(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記の構成用件（Ａ01）〜（Ａ03）を備えたタッピンネジ下孔、
（Ａ01）鋼板溶断用のレーザビームの鋼板照射位置をタッピンネジ下孔の断面形状に沿って移動させたときに前記鋼板が溶断されて形成された貫通孔により形成されたタッピンネジ下孔、
（Ａ02）前記鋼板溶断時のレーザビームの加熱と溶断終了後の冷却により焼入れされた前記貫通孔の内周面の鋼板の表面に薄く形成された焼入れ硬化層、
（Ａ03）前記タッピンネジ下孔にねじ込まれたタッピンネジとの接触時に前記焼入れ硬化層が容易に剥離を開始する形状を有し且つ前記貫通孔内周面に形成された硬化層剥離開始部。
【請求項２】
下記の構成用件（Ａ04）を備えた請求項１記載のタッピンネジ下孔、
（Ａ04）貫通孔内周面に複数設けられた前記硬化層剥離開始部。
【請求項３】
下記の構成用件（Ｂ01），（Ｂ02）を備えたタッピンネジ下孔、
（Ｂ01）鋼板溶断用のレーザビームの鋼板照射位置をタッピンネジ下孔の断面形状に沿って移動させたときに前記鋼板が溶断されて形成された貫通孔により形成されたタッピンネジ下孔、
（Ｂ02）タッピンネジの外径より小径の内周面を形成するタッピンネジ結合用内周面と、前記タッピンネジ結合用内周面から外側に広がる凹部を形成する凹部形成用内周面とを有し、前記タッピンネジ結合用内周面および凹部形成用内周面との接続部に角部が形成された前記貫通孔。
【請求項４】
下記の構成用件（Ｃ01），（Ｃ02）を備えたタッピンネジ下孔、
（Ｃ01）鋼板溶断用のレーザビームの鋼板照射位置をタッピンネジ下孔の断面形状に沿って移動させたときに前記鋼板が溶断されて形成された貫通孔により形成されたタッピンネジ下孔、
（Ｃ02）前記貫通孔のタッピンネジ挿入側の端部に形成された前記貫通孔より大径の円錐壁により形成されたスリバチ状凹部。
【請求項５】
下記の構成用件（Ｃ03）を備えた請求項４記載のタッピンネジ下孔、
（Ｃ03）ドリル加工により形成された前記スリバチ状凹部。
【請求項６】
下記の構成用件（Ｄ01），（Ｄ02）を備えたタッピンネジ下孔、
（Ｄ01）鋼板溶断用のレーザビームの鋼板照射位置をタッピンネジ下孔の断面形状に沿って移動させたときに前記鋼板が溶断されて形成された貫通孔により形成されたタッピンネジ下孔、
（Ｄ02）タッピンネジの外径より小径の内周面を形成するタッピンネジ結合用内周面と、前記タッピンネジ結合用内周面から外側に広がる凹部を形成する凹部形成用内周面とを有し、前記タッピンネジ結合用内周面は周方向に離れた複数部分により構成されてタッピンネジ外周の周方向の一部分と結合するように形成された前記貫通孔。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、小径（例えば０.１ｍｍ程度）のレーザビームを鋼板（本明細書では、鋼材全体が板状である場合の前記鋼材および鋼材全体は板状ではないが一部のみが板状の場合の板状部分等をいずれも鋼板という。）の表面に照射しながら、レーザビームの照射位置をタッピンネジ下孔の形状に沿って設定された溶断予定ラインに沿って移動させることにより、鋼板の表面にタッピンネジ下孔を形成する技術に関し、特に、形状に特徴を有するタッピンネジ下孔に関する。
【０００２】
【従来の技術】
鋼板にタッピンネジ下孔を形成する方法としては、パンチ孔加工、レーザ溶断等が従来公知である。
図９は前記パンチ加工により形成されたタッピンネジ下孔の断面図である。
図９において、鋼板０１に形成されたタッピンネジ下孔０２は、鋼板０１の上面からパンチを押圧して形成した孔であり、上部には上端のだれ０３およびその下側部分の剪断面０４が形成され、下部には破断面０５が形成され、下端にはバリ０６が形成されている。図９から分かるようにパンチ加工により形成したタッピンネジ下孔０２は、加工開始側部分（上部）に比較して加工終了側部分（下部）の方が外形が大きくなっている。
図１０はパンチ加工により形成されたタッピンネジ下孔およびレーザ溶断により形成されたタッピンネジ下孔の１例の説明図で、図１０Ａはパンチ加工により形成されたタッピンネジ下孔にタッピンネジをねじ込んだ状態の説明図、図１０Ｂはレーザ溶断により形成されたタッピンネジ下孔にタッピンネジをねじ込んだ状態の説明図、図１０Ｃはタッピンネジのネジ山が座屈した状態を示す図である。
【０００３】
図１０Ａにおいて、パンチ加工により形成されたタッピンネジ下孔０２は下部の外形が上部よりも大きくなっているので、タッピンネジ下孔０２の上部の内周面にはタッピンネジ０７のネジ山０７ａが食い込んでいるが、タッピンネジ下孔０２の下部ではタッピンネジ０７のネジ山０７ａはタッピンネジ下孔０２の内周面に食い込んではいない。したがって、図１０Ａではネジが効いているのはタッピンネジ下孔０２の上部内周面に食い込んでいるタッピンネジ０７の２〜３ピッチ分のネジ山０７ａのみである。したがって、パンチ加工により形成されたタッピンネジ下孔０２とタッピンネジ０７とはタッピンネジ下孔０２の上部のみで結合している。
