JP2002323015A - 合成樹脂用タッピンねじおよび該タッピンねじを使用する合成樹脂製品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は合成樹脂用タッピンねじおよび該タ
ッピンねじを使用する合成樹脂製品に関し、大きな締め
付力にてねじの緩みを防止し、ねじ込みトルクより数倍
雌ねじ破壊トルクを大きくしてねじの締結力の低下を防
止し、合成樹脂基材の再締結を確実に行い、合成樹脂基
材の廃棄量の低減をはかるようにした。 【解決手段】 締結対象部材に設けた雌ねじ孔３ａ，３
ｂ，３ｃ；３ｄ；３ｅ，３ｆは、該雌ねじ孔に螺入され
る合成樹脂用タッピンねじ１の雄ねじ部４の外径Ｄ₁ に
対して横断面積が７０％〜９３％に設定されることによ
り、締結対象部材に対する再締結を緩みを生ぜず、確実
に行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は各種の合成樹脂製の
締結対象部材を固定するための合成樹脂用タッピンねじ
および該タッピンねじが使用されて取付けられる合成樹
脂製品に関し、タッピンねじのねじ込みトルクが小さく
ても大きな締め付力によってねじの緩みを防止し、また
ねじ込みトルクより数倍雌ねじ破壊トルクを大きくして
ねじの締結力の低下を防止する合成樹脂製品の再使用を
行えるようにした。

【０００２】

【従来の技術】小型の電子機器、通信用機器、或いは複
写用機器などの比較的小型の機器は、従来金属製または
合成樹脂製のハウジングや部品等の締結対象部材等を用
いて組付けられることが多い。このような場合、合成樹
脂製の基体部における部材の取付位置に予め雌ねじ部材
をインサート成形しておき、この雌ねじ部材に雄ねじ部
材をねじ込んで部品等を取付ける方法が行われていた。
しかし、近時では組立コストの低減を図るために雌ねじ
部材のインサートを廃止し、合成樹脂用タッピンねじを
合成樹脂製の基体部に直接にねじ込むことにより各種の
締結対象部材を結合する方法が利用されるに至ってい
る。これらの合成樹脂基材に対する締結対象部材ないし
部品の取付けは、工場等における締付けトルクが適正に
なるように管理されたトルクドライバーで締付けを行う
ので、初回のねじ込みには使用に耐える十分な締結力が
得られ、かつ合成樹脂基材の下穴寸法を数回の繰り返し
締め付けに耐えられるように設定している。ところで、
上記合成樹脂製のハウジングや部品等が取付けられた製
品が市場で使用され、資源活用の観点から一旦雄ねじ部
を被取付物から取外し、再び取付けを行うという取付作
業が発生する場合がある。このような場合に、所定のね
じ込みトルク量を発揮する等の管理されたトルクドライ
バーを使用できない場合がある。この時、タッピンねじ
は、雄ねじ部の緩みがないように十分な締め付け力によ
って締め付けられるが、これには適正締め付けトルク以
上のトルクで締め付けられる。ところが、タッピンねじ
を用いて合成樹脂基材に雌ねじを形成しながら部品また
は締結対象部材を取付ける場合に、適正締め付けトルク
以上の締め付け力で締め付けるために、雄ねじのねじ込
みトルクを大きくすると、合成樹脂基材に設けられる雌
ねじ孔に雌ねじ破壊（いわゆるねじばか）が起こり易
い。雌ねじ破壊が生ずると、ねじの緊結力が弱くなり、
締結されたほかの部品や締結対象部材に緩みを生じた
り、脱落が発生することで機能上の障害になるので、新
たな部品または部材を必要とし、雌ねじ破壊を生じた部
品または部材は再使用することができずに廃棄されてい
た。このため、工程数も多くなり、多大な労力、時間、
資材費用が必要になっていた。しかも、締結対象部材と
しての合成樹脂基材に設けられる雌ねじ孔は、ただ単に
合成樹脂基材に貫通孔を形成するという、単純な構造の
ものに限らず、１つの合成樹脂基材においてもそのほか
に雄ねじ部に対する雌ねじ孔の嵌め合い条件を異にする
数種類の雌ねじ孔が用いられることが多い。例えば、ボ
ス部に雌ねじ孔としての貫通孔を形成したり、雌ねじ孔
の周囲に爪体を備えるもの等種々の姿態の雌ねじ孔が共
存するものがあった。この場合、ねじ込みトルクが小さ
いタッピンねじの雄ねじ部では締め付力が不十分にな
り、振動等の外力によって緩みが生じ易いという問題が
あった。しかも、最適な締め付けトルクを設定しても必
ずしも充分な締め付け力が得られるとは限らなかった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、締結
対象部材としての合成樹脂基材に対するねじ込みトルク
が小さくても大きな締結力が得られてねじの緩みを確実
に防止し、かつ雌ねじ破壊トルクをねじ込みトルクより
数倍大きくすることによって多数回の取付けおよび取外
しを繰り返すという合成樹脂基材の再締結が確実に行
え、もって部品または締結対象部材の交換により生ずる
合成樹脂基材の廃棄量の低減をはかろうとするという改
良された合成樹脂用タッピンねじおよび該タッピンねじ
を使用する合成樹脂製品を提供しようとする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題に鑑み
なされたものであり、請求項１に記載の発明は締結対象
部材に設けた雌ねじ孔の内径は、該雌ねじ孔に螺入され
る雄ねじ部の外径に対し横断面積が７０％〜９３％に設
定されることを特徴とするという手段を採用した。

【０００５】また本発明の請求項２に記載の発明は、請
求項１において締結対象部材に設けた雌ねじ孔に螺入さ
れる雄ねじ部の外径が横断面にして５％から８％太く形
成されたことを特徴とするという手段を採用した。

【０００６】また本発明の請求項３に記載の発明は、請
求項１または請求項２の何れかにおいて締結対象部材に
設けた雌ねじ孔の内径が、２ｍｍ〜６ｍｍであることを
特徴とするという手段を採用した。

