JP4881917B2 - インサートナットおよびｔナット - Google Patents

Description

本発明は、例えばテーブル板にボルトで脚を固定する場合等、所望の部材同士を連結固定する場合に使用するインサートナットおよびＴナットに関し、使用するナットに関する。

先ず、Ｔナットについて、下記の特許文献１に記載してあるところの、本発明者と同一人が先に開発していたものを一従来例として説明する。このＴナットは、先ず、一枚の金属板に絞り加工を施して、円筒の軸部の一端にフランジを有した形状のものを作製し、その軸の内面に、ねじ切り加工を施して雌ねじを形成したものである。
この従来のＴナットの場合、軸部の内面の雌ねじは、ねじ切り加工を施して形成するので、軸部の基となった金属板は、その肉厚が薄いと、ねじ切り加工の際、周壁が破れるおそれがある。

そこで、軸部を形成する金属板はある程度の肉厚（例えば少なくとも１．２ｍｍ〜１．０ｍｍ位）が必要であり、肉厚の範囲が限られるので、コスト低減を図るにもおのずと制約があった。
また、ねじ切り加工のため、多量の切り屑が発生することから、その切りくず処理に多くの手間と費用を要するといった問題があった。
そこで、この問題に対処するため、本出願人は、下記の特許文献２に開示されているような構成のＴナットを提案した。

この特許文献２に開示されたものは、先ず、所定の厚さの矩形の金属板の一方の面に対し、一つの辺に対して所定の角度を成す複数の平行線を設定し、各平行線に沿って金属板の両面から凹凸溝を有したダイとパンチで狭圧して、複数の凹凸の並びを形成する。
そして、この凹凸が生成された金属板を、前記一つの辺に隣接する二つの対向辺同士を付き合わせる形で円筒状に巻き、その対向辺同士を接合する。
こうして、内外面に、前記凹凸がねじ山と谷となった形のＴナットの軸部が形成される。そして、その軸部の一端に、別途形成したドーナツ板状のフランジを接合して、所望のＴナットを得るものである。

このような方法で作製されたＴナットであれば、ねじ切りを行わないので、特許文献１に開示されたＴナットに比べて、厚さの薄い金属板を使用することができる。
従って、軸部を構成する金属板の厚みの選定の幅が広がり、材料コストの削減に繋がるとともに、切り屑の発生もないので、上記切り屑の処理に要する手間をなくすことができる。
また、ねじ切り加工による金属板の破損といったこともないので、不良品の発生を大いに抑えることができ、製造コストの削減にも大きく寄与することができる。
特開平１１−２９５４３４号公報 特開２００７−８５４３１号公報

しかしながら、上記特許文献２に開示された形態の軸部の場合、矩形の金属板を巻いて円筒にする際に、その内面側のねじ山が、圧縮作用を受けて潰れてしまうことがあり、歩留まりが低い、という欠点があった。
そこで、この発明は、ねじ切りによってねじを形成するのではなく、金属板の表面にプレス加工で凹凸を形成し、その凹凸でねじ山と谷を構成し、その金属板を筒状に巻いて軸部を構成する形態のインサートナットあるいはＴナットについて、その内面側のねじ山（凸部）が、金属板を巻いて筒状にする際に、潰れるおそれがないようにして、その歩留まりを高めることにある。

上記課題を達成するための請求項１に係る発明は、雌ねじ形成部材を装着孔に装着されて使用されるインサートナットであって、矩形の金属板の表面に、その金属板を正多角形筒に折り曲げるための複数の曲げ代を、前記矩形の一辺に直角に、その矩形の一辺に沿って等間隔で設定し、かつ、その一辺に対して所定の角度で傾斜した複数の平行直線群を設定し、前記曲げ代を除き、前記複数の平行直線群のそれぞれの線上を金属板の両面から挟圧してねじ山を形成し、前記曲げ代に沿って折り曲げ、折り曲げた時に隣接する対向辺に形成された接合形状同士を接合して正多角形筒としたものを軸部とすることを特徴とするものである。