図１０Ｂにおいて、レーザ溶断により形成されたタッピンネジ下孔０２は、下部の外形が上部よりもわずかに小さくなるので、タッピンネジ下孔０２の上部および下部の全内周面にタッピンネジ０７のネジ山０７ａが食い込んでいる。
したがって、レーザ溶断により形成されたタッピンネジ下孔０２は上部および下部の全内周面でタッピンネジ０７と結合されるので、前記パンチ加工により形成されたタッピンネジ下孔０２よりもタッピンネジ０７との結合が強固になる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
鋼板にタッピンネジ下孔を形成する方法としては、前記パンチ孔加工、レーザ溶断の加工方法以外に、ドリルによる孔加工、放電加工等が従来公知である。
前記従来のタッピンネジ下孔形成方法において、径の異なる多数個のタッピンネジ下孔を形成する場合、次の問題点がある。
（１）パンチ加工ではプレスパンチ装置が大型になる。また、前述したように、タッピンネジ下孔およびタッピンネジはタッピンネジ下孔の加工開始側部分のみで結合されるために結合力が小さい。
（２）ドリル加工ではドリル交換に時間がかかり、工数が増加する。
（３）放電加工では放電電極の交換に時間がかかり、工数が増加する。
ところが、レーザ溶断では、鋼板へのレーザ照射位置の移動経路やレーザパワー等を変更するプログラムの作成のみで、段取り替えの作業の発生も無く、便利である。
【０００５】
本発明者は、複写機のフレームを形成する多数の鋼板の連結を、レーザ溶断で加工したタッピンネジ下孔を使用して組み立てることによりフレームの製造作業工数、およびコスト等の低下を実現しようとして、１台の複写機のフレームを製造するのに約３００個のタッピンネジ下孔をレーザ溶断により形成した。ところが、約１／３の個数のタッピンネジ下孔にはタッピンネジが固定できなかった。そして、鋼板が分厚くなる程、タッピンネジ下孔とタッピンネジとの固定ができ難くなることが分かった。
この原因は、鋼板溶断用のレーザビームによるタッピンネジ下孔形成時のレーザビームによる鋼板の加熱と溶断終了後の冷却により、タッピンネジ下孔の内周面の鋼板の表面に焼入れ硬化層が薄く形成されたことにある。
【０００６】
すなわち、レーザビームにより溶断して形成されたタッピンネジ下孔はその周辺が溶融した段階で高炭素状態（表層より１０μｍ以下で０.８％含有できる状態）になり、溶断直後に自然空冷により焼きが入りＨＲＣ４５〜５０程度の状態（硬さ）になる。この状態でタッピンネジの表面硬度とほぼ同程度となっている。その状態で図１０Ｃに示すように、タッピンネジ０７をタッピンネジ下孔０２にねじ込むと硬化部０２ｂとの接触圧上昇によりネジ表面直下の生部材（焼き入れが行われていない低硬度の部材）に座屈が発生しネジ山０７ａが壊れる現象（図１０Ｃ参照）が起こり、タッピンネジ下孔０２とタッピンネジ０７との確実な結合が行われない。
【０００７】
なお従来、タッピンネジの１ピッチの長さより厚さの薄い鋼板にタッピンネジ下孔を形成した場合に、タッピンネジ下孔とタッピンネジとの結合を確実にするために、タッピンネジ下孔の内周部がタッピンネジの１ピッチ分のネジの谷に係合するように前記鋼板内周部に捩じりを与えたものが、特開平８−１０５４１３号公報に記載されている。
この公報に記載されたタッピンネジ下孔は、円形のタッピンネジ下孔に円周方向に１８０°離れた位置に２本のスリットを形成し、前記スリットを利用してタッピンネジ下孔の内周部の鋼板に半周毎にタッピンネジの（１／２）ピッチの捩じりを与え、１周で１ピッチの捩じりを与えている。このタッピンネジ下孔にはタッピンネジの１ピッチ分の谷が係合することによりタッピンネジ下孔およびタッピンネジの結合が行われる。この場合、結合に寄与するタッピンネジ下孔およびタッピンネジは１ピッチのみであり、結合力は弱いものとなる。またこの公報記載の技術は、タッピンネジの１ピッチの長さ以上の厚さを有する鋼板には適用できないという問題点もある。
【０００８】
また、前記公報に記載されたタッピンネジ下孔のスリットは、後述する本発明のタッピンネジ結合用内周面から外側に広がる凹部を形成する凹部形成用内周面と一見似ている。しかしながら、前記公報記載のスリットは、タッピンネジ下孔の内周部の鋼板に捩じりを与えるために形成されたスリットであり、本発明の前記凹部形成用内周面は、前記タッピンネジ下孔にねじ込まれたタッピンネジとの接触時にタッピンネジ下孔の表層に形成された焼入れ硬化層を容易に剥離させる硬化層剥離開始部を形成する点で、作用および目的が前記スリットとは全く異なる部材である。
【０００９】
本発明は前述の事情に鑑み下記の記載内容（Ｏ01）〜（Ｏ03）を課題とする。
（Ｏ01）レーザ溶断により鋼材に形成されたタッピンネジ下孔とこれに結合されるタッピンネジとの結合を確実に行えるようにすること。
（Ｏ02）タッピンネジが形成される鋼板を捩じることなく、前記タッピンネジと確実に結合可能なタッピンネジ下孔を前記鋼板のレーザ溶断により容易に形成できるようにすること。
