JP2016090016A - Nut fastener - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電気自動車関連や通信機業界において使用される樹脂や炭素繊維強化プラスチック(CFRP)材からなる母材に、ねじ止めボルト用のナットを固定するためのナットファスナーに関する。 The present invention relates to a nut fastener for fixing a nut for a screw bolt to a base material made of a resin or a carbon fiber reinforced plastic (CFRP) material used in electric vehicle-related and communication equipment industries.
特許文献1(特開2009−79666号公報)は、樹脂の外筒に金属の内筒を挿入して二層構造を構成する形態のインサートナットを開示する。このインサートナットにおいて、内筒はその軸方向の一端から他端に向かう途中で縮径して段付き部を成し、その縮径した範囲の終端側の所定の範囲をかしめ部とするものであり。外筒は、前記内筒の外形に対応して、その内形が前記内筒の段付き部に対応する段付き部を有する段付き円筒を成すようにし、内筒が外筒に対する挿入の最終位置に達したときに、それら段付き部で内筒の外筒への挿入方向の移動を阻止すると共に、内筒の前記かしめ部を半径方向外向きにかしめて、挿入方向とは反対向きの移動を阻止し、これらにより、内筒と外筒の軸方向の相対的移動を阻止するものである。 Patent document 1 (Unexamined-Japanese-Patent No. 2009-79666) discloses the insert nut of the form which comprises a metal inner cylinder in the resin outer cylinder, and comprises a two-layer structure. In this insert nut, the inner cylinder is reduced in diameter on the way from one end to the other end in the axial direction to form a stepped portion, and a predetermined range on the end side of the reduced diameter range is used as a caulking portion. Yes. The outer cylinder corresponds to the outer shape of the inner cylinder so that the inner shape thereof forms a stepped cylinder having a stepped portion corresponding to the stepped portion of the inner cylinder, and the inner cylinder is the final inserted into the outer cylinder. When the position is reached, the stepped portions prevent the inner cylinder from moving in the insertion direction to the outer cylinder, and the caulked portion of the inner cylinder is caulked outward in the radial direction so that the direction opposite to the insertion direction is The movement is prevented, thereby preventing the relative movement of the inner cylinder and the outer cylinder in the axial direction.
特許文献2(特開2010−48308号公報)は、樹脂から成る基材に対し熱を加えながら圧入されるインサートナットに関するもので、このインサートナットは、基材に圧入される圧入部と、圧入部の側面に設けられ複数の山部と谷部を有する凹凸形状部とを有し、凹凸形状部は谷部が曲率形状を有するように構成され、凹凸形状部における第1領域における谷部の曲率反映の値が、第1の領域よりもインサートナット圧入方向下流側の第2領域における谷部の曲率半径の値以上であることを特徴とするものである。 Patent Document 2 (Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2010-48308) relates to an insert nut that is press-fitted while applying heat to a base material made of resin. The insert nut includes a press-fitting portion that is press-fitted into the base material, and a press-fitting A concave-convex shape portion having a plurality of peaks and troughs provided on the side surface of the portion, the concave-convex shape portion is configured such that the valley portion has a curvature shape, and the trough portion in the first region in the concave-convex shape portion The value of the curvature reflection is not less than the value of the curvature radius of the valley in the second region downstream of the first region in the insert nut press-fitting direction.
特許文献3(特開2014−126054号公報)は、加工コストや部品コストを抑え、中空形材に雌ねじを容易に設けることのできるナット構造を提供するものである。このナット構造は、板状部を厚さ方向に貫通する取付穴を有する中空形材と、前記取付穴に挿入されて前記中空形材から外方へ突出した軸状部及び前記軸状部の一端に設けられて前記中空形材の内面に当接した前記取付穴よりも大径のフランジ部を有するナットと、前記中空形材から外方に突出した前記ナットの前記軸状部の外周面に圧入された中空円筒状のカラーとを備え、前記ナットの前記フランジ部と前記カラーとによって前記中空形材の前記板状部が挟まれることにより、前記ナットが前記中空形材に固定されるものである。 Patent Document 3 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2014-122604) provides a nut structure that can reduce processing costs and component costs and can easily provide a female thread in a hollow shape member. The nut structure includes a hollow member having an attachment hole penetrating the plate-like portion in the thickness direction, a shaft-like portion inserted into the attachment hole and projecting outward from the hollow shape member, and the shaft-like portion. A nut having a flange portion larger in diameter than the mounting hole provided at one end and abutting the inner surface of the hollow shape member, and an outer peripheral surface of the shaft-like portion of the nut protruding outward from the hollow shape member A hollow cylindrical collar press-fitted into the hollow plate, and the nut is fixed to the hollow shape member by sandwiching the plate-like portion of the hollow shape member by the flange portion and the collar of the nut. Is.
