固紧结构、固紧方法和固紧件

摘要

本发明公开一种固紧结构(10)，其中第一部件(11)和第二部件(12)相互连接，第二部件(12)形成有孔(16)，第一部件(11)形成有管状凸起部分(14)，孔(17)被插入管状凸起部分(12)，固紧件(13)的螺纹部分(13c)的外径大于管状凸起部分(14)的最小内直径且小于第二部件(12)的孔直径，该螺纹部分在轴线方向上拧入管状凸起部分(14)，并且通过将固紧件(13)拧入管状凸起部分(14)，该管状凸起部分被扩张从而径向且向外地扩张，然后管状凸起部分的外圆周表面压在第二部件(12)的孔(17)的圆周壁上。

说明书

技术领域

本发明涉及一种固紧结构，该结构在不产生相互不对准的情况下通过固紧第一部件和第二部件而形成，一种固紧方法，一种用于固紧的固紧件，和诸如使用上述固紧件的复印机的成像设备。

背景技术

诸如复印机、传真和打印机的结构由多个部件组装而成，然后这些部件借助诸如焊接、螺钉固紧、铆接等方式相互固紧。

由于焊接是通过熔化件实现的，所以焊接部分具有高强度。不过，焊接需要大型设备，所以会不利地增加成本。焊接也会出现由热变形而导致精度下降的问题。因此，有时螺钉固紧和铆钉固紧可用来代替焊接。

一般地，当两个部件通过使用螺钉或铆钉而相互固紧时，螺钉或铆钉所插入的孔的直径应大于螺钉或铆钉的插入部分的外直径；因此，当螺钉或铆钉被插入时，可在插入部分和孔之间确保足够的空间。这是因为直径精度的增加而导致的成本增加通过采用容易插入的铆钉或螺钉而得以调整。

不过，在螺钉固紧或铆钉固紧中，如果为孔直径保证足够的空间，那么在固紧之后将得到与该足够空间相对应的空间。因此，存在下述问题，即当向连接部分施加较大负载时，连接部分将无法对准。

为了解决上述问题，本申请人已经提出了一种新的固紧方法，该方法记载于日本专利未审公开H-10-299735、H10-306813和H10-306814。

更具体地说，本申请人已经提供了一种开口铆钉(blind rivet)。在这种开口铆钉中，开口铆钉的心轴和容纳铆钉的主体内侧分别形成有凸起，心轴的凸起径向扩展从而在固紧过程中朝向主体的凸起增加外直径，从而使得固紧后产生的心轴和主体内侧之间的空间得以消除，由开口铆钉相互连接的两个部件可以被固紧，并且不会随着时间产生相对位置的变化。

不过，上述开口铆钉具有特定的形状，因此不利的是其制造成本高。

发明内容

因此，本发明的一个目的是提供一种固紧方法和固紧结构，其可在不使用特定固紧工具或某一工具的情况下通过使用低成本的螺钉降低成本，并且可通过消除固紧之后已经产生的空间在不随着时间产生两个部件之间的相对位置的变化的情况下进行固紧。

为了实现本发明的上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种固紧结构，其中第一部件和第二部件由包括螺纹部分的固紧件相互连接，其中第一部件形成有管状凸起部分，该部分从所述第一部件的一个表面朝向第二部件凸起并且向内限定中空部分，第二部件形成有插入所述管状凸起部分的孔，所述固紧件的螺纹部分的外径大于所述管状凸起部分的中空部分的最小内直径且小于所述第二部件的孔直径，所述螺纹部分拧入所述管状凸起部分的中空部分，该中空部分插入所述第二部件的孔中，所述管状凸起部分通过拧入所述螺纹部分而径向且向外地扩张所述管状凸起部分从而形成有径向扩张部分，并且所述第一部件和第二部件在下述状态下相互固紧，在该状态下，所述径向扩张部分的外圆周表面邻接所述第二部件的孔的圆周壁。

根据本发明的固紧结构，由所述管状凸起部分限定的中空部分是两端开口的中空部分，并且在其整个厚度方向上穿过所述第一部件。

根据本发明的固紧结构，至少一个狭槽从所述管状凸起部分的前端朝向其基端形成。

根据本发明的固紧结构，所述狭槽从所述管状凸起部分的基端向所述第一部件的一个表面延伸。

根据本发明的固紧结构，所述第一部件的径向扩张部分被压至所述第二部件的孔的圆周壁上，并且不保留所述径向扩张部分与所述第二部件的孔的圆周壁之间的空间。

根据本发明的固紧结构，所述第一部件的管状凸起部分的基端部形成有凹槽部分，用于控制拧入所述固紧部件所需的扭矩的增加。

根据本发明的固紧结构，所述凹入部分由所述管状凸起部分的内直径的径向增加部分限定。

根据本发明的固紧结构，所述径向增加部分包括在所述管状凸起部分的轴线方向上的均匀内径。

根据本发明的固紧结构，所述管状凸起部分的前端位于所述第二部件的孔中，并且不从所述第二部件的另一表面凸出，该另一表面位于第二部件与所述第一部件的一个表面相面对的表面的相对侧。

