JP2001304226A - ピアスナット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 金属板に対して強固に固着でき、アルミニウ
ム板のような変形しやすい金属板にも陥没現象を生ずる
ことなく確実にボルトを締結することができるピアスナ
ットを提供すること。 【解決手段】 予め金属板に固着されて使用されるナッ
トであって、ナット主体部１０の下面中央部には、ねじ
孔１２付きの内筒部１１が前記金属板に穴開け可能に突
設され、前記ナット主体部１０の下面外周部には、前記
金属板に当接する厚肉の外筒部１３が前記内筒部１１よ
り短く突設され、前記内筒部１１と外筒部１３との間の
環状溝１６の溝底には環状突起１６ａが設けられ、この
環状突起１６ａの内周面または外周面には、逆勾配のテ
ーパ面が前記金属板をかしめ固定可能な係止部として形
成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アルミニウム板の
ような変形しやすい金属板にも陥没現象を生じることな
く固着可能なピアスナットに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、自動車のボディーパネルに付設さ
れるブラケット等の金属板と他部材とを締結するための
ナットを前記金属板に固着するのに、下型の上に設けら
れた金属板の上方からナット本体を打ち込み、金属板の
打ち抜きとかしめとを同時に行ってナット本体を金属板
に固着するようにしたピアスナットが広く使用されてい
る。このピアスナットのかしめ強度を大きくするため
に、本出願人は、図５に示すような、円盤状のナット主
体部１０１の下面中央にねじ孔１０３付きの内筒部１０
２を垂設すると共に、前記ナット主体部１０１の下面周
縁には前記内筒部１０２よりも短い外筒部１０４を垂設
し、前記内筒部１０２の外周に末広がりのテーパ面１０
５を形成し、かつ、前記外筒部１０４の内周面にセレー
ション１０６を設けたピアスナットを先に特開平１１−
１９３８０８号公報に開示している。

【０００３】しかしながら、前記ピアスナットは、内筒
部１０２のテーパ面１０５の周長が比較的短く、金属板
との接触面積が小さいため、引き抜き抗力および回転抗
力が小さいという問題があった。一方、最近では自動車
の軽量化対策として自動車のボディーパネルおよびこれ
に付設されるブラケット等にアルミニウム板を使用する
場合があり、このような変形しやすい金属板に対して
は、ピアスナットの接触面積を一層広くしてボルトの締
結力を一層増大させることが要望されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記課題を解
決するためになされたものであって、金属板に対して強
固に固着でき、アルミニウム板のような変形しやすい金
属板にも陥没現象を生ずることなく確実にボルトを締結
することができるピアスナットを提供することを目的と
する。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記の課題を解決する手
段として、本発明に係るピアスナットは、予め金属板に
固着されて使用されるナットであって、ナット主体部の
下面中央部には、ねじ孔付きの内筒部が前記金属板に穴
開け可能に突設され、前記ナット主体部の下面外周部に
は、前記金属板に当接する厚肉の外筒部が前記内筒部よ
り短く突設され、前記内筒部と外筒部との間の環状溝の
溝底には環状突起が設けられ、この環状突起の内周面ま
たは外周面には、逆勾配のテーパ面が前記金属板をかし
め固定可能な係止部として形成されていることを特徴と
する。

【０００６】本発明のピアスナットにおいては、金属板
をかしめ固定可能な係止部としての逆勾配のテーパ面
が、内筒部と外筒部との間の環状溝の溝底に設けた環状
突起の内周面または外周面に形成されるため、そのテー
パ面の周長は、内筒部の外周面に設けられる従来のテー
パ面の周長より長くなる。従って、金属板がかしめ固定
された場合の金属板との係合力が増大する。

【０００７】また、金属板に当接する外筒部が厚肉に形
成されているため、ボルトが締結された場合の金属板に
対する接触面積が増大し、その分、金属板に対する接触
圧力が低減される。従って、金属板が柔らかいアルミニ
ウム板である場合にも、ボルトの締結によりナットが金
属板に陥没することがなく、ボルトとの締結状態の緩み
が防止される。