【０００７】また本発明の請求項４に記載の発明は、請
求項１、請求項２、または請求項３の何れかにおいて締
結対象部材に設けた雌ねじ孔の内径が横断面にして１６
％程度大きくなった後に雄ねじ部が再締結に供されるこ
とにより締結対象部材を再締結することを特徴とすると
いう手段を採用した。

【０００８】また本発明の請求項５に記載の発明は、再
締結時に締結対象部材に設けた雌ねじ孔の内径は、該雌
ねじ孔内に螺入される雄ねじ部の外径に対し横断面積が
７０％〜９３％に設定される合成樹脂タッピンねじを再
締結部品として使用して再締結が行われることを特徴と
するという手段を採用した。

【０００９】また本発明の請求項６に記載の発明は、請
求項５において前記再締結部品により組付けられる機器
が複写用機器、電子機器、通信用機器の何れかであるこ
とを特徴とするという手段を採用した。

【００１０】また本発明の請求項７に記載の発明は、請
求項５または請求項６の何れかにおいて再締結が、修理
品または再使用品として締結対象部材に設けられる雌ね
じ孔の内径が２ｍｍ〜６ｍｍであることを特徴とすると
いう手段を採用した。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の具体
例を図面を参照して説明する。図１ないし図７は本発明
の合成樹脂用タッピンねじの第１実施態様を示す。１は
締結対象部材となる合成樹脂基材２に設ける雌ねじ孔３
に螺入される雄ねじ部４を有する合成樹脂用タッピンね
じであり、この合成樹脂用タッピンねじ１は炭素鋼線材
を転造することによりねじサイズ毎に雄ねじ部４の外径
Ｄ₁ （呼び径）およびピッチＰを最適なもの例えば外径
Ｄ₁ を１．４〜４ｍｍの範囲に設定することにより締結
対象部材として合成樹脂基材２に対するねじ込みトルク
Ｔ1が小さくても大きな締め付力が得られるようにして
いる。

【００１２】例えば、ＪＩＳ型の２種または４種の従来
のタッピンねじの外径が、例えば３ｍｍ程度であるとす
ると、本実施態様では外径Ｄ₁ が０．２ｍｍほど大きい
例えば３．２ｍｍ程度、横断面積にして約５〜８％程度
太く設定することにより締結対象部材となる合成樹脂基
材２に設けられる雌ねじ孔３が雌ねじ破壊した場合に、
雌ねじ孔３の内径φ₁ が横断面積において約１６％程度
大きくなるが、この場合に本発明の好ましい実施態様で
は合成樹脂用タッピンねじ１の雄ねじ部４が雌ねじ孔３
に緩みが生ずることなく確実に螺合するのに対処するよ
うに締結対象部材に設けた雌ねじ孔３の内径φ₁ は、該
雌ねじ孔３内に螺入される雄ねじ部４の外径Ｄ₁ に対し
て横断面積が７０％〜９３％に設定されることにより雄
ねじ部４の雌ねじ孔３に対する繰り返しての食い付きを
確実に行って再締結を確実に行うようにした。また合成
樹脂用タッピンねじ１の雄ねじ部４のねじピッチＰを
０．６〜１．８ｍｍの範囲にて従来のＪＩＳ型の４種ね
じのねじピッチに比較して大きく設定することにより図
４に示すようにねじ込みトルクＴ1 の数倍に締結対象部
材としての合成樹脂基材２に設けた雌ねじ孔３の雌ねじ
破壊トルクＴ3 を大きくしてねじの締結力の低下を防止
するようにするとともに雌ねじ孔４内に合成樹脂用タッ
ピンねじ１を螺入することにより合成樹脂基材２内に混
入されるグラスファイバー等の強化繊維の破断を防止し
て合成樹脂基材２の強度が低下するのを防止するように
している。φは雌ねじ孔３の雌ねじ外径である。

【００１３】また上記合成樹脂用タッピンねじ１は、ね
じ山角度αが４８°〜５４°、先端部４ａのリード角β
が約７°３０′、しかもねじ山の山頂幅Ｗが、０．０３
〜０．０７ｍｍの範囲、さらにねじ先端部４ａのねじ山
の盛り上げは正山Ｍの略２／３に設定される。

【００１４】上記したように、合成樹脂用タッピンねじ
１のねじ山角度αを４８°〜５４°に設定したのは、雌
ねじ孔３に合成樹脂用タッピンねじ１の雄ねじ部４をね
じ込む時の摩擦熱の発生を抑えるためである。この時、
ねじ山角度αが４８°より小さい場合には、雄ねじ部４
に対する合成樹脂基材２に設ける雌ねじ孔３の繰り返し
ての再締結が低下する。これは、ねじ山角度αが小さい
場合に、合成樹脂基材２に設ける雌ねじ孔３内に螺入さ
れる合成樹脂用タッピンねじ１がねじ込まれる軌跡は、
雄ねじ部４のねじ山角度αが鋭い鋭角になるので、雌ね
じ孔３に対する食い付きがいかなる個所に対しても発生
し易くなるために、２回目のねじ込み位置、３回目のね
じ込み位置と異なる位置にくい付きが発生し易いためで
ある。また、ねじ山角度αが５４°より大きい場合に
は、雌ねじ孔３に対する雄ねじ部４のねじ込みの抵抗が
高くなるので、雌ねじ孔３へのねじ込みトルクＴ1 が高
くなるためである。このねじ込みトルクＴ1 は低い方が
ねじ込みの操作性は良い。

【００１５】次いで合成樹脂用タッピンねじ１の先端部
４ａのリード角βが、約７°３０′に形成されたのは、
約７°３０′よりもリード角βを小さくした場合には、
雄ねじ部４の先端から正山Ｍまでの距離ｌが長くなり正
山数が少なくなって雌ねじ破壊トルクＴ3 が低下するか
らである。また合成樹脂用タッピンねじ１の先端部４ａ
のリード角βが、約７°３０′より角度を大きくされた
場合、雌ねじ孔３内への雄ねじ部４のねじ山の挿入性が
悪くなり、雌ねじ孔３へのねじ込みトルクＴ1が高くな
る。

