JP2014519584A - 自動調心ケージナット - Google Patents

Abstract

本発明は、開口部を有するケージ（１２）と、ケージ（１２）に収容され、拡張フランジ（１６）とめねじ（２０）を有する中空円筒状のネック（１８）とを有するナット本体（１４）と、を備えるケージナット（１０）に関する。ナット本体（１４）とケージ（１２）との間には、スペーサ部材（２２）が設けられており、スペーサ部材（２２）は、めねじ（２０）の軸方向に垂直な方向に作用する少なくとも１つのバネ部材（３４）を備えている。

Description

本発明は、ケージに保持されたナット本体を有するケージナットに関する。ナット本体は、円筒状の肩部および拡大された保持部材を備えている。円筒状の肩部は、めねじを有しており、ケージ内の開口部を通って外側へ伸びている。開口部の内径は、（ナットの）円筒状の肩部の外径よりも十分に大きく、保持部材（ナットのフランジ）の外のり寸法よりも小さい。

このタイプのケージナットは、産業界においてますます普及してきているが、２つの基本的な問題を有している。

こうしたケージナットの目的は、自動車のモータまたは座席等の、取付対象となる部品と、車体の固定点との間において生じる取付公差を補正することにある。このため、ナット本体は、ケージ内において十分な遊びを有している。その結果、まず第１に、ケージ内のナット本体が、ねじの軸方向に対して傾いて動く恐れがある。従って、ナット本体のめねじにねじを締め込むことが、より困難になり得る。

さらに、異なる車種用のケージナットが部品に追加して設けられたものの、特定の車種には使用されない場合には、従来技術に係るケージナットは、ナット本体とケージとの間において、ガタガタという不快な騒音を生じさせる。種々の異なる部品の取り付けるという要求を満たすために設けられているものの、使用されずにいるケージナットは、ケージ内において比較的自由に動くことができるため、ガタガタという不快な騒音を生じさせ得る。

また、従来技術に係るケージナットのナット本体は、ねじが締められない限りは、ケージ内を自由に動くことができる。これは、取り付け時のケージの位置によっては、ナット本体が一方の側に滑り、ねじまたはボルトをナット本体のめねじに入れることが困難になることを意味している。

従って、本発明の目的は、不使用の状態にあってもガタガタという騒音を生じさせず、同時に、取付位置によらずナット本体が常に中心にあることを確実にしつつ、取付公差を補正するために、必要な範囲において動くことが可能なケージナットを提供することにある。本発明によれば、めねじの軸方向に垂直な方向に作用する、少なくとも１つのバネ部材を備えるスペーサ部材を、ナット本体とケージとの間に設けることにより、本目的が達成される。

安定性を向上させるために、互いに向かい合って位置する少なくとも２つのバネ部材を設けることが、特に好ましい。

ガタガタという騒音への対策を改善するために、バネ部材が、めねじの軸方向に垂直な方向に比べて、軸方向においてより剛性が高いことが、特に好ましい。ナット本体がケージにぶつかりることによって、ガタガタという好ましくいない騒音を生じさせないための遊びは、製造公差を補正するために大きな遊びを設ける必要がある軸方向に垂直な方向に比べて、めねじの軸方向のほうが、かなり小さい。

スペーサ部材は、一方が他方の内部にあるように、同軸上に配置された２つのリングによって構成され、２つのリングが少なくとも１つのバネ部材によって接続されており、内輪がナット本体を囲み、外輪がケージ上に支持されることが特に好ましい。これにより、ナット本体を、特に正確にケージの中心に位置させることができる。

さらに、スペーサ部材は、電気絶縁性の材料、望ましくはプラスチック材料にから成ることが特に好ましい。この場合、本発明に係るケージナットは、電気絶縁性のケージナットとして機能し、自動車の製造において特に好ましい。これは、電気絶縁性のケージナットであれば、電着塗装時に塗料によって塞がれることがないのに対し、非絶縁性のナットの場合には、めねじが使用不能になる可能性が生じるためである。

スペーサ部材を射出成形プラスチック部品として製作すれば、特に迅速かつ安価な生産が可能になる。

バネ部材は、めねじの軸方向に延びる薄いストリップとして形成されることが特に好ましい。

そして、こうしたバネ部材は、Ｖ字形に折り曲げられ、折り目がめねじの軸方向に平行になるように形成されることが好ましい。これにより、軸方向に垂直な方向、すなわち製造公差を補正する必要がある方向に特に高い柔軟性を確保しつつ、軸方向に特に剛性が高いバネ部材を得ることができる。

さらに、スペーサ部材の内輪は、スペーサ部材の他の部品よりもケージの内部側に達することが、特に好ましい。これにより、内輪は、軸方向においてスペーサ部材としても機能するため、ナット本体のフランジとケージとが、軸方向において接触することを防止することができる。これは、塗装時において、ケージとナット本体との、電気的な接触および固着を防止できることを意味している。

