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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024011630
(43)【公開日】2024-01-25
(54)【発明の名称】締結方法
(51)【国際特許分類】
F16B 5/02 20060101AFI20240118BHJP
F16B 25/10 20060101ALI20240118BHJP
F16B 35/00 20060101ALI20240118BHJP
【ＦＩ】
F16B5/02 V
F16B25/10 A
F16B35/00 Q
【審査請求】未請求
【請求項の数】4
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022113809
(22)【出願日】2022-07-15
(71)【出願人】
【識別番号】390037154
【氏名又は名称】大和ハウス工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100152984
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 秀明
(74)【代理人】
【識別番号】100149401
【弁理士】
【氏名又は名称】上西 浩史
(72)【発明者】
【氏名】松田 誠樹
【テーマコード（参考）】
3J001
【Ｆターム（参考）】
3J001FA02
3J001GB01
3J001HA02
3J001JA01
(57)【要約】
【課題】簡単な構成で、金属等で構成された２つの部材を締結する締結方法を提供する。
【解決手段】締結方法は、切削刃１３ａを備えたドリル部１３を備える先端部１２と、先端部１２に連続して設けられたねじ部１４とを有するドリルビス１０を用いて、重ねられた２つの部材２０、２２を締結する締結方法である。ドリルビス１０の軸方向Ｄにおけるドリル部１３の長さＬは、重ねられた２つの部材２０、２２の合計の厚みｔよりも短い。
【選択図】図１
【解決手段】締結方法は、切削刃１３ａを備えたドリル部１３を備える先端部１２と、先端部１２に連続して設けられたねじ部１４とを有するドリルビス１０を用いて、重ねられた２つの部材２０、２２を締結する締結方法である。ドリルビス１０の軸方向Ｄにおけるドリル部１３の長さＬは、重ねられた２つの部材２０、２２の合計の厚みｔよりも短い。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
切削刃を備えたドリル部を備える先端部と、前記先端部に連続して設けられたねじ部とを有するドリルビスを用いて、重ねられた２つの部材を締結する締結方法であって、
前記ドリルビスの軸方向における前記ドリル部の長さは、重ねられた２つの前記部材の合計の厚みよりも短い、締結方法。
前記ドリルビスの軸方向における前記ドリル部の長さは、重ねられた２つの前記部材の合計の厚みよりも短い、締結方法。
【請求項2】
前記ドリル部の前記長さは、重ねられた２つの前記部材のうち、前記ドリル部側に配置された１層目の部材の厚みと同じである、請求項１に記載の締結方法。
【請求項3】
重ねられた２つの前記部材のうち、前記ドリル部側に配置された１層目の部材の厚みは、残りの２層目の部材の厚みと同じである、請求項１又は２に記載の締結方法。
【請求項4】
前記ねじ部は、前記軸方向において、前記先端部の反対側に向かうにつれて呼び径が大きい、請求項１又は２に記載の締結方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、２つの部材の締結に用いられる締結方法に係り、特に、ドリルビスを用いた２つの部材の締結方法に関する。
【背景技術】
【0002】
金属等で構成された２つの部材を締結する際に、溶接又はリベット等を用いる場合がある。
溶接を用いて締結する場合、溶接機等の準備が煩雑になり作業性が悪い。また、溶接の場合、部材がめっきされていれば、めっきをはがした後に溶接して、溶接後にめっきをはがした箇所に塗装する必要があり、作業性が悪い。