【００１６】また、本実施態様の合成樹脂用タッピンね
じ１は、ねじ山山頂幅Ｗが、０．０３〜０．０７ｍｍの
範囲に設定されるのは、締結対象部材としての合成樹脂
基材２に設けた嵌め合い条件が異なる雌ねじ孔３ａ，３
ｂ，３ｃ；３ｄ；３ｅ，３ｆ内に合成樹脂用タッピンね
じ１をねじ込む時の摩擦抵抗を低下し、しかも摩擦によ
る温度上昇を防いで合成樹脂基材２の組織の破壊をなく
すためである。

【００１７】また本実施態様の合成樹脂用タッピンねじ
１は、先端部４ａのねじ山の盛り上げが正山Ｍの略２／
３に設定されるのは、合成樹脂基材２に設けられた雌ね
じ孔３ａ，３ｂ，３ｃ；３ｄ；３ｅ，３ｆを例えばＪＩ
Ｓ型の４種タッピンねじを用いて破壊した後に嵌め合い
条件を異にする雌ねじ孔３ａ，３ｂ，３ｃ；３ｄ；３
ｅ，３ｆ内に合成樹脂用タッピンねじ１をねじ込む時の
雌ねじ破壊トルクＴ3 を高くするためである。

【００１８】こうして、本実施態様の合成樹脂用タッピ
ンねじ１は、雌ねじ孔３へのねじ込みトルクＴ1 が小さ
くても大きな締付力が得られて従来から用いられている
ＪＩＳ型の２種または４種のタッピンねじと比較してね
じの緩みが確実に防止され、かつ雌ねじ破壊トルクＴ3
をねじ込みトルクＴ1 より数倍大きくすることにより雌
ねじ破壊を引き起こすことがなく合成樹脂基材２に対す
る多数回の取付けおよび取外しを繰返して行うという再
締結が行えるものである。

【００１９】また、合成樹脂基材２は、例えばＰＥＴ樹
脂、ＡＢＳ樹脂、ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂、ポリ
アミド樹脂、ポリフェニレンオキシド樹脂、ポリエステ
ル樹脂などのエンジニアリング樹脂を用いて形成される
か、または強度を向上させるためにこれらのエンジニア
リング樹脂にグラスファイバー等の強化繊維を混入した
ものを用いて形成される。そして、このようにして形成
される合成樹脂基材２に雄ねじ部４をねじ込むと同時に
雌ねじを形成しながら各種の部品等をねじ止めするよう
に何回か繰り返して再使用される。

【００２０】本実施態様の合成樹脂基材２として具体的
には、図５に示すように例えば全長Ｌが３５０ｍｍ程度
をなし、グラスファイバーのような強化繊維入りのＰＥ
Ｔ樹脂にて形成される締結対象部材としての合成樹脂基
材２に合計６個の雌ねじ孔３ａ，３ｂ，３ｃ；３ｄ；３
ｅ，３ｆが形成されるものが用いられる。このうち、雌
ねじ孔３ａ，３ｂ，３ｃは合成樹脂基材２の裏面に形成
される約１３ｍｍ程度の長さのボス５ａの略中心に貫通
孔６ａが設けられたもの、また雌ねじ孔３ｄは約１０ｍ
ｍ程度の長さのボス５ｂの略中心に貫通孔６ｂが設けら
れたもの、さらには雌ねじ孔３ｅ，３ｆは貫通孔６ｃの
周囲に略半環状の爪体５ｃを備え、合成樹脂用タッピン
ねじ１の取付時および取外時の嵌め合い条件が異なる３
種類の姿態に形成されるものが共存される。

【００２１】従って、それぞれ雌ねじ孔３ａ，３ｂ，３
ｃとしての貫通孔６ａ、雌ねじ孔３ｃとしての貫通孔６
ｂ、さらには雌ねじ孔３ｅ，３ｆとしての貫通孔６ｃの
回りに配置されるボス部５ａ，５ｂや爪体５ｃの肉厚の
厚薄、長さの長短、ねじ頭部と合成樹脂基材２との間に
配置される被締付け材としての金属板の厚みの厚薄のほ
か、合成樹脂基材２に混入されるグラスファイバー等の
分布状態のばらつき等に起因して構造的な強度に強弱を
生ずる等に応じて本来合成樹脂用タッピンねじ１の雄ね
じ部４に対する雌ねじ孔３ａ，３ｂ，３ｃ；３ｄ；３
ｅ，３ｆの嵌め合い条件が相違することになる。

