JP7160437B2 - ねじ締結構造及び組立ユニット - Google Patents

Description

本発明は、ねじ締結構造及び組立ユニットに関する。

耐水構造を有する筐体は、一般的に知られている。
例えば、特許文献１には、電気機器の筐体に各種防水構造を設けた構成が開示されている。

特開２０００－２１６５５６号公報

特許文献１では、筐体に設けられた防水パッキンの外側にねじを螺合することにより、筐体内の浸水禁止範囲に水滴が浸入することを防水パッキンにより抑える防水構造が開示されている。
また、特許文献１では、防水シール付のねじを締結することにより、筐体内の浸水禁止範囲に水滴が侵入することを抑える防水構造が開示されている。
しかし、特許文献１のように、筐体に設けられた防水パッキンの外側にねじを螺合すると、ねじの分だけ筐体が外側に張り出して大型化する。
また、特許文献１のように、防水シール付のねじを使用すると、ねじの頭部が大きくなる。

本発明の目的は、上述した課題のいずれを解決するねじ締結構造及び組立ユニットを提供する。

第一の態様のねじ締結構造は、取付穴が設けられた被締結材と、前記取付穴と同軸である雌ねじを備え、前記被締結材が当接する座面に開口して前記雌ねじの軸方向に筐体を貫通している流通路を有する締結先部材と、前記取付穴を挿通して前記雌ねじに螺合させることにより、前記締結先部材とともに前記被締結材を頭部で挟み付けるねじと、を備える。

第二の態様の組立ユニットは、前記ねじ締結構造と、前記筐体と、を備える。

本態様によれば、筐体やねじの頭部が大型化することを抑制できる。

第一実施形態におけるねじ締結構造の締結先部材を示す平面図である。 第一実施形態におけるねじ締結構造を示す断面図である。 第二実施形態におけるねじ締結構造の締結先部材を示す斜視図である。 第二実施形態におけるねじ締結構造を示す断面図である。 第三実施形態におけるねじ締結構造の締結先部材を示す斜視図である。 第三実施形態におけるねじ締結構造を示す断面図である。 最小構成の第四実施形態おけるねじ締結構造を示す断面図である。

以下、各実施形態について、図面を用いて説明する。すべての図面において同一または相当する構成には同一の符号を付し、共通する説明は省略する。

＜第一実施形態＞
ねじ締結構造の実施形態について、図１、図２を参照して説明する。

（構成）
組立ユニット１は、ねじ締結構造１０と、筐体１１と、を備える。
ねじ締結構造１０は、締結先部材１２と、被締結材１４と、ねじ１６と、を備える。

例えば、図１、図２に示すように、締結先部材１２が筐体１１に設けられ、被締結材１４が筐体１１を閉塞してもよい。その際、被締結材１４は、筐体１１に取り付けられることにより、筐体１１の開口部ＯＰを閉塞する。
例えば、筐体１１は、底部１８を備え、上方に開口部ＯＰを有してもよい。
例えば、被締結材１４は、筐体１１の開口部ＯＰを塞ぐように広がる蓋部材であってもよい。

実施形態においては、一例として、底部１８が下方において水平に位置し、被締結材１４が上方において水平に位置している。

締結先部材１２は、筐体１１の底部１８に固定されている。
締結先部材１２は、筐体１１の底部１８から円筒状に立設されている。
締結先部材１２は、座面２１と、雌ねじ２２と、を備える。
締結先部材１２は、流通路２４を有している。
例えば、締結先部材１２は、環状傾斜面２３と、を有してもよい。
例えば、締結先部材１２と筐体１１とは、一体成型品であってもよい。
例えば、締結先部材１２及びねじ１６の対は、筐体１１に被締結材１４を取り付けるために必要な個数が備えてもよい。

