(57)【要約】【課題】  支持部材に部品を取付ける際の取付位置の自由度を確保しつつ、ねじの固定力が確保される取付部材を提供する。【解決手段】  セルフタッピンねじ１０の軸部１４は、軸径（谷底径）がｄ１からなり、外径がｄ２からなる。支持部材２０は、樹脂材からなり、セルフタッピンねじ１０がねじ込まれる支持部材２０の下孔２２は、幅ｂからなる長孔形状からなる。下孔２２の幅ｂは、セルフタッピンねじ１０の軸径ｄ１よりも狭い。下孔２２にセルフタッピンねじ１０がねじ込まれると、支持部材２０において弾性回復力が発生し、支持部材２０は、セルフタッピンねじ１０を両側から押付ける。また、支持部材２０は、セルフタッピンねじ１０の周辺において塑性変形し、セルフタッピンねじの円周方向に一部がまわり込む。【選択図】        図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
下孔が設けられた支持部材と、
軸部に設けられるねじ山によって前記下孔に雌ねじ部を形成しながら前記下孔にねじ込まれるセルフタッピンねじとを備え、
前記下孔は、前記セルフタッピンねじの軸部の外径よりも長い長孔形状からなり、
前記下孔の幅は、前記セルフタッピンねじの軸部の谷底における直径よりも狭い、取付部材。
【請求項２】
前記支持部材は、前記セルフタッピンねじが前記下孔にねじ込まれたことにより発生する当該支持部材の弾性回復力によって前記セルフタッピンねじを両側から押付ける、請求項１に記載の取付部材。
【請求項３】
前記支持部材は、前記セルフタッピンねじが前記下孔にねじ込まれたとき、前記セルフタッピンねじの円周方向にまわり込むようにさらに塑性変形する、請求項２に記載の取付部材。
【請求項４】
前記支持部材は、樹脂材からなる、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の取付部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、取付部材に関し、特に、支持部材に設けられる下孔に雌ねじ部を形成しながらねじ込まれるセルフタッピンねじを用いた取付部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
セルフタッピンねじは、支持部材に設けられる下孔に雌ねじを形成するための加工が不必要であることから、製造コストの低減を目的に、自動車における部品の締結などにしばしば用いられている。
【０００３】
セルフタッピンねじがねじ込まれる下孔は、一般に、セルフタッピンねじの軸径（ねじの谷底における直径）よりも大きく、かつ、外径（ねじ山高さを含む直径）よりも小さい丸孔に形成される。
【０００４】
従来より、下孔を丸孔形状で形成した場合、複数回のねじ込みや、ねじの斜め入り、水や油などの付着、あるいは締付けの際のオーバートルクなどによって下孔を破壊してしまうことがあり、さらに、１つの下孔では部品を取付ける際に取付位置の自由度が得られないため、複数の下孔を隣接して設けておくことが一般的であった。
【０００５】
さらに、繊細な取付調整が必要なセンサなどを支持部材に取付ける場合、下孔が丸孔形状であると、複数の下孔を予め設けておいたとしても、支持部材への取付段階でセンサの取付位置を連続的に微調整することはできない。
【０００６】
このような問題に対して、特開２０００−３０４０１２号公報では、支持部材に設けられる下孔を長孔形状とすることによって、支持部材に対する部品の取付けを複数回可能とし、かつ、取付けの際に連続的な位置調整を可能とした、セルフタッピンねじによる取付機構が開示されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２０００−３０４０１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特開２０００−３０４０１２号公報において開示される取付機構では、下孔を長孔形状にすることによってセルフタッピンねじと下孔との接触面積は減少するため、下孔が丸孔形状の場合に比べて、ねじの固定力は低下する。さらに、支持部材のクリープ（時間の経過とともに変化する歪み）などによってねじ部のクリアランスが大きくなると、ねじの固定力はさらに低下する。