【００２２】本実施態様の合成樹脂用タッピンねじ１は
上記構成からなり、この合成樹脂用タッピンねじ１につ
いての締結対象部材としての合成樹脂基材２に対するね
じ込みトルクＴ1 および雌ねじ破壊トルクＴ3 を測定
し、合成樹脂タッピンねじ１を用いる場合の合成樹脂基
材２の再締結が可能か否か等の確認試験を行った。この
試験には、先ず図５に示すように例えば全長Ｌが３５０
ｍｍ程度をなし、グラスファイバー等の強化繊維入りの
ＰＥＴ樹脂により形成される合成樹脂基材２に嵌め合い
条件が異なる３種類の異なる姿態、例えば長さが約１３
ｍｍ程度に形成されるボス５ａの略中心に貫通孔６ａが
設けられた内径φ₁ が約２．３ｍｍ程度の３個の雌ねじ
孔３ａ，３ｂ，３ｃと、約１０ｍｍ程度の長さに形成さ
れるボス５ｂの略中心に貫通孔６ｂを設けた内径φ₁ が
約２．３ｍｍ程度の１個の雌ねじ孔３ｄと、貫通孔６ｃ
の周囲に略半環状の爪体５ｃを備える内径φ₁ が約２．
３ｍｍ程度の２個の雌ねじ孔３ｅ，３ｆとが共存した１
つの締結対象部材としての合成樹脂基材２に対して先ず
例えば４種で外径（呼び径）が３ｍｍのＪＩＳ型のタッ
ピンねじを前記雌ねじ孔３ａ，３ｂ，３ｃ；３ｄ；３
ｅ，３ｆ内にねじ込むことにより雌ねじ破壊させて雌ね
じ孔３ａ，３ｂ，３ｃ；３ｄ；３ｅ，３ｆの内径φ₁ を
横断面積にして１６％程度大きくさせる（いわゆる、ば
か穴状態とする）。その後に、本実施態様の合成樹脂用
タッピンねじ１として雄ねじ部４の外径Ｄ₁ が従来のＪ
ＩＳ型の４種タッピンねじよりも０．２ｍｍほど大きい
３．２ｍｍの合成樹脂用タッピンねじ１を繰り返して合
成樹脂基材２の雌ねじ孔３ａ，３ｂ，３ｃ；３ｄ；３
ｅ，３ｆ内にねじ込むことにより合成樹脂基材２が再締
結できるか否かを測定するために無作為に抽出した２０
例の合成樹脂基材２に設けた雌ねじ孔３ａ，３ｂ，３
ｃ；３ｄ；３ｅ，３ｆのそれぞれについてねじ込みトル
クＴ1 、雌ねじ破壊トルクＴ3 、繰返し回数、合成樹脂
基材２の雌ねじ孔３ａ，３ｂ，３ｃ；３ｄ；３ｅ，３ｆ
の樹脂穴径等を測定し、表１および表２を得た。表１お
よび表２でのサンプル数は２０例とし、このうち表１に
はサンプル２０例のうちサンプル１〜１０例が、また表
２にはサンプル１１〜サンプル２０が表わされている。
表１および表２においてサンプル１〜サンプル２０にお
ける〜は合成樹脂基板２に設けられたそれぞれ雌ね
じ孔３ａ，３ｂ，３ｃを示し、またサンプル１〜サンプ
ル２０におけるは雌ねじ孔３ｄを示し、さらにサンプ
ル１〜サンプル２０におけるおよびは雌ねじ孔３
ｅ，３ｆを示している。

【００２３】この際、ねじ込みトルクＴ1 、雌ねじ破壊
トルクＴ3 についての測定はトルク・軸力試験機を用い
て測定し、また本実施態様の合成樹脂用タッピンねじ１
のねじ締め付けは、ハイオス電気株式会社製の電気ドラ
イバーＶＺ１８２０を使用して所定トルクにて５〜１０
回の範囲で繰り返して締め付けを行なった。

【００２４】

【表１】

【００２５】

【表２】

【００２６】そして、表１および表２よると、前述のよ
うにＪＩＳ型の４種タッピンねじ、外径が３ｍｍを無作
為に抽出した２０例の締結対象部材としての合成樹脂基
材２に設けたそれぞれ内径φ₁ が２．３ｍｍ程度の嵌め
合い条件が異なる雌ねじ孔３ａ，３ｂ，３ｃ；３ｄ；３
ｅ，３ｆ内に何回か繰り返して螺入または螺退させて強
制的に雌ねじ破壊すると、横断面にして１６％程度大き
くなす。その後にそれぞれの雌ねじ孔３ａ，３ｂ，３
ｃ；３ｄ；３ｅ，３ｆからＪＩＳ型の４種タッピンねじ
を取り外し、雌ねじ孔３ａ，３ｂ，３ｃ；３ｄ；３ｅ，
３ｆに本実施態様の合成樹脂用タッピンねじ１として外
径Ｄ₁ が３．２ｍｍをねじ込んだ場合に、測定されたね
じ込みトルクＴ1 の最大値を測定した結果、表１の例え
ばサンプルＮｏ２−に示されるように０．５５Ｎｍで
あることがわかった。

【００２７】またＪＩＳ型の４種タッピンねじを用いて
前述のように締結対象部材として合成樹脂基材２に設け
た雌ねじ孔３ａ，３ｂ，３ｃ；３ｄ；３ｅ，３ｆのそれ
ぞれを雌ねじ破壊をした後に外径Ｄ₁ が３．２ｍｍにし
て横断面にして５％〜８％太く形成された本実施態様の
合成樹脂用タッピンねじ１を一度雌ねじ破壊されること
により横断面にして１６％程度大きくされた後の雌ねじ
孔３ａ，３ｂ，３ｃ；３ｄ；３ｅ，３ｆ内に何回繰り返
してねじ込めるかという繰返し回数があらわす再締結
は、表２の例えばサンプルＮｏ１６−を除き５回以上
の再使用が行えることがわかった。

【００２８】このように本実施態様の合成樹脂用タッピ
ンねじ１は、雄ねじ部４の外径Ｄ₁が例えば３．２ｍｍ
程度のものであるとすると、従来のＪＩＳ型の４種タッ
ピンねじに較べて横断面積において約５〜８％程度太く
設定されるため、雌ねじ孔３ａ，３ｂ，３ｃ；３ｄ；３
ｅ，３ｆに確実に螺合され、食い付きが確実になり合成
樹脂用基材２の再締結が可能になると考えられる。

【００２９】また、表１および表２が示すように締結対
象部材としての合成樹脂用基材２の５回以上の繰り返し
の再締結における雌ねじ孔３ａ，３ｂ，３ｃ；３ｄ；３
ｅ，３ｆに対する雌ねじ破壊トルクＴ3 は、１．０５Ｎ
ｍ以上の雌ねじ破壊トルクＴ3 が得られた。

【００３０】しかも、本実施態様の合成樹脂用タッピン
ねじ１は、例えば外径Ｄ₁ が３．２ｍｍのものについて
ピッチＰが０．６〜１．８ｍｍの範囲にて従来のＪＩＳ
型の４種タッピンねじが１．０６ｍｍ程度であるのに対
してそれよりも大きく約１．５倍弱程度の設定になり、
雌ねじ孔３ａ，３ｂ，３ｃ；３ｄ；３ｅ，３ｆへのねじ
込みトルクＴ1 が上記のように０．５５Ｎｍ以上である
のに対して雌ねじ破壊トルクＴ3 は数倍、例えば２倍弱
の１．０５Ｎｍ以上が得られた。しかも、合成樹脂基材
２は、例えばＰＥＴ樹脂にて形成されて内部に混入され
るグラスファイバー等の強化繊維の破断を防止し、合成
樹脂基材２の強度が低下するのを防止することができ
る。