例えば、座面２１は、締結先部材１２の上端に水平方向へ向けて平坦に形成されてもよい。
雌ねじ２２は、締結先部材１２の内部に上下方向に向けて形成され、上方が座面２１に開口され、下方が筐体１１の底部１８で閉塞されている。
座面２１において雌ねじ２２の開口縁に環状傾斜面２３が形成されている。
例えば、環状傾斜面２３は、後述する取付穴２８の孔径より外周２３ａの外径が大きい円錐状に形成されてもよい。
環状傾斜面２３としては、例えば、チャンファー面（Ｃ面）が挙げられるが、Ｃ面に限らないで、その他の傾斜面としてもよい。

流通路２４は、被締結材が当接する座面に開口している。
流通路２４は、雌ねじ２２の軸方向に、筐体１１を貫通している。
例えば、流通路２４は、筐体１１の底部１８で筐体１１に外部に向かって開口している。
流通路２４は、平面視において雌ねじ２２の周方向の一部が径方向外側へ環状傾斜面２３の外周２３ａを超えて切り欠かれ、締結先部材１２を軸方向に貫通している流通溝である。
流通路２４は、環状傾斜面２３に向かって開口している。
流通路２４は、ねじ１６（後述する）のねじ山より径方向外側まで延びている。よって、雌ねじ２２にねじ１６が螺合された状態において、ねじ１６と流通路２４とにより流通孔が画成される。
さらに、流通路２４は、雌ねじ２２にねじ１６（後述する）が螺合された状態において、雌ねじ２２に対するねじ１６の螺合力が確保できるように形成されている。
流通路２４は、締結先部材１２を雌ねじ２２の軸方向に貫通している。
このため、流通路２４により、座面２１（具体的には、環状傾斜面２３）と底部１８との間に、流通路が形成されている。
なお、底部１８において、流通路２４は、筐体１１に外部に向かって開口する開口部２４ａを有する。

締結先部材１２の座面２１に被締結材１４が当接した状態で、被締結材１４が締結先部材１２に載置される。
被締結材１４は、締結先部材１２の座面２１に載置された状態においてねじ１６により締結先部材１２に締結される。この状態において、被締結材１４は、筐体１１の開口部ＯＰを閉塞する。
被締結材１４は、例えば、筐体１１の開口部ＯＰを閉塞可能に平板状に形成されている。
被締結材１４は、締結先部材１２に対応する位置に取付穴２８が設けられている。
取付穴２８は、締結先部材１２の座面２１に当接された状態において、雌ねじ２２に対して同軸である。
被締結材１４は、取付穴２８を挿通したねじ１６により締結先部材１２の座面２１に締結されている。

ねじ１６は、ねじ部３１と、頭部３２と、を有する。
ねじ部３１が取付穴２８を挿通して雌ねじ２２に螺合されることにより、締結先部材１２の座面２１と頭部３２とにより被締結材１４が挟み付けられる。
被締結材１４が座面２１に締結された状態において、被締結材１４の取付穴２８が座面２１を経て流通路２４に連通される。
具体的には、雌ねじ２２の開口縁に環状傾斜面２３が円錐状に形成され、環状傾斜面２３の外周２３ａが取付穴２８より大きく形成されている。
よって、被締結材１４の取付穴２８が環状傾斜面２３に連通されている。
また、流通路２４は、環状傾斜面２３に開口し、底部１８において開口している。

（作用）
第一実施形態のねじ締結構造１０において、被締結材１４のうち流通路２４に相当しない部位、あるいは、被締結材１４のうち流通路２４に相当する部位から、被締結材１４の取付穴２８を経て雌ねじ２２側に水滴が浸入する。
例えば、被締結材１４のうち流通路２４に相当しない部位において、被締結材１４の取付穴２８を経て雌ねじ２２側に水滴が矢印Ａ（図２参照）の如く浸入する。

