JP4437132B2 - ネジ穴付きボス - Google Patents

Description

本発明は、樹脂成形品に一体成形されるボスに関するものであり、特にネジがねじ込まれるネジ穴を備えたボスに関するものである。

樹脂成形品には、ネジがねじ込まれるボスが一体成形されることが多い。例えば、電気製品のカバー、ケース、キャビネットなど（以下まとめて「カバー」という。）は、分割された複数の部材の組み合わせによって構成されていることが多く、それら部材同士は、一方の部材に形成されたボスに他方の部材を貫通させたネジをねじ込むことによって固定されることが多い。より具体的な例を挙げれば、ケースが上ケースと下ケースとに２分割されており、下ケースにはネジ穴を備えた複数のボスが一体成形されている。一方、上ケースには、下ケースと組み合わされたときに、上記ネジ穴と連通する貫通穴が一体成形されている。もちろん、上ケースにボスが、下ケースに貫通穴が形成されている場合もある。いずれにしても、ケースを組み立てる際には、下ケースと上ケースを突き合わせ、一方のケースに形成されている貫通穴に挿入したネジを他方のケースに形成されているボスのネジ穴にねじ込む。もっとも、ネジがセルフタッピングネジである場合には、ボスに、ネジ穴ではなく、単なる穴が形成されている場合もある。

上記のようにボスにネジをねじ込む際、ボスの剛性不足によって該ボスが捻れたり、ひび割れが生じたりすることがあった。また、捻れたボスが元に戻ろうとすることによって、ネジが緩むこともあった。

そこで従来は、ボスの周囲に補強リブを形成して、ボスの捻れやひび割れを防止していた。具体的には、図９に示すように、ボス５０の周囲に、該ボス５０の外周面５１から放射状に伸びる複数（図９では４つ）の補強リブ５２を一体成形していた（特許文献１参照）。また、２以上の補強リブを連結し、各補強リブに加わる力を分散させる技術も提案されていた（特許文献２参照）。
特開２００３−２３００７５号公報 実開昭５８−５７１７０号公報

しかし、従来の補強リブは、ボスの中心から伸びる放射線上に形成され、各補強リブは、いずれもボス外周面（ボス外周面の接線方向）と直交していた。このため、ボスの高さが比較的低い場合にはそれなりの補強機能を果たすものの、ボスの高さが高くなると、ボスの捻れやひび割れを十分に防止することができなかった。

従来の補強リブが十分な補強機能を果たし得ない理由について図１０を参照しながら具体的に説明する。図１０は、電気製品の下ケース６０の内壁面６１に立ち上げられたボス５０に、上ケース７０の貫通穴７１を貫通させたネジ７２を時計回りにねじ込む様子を示している。図１１に示されているように、ボス５０にネジ７２をねじ込む際には、ボス外周面５１の接線方向の力（Ｆ₁）が発生する。このとき、ボス外周面５１の接線方向に対して直交している補強リブ５２に作用する力の多くは、リブ断面の短辺方向に作用する。すなわち、上記力（Ｆ₁）に起因して補強リブ５２に作用する力の方向は、該補強リブ５２の断面２次モーメントの小さな方向と一致するので、補強リブ５２が撓みやすくなる。この結果、図１２に示すように、補強リブ５２が十分な補強機能を果たし得ず、ボス５０に捻れが発生する。そして、ボス５０の高さが高くなるに連れて補強リブ５２の高さが高くなると、すなわち、下ケース６０の内壁面６１に固定された補強リブ５２の底辺と、これに対向する上辺との間の距離が長くなるほど、補強リブ５２は撓みやすくなる。

本発明の目的は、ネジ穴にネジをねじ込む際に発生する力に対して十分な剛性を備えたボスを実現することである。

上記目的を達成する本発明のボスの一つは、樹脂成形品に一体成形された断面形状円形のボスであって、ネジ穴と、複数の補強リブとを有し、前記補強リブがボス外周面に連接され、かつ、その連接点における前記ボス外周面の接線方向に延在している。

本発明のボスの他の一つは、樹脂成形品に一体成形された断面形状多角形のボスであって、ネジ穴と、複数の補強リブとを有し、前記補強リブがボス外周面に連接され、かつ、前記ボス外周面の隣接する２つの面の一方と平行に延在している。この場合、前記補強リブの外面のうちで面積最大の面が前記ボス外周面の隣接する２つの面の一方と平行であることが望ましい。または、前記補強リブの外面のうちで面積最大の面に対向する他の面と、前記ボス外周面の隣接する２つの面の他方とがなす角度が９０°未満であることが望ましい。

本発明のボスでは、ネジ穴にネジがねじ込まれる際に補強リブに作用する力の多くが該補強リブの面内方向に働く。従って、補強リブが撓み難く、補強リブを含むボス全体の剛性が向上する。

