JP6681245B2 - フローティングナット - Google Patents

Description

この発明は、支持パネルに金具や物品取付け用ブラケット等の固定対象物をボルトの締め付けによって固定する際に使用されるフローティングナットに関する。

この種のフローティングナットとして、特許文献１に記載されたものが従来から知られている。このフローティングナットにおいては、リテイナー部材に形成された本体部分によってナット部材に設けられた基板部を前後、左右方向に移動可能に支持し、上記本体部分の平面板部に設けられた開口部によってナット部材に設けられた筒部を前後、左右方向に移動可能に支持し、本体部分の前後一対のの側面板部の先端にナット部材の基板部の裏面に当接する裏面板部を設け、ナット部材の基板部と本体部分の平面板部間にばね部材を組み込んで、ナット部材を裏面板部に弾性接触させるようにしている。

また、本体部分の左右一対の一方の側面板部を裏面方向に延長して、その先端部に平面板部と平行するクリップ板部を設け、他方の側面板部の先端に傾斜曲げ板部を設け、その傾斜曲げ板部とクリップ板部間に形成された開口部から内部に支持パネルを挿入し、その支持パネルに形成されたボルト挿入孔に上記クリップ板部に形成された逆止め舌片部を係合させてフローティングナットの取り付けとしている。

そして、固定対象物の取り付けに際しては、その固定対象物をクリップ板部に衝合し、固定対象物に形成されたボルト挿入孔から逆止め舌片部に設けられたボルト挿入孔にボルトを挿入し、そのボルトをナット部材の筒部に形成された雌ねじ部にねじ係合してボルトを締め付けるようにしている。

特開２０１１−１４０９７８号公報

ところで、上記従来のフローティングナットにおいては、傾斜曲げ板部とクリップ板部間に形成された開口部から内部に支持パネルを挿入し、その挿入時にリテイナー部材を弾性変形させ、その復元弾性により支持パネルを傾斜曲げ板部の先端の稜線部とクリップ板部とで弾性挟持する取り付けであるため、支持パネルの厚さが大幅に変化すると使用することができず、支持パネルの厚さに応じてサイズの異なるフローティングナットを多種類用意しなければならないという不都合がある。

この発明の課題は、厚さの異なる支持パネルに対しても使用できるようにしたフローティングナットを提供することである。

上記の課題を解決するため、この発明においては、下面で開口する角形の座板収容空間を有し、その座板収容空間の天板に軸挿入孔が形成され、かつ、座板収容空間の端板下端に外斜め上方に向けて延びる傾斜状の案内板が設けられたナットケースと、前記ナットケースの座板収容空間内に組み込まれる座板を有し、その座板の上面に軸部が設けられ、その軸部の軸心上に座板の下面で開口するねじ孔が設けられ、前記軸部が前記ナットケースの軸挿入孔に余裕をもって挿入されたナット部材と、前記ナット部材の軸部に嵌合する取り付けとされて前記座板を前記ナットケースの天板下面に沿って移動可能に抜止め支持する抜止めリングと、前記ナットケースにおける座板収容空間の下面開口を覆う基板およびその基板と上下で対向する規制板を有し、その規制板と前記基板間において前記ナットケースを移動自在に支持し、前記基板に前記ナット部材のねじ孔より大径のボルト挿入孔が形成された支持枠と、前記ナットケースを前記支持枠の基板に向けて付勢する弾性部材とからなる構成を採用したのである。

上記の構成からなるフローティングナットの使用に際しては、ナットケースに設けられた案内板と支持枠に設けられた基板の対向部間に支持パネルの外周部が挿入されるようにして、その支持パネルの外周部にフローティングナットを取り付ける。

その取り付け時、ナットケースが弾性部材の弾性に抗して支持枠の基板から離反する方向に移動し、そのナットケースと基板間に支持パネルが納まると、支持パネルがナットケースと基板により弾性挟持されて、フローティングナットの取り付けとされる。

