JP2004036682A

JP2004036682A - アースナット、アースナットの生産方法およびアースナットを用いるアース方法

Info

Publication number: JP2004036682A
Application number: JP2002191991A
Authority: JP
Inventors: Ryoichi Nakayama; 中山　良一; Masaaki Adachi; 安達　公明
Original assignee: FUSERASHI CO Ltd; Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: FUSERASHI CO Ltd; Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2002-07-01
Filing date: 2002-07-01
Publication date: 2004-02-05

Abstract

【課題】生産コストの低減および生産性の向上を図ることが可能であるアースナットを提供する。
【解決手段】外力Ｆを加えることによって変形させたねじ部１１を有する。したがって、塗装されたボルトに組み付けられと、前記ねじ部１１の変形部１５が、前記ボルトの塗膜を剥離する。その結果、変形部とボルトのねじ部とが電気的に接続可能となるため、アース性能が確保される。
【選択図】　　　　　　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アースナット、アースナットの生産方法およびアースナットを用いるアース方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特開平１１−３２５０２３号公報は、めねじ部とめねじ部の圧力側フランクに設けられた突部とを有するアースナットを開示している。当該突部は、絶縁塗装されたおねじ部を有する溶接ボルトに対してねじ込まれる。したがって、突部は、おねじ部のフランクに食い込んで、溶接ボルトの塗膜を剥離する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記アースナットは、ねじ込みの軸力が生じた段階において、めねじ部のフランクとおねじ部のフランクとを、電気的に確実に接続させることが可能であるが、しかし、生産コストおよび生産性に関し、さらに改善の余地が残されている。
【０００４】
詳述すると、アースナットの突部の形成は、特殊な専用ねじ切りタップを必要としており、生産コストの上昇を引き起こす。
【０００５】
また、圧力側フランクに突部が設けられているため、栓ゲージによる非破壊式品質検査を適用できない。また、アースナットの切断による破壊式品質検査は、約２〜３時間を必要とする。したがって、破壊式品質検査の結果が分かるまでアースナットの生産を待機させる場合、生産性が低下する。
【０００６】
一方、生産性の低下を避けるため、アースナットの生産と破壊式品質検査とを並行に実施することも可能である。しかし、破壊式品質検査において不良であると判断された場合、破壊式品質検査に要した時間の間に生産されたアースナットは、不良品として廃棄せざるを得ない。したがって、生産コストの上昇を引き起こす。
【０００７】
本発明は、上記従来技術に伴う課題を解決するためになされたものであり、生産コストの低減および生産性の向上を図ることが可能であるアースナット、アースナットの生産方法およびアースナットを用いるアース方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための請求項１に記載の発明は、外力を加えることによって変形させたねじ部を有することを特徴とするアースナットである。したがって、当該アースナットが、塗装されたボルトに組み付けられると、前記ねじ部の変形部が、前記ボルトの塗膜を剥離する。その結果、変形部とボルトのねじ部とが電気的に接続可能となるため、アース性能が確保される。
【０００９】
