(57)【要約】 【課題】被締結物の取り付け作業を簡単且つ安価に提供して組立コストの低減を図るようにしたボス部材とねじとの組合せ固定構造を得る。【解決手段】軸部１１の中心線上に下穴１３を形成し、これの一端に大径のセレーション部３０を有する頭部１２を形成し、頭部１２と軸部１１との間に軸部１１より小径の凹部２０を設けてなるボス部材１０と、このボス部材１０の頭部１２をワーク１に固定し、一方、前記軸部１１の下穴１３に、先端から少なくとも６０％以上の部分に粘着液を封入したマイクロカプセルを含有する被覆材３が塗布された脚部４２を有するねじを螺入するよう構成したボス部材とねじとの組合せ固定構造であるので、ボス部材の製造加工工数が減少し、これを安価に提供できる。また、ねじには粘着液を含む被覆材が塗布されているからねじで下穴に雌ねじを成形しながら螺合しても、成形屑は落下することがない。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸部（１１）の中心線上に下穴（１３）を形成し、この軸部の一端にこれより大径のセレーション部（３０）を有する頭部（１２）を形成し、この頭部と軸部との間の首部に軸部より小径で軸部外周に沿う外周溝形状の凹部（２０）を設けてなるボス部材（１０）と、このボス部材をワーク（１）に形成された取付穴（２）に軸部を先にして貫挿し、ワークに対して頭部を加圧入して前記ボス部材を固定し、一方、前記軸部の下穴に、ねじ山（５０）が形成されているとともに全長に対して先端から少なくとも６０％以上の部分に渡って適度な粘度の粘着液を封入したマイクロカプセルを含有する被覆材（３）が塗布された脚部（４２）を有するねじを螺合するよう構成したことを特徴とするボス部材とねじとの組合せ固定構造。
【請求項２】
セレーション部は中心から放射方向に且つ円周上等間隔をおいて山形状に突出する形状であることを特徴とする請求項１記載のボス部材とねじとの組合せ固定構造。
【請求項３】
凹部は軸線に沿う断面において底面側が狭く開放側が広くなるように少なくとも一方が傾斜した側壁（２１）を有していることを特徴とする請求項１又は２記載のボス部材とねじとの組合せ固定構造。
【請求項４】
被覆材は２００〜５００ｃＰの粘度を有するとともに長時間の流動性を有する粘着液を内包するマイクロカプセルを含有していることを特徴とする請求項１、２又は３記載のボス部材とねじとの組合せ固定構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークに固定されているボス部材の軸部上に被締結物を取り付けるに際し、ボス部材の下穴に雌ねじを形成しながら螺合したときに、成形屑を飛散させることなく、しかも、組立コストの低減を図るようにしたボス部材とねじとの組合せ固定構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
製品の薄型化のために電子基板を積層し、この前面にカバーや表示ユニットを取り付ける場合、これら被締結物を取り付けるワークは比較的薄いものが採用されている。このようなワークにカバーや表示ユニット等の被締結物を取り付けるに際しては通常、ねじが使用されているが、このねじを直接ワークに螺合するにはワークに十分な厚みがなく、固定強度の減少を招いていた。これを防止することからねじを螺合固定するのに十分なボス部材をワークに固定し、このボス部材にねじを螺合しているのが現状である。
【０００３】
このようなボス部材として、最近では多くの種類のものが使用されており、例えば、ワークに形成されている取付穴よりも若干径の大きい頭部とこの頭部に立設され前記穴部に嵌入し得る径となっている軸部とが金属材料で一体に形成されてなり、軸部の外周面には、頭部との境界部分に、全周にわたって断面四角形の溝部が形成されている。また、頭部の外周面には回り止め用のローレットが形成され、頭部から軸部に貫通するねじ穴が形成されているものがある。これは、回り止めと抜け止め作用はある程度までは発揮することができるが、結合力が弱いことが懸念されることから最近では、以下に示すような構造のものが考えられている。
【０００４】