上記のようなフローティングナットの取付状態において、支持枠における基板の下面に固定対象物を衝合し、ナットケースの天板下面に沿ってのナット部材の移動により、そのナット部材のねじ孔が固定対象物に形成されたボルト挿入孔に一致するようナット部材を位置調整し、上記ボルト挿入孔からねじ孔にボルトをねじ込んで締め付けることにより、固定対象物の取り付けとすることができる。

ここで、支持枠における基板の上面にボルト挿入孔の内周に沿う円環状の抜止め突部を設け、その抜止め突部の上側に、ナットケースの案内板と支持枠の基板の対向部間に支持パネルが挿入される状態で支持枠を押し込む時に支持枠を下向きに移動案内する傾斜面を形成し、上記抜止め突部の外径を上記支持パネルに形成されたボルト挿入孔の内径と同径としておくのがよい。

上記のように、基板上面に抜止め突部を設けておくと、ナットケースの案内板と支持枠の基板の対向部間に支持パネルの外周部が挿入される状態で、支持枠を押し込むフローティングナットの取り付け操作時、支持枠が下降して支持パネルに形成されたボルト挿入孔に抜止め突部が自然に嵌合し、その嵌合によってフローティングナットが抜止めされるため、支持パネルに対してフローティングナットを確実に安定よく取り付けることができる。

また、ナットケースの座板収容空間における対向一対の側板の下端それぞれに外側方に向く挟持板を設け、その挟持板の上面にガイド軸を突設し、そのガイド軸を支持枠の規制板に形成されたガイド孔内にスライド自在に挿入してナットケースを移動自在に支持するのが好ましい。

上記のように、ナットケースに設けられたガイド軸を規制板に形成されたガイド孔内に挿入することによってナットケースを支持枠の基板に対してスムーズに平行移動させることができ、支持パネルへの差し込みを容易とすることができる。

また、ガイド軸でナットケースを移動自在に支持することにより、弾性部材としてコイルスプリングを採用した場合に、そのコイルスプリングをガイド軸によって安定よく支持することができ、ナットケースの両端部に均一な大きさの弾性力を負荷することができる。

さらに、ナット部材に形成されたねじ孔の座板側の開口端部にテーパ状の座ぐりを設けておくのがよい。座ぐりを設けておくと、支持プレートにフローティングナットをセットした状態で、支持パネルのボルト挿入孔とナット部材のねじ孔の相互に心ずれがある場合、ボルト挿入孔にボルトを挿入して押し込むと、ナット部材の座ぐりが軸方向に押圧されてナット部材に調整力が負荷され、ナット部材は、ねじ孔の中心がボルトの軸心に一致するよう自動的に位置調整され、フローティングナットのセット後におけるナット部材の位置調整操作を不要とすることができる。

この発明においては、以上のように、支持枠の基板と規制板間においてナットケースを移動自在とし、そのナットケースと基板とで支持パネルを弾性挟持するようにしたので、ナットケースの移動量に対応した厚さの範囲の支持パネルに対してフローティングナットを取り付けることができる。

この発明に係るフローティングナットの実施の形態を示す斜視図 図１に示すフローティングナットの分解斜視図 図１の縦断面図 図３のIV−IV線に沿った断面図 図４のV−V線に沿った断面図 固定対象物の取付け状態を示す断面図 図６のVI−VI線に沿った断面図

以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１乃至図５に示すように、フローティングナットＡは、ナットケース１０と、そのナットケース１０に支持されたナット部材３０と、上記ナットケース１０を移動自在に支持する支持枠４０を有する。

ナットケース１０は、角形の天板１１と、その天板１１の外周両側から下向きに設けられた対向一対の側板１２と、天板１１の外周一端から下向きに設けられた端板１３とを有し、上記天板１１の下側において対向一対の側板１２と端板１３とで囲まれた内側の空間が座板収容空間１４とされている。

天板１１には円形の軸挿入孔１５が形成されている。また、天板１１には、外周の他端にガイド片１６が形成されている。一方、対向一対の側板１２のそれぞれ下端には外向きに挟持板１７が設けられ、各挟持板１７の上面にガイド軸１８が突設されている。

