JP2017219158A - Coupling structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、タッピングネジを用いた2部材の結合構造に関する。 The present invention relates to a two-member connection structure using a tapping screw.
従来、第1の部材に形成したタッピング用穴に、第2の部材を挿通したタッピングネジのネジ部を締結し、第1の部材と第2の部材とを結合する締結構造が知られている(例えば、特許文献1参照)。
この従来技術では、タッピング用穴が、底部側の小径の第1の穴と、開口側の大径の第2の穴とで2段に形成されている。そして、初回の結合作業時には、第1のタッピングネジをタッピング用穴の底部側に設けられた小径の第1の穴に締結する。これにより、第1の穴は、第1のタッピングネジの雄ネジにより塑性変形されて雌ネジが形成され、両者が強固に締結される。
そして、この作業時に、不具合が生じ、一旦、第1のタッピングネジおよび第2の部材を取り外し、再度、第2の部材の固定作業を行う場合には、第1のタッピングネジよりも大径のネジ部を備えた第2のタッピングネジを、開口側の大径の第2の穴に締結する。したがって、第2のタッピングネジの雄ネジにより、第2の穴を新規に塑性変形させて雌ネジを形成し、両者を強固に締結できる。
このように、従来技術では、タッピングネジによりタッピング用下穴を塑性変形する構造でありながら、一旦、タッピングネジおよび第2の部材を取り外して、再度、第2の部材を結合することを可能とするとともに、その際に強固な結合を可能としていた。
Conventionally, a fastening structure is known in which a screw portion of a tapping screw inserted through a second member is fastened to a tapping hole formed in the first member, and the first member and the second member are coupled. (For example, refer to Patent Document 1).
In this prior art, the tapping hole is formed in two stages, a first hole having a small diameter on the bottom side and a second hole having a large diameter on the opening side. Then, at the time of the first coupling operation, the first tapping screw is fastened to the first small hole provided on the bottom side of the tapping hole. Thereby, the first hole is plastically deformed by the male screw of the first tapping screw to form the female screw, and both are firmly fastened.
In this operation, when a problem occurs, the first tapping screw and the second member are once removed, and when the second member is fixed again, the diameter is larger than that of the first tapping screw. A second tapping screw having a threaded portion is fastened to the large-diameter second hole on the opening side. Therefore, the second hole is newly plastically deformed by the male screw of the second tapping screw to form the female screw, and both can be firmly fastened.
As described above, in the prior art, the tapping screw and the second member can be removed once and the second member can be coupled again, though the tapping screw is plastically deformed by the tapping screw. At the same time, a strong bond was possible.
しかしながら、上述の従来技術では、タッピング用下穴として、異なる内径の第1の穴と第2の穴とを同軸に形成する必要がある。この場合、少なくとも径の異なる工具を複数回用いなければタッピング用下穴を形成することができないため、1つの工具により単一内径のタッピング用下穴を形成する場合と比較して、製造手間、製造時間、製造コストを要する。 However, in the above-described prior art, it is necessary to form the first hole and the second hole having different inner diameters coaxially as the tapping pilot holes. In this case, since a tapping pilot hole cannot be formed unless a tool having a different diameter is used a plurality of times, compared to the case where a single inner diameter tapping pilot hole is formed with one tool, the manufacturing labor, Manufacturing time and manufacturing cost are required.
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、単一の内径のタッピング用下穴を用いた場合であっても、複数回のタッピングネジの締結を可能とする結合構造を提供することを目的とする。 The present invention has been made paying attention to the above-described problem, and provides a coupling structure that allows a plurality of tapping screws to be fastened even when a tapping pilot hole having a single inner diameter is used. With the goal.
本発明の結合構造は、第1の部材と第2の部材とを結合する結合構造であって、
タッピン部用下穴に締結するタッピングネジとして、相互に長さが異なる複数種類のタッピングネジが用意され、
前記タッピングネジは、前記ネジ部の長さが、相対的に長いものは、相対的に短いものに対して、必要な締結力を得ることができる有効長以上長い寸法を有することを特徴とする結合構造とした。
The coupling structure of the present invention is a coupling structure for coupling the first member and the second member,
Several types of tapping screws with different lengths are prepared as tapping screws for fastening to the pilot holes for tapping parts.
The tapping screw has a dimension that is longer than an effective length by which a necessary fastening force can be obtained with respect to a relatively long screw part having a relatively long length. A bonded structure was adopted.
本発明の結合構造にあっては、タッピングネジをタッピング用下穴に再締結する場合には、前回締結したタッピングネジよりもネジ部の長さが、有効長以上長いタッピングネジを締結する。これにより、タッピング用下穴において、有効長以上の長さの部分を新たに塑性変形させて必要な締結力を得ることができる。
したがって、加工が容易な単一内径のタッピング用下穴を用いた場合であって、複数回のタッピングネジの締結および必要な締結力の確保が可能である。そして、このような再締結を可能とするために、特殊な下穴構造としたり、その製造のための加工部品を交換したりする作業が不要で、製造コスト、製造手間を低減できる。
In the coupling structure of the present invention, when the tapping screw is re-fastened to the tapping pilot hole, the tapping screw having a screw portion longer than the effective length by the tapping screw fastened last time is fastened. Thereby, in the tapping pilot hole, a portion having a length longer than the effective length can be newly plastically deformed to obtain a necessary fastening force.