請求項８に記載の発明は、所定の内径およびピッチが確保されたアースナットのねじ部に対して、外力を加えることによって、前記内径および／またはピッチを変形させるための変形工程を有することを特徴とするアースナットの生産方法である。したがって、当該生産方法によって得られたアースナットが、塗装されたボルトに組み付けられると、内径および／またはピッチの変形している変形部が、前記ボルトの塗膜を剥離する。その結果、変形部とボルトのねじ部とが電気的に接続可能となるため、アース性能が確保される。
【００１０】
請求項１８に記載の発明は、所定の内径および／またはピッチを、外力を加えることによって変形させたねじ部を有するアースナットを、塗装されたボルトに組み付け、内径および／またはピッチの変形している変形部によって、前記ボルトの塗膜を剥離することを特徴とするアース方法である。したがって、変形部とボルトのねじ部とが電気的に接続可能となるため、アース性能が確保される。
【００１１】
【発明の効果】
上記のように構成した本発明は以下の効果を奏する。
【００１２】
請求項１に記載の発明によれば、前記ボルトの塗膜を剥離するための突部をアースナットに形成する必要がないため、突部形成のための特殊な専用ねじ切りタップが不要であり、また、非破壊式品質検査を適用することができる。つまり、生産コストの低減および生産性の向上を図ることが可能であるアースナットが提供される。
【００１３】
請求項８に記載の発明によれば、前記ボルトの塗膜を剥離するための突部をアースナットに形成する必要がないため、突部形成のための特殊な専用ねじ切りタップが不要であり、また、非破壊式品質検査を適用することができる。つまり、生産コストの低減および生産性の向上を図ることが可能であるアースナットの生産方法が提供される。
【００１４】
請求項１８に記載の発明によれば、前記ボルトの塗膜を剥離するための突部を形成する必要がないため、突部形成のための特殊な専用ねじ切りタップが不要であり、また、非破壊式品質検査を適用することができる。つまり、生産コストの低減および生産性の向上を図ることが可能であるアース方法が提供される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。
【００１６】
図１は、本発明の実施の形態１に係るアースナットの平面図、図２は、本発明の実施の形態１に係るアースナットの断面図、図３は、本発明の実施の形態１に係るアースナットとボルトとの締結状態を説明するための断面図である。
【００１７】
アースナット１０は、例えば、車体３０に、各種配管や遮熱板などの部品（被締結物）４０を取り付けると共に車体３０をアースするために使用されるめねじである。
【００１８】
アースナット１０が組み付けられるボルト２０は、車体３０に溶接により固定され、かつ車体３０とともに塗装されるおねじであり、塗膜２２が形成されたねじ部２１を有する。
【００１９】
アースナット１０は、ボルト２０に締結されるねじ部１１と被締結物４０に接するフランジ部１７とを有する。ねじ部１１は、外部に面する頂面１２と、頂面１２とフランジ部１７との間に位置する側面１３と、ねじが形成されている内周面１４とを有する。
【００２０】
ねじ部１１の内径は、外力Ｆを側面１３に加えることで、内周面１４が内側に湾曲するように塑性変形され、当初の所定の内径Ｒ_０より小さい内径Ｒ_１を有すように形成されている。
【００２１】
そのため、アースナット１０が、ボルト２０に組み付けられると、変形部（変形している内径の部位）１５は、ボルト２０のねじ部２１の塗膜２２を突き破り、剥離する。したがって、変形部１５とボルト２０のねじ部２１とは直接接触し、電気的に接続可能となるため、アース性能を確保することができる。
【００２２】
さらに、塗膜２２を剥離するための突部を形成する必要がないため、突部形成のための特殊な専用ねじ切りタップが不要であり、また、非破壊式品質検査を適用することができる。したがって、生産コストの低減および生産性の向上を図ることが可能である。
【００２３】
なお、ボルト２０のねじ部２１の塗膜２２が厚くなるにつれて、アースナット１０をボルト２０に組み付ける際に、剥離された塗膜が詰まり、カジリが発生する虞がある。そのため、ねじ部１１の内周面１４に、剥離された塗膜を掻出すための溝１６を、軸線方向に形成し、カジリ発生を抑制することが好ましい。
