JP4978459B2 - ナット - Google Patents

Description

本発明は、ナットに関し、さらに詳しくは、ナットにかかる引抜き力及び回転トルクに対する強度を向上させ得ると共に、圧入バリの発生を抑制することができるナットに関する。

従来のナットの固定方法として、樹脂材にナットを加熱圧入して固定する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。また、このように加熱圧入されるナットとしては、例えば、図６に示すように、ナット本体２Ａの外周面側にアヤ目溝１６Ａからなるローレットを形成してなるナット１Ａが一般に知られている。さらに、例えば、図７に示すように、ナット本体２Ｂの外周面側に、傾斜方向が異なる上下のスクリュウ溝１７Ｂ，１７Ｂ及び両スクリュウ溝の間に設けられる横溝１８Ｂからなるローレットを形成してなるナット１Ｂが一般に知られている。
なお、樹脂材に冷間圧入されるナットとして、ナット頭部の外周面側にスクリュウ溝からなるローレットを形成してなるものが知られている（例えば、特許文献２参照）。

特開平９−２９５２２６号公報 特開平８−２９１８１５号公報

ところで、上記従来のナットの固定方法において、ナットの圧入開始時に、ナットの圧入端側では、その熱が樹脂材に奪われ冷え易く樹脂が溶け難い状態となっており、ナットの圧入が進むにしたがって、ナットの反圧入端側では、ナット全体の熱が樹脂材に十分に伝わり樹脂が溶け易い状態となる。

しかし、上記従来のナット１Ａ，１Ｂでは、ナット本体の軸心方向にわたってローレットの溝深さ及び溝幅が一様であるため、ナット本体の反圧入端側ではローレットの溝内に樹脂がある程度十分に浸入されるが、ナット本体の圧入端側ではローレットの溝内に樹脂が十分に浸入されない。その結果、ナット本体の軸心方向にわたってローレットの溝内に高密度且つ均等に樹脂が浸入されず、ナットにかかる引抜き力及び回転トルクに対する強度が低下してしまう。従って、振動等で生じる引抜き力によりナットが引抜かれたり、ボルトを螺着する際にナットが連れ回りしたりしてしまう恐れがある。さらに、樹脂材の表面側に押し出される樹脂が多く圧入バリが生じ易く、その圧入バリによりナットを適正な姿勢で固定できない恐れがある。

特に、上記従来のナット１Ａでは、アヤ目溝１６Ａからなるローレットが形成されているため、ナットの圧入時にナットが軸心回りに回転されない。また、上記従来のナット１Ｂでは、傾斜方向が異なる上下のスクリュウ溝１７Ｂ，１７Ｂからなるローレットが形成されているため、ナットの圧入時にナットが軸心回りに回転され難い。その結果、上記従来のナット１Ａ，１Ｂでは、ローレットの溝内への樹脂回りが悪く圧入バリが極めて生じ易い。

本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、ナットにかかる引抜き力及び回転トルクに対する強度を向上させ得ると共に、圧入バリの発生を抑制することができるナットを提供することを目的とする。

本発明は、以下の通りである。
１．樹脂材に加熱圧入されるナット本体を備えるナットであって、
前記ナット本体の外周面側には、該ナット本体の軸心に対して傾斜する所定の傾斜方向に延び且つ該ナット本体の軸心方向にわたって設けられる複数のスクリュウ溝、及び該複数のスクリュウ溝と交差し且つ該ナット本体の円周方向に延且つ該ナット本体の軸心方向に互いに離間して設けられる複数の横溝が形成されており、
前記複数の横溝のうちの前記ナット本体の圧入端側の少なくとも１つの第１横溝の溝深さ（Ｄ１）は、前記ナット本体の反圧入端側の少なくとも１つの第２横溝の溝深さ（Ｄ２）より小さく、
前記第１横溝の溝幅（Ｗ１）は、前記第２横溝の溝幅（Ｗ２）より小さく、
前記第１横溝及び前記第２横溝のそれぞれの縦断面形状はノコ刃状であることを特徴とするナット。
２．前記第１横溝の溝深さ（Ｄ１）と前記第２横溝の溝深さ（Ｄ２）との比（Ｄ１／Ｄ２）は０．３〜０．６であり、前記第１横溝の溝幅（Ｗ１）と前記第２横溝の溝幅（Ｗ２）との比（Ｗ１／Ｗ２）は０．３〜０．６である上記１．記載のナット。
３．前記スクリュウ溝の縦断面形状はノコ刃状である上記１．又は２．に記載のナット。

