(57)【要約】【課題】  セルフタッピングビスがねじ込まれる薄板の板厚が薄くなった場合にも、板厚が厚い場合と同程度の締結力と耐久性を兼ね備えたセルフタッピングビス用の下穴を提供し、セルフタッピングビスを確実に締結させる。【解決手段】  本発明は、セルフタッピングビスを用いて締結を行うために、セルフタッピングビスが挿入される下穴２を有する薄板１、および、セルフタッピングビスとセルフタッピングビスが挿入される下穴とから構成されるセルフタッピングビス取り付け構造に関するものである。上記の薄板、あるいは、上記のビス取り付け構造において、下穴２は、セルフタッピングビスがねじ込まれる時に表面にネジ山が形成される内壁３を有し、内壁３は、プレス加工によって、セルフタッピングビスの挿入される入り口の内径Ｄ１が、上記セルフタッピングビスの脱出する出口の内径Ｄ２に比べて大きくなるテーパ形状に加工されている。【選択図】  図１
2005315388.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セルフタッピングビスを用いて締結を行うために、当該セルフタッピングビス用の下穴を有する薄板であって、
上記下穴は、上記セルフタッピングビスがねじ込まれる時に表面にネジ山が形成される内壁を有し、
上記内壁は、プレス加工によって、上記セルフタッピングビスの挿入される入り口の内径が、上記セルフタッピングビスの脱出する出口の内径に比べて大きくなるテーパ形状に加工されていることを特徴とする薄板。
【請求項２】
上記内壁は、テーパ角４．２°〜５．２°のテーパ形状であることを特徴とする請求項１に記載の薄板。
【請求項３】
上記下穴がビスサイズＭ３のセルフタッピングビス用の場合、
上記内壁におけるセルフタッピングビスの入り口の内径が、２．６５〜２．７５ｍｍであり、
上記内壁におけるセルフタッピングビスの出口の内径が、２．４〜２．４５ｍｍであることを特徴とする請求項１または２に記載の薄板。
【請求項４】
上記内壁の入り口から出口まので距離は、２．０〜２．３ｍｍであることを特徴とする請求項３に記載の薄板。
【請求項５】
上記下穴がビスサイズＭ４のセルフタッピングビス用の場合、
上記内壁におけるセルフタッピングビスの入り口の内径が、３．６５〜３．７５ｍｍであり、
上記内壁におけるセルフタッピングビスの出口の内径が、３．２〜３．２５ｍｍであることを特徴とする請求項１または２に記載の薄板。
【請求項６】
上記内壁の入り口から出口まので距離は、２．５〜２．８ｍｍであることを特徴とする請求項５に記載の薄板。
【請求項７】
部品同士を締結させるためのセルフタッピングビスと、薄板に形成された上記セルフタッピングビスが挿入される下穴とから構成されるセルフタッピングビスの取り付け構造であって、
上記下穴は、上記セルフタッピングビスがねじ込まれる時に表面にネジ山が形成される内壁を有し、
上記内壁は、プレス加工によって、上記セルフタッピングビスの挿入される入り口の内径が、上記セルフタッピングビスの脱出する出口の内径に比べて大きくなるテーパ形状に加工されていることを特徴とするセルフタッピングビス取り付け構造。
【請求項８】
上記内壁は、テーパ角４．２°〜５．２°のテーパ形状であることを特徴とする請求項７に記載のセルフタッピングビス取り付け構造。
【請求項９】
上記セルフタッピングビスのビスサイズがＭ３の場合、
上記内壁におけるセルフタッピングビスの入り口の内径が、２．６５〜２．７５ｍｍであり、
上記内壁におけるセルフタッピングビスの出口の内径が、２．４〜２．４５ｍｍであることを特徴とする請求項７または８に記載のセルフタッピングビス取り付け構造。
【請求項１０】
上記内壁の入り口から出口まので距離は、２．０〜２．３ｍｍであることを特徴とする請求項９に記載のセルフタッピングビス取り付け構造。
【請求項１１】
上記セルフタッピングビスのビスサイズがＭ４の場合、
上記内壁におけるセルフタッピングビスの入り口の内径が、３．６５〜３．７５ｍｍであり、
上記内壁におけるセルフタッピングビスの出口の内径が、３．２〜３．２５ｍｍであることを特徴とする請求項７または８に記載のセルフタッピングビス取り付け構造。
【請求項１２】