リベットを用いて締結する場合、２つの部材の配置によっては、リベットが利用できず、リベットによって締結できないことがある。
上述の溶接又はリベット以外に、２つの部材の締結にドリルビスが用いられる。ドリルビスとして、例えば、特許文献１にセルフドリルねじが提案されている。
溶接を用いて締結する場合、溶接機等の準備が煩雑になり作業性が悪い。また、溶接の場合、部材がめっきされていれば、めっきをはがした後に溶接して、溶接後にめっきをはがした箇所に塗装する必要があり、作業性が悪い。
リベットを用いて締結する場合、２つの部材の配置によっては、リベットが利用できず、リベットによって締結できないことがある。
上述の溶接又はリベット以外に、２つの部材の締結にドリルビスが用いられる。ドリルビスとして、例えば、特許文献１にセルフドリルねじが提案されている。
【0003】
特許文献１のセルフドリルねじは、ドライバビットに係合可能な頭部と、これと一体でねじ部を有する脚部の無ねじ部に略円錐状のドリル部を形成し、このドリル部と無ねじ部に頭部に向かうとともに軸心を挟む対角位置で延びる二条の排出溝を形成し、しかも、ドリル部の先端から排出溝の外周縁に沿って切削刃を有するセルフドリルねじにおいて、ドリル部からねじ部にかけて形成された排出溝の後部に排出溝からねじ部の谷にかけて上り勾配の排出傾斜面を形成し、この排出傾斜面の側壁が排出溝の面に対して直立した構成である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２００８－２４９０９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
特許文献１のセルフドリルねじは、切削屑を排出する排出溝にねじ山が形成されないようにしており、構成が複雑である。このため、製造コストも嵩む。簡単な構成で、金属等で構成された２つの部材を締結することが望まれている。
【0006】
そこで、本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、簡単な構成で、金属等で構成された２つの部材を締結する締結方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記の課題は、本発明の締結方法によれば、切削刃を備えたドリル部を備える先端部と、先端部に連続して設けられたねじ部とを有するドリルビスを用いて、重ねられた２つの部材を締結する締結方法であって、ドリルビスの軸方向におけるドリル部の長さは、重ねられた２つの部材の合計の厚みよりも短い、ことにより解決される。
上記のように構成された本発明の締結方法では、簡単な構成のドリルビスで、金属等で構成された２つの部材を締結することができる。
上記のように構成された本発明の締結方法では、簡単な構成のドリルビスで、金属等で構成された２つの部材を締結することができる。
【0008】
また、上記の締結方法において、ドリル部の長さは、重ねられた２つの部材のうち、ドリル部側に配置された１層目の部材の厚みと同じであると、好適である。
上記の構成によれば、ドリル部により１層目の部材に確実に穴を形成でき、２つの部材をドリルビスによって更に容易に締結できる。
また、上記の締結方法において、重ねられた２つの部材のうち、ドリル部側に配置された１層目の部材の厚みは、残りの２層目の部材の厚みと同じであると、より好適である。
上記の構成によれば、２つの部材をドリルビスによって容易に締結できる。
上記の構成によれば、ドリル部により１層目の部材に確実に穴を形成でき、２つの部材をドリルビスによって更に容易に締結できる。
また、上記の締結方法において、重ねられた２つの部材のうち、ドリル部側に配置された１層目の部材の厚みは、残りの２層目の部材の厚みと同じであると、より好適である。
上記の構成によれば、２つの部材をドリルビスによって容易に締結できる。
【0009】
また、上記の締結方法において、ねじ部は、軸方向において、先端部の反対側に向かうにつれて呼び径が大きいと、さらに好適である。
