JP2015218780A - 締結具 - Google Patents

Abstract

【課題】首下不完全ねじ部の影響を受けずに被締結板を締結でき、しかも締結時に十分な弾性力を確保できる締結具を提供する。
【解決手段】頭部２とこれよりも大径のつば部４と首下不完全ねじ部３ａが形成された脚部３とからなり、つば部４は首下不完全ねじ部３ａを覆う位置まで折り曲げられて、しかもその肉厚は頭部２側からつば部４の縁部４ｃに向かって漸増するように構成したため、首下不完全ねじ部３ａの影響を受けずに被締結板５，５を締結できる。しかも、頭部２とつば部４との接合位置付近で撓み易く、締結時に十分な弾性力が得られるため、緩み止めも図ることが可能となる。
【選択図】図１

Description

本発明は、頭部径よりも大径のつば部を備えたつば付ねじのような締結具に関するものである。

近年、家電製品を中心に製品の軽量化が進み、板厚が０．３ｍｍから０．５ｍｍ程度と極めて薄い被締結板が多用され、これら被締結板を重ね合わせる締結が多くなっている。これらの締結に際しては、締結コストを低減するために、タッピンねじが使用されているが、この種のタッピンねじでは通常ねじ部が転造により成形される。そのため、このタッピンねじは頭部首下付近に所定のねじ山高さに達しない不完全ねじ山と所定のねじ溝深さに達しない不完全ねじ溝とねじ山未成形部とからなる首下不完全ねじ部を有している。このタッピンねじにより被締結板を締結すると、ねじ山未成形部が被締結板に塑性成形されためねじ部に達してこれを破壊したり、不完全ねじ山がめねじ部に位置してめねじ部との間で十分な引っ掛かり率が得られなかったりする等の問題が発生している。

これらの問題に対応するため、タッピンねじの首下不完全ねじ部の影響を受けないように各種の工夫が凝らされている。その一例として、特許文献１に示すようにねじ山を転造する金型の転造開始位置が上面位置となるようにして、頭部首下のねじ山未成形部をなくしたねじがあるが、不完全ねじ山の成形は避けられず、十分な対応とは言えない。

また、別の例として、特許文献２に示すように首下不完全ねじ部を覆うように座金を組み込んだ座金組み込みねじもあるが、この座金組み込みねじでは座金の下穴にねじを挿入したり、または圧入したりする工程が必要となっている。そのため、ねじ自体の製造コストが増大するばかりか、被締結板の締結に際してその供給トラブルが多く、組立コスト増を招き、これも十分な対応とは言えない。

さらに、もう一つの例として、特許文献３に示すように頭部径よりも大径のつば部を備えたつば付タッピンねじが利用され、つば部の外周にローレット加工を施し、首下不完全ねじ部を覆うようにしたものもある。このつば付タッピンねじの場合、つば部の変形量に限りのあることから、十分に首下不完全ねじ部を覆うことができない。また、タッピンねじの外観も悪くなるというような問題もあり、これも十分な対応とは言えない。

その他の例として、特許文献４に記載のつば付ねじがある。このつば付ねじ５１は、図８に示すように駆動穴５２ａが成形された頭部５２とその軸心に沿って延びる脚部５３とを有している。前記頭部５２は、その周縁から外方に延びるつば部５４を有し、このつば部５４はプレス工程により深く折り曲げられ、後記首下不完全ねじ部５３ａを完全に覆うように構成されている。また、前記脚部５３は頭部５２の首下付近に成形された不完全ねじ山（図示せず）および不完全ねじ溝５３ａｂ並びにねじ山未成形部５３ａｃからなる首下不完全ねじ部５３ａと完全ねじ山５３ｂａを持つ完全ねじ部５３ｂとを有している。このつば付ねじ５１によれば、ねじ自体の製造コスト増を招くものの、被締結板（図示せず）の締結時には首下不完全ねじ部５３ａが被締結板よりも上方に飛び出して位置する。そのため、被締結板のめねじ部（図示せず）には完全ねじ部５３ｂの完全ねじ山５３ｂａが螺合し、ねじの引っ掛かり率が大きくなって十分な摩擦力が得られる。これにより、つば付ねじ５１は十分な保持力を有するので、締結時に空転したり、締結後に保持力の低下を招いたりするような問題は解消される。

