JP2005201335A - ナット組込体およびこれに適用されるインサート用ナット - Google Patents

Abstract

【課題】合成樹脂成形品とナットとを備えるナット組込体において、ナットが合成樹脂成形品から抜けてしまい易い。
【解決手段】ナット２を熱可塑性エラストマーを用いて形成し、このナット２の少なくとも一部を合成樹脂成形品３に埋設固定する。具体的には、ナット２は、合成樹脂成形品３の樹脂成形時にインサートされる。合成樹脂と熱可塑性エラストマーとの結合により、合成樹脂成形品３とナット２との結合力を極めて強くすることができ、合成樹脂成形品３からナット２が抜けてしまうことを防止できる。
【選択図】 図３

Description

本発明は、ナット組込体およびこれに適用されるインサート用ナットに関するものである。

通常、合成樹脂成形品とナットとを備えるナット組込体において、ナットは、金属により形成されて合成樹脂成形品に固定されている。具体的には、上記ナットは、合成樹脂成形品の樹脂成形時にインサートされたり（例えば、特許文献１参照）、合成樹脂成形品の樹脂成形後に圧入されたり（例えば、特許文献２参照）して、合成樹脂成形品に一体に固定されている。このようなナット組込体は、上記ナットのねじ孔にボルト等の締結部材をねじ込むことで、この締結部材と結合するようになっている。
特開平７−４２７２５号公報。 特開２００２−１８１０１４号公報。

しかしながら、従来、合成樹脂成形品とナットとの結合力が不十分であり、合成樹脂成形品からナットが抜けてしまい易かった。
本発明は、かかる背景のもとでなされたもので、合成樹脂成形品とナットとの結合力を十分に確保できるナット組込体を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための請求項１記載の発明は、熱可塑性エラストマーを用いて形成され、ねじ軸係合用のねじ無し孔を有するインサート用ナットと、上記インサート用ナットの少なくとも一部を埋設固定する合成樹脂成形品とを備え、上記インサート用ナットは、合成樹脂成形品の樹脂成形時にインサートされてなることを特徴とするナット組込体である。

本発明によれば、合成樹脂と熱可塑性エラストマーとの結合により、合成樹脂成形品とインサート用ナットとの結合力を極めて強くすることができ、合成樹脂成形品からインサート用ナットが抜けてしまうことを防止できる。
請求項２記載の発明は、請求項１において、上記インサート用ナットは、上記ねじ無し孔を有する筒状のナット本体と、上記ナット本体の外周面に形成され、上記合成樹脂成形品に埋設される突起とを有することを特徴とするナット組込体である。本発明によれば、ねじ無し孔の周方向に関して、突起と合成樹脂成形品との当接により、ナット本体と合成樹脂成形品との結合力を極めて強いものにできる。したがって、例えば、ねじ等の締結部材にナット組込体を極めて強く締め付けた場合でも、インサート用ナットが合成樹脂成形品に対して空回りすることを防止できる。

請求項３記載の発明は、請求項２において、上記ナット本体の一端に環状座板を設け、この環状座板の座面にすり鉢状の凹みを設けることを特徴とするナット組込体である。
本発明によれば、例えば、ねじ等の締結部材を、車両のボディ等の被締結部材のねじ挿通孔に挿通してナット組込体に結合し、この被締結部材を締結することで、環状座板の座面をこの被締結部材のねじ挿通孔の周縁に押圧して密接することができる。これにより、被締結部材のねじ挿通孔の周縁の密封性を十分に確保でき、環状座板と被締結部材との接触部分から水分等の異物がねじ挿通孔に侵入することを防止できる。さらに、被締結部材のねじ挿通孔への異物の侵入を防ぐためにシール材等を別途設ける必要はなく、コスト安価である。

請求項４記載の発明は、請求項２または３記載のナット組込体に適用される、熱可塑性エラストマーを用いて形成されるインサート用ナットであって、ねじ軸係合用のねじ無し孔を有する筒状のナット本体と、上記ナット本体の外周面に形成される突起とを備えることを特徴とするインサート用ナットである。本発明によれば、インサート用ナットを、ナットとして単品でそのまま用いることができる。

本発明の好ましい実施の形態を添付図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明の一実施の形態のナット組込体１の概略構成を示す一部破断側面図である。また、図２は、ナット組込体１の底面図である。図１および図２を参照して、本ナット組込体１は、熱可塑性エラストマーを用いて形成されるインサート用ナットであるナット２と、このナット２の少なくとも一部を埋設固定する合成樹脂成形品３とを備える。

