JP5221728B2

JP5221728B2 - 締結装置

Info

Publication number: JP5221728B2
Application number: JP2011206387A
Authority: JP
Inventors: 司小林
Original assignee: SEL JAPAN CO, LTD.
Current assignee: SEL JAPAN CO, LTD.
Priority date: 2011-09-21
Filing date: 2011-09-21
Publication date: 2013-06-26
Anticipated expiration: 2031-09-21
Also published as: JP2013068253A

Description

本発明は、部品の加工誤差や組立誤差等に起因して生じるネジ止め位置等の締結位置のズレを吸収可能な締結装置に関する。

一般に、パーソナルコンピュータ等の電子機器の筐体を構成するパネル等の部品や、配電盤、監視盤等の電源及び制御電装ユニットを収納する電装キャビネットの扉板等の部品（組付部品）は、本体側の部品等（他の部品）に対し、ネジ止め等によって締結固定される。この場合、部品の加工誤差や組立誤差等に起因して生じるネジ止め位置のズレを吸収するため、一般に、ネジ止めによって締結固定される組付部品には、ネジの直径よりも大径の丸孔や長孔等が穿設される。

一方、ネジ止め位置のズレを吸収する機能を維持しつつ、更なる機能性の向上を図ることを目的としたネジ装置として、例えば、特許文献１には、脚部先端に形成されているネジ山部（雄ネジ部）と頭部との間にネジ山の谷径より細い所定長さの無ネジ部を形成したネジ部材と、無ネジ部の外形より大きくネジ山径より小さい内径の樹脂製の抜け止め部材と、を備えたネジ装置が開示されている。このネジ装置は、ネジ部材の無ネジ部が抜け止め部材に遊嵌された状態で扉板等の組付部品に取り付けられることにより、ネジ止め位置のズレを吸収しつつ、部品からのネジの脱落を防止して締結作業時等における作業性を向上することが可能となっている。

特開２００３−３２２１３３号公報

しかしながら、上述の特許文献１に開示された技術のように、扉板等の組付部品に抜け止め部材を介してネジ部材を保持する構成では、ネジ部材の径方向への移動の自由度を拡大するためには、抜け止め部材の内径（すなわち、ネジ山部の直径）と無ネジ部の外径との差を大きく設定する必要がある。このような場合、ネジ山部の太径化、或いは、無ネジ部の細径化等を行うことによってネジの移動の自由度を拡大することは可能であるものの、ネジ山部の外径と無ネジ部の外径との差を必要以上に大きく設定することは、構造上、或いは、強度上等の観点から好ましくなく、現実的ではない。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、締結部材の径方向への移動の自由度を十分に確保しつつ、部品からの締結部材の脱落を防止して締結作業時等における作業性を向上することができる締結装置を提供することを目的とする。

本発明の一形態による締結装置は、締結によって他の部品に組み付けられる組付部品に結合可能な結合部を先端部に有すると共に、外周方向に突出する被係合突部を基端側に有する筒状のリテーナと、前記リテーナの内部空間に遊貫可能な軸部の先端側に締結部を有すると共に、前記リテーナの基端面に当接可能な頭部を前記軸部の基端側に有する締結部材と、前記頭部に基端側が連結されると共に、前記被係合突部の先端側に係合可能な係合突部を内周面の先端側に有し、前記リテーナの基端側が内部空間に遊挿された筒状のツマミ部材と、を備えたものである。

本発明の締結装置によれば、締結部材の径方向への移動の自由度を十分に確保しつつ、部品からの締結部材の脱落を防止して締結作業時等における作業性を向上することができる。

ネジ装置の側面図ネジ装置の軸方向に沿う要部断面図ネジ装置の分解斜視図（ａ）はネジ部材の側面図であって（ｂ）はネジ部材の上面図であって（ｃ）はネジ部材の底面図リテーナの一部を破断して示す側面図ツマミ部材の一部を破断して示す側面図ネジ装置の組立手順の一例を示す説明図ネジ装置による締結手順の一例を示す説明図ネジ装置の変形例を示す側面図ネジ装置の変形例を示す側面図

