JP3436734B2

JP3436734B2 - ビス

Info

Publication number: JP3436734B2
Application number: JP2000215406A
Authority: JP
Inventors: 勝彦肌勢
Original assignee: 株式会社大同製鋲所
Priority date: 2000-07-17
Filing date: 2000-07-17
Publication date: 2003-08-18
Anticipated expiration: 2020-07-17
Also published as: JP2002031114A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ビス、特に木ねじ
ビスに関し、例えば、屋根瓦を屋根構成部材に対して固
定保持するために使用されるビスに関する。

【０００２】

【従来の技術】屋根構成部材上に敷設された屋根瓦（以
下単に瓦という）は、台風その他により強風を受ける
と、位置ずれを起こし、雨漏りの原因になるばかりか、
暴風により飛ばされて、落下時に事故を起こすという危
険がある。

【０００３】そこで、敷設された瓦を屋根構成部材に対
して強固に固定するため、ビスにより瓦を屋根構成部材
に固着する技術が実施されており、この目的でビスを挿
通せしめるための孔を予め形成した瓦が提供されてい
る。

【０００４】屋根構成部材には木材が使用されているた
め、公知のビスは、シャンクの先端部に尖鋭端を備える
と共に尾端部に頭部を備え、シャンクの外周に螺糸を形
成した木ねじビスを構成する。瓦を固定保持するに際し
ては、ビスを瓦の上方から該瓦の孔に挿通し、尖鋭端を
屋根構成部材に刺突した状態で、工具により駆動回転し
ながら螺糸によりシャンクを屋根構成部材に螺入せし
め、ビスの頭部で瓦の上面を押さえて保持する構成とさ
れている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】瓦の敷設作業は、通
常、極めて多数枚の瓦に及ぶため、各瓦を固定保持する
ための木ねじビスの螺入作業を迅速に行い作業時間を短
縮することが求められる。この点に関して、ビスの１回
転当たりの螺進距離は、螺糸のピッチに比例するから、
ビスの迅速な螺入を可能にするためには、螺糸のピッチ
を大きくした所謂コーススレッドを形成することが望ま
しい。

【０００６】ところが、近年、屋根構成部材として集成
材や合板その他の所謂ボードと称される比較的硬質の部
材が使用されている。このため、このような硬質部材に
木ねじビスを螺入せしめるに際して、該ビスのシャンク
の全長にわたり形成したコーススレッドを硬質部材にね
じ込むときは、ビスを駆動回転するために極めて大きな
トルクを必要とし、ビスの頭部の工具係合部を破損した
り、螺入中途においてビスが回転不能状態になる虞れが
ある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、上記問
題が解決され、ワーク（屋根構成部材）に対する螺入の
初期段階にてコーススレッドによる迅速な螺入を可能に
すると共に、引き続く螺入の後続段階において、同様に
コーススレッドによる迅速な螺入を維持しながらも、駆
動回転に必要なトルクを軽減できるビスが提供される。

【０００８】このようなトルク軽減の目的は、コースス
レッドを形成した先行螺糸部をワークに螺入せしめるこ
とにより該ワークに孔を形成した後、該孔を引き続いて
進入するリーマ部により拡大せしめ、その後、コースス
レッドを形成した後続螺糸部を該孔に進入せしめる際、
該後続螺糸部が孔に対して螺入し易くするなるように構
成することにより達成される。

【０００９】ところで、ワークの孔をリーマ部により拡
大せしめる構成であるため、後続螺糸部の螺入は容易に
なるが、ワークの拡大された孔により後続螺糸部の谷部
が案内されず、ビス螺入の直進性が劣化することにな
る。この点に関して、本発明によれば、後続螺糸部が山
高の第１条螺糸と山低の第２条螺糸とによる２条螺糸を
構成し、山低の第２条螺糸をワークの拡大された孔に対
して案内されながら螺入されるので、直進性の優れたビ
スが提供される。