請求項２に係る発明は、矩形の一辺に、長手方向をその一辺に平行とした帯体がブリッジ部を介して一体化された形状の金属板の、前記矩形の部分の表面に、その矩形を正多角形筒に折り曲げるための複数の曲げ代を、前記矩形の一辺に直角に、その矩形の一辺に沿って等間隔で設定し、かつ、その矩形の一辺に対して所定の角度で傾斜した複数の平行直線群を設定し、前記曲げ代を避ける形で前記複数の平行直線群のそれぞれの線上を金属板の両面から挟圧してねじ山を形成し、前記曲げ代に沿って折り曲げて、前記矩形の一辺に隣接する対向辺同士を接合して正多角形筒とし、かつ、前記帯体の長手方向を折り曲げて両端を接合し、多角形の環状にし、その環状部を、前記軸部を回動させるための係合フランジとした。

請求項３にかかる発明は、上記に記載のインサートナットにおいて、上記帯体の両端を接合して上記軸部を回動させるための係合フランジとすることに替えて、上記環状と上記正多角形筒とを併せた筒状のものの外面に雄ねじ形状または楔形状を有した樹脂層を形成するようにした。

請求項４にかかる発明は、矩形の金属板を、その矩形の一辺に平行な直線を境界線として第一と第二の二つの矩形の領域に分け、前記第一の矩形の領域の表面に、その第一の矩形を正多角形筒に折り曲げるための複数の曲げ代を、前記境界線に直角に、その境界線に沿って等間隔で設定し、かつ、その境界線に対して所定の角度で傾斜した複数の平行直線群を設定し、前記曲げ代を避ける形で、前記複数の平行直線群のそれぞれの線上、金属板の両面か挟圧してねじ山を形成し、その第一の領域を前記曲げ代に沿って折り曲げて、前記矩形の一辺に隣接する対向辺同士を接合して正多角形筒としたものを軸部とし、前記第二の領域を、前記軸部の筒軸に対して折り曲げられて円板状若しくは放射状のフランジ部とした。

請求項５にかかる発明は、上記に記載のＴナットにおいて、上記第二の領域に上記第一の領域の曲げ代を延長した線に沿って切れ目を入れるようにした。

本発明は上記のような構成を採用したので、軸部の内面側のねじ山が潰れるおそれがなく、「ねじ切りによってねじを形成するのではなく、金属板の表面にプレス加工で凹凸を形成し、その凹凸でねじ山と谷を構成し、その金属板を筒状に巻いて軸部とする形態」のＴナットやインサートナットを、不良品の発生が少なく、歩留まりのよい生産を行える。

以下、本発明の実施形態について説明する。
本発明は、周面にねじ山を有したＴナットやインサートナットの軸部を形成するのに矩形の金属板を用いるのであるが、以下の各実施形態では不銹鋼板としてステンレス鋼板を用いているが、本発明はこうしたものに限られるものではない。

（第一の実施形態）
本例の実施形態は、Ｔナットを例示しており図１は、軸部の基材とする金属板１０の正面図を示す。
図に示すように、この金属板１０は長方形であり、その長方形の長辺を水平にした図の手前側の面に、その長辺に対して、所定の角度を付けて、互いに平行な複数の傾斜直線群Ｌを設定する。
図では、この傾斜直線群Ｌを一点鎖線で示している。この複数の傾斜直線群Ｌは、それぞれの線に沿って本実施形態のねじ用の山（以下、ねじ山という）を形成するためのねじ山形成予定線１である。
そして、そのねじ山形成予定線１の、図において上下方向に隣接するもの同士の間がねじの谷の形成予定部２となる。

次に、図２に示すように、これらのねじ山形成予定線１とは別に、この実施形態では、金属板１０を折り曲げて、後に示す正九角筒を構築するための曲げ代３が設定されている。
また、両短辺のそれぞれの側に、その短辺から内側の所定の幅は前記ねじ山形成予定線１が存在しない領域が設定されている。
このねじ山形成予定線１が存在しない領域は、その両短辺同士を接合するための接合代４となる部分である。
図の左右の接合代４の部分には、それぞれ互いに係合する係合形状４ａが形成されている。

