JP2021055778A

JP2021055778A - ねじ締結構造

Info

Publication number: JP2021055778A
Application number: JP2019180565A
Authority: JP
Inventors: 慎悟鳥居; Shingo Torii; 啓一宮田; Keiichi Miyata
Original assignee: Nitto Seiko Co Ltd
Current assignee: Nitto Seiko Co Ltd
Priority date: 2019-09-30
Filing date: 2019-09-30
Publication date: 2021-04-08
Also published as: WO2021065024A1

Abstract

【課題】熱可塑性樹脂で成る締結体あるいは被締結体に対して熱環境下でも緩みを生じることなく、かつ軽量化を実現するねじ締結構造を提供する。【解決手段】有底孔２１が穿設された締結体２０と、貫通孔３１が穿設された被締結体３０と、頭部２およびねじ軸部３を備えたタッピンねじ１とから成り、タッピンねじ１０のねじ軸部１２を、締結体２０の有底孔２１および被締結体３０の貫通孔３１に挿通し、有底孔２１と貫通孔３１との双方にねじ込むことにより締結体２０に被締結体３０を固定するように構成したねじ締結構造において、小径ねじ部１３の全長T１は、被締結体の厚みｔ２より大きく、かつ大径ねじ部１４の全長T２は、被締結体の厚みｔ２より小さいことを特徴とするねじ締結構造による。【選択図】図１

Description

本発明は、樹脂製の締結部材と被締結部材をねじ部品で締結するねじ締結構造に関する。

従来から、一般的なタッピンねじの使用方法としては、締結体に下穴を設けるとともに、被締結体に通し穴（別名、バカ穴）を設け、締結体に被締結体を積層した状態で、タッピンねじのねじ軸部を被締結体の通し穴から挿通して締結体の下穴にねじ込むことにより、締結体に被締結体を固定する方法が知られている。

しかしながら、上記タッピンねじでは、締結体あるいは被締結体が熱可塑性樹脂の場合、熱環境下において変形してしまうため、ガタツキが起こり、これがねじの緩みを生じさせる原因になっていた。

そこで、熱可塑性樹脂で成る締結体あるいは被締結体にタッピンねじを使用する場合には、ガタツキによるねじの緩みを防止するねじ締結構造として、特許文献１に示す部材締結構造が用いられる。この部材締結構造は、図２に示すように、締結体２００の下穴２１０に金属製のインサートナット２２０を挿入するとともに、被締結体３００の通し穴３１０に金属製のカラー３２０を挿入し、インサートナット２２０の内周面にタッピンねじ１００のねじ軸部１１０でめねじを形成しながらねじ込むように構成されている。このため、金属製のインサートナット２２０およびカラー３２０は、熱環境下において熱可塑性樹脂よりも変形しにくいので、ガタツキによるねじの緩みを防止できる。

特開２０１６−０５０５９７号公報

しかしながら、特許文献１に示す部材締結構造では、インサートナットおよび金属製のカラーを挿入しなければならないため、部品点数および重量の増加が問題となっている。

本発明は、上記問題に鑑みて創生されたものであり、熱可塑性樹脂で成る締結体と被締結体の締結構造において、熱環境下で緩みを発生させることなく、かつ軽量化を実現するねじ締結構造を提供することを目的とする。

上記課題は、孔が穿設された締結体と、貫通孔が穿設された被締結体と、頭部およびねじ軸部を備えたタッピンねじとから成り、タッピンねじのねじ軸部を締結体の孔および被締結体の貫通孔に挿通し、締結体の孔と被締結体の貫通孔との双方にねじ込むことにより締結体に被締結体を固定することを特徴とするねじ締結構造によって解決できる。

なお、タッピンねじのねじ軸部が、軸方向の一方に設けられる小径ねじ部と、軸方向の他方に設けられる大径ねじ部とを有し、小径ねじ部を締結体の孔にねじ込むとともに大径ねじ部を被締結体の貫通孔にねじ込むことが好ましい。