Therefore, it is a case where a tapping pilot hole having a single inner diameter that is easy to process is used, and a plurality of tapping screws can be fastened and a necessary fastening force can be secured. And in order to enable such re-fastening, it is not necessary to use a special pilot hole structure or to exchange a processed part for its manufacture, and the manufacturing cost and labor can be reduced.
以下、本発明の結合構造および結合方法を実現する最良の形態を、図面に示す実施の形態に基づいて説明する。
(実施の形態1)
まず、実施の形態1の結合構造を説明する。
図1、図2は実施の形態1のタッピングネジTSによる結合構造の概略を示す断面図である。
この実施の形態1の結合構造は、タッピングネジTSを用いて、第1の部材としての車載用のインバータ(図示省略)のパワーモジュール10に、第2の部材としてのインバータ駆動用の基板20を、結合するのに適用したものである。
Hereinafter, the best mode for realizing the coupling structure and the coupling method of the present invention will be described based on the embodiments shown in the drawings.
(Embodiment 1)
First, the coupling structure of the first embodiment will be described.
1 and 2 are cross-sectional views showing an outline of a coupling structure using the tapping screw TS according to the first embodiment.
In the coupling structure of the first embodiment, an inverter driving substrate 20 as a second member is attached to a power module 10 of an in-vehicle inverter (not shown) as a first member using a tapping screw TS. , Applied to join.
パワーモジュール10は、前述の車載用インバータ(図示省略)の本体内に設けられたもので、樹脂製であり、基板20を支持するボス部11と、このボス部11に形成されたタッピング用下穴12とを備える。なお、パワーモジュール10を形成する樹脂としては、例えば、ABS(アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン)樹脂やPOM(ポリアセタール)樹脂などを用いることができる。 The power module 10 is provided in the main body of the above-described in-vehicle inverter (not shown), is made of resin, and has a boss portion 11 that supports the substrate 20 and a tapping bottom formed on the boss portion 11. And a hole 12. In addition, as resin which forms the power module 10, ABS (acrylonitrile butadiene styrene) resin, POM (polyacetal) resin, etc. can be used, for example.
また、基板20には、パワーモジュール10に対し、所定の結合位置に配置した際に、タッピング用下穴12と同軸となる位置に、ネジ挿通用穴21が開口されている。 The board 20 is provided with a screw insertion hole 21 at a position coaxial with the tapping pilot hole 12 when the power module 10 is disposed at a predetermined coupling position.
タッピング用下穴12は、深さの寸法Lxの全長に亘り単一内径(内径hr)の丸穴であり、タッピングネジTSを締結した際には、このタッピング用下穴12の内周が塑性変形されて雌ネジ(図示省略)が形成される。なお、タッピング用下穴12の深さの寸法Lx、内径hrについては後述する。 The tapping pilot hole 12 is a round hole having a single inner diameter (inner diameter hr) over the entire length Lx, and when the tapping screw TS is fastened, the inner periphery of the tapping pilot hole 12 is plastic. A female screw (not shown) is formed by deformation. The depth dimension Lx and the inner diameter hr of the tapping pilot hole 12 will be described later.
タッピングネジTSは、頭部31とネジ部32とを備え、ネジ部32の外周には、雄ネジが形成されている。また、タッピングネジTSとして、本実施の形態1では、図3(a)(b)、(c)に示すように、ネジ部32の長さが異なる3種類のタッピングネジTS(1),TS(2),TS(3)が予め用意されている。 The tapping screw TS includes a head portion 31 and a screw portion 32, and a male screw is formed on the outer periphery of the screw portion 32. Further, as the tapping screw TS, in the first embodiment, as shown in FIGS. 3A, 3B, and 3C, three types of tapping screws TS (1), TS having different lengths of the screw portion 32 are used. (2) and TS (3) are prepared in advance.
なお、3種類のタッピングネジTS(1),TS(2),TS(3)について説明するにあたり、特定の長さのものを指す場合には、符号TSの後に(1)(2)(3)を付けることで区別し、特定の長さのものを指さない場合には、単に、TSと表記する。ネジ部32についても、特定の長さのものを指す場合には、符号32の後に(1)(2)(3)を付けることで区別し、特定の長さのものを指さない場合には、単に、32と表記する。 In the description of the three types of tapping screws TS (1), TS (2), and TS (3), when a specific length screw is indicated, (1) (2) (3 ), And when it does not point to a specific length, it is simply written as TS. Also for the screw part 32, when it indicates a specific length, it is distinguished by adding (1), (2), and (3) after the reference numeral 32, and when the specific length is not indicated Is simply written as 32.
そして、ネジ部32は、前述のように、タッピング用下穴12の内周に雌ネジを形成するため、ネジ部32の雄ネジ部分の外径の寸法は、タッピング用下穴12の内径hrよりも大きな寸法に形成されている。 Since the screw part 32 forms a female screw on the inner periphery of the tapping pilot hole 12 as described above, the outer diameter of the male screw part of the screw part 32 is the inner diameter hr of the tapping pilot hole 12. It is formed in a larger dimension.
次に、タッピングネジTS(1),TS(2),TS(3)のネジ部32の長さの寸法Lnと、タッピング用下穴12の深さの寸法Lxとの関係について説明する。 Next, the relationship between the length dimension Ln of the screw portion 32 of the tapping screws TS (1), TS (2), and TS (3) and the depth dimension Lx of the tapping pilot hole 12 will be described.