【００２４】
溝１６の形成位置は、図に示される３箇所に限定されない。例えば、アースナット１０のサイズに応じて、溝１６の形成位置を増やすことも可能である。
【００２５】
変形部１５は、例えば、ねじ部１１の側面１３の位置Ｌ_１，Ｌ_２に対して、外力を加えられることによって成形される。なお、外力が加えられる位置は、２箇所に限定されない。例えば、アースナット１０のサイズに応じて、外力が加えられる位置を増やすことも可能である。
【００２６】
また、内径の変形は、部分的であることが好ましい。この場合、所定のねじ品質（所定の内径）を満たした部分が残存するため、安定した使用品質を確保することができ、また、ボルト２０に対するアースナット１０の組み付けも容易である。
【００２７】
変形部１５を形成するための外力Ｆが付加される位置Ｌ_１，Ｌ_２は、溝１６が形成されている部位を避けて設定されることが好ましい。この場合、溝１６に対する外力Ｆの影響を、最小限とすることができる。したがって、剥離された塗膜を掻出すための性能の低下を抑制することができる。
【００２８】
次に、本発明の実施の形態１に係るアースナットの生産方法を説明する。
【００２９】
図４に示されるように、アースナットの生産方法は、鍛造工程、タップ工程、第１品質検査工程、変形工程、および、第２品質検査工程を有する。
【００３０】
鍛造工程においては、図５（Ａ）および図５（Ｂ）に示されるように、所定の内径を有する円筒部１１’とフランジ部１７とを有するナット形状のアースナット素材１０’が、形成される。なお、必要に応じて、円筒部１１’の内周面１４に、剥離された塗膜を掻出すための溝１６を、軸線方向に形成する。
【００３１】
タップ工程においては、図６に示されるように、円筒部１１’の内周面１４に所定の内径Ｒ_０およびピッチＰ_０を有するねじ山が、タップ（めねじ切型）によって加工され、ねじ部１１が形成される。
【００３２】
第１品質検査工程においては、例えば、図７に示される栓ゲージ（限界ねじゲージ）５０を使用して、タップ工程を経たアースナット素材１０’のねじ品質（ねじ部の内径およびピッチ）が検査される。
【００３３】
栓ゲージ５０は、通りねじプラグ部５１と止りねじプラグ部５２とを有する。ねじ品質は、通りねじプラグ部５１が、アースナット素材１０’（ねじ部１１）の全長に渡って通り抜ける一方、止りねじプラグ部５２が、ねじ込み不能であることによって、判断される。
【００３４】
なお、第１品質検査工程は、変形工程の前であるため、ねじ部の内径およびピッチの品質を高精度に検査することができる。
【００３５】
変形工程においては、図８および図９に示されるように、ねじ部１１の頂部１２を押さえブロック５５によって固定し、例えば、ねじ部１１の側面１３の位置Ｌ_１，Ｌ_２に、一対のパンチ５３によって、外力を加えることで、ねじ部１１の内周面（側面１３の位置Ｌ_１，Ｌ_２に対応する部位）が、内側に湾曲するように塑性変形させる。
【００３６】
変形部（変形している内径の部位）は、アースナットがボルトに組み付けられる際、ボルトのねじ部の塗膜を突き破り、剥離する。なお、変形部には、ねじ山の一部（例えば、１〜２つのねじ山）が位置することが好ましい。この場合、所定のねじ品質を満たした部分が残存するため、安定した使用品質を確保することができる。
【００３７】
パンチ５３は、例えば、油圧駆動式であり、油圧を操作することによって、押込み力（カシメの程度）が制御される。
【００３８】
第２品質検査工程においては、アース品質が検査される。アース品質は、図１０に示されるマンドレル５６に対するねじ込みトルクに基づいて評価される。つまり、代用特性（ねじ込みトルク）によって、アース品質が容易に検査される。
【００３９】
マンドレル５６は、特殊な専用治具ではなく、例えば、ねじの強度試験に使用されるマンドレルを転用することができる。また、第２品質検査工程は、変形工程の後であるため、アース品質を高精度に検査することができる。
【００４０】
