JP6414882B2 - 板上ナット及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、金属板の上に設けられる板上ナット及びその製造方法に関する。

従来、金属製の板部の上に設けられる板上ナットとして、溶接ナットと、バーリングタップで形成されるナットが知られている。溶接ナットは、例えば金属板に穴開け加工で下穴を形成し、別部材のナットを下穴に位置合わせして配置し、ナットを金属板に溶接することにより形成される（特許文献１参照）。

また、バーリングタップで形成されるナットは、例えば金属板にバーリング加工を施して金属板から円筒状に立ち上がる起立部を形成し、起立部及び金属板を貫通する貫通穴の内周面にタッピング加工を施して雌ねじを螺刻することにより形成される（特許文献２参照）。

特開平１１−２７０５３６号公報 特開平９−１８９３１７号公報

ところで、溶接ナットは、プレス成形等で金属板に下穴を形成した後、別部材のナットの位置合わせ工程、ナットの金属板への溶接工程を要するため、加工工数が多く、製造効率に劣る。更に、金属板に加えて別部材のナットを用いるため、別部材のナット分のコストがかかり、又、金属板による製品の重量が別部材のナット分だけ重くなるという問題もある。

また、バーリングタップで形成されるナットでは、プレス成形で金属板にバーリング加工を施した後に、専用機でタッピング工程を行って雌ねじを形成するか、或いはプレス型内タップユニットを用いてプレス成形の工程で雌ねじを形成する必要があるが、前者の場合にはプレス成形工程後のタッピング工程で加工工数が増えるため、製造効率が低下し、後者の場合には高価なプレス型内タップユニットを用いることで製造コストが高くなり、特に金属板にナットを複数形成する場合には複数のユニットを用いる必要があるため、製造コストが非常に高くなるという問題がある。

そのため、通常のプレス成形工程だけで効率的に且つ低コストで板上ナットを形成することができる技術が求められている。

本発明は上記課題に鑑み提案するものであって、通常のプレス成形工程だけで効率的に且つ低コストで形成することができる板上ナット及びその製造方法を提供することを目的とする。

本発明の板上ナットは、金属板に形成される下穴と、前記下穴の略周縁の一部の位置から起立し、内面に雌ねじの一部が形成されている平面視略弧形の部分ねじ部と、前記部分ねじ部の両側から前記下穴の周囲の板部の縁に連なって形成され、前記部分ねじ部を支持する支持部とを備え、前記部分ねじ部と前記支持部が前記金属板のプレス成形で一体的に形成されていると共に、複数の部分ねじ部を平面視略円形になるように配置し、前記部分ねじ部の側端部相互の位置で前記雌ねじに隙間を有するねじ部が形成されていることを特徴とする。
これによれば、高価なタッピングの専用機等を用いない通常のプレス成形工程だけで、下穴、部分ねじ部及び支持部の形成、部分ねじ部を平面視略円形に配置したねじ部の形成を行って板上ナットを形成することができ、効率的に且つ低コストに板上ナットを形成することができる。また、金属板と別部材のナットを用いる必要がないことから、軽量であると共に、一層製造コストを削減することができる。

本発明の板上ナットは、平面視略半円形の前記部分ねじ部が一対で設けられ、前記部分ねじ部が対向配置されて平面視略円形の前記ねじ部が形成されていることを特徴とする。
これによれば、相互の位置設定が必要な雌ねじの構成部数を減少させ、製造作業を容易化することができると共に、位置設定の誤差による不良品の発生を低減し、歩留まりを向上することができる。

本発明の板上ナットの製造方法は、本発明の板上ナットを製造する方法であって、プレス打ち抜き成形により金属板に前記下穴を形成すると共に、プレス打ち抜き成形により前記下穴の周囲の板部の縁と両端が連なる略コ字形の残り部を複数形成し、プレス成形により前記残り部の中間部の略中央に側面視略弧形の曲げ部を形成して凹曲面側に雌ねじの一部を形成することにより前記部分ねじ部を複数形成する第１工程と、プレス成形により複数の前記残り部を折り曲げ、前記部分ねじ部を前記下穴の略周縁から起立させ、且つ複数の前記部分ねじ部を平面視略円形になるように配置して前記ねじ部を形成する第２工程とを備えることを特徴とする。
これによれば、高強度のねじ部、板上ナットを効率的に形成することができる。

本発明の板上ナットの製造方法は、前記第１工程において、前記残り部の前記中間部の略全体に前記曲げ部と逆方向に凸の曲げ加工を施すことを特徴とする。
これによれば、支持部を形成する際に折り曲げやすくして一度にかかる応力を低減し、残留応力を減少して支持部の強度を高めることができる。

本発明によれば、金属板の上に設けられる板上ナットを通常のプレス成形工程だけで効率的に且つ低コストで形成することができる。

（ａ）は本発明による実施形態の板上ナットの底面図、（ｂ）はその正面図。 （ａ）は実施形態の板上ナットの製造工程におけるプレス打ち抜き成形を施した金属板の平面図、（ｂ）はその正面図。 （ａ）は実施形態の板上ナットの製造工程におけるプレス成形で曲げ部を形成した金属板の平面図、（ｂ）はその正面図。 （ａ）は実施形態の板上ナットの製造工程におけるプレス成形で曲げ部に雌ねじの一部を形成した金属板の平面図、（ｂ）はその正面図。