まず、ネジ部32の寸法Lnについて、図3を参照しつつ説明する。
ネジ部32の長さの寸法Lnは、基板20の厚みt(図1参照)分の寸法Ltと、タッピング用下穴12への締結時に必要締結力を確保するための有効長Lyと、先端部のタッピング用下穴12の内径hrより小径の先端部無効長Lsvと、を合計した寸法である。なお、ネジ部の長さの寸法Lnにあっても、各ネジ部32(1),32(2),32(3)の個別の寸法を表す場合には、寸法Lnの後に(1)(2)(3)を付けることで区別する。
First, the dimension Ln of the screw part 32 will be described with reference to FIG.
The length Ln of the length of the screw portion 32 includes a dimension Lt corresponding to the thickness t (see FIG. 1) of the substrate 20, an effective length Ly for securing a necessary fastening force when fastening to the tapping pilot hole 12, and a tip. This is the total dimension of the tip invalid portion Lsv having a diameter smaller than the inner diameter hr of the tapping pilot hole 12 of the portion. In addition, even if it exists in the dimension Ln of the length of a screw part, when expressing the individual dimension of each screw part 32 (1), 32 (2), 32 (3), it is (1) ( 2) Differentiate by adding (3).
図3(a)に示す最も短いタッピングネジTS(1)のネジ部32(1)の長さの寸法Ln(1)は、寸法Ltと、有効長Lyと、先端部無効長Lsvと、を合計した寸法としている。なお、有効長Lyは、前述のようにタッピング用下穴12に締結した際に、必要な締結力を得るために予め設定された長さであり、有効長Lyとしては、この必要な締結力を得ることができる長さ以上であればよい。 The dimension Ln (1) of the length of the threaded portion 32 (1) of the shortest tapping screw TS (1) shown in FIG. 3A includes a dimension Lt, an effective length Ly, and a distal end invalid length Lsv. The total dimensions are used. The effective length Ly is a length set in advance to obtain a required fastening force when fastened to the tapping pilot hole 12 as described above. The effective length Ly is the required fastening force. As long as the length can be obtained.
3種のタッピングネジTSにおいて2番目に長い図3(b)に示すタッピングネジTS(2)のネジ部32(2)の長さの寸法Ln(2)は、ネジ部32(1)の長さの寸法Ln(1)に、有効長Lyを加算した寸法としている。すなわち、図3(a)(b)に示すように、ネジ部32(2)の長さの寸法Ln(2)は、Ln(1)−Lsv+Ly+Lsvである。また、実施の形態1では、上述のように、ネジ部32(2)の長さの寸法Ln(2)は、ネジ部32(1)の長さの寸法Ln(1)に、有効長Lyを加算した寸法としているが、寸法Ln(1)に対する加算値は、有効長Ly以上であればよい。また、ネジ部32(2)は、図3(b)において有効長Lyとして示す部分よりも上側の部分には、図示のように雄ネジを形成してもよいし、雄ネジを形成しなくてもよい。 The dimension Ln (2) of the length of the screw portion 32 (2) of the tapping screw TS (2) shown in FIG. 3B, which is the second longest among the three types of tapping screws TS, is the length of the screw portion 32 (1). The dimension obtained by adding the effective length Ly to the dimension Ln (1). That is, as shown in FIGS. 3A and 3B, the length dimension Ln (2) of the screw portion 32 (2) is Ln (1) −Lsv + Ly + Lsv. Further, in the first embodiment, as described above, the length dimension Ln (2) of the screw portion 32 (2) is equal to the effective length Ly of the length Ln (1) of the screw portion 32 (1). However, the added value for the dimension Ln (1) may be equal to or greater than the effective length Ly. Further, the screw portion 32 (2) may be formed with a male screw as shown in the figure above the portion shown as the effective length Ly in FIG. May be.
3種のタッピングネジTSにおいて最も長い図3(c)に示すタッピングネジTS(3)のネジ部32(3)の長さの寸法Ln(3)は、ネジ部32(2)の長さの寸法Ln(2)に、有効長Lyを加算した寸法としている。すなわち、図3(b)(c)に示すように、ネジ部32(3)の長さの寸法Ln(3)は、Ln(2)−Lsv+Ly+Lsvである。この場合も、寸法Ln(2)に対する加算値は、有効長Ly以上であればよい。また、ネジ部32(3)は、図3(c)において有効長Lyとして示す部分よりも上部には、図示のように雄ネジを形成してもよいし、雄ネジを形成しなくてもよい。
以上のように、タッピングネジTSの短い方からn+1番目のネジ部の長さLn+1は、Ln+1=Ln−Lt−Lsv+Ly×(n+1)+Lt+Lsvとなるように設定した。
The dimension Ln (3) of the length of the screw portion 32 (3) of the tapping screw TS (3) shown in FIG. 3 (c) which is the longest among the three types of tapping screws TS is the length of the screw portion 32 (2). The dimension is obtained by adding the effective length Ly to the dimension Ln (2). That is, as shown in FIGS. 3B and 3C, the length dimension Ln (3) of the screw portion 32 (3) is Ln (2) −Lsv + Ly + Lsv. Also in this case, the added value for the dimension Ln (2) may be equal to or greater than the effective length Ly. In addition, the screw portion 32 (3) may be formed with a male screw as shown in the figure above the portion shown as the effective length Ly in FIG. Good.
As described above, the length Ln + 1 of the (n + 1) -th screw portion from the shorter tapping screw TS is set to be Ln + 1 = Ln−Lt−Lsv + Ly × (n + 1) + Lt + Lsv.