（実施形態１）
以下、本発明のボスの実施形態の一例を樹脂成形品がプロジェクタの筐体を構成するケースである場合を例にとって図面を参照しつつ説明する。図面には本発明の特徴を説明する上で必要な部分のみが図示されているが、上記ケースは、下ケースと上ケースとに２分割されており、上下のケースを突き合わせることによって、必要機器を収容するための空間を備えた筐体が形成される。そして、本発明のボスは、下ケースと一体成形されており、該下ケースに突き合わされた上ケースの貫通穴を貫通したネジがねじ込まれる。

図１は、上述の下ケース１及び上ケース２の一部を示す斜視図である。また、図２は、図１の下ケース１の平面図である。これら図面に示されているように、下ケース１の内壁面３のうち、図示されている領域には、２つのボス４が立ち上げられている。一方、上ケース２の内壁面５のうち、図示されている領域には、２つの貫通穴６が形成されている。ここで、下ケース１及び上ケース２の内壁面３、５とは、両ケース１、２を突き合わせた際に、互いに対向する面を意味する。

上下のケース１、２を固定する際には、上ケース２の貫通穴６を貫通させたネジ７を下ケース１に設けられたボス４にねじ込む。もちろん、下ケース１の不図示の領域にもボスが立ち上げられており、上ケース２の不図示の領域には、それらボスに対応する貫通穴が形成されている。そして、各貫通穴を貫通させたネジを対応するボスにねじ込む。

各ボス４は、雌ネジが切られたネジ穴１０が同心状に設けられた円筒形状を有する。換言すれば、ネジ穴１０の軸線と直交する方向におけるボス４の断面形状は円形である。尚、ネジ穴１０にねじ込まれるネジ７がタッピングネジである場合には、ネジ穴１０の内周面に雌ネジが形成されていなくてもよい。

それぞれのボス４の周囲には９０°間隔で４つの補強リブ１１が一体成形されている。具体的には、各補強リブ１１は略長方形の板状体であって、対向する一方の長辺１１ａがボス外周面１２に連接され、対向する一方の短辺（底辺１１ｂ）が下ケース１の内壁面３に連接されている。また、各補強リブ１１は、ボス外周面１２に連接された長辺１１ａを起点とし、ボス外周面１２の接線方向と一致または略一致する方向に延在している。

図３に示すように、ボス４に一体成形された各補強リブ１１がボス外周面１２の接線方向と同一または略同一方向に延在している場合、ボス４のネジ穴１０にネジ７をねじ込む際に、ボス外周面１２に生じる力（Ｆ₁）に起因して補強リブ１１に作用する力の多くは、リブ断面の長辺方向に作用する。換言すれば、補強リブ１１に作用する力の方向は、該補強リブ１１の断面２次モーメントの大きな方向と一致または略一致する。よって、ボス４のネジ穴１０にネジ７をねじ込む際に補強リブ１１が撓み難くなり、補強リブ１１を含むボス４全体の剛性が高まる。尚、ここでは、ボス４に対して時計回りでネジがねじ込まれることを前提としている。

以上のように、本発明のボスは、ボス外周面に対して直交する方向に補強リブが延在している従来のボスに比べて、ネジ穴にネジがねじ込まれる際に発生する力に対して高い剛性を有する。よって、図４に示すように、上ケース２の貫通穴６（図１）を貫通させたネジ７をボス４のネジ穴１０（図１）に所定位置までねじ込んでも、ボス４及び補強リブ１１に捻れやひび割れが発生することがない。さらに、ネジ７のねじ込み時にボス４の捻れが抑制されているので、捻れたボス４が元に戻ることによってネジ７が事後的に緩むこともない。

図５に本実施形態のボス４の変形例を示す。図５に示されているボス４には、該ボス４のネジ穴１０にネジ７が時計回りでねじ込まれる際にボス外周面１２に生じる力（Ｆ₁）の向きと正反対の方向または略正反対の方向に延在する補強リブ１１が一体成形されている。もっとも、各補強リブ１１がボス外周面１２の接線方向と一致または略一致する方向に延在している点では図１などに示すボス４と共通する。

従って、図５に示す構成でも、上記力（Ｆ₁）に起因して補強リブ１１に作用する力の多くは、リブ断面の長辺方向に作用する。よって、ボス４のネジ穴１０にネジ７をねじ込む際に補強リブ１１が撓み難くなり、補強リブ１１を含むボス４全体の剛性が高くなる（図６参照）。
（実施形態２）
以下、本発明のボスの実施形態の他例について図面を参照しながら説明する。もっとも、本実施形態のボスの基本構成は実施形態１のボスと共通である。異なるのは、ボスの断面形状が円形ではなく、多角形である点である。但し、ボスにネジをねじ込む際に生じる力に起因して補強リブに作用する力の多くが、該補強リブの面内方向に作用する、という本質において実施形態１のボスと相違するものではない。