次に、マンドレル５６に対するねじ込みトルクとアース品質との関係を説明する。図１１は、アースナット１０のアース性能を説明するための図表である。当該図表は、マンドレル５６に対するねじ込みトルクと、ボルト（テストピース）に対するねじ込みトルクと、アース性能との関係を示している。
【００４１】
アース性能は、図１２に示されるように、アースナット１０と、組み付けられたボルト２０’との間における電気抵抗を、電圧降下法によって測定することにより評価している。なお、アースナット１０は、Ｍ６であり、規定締め付けトルクは、約６Ｎｍであり、ボルト２０’のねじ部の塗膜厚みは、約３０μである。
【００４２】
図１１に示されるように、マンドレル５６に対するねじ込みトルクと、アース性能とは、対応関係がある。したがって、マンドレル５６に対するねじ込みトルクが、アース品質を確保し得るトルク以上かつ、規定締め付けトルク以下である場合、塗装されたボルトに対する組み付けの際に、安定したアース品質（性能）を確保することができる。例えば、アース性能として１ｍΩ以下が要求される場合、マンドレル５６に対するねじ込みトルクは、０．５Ｎｍ以上（例えば、０．７Ｎｍ）となる。
【００４３】
なお、アースナット１０は、変形部を有しないナットと異なり、アース性能を確保するためのねじ込みトルクを有するが、その値が小さいため、締付け時間の増加を抑制することができる。
【００４４】
以上のように、実施の形態１においては、外力の付加によって変形している内径の部位によって、塗膜が剥離されるため、塗膜が剥離するための突部を形成することなく、アース性能を確保することができる。したがって、生産コストの低減および生産性の向上を図ることが可能である。
【００４５】
図１３は、本発明の実施の形態２に係るアースナットの平面図、図１４は、本発明の実施の形態２に係るアースナットの断面図、図１５は、本発明の実施の形態２に係るアースナットとボルトとの締結状態を説明するための断面図である。
【００４６】
実施の形態２に係るアースナット１１０と実施の形態１に係るアースナット１０とは、外力Ｆを加えることによって変形させられ箇所が異なっている。
【００４７】
詳述すると、ねじ部１１１の頂面１１２に外力Ｆを加えることで、頂面１１２の近傍が塑性変形され、ねじ山のピッチが当初の所定の値Ｐ_０より小さい値Ｐ_１を有すように形成されている。
【００４８】
したがって、アースナット１１０が、ボルト１２０に組み付けられると、変形部（ピッチが短く変形している部位）１１５は、ボルト１２０のねじ部１２１の塗膜１２２を突き破り、剥離する。
【００４９】
変形部１１５は、例えば、頂面１１２の位置Ｌ_１１，Ｌ_１２，Ｌ_１３に対して、外力Ｆを加えることによって成形される。なお、外力Ｆが加えられる位置は、３箇所に限定されない。例えば、アースナット１１０のサイズに応じて、外力Ｆが加えられる位置を増やすことも可能である。
【００５０】
ピッチの変形は、部分的（例えば、頂面１１２近傍に位置する１〜２つのねじ山）であることが好ましい。この場合、所定のねじ品質（所定のピッチ）を満たした部分が残存するため、安定した使用品質を確保することができ、また、ボルト２０に対するアースナット１１０の組み付けが容易である。
【００５１】
なお、剥離された塗膜を掻出すための溝１１６を形成する場合は、外力が付加される位置Ｌ_１１，Ｌ_１２，Ｌ_１３は、溝１１６が形成されている部位を避けて設定されることが好ましい。
【００５２】
次に、本発明の実施の形態２に係るアースナットの生産方法を説明する。なお、変形工程を除く工程は、実施の形態１と概して同様であるため、その説明は繰り返さない。
【００５３】
図１６は、本発明の実施の形態２に係るアースナットの生産方法における変形工程を説明するための側面図、図１７は、図１６に示されるパンチの底面図である。
【００５４】
変形工程においては、外力を加えるために、爪部１５４が底面に設けられたパンチ１５３が使用される。爪部１５４は、ねじ部１１１の頂面１１２の位置Ｌ_１１，Ｌ_１２，Ｌ_１３に対応する位置に配置されている。
【００５５】
