(57)【要約】【課題】  合成樹脂製のセルフタップ用ボスについて、その肉厚を増すことなく、また、セルフタップ用ボスの下穴径をセルフタップスクリューの外径に対して拡大することなしに、ねじ締めによる割れを効果的に防止できる、セルフタップ用ボスの形状構造を工夫すること【解決手段】  雄ネジ部を有するスクリューを締め付けることで前記の雄ネジ部が小径の下穴にねじ込まれる合成樹脂製のセルフタップ用ボスにおいて、その先端部に補強形状を有し、前記セルフタップ用ボスの先端部の補強形状が、前記下穴よりも大径の円筒状穴を有する同心円筒状の補強形状であり、さらに、当該同心円筒状の補強形状の内径が、セルフタップスクリューの外径（ｄ）よりも大きく、ねじ頭の外径（ｅ）よりも小さいこと。【選択図】  図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
雄ネジ部を有するスクリューを締め付けることで前記雄ネジ部が小径の下穴にねじ込まれる剛性樹脂製のセルフタップ用ボスにおいて、その先端部に補強形状を有することを特徴とするセルフタップ用ボス。
【請求項２】
前記樹脂成形のセルフタップ用ボスの先端部の補強形状が、前記下穴よりも大径の円筒状穴を有する同心円筒状の補強形状であることを特徴とする請求項１記載のセルフタップ用ボス。
【請求項３】
前記同心円筒状の補強形状の内径は、セルフタップスクリューの外径（ｄ）よりも大きく、ねじ頭の外径（ｅ）よりも小さいことを特徴とする請求項２記載のセルフタップ用ボス。
【請求項４】
前記補強形状の高さが１．０〜１．５ｍｍである請求項２のセルフタップ用ボス。
【請求項５】
請求項２乃至請求項４のセルフタップ用ボスにセルフタップスクリューをねじ込んでケーシングに電子部品を着脱自在に固定している電子部品の取付構造。
【請求項６】
前記のボス形状を形成するための内径ピンとエジェクタスリーブによる金型構造。
【請求項７】
前記樹脂成形のセルフタップ用ボスの先端部の補強形状が、先端がセルフタップスクリューの外径（ｄ）よりも大きい円錐形状内面による補強形状であり、当該補強形状の高さが１．０〜１．５ｍｍであることを特徴とする請求項２記載のセルフタップ用ボス。
【請求項８】
前記下穴よりも大径の円筒状穴と下穴との間にザグリによる円錐部が設けられている請求項２記載のセルフタップ用ボス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スクリューを締め付けることでねじ込まれるセルフタップ用ボス形状が設けられたハウジングに関するもので、樹脂製ハウジングのボスの下穴にセルフタップスクリューをねじ込む際の樹脂割れ（ボス部の割れ）を防止できる樹脂割れ防止構造に係わるものである。
【背景技術】
【０００２】
セルフタップスクリュー１のネジ頭２を締め付け、ハウジングＨのセルフタップ用ボス１０の下穴１１の内面にネジ山を食い込ませながらセルフタップスクリュー１で締め付けるが、樹脂成形品に一般的に生じる樹脂流動の接合部（通常ウェルドラインと称されるところ）は他の部分より強度が低下するので、ネジ締結の際に樹脂流動の接合部に応力が集中し、セルフタップ用ボスの内径部（小穴内面）に割れが入り始め、この割れが外径部（外側面）へ進行してセルフタップ用ボスが割れて破損する。
【０００３】
セルフタップ用ボスの樹脂割れに対する対策としては、セルフタップスクリューの外径とセルフタップ用ボスの下穴径との差を小さくし、ねじ山の下穴内面への食い込み深さを小さくして応力を小さくすることにし、そのために下穴径（ボス内径）を増大するという対策が採られ（図５参照）、あるいは、セルフタップ用ボス１０の強度を増すことにし、そのためにその樹脂肉厚ｔを大きく（セルフタップ用ボスの外径を大きく）するといったような、セルフタップ用ボスの構造変更が行われてきた。
【０００４】
しかし、セルフタップ用ボスの下穴径の拡大は、セルフタップ用ボスの内面に形成されるねじ山の係り（ねじ山の食い込み深さ）を減少させ（図５参照）、その結果、同ボス内面のねじ山が破損するとになるので、有効な対策ではない。
【０００５】