本実施の形態の特徴とするところは、合成樹脂成形品３の樹脂成形時にナット２がインサートされる点にある。
具体的には、合成樹脂成形品３は、例えば射出成形により形成される。合成樹脂成形品３を構成する合成樹脂として、ＡＢＳ（Acrylonitrile Butadiene Styrene）樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリカーボネイト、フェノール樹脂、ポリアミド樹脂を例示することができる。

合成樹脂成形品３は、ナット２を取り囲む筒状の本体４と、本体４と一体回転可能に形成される把持部５とを含む。把持部５の周面には、回転方向（図２の白抜き矢符参照）に沿って凹部６が例えば５箇所形成されており、この凹部６を手で摘んでナット組立体１を回すことができるようになっている。
図３は、ナット２の斜視図であり、図４は、ナット組込体１にねじ７を結合した状態を示す一部断面側面図である。図１，図３および図４を参照して、ナット２は、熱可塑性エラストマーにより形成されている。このナット２は、合成樹脂成形品３の樹脂成形前に予め形成されていてもよいし、２色成形により合成樹脂成形品３と一括して形成されても良い。熱可塑性エラストマーとしては、スチレン系エラストマー、オレフィン系エラストマー、塩化ビニル系エラストマー、ポリアミド系エラストマー、ポリウレタン系エラストマーを例示することができる。

ポリウレタン系エラストマーとしては、ポリエーテル系エラストマー、ポリエステル系エラストマーを例示することができる。さらに、ナット２に用いる材料として、Ｄ硬度４５〜６５を有していることが、耐熱性、耐久性の点で好ましい。
ナット２は、ねじ７のねじ軸８（図４参照）係合用のねじ無し孔９を有する筒状のナット本体１０と、ナット本体１０の外周面１１に形成され、合成樹脂成形品３の埋設凹部１２に埋設される突起１３とを備える。

合成樹脂成形品３の本体４には、把持部５が形成されている側と反対側の端部に埋設凹部１２が形成されており、この埋設凹部１２にナット本体１０が埋設されている。このナット本体１０はテーパ状に形成されており、その一端１４から他端１５へ向かうに伴い外径が小さくなっている。なお、ナット本体１０の外径は、一端１４から他端１５へ向かうに伴い大きくなってもよいし、一定であってもよい。

ねじ無し孔９は、その内面がねじ山を設けない面からなる。このねじ無し孔９は、当該ねじ無し孔９に挿通されるねじ７のねじ軸８を導入するために、ねじ軸８のねじ山１６の外径より大きな内径に形成された大径部１７と、ねじ軸８を締め付けるために、ねじ軸８のねじ山１６の外径より小さく、かつ、このねじ山１６の内径より大きな内径に形成された小径部１８とを有している。

突起１３は、ナット本体１０の外周面１１に周方向等配に例えば４箇所設けられている。各突起１３は、それぞれナット本体１０の略全長に亘って形成され、径方向外方に延びている。ねじ無し孔９の周方向に関して、各突起１３は、それぞれ合成樹脂成形品３の本体４と当接して、合成樹脂成形品３に対するナット２の相対回転を規制している。
ナット本体１０の一端１４には、環状座板１９が設けられており、その座面２０は、合成樹脂成形品３から露出している。この環状座板１９は、ナット２と、被締結部材２１，２２の対応するねじ挿通孔２３，２４に挿通されたねじ７のねじ軸８とを結合してこれら被締結部材２１，２２を締結した場合に、環状座板１９の座面２０と、これに対向する被締結部材２１の表面２５とを確実に当接させて、ナット２と被締結部材２１との圧接力を高める。

また、環状座板１９の径方向内方にナット本体１０および突起１３を配置して、突起１３が環状座板１９から突出しないようにすることで、ナット２の形状をコンパクトなものにしている。さらに、ナット本体１０および突起１３に加え、環状座板１９の一部を合成樹脂成形品３の本体４の埋設凹部１２に埋設することで、ナット２と合成樹脂成形品３との結合力をより大きくしている。さらにまた、突起１３と環状座板１９とを繋ぐことで、この突起１３の剛性をより高くし、合成樹脂成形品３に対するナット２の相対回転をより強力に規制することができる。

図１を参照して、座面２０の例えば略全面には、対向する被締結部材２１の表面２５との間の摩擦係合力を高めるためのすり鉢状の凹み２６が形成されている。凹み２６は、座面２０の外周縁からねじ無し孔９の中心に向かうに伴い深さが増している。なお、凹み２６は、座面２０の全面に形成されていてもよいし、ねじ無し孔９を中心とする一部のみに形成されていてもよい。