〔実施形態の板上ナット及びその製造方法〕
本実施形態の板上ナットは、図１に示すように、金属板１の上に設けられるものであり、金属板１の２箇所には略同形の切り抜き部２が離間して形成され、切り抜き部２・２間に挟まれた残り板部３の略中央には下穴４が形成されている。

下穴４の略周縁の一部の位置からは、平面視略孤形、本実施形態では平面視略半円形の部分ねじ部６が起立するように設けられている。部分ねじ部６には、内面に雌ねじの一部である部分雌ねじ６１が形成されており、下穴４の略周縁に対応する位置に複数の部分ねじ部６が平面視略円形となるように配置され、複数の部分ねじ部６により平面視略円形のねじ部７が構成されている。

ねじ部７において、部分ねじ部６の各側端部は、対向する部分ねじ部６或いは隣りに位置する部分ねじ部６の側端部と略当接、或いは近接するように配置され、部分ねじ部６・６の側端部相互は非接合で設けられる。また、部分ねじ部６・６の側端部相互の位置では、部分雌ねじ６１・６１の側端部相互間に隙間が形成されることで、ねじ部７の雌ねじに隙間が形成されるようになっている。

本実施形態では、下穴４の略周縁に対応する位置に一対の部分ねじ部６・６が内面を対向するようにして配置され、２個の部分ねじ部６・６が対向して平面視略円形となるように配置されることで、ねじ部７が構成されている。

部分ねじ部６の両側からは支持部５が下穴４の周囲の残り板部３の縁に延びて連なるように形成されており、部分ねじ部６は支持部５で支持されている。支持部５は、残り板部３の隅部近傍から起立する起立部５１と、起立部５１の上部から部分ねじ部６の側端部に向かって延びる支持腕５２とから構成され、部分ねじ部６と支持部５、即ち部分ねじ部６と支持腕５２と起立部５１は、金属板１をプレス成形することにより一体的に形成されている。

図示例の支持腕５２では、高さ方向の起立部５１寄りの部分５２１の厚さが部分ねじ部６の厚さや支持腕５２の部分ねじ部６寄りの部分５２２の厚さよりも薄くなっており、起立部５１から支持腕５２に至る形状の折り曲げ加工が容易になっている。

本実施形態の板上ナットを製造する際には、図２に示すように、プレス打ち抜き成形により金属板１に下穴４を形成すると共に、プレス打ち抜き成形により、下穴４側に凹となる凹状の切り抜き部２１と、切り抜き部２１よりも下穴４寄りに位置する略矩形の切り抜き部２２を、下穴４を挟んで対向する位置に一対形成することで、下穴４の周囲の残り板部３の縁と両端が連なる略コ字形の残り部８を一対形成する。

この略コ字形残り部８は、残り板部３の同じ側の縁において、図示の左右両側の隅部近傍の縁からそれぞれ側方に突出する側方突出部８１・８１と、側方突出部８１・８１の先端部相互間に設けられる中間部８２を有するように形成し、中間部８２の中央付近の領域はその左右両側の領域よりも幅広で形成する。

次いで、図３に示すように、プレス成形により、略コ字形残り部８・８の中間部８２・８２にそれぞれ曲げ加工を施し、金属板１の面内から垂直方向に突出させ、側面視で中央が凹んだ山形の突出部分、即ち中間部８２の略中央に形成される側面視略弧形（本例では略半円形）の曲げ部８４とそれを両側から支持する腕部８３・８３を形成する。このように略コ字形残り部８の中間部８２の略全体に曲げ部８４の凹みと逆方向に凸の曲げ加工を施すことにより、支持部５を形成する際に折り曲げやすくして一度にかかる応力を低減し、残留応力を減少して支持部５の強度を高めることが可能となる。

更に、図４に示すように、プレス成形により、側面視略弧形の曲げ部８４・８４のそれぞれに、凹曲面側に雌ねじの一部である部分雌ねじ６１・６１を押圧して形成し、一対の部分ねじ部６・６を形成する。部分ねじ部６・６に形成される部分雌ねじ６１・６１は、後述するように凹曲面を対向した状態で、全体として雄ねじを螺合可能な雌ねじとなるように形成する。

その後、図４及び図１に示すように、折り曲げるようにプレス成形を施すことにより、略コ字形残り部８を折り曲げ、部分雌ねじ６１・６１が形成されている凹曲面を対向配置するようにして、部分ねじ部６・６を下穴４の略周縁から起立させると共に、部分ねじ部６・６の側端部相互を略当接或いは近接させ、部分ねじ部６・６を平面視略円形になるように配置して、雌ねじに隙間を有するねじ部７を形成することにより、本実施形態の板上ナットが得られる。折り曲げられて配置される部分ねじ部６・６は、それぞれ側方突出部８１と、部分ねじ部６と側方突出部８１との間の中間部８２の一部とを折り曲げて形成される起立部５１と下穴４の方に向かって延びる支持腕５２で、所定位置に定置されるように支持され固定される。

