to thread-forming, e.g. drill screws or self-piercing screws
    • F16B25/103Screws performing an additional function to thread-forming, e.g. drill screws or self-piercing screws by means of a drilling screw-point, i.e. with a cutting and material removing action
    • 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
    • F16B25/0036Screws that cut thread in the body into which they are screwed, e.g. wood screws characterised by geometric details of the screw
    • F16B25/0094Screws that cut thread in the body into which they are screwed, e.g. wood screws characterised by geometric details of the screw the screw being assembled or manufactured from several components, e.g. a tip out of a first material welded to shaft of a second material

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Forging (AREA)
  • Connection Of Plates (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、締結部分がステンレス鋼などの耐蝕性金属材
料によりつくられ、該締結部分の締結用ねじ部の先端に
ねじ立て可能な金属材料によりつくられたねじ立て部分
を結合した複合ねじ及び前記ねじ立て部分の先端にドリ
ル部を設けた複合ドリルねじの改良に関する。
従来の技術 従来、この種の複合ねじとしては、例えば米国特許第
3,924,508号、同第4,736,481号ある
いは西ドイツ特許公開第2,549,147号公報に記
載されているような複合ドリルねじが知られている。
また、本願発明者は上記同様の複合ドリルねじであっ
て、締結後にドリル部及びこれに連続する余分なねじ部
を折取り可能とした複合ドリルねじを、特願昭63−2
97334号により提案した。
上記従来の複合ドリルねじはいずれも、ステンレス鋼な
どの耐蝕性金属材料によりつくられた第1シャンクの一
端に頭部を一体に成形し、かつ外周面に締結用ねじ部を
設けた締結部分と、炭素鋼などの被締結部材にねじ立て
可能な金属材料、例えば焼入れ硬化可能な炭素鋼により
つくられ前記第1シャンクの他端に溶接にて接合された
第2シャンクの外周面にタッピンねじ部を設けたねじ立
て部分とを有し、更に該ねじ立て部分の先端にドリル部
を一体に成形したもので、前記ねじ立て部分及びドリル
部は焼入れ硬化されているが、前記締結部分は焼入れ硬
化されていない。
発明が解決しようとする課題 ところで、このような複合ねじを用いてねじ締結した場
合、ドリル部で下穴をあけ、タッピンねじ部によりねじ
立てされた雌ねじに対する締結用ねじ部の嵌め合せには
全く融通がないので、締結用ねじ部のねじ径がタッピン
ねじ部6のねじ径より僅かで大きい場合には、大きなね
じ込み抵抗を生じ、締結作業がスムーズに行なえなく
る。しかも、締結用ねじ部は焼入れ硬化されていないの
で、ねじ込み抵抗でねじ山が破損したり、シャンクが破
断することがあり、その結果、所定の保持力が得られな
いという問題点があった。特に、締結部分に耐蝕性のす
ぐれたオーステナイト系ステンレス鋼を採用した場合に
は、その特性である大きな摩擦抵抗のため上記した問題
点が著しくなる。
本発明は、上記従来の問題点に鑑みこれを解決すべくな
されたもので、ねじ込み抵抗が小さく、スムーズに締結
が行なえる複合ねじを提供することを目的としている。