上記の構成によれば、ねじ部に大きなトルクがかかり、２つの部材をドリルビスによって更に容易に締結できる。
上記の構成によれば、ねじ部に大きなトルクがかかり、２つの部材をドリルビスによって更に容易に締結できる。
【発明の効果】
【0010】
本発明の締結方法によれば、簡単な構成で、金属等で構成された２つの部材をドリルビスによって締結することができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】本発明の実施形態の締結方法に用いられるドリルビスの一例を示す模式図である。
【図2】本発明の実施形態の締結方法に締結される２つの部材の一例を示す模式的斜視図である。
【図3】本発明の実施形態の締結方法に用いられるドリルビスの他の例を示す模式図である。
【図4】本発明の実施形態の締結方法に用いられるドリルビスによる締結方法を説明する模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
＜＜本発明の一つの実施形態に係る締結方法について＞＞
以下、本発明の一つの実施形態（以下、本実施形態）について、添付の図面を参照しながら説明する。
なお、図面では、説明を分かり易くするために幾分簡略化及び模式化して各部材を図示している。また、図中に示す各部材のサイズ（寸法）及び部材間の間隔等についても、実際のものとは異なっている。
また、本明細書において、「同じ」とは、本発明の技術分野において一般的に許容される誤差の範囲を含む。
以下、本発明の一つの実施形態（以下、本実施形態）について、添付の図面を参照しながら説明する。
なお、図面では、説明を分かり易くするために幾分簡略化及び模式化して各部材を図示している。また、図中に示す各部材のサイズ（寸法）及び部材間の間隔等についても、実際のものとは異なっている。
また、本明細書において、「同じ」とは、本発明の技術分野において一般的に許容される誤差の範囲を含む。
【0013】
以下、重ねられた２つの部材の締結に用いられる締結方法について説明する。
図１は本発明の実施形態の締結方法に用いられるドリルビスの一例を示す模式図である。図２は本発明の実施形態の締結方法に締結される２つの部材の一例を示す模式的斜視図である。本実施形態の締結方法では、例えば、図１に示すドリルビス１０が用いられる。
ドリルビス１０は、切削刃１３ａを備えたドリル部１３を備える先端部１２と、先端部１２に連続して設けられたねじ部１４とを有する。ねじ部１４には、ねじ部１４の外周に沿って、螺旋状にねじ山１５が設けられている。後述のように、ねじ部１４は２つの部材２０、２２に螺合される。
ドリルビス１０は、ねじ部１４に、先端部１２の反対側に頭部１６が設けられている。頭部１６には、図示はしないが、ドライバー等の先端がはまる溝が設けられている。頭部１６の溝（図示せず）にドライバー等の先端が嵌められて、ドライバーの回転力がねじ部１４及び先端部１２に伝達される。なお、ドライバーは、手動でも、電動でもよい。
図１は本発明の実施形態の締結方法に用いられるドリルビスの一例を示す模式図である。図２は本発明の実施形態の締結方法に締結される２つの部材の一例を示す模式的斜視図である。本実施形態の締結方法では、例えば、図１に示すドリルビス１０が用いられる。
ドリルビス１０は、切削刃１３ａを備えたドリル部１３を備える先端部１２と、先端部１２に連続して設けられたねじ部１４とを有する。ねじ部１４には、ねじ部１４の外周に沿って、螺旋状にねじ山１５が設けられている。後述のように、ねじ部１４は２つの部材２０、２２に螺合される。
ドリルビス１０は、ねじ部１４に、先端部１２の反対側に頭部１６が設けられている。頭部１６には、図示はしないが、ドライバー等の先端がはまる溝が設けられている。頭部１６の溝（図示せず）にドライバー等の先端が嵌められて、ドライバーの回転力がねじ部１４及び先端部１２に伝達される。なお、ドライバーは、手動でも、電動でもよい。
【0014】
ドリルビス１０は、上述のように重ねられた２つの部材２０、２２の締結に用いられる。重ねられた２つの部材２０、２２は、特に限定されるものではないが、例えば、板材である。