このような水滴の浸入に対し、例えば、取付穴２８の孔径より環状傾斜面２３の外周２３ａが大きく形成されている。
これにより、ねじ締結構造１０は、矢印Ａの如く浸入した水滴を、環状傾斜面２３で受けることができる。
他方、環状傾斜面２３は流通路２４に連通している。
これにより、環状傾斜面２３で受けた水滴を、環状傾斜面２３を経て流通路２４に矢印Ｂ（図１参照）の如く好適に導くことができる。
さらに、流通路２４に導かれた水滴を、流通路２４を経て締結先部材１２の底部１８から矢印Ｃ（図２参照）の如く筐体１１の外部に排出できる。

例えば、被締結材１４のうち流通路２４に相当する部位において、被締結材１４の取付穴２８を経て雌ねじ２２側に水滴が矢印Ｄ（図２参照）の如く浸入した場合、浸入した水滴を流通路２４に直接導くことができる。
流通路２４に導かれた水滴を、流通路２４を経て締結先部材１２の底部１８から矢印Ｃ（図２参照）の如く筐体１１の外部に排出できる。
これにより、被締結材１４の取付穴２８を経て雌ねじ２２側に浸入した水滴が、筐体１１の内部（すなわち、浸水禁止範囲）３５に入り込むことを防止できる。

（効果）
本実施形態のねじ締結構造１０によれば、締結先部材１２やねじ１６を設ける位置が、筐体１１の周縁に制限されない。
また、本実施形態のねじ締結構造１０によれば、ねじ１６の頭部３２と被締結材１４との間に防水構造を設ける必要がない。
このため、筐体１１やねじ１６の頭部３２が大型化することを抑制できる。

比較例として、耐水性が求められる筐体においては、例えば、以下のねじ締結構造を適用することが考えられる。
第一の比較例のねじ締結構造として、筐体に設けられた防水パッキンの外側にねじを螺合することにより、筐体内の浸水禁止範囲に水滴が浸入することを防水パッキンにより抑える構成が考えられる。
第二の比較例のねじ締結構造として、防水シール付のねじを締結することにより、筐体内の浸水禁止範囲に水滴が侵入することを抑える構成が考えられる。
第三の比較例のねじ締結構造として、ねじを締結した後、ねじの頭部をコーキングで封止することにより、筐体内の浸水禁止範囲に水滴が侵入することを抑える構成が考えられる。

しかし、第一の比較例の場合、防水パッキンの外側にねじを螺合させるねじ締結構造の場合は、ねじの分だけ筐体が外側に張り出して大型化する。
また、第二の比較例の場合、防水シール付のねじを使用する場合は、ねじの頭部が大きくなり、ねじのコストも上がる。
さらに、第三の比較例の場合、ねじの頭部をコーキングで封止する場合は、ねじを締め付けた後に、追加の作業としてコーキング処理が必要となる。このため、例えばメンテナンスなどでねじを締結し直す際に、再度コーキング処理を施す必要があり、メンテナンスなどに比較的長い時間を要する。

これに対し、本実施形態では、上述のとおり、締結先部材１２やねじ１６を設ける位置が、筐体１１の周縁に制限されない。
したがって、本実施形態では、第一の比較例に比べて、筐体１１が大型化することを抑制できる。
また、本実施形態では、第二の比較例に比べて、防水シール付のねじを使用する必要がなく、ねじ１６の頭部３２が大型化することを抑制でき、ねじ１６のコストアップを抑えることができる。
さらに、本実施形態では、第三の比較例に比べて、水滴の侵入を防止する目的でねじ１６の頭部３２をコーキングで封止して必要がなく、メンテナンスなどを長い時間をかけないでおこなうことができる。

本実施形態によれば、被締結材１４の取付穴２８を経て雌ねじ２２側に浸入した水滴が、流通路２４から筐体１１の外部に排出される。
よって、例えば、ねじ１６を取り付ける箇所を、平面視において締結先部材１２の側部に限らないで、締結先部材１２の中央側に取り付けることも可能になる。
これにより、締結先部材１２の中央側をねじ１６で好適に補強することが可能になり、締結先部材１２の強度を向上させることができる。