また、セルフタップ用ボスの肉厚ｔを大きくして当該ボスの外径を大きくすると、この肉厚の増大に伴ってセルフタップ用ボスの裏側にヒケ（樹脂の冷却時の収縮による凹部）を生じ易くなる（図６参照）。そして、セルフタップ用ボス１０の裏側が外観部になっている場合は、このヒケの発生が外観を大きく損うことになる。したがって、この対策は別途の重大な問題を生じるので、適切な対策ではない。
【０００６】
また、前記の下穴径の拡大によるねじ山破損を生じた場合の、セルフタップ用ボス内面の補完（又は補強）手段として、セルフタップスクリューに接着剤を塗布した後にねじ締めを行い、当該スクリューとセルフタップ用ボスとを接着させてその結合を補強する方法がある（特開２００４−１２２５１１号公報）。この方法による場合は、そのための作業工数および接着剤の材料費や管理工数が増大する。
【０００７】
また、前記の内径拡大によるねじ山破損を補完する手段として、セルフタップ用ボスの下穴の先端部にいわゆるＣ面（傾斜角度４５度の円錐面）またはザグリを設けて、セルフタップスクリューのねじ込みよる応力がセルフタップ用ボスの先端に生じないようにし、これによって樹脂割れを防ぐ方法がある。しかし、金型でセルフタップ用ボスの上端部の形状を形成する際に用いるエジェクタスリーブ２１の形状の制約（エジェクタスリーブの肉厚が薄くなり、そのため金型強度の低下を招く）があるため、Ｃ面又はザグリを余り大きく取ることはできず（図７参照）、したがって、顕著な効果は得られない。
すなわち、図７に示すように、内径ピン２０を太くし、エジェクタースリーブ２１を薄くして、セルフタップ用ボス１０の先端部にザグリ部１０ａを形成し、その外端１０ｅの厚さをエジェクタースリーブ２１の厚さ相当の厚さにすることになるが、上記のとおり、外端１０ｅを余り薄くことはできないから、結果的に、ザグリの高さを余り高くすることはできない。
【０００８】
また、ザグリだけでは、その底が平面になるので、セルフタップスクリュー１の先端をガイドする案内形状がなくなり、セルフタップスクリューねじ込み時にザグリ部へのぶつかりが発生するので好ましくない（図８参照。特開２００２−１１８３７１号公報）。
また、セルフタップ用ボス１０の大きさには、部品、機器の密集配置などからくる空間的制約や、他の要求による制約があり、ボスの外径と内径、Ｃ面の寸法やザグリの寸法は、設置される部品の肉厚で自ずと定まるため、その強度増加のために各部寸法を自由に変更することはできない。
【０００９】
また、セルフタップ用ボスの下穴にセルフタップスクリューをねじ込むと、その内面がセルフタップスクリューのねじ山で削り取られて切り屑を生じる。そしてセルフタップスクリューのねじ込み、取り外しが繰り返されるとき、切り屑がねじ込み面に介在してねじ込み面を損傷させることになる。このような下穴内面の損傷を可及的に低減するために、セルフタップ用ボスの下穴内面に縦溝を設け、当該縦溝でボス内面の切り屑を捕捉・回収することにより、ねじ込み面に切り屑を介在させないで、切り屑によるねじ込み面の損傷を低減する従来技術もある（特開平１１−９３９２８号公報）。
【特許文献１】特開２００４−１２２５１１号公報
【特許文献２】特開２００２−１１８３７１号公報
【特許文献３】特開平１１−９３９２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
樹脂割れやネジ山の破損を防ぐためには、成形品の出来上がりによる樹脂流動の接合部の強度を確認した後に、セルフタップ用ボスの内径寸法と外径寸法の制約を満足させるための形状の評価を行なう必要が生じる。また接着等の付加作業の追加は作業や管理工数を増大させることになる。
そこで、この発明は、セルフタップ用ボスについて、その肉厚を増すことなく、また、セルフタップ用ボスの下穴径をセルフタップスクリューの外径に対して拡大することなしに、ねじ締めによる割れを効果的に防止できる、セルフタップ用ボスの形状構造を工夫することをその課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
〔解決手段１〕（請求項１に対応）
前記課題を解決するための手段１は、雄ネジ部を有するスクリューを締め付けることで前記の雄ネジ部が小径の下穴にねじ込まれる合成樹脂製のセルフタップ用ボスにおいて、その先端部に補強形状を有することである。
