JP2005308003A

JP2005308003A - ボス部材

Info

Publication number: JP2005308003A
Application number: JP2004121956A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Ueha; 一博上羽; Yasushi Matsuo; 靖松尾
Original assignee: Nitto Seiko Co Ltd
Current assignee: Nitto Seiko Co Ltd
Priority date: 2004-04-16
Filing date: 2004-04-16
Publication date: 2005-11-04

Abstract

【課題】ワークとボス部材との一体固定を確実に得られるようにし且つ厚みの薄いワークに対しても回り止め及び抜け止め作用が十分に得られるようにする。
【解決手段】軸部１１と外周にセレーション部３０を有する頭部１２とからなり、ワーク１の取付穴２に加圧入固定するようにしたボス部材において、頭部１２と軸部１１との間の首部に軸部１１より小径で軸部外周に沿う外周溝形状の凹部２０を設け、この凹部２０にこれの底から突出した凸部２２を形成したボス部材であるので、頭部のセレーション部がワークに完全に圧入されなくても、首部にある凹部にワークが嵌れば抜け止めとともに回り止め効果も得られ、ボス部材が空回りすることがない。このため、このボス部材にねじを螺合しても空回りすることなく、ねじはボス部材にしっかりと締め付けられる。
【選択図】図１

Description

本発明は、比較的軟質なあるいは厚みの薄いワークに被締結物を取り付けるためにワークに固定されるボス部材において、ワークの取付穴に加圧入固定される嵌め合わせ個所を新規な形状としたボス部材に関する。

製品の薄形化のために電子基板を積層し、この前面にカバーや表示ユニットを取り付ける場合、これら被締結物を取り付けるワークは比較的薄いものが採用されている。また、製品の軽量化のためにワークには樹脂や軽金属材料が使用されている。このようなワークにカバーや表示ユニット等の被締結物を取り付けるに際しては、通常、ねじが使用されているが、このねじを直接ワークに螺合するにはワークに十分な厚みや強度がなく、固定強度の低下を招いていた。これを防止することからねじを螺合固定するのに十分なボス部材をワークに加圧入固定し、このボス部材にねじを螺合しているのが現状である。

このようなボス部材として、最近では多くの種類のものが使用されており、例えば、ワークに形成されている取付穴よりも若干径の大きい頭部と、この頭部に立設され前記穴部に嵌入し得る径となっている軸部とが金属材料で一体に形成されてなり、軸部の外周面には、図６に示すように、頭部１１２との境界部分に、全周にわたって断面四角形の溝部１２０が形成されている。また、頭部１１２の外周面には回り止め用のローレット１３０が形成され、頭部１１２から軸部１１１に貫通するねじ穴（図示せず）が形成されているものがある。そして、このボス部材をワークにローレットが嵌るまで圧入して固定するようになっている。これは、回り止めと抜け止め作用はある程度までは発揮することができるが、ワークの肉が十分に入り込まず、結合力が弱いことが懸念されていることから最近では、以下に示すような構造のものが考えられている。

これは、ワークに対してボス部材を強固に固定することを目的として考えられたものであり、図７に示すように、金属板（ワーク）の穴部２０２よりも径の大きい頭部２１２とこの頭部２１２に立設され穴部２０２に嵌入し得る径とされるとともに頭部２１２との境界部分に溝２２０が形成された挿入部２１４とを有しており、金属板の穴部２０２に挿入部２１４が挿入されて圧入されるボス部材であって、溝部２２０の断面形状は挿入部側の頭部２１２の面を底辺とする三角形状となったものである。これにより、頭部の圧力を受けて溝部内に入り込むワークの一部と溝部の壁面との接触面積は大きくなり、ボス部材はワークに強固に結合されるようになっている。そして、このボス部材に形成されている雌ねじにねじ（図示せず）が螺合されるようになっている。
登録意匠第８９５７２５号公報特開平７−２６９５３７号公報