【００１０】更に、瓦固定用のビスの場合、屋根構成部
材に螺入される螺糸付きのシャンク部と、瓦を上方から
押さえ保持する頭部の間に、螺糸を有せずブランクとさ
れたシャンク部が形成されることになり、その部分での
強度に難点を生じることになるが、本発明によれば、前
記ブランクのシャンク部を高強度としたビスが提供され
る。

【００１１】

【００１２】そこで、本発明がその手段として構成し
たところは、シャンクの先端部に尖鋭端を備えると共に
尾端部に頭部を備えたビスにおいて、シャンクが尖鋭端
から頭部に向けて延びる少なくとも第１シャンク部と第
２シャンク部と第３シャンク部を順次構成し、第１シャ
ンク部に先行螺糸部を形成し、第２シャンク部にリーマ
部を形成し、第３シャンク部に第１条螺糸と第２条螺糸
の２条螺糸を構成する後続螺糸部を形成して成り、先行
螺糸部の山径をＤ１及び谷径をＲ１とし、リーマ部の外
径をｄ１とし、後続螺糸部の第１条螺糸の山径をＤ２及
び谷径をＲ２とし、後続螺糸の第２条螺糸の山径をｄ２
としたとき、Ｄ１＞ｄ１＞Ｒ１、かつ、Ｄ２＞ｄ１＞Ｒ
２であって、ｄ２≧ｄ１に形成して成る点にある。

【００１３】先行螺糸部と、後続螺糸部の第１条螺糸
は、何れも通常の木ねじビスよりもピッチを大きくした
コーススレッドを構成しており、先行螺糸部のピッチを
Ｐ１とし、後続螺糸部の第１条螺糸のピッチをＰ２とし
たとき、Ｐ１とＰ２をほぼＰ１＝Ｐ２に形成するのが好
ましい。

【００１４】本発明の好ましい実施形態において、シャ
ンクは、尖鋭端から頭部に向けて延びる少なくとも第１
シャンク部と第２シャンク部と第３シャンク部と第４シ
ャンク部を順次構成しており、第４シャンク部は、周面
にローレット加工を施した加工硬化部を形成する。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下図面に基づいて本発明の好ま
しい実施形態を詳述する。

【００１６】図１に示すように、ビス１は、耐蝕性に優
れた金属（オーステナイト系ステンレス又は鉄素材に成
形後防錆処理を施したもの）により形成され、シャンク
の先端部に尖鋭端２を備えると共に尾端部に頭部３を備
えており、シャンクは、尖鋭端２から頭部３に向けて一
連に延びる少なくとも第１シャンク部４と第２シャンク
部５と第３シャンク部６と第４シャンク部７を順次構成
している。

【００１７】尖鋭端２は、先端から軸方向に延びる切欠
状の縦溝８を形成している。図３に示すように、頭部３
は、頂部にプラス溝又はマイナス溝その他から成る係合
部９を設けており、該係合部９に回転駆動工具を係合せ
しめることにより、ビス１を駆動回転する。頭部３はフ
ランジ１０を備え、第４シャンク部７と頭部３の間に形
成された首部１１をフランジ１０に向けて次第に外径を
増すテーパ状に形成すると共に、該首部１１の周面から
連続面を形成する環状溝１２をフランジ１０の下面に形
成している。

【００１８】図１に示すように、第１シャンク部４は、
後述するようなコーススレッドを構成する先行螺糸部１
３を形成しており、該先行螺糸部１３は尖鋭端２の先端
近傍にまで延びる。第２シャンク部５は、螺糸を有しな
いブランクシャンクの周面にローレット加工を施したリ
ーマ部１４を構成している。第３シャンク部６は、後続
螺糸部１５を形成しており、該後続螺糸部１５は、山高
の第１条螺糸１６と山低の第２条螺糸１７とから成る２
条螺糸を構成し、山高の第１条螺糸１６により後述のよ
うなコーススレッドを構成し、山低の第２条螺糸１７に
より後述のような直進ガイド手段を構成する。第４シャ
ンク部７は、螺糸を有しないブランクシャンクの周面に
ローレット加工を施した加工硬化部１８を構成する。