特開平１１−１２５２２５号公報 特開２００１-４１２１６号公報 実公昭５６−１４４１６号公報 特公平２−３１２４８号公報

しかしながら、このつば付ねじ５１にあっては、プレス工程でつば部５４を深く折り曲げる際に、つば部５４の外周にバリが発生するのを防ぐため、つば部５４の中間付近につば部５４の余肉が移動して盛り上がるように考慮されている。そのため、つば部５４の肉厚が頭部５２側に向かうにしたがって厚くなって、つば部５４での弾性力を十分に得られないばかりか、つば部５４の縁部５４ｃへの余肉の移動量が少なく、つば部座面５４ａを十分に確保するような加工を施すための十分な肉厚が得られないというような新たな問題が生じている。

また、このつば付ねじ５１にあっては、プレス工程で首下不完全ねじ部５３ａを完全に覆うまでつば部５４を折り曲げることができるように、頭部５２には脚部５３を囲むように深く入り込んだ環状凹溝５２ｂａが形成されている。この環状凹溝５２ｂａにより頭部５２の周縁付近の肉厚が薄くなり、つば部５４の折り曲げが容易になっている。その反面、頭部５２には駆動穴５２ａが成形されていることから、駆動穴５２ａと環状凹溝５２ｂａとが接近することとなり、駆動穴５２ａの周辺に十分な肉厚を確保できない。そのため、つば部５４の折り曲げ時に駆動穴５２ａの上部側が外方に引き伸ばされたり、逆に駆動穴５２ａの下部側が内方に押し込まれたりして、駆動穴５２ａを変形させてしまうという別の問題が生じている。

本発明の第１の目的は上記問題を解消することであり、首下不完全ねじ部の影響を受けずに被締結板を締結するとともに、つば部の折り曲げも容易でかつ締結時の弾性力を十分に保持し、しかもつばの縁部に各種の成形を施すことができる締結具を提供することである。

また、本発明の第２の目的は首下不完全ねじ部の影響を受けずに被締結板を締結するとともに、つば部の折り曲げ時に頭部の駆動穴を変形させることのない締結具を提供することである。

本発明は、上記第１の目的を達成するために、頭部と、これよりも大径のつば部と、首下不完全ねじ部および完全ねじ部が成形された脚部とからなり、つば部は脚部の首下不完全ねじ部を覆う位置まで折り曲げられてなる締結具であって、つば部の肉厚は頭部側からつば部の縁部に向かって漸増することを特徴としている。この構成によれば、被締結板の下穴に締付具をねじ込んで、つば部座面が被締結板に当接すると、脚部の首下不完全ねじ部が被締結板から上方に飛び出すように位置する。そのため、首下不完全ねじ部の影響を受けずに脚部の完全ねじ山部で被締結板を締結できるばかりか、締結時に脚部に軸力が加わると、頭部とつば部との接合位置付近全域が容易に撓む。これにより、被締結板の締結時に十分な弾性力が得られるため、緩み止めも図られる。また、つば部はその縁部付近に十分な肉厚を持っているので、縁部に各種の成形を施すことができるばかりか、頭部との接合位置付近全域で肉厚が薄いので折り曲げ時の応力も小さくなる。そのため、脚部の首下不完全ねじ部を覆う位置までつば部を深く折り曲げても、その外周面に加工割れが生じることがない。

また、本発明は締結具が繰り返し使用されても、弾性力が低下しないようにするため、つば部の脚部軸線方向断面は外周側において頭部側から縁部に向かって延びる直線を有していることが望ましい。

