JP2004205001A

JP2004205001A - ピアスナットの取付構造

Info

Publication number: JP2004205001A
Application number: JP2002377038A
Authority: JP
Inventors: Hiromichi Mizuno; 博道水野; Masahiko Hamada; 政彦浜田; Teishin Hasegawa; 禎辰長谷川
Original assignee: Aoyama Seisakusho Co Ltd
Current assignee: Aoyama Seisakusho Co Ltd
Priority date: 2002-12-26
Filing date: 2002-12-26
Publication date: 2004-07-22

Abstract

【課題】ピアスナットと被取付板との接触による電食を防止でき、また両者を強固に取り付けることができ、さらに全体的に軽量なピアスナットの取付構造を提供する。
【解決手段】ピアスナット１は、被取付板７５と同種の非鉄金属材料で成形されているので、両者の取付後に電食が発生する心配がない上、リサイクルを効率よく行うことができる。また、両部材を鉄よりも比重の小さい金属材料で成形した場合には、全体的に軽量化できると共に各部材の取扱いをより容易にできる。また、ピアスナット１の座面３に形成された溝部７に凸部及び凹部２１，２２をその円周方向に対して均等に配設し、凸部２１を、凹部２２よりも円周方向に沿って長くなるように成形すれば、被取付板に対してピアスナット１に相対的な回転力がかかった場合にも、凸部２１が剪断されてしまうのを確実に防止できる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ピアスナットを被取付板にかしめることによって取り付けるピアスナットの取付構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に、自動車等のパネル部材にナットを固定するのに、溶接によって固定する方法や、パネル部材にかしめることによって固定する所謂ピアスナットを用いる方法等が採用されている。このピアスナットは、一般的に、自身座面に形成された溝部と、その溝部に囲まれた筒型の打ち抜き部とを有した形状となっている。そして、打ち抜き部でパネル部材を打ち抜いて自らの取付孔を形成しつつ、打ち抜き部周囲の溝に、パネル部材の取付孔周辺部分をかしめることによってピアスナットがパネル部材に取り付けられるようになっている。また、昨今では、自動車の構造材料に鉄よりも軽量の非鉄金属材料が用いられることが多くなっており、必然的に非鉄金属製のパネル部材にピアスナットをかしめて固定することも多くなっている。
【０００３】
ところで、非鉄金属材料は軟質で変形し易い材料である場合があり、例えばアルミニウム製パネル部材へのピアスナットの取り付けにあたっては、ピアスナットとパネル部材との接触面積をなるべく広くして、かしめ固定後にピアスナットに螺合されるボルトの締結力をより増大させることが要望されている。ボルトの締結力を増大させることにより、パネル部材に対する接触圧力が低減されるので、パネル部材が軟質のアルミニウム材料からなるものでも、その変形を防止することができるからである。そのような要望に対し、パネル部材に当接する座面部分を厚肉（幅広）形状に形成したピアスナットが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特願２０００−１１８９４０（第９−１０段落）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来技術では、例えばアルミニウム製の被取付板に対して鉄製のピアスナットを取り付けるような場合には、異種金属同士の接触による電食の発生を防止するために、別工程として表面処理を施す必要があり、その工数が余分にかかるという問題があった。また、異種材料からなる部材同士を接合して使用していることにより、リサイクルして使用するためにはナットと被取付板とを分離しなければならず、リサイクル作業が困難であるという問題もあった。