さらに、内輪は、中空円筒状の肩部の外縁部に均等に配置された、望ましくは３つのパンチマークによって肩部に固定されていることが特に好ましい。これにより、部品（３つの個々のパーツのみ）の最小限のコストによって、取付前にケージナットを紛失することを完全に防止することができる。

例えば輸送時または破損時に、バネ部材が過負荷を受けた場合に、ナットが外れることを防止するために、内輪とパンチマークとの間にロックワッシャーを設けてもよい。ロックワッシャーは、外輪の外径よりも大きい外径を有している。

本発明に係るケージナットの上面図である。 本発明に係るスペーサ部材を三次元的に示す図である。 図２に示されたスペーサ部材の側面図である。 本発明に係るケージナットの横方向の変位を示す図である。 本発明に係るケージナットの横方向の変位を示す図である。 本発明に係るケージナットの上下方向の変位を示す図である。 本発明に係るケージナットの上下方向の変位を示す図である。

以下、各図面に示された実施形態に基づき、本発明をさらに詳細に説明する。図１は、本発明に係るケージナット１０を正面から見た図、すなわち、ボルトがケージナット１０に通常にねじ込まれる方向から見た図である。

ここで、ケージナット１０の直接的には見えない部分は、破線によって示されている。

従来と同様に、ナットは、本発明に係るケージナット１０が取り付けられる部品に溶接することが可能な矩形のケージ１２を備えている。正面から見て、ケージ１２は、一方側の面、すなわち、ナット本体１４が後から挿入できる側に向かって割れている略円形の開口部を有している。この場合、ナット本体１４は、保持部材としての拡大フランジ１６と、めねじ２０を有する中空円筒状の肩部１８とを備えている。

この場合、中空円筒状の肩部１８は、図１の図示の方向、すなわち、自身の軸方向に延びている。つまり、本発明に係るケージナットにボルトをねじ込むことが可能な方向に、中空円筒状の肩部１８が延びている。フランジ１６は、この方向に垂直な方向に広がっており、面取りされた角を有する矩形の形状を備えている。

本発明によれば、スペーサ部材２２は、ケージ１２の開口部内に配置されるのと同様に、中空円筒状の肩部に配置されている。スペーサ部材２２については、図２および３を参照し、後ほどさらに詳細に説明する。一方、図１では、ケージ１２の開口部内において、フランジ１６の中空円筒状の肩部１８の間に、スペーサ部材２２がどのように挿入されているかが理解される。

ナット本体１４をケージ１２内に固定するために、ケージ１２の外側には、ロックワッシャー２４が設けられている。ロックワッシャー２４は、ナット本体１４の中空円筒状の肩部１８を囲んでおり、等間隔に配置された３つのパンチマーク２６によって、中空円筒状の肩部１８に固定されている。

この場合、ロックワッシャー２４の外径は、ケージ１２の開口部の直径に比べて、少なくとも幾分か大きい。ただし、本発明によれば、ナット本体１４がスペーサ部材２２のみによって、ケージ１２に保持されるということも可能である。このような設計とする場合には、スペーサ部材自体が、パンチマーク２６によって、ナット本体１４の中空円筒状の肩部１８に、直接的に固定される。

この場合、スペーサ部材２２は、ケージ１２の内壁に支持される。以下、図２および３を参照して、さらに詳細に説明する。

図２は、スペーサ部材２２を示す。本実施形態では、スペーサ部材２２は、射出成形プラスチック部品として形成されている。スペーサ部材２２は、同軸上に離間して配置された内輪２８と外輪３０とを備える。この場合、外輪３０は、製造される時点において、既に開口部の形状に一致しており、２つの対向する面が平坦になるように形成されている。

スペーサ部材２２の内輪２８および外輪３０は、２つのバネ部材３４によって、ともに弾性的に接続されている。また、異なる数のバネ部材を設けてもよく、例えば、バネ部材を３つまたは４つ設けてもよいし、あるいは、バネ部材を１つだけ設けてもよい。

ここで、バネ部材３４は、平坦部３２同士のちょうど間で、内側のスペーサリング２８と外側のスペーサリング３０とを接続している。このように、バネ部材３４には、特に大きな遊びが確保されている。

本発明によれば、バネ部材３４は、射出成形プロセスによって、スペーサ部材２２の２つのリング２８と３０とが一体として生成される。この場合、バネ部材３４のそれぞれはＶ字方に折り曲げられたストリップの形状であり、折り目がめねじ２０の軸方向に平行となっている。このように、バネ部材３４は、めねじ２０の軸方向に垂直な方向に特に高い弾性を有しており、軸方向には特に高い安定性を有している。

内輪２８は、中空円筒状の肩部１８と同軸の、中空の短円筒として形成される。図２および３において、内輪２８は、スペーサ部材２２の他の部品よりも、ケージ１２の内部側に位置している。このように、内輪２８は、フランジ１６がケージ１２に接触、および／または電気的に接触することを防止する軸方向のスペーサとしても機能する。また、本発明に係るケージナット１０は、電気絶縁性のケージナットでもあり、例えば、ケージナットに前もって設けられている部品へ対して電着塗装を場合に非常に有益である。

