JP4393379B2 - 一体型フラグナット - Google Patents

Description

［関連出願］
この出願は、２０００年６月１０日に出願された米国仮出願第６０／３８７，３１８号の利益を主張する。

本発明は、典型的にはフラグナットと呼ばれるファスナーに関する。

２以上のワークピースを一緒に固定するために、ボルトやネジなどのファスナー（締結具）が、ワークピースの整列された開口に挿入される。このとき、ボルトやネジの頭部は、ワークピースの一方の外面に接して位置決めされ、また頭部から延びた長尺のネジ切りされたシャフトは、ワークピースの他方の外面を超えて延びる。ボルトやネジをワークピースに堅く固定することを確実にするために、ネジ切りされた開口を有するナットが、一般に、他方のワークピースの外面に接して堅く係合して位置決めされるまで、ボルトやネジのシャフトの回りに位置決めされる。

ところが、多くの応用では、ナットは、そのナットを締め付けるための駆動ツールやハンドレンチでさえも接近が制限される位置に配置されなければならない。この問題に対する初期の解決法は、フラグナットを作成することであった。フラグナットは小片の材料であり、それに対してナットが取り付けられる。フラグはナットの軸から直交して突出し、そしてナットの締め付け時にナットが回転すると、フラグは近くの構造、例えばフレームを捕らえて、締め付けプロセス中は、フラグがレンチとして作用する。

一般に、フラグナットは、２つの部分からなる（ツーピース）デザインである。１つの既知のツーピースデザインは、六角フランジナット上にクリンプされたバネ鋼フラグを有する。これに対し、もう１つの既知のツーピースデザインは、フラグ上または中に固定、溶接または挿通されたナットを有する。これら２つの既知のツーピースデザインは、ある種の問題を呈する。

ナット上にクリンプされたバネ鋼フラグに関すれば、このバネ鋼フラグは、適切なレベルの剛性と硬度を有する一方で、一般にはしばしば脆性破損、例えばストレス破壊およびストレス腐食破損の被害を受ける。これは、フラグの形状を型押しした後に、その部品が熱処理され、かくしてフラグが高度にストレスを受けて、バネ鋼フラグの脆性破損が起こるからである。フラグに対するナットの固定、溶接または挿通に関すれば、固定、溶接または挿通の完全性について常に疑問がある。両デザインはまた、複雑で重く、製造コストを増加し、また部品が緩くなる問題を有する。

従来のフラグナットはまた、設置中に構造部材と接触する鋭いエッジを有することがある。フラグナットのエッジが鋭いと、フラグナットのエッジは、取付中に構造部材上でハングアップして、ナットが適正に配置されないことがある。

かくして、ツーピースデザインのフラグナットによって与えられる欠点を克服するフラグナットに対する要望がある。

[目的および要約]
本発明の実施形態の主たる目的は、ナット部分の軸に直交して突出するフラグ部分を有する一体型（ワンピース）フラグナットを提供することにある。この場合、締め付け時にフラグナットが回転すると、フラグ部分は近くの構造を捕捉して、締め付けプロセス中はレンチとして作用する。

本発明の実施形態の１つの目的は、熱処理されていない一体型フラグナットを提供することにある。この一体型フラグナットは、それ故、クラッキングや脆性破損、例えばストレス破壊およびストレス腐食破損を受けにくい。

本発明の実施形態のもう１つの目的は、フラグ部分の上にリブを形成した一体型フラグナットを提供することにある。これは、一体型フラグナットを堅くし、設置中にフラグ部分のゆがみや曲がりを低減するためである。

本発明の実施形態のもう１つの目的は、丸められたエッジを有する一体型フラグナットを提供することにある。これは、ナットがボルト上に停止中に、一体型フラグナットのフラグ部分が絡まったりハングアップしたりすることを防止するためである。

本発明の実施形態のもう１つの目的は、外側エッジを有する一体型フラグナットを提供することにある。この外側エッジは、押出プロセスによって形成されているため、設置中に均一な材料厚を維持し続け、かくして一体型フラグナットの均一な強度を維持する。

