JP4319801B2 - 金属板へのねじ装置の固定方法 - Google Patents

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【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、フランジ部を金属板に対してかしめることにより金属板に起立した状態で固定されるねじ装置を使用し、このねじ装置を金属板に固定するための金属板へのねじ装置の固定方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
例えば、金属板から構成された支持体に対しプリント基板を所定の距離だけ離隔させた状態で支持するためには、スペーサ等と呼称されるねじ装置が使用される。図12は、このような従来のねじ装置を示す斜視図である。
【0003】
このねじ装置は、ねじ部1が形成された略円筒形の胴部2と、この胴部2の一端に形成され、その外周部にローレット加工が施されたフランジ部3と、これらの胴部2およびフランジ部3の間に形成された凹部4とを備える。このねじ装置は、例えば、SUS303等と呼称されるステンレスから構成されている。
【0004】
このねじ装置を金属板にかしめて固定する際には、金属板に予めその直径が胴部2より若干大きい孔部を穿設しておく。そして、ねじ装置の胴部を前記孔部に挿入することにより金属板の表面側にはフランジ部4が、また、金属板の裏面側には孔部を通過した胴部2が配置された状態とする。しかる後、記金属板の裏面側を、胴部2の直径より若干大きな直径を有する逃げ穴が形成された下型により支持するとともに、金属板における表面側からパンチによりフランジ部4を押圧する。
【0005】
これにより、フランジ部4が金属板中に埋め込まれるとともに、金属板の一部が変形して胴部2およびフランジ部3の間に形成された凹部4内に侵入する。このため、このねじ装置は、金属板に対して立設した状態で固定される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来のねじ装置は、鉄製の金属板等の、比較的軟質の金属板に対してはかしめることにより固定することができたが、金属板として、例えば、SUS304と呼称されるような硬質のステンレス板を使用した場合には、金属板の一部が凹部4内に十分侵入せず、ねじ装置を確実に固定することは不可能であった。また、金属板としてその厚みが比較的小さいものを使用した場合においても、ねじ装置を確実に固定することが困難となる。
【0007】
この発明は上記課題を解決するためになされたものであり、硬質の金属板や比較的薄い金属板を使用する場合であっても、金属板に対して確実に固定することが可能な金属板へのねじ装置の固定方法を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
請求項に記載の発明は、ねじ部が形成された略円筒形の胴部と、この胴部の一端に形成されたフランジ部とを備えたねじ装置を、金属板に対してかしめることにより前記金属板に起立した状態で固定させる金属板へのねじ装置の固定方法であって、前記胴部と前記フランジ部との間に、前記胴部の軸芯から遠いほど前記フランジ部からの距離が大きく、前記軸芯に近いほど前記フランジ部からの距離が小さくなるようなテーパ面を有する略円筒形のスカート部を備えたねじ装置を、金属板に形成されたその直径が前記スカート部の直径より若干大きい孔部に挿入することにより、前記金属板の表面側には前記フランジ部が、また、前記金属板の裏面側には前記孔部を通過した胴部が配置された状態とする設置工程と、前記金属板の裏面側を、前記胴部の直径より若干大きな直径を有する逃げ穴と、前記スカート部の下端部と対向する凹部とが形成された下型により支持するとともに、前記金属板における表面側からパンチにより前記フランジ部を押圧するかしめ工程とを備えたことを特徴とする。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図1はこの発明に係るねじ装置の斜視図であり、図2はその断面図である。
【0012】
このねじ装置は、ステンレス製の金属板から構成された支持体に対してプリント配線基板を所定の距離だけ離隔させた状態で支持するために使用されるスペーサであり、その中央部に雌ねじ11が形成されたが円筒形の胴部12と、この胴部12の一端に形成されたフランジ部13と、胴部12とフランジ部13との間に配設され、胴部11の軸芯から遠いほどフランジ部13からの距離が大きく、胴部11の軸芯に近いほどフランジ部13からの距離が小さくなるようなテーパ面15を有する略円筒形のスカート部14とを備える。なお、図2に示すような直線状のテーパー面15に限らず、曲線状のテーパ面を採用してもよい。
【0013】
図1に示すように、フランジ部13の外周面には、回り止め防止加工としてのローレットが形成されており、フランジ部13の外形は歯車状となっている。
【0014】
このねじ装置は、例えば、SUS303等と呼称されるステンレスから構成されており、後述するように、鉄製、SUS304と呼称されるステンレス製あるいはSUS416と呼称されるステンレス製等の金属板に形成された孔部に対して、そのフランジ部をかしめることにより、起立した状態で固定される。