そして、その両側の接合代４の内側の領域に、長辺に対して垂直な八本の曲げ代３が等間隔に設定されている。
これら八本の曲げ代３は、前記複数のねじ山形成予定線１と交差する。
なお、前記接合代４における接合部４ａの形状は、図２の丸枠の中に部分拡大して示したような形状になっている。
以上のようにして、ねじ山形成予定線１と曲げ代３を設定したところで、次に、金属板１０を、その両面から凹凸を有したパンチとダイで狭圧する。
このプレス加工によって、図３に示すように、金属板１０のねじ山形成予定線１上にねじ山用の凹凸が形成され、それらの凹凸により、ねじ山５と谷６が形成される。

ここで、このねじ山５と谷６を形成するのにプレス加工でもって行う、ということについては、背景技術の項で紹介した第二の公知文献（特許文献２）でも開示されていたことであるが、本発明のものがその背景技術の項のものと異なるのは、そのねじ山形成予定線１に沿って連続したプレスを施すのではないという点である。
すなわち、図３に示したように、このねじ山形成予定線１において、それと交差する前記曲げ代３の部分にはプレスを施さないような不連続線からなるプレスを行うのであるが、このとき、ねじ山５の高さは、後述するように曲げ代３で折り曲げられて正九角形に形成されたときに、隣り合うねじ山５の頂部５ａ・５ａ同士が干渉し合わないようにする必要がある。

つまり、折り曲げ代３を確保しつつ、隣り合うねじ山５の頂部５ａ・５ａ同士が干渉し合わないようにするために、図４に示すようにねじ山５の形状は平面視において矩形若しくは台形であって、ねじ山５の頂部５ａが、形成される正多角形の１つの内角θの１／２の角度の延長線７を越えることのないように設定される。
因みに、多（ｎ）角形の１つの内角は(１８０×（ｎ−２）)／ｎで表されることから、正九角形の１つの内角は１４０度であり、前記ねじ山５の頂部５ａは７０度の延長線７を越えることのないように設定されている。

以上のように加工された金属板１０を、図５に示すように、前記曲げ代３に沿って折り曲げて、対向短辺の接合代４の接合形状４ａで接合すると、図６（ａ）に示すように、内面にねじ山５を形成した正九角筒７が形成される。
この正九角筒が、本発明のＴナット１００を形成する場合の軸部８の部分となり、凸部と凹部が軸部８のねじ山５と谷６を構成する。
こうして形成されたねじが特徴的なのは、軸部８の曲げ代３の部分においてねじ山５が途切れて、不連続になっていながらねじ山５を形成している点である。

この後、図６（ｂ）に示すように、別途形成しておいたフランジ９をこの軸部７の一端に接合すると、本実施形態のＴナット１００が完成する。
フランジ９は、外形が真円で、中心に前記軸部８の正九角形の外形に対応する正九角形の穴１１を有したドーナツ状の円板で、その中心の穴１１に、軸部８の一端を嵌め合わせ、接着剤による接着や溶着若しくはロー付け等の固着手段で固着する。
なお、図示はしないが、このフランジ９には、例えば特開平１１−２４１７１３号公報や特開２００７‐８５４３１号等に示すように、装着対象にＴナット１００を固定するための爪などの突起や膨らみが形成される場合がある。

本実施形態では、Ｔナット１００の軸部８を上記のようにして形成したので、その軸部８の基となる金属板１０を折り曲げて正九角筒にする際に、内面側に形成されたねじ山５が、その形成領域である正九角筒の各側面上では直線状であり、且つ、このねじ山５の部分が補強用のリブの働きをするので、内外面を挟圧して円筒状に折り曲げていた従来のように、ねじ山５の配設方向、つまり、ねじ山５を潰す方向に作用する圧力は作用しない。
従って、先ず、この点でねじ山５が潰れるおそれがない。

次に、ねじ山５が潰れることのないようにした他の構成として、先述の曲げ代３の幅寸法を以下のようにしている。すなわち、凹凸を形成した金属板１０を曲げ代３に沿って折り曲げて正九角筒にした際、正九角筒の九つの各側面に形成されたねじ山５の隣接するねじ山の頂部が干渉することがない。
したがって、曲げ代３で折り曲げられる時、ねじ山５の端部同士が干渉することがないので、この点からも、ねじ山５が潰れるおそれがない。