これは、ワークに対してボス部材を強固に固定することを目的として考えられたものであり、図１２に示すように、金属板（ワーク）の穴部１０２よりも径の大きい頭部１１２とこの頭部１１２に立設され穴部１０２に嵌入し得る径とされるとともに頭部１１２との境界部分に溝１２０が形成された軸部１１１とを有しており、溝部１２０の断面形状は挿入部側の頭部１１２の面を底辺とする三角形状となったものである。これにより、頭部１１２の圧力を受けて溝部内に入り込むワーク１０１の一部と溝部１２０の壁面との接触面積は大きくなり、かしめボス１１０はワーク１０１に強固に結合されるようになっている。そして、このかしめボス１１０に形成されている雌ねじ１０７にねじ（図示せず）が螺合されるようになっている。
【特許文献１】特開平７−２６９５３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このような形状のボス部材においては、ねじ部材を軸部の穴に螺合するための雌ねじがあらかじめ形成されているため、ボス部材の製造における加工工数が必然的に多くなり、ボス部材の価格が高くなっている。また、最近の製品は電子部品が多く使用されており、このため、多くの電子基板が配置されていることから雌ねじをあらかじめ形成したものでないと、螺合時に発生する切り粉や摩擦粉等の成形屑が基板上に落下することが多分にある。そして、これが落下すると基板がショートして製品不良が発生することから雌ねじは必然的にあらかじめ形成されるようになっており、このことはコストの低減において大きな障害となっている。しかも、このように雌ねじをあらかじめ形成した場合においても前記屑が僅かに発生することがあり、これを少しでも解消するために精度の高い雌ねじが要求されているが、信頼性が得られておらず、不良品の減少が依然として解消されていない等の課題が生じている。
【０００６】
本発明の目的は、このような課題を解消するとともに被締結物の取り付け作業を簡単且つ安価に提供して組立コストの低減を図るようにしたボス部材とねじとの組合せ固定構造を得ることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の目的は、軸部１１の中心線上に下穴１３を形成し、この軸部１１の一端にこれより大径のセレーション部３０を有する頭部１２を形成し、この頭部１２と軸部１１との間の首部に軸部１１より小径で軸部外周に沿う外周溝形状の凹部２０を設けてなるボス部材１０と、このボス部材１０をワーク１に形成された取付穴２に軸部を先にして貫挿し、ワーク１に対して頭部１２を加圧入して前記ボス部材１０を固定し、一方、前記軸部１１の下穴１３に、ねじ山５０が形成されているとともに全長に対して先端から少なくとも６０％以上の部分に渡って適度な粘度の粘着液を封入したマイクロカプセルを含有する被覆材３が塗布された脚部４２を有するねじを螺合するよう構成したボス部材とねじとの組合せ固定構造を提供することで達成される。
【０００８】
また、この目的の達成ために前記構成に加えて、セレーション部は中心から放射方向に且つ円周上等間隔をおいて山形状に突出する形状とすることで、ワークに対して確実な回り止めが得られる。更に、これらの構成に加えて、凹部は軸線に沿う断面において底面側が狭く開放側が広くなるように少なくとも一方が傾斜した側壁２１を有しているので、ワークの取付穴の肉が凹部へ入り込むのが容易になる。
【０００９】
しかも、前記構成のねじ部材に塗布されている被覆材は２００〜５００ｃＰの粘度を有するとともに長時間の流動性を有する粘着液を内包するマイクロカプセルを含有しているボス部材とねじとの組合せ固定構造であるから下穴にねじ山で雌ねじを成形したとき等に成形屑を確実に粘着保持することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ボス部材には雌ねじが形成されていない下穴が形成されているだけであるから、ボス部材の製造における加工工数が減少し、ボス部材を安価に提供できる。また、このボス部材をワークに頭部を加圧入して固定してからねじ部材をボス部材の下穴に螺合しているが、このねじには粘着液を含む被覆材が塗布されているからこれで下穴に雌ねじを成形しながら螺合しても、成形屑は落下することなく粘着保持される。このため、電子基板上に落下して基板をショートさせるといったこともなくなり、製造時において製品不良の発生も解消される。