JP2021121740A - 電子機器の締結構造及びそれを備える電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】ねじによる締結を解除する際に、ねじの引っかかり及びねじの脱落を防止しつつ、ねじによって締結される部材が低背化された電子機器の締結構造及びそれを備える電子機器を提供する。【解決手段】ねじ１は、頭部１ａと、少なくとも一部にねじ山が形成された軸部１ｂを有する。第１の被締結部材２は、ねじ１の軸部１ｂが挿入される貫通孔２ａ及び貫通孔２ａの外側にねじ１の軸方向に沿って伸びた溝部２ｂが形成された基面２１を有し、基面２１において貫通孔２ａの開口端部が狭まるように突出したフランジ部２ｄを有する。第１の被締結部材２の溝部２ｂには、弾性部材５が圧縮された状態で収納される。ねじ１の軸部１ｂには、脱落防止部材６が嵌合される。脱落防止部材６は、貫通孔２ａの内側に設けられる。第２の被締結部材３は、ねじ１の軸方向に沿って第１の被締結部材２に並んで配置され、ねじ孔３ａでねじ１と螺合される。【選択図】 図１

Description

本開示は、ねじを用いた電子機器の締結構造及びそれを備える電子機器に関する。

一般的に、電子機器は、ねじを用いて他の部品や天井、壁等の様々な場所に取り付けられる。電子機器では、取り付け作業及び取り外し作業を効率よく行うため、ねじによる締結を解除する際に、ねじが電子機器に引っかかることなく、かつ電子機器からねじが抜け落ちないような締結構造が求められている。例えば、特許文献１では、ねじ部とつまみ部の間にコイルばね及びワッシャを挿着し、つまみねじ用穴に挿入した後、Ｅ型ワッシャを首細部に嵌着して電子機器を固定する構造が開示されている。コイルばねが、つまみねじを上方に持ち上げるように作用することで、電子機器の着脱時に電子機器本体がつまみねじに干渉するのを防いでいる。またＥ型ワッシャを嵌着することで、ねじ嵌合解除後にＥ型ワッシャが引っ掛かるようにして、電子機器からねじが脱落するのを防いでいる。また、非特許文献１では、スプリング付きのローレットつまみが開示されている。

実開平５−９６５１９号公報

ウエブサイト「モノタロウ」、スプリング付きローレットつまみ（ねじ部Ｍ３）https://www.monotaro.com/p/6110/1714/

しかしながら、従来のような構造では、コイルばねが収納される空間と、ねじ係り代分のねじ移動に伴って脱落防止のための部材が移動する空間とが直列に並ぶため、ねじの締結及び解除に必要な部材が長くなるという課題があった。

本開示は、上述のような課題を解決するためになされたもので、ねじによる締結を解除する際に、ねじの引っかかり及びねじの脱落を防止しつつ、ねじの締結及び解除に必要な部材が低背化された電子機器の締結構造及びそれを備える電子機器を提供することを目的とする。

本開示に係る電子機器の締結構造は、頭部及び少なくとも一部にねじ山が形成された軸部を有するねじと、ねじの軸部が挿入される貫通孔及び貫通孔の外側にねじの軸方向に沿って伸びた溝部が形成された基面を有し、基面において貫通孔の開口端部が狭まるように突出したフランジ部を有する第１の被締結部材と、ねじの締結状態において、第１の被締結部材の溝部に圧縮された状態で収納される弾性部材と、ねじの軸部に嵌合され、ねじの締結状態において、第１の被締結部材の貫通孔の内側に設けられる脱落防止部材と、ねじの軸方向に沿って第１の被締結部材に並んで配置され、ねじ孔でねじと螺合される第２の被締結部材とを備える。