上記内壁の入り口から出口まので距離は、２．５〜２．８ｍｍであることを特徴とする請求項１１に記載のセルフタッピングビス取り付け構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、種々の装置を構成する例えば鋼製の薄板同士、あるいは薄板と他の部品とを小ネジ（ビス）を用いて締結し固定する技術に関するものである。具体的には、ネジ山に嵌合する形状を下穴に成形しながらねじ込みを行うセルフタッピングビスを用いて締結を行う場合に、薄板に設けられるセルフタッピングビス下穴に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、装置の小型化とローコスト化が進み、高度な機能を有しながら低価格の製品が多く生産されるようになってきている。これは、単に製品が有している技術の進歩のみならず、その製品を組み立てるときの生産技術や締結部品などの小部品の進歩にもよるところがある。
【０００３】
従来、一方の部品にパンチ（金型）やドリルにて開けた下穴にタッピング加工を施してネジ穴を形成し、締結部材である小ネジやボルトなどをねじ込むことで、部品同士を組み付けて構造物を作成していた。そのため、加工工程が多くなり、加工時のコストが高くなってしまうという問題があった。
【０００４】
そこで、ネジ加工を省略し、ネジを部品に形成された下穴にねじ込むときに、下穴にネジを切りながら締結が行えるセルフタッピングビスが開発された。このセルフタッピングビスの出現によって、各種製品を加工する際の製造コストを大幅に低減することが可能となった。特許文献１〜３には、セルフタッピングビスおよびその下穴に関する技術が開示されている。
【０００５】
また、製品の価格を低減するために、製品を構成する各部品についてもそのコストを下げることが望まれている。この目的を達成するための一つの対策として、各部品を小型化したり軽量化したりすることが挙げられる。例えば、画像形成装置の分野においても、平均的に用いられる鋼製の薄板（以下、鋼板と称する）の厚さが１．２ｍｍ、１．０ｍｍ、０．８ｍｍという薄型のものの需要が次第に高まってきている。
【特許文献１】特開２００２−５１２６号公報（公開日：２００２年１月９日）
【特許文献２】特開２００３−１６８２５２号公報（公開日：２００３年６月１３日）
【特許文献３】特開平２−３００５１１号公報（公開日：１９９０年１２月１２日）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、通常のネジ加工を行う場合、セルフタッピングビスの下穴として、ビスサイズがＭ３の場合にはその内径が約２．４ｍｍのものが、また、ビスサイズがＭ４の場合にはその内径が約３．２ｍｍのものが一般的に使用されている。しかし、上記の内径の下穴を用いた場合には、セルフタッピングビスをねじ込むときのトルクが非常に高くなり、自動工具（電動ネジ締め器）では、締め付けができず生産性が悪くなるという問題が発生する。
【０００７】
そのため、実際の製品加工には上述の内径を有する下穴よりも若干に大きめの内径を有する下穴を用いて、その生産性を確保している。具体的には、ビスサイズがＭ３のビスの場合には、その内径が２．７ｍｍの下穴を用い、ビスサイズがＭ４のビスの場合には、その内径が３．７ｍｍの下穴を用いることによって、ねじ込み時のトルクを減らして量産性を高めている。このときに用いられる下穴は、バーリングと呼ばれ、鋼製の薄板に対してパンチ（金型）を用いて穴を開けながら絞り出し、内壁面がストレートの穴に成型され、ネジ山の数ができるだけ多くなるような加工によって形成される（特許文献１、３参照）。
【０００８】
ところが、このようなパンチを用いていない下穴に対してねじ込みを行う場合、部品のさらなる軽量化を目的として、使用される鋼製薄板の厚さを、例えば１．０ｍｍから０．８ｍｍに薄くすると、セルフタッピングビスにて形成されるネジ山の数が減少し、締結力が低下してしまうという問題が発生する。それに加えて、同一の下穴に対して、セルフタッピングビスをねじ込んだり外したりという作業を繰り返し行える回数が低下するという問題も生ずる。つまり、板厚の薄い鋼製の薄板に対してねじ込み作業を繰り返し行った場合、ネジ穴が破壊され易くなり、一般に「ネジバカ」と呼ばれる締結不能な状態になってしまう。
【０００９】
また、特許文献１の従来技術には、パンチ加工によって形成された下穴について記載されているが、この文献に記載されているように従来のパンチ加工による下穴は、その上部に比べて下部の方が内径が大きくなっている。このような下穴では、その下部においてビスのネジ山が食い込まないため、締結力が弱くなってしまう。