このように形成された板上ナットとボルトの螺合、締結においては、例えば部分ねじ部６・６間の雌ねじの隙間が比較的大きな半開き状態のねじ部７でも、金属板１側等からねじ部７にボルトを螺入することにより、ボルトの雄ねじに部分雌ねじ６１・６１を密着させることが可能であり、高強度の螺着、締結を行うことができる。

本実施形態の板上ナットによれば、高価なタッピングの専用機等を用いない通常のプレス成形工程だけで、下穴４、部分ねじ部６及び支持部５の形成、部分ねじ部６・６を平面視略円形に配置したねじ部７の形成を行って板上ナットを形成することができ、効率的に且つ低コストに板上ナットを形成することができる。また、金属板１と別部材のナットを用いる必要がないことから、軽量であると共に、一層製造コストを削減することができる。

また、本実施形態では、複数の部分ねじ部を一対の部分ねじ部６・６とし、この２つの部分ねじ部６・６でねじ部７を形成することで、相互の位置設定が必要な雌ねじの構成部数を減少させ、製造作業を容易化することができると共に、位置設定の誤差による不良品の発生を低減し、歩留まりを向上することができる。また、上記製造工程により、高強度のねじ部７、板上ナットを効率的に形成することができる。

〔実施形態の変形例等〕
本明細書開示の発明は、各発明や実施形態の構成の他に、適用可能な範囲で、これらの部分的な構成を本明細書開示の他の構成に変更して特定したもの、或いはこれらの構成に本明細書開示の他の構成を付加して特定したもの、或いはこれらの部分的な構成を部分的な作用効果が得られる限度で削除して特定した上位概念化したものを含むものである。そして、下記変形例も包含する。

例えば上記実施形態では、２個の部分ねじ部６・６を対向配置してねじ部７を形成する構成としたが、部分ねじ部６の個数は平面視略円形に配置してねじ部７を構成できるものであれば適宜であり、例えば３個、或いは４個等の切り抜き部２１、２２を周状配置で金属板１に形成し、３個、或いは４個等の平面視略孤形の部分ねじ部６を起立させ、これらの部分ねじ部６を平面視略円形に配置することでねじ部７を構成することも可能である。

また、本発明の板上ナットの下穴４の形成は、切り抜き部２１、２２の形成前若しくは形成と同時、曲げ部８４と腕部８３・８３の形成前若しくは形成と同時、又は部分雌ねじ６１の形成前若しくは形成と同時に行うことが可能である。

また、本発明の板上ナットが設けられる金属板には、全体に亘って平面状の金属板の他、製品等の一部で平面状になっている金属製の板部も含まれる。

本発明は、金属板の上に金属板と一体のナットを形成する場合に利用することができる。

１…金属板 ２、２１、２２…切り抜き部 ３…残り板部 ４…下穴 ５…支持部 ５１…起立部 ５２…支持腕 ５２１…支持部の起立部寄りの部分 ５２２…支持部の部分ねじ部寄りの部分 ６…部分ねじ部 ６１…部分雌ねじ ７…ねじ部 ８…略コ字形残り部 ８１…側方突出部 ８２…中間部 ８３…腕部 ８４…曲げ部

Claims (4)

1. 金属板に形成される下穴と、
   前記下穴の略周縁の一部の位置から起立し、内面に雌ねじの一部が形成されている平面視略弧形の部分ねじ部と、
   前記部分ねじ部の両側から前記下穴の周囲の板部の縁に連なって形成され、前記部分ねじ部を支持する支持部とを備え、
   前記部分ねじ部と前記支持部が前記金属板のプレス成形で一体的に形成されていると共に、
   複数の部分ねじ部を平面視略円形になるように配置し、前記部分ねじ部の側端部相互の位置で前記雌ねじに隙間を有するねじ部が形成されている
   ことを特徴とする板上ナット。
2. 平面視略半円形の前記部分ねじ部が一対で設けられ、前記部分ねじ部が対向配置されて平面視略円形の前記ねじ部が形成されていることを特徴とする請求項１記載の板上ナット。
3. 請求項１又は２記載の板上ナットの製造方法であって、
   プレス打ち抜き成形により金属板に前記下穴を形成すると共に、プレス打ち抜き成形により前記下穴の周囲の板部の縁と両端が連なる略コ字形の残り部を複数形成し、プレス成形により前記残り部の中間部の略中央に側面視略弧形の曲げ部を形成して凹曲面側に雌ねじの一部を形成することにより前記部分ねじ部を複数形成する第１工程と、
   プレス成形により複数の前記残り部を折り曲げ、前記部分ねじ部を前記下穴の略周縁から起立させ、且つ複数の前記部分ねじ部を平面視略円形になるように配置して前記ねじ部を形成する第２工程と
   を備えることを特徴とする板上ナットの製造方法。
4. 前記第１工程において、前記残り部の前記中間部の略全体に前記曲げ部と逆方向に凸の曲げ加工を施すことを特徴とする請求項３記載の板上ナットの製造方法。
   
   

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