根据本发明的固紧结构，所述管状凸起部分的前端从所述第二部件的位于第二部件与所述第一部件的一个表面相面对的表面的相对侧的另一表面向所述第一部件的一个表面凸起，并且所述凸起部分的外直径大于所述第二部件的孔的内径。

根据本发明的固紧结构，所述固紧件包括所述螺纹部分的一端处的凸缘部分，所述螺纹部分从所述管状凸起部分的前端起被拧入所述管状凸起部分，从而使所述凸缘部分处于所述第二部件的位于第二部件与所述第一部件的一个表面相面对的表面的相对侧的另一表面，所述第二部件由此被夹在所述固紧件的凸缘部分与所述第一部件的一个表面之间。

根据本发明的固紧结构，所述管状凸起部分的前端从所述第二部件的另一表面向所述第二部件的外侧凸起，所述凸起部分的外直径大于所述第二部件的孔的内径，并且所述凸起部分夹在所述凸缘部分和所述第二部件的另一表面之间。

根据本发明的固紧结构，所述管状凸起部分的前端从所述第二部件的另一表面向所述第二部件的外侧凸起，所述凸起部分的外直径大于所述第二部件的孔的内径，并且所述凸起部分形成有凹槽部分，从而容纳所述管状凸起部分的凸起部分。

根据本发明的固紧结构，所述凸缘部分的凹槽部分和所述第二部件与所述凸缘部分邻接的另一表面形成封闭空间。

根据本发明的另一方面，提供一种用于本发明所述的固紧结构的固紧件，其中，所述螺纹部分由至少两种螺纹形状形成。

根据本发明的固紧结构，包括所述螺纹形状之一的部分主要具有对所述管状凸起部分攻螺纹的作用，并且包括其他螺纹形状的部分主要具有使所述管状凸起部分径向且向外变形的作用。

根据本发明的固紧结构，所述螺纹形状之一是不完整螺纹形状。

根据本发明的固紧结构，所述固紧件包括在所述螺纹部分一端处的凸缘部分，螺钉在邻近所述螺纹部分的凸缘部分的部分中的外径大于螺钉远离所述凸缘部分的部分的外径。

根据本发明的固紧结构，在邻近所述螺纹部分的凸缘部分的部分中的螺距和在远离所述凸缘部分的部分中的螺距设置有相互的相位滞后。

根据本发明另一方面内容，提供一种用于相互固紧第一部件和第二部件的固紧方法，包括下述步骤：使所述第二部件形成孔；使所述第一部件形成管状凸起部分；将所述管状凸起部分插入所述孔；将固紧件在所述管状凸起部分的轴线方向上在插入状态下拧入所述管状凸起部分，该固紧件的螺纹部分大于所述管状凸起部分的最小内直径并且小于所述第二部件的孔直径；并且通过将所述固紧件拧入所述管状凸起部分而使所述管状凸起部分径向且向外扩张，通过径向扩张所述管状凸起部分而将所述管状凸起部分的外圆周表面压至所述第二部件的孔的圆周壁上。

根据本发明所述固紧方法，所述管状凸起部分由去毛刺处理形成。

根据本发明的另一方面，提供一种成像设备，包括根据本发明所述的固紧结构至固紧部件。

根据本发明的又另一方面，提供一种成像设备，包括根据本发明所述的固紧件至固紧部件。

在本发明的固紧结构中，在不使用特定设备的情况下，形成在第一部件上的管状凸起部分形成有径向扩张部分，其中，管状凸起部分的外径通过将具有螺纹部分的固紧件拧入管状凸起部分而增加，第一部件和第二部件在下述状态下相互连接，即该径向扩张部分邻接第二部件的孔的圆周壁。

因此，根据本发明的固紧结构，在第一和第二部件的连接状态下，由于径向扩张部分几乎均匀地在圆周方向上邻接形成在第二部件上的孔的圆周壁，所以可低成本地获得具有示出了高刚度的连接部分的结构，在第一和第二部件已经被固紧之后不会产生由外力造成的常规不对齐和松动。

根据本发明的固紧结构，固紧件可根据需要通过将由管状凸起部分限定的中空部分穿过第一部件的整体厚度方向从管状凸起部分的基部侧或前端侧中的任何一个拧入管状凸起部分。

根据本发明的固紧结构，管状凸起部分形成有狭槽，管状凸起部分的径向扩张部分的量由该狭槽增加，从而使管状凸起部分通过径向扩张部分更加绝对地邻接在第一部件的孔的圆周壁上。因此，管状凸起部分与第一部件的孔的圆周壁之间的空间可被消除，从而可以确定地防止两个部件之间的不对齐。

