JP2004108424A - 板ナットおよび金型構造 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】金属プレートから形成される板ナットにおいて、前記金属プレート1に丸穴2を開口し、前記丸穴2の一縁から前記金属プレート1の外側方向に向けて切り欠き部3を形成し、前記切り欠き部3と前記丸穴2の接合部7を前記金属プレート1平面上で前記丸穴2と同心でかつ前記丸穴より大径となる円6の円周上を曲げ線として、前記金属プレート1表面から上方向へ曲げて前記大径円6から上昇する斜面1aを形成し、前記斜面1aの前記丸穴側縁部を雌ネジのネジ山部5として構成し、前記斜面1aの前記丸穴側縁部の変位量を局部的に増加する変位部分8を備えた。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、ネジ締結するために金属プレートを塑性加工することで製造される板ナットおよび前記板ナットの成形を可能とする金型構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
本発明の従来技術として、特許文献1が存在する。
【0003】
従来、薄板金属プレートにネジ締結する際には、金属プレートに対しバーリング加工を施しネジ締結する技術が一般的に実施されている。しかしこの技術では金属プレートが薄板になるにしたがい、バーリング形状は小さくなり、それに伴い適用可能な雄ネジ呼び径も小さくなるために、所望の締結力を得られない、また、雄ネジ呼び径が小さくなることでネジ締結時の作業性が劣るといった問題を有している。
【0004】
この改善策として、とくに薄板金属プレートにネジ締結する目的で、まず、金属プレートへの締結に使用する雄ネジの有効径で形成される下穴とともにその穴の一縁から外側方向に向けて切り欠きを形成する。これによって得られた下穴部分を金属プレート表面上から対象とする雄ネジ1ピッチ分だけ変位させることによって螺旋形状部分を形成し、その螺旋形状部分を雌ネジネジ山部として構成する板ナットを得ることを可能とする技術が知られている。
【0005】
図14、図15および図16は従来の板ナットを示す、それぞれ、平面図、左側面図および正面図である。上述したごとく、金属プレート1への締結に使用する雄ネジの有効径で丸穴(下穴)2を形成し、この丸穴(下穴)2の一縁から外側方向に向けて切り欠き部3を形成する。下穴部分4を金属プレート1表面上から対象とする雄ネジ1ピッチ分だけ変位させることによって螺旋形状部分5を形成し、その螺旋形状を雌ネジネジ山部5として構成する板ナットを得る。
【0006】
【特許文献1】
特開平06−074225号公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、複写機構成部品でのネジ締結においては、相手部品との接合面側には突起形状等を構成することが嫌われ、また雄ネジ呼び径は汎用性を損なわない使用頻度の高い範囲(M3、M4)での適用を強く要求される。
【0008】
こういった箇所に上記従来技術の雌ネジを適用する場合、板金プレートに対する下穴部分の変位方向は相手部品との接合面と逆側一方向(図14参照)であることを要求され、また雄ねじ呼び径は使用頻度の高い範囲(M3、M4)での適用が要求される。
【0009】
図17は従来の板ナットを使用した場合のネジ締結状態を示す概略図である。図において、雄ネジ部9に板ナットAの雌ネジネジ山部5が係合している。このような条件の下で、上記板ナットA、すなわち、雌ネジ形状部分を適用する場合、雌ネジネジ山部5を形成する螺旋形状部分の山側稜線の変位が大きくなるにしたがって雄ネジ部9との干渉が保たれなくなる現象が発生してしまう(図17の7A参照)。
【0010】
この原因は、以下の通り説明できる。図18は図17のネジ締結状態において板ナットのみを略示する図である。雌ネジネジ山部5を形成する螺旋形状部分を下穴一周分(θ=0°〜360°)に対し片側方向に雄ネジ1ピッチ分(=hp)変位させることにおいて、雌ネジネジ山部5の変位量(=H)は下記式によって与えられる。
【0011】
H = hp×θ/360°…(図18のH1、H2)
【0012】
この条件で金属プレート1を曲げると、θが大きくなるにしたがってHはθに比例して増加するが、螺旋形状部分の山側稜線の変位(図18のZ1、Z2)は小さくなる。これにより図17中の7Aに示す現象が発生する。
【0013】
したがって、従来技術の板ナットの雌ネジ形状部分は上記現象が発生することで雄ネジ部9と雌ネジネジ山部5の干渉範囲(図17の7A)が減少してしまい所望の締結力を得ることができない問題を有している。
【0014】