タッピング用下穴12の深さの寸法Lxは、最も長いタッピングネジTS(3)のネジ部32(3)の長さの寸法Ln(3)よりも僅かに大きな寸法に形成されている。したがって、このタッピングネジTS(3)をタッピング用下穴12に締結した際に、その先端が、タッピング用下穴12の底部12aに達することがない。 The depth dimension Lx of the tapping pilot hole 12 is formed to be slightly larger than the length dimension Ln (3) of the threaded portion 32 (3) of the longest tapping screw TS (3). Therefore, when the tapping screw TS (3) is fastened to the tapping pilot hole 12, the tip thereof does not reach the bottom 12a of the tapping pilot hole 12.
次に、実施の形態1の作用としての締結方法を図面に基づいて説明するが、これに先立ち比較例について説明する。 Next, although the fastening method as an effect | action of Embodiment 1 is demonstrated based on drawing, a comparative example is demonstrated prior to this.
(比較例)
図4は、比較例のタッピングネジによる結合構造について説明する。
この比較例は、第1の部材010のボス部011に第2の部材020を固定するもので、第1の部材のボス部011は、一般的な寸法のタッピング用下穴012を備える。このタッピング用下穴012の深さ寸法0Lxは、締結するタッピングネジ030のネジ部032の長さ寸法0Lnにより決定され、タッピングネジ030の締結時にその先端がタッピング用下穴012の底部に接触しない寸法に形成されている。なお、この先端がタッピング用下穴012の底部に接触しない寸法とは、例えば、ネジ部032の寸法0Lnに1mm程度加算した寸法である。
(Comparative example)
FIG. 4 illustrates a coupling structure using a tapping screw according to a comparative example.
In this comparative example, the second member 020 is fixed to the boss part 011 of the first member 010, and the boss part 011 of the first member includes a tapping pilot hole 012 having a general size. The depth dimension 0Lx of the tapping pilot hole 012 is determined by the length dimension 0Ln of the screw part 032 of the tapping screw 030 to be fastened, and the tip thereof does not contact the bottom part of the tapping pilot hole 012 when the tapping screw 030 is fastened. Dimension is formed. The dimension that the tip does not contact the bottom of the tapping pilot hole 012 is, for example, a dimension obtained by adding about 1 mm to the dimension 0Ln of the screw part 032.
この比較例では、例えば、第1の部材010に第2の部材020をアッセンブリする作業中に、タッピングネジ030を第2の部材020に落下させて第2の部材020に不具合を与えた場合などには、第2の部材020を新規なものに交換している。このような製造過程において、一度締結したタッピングネジ030を、一旦を外し、第2の部材020の交換後に、再度締結を行う。 In this comparative example, for example, when the second member 020 is assembled to the first member 010, the tapping screw 030 is dropped on the second member 020 to cause a problem with the second member 020. The second member 020 is replaced with a new one. In such a manufacturing process, the tapping screw 030 once fastened is once removed and fastened again after the second member 020 is replaced.
その際、通常のネジ締結構造の場合であれば、ネジを新品に交換後、再締結することが可能であるが、タッピングネジ030では、その締結時に、タッピングネジ030自身で、タッピング用下穴012を塑性変形させる。このため、再締結時には、十分な締結トルクが得られず、タッピング用下穴012をそのまま再利用できない。よって、ボス部011の交換が必要であったり、ボス部011の別の箇所にタッピング用下穴012を切り直したりする必要があり、これらの場合、追加工時間とコストがかかる。
あるいは、上記特許文献1に記載の技術を用いることもできるが、この場合も、上述したように、製造手間、製造時間、製造コストが余分にかかる。
At that time, in the case of a normal screw fastening structure, it is possible to re-fasten the screw after replacing it with a new one. However, with the tapping screw 030, the tapping screw 030 itself uses the tapping screw 030 itself at the time of fastening. 012 is plastically deformed. For this reason, at the time of re-fastening, sufficient fastening torque cannot be obtained, and the tapping pilot hole 012 cannot be reused as it is. Therefore, it is necessary to replace the boss part 011 or to recut the tapping pilot hole 012 at another part of the boss part 011. In these cases, additional processing time and cost are required.
Or although the technique of the said patent document 1 can also be used, also in this case, as mentioned above, manufacturing effort, manufacturing time, and manufacturing cost take extra.
(実施の形態1における締結作業)
次に、本実施の形態1の締結方法による締結作業手順を説明する。
<初回の締結時>
初回の基板20の固定作業時には、図1に示すように、ネジ部32の長さが最も短いタッピングネジTS(1)を用いて、パワーモジュール10に基板20を結合する。すなわち、基板20のネジ挿通用穴21を、タッピング用下穴12と同軸位置に配置し、タッピングネジTS(1)のネジ部32(1)を、ネジ挿通用穴21に挿通させてタッピング用下穴12に締結する。
(Fastening work in Embodiment 1)
Next, a fastening work procedure according to the fastening method of the first embodiment will be described.
<At the first conclusion>
At the time of fixing the substrate 20 for the first time, as shown in FIG. 1, the substrate 20 is coupled to the power module 10 by using the tapping screw TS (1) having the shortest screw portion 32. That is, the screw insertion hole 21 of the substrate 20 is disposed at the same position as the tapping pilot hole 12, and the screw portion 32 (1) of the tapping screw TS (1) is inserted into the screw insertion hole 21 for tapping. Fasten to the pilot hole 12.