根据本发明的固紧结构，由于设置在管状凸起部分中的狭槽延伸至设置有管状凸起部分的第一部件的一个表面，即使第二部件的孔形成位置和第一部件的管状凸起部分的形成位置稍微没有对齐，通过固紧该固紧件，管状凸起部分允许整体变形从而通过狭槽装配入孔中。因此，管状凸起部分的形成位置的公差可被设定得比较大，减小所需的处理尺寸精度。

根据本发明的固紧结构，由于第一部件的径向扩张结构被压至第二部件的孔的圆周壁，同时不保留第一部件的径向扩展部分与第二部件的孔的圆周壁之间的空间，所以不会产生管状凸起部分和孔的圆周壁之间的空间以进行固紧。因此，有可能获得具有高连接刚度和优良可靠性的固紧结构。

根据本发明的固紧结构，由于管状凸起部分的基端部形成有凹入部分，从而控制拧入固紧件所需的扭矩增加，所以可控制螺钉的过度固紧造成的扭矩增加。因此，可减少使用特定工具和工人的负担，从而可改善连接操作中的工作属性。

根据本发明的固紧结构，凹入部分可通过使用管状凸起部分的内直径的径向增加部分限定凹入部分而相对容易地形成。

根据本发明的固紧结构，径向增加部分的内径均匀地沿着管状凸起部分的轴线方向形成，从而与凹入部分由朝向管状凸起部分的前端逐渐减小内径的锥形孔形成的情况相比，可防止管状凸起部分的基部的机械强度的下降。

根据本发明的固紧结构，由于管状凸起部分的前端不从第二部件的另一表面凸起，所以有可能防止管状凸起部分的前端从第二部件的另一表面凸起而造成的外观破坏。

根据本发明的固紧结构，管状凸起部分的前端从第二部件的另一表面凸起，该凸起部分与第一部件共同夹位第二部件的孔的边缘部分，从而可进一步提高在第一和第二部件的连接部件之间相对于作用在管状凸起部分的轴线方向上的分离力的机械强度。

根据本发明的固紧结构，第二部件夹在固紧件的凸缘部分和第一部件的一个表面之间，从而可进一步提高相对于与上述作用在使第一和第二部件的连接部件分离方向上的分离力类似的分离力的机械强度。

根据本发明的固紧结构，由于凸起部分夹在凸缘部分和第二部件的另一表面之间，所以除了提高相对于上述分离力的机械强度，还可提高相对于作用在管状凸起部分的直径方向上的两个连接部件上的分配力的机械强度。

根据本发明的固紧结构，由于从第二部件的另一表面凸起的管状凸起部分的凸起部分容纳在凸缘部分的凹槽部分中，所以固紧件可适当地拧入管状凸起部分，从而将适当径向扩张的部分形成在管状凸起部分上，同时不需要处理管状凸起部分的高尺寸精度。凸起部分也容纳在凹入部分中，从而可提高与上述类似的相对于分离力和分配力的机械强度，同时不会产生由凸起部分暴露在外导致的外观破坏。

根据本发明的固紧结构，由于管状凸起部分的凸起部分容纳在凹槽部分限定的封闭空间中，所以可以控制因凸起部分暴露于外侧所造成的各种破坏。因此，可改善连接部分的耐久性。

根据本发明的固紧件，通过改变固紧件的螺纹的形状，可根据该螺纹形状增加和减小设置在第一部件中的管状凸起部分的径向扩张部分的量，从而可通过将径向扩张部分绝对地推至孔的圆周壁上而消除径向扩张部分与孔的圆周壁之间的空间。

根据本发明的固紧件，通过相互使用具有不同螺钉螺纹形状的各个螺纹部分，可有效地对管状凸起部分进行攻螺纹以及管状凸起部分的径向和向外变形，并且形成在管状凸起部分上的径向扩张部分可被有效地推至孔的圆周壁上。

根据本发明的固紧件，螺纹之一可形成有不完整的螺纹，该不完整螺纹可通过消除完整螺纹的外圆周部分而形成，例如通过研磨加工。

根据本发明的固紧件，在邻近螺纹部分的凸缘部分的部分中的螺钉的外径大于远离凸缘部分的部分中的螺钉的外径，从而径向扩张部分首先通过将固紧件拧入管状凸起部分而形成，然后可通过对径向扩张部分攻螺纹而绝对地对固紧件形成螺纹。

根据本发明的固紧件，由于在邻近螺纹部分的凸缘部分的部分中的螺距和远离凸缘部分的部分中的螺距中设置有相互相位滞后，并且远离的大于邻近部分，所以设置在第一部件中的管状凸起部分的径向扩张部分的量可根据螺距的这一相位滞后而增加和减小。因此，径向扩张部分与孔的圆周壁之间的空间可通过将径向扩张部分确定地推向孔的圆周壁上而消除。