【００１９】上記のビス１を瓦固定用のために使用した
実施形態を図２に例示している。瓦１９は予め孔２０を
貫設されており、何れも木材から成るベース部材２１と
枕部材２２とを有する屋根構成部材２３に順次敷設され
る。尚、図示省略しているが、隣接する瓦は相互にオー
バラップして敷設され、先に敷設された瓦１９の孔２０
の上部に、次に敷設される隣の瓦が重ね合わされる。敷
設作業時に瓦１９の孔２０にシリコン等から成るシール
剤２４が充填され、その状態で、ビス１を回転駆動工具
により回転しながら、シール剤２４を貫通して孔２０に
挿通せしめ、尖鋭端２から順に、先行螺糸部１３、リー
マ部１４、後続螺糸部１５を、枕部材２２及びベース部
材２１にねじ込み固着し、ビス１の頭部３のフランジ１
０により瓦１９の上面を押さえ保持する。この状態で、
図３に示すように、シール剤２４は、瓦１９の孔２０と
ビス１の第４シャンク部７及び首部１１との間に充填さ
れると共に、フランジ１０の下面に形成された環状溝１
２に充填され、孔２０を水密的にシールする。

【００２０】図４は本発明の特徴的構成を示している。
図４（Ａ）に示すように、第１シャンク部４に設けられ
た先行螺糸部１３は、ねじピッチＰ１を比較的大きく粗
いものに形成したコーススレッドを構成している。例え
ば、第１シャンク部４の外径を４．３mmφ、長さを２５
mmとした実施例の場合、先行螺糸部１３は、９山／イン
チに形成され、従って、この場合のピッチＰ１は約２．
８mmであり、所謂コーススレッドを構成する。ところ
で、このようなコーススレッドを形成するため、先行螺
糸部１３は、通常の螺糸よりも、山径Ｄ１と谷径Ｒ１の
差が大きいものとなる。即ち、シャンク素材に対してロ
ーリングダイスにより螺糸を成形する際、ねじピッチが
大きくなればなるほど、広い谷部から生じる余肉を山部
へ移動する必要があり、これにより山部が高くなるから
である。尚、図示実施例において、先行螺糸部１３の山
角度θ１は約６０度である。

【００２１】図４（Ｂ）に示すように、第２シャンク部
５に設けられたリーマ部１４は、ブランクシャンクの周
面にあや目状のローレットを加工することにより形成さ
れ、多数のローレット溝２５によるローレット歯を設け
ている。そこで、リーマ部１４の外径ｄ１は、先行螺糸
部１３の山径Ｄ１より小さく且つ谷径Ｒ１よりも大き
い、即ち、Ｄ１＞ｄ１＞Ｒ１に形成されている。

【００２２】後続螺糸部１５は、山高の第１条螺糸１６
により、ねじピッチＰ２を比較的大きく粗いものに形成
したコーススレッドを構成している。図示実施例の場
合、第１条螺糸１６のピッチＰ２を先行螺糸部１３のピ
ッチＰ１とほぼ等しい、即ちＰ２＝Ｐ１に形成してい
る。従って、図例の場合、９山／インチ（ピッチＰ２は
約２．８mm）であり、所謂コーススレッドを構成する。

【００２３】前述のように後続螺糸部１５は、山高の第
１条螺糸１６と平行螺旋状に延びる山低の第２条螺糸１
７を設けている。２条螺糸を構成するため、当然のこと
ながら、第２条螺糸１７のねじピッチは第１条螺糸１６
のねじピッチＰ２と実質的に等しいが、本実施形態で
は、第１条螺糸１６の隣り合う二つの山部の間の中央に
第２条螺糸１７の山部を配置しており、従って、第１条
螺糸１６と第２条螺糸１７の相互の山部の間隔Ｐ３は、
Ｐ２・１／２である。