（Ｏ03）タッピンネジの１ピッチの長さ以上の厚さを有する鋼材に前記タッピンネジと確実に結合可能なタッピンネジ下孔をレーザ溶断により容易に形成できるようにすること。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
次に、本発明を説明するが、本発明の要素には、後述の実施例の要素との対応を容易にするため、実施例の要素の符号をカッコで囲んだものを付記する。
なお、本発明を後述の実施例の符号と対応させて説明する理由は、本発明の理解を容易にするためであり、本発明の範囲を実施例に限定するためではない。
【００１１】
（第１発明）
前記課題を解決するために、本出願の第１発明のタッピンネジ下孔は、下記の構成要件（Ａ01）〜（Ａ03）を備えたことを特徴とする。
（Ａ01）鋼板溶断用のレーザビームの鋼板照射位置をタッピンネジ下孔（３）の断面形状に沿って移動させたときに前記鋼板（２ａ）が溶断されて形成された貫通孔により形成されたタッピンネジ下孔（３）、
（Ａ02）前記鋼板溶断時のレーザビームの加熱と溶断終了後の冷却により焼入れされた前記貫通孔の内周面の鋼板（２ａ）の表面に薄く形成された焼入れ硬化層（３ｆ）、
（Ａ03）前記タッピンネジ下孔（３）にねじ込まれたタッピンネジ（５）との接触時に前記焼入れ硬化層（３ｆ）が容易に剥離を開始する形状を有し且つ前記貫通孔内周面に形成された硬化層剥離開始部（３ｄ）。
【００１２】
（第１発明の作用）
前記構成を備えた本出願の第１発明のタッピンネジ下孔（３）では、鋼板（２ａ）の貫通孔により形成されるタッピンネジ下孔（３）は、鋼板溶断用のレーザビームの鋼板照射位置をタッピンネジ下孔（３）の断面形状に沿って移動させたときに、前記鋼板（２ａ）が溶断されて形成される。
前記鋼板溶断時のレーザビームの加熱と溶断終了後の冷却により焼入れされた前記貫通孔の内周面の鋼板（２ａ）の表面には、焼入れ硬化層（３ｆ）が薄く形成される。前記貫通孔内周面に形成された硬化層剥離開始部（３ｄ）は、前記タッピンネジ下孔（３）にねじ込まれたタッピンネジ（５）との接触時に前記焼入れ硬化層（３ｆ）が容易に剥離を開始する。
前記タッピンネジ（５）との接触により前記硬化層剥離開始部（３ｄ）から剥離が開始された焼入れ硬化層（３ｆ）は、タッピンネジ（５）の回転に伴って連続して剥離しタッピンネジ下孔（３）の内周面には焼入れされていない低硬度の材質が露出する。このため、タッピンネジ（５）のネジ山は前記焼入れ硬化層（３ｆ）が剥がれたタッピンネジ下孔（３）の低硬度の内周面にネジを切りながら螺合する。したがって、タッピンネジ（５）のねじ山は破損することなく、確実にタッピンネジ下孔（３）に固定される。
【００１３】
（第２発明）
第２発明のタッピンネジ下孔（３）は、下記の構成用件（Ｂ01），（Ｂ02）を備えたことを特徴とする、
（Ｂ01）鋼板溶断用のレーザビームの鋼板照射位置をタッピンネジ下孔（３）の断面形状に沿って移動させたときに前記鋼板（２ａ）が溶断されて形成された貫通孔により形成されたタッピンネジ下孔（３）、
（Ｂ02）タッピンネジ（５）の外径より小径の内周面を形成するタッピンネジ結合用内周面（３ａ）と、前記タッピンネジ結合用内周面（３ａ）から外側に広がる凹部（３ｂ）を形成する凹部形成用内周面（３ｃ）とを有し、前記タッピンネジ結合用内周面（３ａ）および凹部形成用内周面（３ｃ）との接続部に角部（３ｄ）が形成された前記貫通孔。
【００１４】
（第２発明の作用）
前記構成要件を備えた第２発明のタッピンネジ下孔（３）では、鋼板（２ａ）の貫通孔により形成されるタッピンネジ下孔（３）は、鋼板溶断用のレーザビームの鋼板照射位置をタッピンネジ下孔（３）の断面形状に沿って移動させたときに、前記鋼板（２ａ）が溶断されて形成される。
前記鋼板溶断時のレーザビームの加熱と溶断終了後の冷却により焼入れされた前記貫通孔の内周面の鋼板（２ａ）の表面には、焼入れ硬化層（３ｆ）が薄く形成される。前記貫通孔内周面は、タッピンネジ（５）の外径より小径の内周面を形成するタッピンネジ結合用内周面（３ａ）と、前記タッピンネジ結合用内周面（３ａ）から外側に広がる凹部（３ｂ）を形成する凹部形成用内周面（３ｃ）とを有し、前記タッピンネジ結合用内周面（３ａ）および凹部形成用内周面（３ｃ）との接続部に角部（３ｄ）が形成される。前記角部（３ｄ）は破損し易いので、前記タッピンネジ下孔（３）にねじ込まれたタッピンネジ（５）との接触時に前記焼入れ硬化層（３ｆ）が容易に剥離を開始する。
前記タッピンネジ（５）との接触により前記硬化層剥離開始部（３ｄ）から剥離が開始された焼入れ硬化層（３ｆ）は、タッピンネジ（５）の回転に伴って連続して剥離しタッピンネジ下孔（３）の内周面には焼入れされていない低硬度の材質が露出する。このため、タッピンネジ（５）のネジ山は前記焼入れ硬化層（３ｆ）が剥がれたタッピンネジ下孔（３）の低硬度の内周面にネジを切りながら螺合する。したがって、タッピンネジ（５）のねじ山は破損することなく、確実にタッピンネジ下孔（３）に固定される。