これにより、タッピングネジTS(1)のネジ部32の外周に形成された雄ネジによりタッピング用下穴12の内周が、雌ネジ形状に塑性変形され、必要な締結力を得ることができ。この場合、タッピング用下穴12は、その深さの寸法Lxのうち、図1に示すように、上端の開口端から有効長Lyだけ下方位置まで塑性変形され、必要な締結力が得られる。 Thereby, the inner periphery of the tapping pilot hole 12 is plastically deformed into a female screw shape by the male screw formed on the outer periphery of the screw portion 32 of the tapping screw TS (1), and a necessary fastening force can be obtained. In this case, the tapping pilot hole 12 is plastically deformed from the opening end of the upper end to the lower position by the effective length Ly, as shown in FIG. 1, and the necessary fastening force is obtained.
<再締結時>
次に、再度の固定作業を行う場合について説明する。
例えば、上記の初回の基板20の固定作業において、基板20に損傷を与えるなどの不具合が生じた場合には、一旦、タッピングネジTS(1)および基板20を外し、基板20を新たなものに交換する。
<When re-engaged>
Next, the case where the fixing work is performed again will be described.
For example, in the first fixing operation of the substrate 20, if a problem such as damage to the substrate 20 occurs, the tapping screw TS (1) and the substrate 20 are once removed, and the substrate 20 is replaced with a new one. Exchange.
この基板20の交換の際には、新たな基板20を、再度、ボス部11に固定するが、この際には、タッピングネジTS(1)よりも長いもの、例えば、図2に示すタッピングネジTS(2)をタッピング用下穴12に締結する。 When the substrate 20 is replaced, the new substrate 20 is fixed to the boss portion 11 again. At this time, a longer one than the tapping screw TS (1), for example, the tapping screw shown in FIG. TS (2) is fastened to the tapping pilot hole 12.
この場合、タッピングネジTS(2)のネジ部32(2)は、タッピング用下穴12において、タッピングネジTS(1)の締結時に塑性変形した有効長Ly分の深さよりも、さらに、有効長Ly分だけ深い位置まで締結する。これにより、タッピングネジTS(2)は、タッピング用下穴12を、新規に有効長Lyだけ塑性変形させて、必要な締結力を確保することができる。 In this case, the screw portion 32 (2) of the tapping screw TS (2) has an effective length further than the depth corresponding to the effective length Ly plastically deformed when the tapping screw TS (1) is fastened in the tapping pilot hole 12. Fasten to a position deeper by Ly. As a result, the tapping screw TS (2) can newly plastically deform the tapping pilot hole 12 by the effective length Ly to ensure a necessary fastening force.
<再々締結時>
タッピングネジTS(2)を用いて再締結した際に、不具合が生じ、再々度、基板20を交換する場合、タッピングネジTS(3)を用いてタッピング用下穴12に締結する。
<When re-signing>
When re-fastening using the tapping screw TS (2), a problem occurs, and when the substrate 20 is replaced again, it is fastened to the tapping pilot hole 12 using the tapping screw TS (3).
この場合、タッピングネジTS(3)のネジ部32(3)は、タッピング用下穴12おいて、タッピングネジTS(2)により塑性変形した深さLy+Lyよりもさらに有効長Ly分だけ深い部分まで塑性変形させて雌ネジを形成することができる。したがって、タッピングネジTS(3)を締結した際にも、必要な締結力を得ることができる。 In this case, the screw portion 32 (3) of the tapping screw TS (3) is further deeper by an effective length Ly than the depth Ly + Ly plastically deformed by the tapping screw TS (2) in the tapping pilot hole 12. An internal thread can be formed by plastic deformation. Therefore, a necessary fastening force can be obtained even when the tapping screw TS (3) is fastened.
以上のように、本実施の形態1では、単一内径のタッピング用下穴12を用いながら、タッピングネジTS(1)、TS(2)、TS83)を用いて、複数回の締結が可能であり、かつ、その都度必要な締結力を得ることができる。そして、再締結のために、特殊な下穴構造としたりその製造のための加工部品を交換したりする作業が不要で、製造手間、製造時間、製造コストを低減できる。 As described above, in the first embodiment, the tapping screws TS (1), TS (2), TS83) can be used for a plurality of times of fastening while using the tapping pilot holes 12 having a single inner diameter. Yes, and the necessary fastening force can be obtained each time. For re-fastening, there is no need for a special pilot hole structure or replacement of a processed part for its manufacture, which can reduce manufacturing effort, manufacturing time, and manufacturing cost.
(実施の形態1の効果)
以下に、実施の形態1の効果を列挙する。
1)実施の形態1の結合構造は、
第1の部材としてのパワーモジュール10に形成されたタッピング用下穴12と、
第2の部材としての基板20に挿通してタッピング用下穴12に締結されるタッピングネジTSと、
を用いてパワーモジュール10と基板20とを結合する結合構造であって、
タッピングネジTSとして、タッピング用下穴12に締結されるネジ部32の長さが、タッピング用下穴12の深さの寸法Lxよりも短く、相互に長さが異なる複数種類のタッピングネジTS(1)、TS(2)、TS(3)が用意され、
タッピングネジTS(1)、TS(2)、TS(3)は、ネジ部32の長さが、相対的に長いものは、相対的に短いものに対して、必要な締結力を得ることができる有効長Ly以上長い寸法を有することを特徴とする。
(Effect of Embodiment 1)
The effects of the first embodiment are listed below.