端板１３は、対向一対の側板１２と同一高さとされ、その下端には円弧状の折曲げ部１９を介して外斜め上方に向けて延びる傾斜状の案内板２０が連設されている。

ナット部材３０は、角形の座板３１の上面に軸部３２が設けられ、その軸部３２の軸心上に座板３１の下面で開口するねじ孔３３が設けられた構成とされ、上記ねじ孔３３の下端部にはテーパ状の座ぐり３４が形成されており、上記座板３１の高さはナットケース１０の側板１２および端板１３の高さより低くされている。

ナット部材３０は、座板３１がナットケース１０の座板収納空間１４内に組み込まれて軸部３２がナットケース１０の天板１１に形成された軸挿入孔１５に挿入された組込みとされ、その軸部３２の上端から嵌合される抜止めリング３５の取り付けによって座板３１が天板１１の下面に沿って前後、左右方向に移動自在とされ、また、軸部３２が軸挿入孔１５内で前後、左右方向に移動自在とされている。

ここで、抜止めリング３５は、外径がナットケース１０の天板１１に形成された軸挿入孔１５の内径より大径とされ、内周部にはテーパ筒部３６が設けられ、そのテーパ筒部３６の内径がナット部材３０の軸部３２の外径より小径とされている。また、テーパ筒部３６には複数のスリット３７が放射状に形成され、隣接するスリット３７間に係合片３８が設けられている。

上記の構成からなる抜止めリング３５を軸部３２の上端から嵌合することにより、軸部３２の端面外周部に対する係合片３８の当接により、係合片３８のそれぞれが上方に向けて弾性変形して内周のエッジ３９が軸部３２の外周に弾性接触する状態で軸部３２の軸方向に移動し、上記軸部３２の外径面に対する係合片３８の内周エッジ３９の係合によって取付け状態とされる。

なお、抜止めリング３５は上記のものに限定されるものではない。例えば、軸部３２の外周に形成されたリング溝に対して取り付けられる止め輪を抜止めリングとしてもよい。

支持枠４０は、角形基板４１の外周一辺から上向きにパネル位置決め板４２を連設し、そのパネル位置決め板４２の上端に上記基板４１と上下で対向する規制板４３を連設した構成とされ、上記基板４１はナットケース１０の挟持板１７の下面に両側部が対向して、ナットケース１０の座板収容空間１４の下面開口を覆う大きさとされている。

また、基板４１にはナットケース１０の天板１１に形成された軸挿入孔１５と対向する位置にボルト挿入孔４４が形成されている。さらに、基板４１の上面には、ボルト挿入孔４４のパネル位置決め板４２側の半内周に沿うようにして半環状の抜止め突部４５が設けられ、その抜止め突部４５の上側は、周方向の両端が基板４１の上面と同一高さとされ、その両端から周方向の中央に向けて上り勾配をもって傾斜する傾斜面４６とされている。この傾斜面４６は、ナットケース１０の案内板２０と支持枠４０における基板４１の対向部間から挿入される固定対象物取付け用支持パネルＰ（図６参照）を斜め上方に向けて案内するようになっている。

上記抜止め突部４５の外径は、支持パネルＰに形成されたボルト挿入孔Ｈの内径以下とされ、そのボルト挿入孔Ｈに対する係合によって支持パネルＰにセットされたフローティングナットＡを抜止めする。

パネル位置決め板４２はナットケース１０の座板収容空間１４の背面開口と対向し、そのパネル位置決め板４２にはナットケース１０の天板１１に形成されたガイド片１６の上下方向への移動を案内する角孔４７が形成されている。

規制板４３には、ナットケース１０に設けられた一対のガイド軸１８と対向する位置にガイド孔４８が設けられ、各ガイド孔４８にガイド軸１８がスライド自在に挿入されて、ナットケース１０が基板４１と規制板４３の間で、基板４１に対し、移動自在とされている。