【００１５】
（第３発明）
第３発明のタッピンネジ下孔（３）は、下記の構成用件（Ｃ01），（Ｃ02）を備えたことを特徴とする、
（Ｃ01）鋼板溶断用のレーザビームの鋼板照射位置をタッピンネジ下孔（３）の断面形状に沿って移動させたときに前記鋼板（２ａ）が溶断されて形成された貫通孔により形成されたタッピンネジ下孔（３）、
（Ｃ02）前記貫通孔のタッピンネジ挿入側の端部に形成された前記貫通孔より大径の円錐壁により形成されたスリバチ状凹部（３ｇ）。
【００１６】
（第３発明の作用）
前記構成を備えた第３発明のタッピンネジ下孔（３）では、鋼板（２ａ）の貫通孔により形成されるタッピンネジ下孔（３）は、鋼板溶断用のレーザビームの鋼板照射位置をタッピンネジ下孔（３）の断面形状に沿って移動させたときに、前記鋼板（２ａ）が溶断されて形成される。前記鋼板溶断時のレーザビームの加熱と溶断終了後の冷却により焼入れされた前記貫通孔の内周面の鋼板（２ａ）の表面には、焼入れ硬化層（３ｆ）が薄く形成される。
前記貫通孔のタッピンネジ挿入側の端部には、前記貫通孔より大径の円錐壁によりスリバチ状凹部（３ｇ）が形成される。
タッピンネジ（５）がタッピンネジ下孔（３）にねじ込まれた際、タッピンネジ（５）の先端部がスリバチ状凹部（３ｇ）に食い込むことにより、焼入れ硬化層（３ｆ）はその上端から剥離が開始される。剥離が開始された焼入れ硬化層（３ｆ）は、タッピンネジ（５）の回転および下方への移動に伴い、順次下部が剥離する。このため、タッピンネジ（５）のネジ山は前記焼入れ硬化層（３ｆ）が剥がれたタッピンネジ下孔（３）の低硬度の内周面にネジを切りながら螺合する。したがって、タッピンネジ（５）のねじ山は破損することなく、確実にタッピンネジ下孔（３）に固定される。
【００１７】
（第４発明）
第４発明のタッピンネジ下孔（３）は、下記の構成用件（Ｄ01），（Ｄ02）を備えたことを特徴とする、
（Ｄ01）鋼板溶断用のレーザビームの鋼板照射位置をタッピンネジ下孔（３）の断面形状に沿って移動させたときに前記鋼板（２ａ）が溶断されて形成された貫通孔により形成されたタッピンネジ下孔（３）、
（Ｄ02）タッピンネジ（５）の外径より小径の内周面を形成するタッピンネジ結合用内周面（３ａ）と、前記タッピンネジ結合用内周面（３ａ）から外側に広がる凹部（３ｂ）を形成する凹部形成用内周面（３ｃ）とを有し、前記タッピンネジ結合用内周面（３ａ）は周方向に離れた複数部分により構成されてタッピンネジ（５）外周の周方向の一部分と結合するように形成された前記貫通孔。
【００１８】
（第４発明の作用）
前記構成を備えた第４発明のタッピンネジ下孔（３）では、鋼板（２ａ）の貫通孔により形成されるタッピンネジ下孔（３）は、鋼板溶断用のレーザビームの鋼板照射位置をタッピンネジ下孔（３）の断面形状に沿って移動させたときに、前記鋼板（２ａ）が溶断されて形成される。前記鋼板溶断時のレーザビームの加熱と溶断終了後の冷却により焼入れされた前記貫通孔の内周面の鋼板（２ａ）の表面には、焼入れ硬化層（３ｆ）が薄く形成される。
前記タッピンネジ下孔（３）は、タッピンネジ（５）の外径より小径の内周面を形成するタッピンネジ結合用内周面（３ａ）と、前記タッピンネジ結合用内周面（３ａ）から外側に広がる凹部（３ｂ）を形成する凹部形成用内周面（３ｃ）とを有し、前記タッピンネジ結合用内周面（３ａ）は周方向に離れた複数部分により構成されている。
したがって、タッピンネジ（５）とタッピンネジ下孔３との接触部分は互いに離れた位置に有り且つ接触面積の合計が小さいため、焼入れ硬化層（３ｆ）に作用する単位面積当たりの圧力が大きくなる。このため、焼入れ硬化層（３ｆ）が破損し易く且つ剥離し易くなり、前記複数の接触部のいずれかから、焼入れ硬化層（３ｆ）の剥離が生じる。前記剥離が生じた焼入れ硬化層（３ｆ）は、タッピンネジ（５）の回転および下方への移動に伴い、順次下部が剥離する。このため、タッピンネジ（５）のネジ山は前記焼入れ硬化層（３ｆ）が剥がれたタッピンネジ下孔（３）の内周面にネジを切りながら螺合する。したがって、タッピンネジ（５）のねじ山は破損することなく、確実にタッピンネジ下孔（３）に固定される。
【００１９】
【実施の形態】
（第１発明の実施の形態１）
第１発明の実施の形態１のタッピンネジ下孔（３）は、前記第１発明のタッピンネジ下孔（３）において下記の構成要件（Ａ04）を備えたことを特徴とする。（Ａ04）貫通孔内周面に複数設けられた前記硬化層剥離開始部（３ｄ）。
（第１発明の実施の形態１の作用）
前記構成要件を備えた本発明の実施の形態１のタッピンネジ下孔（３）では、貫通孔内周面に設けられた複数の硬化層剥離開始部（３ｄ）のいずれかから焼入れ硬化層３ｆの剥離が開始される。
【００２０】
（第３発明の実施の形態１）
第３発明の実施の形態１のタッピンネジ下孔（３）は、前記第３発明のタッピンネジ下孔（３）において下記の構成用件（Ｃ03）を備えたことを特徴とする。（Ｃ03）ドリル加工により形成された前記スリバチ状凹部（３ｇ）。