【００３１】また本実施態様の合成樹脂用タッピンねじ
１は、ねじ山角度αが４８°〜５４°であるので、合成
樹脂基材２の雌ねじ孔３ａ，３ｂ，３ｃ；３ｄ；３ｅ，
３ｆ内に再締結時にねじ込まれる合成樹脂用タッピンね
じ１のくい付きの軌跡が不用意に雌ねじ孔３ａ，３ｂ，
３ｃ；３ｄ；３ｅ，３ｆのいかなる個所に対しても発生
することなく略一定位置にくい付きを生ずる。そして、
合成樹脂用タッピンねじ１は雌ねじ孔３ａ，３ｂ，３
ｃ；３ｄ；３ｅ，３ｆ内に抵抗がなく迅速かつ円滑にね
じ込まれ、ねじ込みトルクＴ1 を前述のように低くする
ことができる。

【００３２】しかも合成樹脂用タッピンねじ１の先端部
４ａのリード角βが、約７°３０′に形成され、雄ねじ
部４の先端から正山Ｍまでの距離ｌが適正になって最適
な正山数が得られるため、雌ねじ破壊トルクＴ3 が不用
意に低下するのと、合成樹脂基材２が構造的に脆弱にな
るのが防止できるとともに雌ねじ孔３ａ，３ｂ，３ｃ；
３ｄ；３ｅ，３ｆ内への合成樹脂用タッピンねじ１のね
じ込みトルクＴ1 を低くして合成樹脂用タッピンねじ１
の挿入性を良好にすることができる。

【００３３】また表１および表２から外径が３ｍｍのＪ
ＩＳ型の４種ねじを用いて雌ねじ孔３ａ，３ｂ，３ｃ；
３ｄ；３ｅ，３ｆの雌ねじ破壊を強制的に行った後に、
本実施態様の合成樹脂用タッピンねじ１を用いて繰り返
しねじ込みを行って５回以上の再使用が行えるサンプル
数は２０個のうち１９個であり、全体の９５％を占め、
合成樹脂基材２の雌ねじ孔３ａ，３ｂ，３ｃ；３ｄ；３
ｅ，３ｆに対して再使用に適う合成樹脂タッピンねじ１
である。

【００３４】そこで、嵌め合い条件が異なる雌ねじ孔３
ａ，３ｂ，３ｃ；３ｄ；３ｅ，３ｆに対して合成樹脂用
タッピンねじ１が、外径が３ｍｍの従来のＪＩＳ型の４
種タッピンねじに較べてねじ込みトルクＴ1 の最大値と
雌ねじ破壊トルクＴ3 について繰返使用回数を外径Ｄ₁
の大小について相応して確認試験を行った結果、表３を
得た。

【００３５】

【表３】

【００３６】上記表３では合成樹脂用タッピンねじ１の
外径Ｄ₁ を従来の４種タッピンねじに較べて横断面積に
おいて２％〜１１％大きくした場合について測定し、そ
れぞれねじ込みトルクＴ1 が所定のねじ込みが可能な場
合を○、また所定のねじ込みトルクＴ1 より１０％〜３
０％高いトルクでねじ込みが可能な場合を△、さらには
所定のねじ込みトルクより３１％以上高いトルクでねじ
込みが可能な場合を×の記号を用いて表示した。また上
記表３中、雌ねじ破壊トルクＴ3 についいてねじ込みト
ルクＴ1 の１．８倍以上の雌ねじ破壊トルクＴ3 の場
合、ねじ込みトルクＴ1 の１．８倍未満の雌ねじ破壊ト
ルクＴ3 の場合を測定した結果をそれぞれ○、△で表示
している。さらに、従来の４種タッピンねじに較べて横
断面積において２％〜１１％大きくした場合のそれぞれ
合成樹脂用タッピンねじ１を締結対象部材に設けた雌ね
じ孔３ａ，３ｂ，３ｃ；３ｄ；３ｅ，３ｆに対する繰返
し使用回数試験について１０回以上が可能な場合、また
繰返し使用回数が９回〜５回の場合、さらには繰返し使
用回数が５回未満を測定してそれぞれ○、△、×に表し
た。その結果、表３から外径Ｄ₁ が従来の４種タッピン
ねじに較べて横断面積において２％〜１１％程度大きく
した合成樹脂用タッピンねじ１のうち外径Ｄ₁ が５％か
ら８％程度大きくしたものが、ねじ込みトルクＴ1 は所
定のねじ込みトルクで最良にねじ込み可能となる。また
雌ねじ破壊トルクＴ3 はねじ込みトルクＴ1の１．８倍
以上の雌ねじ破壊トルクＴ3 が得られ、さらには雌ねじ
孔３ａ，３ｂ，３ｃ；３ｄ；３ｅ，３ｆに対して１０回
以上の再締結ができる。従って繰返し使用は、合成樹脂
用タッピンねじ１の外径Ｄ₁ が従来の４種タッピンねじ
に較べて横断面積において５％〜８％程度大きくした場
合に最良であることがわかった。

【００３７】次いで前述のようにＪＩＳ型の４種タッピ
ンねじを用いて一度強制的に雌ねじ破壊させた締結対象
部材としての合成樹脂基材２に設ける雌ねじ孔３ａ，３
ｂ，３ｃ；３ｄ；３ｅ，３ｆ内に合成樹脂用タッピンね
じ１を螺入する場合に、この雌ねじ孔３ａ，３ｂ，３
ｃ；３ｄ；３ｅ，３ｆの内径φ₁ の大きさと、この雌ね
じ孔３ａ，３ｂ，３ｃ；３ｄ；３ｅ，３ｆ内に螺入され
る雄ねじ部４の外径Ｄ₁の大きさとが、具体的に、どの
ような大きさである場合に、再締結対象部材としての合
成樹脂基材２に対して実際に有効に再締結が行えるか否
かの確認試験をねじ込みトルクＴ1 、雌ねじ破壊トルク
Ｔ3 、設定トルクＴ2 につき測定した結果、表４および
表５と図６および図７を得た。