【００２４】このような２条螺糸から成る後続螺糸部１
５は、先行螺糸部１３について説明したのと同様に、シ
ャンク素材に対してローリングダイスにより成形され
る。この際、第１条螺糸１６はコーススレッドを構成す
るので、通常の螺糸よりも、山径Ｄ２と谷径Ｒ２の差を
大きく形成する。この点に関して、第１条螺糸１６と同
時に第２条螺糸１７が成形されるため、第１条螺糸１６
の山径Ｄ２を先行螺糸部１３の山径Ｄ１とほぼ等しいか
或いはそれに匹敵するだけの高さに形成することが困難
となる。そこで、図示実施形態の場合、先行螺糸部１３
の山角度θ１（約６０度）に対して、第１条螺糸１６の
山角度θ２（約４０度）を小さく、即ち、θ１＞θ２に
形成している。このように第１条螺糸１６を薄く形成す
ることにより、該第１条螺糸１６の山径Ｄ２を先行螺糸
部１３に匹敵するＤ２＝Ｄ１としながらも、第２条螺糸
１７（山角度θ３は約６０度）を備えた後続螺糸部１５
の成形を可能にしている。第２条螺糸１７の山径ｄ２
は、前述のリーマ部１４の外径ｄ１に対して、ｄ２≧ｄ
１である。図４（Ｂ）においては、ｄ２＝ｄ１とした場
合を例示しているが、ｄ２＞ｄ１となるように構成して
も良い。そして、第１条螺糸１６の山径Ｄ２と谷径Ｒ２
の間にｄ１及びｄ２が位置する、即ち、Ｄ２＞ｄ２≧ｄ
１＞Ｒ２に形成されている。

【００２５】上記の構成によれば、屋根構成部材２３に
ビス１を先鋭端２からねじ込んで螺入せしめると、先
ず、図４（Ａ）に示すように、屋根構成部材２３に対し
て第１シャンク部４が進入する螺入の初期段階におい
て、先行螺糸部１３により構成されたコーススレッドに
より迅速な螺入が行われ、その後、図４（Ｂ）に示すよ
うに、引き続く螺入の後続段階において、同様に後続螺
糸部１５の第１条螺糸１６により構成されたコーススレ
ッドにより迅速な螺入が維持されるが、この間における
ビス１の駆動回転トルクを軽減せしめる。

【００２６】即ち、先行螺糸部１３を備えた第１シャン
ク部４の進入により屋根構成部材２３には、谷径Ｒ１に
等しい内径の孔２６ａと、該孔２６ａに刻設される雌ね
じ溝とが形成されるが（図４（Ａ））、この孔２６ａは
引き続いて進入するリーマ部１４により切削拡大され、
内径を拡大された孔２６ｂを形成される（図４
（Ｂ））。

【００２７】このため、後続螺糸部１５は、先にリーマ
部１４により拡大された孔２６ｂに進入するので、進入
が容易であり、全体としてビス１を駆動回転するために
必要なトルクを軽減する。後続螺糸部１５は、山高の第
１条螺糸１６と山低の第２条螺糸１７とによる２条螺糸
を構成し、山高の第１条螺糸１６を孔２６ｂに雌ねじ溝
を刻設しながら螺入せしめる。この際、山低の第２状螺
糸１７の山径ｄ２と孔２６ｂの内径ｄ１をｄ２＝ｄ１と
した場合は、この山低の第２条螺糸１７を孔２６ｂに沿
わしめるので、第３シャンク部６の進入方向を直進方向
に案内する。一方、、山低の第２状螺糸１７の山径ｄ２
と孔２６ｂの内径ｄ１をｄ２≧ｄ１とした場合でも、山
低の第２状螺糸１７の山頂部が孔２６ｂに容易に食い込
みつつ該孔２６ｂに沿って案内されながら直進方向に進
入する。