したがって、ねじ部１１１の頂面１１２に対して、パンチ１５３を降下させると、パンチ１５３の爪部１５４によって、外力が加えられ、ねじ部１１１のピッチ（例えば、頂面１１２の近傍に位置する１〜２つのねじ山のピッチ）が、短くなるように変形される。
【００５６】
なお、パンチ１５３は、例えば、油圧駆動式であり、油圧を操作することによって、押込み力（カシメの程度）が制御される。
【００５７】
図１８は、アースナット１１０のアース性能を説明するための図表である。アース性能は、実施の形態１と同様に、アースナット１１０と、組み付けられたボルトとの間における電気抵抗を、電圧降下法により測定することによって評価している。また、アースナット１１０は、Ｍ６であり、規定締め付けトルクは、約６Ｎｍであり、ボルト（テストピース）の塗膜厚みは、約３０μである。
【００５８】
図１８に示されるように、ピッチが変形している場合においても、マンドレルに対するねじ込みトルクと、アース性能とは、対応関係がある。例えば、アース性能として１ｍΩ以下が要求される場合、マンドレルに対するねじ込みトルクは、０．３Ｎｍ以上（例えば、０．５Ｎｍ）となる。
【００５９】
以上のように、実施の形態２においては、外力の付加によって変形しているピッチの部位によって、塗膜が剥離されるため、塗膜が剥離するための突部を形成することなく、アース性能を確保することができる。したがって、実施の形態１と同様に、生産コストの低減および生産性の向上を図ることが可能である。
【００６０】
なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の範囲内で種々改変することができる。
【００６１】
例えば、実施の形態１と実施の形態２とを組合せ、内径およびピッチの両方が変形したねじ部を有するアースナットを提供することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係るアースナットの平面図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係るアースナットの断面図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係るアースナットとボルトとの締結状態を説明するための断面図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係るアースナットの生産方法を説明するためのフローチャートである。
【図５】（Ａ）および（Ｂ）は、図４に示される鍛造工程を説明するための平面図および断面図である。
【図６】図４に示されるタップ工程を説明するための断面図である。
【図７】図４に示される第１品質検査工程において使用される栓ゲージの側面図である。
【図８】図４に示される変形工程を説明するための側面図である。
【図９】図８に示されるパンチの位置を説明するための平面図である。
【図１０】図４に示される第２品質検査工程において使用されるマンドレルの側面図である。
【図１１】本発明の実施の形態１に係るアースナットのアース性能を説明するための図表である。
【図１２】アース性能の測定方法を説明するための側面図である。
【図１３】本発明の実施の形態２に係るアースナットの平面図である。
【図１４】本発明の実施の形態２に係るアースナットの断面図である。
【図１５】本発明の実施の形態２に係るアースナットとボルトとの締結状態を説明するための断面図である。
【図１６】本発明の実施の形態２に係るアースナットの生産方法における変形工程を説明するための側面図である。
【図１７】図１６に示されるパンチの底面図である。
【図１８】本発明の実施の形態２に係るアースナットのアース性能を説明するための図表である。
【符号の説明】
１０，１１０…アースナット、
１０’…アースナット素材、
１１，１１１…ねじ部、
１１’…円筒部、
１２，１１２…頂面、
１３，１１３…側面、
１４，１１４…内周面、
１５，１１５…変形部、
１６，１１６…溝、
１７，１１７…フランジ部、
２０，２０’，１２０…ボルト、
２１，１２１…ねじ部、
２２，１２２…塗膜、
３０，１３０…車体、
４０，１４０…被締結物、