ここで、重ねられた２つの部材２０、２２のうち、ドリル部１３側に配置された１層目の部材２０のドリルビス１０の軸方向Ｄにおける厚みをｔ１とする。残りの２層目の部材２２のドリルビス１０の軸方向Ｄにおける厚みをｔ２とする。重ねられた２つの部材２０、２２のドリルビス１０の軸方向Ｄにおける合計の厚みをｔとする。以下、単に、厚みｔ１、ｔ２、ｔという。
なお、ドリルビス１０の軸方向Ｄとは、ドリルビス１０の軸Ｃの延在方向である。
ドリルビス１０は、ドリルビス１０の軸方向Ｄにおけるドリル部１３の長さ（ドリル長さ）をＬとするとき、ドリル部１３の長さＬは、重ねられた２つの部材２０、２２の合計の厚みｔよりも短い。
２つの部材２０、２２は、例えば、鋼材、又はアルミニウム合金材で構成される。
また、１層目の部材２０の厚みｔ１、及び２層目の部材２２の厚みをｔ２は、例えば、２～５ｍｍ程度であり、合計の厚みｔは、４～１０ｍｍ程度である。
ここで、重ねられた２つの部材２０、２２のうち、ドリル部１３側に配置された１層目の部材２０のドリルビス１０の軸方向Ｄにおける厚みをｔ１とする。残りの２層目の部材２２のドリルビス１０の軸方向Ｄにおける厚みをｔ２とする。重ねられた２つの部材２０、２２のドリルビス１０の軸方向Ｄにおける合計の厚みをｔとする。以下、単に、厚みｔ１、ｔ２、ｔという。
なお、ドリルビス１０の軸方向Ｄとは、ドリルビス１０の軸Ｃの延在方向である。
ドリルビス１０は、ドリルビス１０の軸方向Ｄにおけるドリル部１３の長さ（ドリル長さ）をＬとするとき、ドリル部１３の長さＬは、重ねられた２つの部材２０、２２の合計の厚みｔよりも短い。
２つの部材２０、２２は、例えば、鋼材、又はアルミニウム合金材で構成される。
また、１層目の部材２０の厚みｔ１、及び２層目の部材２２の厚みをｔ２は、例えば、２～５ｍｍ程度であり、合計の厚みｔは、４～１０ｍｍ程度である。
【0015】
ドリル部１３の長さＬが、重ねられた２つの部材２０、２２の合計の厚みｔよりも長い場合、ドリル部１３の長さＬを長くする必要がある。また、２つの部材２０、２２を貫通させるように作業者は荷重を加えなければならず、ドリルビス１０の回転力を有効に利用できない。これに対して、ドリル部１３の長さＬが、重ねられた２つの部材２０、２２の合計の厚みｔよりも短い場合、１層目の部材２０にドリル部１３を貫通させて２層目の部材２２に進入させた後、ドリルビス１０を回転させる。すると、ドリルビス１０の回転により、ドリルビス１０が軸方向Ｄにおいて先端部１２側に移動して部材２０、２２にねじ山（図示せず）が形成されて、ねじ部１４が２つの部材２０、２２に螺合される。これにより、重ねられた２つの部材２０、２２が締結される。このようにして、簡単な構成のドリルビス１０で、金属等で構成された２つの部材２０、２２を締結できる。
【0016】
図１では、ドリル部１３の長さＬは部材２０の厚みｔ１よりも長いが、これに限定されるものではない。ドリル部１３の長さＬは、２つの部材２０、２２の合計の厚みｔよりも短かければ、部材２０の厚みｔ１よりも短く、部材２０に進入している間は部材２２に達しない構成でもよい。
ドリル部１３の長さＬは、重ねられた２つの部材２０、２２のうち、ドリル部１３側に配置された１層目の部材２０の厚みｔ１と同じであることが好ましい。この場合、ドリル部１３を１層目の部材２０に進入させて、ドリル部１３が１層目の部材２０を貫通させた後、ドリルビス１０を回転させると、ドリルビス１０が軸方向Ｄに移動し、ドリル部１３により形成された穴に、ねじ部１４により部材２０にねじ山（図示せず）が形成される。そして、ドリル部１３により２層目の部材２２に穴が形成される。その後、形成された穴に、ねじ部１４により部材２２にねじ山（図示せず）が形成される。このようにドリル部１３により１層目の部材２０に確実に穴を形成でき、２つの部材２０、２２をドリルビス１０によって更に容易に締結できる。