本発明のナットによると、複数の横溝のうちのナット本体の圧入端側の少なくとも１つの横溝の溝深さを、ナット本体の反圧入端側の少なくとも１つの横溝の溝深さより小さくしたので、ナット本体の圧入端側では、溝深さが比較的浅い横溝内に樹脂が十分に侵入されると共に、ナット本体の反圧入端側では、溝深さが比較的深い横溝内に樹脂が十分に侵入される。その結果、ナット本体の軸心方向にわたって複数の横溝内に高密度且つ均等に樹脂が浸入されて、ナットにかかる引抜き力及び回転トルクに対する強度を向上させ得ると共に、樹脂材の表面側に押し出される樹脂を低減させて圧入バリの発生を抑制することができる。また、ナット本体の外周面側には、複数のスクリュウ溝及び複数の横溝が形成されているので、スクリュウ溝によりナットの圧入時にナットが軸心回りに円滑に回転されてスクリュウ溝及び横溝内への樹脂回りが良好となり、圧入バリの発生をより確実に抑制することができる。
また、前記ナット本体の圧入端側の少なくとも１つの横溝の溝幅が、前記ナット本体の反圧入端側の少なくとも１つの横溝の溝幅より小さいので、ナット本体の圧入端側では、溝深さが比較的浅く且つ溝幅が比較的狭い横溝内に樹脂が十分に侵入されると共に、ナット本体の反圧入端側では、溝深さが比較的深く且つ溝幅が比較的広い横溝内に樹脂が十分に侵入される。従って、ナットにかかる引抜き力及び回転トルクに対する強度をさらに向上させ得ると共に、圧入バリの発生をより確実に抑制できる。
また、前記横溝の縦断面形状がノコ刃状であるので、ナットに引抜き力及び回転トルクがかかる際にノコ刃状の横溝が侵入樹脂に引っ掛かるので、引抜き力及び回転トルクに対する強度をさらに向上させることができる。
さらに、前記スクリュウ溝の縦断面形状がノコ刃状である場合は、ナットに引抜き力及び回転トルクがかかる際にノコ刃状のスクリュウ溝が浸入樹脂に引っ掛かるので、引抜き力及び回転トルクに対する強度をさらに向上させることができる。

１．ナット
本実施形態１．に係るナットは、樹脂材に加熱圧入されるナット本体を備えている。このナットは、例えば、ナット本体の反圧入端側に連なり且つナット本体より大径の頭部を更に備えることができる。

上記「ナット本体」は、その外周面側に複数のスクリュウ溝及び複数の横溝が形成されている限り、その形状、大きさ、材質等は特に問わない。このナット本体には、通常、その中心孔に雌ネジが形成されている。

上記「複数のスクリュウ溝」は、上記ナット本体の軸心に対して傾斜して延びる限り、その構造、形状、大きさ等は特に問わない。これら複数のスクリュウ溝は、例えば、ナット本体の軸心方向にわたって設けられていることができる。これにより、ナットを回転させ円滑に圧入できる。

上記スクリュウ溝の傾斜角ＳＲは、例えば、４５〜６０度であることができる（図２参照）。これにより、ナット圧入時にナットをより円滑に回転させることができる。また、スクリュウ溝の傾斜方向は、例えば、ナット本体に形成された雌ネジの螺旋と同じ方向であることができる。これにより、ボルトを螺着する際のナットの連れ回りをより確実に防止できる。

なお、上記スクリュウ溝の溝深さ及び溝幅の値は、例えば、ナットの大きさ、樹脂材の種類等に応じて適宜選択することができる。このスクリュウ溝の溝深さＳＤは、例えば、０．２〜０．５ｍｍであることができる（図４参照）。また、スクリュウ溝の溝幅ＳＷは、例えば、０．２〜０．５ｍｍであることができる（図４参照）。