そこで本発明の目的は、上記の問題を解消するために、雌ネジネジ山部を螺旋形状山側稜線、すなわち、金属プレート上の斜面の丸穴側縁部分で構成しそれを制御することで雄ネジとの干渉範囲を有効に確保し、所望の締結力を得ることが可能な板ナットと、この板ナットを成形可能とする金型構造を提供することにある。
【0015】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するために、請求項1記載の発明では、金属プレートから形成される板ナットにおいて、前記金属プレートに丸穴を開口し、前記丸穴の一縁から前記金属プレートの外側方向に向けて切り欠き部を形成し、前記切り欠き部と前記丸穴の接合部を前記金属プレート平面上で前記丸穴と同心でかつ前記丸穴より大径となる円の円周上を曲げ線として、前記金属プレート表面から上方向へ曲げて前記大径円から上昇する斜面を形成し、前記斜面の前記丸穴側縁部を雌ネジのネジ山部として構成し、前記斜面の前記丸穴側縁部の変位量を局部的に増加する変位部分を備えた板ナットを最も主要な特徴とする。
【0016】
請求項2記載の発明では、前記丸穴の一縁から外側方向に向けて切り欠いた前記切り欠き部を溝の形に形成する請求項1記載の板ナットを主要な特徴とする。
【0017】
請求項3記載の発明では、前記切り欠き部が、前記曲げ線を形成する前記金属プレート平面上で前記丸穴と同心でかつ前記丸穴より大径となる円の円周よりも外側まで形成される請求項1記載の板ナットを主要な特徴とする。
【0018】
請求項4記載の発明では、請求項1記載の板ナットの成形を可能とするパンチを備えたことを特徴とする金型構造を主要な特徴とする。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について実施の形態に基づき構成および動作を説明する。図1は本発明の板ナットの実施の形態を示す斜視図である。図2は図1の板ナットの上面図である。
【0020】
図1および図2において、板ナットAの本体である金属プレート1に丸穴2を開口している。この丸穴2の一縁から金属プレート1の外側方向に向けて切り欠き部3を形成する。丸穴2の円周部(縁部)を、金属プレート1の平面上でその丸穴2と同心でかつその丸穴2より大径となる円6の円周上を曲げ線として金属プレート1表面から上方向へ曲げて変位させる。
【0021】
丸穴2の円周部の一方向への曲げ変位によって、丸穴2の円周部には、曲げ線として役立つ大径となる円6を基部とした斜面1aが形成される。この斜面1aはねじ山としてみれば螺旋形状部分であり、この螺旋形状の山側稜線、すなわち斜面1aの丸穴側縁部を雌ネジネジ山部5として構成する。
【0022】
これによって雌ネジ形状部分5を有する板ナットAが構成される。丸穴2の円周部には、螺旋形状の山側稜線の変位量を局部的に増加する変位部分8が設けられ、これにより、対象とする雄ネジピッチより局部的に広いピッチを有することができる。
【0023】
上記において、金属プレート1に開口した丸穴2の一縁から金属プレート1の外側方向に向けて切り欠いた切り欠き部3は、金属プレート1において抜き加工を行う上で加工性の良い溝形状部分として形成されている。
【0024】
また上記形状における切り欠き部3と丸穴2との接合部7は、螺旋形状を形成するために丸穴2と同心でかつその丸穴2より大径となる円6の円周上を曲げ線として金属プレート1表面から上方向へ曲げにより変位させる。このために変位差が最大となるため、切り欠き部3を大径円6よりも外側まで形成することで曲げ加工の加工性の向上が図られている。
【0025】
図3は本発明における板ナットと締結対象とする雄ネジとの干渉状態を示す特性図である。雌ネジ一周分に対する雌ネジネジ山部5を構成する螺旋形状の山側稜線(斜面1aの丸穴側縁部)の変位量[yθ]、およびその雌ネジネジ山部5に対抗する雄ネジ9の干渉部変位量[Yθ]を示している。
【0026】
図3における雌ネジ側変位量[yθ]は雌ネジ一周分に対し締結対象とする雄ネジ9の1ピッチ分変位することを基本とし、図3中の2A部(図1および図2の8に該当)で局部的に変位量を強めるように制御されていることを特徴としている。
【0027】
雌ネジ側変位量yθに対し変位を制御しなかった場合は図3中の雌ネジネジ山部(制御無し)yθ’で示される。yθ’は雄ネジ干渉部変位量Yθより低い変位となる範囲が広く発生しており、この範囲において両方のネジ部が干渉しないことを示している。
【0028】
これに対し上記の変位制御を施したyθでは、図3に示す通りyθの変位量がYθの変位量よりも高くなることで、雌ネジのピッチが雄ネジピッチよりも広くなるように形成される特徴が得られ、これによりネジ部干渉範囲が向上する。
【0029】
図4は図3の特性図に関連して雌ネジネジ山部と雄ネジネジ山部との干渉状態を示す概略図である。図5は図4のB部を拡大して示す詳細図である。
