专利名称：螺纹结构及具有该螺纹结构的零件安装部件的制作方法
技术领域：
本发明涉及螺纹结构及具有该螺纹结构的零件安装部件，本发明的螺纹结构是将平坦部件上形成的螺孔作为阴螺纹，实现螺纹连接。
背景技术：
以往，在薄金属板上实施螺纹连接时，对金属板施以内缘翻边(burrng)加工，将该翻边作为阴螺纹，实现螺纹连接，这为人们所公知。
但是，在上述方法中，若金属板为薄板，则翻边形状不得不小，这样，可适用的阳螺纹的公称直径变小，不能得到所希望的连接力。另外，由于阳螺纹的公称直径变小，还存在螺纹连接时作业性差的问题。
作为上述问题的一种改进方法，在例如特开平6-74225号公报中公开了一种螺纹结构，其是在金属板上形成螺孔，在该螺孔内周缘的局部朝外方形成切口，通过该切口将螺孔内周缘分离为两部分，使得上述两部分沿着金属板的垂直方向且互相分离的方向变位，使得螺孔内周缘成为一条阴螺纹。
图13所示阴螺纹结构与上述公报的螺纹结构类似，也为人们所公知。在图13中，图13A为阴螺纹的平面图，图13B为其侧面图，图13C为其正面图。在该阴螺纹结构1上，在金属板2上形成螺孔3，在该螺孔3的内周缘4上形成切口5，螺孔内周缘4被分离为两半部6，7，中间夹着上述切口5。金属板2整体通过压力成形，例如，如图13C所示，从图示下侧向上侧通过压力加工成形，螺孔内周缘4从半部6到半部7形成螺旋状，该螺孔内周缘4构成一条阴螺纹。
在该阴螺纹结构1上，螺孔3是直孔，螺孔内周缘4的板厚方向上下形成角部，如图14所示，上侧角部8构成阴螺纹底部，下侧角部9构成阴螺纹顶部。在上述图13A中，双点划线分别表示压力成形前在金属板2上的螺孔3A以及其内周缘4A。
在复印机等的构成零件的螺纹连接中，在与对方零件相接合的接合面侧，若构成突起形状等，不受人们欢迎，且强烈要求阳螺纹的公称直径适用不损害通用性的使用频度高的M3，M4。
但是，在上述先有技术中，不管哪种结构，都难以牢固地拧合阳螺纹和阴螺纹，难以得到所希望的连接力。
例如，在上述图13所示阴螺纹结构中，随着构成阴螺纹底部的上侧角部8的变位增大，难以充分保持上侧角部8与阳螺纹10的顶部10A的接触状态，下面，参照图14说明理由。
图14表示使得图13的阴螺纹1与阳螺纹10连接，将安装对象零件11安装在金属板2上的安装状态。金属板2被压力成形前，螺孔3的内周缘4位于图13A中用双点划线表示的4A位置。
若进行压力加工成形，则金属板2沿弯曲线13(参照图13A)弯曲，该弯曲线13与阴螺纹1或阳螺纹10的中心轴L同心，构成直径φ13D的圆。沿弯曲线13弯曲时，其弯曲角度14ψ(θ)在半部6附近接近零，而随着接近半部7变大，即螺孔内周缘4形成螺旋状。这时，若θ表示阳螺纹10拧合时的回转量，则弯曲角度14ψ(θ)成为θ的函数。
螺孔内周缘4的上侧角部8的离开金属板2表面的变位量，即阴螺纹底部变位量15Z(θ)是弯曲角度14ψ(θ)的sin函数，因此，该阴螺纹底部变位量15Z(θ)也成为θ的函数。从中心轴L到螺孔内周缘4的上侧角部8的距离表示阴螺纹底部半径16r(θ)，该阴螺纹底部半径16r(θ)也成为θ的函数。
在上述以往的螺纹结构中，从弯曲线13到上侧角部8的距离M与θ无关，保持一定，因此，当使得弯曲角度14ψ(θ)变大以与阳螺纹10的螺距一致时，阴螺纹底部变位量15Z(θ)稍稍有增加，而阴螺纹底部半径16r(θ)增加较多，上侧角部8离开阳螺纹10的螺纹部10A。结果，阴螺纹1与阳螺纹10的拧合变弱，不能得到充分的螺纹连接力。
发明内容
本发明就是为解决上述先有技术所存在的问题而提出来的，本发明的目的在于，提供常能得到充分连接力的螺纹结构，具有该螺纹结构的零件安装部件，以及用于成形该螺纹结构的金属模。