特許文献4(特開2014−163450号公報)は、簡易な構造で確実に回転及び抜脱を防止することができるインサートナットを開示する。また、このインサートナットには、インサートナット本体の外周面に1つ以上の有底凹部が形成されることが開示されている。特に、有底凹部が、インサートナット本体の軸まわりに沿って複数形成され、各有底凹部が非連続に配置されていること、そして、インサートナット本体が樹脂成形品に埋設された状態で前記有底凹部には樹脂が嵌入すること、有底凹部の面形状が、正方形であることが開示される。 Patent document 4 (Unexamined-Japanese-Patent No. 2014-163450) discloses the insert nut which can prevent rotation and extraction | extraction with a simple structure reliably. In addition, it is disclosed that one or more bottomed recesses are formed on the outer peripheral surface of the insert nut body. In particular, a plurality of bottomed recesses are formed around the axis of the insert nut body, each bottomed recess is discontinuously arranged, and the insert nut body is embedded in a resin molded product. It is disclosed that resin is inserted into the bottomed recess, and that the surface shape of the bottomed recess is square.
特許文献1は、樹脂の外筒と金属の内筒からなる二重構造のインサートナットを開示する。このインサートナットの構造では、樹脂の外筒と金属の内筒の間の強度に問題が生じると共に、樹脂・金属・CFRPからなる母材等への適用には適さない構造である。
特許文献2は、樹脂からなる基材に対して熱を加えながら圧入されるインサートナットを開示する。このインサートナットの熱による溶着加工には、時間を要するという不具合が生じると共に、母材への熱影響を防止する必要があるという不具合も生じる。
特許文献3は、鉄製のナットをアルミニウム製のカラーに圧入して、ナットを中空形材に固定するものであるが、フラットな母材に設けた場合には、カラーの部分が突出するという問題点がある。
In
特許文献4は、有底凹部がインサートナット本体の軸周りに沿って複数形成されることから、樹脂成形に際してインサートナットの凹部に樹脂が侵入し、該樹脂が嵌入した状態で成形品とされるため、母材に形成の孔に後付けするのには相応しくない。
In
また、今後増えることが想定されるCFRP材等には部品の締結が難しく、現状ではブラインドナットによるねじ締め、ボルト、ナットによる部品組み立てとなっているために製品表面に凸部が出るという不具合があり、さらに組み立て工数が増加する等の不具合も生じるものである。 In addition, it is difficult to fasten parts for CFRP materials, etc., which are expected to increase in the future, and there is a problem that convex parts appear on the product surface due to screw tightening with blind nuts and parts assembly with bolts and nuts at present. There are also problems such as an increase in the number of assembly steps.
このように、従来のインサートナットには上述した問題があるため、本発明は、上述したインサートナットの不具合を解消すると共に、母材に形成された貫通孔に簡単に取り付けることのできるナットファスナーを提供することにある。 Thus, since the conventional insert nut has the above-described problems, the present invention eliminates the above-described problems of the insert nut and provides a nut fastener that can be easily attached to the through hole formed in the base material. It is to provide.
したがって、本発明は、樹脂、金属若しくは炭素繊維強化プラスチック(CFRP)で形成された板状の母材の所定の位置に開口する装着貫通孔の一方の側に配置されるナット部と、前記装着貫通孔の他方の側に配置されるナット固定部とによって構成され、カシメ装置によって前記装着貫通孔に装着固定されるナットファスナーにおいて、前記ナット部は円筒状であり、その一方の端部から内部に所定の範囲で延出する雌ねじ部と、その他方の端部から内部に所定の範囲で延出するガイド孔とが形成されると共に、その他方の端部には、ナット部の軸方向に突出し前記装着貫通孔の内径よりも小さい外径を有する環状突出部が形成されること、及び、前記ナット固定部は、前記ガイド孔の内径と略等しい外径を有するガイド部と、該ガイド部の基部に設けられ、前記ガイド孔の周縁に噛合する第1の噛合部と、該第1の噛合部の基部に設けられ、前記装着貫通孔の周縁に噛合する第2の噛合部とを少なくとも具備することにある。 Accordingly, the present invention provides a nut portion disposed on one side of a mounting through-hole that opens at a predetermined position of a plate-like base material formed of resin, metal, or carbon fiber reinforced plastic (CFRP), and the mounting A nut fastener that is arranged on the other side of the through hole and is fixed to the mounting through hole by a caulking device, wherein the nut portion is cylindrical, and from one end to the inside Are formed with a female thread portion extending within a predetermined range and a guide hole extending within a predetermined range from the other end portion, and the other end portion is formed in the axial direction of the nut portion. An annular projecting portion that protrudes and has an outer diameter smaller than the inner diameter of the mounting through hole is formed, and the nut fixing portion includes a guide portion having an outer diameter substantially equal to the inner diameter of the guide hole, and the guide At least a first meshing portion that meshes with the periphery of the guide hole, and a second meshing portion that is provided at the base of the first meshing portion and meshes with the periphery of the mounting through-hole. It is to have.