【0030】
図6は雌ネジネジ山部の変位量を制御する前後のネジ干渉状態を示す断面図である。図6において点線部5aは雌ネジネジ山部5の変位の制御前を示し、実線部5は制御後を示す。雌ネジネジ山部5の変位の制御により雌ネジネジ山部5を構成する螺旋形状山側稜線(斜面1aの丸穴側縁部)5bが雄ネジ9と干渉する。したがって、上記の雌ネジネジ山部5の変位の制御によりネジ締結時の雌ネジと雄ネジの干渉範囲が向上し、所望の締結力を得ることが可能となる。
【0031】
図7はネジ締結時に雌ネジ形状に発生する反力を説明する概略図である。雌ネジピッチが雄ネジピッチより広いことからネジ締結時には雌ネジ形状部分において弾性変形が発生することによりその反力(4A)によってネジ締結部5cの緩み防止力が向上される。
【0032】
図8は本発明の板ナットを成形可能とする金型構造のパンチの形状を示す平面図である。図9は図8のパンチの形状の側面図である。パンチ10は成形する雌ネジ一周に対し雄ネジ1ピッチ分だけ変位することを基本とした形状部分11を先端に有している。
【0033】
図10は図8のパンチの先端形状を示す平面図である。図11は図10のパンチの先端形状を示す右側面図である。図12は図10のパンチの先端形状を示す左側面図である。図13は図10のパンチの先端形状を示す正面図である。図1に示した螺旋形状の変位量を局部的に制御するための変位部分8に対応する形状部分12が施されている。ダイ側は単純円筒形状で構成される。
【0034】
本発明による板ナットを適用し得る複写機構成部品について簡単に説明する。複写機構成部品の中で、とくに複写機電送部品のブラケットなどのように電送基盤の本体に対する保持が主機能となっている部品においては、とくに高強度を要求されず金属プレート厚さ:t=0.6mm程度で機能を果たすとされている。
【0035】
しかし、バーリング形状部材によるネジ締結において使用頻度の高いネジ呼び径範囲(M3、M4)への対応では雌ネジ強度不足によるネジバカ(空回り)の多発等締結品質に不具合を有しており、t=0.8mm以上の金属プレートでの対応が必要とされている。これについて本発明の雌ネジ形状部分を有する板ナットを適用することにより、上記締結品質の不具合は解消され、ブラケットの薄板化が図れることによって材料使用量が低減でき、コストダウンが達成できる。
【0036】
また、複写機構成部品の中では感光体回りの部品などネジ締結による切り粉の発生を嫌う箇所がある。通常のバーリング形状部材によるネジ締結では、雌ネジ成形としてタップ加工が必要となり切り粉が発生しやすく、締結後に切り粉が落下し周辺部品へ影響を与える(感光体への傷発生など)場合がある。
【0037】
しかしながら、本発明による板ナットは金属プレートを変位させることで雌ネジ形状部分を得るためにタップ加工が必要とされないため切り粉発生の防止も可能となる。これにより切り粉発生を嫌う箇所への本発明による板ナットの適用により製品品質の安定化も図れる。
【0038】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1においては、金属プレートから形成される板ナットにおいて、前記金属プレートに丸穴を開口し、前記丸穴の一縁から前記金属プレートの外側方向に向けて切り欠き部を形成し、前記切り欠き部と前記丸穴の接合部を前記金属プレート平面上で前記丸穴と同心でかつ前記丸穴より大径となる円の円周上を曲げ線として、前記金属プレート表面から上方向へ曲げて前記大径円から上昇する斜面を形成し、前記斜面の前記丸穴側縁部を雌ネジのネジ山部として構成し、前記斜面の前記丸穴側縁部の変位量を局部的に増加する変位部分を備えたことで、対象とする雄ネジピッチより局部的に広いピッチを有することが可能で、これにより雌ネジ部と雄ネジ部とのネジ干渉範囲が向上し所望の締結力を得ることが可能となる。
【0039】
また、締結時に雌ネジネジ山部が弾性変形することによってその反力によりネジ緩みに対する防止力が向上する。
【0040】
請求項2においては、前記丸穴の一縁から外側方向に向けて切り欠いた前記切り欠き部を溝の形に形成することで、金属プレートの抜き加工において加工性が向上される。
【0041】
請求項3においては、前記切り欠き部が、前記曲げ線を形成する前記金属プレート平面上で前記丸穴と同心でかつ前記丸穴より大径となる円の円周よりも外側まで形成されることで、曲げによる最大変位差を発生する箇所での曲げ加工の加工性が向上される。
【0042】
請求項4においては、請求項1記載の板ナットの成形を可能とするパンチを備えた金型構造を使用することでプレス加工によって安定した板ナットの供給が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の板ナットの実施の形態を示す斜視図である。