課題を解決するための手段 上記目的を達成するために、本発明の複合ねじにおい
て、前記締結用ねじ部のねじ山の高さが、前記タッピン
ねじ部の最大外径のねじ山の高さより僅かに低く形成さ
れ、かつ前記両ねじ部の谷径がほぼ同一に形成されてい
ることを特徴とする。
前記締結用ねじ部は、外径が前記タッピンねじ部の最大
外径箇所より前記頭部に向かって徐々に減少するテーパ
に形成することが好ましい。この場合、前記第1シャン
クと第2シャンクを同径とし、一方、ねじ転造ダイスの
合せ面を前記テーパに沿う傾斜面に研削し、ダイスセッ
ト時に前記傾斜面がねじ軸線と平行になるように裏側に
薄板を挟み込んだ転造ダイスを用いると、ねじ山の高さ
が前記頭部に向かって徐々に低くなる締結用ねじ部が容
易に加工できる。このとき、前記締結用ねじ部の谷径は
前記タッピンねじ部の谷径とほぼ同一となる。なお、前
記締結用ねじ部の谷径は、そのねじ山の高さとは逆に前
記頭部に向かって徐々に増大するテーパに形成してもよ
い。
また、前記第2シャンクの先端部にねじ下穴をあけるド
リル部を設けて複合ドリルねじとする。
前記第1シャンクにはオーステナイト系ステンレス鋼
が、そして前記第2シャンクには炭素鋼が好適である。
作用 上記のように構成された複合ねじは、そのタッピンねじ
部によりねじ立てされた雌ねじに対する締結用ねじ部の
嵌め合わせに若干の融通があるので、ねじ込み抵抗が小
さく、締結がスムーズに行なわれる。
実施例 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。第1
図は本発明による複合ドリルねじのブランクを構成する
第1シャンク11を示し、第2図は同第2シャンク12
を示している。
第1シャンク11は、浸炭焼入れが不可の金属材料であ
るオーステナイト系ステンレス鋼からなり、後述するね
じ山の転造加工に適合する所定の直径Dを有し、その一
端部に回動工具を係合する頭部13はヘッダ加工され、
他端部は平坦面14に形成されている。
第2シャンク12は、浸炭焼入れ可能な金属材料、例え
ば低炭素鋼からなり、第1シャンク11と同一の直径D
を有する短軸状に形成されると共に、一端部中央に溶接
突起15が一体的に成形されている。該溶接突起15は
後述する破断部16となるもので、その最大直径Aは通
常A=0.5D〜0.8Dの範囲で設定される。これ
は、一般にドリルねじにおけるドリル部及びこれに続く
ねじ部による下穴加工及びねじ立てに要するトルクが、
本体ねじ部の締結に要する締付けトルクの約1/3〜2/3で
比較的小さい点を考慮し、前記ドリル部による下穴加工
及びこれに続くタッピンねじ部によるねじ立てに対して
強度的に十分耐え得るものであり乍ら、前記本体ねじ部
に対しては比較的容易に破断し得るようにするためであ
る。
第3図ないし第5図は、上記のよいうに構成した第1シ
ャンク11と第2シャンク12を用いて複合ドリルねじ
を製作する製造工程を示している。
まず、第3図に示すように、第1シャンク11の平坦面
14と第2シャンク12の溶接突起15を抵抗溶接によ
り接合し、その接合部分に破断部16を有する複合材料
製のブランク20を形成する。
次に、第4図に示すように、ブランク20の第2シャン
ク12にドリル部21が冷間鍛造によって形成される。
この冷間鍛造によるドリル部21の加工金型は公知技術
であるので図示は省略したが、ドリル部21の成形時に
余肉がはみ出し、図示のようにドリル部21の外側縁に
沿ってスクラップ22が生じる。
続いて、第6図に示すねじ転造ダイス30を用いて、第
1シャンク11の外周面に締結用ねじ部23を、そして
第2シャンク12の外周面にタッピンねじ部24を連続
して転造加工する。この転造加工と同時にスクラップ2
2を除去してドリル部21が仕上げられ、第5図に示す
ように、締結部分(ねじ本体)26とねじ立て部分27
からなる複合ドリルねじ25が得られる。
締結用ねじ部23のねじ山23aは、その高さがタッピ
ンねじ部24の最大外径Dのねじ山24aの高さH
より僅かに低く形成され、かつ、頭部13に向かって徐
々に低くなり、最小外径Dのねじ山23bの高さH
で終わっており、全体として外径がタッピンねじ部24
の最大外径Dのねじ山24a箇所より頭部13に向か
って徐々に減少するテーパに形成されている。
ところで、この種の複合ねじは主として建築用金属薄板
