板材和螺钉的螺蚊连接结构

本发明涉及一种螺纹连接结构，更详细地说，它是一种符 合JIS标准化的螺钉与例如车载式电子器械或其电子仪器的机 壳等板材螺纹连接的结构。

图9是表示板材和螺钉的螺纹连接结构的一个例子的断面 图。

板材1是例如车载式电子器械的金属机壳的一部分、是板 厚为0.8mm左右的金属板。这个板材1由螺钉3连接固定到车体 一侧的金属座2上。

以前是在板材1上形成深冲加工部1a，在这深冲加工部1a 的内周面上、用丝锥加工切削形成阴螺纹1b。在把金属外壳固 定到车体上时，把根据JIS标准等制成的螺钉3插入到金属座2 的安装孔2a里并与上述阴螺纹1b螺纹连接，由此把板材1与金 属座2连接固定。

但是，在板材1上加工如图9所示的阴螺纹1b时，会有丝锥 加工的切屑落在板材1的内侧、即落在金属外壳的内部。而在 车载式电子器械等设备上大多是在形成阴螺纹1b的板材1的内 侧配置印刷电路板的，这样就容易产生由上述的切屑使安装在 印刷电路板上的电子线路发生短路的问题。又由于在车载式电 子器械上大多在金属外壳的内部安装着圆盘驱动机构或小型录 音带驱动机构，因而上述切屑一进入到这种驱动机构里就会使 驱动机构发生故障。

此外，图9所示的螺纹连接结构是在板材1上形成丝锥加工 用的下孔和深冲加工部1a之后，用丝锥加工形成阴螺纹1b而构 成，因此它的加工时数较多。

图10是表示不必进行丝锥加工的、能把螺钉拧紧的螺纹连 接结构。图10(B)是图10(A)的右侧视图，图10(A)是沿图10(B) 的A-A线取得的断面图。

这个螺纹连接结构是在构成金属机壳的板材1上形成螺纹 连接孔4和切口5，螺纹连接孔4的图示右侧周缘部4a比左侧周 缘部4b更向图10(B)纸面跟前、朝上提起地螺纹状地弯曲变形。 拧紧在这个螺纹连接孔4上的螺钉6上形成螺纹沟底6a和螺纹牙 6b。当使螺钉6顺时针方向回转时，螺纹连接孔4的周缘部4a、 4b就与螺纹沟底6a啮合，由此就能使螺钉6螺纹连接上。

但是，在板材1上形成如图10(A)所示的扭曲变形的螺纹连 接孔4的情况下，使用在这螺纹连接孔上的螺钉6的螺纹沟底6a 的轴向尺寸L必需取成比板材1的板厚尺寸T(例如0.8mm)还大。 又由于设置在螺纹连接孔的周缘部的一个位置上的切口5也必 须扭曲变形，要使螺纹连接孔4的周缘部4a、4b连续地扭曲变 形，因而这个扭曲变形的尺寸精度就不能过分提高。这样要使 螺钉6拧紧，就必须把螺纹沟底6a的尺寸L做成比板厚T稍大， 因而使螺纹牙6b间节距P也加长。

如上所说地使螺纹沟底的轴向尺寸L加长的螺钉是不符合 JIS或其他标准的，因此为了把板材1加以螺纹连接还必需制造 特殊的螺钉6。

例如，车载式的音响器械必须配备作为安装到车体的金属 座上的附件的特殊螺钉，而一配备作为附件的特殊螺钉6、附 件的零件成本就提高。而且在把作为附件的特殊螺钉丢失时就 不能进行板材的固定作业。

本发明是为了解决上述的问题而作出的。其目的是提供一 种板材和螺钉的螺纹连接结构，例如一种不必在金属机壳等板 材上进行丝锥加工阴螺纹、用JIS等标准化的螺钉就能使板材 和螺钉螺纹结合的结构。

本发明提供一种板材和螺钉的螺纹连接结构，它将规定的 标准化螺钉螺纹连接在机壳板材上形成的螺纹连接孔中，在上 述螺纹连接孔的周缘部形成切口，相对于夹持着该切口的一侧 周缘端部，另一侧的周缘端部朝板厚方向位置偏离约为前述螺 钉的大约1个节距，前述螺纹连接孔的周缘部连续变形，使得 两周缘端部的位置发生偏离；其特征在于，前述板材的板厚尺 寸大于前述螺钉的一个节距，前述板材中的前述螺纹连接孔的 周缘部通过加工出一个c面而比前述板材的板厚要薄，前述周 缘部构成与前述螺钉相对应的内螺纹。

