JP2009250318A - 通電用ナット - Google Patents

Abstract

【課題】ねじ込まれるボルトと通電する通電用ナットにおいて、ボルトとの通電性能を向上させることを目的とする。
【解決手段】ねじ山無しナット部１４のナット穴の内壁には、ナット穴内壁に沿って円環形状を描くよう、導電性部材用溝が設けられる。導電性部材２６には、ボルトがねじ込まれることにより変形し、ねじ溝が刻まれるものを用いる。また、液体の状態で加工が可能であり、加工後に凝固させることができる部材を用いることが好適である。導電性部材２６として液体の状態で加工可能な部材を用いる場合には、導電性部材２６は、導電性部材用溝に沿って塗布される。また、導電性部材２６として固体の状態で加工する部材を用いる場合には、導電性部材２６は、導電性部材用溝にはめ込まれる。導電性部材２６がなす円環形状の内径は、ねじ込まれるボルトのねじ溝の径とほぼ同一か、それよりも小さくする。
【選択図】図４

Description

本発明は、ねじ込まれるボルトと通電する通電用ナットに関する。

車両に搭載される電気機器は車体を接地導体とすることが多い。このような電気機器は、接地すべき部分をボルトとナットによって車体に固定する構成とすることができる。また、電気製品に内蔵される回路基板は、電気製品の筐体を接地導体とすることが多い。このような回路基板は、その接地導体面を筐体に接触させ、ボルトとナットによって筐体に固定する構成とすることができる。

接地用のボルトには、外観を良くするために予め塗装が施されることがある。しかし、ねじ溝が刻まれた部分に塗料が付着した状態で、そのボルトにナットを取り付けたとしても、塗料によってボルトとナットとの間の通電が妨げられる。これによって、電気機器、回路基板等の接地導体への電気的な接触が妨げられるという問題が生じる。

そこで、特開平１１−６２９３８号公報に開示されているように、ボルトのねじ溝に付着した異物を、ナットのねじ山によって取り除く技術が考え出されている。

特開平１１−６２９３８号公報

塗装されたボルトに特許文献１に記載のナットを取り付ける場合、ボルトのねじ溝の全区間のうち、塗料が十分に剥離され、かつ、ナットのねじ山と十分な圧力を以て接触しているねじ溝の区間によって導電性能が維持される。しかし、このようなねじ溝区間を十分長くすることができない場合には、ボルトとナットとの間の導電性能が不十分となるという問題があった。

本発明はこのような課題に対してなされたものである。すなわち、ねじ込まれるボルトと通電する通電用ナットにおいて、ボルトとの通電性能を向上させることを目的とする。

本発明は、ナット穴の一方の開口側から他方の開口側に向かうと共に径が小さくなるねじ山が設けられた通電用ナットにおいて、ねじ込まれるボルトとの接触により変形する導電性部材を備えることを特徴とする。

また、本発明に係る通電用ナットにおいては、前記ねじ山は、前記一方の開口からナット穴の中途の位置までのナット穴壁面に設けられ、前記導電性部材は、前記ねじ山が設けられる領域よりも前記他方の開口側に設けられることが好適である。

また、本発明に係る通電用ナットにおいては、前記導電性部材と前記ねじ山が設けられる領域との間のナット穴壁面に、ねじ込まれたボルトと接触する突起部を設けたことが好適である。

また、本発明は、ナット穴の一方の開口からナット穴の中途の位置までのナット穴壁面に設けられたねじ山と、前記ねじ山が設けられる領域よりも他方の開口側に設けられ、ねじ込まれるボルトとの接触により変形する導電性部材と、前記導電性部材と、前記ねじ山が設けられる領域との間のナット穴壁面に設けられ、ねじ込まれたボルトと接触する突起部と、を備えることを特徴とする。