【００３８】

【表４】

【００３９】

【表５】

【００４０】すなわち、上記表４と図６および図７は、
締結対象部材としての合成樹脂基材２に設ける雌ねじ孔
３ａ，３ｂ，３ｃ；３ｄ；３ｅ，３ｆの内径φ₁ が２．
３ｍｍの時と、また表５と図６および図７は雌ねじ孔３
ａ，３ｂ，３ｃ；３ｄ；３ｅ，３ｆの内径φ₁ が２．５
ｍｍの時に、本実施態様の合成樹脂用タッピンねじ１の
比較例として雄ねじ部の外径が１．２〜６．０ｍｍ、ね
じピッチ／外径が０．４〜０．６ｍｍ、ねじ山角度が４
８〜５３°の雄ねじを螺入する場合（表４および表５と
図６および図７中のイ部およびハ部）と、本実施態様の
合成樹脂用タッピンねじ１を内径φ₁ が２．３ｍｍと
２．５ｍｍの雌ねじ部３ａ，３ｂ，３ｃ；３ｄ；３ｅ，
３ｆに螺入する場合（表４および表５と図６および図７
のロ部およびニ部）とを無作為に選んだ表４ではサンプ
ル１〜６、また表５ではサンプル７〜１２、図６ではサ
ンプル１〜４８、図７ではサンプル１〜２４例について
測定した。そして図７は締結対象部材に対して締結繰り
返し回数が１０回以上行えるか否かを設定目標とした確
認試験においてねじ込みトルクＴ1 と、ねじ込み破壊ト
ルクＴ3 と、設定トルクＴ2 とを測定した特性図を示し
ている。

【００４１】上記表４と図６および図７から、合成樹脂
基材２に設けた内径φ₁ が２．３ｍｍの雌ねじ孔３ａ，
３ｂ，３ｃ；３ｄ；３ｅ，３ｆに比較品の合成樹脂用タ
ッピンねじを螺入する場合には、イ部に示すようにねじ
込みトルクＴ1 が主に０．３Ｎｍ付近に多く散在して測
定され、ねじ破壊トルクＴ3 は１．７Ｎｍ付近に集中し
て測定し、設定トルクＴ2 は０．６Ｎｍ付近になるが、
本実施態様の合成樹脂用タッピンねじ１を内径φ₁ が
２．３ｍｍの雌ねじ孔３ａ，３ｂ，３ｃ；３ｄ；３ｅ，
３ｆに螺入し、再締結に供する場合には表４と図６およ
び図７中のロ部に示されるようにねじ込みトルクＴ1 が
主に０．４Ｎｍ付近に測定され、雌ねじ破壊トルクＴ3
は２．４〜２．７Ｎｍ付近に測定され、設定トルクＴ2
は１．５Ｎｍ近くになる。

【００４２】また、一度雌ねじ破壊された雌ねじ孔３
ａ，３ｂ，３ｃ；３ｄ；３ｅ，３ｆの内径φ₁ の大きさ
が２．５ｍｍの場合に前述の比較例の合成樹脂用タッピ
ンねじを螺入する場合は、表５と図６および図７中のハ
部に示されるようにねじ込みトルクＴ1 が０．２Ｎｍ付
近に多く測定され、ねじ破壊トルクＴ3 は１．７Ｎｍ、
設定トルクＴ2 が０．２Ｎｍになるのに対して本実施態
様の合成樹脂用タッピンねじ１を内径φ₁ が２．５ｍｍ
の雌ねじ孔３ａ，３ｂ，３ｃ；３ｄ；３ｅ，３ｆに螺入
した場合には、表５と図６および図７中のニ部に示され
るようにねじ込みトルクＴ1 が０．３Ｎｍ付近に多く測
定され、雌ねじ破壊トルクＴ3 が２．０〜３Ｎｍ近くに
測定されて実に２倍程度が得られ、設定トルクＴ2 は
０．９〜１．５Ｎｍ近くにもなることがわかった。

【００４３】そして、前述の如くＪＩＳ型の４種タッピ
ンねじを用いて一度雌ねじ破壊させた嵌め合い条件が異
なる雌ねじ孔３ａ，３ｂ，３ｃ；３ｄ；３ｅ，３ｆの内
径φ ₁ がいかなる大きさである場合に、この雌ねじ孔３
ａ，３ｂ，３ｃ；３ｄ；３ｅ，３ｆ内に螺入される合成
樹脂用タッピンねじ１の外径Ｄ₁ がいかなる大きさであ
る場合に繰返し使用が効果的に行えるかの具体的な関係
の確認試験を実施した結果、表６を得た。

【００４４】

【表６】

【００４５】上記表６では合成樹脂基材２の雌ねじ孔３
ａ，３ｂ，３ｃ；３ｄ；３ｅ，３ｆの内径φ₁ が、合成
樹脂用タッピンねじ１の雄ねじ部４の外径Ｄ₁ に対して
雌ねじ孔３ａ，３ｂ，３ｃ；３ｄ；３ｅ，３ｆの横断面
積が７０％、７５％、８０％、９０％、９３％、９５
％、９８％の場合につき、それぞれねじ込みトルクＴ1
が所定のねじ込みが可能な場合を○、また雌ねじ破壊ト
ルクＴ3 がねじ込みトルクＴ1 の１．８倍以上の場合、
ねじ込みトルクＴ1 の１．８未満の雌ねじ破壊トルクＴ
3 の場合を測定した結果を○、△で表している。そし
て、合成樹脂用タッピンねじ１の雌ねじ孔３ａ，３ｂ，
３ｃ；３ｄ；３ｅ，３ｆに対する繰返し使用回数試験に
ついて１０回以上可能な場合、または５回未満の場合を
それぞれ○、×で表した。その結果、上記表６から締結
対象部品に設けた雌ねじ孔３ａ，３ｂ，３ｃ；３ｄ；３
ｅ，３ｆに螺入される雄ねじ部１の外径Ｄ₁ に対し横断
面積が７０％、７５％、８５％、９０％、９３％の場合
がそれぞれ所定のねじ込みトルクＴ1 でねじ込みが最適
に行え、雌ねじ破壊トルクＴ3 はねじ込みトルクＴ1 の
１．８倍以上になり、しかも１０回以上の締結が行え、
繰返しての再使用が十分であることがわかった。