本发明提供一种板材和螺钉的螺纹连接结构，它将规定的 标准化的螺钉螺纹连接在机壳板材上形成的螺纹连接孔中，在 前述螺纹连接孔的周缘部的间隔180度的位置上形成第1切口和 第2切口，前述螺纹连接孔的周缘部连续地变形，从第1切口到 第2切口，向板厚方向位置偏离约为前述螺钉的1/2节距，从第 2切口到第1切口，再偏离1/2节距；其特征在于，前述板材的 板厚尺寸大于前述螺钉的一个节距，前述板材中的前述螺纹连 接孔的周缘部通过加工出一个c面而比前述板材的板厚要薄， 前述周缘部构成与前述螺钉相对应的内螺纹。

在上述的螺纹连接结构中，板材的板厚尺寸比标准化的螺 钉的螺纹沟底开口尺寸还大；这时必需把螺纹连接孔的周缘部 减薄加工成能啮合到螺钉的螺纹沟底里。这种减薄加工例如可 通过把螺纹连接孔的周缘部进行C面加工加以实现。

本发明的螺纹连接结构，在金属机床等板材上可不用丝锥 加工形成阴螺纹，能拧紧标准化的螺钉。可应用的标准化的螺 钉有例如符合JIS规格(JIS·B·0205)的公制标准螺钉、符合 JIS规格(JIS·B·0206)的尤氏标准螺钉、JIS规格的螺栓等。

由于本发明的螺纹连接结构在板材上形成的螺纹连接孔的 周缘部上形成切口，而且使夹持这切口的一侧的周缘端部相对 于另一侧的周缘端部朝板厚方向位置偏离成标准化螺钉的1个 节距，因此能拧紧标准化的螺钉、不必制造特殊的螺钉。

在使用标准化的螺钉的场合下，必需根据这螺钉的螺纹沟 底形状、把螺纹连接孔周缘部加工成高精度的尺寸。因此，本 发明的上述第2种螺纹连接结构是在螺纹连接孔周缘部上形成 第1和第2切口。并且，把螺纹连接孔周缘部形成这样的变形形 状，即相对于第1切口的周缘端部、使第2切口的周缘端部朝板 厚方向偏离约为螺钉的1/2节距地将这两周缘端部间连续的大 致为半圆形周缘部弯曲变形。再从第2切口的周缘端部到第1切 口的周缘端部、向板厚方向位置偏离1/2节距地将第2切口的周 缘端部到第1切口的周缘端部间的大致为半圆形的周缘部变形。 结果，使夹持第1切口的周缘端部朝板厚方向偏离1个节距，形 成能与标准化螺钉螺纹结合的周缘部形状。

如上所说地，通过在螺纹连接孔周缘部设置第1和第2切口 ，使这两切口间的一侧半圆的周缘部约变形1/2节距，再使另 一侧半圆的周缘部变形约1/2节距，就能把螺纹连接孔周缘部 加工成与标准化螺钉的螺纹沟底的轨迹相吻合的高精度。即， 通过把切口设置在两个位置上，就能把例如由压力加工的弹性 反跳分散到两个半圆形周缘部上，从而能进行周缘部的高精度 节距加工。

上述的各种螺纹连接结构的螺纹连接孔的周缘部的形状是 以板材的板厚尺寸比符合JIS规格的标准螺钉的螺纹沟底的轴 向开口尺寸薄为条件的。但是在板厚尺寸比螺纹沟底的开口尺 寸大的情况下，通过将螺纹连接孔周缘部减薄加工，就能与螺 钉的螺纹沟底啮合。上述的减薄加工可通过对螺纹连接孔周缘 部进行c面加工而实现，而这种加工通常是用孔倒角方法实施 的，因此用极简单的加工就能完成。

但在即使经过C面加工、使螺纹连接孔周缘部减薄，板材 的板厚尺寸还是较厚时，就难使周缘部只弯曲变形上述的节距。 因此，可把板材的板厚尺寸取成相对于JIS标准化的公制标准 螺钉等螺纹牙的节距是(P+0.1mm)以下。最好是把板厚尺寸T取 成螺钉的螺纹牙的节距以下的。当板厚尺寸T超过这较好的范 围时，就难把螺纹连接孔周缘部加工成与上述相同节距的高精 度。

