特許 7385656 連続戻り止め領域を有する締結具

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-11-14

(45)【発行日】2023-11-22

(54)【発明の名称】連続戻り止め領域を有する締結具

(51)【国際特許分類】

   F16B 25/10 20060101AFI20231115BHJP

   F16B 39/30 20060101ALI20231115BHJP

   F16B 33/02 20060101ALI20231115BHJP

【ＦＩ】

F16B25/10 Z

F16B39/30 Z

F16B33/02 A

【請求項の数】 12

(21)【出願番号】P 2021516438

(86)(22)【出願日】2019-09-16

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2022-01-11

(86)【国際出願番号】 US2019051248

(87)【国際公開番号】W WO2020060902

(87)【国際公開日】2020-03-26

【審査請求日】2021-07-26

(31)【優先権主張番号】16/137,502

(32)【優先日】2018-09-20

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】506244375

【氏名又は名称】シンプソン ストロング タイ カンパニー インコーポレーテッド

(74)【代理人】

【識別番号】110000110

【氏名又は名称】弁理士法人 快友国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】ジョエル ハウク

【審査官】後藤 健志

(56)【参考文献】

【文献】特開２００４－０３６７３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５０－１５４６５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表平０８－５０９５３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６１－２１１５１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開平０４－１３３０１３（ＪＰ，Ｕ）

【文献】韓国公開特許第１０－２０１４－００１３２９５（ＫＲ，Ａ）

【文献】米国特許第０６３３２７４１（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】中国特許出願公開第１０５３８７０４７（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｂ ２３／００－４３／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

締結具であって、
長さを画定する第１の端部および第２の端部を有するシャンクと、
前記シャンクに設けられたねじ山であって、第１のねじ山角度を有する第１の領域と、第２のねじ山角度を有する第２の領域とを含み、前記ねじ山の少なくとも一部は、前記第１のねじ山角度を有する、前記ねじ山と、
前記ねじ山のそれぞれの巻きの間の前記シャンク内の弓状の戻り止め領域と、
を備え、
前記ねじ山の巻きはピッチを画定し、
弓状の前記戻り止め領域は、それぞれの巻きの間の中心に位置し、
それぞれの巻きの間の前記戻り止め領域の長さは、それぞれの巻きと前記戻り止め領域との間の分離領域の長さの２倍より大きい、締結具。

【請求項2】

前記戻り止めは、前記シャンクの円形断面によって前記ねじ山のそれぞれの巻きから分離されている、請求項１に記載の締結具。

【請求項3】

前記戻り止めは、平坦な各分離領域の、前記戻り止めの第１の側及び前記戻り止めの第２の側の円形断面によって、それぞれの巻きから分離されている、請求項１又は２に記載の締結具。

【請求項4】

前記シャンクは、谷径を有し、前記弓状の戻り止めの最下点は、前記シャンクの前記谷径よりも小さい低谷径を有する、請求項１～３のいずれか一項に記載の締結具。

【請求項5】

前記谷径は、前記低谷径の１．１２５倍より大きく、前記弓状の戻り止め領域は、約０．０９インチの半径によって画定される、請求項４に記載の締結具。

【請求項6】

前記戻り止めと前記シャンクの円形断面との間の遷移部は、丸い縁部を含む、請求項５に記載の締結具。

【請求項7】

前記ねじ山の前記第１の領域は対称断面を有し、前記第２の領域は非対称断面を有する、請求項１～６のいずれか一項に記載の締結具。

【請求項8】

締結具であって、
第１の端部におけるリード端部と、第２の端部における頭部と、谷径を有する表面と、を有し、前記第１の端部および前記第２の端部が長さを画定する、シャンクと、
前記谷径よりも大きいねじ直径を有し、前記第１の端部と前記第２の端部の間の前記シャンクに配置された連続螺旋ねじと、
前記螺旋ねじの巻きの間に配置され、前記シャンクの谷径よりも小さい低谷径を有する連続螺旋弓状の戻り止め領域と、
を備え、
前記ねじ山の巻きはピッチを画定し、
弓状の前記戻り止め領域は、それぞれの巻きの間の中心に位置し、
それぞれの巻きの間の前記戻り止め領域の長さは、それぞれの巻きと前記戻り止め領域との間の分離領域の長さの２倍より大きい、締結具。