【００２８】その結果、第１シャンク部４における先行
螺糸部１３と、第３シャンク部６における後続螺糸部１
５の第１条螺糸１６とが、何れもそれぞれのピッチＰ１
及びＰ２を比較的大きくした粗ピッチのコーススレッド
を形成し、１回転当たりの螺進距離を大きくせしめた構
成でありながらも、ビスを駆動回転するために必要なト
ルクが全体として軽減されるので、上述したように屋根
構成部材２３がボード等と称される硬質の部材から成る
場合においても、ビス１は、比較的に軽い駆動トルクで
大きな推力を得ることができ、瓦の付設作業時間の短縮
化に大きく貢献する。

【００２９】そして、図２に示すように、ビス１の螺着
終了状態においてリーマ部１４が屋根構成部材２３を突
き抜けてしまうことなく、その一部（図におけるベース
部材２１）の内部に残存するように構成しておけば、第
１シャンク部４により形成された孔２６ａにリーマ部１
４が食い込んで停止しているため、ビス１の逆転が防止
され、弛み止めとして機能する。

【００３０】更に、ビス１の頭部３により瓦１９を固定
保持した状態で、頭部３の下方には首部１１を介して第
４シャンク部７が延びており、瓦１９の位置ずれ方向
（横方向）の移動に関して、第４シャンク部７が折曲方
向ないし剪断方向の力を受けることになる。この点に関
し、第４シャンク部７は、周面にローレット加工を施し
た加工硬化部１８を形成しているので、折曲ないし剪断
に対して十分に耐える強度を保持している。即ち、上述
のようにビス１を耐蝕性のより優れたオーステナイト系
ステンレス（例えばＳＵＳ３０４、ＸＭ−７）により形
成する場合は、通常の焼き入れによる強化を望めない。
そこで、特に瓦保持用のビスにおいては、折曲ないし剪
断に対する強度を求められる第４シャンク部７にローレ
ット加工による加工硬化部１８を形成することが有利と
なる。そして、ローレット加工の構成によれば、上述の
ように瓦の孔２０に充填されたシール剤２４との接着性
が良好になるという一石二鳥的効果がある。

【００３１】

【発明の効果】請求項１に記載の本発明によれば、第１
シャンク部４に形成した先行螺糸部１３の山径をＤ１及
び谷径をＲ１とし、第２シャンク部５に形成したリーマ
部１４の外径をｄ１とし、第３シャンク部６に形成した
後続螺糸部１５（第１条螺糸１６）の山径をＤ２及び谷
径をＲ２としたとき、Ｄ１＞ｄ１＞Ｒ１、かつ、Ｄ２＞
ｄ１＞Ｒ２に形成した構成であるから、先行螺糸部１３
を備えた第１シャンク部４の進入によりワーク（屋根構
成部材２３）に形成された孔２６ａは、引き続いて進入
するリーマ部１４により切削され、内径を拡大された孔
２６ｂに形成されるので、後続する後続螺糸部１５が該
孔２６ｂに容易に進入し、全体としてビス１を駆動回転
するために必要なトルクを軽減する。その結果、第１シ
ャンク部４の先行螺糸部１３と、第３シャンク部６の後
続螺糸部１５（第１条螺糸１６）をそれぞれピッチＰ１
及びＰ２を比較的大きくしたコーススレッドに形成する
ことにより迅速なねじ込み作業を行わしめる場合でも、
ビスの駆動回転に必要なトルクが小さくて足り、特に、
ワーク（屋根構成部材２３）が硬質の部材から成る場合
においても、軽い駆動トルクで大きな推力が可能にな
り、更に、ねじ込み後においては、ワークに対してリー
マ部１４が食い込み逆転防止による弛み防止を可能にし
たビスを提供できるという効果がある。