加えて、ナットを鉄材料で成形した場合、重量が大きくなり、取扱いが不便であるという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、ピアスナットと被取付板との接触による電食を防止でき、また両者を強固に取り付けることができ、さらに全体的に軽量なピアスナットの取付構造を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載のピアスナットの取付構造は、ピアスナットを被取付板にかしめて取り付けるものであって、前記被取付板は、非鉄金属材料からなり、前記ピアスナットは、前記被取付板と同種の非鉄金属材料で成形され、筒型形状で、その軸心部に雌ねじ部が形成されたねじ孔を有し、軸心と直交する一方の端面が前記被取付板に対向する座面である本体部と、当該本体部の座面側から本体部と軸心を同じくして凸設され、前記本体部と内径がほぼ等しい薄肉の筒型形状であって、その内周面に前記ねじ孔に形成された雌ねじ部と連続する雌ねじ部を有し、前記被取付板の一部を打ち抜くための打ち抜き部と、前記座面において、前記打ち抜き部の周囲に円環状に形成された溝部とを備え、当該溝部に前記被取付板の一部がかしめられることにより、前記ピアスナットが前記被取付板に取り付けられることを特徴とする。
【０００８】
この構成のピアスナットの取付構造では、ピアスナットと被取付板とが同種の非鉄金属で成形されている。これにより、ピアスナットの被取付板への取り付け後に、電食が発生するのを確実に防止することができ、一体化したナット及び被取付板を簡単にリサイクルすることができる。さらに、ピアスナットと被取付板とは共に非鉄の金属材料で成形されているので、その材料を適宜選定することによって、鉄製のピアスナット及び被取付板よりも耐久性、耐食性等を向上でき、また取付状態で全体的に軽量化することができる。
【０００９】
また、請求項２に記載のピアスナットの取付構造では、請求項１に記載のピアスナットの取付構造の構成に加えて、前記溝部は、平面視で、前記ピアスナットの軸心方向に膨出した凸部と当該凸部の両脇に隣接して形成された凹部とを備えた歯形形状であり、複数の凹部及び凸部が、前記溝部の周方向に沿って任意の位置に配設されていることを特徴とする。
【００１０】
この構成のピアスナットの取付構造では、請求項１に記載の発明の作用に加えて、ピアスナットの溝部は、平面視で、ピアスナットの軸心方向に膨出した凸部と、当該凸部の両脇に隣接して形成された凹部とを備えた歯形形状となっているので、ピアスナットを被取付板に取り付けた後、その被取付板に対して確実に回転止めすることができる。
【００１１】
また、請求項３に記載のピアスナットの取付構造では、請求項１又は２に記載のピアスナットの取付構造の構成に加えて、前記溝部を平面視したとき、当該溝部の径方向任意の位置に、溝部とその中心を等しくして形成される任意径の円周上において、前記凸部の円周方向成分長さが、前記凹部の円周方向成分長さ以上であることを特徴とする。
【００１２】
この構成のピアスナットの取付構造では、請求項１又は２に記載の発明の作用に加えて、溝部を平面視したとき、当該溝部の径方向任意の位置に、溝部とその中心を等しくして形成される任意径の円周上において、凸部の円周方向成分長さが、凹部の円周方向成分長さ以上となっているので、ピアスナットを被取付板に取り付け後に、その被取付板に対して確実に回転止めすることができると共に、被取付板に対するピアスナットの相対回転に伴って凸部が剪断されるのを防止することができる。
【００１３】
また、請求項４に記載のピアスナットの取付構造では、請求項１又は２に記載のピアスナットの取付構造の構成に加えて、前記凹部及び凸部は、それぞれ平面視略台形形状を有し、前記溝部を平面視したとき、当該溝部の径方向における前記凹部及び凸部のほぼ中間位置に、溝部とその中心を等しくして形成される任意径の円周上において、前記凸部の円周方向成分長さが、前記凹部の円周方向成分長さ以上であることを特徴とする。
【００１４】