【0015】
このねじ装置を金属板に固定する際には、下型とパンチとからなるパンチ機構を使用する。そして、このねじ装置を金属板に固定する際に使用されるパンチ機構の下型は、通常の下型に環状の凹部を形成した構成を有する。
【0016】
図3はこのような下型20を模式的に示す断面図である。
【0017】
この下型20は、ねじ装置の胴部12の直径より若干大きな直径を有する逃げ穴21が形成された本体22を備える。この本体22の上面には、逃げ穴21を中心とした環状の凹部23が形成されている。この凹部23は、後述するかしめ工程において、ねじ装置のスカート部14の下端部に対向可能な位置に形成されている。
【0018】
なお、図3に示す下型20における凹部23の底面は直線状に形成されているが、図4に示すように、その凹部25の底面を曲線状とした下型24を使用するようにしてもよい。
【0019】
次に、上記下型20を含むパンチ機構を利用して、上述したねじ装置を金属板31にかしめて固定するねじ装置の固定方法について説明する。
【0020】
図5および図6はねじ装置の固定方法を説明するための説明図であり、図7はそのときのスカート部14の変形状態を示す拡大図である。
【0021】
上述したねじ装置を固定する金属板31には、予め、ねじ装置におけるスカート部14の直径より若干大きい直径を有する孔部33が形成されている。この孔部33の直径は、スカート部14の直径より0.05mm乃至0.12mm大きいものとすることが好ましい。孔部33の直径とスカート部14の直径との差が0.05mmより小さくなった場合には、ねじ装置を金属板31における孔部33に挿入することが困難となり、作業性が悪化するという問題が発生する。一方、孔部33の直径とスカート部14の直径との差が0.12mmより大きくなった場合には、ねじ装置を強固に固定することが困難となるという問題が発生する。
【0022】
ねじ装置を金属板31に固定する際には、最初に、ねじ装置を金属板31に形成された孔部33に挿入することにより、金属板31の表面側にフランジ部13が、また、金属板31の裏面側には孔部33を通過した胴部12が配置された状態とする。そして、金属板31の裏面側を上述した下型20により支持する。この状態においては、図5および図7(a)に示すように、ねじ装置の胴部12は、この胴部12の直径より若干大きな直径を有する下型20の逃げ穴21内に収納される。また、ねじ装置のスカート部14は、その下端部が下型20に形成された凹部23と対向する位置に配置される。
【0023】
この状態において、図6に示すように、金属板31における表面側から、プレス装置のパンチ32によりフランジ部13を押圧する。
【0024】
パンチ32によりフランジ部13を押圧した場合には、図7(b)に示すように、ねじ装置のフランジ部13が金属板31内に圧入され、フランジ部13の表面と金属板31の表面とが同一平面上に配置される。また、金属板31における孔部33を形成する端縁は、フランジ部13が圧入される反作用により、ねじ装置のスカート部14の外周面と当接する。さらに、ねじ装置におけるスカート部14の下端部は、下型20に形成された凹部23に案内、押圧されて金属板31の裏面側に回り込み、フランジ部13とともに金属板31を挟持する。
【0025】
この状態においては、金属板31をその両側から挟持するフランジ部13およびスカート部14の作用により、ねじ装置は金属板31にかしめられた状態で固定される。また、金属板31内に圧入されたフランジ部13の外周面には、歯車状のローレットが形成されていることから、ねじ装置の軸芯を中心とした回転が防止される。
【0026】
図8は、ねじ装置が金属板31に固定された状態を示す側断面図である。
【0027】
上述した動作により、ねじ装置は金属板31に立設した状態で固定される。そして、このねじ装置の上部に形成された雌ねじ11を利用してプリント配線基板を固定することで、金属板31に対してプリント配線基板を所定の距離だけ離隔させた状態で支持することが可能となる。
【0028】
なお、図2に示すねじ装置の胴部12の直径Dは、その雌ねじ11の径にもよるが、4乃至8mm程度の大きさであり、ねじ装置の高さLは、3乃至40mm程度の大きさである。
【0029】
このとき、ねじ装置におけるフランジ部13の厚みHは、0.2mm乃至0.5mmとすることが好ましい。このフランジ部13の厚みHが0.2mmより小さくなった場合には、フランジ部13の金属板31へのくい込みが悪く、ねじ装置を十分強固に固定することが困難となる。一方、フランジ部13の厚みHが0.5mmより大きくなった場合には、フランジ部13を金属板31中に完全に圧入することが困難となる。
【0030】
また、ねじ装置におけるスカート部14の最大厚さ(スカート部14の外周部の厚さ)hは、最も小さい場合には金属板31の板厚より0.2mm小さく、最も大きい場合には金属板31の板厚より0.5mm大きいものとすることが好ましい。スカート部14の最大厚さhが金属板31の板厚より0.2mmを越えて小さくなった場合には、スカート部14が金属板31の裏面側に回り込まず、ねじ装置を固定することが困難となる。一方、スカート部14の最大厚さhが金属板31の板圧より0.5mmを越えて大きくなった場合には、かしめ作用が不十分となり、スカート部14により金属板31を挟持することが困難となる。