また、本発明に係る通電用ナットにおいては、前記導電性部材は、前記他方の開口側の前記通電用ナットの端部に設けられることが好適である。

本発明によれば、ボルトとの通電性能が良好な通電用ナットを実現することができる。

図１（ａ）は第１の実施形態に係る通電用ナット１０の斜視図である。また、図１（ｂ）は、図１（ａ）の直線ＡＢで通電用ナット１０を切断したときの断面図である。通電用ナット１０は、ねじ山付きナット部１２およびねじ山無しナット部１４を含んで構成される。これらの構成部材は、鉄、銅、アルミニウム等の金属によって形成される。ねじ山付きナット部１２およびねじ山無しナット部１４は、延伸方向に垂直な断面の形状が同一のナット穴を有し、ナット穴が整合するよう熱圧着等によって接合される。ねじ山付きナット部１２の開口１８側の開口端には、開口端を環状に囲むフランジ１６が設けられる。フランジ１６は、ねじ山付きナット部１２と一体化させて形成することができる。

ねじ山付きナット部１２のナット穴の内壁には、ナット穴の開口１８からねじ山無しナット部１４に向かう方向に螺旋を描くねじ溝２０が刻まれる。ねじ溝２０と共に形成されるねじ山２２の断面は、略三角形あるいは略台形をなす。図１（ｃ）は図１（ｂ）の破線の丸印で囲まれた部分の拡大図である。ねじ山２２は、開口１８から螺旋を描きつつねじ山無しナット１４の方向へ進むにつれて高さが高くなるよう形成される。すなわち、ねじ山２２の頂上が描く軌跡は、ねじ山無しナット１４の方向へ進むと共に径が小さくなる。高さが最も高くなる部分のねじ山２２の径は、ねじ込まれるボルトのねじ溝の径とほぼ同一とする。なお、ここでは、図１（ｂ）に示すように、ねじ山無しナット１４に最も近い位置でのねじ山高さを最も高くした構成としているが、開口１８からねじ山無しナット部１４に向かう方向に螺旋を描く途中でねじ山の高さが最も高くなる構成としてもよい。

ねじ山無しナット部１４のナット穴の内壁には、導電性部材２６を固定するための導電性部材用溝２４が設けられる。導電性部材用溝２４は、ねじ山無しナット部１４のナット穴壁面の任意の位置に設けることができる。ここでは、構成例として、ナット穴内壁に沿って円環形状を描くよう、導電性部材用溝２４が設けられるものとする。

導電性部材２６には、ボルトがねじ込まれることにより変形し、ねじ溝が形成されるものを用いる。また、液体の状態で加工が可能であり、加工後に凝固させることができる部材を用いることが好適である。このような部材としては、例えば、導電性物質を混入したナイロン、半田等がある。導電性部材２６は、弾性部材であってもよい。

導電性部材２６として液体の状態で加工可能な部材を用いる場合には、導電性部材２６は、導電性部材用溝２４に沿って塗布される。また、導電性部材２６として固体の状態で加工する部材を用いる場合には、導電性部材２６は、導電性部材用溝２４にはめ込まれる。導電性部材２６がなす円環形状の内径は、ねじ込まれるボルトのねじ溝の径とほぼ同一か、それよりも小さくする。

その他の構成例として、ねじ山無しナット部１４の上側の開口の縁に沿って、ナット穴の内壁に導電性部材２６を設けてもよい。また、導電性部材２６の固着強度が十分である場合には、導電性部材用溝２４を設けない構成とすることもできる。さらに、図２に示すように、ねじ山無しナット部１４の上側の開口端面に、開口に沿って導電性部材２６を設けてもよい。また、ねじ山無しナット部１４の上側の開口を覆い、ボルトによって貫通されるよう導電性部材２６を設けてもよい。

次に、第１の実施形態に係る通電用ナットおよびボルトを用いて、電気機器を接地導体板に固定する場合の例について図３および図４を参照して説明する。

図３（ａ）に示すように、ボルト２８は、接地導体板３４に開けられたボルト穴３４Ｈを図３（ａ）の下方から貫通する。ボルト２８は、その頭部３０が接地導体板３４に接したところで接地導体板３４と電気的に接触しつつ固定される。車両等においては車体が接地導体として用いられることが多い。また、図３（ａ）のようにボルト２８が取り付けられた状態で塗装が施されることが多い。そこで、図３（ａ）に示す接地導体板３４の両面には、ボルト２８の頭部３０に覆われている部分を除き塗料が塗られているものとする。そして、ボルト２８は、頭部３０および接地導体板３４の上方に突出した部分に塗料が塗られているものとする。