なお、締結体の孔の内径ｄ１と、被締結体の貫通孔の内径ｄ２と、ねじ軸部の小径ねじ部の外径Ｄ１と、ねじ軸部の大径ねじ部の外径Ｄ２との大小関係は、ｄ１＜Ｄ１＜ｄ２＜Ｄ２であることが好ましい。

なお、小径ねじ部の全長は、被締結体の厚みより大きく、かつ大径ねじ部の全長は、被締結体の厚みより小さいことが好ましい。

本発明の締結構造は、熱環境下において、熱可塑性樹脂で成る締結体および被締結体に対してインサートナットおよびインサートカラーを用いずとも、緩みやガタツキの発生を防止することができる。また、インサートナットおよびインサートカラーが不要になるため、軽量化を実現することができる。

本発明のねじ締結構造を示す部分縦断面図である。従来のねじ締結構造を示す部分縦断面図である。

以下、図面に基づいて本発明の実施形態を説明する。図１において、１は本発明のねじ締結構造であり、タッピンねじ１０と、締結体２０と、締結体２０にタッピンねじ１０により固定される被締結体３０とから構成される。

タッピンねじ１０は、ドライバビットが嵌合可能な十字穴（図示せず）を有する頭部１１と、この頭部１１に一体成形されるねじ軸部１２とから構成される。ねじ山を除いたねじ軸部１２の横断面形状は、円形または略三角形を成している。

また、ねじ軸部１２は、先端側に設けられる小径ねじ部１３と、頭部側に設けられる大径ねじ部１４とから構成されており、小径ねじ部１３のおねじ外径をＤ１、大径ねじ部１４のおねじ外径をＤ２としたとき、Ｄ１とＤ２との寸法の大小関係は、Ｄ１＜Ｄ２となるように設定されている。なお、小径ねじ部１３および大径ねじ部１４は、右ねじまたは左ねじのどちらであってもよい。

さらに、小径ねじ部１３および大径ねじ部１４のピッチは、同一に設定されている。

その上、ねじ軸部１２の小径ねじ部１３の全長T１は、大径ねじ部１４の全長T２よりも大きく設定されている。

締結体２０および被締結体３０は、いずれれも熱可塑性樹脂で成る。また、締結体２０には、下穴として、締結体２０の平面上に開口を有する有底孔２１が穿設されており、この有底孔２１は、締結体２０の底面が貫通しない袋穴になっている。一方、被締結体３０には、通し穴として、被締結体３０の平面から底面側に貫通する貫通孔３１が穿設されている。これら有底孔２１および貫通孔３１には、平面側の開口部分にそれぞれ段付き部２１ａ、３１ｂが形成されている。そして、締結体２０の孔２１と被締結体３０の貫通孔３１とを連通させるようにして、締結体２０には被締結体３０が積層されている。なお、締結体２０の有底孔２１は、貫通孔であってもよく、つまり孔であればよい。

また、締結体２０の有底孔２１の内径をｄ１、被締結体３０の貫通孔３１の内径をｄ２としたとき、ｄ１とｄ２との寸法の大小関係は、ｄ１＜ｄ２となっている。さらに、締結体２０の有底孔２１の内径ｄ１と、被締結体３０の貫通孔３１の内径ｄ２と、ねじ軸部２の小径ねじ部１３の外径Ｄ１と、ねじ軸部２の大径ねじ部１４の外径Ｄ２との寸法の大小関係は、ｄ１＜Ｄ１＜ｄ２＜Ｄ２となっている。

さらに、小径ねじ部１３の全長T１は、被締結体３０の厚みｔ２より大きく、かつ大径ねじ部１４の全長T２は、被締結体２０の厚みｔ１より小さく設定されている。

上記ねじ締結構造１を構成するための締結方法としては、まず、締結体２０の上に被締結体３０を積層した状態で、被締結体３０の貫通孔３１にタッピンねじ１０のねじ軸部１２を挿入する。このとき、小径ねじ部１３の外径Ｄ１は、被締結体３０の貫通孔３１の内径ｄ２よりも小さいので、貫通孔３１の内周面に触れることなく、締結体２０の有底孔２１に挿入される。

