JP2005023944A - Screw-tightening structure of thin plate - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、薄板相互を例えばJIS B1122 に規定する2種の十字穴付タッピンねじ(以下、これらを単にタッピンねじと称す)で締付ける場合に、大きな締付トルクを確保することができる薄板のねじ締結構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
タッピンねじは、ねじのピッチが大きく、かつねじの山径と谷径の差が大きい。したがって、このようなタッピンねじを用いて、そのねじピッチよりも板厚の薄い薄板相互を締結する場合、薄板相互の締結部がフラットであれば、締め切ったときに、締結部がタッピンねじの首下の不完全ねじ部に入ってしまい、空回り状態となって、締付けが不充分となるだけでなく、緩めて外すことも不可能な状態に陥ってしまう。
【0003】
そこで、フラットな薄板相互の締結部に、弾性体を介して別体からなる皿形の座金を倒伏状態に押し当て、これによって締結部の厚さを確保し、皿形座金の底部側よりタッピンねじを挿入して締付けるようにしたものが提案されている(例えば特許文献1参照)。
【0004】
【特許文献1】
実開昭59−30915号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、フラットな薄板相互の締結部に弾性体を介して皿形の座金を倒伏状態に押し当て、皿形座金の底部側よりタッピンねじにより締付けるようにしたものにあっては、皿形座金の凹部形状によって締結部の厚さを実質的に厚くすることができるものの、皿形座金と薄板締結部との間に配置された弾性体は締結部のシールが主な目的であって、締結部のバックアップとして設置されたものでないため、バックアップ力が弱く、締付トルクによって薄板相互の締結部が変形するのを防ぐことができず、締付トルクを大きくすることができなかった。
【0006】
本発明の技術的課題は、薄板相互をタッピンねじで締付ける場合に、できるだけ大きな締付トルクを確保できるようにすることにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る薄板のねじ締結構造は、下記の構成からなるものである。すなわち、薄板相互をタッピンねじにより締結する薄板のねじ締結構造であって、一方の薄板に、タッピンねじ用の締付穴を有する皿状絞り部を形成するとともに、他方の薄板に、皿状絞り部を内側から支持する支持部を設けたものである。
【0008】
本発明の薄板のねじ締結構造のように、一方の薄板に、タッピンねじ用の締付穴を有する皿状絞り部を形成するとともに、他方の薄板に、皿状絞り部を内側から支持する支持部を設けることで、皿状絞り部および支持部によって締結部の厚さを実質的に厚くできるだけでなく、締付トルクによって発生する軸力を支持部によって皿状絞り部の内側より支持することができる。そして、皿状絞り部が座屈状態となることを防止することができ、ねじの首下の不完全ねじ部に入り込んでしまう場合に比べて大きな締付トルクで締付けを行うことができる。
【0009】
【発明の実施の形態】
実施形態1.