【００３２】特に、本発明によれば、第３シャンク部
６の後続螺糸部１５が山高の第１条螺糸１６と山低の第
２条螺糸１７とから成る２条螺糸を構成し、第２条螺糸
１７の山径をｄ２としたとき、リーマ部１４により切削
拡大されたワークの孔２６ｂの内面に沿って第２条螺糸
１７が進入するように、第２条螺糸１７の山径ｄ２とリ
ーマ部１４の外径ｄ１をｄ２≧ｄ１に形成した構成であ
るから、前述のように第３シャンク部６を孔２６ｂに対
して容易に進入せしめる構成でありながら、進入の直進
性を保持することができる。

【００３３】そして、請求項２に記載の本発明によれ
ば、先行螺糸部１３のピッチＰ１と、後続螺糸部１５の
第１条螺糸１６のピッチＰ２をほぼ等しくＰ１＝Ｐ２に
構成し、何れもコーススレッドに形成することができる
ので、上述のような作業の迅速性に優れたビスを提供す
ることができる。

【００３４】更に、請求項３に記載の本発明によれ
ば、通常の焼き入れによる強化を望めないオーステナイ
ト系ステンレスにより形成した場合でも、特に瓦保持用
のビスにおいて耐折曲性ないし耐剪断性を求められる第
４シャンク部７がローレット加工による加工硬化部１８
を形成するので、折曲及び剪断に対して十分に耐えるこ
とが可能になり、しかも、ローレット加工の構成によれ
ば、瓦の孔２０に充填されたシール剤２４との接着性が
良好になるという一石二鳥的効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施形態を示す外観図である。

【図２】本発明の１実施形態に係るビスを使用して屋根
瓦を屋根構成部材に固定保持した例を示す説明図であ
る。

【図３】本発明の１実施形態に係るビスを使用して屋根
瓦を屋根構成部材に固定保持した場合におけるシール部
分を示す断面図である。

【図４】本発明の１実施形態に係るビスの作用を示して
おり、（Ａ）はワークに対する螺入の初期段階における
先行螺糸部を示す断面図、（Ｂ）はワークに対する螺入
の後続段階におけるリーマ部及び後続螺糸部を示す断面
図である。

【符号の説明】

１ビス２先鋭端３頭部４第１シャンク部５第２シャンク部６第３シャンク部７第４シャンク部１３先行螺糸部１４リーマ部１５後続螺糸部１６第１条螺糸１７第２条螺糸１８加工硬化部１９瓦２０瓦の孔２１ベース部材２２枕部材２３屋根構成部材２４シール剤２６ａ、２６ｂワークの孔

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】シャンクの先端部に尖鋭端を備えると共
に尾端部に頭部を備えたビスにおいて、シャンクが尖鋭端から頭部に向けて延びる少なくとも第
１シャンク部と第２シャンク部と第３シャンク部を順次
構成し、第１シャンク部に先行螺糸部を形成し、第２シ
ャンク部にリーマ部を形成し、第３シャンク部に第１条
螺糸と第２条螺糸の２条螺糸を構成する後続螺糸部を形
成して成り、先行螺糸部の山径をＤ１及び谷径をＲ１とし、リーマ部
の外径をｄ１とし、後続螺糸部の第１条螺糸の山径をＤ
２及び谷径をＲ２とし、後続螺糸の第２条螺糸の山径を
ｄ２としたとき、Ｄ１＞ｄ１＞Ｒ１、かつ、Ｄ２＞ｄ１
＞Ｒ２であって、ｄ２≧ｄ１に形成して成ることを特徴
とするビス。
【請求項２】先行螺糸部のピッチをＰ１とし、後続螺
糸部の第１条螺糸のピッチをＰ２としたとき、Ｐ１とＰ
２をほぼＰ１＝Ｐ２に形成して成ることを特徴とする請
求項１に記載のビス。
【請求項３】シャンクが尖鋭端から頭部に向けて延び
る少なくとも第１シャンク部と第２シャンク部と第３シ
ャンク部と第４シャンク部を順次構成し、第４シャンク
部が周面にローレット加工を施した加工硬化部を形成し
て成ることを特徴とする請求項１又は２に記載のビス。