また、本開示に係る電子機器の締結構造は、頭部及び少なくとも一部にねじ山が形成された軸部を有するねじと、ねじの軸部が挿入される貫通孔が形成された基面を有し、基面において貫通孔の開口端部が狭まるように突出したフランジ部を有する第１の被締結部材と、ねじの軸部に嵌合され、ねじの締結状態において、第１の被締結部材の貫通孔の内側に設けられる脱落防止部材と、ねじの軸方向に沿って第１の被締結部材に並んで配置され、ねじ孔でねじと螺合される第２の被締結部材と、ねじの締結状態において、第２の被締結部材のねじ孔の内側に、ねじの頭部と反対側の軸部の端部に当接され、圧縮された状態で収納される弾性部材とを備える。

本開示に係る電子機器の締結構造によれば、弾性部材を第１の被締結部材の貫通孔の外側に形成された溝部に収納し、脱落防止部材を第１の被締結部材の貫通孔の内側に設ける構成としたことで、ねじ締結を解除する際に、ねじの引っかかり及びねじの脱落を防止しつつ、ねじの締結及び解除に必要な部材を低背化することができる。

また、本開示に係る電子機器の締結構造によれば、弾性部材を第２の被締結部材のねじ孔の内側に、ねじの頭部と反対側の軸部の端部に当接され、圧縮された状態で収納し、脱落防止部材を第１の被締結部材の貫通孔の内側に設ける構成としたことで、ねじの引っかかり及びねじの脱落を防止しつつ、ねじの締結及び解除に必要な部材を低背化することができる。

実施の形態１に係る電子機器の締結構造の概略構成を示す断面図である。 実施の形態１に係る電子機器の締結構造の締結前の概略構成を示す断面図である。 実施の形態１に係る電子機器の締結構造の比較例を示す説明図である。 実施の形態２に係る電子機器の締結構造の概略構成を示す断面図である。

実施の形態１．
以下に電子機器の締結構造の一例を説明するが、この構成によって本発明が限定されるものではない。

図１は、実施の形態１に係る電子機器の締結構造の概略構成を示す断面図である。図１は、電子機器がねじによって締結された状態を示す。図１に示すように、本実施の形態に係る電子機器の締結構造１００は、ねじ１と、ねじ１が挿入される第１の被締結部材２と、ねじ１の軸方向に沿って第１の被締結部材２と並んで配置され、ねじ１と螺合される第２の被締結部材３とを備える。

ねじ１は、頭部１ａと、少なくとも一部にねじ山が形成された軸部１ｂとを備えている。ねじ１は、例えば、ボルト、ビス等である。以下の説明では、「上」とは、ねじ１の軸方向において、頭部１ａ側を指し、「下」とはその反対側を指すものとする。

第１の被締結部材２は、ねじ１の頭部１ａが設けられる基面２１を有し、基面２１には、ねじ１の軸部１ｂが挿入される貫通孔２ａが形成されている。締結状態において、ねじ１の軸部１ｂは、例えば貫通孔２ａの内壁２２で囲われている。第１の被締結部材２の基面２１には、貫通孔２ａを囲うようにワッシャ４が設けられている。締結状態において、ワッシャ４は、ねじ１の頭部１ａの下面と第１の被締結部材２の基面２１とに挟まれて設けられている。

第１の被締結部材２の基面２１には、貫通孔２ａの外側に、ねじ１の軸方向に沿って伸びた溝部２ｂが形成されている。溝部２ｂには、弾性部材５が収納されている。図１に示す例では、溝部２ｂは貫通孔２ａを囲うように環状に形成されており、弾性部材５として、コイルばねが収納されている。溝部２ｂは、第１の被締結部材２を貫通しておらず底面２ｃを有している。また溝部２ｂは、上から蓋をするようにワッシャ４で覆われている。そのため、ワッシャ４の外径は、溝部２ｂの外径及び弾性部材５の外径より大きい。締結状態では、弾性部材５がワッシャ４によって底面２ｃに押し付けられ、圧縮された状態で溝部２ｂに収納される。このように、弾性部材５を第１の被締結部材２に収納することで、ねじ１の締結を解除する際、弾性部材５がねじ１を押し上げるので、引っかかりなく緩めることができる。ここで、ワッシャ４は必須の構成ではなく、ねじ１の頭部１ａの外径が溝部２ｂを覆うのに十分な大きさである場合は用いなくてもよい。