【請求項9】

前記戻り止めは、前記シャンクの前記表面の平坦な各分離領域によって、前記ねじ山のそれぞれの巻きから分離されている、請求項８に記載の締結具。

【請求項10】

前記弓状の戻り止めの最下点は、前記低谷径を有する、請求項９に記載の締結具。

【請求項11】

前記谷径は、前記低谷径の１．１２５倍より大きく、前記弓状戻り止め領域は、約０．０９インチの半径によって画定される、請求項１０に記載の締結具。

【請求項12】

前記戻り止めと前記シャンクの円形断面との間の遷移部は、丸い縁部を含む、請求項１１に記載の締結具。

【発明の詳細な説明】

【背景技術】

【0001】

締結具の設計は、異なる材料における締結具の特定の特性を改善するために用いられてきた。最終的に、締結具は、１つの材料を別の材料にしっかりとかつ効率的に結合する必要がある。ねじ式締結具は、一般に、その一端に先端があり、他端に頭部があるねじ付きシャンクを含む。頭部は、締結具を回転させるためのツールによって駆動されるようになっている。頭部の中には、締結された材料の中に埋め込まれるように設計されているものもあれば、頭部が結合された材料の表面の上に突出するように、材料に対して当たるように設計されているものもある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0002】

締結される特定の材料に締結具が入ると、粒子が発生する。粒子は、締結具が材料の中を進行することを妨げることがある。

【課題を解決するための手段】

【0003】

ユニークな締結具を提供する技術が本明細書に記載される。締結具は、長さを画定する第１の端部および第２の端部を有するシャンクを含む。締結具はまた、シャンクに設けられたねじ山を含み、ねじ山は、第１のねじ山角度を有する第１の領域と、第２のねじ山角度を有する第２の領域とを含み、ねじ山の少なくとも一部は、第１のねじ山角度を有する。締結具はまた、ねじ山のそれぞれの巻きの間のシャンク内に弓状の戻り止め領域を含む。

【0004】

実施態様は、以下の特徴のうちの１つまたは複数を含んでもよい。戻り止めが、シャンクの円形断面によってねじ山のそれぞれの巻きから分離されている締結具。戻り止めが、平坦な各分離領域の、戻り止めの第１の側および第２の側の円形断面によって、それぞれの巻きから分離されている締結具。戻り止めが、１つの分離領域の長さの少なくとも２倍の長さを有する締結具。シャンクが谷径を有し、弓状の戻り止めの最下点が、シャンクの谷径よりも小さい低谷径を有する締結具。谷径が、低谷径よりも１．１２５倍大きい締結具。戻り止めとシャンクの円形断面との間の遷移部が、丸い縁部を含む締結具。弓状の戻り止め領域が、約０．０９インチの半径によって画定される締結具。ねじ山の第１の領域が対称断面を有し、第２の領域が非対称断面を有する締結具。

【0005】

１つの一般的な態様は、第１の端部におけるリード端部と、第２の端部における頭部と、谷径を有する表面と、を有するシャンクを含む、締結具を含む。また、締結具は、谷径よりも大きいねじ直径を有し、第１の端部と第２の端部との間のシャンクに配置された連続螺旋ねじを含む。締結具はまた、螺旋ねじの巻きの間に配置され、シャンクの谷径よりも小さい低谷径を有する連続螺旋弓状の戻り止め領域を含む。