图1是表示本发明的实施例的示意图，它是表示在板材上 形成的螺纹连接孔的放大斜视图；

图2(A)是表示M5用的螺纹连接孔的下孔平面图、图2(B)是 沿2(A)的B-B线取得的断面图；

图3(A)是表示M4用的螺纹连接孔的下孔平面图、图3(B)是 沿3(A)的B-B线取得的断面图；

图4是表示M5用的螺纹连接孔的沿图1的Ⅳ-Ⅳ线所得到的 放大断面图；

图5是表示M4用的螺纹连接孔的沿图1的Ⅳ-Ⅳ线所得到的 放大断面图；

图6是表示把M5的螺钉拧紧在螺纹连接孔里状态的放大断 面图；

图7是表示把M4的螺钉拧紧在螺纹连接孔里状态的放大断 面图；

图8是表示作为应用本发明的螺纹连接结构的例子、将车 载式电子器械的金属机壳与金属座固定的状态的斜视图；

图9是表示以前的经丝锥加工的阴螺纹与螺钉的螺纹连接 状态的断面图；

图10(A)是表示以前的板材螺纹连接孔与特殊螺钉螺纹连 接状态的断面图；图10(B)是表示螺纹连接孔的正面图。

下面，参照着附图来说明本发明的实施例。

图8是表示作为应用本发明的螺纹连接结构的器械的例子 的车载式电子器械10的斜视图。

这台车载式电子器械10在金属机壳11的前方固定着由树脂 形成的作为装饰部的前缘部分12。金属机壳11埋设在汽车车身 内的仪表板上形成的安装凹部内，安装成前缘部分12露出在仪 表板的表面上。在金属机壳11内装着圆盘驱动机构或小型录音 带驱动机构等，而且安装着形成各种电子回路的印刷电路板。 前缘部分12的前面是操纵面12a，在这操纵面12a上配设着各种 操作旋钮13。在操纵面12a上开设着与上述驱动机构连通的小 型录音带或圆盘的插入口，还设置着液晶显示板。

仪表板的安装凹部内固定着金属座14，金属机壳11被插入 在金属座14内。把螺钉(固定螺钉)20插入在金属座14的安装孔 14a里，使螺钉20拧紧在金属机壳11侧面上形成的螺纹连接孔30 里，将车载式电子器械10固定在金属座14上。

上述金属座14上的安装孔14a的位置根据车的种类互不相 同。因此在车载式电子器械10的金属机壳11的侧面上形成多个 与各种汽车的金属座14相对应的螺纹连接孔30，而且同样地形 成多个直径比这螺纹连接孔30小的螺纹连接孔40。

螺钉20是标准件，在这个实施例中使用的是符合JIS规格 的公制标准螺钉。拧紧在螺纹连接孔30里的螺钉20是M5螺钉， 拧紧在螺纹连接孔40里的螺钉是M4螺钉。

图1是表示把M5螺钉用的上述螺纹连接孔30放大后的斜视 图，是表示从金属机壳11的内侧看螺纹连接孔30的状态斜视图。 图4是沿图1的Ⅳ-Ⅳ线取得的放大断面图。

在螺纹连接孔30的周缘部、沿上下方向间隔180度角度地 形成第1切口31和第2切口32。各个切口31、32与螺纹连接孔30 的周缘部连续地朝螺纹连接孔30的外径方向切入成沟状。而且 螺纹连接孔30及其周围部分是从圆弧状的外径线33的部分开始 朝金属机壳11的内部方向(即图中的X方向)隆起地压力加工成 形的。

图2(A)是表示从外径线33部分开始的隆起加工前的螺纹连 接孔30及其各个切口31和32的下孔平面形状，图2(B)是表示沿 图2(A)的B-B线取得的放大断面图。

螺纹连接孔30的下孔中拧紧着M5的螺钉20，在隆起成形加 工前、它的内径为4.4mm，或者做成比这稍微大一点。第1和第 2切口31和32的宽度尺寸大致是2mm；切口31和32的顶点间的长 度大致是7mm。图2(B)中、图示的上方是金属机壳11的内侧。 构成金属机壳11的板材11a是板厚T为0.8mm的压轧钢板。在本 实施例中，由于板材11a的厚度比M5螺钉的螺纹沟底开口尺寸( 图6的WO)大，因而在螺纹连接孔30的周缘部34上形成C面加工的 倒角35。即在周缘部34的机壳内侧部分的断面的纵横方向上形 成深度为0.5mm的45度的倒角(C0.5)。图1中没显示这种C面加 工的情况。

