説明

薄板の連結構造

【課題】重ね合わされた薄板同士をネジ部材で連結する際、大型の工作機械を用いることなく簡単に連結することができ、しかも連結後に薄板の位置ズレが生じにくいようにする。
【解決手段】薄板11及び薄板12に穴21及び穴22を形成すると共に、薄板12の穴22の周縁に立ち上がり壁4aを形成する。そして、立ち上がり壁4aを外側として、穴21と穴22とが一致するように薄板21と薄板22とを重ね合わせる。次いで、立ち上がり壁4aが形成された側から穴22にタッピンネジ3を挿入し、穴21に螺合させると、タッピンネジ3の頭部31が立ち上がり壁4aを押圧変形し穴径を狭くしながら薄板を連結させる

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、重ね合わせた薄板同士を連結する構造に関し、より詳細には、薄板の位置ずれを抑制する連結構造に関するものである。
【背景技術】
【0002】
電子機器などの筐体には板材などの薄板が多く使用されており、薄板同士の連結は、通常、薄板同士を重ね合わせてタッピンネジなどの雄ネジ部材で締結し連結している。図7及び図8に従来の連結構造を示す。
【0003】
図7は、薄板11と薄板12とをタッピンネジ3で連結する場合の組み立て図である。薄板11には、タッピンネジ3のネジ部30の外径と略同じ内径の穴21が穿設されている。一方、薄板12には、加工精度や組み立て精度のばらつきを吸収するため、タッピンネジ3のネジ部30の外径よりも少し大きめの穴22が穿設されている。そして、穴21と穴22とが一致するように、薄板11と薄板12とを重ね合わせ、薄板12側から穴22にタッピンネジ3のネジ部30を挿入し、薄板11の穴21に螺合させて薄板11と薄板12とを連結する。
【0004】
図8(a)は、タッピンネジ3による薄板同士の連結後の、タッピンネジ3のネジ部30と薄板12の穴22との中心軸が一致している場合の断面図であり、図8(b)は、タッピンネジ3のネジ部30が薄板12の穴22の中心軸から外れ、穴22の内周壁にネジ部30が接触している場合の断面図である。このような連結状態で、薄板11及び薄板12の一方又は両方に、タッピンネジ3による締結力よりも大きい、ネジ部30の軸方向に対して垂直方向の外力が加わると、薄板11と薄板12とは接触面上を滑るように相対移動する。
【0005】
例えば、ネジ部30の外径が3mm、穴22の内径が3.6mmであった場合、薄板11と薄板12の相対移動量は、図8(a)に示すようなネジ部30と穴22との中心軸が一致しているときには最大で0.3mmとなり、図8(b)に示すようなネジ部30が穴22の内周壁に接触しているときには最大で0.6mmにもなる。
【0006】
そこで、ネジ部材の緩みを防止して位置ズレを防ぐ手段が種々提案されている。特許文献1には、樹脂製のスリーブを土台と板材との間に介挿し、スリーブにボルトを貫通させてボルトの頭部でスリーブを圧潰変形させながらボルトを締結することで、ボルトの緩みを防止する技術が開示されている。
【0007】
また特許文献2には、板材の穴の周辺に立ち上がり部を形成し、軸部材の拡大部を金型で押圧して、立ち上がり部を平らになる方向に変形することによって、立ち上がり部を構成していた部分の先端部を軸部材の中間部の外周面に圧着すると共に、中間部を軸部材の軸線方向に押圧して塑性変形して板材を固定する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【特許文献1】特開2004-100343号公報
【特許文献2】特開2003-260529号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
しかしながら、前記提案技術は板材を土台等に固定することには向いていると考えられるが、薄板同士の連結には必ずしも向いていない。すなわち、特許文献1では、板材とネジの他にスリーブが必要となり部品数が増加する。また、連結後の厚さがスリーブのために厚くなる。また、特許文献2では、軸部材と板材との結合にプレス機械を用いる必要があり、作業機械が大型化する。加えて、軸部材と板材とを一度連結すると取り外すことができない。
【0010】
そこで本発明の目的は、大型の作業機械を用いることなく簡単に連結することができ、しかも連結後の薄板の位置ズレが生じにくい連結構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0011】
本発明によれば、重ね合わされた薄板同士をネジ部材で連結する薄板の連結構造であって、両方の薄板に穴を形成すると共に、一方の薄板の穴の周縁に立ち上がり壁を形成し、前記立ち上がり壁を外側として、前記2つの穴が一致するように薄板同士を重ね合わせ、前記立ち上がり壁が形成された側から前記穴にネジ部材を挿入し螺合させることによって、前記ネジ部材の頭部で前記立ち上がり壁を押圧変形させて穴径を狭くしながら薄板を連結することを特徴とする薄板の連結構造が提供される。
【0012】
前記立ち上がり壁は、円筒形状で、基部から先端部に向かって連続的に縮径した形状、あるいは、円筒形状で、基部と先端部との途中部に最小縮径部を有する形状であってもよい。