1) The coupling structure of Embodiment 1 is
A tapping pilot hole 12 formed in the power module 10 as the first member;
A tapping screw TS inserted through the substrate 20 as the second member and fastened to the tapping pilot hole 12;
A coupling structure for coupling the power module 10 and the substrate 20 using
As the tapping screw TS, the length of the screw portion 32 fastened to the tapping pilot hole 12 is shorter than the depth dimension Lx of the tapping pilot hole 12, and a plurality of types of tapping screws TS (different from each other) 1), TS (2), TS (3) are prepared,
The tapping screws TS (1), TS (2), and TS (3) can obtain the required fastening force when the length of the screw portion 32 is relatively long when the screw portion 32 is relatively long. It has a dimension that is longer than the effective length Ly that can be achieved.
本実施の形態では、タッピングネジTSを再締結する場合には、前回締結したタッピングネジTS(1)よりもネジ部32の長さが長いタッピングネジTS(2)を締結する。これにより、タッピング用下穴12に対し、有効長Ly以上の長さを新たに塑性変形し必要な締結力を得ることができる。
したがって、単一内径のタッピング用下穴12を用いても、複数回のタッピングネジTSの締結が可能であるとともに、その都度、必要な締結力を確保することができる。そして、再締結のために、特殊な下穴構造としたりその製造のための加工部品を交換したりする作業が不要で、製造手間、製造時間、製造コストを低減できる。また、タッピングネジTSも、ネジ部32の長さが異なるだけであり、既存の汎用品の使用が容易であり、その点でも、製造手間、製造時間、製造コストを抑えることができる。
In the present embodiment, when the tapping screw TS is re-fastened, the tapping screw TS (2) whose screw portion 32 is longer than the tapping screw TS (1) fastened last time is fastened. As a result, the tapping pilot hole 12 can be plastically deformed to a length equal to or longer than the effective length Ly to obtain a necessary fastening force.
Therefore, even when the tapping pilot hole 12 having a single inner diameter is used, the tapping screw TS can be fastened a plurality of times, and a necessary fastening force can be secured each time. For re-fastening, there is no need for a special pilot hole structure or replacement of a processed part for its manufacture, which can reduce manufacturing effort, manufacturing time, and manufacturing cost. In addition, the tapping screw TS is different only in the length of the screw portion 32, and it is easy to use an existing general-purpose product. In this respect as well, manufacturing labor, manufacturing time, and manufacturing cost can be suppressed.
2)実施の形態1の結合構造は、
タッピングネジTS(1)、TS(2)、TS(3)のうち、最も短いネジ部32(1)は、少なくとも、基板20の厚さt分の寸法Ltと、有効長Lyと、先端部無効長Lsvと、を加算した値以上の寸法Ln(1)を備え、
他のタッピングネジTS(2)、TS(3)のネジ部32(2)、32(3)は、相対的に短いネジ部32(1)の寸法のものに対し、少なくとも有効長Lyを加算した寸法Ln(2),Ln(3)を有することを特徴とする。
したがって、ネジ部32の長さとして、有効長Lyを確実に確保して、確実な再締結が可能である。
2) The coupling structure of Embodiment 1 is
Among the tapping screws TS (1), TS (2), TS (3), the shortest screw portion 32 (1) has at least a dimension Lt corresponding to the thickness t of the substrate 20, an effective length Ly, and a tip portion. A dimension Ln (1) equal to or greater than the value obtained by adding the invalid length Lsv,
The screw portions 32 (2) and 32 (3) of the other tapping screws TS (2) and TS (3) add at least an effective length Ly to those of the relatively short screw portion 32 (1). It is characterized by having the dimensions Ln (2) and Ln (3).
Therefore, the effective length Ly can be reliably ensured as the length of the screw portion 32, and reliable re-fastening is possible.
3)実施の形態1の結合構造は、
他のタッピングネジTS(2)、TS(3)のネジ部32(2)、32(3)は、短いものからの順をnとし、基板20の厚さ分の寸法をLt、有効長をLy、先端部無効長をLsvとした場合に、n+1番目のネジ部の長さLn+1は、
Ln+1=Ln−Lt−Lsv+Ly×(n+1)+Lt+Lsvとした
ことを特徴とする。
したがって、ネジ部32(2)、32(3)の長さを必要最小限としつつ、必要な締結力を確実に得ることができる。また、これにより、ネジ部32(2)、32(3)の長さの選択肢が広がり、しかも、専用の長さのネジを準備する必要が無いため、部品共用化によるコスト削減が可能となる。
加えて、各タッピングネジTS(1)、TS(2)、TS(3)の締結力の均一化を図り、結合品質の均一化を図ることが可能となる。
さらに、タッピング用下穴12の深さの寸法Lxも必要最小限に抑えることができることにより、パワーモジュール10の寸法を抑えつつ、再締結可能な回数を多く確保することができる。
3) The coupling structure of Embodiment 1 is
The thread portions 32 (2) and 32 (3) of the other tapping screws TS (2) and TS (3) are n in the order from the shortest, the dimension corresponding to the thickness of the substrate 20 is Lt, and the effective length is When Ly and the distal end invalid length are Lsv, the length Ln + 1 of the (n + 1) -th screw portion is
Ln + 1 = Ln−Lt−Lsv + Ly × (n + 1) + Lt + Lsv.
Therefore, the necessary fastening force can be reliably obtained while minimizing the length of the screw portions 32 (2) and 32 (3). In addition, this makes it possible to expand the options of the lengths of the screw portions 32 (2) and 32 (3), and further, it is not necessary to prepare a screw having a dedicated length, so that the cost can be reduced by sharing the parts. .