以下、第二実施形態から第四実施形態のねじ締結構造を図３から図７に基づいて説明する。なお、第二実施形態から第四実施形態のねじ締結構造において、第一実施形態のねじ締結構造１０と同一、類似部材については同じ符号を付して詳しい説明を省略する。

＜第二実施形態＞
図３、図４に示すように、ねじ締結構造５０は、第一実施形態の座面２１に環状溝５２が形成されたもので、その他の構成は第一実施形態のねじ締結構造１０と同様である。
環状溝５２は、環状傾斜面２３の外周２３ａに対して径方向外側に間隔をおいて配置され、外周２３ａに対して同軸になるように環状に形成されている。環状溝５２は、流通路２４の径方向外側の端部に連通されている。
本実施形態において、組立ユニット１は、ねじ締結構造１０に代えて、ねじ締結構造５０を備える。

第二実施形態のねじ締結構造５０では、締結先部材１２の座面２１に環状溝５２が形成され、環状溝５２が流通路２４に連通されている。
例えば、被締結材１４の取付穴２８を経た水滴が、被締結材１４の裏面と座面２１との間へ毛細管現象により矢印Ｅ（図４参照）の如く水滴が浸入した場合に、浸入した水滴を環状溝５２で受けることができる。
このため、環状溝５２で受けた水滴を、環状溝５２を経て流通路２４に導いて流通路２４から筐体１１の外部に排出できる。
したがって、被締結材１４の裏面と座面２１との間に毛細管現象により浸入した水滴が、筐体１１の内部（すなわち、浸水禁止範囲）３５に浸入することを抑えることができる。

本実施形態のねじ締結構造５０によれば、締結先部材１２やねじ１６を設ける位置が、筐体１１の周縁に制限されない。
また、本実施形態のねじ締結構造５０によれば、ねじ１６の頭部３２と被締結材１４との間に防水構造を設ける必要がない。
このため、筐体１１やねじ１６の頭部３２が大型化することを抑制できる。

また、本実施形態のねじ締結構造５０によれば、第一実施形態のねじ締結構造１０と同様に、ねじ１６のコストアップが抑えられる。

さらに、本実施形態のねじ締結構造５０によれば、第一実施形態のねじ締結構造１０と同様に、水滴の侵入を防止する目的でねじ１６の頭部３２をコーキングで封止して必要がなく、メンテナンスなどを長い時間をかけないでおこなうことができる。

＜第三実施形態＞
図５、図６に示すように、ねじ締結構造６０は、第二実施形態の締結先部材１２を締結先部材６２に代えたもので、その他の構成は第二実施形態のねじ締結構造５０と同様である。締結先部材６２は、第二実施形態の締結先部材１２において、膨出部６３を含む締結先部材であり、第二実施形態の流通路２４を流通路６５に代えた締結先部材である。
締結先部材６２のその他の構成は、第二実施形態の締結先部材１２と同様である。
本実施形態において、組立ユニット１は、ねじ締結構造１０に代えて、ねじ締結構造６０を備える。

ねじ締結構造６０は、締結先部材６２と、被締結材１４と、被締結材１４を締結先部材６２に締結するねじ１６と、を備える。
締結先部材６２は、座面２１と、雌ねじ２２と、を備える。
締結先部材６２は、流通路６５を有している。
例えば、締結先部材６２は、環状傾斜面２３と、を有してもよい。
流通路６５は、流通孔６６と、連通溝６７とを有する。
流通路６５は、雌ねじ２２の軸方向に、筐体１１を貫通している。

膨出部６３は、締結先部材６２の外周のうち、周方向の一部が径方向外側に向けて膨出され、締結先部材６２の外周に沿って上下方向に延在されている部分である。
膨出部６３には、流通路６５の流通孔６６が形成されている。
膨出部６３は、雌ねじ２２の外側において、流通孔６６を画成するように、雌ねじ２２の軸方向へ延びている。
膨出部６３は、平面視において円弧形状を有する。