再び図４を参照して、ナット組込体１とねじ７と結合して被締結部材２１,２２を締結する場合、被締結部材２１,２２の対応するねじ挿通孔２３，２４にねじ７のねじ軸８を挿通し、ナット２のナット本体１０のねじ無し孔９の大径部１７に挿通する。次に、合成樹脂成形品３の把持部５を手で摘んで回し、ナット組込体１をねじ７のねじ軸８に対して回転させる。

これにより、ねじ無し孔９の小径部１８にねじ軸８が挿通され、小径部１８の内面が弾性変形してねじ軸８のねじ山１６に係合するねじ溝１８Ａが形成され、ねじ７がナット組込体１に螺合する。
この際、ナット２の環状座板１９の座面２０は、被締結部材２１のねじ挿通孔２３の周縁２７に押圧（黒塗り矢符参照）されることにより、その座面２０の凹み２６が扁平に変形し、周縁２７に密接される。

このように、本実施の形態によれば、合成樹脂と熱可塑性エラストマーとの結合により、合成樹脂成形品３とナット２との結合力を極めて強くすることができ、合成樹脂成形品３からナット２が抜けてしまうことを防止できる。
また、ナット２のナット本体１０のねじ無し孔９の周方向に関して、突起１３と合成樹脂成形品３の本体４との当接により、ナット本体１０と合成樹脂成形品３との結合力を極めて強いものにできる。したがって、ねじ７をナット組込体１に極めて強く締め付けた場合でも、ナット２が合成樹脂成形品３に対して空回りすることを防止できる。

さらにまた、被締結部材２１のねじ挿通孔２３の周縁２７の密封性を十分に確保でき、ナット２の環状座板１９と被締結部材２１との接触部分から水分等の異物がねじ挿通孔２３に侵入することを防止できる。さらに、被締結部材２１の表面２５からねじ挿通孔２３への異物の侵入を防ぐためにシール材等を別途設ける必要はなく、コスト安価である。
さらに、ナット２は、絶縁性を有する熱可塑性エラストマーにより形成されているので、ねじ７とナット２との間に電位差が生じることを防止でき、ねじ７に電食が生じることを防止できる。

次に本発明の他の実施の形態について説明する。図５は、ナット２の平面図である。図３および図５を参照して、上記ナット組込体１に適用されるナット２は、それ自身がナットとしての機能を有しており、単品でそのまま用いることができる。単品のナット２にねじ（図示せず）を結合する場合、突起１３を手で摘むか、または、突起１３に例えばボックスレンチ等の工具２８（図５において、一部を図示）を係合して、このナット２をねじに対して回転させる。このように、単品のナット２においては、突起１３を把持部または工具係合部として用いることができ、使い勝手がよい。また、ねじ無し孔９の小径部１８がねじ７のねじ軸８に密接するので、ナット２とねじ軸８との接触部間に水分等が侵入することを防止でき、ねじ軸８が錆びることを防止できる。

次に、単品のナット２を用いたアンテナの取付構造について説明する。図６は、車両３０の一部を示す断面側面図である。図６に示す実施の形態において、図１〜図５に示す実施の形態と同様の構成には図に同一符号を付して、その説明を省略する。
図６を参照して、アンテナ２９は、車両３０のボディ３１のねじ挿通孔３３を介して、ボディ３１の内側から外側（図６において、紙面の下側から上側）に延びるようにしてこのボディ３１に取り付けられている。

具体的には、ボディ３１の一部に凹部３２が形成されており、この凹部３２の底面の略中央にねじ挿通孔３３が形成されている。ねじ挿通孔３３には、ボディ３１の内側からねじ３４のねじ軸３５が挿通されている。このねじ軸３５は、凹部３２内に収容されたナット２のねじ無し孔９に挿通されて、ナット２と結合している。これにより、ナット２の環状座板１９の座面２０は、ボディ３１のねじ挿通孔３３の周縁３６に押圧され（黒塗り矢符参照）、座面２０の凹み２６が扁平に変形してこの周縁３６に密接される。

アンテナ２９は、このねじ７を貫通している。具体的には、アンテナ２９の基部３７が、ねじ３４の頭部３８およびねじ軸３５を貫通してねじ７に支持されている。
このように、本実施の形態によれば、ナット２をナットとして単品でそのまま用いることができる。また、ねじ挿通孔３３の周縁３６の密封性を十分に確保することができ、ナット２の環状座板１９とボディ３１との接触部分から水分等の異物が侵入し、さらにねじ挿通孔３３を介してボディ３１内に侵入することを防止できる。また、ボディ３１のねじ挿通孔３３への異物の侵入を防ぐためにシール材等を別途設ける必要はなく、コスト安価である。