【図2】図1の板ナットの上面図である。
【図3】本発明における板ナットと締結対象とする雄ネジとの干渉状態を示す特性図である。
【図4】図3の特性図に関連して雌ネジネジ山部と雄ネジネジ山部との干渉状態を示す概略図である。
【図5】図4のB部を拡大して示す詳細図である。
【図6】雌ネジネジ山部の変位量を制御する前後のネジ干渉状態を示す断面図である。
【図7】ネジ締結時に雌ネジ形状に発生する反力を説明する概略図である。
【図8】本発明の板ナットを成形可能とする金型構造のパンチの形状を示す平面図である。
【図9】図8のパンチの形状の側面図である。
【図10】図8のパンチの先端形状を示す平面図である。
【図11】図10のパンチの先端形状を示す右側面図である。
【図12】図10のパンチの先端形状を示す左側面図である。
【図13】図10のパンチの先端形状を示す正面図である。
【図14】従来の板ナットを示す平面図である。
【図15】図14の板ナットを示す左側面図である。
【図16】図14の板ナットを示す正面図である。
【図17】従来の板ナットを使用した場合のネジ締結状態を示す概略図である。
【図18】図17のネジ締結状態において板ナットのみを略示する図である。
【符号の説明】
A 板ナット
1 金属プレート
1a 斜面
2 丸穴
3 切り欠き部(溝)
5 斜面の丸穴側縁部(雌ネジねじ山部)
6 丸穴2より大径の円(曲げ線)
7 接合部
8 変位部分(斜面の丸穴側縁部の変位量を局部的に増加する部分)
10 パンチ
Claims (4)
- 金属プレートから形成される板ナットにおいて、前記金属プレートに丸穴を開口し、前記丸穴の一縁から前記金属プレートの外側方向に向けて切り欠き部を形成し、前記切り欠き部と前記丸穴の接合部を前記金属プレート平面上で前記丸穴と同心でかつ前記丸穴より大径となる円の円周上を曲げ線として、前記金属プレート表面から上方向へ曲げて前記大径円から上昇する斜面を形成し、前記斜面の前記丸穴側縁部を雌ネジのネジ山部として構成し、前記斜面の前記丸穴側縁部の変位量を局部的に増加する変位部分を備えたことを特徴とする板ナット。
- 前記丸穴の一縁から外側方向に向けて切り欠いた前記切り欠き部を溝の形に形成することを特徴とする請求項1記載の板ナット。
- 前記切り欠き部が、前記曲げ線を形成する前記金属プレート平面上で前記丸穴と同心でかつ前記丸穴より大径となる円の円周よりも外側まで形成されることを特徴とする請求項1記載の板ナット。
- 請求項1記載の板ナットの成形を可能とするパンチを備えたことを特徴とする金型構造。
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JP2002269496A JP2004108424A (ja) | 2002-09-17 | 2002-09-17 | 板ナットおよび金型構造 |
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---|---|---|---|---|
JP2007085383A (ja) * | 2005-09-20 | 2007-04-05 | Hamanaka Nut Kk | ねじの弛み止め構造 |
CN103175461A (zh) * | 2013-02-28 | 2013-06-26 | 航天精工有限公司 | 螺母收口槽深度尺寸的检测装置 |
CN110454483A (zh) * | 2019-07-29 | 2019-11-15 | 深圳市华新贝尔科技有限公司 | 一种自锁螺母及其生产工艺以及滤波器 |
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2002
- 2002-09-17 JP JP2002269496A patent/JP2004108424A/ja active Pending
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CN103175461A (zh) * | 2013-02-28 | 2013-06-26 | 航天精工有限公司 | 螺母收口槽深度尺寸的检测装置 |
CN103175461B (zh) * | 2013-02-28 | 2015-07-08 | 航天精工股份有限公司 | 螺母收口槽深度尺寸的检测装置 |
CN110454483A (zh) * | 2019-07-29 | 2019-11-15 | 深圳市华新贝尔科技有限公司 | 一种自锁螺母及其生产工艺以及滤波器 |
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