流通孔６６は、締結先部材６２を軸方向に貫通している流通溝を有する。
流通孔６６は、上方が座面２１に開口され、下方が底部１８に開口されている。

連通溝６７は、座面２１において上方が開口する凹状に形成され、径方向に延びている。連通溝６７は、雌ねじ２２の一部と、環状傾斜面２３の一部と、環状溝５２の一部と、流通孔６６の上部と、に開口されている。
すなわち、流通孔６６の上部は、連通溝６７を介して雌ねじ２２と、環状傾斜面２３と、環状溝５２と、に連通されている。
流通孔６６が膨出部６３により画成されることにより、雌ねじ２２に流通孔６６を形成する必要がない。これにより、雌ねじ２２にねじ１６が螺合された状態において、雌ねじ２２に対するねじ１６の螺合力が確保できる。

また、本実施形態のねじ締結構造６０において、流通路６５は、流通孔６６と、連通溝６７と、を備える。
また、流通路６５は、雌ねじ２２の軸方向に、筐体１１を貫通している。
流通孔６６は、連通溝６７と連通している。
連通溝６７は、雌ねじ２２と、環状傾斜面２３と、環状溝５２と、に連通されている。
すなわち、流通孔６６は、連通溝６７を介して、雌ねじ２２と、環状傾斜面２３と、環状溝５２と、に連通している。
これにより、被締結材１４の取付穴２８を経て雌ねじ２２側に浸入した水滴は、環状傾斜面２３や連通溝６７を経て流通孔６６に導かれ、流通孔６６から筐体１１の外部に排出される。
したがって、ねじ締結構造６０は、被締結材１４の取付穴２８を経て雌ねじ２２側に浸入した水滴が、筐体１１の内部（すなわち、浸水禁止範囲）３５に入り込むことを抑制できる。

例えば、被締結材１４の取付穴２８を経た水滴が、被締結材１４の裏面と座面２１との間へ毛細管現象により水滴が浸入した場合に、浸入した水滴を環状溝５２で受けることができる。
環状溝５２で受けた水滴は、環状溝５２および連通溝６７を経て流通孔６６に導かれて流通孔６６から筐体１１の外部に排出される。
これにより、被締結材１４の裏面と座面２１との間に毛細管現象により浸入した水滴が、筐体１１の内部（すなわち、浸水禁止範囲）３５に浸入することを抑えることができる。

本実施形態のねじ締結構造６０によれば、締結先部材６２やねじ１６を設ける位置が、筐体１１の周縁に制限されない。
また、本実施形態のねじ締結構造６０によれば、ねじ１６の頭部３２と被締結材１４との間に防水構造を設ける必要がない。
このため、筐体１１やねじ１６の頭部３２が大型化することを抑制できる。

また、本実施形態のねじ締結構造６０によれば、第一実施形態や第二実施形態のねじ締結構造と同様に、ねじ１６のコストアップを抑えることができる。

さらに、本実施形態のねじ締結構造６０によれば、第一実施形態や第二実施形態のねじ締結構造と同様に、水滴の侵入を防止する目的でねじ１６の頭部３２をコーキングで封止して必要がなく、メンテナンスなどを長い時間をかけないでおこなうことができる。

＜ねじ締結構造１０の最小構成の第四実施形態＞
ねじ締結構造１０の最小構成の第四実施形態について、図７を参照して説明する。
ねじ締結構造１０は、被締結材１４と、締結先部材１２と、ねじ１６と、を備える。
被締結材１４は、取付穴２８が設けられている。
締結先部材１２は、取付穴２８と同軸である雌ねじ２２を備える。
締結先部材１２は、被締結材１４が当接する座面２１に開口して雌ねじ２２の軸方向に、筐体１１を貫通している流通路２４を有する。
ねじ１６は、取付穴２８を挿通して雌ねじ２２に螺合させることにより、締結先部材１２とともに被締結材１４を頭部３２で挟み付ける。