また第１の被締結部材２は、ねじ１の頭部１ａが設けられる基面２１において貫通孔２ａの開口端部が狭まるように突出したフランジ部２ｄを有する。貫通孔２ａの内径は、フランジ部２ｄにおいて、ねじ１の頭部１ａの外径よりも小さく形成されている。また、貫通孔２ａの内径は、フランジ部２ｄより下側において、ねじ１の軸部１ｂの外径より大きく形成されている。これにより、ねじ１の軸部１ｂと第１の被締結部材２の貫通孔２ａの内壁２２とが非接触となるため、ねじ締結を解除する際、第１の被締結部材２に引っかかることなく緩めることができる。

第１の被締結部材２は、例えば、樹脂成形品で製造されることで、貫通孔２ａ、溝部２ｂ及びフランジ部２ｄを実現することができる。

ねじ１の軸部１ｂのねじ山には、脱落防止部材６が嵌合されている。脱落防止部材６は、例えば環状に形成された樹脂製のワッシャである。脱落防止部材６は、軸部１ｂのねじ山に固定できるのであれば、金属製のワッシャや薄型成形品でも実現できる。脱落防止部材６は、第１の被締結部材２のフランジ部２ｄより下側の貫通孔２ａの内側に設けられる。脱落防止部材６の外径は、フランジ部２ｄにおける貫通孔２ａ側の開口端部の内径よりも大きい。

このように、脱落防止部材６を、第１の被締結部材２のフランジ部２ｄより下側の貫通孔２ａの内側に設けることで、ねじ締結を解除し、弾性部材５がねじ１を押し上げた際、脱落防止部材６が第１の被締結部材２のフランジ部２ｄに引っかかるため、ねじ１が第１の被締結部材２から抜け落ち、完全に分離してしまうのを防ぐことができる。

第２の被締結部材３は、ねじ孔３ａに雌ねじが形成され、ねじ１と螺合されている。ここで、ねじ１がタッピングねじの場合は、ねじ孔３ａに予め雌ねじを設けておく必要はない。第２の被締結部材３は、雌ねじを形成できればよく、樹脂成形品又は板金としてねじ加工を施すことで既存技術の範囲で実現できる。

次に、ねじ１によって第１の被締結部材２と第２の被締結部材３とを締結する手順を説明する。図２は、実施の形態１に係る電子機器の締結構造の締結前の概略構成を示す断面図である。

図２（ａ）に示すように、ワッシャ４にねじ１の軸部１ｂを通す。また、第１の被締結部材２の溝部２ｂに弾性部材５を挿入する。そして、図２（ｂ）に示すように、ワッシャ４に通されたねじ１の軸部１ｂを第１の被締結部材２の貫通孔２ａに通す。その後、フランジ部２ｄより下側に位置するねじ１の軸部１ｂに脱落防止部材６を取り付ける。このとき、締結状態において脱落防止部材６が第１の被締結部材２、第２の被締結部材３に接触しないように取り付け位置を調整することが好ましい。脱落防止部材６が他部材と接触しないようにすることでねじ１を回しやすくすることができる。

図２の状態から、ねじ１を第２の被締結部材３のねじ孔３ａに螺合する。ここで、脱落防止部材６は、ねじ１の軸部１ｂのねじ山と嵌合して取り付けられているので、ねじ山に沿って回転させない限り、ねじ１から抜けることはない。ねじ１を第２の被締結部材３に螺合させていくと、脱落防止部材６は、ねじ１とともに移動する。そして、ねじ１がワッシャ４に着座して締結が完了する。

ここで、図１に示した締結状態においてフランジ部２ｄの下面から脱落防止部材６の上面までの長さＡは、ねじ１と第２の被締結部材３の係り代の長さＣよりも大きくする必要がある。ねじ１の締結を緩めると脱落防止部材６はねじ１とともに上方向に移動する。Ａ＞Ｃとすることで、ねじ１と第２の被締結部材３との締結を解除するまでは、脱落防止部材６が第１の被締結部材２のフランジ部２ｄと接触しないようにすることができ、ねじ１と第２の被締結部材３とを分離可能となる。