【００１０】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、内壁の形状に工夫を施すことによって、セルフタッピングビスがねじ込まれる薄板の板厚が薄くなった場合にも、板厚が厚い場合と同程度の締結力と耐久性を兼ね備えたセルフタッピングビス用の下穴を提供し、セルフタッピングビスを確実に締結させることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明にかかる薄板は、上記の課題を解決するために、セルフタッピングビスを用いて締結を行うために、当該セルフタッピングビス用の下穴を有する薄板であって、上記下穴は、上記セルフタッピングビスがねじ込まれる時に表面にネジ山が形成される内壁を有し、上記内壁は、プレス加工によって、上記セルフタッピングビスの挿入される入り口の内径が、上記セルフタッピングビスの脱出する出口の内径に比べて大きくなるテーパ形状に加工されていることを特徴とするものである。
【００１２】
本発明の薄板には、セルフタッピングビス用の下穴がプレス加工によって形成されている。そのため、レーザ加工で形成された下穴のように加工面に硬化膜が形成されず、セルフタッピングビスのねじ込みを容易に行うことが可能となる。
【００１３】
また、上記の構成によれば、下穴の内壁が、セルフタッピングビスの挿入される入り口の内径よりも、上記セルフタッピングビスの脱出する出口の内径の方が小さなテーパ形状であるため、セルフタッピングビスねじ込み時の締結力を高くすることができる。さらに、ビスのねじ込みと取り外しを繰り返し行った場合の薄板および下穴の耐久性を向上させることもできる。
【００１４】
これによって、板厚を薄くした場合にも、従来のストレートタイプあるいは本発明とは逆のテーパ形状の下穴を有する薄板と比較して、より高い締結力および耐久性を得ることができる。
【００１５】
本発明の薄板において、上記内壁は、テーパ角４．２°〜５．２°のテーパ形状であることが好ましい。
【００１６】
上記のように、テーパ角（θ）が４．２°〜５．２°の範囲内になるように内壁を形成することで、セルフタッピングビス用の下穴として最適なテーパ形状を得ることができる。これによって、セルフタッピングビスの締結力、および、薄板の耐久性を向上させることができる。
【００１７】
本発明の薄板において、上記下穴がビスサイズＭ３のセルフタッピングビス用の場合、上記内壁におけるセルフタッピングビスの入り口の内径が、２．６５〜２．７５ｍｍであり、上記内壁におけるセルフタッピングビスの出口の内径が、２．４〜２．４５ｍｍであることが好ましい。
【００１８】
上記の構成によれば、ビスサイズＭ３の場合の下穴として最適な形状を得ることができ、セルフタッピングビスの締結力、および、薄板の耐久性をより向上させることができる。
【００１９】
上記の薄板において、上記内壁の入り口から出口まので距離は、２．０〜２．３ｍｍであることが好ましい。
【００２０】
上記の構成によれば、ビスサイズＭ３の場合の下穴として最適な形状を得ることができ、セルフタッピングビスの締結力、および、薄板の耐久性をより向上させることができる。
【００２１】
また、本発明の薄板において、上記下穴がビスサイズＭ４のセルフタッピングビス用の場合、上記内壁におけるセルフタッピングビスの入り口の内径が、３．６５〜３．７５ｍｍであり、上記内壁におけるセルフタッピングビスの出口の内径が、３．２〜３．２５ｍｍであることが好ましい。
【００２２】
上記の構成によれば、ビスサイズＭ４の場合の下穴として最適な形状を得ることができ、セルフタッピングビスの締結力、および、薄板の耐久性をより向上させることができる。
【００２３】
上記の薄板において、上記内壁の入り口から出口まので距離は、２．５〜２．８ｍｍであることが好ましい。
【００２４】
上記の構成によれば、ビスサイズＭ４の場合の下穴として最適な形状を得ることができ、セルフタッピングビスの締結力、および、薄板の耐久性をより向上させることができる。
【００２５】
本発明にかかるセルフタッピングビスの取り付け構造は、部品同士を締結させるためのセルフタッピングビスと、薄板に形成された上記セルフタッピングビスが挿入される下穴とから構成されるセルフタッピングビスの取り付け構造であって、上記下穴は、上記セルフタッピングビスがねじ込まれる時に表面にネジ山が形成される内壁を有し、上記内壁は、プレス加工によって、上記セルフタッピングビスの挿入される入り口の内径が、上記セルフタッピングビスの脱出する出口の内径に比べて大きくなるテーパ形状に加工されていることを特徴とするものである。
【００２６】
本発明のセルフタッピングビス取り付け構造は、プレス加工によって形成されたセルフタッピングビス用の下穴を有している。そのため、レーザ加工で形成された下穴のように加工面に硬化膜が形成されず、セルフタッピングビスのねじ込みを容易に行うことが可能となる。