以下、図面を参照して本発明の形態を説明する。図面は本発明の一実施形態に係わり、図１はネジ装置の側面図、図２はネジ装置の軸方向に沿う要部断面図、図３はネジ装置の分解斜視図、図４（ａ）はネジ部材の側面図であって（ｂ）はネジ部材の上面図であって（ｃ）はネジ部材の底面図、図５はリテーナの一部を破断して示す側面図、図６はツマミ材の一部を破断して示す側面図、図７はネジ装置の組立手順の一例を示す説明図、図８はネジ装置による締結手順の一例を示す説明図、図９はネジ装置の変形例を示す側面図、図１０はネジ装置の変形例を示す側面図である。

図１に締結装置の一例として示すネジ装置１は、例えば、パーソナルコンピュータ等の電子機器の筐体の組み立てに用いることが好適なネジ装置であり、より具体的には、筐体を構成する他の部品としての本体部品１０１（図８参照）に対し、パネル等からなる組付部品１０２（図８参照）を締結固定するものである。ここで、ネジ装置１の適用に際し、例えば、本体部品１０１には、雌ネジ部１０３が穿設されている。また、組付部品１０２には、雌ネジ部１０３に対応する位置に、当該雌ネジ部１０３よりも大径のネジ挿通孔１０４が穿設されている。

図２，３に示すように、ネジ装置１は、リテーナ５と、締結部材としてのネジ部材６と、ツマミ部材７とを有して構成されている。

図２，３，５に示すように、リテーナ５は、例えば、略円筒形状をなす金属部材で構成されている。このリテーナ５の先端部には、例えば、組付部品１０２に結合するための結合部として、クリンチングファスナ１０が設けられている。このクリンチングファスナ１０の外径は、組付部品１０２に穿設されたネジ挿通孔１０４よりも若干大径に形成されている。クリンチングファスナ１０は、ネジ挿通孔１０４に対して位置決めされた状態で圧入されることにより、リテーナ５の先端部を組付部品１０２に結合することが可能となっている。そして、このようにクリンチングファスナ１０が結合されると、リテーナ５は組付部品１０２に対して垂設され、リテーナ５の内部空間１１がネジ挿通孔１０４と連通される。

また、リテーナ５の基端側には、後述するツマミ部材７が係合可能な被係合突部として、例えば、外周方向に突出する環状の外向フランジ部１２が設けられている。

ここで、リテーナ５の内周は、基端側の一部の内径φｒ１が先端側の内径φｒ０よりも大径に形成されており、この大径に形成された基端側の部位が、スプリング受容室１３として設定されている。

図２〜４に示すように、ネジ部材６は、リテーナ５の有効内径（すなわち、リテーナ５先端側の内径φｒ０）よりも細径の軸部２０を備えた金属部材で構成されている。軸部２０の先端側には、本体部品１０１に穿設された雌ネジ部１０３に螺合可能な締結部としての雄ネジ部２１が刻設されている。なお、本実施形態において、雄ネジ部２１の外径φｃ１は、軸部２０の外径φｃ０と略同径に設定されている。

一方、軸部２０の基端側には、リテーナ５の外向フランジ部１２の外径φｒ２よりも大径の略円板状をなす頭部２２が一体形成されている。この頭部２２の先端側の縁辺部には、後述するツマミ部材７と連結するためのクリンチングファスナ２３が設けられている（図４（ａ），（ｃ）参照）。また、頭部２２の基端面には、プラス溝２４が刻設されている。