用上述的倒角加工把螺纹连接孔30的周缘部34加工成薄壁 。在本实施例中，用简单、一般的加工就能实现C倒角，由此 把周缘部34加工成薄壁。

如图1所示，把第1切口31和螺纹连接孔30的周缘部34的交 界部分定为周缘端部34a和34b。这两个周缘端部34a和34b把切 口31夹在中间地面对着。如图1和图4所示，一侧的周缘端部34a 大致与板材11a位于同一平面内、或者相对于板材11a的平面稍 微向机壳的内侧(X方向)隆起。与此相对地，另一侧的周缘端 部34b则相对于上述周缘端部34a朝板厚方向(X方向)大致偏离 成与M5螺钉的1个节距相等的尺寸。也即，使周缘端部34a和 34b朝X方向偏离1个节距(P)地将螺纹连接孔30的周缘部34连续 地变形。

周缘部34的周缘端部34c和34d则把第2切口32夹在中间地 面对着。在本实施例中，第2切口32部分的周缘端部34c相对于 第1切口部分的周缘端部34a、朝板厚方向(X方向)大致偏离 1/2节距。第1切口31部分的周缘端部34b相对于第2切口32部分 的周缘端部34d、朝X方向大致偏离1/2节距。

即，从螺纹连接孔30的周缘部34的周缘端部34a开始的与 周缘端部34c相连续的大致半个圆周部分(a)朝X方向连续地变 形，而且在周缘端部34a和周缘端部34c之间大致形成M5螺钉的 1/2节距的位置偏离；再从周缘端部34d开始的与周缘端部34b 相连续的大致半个圆周部分(b)还朝X方向连续地变形，并在周 缘端部34d和周缘端部34b之间形成大致1/2节距的位置偏离。 结果，使夹住第1切口31的周缘端部34a和周缘端部34b之间形 成M5螺钉的1个节距的位置偏离。

上述的位置偏离是通过使内侧的部分、从圆形外径线33开 始向X方向隆起而成形的，这个加工是用压模、通过一次加压 工序形成。即，在板材11a上冲出图2(A)、2(B)所示的螺纹连 接孔30和切口31、32的下孔之后，进行C0.5的倒角35加工，此 后用压模加压成形、使内侧部分从外径线33开始变形。这样， 用压模加工就能简单地形成图1所示的形状，因而能适应大量 生产。又因为不需要进行丝锥加工，因此就不会发生切屑落到 金属机壳11内侧的问题。

如图8所示，把M5的螺钉20插入到金属座14上形成的安装 孔14a里，并朝X方向插入拧紧在金属机壳11的板材11a上形成 的上述螺纹连接孔30中，其结果使金属机壳11连接固定在金属 座14上。

图6是表示M5的螺钉拧紧在螺纹连接孔30里的状态，是表示螺钉 部分和螺纹连接孔30的螺纹连接状态(啮合状态)的放大断面图。

其中，用符号21表示M5螺钉的螺纹牙，用符号22表示螺纹沟底。 用Wo表示螺纹沟底22沿轴向的开口尺寸，用W1表示在螺纹牙21的高 度1/2部分的螺纹沟底22的轴向开口尺寸。公制标准螺钉的螺纹牙21 和螺纹沟底22的断面形状是角度为60度的三角形(梯形)。此外，M5螺 钉的螺纹沟底的直径D1是4.13mm，螺纹外径D是5.0mm。螺纹牙21 和螺纹沟底22的节距P是0.8mm。

形成螺纹连接孔30的板材11a的板厚T是0.8mm，与螺钉的节距P 相同。在这种场合下，板材11a的板厚T比螺纹沟底22的开口尺寸Wo 还大，因此成为不能拧人在开口尺寸Wo内的尺寸。但是，由于在螺纹连 接孔30的周缘部34上形成倒角35，对周缘部34的前端尺寸(t)进行减薄 的加工，因而周缘部34就能啮合在螺纹沟底22中。

在图6中，用直径线do表示螺纹连接孔30的下孔的内径尺寸d=0.4 mm的周缘部所在的位置。由于螺纹连接孔30的部分如图1所示地、朝 金属机壳11的内侧方向(X方向)隆起，因而螺纹连接孔30的周缘部34 的端面位置在比上述直径线do部分稍稍偏外的外周侧上。此外，在图6 中、虽然是以垂直方向表示啮合在螺纹沟底22里的部分板材11a，但实际 上通过图1所示的隆起成形，在螺纹连接孔30的周围部分板材11a在图6 中是朝α方向倾斜的。由此，在周缘部34和倒角35部分与螺钉的螺纹沟 底22之间产生比图6所示的稍大的轴向间隙(空隙)。

如图1和图4所示，夹住第1切口31的周缘端部34a和34b位置偏 离的1个节距(P)，由此，把图6所示的啮合状态下的螺钉朝拧紧方向回就 能使螺钉和螺纹连接孔30螺纹连接。