一対のガイド軸１８のそれぞれには弾性部材５０が支持されている。弾性部材５０として、ここではコイルスプリングを採用している。コイルスプリングからなる弾性部材５０はナットケース１０を支持枠４０の基板４１に向けて付勢し、その付勢によってナットケース１０の挟持版１７が基板４１に押し付けられ、上記基板４１で座板収容空間１４の下面開口が閉塞されている。

実施の形態で示すフローティングナットＡは上記の構造からなり、図６および図７に示す支持パネルＰに固定対象物としてのブラケットＯを取り付ける場合は、支持パネルＰにフローティングナットＡを取り付けた後、ブラケットＯの取付け片ｏに形成されたボルト挿入孔ｈにボルトＢを挿入し、そのボルトＢをナット部材３０のねじ孔３３にねじ込んで締め付けを行う。

フローティングナットＡの取り付けに際しては、ナットケース１０に設けられた案内板２０と支持枠４０に設けられた基板４１の対向部間に支持パネルＰの外周部が挿入されるようにして、支持パネルＰの外周部にフローティングナットＡを初期セットし、その初期セット状態から、支持枠４０のパネル位置決め板４２が支持パネルＰの外周部に当接する位置まで支持枠４０を押し込むようにする。

ここで、支持パネルＰの外周部がナットケース１０の案内板２０と支持枠４０の基板４１の対向部間に挿入される初期セット時、ナットケース１０が弾性部材５０の弾性に抗して支持枠４０の基板４１から離反する方向に移動し、そのナットケース１０と基板４１間に支持パネルＰが納まると、ナットケース１０の挟持板１７と支持枠４０の基板４１が支持パネルＰを上下から弾性挟持する状態となり、フローティングナットＡが初期セット状態とされる。

また、フローティングナットＡの初期セット状態から、その支持枠４０を押し込むと、基板４１の上面に設けられた抜止め突部４５の傾斜面４６が支持パネルＰの下面で案内され、支持枠４０が弾性部材５０の弾性に抗して斜め下方に移動する。

フローティングナットＡをさらに押し込んで、支持枠４０の位置決め板４２を支持パネルＰの外周部に当接させると、図６に示すように、抜止め突部４５が支持パネルＰに形成されたボルト挿入孔Ｈに嵌合する。その嵌合によりフローティングナットＡは抜止めされ、ナットケース１０の挟持板１７と支持枠４０の基板４１による支持パネルＰの弾性挟持によってフローティングナットＡは取付け状態とされる。

上記のようなフローティングナットＡの取付け後において、支持枠４０の基板４１の下面にブラケットＯの取付け片ｏを衝合し、その取付け片ｏに形成されたボルト挿入孔ｈから支持パネルＰに形成されたボルト挿入孔ＨにボルトＢを挿入すると、ナット部材３０のねじ孔３３の中心がボルトＢの軸心と一致している場合は、ボルトＢの回転により、ねじ孔ｏにボルトＢがねじ込まれることになって、そのボルトＢの締め付けによりブラケットＯが固定される。

一方、ナット部材３０のねじ孔３３の中心がボルトＢの軸心に対して心ずれしている場合、ボルトＢの先端がナット部材３０のテーパ面からなる座ぐり３４に当接し、その当接状態でボルトＢを押し込むことにより、ナット部材３０に水平方向分力が付与され、ナット部材３０がナットケース１０の天板１１下面に沿って移動してねじ孔３３がボルトＢの軸心に一致するよう位置調整され、その調整位置でボルトＢを回転することにより、ねじ孔３３にボルトＢがねじ込まれることになって、そのボルトＢの締め付けによりブラケットＯが固定される。

実施の形態においては、支持枠４０の基板４１に対してナットケース１０を移動自在とし、ナットケース１０の挟持板１７と基板４１とで支持パネルＰを弾性挟持するものであるため、ナットケース１０の移動量に対応した厚さの範囲の支持パネルＰに対してフローティングナットＡを取り付けることができる。