次に、本実施の形態に係る電子機器の締結構造１００の効果を説明する。図３は、実施の形態１に係る電子機器の締結構造を説明するための比較例である。比較例では、弾性部材５が、第１の被締結部材２の溝部２ｂではなく、ねじ１の軸部１ｂが挿入される貫通孔２ａに挿入されている。貫通孔２ａには、ねじ１の軸方向の中間部で内径が小さく狭まるように突出したフランジ部２ｄが形成されており、弾性部材５はフランジ部２ｄで支持されている。さらに、弾性部材５及びフランジ部２ｄよりも下方では、脱落防止部材６がねじ１の軸部１ｂに嵌合されている。すなわち、比較例では、弾性部材５が収納される空間と、ねじ１の係り代分のねじ移動に伴って脱落防止部材６が移動する空間とが直列に並んでいる。

そのため、比較例において、ねじ１の締結を実現するには、ねじ１の軸方向において弾性部材５が収容される空間の長さＢと、フランジ部２ｄの下面から脱落防止部材６の上面までの長さＡと、第２の被締結部材３のねじ１の係り代の長さＣとを合わせた長さが最低でも必要であった。また、ねじ１の軸方向における第１の被締結部材２の長さは、弾性部材５が収容される空間の長さＢと、フランジ部２ｄの厚みと、フランジ部２ｄの下面から脱落防止部材６の上面までの長さＡと、脱落防止部材６の厚みとを合わせた長さが最低でも必要であった。

これに対し、本実施の形態に係る電子機器の締結構造１００では、弾性部材５を貫通孔２ａの外側に設けられた溝部２ｂに収納し、脱落防止部材６を貫通孔２ａの内側に設ける構成とした。そのため、電子機器の締結構造１００においては、比較例と比べてねじ１の長さを弾性部材５が収納される溝部２ｂの長さＢの分短くすることができる。また、第１の被締結部材２の軸方向の長さも同様に、比較例と比べて弾性部材５が収納される溝部２ｂの長さＢの分を短くすることができる。すなわち、ねじ締結を解除する際に、ねじ１の引っかかり及びねじ１の脱落を防止しつつ、第１の被締結部材２を低背化することができる。

電子機器は、環境負荷がかかる場合、例えば、製品の使用温度変化幅が大きく繰り返し負荷される場合、熱収縮によって第１の被締結部材２の寸法変化が繰り返し発生し、ねじ１が緩む恐れがある。特に、第１の被締結部材２が樹脂製である場合、熱収縮に対する影響が大きい。本実施の形態に係る電子機器の締結構造１００では、第１の被締結部材２を低背化することにより、そのような熱収縮に対する影響を抑制し、ねじ１が緩みを防止することができるため、電子機器の長期信頼性を確保することができる。

実施の形態２．
次に本開示の実施の形態２について説明する。実施の形態１では、ねじ１の軸部１ｂが挿入される第１の被締結部材２の貫通孔２ａの外側の溝部２ｂに弾性部材５を収納する構成とした。本実施の形態に係る電子機器の締結構造２００では、ねじ１が螺合される第２の被締結部材３のねじ孔３ａにおいて、弾性部材５をねじ１の軸部１ｂの端部に当接させ、圧縮した状態で収納する構成としている。

図４は、実施の形態２に係る電子機器の締結構造の概略構成を示す断面図である。図４に示すように、電子機器の締結構造２００は、ねじ１と、第１の被締結部材２と、第２の被締結部材３とを備える。第１の被締結部材２の基面２１には、ねじ１の軸部１ｂが挿入される貫通孔２ａが形成されている。また第１の被締結部材２の基面２１には、貫通孔２ａを囲うようにワッシャ４が設けられている。ここでワッシャ４は、必須の構成ではない。また第１の被締結部材２は、基面２１において貫通孔２ａの開口端部が狭まるように突出したフランジ部２ｄを有する。ねじ１の軸部１ｂには、脱落防止部材６が嵌合されている。脱落防止部材６は、締結状態において、第１の被締結部材２の貫通孔２ａの内側に配置されている。第２の被締結部材３には、ねじ１が螺合されるねじ孔３ａが形成されている。ねじ孔３ａの内部には、弾性部材５がねじ１の頭部１ａと反対側の軸部１ｂの端部に当接され、圧縮された状態で配置されている。弾性部材５は、例えば、ピンプランジャーを用いてもよい。