【００２１】
（実施の形態２の作用）
前記構成要件を備えた本発明の実施の形態２のタッピンネジ下孔（３）では、タッピンネジ（５）がタッピンネジ下孔（３）にねじ込まれた際、タッピンネジ（５）の先端部がドリル加工により形成された前記スリバチ状凹部（３ｇ）に食い込むことにより、焼入れ硬化層（３ｆ）はその上端から剥離が開始される。前記スリバチ状凹部（３ｇ）はドリル加工により容易に形成することができる。
【００２２】
（実施例）
次に図面を参照しながら、本発明の実施の形態の具体例（実施例）を説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
（実施例１）
図１は本発明のタッピンネジ下孔およびタッピンネジの結合方法の一例を示す図である。
図１において、鋼板１は鋼管２に溶接されており、鋼管２は断面４角形で、鋼板２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄを有する。鋼板２ａにはタッピンネジ下孔３が形成されている。前記鋼管２に連結される鋼板４にはネジ貫通孔４ａ，４ａが形成されている。
タッピンネジ５は、前記タッピンネジ貫通孔４ａを貫通してタッピンネジ下孔３に螺合し固定される。
【００２３】
図２はタッピンネジ下孔の実施例１の説明図で、前記図１に示されたタッピンネジ下孔の拡大説明図であり、図２Ａはタッピンネジをねじ込む前のタッピンネジ下孔を示す図、図２Ｂタッピンネジをねじ込む際のタッピンネジ下孔の焼入れ硬化層の剥離開始状態を示す図である。
図２において、タッピンネジ下孔３は、鋼板溶断用のレーザビーム（図示せず）を鋼板２ａに照射しながら、その照射位置をタッピンネジ下孔の断面形状に沿って移動させて前記鋼板２ａを溶断して形成された貫通孔である。この貫通孔により形成されたタッピンネジ下孔３は、タッピンネジ５の外径より小径の内周面を形成するタッピンネジ結合用内周面３ａと、前記タッピンネジ結合用内周面３ａから外側に広がる半円状の２つの凹部３ｂを形成する凹部形成用内周面３ｃとを有し、前記タッピンネジ結合用内周面３ａおよび凹部形成用内周面３ｃとの接続部には角部３ｄ，３ｆが形成されている。角部３ｄはタッピンネジ下孔３にねじ込まれるタッピンネジ５の回転方向の下流側の接続部であり、角部３ｅは上流側の接続部である。前記下流側の角部３ｄは後述の焼入れ硬化層３ｆが容易に剥離を開始する形状（破損し易い角部）である。
【００２４】
図２に示す実施例１の前記凹部形成用内周面３ｃの半径は前記タッピンネジ結合用内周面３ａの半径の約３０％の大きさに設定されている。
前記タッピンネジ結合用内周面３ａおよび凹部形成用内周面３ｃは、前記タッピンネジ下孔３の形成時（鋼板溶断時）のレーザビームの加熱と溶断終了後の冷却により焼入れされて、前記各内周面３ａ，３ｃの表面に薄い焼入れ硬化層３ｆが形成されている。
なお、前記凹部形成用内周面３ｃの半径は前記タッピンネジ結合用内周面３ａの半径の約２０〜４０％の範囲であれば、前記薄い焼入れ硬化層３ｆが前記下流側の角部３ｄから剥離し易いので好ましい。
【００２５】
（実施例１の作用）
前記構成を備えた実施例１のタッピンネジ下孔３は、前記角部３ｄが破損し易い形状をしているので、前記タッピンネジ５がねじ込まれた時にタッピンネジ５が前記角部３ｄに接触すると、前記下流側の角部３ｄの焼入れ硬化層３ｆが図２Ｂに示すように容易に剥離を開始する。すなわち、前記タッピンネジ下孔３の内周面に形成された角部３ｄは硬化層剥離開始部３ｄとして形成されている。
前記タッピンネジ５との接触により前記角部３ｄから剥離が開始された焼入れ硬化層３ｆは、タッピンネジ５の回転に伴って連続して剥離しタッピンネジ下孔３の内周面には焼入れされていない低硬度の材質が露出する。このため、タッピンネジ５のネジ山は前記焼入れ硬化層３ｆが剥がれたタッピンネジ下孔３の低硬度の内周面にネジを切りながら螺合する。したがって、タッピンネジ５のねじ山は破損することなく、確実にタッピンネジ下孔３に固定される。
【００２６】
（実施例１の変更例１〜３））
図３は前記実施例１のタッピンネジ下孔およびその変更例の形状を示す図であり、図３Ａは前記実施例１の図２に示すタッピンネジ下孔３の形状を示す図、図３Ｂは前記実施例１のタッピンネジ下孔の変更例１の説明図、図３Ｃは同変更例２の説明図、図３Ｄは同変更例３の説明図である。
図３Ａ〜図３Ｄにおいて対応する構成要素には同一の符号を付して重複する詳細な説明は省略する。
図３Ｂに示す実施例１のタッピンネジ下孔３の変更例１は、前記タッピンネジ結合用内周面３ａから外側に広がる半円状の２つの凹部３ｂの形状が前記図３Ａに示す実施例１に比較して小さく形成された点で前記図３Ａの実施例１と相違している。図３Ｂに示す前記凹部形成用内周面３ｃの半径は前記タッピンネジ結合用内周面３ａの半径の約２０％の大きさに設定されている。図３Ｂに示す変更例１は他の点では前記図３Ａに示す実施例１と同じである。