図1は本発明の第1の実施形態に係る薄板のねじ締結構造の締結前と締結後の状態を示す断面図である。
【0010】
本実施形態の薄板のねじ締結構造は、一方の薄板1と他方の薄板2を互いにタッピンねじ3により締結するものであり、一方の薄板1には、底部にタッピンねじ3用の締付穴1aを有する第1の皿状絞り部1bが形成されているとともに、他方の薄板2には、底部にタッピンねじ3の軸部3aが挿通可能なばか穴2aを有しかつ前記薄板1上に当該薄板2を重ね合わせたときに薄板1側の第1皿状絞り部1bと重畳可能な第2の皿状絞り部2bが形成されている。つまり、第2の皿状絞り部2bは、第1の皿状絞り部1bを内側から支持する支持部を構成するもので、薄板1上に薄板2を積み重ねた時に、第1の皿状絞り部1bの内面と第2の皿状絞り部2bの外面が接することができるようになっている。また、第2皿状絞り部2bの周縁部2cが、タッピンねじ3の頭部端面3bと当接可能に構成されている。
【0011】
以上の構成を有する本実施形態の薄板のねじ締結構造において、薄板1,2相互を締結するには、まず一方の薄板1の第1皿状絞り部1bの上に他方の薄板2の第2皿状絞り部2bを重ね合わせて締結部の位置決めを行い、次いで薄板2側のばか穴2aから薄板1の締付穴1aに向けてタッピンねじ3の軸部3aを挿入し、締め付ける。これにより、図1の右図の如く第1皿状絞り部1b上に重ねた第2皿状絞り部2bの周縁部2cがタッピンねじ3の頭部端面3bと当接し、第2皿状絞り部2bの底面側が第1皿状絞り部1bに押し付けられて、第1皿状絞り部1bのバックアップとして働き、締付トルクによって発生する軸力を第1皿状絞り部1bの内側より支え、第1皿状絞り部1bが座屈状態となることを防止する。
【0012】
このように本実施形態の薄板のねじ締結構造においては、第1及び第2皿状絞り部1b,2bによって締結部の厚さを実質的に厚くできるだけでなく、締付トルクによって発生する軸力を第2皿状絞り部2bによって第1皿状絞り部1bの内側より支持することができて、第1皿状絞り部1bが座屈状態となることを防止することができる。このため、ねじの首下の不完全ねじ部に入り込んでしまう場合に比べて大きな締付トルクで締付けを行うことができる。
【0013】
実施形態2.
図2は本発明の第2の実施形態に係る薄板のねじ締結構造の締結前と締結後の状態を示す断面図であり、図中、前述の第1実施形態のもの(図1)と同一部分には同一符号を付してある。
【0014】
本実施形態の薄板のねじ締結構造は、一方の薄板1に、前述の第1実施形態で説明した第1皿状絞り部と同様の締付穴1a付きの皿状絞り部1bを形成するとともに、他方の薄板2に、皿状絞り部1bを内側から支持する支持部となるバーリング2dを形成したものである。
【0015】
これを更に詳述すると、バーリング2dは、タッピンねじ3の軸部3aが挿通可能な内径を有しかつ基端周縁部2eがタッピンねじ3の頭部端面3bと当接可能に形成されており、一方の薄板1上に他方の薄板2を重ね合わせて締結部の位置決めを行ったときにバーリング2dが皿状絞り部1b内に嵌入してその先端2fが皿状絞り部1bの底部の締付穴周縁部に接触あるいは当接し、その状態で締め付けが行われるように構成されている。
【0016】
以上の構成を有する本実施形態の薄板のねじ締結構造において、薄板1,2相互を締結するには、まず一方の薄板1の皿状絞り部1b内に他方の薄板2のバーリング2dを嵌入させて締結部の位置決めを行い、次いでバーリング2dの基端側から薄板1の締付穴1aに向けてタッピンねじ3の軸部3aを挿入し、締め付ける。これにより、図2の右図の如く皿状絞り部1b内に嵌入したバーリング2dの先端2fが皿状絞り部1bの底部の締付穴周縁部と、また、バーリング2dの基端周縁部2eがタッピンねじ3の頭部端面3bと、それぞれ当接し、バーリング2dが皿状絞り部1bに押し付けられて、皿状絞り部1bのバックアップとして働き、締付トルクによって発生する軸力を皿状絞り部1bの内側より支え、皿状絞り部1bが座屈状態となることを防止する。
【0017】
このように本実施形態の薄板のねじ締結構造においては、皿状絞り部1bとバーリング2dによって締結部の厚さを実質的に厚くできるだけでなく、締付トルクによって発生する軸力をバーリング2dによって皿状絞り部1bの内側より支持することができて、皿状絞り部1bが座屈状態となることを防止することができる。このため、ねじの首下の不完全ねじ部に入り込んでしまう場合に比べて大きな締付トルクで締付けを行うことができる。
【0018】
図3及び図4はいずれも前述の各実施形態によるねじ締結構造部の強度増強効果を確認するための比較例として作成した薄板のねじ締結構造部を示す断面図であり、各図中、前述の第1及び第2実施形態のものと同一部分には同一符号を付してある。
【0019】
図3の比較例は、一方の薄板10に、前述の第2実施形態で説明したバーリングと同様のバーリング10dを形成するとともに、他方の薄板20の締結部はフラットのままとしてねじ挿通用のばか穴20aのみを形成したもの、図4の比較例は、一方の薄板10に、前述の第1及び第2実施形態で説明した締付穴付き皿状絞り部と同様の締付穴10aを有する皿状絞り部10bを形成するとともに、他方の薄板20の締結部はフラットのままとしてねじ挿通用のばか穴20aのみを形成したものであり、いずれの比較例も前述の第1及び第2実施形態のものと同一規格のタッピンねじ3を用いている。