（第二の実施形態）
第二の実施形態は、本発明のＴナットに対応する実施形態である。その完成状態を図７に示し、符号２００を付す。
このＴナット２００は、正九角筒の軸部２８７の一端にフランジ２９が一体化して形成されたものであり、前記第一の実施形態と同じ要素については、同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。
このようなＴナット２００を作製するのに、先ず、図７に示すように、矩形の金属板２０を、その矩形の一辺に平行な直線を境界線２１として第一の領域２２と第二の領域２３の二つの矩形の領域に分ける。その第一の領域２２が、最終的に軸部２７となるねじの形成部、第二の領域２３が、この軸部２８に一体化されてフランジ２９となるフランジ予定部である。

次に、図８に示すように、前記第一の実施形態と同じやり方で、正九角筒とする第一の領域２２に、前記ねじ山形成予定線１と、正九角筒に折り曲げるための曲げ代３と、接合代４を設定する。この内、接合代４だけは、前記第二の領域２３まで延長する。第二の領域の接合代４は、本実施形態で形成されるフランジ２９用の接合代である。なお、接合代４の部分には、前記第一の実施形態と同様の形状をした係合形状４ａが設けられている。
続いて、その図９に示した金属板２０に対し、図１０に示すように、前記曲げ代３を避ける形で、前記ねじ山形成予定線１群のそれぞれの線上、第一の領域２２の両面から凹凸溝を有したダイとパンチで狭圧して、ねじ山５と谷６を形成する。

次に、図１１に示すように、そのねじ山５と谷６が形成された第一の領域２２に対し、第二の領域２３を、前記境界線２１に沿って、ねじ山５が形成された側とは逆の側に折り曲げて、第一の領域２２の板面と第二の領域２３の板面とが直角を成すようにする。
最後に、図１２に示すように、第二の領域２３部分を延ばしながら第一の領域２２を前記曲げ代３に沿って折り曲げてゆき、両側縁の接合代４の係合形状４ａ同士を接合して正九角筒とする。
その折り曲げ過程において、前記第二の領域２３が、前記軸部２８に一体化されたフランジ２９となる。こうして、第一の実施形態と同じ構成を有した軸部２８に、フランジ２９が一体化して形成された図７に示すＴナット２００が完成する。

ここで、図１２の過程に入る前に、フランジ予定部たる第二の領域２３には何も手を加えずにしておくと、フランジ２９は、図６のようにドーナツ状にできるが、そのフランジ２９となる第二の領域２３を延ばして変形させるには大きな力が必要となる。
そこで、それを回避するのに、例えば、このフランジ予定部である第二の領域２３の、第一の領域２２の前記曲げ代３の部分の延長線上に沿って切れ目を入れておけば、折り曲げの際に、全く力が掛からず、出来上がったものは、図１２に示すような不連続な放射状のフランジ２９となるが、フランジの役目を果たすのに支障はないので、フランジ２９がこのような形態となったフランジ一体型のＴナット２００ａを形成してもよい。

（第三の実施形態）
第三の実施形態は、本発明のインサートナットに係るものであって、その完成したものを図１４に符号３００をもって示す。
なお、前記第一、第二の実施形態と同じ要素については、同一の符号を付して詳述は省略する。
図１４に示すように、このインサートナット３００は、軸部３８をテーブル板などの取り付け対象物丹生形成された下穴（図示せず）にねじ込む際に、その軸部３８を回動させるための回動操作用係合部３９を軸部３８に一体化したものである。
本実施形態のインサートナット３００は、この回動操作用係合部３９を備えているので、その回動操作用係合部３９に回動用の道具を係合させて回転させることにより、軸部３８を回動させれば、テーブル板などの取り付け対象への取り付けが僅かの力で非常に楽に行える。

本実施形態でも内外の周面にねじが形成された軸部３８を形成するのに、前記第一の実施形態と同様、金属板の両面を挟圧してプレス加工する時に形成される凹凸で、ねじ山５と谷６を構成するものであるが、本実施形態が第一の実施形態と異なるのは、その軸部３８の基となる金属板３０の形状に特徴があり、図１５にその金属板３０を示す。
前記第一の実施形態の金属板１０は単なる長方形のみの形状であったが、本実施形態の金属板３０は、図１４に示すように、長方形の一辺３１に、長手方向の一辺に平行にした帯体３２がブリッジ部３３を介して一体化された形状である。
この帯体３２の部分が、出来上がった本実施形態のインサートナット３００の軸部３８を回動させる際の回動操作用係合部３９となる部分である。