【０００８】
そこで、この発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、その目的は、支持部材に部品を取付ける際の取付位置の自由度を確保しつつ、ねじの固定力が確保される取付部材を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明によれば、取付部材は、下孔が設けられた支持部材と、軸部に設けられるねじ山によって下孔に雌ねじ部を形成しながら下孔にねじ込まれるセルフタッピンねじとを備え、下孔は、セルフタッピンねじの軸部の外径よりも長い長孔形状からなり、下孔の幅は、セルフタッピンねじの軸部の谷底における直径よりも狭い。
【００１０】
好ましくは、支持部材は、セルフタッピンねじが下孔にねじ込まれたことにより発生する当該支持部材の弾性回復力によってセルフタッピンねじを両側から押付ける。
【００１１】
好ましくは、支持部材は、セルフタッピンねじが下孔にねじ込まれたとき、セルフタッピンねじの円周方向にまわり込むようにさらに塑性変形する。
【００１２】
好ましくは、支持部材は、樹脂材からなる。
【発明の効果】
【００１３】
この発明による取付部材においては、支持部材に設けられる下孔は、セルフタッピンねじの軸径よりも長い長孔形状に形成されるので、セルフタッピンねじのねじ込み位置の自由度を向上させる。そして、長孔形状からなる下孔の幅をセルフタッピンねじの谷底径よりも狭くしたので、下孔にセルフタッピンねじがねじ込まれると、支持部材がセルフタッピンねじを両側から押付ける。
【００１４】
したがって、この発明によれば、支持部材に対する部品の取付位置を自由に調整することができ、かつ、下孔を長孔形状としたことによるねじ固定力の低下が防止される。
【００１５】
また、この発明による取付部材においては、セルフタッピンねじが下孔にねじ込まれると、支持部材が弾性変形し、このときに発生する弾性回復力が支持部材からセルフタッピンねじへの押付力となる。
【００１６】
したがって、この発明によれば、押付力を発生させるための押付手段を別途設ける必要がなく、簡易な構造でねじの固定力を確保できる。
【００１７】
また、この発明による取付部材においては、セルフタッピンねじが下孔にねじ込まれると、セルフタッピンねじの円周方向にまわり込むように支持部材が塑性変形するので、セルフタッピンねじと支持部材との接触面積が増加する。
【００１８】
したがって、この発明によれば、簡易な構造でねじの固定力を増加させることができる。
【００１９】
また、この発明による取付部材においては、支持部材を樹脂材で構成したので、セルフタッピンねじが下孔にねじ込まれると、樹脂材は、一定の強度を有しつつ、塑性変形および弾性変形する。
【００２０】
したがって、この発明によれば、支持部材に対する部品の取付位置を自由に調整することができ、かつ、下孔を長孔形状としたことによるねじ固定力の低下を防止できる取付部材を低コストで実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００２２】
図１は、この発明の実施の形態による取付部材に用いられるセルフタッピンねじの側面図である。
【００２３】
図１を参照して、セルフタッピンねじ１０は、たとえば、鉄やステンレス鋼など、後述する樹脂材からなる支持部材よりも硬質の部材からなる。セルフタッピンねじ１０は、頭部１２と、軸部１４とを含み、軸部１４は、外周にねじ山１６が設けられている。セルフタッピンねじ１０の軸径（ねじの谷底における直径）は、ｄ１からなり、セルフタッピンねじ１０の外径（ねじ山１６の山高さを含む直径）は、ｄ２からなる。また、セルフタッピンねじ１０の先端部の外径は、ｄ３からなる。
【００２４】
なお、このセルフタッピンねじ１０の頭部１２は、六角頭からなるが、頭部形状は、これに限られることはなく、なべ頭、皿頭、丸皿頭などであってもよく、また、締付手段として、すりわり付きや十字穴付きのものであってもよい。
【００２５】
図２は、この発明の実施の形態による取付部材に用いられる支持部材の平面図である。