本発明の実施形態の異なる目的は、従来のフラグナットと比較して複雑さが低減された一体型フラグナットを提供することにある。

本発明の実施形態のさらに異なる目的は、従来のフラグナットと比較して重さが低減された一体型フラグナットを提供することにある。

本発明の実施形態のもう１つの目的は、従来のフラグナットと比較して必要な製造コストが少ない一体型フラグナットを提供することにある。

本発明の実施形態のさらに異なる目的は、結合されていない部品が設置中に緩むような別々の部品を有しない一体型フラグナットを提供することにある。

本発明の実施形態のもう１つの目的は、固定、溶接または挿通の完全性について常に疑問を有しない一体型フラグナットを提供することにある。

簡単に、そして上記したことに従って、本発明の実施形態は、ナット部分の軸に直交して突出するフラグ部分を有する一体型フラグナットを提供する。この場合、設置中にフラグナットが回転すると、フラグ部分は近くの構造を捕捉して、設置プロセス中はレンチとして作用する。この一体型フラグナットは、押出プロセスによって形成される。一体型フラグナットはさらに、フラグ部分上に設けられたリブを有してフラグナットに追加の強度を与えるように形成されている。フラグ部分の外側エッジはまた、丸められて、フラグナットの適切な取付けを妨げることになる設置プロセス中の構造上でのフラグ部分のハングアップを防止する。

この発明の構造および動作の構成および手法は、その異なる目的および利点と共に、添付図面に関連してなされる以下の説明を参照することによって、最も良く理解される。図面において、同じ参照符号は同じ要素を識別している。

［図示された実施形態の詳細な説明］
この発明は、異なる形態の実施形態に受け入れ可能であるが、具体的な実施形態が図面に示され、ここで詳細に説明される。但し、この開示は、発明の原理の例示と考えられるべきものであって、この発明を、ここに図示されたものに制限することを意図したものではない、と理解されるべきである。

図１および２は、この発明の実施形態に係るフラグナット２０を示し、図３〜５は、フラグナット２０の用法を示し、図６は、フラグナット２０を製造する方法を示す。フラグナット２０は、一体型構造であり、締め付け時にフラグナット２０が回転すると、フラグナット２０は近くの構造８０を捕捉して、締め付けプロセス中はレンチとして作用する。フラグナット２０は、熱処理されていないので、クラッキングや脆性破損、例えばストレス破壊およびストレス腐食破損を受けにくい。フラグナット２０はさらに、フラグ部分２４の上に形成されたリブ７４を有するので、フラグナット２０を堅くし、設置中にフラグ部分２４のゆがみや曲がりを低減する。フラグナット２０はさらに、丸められたエッジ６６，６８，７０を有するので、ナットがボルト９４上に停止中に、フラグナット２４が絡まったりハングアップしたりすることを防止する。フラグナット２０はさらに、押出プロセスによって形成されているので、フラグナット２０は、均一な強度を維持し、複雑さを低減し、重さを低減し、製造コストを低減し、固定、溶接または挿通の完全性についての疑問を除去し、そして結合されていない部品のない１つの部品を提供する。

フラグナット２０は、一般にナット部分２２と、フラグ部分２４とを有する。これらは一緒に押出プロセスによって一体的に形成されている。

ナット部分２２は、ベース２６と、そこから延びた立壁２８とを有する。ベース２６は、上面３０と、底面３２とを有する。立壁２８は、ベース２６の上面３０から上側に延びている。ベース２６は概ね平坦で、所望の構成を有することができる。図１のように見られるとき、ベース２６は、立壁２８の下側に位置する第１のエッジまたは側部３４と、立壁２８の上側に位置する第２のエッジまたは側部３６と、立壁２８の左側に位置する第３のエッジまたは側部３８とを有することが好ましい。この場合、第１および第２のエッジ３４，３６は互いに平行であり、また第３のエッジ３８は第１および第２のエッジ３４，３６の双方に対して直交している。第４のエッジまたは側部４０は、第１のエッジ３４の第１の端部４２を第３のエッジ３８の第１の端部４４に接続する。第５のエッジまたは側部４６は、第２のエッジ３６の第１の端部４６を第３のエッジ３８の第２の端部４８に接続する。第１のエッジ３４の第２の端部５０と第２のエッジ３６の第２の端部５２は、以下で論じられるように、フラグ部分２４の端部に接続されている。