さらに、本発明は被締結板とつば部座面との摩擦力を確保して頭部のゆるみ方向の回転を防止するため、つば部座面は平面に形成されていることが望ましい。

本発明は、第２の目的を達成するために、締付工具が係合する駆動穴を持つ頭部とこれよりも大径のつば部と首下不完全ねじ部および完全ねじ部が成形された脚部とからなり、つば部は脚部の首下不完全ねじ部を覆う位置まで折り曲げられてなる締結具であって、頭部の下面は脚部を囲むように延びる平面であることを特徴としている。この構成によれば、首下不完全ねじ部の影響を受けずに被締結板を締結することができるばかりか、駆動穴の周辺には十分な肉厚が得られる。そのため、脚部の首下不完全ねじ部を覆う位置までつば部を深く折り曲げる際に、引っ張り力や圧縮力が駆動穴周辺に加わっても、駆動穴が変形することがない。

以上説明した本発明によれば、首下不完全ねじ部の影響を受けずに被締結板を締結することができるばかりか、つば部の折り曲げも容易でかつ締結時に十分な弾性力を保持できて緩み止めも図られる締結具を提供することができる。また、本発明によれば脚部の首下不完全ねじ部を覆う位置までつば部を折り曲げる際に引っ張り力や圧縮力が駆動穴周辺に加わっても、駆動穴が変形することがない締結具を提供することができる。

本発明の実施形態に係る締結具の一例であるつば付ねじの要部を拡大した説明図。 本発明の実施形態に係る締結具の一例であるつば付ねじの正面図。 図２のつば付ねじをその軸線に沿って切断した端面図。 図２のつば付ねじの使用状態を示す説明図。 図２のつば付ねじの応用例を示す説明図。 図２のつば付ねじの他の応用例を示す説明図。 図２のつば付ねじの変形例を示す要部断面図。 従来例に係るつば付ねじの一部を切り欠いた要部断面図。

以下、本発明の実施形態に係る締結具の一例のつば付タッピンねじ（以下、つば付ねじという）を図面に基づき説明する。このつば付ねじ１は、図１ないし図４に示すように、駆動工具の一例の十字ドライバ（図示せず）と係合可能な十字形状の駆動穴２ａが成形された頭部２と、その軸心に沿って下方に延びる脚部３とを有している。前記頭部２は、その周縁から外方に延びかつ頭部２よりも大径のつば部４を有し、このつば部４はその縁部４ｃが後記する首下不完全ねじ部３ａの周囲を完全に覆う位置まで折り曲げられている。つば部４の脚部軸線方向断面は、外周４ｂ側において頭部２側から縁部４ｃに向かって延びる直線を有するように構成されている。また、前記頭部２の下面２ｂは脚部３を囲むように延びる平面でなっており、前記駆動穴２ａが頭部２に深く成形されていても駆動穴２ａの周囲には十分な肉厚が得られるように構成されている。

前記脚部３は、頭部２の首下付近に所定のねじ山高さに達しない不完全ねじ山３ａａおよび所定のねじ溝深さに達しない不完全ねじ溝３ａｂでなる首下不完全ねじ部３ａを有している。また、この脚部３は前記首下不完全ねじ部３ａに順次連続する完全ねじ部３ｂ、めねじ成形部３ｃおよび先絞り形状の先端案内部３ｄを有している。前記完全ねじ部３ｂは所定のねじ山高さを備えた完全ねじ山３ｂａおよび所定の深さを備えた完全ねじ溝３ｂｂを有し、めねじ成形部３ｃは被締結板５にめねじ部５ｃｂを徐々に塑性成形する成形ねじ山３ｃａを有している。

前記つば部４は頭部２との接合部Ｐの付近において最小の肉厚を有し、しかもこの肉厚は頭部２側からつば部４の縁部４ｃに向かうにしたがって漸増（図１中、つば部４から延びる２本の補助線参照）するように構成されている。この構成により、つば部４はその折り曲げに際して頭部２との接合部Ｐの付近全域にわたって薄くなるので折れ曲がり易く、かつ撓み易くなっている。また、前記つば部４はその縁部４ｃ付近に各種の加工を施すに十分な肉厚を持っており、つば部４の縁部４ｃがつば部４の折り曲げ時に圧縮されて十分な広さの平面でなるつば部座面４ａが形成されている。