【００２７】
また、上記の構成によれば、下穴の内壁が、セルフタッピングビスの挿入される入り口の内径よりも、上記セルフタッピングビスの脱出する出口の内径の方が小さなテーパ形状であるため、セルフタッピングビスをねじ込み時の締結力を高くすることができる。さらに、ビスのねじ込みと取り外しを繰り返し行った場合の下穴の耐久性を向上させることもできる。
【００２８】
これによって、下穴が形成されている薄板の板厚を薄くした場合にも、従来のストレートタイプあるいは本発明とは逆のテーパ形状の下穴を有する薄板と比較して、より高い締結力および耐久性を得ることができる。
【００２９】
本発明のセルフタッピングビス取り付け構造において、上記内壁は、テーパ角４．２°〜５．２°のテーパ形状であることが好ましい。
【００３０】
上記のようにテーパ角を４．２°〜５．２°の範囲内にすることで、セルフタッピングビス用の下穴として最適なテーパ形状を得ることができる。これによって、セルフタッピングビス取り付け構造の締結力および耐久性をより向上させることができる。
【００３１】
本発明のセルフタッピングビス取り付け構造において、上記セルフタッピングビスのビスサイズがＭ３の場合、上記内壁におけるセルフタッピングビスの入り口の内径が、２．６５〜２．７５ｍｍであり、上記内壁におけるセルフタッピングビスの出口の内径が、２．４〜２．４５ｍｍであることが好ましい。
【００３２】
上記の構成によれば、ビスサイズＭ３の場合の下穴として最適な形状を得ることができ、セルフタッピングビス取り付け構造の締結力および耐久性をより向上させることができる。
【００３３】
上記のセルフタッピングビス取り付け構造において、上記内壁の入り口から出口まので距離は、２．０〜２．３ｍｍであることが好ましい。
【００３４】
上記の構成によれば、ビスサイズＭ３の場合の下穴として最適な形状を得ることができ、セルフタッピングビス取り付け構造の締結力および耐久性をより向上させることができる。
【００３５】
また、本発明のセルフタッピングビス取り付け構造において、上記セルフタッピングビスのビスサイズがＭ４の場合、上記内壁におけるセルフタッピングビスの入り口の内径が、３．６５〜３．７５ｍｍであり、上記内壁におけるセルフタッピングビスの出口の内径が、３．２〜３．２５ｍｍであることが好ましい。
【００３６】
上記の構成によれば、ビスサイズＭ４の場合の下穴として最適な形状を得ることができ、セルフタッピングビス取り付け構造の締結力および耐久性をより向上させることができる。
【００３７】
上記のセルフタッピングビス取り付け構造において、上記内壁の入り口から出口まので距離は、２．５〜２．８ｍｍであることが好ましい。
【００３８】
上記の構成によれば、ビスサイズＭ４の場合の下穴として最適な形状を得ることができ、セルフタッピングビス取り付け構造の締結力および耐久性をより向上させることができる。
【発明の効果】
【００３９】
本発明にかかるセルフタッピングビス用の下穴を有する薄板は、上記下穴が、上記セルフタッピングビスがねじ込まれる時に表面にネジ山が形成される内壁を有しており、上記内壁は、プレス加工によって、上記セルフタッピングビスの挿入される入り口の内径が、上記セルフタッピングビスの脱出する出口の内径に比べて大きくなるテーパ形状に加工されているというものである。
【００４０】
また、本発明にかかるセルフタッピングビスの取り付け構造は、セルフタッピングビスと、薄板に形成された上記セルフタッピングビスが挿入される下穴とから構成されており、上記下穴は、上記セルフタッピングビスがねじ込まれる時に表面にネジ山が形成される内壁を有し、上記内壁は、プレス加工によって、上記セルフタッピングビスの挿入される入り口の内径が、上記セルフタッピングビスの脱出する出口の内径に比べて大きくなるテーパ形状に加工されているというものである。
【００４１】
以上のように、本発明では、下穴の内壁が、セルフタッピングビスの挿入される入り口の内径よりも、上記セルフタッピングビスの脱出する出口の内径の方が小さなテーパ形状であるため、セルフタッピングビスをねじ込み時の締結力を高くすることができるという効果を奏する。さらに、ビスのねじ込みと取り外しを繰り返し行った場合の下穴の耐久性を向上させることもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