しかしながら、最初に示した従来技術においては、頭部が完全にワークに嵌らないと、このボス部材にねじを螺合した場合においてボス部材が空回りする恐れがあり、ねじを螺合したときにボス部材としての役割が果たせないことがある。また、次に示した従来技術においても、溝に嵌るワークの一部は確実に発生するが、これにおいても、依然として前記従来技術で生じる問題が発生している。更に、これらのボス部材においては、ねじ部材を軸部の穴に螺合するための雌ねじがあらかじめ形成されているため、ボス部材の製造に要する加工工数が必然的に多くなり、ボス部材の価格が必然的に高くなっている。その上、最近では、ワークが薄くなっており、このため、回り止めと抜け止めの両方の作用を同じ位置で生じるようにすることが求められているが、依然としてこれら作用を有するものは得られていない等の課題を有している。

本発明の目的は、このような課題を解消するとともにワークとボス部材との一体固定を確実に得られるようにし且つ厚みの薄いワークに対しても回り止め及び抜け止め作用が十分に得られるようにすることである。

本発明の目的は、軸部１１とこの軸部１１より大径で外周にセレーション部３０を有する頭部１２とからなり、ワーク１の取付穴２に加圧入固定するようにしたボス部材において、前記頭部１２と軸部１１との間の首部に軸部１１より小径で軸部外周に沿う外周溝形状の凹部２０を設け、更に、この凹部２０にこれの底から突出した凸部２２を形成したボス部材を提供することで達成される。

また、この目的の達成のために前記構成に加えて、凸部はその頂面２３が軸部１１の表面と同一面かこれより低く形成されていることで、凹部において回り止め及び抜け止めの両方の作用が得られる。更に、これらの構成に加えて、凸部は少なくとも凹部２０の外周上に等間隔をおいて複数形成されているので、前記作用がより確実になる。

その上、凸部は螺入回転方向側の端面２４が凹部２０の底面に対して直立したあるいはそれに近い面構造となっているので、被締結物をボス部材上にねじ、ボルトあるいはナット等で取り付ける際に空回りすることが確実に阻止される。しかも、凹部は軸線に沿う断面において底面側が狭く開放側が広くなるように形成された側壁２１を有しているので、ワークの取付穴の肉が凹部へ入り込むのが容易になる。

本発明によれば、頭部のセレーション部がワークに完全に圧入されなくても、首部にある凹部にワークが嵌れば、抜け止めとともに回り止め効果も得られ、ボス部材が空回りすることがない。このため、このボス部材にねじを螺合しても空回りすることなく、ねじはボス部材にしっかりと締め付けられる。また、凹部の凸部はその表面が軸部の表面と同一面かそれ以下に形成されているので、ボス部材を圧入したときにワークの肉が凹部に確実に入り込むとともに凸部の両側に嵌り込み、十分な回り止め作用が得られる。更に、この凸部は螺入回転方向側に直立したあるいはそれに近い端面を有しているので、ねじ、ボルトあるいはナット等のねじ部材を締め付けても確実な回り止め作用が得られる。しかも、凹部は軸線に沿う断面において底面側が狭く開放側が広くなるように形成された側壁を有しているから、ボス部材を圧入したときのワークの肉が滑らかに凹部に入ることができ、ワークとボス部材との一体化が確実になる。その上、首部で抜け止めと回り止め作用が同時に得られるので、ワークが薄くなっても、その効果は十分に発揮できる等の特有の効果がある。

以下、本発明の実施の形態を図１乃至図５に基づき説明する。図１及び図２において、１０は軸部１１とこの軸部１１より大径の頭部１２とからなるボス部材であり、軸部１１には中心線上にこれを貫通した下穴１３が設けられている。この下穴１３は軸端から頭部端にかけて貫通して形成されているが、この他に図５に示すように、頭部側に底を有する有底円筒穴形状の有底穴であってもよい。この下穴１３にはねじが螺合されて組み合わされるようになっているので、この径はねじの脚部に形成されるねじ山の有効径とほぼ同径かそれ以下となっている。