【００２６】
図２を参照して、支持部材２０は、たとえば、ナイロン６やナイロン６６などの樹脂材からなり、セルフタッピンねじ１０がねじ込まれる下孔２２が設けられる。下孔２２は、長孔形状からなり、下孔２２の幅ｂは、ｄ３＜ｂ＜ｄ１を満たす大きさからなる。すなわち、下孔２２は、長孔の幅がセルフタッピンねじ１０の軸径よりも狭く、かつ、セルフタッピンねじ１０の先端部の外径よりも広くなるように形成される。
【００２７】
なお、図２では、下孔２２の形状として直線状の長孔形状からなるものが代表的に示されているが、後述するように、下孔２２の形状は、直線状の長孔形状に限られることはなく、状況に応じて、平面的または立体的にカーブした長孔形状であってもよい。
【００２８】
また、支持部材２０は、全てが樹脂材からなる必要はなく、下孔２２が設けられる取付部のみを樹脂材で構成し、その他の部分は、樹脂材以外で構成してもよい。
【００２９】
図３は、この発明の実施の形態による取付部材の構造を示す垂直断面図である。
【００３０】
図３を参照して、この取付部材は、図１に示したセルフタッピンねじ１０と、図２に示した支持部材２０とを備える。部品２４は、この取付部材によって支持部材２０と締結される。セルフタッピンねじ１０は、支持部材２０に設けられる下孔２２に雌ねじ部を形成しながらねじ込まれる。ここで、セルフタッピンねじ１０の軸径ｄ１は、上述したように下孔２２の幅ｂよりも大きいが、支持部材２０は、セルフタッピンねじ１０よりも軟質の樹脂材からなるので、セルフタッピンねじ１０がねじ込まれると、支持部材２０は、左右に押し広げられる。したがって、セルフタッピンねじ１０を支持部材２０の下孔２２にねじ込むことができる。
【００３１】
ここで、セルフタッピンねじ１０が支持部材２０を左右に押し広げると、支持部材２０は変形し、その変形に応じて弾性回復力が発生する。この弾性回復力は、セルフタッピンねじ１０に作用し、セルフタッピンねじ１０は、支持部材２０から図に示す矢印の方向に両側から押付力を受ける。この押付力は、支持部材２０に対するセルフタッピンねじ１０の固定力を増加させる。
【００３２】
なお、下孔が丸孔形状からなる従来の取付部材では、一般に、下孔の直径をＤとすると、ｄ１＜Ｄ＜ｄ２となるようにねじが設計される。したがって、この丸孔形状を単に長孔形状にするだけでは、セルフタッピンねじを下孔にねじ込んだ際、支持部材からセルフタッピンねじに上述したような押付力は発生せず、支持部材に対するセルフタッピンねじの固定力は、著しく低下する。
【００３３】
図４は、図３に示した取付部材の断面ＩＶ−ＩＶを示す断面図である。
【００３４】
図４を参照して、支持部材２０に設けられる下孔２２は、長孔形状であるので、セルフタッピンねじ１０と支持部材２０との接触部は、セルフタッピンねじ１０の外周の一部のみとなる。したがって、一般に、セルフタッピンねじのねじ込み位置の自由度向上を目的に単に下孔を長孔形状にするのみでは、支持部材に対するセルフタッピンねじの固定力は、下孔が丸孔形状の場合に比べて低下する。
【００３５】
しかしながら、この実施の形態による取付部材においては、長孔形状からなる下孔２２の幅ｂがセルフタッピンねじ１０の軸径ｄ１よりも狭くなるように下孔２２が形成されている。したがって、下孔２２が長孔形状であることによるセルフタッピンねじ１０の下孔２２へのねじ込み位置（すなわち、支持部材２０に対する部品２４の取付位置）の自由度を確保しつつ、セルフタッピンねじ１０が下孔２２にねじ込まれることによりセルフタッピンねじ１０が支持部材２０から受ける押付力によって、支持部材２０に対するセルフタッピンねじ１０の固定力が確保される。
【００３６】
なお、たとえば、下孔２２の幅ｂがｂ≦０．９×ｄ１となるように設計すれば、支持部材２０からセルフタッピンねじ１０への押付力が十分に確保される。
【００３７】
そして、さらに、この実施の形態による取付部材においては、セルフタッピンねじ１０が下孔２２にねじ込まれると、支持部材２０とセルフタッピンねじ１０との接触部近傍において支持部材２０が塑性変形し、セルフタッピンねじ１０の円周方向に沿って支持部材２０がまわり込む。これによって、セルフタッピンねじ１０と支持部材２０との接触面積が増加し、支持部材２０に対するセルフタッピンねじ１０の固定力がさらに確保される。