更に、何らかの原因で製品が故障して修理するような場合においても、ねじを緩めて被締結物を取り外したりしても、雌ねじ成形屑はねじに粘着保持されたままであり、成形屑の落下による新たな故障を生じることもない。しかも、このような粘着液を含む被覆材を塗布したねじとボス部材とを組み合わせることで、製品の製造時に生じやすい故障を確実に解消することができ、高精度のボス部材が不要となり、組立コストの低減に繋がる等の特有の効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を図１乃至図１１に基づき説明する。図３及び図４において、１０は軸部１１とこの軸部１１より大径の頭部１２とからなるボス部材であり、軸部１１には中心線上にこれを貫通した下穴１３が設けられている。この下穴１３は軸端から頭部端にかけて貫通して形成されているが、この他に頭部側に底を有する有底円筒穴形状の有底穴（図示せず）であってもよい。この下穴１３にはねじが螺合されて組み合わされるようになっているので、この径はねじの脚部に形成されるねじ山の有効径とほぼ同径かそれ以下となっている。また、この軸部１１と頭部１２との間の首部には軸部１１より小径で頭部１２の厚さの約１／２程度の幅を有するとともに軸部外周に沿う外周溝形状の凹部２０が形成してあり、この凹部２０は軸線に沿う断面において、底面側が狭く開放側が広くなるよう少なくとも一方が、あるいは両側が傾斜した側壁２１を有している。この凹部２０は金属板等のワーク１の取付穴２にボス部材１０が加圧入固定された時、ワーク１の取付穴２の肉が嵌り込む溝であり、これにより、ワーク１に対して抜け止め構造となっている。
【００１２】
この首部には軸部１１の直径より大径の前記頭部１２が連続して一体的に設けてあり、この頭部１２にはその外周に等間隔をおいて山形形状の複数の突部が突出した形状のセレーション部３０が形成されている。このセレーション部３０は外周を鋸歯状の山形形状としているが、この形状に限定されるものではなく、ワーク１に加圧固定されたときに回り止め作用が生じる構造であれば、例えば、花びら形状であってもよい。また、この頭部１２の上面において、セレーション部３０の端面外周側には周縁側の厚みが漸次薄くなるように弧状面３１が形成してあり、この弧状面３１に連続する中心側の頭部１２の上面は平坦面となっている。
【００１３】
次に、このボス部材１０に組み合わせられるねじについて説明する。図５及び図６において、ねじとしてのタッピンねじ４０は頭部４１とこれと一体で且つ外周にねじ山５０を有する脚部４２とから構成されている。このタッピンねじ４０の頭部４１には脚部４２の中心線上にドライバビット（図示せず）と係合して駆動部を構成する十字円錐穴形状の駆動穴４３が形成されている。この駆動部は十字円錐穴形状の駆動穴４３であるが、この他に、例えば、四角、六角形状あるいはその他の溝あるいは穴形状であってもよく、一般に普及している形状であれば、これに制限されるものではない。
【００１４】
また、この頭部４１の座面４４には頭部４１より小径の円柱形状の脚部４２が一体に形成してあり、脚部４２にはねじ山５０が所定のピッチを有して成形されている。脚部４２のねじ山５０はそのねじ山頂角が通常５０°以下に形成してあり、ねじ山５０のピッチを比較的大きく形成してタッピンねじ４０の谷部５１の間隔が通常の小ねじの間隔より比較的広くなるように形成されている。この脚部４２は頭部側に同一外径の胴部４５が設けてあり、この脚部４２の先端側には胴部４５に連続してねじ山角度βが胴部４５のねじ山角度αより僅か大きく形成された雌ねじ成形部４６が設けられている。このねじ山角度αとβとの間には１０°程度の差を設けて雌ねじ成形部４６のねじ山角度βを大きくすればよい。前記雌ねじ成形部４６は一山以内であり、これの先端側にはねじ山高さが胴部４５のねじ山高さより低いねじ山５０が形成されて螺合時においてボス部材１０の下穴１３に進入しやすい形状となっている。これらの構成によりタッピンねじ４０は螺合時にボス部材１０の下穴１３に雌ねじを形成する際に生じる摩擦をできるだけ緩和するようになっている。
【００１５】