上記つば付ねじでは、図４に示すように薄い２枚の被締結板５，５を締結する際に、これらを貫通して穿設された下穴（図示せず）に先端案内部３ｄ、めねじ成形部３ｃが順に挿入され、その壁面にめねじ部５ｃｂが塑性成形される。

続いて、このめねじ部５ｃｂには完全ねじ部３ｂの完全ねじ山３ｂａがねじ込まれ、ついにはつば部座面４ａが被締結板５に当接する位置に達する。この時、首下不完全ねじ部３ａの不完全ねじ山３ａａおよび不完全ねじ溝３ａｂが被締結板５から上方に飛び出して位置するので、首下不完全ねじ部３ａの影響を受けることなく、被締結板５，５は締結される。また、このつば付ねじ１によれば、被締結板５，５の下穴に成形されためねじ部５ｃｂに完全ねじ部３ｂの完全ねじ山３ｂａが螺合する。そのため、この完全ねじ山３ｂａとめねじ部５ｃｂとの引っ掛かり率も高く、十分な摩擦力を得て、十分な保持力を確保することができる。さらに、被締結板５，５の締結時に脚部３に軸力が加わると、頭部２とつば部４との接合位置Ｐの付近全域が撓み易いことから、つば部４は十分な弾性力を保持して緩み止めの効果も持続することができる。しかも、つば部４はその縁部４ｃ付近に十分な肉厚を持っているので、その縁部４ｃの圧縮強度が大きく、縁部４ｃに各種の加工を施すことができる。そのため、つば部４の折り曲げ時につば部４の縁部４ｃを圧縮しても、つば部４の縁部４ｃに加工割れが生じるようなことはない。これにより、被締結板５に当接するつば部座面４ａを十分な広さの平面に成形することができるようになり、被締結板５との摩擦力を十分に確保して頭部２の緩み方向の回転を防ぐことができる。

また、前述のつば付ねじ１ではつば部４の肉厚は頭部２との接合位置Ｐの付近全域で薄くて折り曲がり易くなっているので、折り曲げ時の応力が小さくなる。そのため、脚部３の首下不完全ねじ部３ａの周囲を覆う位置までつば部４を深く折り曲げても、その外周面に加工割れが生じることがない。

さらに、つば部４の脚部軸線方向断面が外周４ｂ側において頭部２側から縁部４ｃに向かって延びる直線を有する構成であるので、つば付ねじ１が繰り返し使用されても、つば部４の弾性力が低下するようなことは生じない。

なお、上記つば付ねじ１は十字ドライバが係合する駆動穴２ａを持つ頭部２とこれよりも大径のつば部４と首下不完全ねじ部３ａおよび完全ねじ部３ｂが成形された脚部３とからなり、つば部４はその縁部４ｃが脚部３の首下不完全ねじ部３ａの周囲を覆う位置まで折り曲げられ、さらに頭部２の下面２ｂが脚部３を囲むように延びる平面に形成されている構成を持つだけでもよい。この構成によれば、首下不完全ねじ部３ａの影響を受けずに被締結板５，５を締結することができる。また、駆動穴２ａの周辺に十分な肉厚が得られるので、つば部４を深く折り曲げる際に駆動穴２ａの周辺に引っ張り力や圧縮力が加わっても、駆動穴２ａが変形するようなことがない。