【００４６】従って、本実施態様において、締結対象部
材としての合成樹脂基材２が、部品の交換、補修等によ
り使用頻度が増大する等に起因して雌ねじ孔３ａ，３
ｂ，３ｃ；３ｄ；３ｅ，３ｆが一度完全に雌ねじ破壊さ
れることによりいわゆるねじばかを生じて内径φ₁ が横
断面積において約１６％程度大きくなった場合にも、Ｊ
ＩＳ型の２種または４種の従来のタッピンねじを螺入す
る場合には、雄ねじ部４と雌ねじ部との嵌め合いを果た
さずに緩みが生ずることによって合成樹脂基材２を再締
結できずに廃棄さざるを得なかったが、本実施態様では
上記従来の２種または４種のタッピンねじに較べて外径
Ｄ₁ が０．２ｍｍほど大きい例えば３．２ｍｍ程度、横
断面積にして約５〜８％程度太く設定される合成樹脂用
タッピンねじ１を雌ねじ孔３ａ，３ｂ，３ｃ；３ｄ；３
ｅ，３ｆ内に螺入することにより、取付時および取外時
の嵌め合い条件が異なる数種類の姿態の雌ねじ孔３ａ，
３ｂ，３ｃ；３ｄ；３ｅ，３ｆであっても合成樹脂用タ
ッピンねじ１の雄ねじ部４を繰り返して螺入することに
より従来のＪＩＳ型に２種または４種タッピンねじに較
べてねじの締結力の低下を確実に防止し、合成樹脂基材
２に対する合成樹脂用タッピンねじ１の再締結時の許容
幅が十分に確保でき、製品の信頼性が保証され確実に再
締結することができることがわかった。

【００４７】この際、合成樹脂基材２の雌ねじ孔３ａ，
３ｂ，３ｃ；３ｄ；３ｅ，３ｆの内径φ₁ が、合成樹脂
用タッピンねじ１の雄ねじ部４の外径Ｄ₁ に対して横断
面積が７０％〜９３％の範囲に設定されるものは、雄ね
じ部４と雌ねじ部の嵌め合い条件が確実になり、このた
め合成樹脂基板２に合成樹脂用タッピンねじ１を繰り返
して好適に再締結できることがわかった。この時、合成
樹脂用タッピンねじ１の雄ねじ部４の外径Ｄ₁ に対して
雌ねじ孔３ａ，３ｂ，３ｃ；３ｄ，３ｅ，３ｆの内径φ
₁ が７０％以下になる場合には、約７°３０′にリード
角が設定される本実施態様の合成樹脂用タッピンねじ１
よりもリード角が小さくなって雄ねじ部４の先端から正
山Ｍまでの距離ｌが長くなり、正山数が少なくなり雌ね
じ破壊トルクＴ3 が低下してしまうのを防止するととも
にねじ込みトルクＴ1 を低く抑えてねじ挿入性を良好に
なる。また雄ねじ部４の外径Ｄ₁ に対して雌ねじ孔３
ａ，３ｂ，３ｃ；３ｄ，３ｅ，３ｆの内径φ₁ が９３％
以上になると、一端雌ねじ破壊した雌ねじ孔３ａ，３
ｂ，３ｃ；３ｄ，３ｅ，３ｆに対する雄ねじ部４の挿入
性が損なわれ、しかも締結後にねじの緩みも発生し易く
なって再締結性が損なわれることになる。

【００４８】また上記実施態様では、合成樹脂基材２を
グラスファイバー等の強化繊維を混入したＰＥＴ樹脂に
て形成されるものにつき説明したが、これは廃棄する場
合の無公害化と資源の有効活用の観点からの再使用を可
能にした代表例であり、合成樹脂基材２を形成するため
のエンジニアリング樹脂は上記説明のものに限られな
い。また合成樹脂基材２に形成される雌ねじ孔３ａ，３
ｂ，３ｃ；３ｄ；３ｅ，３ｆの姿態についても上記実施
態様は例示であり、ボスや爪体の長さ、太さ、また貫通
孔の内径や長さの変更は自由に行える。しかも雌ねじ孔
３ａ，３ｂ，３ｃ；３ｄ；３ｅ，３ｆは、その設置個
数、単一であるか、数種が組み合わせられて使用される
ものであるか否かの変更は自由である。

【００４９】

【発明の効果】以上のように本発明の請求項１、および
請求項５に記載の発明は、締結対象部材に設けた雌ねじ
孔の内径は、該雌ねじ孔に螺入される雄ねじ部の外径に
対し横断面積が７０％〜９３％に設定されることを特徴
とするので、締結対象部材としての合成樹脂基材に対す
るねじ込みトルクが小さくても大きな締結力が得られて
ねじの緩みを確実に防止でき、かつ雌ねじ破壊トルクを
ねじ込みトルクより数倍大きくすることによって合成樹
脂基材等の締結対象部材の取付けおよび取外しを繰り返
して再締結することができる。このため、部品または部
材の交換により生ずる締結対象部材の廃棄量は低減し、
リサイクルに役立たせることができる。