【0006】

実施態様は、以下の特徴のうちの１つまたは複数を含んでもよい。戻り止めが、シャンクの表面の平坦な各分離領域によって、ねじ山のそれぞれの巻きから分離されている締結具。戻り止めが、１つの分離領域の長さの少なくとも２倍の長さを有する締結具。弓状の戻り止めの最下点が、低谷径を有する締結具。谷径が、低谷径よりも１．１２５倍大きい締結具。弓状の戻り止め領域が、約０．０９インチの半径によって画定される締結具。戻り止めとシャンクの円形断面との間の遷移部が、丸い縁部を含む締結具。ねじ山が、第１の端部に隣接する第１の領域において対称なねじ山角度を有し、第２の領域において非対称なねじ山角度を有する締結具であって、第１の領域のねじ山が、第２の領域の第２のねじ山角度よりも大きい第１のねじ山角度を有し、連続螺旋ねじの少なくとも一部が、鋸歯状縁部を含む締結具。

【0007】

この概要は、以下の「発明を実施するための形態」でさらに説明される概念の選択を簡略化された形態で紹介するために提供される。この発明の概要は、特許請求の範囲の重要な特徴または本質的な特徴を特定することを意図するものではなく、特許請求の範囲を決定する助けとして使用されることを意図するものでもない。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、本技術による締結具の第１の実施形態の平面図を示し、図５にて拡大されている詳細Ｂの部分断面図を含む。

【図2】図２は、締結具の端面図を示す。

【図3】図３は、図２の線Ｃ-Ｃに沿った部分断面図である。

【図4】図４は、図１のＡ-Ａ線に沿った断面図である。

【図5】図５は、図１の詳細領域Ｂの拡大部分断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

本明細書に記載される技術は、木材、複合材、または他の材料に要素を固定することを可能にする特徴を有し、改善された性能を提供する締結具である。

【0010】

この技術は、締結具が材料に挿入されたときに生成された粒子を除去するために、シャンク１１０内のダスト（またはくず）チャネル（または戻り止め）３００と様々なねじ山角度を有する、ねじ付き締結具１００を含む。ねじ山の第１の部分は、第１のねじ山角度Ａ１で形成され、ねじ山の第２の部分は、第２のねじ山角度Ａ２で形成される。一実施形態では、第１のねじ山角度は、第２のねじ山角度よりも大きく、締結具の先端部又は第１の端部においてねじ山に形成される。ねじ山の巻きの間には、ダストチャネルまたは戻り止め１５０が形成される。

【0011】

この技術は、図１～５に関して説明される。

【0012】

一実施形態では、締結具１００は、先端部すなわち第１の端部に先端１１５を有し、頭端部すなわち第２の端部に頭部１２５を有するシャンク１１０を含む。シャンク１１０は、ねじ領域１２０と非ねじ領域１２２とを含む。連続螺旋ねじ山１３０は、先端１１５から第２の端部に向かって形成され、第１の端部で始まり、第１のねじ山領域１１６を第２の端部に向かって延びる第１の対称なねじ山角度Ａ１と、第１のねじ山角度に連続し、第２のねじ山領域１１８を第１の端部から第２の端部に向かって延びる第２の非対称なねじ山角度Ａ２とを有する。第１のねじ山角度Ａ１は第２のねじ山角度Ａ２より大きく、非対称なねじ山角度を有するねじ山（１３０ｂ）は鋸歯状縁部を含む。一実施形態では、Ａ１は約６０度であり、Ａ２は約４０度である（Ａ３は約３０度であり、Ａ４は１０度である（すべてプラスまたはマイナス３～５度差内にある））。

【0013】

シャンクは、他の材料が使用されてもよいが、亜鉛めっき鋼で形成されてもよい。第１のねじ山部１１６は、尖った先端１１５から第２のねじ山部１１８まで延在する。第２のねじ山部１１８は、第１のねじ山部１１６から非ねじ部１２２まで延在する。領域１２２のシャンクは、円形断面を有する円筒形であり、この実施形態では、ねじ山のない領域を含む。