为了实现上述目的，本发明提出以下方案(1)一种螺纹结构，在平坦部件上设有螺孔，上述螺孔的内周缘的局部上形成切口，通过该切口分离螺孔内周缘，具有两分离端，上述两分离端中，从一分离端到另一分离端形成螺旋状，该螺旋状的螺孔内周缘构成一条阴螺纹；其特征在于，从上述相对平坦部件的垂直方向看时，上述螺孔内周缘呈圆形。
根据上述构成，螺孔内周缘为圆形，因此，使得阳螺纹拧合到螺孔内周缘中时，螺孔内周缘整体能与阳螺纹密接，这样，能得到充分的螺纹连接力。且容易控制阴螺纹底部的变位量，容易设计螺孔内周缘前端的螺旋形状。
(2)一种螺纹结构，在平坦部件上设有螺孔，上述螺孔的内周缘的局部上形成切口，通过该切口分离螺孔内周缘，具有两分离端，上述两分离端中，从一分离端到另一分离端形成螺旋状，该螺旋状的螺孔内周缘构成一条阴螺纹；其特征在于，若从上述相对平坦部件的垂直方向透视，上述螺孔内周缘的上述平坦部件的厚度表示为均一。
从相对平坦部件的垂直方向透视，螺孔内周缘的平坦部件的厚度表示为均一，若平坦部件厚度为均一，形成螺旋状的螺孔内周缘为圆形，因此，与上述(1)同样，能得到充分的螺纹连接力。
(3)在上述(1)或(2)的螺纹结构中，在上述平坦部件上，在上述螺孔外侧，设定涡旋状弯曲线，在由上述弯曲线、螺孔内周缘及切口围成部分，形成螺旋状倾斜面，该螺旋状倾斜面以上述螺孔内周缘为上边，以上述弯曲线为下边。
(4)在上述(3)的螺纹结构中，在相对上述弯曲线垂直的面内，不管在上述弯曲线的哪处，上述螺旋状倾斜面的倾斜角为一定。
根据上述构成，在相对上述弯曲线垂直的面内，不管在上述弯曲线的哪处，上述螺旋状倾斜面的倾斜角为一定，结果，能可靠地实现螺孔内周缘与阳螺纹的螺纹部的拧合。
(5)在上述(3)的螺纹结构中，上述切口形成直到上述弯曲线的最大径处的外侧。
在弯曲线的最大径处，压力成形时，由于弯曲，发生最大变位差，难以成形，但是，根据上述构成，切口形成直到上述弯曲线的最大径处的外侧，容易进行压力成形加工，提高加工性。
(6)在上述(1)或(2)的螺纹结构中，在上述螺孔内周缘上形成切入，代替上述切口。
(7)在上述(1)或(2)的螺纹结构中，上述平坦部件由金属制成。由于用金属制作，因此，加工容易。
(8)在上述(1)或(2)的螺纹结构中，在上述平坦部件上预先形成上述螺孔的底孔，上述底孔的内周缘形成涡旋状，其半径以一定比例变化。因此，容易通过压力成形实现圆形的螺孔内周缘。
(9)一种零件安装部件，设有板状平坦部，在该板状平坦部上形成阴螺纹，通过使得阳螺纹与上述阴螺纹拧合连接，安装到框架上；其特征在于，上述阴螺纹具有上述(1)-(8)中任一个所述的螺纹结构。
根据上述构成，零件安装部件能牢固地固定在框架上。
(10)一种金属模，其特征在于，包括金属模本体，设有上部平坦面；圆形孔，形成在金属模本体的中央；一条槽，形成在金属模本体上，从圆形孔的内周壁向外方形成；螺旋状棱线，在圆形孔上方，绕圆形孔大致一周形成，以槽一侧为基点，向着槽另一侧高度逐渐变高；涡旋状棱线，形成在金属模本体上，且处于上述螺旋状棱线外侧，相对圆形孔中心，半径以一定比例变化；螺旋状倾斜部，形成在上述螺旋状棱线与涡旋状棱线之间。
根据上述构成，能容易地通过压力加工形成具有圆形的螺孔内周缘的阴螺纹。