そして、長方形の一辺３１の下方部分が第一の実施形態の場合と同様、そこにプレス加工を施して、それによって形成される凹凸でねじ山５と谷６が構成される部分である。
このねじ山５と谷６が形成される部分の製作工程ならびに形状は第一の実施形態と全く同様であるので、ここでは説明を省略する。作製する軸部３８は第一の実施形態と同様、正九角筒である。
この第三の実施形態のインサートナット３００においても、ねじ切りでねじ山５を形成するのではなく、矩形の金属板の表面にプレス加工でねじ山５と谷６を形成し、その金属板３０を筒状に巻いて軸部３８とする形態のインサートナット３００を、歩留まり高く生産することができる、という点では、第一の実施形態と全く同様の効果を有する。

図１６に示すものは、インサートナット４００の軸部３８の外周面に雄ねじ形状部３４または楔形状部を有した樹脂層３５を形成するようにしたものである。
この樹脂層３５の形成に当たっては樹脂成形時に鋳込むことによって行われる。
インサートナット４００は上記と同様であるので、同じ番号を付すことにより、ここでは説明を省略する。
上記樹脂層３５は、石膏ボード等の壁面にもねじ込めるように外周面に断続的に形成された螺旋状の雄ねじ形状部３４が形成されている。
尚、この雄ねじ形状部３４に変えて図示は省略したが断面が楔状若しくは鋸歯状の環状抜け止め部を形成するようにしてもよいことは勿論のことである
こうすることにより、ボードや壁面に樹脂層部分の装着孔を穿ち、この装着孔に樹脂層部分を取り付けるだけで既存のボードや壁面にインサートナット４００を簡単に設けることができる。

以上が、本発明に係る実施形態の説明であり、各実施形態では、軸部８、２８、３８の正多角形筒の角数を九としたが、この角数は無論、九角に限定されるものではない。八角や十角でも構わない。
要するに、本発明の主眼は、金属板１０、２０、３０にプレス加工を施して、それを筒状にして軸部８、２８、３８のねじ山５を形成する形態のＴナット１００、２００およびインサートナット３００、４００について、その軸部８、２８、３８を正多角形の筒状にすることである。

そうすることにより、筒（軸部８、２８、３８）の内面側のねじ山（凸部）５は、その形成領域、すなわち、正多角形筒の各内側面上では直線状であり、金属板１０，２０，３０を折り曲げても、円筒にしていた場合のように、その筒の内面側のねじ山（凸部）５が、その配設方向（円筒内周に沿う螺旋状の方向）に沿う圧縮力で潰されることがない。
また、曲げ代３の両側のねじ山５の頂部５ａ同士も、干渉しないので、ねじ山５は潰れることがない。従って、良品を歩留まり高く生産できる。

本発明は、所望の部材同士を連結固定する場合に使用するＴナットやインサートナットに広く適用可能である。

は本実施形態の軸部の基となる金属板にねじ山の形成予定線を設定した平面図である。 は図１の金属板に曲げ代を追加設定した図である。 は（ａ）に図２の金属板にねじ山と谷を形成するためのプレス加工を施した状態を示し、（ｂ）に（ａ）のＡ−Ａ線による断面を示した図である。 はねじ山を形成する時の説明図である。 は図２の金属板を曲げ代に沿って折り曲げてゆく様子を示した図である。 は（ａ）に、内外両面に凸部と凹部が交互に配設された正九角筒を示し、（ｂ）に、その角筒の一端に、別途形成しておいたフランジを接合した第一の実施形態のＴナットの完成品を示した図である。 は第二の実施形態のＴナットの完成品の図である。 は図７のＴナットを作製するための基になる金属板の表面にねじ用の第一の領域と、フランジ用の第二の領域を設定した図である。 は図８の第一の領域にねじ山形成予定線と曲げ代を設定した図である。 は（ａ）に、図９の金属板にねじ山と谷を形成するためのプレス加工を施した状態を示し、（ｂ）に、（ａ）の線Ｂ−Ｂによる断面を示した図である。 は図１０の金属板の第二の領域を第一の領域に対して折り曲げてフランジ予定部とした状態を示したものである。 は図１１の金属板を曲げていく様子を示した図である。 は図７の変形例を示したものである。 は第三の実施形態のインサートナットの完成品の図である。 は第三の実施形態のインサートナットの基となる金属板の図である。 は更に別の実施形態のインサートナットの完成品の図である。