以下、本発明についてより詳細に説明する。本実施の形態では、本発明のセルフタッピングビス用の下穴を有する薄板の一例として、複写機の構成部品として用いられる鋼製の薄板を例にあげて説明する。
【００４３】
図１には、本実施の形態にかかる薄板１の断面図を示す。この図に示すように、薄板１には、セルフタッピングビスがねじ込まれる下穴２が形成されている。そして、下穴２は、セルフタッピングビスがねじ込まれる時にその表面にネジ山が形成される内壁３を有している。
【００４４】
内壁３は、薄板１の表面に対してほぼ垂直になるような位置に設けられているが、上記セルフタッピングビスの挿入される入り口の内径Ｄ１が、上記セルフタッピングビスの脱出する出口の内径Ｄ２に比べて、わずかに大きくなるテーパ形状となっている。このテーパ形状を有する内壁３は、プレス加工によって形成されている。
【００４５】
なお、セルフタッピングビスが挿入される入り口の内径（図１においてＤ１）とは、ほぼ円形の縦断面を有する下穴２において、セルフタッピングビスが挿入される側の内壁表面の端部における円形断面の直径のことを意味している。しかし、図１に示すように、薄板１がプレス加工によって折り曲げられて形成された下穴２の入り口の最端部は、湾曲した形状を有しているため、厳密にはこの婉曲形状から平坦な形状になった場所における内径のことを意味する。また、セルフタッピングビスが脱出する出口の内径（図１においてＤ２）とは、図１に示すように、薄板１が折り曲げられて形成された下穴２の先端部分の内径のことを意味する。
【００４６】
本実施の形態にかかる薄板１は、複写機の構成部品である鋼製薄板であり、２枚の薄板を締結するため、あるいは、薄板と他の部品とを締結するために、下穴２にセルフタッピングビスがねじ込まれる。このとき、下穴２の内壁３の表面にネジ山が形成され、締結を確実に行うことができる。
【００４７】
内壁３のテーパ形状として、より具体的には、そのテーパ角θが４．２°〜５．２°となっていることが好ましい。ここで、上記「テーパ角」とは、下穴２の内壁３が薄板１の表面に対して垂直な方向から傾斜している角度のことを意味する。このように、薄板１に設けられた下穴２は、その内壁３の内径が、セルフタッピングビスの挿入される入り口から、セルフタッピングビスの出口の方向へ向かって、テーパ角４．２°〜５．２°の範囲内で小さくなるようなテーパ形状を有していることが好ましい。これによれば、セルフタッピングビス用の下穴として最適なテーパ形状を得ることができる。
【００４８】
このテーパ形状を有する下穴２は、種々のサイズ（例えば、Ｍ２〜Ｍ６）のビスに対して適用することができる。なお、このＭ２、Ｍ３、Ｍ４、Ｍ５、Ｍ６というビスサイズは、ＩＳＯ、ＪＩＳという規格によって規定されているものである。
図５には、セルフタッピングビスの一例（セルフタッピングビス４）を示す。
【００４９】
下穴２の内壁３において、セルフタッピングビスの挿入される入り口の内径Ｄ１、セルフタッピングビスの出口の内径Ｄ２、板厚ｔ、および、上記入り口から上記出口までの距離Ｈのより具体的なサイズは、ビスサイズに応じて決めることができる。このとき、テーパ角θが上述の範囲内になるように、入り口および出口の内径Ｄ１・Ｄ２を決定することが好ましい。
【００５０】
図１には、ビスサイズＭ３の場合の薄板１の板厚、および、内壁３の内径の一例を示している。ビスサイズがＭ３の場合、ここに示されるように、薄板１の板厚ｔは０．８ｍｍ、内壁３の上記入り口から上記出口までの距離Ｈは２．０ｍｍ、上記入り口の内径Ｄ１は２．７５ｍｍであり、上記出口の内径Ｄ２は２．４〜２．４５ｍｍとなっている。
【００５１】
なお、図１に示す薄板１および下穴２の各サイズは、本発明の一例であり、本発明はこれに限定されるものではない。ビスサイズがＭ３の場合、上記下穴２の好ましいサイズとしては、内壁３におけるセルフタッピングビスの入り口の内径Ｄ１が、２．６５〜２．７５ｍｍであることが好ましく、内壁３におけるセルフタッピングビスの出口の内径Ｄ２が、２．４〜２．４５ｍｍであることが好ましく、内壁３の入り口から出口まので距離Ｈは、２．０〜２．３ｍｍであることは好ましい。
【００５２】
下穴２の形状をこのようなサイズに設定すれば、ビスサイズＭ３の場合の下穴として最適な形状を得ることができ、実施例にも示すように、薄板の板厚ｔを０．８ｍｍと薄くした場合にも、ストレートタイプの下穴における板厚１．０ｍｍの場合と同等の締結力を得ることができる。
【００５３】