图1表示本发明第一实施例的阴螺纹结构，其中，图1A为其平面图，图1B为其侧面图；图2表示沿图1A的A-A线的剖面图；图3是压力成形前的金属板的平面图；图4是使得图1的阴螺纹与阳螺纹连接，将安装对象零件安装在金属板上的状态；图5表示本发明第二实施例，使得阴螺纹与阳螺纹连接，将安装对象零件安装在金属板上的状态；图6表示本发明第三实施例，是零件安装部件的斜视图；图7表示本发明第四实施例，是冲头侧的金属模，其中，图7A为其平面图，图7B为其正面图；图8表示沿图7A的B-B线的剖面图；图9是模具侧的金属模的平面图；图10A表示螺孔成形前状态，图10B表示螺孔成形时状态；图11表示本发明能适用的复印机的主要部分斜视图；图12表示在螺孔内周缘形成切入的例子，以代替切口；图13表示以往技术的阴螺纹结构，其中，图13A为其平面图，图13B为其侧面图，图13C为其正面图；图14表示以往技术，使得阴螺纹与阳螺纹连接，将安装对象零件安装在金属板上的状态。
具体实施例方式
下面参照附图，详细说明本发明实施例。
第一实施例图1及图2表示本发明涉及的阴螺纹结构，其中，图1A为其平面图，图1B为其侧面图，图2表示沿图1A的A-A线的剖面图。
在图1和图2中，在阴螺纹21结构中，在金属板(平坦部件)22上开有螺孔23，在该螺孔23的内周缘24上形成切口25，螺孔内周缘24被该切口25分离为两半部26，27，中间夹着上述切口25。螺孔内周缘24从半部26到半部27向着上方形成螺旋状，该螺孔内周缘24构成一条阴螺纹。
在螺孔23外侧在金属板22上设定涡旋状弯曲线28，金属板22被压力加工成形，弯曲线28内侧斜向上方弯曲。在切口25一侧，弯曲线28形成在上述半部26附近，沿着螺孔23外侧大致一周，半径逐渐变大，在切口25另一侧(图1A中为左侧)，弯曲线28形成在切口25的顶端部25A附近。上述切口25的顶端部25A形成在弯曲线28最大径处28A的外侧。
在由螺孔内周缘24、弯曲线28及切口25所围成的部分，形成螺旋状倾斜面29，其以螺孔内周缘24为上边，弯曲线28为下边。如图2所示，该螺旋状倾斜面29设定为一定的倾斜角30ψ，即在相对弯曲线28垂直的面内，螺旋状倾斜面29的倾斜角30ψ不管在弯曲线28哪个地方都为一定。
图3是压力成形前的金属板22的平面图，在金属板22上设有螺孔23的底孔23A，在该底孔23A的内周缘24A的局部形成向外方延伸的切口25。该内周缘24A不是圆形，而呈涡旋状，半径以一定比例变化。对图3所示底孔23A施以压力成形，从相对金属板22的垂直方向看时，形成如图1所示那样圆形的螺孔内周缘23。这种场合，若沿相对金属板22的垂直方向透视，则当金属板22的厚度为均一时，螺孔内周缘24的金属板22厚度份22A(参照图1A)表示为均一。根据金属板22的板厚和材质调整上述底孔23A的内周缘24A的涡旋形状，能实现圆形螺孔内周缘23。
图4是使得图1的阴螺纹21与阳螺纹31连接，将安装对象零件32安装在金属板22上的状态。
在本实施例中，若将阳螺纹31拧合时的回转量设为θ，则弯曲线28随着θ增加，离开中心轴L，该弯曲线28的半径28r(θ)用θ函数表示。螺孔内周缘24的上侧角部33的离开金属板22表面的变位量，即阴螺纹底部变位量34Z(θ)随着θ增加而变大，因此，也成为θ的函数。螺孔21的内周缘24为圆形，因此，阴螺纹底部半径33r为一定，不是θ的函数。在图4中，标号34表示形成阴螺纹顶部的下侧角部。
根据本实施例，通过调整使得螺孔21的内周缘24通常为圆形，与阳螺纹31的螺距一致，当阴螺纹21与阳螺纹31拧合时，能使构成阴螺纹21底部的上侧角部33整体与阳螺纹31的顶部31A密接，这样，能得到充分的连接力。
第二实施例图5表示本发明第二实施例，使得阴螺纹与阳螺纹连接，将安装对象零件安装在金属板上的状态。
在本实施例中，将螺旋状倾斜面29的倾斜角设为30ψ’，其比上述30ψ大，使得半部27(参照图1)附近的阴螺纹底部变位量34Z’(θ)比作为连接对象的阳螺纹31的螺距宽。这样，在阳螺纹31没有连接状态下，在半部27附近，螺旋状倾斜面29位于用双点划线表示的位置。