上記スクリュウ溝の縦断面形状としては、例えば、ノコ刃状、山状、矩形状、台形状、円弧状、異形状等を挙げることができる。これらのうち、引抜き力及び回転トルクに対する強度をより向上させ得るといった観点から、ノコ刃状であることが好ましい。このノコ刃状は、例えば、軸方向に垂直な平面を有することができる。

上記「複数の横溝」は、上記複数のスクリュウ溝と交差し且つナット本体の円周方向に延びる限り、その構造、形状、大きさ等は特に問わない。これら複数の横溝は、例えば、ナット本体の軸心方向にわたって所定のピッチ間隔Ｐで設けられていることができる（図２参照）。これにより、ナット本体の軸方向にわたって引抜き力及び回転トルクを分散させることができる。

上記複数の横溝のうちのナット本体の圧入端側の少なくとも１つの横溝の溝深さＤ１は、ナット本体の反圧入端側の少なくとも１つの横溝の溝深さＤ２より小さくなっている（図２及び５参照）。この場合、例えば、上記複数の横溝の溝深さはナット本体の圧入端側に向かって順次小さくなっていることができる。この順次小さくなる形態としては、例えば、（１）複数組毎の横溝の溝深さがナット本体の圧入端側に向かって順次小さくなる形態、（２）１つ毎の横溝の溝深さがナット本体の圧入端側に向かって順次小さくなる形態等のうちの１種又は２種以上の組み合わせを挙げることができる。また、上記順次小さくなる形態では、ナット本体の軸心方向にわたって横溝内への樹脂の浸入性を高め得る限り、上記複数の横溝において、ナット本体の圧入端側の横溝の溝深さが反圧入端側の横溝の溝深さより大きくなる箇所が存在していてもよい。

上記横溝の溝深さＤ１及び横溝の溝深さＤ２の値は、ナットの大きさ、樹脂材の種類等に応じて適宜選択することができる。この横溝の溝深さＤ１は、例えば、０．１〜０．３ｍｍであることができる。また、横溝の溝深さＤ２は、例えば、０．３〜０．６ｍｍであることができる。さらに、上記横溝の溝深さＤ１と横溝の溝深さＤ２との比（Ｄ１／Ｃ２）は、例えば、０．１〜０．８（好ましくは０．３〜０．６）であることができる。

ここで、例えば、上記ナット本体の圧入端側の少なくとも１つの横溝の溝幅Ｗ１は、ナット本体の反圧入端側の少なくとも１つの横溝の溝幅Ｗ２より小さくなっていることができる（図２及び５参照）。この場合、例えば、上記複数の横溝の溝幅はナット本体の圧入端側に向かって順次小さくなっていることができる。この順次小さくなる形態としては、例えば、（１）複数組毎の横溝の溝幅がナット本体の圧入端側に向かって順次小さくなる形態、（２）１つ毎の横溝の溝幅がナット本体の圧入端側に向かって順次小さくなる形態等のうちの１種又は２種以上の組み合わせを挙げることができる。また、上記順次小さくなる形態では、ナット本体の軸心方向にわたって横溝内への樹脂の浸入性を高め得る限り、上記複数の横溝において、ナット本体の圧入端側の横溝の溝幅が反圧入端側の横溝の溝幅より大きくなる箇所が存在していてもよい。

上記横溝の溝幅Ｗ１及び横溝の溝幅Ｗ２の値は、ナットの大きさ、樹脂材の種類等に応じて適宜選択することができる。この横溝の溝幅Ｗ１は、例えば、０．１〜０．３ｍｍであることができる。また、横溝の溝幅Ｗ２は、例えば、０．３〜０．６ｍｍであることができる。また、上記横溝の溝幅Ｗ１と横溝の溝幅Ｗ２との比（Ｗ１／Ｗ２）は、例えば、０．１〜０．８（好ましくは０．３〜０．６）であることができる。さらに、横溝の溝幅Ｗ１及び横溝の溝幅Ｗ２は、例えば、上述の横溝のピッチ間隔Ｐの３０〜７０％であることができる。

上記横溝の縦断面形状としては、例えば、ノコ刃状、山状、矩形状、台形状、円弧状、異形状等を挙げることができる。これらのうち、引抜き力及び回転トルクに対する強度をより向上させ得るといった観点から、ノコ刃状であることが好ましい。このノコ刃状は、例えば、軸方向に垂直な平面を有することができる。