In addition, the fastening force of each tapping screw TS (1), TS (2), TS (3) can be made uniform, and the coupling quality can be made uniform.
Furthermore, since the dimension Lx of the depth of the tapping pilot hole 12 can be suppressed to a necessary minimum, it is possible to secure a large number of re-fastening operations while suppressing the dimension of the power module 10.
4)実施の形態1のタッピングネジを用いた結合方法は、
まず、相対的に短いタッピングネジとしてのタッピングネジTS(1)のネジ部32(1)を、基板20に挿通した上で、タッピング用下穴12に締結して、基板20をパワーモジュール10に結合し、
次に、基板20を一旦取り外して再結合するときには、
まず、タッピングネジTS(1)を取り外し、
次に、相対的に長いタッピングネジとしてのタッピングネジTS(2)を、再結合する基板20に挿通した上でタッピング用下穴12に締結する
ことを特徴とする。
したがって、上記1)のように、単一内径のタッピング用下穴12を用いても、複数回のタッピングネジTSの締結および必要な締結力の確保が可能である。よって、再締結のために、特殊な下穴構造としたりその製造のための加工部品を交換したりする作業が不要で、製造手間、製造時間、製造コストを低減できる。
4) The coupling method using the tapping screw of the first embodiment is as follows:
First, the screw part 32 (1) of the tapping screw TS (1) as a relatively short tapping screw is inserted into the substrate 20, and then fastened to the tapping pilot hole 12, so that the substrate 20 is attached to the power module 10. Combine and
Next, when the substrate 20 is once removed and recombined,
First, remove the tapping screw TS (1),
Next, the tapping screw TS (2) as a relatively long tapping screw is inserted into the substrate 20 to be recombined and then fastened to the tapping pilot hole 12.
Therefore, even when the tapping pilot hole 12 having a single inner diameter is used as in 1) above, it is possible to fasten the tapping screw TS a plurality of times and ensure the necessary fastening force. Therefore, a special pilot hole structure for re-fastening or a work for exchanging a processed part for the manufacture thereof is not required, and manufacturing labor, manufacturing time, and manufacturing cost can be reduced.
(他の実施の形態)
次に、他の実施の形態の結合構造について説明する。
なお、他の実施の形態の説明において、他の実施の形態と共通する構成には当該実施の形態と同じ符号を付して説明を省略し、当該実施の形態との相違点のみ説明する。
(Other embodiments)
Next, a coupling structure according to another embodiment will be described.
Note that in the description of other embodiments, components that are the same as those in the other embodiments are denoted by the same reference numerals as those of the present embodiment, and description thereof is omitted. Only differences from the present embodiment will be described.
(実施の形態2)
実施の形態2は、タッピング用下穴212が、パワーモジュール210のボス部211に貫通して形成されていることを特徴とする。
(Embodiment 2)
The second embodiment is characterized in that a tapping pilot hole 212 is formed so as to penetrate the boss portion 211 of the power module 210.
したがって、この実施の形態2では、上記1)〜4)の効果に加え、下記の効果を奏する。
すなわち、実施の形態2では、タッピング用下穴212が底部を有しないことから、締結するタッピングネジTSの長さに対し、パワーモジュール210の図において上下方向寸法を抑え、パワーモジュール210のコンパクト化をさらに図ることができる。
Therefore, in the second embodiment, in addition to the effects 1) to 4), the following effects are obtained.
That is, in the second embodiment, since the tapping pilot hole 212 does not have a bottom portion, the vertical dimension in the figure of the power module 210 is suppressed with respect to the length of the tapping screw TS to be fastened, and the power module 210 is made compact. Can be further planned.
以上、本発明を実施の形態に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。 As described above, the present invention has been described based on the embodiment. However, the specific configuration is not limited to this embodiment, and it does not depart from the gist of the invention according to each claim of the claims. Design changes and additions are allowed.
例えば、実施の形態では、パワーモジュールに基板を結合する例を示したが、第1の部材、第2の部材としては、これらに限定されるものではない。すなわち、少なくとも、第1の部材が、タッピングネジにより塑性変形可能なものであれば、車載部品以外にも、産業機器、家電、その他の部材の結合にも適用することができる。
また、実施の形態では、用意するタッピングネジとして、3種類のネジ部の長さを示したが、ネジの長さの種類としてはこれに限定されず、少なくとも2種類として、1回の再締結を可能としてもよい。あるいは、ネジ部の長さを4種類以上とし、3回以上の再締結を可能としてもよい。さらに、実施の形態では、各タッピングネジの長さの寸法差を、有効長とした例を示したが、これに限定されず、有効長よりも長い寸法差としてもよい。この場合には、締結時の締結力をより確実に確保可能となる。
For example, in the embodiment, the example in which the substrate is coupled to the power module has been described, but the first member and the second member are not limited to these. That is, as long as at least the first member can be plastically deformed by a tapping screw, it can be applied to the connection of industrial equipment, home appliances, and other members in addition to the in-vehicle components.
In the embodiment, the length of the three types of screw portions is shown as the tapping screw to be prepared. However, the type of the screw length is not limited to this, and at least two types are re-fastened once. May be possible. Alternatively, the length of the screw part may be four or more, and the refastening may be performed three or more times. Furthermore, in the embodiment, an example in which the dimensional difference in the length of each tapping screw is an effective length is shown, but the present invention is not limited to this, and may be a dimensional difference longer than the effective length. In this case, the fastening force at the time of fastening can be ensured more reliably.