更に、前記タッピンねじ４０の脚部４２の先端から頭部側にかけてはその全長の少なくとも６０％以上の位置までの部分にその全周に渡って有機溶剤を使用していない例えば、水溶性の被覆材３が塗布してあり、この被覆材３は主にねじ山５０のフランク面５２と谷部５１に付着している。この被覆材３はねじ山５０とねじ山５０の間の谷底からねじ山高さの３０〜９０％にかけて付着されるのが最適である。この被覆材３は高密度に分布しているマイクロカプセル（図示せず）を含有しており、これらマイクロカプセルには長時間の流動性（濡れ性）を有する液状の粘着液が封入されている。この粘着液はその粘度が２００〜５００ｃＰであり、これは雌ねじ成形屑４を粘着保持するのに十分な粘度であり、これより粘度が低いと被覆材３の塗布中に垂れ落ちたり、粘度が高いとねじ山間に盛り上がって付着することがある。この粘度範囲は外気温が１３０℃程度に高くなっても、流動性を長時間、例えば、５年間程度に渡って維持する性状を得ることができる。
【００１６】
また、この粘着液の蒸発温度・引火点は２６０℃以上で、この液は耐銅板腐食性や樹脂材に対する耐応力割れ性に優れており、しかも、絶縁性、潤滑性、防錆効果、撥水性も有している。一方、前記マイクロカプセルはその粒径がねじ１のピッチ内で最大限の粘着液を供給するのに好適な大きさとしての１００〜３００μｍとなっている。このマイクロカプセルとこれを接合する接合剤及び顔料を主成分とした被覆材３の粘度は常温において約１１０ｃＰである。このようにして被覆材３が脚部４２に塗布された前記ねじ４０をボス部材１０の下穴１３に螺合し、雌ねじ成形時に生じる圧力により前記マイクロカプセルが破壊されることで、粘着液が漏れだし、成形時の摩擦粉や剥離片等の成形屑４がねじ山５０に粘着保持されるものである。このため、前記脚部４２の雌ねじ成形部４６でボス部材１０の下穴１３に雌ねじが形成されると、雌ねじと胴部４５のねじ山５０との間には隙間が生じ、この部分に図１０に示すように、マイクロカプセルから出た粘着液により成形屑４を粘着保持するようになっている。
【００１７】
更に、図７及び図８には、前記構成のタッピンねじ４０のねじ山形状を僅か変更したものが示してあり、図７においては、胴部４５のねじ山角度αは前記実施の形態と同様に５０°以下となっており、胴部４５に連続する脚部先端側の雌ねじ成形部４６のねじ山角度βも胴部４５のねじ山角度αと同じ角度で形成されている。一方、雌ねじ成形部４６のねじ山外径Ａは胴部４５のねじ山外径Ｂより僅か大きくしたものであり、この雌ねじ成形部４６も一山以内に形成されている。これによっても、前記と同様に螺合時の抵抗が低減されるとともに、ねじ山５０に塗布されている被覆材３で成形屑４が脚部４２のねじ山５０に確実に粘着保持されることになる。また、この他に以上の実施の形態において示した雌ねじ成形部４６の構成を組み合わせて雌ねじ成形部４６のねじ山角度βを胴部４５のねじ山角度αより僅か大きくするとともに雌ねじ成形部４６のねじ山外径Ａも胴部４５のねじ山外径Ｂより僅か大きくしても同様な作用が得られる。
【００１８】
また、図８は前記実施の形態におけるねじ山５０の圧力側フランク角と進み側フランク角とが等しい等角となっているのに対して、ねじ山５０を構成する圧力側フランク角θ１と進み側フランク角θ２とが異なる不等角山となったねじ山５０を示している。この不等角ねじ山５０を胴部４５に形成し、このねじ山５０に連続してねじ山成形部４６のねじ山角度βを胴部４５のねじ山角度αより前記実施の形態と同様に１０°程度大きくしたり、図示しないが、胴部４５と雌ねじ成形部４６のねじ山角度を同じとし、雌ねじ成形部４６のねじ山外径を胴部４５のねじ山外径より僅か大きくしたり、これら構成を組み合わせることも前記と同様に可能である。これにより、より優れた緩み止め効果も得られるものである。
【００１９】
図９は非円形のタッピンねじ４０の脚部４２を示しており、このねじ山５０はこれの１回転中、即ち、１ピッチ当たり３頂点となる最大ねじ山半径となった、所謂、おむすび形状であり、このねじ山頂点５３間には最小ねじ山半径の逃げ部５４を有している。この逃げ部５４は脚部４２の中心からの同一半径での軌跡円上では３頂点部のねじ山厚みより薄くなっており、このねじ４０をボス部材１０の下穴１３に螺合する場合は、前記３個のねじ山頂点５３で雌ねじが形成されるから逃げ部５４と雌ねじとの間には隙間が生じることになる。このねじ山５０にも主成分が同様の被覆材３が塗布されているので、図１１に示すように、ねじ４０により雌ねじを成形する時に生じる成形屑４は逃げ部５４に粘着保持されることになる。