この構成のピアスナットの取付構造では、請求項１又は２に記載の発明の作用に加えて、凹部及び凸部は、それぞれ平面視略台形形状を有し、溝部を平面視したとき、当該溝部の径方向における凹部及び凸部のほぼ中間位置に、溝部とその中心を等しくして形成される任意径の円周上において、凸部の円周方向成分長さが、凹部の円周方向成分長さ以上となっているので、ピアスナットを被取付板に取り付け後に、その被取付板に対して確実に回転止めすることができると共に、被取付板に対するナットの相対回転に伴って凸部が剪断されるのを防止することができる。
【００１５】
また、請求項５に記載のピアスナットの取付構造では、請求項１に記載のピアスナットの取付構造の構成に加えて、前記非鉄金属材料とは、アルミニウム、マグネシウム、チタン等の鉄よりも比重の小さい金属材料であることを特徴とする。
【００１６】
この構成のピアスナットの取付構造では、請求項１に記載の発明の作用に加えて、被取付板とピアスナットとが、共にアルミニウム、マグネシウム、チタン等の鉄よりも比重の小さい材料で成形されているので、全体的に軽量にすることができる。また、被取付板及びナットが、同種の金属材料で成形されているので、ピアスナットの被取付板への取り付け後に、電食が発生するのを確実に防止することができ、一体化したナット及び被取付板を簡単にリサイクルすることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化したピアスナットの取付構造の一実施形態について、図を参照して説明する。尚、本実施の形態では、非鉄金属材料で成形されたものとして、アルミニウム材料で成形されたピアスナット及び被取付板を例に挙げて説明する。ここで、図１は、ピアスナット１の斜視図であり、図２は、ピアスナット１を軸心Ｏに沿った面で切断した状態を示す断面図であり、図３は、ピアスナット１をその座面３側から見た底面図である。また、図４は、ピアスナット１の座面３に形成された溝部７の部分拡大図であり、図５は、ピアスナット１が被取付板７５に取り付けられた状態を示す断面図である。
【００１８】
まず、図１〜３を参照して、ピアスナット１の外観形状について説明する。ピアスナット１は、アルミニウム材料からなり、図１に示すように、円筒状の本体部２と、当該本体部２の座面３（図中上側面）側から凸設された薄肉略円筒状の打ち抜き部５とから構成されている。この打ち抜き部５は、本体部２と略同一の内径をもって本体部２と同心上に延びており、ピアスナット１と同様にアルミニウム材料で成形された被取付板７５（図５参照）の一部分に打ち込まれることによって、被取付板７５にピアスナット１の取付孔７６（図５参照）を形成することになる。尚、本体部２の座面３とは、実質的にピアスナット１の座面である。
【００１９】
また、本体部２の軸心Ｏ部分は、図示外のボルト等の雄ねじ部品が螺入されるための雌ねじ部１１が形成されたねじ孔１０によって貫通されており、この雌ねじ部１１は、打ち抜き部５の内周面の一部の領域まで連続して形成されている。図１及び２に示すように、打ち抜き部５は、その外径が先端に向かって僅かに拡径した略円筒形状であって、内径は、その先端が円錐台形状のテーパ面１５をもって外径よりも大きく拡径している。そして、本体部２のねじ孔１０に形成された雌ねじ部１１は、打ち抜き部５内周面のテーパ面１５を除く領域まで連続して形成されている。また、本体部２において、ねじ孔１０の打ち抜き部５とは反対側の端部（開口部）近傍には、テーパ面１５よりもさらに急激に拡径した円錐台形状のテーパ面２５が形成されている。
【００２０】
また、図１及び３に示すように、本体部２の座面３には、打ち抜き部５を囲んで、かつ打ち抜き部５に隣接した状態で円環状の溝部７が形成されている。溝部７は、平面視で本体部２の軸心Ｏ上に中心（軸心）を持つ円形であり、その径方向に所定の幅を持ち、この幅をもって軸心Ｏ方向に所定の深さだけ凹んだ形状となっている。即ち、ピアスナット１の本体部２の座面３には、打ち抜き部５と溝部７とを除いた円環状の領域に前記軸心Ｏと垂直な平坦面１８が取り残された状態となっている。この円環状の平坦面１８は、その中心がやはり軸心Ｏ上に位置している。また、平坦面１８は、被取付板７５（図５参照）にピアスナット１を打ち込んだときに、円形の自身外側周縁が潰れてしまうことがないように、径方向に十分な長さ（幅長）を有している。