【0020】
いずれの比較例も、締結部の厚さをバーリング10dや皿状絞り部10bによって確保しているものの、薄板10そのものは板厚が薄いため、ねじの山径と谷径の差が大きいタッピンねじ3によって締め付けた場合、図3の比較例の場合は、バーリング10dが崩れてしまい、強度が確保できなかった。
また、図4の比較例の場合は、皿状絞り部10bが座屈する現象が見られた。
【0021】
本発明者等による測定結果では、バーリング10dを有する図3の比較例での締付トルク許容値を基準としたとき、図4の比較例の締付トルク許容値はその約1.06倍の値となり、前述の各実施形態(図1及び図2)の場合の締付トルク許容値はその約1.35倍の値となったことが確認された。
【0022】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、一方の薄板に、タッピンねじ用の締付穴を有する皿状絞り部を形成するとともに、他方の薄板に、皿状絞り部を内側から支持する支持部を設けたので、皿状絞り部および支持部によって締結部の厚さを実質的に厚くできるだけでなく、締付トルクによって発生する軸力を支持部によって皿状絞り部の内側より支持することができて、皿状絞り部が座屈状態となることを防止することができた。このため、ねじの首下の不完全ねじ部に入り込んでしまう場合に比べて大きな締付トルクで締付けを行うことができた。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態に係る薄板のねじ締結構造の締結前と締結後の状態を示す断面図である。
【図2】本発明の第2実施形態に係る薄板のねじ締結構造の締結前と締結後の状態を示す断面図である。
【図3】本発明による強度増強効果を確認するための比較例におけるねじ締結前と締結後の状態を示す断面図である。
【図4】本発明による強度増強効果を確認するための別の比較例におけるねじ締結前と締結後の状態を示す断面図である。
【符号の説明】
1 一方の薄板、1a 締付穴、1b 第1の皿状絞り部、2 他方の薄板、2a ばか穴、2b 第2の皿状絞り部(支持部)、2c 第2の皿状絞り部の周縁部、2d バーリング(支持部)、2e バーリングの基端周縁部、2f バーリングの先端、3 タッピンねじ、3a タッピンねじの軸部、3b タッピンねじの頭部端面。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention is a thin plate screw capable of securing a large tightening torque when the thin plates are tightened with two types of cross-tapped tapping screws (hereinafter simply referred to as tapping screws) defined in JIS B1122, for example. It relates to a fastening structure.
[0002]
[Prior art]
The tapping screw has a large screw pitch and a large difference between the crest diameter and the trough diameter. Therefore, when using such a tapping screw to fasten thin plates that are thinner than the screw pitch, if the fastening portion between the thin plates is flat, the fastening portion will be the neck of the tapping screw when tightened. It enters the lower incomplete threaded part and becomes an idle state, not only insufficient tightening but also a state where it cannot be loosened and removed.
[0003]
Therefore, a flat washer is pressed against the fastening part of the flat thin plate via an elastic body in a lying state, thereby ensuring the thickness of the fastening part and tapping from the bottom side of the dished washer. There has been proposed one in which a screw is inserted and tightened (see, for example, Patent Document 1).