【0031】
なお、スカート部14の最大厚さhを金属板31の板厚より小さくし得るのは、上述した押圧動作時に、金属板31として比較的軟質のものを使用した場合、金属板31の板厚が小さくなるためである。
【0032】
さらに、ねじ装置におけるスカート部14の半径と胴部12の半径との差(スカート部14の外周面と胴部12の外周面との距離)dは、1mm乃至2mmとすることが好ましい。このスカート部14の半径と胴部12の半径との差dが1mmより小さくなった場合には、スカート部14の加工が困難となるばかりでなく、スカート部14が金属板31の裏面側に回り込まず、ねじ装置を固定することが困難となる。一方、スカート部14の半径と胴部12の半径との差dが2mmより大きくなった場合には、ねじ装置のコストが上昇するばかりではなく、ねじ装置を金属板31に安定して固定することが困難となる。
【0033】
なお、上述した実施形態においては、雌ねじ11がその途中まで形成されたねじ装置としてのスペーサにこの発明を適用しているが、この発明はこのような形態に限定されるものではない。即ち、図9に示すように、胴部12を貫通する雌ねじ33が形成されたねじ装置としてのスペーサにこの発明を適用してもよい。また、また、図10に示すように、胴部35の外周に雄ねじ34を形成したねじ装置としてのスタッドにこの発明を適用してもよい。この明細書でいう略円筒形の胴部とは、このようなねじ状の外形をも含む概念である。なお、図9および図10においては、上述した第1実施形態と同様の部材については同一の符号を付している。
【0034】
また、上述した実施形態においては、フランジ部13の外周面に回り止め防止加工としてのローレットが形成され、フランジ部13の外形は図1および図11(a)に示すような歯車状となっている。しかしながら、図11(b)に示すように、一定の角度位置毎に切り欠きを形成したフランジ部36や、図11(c)に示すような多角形のフランジ部37を採用してもよい。
【0035】
また、平面視において円形のフランジ部13を採用することも可能である。即ち、この発明に係るねじ装置においては、金属板31をその両側から挟持するフランジ部13およびスカート部14の作用により、ねじ装置は金属板31に強く固定されることから、図11に示すような回り止め防止加工を省略した場合においても、ねじ装置の軸芯を中心とした回転を防止することが可能となる。
【0036】
【発明の効果】
請求項1に記載の発明によれば、金属板をその両側から挟持した状態でねじ装置が固定されることから、硬質の金属板や比較的薄い金属板を使用する場合であっても、ねじ装置を金属板に対して確実に固定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明に係るねじ装置の斜視図である。
【図2】 この発明に係るねじ装置の断面図である。
【図3】 下型20を模式的に示す断面図である。
【図4】 下型24を模式的に示す断面図である。
【図5】 ねじ装置の固定方法を説明するための説明図である。
【図6】 ねじ装置の固定方法を説明するための説明図である。
【図7】 スカート部14の変形状態を示す拡大図である。
【図8】 ねじ装置が金属板31に固定された状態を示す側断面図である。
【図9】 他の実施形態に係るねじ装置の断面図である。
【図10】 他の実施形態に係るねじ装置の断面図である。
【図11】 フランジ部の平面図である。
【図12】 従来のねじ装置を示す斜視図である。
【符号の説明】
11 雌ねじ
12 胴部
13 フランジ部
14 スカート部
15 テーパ面
20 下型
21 逃げ穴
22 本体
23 凹部
24 下型
25 凹部
31 金属板
32 パンチ
33 孔部
34 雄ねじ
35 胴部
36 フランジ部
37 フランジ部

Claims (1)

  1. ねじ部が形成された略円筒形の胴部と、この胴部の一端に形成されたフランジ部とを備えたねじ装置を、金属板に対してかしめることにより前記金属板に起立した状態で固定させる金属板へのねじ装置の固定方法であって、
    前記胴部と前記フランジ部との間に、前記胴部の軸芯から遠いほど前記フランジ部からの距離が大きく、前記軸芯に近いほど前記フランジ部からの距離が小さくなるようなテーパ面を有する略円筒形のスカート部を備えたねじ装置を、金属板に形成されたその直径が前記スカート部の直径より若干大きい孔部に挿入することにより、前記金属板の表面側には前記フランジ部が、また、前記金属板の裏面側には前記孔部を通過した胴部が配置された状態とする設置工程と、
    前記金属板の裏面側を、前記胴部の直径より若干大きな直径を有する逃げ穴と、前記スカート部の下端部と対向する凹部とが形成された下型により支持するとともに、前記金属板における表面側からパンチにより前記フランジ部を押圧するかしめ工程と、
    を備えたことを特徴とする金属板へのねじ装置の固定方法。
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