ドリル部１３の長さＬは、重ねられた２つの部材２０、２２のうち、ドリル部１３側に配置された１層目の部材２０の厚みｔ１と同じであることが好ましい。この場合、ドリル部１３を１層目の部材２０に進入させて、ドリル部１３が１層目の部材２０を貫通させた後、ドリルビス１０を回転させると、ドリルビス１０が軸方向Ｄに移動し、ドリル部１３により形成された穴に、ねじ部１４により部材２０にねじ山（図示せず）が形成される。そして、ドリル部１３により２層目の部材２２に穴が形成される。その後、形成された穴に、ねじ部１４により部材２２にねじ山（図示せず）が形成される。このようにドリル部１３により１層目の部材２０に確実に穴を形成でき、２つの部材２０、２２をドリルビス１０によって更に容易に締結できる。
【0017】
ドリル部１３側に配置された１層目の部材２０の厚みｔ１と、残りの２層目の部材２２の厚みｔ２との関係は、特に限定されるものではなく、同じであっても、どちらか一方が他方よりも厚くてもよい。
重ねられた２つの部材２０、２２のうち、ドリル部１３側に配置された１層目の部材２０の厚みｔ１は、残りの２層目の部材２２の厚みｔ２と同じであることが好ましい。この場合、ドリルビス１０の回転を有効に利用でき、２つの部材２０、２２を容易に締結できる。
重ねられた２つの部材２０、２２のうち、ドリル部１３側に配置された１層目の部材２０の厚みｔ１は、残りの２層目の部材２２の厚みｔ２と同じであることが好ましい。この場合、ドリルビス１０の回転を有効に利用でき、２つの部材２０、２２を容易に締結できる。
【0018】
重ねられた２つの部材２０、２２は、より具体的には、図２に示す形態がある。
図２に示すように、第１の溝型部材２４と、第２の溝型部材２６とは、矩形フレームの角部において重ねられている。
第１の溝型部材２４（矩形フレーム）は、基部３０と、基部３０の両端が折り曲げられて対向する２つの側面部３１とを有する。さらに、端部２４ａが、側面部３１が対向する方向に、側面部３１の間隔が狭くなるように絞られている。
第２の溝型部材２６（矩形フレーム）は、基部３４と、基部３４の両端が折り曲げられて対向する２つの側面部３５を有する。
図２に示すように、第１の溝型部材２４と、第２の溝型部材２６とは、矩形フレームの角部において重ねられている。
第１の溝型部材２４（矩形フレーム）は、基部３０と、基部３０の両端が折り曲げられて対向する２つの側面部３１とを有する。さらに、端部２４ａが、側面部３１が対向する方向に、側面部３１の間隔が狭くなるように絞られている。
第２の溝型部材２６（矩形フレーム）は、基部３４と、基部３４の両端が折り曲げられて対向する２つの側面部３５を有する。
【0019】
第１の溝型部材２４の絞られた端部２４ａの一方の側面部３２の外面３２ｂに、第２の溝型部材２６の一方の側面部３５の内面３５ａを対向させ、第１の溝型部材２４の絞られた端部２４ａの他方の側面部３２の内面３２ａに、第２の溝型部材２６の他方の側面部３５の外面３５ｂを対向させて配置する。図２に示すように第１の溝型部材２４の端部２４ａに、第２の溝型部材２６が被せられた状態になる。
この状態で、第１の溝型部材２４の端部２４ａの一方の側面部３２において、第２の溝型部材２６の側面部３５の外面３５ｂ側から、側面部３５の外面３５ｂの位置Ｇにドリルビス１０を進入させて、ドリルビス１０を回転させて、第１の溝型部材２４と第２の溝型部材２６とを締結する。また、第１の溝型部材２４の端部２４ａの他方の側面部３２において、第１の溝型部材２４の側面部３２の外面３２ｂ側から、側面部３２の外面３２ｂの位置Ｇにドリルビス１０を進入させてドリルビス１０を回転させて、第１の溝型部材２４と第２の溝型部材２６とを締結する。
この状態で、第１の溝型部材２４の端部２４ａの一方の側面部３２において、第２の溝型部材２６の側面部３５の外面３５ｂ側から、側面部３５の外面３５ｂの位置Ｇにドリルビス１０を進入させて、ドリルビス１０を回転させて、第１の溝型部材２４と第２の溝型部材２６とを締結する。また、第１の溝型部材２４の端部２４ａの他方の側面部３２において、第１の溝型部材２４の側面部３２の外面３２ｂ側から、側面部３２の外面３２ｂの位置Ｇにドリルビス１０を進入させてドリルビス１０を回転させて、第１の溝型部材２４と第２の溝型部材２６とを締結する。
【0020】
上記のドリルビス１０の構成は、上述の実施形態に限定されるものではない。