続いて、小径ねじ部１３の外径Ｄ１は、締結体２０の有底孔２１の内径よりも大きいので、小径ねじ部１３は、有底孔２１の内周面に雌ねじを形成しながらねじ込まれるとともに、大径ねじ部１４が被締結体３０の貫通孔３１に挿入される。このとき、大径ねじ部１４の外径Ｄ２は、被締結体３０の貫通孔３１の内径ｄ２よりも大きいので、大径ねじ部１４は、貫通孔３１の内周面に雌ねじを形成しながらねじ込まれる。このようにして、タッピンねじ１０は、頭部１１の座面が被締結体３０の平面に着座するまで、締結体２０および被締結体３０にねじ込まれる。このようにしてねじ込みが完了した状態において、小径ねじ部１３と大径ねじ部１４との境界部分は、被締結体３０の貫通孔３１の内部に位置している。

また、上述のように、締結体２０の有底孔２１の内径ｄ１と、被締結体３０の貫通孔３１の内径ｄ２と、ねじ軸部２の小径ねじ部１３の外径Ｄ１と、ねじ軸部２の大径ねじ部１４の外径Ｄ２との寸法の大小関係が、ｄ１＜Ｄ１＜ｄ２＜Ｄ２となっている理由としては、仮に、有底孔２１の内径ｄ１と貫通孔３１の内径ｄ２とを同一寸法ｄ１にした場合、小径ねじ部１３は、貫通孔３１の内周面にも雌ねじを形成しながらねじ込まれることになるので、ねじ込みに必要以上に時間を要することになる。また、このような場合、締結体２０と被締結体３０との位置関係が左右にずれたとき、タッピンねじ１０をねじ込めなくなる。このような問題を防止するために、上述した寸法の大小関係になっている。

上記ねじ締結構造１によれば、樹脂製の締結体２０および被締結体３０が熱の影響により収縮変形したとき、軸力は失われてしまうことになるが、ねじ軸部１２が、締結体２０と被締結体３０との双方にねじ込まれているので、ガタツキは生じず、緩みの原因となるガタツキを生じさせないことによる緩み止め効果を得ることができる。また、このように、インサートカラーやインサートナットなどの部品を使用しなくても、樹脂製の締結体２０および被締結体３０に対して緩み止め効果を発揮するので、軽量化に寄与することができる。

なお、本発明の各部の具体的な構成は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。

１ねじ締結構造
１０タッピンねじ
１１頭部
１２ねじ軸部
１３小径ねじ部
１４大径ねじ部
２０締結体
２１有底孔
３０被締結体
３１貫通孔

Claims

孔が穿設された締結体と、貫通孔が穿設された被締結体と、頭部およびねじ軸部を備えたタッピンねじとから成り、
タッピンねじのねじ軸部を締結体の孔および被締結体の貫通孔に挿通し、締結体の孔と被締結体の貫通孔との双方にねじ込むことにより締結体に被締結体を固定することを特徴とするねじ締結構造。
タッピンねじのねじ軸部が、軸方向の一方に設けられる小径ねじ部と、軸方向の他方に設けられる大径ねじ部とを有し、小径ねじ部を締結体の孔にねじ込むとともに大径ねじ部を被締結体の貫通孔にねじ込むことを特徴とする請求項１に記載のねじ締結構造。
締結体の孔の内径ｄ１と、被締結体の貫通孔の内径ｄ２と、ねじ軸部の小径ねじ部の外径Ｄ１と、ねじ軸部の大径ねじ部の外径Ｄ２との大小関係は、ｄ１＜Ｄ１＜ｄ２＜Ｄ２であることを特徴とする請求項１または２に記載のねじ締結構造。
小径ねじ部の全長T１は、被締結体の厚みｔ２より大きく、かつ大径ねじ部の全長T２は、被締結体の厚みｔ２より小さいことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載のねじ締結構造。