５０…栓ゲージ、
５１…通りねじプラグ部、
５２…止りねじプラグ部、
５３，１５３…パンチ、
５５…押さえブロック、
５６…マンドレル、
１５４…爪部、
Ｆ…外力、
Ｌ_１，Ｌ_２，Ｌ_１１，Ｌ_１２，Ｌ_１３…位置、
Ｐ_０，Ｐ_１…ピッチ、
Ｒ_０，Ｒ_１…内径。

Claims

外力を加えることによって変形させたねじ部を有し、
塗装されたボルトに組み付けられる際に、前記ねじ部の変形部が、前記ボルトの塗膜を剥離することを特徴とするアースナット。
前記ねじ部は、内径および／またはピッチが変形していることを特徴とする請求項１に記載のアースナット。
前記内径および／またはピッチの変形は、部分的であることを特徴とする請求項２に記載のアースナット。
前記ねじ部の内周面に、剥離された塗膜を掻出すための溝が、前記ねじ部の軸線方向に形成されていることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載のアースナット。
前記外力は、前記ねじ部の側面に対して加えられることを特徴とする請求項４に記載のアースナット。
前記外力は、前記ねじ部の頂面に対して加えられることを特徴とする請求項４に記載のアースナット。
前記外力が加えられる位置は、前記溝が形成されている部位を避けていることを特徴とする請求項５又は請求項６に記載のアースナット。
所定の内径およびピッチが確保されたアースナットのねじ部に対して、外力を加えることによって、前記内径および／またはピッチを変形させるための変形工程を有し、
前記アースナットが塗装されたボルトに組み付けられる際に、内径および／またはピッチの変形している変形部が、前記ボルトの塗膜を剥離することを特徴とするアースナットの生産方法。
前記内径および／またはピッチの変形は、部分的であることを特徴とする請求項８に記載のアースナットの生産方法。
さらに、前記ねじ部の内周面に、剥離された塗膜を掻出すための溝を、前記ねじ部の軸線方向に形成するための溝形成工程を有することを特徴とする請求項８又は請求項９に記載のアースナットの生産方法。
前記外力は、前記ねじ部の側面に対して加えられることを特徴とする請求項１０に記載のアースナットの生産方法。
前記外力は、前記ねじ部の頂面に対して加えられることを特徴とする請求項１０に記載のアースナットの生産方法。
前記外力が加えられる位置は、前記溝が形成されている部位を避けていることを特徴とする請求項１１又は請求項１２に記載アースナットの生産方法。
さらに、ねじ品質を検査するための第１品質検査工程を有し、前記第１品質検査工程は、前記変形工程の前であることを特徴とする請求項８〜１３のいずれか１項に記載のアースナットの生産方法。
さらに、アース品質を検査するための第２品質検査工程を有し、前記第２品質検査工程は、前記変形工程の後であることを特徴とする請求項８〜１４のいずれか１項に記載のアースナットの生産方法。
前記アース品質は、マンドレルに対するねじ込みトルクに基づいて評価されることを特徴とする請求項１５に記載のアースナットの生産方法。
前記ねじ込みトルクは、アース品質を確保し得るトルク以上かつ、前記ねじ部の規定締め付けトルク以下であることを特徴とする請求項１６に記載のアースナットの生産方法。
所定の内径および／またはピッチを、外力を加えることによって変形させたねじ部を有するアースナットを、塗装されたボルトに組み付け、内径および／またはピッチの変形している変形部によって、前記ボルトの塗膜を剥離することを特徴とするアース方法。
前記内径および／またはピッチの変形は、部分的であることを特徴とする請求項１８に記載のアース方法。
前記ねじ部の内周面に、剥離された塗膜を掻出すための溝が、前記ねじ部の軸線方向に形成されていることを特徴とする請求項１８又は請求項１９に記載のアース方法。
前記外力は、前記ねじ部の側面に対して加えられることを特徴とする請求項２０に記載のアース方法。
前記外力は、前記ねじ部の頂面に対して加えられることを特徴とする請求項２０に記載のアース方法。
前記外力が加えられる位置は、前記溝が形成されている部位を避けていることを特徴とする請求項２１又は請求項２２に記載のアース方法。