【００３８】
このように、この実施の形態による取付部材によれば、支持部材２０からセルフタッピンねじ１０に作用する押付力および支持部材２０とセルフタッピンねじ１０との接触面積の増加によって、部品２４の取付位置の自由度を確保することを目的に下孔２２を長孔形状にしたことによるねじ固定力の低下が防止される。
【００３９】
［実施例１］
図５は、この発明の実施の形態による取付部材によって部品が取付けられる様子を示す斜視図である。
【００４０】
図５を参照して、部品３４が取付けられる支持部材３２には、直線状の長孔形状からなる下孔３６が設けられる。部品３４は、セルフタッピンねじ１０によって支持部材３２と締結される。セルフタッピンねじ１０は、下孔３６内の自由な位置においてねじ込むことができ、これによって支持部材３２に対する部品３４の取付自由度が向上する。なお、特に明示しないが、上述したように、下孔３６の幅は、セルフタッピンねじ１０の軸径よりも狭い。
【００４１】
［実施例２］
図６は、この発明の実施の形態による取付部材によって部品が取付けられる他の様子を示す平面図である。
【００４２】
図６を参照して、部品４４が取付けられる支持部材４２には、点Ｓを中心とする仮想円Ｃに沿った円弧状の長孔形状からなる下孔４６が設けられている。そして、部品４４は、セルフタッピンねじ１０によって支持部材４２と締結される。セルフタッピンねじ１０は、円弧状の長孔形状からなる下孔４６内の自由な位置においてねじ込むことができ、これによって支持部材４２に対する部品４４の取付自由度が向上すする。なお、この実施例２においても、特に明示しないが、下孔４６の幅は、セルフタッピンねじ１０の軸径よりも狭い。
【００４３】
［実施例３］
図７は、この発明の実施の形態による取付部材によって部品が取付けられるさらに他の様子を示す斜視図である。
【００４４】
図７を参照して、部品５６が取付けられる支持部材５２は、円筒形状からなり、支持部材５２には、支持部材５２の円周方向に沿って一体成形される取付部５４が設けられている。そして、取付部５４には、長孔形状からなる下孔５８が設けられている。部品５６は、セルフタッピンねじ１０によって支持部材５２（取付部５４）と締結される。セルフタッピンねじ１０は、長孔形状からなる下孔５８内の自由な位置においてねじ込むことができ、これによって支持部材５２に対する部品５６の取付自由度が向上する。なお、この実施例３においても、特に明示しないが、下孔５８の幅は、セルフタッピンねじ１０の軸径よりも狭い。
【００４５】
［実施例４］
上述したように、セルフタッピンねじは、製造コストの低減を目的に、自動車における部品の締結などにしばしば用いられる。ここで、自動車においては、低コスト、小型化、高性能、高信頼性などが強く要求されるところ、この発明による取付部材によれば、セルフタッピンねじを用いることによる雌ねじ加工費の削減によって低コスト化を図ることができる。また、下孔が長孔形状であるので、支持部材に対する部品の取付自由度が向上し、レイアウト効率の向上による小型化、および、たとえば部品としてのセンサなどの取付精度向上による高性能化を図ることができる。さらに、支持部材に対するセルフタッピンねじの固定力が確保されるので、車両振動に対して高い信頼性を有する。
【００４６】
図８，図９は、この発明の実施の形態による取付部材が車両のエンジン部に用いられる場合の実施例を示す図である。
【００４７】
図８は、ワイヤハーネスがエンジンの吸気マニホールドに取付けられる様子を示す斜視図である。
【００４８】
図８を参照して、吸気マニホールド６０は、エンジンのシリンダに混合気を導くための吸気管である。ワイヤハーネス６２は、点火プラグやセンサ等に接続される電線群であって、ワイヤハーネスブラケット６４によって吸気マニホールド６０に取付けられる。そして、ワイヤハーネスブラケット６４は、セルフタッピンねじ６６によって吸気マニホールド６０の取付部６７に固定される。
【００４９】
自動車においては、膨大な数のワイヤハーネスが張り巡らされているところ、それらの全てを実際に取付けるにあたっては、ある程度の取付自由度を確保しつつ、所定の各部に確実に取付ける必要がある。