また、この軸部１１と頭部１２との間の首部には軸部１１より小径で頭部１２の厚さの約１／２程度の幅を有するとともに軸部外周に沿う外周溝形状の凹部２０が形成してあり、この凹部２０は軸線に沿う断面において、底面側が狭く開放側が広くなるよう断面が円弧形状、若しくは側壁２１の少なくとも一方あるいは両側が傾斜した形状となっている。この凹部２０は図３に示すように、金属板等のワーク１の取付穴２にボス部材１０が加圧入固定された時、ワーク１の取付穴２の肉が嵌り込む溝であり、これにより、ワーク１に対して抜け止め構造となっている。この凹部２０にはこれの外周上に等間隔をおいて複数の凸部２２が凹部２０の底から突出して形成してあり、図４に示すように、この凸部２２の頂面２３は前記軸部１１の表面と同一面かこれより低く形成されている。前記凸部２２はその一端、即ち、螺入回転方向側の端面２４が凹部２０の底面に対して直立あるいはそれに近い面構造となっており、他方は特にこれと同様の形状ではなく、傾斜した形状となっている。この端面形状は両方とも凹部２０の底面から直立したあるいはそれに近い面形状であってもよく、特に限定されるものではない。

更に、この首部には軸部１１の直径より大径の前記頭部１２が連続して一体的に設けてあり、この頭部１２には図１及び図２に示すように、その外周に等間隔をおいて山形形状の複数の突部が突出した形状のセレーション部３０が形成されている。このセレーション部３０は外周を鋸歯状の山形形状としているが、この形状に限定されるものではなく、ワーク１に加圧固定されたときに回り止め作用が生じる構造であれば、例えば、花びら形状であってもよい。また、この頭部１２の上面において、セレーション部３０の端面外周側には周縁側の厚みが漸次薄くなるように弧状あるいは直線状に傾斜した斜面３１が形成してあり、この斜面３１に連続する中心側の頭部１２の上面は平坦面となっている。尚、この頭部１２の上面はこれに限定されることはなく、全てが平坦面であってもよい。

次に、このボス部材１０に組み合わせられるねじについて説明する。図３において、ねじとしてのタッピンねじ４０は頭部４１とこれと一体で且つ外周にねじ山５０を有する脚部４２とから構成されている。このタッピンねじ４０の頭部４１には脚部４２の中心線上にドライバビット（図示せず）と係合して駆動部を構成する十字円錐穴形状の駆動穴４３が形成されている。この駆動部は十字円錐穴形状の駆動穴４３であるが、この他に、例えば、四角、六角形状あるいはその他の溝あるいは穴形状であってもよく、一般に普及している形状であれば、これに制限されるものではない。

また、この頭部４１と一体の脚部４２には前記ねじ山５０が所定のピッチを有して成形されている。脚部４２のねじ山５０はそのねじ山頂角が通常５０°以下に形成してあり、ねじ山５０のピッチを比較的大きく形成してタッピンねじ４０の谷部５１の間隔が通常の小ねじの間隔より比較的広くなるように形成されている。

更に、前記タッピンねじ４０の脚部４２の先端から頭部側にかけてはその全長の少なくとも６０％以上の位置までの部分にその全周に渡って有機溶剤を使用していない例えば、水溶性の被覆材３が塗布してあり、この被覆材３は主にねじ山５０のフランク面５２と谷部５１に付着している。この被覆材３は高密度に分布しているマイクロカプセル（図示せず）を含有しており、これらマイクロカプセルには長時間の流動性（濡れ性）を有する液状の粘着液が封入されている。このため、被覆材３が脚部４２に塗布された前記ねじ４０をボス部材１０の下穴１３に螺合し、雌ねじ成形時に生じる圧力により前記マイクロカプセルが破壊されることで、粘着液が漏れだし、成形時の摩擦粉や剥離片等の成形屑（図示せず）がねじ山５０に粘着保持されるものである。