を取り付けるのに使用するため、そのねじ径はタッピン
ねじ部24の最大外径箇所で3mm〜7mmの小径である。
したがって、前記テーパは、タッピンねじ部24の最大
外径のねじ山24aの外径Dと締結用ねじ部23の最
小外径のねじ山23bの外径Dの差が9/100mm以下の
ごく僅かである。第5図には理解を容易にするために誇
張して図示したが、実際には目視でほとんど確認できな
い程度である。
また、締結用ねじ部23の谷径dはタッピンねじ部2
4の谷径dとほぼ同一径に形成されている。なお、締
結用ねじ部23の谷径dをねじ山23aの高さとは逆
に頭部13に向かって徐々に増大するテーパに形成する
と、ねじ山23aの高さを容易に低くすることができ、
転造加工が容易になる。しかし、この場合でも、最大谷
径、すなわち最小外径のねじ山23bの谷径はドリル部
21の直径dより小さく設定する。
一方、タッピンねじ部24のねじ山24aは徐々に高さ
を減じて不完全ねじ部24bとなり、ドリル部21に近
接する位置まで延びている。そして、後述するねじ立て
のタッピンねじとして機能するため完全ねじ部のねじ山
24aが少なくとも一周以上連続するようにしてある。
上述した締結用ねじ部23とタッピンねじ部24を転造
加工する前記ねじ転造ダイス30は、特別に設計、製作
する必要はなく、第6図に示すように、標準のねじ転造
ダイスの合せ面31を前述したテーパに適合する傾斜面
32に研削加工した転造ダイスで十分である。
そして、前記ねじ転造ダイス30をセットする際、傾斜
面32がねじ軸線とほぼ平行になるように裏側に金属薄
板33を挟み込めば、前述したようにねじ山23aの高
さが頭部13に向かって徐々に低くなる締結用ねじ部2
3がタッピンねじ部24と同時に容易に転造加工でき
る。
このようにして製作された複合ドリルねじ25は浸炭焼
入れ処理して完成される。この焼入れ処理によって、低
炭素鋼からなるタッピンねじ部24とドリル部21は共
に焼入れ硬化され、焼入れされていない炭素鋼のような
金属材料からなる被締結部材に下穴をあけ、かつ雌ねじ
を加工するのに必要な硬度が得られるけれども、オース
テナイト系ステンレス鋼からなる締結ねじ部23及び頭
部13は焼入れ硬化されない。また、第1シャンク11
と第2シャンク12との接合部分に形成された破断部1
6は、シャンクの内部に位置しているので焼入れ硬化さ
れない。
第7図ないし第10図は、上記のように構成された複合
ドリル25を用いて被締結部35,36を締結する順序
を示している。
第7図では、ドリル部21により切削加工した下穴37
にタッピンねじ部24でねじ立てしている状態を示して
おり、第8図ではねじ立てされた雌ねじ38に締結用ね
じ部23のねじ山23aが順次嵌合して行く状態を示し
ている。この嵌合状態ではねじ山23aと雌ねじ38と
が直接接触するのを避ける程度の若干の融通がある。そ
して、第9図は頭部13が被締結部材35の表面に接近
し、首下部分の最小外径のねじ山23bまで雌ねじ38
に嵌合した状態を示している。この嵌合状態において
は、ねじ山23bとこれに連続するねじ山23と雌ねじ
38との間にはかなりの嵌め合せ融通があるように見え
るけれども、実際にはごく僅かな融通であり、しかも、
第10図に示す締結状態においては、軸力の発生でねじ
山23a及び23bの片側のフランク面39が雌ねじ3
8に圧接するので、締結力の低下を引き起こすとはな
い。
而して、締結が終了した後、その裏側に突出するドリル
部21及びタッピンネジ部24は破断部16から簡単に
折り取ることができる。一方、残存する第1シャンク1
1により成形された締結用ねじ部23と頭部13からな
る締結部分(ねじ本体)26はオーステナイト系ステン
レス鋼により形成されているから、耐蝕性の点ですぐれ
たものとなる。
なお、上記実施例においては、第1シャンク11と第2
シャンク12を抵抗溶接により接合したが、圧接その他
の接合手段あるいは接着剤を用いて接合してもよい。ま
た、ドリル部21及びタッピンねじ部24の表面硬化手
段として浸炭焼入れを採用したが、ドリル部21及びタ
ッピンねじ部24を形成する第2シャンク12の材質又
は該複合ドリルねじを使用する被締結物によっては、普
通の焼入れ処理でも所期の目的を達成することが可能で
ある。
さらに、図示は省略したが、ドリル部21に代えてタッ