【００２１】
次に、図１〜４を参照して、溝部７の形状について説明する。図１及び図２に示すように、溝部７は、実質的に打ち抜き部５の外周面である内側周面７ａと、当該内側周面７ａと全周に渡ってほぼ平行かつ軸心Ｏと平行で、内側周面７ａよりも大きな径の外側周面７ｂと、内側及び外側周面７ａ，７ｂをその図中下側で接続する底面７ｃとの３つの面によって画成されている。また、溝部７の外側周面７ｂから内側周面７ａ方向に向かって、平面視（底面視）略台形形状の凸部２１が凸設されている。詳細には、図３に示すように、凸部２１は、平面視で、外側周面７ｂによって形成された円の周方向に円弧状の下底部分を有し、そこから溝部７の中心（軸心Ｏ）方向に向かって溝部７の径方向長さ（底面７ｃの幅長）の略３分の１強だけ進んだ位置に形成される仮想円の円周方向に、前記下底部分と平行で、かつ下底部分よりも長さの短い円弧状の上底部分を有している。
【００２２】
凸部２１は、図１に示すように、上述した台形を軸心Ｏ方向に引き延ばした形状を有しており、詳しくは、上記台形を、溝部７の底面７ｃから座面３に取り残された平坦面１８近傍まで引き延ばした形状となっている。また、この凸部２１は、溝部７の円周方向に対して均等に複数個配設されており、隣り合う凸部２１に挟まれた部分が平面視略台形形状の凹部２２となっている。凹部２２は、凸部２１によって画成されたものであるので、図３に示すように、平面視で、凸部２１の上底部分が部分的に形成された仮想円周上には凹部２２の下底部分が、凸部２１の下底部分が部分的に形成された円（外側周面７ｂによって形成された円）周上には凹部２２の上底部分がそれぞれ位置した状態となっている。尚、本実施の形態では、凸部２１が溝部７の円周方向に対して均等に位置する場合について説明しているが、この凸部は、溝部７の円周方向任意の位置に例えば複数配設されていてもよい。
【００２３】
また、図４に示すように、隣り合う２つの凸部２１と、その間に挟まれた凹部２２とについて平面視したとき、その各台形の高さ方向（溝部７の径方向）中間部において、溝部７と中心が等しい、即ち軸心Ｏ上に中心を持つ円Ｃ（図中に二点差線で示す）を仮想的に形成したとき、その仮想円Ｃの円周上における凸部２１の円周方向成分長さは、凹部２２の円周方向成分長さよりも大きくなっている。これにより、ピアスナット１を被取付板７５（図５参照）にかしめて取り付けた後、被取付板７５に対してピアスナット１に相対的な回転力がかかった場合に、その回転力により凹部２２内に押し込まれてかしめられた部分が凸部２１を剪断してしまうのを確実に防止している。
【００２４】
ここで、本実施の形態のピアスナット１では、座面３に形成された溝部７に、平面視台形状の凸部及び凹部が形成されているが、凸部及び凹部の形状はこの形状に限られない。例えば、平面視で、円弧状の上下２つの辺はそのままに、台形を形成していた左右の斜辺をそれぞれ径方向と平行（円周方向に対して垂直）にすれば、略矩形の凸部及び凹部が形成される。凸部及び凹部が略矩形であれば、溝部７の径方向任意の位置において、溝部７と中心が等しい円の円周上に形成される凸部２１の円周方向成分長さは、凹部２２の円周方向成分長さよりも常に大きくなる。従って、この場合も、被取付板に対してピアスナット１に相対的な回転力がかかっても、その回転力で溝部内の凸部が剪断されてしまうのを確実に防止することができる。
【００２５】
以上説明したピアスナット１は、図５に示すように、被取付板７５にかしめることによって取り付けられる。詳細には、まず、ピアスナット１が図示外のピアスダイ上に載置された被取付板７５に対してその上方から打ち込まれ、ピアスナット１の打ち抜き部５とピアスダイとで協働して被取付板７５に取付孔７６が形成される。それと共に、被取付板７５の取付孔７６周辺部７６ａは、ピアスナット１の打ち込みに伴って溝部７内に押し込まれてかしめられ、そして、被取付板７５にピアスナット１が取り付けられることになる。ここで、周辺部７６ａとは、請求項における被取付板の一部に該当する部分をいう。