【００２７】
図３Ｃに示す実施例１のタッピンネジ下孔３の変更例２は、前記タッピンネジ結合用内周面３ａから外側に広がる半円状の２つの凹部３ｂの形状が前記図３Ａに示す実施例１に比較して大きく形成された点で前記図３Ａの実施例１と相違している。図３Ｃに示す変更例２は他の点では前記図３Ａに示す実施例１と同じである。図３Ｃに示す前記凹部形成用内周面３ｃの半径は前記タッピンネジ結合用内周面３ａの半径の約４０％の大きさに設定されている。
図３Ｄに示す実施例１のタッピンネジ下孔３の変更例３は、前記タッピンネジ結合用内周面３ａから外側に広がる半円状の２つの凹部３ｂの形状が前記図３Ａに示す実施例１と異なり、スリット状に形成されている。図３Ｂに示す変更例３は他の点では前記図３Ａに示す実施例１と同じである。前記図３Ｄのスリット状の２つの凹部３ｂは、前記実施例１と同様に、鋼板溶断用のレーザビーム（図示せず）を鋼板２ａに照射しながら、その照射位置をタッピンネジ下孔の前記スリットを含む断面形状に沿って移動させて前記鋼板２ａを溶断して形成される。なお、図３Ｄに示すスリット状の凹部３ｂは、レーザ溶断により断面円形の貫通孔を形成した後に、スリット状の凹部３ｂを形成することが可能である。
【００２８】
（実施例１の変更例４〜７）
図４は本発明のタッピンネジ下孔の実施例１の変更例４〜７の説明図で、図４Ａは変更例４の説明図、図４Ｂは変更例５の説明図、図４Ｃは変更例６の説明図、図４Ｄは変更例７の説明図である。
図４Ａに示す実施例１のタッピンネジ下孔３の変更例４は、前記タッピンネジ結合用内周面３ａから外側に広がる半円状の凹部３ｂが４個設けられている点で２個設けられている前記図３Ａの実施例１と相違している。図４Ａに示す変更例４は他の点では前記図３Ａに示す実施例１と同じである。
【００２９】
図４Ｂに示す実施例１のタッピンネジ下孔３の変更例５は、前記タッピンネジ結合用内周面３ａから外側に広がる半円状の凹部３ｂが３個設けられている点で２個設けられている前記図３Ａの実施例１と相違している。図４Ｂに示す変更例５は他の点では前記図３Ａに示す実施例１と同じである。
図４Ｃに示す実施例１のタッピンネジ下孔３の変更例６は、前記タッピンネジ結合用内周面３ａから外側に広がる半円状の凹部３ｂが１個設けられている点で２個設けられている前記図３Ａの実施例１と相違している。図４Ｃに示す変更例６は他の点では前記図３Ａに示す実施例１と同じである。
図４Ｄに示す実施例１のタッピンネジ下孔３の変更例７は、前記タッピンネジ結合用内周面３ａから外側に広がる半円状の凹部３ｂが１個設けられており、凹部３ｂの上流側の角部３ｅが削られてタッピンネジ５（図１参照）の外周部が凹部３ｂ内に入り易く形成されている。凹部３ｂ内に入ったタッピンネジ５（図１参照）は、前記下流側の角部３ｄに押圧された状態で回転するので、前記角部３ｄから前記焼入れ硬化層３ｆの剥離が開始され易くなる。
【００３０】
（実施例１の変更例８〜１０）
図５は本発明のタッピンネジ下孔の実施例１の変更例８〜１０の説明図で、図５Ａは変更例８の説明図、図５Ｂは変更例９の説明図、図５Ｃは変更例１０の説明図である。
図５Ａに示す実施例１のタッピンネジ下孔３の変更例８は、前記タッピンネジ結合用内周面３ａから外側に広がる円弧状の凹部３ｂが３個設けられている点で半円状の２個の凹部が設けられている前記図３Ａの実施例１と相違している。図５Ａに示す変更例８は他の点では前記図３Ａに示す実施例１と同じである。
図５Ｂに示す実施例１のタッピンネジ下孔３の変更例９は、前記タッピンネジ結合用内周面３ａから外側に広がる３角形状の凹部３ｂが３個設けられている点で半円状の２個の凹部が設けられている前記図３Ａの実施例１と相違している。図５Ｂに示す変更例９は他の点では前記図３Ａに示す実施例１と同じである。
図５Ｃに示す実施例１のタッピンネジ下孔３の変更例１０は、前記タッピンネジ結合用内周面３ａから外側に広がる３角形状の凹部３ｂが４個設けられている点で半円状の２個の凹部が設けられている前記図３Ａの実施例１と相違している。図５Ｃに示す変更例８は他の点では前記図３Ａに示す実施例１と同じである。
【００３１】
前記実施例１の変更例１〜１０はいずれも、前記実施例１と同様に、前記タッピンネジ５との接触により前記角部３ｄから焼入れ硬化層３ｆの剥離が開始される。剥離が開始された焼入れ硬化層３ｆは、タッピンネジ５の回転に伴って連続して剥離しタッピンネジ下孔３の内周面には焼入れされていない抵硬度の材質が露出する。このため、タッピンネジ５のネジ山は前記焼入れ硬化層３ｆが剥がれたタッピンネジ下孔３の低硬度の内周面にネジを切りながら螺合する。したがって、タッピンネジ５のねじ山は破損することなく、確実にタッピンネジ下孔３に固定される。
【００３２】
（実施例２）
図６は本発明のタッピンネジ下孔の実施例２の説明図で、図６Ａは実施例２のタッピンネジ下孔を形成する最初の工程である貫通孔形成工程終了後のタッピンネジ下孔の平面図、図６Ｂは前記図６ＡのＶIＢ−ＶIＢ線断面図、図６Ｃは前記図６Ａ、図６Ｂに示す貫通孔の上端部をドリルで切削加工した後の平面図、図６Ｄは前記図６ＣのＶIＤ−ＶIＤ線断面図、図６Ｅは前記図６Ｄのタッピンネジ下孔にタッピンネジをねじ込む状態の拡大図である。