図２に示されているように、立壁２８は、ベース２６と一体的に形成され、好ましくは円筒形であり、そして軸Ｚ−Ｚを中心に設けられている。立壁２８を通して開口５４が設けられ、開口壁面５６を規定している。図２に最も良く示されているように、開口５４は、立壁２８を通して立壁２８の上端５８から立壁２８の底端６０まで延び、更にベース２６を通してベース２６の上面３０からベース２６の底面３２まで延びている。開口５４は、ネジ切りされていることが好ましい。

フラグ部分２４は、ナット部分２２と一体的に形成され、そしてナット部分２２のベース２６から延びる。このフラグ部分は、第１のエッジ３４の第２の端部５０と第２のエッジ３６の第２の端部５２とに接続された端部を有する。フラグ部分２４は、ナット部分２２のベース２６から外側に、軸Ｘ−Ｘに沿って、軸Ｙ−Ｙおよび軸Ｚ−Ｚの双方に直交して延びている。

図１のように見られるとき、フラグ部分２４の第１のエッジ６６は、右方向外側に、且つベース２６の第１のエッジ３４の第２の端部６０から上向きに延びている。フラグ部分２４の第２のエッジ６８は、右方向外側に、且つベース２６の第２のエッジ３６の第２の端部６２から下向きに延びている。フラグ部分２４の第３のエッジ７０は、フラグ部分２４の第１および第２のエッジ６６，６８の端部を一緒に接続する。これら端部は、第１のエッジ３４の第２の端部５０と第２のエッジ３６の第２の端部５２にそれぞれ接続されたフラグ部分２４の第１および第２のエッジ６６，６８の端部とは反対側のものである。

フラグ部分２４のエッジ６６，６８，７０は、図２に最も良く示されているように、上向きに丸められていることが好ましい。これは、設置中に、フラグ部分２４が構造部材８０にハングアップしたり絡まったりして、部材７８の外面９０に接するフラグナット２０の適切な配置を妨害してしまわないようにするためである。

ナット部分２２のベース２６の上面３０と釣り合ったフラグ部分２４の上面７２は、図２に最も良く示されているように、そこから上向きに延びたリブ７４を有する。図１に最も良く示されているように、リブ７４はまた、フラグ部分２４の上面７２に沿って、軸Ｘ−Ｘと比べて外向きに、第１及び第２のエッジ６６，６８に向かって延びている。フラグ部分２４を堅くして、設置プロセス中のフラグ部分２４のゆがみや曲がりを低減する上で望まれる機能をリブ７４が果たす限り、リブ７４は、どのような構成にでも、例えば図１に示されているように形成することができる。

次に図３〜５に関して、フラグナット２０の設置が論じられる。例えば、第１の部材７６を第２の部材７８に取り付けることが望まれるときに、フラグナット２０は使用される。この場合、第２の部材７８は、構造部材８０を有する。この構造部材は、第２の部材から、第１および第２の部材７６，７８の一緒に接続される領域の付近へ延びている。このため、通常のナットは、スペース制限のために、駆動ツールでは容易にそこへ取り付けることができない。第１の部材７６は、内面８２と、外面８４と、そこを通る開口８６とを有する。同様に第２の部材７８は、内面８８と、外面９０と、そこを通る開口９２とを有する。構造部材８０は、第２の部材７８の外面９０から延びている。

設置に先行して、図３に示されるように、第１および第２の部材７６，７８は、互いに接して位置決めされる。この結果、それらの内面８２，８８は互いに隣接するように位置決めされ、また開口８６，９２は互いに整列する。大径の頭部９６と、そこから延びた長尺のネジ切りされたシャフト９８とを有するボルト９４は、整列された開口８６，９２に挿入されている。整列された開口８６，９２にボルト９４が挿入されることにより、ボルト９４の大径の頭部９６は、第１の部材７６の外面８４に接して位置決めされ、また長尺なシャフト９８は、開口８６，９２を通過し、さらに第２の部材７８の外面９０を超えて延びている。