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese Utility Model Publication No. 59-30915
[Problems to be solved by the invention]
However, in the case where a flat washer is pressed against the fastening part of the flat thin plate via an elastic body in a lying state and is tightened with a tapping screw from the bottom side of the flat washer, Although the thickness of the fastening portion can be substantially increased by the concave shape, the elastic body disposed between the dish-shaped washer and the thin plate fastening portion is mainly used for sealing the fastening portion, and the fastening portion Therefore, the back-up force was weak, and it was impossible to prevent the fastening portions between the thin plates from being deformed by the fastening torque, and the fastening torque could not be increased.
[0006]
The technical problem of the present invention is to ensure as large a tightening torque as possible when thin plates are fastened with a tapping screw.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The screw fastening structure for a thin plate according to the present invention has the following configuration. That is, a thin plate screw fastening structure in which thin plates are fastened together with a tapping screw, and a plate-like diaphragm portion having a fastening hole for a tapping screw is formed on one thin plate, and a plate-like diaphragm is formed on the other thin plate. The support part which supports a part from an inner side is provided.
[0008]
As in the screw fastening structure of the thin plate of the present invention, a plate-like throttle portion having a fastening hole for a tapping screw is formed on one thin plate, and the plate-like throttle portion is supported on the other thin plate from the inside. By providing the part, the thickness of the fastening part can be substantially increased by the dish-like throttle part and the support part, and the axial force generated by the tightening torque can be supported from the inside of the dish-like throttle part by the support part. Can do. And it can prevent that a plate-shaped throttle part will be in a buckling state, and it can tighten with big tightening torque compared with the case where it penetrates into the incomplete thread part under the neck of a screw.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a state before and after fastening of a thin plate screw fastening structure according to a first embodiment of the present invention.
[0010]
The thin plate screw fastening structure of the present embodiment is to fasten one
[0011]
In the screw fastening structure of the thin plate of the present embodiment having the above-described configuration, in order to fasten the
[0012]
As described above, in the screw fastening structure of the thin plate of the present embodiment, the first and second dish-
[0013]
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the state before and after the fastening of the thin plate screw fastening structure according to the second embodiment of the present invention, which is the same as that of the first embodiment (FIG. 1). The parts are given the same reference numerals.
[0014]
The thin plate screw fastening structure of this embodiment forms a plate-like throttle portion 1b with a fastening hole 1a similar to the first plate-like throttle portion described in the first embodiment on one
[0015]
More specifically, the
[0016]
In the screw fastening structure of the thin plate of the present embodiment having the above configuration, in order to fasten the
[0017]
Thus, in the screw fastening structure of the thin plate of this embodiment, the thickness of the fastening portion can be substantially increased by the dish-shaped throttle portion 1b and the burring 2d, and the axial force generated by the tightening torque can be increased by the burring 2d. It can be supported from the inside of the dish-like throttle part 1b, and the dish-like throttle part 1b can be prevented from being buckled. For this reason, it is possible to perform the tightening with a large tightening torque as compared with the case where the incomplete threaded portion under the neck of the screw enters.
[0018]
3 and 4 are cross-sectional views showing a thin plate screw fastening structure portion prepared as a comparative example for confirming the strength enhancement effect of the screw fastening structure portion according to each of the above-described embodiments. The same parts as those in the first and second embodiments are denoted by the same reference numerals.
[0019]
In the comparative example of FIG. 3, a burring 10d similar to the burring described in the second embodiment is formed on one
[0020]
In any of the comparative examples, although the thickness of the fastening portion is secured by the burring 10d or the dish-
Moreover, in the case of the comparative example of FIG. 4, a phenomenon in which the dish-
[0021]
In the measurement results by the present inventors, when the allowable tightening torque in the comparative example of FIG. 3 having the burring 10d is used as a reference, the allowable tightening torque of the comparative example of FIG. It was confirmed that the tightening torque allowable value in each of the above-described embodiments (FIGS. 1 and 2) was about 1.35 times that value.