このネジ部材６の軸部２０は、先端側（雄ネジ部２１側）がリテーナ５基端側から挿入されることにより、リテーナ５の内部空間１１に遊貫されている。これにより、ネジ部材６は、リテーナ５に対し、軸方向への進退移動が可能なことは勿論のこと、所定範囲内での軸直角方向への移動、及び、所定範囲内での傾倒方向への移動（揺動）が可能となっている。なお、リテーナ５に対してネジ部材６の軸直角方向に許容される移動量及び傾倒方向に許容される移動量等は、リテーナ５の内径φｒ０と軸部２０の外径φｃ０との関係等に基づいて定められるものであり、例えば、リテーナ５の内径φｒ０＝４．００［ｍｍ］に対し、軸部２０の内径φｃ０＝３．００［ｍｍ］となるよう設定されている。

図２，３，５に示すように、ツマミ部材７は、例えば、略円筒形状をなす金属部材で構成されている。このツマミ部材７の先端部には、リテーナ５の外向フランジ部１２に接離自在に係合可能な係合突部として、例えば、内周方向に突出する環状の内向フランジ部３０が設けられている。

また、ツマミ部材７の基端部内周には、ネジ部材６の頭部２２を収容可能な頭部収容室３１が設けられ、さらに、ツマミ部材７の外周面には、ローレット加工部３２が設けられている。

このツマミ部材７の内部空間３３には、ツマミ部材７の基端側から挿入されたリテーナ５の基端側が遊挿されている。また、ツマミ部材７の基端部に形成された頭部収容室３１内にはネジ部材６の頭部２２が収容され、この頭部２２に設けられたクリンチングファスナ２３がツマミ部材７の内周面に圧入されることにより、ツマミ部材７の基端部にはネジ部材６の頭部２２が連結されている。これにより、リテーナ５の基端側は、ツマミ部材７に対し、軸方向への進退移動が可能なことは勿論のこと、所定範囲内で軸直角方向への移動、及び、所定範囲内での傾倒方向への移動（揺動）が可能な状態で、ツマミ部材７の内部空間に保持されている。すなわち、ネジ部材６の頭部２２によってツマミ部材７の基端部が封止されることによってリテーナ５の基端面が頭部２２の先端面に対して接離可能に対向されると共に、ツマミ部材７の内部空間において、リテーナ５の基端部に設けられた外向フランジ部１２の先端面が、ツマミ部材７の先端部に設けられた内向フランジ部３０の基端面に対して係止可能に対向されることにより、リテーナ５の基端側はツマミ部材７の内部空間３３内に遊挿された状態で脱落不能に保持されている。なお、ツマミ部材７に対してリテーナ５の軸直角方向に許容される移動量及び傾倒方向に許容される移動量等は、内向フランジ部３０の内径φｇ１とリテーナ５の外径φｒ３との関係、及び、ツマミ部材７の内径φｇ０と外向フランジ部１２の外径φｒ２との関係等に基づいて定められるものである。これらの関係は、例えば、内向フランジ部３０の内径φｇ１＝７．５０［ｍｍ］に対し、リテーナ５の外径φｒ３＝６．４０［ｍｍ］となるよう設定されている。また、ツマミ部材７の内径φｇ０＝８．８３［ｍｍ］に対し、外向フランジ部１２の外径φｒ２＝７．８０［ｍｍ］となるよう設定されている。

さらに、図２，３に示すように、リテーナ５に設けられたスプリング受容室１３とネジ部材６の頭部２２との間には、リターンスプリング４０が介装されている。このリターンスプリング４０は、ネジ部材６（及び、ツマミ部材７）に対してリテーナ５を先端側に付勢するためのもので、このリターンスプリング４０の付勢力によってリテーナ５が付勢されることにより、外力が作用していない自然状態において、雄ネジ部２１の略全域がリテーナ５の内部空間１１に退避されるようになっている（図２参照）。

次に、このような構成によるネジ装置１の組立方法の一例について、図７を参照して説明する。

図７（ａ）に示すように、このネジ装置１の組立では、先ず、リターンスプリング４０を介在させた状態で、ネジ部材６の軸部２０がリテーナ５の内部空間１１内に挿入され、リターンスプリング４０の付勢力に抗してリテーナ５の先端部から突出させた雄ネジ部２１にナット状の治具５０が螺合される。これにより、ネジ部材６に対し、リテーナ５及びリターンスプリング４０が仮組される。