また、ビスサイズがＭ４の場合、上記下穴２の好ましいサイズとしては、内壁３におけるセルフタッピングビスの入り口の内径Ｄ１が、３．６５〜３．７５ｍｍであることが好ましく、内壁３におけるセルフタッピングビスの出口の内径Ｄ２が、３．２〜３．２５ｍｍであることが好ましく、内壁３の入り口から出口まので距離Ｈは、２．５〜２．８ｍｍであることは好ましい。
【００５４】
下穴２の形状をこのようなサイズに設定すれば、ビスサイズＭ４の場合の下穴として最適な形状を得ることができ、実施例にも示すように、薄板の板厚ｔを０．８ｍｍと薄くした場合にも、ストレートタイプの下穴における板厚１．０ｍｍの場合と同等の締結力を得ることができる。
【００５５】
また、図６には、本発明と比較するために、薄板１１に設けられた従来のセルフタッピングビス（ビスサイズＭ３）用の下穴１２を示す。この下穴１２は、薄板１１の表面に対して垂直な位置に設けられた内壁１３を有している。つまり、その内壁１３の内径Ｄは、セルフタッピングビスの挿入される入り口から、上記セルフタッピングビスの脱出する出口まで、一定となっている。このことから、図６に示す下穴をストレートタイプの下穴と呼ぶ。図６に示すストレートタイプの下穴１２は、ビスサイズがＭ３の場合の一例であり、薄板１の板厚ｔは０．８ｍｍ、内壁３の上記入り口から上記出口までの距離Ｈは２．０ｍｍである。そして、内壁１３の内径Ｄは、２．６８〜２．７２ｍｍの範囲内で一定の値となっている。
【００５６】
本実施の形態では、セルフタッピングビス用の下穴を有する薄板として、複写機の構成部品の一つである鋼製薄板を例に挙げて説明したが、本発明の薄板の用途はこれに限定されることはない。本発明の薄板１の用途としては、各種電化製品や電子機器の構成部品、家具の構成材料、建材などが挙げられる。
【００５７】
また、本発明にかかる薄板の形状は、平坦な形状のものに限定されることなく、使用用途に応じて、凹凸を有していたり、特定の形状に加工されていたりしていてもよい。
【００５８】
また、本発明にかかる薄板に形成された下穴は、プレス加工によって形成されたものであるが、このプレス加工の具体的な方法は、従来公知の一般的な方法（例えば、バーリング加工）を適用することができる。特に、下穴の内壁を上述のようなテーパ形状に加工するためには、外形の形状がテーパを有するパンチを用いればよい。
【００５９】
また、セルフタッピングビス用の下穴を有する薄板の素材としては、上述の各用途に用いる場合に好適に用いられる種々の素材を選択することができる。しなしながら、一般にセルフタッピングビスはステンレスや鉄系の金属で形成されていることから、薄板の素材としては、このセルフタッピングビスがねじ込まれる下穴の内壁表面にネジ山をうまく形成することができるものであることが好ましい。このような素材としては、鉄系の素材、表面にメッキを施した鋼板やアルミ製の板材、銅製の板材、プラスチックなどが挙げられる。
【００６０】
続いて、本発明のセルフタッピングビス取り付け構造について説明する。
本発明のセルフタッピングビス取り付け構造は、部品同士を締結させるためのセルフタッピングビスと、薄板に形成された上記セルフタッピングビスが挿入される下穴とから構成されるものである。そして、上記下穴にセルフタッピングビスがねじ込まれることによって、下穴の内壁表面にネジ山が形成されて互いに嵌合し、上記下穴と上記セルフタッピングビスとが締結される。
【００６１】
本発明のセルフタッピングビスにおいて、上記下穴の内壁は、プレス加工によって形成されている。そして、この内壁は、セルフタッピングビスの挿入される入り口の内径が、上記セルフタッピングビスの脱出する出口の内径に比べて大きくなるテーパ形状に加工されている。
【００６２】
上記下穴のより具体的な形状については、上述の図１に示す薄板１に設けられた下穴２と同様の形状を適用することができるため、ここではその説明を省略する。また、上記セルフタッピングは、例えば、図５に示すセルフタッピングビス４を採用することができる。このビスのサイズは、上述の薄板１の場合と同様に種々のサイズものを用いることができる。また、このセルフタッピングビス取り付け構造に含まれるセルフタッピングビスには、従来公知の種々の形状および素材のものを採用することができる。
【００６３】
また、本発明のビス取り付け構造のセルフタッピングビスとして、ビスサイズＭ３およびＭ４のセルフタッピングビスを用いる場合には、下穴の入り口および出口の内径Ｄ１・Ｄ２、および、入り口から出口までの距離Ｈは、上述の薄板１の説明において記載した各サイズを有していることが好ましい。
【００６４】