本実施形態のねじ締結構造１０において、締結先部材１２の雌ねじ２２の軸方向に、流通路２４が筐体１１を貫通している。
また、被締結材１４が当接する座面２１に流通路２４が開口している。
このため、雌ねじ２２にねじ１６を螺合させて、頭部３２と締結先部材１２とにより被締結材１４を挟み付けた状態において、被締結材１４の取付穴２８を締結先部材１２の座面２１を経て流通路２４に連通させることができる。
したがって、被締結材１４の取付穴２８を経て雌ねじ２２側に浸入した水滴を、流通路２４に導いて流通路２４から筐体１１の外部に排出できる。

例えば、組立ユニットが、ねじ締結構造１０と、筐体１１と、を備えてもよい。

本実施形態のねじ締結構造１０によれば、締結先部材１２やねじ１６を設ける位置が、筐体１１の周縁に制限されない。
また、本実施形態のねじ締結構造１０によれば、ねじ１６の頭部３２と被締結材１４との間に防水構造を設ける必要がない。
このため、筐体１１やねじ１６の頭部３２が大型化することを抑制できる。

また、本実施形態のねじ締結構造１０によれば、ねじ１６のコストアップを抑えることができる。

さらに、本実施形態のねじ締結構造１０によれば、水滴の侵入を防止する目的でねじ１６の頭部をコーキングで封止して必要がなく、メンテナンスなどを長い時間をかけないでおこなうことができる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の省略、置き換え、変更をおこなうことができる。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものとする。

例えば、上述の実施形態では、締結先部材１２に流通路２４を一つ形成した例と、締結先部材６２に流通路６５を一つ形成した例について説明したが、その他の例として流通路を複数形成してもよい。
例えば、上述の実施形態では、締結先部材１２に環状溝５２を一つ形成した例について説明したが、その他の例として環状溝を複数形成してもよい。

１ 組立ユニット
１０ ねじ締結構造
１１ 筐体
１２ 締結先部材
１４ 被締結材
１６ ねじ
１８ 底部
２１ 座面
２２ 雌ねじ
２３ 環状傾斜面
２３ａ 外周
２４ 流通路（流通溝）
２４ａ 開口部
２８ 取付穴
３１ ねじ部
３２ 頭部
３５ 内部
５０ ねじ締結構造
５２ 環状溝
６０ ねじ締結構造
６２ 締結先部材
６３ 膨出部
６５ 流通路
６６ 流通孔
６７ 連通溝
ＯＰ 開口部

Claims (7)

1. 取付穴が設けられた被締結材と、
   前記取付穴と同軸である雌ねじを備え、前記被締結材が当接する座面に開口して前記雌ねじの軸方向に筐体を貫通している流通路を有する締結先部材と、
   前記取付穴を挿通して前記雌ねじに螺合させることにより、前記締結先部材とともに前記被締結材を頭部で挟み付けるねじと、を備え、
   前記締結先部材は、前記雌ねじの開口縁に形成され、前記取付穴の孔径より外径が大きい円錐状の環状傾斜面を有し、
   前記取付穴が前記環状傾斜面に連通しているねじ締結構造。
2. 前記取付穴を経て前記雌ねじ側に浸入した水滴を、前記環状傾斜面で受けるように構成されている請求項１に記載のねじ締結構造。
3. 前記環状傾斜面は、前記流通路に連通している請求項１又は２に記載のねじ締結構造。
4. 前記流通路は、前記雌ねじが径方向外側へ切り欠かれた流通溝である請求項１から３の何れか一項に記載のねじ締結構造。
5. 前記流通路は、
   前記雌ねじの外側において軸方向に貫通している流通孔と、
   前記流通孔を前記雌ねじに連通するように前記座面に設けられた連通溝と、を有する請求項１から３の何れか一項に記載のねじ締結構造。
6. 前記締結先部材は、
   前記座面において、前記環状傾斜面の外側に環状に形成され、前記流通路に連通する環状溝を有する請求項５に記載のねじ締結構造。
7. 請求項１から６の何れか一項に記載のねじ締結構造と、
   前記筐体と、
   を備える組立ユニット。

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