また、実施の形態に示すように、ナット部材３０に形成されたねじ孔３３の座板３１側の開口端部にテーパ状の座ぐり３４を設けておくことにより、ブラケットＯにおける取付け片ｏのボルト挿入孔ｈに挿入されるボルトＢが上記座ぐり３４を押す動作でねじ孔３３の中心がボルトＢの軸心に一致するようナット部材３０は自動的に位置調整されるため、フローティングナットＡのセット後におけるナット部材３０の位置調整操作を不要とすることができ、ブラケットＯ等の固定対象物の取付けを能率よく行うことができる。

なお、実施の形態においては、支持枠４０の規制板４３にナット部材３０の軸部３２が挿入可能な切欠部４９を形成し、上記規制板４３に対するナットケース１０の天板１１当接によってナットケース１０の移動量を規制したが、弾性部材５０のコイル部が互いに密着する弾性部材５０の収縮によってナットケース１０の移動量を規制してもよい。

１０ ナットケース
１１ 天板
１２ 側板
１３ 端板
１４ 座板収容空間
１５ 軸挿入孔
１７ 挟持版
１８ ガイド軸
２０ 案内板
３０ ナット部材
３１ 座板
３２ 軸部
３３ ねじ孔
３４ 座ぐり
３５ 抜止めリング
４０ 支持枠
４１ 基板
４３ 規制板
４４ ボルト挿入孔
４５ 抜止め突部
４６ 傾斜面
４８ ガイド孔
５０ 弾性部材

Claims (4)

1. 下面で開口する角形の座板収容空間(14)を有し、その座板収容空間(14)の天板(11)に軸挿入孔(15)が形成され、かつ、座板収容空間(14)の端板(13)下端に外斜め上方に向けて延びる傾斜状の案内板(20)が設けられたナットケース(10)と、
   前記ナットケース(10)の座板収容空間(14)内に組み込まれる座板(31)を有し、その座板(31)の上面に軸部(32)が設けられ、その軸部(32)の軸心上に座板(31)の下面で開口するねじ孔(33)が設けられ、前記軸部(32)が前記ナットケース(10)の軸挿入孔(15)に余裕をもって挿入されたナット部材(30)と、
   前記ナット部材(30)の軸部(32)に嵌合する取り付けとされて前記座板(31)を前記ナットケース(10)の天板(11)下面に沿って移動可能に抜止め支持する抜止めリング(35)と、
   前記ナットケース(10)における座板収容空間(14)の下面開口を覆う基板(41)およびその基板(41)と上下で対向する規制板(43)を有し、その規制板(43)と前記基板(41)間において前記ナットケース(10)を上下方向に移動自在に支持し、前記基板(41)に前記ナット部材(30)のねじ孔(33)より大径のボルト挿入孔(44)が形成された支持枠(40)と、
   前記ナットケース(10)を前記支持枠(40)の基板(41)に向けて付勢する弾性部材(50)と、
   からなるフローティングナット。
2. 前記支持枠(40)における基板(41)の上面に前記ボルト挿入孔(44)の内周に沿う円環状の抜止め突部(45)が設けられ、
   その抜止め突部(45)の上側には、前記ナットケース(10)の案内板(20)と支持枠(40)の基板(41)の対向部間に固定対象物取付け用支持パネル(P)が挿入される状態で支持枠(40)を押し込む時に支持枠(40)を下向きに移動案内する傾斜面(46)が形成され、
   前記抜止め突部(45)の外径が前記支持パネル(P)に形成されたボルト挿入孔(H)の内径と同径となっていることを特徴とする請求項１に記載のフローティングナット。
3. 前記ナットケース(10)の座板収容空間(14)における対向一対の側板(12)の下端それぞれに外側方に向く挟持板(17)が設けられ、
   その挟持板(17)の上面にガイド軸(18)が突設され、
   そのガイド軸(18)が支持枠(40)の規制板(43)に形成されたガイド孔(48)内にスライド自在に挿入されてナットケース(10)が移動自在に支持されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のフローティングナット。
4. 前記ナット部材(30)に形成されたねじ孔(33)の座板(31)側の開口端部にテーパ状の座ぐり(34)が設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のフローティングナット。

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