以上のように、本発明のセルフタッピングビス用の下穴を有する薄板、あるいは、本発明のセルフタッピングビス取り付け構造によれば、下穴がプレス加工によって形成されているため、レーザ加工で形成された下穴のように加工面に硬化膜が形成されず、セルフタッピングビスのねじ込みを容易に行うことが可能となる。
【００６５】
また、上記の構成によれば、下穴の内壁が、セルフタッピングビスの挿入される入り口の内径よりも、上記セルフタッピングビスの脱出する出口の内径の方が小さなテーパ形状であるため、セルフタッピングビスをねじ込んだ時の締結力を高くすることができる。さらに、ビスのねじ込みと取り外しを繰り返し行った場合の下穴の耐久性を向上させることもできる。
【００６６】
また、本発明のセルフタッピングビス取り付け構造において、下穴の形状を上記のようなサイズに設定すれば、ビスサイズＭ３またはＭ４の場合の下穴として最適な形状を得ることができ、実施例にも示すように、薄板の板厚ｔを０．８ｍｍと薄くした場合にも、ストレートタイプの下穴における板厚１．０ｍｍの場合と同等の締結力を得ることができる。
【実施例】
【００６７】
以下、本発明の実施例について説明する。
本実施例では、下穴の形状およびサイズが異なる鉄系の薄板（冷間圧延鋼板  ＳＰＣＣ（ＪＩＳ規格））と、ビスサイズＭ３またはＭ４のセルフタッピングビスとを用いて、薄板１へのビスの締め付け実験を行った。なお、この実施例に用いたセルフタッピングビスは、タップタイトＳタイトと呼ばれるものであり、詳しくは、鋼製の有色亜鉛クロメート仕上げで、＋溝形状のバインド頭を有するものである。
【００６８】
ビスを締め付ける際には、電動ドライバーを用いた締め付けと、手締めとが行われた。手締めを行う際には、締め付け力のバラツキを抑えるために、トルクドライバーを使用した。
【００６９】
先ず、ビスサイズがＭ３の場合について説明する。この実験では、薄板の板厚ｔは１．０ｍｍおよび０．８ｍｍの二種類のものが用いられた。この二種類の板厚の薄板を、下穴の入り口から出口までの距離Ｈ（図１参照）が２．０ｍｍ以上となるように、プレスにてバーリング加工し、下穴を形成した。そして、バーリング加工によって得られた下穴の形成された薄板のうち、上記距離Ｈが２．０〜２．３ｍｍの範囲内にあるものを用いて、セルフタッピングビスの締め付け実験を行った。
【００７０】
なお、このバーリング加工においては、下穴の入り口の内径Ｄ１が、２．７５±０．０５ｍｍの寸法公差で加工された。そして、板厚ｔが０．８ｍｍの薄板については、下穴の出口の内径Ｄ２が、２．４ｍｍ、２．４５ｍｍ、２．５０ｍｍ、２．６０ｍｍという０．０５ｍｍ間隔のものがそれぞれ形成された。また、板厚ｔが１．０ｍｍの薄板については、下穴の出口の内径Ｄ２が、２．４０ｍｍのものが形成された。
【００７１】
上記の各テーパ形状を有する下穴の形成された薄板が締め付け実験に使用された。また、比較のために、ストレートタイプの下穴を有する薄板として、下穴の内径Ｄが２．７±０．０５ｍｍのもの（図６参照）が選択され、同様の締め付け実験が行われた。
【００７２】
その結果を図２〜図４のグラフに示す。図２のグラフは、各テーパ形状あるいはストレートタイプの下穴を有する薄板に対して、セルフタッピングビスの締め付けおよび取り外しを繰り返し行った場合に、下穴の内壁が破壊され、締め付け不能となるまでの耐久回数を示すものである。図３のグラフは、トルクドライバーの締め付け力を変化させた場合の、下穴へのビスの締め付けの耐久回数を示すものである。図４のグラフは、各テーパ形状あるいはストレートタイプの下穴を有する薄板に対して、セルフタッピングビスの締め付けを行った場合に、下穴の内壁が破壊される締め付け力を示すものである。
【００７３】
図２のグラフに示されるように、何れの下穴形状の場合にも、手締めは電動ドライバーに比べて締め付け時のセルフタッピングビスのねじ込み速度が遅く、間欠的になるため、繰り返しの回数が多く、耐久性に優れた結果が得られた。また、同じ板厚の薄板について比較した場合、テーパ形状の下穴は、ストレートタイプの下穴と比較して、ビスの締め付けを繰り返し行ったときの耐久性に優れているという結果が得られた。さらに、内径Ｄ２が２．４０ｍｍと２．４５ｍｍのテーパ形状の下穴を有する板厚０．８ｍｍの薄板は、板厚ｔが１．０ｍｍのストレートタイプの下穴を有する薄板（従来の下穴形状を有する薄板）と同程度あるいはそれ以上の耐久性が得られることが確認された。
【００７４】