根据这种结构，阴螺纹21与阳螺纹31连接时，上侧角部33与阳螺纹顶部31A相接，朝下方推压螺孔内周缘24，因此，螺孔内周缘24有反作用力作用在阳螺纹顶部31A上。这样，螺孔内周缘24的上侧角部33与阳螺纹顶部31A能充分密接，能得到更牢固的螺纹连接力。
第三实施例图6表示本发明第三实施例，是零件安装部件的斜视图。本实施例的零件安装部件40设有板状平坦部41，在该板状平坦部41上形成阴螺纹42，通过将阳螺纹与该阴螺纹42拧合连接，能安装到框架上。使用上述第一和第二实施例中所述的阴螺纹作为该阴螺纹42。
根据本实施例的结构，阴螺纹42与阳螺纹连接时，能确保充分的连接力，能将零件安装部件牢固地固定在框架上。
第四实施例图7-图10表示本发明第四实施例，其中，图7A为冲头侧金属模的平面图，图7B为其正面图，图8表示沿图7A的B-B线的剖面图，图9是模具侧金属模的平面图，图10表示螺孔成形前状态，图10B表示螺孔成形时状态。本实施例的金属模是用于在金属板22上形成上述第一和第二实施例中所示的螺旋状倾斜面29。
如图7所示，冲头侧金属模包括
金属模本体50，设有上部平坦面；圆形孔51，形成在金属模本体50的中央；一条槽53，形成在金属模本体50上，从圆形孔51的内周壁52向外方形成；螺旋状棱线54，在圆形孔51上方，绕圆形孔51大致一周形成，以槽53一侧为基点，向着槽53另一侧高度逐渐变高；涡旋状棱线55，形成在金属模本体50上，且处于上述螺旋状棱线54外侧，相对圆形孔51中心，半径以一定比例变化；螺旋状倾斜部56，形成在上述螺旋状棱线54与涡旋状棱线55之间。
如图8所示，螺旋状倾斜部56的倾斜角Pψ与螺旋状倾斜面29的倾斜角30ψ相等，圆形孔51的半径Pr与阴螺纹顶部半径相等。涡旋状棱线55的半径Pr(θ)成为θ的函数，与弯曲线28的半径28r(θ)大致相等。
金属模顶端变位量ZP(θ)是θ的函数，用下式求得ZP(θ)＝Z×θ/360°在此，Z是总变位量(阴螺纹螺距设定值)。
模具侧金属模如图9所示，在金属模本体60上形成孔61，该孔61具有与涡旋状棱线55及槽53相对应的形状。
如图10A所示，金属板22上形成底孔23A，将该金属板22载置到模具侧金属模本体60上后，如图10B所示，使得冲头侧金属模本体50下降，在金属板22上形成螺旋状倾斜面29，成形螺孔23。
通过使用本实施例的金属模，通过压力加工很容易成形上述第一和第二实施例中所示的阴螺纹形状。
第五实施例下面说明本发明第五实施例，本实施例是将复印机构成零件作为零件安装部件，例举用于安装在复印机中的安装部件例。图11表示本发明能适用的复印机的主要部分斜视图，如图11所示，在复印机构成部件中，尤其象复印机电气元件的托架65等那样，将衬底66相对复印机本体框架67保持着作为主机能的部件，不要求高强度，板厚0.6mm左右的金属板就足够了。但是，对上述板厚，考虑通过内缘翻边形状进行螺纹连接场合，若以使用频度高的公称直径为M3，M4的螺纹对应，则因强度不足，阴螺纹多会发生螺纹断缺，需要用板厚0.8mm以上的金属板对应。
对于上述问题，通过使用上述第一和第二实施例中所示的阴螺纹形状，能解消上述阴螺纹发生断缺的问题，能实现托架薄板化，减少材料使用量，降低成本。
在复印机构成部件中，例如，感光体周围部件等很忌讳切削粉末发生。在对通常的内缘翻边一边进行组装一边直接形成螺纹即自攻丝(self-tapping)的螺纹连接作业中，由于经历形成阴螺纹形状并拧紧的过程，在成形阴螺纹形状过程中易发生切削粉末，有时，连接后，切削粉末落下，对周边零件产生影响，例如，损伤感光体等。为此，对这种零件，向内缘翻边部进行攻丝加工即二次加工。