根据本发明的固紧方法，在不使用特定设备的情况下，通过将具有螺纹部分的固紧件拧入形成在第一部件上的管状凸起部分，管状凸起部分的外圆周表面可通过将管状凸起部分的外径径向地扩张从而径向且向外扩张，以压至在第二部件的孔的圆周壁上，从而可以低成本地相对容易地形成根据本发明的固紧结构。

根据本发明的固紧方法，管状凸起部分可通过使用去毛刺加工形成管状凸起部分而比较容易地形成。

根据本发明的成像设备，由于固紧部件包括根据本发明的固紧结构，所以在固紧部件中不产生由常规外力造成的不对齐和松动的情况下，固紧部件的机械强度被提高并且耐久性被改善。

根据本发明的成像设备，根据本发明的固紧件应用于固紧部件，由于固紧件包括根据本发明的固紧结构，所以固紧部件中的机械强度被提高，耐久性被改善，同时在固紧部件中不会产生由常规外力造成的不对齐和松动。

附图说明

图1是示出根据本发明的固紧结构的纵向剖面图。

图2是示出第一部件的透视图，该第一部件是根据本发明的固紧件的结构元件之一。

图3是示出根据本发明的第一部件和第二部件之间的结合的纵向剖面图。

图4是示出根据本发明的固紧结构的第一部件的改进实例的透视图。

图5是示出形成在管状凸起部分上的凹槽部分的第一部件的剖面图。

图6是与图1类似的视图，示出了根据本发明的固紧结构的第二实施例。

图7是与图1类似的纵向剖面图，示出了根据本发明的固紧结构的第三

实施例。

图8是与图1类似的纵向剖面图，示出了根据本发明的固紧结构的第四

实施例。

图9是与图1类似的纵向剖面图，示出了根据本发明的固紧件的第五实施例。

图10是示出用于根据本发明的固紧结构的固紧部件的另一实施例的示意图。

图11是示出用于根据本发明的固紧结构的固紧部件的另一实施例的示意图。

图12是示出根据本发明的第一实施例的固紧结构与传统结构之间的剥离强度的比较的曲线图。

图13是示出根据本发明的第一实施例的固紧结构与传统结构之间的剪切强度的比较的曲线图。

图14是与图12类似的曲线图，示出根据本发明的第三实施例的固紧结构与传统结构之间的剥离强度的比较的曲线图。

图15是示出结构布局的示意图，图中示出了根据本发明的复印机的每个部件。

图16是示出一项实例的透视图，其中根据本发明的固紧结构应用于图15所示的主体结构和基底(bank)结构的耐火结构的每个连接部分。

具体实施方式

本发明的特征通过根据附图所示的实施例的下述说明将进一步清楚明了。

(第一实施例)

根据本发明的固紧结构10通过将第一板状件11和第二板状件12与包括如图1所示的螺钉件的固紧件13连接而形成。

第一部件11包括厚度为例如2毫米的无铬钢板。如图2所示，第一板状件11形成有通过例如去毛刺过程从第一部件11的一个表面11a凸起的管状凸起部分14。管状凸起部分14的纵向方向具有例如5.25毫米的均匀外径。管状凸起部分14向内限定柱状中空部分15。中空部分15与一开口相一致，该开口在整个厚度方向上穿过第一板状件11，并且该中空部分穿过第一板状件11。管状凸起部分14形成为从第一板状件11的一个表面11a的开口的边缘部分凸起。

管状凸起部分14形成有多个狭槽16，所述狭槽平行于附图所示的实例中的管状凸起部分的轴线方向延伸。每个狭槽16的一端到达管状凸起部分14的前端部14a，并且朝向管状凸起部分的前端表面开口。另外，每个狭槽16的另一端从管状凸起部分14的基部开始到达第一板状件11的一个平表面11a。如图1、3清楚所示，狭槽16延伸至一个表面11a的部分也通过在整个厚度方向上穿过第一板状件11而通向第一板状件11的另一表面11b。

第二板状件12包括厚度为例如2毫米的钢板。第二板状件12形成有在整个厚度方向上穿过板状件的孔17，如图3所示。孔17的内径为例如5.4毫米，该直径大小足以容纳第一板状件11的管状凸起部分14。

第一板状件11的管状凸起部分14从第二板状件12的表面12a侧插入第二板状件12的孔17中。通过将管状凸起部分14插入孔17中，第一板状件11的管状凸起部分14从中凸起的那个表面11a与第二板状件12的表面12a接触。在两个板状件11、12的邻接状态下，管状凸起部分14的前端部14a的高度足以从第二板状件12的另一表面12b上方向上凸起。而且，在两个板状件11、12的邻接状态下，如图3所示，一基本上平坦的空间被保持在孔17的周壁与管状凸起部分14的外圆周表面之间的中空部分15的外周方向上。