さらに、ナット２は絶縁性を有する熱可塑性エラストマーにより形成されているので、ねじ３４とナット２との間に電位差が生じることを防止でき、ねじ３４に電食が生じることを防止できる。また、ねじ無し孔９の小径部１８がねじ３４のねじ軸３５に密接するので、ナット２とねじ軸３５との接触部間に水分等が侵入することを防止でき、ねじ軸３５が錆びることを防止できる。

図７は、本発明のさらに他の実施の形態のナット組込体３９の部分断面側面図である。図７に示す実施の形態において、図１〜図５に示す実施の形態と同様の構成には図に同一符号を付して、その説明を省略する。
図７を参照して、ナット組込体３９は、略球状のノブ４０を有する合成樹脂成形品４１と、ナット２とを備えている。ナット２のねじ無し孔９に、レバー４２のねじ軸４３が挿通されることで、ナット組込体３９とレバー４２とは結合されている。

本実施の形態によれば、合成樹脂と熱可塑性エラストマーの結合により、合成樹脂成形品４１とナット２との結合力を極めて強くすることができ、合成樹脂成形品４１からナット２が抜けてしまうことを防止できる。
また、ナット２のナット本体１０のねじ無し孔９の周方向に関して、突起１３と合成樹脂成形品４１との当接により、ナット本体１０と合成樹脂成形品４１との結合力を極めて強いものにできる。したがって、レバー４２のねじ軸４３を、ナット組込体３９に極めて強く締め付けた場合でも、ナット２が合成樹脂成形品４１に対して空回りすることを防止できる。

さらに、ねじ無し孔９の小径部１８の内面が弾性変形してねじ軸４３を締め付けるので、緩み止めを別途設けることなく、ナット組込体３９がレバー４２に対して緩むことを防止できる。
この発明は、以上の実施の形態の内容に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。

例えば、ナット２のナット本体１０の形状は、角柱状、角錐状、円柱状、円錐状、またはこれら各形状の一部がそれぞれ切断された形状に形成されていてもよい。また、ナット２の突起１３は、４箇所より多く設けられていてもよいし、４箇所より少なく（例えば、２箇所に）設けられていてもよい。また、ナット２のナット本体１０の他端１５にねじ無し孔９を閉塞する封止部を設け、袋ナットを構成してもよい。この場合、ねじ無し孔９の他端１５を封止部により閉じることができるので、ねじ無し孔９内への水分等の侵入を防止して、ねじに錆等が発生することを防止できる。

また、単品のナット２を、アンテナ２９以外の他の一般の部材の取り付けにも適用することができる。

本発明の一実施の形態のナット組込体の概略構成を示す一部破断側面図である。 ナット組込体の底面図である。 ナットの斜視図である。 ナット組立体にねじを結合した状態を示す一部断面側面図である。 ナットの平面図である。 車両の一部を示す断面側面図である。 本発明のさらに他の実施の形態のナット組込体の部分断面側面図である。

符号の説明

１，３９ ナット組込体
２ ナット（インサート用ナット）
３，４１ 合成樹脂成形品
８，３５，４３ ねじ軸
９ ねじ無し孔
１０ ナット本体
１１ 外周面
１３ 突起
１４ 一端
１９ 環状座板
２０ 座面
２６ 凹み

Claims (4)

1. 熱可塑性エラストマーを用いて形成され、ねじ軸係合用のねじ無し孔を有するインサート用ナットと、
   上記インサート用ナットの少なくとも一部を埋設固定する合成樹脂成形品とを備え、
   上記インサート用ナットは、合成樹脂成形品の樹脂成形時にインサートされてなることを特徴とするナット組込体。
2. 請求項１において、上記インサート用ナットは、上記ねじ無し孔を有する筒状のナット本体と、
   上記ナット本体の外周面に形成され、上記合成樹脂成形品に埋設される突起とを有することを特徴とするナット組込体。
3. 請求項２において、上記ナット本体の一端に環状座板を設け、この環状座板の座面にすり鉢状の凹みを設けることを特徴とするナット組込体。
4. 請求項２または３記載のナット組込体に適用される、熱可塑性エラストマーを用いて形成されるインサート用ナットであって、
   ねじ軸係合用のねじ無し孔を有する筒状のナット本体と、
   上記ナット本体の外周面に形成される突起とを備えることを特徴とするインサート用ナット。

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