以上の構成によって、母材に開口した装着貫通孔の一方の側にナット部を配置し、装着貫通孔の他方の側にナット固定部を配置し、ナット固定部のガイド部を、装着貫通孔を介してナット部のガイド孔に挿入して位置を固定し、カシメ装置によってナット固定部をナット部に対して嵌入させることによって、第1の噛合部がナット部のガイド孔周縁に噛合すると共に、第2の噛合部が装着貫通孔の周縁に噛合することによって、ナット部を前記母材にしっかりと固定できるものである。 With the above configuration, the nut portion is disposed on one side of the mounting through-hole opened in the base material, the nut fixing portion is disposed on the other side of the mounting through-hole, and the guide portion of the nut fixing portion is disposed on the mounting through-hole. The first engagement portion is engaged with the periphery of the guide hole of the nut portion by inserting the nut fixing portion into the nut portion by a caulking device and inserting the nut fixation portion into the guide hole of the nut portion. The nut portion can be firmly fixed to the base material by the second meshing portion meshing with the peripheral edge of the mounting through hole.
前記ガイド部と前記第1の噛合部との間には、ナット部の肉寄せ用の凹部が形成されることが望ましい。これによって、第1の噛合部がナット部のガイド孔の周縁にくい込むことによって生じるナット部の肉余りを凹部によって吸収できるので、ナット部とナット固定部との密着性を向上させることができるものである。 It is desirable that a recess for forming the nut portion is formed between the guide portion and the first meshing portion. As a result, the excess of the nut portion generated when the first meshing portion is inserted into the periphery of the guide hole of the nut portion can be absorbed by the concave portion, so that the adhesion between the nut portion and the nut fixing portion can be improved. It is.
また、前記第1の噛合部と前記第2の噛合部との間には、肉寄せ用の凹部が形成されることが望ましい。これによって、第2の噛合部が母材にくい込むことによって生じる母材の肉余りを凹部で吸収できるので、母材のゆがみを防止できるものである。 Further, it is desirable that a meat catching recess is formed between the first meshing portion and the second meshing portion. As a result, the surplus of the base material generated when the second meshing portion is difficult to insert into the base material can be absorbed by the concave portion, so that the base material can be prevented from being distorted.
さらに、前記第2の噛合部には、カシメ力を受ける鍔部が形成されることが望ましい。これによって、カシメ装置による力を確実に受けることができると共に、母材表面をきれいにできるものである。 Furthermore, it is desirable that a hook portion that receives a caulking force is formed in the second meshing portion. As a result, the force of the caulking device can be reliably received and the surface of the base material can be cleaned.
本発明によれば、樹脂、金属若しくは炭素繊維強化プラスチック(CFRP)材からなる母材のナット装着希望箇所に、装着貫通孔を形成し、これにナット部をナット固定部によってカシメ固定することから、カシメ装置によって短時間に確実に固定できるため、作業性向上させ、さらにコストダウンを達成できるという効果を奏するものである。さらに、ナット固定部の面が母材表面から突出しないため、圧入箇所が目立たなくなるという効果がある。 According to the present invention, the mounting through hole is formed at a desired nut mounting position of a base material made of resin, metal, or carbon fiber reinforced plastic (CFRP) material, and the nut portion is caulked and fixed by the nut fixing portion. Since it can be reliably fixed in a short time by the caulking device, the workability can be improved and the cost can be reduced. Furthermore, since the surface of the nut fixing portion does not protrude from the surface of the base material, there is an effect that the press-fitted portion becomes inconspicuous.