即使设置多对孔17和管状凸起部分14，虽然在各个加工误差中存在尺寸精度的变化，但是孔17的周壁与管状凸起部分14的外圆周表面之间的空间可被适当地设定在下述范围中，即，在该范围中，通过拧入后文所述的固紧件13，对应的孔17和管状凸起部分14可被匹配并且管状凸起部分14可被压入和配合于管状凸起部分14的孔17中。

在第一板状件11的表面11a与第二板状件12的表面12a之间的邻接状态下，如图3所示，螺钉件13从第一板状件11的另一表面11b侧拧入管状凸起部分14，直到凸缘部分13b邻接在第一板状件11的另一表面11b上。

固紧件的螺钉件为例如常用的M4自攻螺钉。螺钉件包括头部13a、凸缘部13b和螺纹部分13b，其中凸缘部分与头部整体形成并且其外径大于头部13a，螺纹部分13c的外径例如大于形成在第一板状件11上的中空部分15的最小的内孔径并且小于第二板状件12的孔17的孔径。自攻螺纹，即图3所示的固紧件13的螺纹部分13c在轴线方向上具有均匀的螺距和螺纹直径。

如上所述，由于固紧件13的螺纹部分13c的外径大于管状凸起部分14的中空部分15的最小内径，所以管状凸起部分14通过将螺纹部分13c拧入管状凸起部分14而径向和外向地扩张。也就是说，管状凸起部分14的外圆周壁由径向扩展的管状凸起部分14推向孔17的周壁上。而且，从第二板状件12的另一表面12b凸起的管状凸起部分14的前端部14a，即凸起部分14的外表面扩展，并且随后整体上弹性径向且向外变形，从而使凸起部分覆盖第二板状件12的另一表面12b的孔17的开口的边缘部分。因此，前端部14a的外径变得大于孔17的内径。

狭槽16沿着管状凸起部分14的外周方向将其分开，从而狭槽16通过固紧件13的固紧易于使管状凸起部分14在径向和向外方向上变形。因此，拧入固紧件13所需的旋转扭矩被减小，同样通过管状凸起部分14的变形而出现的外径的增加量即径向扩展部分的量被增加。

通过管状凸起部分14由固紧件13的拧入造成的上述变形，管状凸起部分的外圆周壁被几乎均匀地在圆周方向上推动，而不保持管状凸起部分14的外圆周壁与孔17的周壁之间的空间，并且被牢固地连接于孔17的周壁。而且，管状凸起部分14的凸起部分14a通过弹性变形在孔17的开口的边缘部分与第二板状件12的另一表面12b相接合。第一板状件11和第二板状件12由被推向孔17的周壁上的管状凸起部分的径向扩展部分和凸起部分14a的接合部分而被牢固地连接。在该连接状态下，第二板状件12通过拧入固紧件13而夹在固紧件13的凸缘部分13b与设置在第一板状件11中的管状凸起部分14的凸起部分14a之间，从而两个部件11、12的连接强度被进一步加强。

板金属JIS G 3141可用作第一板状件11。在这种情况下，自攻螺纹JIS B1055可用作固紧件13。作为第一板状件11和固紧件13的结合，可使用各种材料的第一板状件11和固紧件13，只要固紧件13的硬度大于第一板状件11的硬度。由于使用的固紧件13的硬度大于第一板状件11的硬度，所以两个固紧件11、12可被容易地断开，同样也可重新使用固紧件13。

如图4所示，设置在管状凸起部分14中的狭槽16在管状凸起部分14的基端处结束，而不将狭槽16延伸至表面11a。在这种情况下，当与上述相似的固紧件13拧入管状凸起部分14时，管状凸起部分14的径向扩展量被狭槽16的分离功能增加，与图2所示实例类似，拧入固紧件13所需的旋转扭矩可被减小。

不过，如图2所示，通过将设置在管状凸起部分14中的狭槽16延伸到第一板状件11的平面表面的一个表面11a上，管状凸起部分14被整体变形以通过固紧件13的固紧由狭槽16配合于孔17中，即使第二件12的孔17的形成位置和第一件11的管状凸起部分14的形成位置稍微没有对齐。因此，管状凸起部分14的形成位置的允许误差可被相对增加，并且所需处理尺寸精度可通过将狭槽16形成为延伸至第一板状件11的表面11a上而减小。

为了减小拧入固紧件13所需的旋转扭矩，管状凸起部分14的基端形成有凹入部分15a，如图5所示。凹入部分15a形成有第一板状件11的另一表面11b的中空部分15，并且包括径向增加部分，该部分在第一板状件11的整个厚度方向上具有均匀的内径。

将第一板状件11的管状凸起部分14排除在外，整个厚度部分在固紧件13拧入管状凸起部分14时提供强的旋转阻力，但是不会对管状凸起部分14的径向扩展部分的形成起作用。因此，如图所示，通过在第一板状件11的表面11a上形成中空部分15的径向增加部分15a，影响固紧件13的旋转阻力可被减小，而不会对管状凸起部分14的径向扩展部分的形成有显著的影响。