【０００８】本発明のピアスナットにおいて、ねじ孔を
延長して設けたナット延長部がナット主体部の上面中央
部に突設されていると、ボルトとの締結力を増大できる
ので好ましい。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明に係るピアスナットの実施
の形態について図面を参照して説明する。図１は、本発
明に係るピアスナットの第１実施の形態を示す縦断面
図、図２は、本発明に係るピアスナットの第２実施の形
態を示す縦断面図、図３は、本発明に係るピアスナット
の第３実施の形態を示す縦断面図、図４は、図２および
図３に示すピアスナットのテーパ面を加工する前の原型
の縦断面図である。最初に、図１を参照して、本発明に
係るピアスナットの第１実施の形態を説明する。本発明
に係る第１実施の形態であるピアスナットは、ねじ孔１
２を有するナット主体部１０の下面中央部に突設されて
前記ねじ孔１２が連続する内筒部１１と、前記ナット主
体部１０の下面外周部に前記内筒部１１より短く突設さ
れて金属板に当接する厚肉の外筒部１３と、前記外筒部
１３と内筒部１１の間に設けられた環状溝１６の溝底１
６ｂの全周に渡って設けられ、内筒部１１の軸心に向か
って同じ下り勾配となる平行なテーパ面を内周面および
外周面に有する環状突起１６ａと、から主要部が構成さ
れる。

【００１０】ナット主体部１０の上面中央部には、ナッ
ト主体部１０の上端面より上に突出したねじ孔１２付き
のナット延長部１１ａが設けられている。ナット延長部
１１ａの形状は、円錐台形が好ましいが円柱でも良い。
内筒部１１の下面は外筒部１３の下面１５よりも下方に
位置しており、内筒部１１の外周は円柱面１４に形成さ
れている。ねじ孔１２は、内筒部１１およびナット延長
部１１ａの中央部を貫通しており、下方からボルトで締
結できるように設けられている。外筒部１３は、全体の
形状が円筒形をしており、図５に示す従来の外筒部の肉
厚をさらに厚くしたものである。外筒部１３の下面１５
の面積は、図５に示す従来の外筒部の下面の面積よりも
広く設けられる。外筒部１３の下面１５は、ピアスナッ
トを固着する金属板と当接する。外筒部１３と内筒部１
１の間には、ねじ孔１２を中心とした環状溝１６が設け
られており、外筒部１３の内周面１７の形状はストレー
ト形状である。外筒部１３の内周面１７は傾斜面として
も良い。内周面１７には、従来と同様にセレーションを
設けても良い。環状溝１６の溝底１６ｂには、内筒部１
１の軸心に向かって同じ下り勾配となる平行なテーパ面
を内周面および外周面に有する環状突起１６ａが全周に
渡って設けられる。このように形成することにより、環
状突起１６ａの内周面に逆勾配のテーパ面を形成して、
金属板をかしめ固定する係止部とする。環状突起１６ａ
の数は、図１では１つであるが複数個設けても良い。環
状突起１６ａの下面は、外筒部１３の下面１５と同一面
をなしている。

【００１１】このように構成されるピアスナットの金属
板への固着方法について図１を参照して説明する。 （１）図示しない下型の上に設けられた金属板の上方か
ら、打ち込み工具でピアスナット（例えば鉄製のナッ
ト）を金属板（例えばアルミニウム板）に打ち込む。 （２）最初に内筒部１１の下端部の縁を使ってせん断力
により金属板を打ち抜き、円形穴を開ける。 （３）その時、同時に金属板が塑性変形して前記環状溝
１６に入り、環状突起１６ａの内周面に形成された逆勾
配のテーパ面をなす係止部により、金属板がかしめられ
る。 （４）ピアスナットが金属板に固着される。

【００１２】このようにナット主体部１０の上面中央部
より上に、ねじ孔１２を設けたナット延長部１１ａを一
体化してねじ孔１２を長く形成し、外筒部１３の肉厚を
厚くして、内筒部１１の下面を外筒部１３の下面１５よ
りも下方に位置させると共に、外筒部１３と内筒部１１
の間にねじ孔１２を中心とした環状溝１６を設け、環状
溝１６の溝底１６ｂに、内筒部１１の軸心に向かって同
じ下り勾配となる平行なテーパ面を内周面および外周面
に有する環状突起１６ａを設けることにより、 １．ナット延長部１１ａによりねじ孔１２が長くなるこ
とにより、ピアスナットとボルトとの締結力を強くでき
る。 ２．また、外筒部１３の肉厚を厚くしたことにより、外
筒部１３の下面１５の面積を広くできる。その結果、ボ
ルトとの締結力を広い面積で受けられるのでピアスナッ
トが金属板へ陥没するのを防止できる。その結果、ボル
トとの締結状態の緩みも防止できる。 ３．環状突起１６ａの内周面に周長の長い逆勾配のテー
パ面を形成することにより、金属板との引き抜き抗力・
回転抗力を強くすることができる。 ４．環状突起１６ａを設けることにより、ピアスナット
と金属板との接触面積が増えるので、ピアスナットとボ
ルトとの締結力を強くできる。