以下、本発明の実施例について、図面により説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
本発明の実施例1に係るナットファスナー1は、図1(a),(b),(c)に示すように、樹脂、金属、若しくは炭素繊維強化プラスチック(CFRP)材料で形成された板状の母材2の所望の場所に固定されるもので、ナットファスナー1を取り付けたい場所に所定の径の装着貫通孔3を形成するものである。
As shown in FIGS. 1A, 1B, and 1C, a
前記ナットファスナー1は、前記装着貫通孔3の一方の側(以下、表側)に配置されるナット部4と、前記装着貫通孔3の他方の側(以下、裏側)から前記ナット部4に装着されるナット固定部5とによって構成される。
The
前記ナット部4は、図2に示すように、円筒状の本体部40を具備し、その一方の端部(以下、ボルト装着側端部)41から内部に所定の範囲で延出する雌ねじ部42と、その他方の端部(以下、母材側端部)43から内部に所定の範囲で延出するガイド孔44とが形成されると共に、その母材側端部43には、ナット部4の軸方向に突出し前記装着貫通孔3の内径よりも小さく前記ガイド孔44の径よりも大きい外径を有する環状突出部45が形成されるものである。さらに前記雌ねじ部42のボルト装着側端部41にはテーパ部46が形成されている。また、この実施例1では、前記雌ねじ部42とガイド孔44は連通して形成されており、それらの径は略等しい。
As shown in FIG. 2, the
前記ナット固定部5は、図3に示すように、前記ガイド孔44の内径と略等しい外径を有するガイド部51を具備し、このガイド部51の基部には凹状に形成された凹部(第1の凹部)52が設けられ、この凹部52の反対側には前記ガイド孔44の周縁に噛合するための第1の噛合部53が形成される。また、第1の噛合部53の基部にも凹状に形成された凹部(第2の凹部)54が設けられ、この第2の凹部54の反対側には前記装着貫通孔3の周縁に噛合する第2の噛合部55が設けられる。さらに第2の噛合部55の反対側には前記装着貫通孔3の内径よりも大きい外径を有する外径を有する鍔部56が設けられるものである。
As shown in FIG. 3, the
前記第1の噛合部53は、周方向に所定数(この実施例では、12)形成される山部53aと、これら山部53aの間に位置する谷部53bとによって構成されるものである。山部53aの頂点を結ぶ円周の径は、前記ガイド孔44の内径よりも大きいものであり、谷部53bの底点を結ぶ円周の径は、前記ガイド孔44の内径と略等しいか少し小さめに形成されるものである。
The
前記第2の噛合部55は、周方向に所定数(この実施例では、20)形成される山部55aと、これら山部55aの間に位置する谷部55bとによって構成されるものである。山部55aの頂点を結ぶ円周の径は、前記装着貫通孔3の内径よりも大きいものであり、谷部55bの底点を結ぶ円周の径は、前記装着貫通孔3の内径と略等しいか少し小さめに形成されるものである。
The
以上の構成により、図1(a)で示すように、母材2に形成された装着貫通孔3に、ナット部4の環状突出部45を装着貫通孔3に挿入するようにして、ナット部4を装着貫通孔3に固定する。そして次に、図1(b)で示すように、母材の裏側からナット固定部5のガイド部51を、ナット部4のガイド孔44に挿通して配置し、図示しないカシメ装置によって、ナット固定部5をナット部4にカシメて固定するものである。この場合、図1(c)で示すように、前記第1の噛合部53の山部53aが前記ナット部4の前記ガイド部51の周縁に噛合し、第2の噛合部55の山部55aが前記装着貫通孔3の周縁に噛合し、前記ナット部4を母材2にしっかりと固定するものである。また、鍔部56が前記装着貫通孔3の周縁にしっかりと蓋をするように嵌め込まれるものである。
With the above configuration, as shown in FIG. 1 (a), the
さらに、第1の噛合部53がガイド孔44の周縁に噛合することによって生じるガイド孔44周縁の肉余りは、第1の凹部52に吸収され、第2の噛合部55が装着貫通孔3の周縁に噛合することによって生じる母材2の肉余りは、第2の凹部54に吸収されるものである。これによって、ナット部4とナット固定部5、ナット固定部5と母材2の密着性を向上させることができるものである。
Furthermore, the surplus margin at the periphery of the
本発明の実施例2に係るナット固定部5Aは、図4で示すように、上述した実施例1とほぼ同一の構成であるが、第2の凹部54が省略された構造となっている。この場合、第2の噛合部55が噛合することによって生じる母材2の肉余りを第2の噛合部55の谷部55bによって吸収できる構造とすることによって、第2の凹部54を省略した不具合を解消できるものである。尚、実施例1に係るナット固定部5と同様の箇所及び同様の効果を奏する箇所には同一の符号を付してその説明を省略する。
As shown in FIG. 4, the
本発明の実施例3に係るナット固定部5Bは、図5で示すように、上述した実施例2のナット固定部5Aにおいて鍔部56を省略したことを特徴したものである。特に第2の噛合部55がカシメ装置による押圧力(カシメ力)を受けるに十分な大きさを有する場合には、鍔部56を省略しても良いものである。また、前記ナット固定部5Aには、雌ねじ部42Aに螺合するボルト等が突出する貫通孔57が形成されても良いものである。この実施例2においても、実施例1に係るナット固定部5と同様の箇所及び同様の効果を奏する箇所には同一の符号を付してその説明を省略する。
As shown in FIG. 5, the