【００２６】
本実施の形態では、被取付板７５はアルミニウム製であり、ピアスナット１もまた被取付板７５と同種のアルミニウム材料で成形されているので、両部材間で電食が発生する心配がない。ここで、被取付板７５が、アルミニウム以外の非鉄材料、例えば、マグネシウム、チタン及び銅等で成形された場合も、ピアスナット１をそれと同種の金属材料で成形すれば、本実施の形態と同様な効果が得られることになる。また、両者を同種の材料で成形することにより、電食防止の効果だけでなく、一体化した両部材を分離させることなくリサイクルできるというリサイクルの容易化という効果をも奏することができる。
【００２７】
以上説明したように、本実施の形態のピアスナットの取付構造では、ピアスナット１及び被取付板７５が共に同種のアルミニウム材料で成形されているので、各部材の取扱いがし易く、全体として軽量にすることができる。また、ピアスナット１と被取付板７５とが同種材料で成形されているので、両者間で電食が発生する心配がなく、各部材に表面処理等を施す必要がない。軽量化は、両者がアルミニウム材料である場合に限られず、鉄よりも比重の小さい材料からなる場合であれば同様に実現されることはいうまでもない。
【００２８】
また、ピアスナット１の座面３に形成された溝部７には凸部及び凹部２１，２２が円周方向に沿って複数設けられているので、被取付板に対してピアスナット１に相対的な回転力がかかった場合にも容易に回転してしまうことがない。特に、本実施の形態では、凸部２１及び凹部２２が円周方向に対して均等に配設されているので、被取付板に対してピアスナット１に相対的な回転力がかかった場合のナットの回転をより確実に防止することができる。さらに、溝部７において、凸部２１は、凹部２２よりも円周方向に沿って長くなるように成形されているので、被取付板に対してピアスナット１に相対的な回転力がかかった場合にも、凹部２２に押し込められた取付孔７６の周辺部７６ａによって凸部２１が剪断されてしまうのを確実に防止できる。
【００２９】
尚、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、各種の変形が可能である。例えば、本実施の形態では、ピアスナットとその被取付板とをアルミニウム材料で成形した場合を例に挙げて説明したが、両部材の材質がアルミニウムに限られず、他の各種金属材料に変更可能なことは上述したとおりである。また、これに加え、材質が同種であるか否かに関わらず、ピアスナットと被取付板との硬さがほぼ同等の場合も、ピアスナットを上述したような形状にすることにより、本発明に係る取付構造で得られた効果と同様の効果を得ることができる。さらには、ピアスナットと被取付板とが鉄製であって、被取付板が高張力鋼板の場合にも、本発明に係るピアスナットと同形状のナットを適用することによって、両者を強固に取り付けることができ、本発明に係るピアスナットの取付構造で得られた効果とほぼ同様の効果を得ることができる。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載のピアスナットの取付構造では、ピアスナットと被取付板とが同種の非鉄金属で成形されている。これにより、ピアスナットの被取付板への取り付け後に、電食が発生するのを確実に防止することができ、一体化したナット及び被取付板を簡単にリサイクルすることができる。さらに、ピアスナットと被取付板とは共に非鉄金属材料で成形されているので、その材料を適宜選定することによって、鉄製のピアスナット及び被取付板よりも耐久性、耐食性等を向上でき、また軽量化することができる。
【００３１】
また、請求項２に係る発明のピアスナットの取付構造では、請求項１に記載の発明の効果に加えて、ピアスナットの溝部は、平面視で、ピアスナットの軸心方向に膨出した凸部と、当該凸部の両脇に隣接して形成された凹部とを備えた歯形形状となっているので、ピアスナットを被取付板に取り付けた後、その被取付板に対して確実に回転止めすることができる。
【００３２】