【００１３】次に、図２を参照して、本発明に係るピア
スナットの第２実施の形態を説明する。本発明に係る第
２実施の形態であるピアスナットは、ねじ孔２２を有す
るナット主体部２０の下面中央部に突設されて前記ねじ
孔２２が連続する内筒部２１と、前記ナット主体部２０
の下面外周部に前記内筒部２１より短く突設されて金属
板に当接する厚肉の外筒部２３と、前記外筒部２３と内
筒部２１の間に設けられた環状溝２６の溝底２６ｂの全
周に渡って設けられ、内筒部２１の軸心に向かって同じ
下り勾配となる平行なテーパ面を内周面および外周面に
有する環状突起２６ａと、から主要部が構成される。
尚、第２実施の形態であるピアスナットの構成は、外筒
部２３と内筒部２１との間に設けた環状溝２６の深さＤ
を深くし、かつ、溝底２６ｂに設けられた環状突起２６
ａの高さをより低くし、環状突起２６ａの幅をより広く
した以外は、第１実施の形態の構成と同じ構成なので、
環状溝２６に関する以外の部分の詳細な説明は省略す
る。

【００１４】第２実施の形態のピアスナットの外筒部２
３と内筒部２１の間に設けた環状溝２６の溝底２６ｂに
は、内筒部２１の軸心に向かって同じ下り勾配となる平
行なテーパ面を内周面および外周面に有する環状突起２
６ａが全周に設けられている。環状溝２６の深さＤは、
図１に示す第１実施の形態のピアスナットの環状溝の深
さよりも深く設けられる。また、環状突起２６ａの高さ
は、第１実施の形態のピアスナットよりもより低く、環
状突起２６ａの幅は、第１実施の形態のピアスナットよ
りもより広く設けられる。環状突起２６ａの数は、図２
では１つであるが複数個設けても良い。環状突起２６ａ
の下面は、外筒部２３の下面２５より上方に位置してい
る。外筒部２３の内周面２７には、従来と同様にセレー
ションを設けても良い。

【００１５】このように、第２実施の形態のピアスナッ
トは、第１実施の形態の内筒部と外筒部の間に設けられ
る環状溝の溝の深さをより深くして、溝底に設けられる
環状突起の形状を、より幅を広く、より高さの低い環状
突起２６ａとしたことにより、環状溝２６に嵌入してか
しめ固定される金属板の部分との接触面積が増大し、第
１実施の形態のピアスナットと比較して、金属板と固着
したときのピアスナットの金属板に対する回転抗力を増
大することができる。

【００１６】次に、図３を参照して、本発明に係るピア
スナットの第３実施の形態を説明する。本発明に係る第
３実施の形態であるピアスナットは、ねじ孔３２を有す
るナット主体部３０の下面中央部に突設されて前記ねじ
孔３２が連続する内筒部３１と、前記ナット主体部３０
の下面外周部に前記内筒部３１より短く突設されて金属
板に当接する厚肉の外筒部３３と、前記外筒部３３と内
筒部３１の間に設けられた環状溝３６の溝底３６ｂの全
周に渡って設けられ、下方に向かって逆勾配のテーパ面
が内周面および外周面に形成される環状突起３６ａと、
から主要部が構成される。尚、第３実施の形態であるピ
アスナットにおいて、前記環状突起３６ａ以外の部分
は、第２実施の形態の構成と同様であるから詳細な説明
は省略する。

【００１７】第３実施の形態のピアスナットの外筒部３
３と内筒部３１の間の環状溝３６の溝底３６ｂには、逆
勾配のテーパ面が内周面および外周面に形成された環状
突起３６ａが全周に渡って設けられている。このように
形成することにより、環状突起３６ａの内周面および外
周面に逆勾配のテーパ面を形成して金属板をかしめ固定
する係止部とする。環状突起３６ａの数は図３では１つ
であるが複数個設けても良い。環状突起３６ａの下面
は、外筒部３３の下面３５より上方に位置している。外
筒部３３の内周面３７には、従来と同様にセレーション
を設けても良い。このように、環状突起３６ａを形成す
ることにより、環状突起３６ａと内筒部３１との間およ
び環状突起３６ａと外筒部３３との間に金属板をかしめ
固定することができる。

【００１８】このように第３実施の形態のピアスナット
においては、環状突起３６ａの内周面および外周面に、
下方に向かって逆勾配のテーパ面を形成したことによ
り、第２実施の形態のピアスナットと比較して、テーパ
面の周長をさらに長くすることができるので、ピアスナ
ットと金属板との接触面積がさらに増える。その結果、
ピアスナットと金属板との引き抜き抗力・回転抗力も強
くすることができる。