如图5中的点划线所示，凹入部分可由锥形孔15b形成，该孔朝向第一板状件11的另一表面11b逐渐增加内径。不过，在这种情况下，包括薄壁部分的易损部分形成在锥形孔15b的周壁与管状凸起部分14的凸起边缘14b之间。因此，凹入部分优选地由具有如图5实线所示的均匀内径的径向增加部分15a构成，从而减小旋转阻力，而没有减小管状凸起部分14的机械强度。

(第二实施例)

在图1至5所示的第一实施例的固紧结构10中，示出了管状凸起部分14的前端部14a从第二板状件12的另一表面12b凸起的实例。不过，如图6中的固紧结构110所示，管状凸起部分14距离其上形成管状凸起部分14的第一板状件11的表面11a的高度可以小于第二板状件12的整体厚度尺寸，从而避免管状凸起部分14的前端部14a从第二板状件12的另一表面12b向外凸起。

根据固紧结构110，管状凸起部分的外圆周表面通过将固紧件13拧入管状凸起部分14而被推至孔17的外周表面上，并且第一板状件11被夹在第二板状件12和固紧件13的凸缘部分13b之间，从而使两个板状件11、12被固紧。在这一固紧状态下，管状凸起部分14的前端部14a不会从第二板状件12的孔17突出；因此，可控制前端部凸起至孔17的开口的边缘部分而造成的外观上的破坏，从而可控制从第二板状件12的另一表面12b看到的凸起造成的外观的破坏。

(第三实施例)

如图7的固紧结构120所示，固紧件13可从第二板状件12侧被拧入管状凸起部分14，其中形成有用于容纳第一板状件11的管状凸起部分14的孔17。

在固紧结构120的实例中，与图6所示的实例类似，管状凸起部分14距离第一板状件11的表面11a的高度尺寸小于第二板状件12的整体高度尺寸。而且，管状凸起部分14的基部形成有与图5所示凹入部分类似的凹入部分15a，该凹入部分通向第一板状件11的另一表面11b。在固紧结构120中，第一板状件11的表面11a和第二板状件12的表面12a相互邻接从而使第一板状件11的管状凸起部分14容纳在第二板状件12的孔17中。在该邻接状态下，固紧件13的螺纹部分13c从其前端部14a拧入管状凸起部分14。

与上述相似的径向扩展部分通过拧入固紧件13形成于管状凸起部分14，因此，管状凸起部分14的外圆周表面被推向孔17的周壁。另外，固紧件13的凸缘部分13b与第一板状件11的表面11a共同将第二板状件12的孔17的开口的边缘部分夹在其间。

因此，根据固紧结构120，不需要固紧件13的大旋转扭距，并且第二板状件12侧的外观可被改善，因为固紧件13的头部13a仅仅定位于第二板状件12的另一表面12b上。

(第四实施例)

图8所示的固紧结构130示出了通过使用管状凸起部分14从与图7所示的实例类似的第二板状件12侧将固紧件13拧入管状凸起部分14中的实例，其中从第一板状件11的表面11a起的高度尺寸大于第二板状件12的整体厚度尺寸。

根据固紧件结构130，管状凸起部分14的外圆周表面通过将固紧件13从前端部14a拧入管状凸起部分14而被推至孔17的周壁上。另外，从第二板状件12的另一表面12b上的孔17的开口的边缘部分开始径向且向外扩展的凸起部分14a被夹在另一表面12b和固紧件13的凸缘部分13b之间。

因此，凸起部分14a可被固紧件13的凸缘部分13b覆盖，从而改善其外观。而且，由于凸起部分14a可被夹在凸缘部分13b与第二板状件12的另一表面12b之间，所以两个部件11、12之间的固紧强度可被进一步改善。

(第五实施例)

如图9所示，固紧件13的凸缘部分13b形成有用于容纳凸起部分14a的凹槽部分18。凹槽部分18沿着凸缘部分13b的周向形成圆形，并且通向凸缘部分的下表面。

在图9所示的固紧结构140中，围绕凸缘部分13b的凹槽部分18的圆周被压靠在第二板状件12的另一表面12b上。这里的凹槽部分18形成了圆形封闭空间与另一表面12b一起容纳凸起部分14a。

根据固紧结构140，虽然在管状凸起部分14的高度尺寸会由管状凸起部分14的加工精度的变化而产生轻微的变化，但是凸起部分14a被容纳在凸缘部分13b的凹槽部分18中。因此，高的尺寸精度并不是管状凸起部分14的加工所需要的，并且固紧件13可被适当的拧入管状凸起部分14，从而形成适当的径向扩展部分。

因为凸起部分14a包含在封闭空间中，所以即使第二板状件12的另一表面12b露在外部空气中，例如，从固紧件13的凸缘部分13b和第二板状件12之间进入的水可被阻挡住，并且可控制由水造成的管状凸起部分14的凸起部分14a的损坏，从而可改善连接部分的持久性。