【0014】

シャンクの本体は、ねじ領域１２０内に谷径Ｄ２（図３）を有する。第２の部分１２２は、Ｄ２以上の直径を有する。

【0015】

シャンクの第１のねじ山部１１６は、先端１０４から延びるシャンク１３０上に形成された螺旋ねじ１３０の第１の部分１３０ａを含む。ねじ山１３０は、Ｄ２よりも約１．４～１．７５倍大きい直径Ｄ１を有する。ねじ山１３０は、部分１２０におけるシャンクよりも上方において、（（Ｄ１－Ｄ２）／２）と同等の有効ねじ山高さ（Ｈ）を有し、また、有効ねじ山高さよりも約１７～１８倍大きいピッチＰを有する。

【0016】

一実施形態では、ねじ山１３０は、全長Ｌ２、および非対称なねじ山の第２の長さＬ３を有する。したがって、領域１１６の長さは、Ｌ２－Ｌ３であり、Ｌ２は、領域１１６の長さの約３倍である。ねじ山１３０ｂは、図２に示される、複数の歯１５０によって画定される鋸歯状縁部を含む。他の鋸歯状の構成を使用してもよい。

【0017】

本技術のさらなるユニークな態様では、シャンクは、ねじ山１３０の巻きの間に形成されたダスト除去戻り止め３００を含む。戻り止め３００は、シャンク内に形成され、ねじ山１３０の巻きの間に挟み込まれ、かつ適合する連続螺旋構造である。図１及び３に図示されるように、戻り止め３００は、ねじ部１２０におけるシャンクの長さの一部又はシャンクの全長に沿って、ねじ部の巻きの間であって、ねじ部１３０ａの対称なねじ山角度部分とねじ部１３０ｂの非対称なねじ山角度部分の双方の間と、に配置される。戻り止めは、シャンクに対して凹形状及び弓状形状を有するように形成され、一実施形態では０．０９０インチ（プラス又はマイナス０．０１０インチ）の半径Ｒで画定される弓状形状を有する。図３の断面で見た戻り止め３００は、長さＬ５を有し、シャンクの表面の長さＬ４を有する分離領域３１２、３１４によってねじ山１３０の巻きから分離されている。分離領域３１２、３１４は、谷径Ｄ２に配置され、ねじ山の巻きの間のシャンクの表面の（図１、３および５に見られるような）平坦部分を含む。一実施形態では、Ｌ５は、Ｌ４よりも約２倍大きい。分離領域３１２、３１４は、このような領域と戻り止め３００との間に（例えば、丸みを帯びた縁部のような）滑らかな遷移部３１０を形成する。

【0018】

戻り止めは、谷径Ｄ２と低谷径Ｄ３との間の差によって画定される深さを有する。一実施形態では、Ｄ２：Ｄ３の比は１．１２５である。

【0019】

様々な実施形態では、締結具の全長Ｌ１は、２．７５～４インチの間で変化してもよく、長さＬ２は、１．７５インチであってもよい。このような実施形態では、各戻り止めの深さが０．００７５インチであるように、谷径Ｄ２は０．１３５インチ、低谷径は０．１２０インチであってもよい。

【0020】

頭部１２５は、締結具にトルクを与えることができるツールを受け入れるように適合された任意の標準頭部であってもよいが、図１～図５の実施形態では、六角ナット頭部が使用される。

【0021】

戻り止めダストチャネルは、締結具を取り付ける間に生成されるくずに加えて、コンクリート又は石材に穴をあけるときに生成されるくずを保持する。実験を通じて、戻り止め領域の滑らかで弓状の形状は、締結具をコンクリートや石材などの材料に挿入する際の粒子保持を著しく改善することがわかった。木材や複合材を締結する場合にも改善が見られる。戻り止めの弓状の性質は、締結具が締結される材料に挿入される間、粒子をその内部の位置に留まらせることを可能にするため、締結具の進行を妨げない。一実施形態では、ダストチャネルは、ダストチャネルなしに作られた同様のねじよりも、取り付け作業を約１５％低減する。