なお、上記の「補強形状」は、セルフタップ用ボスの先端部がセルフタップスクリューと螺合せず、セルフタップスクリューとの螺合による応力がセルフタップ用ボスの先端部に生じない形状構造を意味する。
〔解決手段２〕（請求項２に対応）
前記課題を解決するための手段２は、解決手段１のセルフタップ用ボスについて、前記樹脂成形のセルフタップ用ボスの先端部の補強形状が、前記下穴よりも大径の円筒状穴を有する同心円筒状の補強形状であることである。
〔解決手段３〕（請求項３に対応）
前記課題を解決するための手段３は、解決手段２のセルフタップ用ボスについて、前記同心円筒状の補強形状の内径が、セルフタップスクリューの外径（ｄ）よりも大きく、ねじ頭の外径（ｅ）よりも小さいことである。
【発明の効果】
【００１２】
解決手段１（請求項１）、解決手段２（請求項２）、解決手段３（請求項３）のセルフタップ用ボスは、簡易な補強形状の付加によってボスの強度を大幅に向上させたものである。その原理、理由は次のとおりである。
セルフタップ用ボスにセルフタップスクリューがねじ込まれると、セルフタップ用ボスに拡張方向の内部応力が作用し、他方、セルフタップ用ボスに作用する拡張方向の内部応力に対しては、当該ボスの先端部分が最も弱く、応力がこの部分に集中して破壊されるが、この先端に補強形状を設けられ、この部分にセルフタップスクリューはねじ込まれないから、セルフタップ用ボスの先端部には上記内部応力は作用しない。
以上のように、セルフタップ用ボスの先端部は、セルフタップスクリューのねじ込みに対して割れを生じ難いから、補強形状を備えたこの発明のセルフタップ用ボスは、全体として、割れによる破壊に対して極めて強い。
そして上記の簡易な補強形状は、セルフタップ用ボスの射出成型金型に簡単な改造変更を加えることで成形されるので、簡単な金型の変更によって上記補強形状を付加することができる。
請求項６の金型構造は、内径ピンとエジェクタスリーブによって補強形状を成形するもので、金型強度を損なうことのない極めて簡単な金型構造の変更によって上記補強形状を形成することができる。また、補強形状を形成するための金型の改造も、エジェクタスリーブを切削して少し薄くし、またその一部を切除して少し短くするだけの簡便な方法で対応することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
次いで、図面を参照しながら、実施例１、実施例２を説明する。
材料の機械的強度によるセルフタップ用ボスの強度は、応力がかかる部分の断面積の大きさに反比例するので、対象部の断面積を大きくすることが強度の増加に繋がる。ハウジングに一体的に形成された合成樹脂製のセルフタップ用ボスの下穴先端部にセルフタップスクリューの外径より大きな内径をもつ部分を設け、この部分の縦断面断面積を大きくすることでネジ締結時のセルフタップ用ボスの補強形状になり割れ（クラック）の発生を防止できる。また、樹脂流動の接合部（通常ウェルドラインと称されるところ）の構造的な強度不足が確認されてからでも、射出成型金型に簡単な形状変更を加えることで、容易にセルフタップ用ボスに補強形状を付加して補強し、その強度を大幅に向上させることができる。
【００１４】
〔実施例１〕
図９にこの発明の補強形状を備えたセルフタップ用ボスを示しているが、その基本構造、材質は従来のものと違いはなく、ボスの上部に本発明の補強形状を備えている点だけが従来のものと相違している。この実施例は、ＰＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂などの合成樹脂による射出成型品である。
図９に示す構造におけるＡは補強形状の高さ寸法、Ｂはセルフタップ用ボスの内径、Ｃは補強形状の内径、Ｄはセルフタップ用ボスの外径、Ｅはセルフタップ用ボスが設置される部品の肉厚である。
このボスは内径Ｂの下穴に外径ｄｍｍのセルフタップスクリューをねじ込むことを予定して設計したものであり、各部の望ましい寸法関係は次のとおりである。
Ｂ：セルフタップスクリューの外径ｄ−（０．５〜０．７）ｍｍ
Ｃ：セルフタップスクリューの外径ｄ＋（０．１〜０．２）ｍｍ
Ｄ：Ｅの約０．５〜０．７倍（ただし、Ｅはボスが突設されているハウジングＨの樹脂壁の厚さ）。