【００２０】
また、これら構成の脚部形状に加えて、図示していないが、この脚部４２のねじ山５０の１ピッチ内に４個の凹溝（図示せず）を形成して、複数の条溝とすることで、成形屑４はこの凹溝に粘着保持されることになり、このようなねじ山形状にすることでより多くの成形屑４を粘着保持することができる。
【００２１】
このようにして得られたボス部材１０とねじとを組み合わせて被締結物５をワーク１に固定する場合において、あらかじめ、図２に示すように、頭部１２のセレーション部３０の外径より小さい直径の取付穴２、即ち、ワーク１にセレーション部３０の外径と谷径との略中間あるいはこれより小さくてボス部材１０の軸部１１が貫挿可能な直径の取付穴２をあける。そして、まず初めに前記ワーク１の取付穴２にボス部材１０をこれの軸部１１を先にして貫挿させて頭部１２をワーク１に加圧入固定する。これにより、ボス部材１０のセレーション部３０はワーク１に圧入され、同時に凹部２０にワーク１の肉が嵌り、ボス部材１０はワーク１に対して回り止め及び抜け止め作用が生じてワーク１と一体となる。
【００２２】
続いて、このボス部材１０の軸部端面上に被締結物５のガイド穴６とボス部材１０の下穴１３とを一致させて被締結物５を裁置する。この後、タッピンねじ４０をボス部材１０の下穴１３に螺合すると、図１に示すように、このねじ４０のねじ山５０により雌ねじが形成されながら螺入されて被締結物５はボス部材１０に固定される。この時生じる成形屑４は図１０及び図１１に示すように、全てねじ山５０に塗布されている被覆材３によりねじ山５０の谷部５１、フランク面５２あるいは逃げ部５４に粘着保持されることになる。これにより、このねじ４０を螺入したり、抜き取ったりした時に発生する成形屑４が部品上に落下しなくなる。
【００２３】
一方、一旦、螺合されたねじ４０を緩めて抜き取る場合は、このねじ４０の脚部４２に塗布された被覆材３は成形屑４を粘着保持した状態でねじ山５０とともにせり上がって雌ねじから抜け出る。この時、被覆材３に粘着保持されている成形屑４はねじ４０に粘着保持されたままとなるか、ボス部材１０の下穴１３に付着した状態となり、ねじ４０の抜き取り時における成形屑４の飛散も阻止されることになる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施の形態を示す要部断面正面図である。
【図２】本発明による被締結物取り付け直前の状態を示す要部断面正面図である。
【図３】本発明に係るボス部材の要部断面正面図である。
【図４】図３の左側面図である。
【図５】本発明に係るねじの正面図である。
【図６】図５の要部拡大正面図である。
【図７】本発明に係るねじの他の形態を示す要部拡大正面図である。
【図８】本発明に係るねじのもう一つの他の形態を示す要部拡大正面図である。
【図９】本発明に係るねじの更にもう一つの他の形態を示す底面図である。
【図１０】図５に示したねじの螺合時において、成形屑がねじ山に粘着保持された状態を説明する拡大断面図である。
【図１１】図９に示したねじの螺合時において、成形屑がねじ山に粘着保持された状態を説明する拡大断面図である。
【図１２】従来例としてのワークとボス部材の組み合わせを示す要部断面図である。
【符号の説明】
【００２５】
１  ワーク
２  取付穴
３  被覆材
４  成形屑
５  被締結物
６  ガイド穴
１０  ボス部材
１１  軸部
１２  頭部
１３  下穴
２０  凹部
２１  側壁
３０  セレーション部
３１  弧状面
４０  タッピンねじ
４１  頭部
４２  脚部
４３  駆動穴
４４  座面
４５  胴部
４６  雌ねじ成形部
５０  ねじ山
５１  谷部
５２  フランク面
５３  ねじ山頂点
５４  逃げ部
【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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