また、請求項３に係る発明のピアスナットの取付構造では、請求項１又は２に記載の発明の効果に加えて、溝部を平面視したとき、当該溝部の径方向任意の位置に、溝部とその中心を等しくして形成される任意径の円周上において、凸部の円周方向成分長さが、凹部の円周方向成分長さ以上となっているので、ピアスナットを被取付板に取り付け後に、その被取付板に対して確実に回転止めすることができると共に、被取付板に対するピアスナットの相対回転に伴って凸部が剪断されるのを防止することができる。
【００３３】
また、請求項４に係る発明のピアスナットの取付構造では、請求項１又は２に記載の発明の効果に加えて、凹部及び凸部は、それぞれ平面視略台形形状を有し、溝部を平面視したとき、当該溝部の径方向における凹部及び凸部のほぼ中間位置に、溝部とその中心を等しくして形成される任意径の円周上において、凸部の円周方向成分長さが、凹部の円周方向成分長さ以上となっているので、ピアスナットを被取付板に取り付け後に、その被取付板に対して確実に回転止めすることができると共に、被取付板に対するナットの相対回転に伴って凸部が剪断されるのを防止することができる。
【００３４】
また、請求項５に係る発明のピアスナットでは、請求項１に記載の発明の効果に加えて、被取付板とピアスナットとが、共にアルミニウム、マグネシウム、チタン等の鉄よりも比重の小さい材料で成形されているので、全体的に軽量にすることができる。また、被取付板及びナットが、同種の金属材料で成形されているので、ピアスナットの被取付板への取り付け後に、電食が発生するのを確実に防止することができ、一体化したナット及び被取付板を簡単にリサイクルすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、ピアスナット１の斜視図である。
【図２】図２は、ピアスナット１を軸心Ｏに沿った面で切断した状態を示す断面図である。
【図３】図３は、ピアスナット１の底面図である。
【図４】図４は、溝部７の部分拡大図である。
【図５】図５は、本発明の一実施形態を示す断面図である。
【符号の説明】
１ピアスナット
２本体部
３座面
５打ち抜き部
７溝部
１０ねじ孔
１１雌ねじ部
２１凸部
２２凹部
７５被取付板
７６取付孔
７６ａ周辺部
Ｏ軸心

Claims

ピアスナットを被取付板にかしめて取り付けるピアスナットの取付構造であって、
前記被取付板は、非鉄金属材料からなり、
前記ピアスナットは、
前記被取付板と同種の非鉄金属材料で成形され、
筒型形状で、その軸心部に雌ねじ部が形成されたねじ孔を有し、軸心と直交する一方の端面が前記被取付板に対向する座面である本体部と、
当該本体部の座面側から本体部と軸心を同じくして凸設され、前記本体部と内径がほぼ等しい薄肉の筒型形状であって、その内周面に前記ねじ孔に形成された雌ねじ部と連続する雌ねじ部を有し、前記被取付板の一部を打ち抜くための打ち抜き部と、
前記座面において、前記打ち抜き部の周囲に円環状に形成された溝部と
を備え、
当該溝部に前記被取付板の一部がかしめられることにより、前記ピアスナットが前記被取付板に取り付けられることを特徴とするピアスナットの取付構造。
前記溝部は、平面視で、前記ピアスナットの軸心方向に膨出した凸部と当該凸部の両脇に隣接して形成された凹部とを備えた歯形形状であり、
複数の凹部及び凸部が、前記溝部の周方向に沿って任意の位置に配設されていることを特徴とする請求項１に記載のピアスナットの取付構造。
前記溝部を平面視したとき、
当該溝部の径方向任意の位置に、溝部とその中心を等しくして形成される任意径の円周上において、
前記凸部の円周方向成分長さが、前記凹部の円周方向成分長さ以上であることを特徴とする請求項１又は２に記載のピアスナットの取付構造。
前記凹部及び凸部は、それぞれ平面視略台形形状を有し、
前記溝部を平面視したとき、
当該溝部の径方向における前記凹部及び凸部のほぼ中間位置に、溝部とその中心を等しくして形成される任意径の円周上において、
前記凸部の円周方向成分長さが、前記凹部の円周方向成分長さ以上であることを特徴とする請求項１又は２に記載のピアスナットの取付構造。
前記非鉄金属材料とは、アルミニウム、マグネシウム、チタン等の鉄よりも比重の小さい金属材料であることを特徴とする請求項１に記載のピアスナットの取付構造。