図３（ｂ）のように、電気機器導体板３２は、ボルト穴３２Ｈにボルト２８を貫通させつつ接地導体板３４に重ねられる。ここでは、接地導体板３４に塗料が塗られている一方で、電気機器導体板３２には塗料が塗られていないものとする。

図４に通電用ナット１０を締め付ける工程を示す。通電用ナット１０をボルト２８に取り付ける際には、図４（ａ）の下方の開口にボルト２８の先端を合わせ通電用ナット１０を締め付け方向に回す。これによって、通電用ナット１０のねじ山は、ボルト２８のねじ溝に案内され、通電用ナット１０は、図４（ａ）の下方向に移動する。

図４（ａ）に示す例では、通電用ナット１０の最上のねじ山は、ボルト２８のねじ溝の深い位置に接触する。この位置では、ボルト２８のねじ溝は、通電用ナット１０のねじ山から強い圧力を受ける。したがって、ボルト２８のねじ溝区間のうち、通電用ナット１０のねじ山の先端が溝の深い位置に接触した区間に塗布された塗料を剥離することができる。

図４（ａ）の状態において通電用ナット１０を締め付け方向に回し、通電用ナット１０をさらに下方向に移動させると、ボルト２８の先端は導電性部材２６に接触する。通電用ナット１０を締め付け方向にさらに回し、導電性部材２６が形成する円環の内側にボルト２８がねじ込まれることにより、導電性部材２６の内側にはボルト２８のねじ山によってねじ溝が刻まれる。

導電性部材２６にねじ溝が刻まれた後は、通電用ナット１０の締め付け方向への回転により、導電性部材２６とボルト２８とが密に接触しつつ、通電用ナット１０は下方に移動する。そして、図４（ｂ）のようにフランジ１６およびねじ山付きナット部１２の開口端が電気機器導体板３２に接触すると共に、電気機器導体板３２と接地導体板３４は、通電用ナット１０およびボルト２８によって締め付けられる。これによって、通電用ナット１０と電気機器導体板３２とが電気的に接触する。

このような構成によれば、通電用ナット１０が締め付けられる過程において、ボルト２８のねじ溝に塗布された塗料を、通電用ナット１０のねじ山によって剥離することができる。そして、導電性部材２６に形成されたねじ溝およびねじ山と、ボルト２８のねじ山およびねじ溝とが勘合することで、ボルト２８と導電性部材２６とを電気的に接触させることができる。

上記のように、ボルト２８は接地導体板３４に電気的に接触する。そして、ボルト２８は、導電性部材２６を介して通電用ナット１０に電気的に接続される。したがって、通電用ナット１０およびボルト２８による締め付けによって、フランジ１６およびねじ山付きナット部１２の開口端が電気機器導体板３２に接触することで、接地導体板３４と電気機器導体板３２とを電気的に接続することができる。導電性部材２６は、ボルト２８に密着するため、導電性部材２６を用いない場合に比して、接地導体板３４と電気機器導体板３２との間の通電性能を向上させることができる。さらに、導電性部材２６がボルト２８に密着することにより、通電用ナット１０の緩みを防止することができる。

次に、本発明の第２の実施形態に係る通電用ナットについて説明する。図５（ａ）は第２の実施形態に係る通電用ナット３６の斜視図である。図５（ａ）では、ねじ山無しナット部１４を破線で示し、ねじ山付きナット部３８を実線で示している。図１の構成部と同一の構成部については同一の符号を付してその説明を省略する。

ねじ山付きナット部３８およびねじ山無しナット部１４は、延伸方向に垂直な断面の形状が同一であるナット穴を有する。ねじ山付きナット部３８は、ねじ山無しナット部１４とナット穴が整合するよう熱圧着等によって接合される。