以下、図面を用いて実施例により本発明を具体的に説明する。

（１）ナットの構成
本実施例に係るナット１は、金属製であり、図１〜３に示すように、樹脂製のシリンダヘッドカバー６（本発明に係る「樹脂材」として例示する。図２中に仮想線で示す。）の下孔に加熱圧入されるナット本体２と、このナット本体２の反圧入端側に連なり且つナット本体２より大径の頭部３と、を備えている。このナット本体２の中心孔の内周面側には、ナット本体２の軸心方向にわたって雌ネジ４が形成されている。また、ナット本体２の圧入端側には、シリンダヘッドカバー６の下孔に案内導入されるテーパ状部５（図２参照）が形成されている。さらに、ナット本体２の外周面側には、複数のスクリュウ溝７及び複数の横溝８ａ〜８ｄが形成されている。

上記複数のスクリュウ溝７は、ナット本体２の軸心に対して傾斜して延びており、ナット本体２の軸心方向の略全長にわたって設けられている。これらのスクリュウ溝２の傾斜方向は、上記雌ネジ４の螺旋と同じ右ねじ方向となっている。

なお、本実施例では、上記スクリュウ溝７の傾斜角ＳＲ（図２参照）は５０度に設定されている。また、上記スクリュウ溝７は、図４に示すように、その溝深さＳＤが０．３ｍｍに設定され、その溝幅ＳＷが０．３ｍｍに設定されている。

また、スクリュウ溝７は、図４に示すように、ナット本体２の外周面から溝深さ方向に延びる第１平面１０と、この第１平面１０の最深端からナット本体２の外周面まで溝深さ方向に傾斜して延びる第２平面１１と、を有している。そして、スクリュウ溝７の縦断面形状は、軸方向に垂直な上側平面を有するノコ刃状となっている。これに対して、従来一般的なスクリュウ溝は、その縦断面形状が山状となっている。

上記複数の横溝８ａ〜８ｄは、図２及び５に示すように、上記複数のスクリュウ溝７と交差し且つナット本体２の円周方向に延びている。これらの横溝８ａ〜８ｄは、ナット本体２の軸心方向の略全長にわたって等ピッチ間隔Ｐで設けられている。また、複数の横溝８ａ〜８ｄのうちのナット本体２の圧入端側の横溝８ａ，８ｂの溝深さＤ１及び溝幅Ｗ１は、ナット本体２の反圧入端側の横溝８ｃ，８ｄの溝深さＤ２及び溝幅Ｗ２より小さな値に設定されている。

なお、本実施例では、上記ピッチ間隔Ｐは１．２ｍｍに設定されている。また、横溝８ａ，８ｂは、その溝深さＤ１が０．２ｍｍに設定され、その溝幅Ｗ１が０．２ｍｍに設定されている。また、横溝８ｃ，８ｄは、その溝深さＤ２が０．４ｍｍに設定され、その溝幅Ｗ２が０．４ｍｍに設定されている。従って、上記溝深さＤ１と溝深さＤ２との比（Ｄ１／Ｃ２）は０．５となっており、上記溝幅Ｗ１と溝幅Ｗ２との比（Ｗ１／Ｗ２）は０．５となっている。

さらに、上記横溝８ａ〜８ｄは、図５に示すように、ナット本体２の外周面から溝深さ方向に延びる第１平面１３と、この第１平面１３の最深端からナット本体２の外周面まで溝深さ方向に傾斜して延びる第２平面１４と、を有している。そして、横溝８ａ〜８ｄの縦断面形状は、軸方向に垂直な上側平面を有するノコ刃状となっている。これに対して、従来一般的な横溝は、その縦断面形状が山状となっている。

（２）ナットの作用
次に、上記構成のナット１の作用について説明する。
先ず、ナット１を適宜ヒータ等によりシリンダヘッドカバー６の融点以上の高温に加熱しておく。次に、その加熱状態のナット１をシリンダヘッドカバー６の下孔に圧入させる。すると、ナット１は、スクリュウ溝７により軸心回りに回転されつつ、その熱で溶かされる樹脂が複数のスクリュウ溝７及び横溝８ａ〜８ｄ内に侵入されシリンダヘッドカバー６に固定されることとなる。