【0013】
また、前記立ち上がり壁の先端部から基部に向かって切込み又は切り欠きを形成してもよい。
【発明の効果】
【0014】
本発明では、ネジ部材の頭部で立ち上がり壁を押圧変形させて穴径を狭くしながら薄板を連結するので、連結後の薄板のズレが抑制される。これにより、薄板を連結して組み立てた筐体の変形が最小限に留められる。また、変形した立ち上がり壁とネジ部材の頭部との間に働く摩擦力は、平坦な薄板表面との間の摩擦力よりも大きいので、ネジ部材が緩むおそれも減少する。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】本発明に係る薄板の連結構造を示す連結工程図である。
【図2】立ち上がり壁を形成した薄板の斜視図である。
【図3】図2の薄板の加工工程図である。
【図4】形状の異なる立ち上がり壁を形成した薄板の斜視図である。
【図5】図4の薄板を用いた場合の連結工程図である。
【図6】形状の異なる立ち上がり壁を形成した薄板の斜視図である。
【図7】従来の薄板の連結構造を示す組立図である。
【図8】穴22とネジ部30との位置関係を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下、本発明を実施例によりさらに詳しく説明するが本発明はこれらの例に何ら限定されるものではない。
【0017】
図1に、本発明に係る連結構造の一例を示す連結工程図を示し、図2に、本発明の連結構造に使用する薄板の一例を示す斜視図を示す。図2に示す薄板12には、穴22が形成され、穴22の周縁には円筒形状の立ち上がり壁4aが形成されている。立ち上がり壁4aは、基部41と先端部42との間の途中部において内径が最も小さい最小縮径部43を有し、基部41から最小縮径部43までは直線的に縮径し、最小縮径部43から先端部42まで直線的に拡径した形状を有する。また、立ち上がり壁4aには、周方向に等間隔で4本の切込み44が先端部42から基部41に向かって形成され薄板12まで延出している。
【0018】
図3に、このような形状の立ち上がり壁を薄板12に形成する場合の加工工程例を示す。まず、薄板12に下穴及び複数の切込みを形成する。そして、下穴をバーリング加工して第1円筒状部40を形成する(図3(a))。次に、第1円筒状部40の穴22’の内径よりも大きい外径のパンチPで第1円筒状部40の基部外周を所定量突き出す。これにより、最小縮径部43を有する立ち上がり壁4aが形成される(図3(b))。もちろん、立ち上がり壁4aの形成方法は、これに限定されるものではなく、その他の従来公知の加工方法によって形成しても構わない。
【0019】
このような形状の薄板12をタッピンネジ(ネジ部材)3によって薄板11に連結する工程を図1に基づいて説明する。薄板11には、タッピンネジ3のネジ部30の外径と略同じ内径の穴21が形成されている。また薄板12には、前述のように、最小縮径部43を有する円筒形状の立ち上がり壁4aが形成されている。最小縮径部43の内径は、加工精度や組み立て精度のばらつきを吸収するため、タッピンネジ3のネジ部30の外径よりも少し大きめに設定されている。
【0020】
薄板11と薄板12とを、立ち上がり壁4aを外側として、薄板11の穴21と薄板12の穴22の中心軸が一致するように重ね合わせ、タッピンネジ3を薄板12の側から立ち上がり壁4a内に挿入する(図1(a))。そして、タッピンネジ3のネジ部30を薄板11の穴21の内周面と螺合させてゆく。すると、タッピンネジ3の頭部31によって立ち上がり壁4aが押圧されて、最小縮径部43を屈曲点として折れ曲がり変形する(同図(b))。屈曲点である最小縮径部43が半径方向内方に倒れ込むことによって、折れ曲がり変形した立ち上がり壁4aの内径が小さくなる(同図(c))。これにより、連結後の薄板12の位置ズレが抑制されるようになる。また、変形した立ち上がり壁4aとタッピンネジ3の頭部31との間に働く摩擦力は、平坦な薄板表面との間の摩擦力よりも大きいので、タッピンネジ3の緩みも抑制される。さらに、ネジ部30と頭部31との間に不完全ネジ部が存在するネジ部材を用いた場合には、不完全ネジ部が薄板11の穴21まで至ることがなく、ネジ部材の締結力の低下を招くことがない。
【0021】
図4に、本発明の連結構造に用いる薄板の他の形状を示す斜視図を示す。薄板12には、穴22が形成され、穴22の周縁には円筒形状の立ち上がり壁4bが形成されている。立ち上がり壁4bは、基部41と先端部42に向かって連続的に縮径した形状を有する。このときの立ち上がり壁の薄板12からの立ち上がり具合は、曲率半径が薄板12の板厚の2倍以上とするのが好ましい。これにより、立ち上がり壁4bの基部41が穴22の中心から離れて位置することになり、後述する薄板の連結工程において、タッピンネジ3の頭部31による押圧で立ち上がり壁4bが半径方向内方に倒れ易くなる。また、立ち上がり壁4bには、周方向に等間隔で4つの切込み44が先端部42から基部41に向かって形成され薄板12まで延出している。
【0022】