[0022]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a plate-like diaphragm portion having a fastening hole for a tapping screw is formed on one thin plate, and the plate-like diaphragm portion is supported on the other thin plate from the inside. Since the thickness of the fastening part can be substantially increased by the dish-like throttle part and the support part, the axial force generated by the tightening torque can be supported from the inside of the dish-like throttle part by the support part. It was possible to prevent the dish-like throttle portion from being buckled. For this reason, it was possible to perform the tightening with a large tightening torque as compared with the case where it entered the incomplete thread portion under the neck of the screw.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a state before and after fastening of a screw fastening structure for a thin plate according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a state before and after fastening of a thin plate screw fastening structure according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a state before and after screw fastening in a comparative example for confirming the strength enhancement effect according to the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing states before and after screw fastening in another comparative example for confirming the strength enhancement effect according to the present invention.
[Explanation of symbols]
1 One thin plate, 1a Clamping hole, 1b 1st dish-shaped diaphragm part, 2 The other thin plate, 2a Flaw hole, 2b 2nd dish-shaped diaphragm part (support part), 2c 2nd dish-shaped diaphragm part Peripheral part, 2d burring (supporting part), 2e burring base peripheral part, 2f burring tip, 3 tapping screw, 3a tapping screw shaft, 3b tapping screw head end face.
Claims (3)
一方の薄板に、前記タッピンねじ用の締付穴を有する皿状絞り部を形成するとともに、
他方の薄板に、前記皿状絞り部を内側から支持する支持部を設けたことを特徴とする薄板のねじ締結構造。A thin plate screw fastening structure for fastening thin plates together with a tapping screw,
On one thin plate, while forming a dish-shaped throttle portion having a fastening hole for the tapping screw,
A thin plate screw fastening structure, wherein the other thin plate is provided with a support portion for supporting the dish-like throttle portion from the inside.
一方の薄板に、前記タッピンねじ用の締付穴を有する第1の皿状絞り部を形成するとともに、
他方の薄板に、前記タッピンねじの軸部が挿通可能なばか穴を有しかつ前記一方の薄板上に該他方の薄板を重ね合わせたときに前記第1皿状絞り部と重畳可能で周縁部が前記タッピンねじの頭部端面と当接可能な第2の皿状絞り部を形成したことを特徴とする薄板のねじ締結構造。A thin plate screw fastening structure for fastening thin plates together with a tapping screw,
On one thin plate, a first dish-shaped throttle portion having a fastening hole for the tapping screw is formed, and
The other thin plate has a hollow hole through which the shaft portion of the tapping screw can be inserted, and when the other thin plate is overlaid on the one thin plate, it can be overlapped with the first dish-like diaphragm portion and a peripheral portion A thin plate screw fastening structure is characterized in that a second plate-shaped restricting portion capable of contacting the head end surface of the tapping screw is formed.
一方の薄板に、前記タッピンねじ用の締付穴を有する皿状絞り部を形成するとともに、
他方の薄板に、前記タッピンねじの軸部が挿通可能な内径を有しかつ基端周縁部が該タッピンねじの頭部端面と当接可能なバーリングを形成し、
前記一方の薄板上に該他方の薄板を重ね合わせたときに前記バーリングが前記皿状絞り部内に嵌入してその先端が該皿状絞り部の底部の締付穴周縁部に接触あるいは当接するように設定したことを特徴とする薄板のねじ締結構造。A thin plate screw fastening structure for fastening thin plates together with a tapping screw,
On one thin plate, while forming a dish-shaped throttle portion having a fastening hole for the tapping screw,
On the other thin plate, a burring having an inner diameter through which the shaft portion of the tapping screw can be inserted and a base end peripheral portion capable of contacting the head end surface of the tapping screw is formed,
When the other thin plate is overlaid on the one thin plate, the burring is fitted into the dish-shaped restricting portion so that the tip thereof contacts or abuts the peripheral edge of the fastening hole at the bottom of the dish-shaped restricting portion. A thin plate screw fastening structure characterized by being set to.
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Legal Events
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A521 | Written amendment |
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A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20090210 |