本発明の実施例4に係るナット固定部5Cは、図6で示すように、上述した実施例1に係るナット固定部5の構成から、第2の噛合部55を省略したことを特徴とするものである。また、前記ガイド部51にも、前記第1の噛合部53の山部53a及び谷部53bに対応するように山部及び谷部が形成されるものである。このため、この実施例4では、第1の噛合部53がナット部4のガイド孔44の周縁に嵌合するだけで、ナット部4とナット固定部5Cを母材2の装着貫通孔3に嵌入されるものである。
As shown in FIG. 6, the
本発明の実施例5に係るナット部4Aは、図7で示すように、前記ナット固定部5,5A,5B,5Cのガイド部51が挿通されるガイド孔44を具備し、さらに雌ねじ部42Aがガイド孔44の径よりも小さい場合に使用されるものである。このように、ナット部4Aの雌ねじ部42Aの径を変化させることによって、種々の径のボルトに対応可能となるものである。尚、この実施例においても、上述したナット部4と同一の箇所及び同一の効果を奏する箇所には同一の符号を付してその説明を省略するものである。
As shown in FIG. 7, the
1 ナットファスナー
2 母材
3 装着貫通孔
4,4A ナット部
5、5A,5B,5C ナット固定部
40 本体部
41 ボルト装着側端部
42 雌ねじ部
43 母材側端部
44 ガイド孔
45 環状突出部
46 テーパ部
51 ガイド部
52 第1の凹部
53 第1の噛合部
53a 山部
53b 谷部
54 第2の凹部
55 第2の噛合部
55a 山部
55b 谷部
56 鍔部
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記ナット部は円筒状であり、その一方の端部から内部に所定の範囲で延出する雌ねじ部と、その他方の端部から内部に所定の範囲で延出するガイド孔とが形成されると共に、その他方の端部には、ナット部の軸方向に突出し前記装着貫通孔の内径よりも小さい外径を有する環状突出部が形成されること、及び、
前記ナット固定部は、前記ガイド孔の内径と略等しい外径を有するガイド部と、該ガイド部の基部に設けられ、前記ガイド孔の周縁に噛合する第1の噛合部と、該第1の噛合部の基部に設けられ、前記装着貫通孔の周縁に噛合する第2の噛合部とを少なくとも具備することを特徴とするナットファスナー。 A nut portion disposed on one side of a mounting through hole that opens at a predetermined position of a plate-like base material formed of resin, metal, or carbon fiber reinforced plastic (CFRP); and the other side of the mounting through hole In the nut fastener that is configured to be mounted and fixed to the mounting through hole by a caulking device,
The nut portion has a cylindrical shape, and is formed with a female screw portion extending from the one end portion within a predetermined range to the inside and a guide hole extending from the other end portion to the inside within a predetermined range. In addition, the other end is formed with an annular protrusion that protrudes in the axial direction of the nut portion and has an outer diameter smaller than the inner diameter of the mounting through-hole, and
The nut fixing portion includes a guide portion having an outer diameter substantially equal to the inner diameter of the guide hole, a first engagement portion provided at a base portion of the guide portion and meshing with a peripheral edge of the guide hole, A nut fastener comprising at least a second engagement portion provided at a base portion of the engagement portion and engaged with a peripheral edge of the mounting through-hole.
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JP2022161772A (en) * | 2021-04-08 | 2022-10-21 | 廣志 赤羽 | Fastener and carbon base material |
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