次いで、図７（ｂ）に示すように、台座５１上にセットされたツマミ部材７の頭部収容室３１内に、仮組みされた状態のネジ部材６の頭部２２が挿入され、その後、頭部２２の基端側が先端側に所定の圧力で押圧される。

これにより、図７（ｃ）に示すように、頭部２２に設けられクリンチングファスナ２３がツマミ部材７の内周に圧入され、ネジ部材６の頭部２２がツマミ部材７の基端部に連結される。これにより、ネジ装置１が組み立てられる。

次に、このような構成によるネジ装置１を用いた、本体部品１０１に対する組付部品１０２の組付手順の一例について、図８を参照して説明する。

先ず、本体部品１０１に対する組付部品１０２の組付手順では、組付部品１０２のネジ挿通孔１０４に対してリテーナ５が同軸上に位置決めされる。この状態で、リテーナ５の基端側が直接的に、或いは、ネジ部材６の頭部２２を介して間接的に押圧されることにより、クリンチングファスナ１０がネジ挿通孔１０４の内周に圧入され、リテーナ５が組付部品１０２に結合される（すなわち、ネジ装置１が組付部品１０２に取り付けられる）。そして、図８（ａ）に示すように、ネジ装置１が取り付けられた組付部品１０２のネジ挿通孔１０４と、本体部品１０１の雌ネジ部１０３との位置合せが行われる。

このとき、図８（ａ）に示す例では、部品１０１，１０２の加工誤差や組立誤差等に起因して、雄ネジ部２１の中心軸Ｏ１と雌ネジ部１０３の中心軸Ｏ２との間にズレが生じているが、図８（ｂ）に示すように、リテーナ５に対してネジ部材６（及び、ツマミ部材７）を相対移動させることにより、中心軸Ｏ２に対し中心軸Ｏ１が同軸上に配置される。

そして、図８（ｃ）に示すように、ネジ部材６が、ツマミ部材７を介して間接的に、或いは、プラス溝２４にドライバ（図示せず）が挿入されて直接的に回転されることにより、雄ネジ部２１は雌ネジ部１０３内に螺入される。そして、この螺入によってリテーナ５の基端面にネジ部材６の頭部２２の先端面が当接されることにより、組付部品１０２は本体部品１０１に対して締結固定される。

このような実施形態によれば、クリンチングファスナ１０を先端部に有すると共に、外向フランジ部１２を基端側に有する筒状のリテーナ５と、リテーナ５の内部空間１１に遊貫可能な軸部２０の先端側に雄ネジ部２１を有すると共に、リテーナ５の基端面に当接可能な頭部２２を軸部２０の基端側に有するネジ部材６と、頭部２２に基端側が連結されると共に、外向フランジ部１２の先端側に係合可能な内向フランジ部３０を内周面の先端側に有し、リテーナ５の基端側が内部空間３３に遊挿された筒状のツマミ部７とを備えてネジ装置１を構成したことにより、ネジ部材６の径方向への移動の自由度を十分に確保しつつ、組付部品１０２からのネジ部材６の脱落を防止して締結作業時等の作業性を向上することができる。

すなわち、ネジ部材６はリテーナ５を介して組付部品１０２に保持されるものであり、リテーナ５の基端側に設けた外向フランジ部１２とツマミ部材７の先端側に設けた内向フランジ部３０との係合によって脱落防止が図られているため、軸部２０と雄ネジ部２１との外径を大きく異ならせる等の対策を行うことなく、ネジ部材６の径方向への移動の自由度を十分に確保することができる。

また、本実施形態のネジ装置１は、リテーナ５を介して組付部品１０２にネジ部材６を取り付ける構成であるため、本体部品１０１に対して組付部品１０２を締結する前の位置合せ等の作業時に、雄ネジ部２１を本体部品１０１側に大きく突出させることなくリテーナ５の内部空間１１内に退避させることができるため、雄ネジ部２１が本体部品１０１と干渉すること等による作業性の低下や本体部品１０１の損傷等を的確に防止することができる。