本発明の実施形態に係るつば付ねじの応用例を、図５および図６に示す。図５において、つば付ねじ１１はＯリング１６を組込んだ防水対応のつば付ねじであってもよく、この場合つば付ねじ１１はタッピンねじに限定されない。このつば付ねじ１１は、上述のつば付ねじ１とは脚部１３の形状において相違する。この脚部１３は、頭部首下から順次連続する不完全ねじ部１３ａ、完全ねじ部１３ｂ、めねじ成形部１３ｃおよび先端案内部１３ｄを有している。前記不完全ねじ部１３ａは頭部１２の首下付近に不完全ねじ山１３ａａおよび不完全ねじ溝１３ａｂに加えてねじ山未成形部１３ａｃを有している。また、前記不完全ねじ部１３ａ，完全ねじ部１３ｂおよびめねじ成形部１３ｃの各ねじ山１３ａａ，１３ｂａ，１３ｃａの形状は非対称三角形状をしており、その隣接する２個のねじ山間の平ら部は薄板でなる２枚の被締結板（図示せず）の締結に最適な幅を有している。このつば付ねじ１１では、Ｏリング１６は頭部１２の下面１２ｂを形成する平面に当接するように組込まれる。また、このＯリング１６はつば部１４からはみ出すに十分な太さを持つように選定されており、つば部１４が相手部品（図示せず）に当接するまでつば付ねじ１１がねじ込まれると、Ｏリング１６は図５中想像線で示すようにつば部１４内に収納された状態で圧縮される。そのため、相手部品にＯリング１６を収納するための座ぐり穴等の加工を施す必要がない。また、このつば付ねじ１１ではつば部１４が深く折り曲げられているので、つば部１４の内面とＯリング１６とにより形成されるスペースＳが少なくなる。そのため、Ｏリング１６の圧縮時にスペースＳ内に余肉が充満するようにＯリング１６が選定されていると、スペースＳ内に移動する余肉を少なくできる。これにより、Ｏリング１６の圧縮率が高くなって防水効果を格段に向上させることができる。

図６において、つば付ねじ２１は電気機器（図示せず）の端子台２７に取付けられる端子ねじであってもよく、この場合もつば付ねじ２１はタッピンねじに限定されない。このつば付ねじ２１は、頭部２２の首下付近に不完全ねじ山２３ａａと不完全ねじ溝２３ａｂとねじ山未成形部２３ａｃとを備えた首下不完全ねじ部２３ａを有している。このつば付ねじ２１によれば、つば部２４が端子台２７に当接する時、端子台２７に成形されためねじ部２７ｃｂに当接する恐れのあるねじ山未成形部２３ａｃは端子台２７から上方に飛び出している。そのため、つば付ねじ２１は脚部２３の完全ねじ部２３ｂにより端子台２７にしっかりと取付けられるので、端子台２７から浮き上がることがなく、振動等により緩んで端子台２７から脱落するようなこともない。

本発明の実施形態に係るつば付ねじの変形例を、図７に示す。このつば付ねじ３１は、つば部３４の外周面の形状以外、前述のつば付ねじ１と同一の形状をしているので、同一部分の説明を省略する。図７において、前記つば部３４の脚部軸線方向断面は外周３４ｂ側において頭部３２側から縁部３４ｃに向かって延びる湾曲線を有している。このつば付ねじ３１によれば、頭部３２とつば部３４との接合位置Ｐの付近全域での撓み易さが格段に向上しているので、被締結板３５，３５の締結時には十分な弾性力を得ることができる。

なお、本発明の実施形態について説明したが、締結具はつば付タッピンねじに限定されるものでなく、つば付ボルトあるいはタッピン性能を持たないつば付ねじであってもよい。また、各部の具体的な構成は、上述した実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。

１…つば付ねじ
２…頭部
２ａ…駆動穴
２ｂ…下面
３…脚部
３ａ…首下不完全ねじ部
３ｂ…完全ねじ部
４…つば部

Claims (4)

1. 頭部と、これよりも大径のつば部と、首下不完全ねじ部および完全ねじ部が成形された脚部とからなり、つば部は脚部の首下不完全ねじ部を覆う位置まで折り曲げられてなる締結具であって、つば部の肉厚は頭部側からつば部の縁部に向かって漸増することを特徴とする締結具。
2. 前記つば部の脚部軸線方向断面は、外周側において頭部側から縁部に向かって延びる直線を有していることを特徴とする請求項１に記載の締結具。
3. 前記つば部の座面は平面に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の締結具。
4. 締付工具が係合する駆動穴を持つ頭部と、これよりも大径のつば部と、首下不完全ねじ部および完全ねじ部が成形された脚部とからなり、つば部は脚部の首下不完全ねじ部を覆う位置まで折り曲げられてなる締結具であって、頭部の下面は脚部を囲むように延びる平面であることを特徴とする締結具。

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