JP2021046921A

JP2021046921A - カシメナット

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Publication number: JP2021046921A
Application number: JP2019170686A
Authority: JP
Inventors: 近藤　茂樹; Shigeki Kondo; 茂樹近藤
Original assignee: Press Kogyo Co Ltd
Current assignee: Press Kogyo Co Ltd
Priority date: 2019-09-19
Filing date: 2019-09-19
Publication date: 2021-03-25
Anticipated expiration: 2039-09-19
Also published as: EP4033112A1; WO2021054205A1; JP6824352B1; EP4033112A4

Abstract

【課題】ナット部のねじ孔の変形を防止又は抑制できるカシメナットを提供する。【解決手段】カシメナット１は、ネジ穴７が形成されたナット部２と、ナット部２の端面２ａから軸方向に延びて形成されたカシメ部５とを備え、カシメ部５は、筒状に形成されると共に基端から先端に向かうにつれて外周が縮径するテーパ状に形成され、ナット部２のカシメ部５側には、カシメ部５より外周側に形成される外周側端面８が形成されると共に、カシメ部５より内周側に形成される内周側端面９が形成され、カシメ部５の基端部には、カシメ部５の外周面５ａと外周側端面８とを接続する断面円弧状の外側アール部１０が形成されると共に、カシメ部５の内周面５ｂと内周側端面９とを接続する断面円弧状の内側アール部１１が形成され、外側アール部１０の半径Ｒ１が、内側アール部１１の半径Ｒ２より大きく設定される。【選択図】図１

Description

本開示は、被取付板に取り付けるためのカシメナットに関する。

中板又は厚板で構成される被取付板にナットを取り付ける場合、一般にナットは溶接にて取り付けられる。

被取付板にナットを溶接する場合、ナットの雌ネジにセット具の雄ネジをねじ込み、被取付板にナットを固定した後、ナットと被取付板の接触部の一部を溶接する。

また、ボルト孔端部に取り付けられるカシメナットとしては、特許文献１記載のものが知られている。このカシメナットは、雌ネジ孔縁部から軸方向に突起するカシメ部を有する。カシメ部は、内径を雌ネジ孔より小さく形成されており、ボルト状のカシメロッドが挿入されることで強制的に外側に押し曲げられて広げられる。

またさらに、特許文献２記載の圧入ナットは、パネルの取付孔に挿入されるナット固定部を有する。ナット固定部は、上から順に、段部、溝部及び挿入部を有する。段部及び挿入部の側面には、ネジ山が形成されている。挿入部は、取付孔に挿入されることで取付孔の側面の部分を変形させ、その変形された材料をネジ山の間に入り込ませる。段部は、取付孔の側面の材料を溝部に入り込ませる。

特開平１０−２５２７３３号公報特開２０１３−１１３３９６号公報特開２０１９−０５６４０２号公報

ところで、被取付板にナットを溶接する方法では、以下の課題がある。
１．ナットの雌ネジ部が、溶接時の熱によって変形する
２．ナットの雌ネジ部の熱膨張により、セット具の雄ネジ部と、ナットの雌ネジ部とが圧着される
３．セット具を取り外したナットの雌ネジ部に、他のナットを溶接した際のスパッタが付着する
４．ヒュームコレクタ等の設備投資が必要となる
５．溶接ワイヤ、ＣＯ2ガス等の費用が生じる
６．溶接ワイヤ、ＣＯ2ガス等を欠品させないよう管理する必要がある

他方、特許文献１記載のカシメナットと、特許文献２記載の圧入ナットとは、溶接を用いないため、溶接に伴う上記課題を解決可能である。

しかし、特許文献１記載のカシメナットは、カシメ部の基部を押し曲げるため、その曲げ点が弱く、取付後のナットに高トルクが負荷された時にカシメ部の基部が破損し易いという欠点がある。

また、特許文献２記載の圧入ナットは、単に圧入によって取り付けられるため、取付後のナットに高トルクが負荷された時に緩み易い欠点がある。

そこで、特許文献３に記載のカシメナットによれば、これらの課題を解決できる。

しかし、特許文献３に記載のカシメナットは、被取付板に取り付けるとき、カシメ部に負荷される軸方向のカシメ力がナット部内で径方向内方に伝達され、ナット部のねじ孔が変形する可能性がある。

そこで本発明は、かかる事情に鑑みて創案され、その目的は、ナット部のねじ孔の変形を防止又は抑制できるカシメナットを提供することにある。

本発明の一の態様によれば、
被取付板の下孔に取り付けるためのカシメナットであって、
ネジ穴が形成されたナット部と、
前記下孔の内周面に圧着させるべく前記ナット部の端面から軸方向に延びて形成されたカシメ部とを備え、
前記カシメ部は、筒状に形成されると共に基端から先端に向かうにつれて外周が縮径するテーパ状に形成され、
前記ナット部の前記カシメ部側には、前記カシメ部より外周側に位置する外周側端面が形成されると共に、前記カシメ部より内周側に位置する内周側端面が形成され、
前記カシメ部の基端部には、前記カシメ部の外周面と前記外周側端面とを接続する断面円弧状の外側アール部が形成されると共に、前記カシメ部の内周面と前記内周側端面とを接続する断面円弧状の内側アール部が形成され、
前記外側アール部の半径が、前記内側アール部の半径より大きく設定された
ことを特徴とするカシメナットが提供される。