ここで、上記ナット１の圧入開始時に、ナット１の圧入端側では、その熱がシリンダヘッドカバー６に奪われ冷え易く樹脂が溶け難い状態となっているが、溝深さＤ１が比較的浅く且つ溝幅Ｗ１が比較的狭い横溝８ａ，８ｂ内に樹脂が十分に侵入される。一方、ナット１の圧入が進むにしたがって、ナット１の反圧入端側では、ナット１全体の熱がシリンダヘッドカバー６に十分に伝わり樹脂が溶け易い状態となり、溝深さＤ２が比較的深く且つ溝幅Ｗ２が比較的広い横溝８ｃ，８ｄ内に樹脂が十分に侵入される。

（３）実施例の効果
以上より、本実施例では、複数の横溝８ａ〜８ｄのうちのナット本体２の圧入端側の横溝８ａ，８ｂの溝深さＤ１及び溝幅Ｗ１を、ナット本体２の反圧入端側の横溝８ｃ，８ｄの溝深さＤ２及び溝幅Ｗ２より小さな値に設定したので、ナット本体２の圧入端側では、溝深さＤ１が比較的浅く且つ溝幅Ｗ１が比較的狭い横溝８ａ，８ｂ内に樹脂が十分に侵入されると共に、ナット本体２の反圧入端側では、溝深さＤ２が比較的深く且つ溝幅Ｗ２が比較的広い横溝８ｃ，８ｄ内に樹脂が十分に侵入される。その結果、ナット本体２の軸心方向にわたって複数の横溝８ａ〜８ｄ内に高密度且つ均等に樹脂が浸入されて、ナットにかかる引抜き力及び回転トルクに対する強度を向上させることができる。従って、振動等で生じる引抜き力によりナットが引抜かれたり、ボルトを螺着する際にナットが連れ回りしたりしてしまうことを抑制できる。さらに、シリンダヘッドカバー６の表面側に押し出される樹脂を低減させて圧入バリの発生を抑制することができる。従って、圧入バリによりナットが不適正な姿勢で固定されてしまうことを抑制できる。

また、本実施例では、ナット本体２の外周面側に、複数のスクリュウ溝７及び複数の横溝８ａ〜８ｄを形成したので、スクリュウ溝７によりナットの圧入時にナット１が軸心回りに円滑に回転されてスクリュウ溝７及び横溝８ａ〜８ｄ内への樹脂回りが良好となり、圧入バリの発生をより確実に抑制することができる。

また、本実施例では、横溝８ａ〜８ｄの縦断面形状をノコ刃状としたので、ナット１に引抜き力及び回転トルクがかかる際にノコ刃状の横溝８ａ〜８ｄが侵入樹脂に引っ掛かり、従来のように山状の横溝を設けるものと比べて、引抜き力及び回転トルクに対する強度をさらに向上させることができる。

また、本実施例では、スクリュウ溝７の縦断面形状をノコ刃状としたので、ナット１に引抜き力及び回転トルクがかかる際にノコ刃状のスクリュウ溝７が浸入樹脂に引っ掛かり、従来のように山状のスクリュウ溝を設けるものと比べて、引抜き力及び回転トルクに対する強度をさらに向上させることができる。

また、本実施例では、複数のスクリュウ溝７を、ナット本体２の軸心方向の略全長にわたって設けたので、ナット１圧入時にナット１をより円滑に回転させてスクリュウ溝７及び横溝８ａ〜８ｄ内への樹脂回りをより良好なものとすることができる。また、複数の横溝８ａ〜８ｄを、ナット本体２の軸心方向の略全長にわたって所定の等ピッチ間隔Ｐで設けたので、ナット本体２の軸方向にわたって引抜き力及び回転トルクがより均等に分散され、引抜き力及び回転トルクに対する強度をさらに向上させることができる。

また、本実施例では、ナット本体２の圧入端側にテーパ状部５を設けたので、そのテーパ状部５をシリンダヘッドカバー６の下孔に容易に導入することができる。

さらに、本実施例では、スクリュウ溝７の傾斜角ＳＲを５０度に設定したので、ナット圧入時にナットをより円滑に回転させることができる。また、スクリュウ溝７の傾斜方向を、ナット本体２に形成された雌ネジ４の螺旋と同じ右ねじ方向としたので、ボルトを螺着する際のナットの連れ回りをより確実に防止できる。