また、図３のグラフに示されるように、ストレートタイプの下穴の場合、板厚ｔが０．８ｍｍの薄板は、板厚ｔが１．０ｍｍの薄板と比較して、耐久性が格段に劣ることが確認された。しかしながら、板厚ｔが０．８ｍｍの薄板にテーパ形状を有する下穴を形成した場合には、１ランク厚い板厚１．０ｍｍのストレートタイプの下穴と同等の強度および耐久性が得られることが確認された。
【００７５】
また、図４のグラフに示されるように、テーパ形状を有する下穴は、ストレートタイプの下穴と比べて、より大きな締め付け力が加えられなければ、その内壁が破壊することが不可能であることが確認された。なお、この結果は、下穴をテーパ形状にすることで、ビスと下穴との締結力が向上していることを裏付けるものでもある。
【００７６】
続いて、ビスサイズがＭ４の場合について説明する。この実験では、薄板の板厚ｔは１．２ｍｍおよび１．０ｍｍの二種類のものが用いられた。この二種類の板厚の薄板を、下穴の入り口から出口までの距離Ｈ（図１参照）が２．５ｍｍ以上となるように、プレスにてバーリング加工し、下穴を形成した。そして、バーリング加工によって得られた下穴の形成された薄板のうち、上記距離Ｈが２．５〜２．８ｍｍの範囲内にあるものを用いて、セルフタッピングビスの締め付け実験を行った。
【００７７】
なお、このバーリング加工においては、下穴の入り口の内径Ｄ１が、３．７±０．０５ｍｍの寸法公差で加工された。そして、板厚ｔが１．０ｍｍの薄板については、下穴の出口の内径Ｄ２は、３．２ｍｍから３．６ｍｍまでの範囲内で０．０５ｍｍ間隔となるようにそれぞれ形成された。また、板厚ｔが１．２ｍｍの薄板については、下穴の出口の内径Ｄ２が、３．２ｍｍおよび３．２５ｍｍのものが形成された。
【００７８】
上記の各テーパ形状を有する下穴の形成された薄板が締め付け実験に使用された。また、比較のために、ストレートタイプの下穴を有する薄板として、下穴の内径Ｄが３．６５±０．０５ｍｍのもの（図６参照）が選択され、同様の締め付け実験が行われた。
【００７９】
その結果、板厚が薄いほうの薄板（板厚１．０ｍｍの薄板）にテーパ形状の下穴が形成されたものは、それよりも１ランク板厚の厚い薄板（板厚１．２ｍｍの薄板）にストレートタイプの下穴が形成されたものと同等の強度と耐久性を得ることができた。
【００８０】
以上の結果から、テーパ形状の下穴は、ストレートタイプの下穴と比較して、耐久性および締結力が優れていると言える。そして特に、内径Ｄ２が２．４０ｍｍと２．４５ｍｍのテーパ形状の下穴を有する板厚０．８ｍｍの薄板は、板厚ｔが１．０ｍｍのストレートタイプの下穴を有する薄板（従来の下穴形状を有する薄板）と同程度あるいはそれ以上の耐久性および締結力が得られることが実証された。
【産業上の利用可能性】
【００８１】
本発明のセルフタッピングビス用の下穴を有する薄板、および、セルフタッピングビス取り付け構造は、各種電化製品や電子部品、家具などの構成部材同士をセルフタッピングビスを用いて締結する場合に有効に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明の一実施の形態にかかる薄板の形状を示す断面図である。
【図２】本実施例において、ビスサイズＭ３のセルフタッピングビスを用いて下穴への締め付け実験を行った結果を示すグラフである。このグラフは、下穴の内壁が破壊され、締め付け不能となるまでの耐久回数を示すものである。
【図３】本実施例において、ビスサイズＭ３のセルフタッピングビスを用いて下穴への締め付け実験を行った結果を示すグラフである。このグラフは、トルクドライバーの締め付け力を変化させた場合の、下穴へのビスの締め付けの耐久回数を示すものである。
【図４】本実施例において、ビスサイズＭ３のセルフタッピングビスを用いて下穴への締め付け実験を行った結果を示すグラフである。このグラフは、下穴の内壁が破壊される締め付け力を示すものである。
【図５】セルフタッピングビスの一例を示す斜視図である。
【図６】従来のストレートタイプの下穴の形状を示す断面図である。
【符号の説明】
【００８３】
１    薄板（セルフタッピングビス用の下穴を有する薄板）
２    下穴
３    内壁
４    セルフタッピングビス
θ    テーパ角
Ｄ１  入り口の内径
Ｄ２  出口の内径
ｔ    板厚
Ｈ    入り口から出口までの距離
【図１】
2005315388.tif 000003
【図２】
2005315388.tif 000004
【図３】
2005315388.tif 000005
【図４】
2005315388.tif 000006
【図５】
2005315388.tif 000007
【図６】
2005315388.tif 000008