図5に、図4に示す薄板12を用いた連結構造の一例を示す連結工程図を示す。前記実施形態と同様に、薄板11には、タッピンネジ3のネジ部30の外径と略同じ内径の穴21が形成されている。薄板11と薄板12とを、立ち上がり壁4bを外側として、薄板11の穴21と薄板12の穴22の中心軸が一致するように重ね合わせ、タッピンネジ3を薄板12の側から立ち上がり壁4b内に挿入する(図5(a))。そして、タッピンネジ3のネジ部30を薄板11の穴21の内周面と螺合させてゆくと、タッピンネジ3の頭部31によって立ち上がり壁4bが押圧されて、所定の高さ位置で折れ曲がり変形する(同図(b))。そして、立ち上がり壁4bは折れ曲がった状態で半径方向内方に倒れ込み、立ち上がり壁4bの内径が小さくなる(同図(c))。これにより、連結後の薄板12の位置ズレが抑制される。
【0023】
図6に、本発明の連結構造に用いる薄板の他の形状を示す斜視図を示す。図6(a)に示す薄板12は、穿設された穴22の周縁に基部から先端部まで同一内径の円筒状の立ち上がり壁4cを有する。また、立ち上がり壁4cには、周方向に等間隔で4つの切込み44が先端部42から基部41に向かって形成され薄板12まで延出している。このような円筒状の立ち上がり壁4cは、バーリング加工によって好適に形成される。なお、切込み44は、バーリング加工前の、下穴形成時に形成してもよいし、バーリング加工後に形成してもよい。
【0024】
また、図6(b)に示す薄板12は、穴22の周縁に、二等辺三角形状の4つの側壁45の底辺を四角形状に接続した形状の立ち上がり壁4dが形成されている。かかる立ち上がり壁4dは、例えば、薄板12に直交する2本の切込みを形成した後、パンチの中心が2本の切込みの交点に位置するようにして、パンチを所定量突き出すことにより形成される。
【0025】
図6に示す各薄板12を用いた連結構造においても、前記実施形態と同様に、タッピンネジ3を薄板11の穴21に螺合すると、タッピンネジ3の頭部31によって立ち上がり壁4c,4dは押圧されて折れ曲がり、タッピンネジ3のネジ部30の外周に接触するようになる。これにより、連結後の薄板12の位置ズレが抑制される。
【0026】
以上説明した実施形態では、立ち上がり壁に4本の切込み44を形成していたが、形成する切込み44の数に限定はなく、立ち上がり壁の周長やネジ部材の締め付け強さなどを考慮し適宜決定すればよい。また、立ち上がり壁には、切込み44に代えて又は切込み44と共に切欠きを形成しても構わない。あるいは、立ち上がり壁に切込み44及び切り欠きを形成しなくても構わない。ただし、ネジ部材による立ち上がり壁の折り曲げが安定して確実に行われるようにする観点からは、立ち上がり壁に切込み又は切り欠きを形成するのが好ましい。
【0027】
また、薄板11のネジ部材との螺合部分を長くする観点から、バーリング加工によって薄板11の、薄板12との接触面側と反対面側にバーリング部を形成してもよい。さらには、本発明で使用するネジ部材としてボルトとナットを用いてもよい。
【0028】
立ち上がり壁の高さや形状は、使用するネジ部材の種類や締結時に加わる力、薄板のズレ許容量などを考慮して適宜決定すればよい。また、薄板の厚みは、通常、0.8mm以下であるが、これ以上の厚みの薄板に本発明の連結構造を適用してももちろん構わない。
【産業上の利用可能性】
【0029】
本発明に係る薄板の連結構造は、連結後の薄板の位置ズレを効果的に抑制することができ有用である。
【符号の説明】
【0030】
3 ネジ部材
4a,4b,4c,4d 立ち上がり壁
11 薄板
12 薄板
21 穴
22 穴
30 ネジ部
31 頭部
41 基部
42 先端部
43 最小縮径部
44 切込み

【特許請求の範囲】
【請求項1】
重ね合わされた薄板同士をネジ部材で連結する薄板の連結構造であって、
両方の薄板に穴を形成すると共に、一方の薄板の穴の周縁に立ち上がり壁を形成し、前記立ち上がり壁を外側として、前記2つの穴が一致するように薄板同士を重ね合わせ、
前記立ち上がり壁が形成された側から前記穴にネジ部材を挿入し螺合させることによって、前記ネジ部材の頭部で前記立ち上がり壁を押圧変形させて穴径を狭くしながら薄板を連結することを特徴とする薄板の連結構造。
【請求項2】
前記立ち上がり壁が、円筒形状で、基部から先端部に向かって連続的に縮径した形状である請求項1記載の薄板の連結構造。
【請求項3】
前記立ち上がり壁が、円筒形状で、基部と先端部との途中部に最小縮径部を有する形状である請求項1記載の薄板の連結構造。
【請求項4】
前記立ち上がり壁の先端部から基部に向かって切込み又は切り欠きを形成した請求項1〜3のいずれかに記載の薄板の連結構造。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【公開番号】特開2013−24411(P2013−24411A)
【公開日】平成25年2月4日(2013.2.4)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−163354(P2011−163354)
【出願日】平成23年7月26日(2011.7.26)
【出願人】(303000372)コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 (12,802)
【Fターム(参考)】