このため、フランジ１６とケージ１２との間に十分な隙間を常に確保することが可能になり、これら２つの部品が毛管効果によって吸い上げられた塗料によって互いに接合してしまうということがない。

図３は、スペーサ部材２２の外輪３０が、ケージナット１０のねじ込み側に対面する端面において、外側に広がるエッジ３６を有することを、より明確に示している。このエッジ３６によって、スペーサ部材２２は、ケージ１２の前壁の外側に保持される。

バネ部材３４は、図１における一方のバネ部材３４の端面が上方向に向かい、他方のバネ部材３４の端面が下方向に向かうように配置されることが特に好ましい。

この場合、ケージ１２およびナット本体１４は、鉄製であることが好ましい。しかしながら、他の金属または非金属材料が使用されてもよい。ケージ１２とナット本体１４との間の電気的な絶縁を保持するために、ロックワッシャー２４は電気絶縁材料、特に、プラスチック材料から製作されることが好ましい。この場合、射出成形プラスチック部品と同様の製造方法が推奨される。

図４、５、６、および７は、存在している製造公差を補正するための、本発明に係るケージナットの様々な軌跡を示す。これらの図面によって、それぞれの場合におけるバネ部材３４の軌跡が非常に明確に認識される。

ケージナット１０の組み立ては、まずスペーサ部材２２がケージ１２の開口部に前方から挿入され、その後、中空円筒状の肩部１８が内輪２８内に押圧されながら、ナット本体１４がケージ１２に後方から挿入されることによって行われる。そして、スペーサ部材２２は、ケージ１２の開口部に配置され、エッジ３６は、ケージ１２の前壁の外側に保持される。さらに、ロックワッシャー２４が中空円筒状の肩部１８に設けられてもよい。

スペーサ部材２２の内輪２８またはロックワッシャー２４を、パンチマークよって肩部１８に固定することにより、ケージナット１０の組み立てが完了する。

Claims (11)

1. 開口部を有するケージ（１２）と、
   上記ケージ（１２）に収容されており、拡張フランジ（１６）と、めねじ（２０）を備えた中空円筒状の肩部（１８）とを有するナット本体（１４）と、
   を備えるケージナット（１０）であって、
   上記ナット本体（１４）と上記ケージ（１２）との間に、スペーサ部材（２２）が設けられており、上記スペーサ部材（２２）は、上記めねじ（２０）の軸方向に垂直な方向に作用する少なくとも１つのバネ部材（３４）を備えていることを特徴とするケージナット（１０）。
2. 互いに対向して位置する少なくとも２つのバネ部材（３４）が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のケージナット（１０）。
3. 上記バネ部材（３４）は、上記めねじ（２０）の軸方向において、上記軸に垂直な方向に比べて、十分に剛性が高いことを特徴とする請求項１または２に記載のケージナット（１０）。
4. 上記スペーサ部材（２２）は、一方が他方の内部にあるように、同軸上に配置された２つのリング（２８，３０）を備えており、上記２つのリング（２８，３０）は少なくとも１つの上記バネ部材（３４）によって接続されており、内輪（２８）は、上記ナット本体（１４）の上記中空円筒状の肩部（１８）を囲んでおり、外輪（３０）は、上記ケージ（１２）に支持されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のケージナット（１０）。
5. 上記スペーサ部材（２２）は、電気絶縁性の材料から成り、好ましくはプラスチック材料から成ることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のケージナット（１０）。
6. 上記スペーサ部材（２２）は、射出成形プラスチック部品として製作されることを特徴とする請求項５に記載のケージナット（１０）。
7. 上記バネ部材（３４）は、上記めねじ（２０）の軸方向に延びる薄いストリップとして形成されることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のケージナット（１０）。
8. 上記バネ部材（３４）は、Ｖ字形に折り曲げられて形成されており、折り目が上記めねじ（２０）の軸方向に平行であることを特徴とする請求項７に記載のケージナット（１０）。
9. 上記スペーサ部材（２２）の上記内輪（２８）は、上記スペーサ部材（２２）の他の部品よりも上記ケージ（１２）側に位置することを特徴とする請求項４に記載のケージナット（１０）。
10. 上記内輪（２８）は、上記中空円筒状の肩部（１８）の周囲に等間隔に配置された好ましくは３つのパンチマーク（２６）によって、上記肩部（１８）に固定されていることを特徴とする請求項４または９に記載のケージナット（１０）。
11. ロックワッシャー（２４）が、上記内輪（２８）と上記パンチマーク（２６）との間に設けられおり、上記ロックワッシャー（２４）の外径は、上記外輪（３０）の外径よりも大きいことを特徴とする請求項１０に記載のケージナット（１０）。

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