【００１９】ここで、第２実施の形態のピアスナットお
よび第３実施の形態のピアスナットのテーパ面の製造方
法について図４を参照して簡単に説明する。図４は、第
２実施の形態のピアスナットおよび第３実施の形態のピ
アスナットのテーパ面を加工する前の原型を示す縦断面
図である。前記原型の構成は、環状突起４６ａ以外は第
２実施の形態のピアスナットおよび第３実施の形態のピ
アスナットの構成と同じである。図４の環状突起４６ａ
の形状は、断面形状が矩形の環状突起である。図２に示
す第２実施の形態のピアスナットの環状突起２６ａを形
成するときは、打ち込み工具である例えばポンチを使っ
て、環状突起４６ａの中心から内筒部４１側に打点を偏
心させて図４の環状突起４６ａの頭を打つことにより、
軸心に向かって同じ下り勾配となる平行テーパ面を内周
面および外周面に形成することができる。図３に示す第
３実施の形態のピアスナットの環状突起３６ａは、打ち
込み工具である例えばポンチを使って、環状突起４６ａ
の中心を打つようにすることにより、下方に向かって逆
勾配のテーパ面を環状突起４６ａの内周面および外周面
に形成することができる。

【００２０】尚、本発明のピアスナットは、本発明の技
術的範囲を逸脱しない限り必要に応じて適宜変更して実
施可能である。例えば、金属板に対する締結力、回転抗
力、引き抜き抗力は、金属板の機械的性質のうちの例え
ば、許容引張り強度、許容圧縮強度、板圧、面積、摩擦
係数、硬さ等に基づいて一義的に決定すべきものであ
り、これらに基づいてピアスナットの大きさ、形状、溝
の幅、溝の深さ、垂設する角度等が決定される。

【００２１】

【発明の効果】以上述べた構成と作用から明らかなよう
に、本発明のピアスナットによれば、金属板をかしめ固
定可能な係止部としての逆勾配のテーパ面が、内筒部と
外筒部との間の環状溝の溝底に設けた環状突起の内周面
または外周面に形成されるため、そのテーパ面の周長
は、内筒部の外周面に設けられる従来のテーパ面の周長
より長くなる。従って、金属板がかしめ固定された場合
の金属板との係合力が増大し、金属板に対して強固に固
着することができる。また、金属板に当接する外筒部が
厚肉に形成されているため、ボルトが締結された場合の
金属板に対する接触面積が増大し、その分、金属板に対
する接触圧力が低減される。従って、金属板が柔らかい
アルミニウム板である場合にも、ボルトの締結によりナ
ットが金属板に陥没することがなく、ボルトを緩みなく
確実に締結することができる。本発明のピアスナットに
おいて、ねじ孔を延長して設けたナット延長部がナット
主体部の上面中央部に突設されている場合、ボルトとの
締結力を一層増大することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るピアスナットの第１実施の形態を
示す縦断面図である。

【図２】本発明に係るピアスナットの第２実施の形態を
示す縦断面図である。

【図３】本発明に係るピアスナットの第３実施の形態を
示す縦断面図である。

【図４】図３および図４に示すピアスナットのテ―パ面
を加工する前の原型の縦断面図である。

【図５】従来のピアスナットの縦断面図である。

【符号の説明】

１０，２０，３０ ナット主体部 １１，２１，３１ 内筒部 １１ａ，２１ａ，３１ａ ナット延長部 １２，２２，３２ ねじ孔 １３，２３，３３ 外筒部 １４，２４，３４ 円柱面 １５，２５，３５ 下面 １６，２６，３６ 環状溝 １６ａ，２６ａ，３６ａ 環状突起 １６ｂ，２６ｂ，３６ｂ 溝底 １７，２７，３７ 内周面

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 予め金属板に固着されて使用されるナッ
   トであって、ナット主体部の下面中央部には、ねじ孔付
   きの内筒部が前記金属板に穴開け可能に突設され、前記
   ナット主体部の下面外周部には、前記金属板に当接する
   厚肉の外筒部が前記内筒部より短く突設され、前記内筒
   部と外筒部との間の環状溝の溝底には環状突起が設けら
   れ、この環状突起の内周面または外周面には、逆勾配の
   テーパ面が前記金属板をかしめ固定可能な係止部として
   形成されていることを特徴とするピアスナット。
2. 【請求項２】 請求項１に記載されたピアスナットであ
   って、前記ナット主体部の上面中央部には、前記ねじ孔
   を延長して設けたナット延長部が突設されていることを
   特徴とするピアスナット。