符号の説明

１・・・ねじ山形成予定線
２・・・ねじの谷の形成予定部
３・・・曲げ代
４・・・接合代
５・・・ねじ山
６・・・ねじの谷
７・・・延長線
８・・・軸部
９、２９、３９・・・フランジ
１０、２０、３０・・・金属板
２１・・・境界線
２２・・・第一の領域
２３・・・第二の領域（フランジ予定部）
３２・・・帯体
３３・・・ブリッジ部
３４・・・雄ねじ形状部
１００、２００・・・Ｔナット
３００，４００・・・インサートナット
Ｌ・・・傾斜直線群

Claims (5)

1. 雌ねじ形成部材を装着孔に装着されて使用されるインサートナットであって、矩形の金属板の表面に、その金属板を正多角形筒に折り曲げるための複数の曲げ代を、前記矩形の一辺に直角に、その矩形の一辺に沿って等間隔で設定し、かつ、その一辺に対して所定の角度で傾斜した複数の平行直線群を設定し、前記曲げ代を除き、前記複数の平行直線群のそれぞれの線上を金属板の両面から挟圧してねじ山を形成し、前記曲げ代に沿って折り曲げ、折り曲げた時に隣接する対向辺に形成された接合形状同士を接合して正多角形筒としたものを軸部とするインサートナット。
2. 矩形の一辺に、長手方向をその一辺に平行とした帯体がブリッジ部を介して一体化された形状の金属板の、前記矩形の部分の表面に、その矩形を正多角形筒に折り曲げるための複数の曲げ代を、前記矩形の一辺に直角に、その矩形の一辺に沿って等間隔で設定し、かつ、その矩形の一辺に対して所定の角度で傾斜した複数の平行直線群を設定し、前記曲げ代を避ける形で前記複数の平行直線群のそれぞれの線上を金属板の両面から挟圧してねじ山を形成し、前記曲げ代に沿って折り曲げて、前記矩形の一辺に隣接する対向辺同士を接合して正多角形筒とし、かつ、前記帯体の長手方向を折り曲げて両端を接合し、多角形の環状にし、その環状部を、前記軸部を回動させるための係合フランジとしたインサートナット。
3. 請求項２に記載のインサートナットにおいて、上記帯体の両端を接合して上記軸部を回動させるための係合フランジとすることに替えて、上記環状と上記正多角形筒とを併せた筒状のものの外面に雄ねじ形状または楔形状を有した樹脂層を形成し、前記環状に対応する部分には、前記樹脂層を環状の内側に割り込ませ、その割り込ませた部分の内側を、前記正多角形筒を回動させるための係合穴に形成したインサートナット。
4. 矩形の金属板を、その矩形の一辺に平行な直線を境界線として第一と第二の二つの矩形の領域に分け、前記第一の矩形の領域の表面に、その第一の矩形を正多角形筒に折り曲げるための複数の曲げ代を、前記境界線に直角に、その境界線に沿って等間隔で設定し、かつ、その境界線に対して所定の角度で傾斜した複数の平行直線群を設定し、前記曲げ代を避ける形で、前記複数の平行直線群のそれぞれの線上、金属板の両面か挟圧してねじ山を形成し、その第一の領域を前記曲げ代に沿って折り曲げて、前記矩形の一辺に隣接する対向辺同士を接合して正多角形筒としたものを軸部とし、前記第二の領域を、前記軸部の筒軸に対して折り曲げられて円板状若しくは放射状のフランジ部を有してなるＴナット。
5. 請求項４に記載のＴナットにおいて、上記第二の領域に上記第一の領域の曲げ代を延長した線に沿って切れ目を入れたことを特徴とするＴナット。

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