ここで、図３は本発明の実施形態の締結方法に用いられるドリルビスの他の例を示す模式図であり、図４は本発明の実施形態の締結方法に用いられるドリルビスによる締結方法を説明する模式図である。図３及び図４において、図１と同じ構成物には、同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。
図３に示すドリルビス１０ａは、図１に示すドリルビス１０に比して、ねじ部１４の構成が異なる点以外は、図１に示すドリルビス１０と同様の構成である。
図３に示すドリルビス１０ａのねじ部１４は、軸方向Ｄにおいて、先端部１２の反対側に向かうにつれて呼び径が大きい構成である。図３に示すドリルビス１０ａのねじ部１４は、先端部１２から頭部１６に向うにつれて、呼び径が大きくなっており、ねじ部１４の外周は、軸Ｃに対して傾斜している。なお、呼び径とは、ねじ山１５の外径のことであり、図３において２つの二点鎖線の間隔によって表される長さである。
ここで、図３は本発明の実施形態の締結方法に用いられるドリルビスの他の例を示す模式図であり、図４は本発明の実施形態の締結方法に用いられるドリルビスによる締結方法を説明する模式図である。図３及び図４において、図１と同じ構成物には、同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。
図３に示すドリルビス１０ａは、図１に示すドリルビス１０に比して、ねじ部１４の構成が異なる点以外は、図１に示すドリルビス１０と同様の構成である。
図３に示すドリルビス１０ａのねじ部１４は、軸方向Ｄにおいて、先端部１２の反対側に向かうにつれて呼び径が大きい構成である。図３に示すドリルビス１０ａのねじ部１４は、先端部１２から頭部１６に向うにつれて、呼び径が大きくなっており、ねじ部１４の外周は、軸Ｃに対して傾斜している。なお、呼び径とは、ねじ山１５の外径のことであり、図３において２つの二点鎖線の間隔によって表される長さである。
【0021】
図３に示すドリルビス１０ａを、上述の図１に示すドリルビス１０と同様に、２つの部材２０、２２の締結に用いた場合、部材２０にドリル部１３を進入させた後、ドリルビス１０を回転させる。これにより、ドリルビス１０が軸方向Ｄにおいて先端部１２側に移動し、ドリル部１３により２層目の部材２２に穴が形成され、形成された穴に、ねじ部１４により部材２０にねじ山（図示せず）が形成される。このとき、ねじ部１４は呼び径が大きくなっており、ねじ部１４に大きなトルクがかかり、２つの部材２０、２２にねじ山（図示せず）が、更に容易に形成される。図４に示すように、ねじ部１４が２つの部材２０、２２に螺合されて、重ねられた２つの部材２０、２２が締結される。このようにして、ドリルビス１０により、２つの部材２０、２２が更に容易に締結される。
【0022】
以上までに、本発明の締結方法に関する実施形態を説明したが、上記の実施形態は、本発明の理解を容易にするための一例に過ぎず、本発明を限定するものではない。すなわち、本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得る。また、本発明には、その等価物が含まれることは勿論である。
【符号の説明】
【0023】
１０、１０ａ ドリルビス
１２ 先端部
１３ ドリル部
１３ａ 切削刃
１４ ねじ部
１５ ねじ山
１６ 頭部
２０、２２ 部材
２４ 第１の溝型部材
２４ａ 端部
２６ 第２の溝型部材
３０、３４ 基部
３１、３２ 側面部 ３５ 側面部
３２ａ、３５ａ 内面
３２ｂ、３５ｂ 外面
Ｃ 軸
Ｄ 軸方向
ｔ、ｔ１、ｔ２ 厚み
１２ 先端部
１３ ドリル部
１３ａ 切削刃
１４ ねじ部
１５ ねじ山
１６ 頭部
２０、２２ 部材
２４ 第１の溝型部材
２４ａ 端部
２６ 第２の溝型部材
３０、３４ 基部
３１、３２ 側面部 ３５ 側面部
３２ａ、３５ａ 内面
３２ｂ、３５ｂ 外面
Ｃ 軸
Ｄ 軸方向
ｔ、ｔ１、ｔ２ 厚み
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】