なお、本発明は、以上説明した実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であり、それらも本発明の技術的範囲内である。

例えば、上述の実施形態においては、締結装置の一例として、雄ネジ部２１を用いた螺合によって締結を行うネジ装置１について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、所定形状の掛止部を用いた掛止によって締結を行う締結装置等にも適用が可能であることは勿論である。

また、例えば、上述の実施形態においては、リテーナ５とネジ部材６との間にリターンスプリング４０を介装した構成の一例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、リターンスプリング４０を適宜省略することも可能である。

また、上述の実施形態においては。組付部品１０２に対する結合部としてクリンチングファスナ１０を用いた一例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、図９に示すように、フレアー加工可能な筒状部５５によって結合部を構成してもよく、さらに、例えば、図１０に示すように、溶接土台５６によって接合部を構成してもよい。

また、上述の実施形態においては、頭部２２にプラス溝２４を設けた一例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、六角レンチ用の六角穴であったり、マイナス溝であったり、トルクス（登録商標）やその他の特殊形状の穴を設けることも可能である。

また、上述の実施形態においては被係合突部及び係合突部として環状の外向フランジ部１２及び内向フランジ部３０を用いた一例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、被係合突部或いは係合突部の何れか一方を放射状に延在する複数の突片部で構成し、他方を環状のフランジ部等で構成することも可能である。

また、上述の実施形態で説明した通り、リテーナ５及びツマミ部材７としては略円筒形状を基本形状とする筒状の部材であることが好ましいが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、これらを角筒形状等に形成することも可能である。

さらに、本発明のネジ装置１等は、電子機器の筐体の組付部品等への適用に限定されるものではなく、種々の組付部品に対して適用が可能であることは勿論である。

１ … ネジ装置（締結装置）
５ … リテーナ
６ … ネジ部材（締結部材）
７ … ツマミ部材
１０ … クリンチングファスナ（結合部）
１１ … 内部空間
１２ … 外向フランジ部（被係合突部）
１３ … スプリング受容室
２０ … 軸部
２１ … 雄ネジ部（締結部）
２２ … 頭部
２３ … クリンチングファスナ
２４ … プラス溝
３０ … 内向フランジ部（係合突部）
３１ … 頭部収容室
３２ … ローレット加工部
３３ … 内部空間
４０ … リターンスプリング
５０ … 治具
５１ … 台座
５５ … 筒状部（結合部）
５６ … 溶接土台（結合部）
１０１ … 本体部品（他の部品）
１０２ … 組付部品
１０３ … 雌ネジ部
１０４ … ネジ挿通孔

Claims

締結によって他の部品に組み付けられる組付部品に結合可能な結合部を先端部に有すると共に、外周方向に突出する被係合突部を基端側に有する筒状のリテーナと、
前記リテーナの内部空間に遊貫可能な軸部の先端側に締結部を有すると共に、前記リテーナの基端面に当接可能な頭部を前記軸部の基端側に有する締結部材と、
前記頭部に基端側が連結されると共に、前記被係合突部の先端側に係合可能な係合突部を内周面の先端側に有し、前記リテーナの基端側が内部空間に遊挿された筒状のツマミ部材と、
を備えたことを特徴とする締結装置。
前記ツマミ部材は、前記リテーナの内部空間に前記軸部が遊貫された前記締結部材の前記頭部が基端側から圧入されることによって、前記頭部に連結されていることを特徴とする請求項１記載の締結装置。
前記リテーナと前記頭部との間に、前記頭部を前記リテーナから離間する方向に付勢するリターンスプリングを介装したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の締結装置。
前記ツマミ部材は、外周面にローレット加工部を有することを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の締結装置。
前記結合部は、クリンチングファスナによって構成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の締結装置。
前記結合部は、フレアー加工可能な筒状部によって構成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の締結装置。
前記結合部は、前記組付部品と溶接可能な溶接土台によって構成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の締結装置。