尚、本発明においては、上記実施例に限られず、目的、用途に応じて本発明の範囲内で種々変更した実施例とすることができる。即ち、上記実施例では、複数組毎の横溝８ａ，８ｂ（８ｃ，８ｄ）の溝深さ及び／又は溝幅をナット本体２の圧入端側に向かって順次小さくなるようにしたが、これに限定されず、例えば、１つ毎の横溝の溝深さ及び／又は溝幅をナット本体の圧入端側に向かって順次小さくなるようにしてもよい。また、例えば、複数組毎の横溝の溝深さ及び／又は溝幅がナット本体の圧入端側に向かって順次小さくなる箇所と、１つ毎の横溝の溝深さ及び／又は溝幅がナット本体の圧入端側に向かって順次小さくなる箇所と、を備えるようにしてもよい。

また、上記実施例では、ナット本体２の軸心方向に沿って複数の横溝８ａ〜８ｄを等ピッチ間隔Ｐで設けるようにしたが、これに限定されず、例えば、ナット本体２の軸心方向に沿って複数の横溝８ａ〜８ｄを不等ピッチ間隔で設けるようにしてもよい。この場合、その不等ピッチ間隔を、ナット本体２の圧入端側に向かって順次大きくすることが好ましい。ナット本体２の軸心方向にわたって横溝８ａ〜８ｄ内への樹脂の侵入性をさらに高め得るためである。

さらに、上記実施例では、金属製のナット１を例示したが、これに限定されず、例えば、樹脂材より高温の融点を有する樹脂製のナットとしてもよい。また、上記実施例では、ヒータ等によりナット１を樹脂材に加熱圧入する形態を例示したが、これに限定されず、例えば、超音波振動や高周波加熱等によりナット１を樹脂材に加熱圧入するようにしてもよい。

樹脂材に加熱圧入されるナットとして広く利用される。

実施例１に係るナットを模式的に示す斜視図である。 実施例１に係るナットを模式的に示す正面図である。 図２のＩＩＩ矢視図である。 図２のＩＶ−ＩＶ線断面拡大図である。 図２のＶ矢視部の拡大図である。 従来のナットを示す正面図である。 その他の従来のナットを示す正面図である。

符号の説明

１；ナット、２；ナット本体、６；シリンダヘッドカバー、７；スクリュウ溝、８ａ〜８ｄ；横溝、Ｄ１，Ｄ２；溝深さ、Ｗ１，Ｗ２；溝幅。

Claims (3)

1. 樹脂材に加熱圧入されるナット本体を備えるナットであって、
   前記ナット本体の外周面側には、該ナット本体の軸心に対して傾斜する所定の傾斜方向に延び且つ該ナット本体の軸心方向にわたって設けられる複数のスクリュウ溝、及び該複数のスクリュウ溝と交差し且つ該ナット本体の円周方向に延且つ該ナット本体の軸心方向に互いに離間して設けられる複数の横溝が形成されており、
   前記複数の横溝のうちの前記ナット本体の圧入端側の少なくとも１つの第１横溝の溝深さ（Ｄ１）は、前記ナット本体の反圧入端側の少なくとも１つの第２横溝の溝深さ（Ｄ２）より小さく、
   前記第１横溝の溝幅（Ｗ１）は、前記第２横溝の溝幅（Ｗ２）より小さく、
   前記第１横溝及び前記第２横溝のそれぞれの縦断面形状はノコ刃状であることを特徴とするナット。
2. 前記第１横溝の溝深さ（Ｄ１）と前記第２横溝の溝深さ（Ｄ２）との比（Ｄ１／Ｄ２）は０．３〜０．６であり、前記第１横溝の溝幅（Ｗ１）と前記第２横溝の溝幅（Ｗ２）との比（Ｗ１／Ｗ２）は０．３〜０．６である請求項１記載のナット。
3. 前記スクリュウ溝の縦断面形状はノコ刃状である請求項１又は２に記載のナット。

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