图8所示的螺纹连接孔40是连接M4螺钉用的。图3(A)、3(B)表示 螺纹连接孔40和第1、第2切口31、32的下孔形状和尺寸 ；图5表示螺纹连接孔40的放大断面图；图7表示螺纹连接孔40 与M4螺钉的螺纹连接状态(啮合状态)。

如图3所示，螺纹连接孔40的下孔内径尺寸d是3.4mm或者比 这稍微大一点的尺寸。板材11a是用与螺纹连接孔30相同的板 厚T是0.8mm的，在螺纹连接孔40的金属机壳的内侧面上形成 C0.5的倒角35。螺纹连接孔30和螺纹连接孔40之间只是下孔的 内径d和第1与第2切口31、32的尺寸不同，两个螺纹连接孔30 和40的整体结构是相同的。因此，图3、图5、图7上的与图2、 图4、图6相同部分均用相同符号。

如图5所示，在M4用的螺纹连接孔40的场合下，也是从与 第1切口31交界处的周缘端部34a开始到第2切口32的交界处的 周缘端部34c为至、设置着约是M4螺钉的1/2节距的位置偏离， 而从周缘端部34d到周缘端部34b又设置1/2节距位置偏离，其 结果使周缘部34变形成在周缘端部34a和34b间、产生朝X方向 、位置偏离M4螺钉的1个节距。

如图7所示，M4的螺钉的节距P是0.7mm；螺纹沟底直径D1 是3.24mm；外径D是4.0mm。

由图7和图6的比较可见，M4螺钉的节距(0.7mm)比M5螺钉 的节距(0.8mm)短，而板材11a的板厚T是相同的、两者都是0.8 mm；倒角35也都是C0.5。因此，图7所示的M4螺钉的螺纹沟底 22与螺纹连接孔间的空隙就比图6所示的M5螺钉场合下的小。 所以如图5所示地、把M4的螺纹连接孔40的周围部分向X方向隆 起的尺寸更大，使螺纹连接孔40的周围部分板材11a朝α方向 的变形量较大，使螺纹沟底22与螺纹连接孔周围部分容易产生 啮合空隙。

即使在图7所示的螺纹连接孔40上，也同样能把M4螺钉螺 纹连接上，用M4螺钉能把金属机壳11和金属座14连接固定住。

又如图6和图7所示，通过形成倒角35，能使螺纹连接孔周 缘部的厚度减薄；即使把板厚T增厚，也能使螺纹孔的周缘部 与M5或M4螺钉的螺纹沟底22啮合。但当板厚过分厚时，即使设 置倒角35也难与螺钉的螺纹沟底相啮合，而且当板厚增厚后， 也难形成如图4或图5所示的螺纹连接孔周围部分的隆起。

由图6和图7可见，在使用的螺钉是M4或M5等场合下，可把 板材11a的板厚尺寸T与螺钉的节距P相对应地取成T是(P+0.1) mm以下，最好把板厚T取成节距P以下的尺寸。另外，由倒角35 留剩下的周缘部34的端面(螺纹连接孔的周面)尺寸t必需是螺 钉的螺纹沟底22的开口尺寸Wo以下的；当把螺纹牙21的1/2高 度处的螺纹沟底22的开口尺寸取为W1时，最好把t取成W1以下。

在板材的板厚尺寸T是Wo以下或者是W1以下时，就不必进 行倒角35的加工，即不必进行板厚减薄加工。

在图示的实施例中，由于在螺纹连接孔的周缘部形成第1 切口31和第2切口32，使位于两个切口两侧的大致成半圆形部 分(a)、(b)分别变形1/2节距，使压力加工的弹性回跳在(a)和 (b)两部分上分散开，因而就容易进行螺纹连接孔周缘部的变 形加工，还能通过压力加工形成高精度节距的周缘部。

但也可以不设置第2切口32、只设置第1切口31，使夹持这 切口31的周缘端部34a和34b朝X方向产生1个节距的位置偏离地 使周缘部34变形。

本发明的螺纹连接结构不仅可用来固定车载式电子器械的 金属机壳11，还可用作固定小型片状金属板、或把各种电子器 件的板材部分固定到机壳或基板等上面时的螺纹固定。

如上所述，本发明不要进行丝锥加工，能把符合JIS规格 的标准化的螺钉螺纹连接在板材上。

通过在螺纹连接孔周缘部上形成第1和第2切口，能把螺纹 连接孔的周缘部加工成与标准化的螺钉节距吻合的高精度。

通过C倒角加工地把螺纹连接孔周缘部的板厚进行减薄加 工，即使板厚较大的，也能把螺钉拧紧在螺纹连接孔里。