好ましくは、軸方向における前記外周側端面の位置は、前記内周側端面より前記カシメ部の先端側、又は、前記内周側端面と同じ位置に配置される。

本発明によれば、ナット部のねじ孔の変形を防止又は抑制できるカシメナットを提供できる。

本発明の一実施の形態に係るカシメナットの側面図である。図１のＡ−Ａ線矢視図である。カシメナットをカシメている状態の側面図である。比較例となるカシメナットの側面図である。比較例となるカシメナットの側面図である。被取付板に取り付けられたカシメナットの側面図である。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。

図１は、本発明に係るカシメナットの側面図である。図中一点鎖線は中心軸Ｃであり、中心軸Ｃより左側はカシメナットの断面を示す。図２はカシメナットをカシメ部側から視た図１のＡ−Ａ線矢視図である。

図１、図２及び図３に示すように、カシメナット１は、ナット部２と、ナット部２の一方の端面２ａから軸方向に延びて形成され、被取付板３の下孔４に挿入されるカシメ部５とを備える。

ナット部２は、概ね六角ナットと同じ形状に形成される。具体的には、ナット部２は、六角筒状に形成されるナット本体部６と、ナット本体部６に同軸に形成されるネジ穴７とを備える。ネジ穴７の内周面には、雌ネジ７ａが形成される。また、ナット部２のカシメ部５側には、カシメ部５より外周側に位置する外周側端面８が形成されると共に、カシメ部５より内周側に位置する内周側端面９が形成される。外周側端面８は、被取付板３の取付面３ａに着座される着座面を構成する。

カシメ部５は、筒状に形成されると共に、ナット部２の外周側端面８及び内周側端面９から中心軸Ｃの軸方向に延びて形成される。また、カシメ部５は、先端に向かうにつれて外周が縮径するテーパ状に形成される。中心軸Ｃの軸方向に対する外周面の傾斜角度θは、概ね１°以上７°以下の範囲内であればよい。なお、上述の各数値はあくまで例示であり、適宜変更可能である。

カシメ部５の先端は、下孔４の最も細い部分の直径φよりも小径に形成される。カシメ部５の内径ｄは、全長に亘って一定に形成されると共に、雌ネジ７ａの谷径Ｄ１より大きく形成される。また、カシメ部５の軸方向の長さａは、下孔４の軸方向の長さｂより長く形成される。カシメ部５は、下孔４と同じ長さｂ又は下孔４より短い長さになるまで軸方向にカシメられたとき、下孔４の内周面２５に圧着される。

カシメ部５の基端部には、カシメ部５の外周面５ａと外周側端面８とを接続する断面円弧状の外側アール部１０が形成される。また、カシメ部５の基端部には、カシメ部５の内周面５ｂと内周側端面９とを接続する断面円弧状の内側アール部１１が形成される。

ナット部２及びカシメ部５は、一般構造用圧延鋼材で形成される。なお、ナット部２及びカシメ部５は、一般的に六角ナットに用いられる他の材料で形成されてもよく、例えば、機械構造用炭素鋼材やステンレス鋼材等で形成されてもよい。

また、被取付板３は、平板状の鋼材で構成される。なお、被取付板３は、カシメナット１の外周側端面８を着座させる取付面を有するものであれば他のものであってもよい。例えば、被取付板３は、車両のシャシフレーム等に用いられるチャネル材で構成されてもよい。また、被取付板３の材料は、鉄に限られず、樹脂や非鉄金属であってもよい。

ところで、特許文献３に記載のカシメナット（図示せず）は、被取付板に取り付けられるとき、カシメ部に負荷される軸方向のカシメ力がナット部内で径方向内方に伝達され、ナット部のネジ穴７が変形する可能性がある。

そこで、本実施の形態では、外側アール部１０の半径Ｒ１が、内側アール部１１の半径Ｒ２より大きく設定される。具体的には、内側アール部１１の半径Ｒ２が０．１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下の範囲にあるとき、外側アール部１０の半径Ｒ１は半径Ｒ２より０．３ｍｍから１．０ｍｍ大きく設定される。

これにより、カシメ部に負荷される軸方向のカシメ力がナット部内で径方向内方に流れるのを抑制でき、ネジ穴７の変形を防止又は抑制できる。

かかる効果をもたらす本実施の形態の作用について説明する。

被取付板３にカシメナット１を取り付ける場合、まず、被取付板３にプレス加工にて下孔４（ピアス孔）を形成する。このとき、プレス加工用のパンチ（図示せず）と対向する面側（せん断面２３側）では、孔縁にダレ（孔縁が全周に亘って凹む現象）が発生する。また、被取付板３を貫通したパンチが抜け出る面側（破断面２４側）では、孔径の拡大が発生する。