【００５０】
ここで、取付部６７における下孔６８は、長孔形状からなり、セルフタッピンねじ６６の軸径よりもその幅が狭くなるように設計されている。したがって、吸気マニホールド６０に対するワイヤハーネス６２の取付の自由度が確保されつつ、特に振動が大きいエンジン部においても吸気マニホールド６０に対するワイヤハーネスブラケット６４の締結力が確保される。
【００５１】
図９は、圧力センサがエンジンの吸気マニホールドに取付けられる様子を示す斜視図である。
【００５２】
図９を参照して、吸気マニホールド７０は、エンジンのシリンダに混合気を導くための吸気管である。圧力センサ７２は、吸気マニホールド７０内の気圧を測定するためのセンサである。そして、圧力センサ７２は、その検出部が圧力検出口７６に挿入され、セルフタッピンねじ７４によって吸気マニホールド７０の取付部７７に固定される。
【００５３】
吸気マニホールド７０内の気圧は、エンジン特性に影響する
ため、圧力センサ７２によって精度よく測定される必要がある。このため、圧力センサ７２を吸気マニホールド７０に取付けるにあたっては、ある程度の取付調整しろを確保しつつ、確実に取付ける必要がある。また、ワイヤハーネス（図示せず）との接続性の観点からも、圧力センサ７２の取付けに自由度があることが望ましい。
【００５４】
ここで、取付部７７における下孔７８は、圧力検出口７６を中心とする仮想円に沿った円弧状の長孔形状からなり、セルフタッピンねじ７４の軸径よりもその幅が狭くなるように設計されている。したがって、吸気マニホールド７０に対する圧力センサ７２の取付の自由度が確保されつつ、特に振動が大きいエンジン部においても吸気マニホールド７０に対する圧力センサ７２の締結力が確保される。
【００５５】
以上のように、この発明の実施の形態による取付部材によれば、上述したように、車両の低コスト化、小型化、高性能化、高信頼性に寄与することができる。
【００５６】
今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】この発明の実施の形態による取付部材に用いられるセルフタッピンねじの側面図である。
【図２】この発明の実施の形態による取付部材に用いられる支持部材の平面図である。
【図３】この発明の実施の形態による取付部材の構造を示す垂直断面図である。
【図４】図３に示す取付部材の断面ＩＶ−ＩＶを示す断面図である。
【図５】この発明の実施の形態による取付部材によって部品が取付けられる様子を示す斜視図である。
【図６】この発明の実施の形態による取付部材によって部品が取付けられる他の様子を示す平面図である。
【図７】この発明の実施の形態による取付部材によって部品が取付けられるさらに他の様子を示す斜視図である。
【図８】ワイヤハーネスがエンジンの吸気マニホールドに取付けられる様子を示す斜視図である。
【図９】圧力センサがエンジンの吸気マニホールドに取付けられる様子を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００５８】
１０，６６，７４  セルフタッピンねじ、１２  頭部、１４  軸部、１６  ねじ山、２０，３２，４２，５２  支持部材、２２，３６，４６，５８，６８，７８  下孔、２４，３４，４４，５６  部品、５４，６７，７７  取付部、６０，７０  吸気マニホールド、６２  ワイヤハーネス、６４  ワイヤハーネスブラケット、７２  圧力センサ、７６  圧力検出口。
【図１】
2005240896.tif 000003
【図２】
2005240896.tif 000004
【図３】
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【図４】
2005240896.tif 000006
【図５】
2005240896.tif 000007
【図６】
2005240896.tif 000008
【図７】
2005240896.tif 000009
【図８】
2005240896.tif 000010
【図９】
2005240896.tif 000011