図６において、レーザ溶断により鋼板２ａに貫通孔６（図６Ａ、図６Ｂ参照）を形成し、貫通孔６の上端部にドリル（図示せず）によりスリバチ状の凹部３ｇ（図６Ｃ、図６Ｄ参照）を形成する。前記上端部に円錐壁により形成されたスリバチ状凹部３ｇを有する貫通孔（レーザ溶断により形成した貫通孔）６により、タッピンネジ下孔３が構成される。タッピンネジ下孔３の内周面にはレーザ溶断に使用するレーザビームにより焼入れ硬化層３ｆが形成される。
【００３３】
（実施例２の作用）
実施例２のタッピンネジ下孔３は、図６Ｅに示すように、タッピンネジ５の先端部がスリバチ状凹部３ｇに食い込むことにより、焼入れ硬化層３ｆはその上端から剥離が開始される。剥離が開始された焼入れ硬化層３ｆは、タッピンネジ５の回転および下方への移動に伴い、順次下部が剥離する。このため、タッピンネジ５のネジ山は前記焼入れ硬化層３ｆが剥がれたタッピンネジ下孔３の低硬度の内周面にネジを切りながら螺合する。したがって、タッピンネジ５のねじ山は破損することなく、確実にタッピンネジ下孔３に固定される。
【００３４】
（実施例２の変更例）
図７は前記実施例２のタッピンネジ下孔の変更例の説明図で、図７Ａは実施例２の変更例のタッピンネジ下孔を形成する最初の工程であるスリバチ状凹部形成工程終了後の平面図、図７Ｂは前記図７ＡのＶIIＢ−ＶIIＢ線断面図、図７Ｃは前記図７Ａ、図７Ｂに示すスリバチ状凹部の上端部中心にレーザ溶断により貫通孔を形成した後の平面図、図７Ｄは前記図７ＣのＶIIＤ−ＶIIＤ線断面図、図７Ｅは前記図７Ｄのタッピンネジ下孔にタッピンネジをねじ込む状態の拡大図である。
図７において、鋼板２ａの上端部にドリル（図示せず）によりスリバチ状の凹部３ｇ（図７Ａ、図７Ｂ参照）を形成する。次にレーザ溶断により鋼板２ａのスリバチ状凹部３ｇの中心部に貫通孔６（図６Ｃ、図７Ｄ参照）を形成し、貫通孔６の前記上端部にスリバチ状凹部３ｇを有する貫通孔（レーザ溶断により形成した貫通孔）６を形成する。前記貫通孔６によりタッピンネジ下孔３が構成される。タッピンネジ下孔３の内周面にはレーザ溶断に使用するレーザビームにより焼入れ硬化層３ｆが形成される。
【００３５】
前記構成を備えた図７に示す実施例２の変更例のタッピンネジ下孔３は前記実施例２と同様の作用を奏する。すなわち、図７Ｅに示すように、タッピンネジ５の先端部がスリバチ状凹部３ｇに食い込むことにより、焼入れ硬化層３ｆはその上端から剥離が開始される。剥離が開始された焼入れ硬化層３ｆは、タッピンネジ５の回転および下方への移動に伴い、順次下部が剥離する。このため、タッピンネジ５のネジ山は前記焼入れ硬化層３ｆが剥がれたタッピンネジ下孔３の低硬度の内周面にネジを切りながら螺合する。したがって、タッピンネジ５のねじ山は破損することなく、確実にタッピンネジ下孔３に固定される。
【００３６】
（実施例３）
図８は本発明の実施例３およびその変更例の説明図で、図８Ａは本発明の実施例３の説明図、図８Ｂは本発明の実施例３の変更例の説明図である。
図８において前記図２の構成要素に対応する構成要素には同一の符号を付して重複する詳細な説明は省略する。
図８Ａにおいて、実施例３のタッピンネジ下孔３は、断面３角形であり、その内周面には焼入れ硬化層３ｆが形成されている。タッピンネジ５の外径は前記３角形のタッピンネジ下孔に内接する円よりも少し大きい。
この実施例３では、タッピンネジ５は３角形のタッピンネジ下孔３の３辺に接触するが、接触部分は互いに離れた位置に有り且つ接触面積の合計が小さいため、焼入れ硬化層３ｆに作用する単位面積当たりの圧力が大きくなる。このため、焼入れ硬化層３ｆが破損し易く且つ剥離し易くなり、前記３個の接触部のいずれかから、焼入れ硬化層３ｆの剥離が生じる。前記剥離が生じた焼入れ硬化層３ｆは、タッピンネジ５の回転および下方への移動に伴い、順次下部が剥離する。このため、タッピンネジ５のネジ山は前記焼入れ硬化層３ｆが剥がれたタッピンネジ下孔３の内周面にネジを切りながら螺合する。したがって、タッピンネジ５のねじ山は破損することなく、確実にタッピンネジ下孔３に固定される。
【００３７】
（実施例３の変更例）
図８Ｂにおいて、実施例３の変更例のタッピンネジ下孔３は、断面４角形であり、その内周面には焼入れ硬化層３ｆが形成されている。タッピンネジ５の外径は前記４角形のタッピンネジ下孔３に内接する円よりも少し大きい。
この図８Ｂに示す実施例３の変更例では、タッピンネジ５は４角形のタッピンネジ下孔３の４辺に接触するが、接触部分は互いに離れた位置に有り且つ接触面積の合計が小さいため、焼入れ硬化層３ｆに作用する単位面積当たりの圧力が大きくなる。このため、焼入れ硬化層３ｆが破損し易く且つ剥離し易くなり、前記３個の接触部のいずれかから、焼入れ硬化層３ｆの剥離が生じる。前記剥離が生じた焼入れ硬化層３ｆは、タッピンネジ５の回転および下方への移動に伴い、順次下部が剥離する。このため、タッピンネジ５のネジ山は前記焼入れ硬化層３ｆが剥がれたタッピンネジ下孔３の内周面にネジを切りながら螺合する。したがって、タッピンネジ５のねじ山は破損することなく、確実にタッピンネジ下孔３に固定される。