図７(ａ)(ｂ)に示すボス４の外周面１２は、直交する４つの面２１によって構成されており、ボス４の断面形状は四角形（正方形）である。そして、隣接する２つの面２１に共通な一辺から外側に向けて補強リブ１１が延在しており、かつ、隣接する２つの面２１の一方と平行に延在している。異なる観点から述べると、補強リブ１１の外面のうち、面積最大の面２２が、ボス外周面１２の隣接する２つの面２１の一方と同一平面内に存在している。

図８に示すボス４の外周面１２は、一定角度で交わる６つの面３１によって構成されており、ボス４の断面形状は六角形である。ここでも、ボス外周面１２の隣接する２つの面３１に共通な一辺から外側に向けて補強リブ１１が延在しており、かつ、隣接する２つの面３１の一方と平行に延在している。異なる観点から述べると、補強リブ１１の外面のうち、面積最大の面３２が、ボス外周面１２の隣接する２つの面３１の一方と同一平面内に存在している。さらに、補強リブ１１の面積最大の面３２と対向する他の面３３と、ボス外周面１２の隣接する２つの面３１の他方とがなす角度（θ）は９０°未満である。

以上の構成によって、ボス４のネジ穴１０に不図示のネジをねじ込む際に、ボス外周面１２において生じる力（Ｆ₁）に起因して補強リブ１１に作用する力の多くは、リブ断面の長辺方向に作用する。換言すれば、補強リブ１１に作用する力の方向は、補強リブ１１の断面２次モーメントの大きな方向と一致または略一致する。

尚、図７や図８に示す補強リブ１１と、ボス外周面１２の隣接する一方の面２１、３１とが厳密に同一平面内に存在していなくとも、すなわち、図示されている補強リブ１１がその肉厚方向に多少傾いていても、上記と同様の作用効果が得られることは当業者にとって自明である。また、ボスの断面形状は四角形や六角形に限定されるものではなく、その他の多角形も含まれる。また、十分な剛性が得られる限りにおいて、補強リブは、ボス外周面の全ての角に設けられている必要はない。

要するに、本発明は、ボスのネジ穴にネジがねじ込まれる際に補強リブに作用する力の多くが該補強リブの面内方向に作用するように該補強リブが配置されていることを特徴とする。また、本発明は、プロジェクタの筐体を構成するケースに限定されず、他の電気製品のカバー、ケース、キャビネットを含む全ての樹脂成形品に適応可能である。

本発明のボスの実施形態の一例を示す一部省略の斜視図である。 図１に示す下ケースの平面図である。 図１に示すボス及び補強リブに作用する力を模式的に示す平面図である。 図１に示すボスにネジを所定位置までねじ込んだ状態を示す一部省略の斜視図である。 本発明のボスの実施形態の他例を示す一部省略の斜視図である。 図５に示すボス及び補強リブに作用する力を模式的に示す平面図である。 本発明のボスの実施形態の他例を示す図であって、（ａ）は拡大斜視図、（ｂ）は平面図である。 本発明のボスの実施形態の他例を示す平面図である。 従来のボスを示す一部省略の斜視図である。 図９に示すボスの斜視図である。 図１０に示す補強リブに作用する力を模式的に示す平面図である。 図１０に示すボス及び補強リブが捻れた状態を示す斜視図である。

符号の説明

１ 下ケース
２ 上ケース
３、５ 内壁面
４ ボス
６ 貫通穴
７ ネジ
１０ ネジ穴
１１ 補強リブ
１２ ボス外周面
２１、２２、３１、３２、３３ 面

Claims (4)

1. 樹脂成形品に一体成形された断面形状円形のボスであって、ネジ穴と、複数の補強リブとを有し、前記補強リブは、ボス外周面に連接され、かつ、その連接点における前記ボス外周面の接線方向に延在していることを特徴とするボス。
2. 樹脂成形品に一体成形された断面形状多角形のボスであって、ネジ穴と、複数の補強リブとを有し、前記補強リブは、ボス外周面に連接され、かつ、前記ボス外周面の隣接する２つの面の一方と平行に延在していることを特徴とするボス。
3. 前記補強リブの外面のうちで面積最大の面が前記ボス外周面の隣接する２つの面の一方と平行であることを特徴とする請求項２記載のボス。
4. 前記補強リブの外面のうちで面積最大の面が前記ボス外周面の隣接する２つの面の一方と平行であり、
   前記補強リブの外面のうちで面積最大の面に対向する他の面と、前記ボス外周面の隣接する２つの面の他方とがなす角度が９０°未満であることを特徴とする請求項２記載のボス。

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