また、実施の形態では、ネジ部の全長に亘り雄ネジを形成した例を図示したが、雄ネジは、少なくとも、図3において有効長Lyを表記した先端側に形成されていれば、それよりも東部側には、雄ネジを形成していなくてもよい。 Further, in the embodiment, the example in which the male screw is formed over the entire length of the screw portion is illustrated. However, if the male screw is formed at least on the distal end side that represents the effective length Ly in FIG. However, a male screw may not be formed on the east side.
さらに、実施の形態では、n+1番目のネジ部の長さLn+1を、Ln+1=Ln−Lt−Lsv+Ly×(n+1)+Lt+Lsvとした例を示したが、Ln+1>Ln−Lt−Lsv+Ly×(n+1)+Lt+Lsvとしてもよい。この場合、再締結時に、より高い締結力を確実に確保することができる。 Furthermore, in the embodiment, the example in which the length Ln + 1 of the (n + 1) th screw portion is set to Ln + 1 = Ln−Lt−Lsv + Ly × (n + 1) + Lt + Lsv is shown, but Ln + 1> Ln−Lt−Lsv + Ly × (n + 1) + Lt + Lsv It is good. In this case, a higher fastening force can be reliably ensured at the time of re-fastening.
10 パワーモジュール(第1の部材)
11 ボス部
12 タッピング用下穴
20 基板(第2の部材)
31 頭部
32 ネジ部
Ln (ネジ部の長さの)寸法
Lsv 先端部無効長
Lt (基板20の厚みt分の)寸法
Lx (タッピング用下穴の深さの)寸法
Ly 有効長
TS タッピングネジ
10 Power module (first member)
11 Boss portion 12 Tapping pilot hole 20 Substrate (second member)
31 Head portion 32 Threaded portion Ln (Thread portion length) dimension Lsv Tip end invalid length Lt (Substrate 20 thickness t) Dimension Lx (Tapping pilot hole depth) Dimension Ly Effective length TS Tapping screw
Claims (4)
第2の部材に挿通して前記タッピング用下穴に締結されるタッピングネジと、
を用いて前記第1の部材と前記第2の部材とを結合する結合構造であって、
前記タッピングネジとして、前記タッピング用下穴に締結されるネジ部の長さが、前記タッピング用下穴の深さ寸法よりも短く、相互に長さが異なる複数種類のタッピングネジが用意され、
前記タッピングネジは、前記ネジ部の長さが、相対的に長いものは、相対的に短いものに対して、必要な締結力を得ることができる有効長以上長い寸法を有する
ことを特徴とする結合構造。 A tapping pilot hole formed in the first member;
A tapping screw inserted through the second member and fastened to the tapping pilot hole;
A coupling structure for coupling the first member and the second member using
As the tapping screw, there are prepared a plurality of types of tapping screws in which the length of the screw portion fastened to the tapping pilot hole is shorter than the depth dimension of the tapping pilot hole, and the lengths are different from each other.
The tapping screw has a dimension that is longer than an effective length by which a necessary fastening force can be obtained with respect to a relatively long screw part having a relatively long length. Bond structure.
前記タッピングネジのうち、最も短いネジ部は、少なくとも、前記第2の部材の厚さと、前記有効長と、先端部の無効長と、を加算した値以上の寸法を備え、
他のタッピングネジの前記ネジ部は、相対的に短い前記ネジ部の寸法のものに対し、少なくとも前記有効長を加算した寸法を有する
ことを特徴とする結合構造。 The coupling structure according to claim 1,
Of the tapping screws, the shortest screw portion has at least a dimension equal to or greater than a value obtained by adding the thickness of the second member, the effective length, and the ineffective length of the tip.
The screw structure of another tapping screw has a size obtained by adding at least the effective length to a screw portion having a relatively short size.
前記他のタッピングネジのネジ部は、短いものからの順をnとし、前記第2の部材の厚さをt、前記有効長をLy、無効長をLsvとした場合に、n+1番目のネジ部の長さLn+1は、
Ln+1≧Ln−t−Lsv+Ly×(n+1)+t+Lsvとした
ことを特徴とする結合構造。 The coupling structure according to claim 2,
The thread portion of the other tapping screw is n + 1 when the thickness from the shortest is n, the thickness of the second member is t, the effective length is Ly, and the ineffective length is Lsv. The length Ln + 1 of
Ln + 1 ≧ Ln−t−Lsv + Ly × (n + 1) + t + Lsv
まず、相対的に短いタッピングネジの前記ネジ部を、前記第2の部材に挿通した上で、前記タッピング用下穴に締結して、前記第2の部材を前記第1の部材に結合し、
次に、前記第2の部材を一旦取り外して再結合するときには、
まず、前記相対的に短いタッピングネジを取り外し、
次に、相対的に長いタッピングネジを、再結合する前記第2の部材に挿通した上で前記タッピング用下穴に締結する
ことを特徴とする結合方法。 It is the coupling | bonding method by the coupling | bonding structure of any one of Claims 1-3, Comprising:
First, after inserting the screw portion of a relatively short tapping screw into the second member, the second tapping screw is fastened to the tapping pilot hole, and the second member is coupled to the first member,
Next, when removing and recombining the second member,
First, remove the relatively short tapping screw,
Next, a relatively long tapping screw is inserted into the second member to be recoupled, and then fastened to the tapping pilot hole.
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