【００５０】また本発明の請求項２に記載の発明は、請
求項１において締結対象部材に設けた雌ねじ孔に螺入さ
れる雄ねじ部の外径が横断面にして５％から８％太く形
成され、また請求項４の記載の発明では、請求項１、請
求項２、または請求項３の何れかにおいて締結対象部材
に設けた雌ねじ孔の内径が横断面にして１６％程度大き
くなった後に雄ねじ部が再締結に供されるので、雌ねじ
孔に対して合成樹脂用タッピングねじの雄ねじ部の繰り
返しての食い付きが確実に行えて締結対象部材を確実に
再締結することができる。

【００５１】また本発明の請求項３に記載の発明は、請
求項１または請求項２の何れかにおいて締結対象部材に
設けた雌ねじ孔の内径が、２ｍｍ〜６ｍｍであることを
特徴とし、また請求項７に記載の発明では、請求項５ま
たは請求項６の何れかにおいて再締結が、修理品または
再使用品として締結対象部材に設けられる雌ねじ孔の内
径が２ｍｍ〜６ｍｍであることを特徴とするので、締結
対象部材に設けられた雌ねじ孔が使用頻度が多くなって
一度雌ねじ破壊されて大きくなった場合にも、廃棄され
ることなく修理品または再使用品として締結対象部材を
再締結することができ、長期のリサイクルが可能にな
る。

【００５２】さらに本発明の請求項６に記載の発明は、
請求項５において前記再締結部品により組付けられる機
器が複写用機器、電子機器、通信用機器の何れかである
ことを特徴とするので、締結対象部材に設けた雌ねじ孔
は使用頻度が多くなって雌ねじ破壊が生ずることがあっ
ても、ねじの締結力が弱くなったり、締結されるほかの
部品や部材に緩みを生じたり、脱落が発生する等の機能
上の障害を生ぜず、しかも新たな部品または締結対象部
材を交換することなくリサイクルが行え、締結対象部材
が合成樹脂製のハウジングや部品等である場合に再締結
に役立つ。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の合成樹脂用タッピンねじの第１実施態
様を示す半断正面図である。

【図２】同じく本実施態様の合成樹脂用タッピンねじを
示す拡大正面図である。

【図３】同じく本実施態様の合成樹脂用タッピンねじを
締結対象部材としての合成樹脂基材に取付けた場合の一
例を示す断面図である。

【図４】同じく本実施態様の合成樹脂用タッピンねじに
ついてのねじ込みトルクと雌ねじ破壊トルクと締め付け
トルクとの関係を示す特性図である。

【図５】同じく本実施態様を構成する合成樹脂基材を示
す正面図である。

【図６】同じく締結対象部材に設けた本実施態様の雌ね
じ孔に合成樹脂用タッピンねじを螺入する場合のねじ込
みトルクと雌ねじ破壊トルクと設定トルクとについての
測定結果を示す特性図である。

【図７】同じく締結繰返し回数が１０回以上行えるか否
かを設置目標とした確認試験において締結対象部材に設
けた本実施態様の雌ねじ孔に合成樹脂用タッピンねじが
螺入される場合のねじ込みトルクと雌ねじ破壊トルクと
設定トルクとについての測定結果を示す特性図である。

【符号の説明】

１ 合成樹脂用タッピンねじ ２ 合成樹脂基材 ３ 雌ねじ孔 ３ａ 雌ねじ孔 ３ｂ 雌ねじ孔 ３ｃ 雌ねじ孔 ３ｄ 雌ねじ孔 ３ｅ 雌ねじ孔 ３ｆ 雌ねじ孔 ４ 雄ねじ部 Ｄ₁ 雄ねじ部の外径 Ｍ 正山 Ｐ ピッチ Ｗ ねじ山の山頂幅 Ｔ1 ねじ込みトルク Ｔ2 設定トルク Ｔ3 雌ねじ破壊トルク α ねじ山角度 β リード角 φ₁ 雌ねじ孔の内径

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 若月 昭雄 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼロ ックス株式会社海老名事業所内 (72)発明者 磯部 富久 埼玉県和光市中央一丁目２番24号 株式会 社伯楽製鋲所内 (72)発明者 高野 義博 東京都品川区戸越３丁目４番18号 オリジ ナル通商株式会社内 Ｆターム(参考） 3J001 FA02 GA06 HA02 JA01 KA21 KB06 KB07

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 締結対象部材に設けた雌ねじ孔の内径
   は、該雌ねじ孔に螺入される雄ねじ部の外径に対し横断
   面積が７０％〜９３％に設定されることを特徴とする合
   成樹脂用タッピンねじ。
2. 【請求項２】 締結対象部材に設けた雌ねじ孔に螺入さ
   れる雄ねじ部の外径が横断面にして５％から８％太く形
   成されたことを特徴とする請求項１に記載の合成樹脂用
   タッピンねじ。
3. 【請求項３】 締結対象部材に設けた雌ねじ孔の内径
   が、２ｍｍ〜６ｍｍであることを特徴とする請求項１ま
   たは請求項２の何れかに記載の合成樹脂用タッピンね
   じ。
4. 【請求項４】 締結対象部材に設けた雌ねじ孔の内径が
   横断面にして１６％程度大きくなった後に雄ねじ部が再
   締結に供されることにより締結対象部材を再締結するこ
   とを特徴とする請求項１、請求項２、または請求項３の
   何れかに記載の合成樹脂用タッピンねじ。
5. 【請求項５】 再締結時に締結対象部材に設けた雌ねじ
   孔の内径は、該雌ねじ孔内に螺入される雄ねじ部の外径
   に対し横断面積が７０％〜９３％に設定される合成樹脂
   タッピンねじを再締結部品として使用して再締結が行わ
   れることを特徴とする合成樹脂製品。
6. 【請求項６】 前記再締結部品により組付けられる機器
   が複写用機器、電子機器、通信用機器の何れかであるこ
   とを特徴とする請求項５に記載の合成樹脂製品。
7. 【請求項７】 再締結が、修理品または再使用品として
   締結対象部材に設けられる雌ねじ孔の内径が２ｍｍ〜６
   ｍｍであることを特徴とする請求項５または請求項６の
   何れかに記載の合成樹脂製品。