図５（ｂ）は、図５（ａ）の直線ＣＤでねじ山付きナット部３８を切断したときの断面図である。ねじ山付きナット部３８には、ナット穴の開口４２からねじ山無しナット部１４へと向かう方向に螺旋を描くねじ溝４４が刻まれる。ねじ溝４４は、ナット穴内部の中途の位置で終端する。ねじ溝４４が刻まれない領域のナット穴延伸方向の長さは、後述するリーマ部４０を設けることが可能であるという条件の下、任意とすることができる。

ねじ溝４４と共に形成されるねじ山４６は、第１の実施形態と同様、ねじ山付きナット部３８の開口４２から螺旋を描きつつねじ山無しナット１４の方向へ進むにつれて高さが高くなるよう形成される。

ねじ山付きナット部３８の、開口４２とは反対側の開口４８付近のナット穴内壁にはリーマ部４０が設けられる。リーマ部４０は、ねじ山付きナット部３８のナット穴の内側方向に突出した刃形状の突起部である。図５（ａ）のリーマ部４０の例では、略三角錐形状に形成され、頂点がナット穴の内側方向に向けられ、略三角推形状の一辺を刃先として、刃先とするその一つの辺が図５（ａ）のナット穴の内側斜め下を臨むよう形成される。また、図５（ａ）の例では、リーマ部４０は、ナット穴の開口周辺に１２０°間隔で設けられる。さらに、リーマ部４０は、ナット穴の開口４８から突出しないよう、開口面で平坦になるよう形成される。リーマ部４０をこのような形状にすることで、ねじ込まれたボルトのねじ山に刃先を接触させることができる。

次に、第２の実施形態に係る通電用ナットおよびボルトを用いて、電気機器を接地導体板に固定する場合の例について図６を参照して説明する。図３および図４と同一の構成部分については同一の符号を付してその説明を省略する。

図６（ａ）は、下方の開口にボルト２８の先端を合わせ通電用ナット３６を締め付け方向に回し、ボルト２８先端に最も近いねじ山がリーマ部４０の刃先に接触した状態を示す。図６（ｂ）は、図６（ａ）の破線の丸印で囲まれた部分の拡大図である。図６（ｂ）に示すように、リーマ部４０の刃先は、ボルト２８のねじ山のボルト先端側の側面に接触する。これによって、通電用ナット３６が締め付け方向に回され、通電用ナット３６が下方に移動すると共に、ボルト２８のねじ山区間のうち、リーマ部４０と接触した区間に塗布された塗料を剥離することができる。リーマ部４０の刃先の傾斜をボルト２８のねじ山の傾斜とほぼ等しくし、通電用ナット３６の最上のねじ山の上側の側面と、リーマ部４０の刃先との間隔を、ボルト２８のねじ山の半ピッチの奇数倍の距離か、それより、やや短い距離とすることで、リーマ部４０は十分な圧力を以て塗料を剥離することができる。

図６（ａ）の状態から通電用ナット３６を締め付け方向に回し、通電用ナット３６をさらに下方に移動させると、ボルト２８の先端は導電性部材２６に接触する。通電用ナット３６を締め付け方向にさらに回し、導電性部材２６が形成する円環の内側にボルト２８がねじ込まれることにより、導電性部材２６の内側にはボルト２８のねじ山によってねじ溝が刻まれる。

導電性部材２６にねじ溝が刻まれた後は、通電用ナット３６の締め付け方向への回転により、導電性部材２６とボルト２８とが密に接触しつつ、通電用ナット３６は下方に移動する。そして、図６（ｂ）のようにフランジ１６およびねじ山付きナット部３８の開口端が電気機器導体板３２に接触すると共に、電気機器導体板３２と接地導体板３４は、通電用ナット３６およびボルト２８によって締め付けられる。これによって、通電用ナット３６と電気機器導体板３２とが電気的に接触する。

このような構成によれば、通電用ナット３６が締め付けられる過程において、ボルト２８のねじ溝に塗布された塗料を、通電用ナット３６のねじ山によって剥離することができる。さらに、ボルト２８のねじ山のボルト先端側の側面に塗布された塗料を、リーマ部４０によって剥離することができる。そして、導電性部材２６に形成されたねじ溝およびねじ山と、ボルト２８のねじ山およびねじ溝とが勘合することで、ボルト２８と導電性部材２６とを電気的に接触させることができる。