このようにして得られたボス部材１０とねじとを組み合わせて被締結物４をワーク１に固定する場合において、あらかじめ、図３に示すように、頭部１２のセレーション部３０の外径より小さい直径の取付穴２、即ち、ワーク１にセレーション部３０の外径と谷径との略中間あるいはこれより小さくてボス部材１０の軸部１１が貫挿可能な直径の取付穴２をあける。そして、まず初めに前記ワーク１の取付穴２にボス部材１０をこれの軸部１１を先にして貫挿させて頭部１２をワーク１に加圧入固定する。これにより、ボス部材１０のセレーション部３０はワーク１に圧入され、同時に凹部２０にワーク１の肉が嵌り、ボス部材１０はワーク１に対して回り止め及び抜け止め作用が生じてワーク１と一体となる。この時、前記ワーク１の肉は凹部２０に嵌ると同時にこの凹部２０に形成されている凸部２２を両側から夾むことになり、この凸部２２でもワーク１とボス部材１０との間において回り止め作用が生じることになる。

続いて、このボス部材１０の軸部端面上に被締結物４のガイド穴５とボス部材１０の下穴１３とを一致させて被締結物４を裁置する。この後、タッピンねじ４０をボス部材１０の下穴１３に螺合すると、ねじ４０のねじ山５０により下穴１３に雌ねじが形成されながら螺入されて被締結物４はボス部材１０に固定される。このとき生じる成形屑は全てねじ山５０に塗布されている被覆材３によりねじ山５０の谷部５１やフランク面５２に粘着保持されることになる。これにより、このねじ４０を螺入したり、抜き取ったりした時に発生する成形屑が部品上に落下しなくなる。

また、このねじ４０には被覆材３が塗布されているが、成形屑が落下しても製品に特に支障がない場合はこれに代えて被覆材３の塗布されていないねじ４０を使用してもよく、このような場合には、図５に示すような有底円筒穴形状のボス部材１０を使用することで、タッピンねじ４０での被締結物４の取り付けが可能になる。

更に、この実施の形態では、ボス部材１０の軸部１１に形成した下穴１３にねじを螺入して被締結物４を取り付けるようにしているが、このボス部材１０に下穴１３をあけずに軸部１１を二段形状とし、軸部上段の外周にねじ山（図示せず）を形成してこれにナット（図示せず）を螺合するようにしてもよく、ボス部材１０の首部の形状が同じであれば、その他の形状には特に拘るものではない。

本発明に係るボス部材の一部断面正面図である。図１の底面図である。本発明の実施の形態を示す要部断面正面図である。図３のＡ−Ａ線に沿う要部断面図である。本発明の他の実施例を示す一部断面正面図である。本発明の従来例を示す正面図である。もう一つの本発明の従来例を示す要部断面正面図である。

符号の説明

１ワーク
２取付穴
３被覆材
４被締結物
５ガイド穴
１０ボス部材
１１軸部
１２頭部
１３下穴
２０凹部
２１側壁
２２凸部
２３頂面
２４螺入回転方向側の端面
３０セレーション部
３１斜面
４０タッピンねじ
４１頭部
４２脚部
４３駆動穴
５０ねじ山
５１谷部
５２フランク面

Claims

軸部（１１）とこの軸部より大径で外周にセレーション部（３０）を有する頭部（１２）とからなり、ワーク（１）の取付穴（２）に加圧入固定するようにしたボス部材において、前記頭部と軸部との間の首部に軸部より小径で軸部外周に沿う外周溝形状の凹部（２０）を設け、更に、この凹部にこれの底から突出した凸部（２２）を形成したことを特徴とするボス部材。
凸部はその頂面（２３）が軸部の表面と同一面かこれより低く形成されていることを特徴とする請求項１記載のボス部材。
凸部は少なくとも凹部の外周上に等間隔をおいて複数形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載のボス部材。
凸部は螺入回転方向側の端面（２４）が凹部の底面に対して直立したあるいはそれに近い面構造となっていることを特徴とする請求項１、２又は３記載のボス部材。
凹部は軸線に沿う断面において底面側が狭く開放側が広くなるように形成された側壁（２１）を有していることを特徴とする請求項１、２、３又は４記載のボス部材。