ピンねじ部24の先端に錐状の穴あけ手段を設けてもよ
く、あるいは穴あけ手段を設けずにタッピンねじ部24
だけとすることも可能である。
発明の効果 本発明の複合ねじは、上述のような構成を有しているの
で、前記タッピンねじ部によりねじ立てされた雌ねじに
対する締結用ねじ部の嵌め合わせに若干の融通があり、
耐蝕性金属材料からなる前記締結用ねじ部のねじ込み抵
抗が小さく、極めてスムーズに締結でき、所期の締結力
が得られる。
【図面の簡単な説明】 図面は本発明の実施例を示し、第1図は第1シャンクの
正面図、第2図は第2シャンクの正面図、第3図はブラ
ンクの正面図、第4図はドリル部の成形工程を示す正面
図、第5図は本発明に係る複合ドリルねじの正面図、第
6図はねじ転造ダイスの縦断面図、第7図ないし第10
図は本発明の複合ドリルねじによる締結順序を示す説明
図である。 11…第1シャンク、12…第2シャンク 13…頭部、14…平坦面 15…溶接突起、16…破断部 21…ドリル部、23…締結ねじ部 23a,23b…ねじ山 24…タッピンねじ部、24a…ねじ山 25…複合ドリルねじ、26…締結部分 27…ねじ立て部分、30…ねじ転造ダイス 32…傾斜面

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ステンレス鋼などの耐蝕性金属材料からな
    る第1シャンクの一端に頭部を一体に成形し、かつ外周
    面に締結用ねじ部を設けた締結部分と、前記第1シャン
    クの他端に接合され、炭素鋼などの被締結部材にねじ立
    て可能な金属材料からなる第2シャンクの外周面にタッ
    ピンねじ部を設けたねじ立て部分とからなる複合ねじで
    あって、 前記締結用ねじ部のねじ山の高さが、前記タッピンねじ
    部の最大外径のねじ山の高さより僅かに低く形成され、
    かつ前記両ねじ部の谷径がほぼ同一に形成されているこ
    とを特徴とする複合ねじ。
  2. 【請求項2】前記締結用ねじ部の外径が、前記タッピン
    ねじ部の最大外径箇所より前記頭部に向かって徐々に減
    少するテーパに形成されている請求項(1)記載の複合ね
    じ。
  3. 【請求項3】前記締結用ねじ部の外径が、前記タッピン
    ねじ部の最大外径箇所より前記頭部に向かって徐々に減
    少するテーパに形成される一方、前記締結用ねじ部の谷
    径が、前記頭部に向かって徐々に増大するテーパに形成
    されている請求項(2)記載の複合ねじ。
  4. 【請求項4】前記第2シャンクの先端部にねじ下穴をあ
    けるドリル部が設けられ、そのドリル径が前記タッピン
    ねじ部の最大谷径より大きく、かつ前記締結用ねじ部の
    最小外径よりも小さいことを特徴とする請求項(1)ない
    し(3)のいずれか1項に記載の複合ねじ。
  5. 【請求項5】前記第1シャンクがオーステナイト系ステ
    ンレス鋼であり、前記第2シャンクが炭素鋼である請求
    項(1)ないし(4)のいずれか1項に記載の複合ねじ。
  6. 【請求項6】前記第1シャンクと、前記第2シャンクと
    が同径である請求項(1)ないし(5)のいずれか1項に記載
    の複合ねじのブランク。
JP7770590A 1990-03-27 1990-03-27 複合ねじ Expired - Lifetime JPH0625564B2 (ja)

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JPH03277804A JPH03277804A (ja) 1991-12-09
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP4188010B2 (ja) * 2002-07-04 2008-11-26 有限会社新城製作所 耐熱ドリルねじ
JP4680976B2 (ja) * 2007-12-10 2011-05-11 ユニバーサル製缶株式会社 ボトル缶体及びボトル

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JPH03277804A (ja) 1991-12-09

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