次に、被取付板３の下孔４内にカシメナット１のカシメ部５をせん断面２３側から挿入する。なお、カシメ部５は、下孔４の破断面２４側から挿入してもよい。

この後、カシメ部５内に図示しないピンを挿入する。ピンは、カシメ部５の径方向内方への変形を防止するためのものであり、カシメ部５内に密に嵌合される。

この後、カシメナット１を軸方向の両側から挟んで軸方向に押圧する。

これにより、カシメ部５に軸方向のカシメ力が負荷され、そのカシメ力はナット部２内でネジ穴７から離れる方向（径方向外方）に流れる。このため、ネジ穴７に向かうカシメ力の成分を弱めることができ、座屈変形によるナット部２のネジ変形、ネジピッチ崩れを防止又は抑制できる。すなわち、（外側アール部１０の半径Ｒ１）＞（内側アール部１１の半径Ｒ２）とすることで、カシメ時に圧縮変形したカシメ部５の材料が外側アール部１０に沿って径方向外方に案内される。このため、ナット部２のネジ変形、ネジピッチ崩れが防止又は抑制される。

仮に、図４に示す比較例のカシメナット３０のように、（外側アール部１０の半径Ｒ１）＝（内側アール部１１の半径Ｒ２）であった場合、カシメ部５に負荷されるカシメ力は、ナット部２の径方向内方のネジ穴７に流れ、ネジ穴７が径方向内方に出っ張るように変形する可能性がある。しかし、上述したように本実施の形態に係るカシメナット１は、カシメ力をナット部２の径方向外方に流すことができる。このため、本実施の形態に係るカシメナット１は、図４に示す比較例のカシメナット３０よりもネジ穴７の変形を防止又は抑制できる。

そしてさらに、本実施の形態に係るカシメナット１のように、カシメ力をナット部２のネジ穴７から遠ざけて径方向外方に偏向させることは、軸方向のカシメ力を被取付板３の下孔４の内周面２５に向けることになる。このため、下孔４の内周面２５とカシメ部５の密着力を高めることができる。

またさらに、本実施の形態に係るカシメナット１の外周側端面８は、内周側端面９よりカシメ部５の先端側に配置される。これにより、カシメ時に圧縮変形したカシメ部５の材料がさらに外側アール部１０に沿って径方向外方に流れ易くなる。よって、ナット部２のネジ変形、ネジピッチ崩れがさらに効果的に防止又は抑制される。

仮に、図５に示す比較例のカシメナット４０のように、軸方向における内周側端面９の位置が外周側端面８の位置よりカシメ部５の先端側に配置される場合、カシメ力がネジ穴７に近づく方向（径方向内方）に偏向され易くなる。この場合、ナット部２のネジ変形、ネジピッチ崩れが発生し易くなる。しかし、上述したように本実施の形態に係るカシメナット１は、カシメ力をナット部２の径方向外方に流すことができる。このため、本実施の形態に係るカシメナット１は、図５に示す比較例のカシメナット４０よりもネジ穴７の変形を防止又は抑制でき、ネジ変形、ネジピッチ崩れの発生を防止又は抑制できる。

図６に示すように、被取付板３に取り付けられたカシメナット１は、カシメ部５を軸方向に潰されると共に拡径されて下孔４の内周面２５に強固に圧着される。またさらに、下孔４の直径は、せん断面２３側より破断面２４側が大きい。このため、破断面２４側のカシメ部５は、せん断面２３側のカシメ部５より大径となり、カシメナット１の抜け止めとして好適に機能すると共に、外周側端面８との間で被取付板３の一部を挟んでカシメナット１を被取付板３に強固に固定させる。

１：カシメナット
２：ナット部
２ａ：端面
５：カシメ部
５ａ：外周面
５ｂ：内周面
７：ネジ穴
８：外周側端面
９：内周側端面
１０：外側アール部
１１：内側アール部
Ｒ１：半径
Ｒ２：半径

Claims

被取付板の下孔に取り付けるためのカシメナットであって、
ネジ穴が形成されたナット部と、
前記下孔の内周面に圧着させるべく前記ナット部の端面から軸方向に延びて形成されたカシメ部とを備え、
前記カシメ部は、筒状に形成されると共に基端から先端に向かうにつれて外周が縮径するテーパ状に形成され、
前記ナット部の前記カシメ部側には、前記カシメ部より外周側に位置する外周側端面が形成されると共に、前記カシメ部より内周側に位置する内周側端面が形成され、
前記カシメ部の基端部には、前記カシメ部の外周面と前記外周側端面とを接続する断面円弧状の外側アール部が形成されると共に、前記カシメ部の内周面と前記内周側端面とを接続する断面円弧状の内側アール部が形成され、
前記外側アール部の半径が、前記内側アール部の半径より大きく設定された
ことを特徴とするカシメナット。
軸方向における前記外周側端面の位置は、前記内周側端面より前記カシメ部の先端側、又は、前記内周側端面と同じ位置に配置された
請求項１に記載のカシメナット。