予め例えば手で、フラグナット２０のナット部分２２の開口壁面５６にボルト９４の長尺なシャフト９８を螺合させることによって、フラグナット２０をボルト９４に少し噛ませる。図４に示されるように、フラグナット２０は、フラグナット２０のフラグ部分２４が第２の部材７８の構造部材８０と接触するまで、ボルト９４に対して相対的に回転させられる。フラグ部分２４のエッジ６６，６８は丸められているので、フラグ部分２４が設置プロセス中に構造部材８０とハングアップしたり絡まったりして、第２の部材７８の外面９０に接するフラグナット２０の適正な配置を妨害してしまうことがない。

フラグナット２０のフラグ部分２４が構造部材８０と接触した後に、駆動ツール（図示せず）、例えば電動ドライバが、ボルト９４の大径の頭部９６に係合される。フラグナット２０は、設置プロセス中にレンチとして作用して、フラグナット２０を定位置に保持するので、駆動ツールは、ボルト９４をフラグナット２０に対して回転する。ボルト９４が回転されるに従って、フラグナット２０は、図５に示されるように、ナット部分２２のベース２６の底面３２が第２の部材７８の外面９０に接して配置されるまで、ボルト９４の長尺なシャフト９８の長さに沿って下方に移動または進行して、第１及び第２の部材７６，７８を一緒に固定する。

フラグナット２０のフラグ部分２４上に設けられたリブ７４は、フラグ部分２４を堅くして、ツーピースのフラグナットデザインのフラグ部分と比べて、設置プロセス中のフラグ部分２４のゆがみや曲がりを低減する。

フラグナット２０は、押出プロセスでワンピースデザインに形成されているので、フラグナット２０は、従来のツーピースのフラグナットデザインと比べて、複雑さ、重さ、製造コストおよび脆性破壊に対する可能性が低減されている。ワンピースデザインはまた、従来のツーピースのフラグナットデザインにあるような部品の緩みや、ナットとフラグ間の接続の完全性についての心配を確実になくすことができる。フラグナット２０は押出プロセスによって形成されているので、その外側エッジは設置中に均一な材料厚を維持する。

図６に最もよく示されているように、フラグナット２０は、最初に金属ブランク１００をフラグナット２０の形状に押出すことによって形成される。但し、この段階では、丸められたエッジ６６，６８，７０や、ネジ切りされたナット部分２２、それにリブ７４はない。押出ブランク１００のナット部分２２は、それから内面にネジ切りされる。押出ブランク１００は、次いで型押しされて（スタンプされて）、そのフラグ部分２４上にリブ７４を形成する。最後に、フラグ部分２４のエッジ６６，６８，７０は上側に丸められる。ここで留意されるべき点は、このプロセスはフラグナット２０を製造するに好ましいものではあるが、これらの工程の動作の順序は必要に応じて変更され得るということである。

発明の好ましい実施形態がここに図示され、説明されたが、前述の説明の精神及び範囲を逸脱すること無しに、当業者が種々の修正例を工夫することは想像される。

この発明のフラグナットの上部平面図である。 この発明のフラグナットの図１の線２−２を通る断面図である。 この発明のフラグナットを使用する動作の立側面図である。 この発明のフラグナットを製造する方法のブロック図である。

Claims (3)

1. 一体型フラグナットを製造する方法であって、金属ブランクを、軸を有するナット部分とこのナット部分の軸に直交して突出するフラグ部分とを備えた所定の形状に押出し、ナット部分の内面にネジを切り、さらにフラグ部分上にリブを形成し、フラグ部分のエッジを丸めることを特徴とする方法。
2. 一体型フラグナットを製造する方法であって、金属ブランクを、軸を有するナット部分とこのナット部分の軸に直交して突出するフラグ部分とを備えた所定の形状に押出し、ナット部分の内面にネジを切り、さらにフラグ部分内にリブを型押しし、フラグ部分のエッジを丸めることを特徴とする方法。
3. 一体型フラグナットを製造する方法であって、金属ブランクを、軸を有するナット部分とこのナット部分の軸に直交して突出するフラグ部分とを備えた所定の形状に押出し、ナット部分の内面にネジを切り、さらにフラグ部分のエッジを丸め、フラグ部分上にリブを型押しすることを特徴とする方法。

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