上記のように、ボルト２８は接地導体板３４に電気的に接触する。そして、ボルト２８は、導電性部材２６を介して通電用ナット１０に電気的に接続される。したがって、通電用ナット１０およびボルト２８による締め付けによって、フランジ１６およびねじ山付きナット部１２の開口端が電気機器導体板３２に接触することで、接地導体板３４と電気機器導体板３２とを電気的に接続することができる。導電性部材２６は、ボルト２８に密着するため、導電性部材２６を用いない場合に比して、接地導体板３４と電気機器導体板３２との間の通電性能を向上させることができる。さらに、導電性部材２６がボルト２８に密着することにより、通電用ナット３６の緩みを防止することができる。

なお、ここでは第２の実施形態に係る通電用ナットとして、図５（ｂ）に示されるように、開口４２から螺旋を描きつつ、ねじ山無しナット１４の方向へ進むにつれて高さが高くなるよう形成されたねじ山４６を有するものを採り上げた。リーマ部４０の塗料剥離性能が十分である場合には、図５（ｃ）に示すように、開口４２付近の高さを維持して螺旋を描くねじ山５０を有するねじ山付きナット部５２を採用してもよい。

また、リーマ部は、上述の形状に限られず、ねじ込まれたボルトのねじ山の側面に刃先を接触させることができる形状であればよい。リーマ部の個数も、塗料剥離性能に応じて増減させることができる。

さらに、上記では、ねじ山付きナット部とねじ山なしナット部とが別体として構成されたものについて採り上げたが、これらを一体化して通電用ナットを構成してもよい。

第１の実施形態に係る通電用ボルトを示す図である。 導電性部材の別の配置例を示す図である。 ボルトを接地導体板に貫通させて固定し、さらに、接地導体板に電気機器導体板を重ねる工程を示す図である。 第１の実施形態に係る通電用ナットおよびボルトによって、電気機器導体板および接地導体板を締め付ける工程を示す図である。 第２の実施形態に係るねじ山付きナット部を示す図である。 第２の実施形態に係る通電用ナットおよびボルトによって、電気機器導体板および接地導体板を締め付ける工程を示す図である。

符号の説明

１０，３６ 通電用ナット、１２，３８，５２ ねじ山付きナット部、１４ ねじ山無しナット部、１６ フランジ、１８，４２，４８ 開口、２０，４４ ねじ溝、２２，４６，５０ ねじ山、２６ 導電性部材、２８ ボルト、３０ 頭部、３２ 電気機器導体板、３２Ｈ，３４Ｈ ボルト穴、３４ 接地導体板、４０ リーマ部。

Claims (5)

1. ナット穴の一方の開口側から他方の開口側に向かうと共に径が小さくなるねじ山が設けられた通電用ナットにおいて、
   ねじ込まれるボルトとの接触により変形する導電性部材を備えることを特徴とする通電用ナット。
2. 請求項１に記載の通電用ナットにおいて、
   前記ねじ山は、
   前記一方の開口からナット穴の中途の位置までのナット穴壁面に設けられ、
   前記導電性部材は、
   前記ねじ山が設けられる領域よりも前記他方の開口側に設けられることを特徴とする通電用ナット。
3. 請求項２に記載の通電用ナットにおいて、
   前記導電性部材と前記ねじ山が設けられる領域との間のナット穴壁面に、ねじ込まれたボルトと接触する突起部を設けたことを特徴とする通電用ナット。
4. ナット穴の一方の開口からナット穴の中途の位置までのナット穴壁面に設けられたねじ山と、
   前記ねじ山が設けられる領域よりも前記他方の開口側に設けられ、ねじ込まれたボルトとの接触により変形する導電性部材と、
   前記導電性部材と、前記ねじ山が設けられる領域との間のナット穴壁面に設けられ、ねじ込まれたボルトと接触する突起部と、
   を備えることを特徴とする通電用ナット。
5. 請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の通電用ナットにおいて、
   前記導電性部材は、
   前記他方の開口側の前記通電用ナットの端部に設けられることを特徴とする通電用ナット。

Images