このように、本実施の形態に係る電子機器の締結構造２００では、脱落防止部材６を第１の被締結部材２のねじ１が挿入される貫通孔２ａに設け、弾性部材５を、ねじ１が螺合される第２の被締結部材３のねじ孔３ａに、ねじ１の頭部１ａと反対側の軸部１ｂの端部に当接し圧縮された状態で設ける構成とした。

これにより、実施の形態１と同様に、図３に示した比較例と比べて、ねじ１の長さ及び第１の被締結部材２の長さを、弾性部材５が収納される溝部２ｂの長さＢの分短くすることができる。ねじ締結を解除する際に、ねじ１の引っかかり及びねじ１の脱落を防止しつつ、第１の被締結部材２を低背化することができ、電子機器の長期信頼性を確保することができる。

以上の実施の形態に示した構成は、一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

１ ねじ
１ａ 頭部
１ｂ 軸部
２ 第１の被締結部材
２ａ 貫通孔
２ｂ 溝部
２ｃ 底面
２ｄ フランジ部
３ 第２の被締結部材
３ａ ねじ孔
４ ワッシャ
５ 弾性部材
６ 脱落防止部材
２１ 基面
２２ 内壁
１００、２００ 電子機器の締結構造

Claims (6)

1. 頭部及び少なくとも一部にねじ山が形成された軸部を有するねじと、
   前記ねじの軸部が挿入される貫通孔及び前記貫通孔の外側に前記ねじの軸方向に沿って伸びた溝部が形成された基面を有し、前記基面において前記貫通孔の開口端部が狭まるように突出したフランジ部を有する第１の被締結部材と、
   前記ねじの締結状態において、前記第１の被締結部材の前記溝部に圧縮された状態で収納される弾性部材と、
   前記ねじの軸部に嵌合され、前記ねじの締結状態において、前記第１の被締結部材の前記貫通孔の内側に設けられる脱落防止部材と、
   前記ねじの軸方向に沿って前記第１の被締結部材に並んで配置され、ねじ孔で前記ねじと螺合される第２の被締結部材と
   を備えることを特徴とする電子機器の締結構造。
2. 前記ねじの締結状態において、前記ねじの頭部と前記第１の被締結部材の前記基面との間に挟まれ、前記溝部に蓋をするようにワッシャが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の電子機器の締結構造。
3. 前記脱落防止部材は、環状に形成されており、外径が前記フランジ部における前記貫通孔の開口端部の内径よりも大きいことを特徴とする請求項１又は２に記載の電子機器の締結構造。
4. 前記溝部は、前記貫通孔を囲うように環状に形成されており、前記弾性部材はコイルばねであることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の電子機器の締結構造。
5. 頭部及び少なくとも一部にねじ山が形成された軸部を有するねじと、
   前記ねじの軸部が挿入される貫通孔が形成された基面を有し、前記基面において前記貫通孔の開口端部が狭まるように突出したフランジ部を有する第１の被締結部材と、
   前記ねじの軸部に嵌合され、前記ねじの締結状態において、前記第１の被締結部材の前記貫通孔の内側に設けられる脱落防止部材と、
   前記ねじの軸方向に沿って前記第１の被締結部材に並んで配置され、ねじ孔で前記ねじと螺合される第２の被締結部材と、
   前記ねじの締結状態において、前記第２の被締結部材の前記ねじ孔の内側に、前記ねじの頭部と反対側の前記軸部の端部に当接され、圧縮された状態で収納される弾性部材と
   を備えることを特徴とする電子機器の締結構造。
6. 請求項１から５のいずれか一項に記載の締結構造を備えることを特徴とする電子機器。

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