对于上述问题，上述第一和第二实施例中所示的阴螺纹形状通过使得金属板变位能得到，不需要攻丝加工，因此，能减少二次加工费，防止发生切削粉末。这样，能适用于忌讳切削粉末场所，稳定产品质量，降低成本。
上面参照
了本发明的实施例，但本发明并不局限于上述实施例。在本发明技术思想范围内可以作种种变更，它们都属于本发明的保护范围。
例如，在上述实施例中，在螺孔内周缘24上形成切口25，以此为例进行说明，但是，本发明并不局限于此，也可以如图12所示，形成切入70，代替切口，也能起到同样的作用效果。
权利要求
1.一种螺纹结构，在平坦部件上设有螺孔，上述螺孔的内周缘的局部上形成切口，通过该切口分离螺孔内周缘，具有两分离端，上述两分离端中，从一分离端到另一分离端形成螺旋状，该螺旋状的螺孔内周缘构成一条阴螺纹；其特征在于，从上述相对平坦部件的垂直方向看时，上述螺孔内周缘呈圆形。
2.一种螺纹结构，在平坦部件上设有螺孔，上述螺孔的内周缘的局部上形成切口，通过该切口分离螺孔内周缘，具有两分离端，上述两分离端中，从一分离端到另一分离端形成螺旋状，该螺旋状的螺孔内周缘构成一条阴螺纹；其特征在于，若从上述相对平坦部件的垂直方向透视，上述螺孔内周缘的上述平坦部件的厚度表示为均一。
3.根据权利要求1或2中所述的螺纹结构，其特征在于，在上述平坦部件上、在上述螺孔外侧，设定涡旋状弯曲线，在由上述弯曲线，螺孔内周缘及切口围成部分，形成螺旋状倾斜面，该螺旋状倾斜面以上述螺孔内周缘为上边，以上述弯曲线为下边。
4.根据权利要求3中所述的螺纹结构，其特征在于，在相对上述弯曲线垂直的面内，不管在上述弯曲线的哪处，上述螺旋状倾斜面的倾斜角为一定。
5.根据权利要求3中所述的螺纹结构，其特征在于，上述切口形成直到上述弯曲线的最大径处的外侧。
6.根据权利要求1或2中所述的螺纹结构，其特征在于，在上述螺孔内周缘上形成切入，代替上述切口。
7.根据权利要求1或2中所述的螺纹结构，其特征在于，上述平坦部件由金属制成。
8.根据权利要求1或2中所述的螺纹结构，其特征在于，在上述平坦部件上预先形成上述螺孔的底孔，上述底孔的内周缘形成涡旋状，其半径以一定比例变化。
9.一种零件安装部件，设有板状平坦部，在该板状平坦部上形成阴螺纹，通过使得阳螺纹与上述阴螺纹拧合连接，安装到框架上；其特征在于，上述阴螺纹具有上述权利要求1-8中任一个所述的螺纹结构。
10.一种金属模，其特征在于，包括金属模本体，设有上部平坦面；圆形孔，形成在金属模本体的中央；一条槽，形成在金属模本体上，从圆形孔的内周壁向外方形成；螺旋状棱线，在圆形孔上方，绕圆形孔大致一周形成，以槽一侧为基点，向着槽另一侧高度逐渐变高；涡旋状棱线，形成在金属模本体上，且处于上述螺旋状棱线外侧，相对圆形孔中心，半径以一定比例变化；螺旋状倾斜部，形成在上述螺旋状棱线与涡旋状棱线之间。
全文摘要
本发明涉及螺纹结构及具有该螺纹结构的零件安装部件。该螺纹结构是在金属板22上设有螺孔23，螺孔23的内周缘24的局部上形成切口25，通过该切口25将螺孔内周缘24分离成两半部26，27，从半部26向上方直到半部27形成螺旋状，该螺旋状的螺孔内周缘构成一条阴螺纹，从相对金属板22的垂直方向看时，螺孔内周缘24呈圆形。使得阳螺纹拧合到螺孔内周缘中时，螺孔内周缘整体能与阳螺纹密接，能得到充分的螺纹连接力。
文档编号B21D11/00GK1480654SQ0317869
公开日2004年3月10日 申请日期2003年7月22日 优先权日2002年7月26日
发明者前田大树 申请人:株式会社理光