【００１５】
以上の寸法範囲のものでは、ボス内面のセルフタップスクリューのねじ込み部における応力は、補強形状の高さ寸法Ａの大きさに相関し、その相関関係は、おおよそ図１０に示す如くである。
図１０におけるグラフの横軸は寸法Ａ、縦軸はボス内面のセルフタップスクリューのねじ込み部における応力を表しており、寸法Ａが０〜１．０ｍｍの範囲で、応力はほぼ直線的に低下し、寸法Ａが１．０ｍｍ以上で応力はほぼ一定になる。このことから、次のことが分かる。
すなわち、セルフタップ用ボスの長さは、使用するセルフタップスクリューの長さに対応できる限度で最小であることが望ましく、補強形状の長さ（寸法Ａ）は十分な補強効果が確保される限度に止めることが望ましい。
以上のことから、補強形状の高さｈはｘ２〜ｘ３であり、安全を見込んでも最大でｘ４以下であればよい。ただし、ｘ２は０．５ｍｍ、ｘ３は１．０ｍｍ、ｘ４は１．５ｍｍである。
【００１６】
図１１に、プリンター等の画像形成機器のハウジングのセルフタップ用ボスにセルフタップスクリューを用いて、プリント基板等の部品を着脱自在に取り付けた例を示している。
この例のセルフタップ用ボス１０はＡＢＳ樹脂製で、その外径は６．０ｍｍであり、大径穴の補強形状１２の高さｈ（図９の高さＡに相当）は１．０ｍｍである。その他の図示の各部の具体的寸法は次のとおりである。
ａ：４．０ｍｍ
ｂ：３．５ｍｍ
ｃ：２．５ｍｍ
ｄ：３．０ｍｍ
ｅ：７．０ｍｍ
この具体例の応力（図１０における縦軸の応力値）は、比較例（図１１における補強形状を備えていないもの）の応力の約１．５倍である。
【００１７】
〔実施例２〕
この実施例２は前記の解決手段や実施態様を変形したものであるが、課題解決の原理に違いはなく、そして、補強形状３０が円錐穴（テーパー穴）によるものであり、下穴１１（図１１の例における下穴１１と同じ）に外径ｄｍｍのセルフタップスクリューをねじ込むものについて、下穴１１の先端部を円錐穴にしたものである。このテーパー穴の内径はｂｍｍ、高さｋはほぼ１．５ｍｍである。テーパー面３１の先端からｋ／２の範囲においては、セルフタップスクリューのねじ山のテーパー面３１に対する螺入による応力はほぼゼロである。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】は、この発明のセルフタップ用ボスの補強形状を示す断面図。
【図２】は、図１の実施例の補強構造を成形する金型の要部を示す断面図。
【図３】は、従来のセルフタップ用ボスの断面図。
【図４】は、従来のセルフタップ用ボスとセルフタップスクリューとによる一般的な取り付け構造を示す断面図。
【図５】は、従来のセルフタップ用ボスと小径のセルフタップスクリューとによる取り付け構造を示す断面図。
【図６】は、肉厚のセルフタップ用ボスとセルフタップスクリューとによる取り付け構造を示す断面図。
【図７】は、セルフタップ用ボスの下穴の先端部にいわゆるＣ面（傾斜角度４５度の円錐面）またはザグリを設けた従来技術のセルフタップ用ボス上部を成形する金型の要部を示す断面図。
【図８】は、先端にザグリだけを設けたセルフタップ用ボスにセルフタップスクリューをねじ込む場合に生じる不都合を誇張して示す断面図。
【図９】は、この発明のセルフタップ用ボスに補強形状の分法関係を示す断面図である。
【図１０】は、セルフタップ用ボスの内面のセルフタップスクリューねじ込み部における応力と、補強形状の高さ寸法Ａの大きさとの相関関係を示す図。
【図１１】は、セルフタップ用ボスとセルフタップスクリューとによる取り付け構造を示す断面図。
【図１２】は、実施例２の断面図である。
【符号の説明】
【００１９】
１：セルフタップスクリュー
２：ねじ頭
１０：セルフタップ用ボス
１１：下穴
１２，３０：補強形状
２０：内径ピン
２１：エジェクタスリーブ
ｔ：セルフタップ用ボスの肉厚
Ａ：補強形状の高さ
Ｂ：下穴の内径
Ｃ：補強形状の大径穴径
Ｄ：セルフタップ用ボスの外径
Ｈ：ハウジング
Ｅ：ハウジングの壁の肉厚
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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