【0022】

本技術の実施形態は、長さを画定する第１の端部および第２の端部を有するシャンクと、シャンクに設けられたねじ山であって、第１のねじ山角度を有する第１の領域と、第２のねじ山角度を有する第２の領域とを含み、ねじ山の少なくとも一部が第１のねじ山角度を有する、ねじ山と、ねじ山のそれぞれの巻きの間のシャンク内の弓状の戻り止め領域と、を備える締結具を含む。

【0023】

締結具は、戻り止めがシャンクの円形断面によってねじ山のそれぞれの巻きから分離されている、上述の締結具を含んでもよい。

【0024】

締結具は、戻り止めが、平坦な各分離領域の、戻り止めの第１の側及び戻り止めの第２の側の円形断面によってそれぞれの巻きから分離されている、上述の締結具のいずれかを含んでもよい。

【0025】

締結具は、戻り止めが、１つの分離領域の長さの少なくとも２倍の長さを有する、上述の締結具のいずれかを含んでもよい。

【0026】

締結具は、シャンクが谷径を有し、弓状の戻り止めの最下点がシャンクの谷径よりも小さい低谷径を有する、上述の締結具のいずれかを含んでもよい。

【0027】

締結具は、谷径が低谷径よりも１．１２５倍大きい、上述の締結具のいずれかを含んでもよい。

【0028】

締結具は、弓状の戻り止め領域が約０．０９インチの半径によって画定される、上述の締結具のいずれかを含んでもよい。

【0029】

締結具は、戻り止めとシャンクの円形断面との間の遷移部が丸い縁部を含む、上述の締結具のいずれかを含んでもよい。

【0030】

締結具は、ねじ山の第１の領域が対称断面を有し、第２の領域が非対称断面を有する、上述の締結具のいずれかを含んでもよい。

【0031】

別の実施形態は、第１の端部におけるリード端部と、第２の端部における頭部と、谷径を有する表面と、を有するシャンクと、谷径よりも大きいねじ直径を有し、第１の端部と第２の端部の間のシャンクに配置された連続螺旋ねじと、螺旋ねじの巻きの間に配置され、シャンクの谷径よりも小さい低谷径を有する連続螺旋弓状の戻り止め領域と、を備える締結具を含む。

【0032】

締結具は、戻り止めがシャンクの表面の平坦な分離領域によってねじ山のそれぞれの巻きから分離されている、上述の締結具のいずれかを含んでもよい。

【0033】

締結具は、戻り止めが、１つの分離領域の長さの少なくとも２倍の長さを有する、上述の締結具のいずれかを含んでもよい。

【0034】

締結具は、弓状の戻り止めの最下点が低谷径を有する、上述の締結具のいずれかを含んでもよい。

【0035】

締結具は、谷径が低谷径よりも１．１２５倍大きい、上述の締結具のいずれかを含んでもよい。

【0036】

締結具は、弓状の戻り止め領域が約０．０９インチの半径によって画定される、上述の締結具のいずれかを含んでもよい。

【0037】

締結具は、戻り止めとシャンクの円形断面の間の遷移部が丸い縁部を含む、上述の締結具のいずれかを含んでもよい。

【0038】

締結具は、ねじ山が、第１の端部に隣接する第１の領域において対称なねじ山角度を有し、第２の領域において非対称なねじ山角度を有し、第１の領域のねじ山は、第２の領域の第２のねじ山角度よりも大きい第１のねじ山角度を有し、連続螺旋ねじの少なくとも一部は、鋸歯状縁部を含む、上述の締結具のいずれかを含んでもよい。

【0039】

締結手段は、シャンクと、締結される材料に締結具が入るときに粒子を除去するための手段３００とを含んでもよい。手段３００は、締結具のシャンク上で螺旋ねじに挟まれた戻り止めを含んでもよい。

【0040】

本主題を、構造的特徴および／または方法論的動作に特有の用語で説明してきたが、添付の特許請求の範囲に規定される主題は、必ずしも上記の特定の特徴または動作に限定されないことを理解されたい。むしろ、上記の特定の特徴および動作は、特許請求の範囲を実施する例示的な形態として開示されている。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】