在第一至第五实施例中，包括完整螺纹的锥形螺钉用做固紧件13，该螺纹具有均匀的直径和均匀的螺距。取而代之，也可使用包括非完整螺纹的固紧件，如图10、11所示。

图10所示的固紧件13形成有具有均匀螺距的螺纹部分13c；不过，邻近凸缘部分13b的螺纹部分13c-1是螺纹直径为D1的完整螺纹，其中，螺纹的边缘没有移去。另一方面，螺纹部分13c-2是不完整螺纹，其在螺纹部分13c-1的凸缘部分13b的另一侧上接着螺纹部分13c-1形成。该不完整螺纹的螺纹直径D2小于螺纹部分13c-1的螺纹直径D1。螺纹直径D2通过研磨由点划线示出的螺纹的边缘形成，由点划线示出的螺纹直径大于具有完整螺纹的螺纹部分13c-1的螺纹直径D1。

当固紧件13拧入管状凸起部分14中时，具有固紧件13的不完整螺纹的螺纹部分13c-2与管状凸起部分14接合，然后具有完整螺纹的螺纹部分13c-1与管状凸起部分14接合。

因此，当拧入固紧件13时，管状凸起部分14的外直径主要通过与不完整螺纹部分13c-2相接合而扩张，随后管状凸起部分14通过与后面的完整螺纹部分13c-1相接合而形成螺纹。当管状凸起部分14由该完整螺纹部分13c-1形成螺纹时，管状凸起部分14的外直径同时被进一步扩张。

因此，通过使用图10所示的固紧件13，管状凸起部分14的外直径被进一步变形。通过管状凸起部分14的径向扩展部分的量的增加，管状凸起部分14的外圆周表面确定地被更强的挤压强度压至孔17的圆周表面上而不保留空间。两个部件11、12的固紧强度在这里被增强。

在图11所示的固紧件13中，固紧件13的螺纹部分13c的前端部形成有完整螺纹部分13c-1。与上述类似的不完整螺纹部分13c-2形成在完整螺纹部分13c-1与凸缘部分13b之间。另外，两个螺纹部分13c-1、13c-2包括相等的螺距尺寸P1；不过，两个螺纹部分13c-1、13c-2的螺距通过形成在两个螺纹部分13c-1、13c-2之间的螺距改变部分13c-3而设置有相互的相位滞后。

根据图1所示的固紧件13，管状凸起部分14主要通过与完整的螺纹部分13c-1相接合而形成螺纹。通过该攻螺纹形成的管状凸起部分14的阴螺纹槽的底径(core diameter)被不完整螺纹部分13c-2的螺纹直径部分径向且向外地产生较大变形。

在螺距具有相位滞后的固紧件13中，在管状凸起部分14形成螺纹之后，螺纹部分被径向扩张。因此，与图10所示的固紧件13类似，管状凸起部分14的外直径可通过拧入该固紧件13而被进一步变形，并且通过管状凸起部分14的径向扩张部分量的增加，管状凸起部分的外圆周表面确定地会被更强的挤压强度压至孔17的圆周表面上，而不保留空间。因此，部件11、12的固紧强度可被进一步增强。

图12至14是示出根据本发明的固紧结构与使用焊接、铆钉和自攻螺纹的各个传统固紧结构之间的强度的比较的曲线图。每个垂直轴线示出施加在相互连接板状件之间的负载(N)，每个水平轴线示出了由负载产生的两个板状件之间的位移大小(毫米)。另外，厚度为2毫米的无铬钢板用作所有的板状件。

在图12中，作为根据本发明的固紧结构，图1所示的固紧结构10用作实例。固紧结构10示出了图3所示的具有均匀螺距和均匀螺纹直径的固紧件13从第一板状件11的另一表面11b侧中的基部拧入管状凸起部分14，正如第一实施例所述的那样。

管状凸起部分14的外直径为5.25毫米，用于容纳管状凸起部分14的孔17的内径为5.4毫米，M4自攻螺纹用作固紧件13。如图12的曲线外侧所示，以直角作用在两个相互固紧的板状件的连接表面的分离力F作为负载施加在两个板状件上。分离负载与该点处的位移之间的关系由特性线19a所示。

另一方面，作为传统结构，点焊，使用直径为4.8毫米的铆钉的铆接固紧，以及使用M4自攻螺钉的直接固紧用作实例。在自攻螺钉和铆钉的直接固紧中，形成有具有对应于每个传统标准的预备孔直径的孔，并且铆钉或自攻螺钉被固紧于此。每一点焊、铆接固紧和通过自攻螺钉的直接固紧中的分离负载与位移之间的关系分别由特征线20a、21a和22a示出。