【００３８】
（変更例）
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内で、種々の変更を行うことが可能である。本発明の変更実施例を下記に例示する。
（Ｈ01）本発明のタッピンネジ下孔およびその形成方法は画像形成装置のフレームを組み立てる際に適用することが可能である。
【００３９】
【発明の効果】
前述の本発明のタッピンネジ下孔は、下記の効果（Ｅ01）〜（Ｅ03）を奏することができる。
（Ｅ01）レーザ溶断により鋼材に形成されたタッピンネジ下孔とこれに結合されるタッピンネジとの結合を確実に行うことができる。
（Ｅ02）タッピンネジが形成される鋼板を捩じることなく、前記タッピンネジと確実に結合可能なタッピンネジ下孔を前記鋼板のレーザ溶断により容易に形成することができる。
（Ｅ03）タッピンネジの１ピッチの長さ以上の厚さを有する鋼材に前記タッピンネジと確実に結合可能なタッピンネジ下孔をレーザ溶断により容易に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１は本発明のタッピンネジ下孔およびタッピンネジの結合方法の一例を示す図である。
【図２】  図２はタッピンネジ下孔の実施例１の説明図で、前記図１に示されたタッピンネジ下孔の拡大説明図であり、図２Ａはタッピンネジをねじ込む前のタッピンネジ下孔を示す図、図２Ｂタッピンネジをねじ込む際のタッピンネジ下孔の焼入れ硬化層の剥離開始状態を示す図である。
【図３】  図３は前記実施例１のタッピンネジ下孔およびその変更例の形状を示す図であり、図３Ａは前記実施例１の図２に示すタッピンネジ下孔３の形状を示す図、図３Ｂは前記実施例１のタッピンネジ下孔の変更例１の説明図、図３Ｃは同変更例２の説明図、図３Ｄは同変更例３の説明図である。
【図４】  図４は本発明のタッピンネジ下孔の実施例１の変更例４〜７の説明図で、図４Ａは変更例４の説明図、図４Ｂは変更例５の説明図、図４Ｃは変更例６の説明図、図４Ｄは変更例７の説明図である。
【図５】  図５は本発明のタッピンネジ下孔の実施例１の変更例８〜１０の説明図で、図５Ａは変更例８の説明図、図５Ｂは変更例９の説明図、図５Ｃは変更例１０の説明図である。
【図６】  図６は本発明のタッピンネジ下孔の実施例２の説明図で、図６Ａは実施例２のタッピンネジ下孔を形成する最初の工程である貫通孔形成工程終了後のタッピンネジ下孔の平面図、図６Ｂは前記図６ＡのＶIＢ−ＶIＢ線断面図、図６Ｃは前記図６Ａ、図６Ｂに示す貫通孔の上端部をドリルで切削加工した後の平面図、図６Ｄは前記図６ＣのＶIＤ−ＶIＤ線断面図、図６Ｅは前記図６Ｄのタッピンネジ下孔にタッピンネジをねじ込む状態の拡大図である。
【図７】  図７は前記実施例２のタッピンネジ下孔の変更例の説明図で、図７Ａは実施例２の変更例のタッピンネジ下孔を形成する最初の工程であるスリバチ状凹部形成工程終了後の平面図、図７Ｂは前記図７ＡのＶIIＢ−ＶIIＢ線断面図、図７Ｃは前記図７Ａ、図７Ｂに示すスリバチ状凹部の上端部中心にレーザ溶断により貫通孔を形成した後の平面図、図７Ｄは前記図７ＣのＶIIＤ−ＶIIＤ線断面図、図７Ｅは前記図７Ｄのタッピンネジ下孔にタッピンネジをねじ込む状態の拡大図である。
【図８】  図８は本発明の実施例３およびその変更例の説明図で、図８Ａは本発明の実施例３の説明図、図８Ｂは本発明の実施例３の変更例の説明図である。
【図９】  図９は前記パンチ加工により形成されたタッピンネジ下孔の断面図である。
【図１０】  図１０はパンチ加工により形成されたタッピンネジ下孔およびレーザ溶断により形成されたタッピンネジ下孔の１例の説明図で、図１０Ａはパンチ加工により形成されたタッピンネジ下孔にタッピンネジをねじ込んだ状態の説明図、図１０Ｂはレーザ溶断により形成されたタッピンネジ下孔にタッピンネジをねじ込んだ状態の説明図、図１０Ｃはタッピンネジのネジ山が座屈した状態を示す図である。
【符号の説明】
２ａ…鋼板、３…タッピンネジ下孔、３ａ…タッピンネジ結合用内周面、３ｂ…凹部、３ｃ…凹部形成用内周面、３ｄ…硬化層剥離開始部、３ｆ…焼入れ硬化層、３ｇ…スリバチ状凹部、５…タッピンネジ、
【図１】
0003928335.tif 000002
【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】
0003928335.tif 000008
【図８】
0003928335.tif 000009
【図９】
0003928335.tif 000010
【図１０】
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