图13示出与图12所示的线类似的特征线19b至22b，此时通过使用图12所示的相同实例，分配力F平行地作用于相互连接的两个板状件的连接表面。图13曲线中所示的特征线19b是示出根据本发明的固紧结构10的分配负载和位移之间的关系的特征线。特征线20b、21b和22b示出每一点焊、铆接固紧和通过自攻螺钉的直接固紧中的分配负载和位移之间的关系。

在图14中，作为根据本发明的固紧结构，图7所示的固紧结构120用作实例。固紧结构120示出了具有图3所示的均匀螺距和螺旋螺纹直径的固紧件13从第二板状件12的另一表面12b侧中的前端部14a拧入管状凸起部分14，如第三实施例所示。图14的曲线图示出此时分离负载和位移大小之间的关系。特征线19c示出在根据本发明的固紧结构120中的分离负载和位移大小之间的关系。线20c、21c和22c的每个分别示出类似上述的点焊、铆焊和通过自攻螺钉的直接固紧中的分离负载和位移大小之间的关系。

从图12的曲线图中所示的各个特征线19a至22a的比较中可知，在图1所示的固紧结构10中，例如，由小于1000N的分离负载在相互固紧的板状件之间产生超过1毫米的位移。另一方面，在点焊、铆钉固紧或自攻螺钉的直接固紧的每个固紧装置中由超过2000N的分离负载产生超过1毫米的位移。因此，可能会有的情况是，固紧结构10不会带来相对于分离力的足够强度。

不过，从图13的曲线图的每个特征线19b至22b的比较中可知，根据本发明的固紧结构10示出了相对于分配力的基本上等于点焊强度的强度。

因此，需要相对于分配力的强度的部分优选地采用所述固紧结构，在所述固紧结构中，固紧件13从其基部拧入管状凸起部分14。

另一方面，从图14的曲线图所示的每个特征线19c至22c的比较可知，图7所示的固紧结构120仅示出在分离负载超过例如2000N的情况下小于铆接固紧或自攻螺钉的直接固紧的每个固紧装置的位移大小。因此，固紧结构120示出了与铆接固紧或自攻螺钉的直接固紧相比的相对于分离负载的高强度。

因此，需要相对于分离负载的强度的部分优选地采用固紧结构，在该固紧结构中，固紧件13从其前端部拧入管状凸起部分14。

在图15中，常用的复印机23示为成像设备的实例。复印机23包括设置在最低部的基底结构23a，设置在基底结构上方的复印主体结构23b，以及设置在复印主体结构23b上方并且读取复印体图像的扫描仪结构23c。

图16示出根据本发明的固紧结构10至140被应用于基底结构23a的每个耐火结构24和这种复印机23的复印主体结构23b。根据本发明的固紧结构10至140可应用于附图标记T所示的每个部分中的固紧操作。

在上文中，示出管状凸起部分14通过穿入整体厚度方向而形成有狭槽16的实例。不过，没有穿过管状凸起部分14的整体厚度方向的凹槽可形成在管状凸起部分14的前表面或后表面，以代替管状凸起部分14的狭槽16。而且，这些狭槽16和凹槽并不总是必需的。不过，为了减小固紧该固紧件13所需的扭矩并且为了增加径向扩张部分的扩张量，上述狭槽16或凹槽优选地形成在管状凸起部分14上。

根据本发明，如上所述，孔17形成在第二板状件12上，并且管状凸起部分14整体形成在第一板状件11上。部件11、12相结合以将管状凸起部分14插入孔17中。在该结合状态下，螺纹部分13c大于管状凸起部分14的最小内径并且小于第二板状件12的孔17的直径的固紧件13在管状凸起部分14的轴线方向上被拧入管状凸起部分14。通过将固紧件13拧入管状凸起部分14，管状凸起部分径向扩张从而径向且向外扩张，并且管状凸起部分14的外圆周表面被压在第二部件12的孔17的圆周壁上。通过该压靠，管状凸起部分14的外圆周壁在圆周方向上被相等的推动，而不会在管状凸起部分14的外圆周壁与孔17的圆周壁之间保留空间，并且其将稳固地连接于孔17的圆周壁，然后，两个部件11、12通过在管状凸起部分14的外圆周壁与孔17的圆周壁之间的接合而被基本上固紧。

代替通过去毛刺加工将管状凸起部分14形成至第一板状件11上，例如通过铸造形成第一板状件11，在铸造期间，管状凸起部分14与第一板状件11整体形成。而且，可使用将孔17预先形成于第二板状件12上的板状件。

本发明涉及包含在提交于2003年11月28日的在先日本专利申请No.2003-399902中的主题，其完整内容在这里通过参考的方式清楚地结合。

发明效果

因此，根据本发明，基本上，可提供一种固紧方法和固紧结构，在不使用特定固紧工具或某工具的情况下通过使用低成本的螺钉部件节省成本，并且在不产生第一部件和第二部件之间的相对位置随着时间的变化的情况下进行固紧。