JP7118537B2

JP7118537B2 - ナット及びナットの固定構造

Info

Publication number: JP7118537B2
Application number: JP2018140812A
Authority: JP
Inventors: 重樹松並; 一博古賀; 剛小島; 直樹星野; 託也吉田
Original assignee: Aoyama Seisakusho Co Ltd
Current assignee: Aoyama Seisakusho Co Ltd
Priority date: 2018-07-27
Filing date: 2018-07-27
Publication date: 2022-08-16
Anticipated expiration: 2038-07-27
Also published as: DE112019002951T5; US11879492B2; US20210115961A1; CN112424489A; WO2020021900A1; CN112424489B; JP2020016307A

Description

本発明は、ナット及びナットの固定構造に関するものである。

特許文献１に記載されているように、ナットを相手部材に固定して使用することが知られている。この場合、ナットを相手部材に圧入して埋め込むように取り付ける。相手部材に取り付けたナットが回転してしまったり、抜け落ちたりしてしまうことを回避する必要があるため、ナットは相手部材にしっかりと埋め込まれる。

特開２０１３－１１３３９６号公報

ところで、従来のナットでは、圧入に必要な荷重が大きいため、低減したいという要望が出ていた。圧入に必要な荷重を低減できれば、相手部材に不要な変形が発生することを抑制することにもつながる。

本件の発明者は、この点について鋭意検討することにより、解決を試みた。本発明の課題は、ナットを板材に圧入する際に必要な荷重を低減させることである。

上記課題を解決するため、本発明では、雌ねじを備えた基部と、基部の一面から突出した筒状の突出部と、突出部の外周面側から突出する複数の足部と、を備え、足部の突出部寄り端部は、当該端部の両外側が平面視で弧状となるように形成されたナットとする。

また、突出部の外周が、基部側に向けて径が小さくなるように形成することが好ましい。

また、平面視において突出部の最大外周部分よりも外方に突出した部分の足部の体積は、平面視において突出部の最大外周部分よりも内方側かつ、平面視において隣り合う足部間となる部分に設けられた収納空間の容積以下である構成とすることが好ましい。

また、上記ナットの突出部の最大外周よりも大きな下穴を備えた板材に対して、突出部で板材を変形させず、足部で板材を変形させてナットを相手部材に固定したナットの固定構造とすることが好ましい。

本発明では、ナットを板材に圧入する際に必要な荷重を低減させることができる。

実施形態の一例となるナットの斜視図である。図１に示したナットの突出部側の一部を表した断面図である。図２のＩＩＩ－ＩＩＩ断面の一部を表した図である。ナットの足部に板材を載置した状態を示した図である。図１に示したナットにおける加圧可能部を表した図である。ただし、（ａ）は側面から見た断面図、（ｂ）は平面図であり、(ｂ)においては、二点鎖線で板材の下穴を表し、最大外周部よりも内側に示した破線は足部の基部の端部の形状と、足部の他端部側の形状を表している。図１に示したナットにおける収納空間を着色して表した図である。ただし、（ａ）は側面から見た断面図、（ｂ）は平面図であり、(ｂ)においては、二点鎖線で板材の下穴を表し、最大外周部よりも内側に示した破線は足部の基部の端部の形状と、足部の他端部側の形状を表している。なお、白抜き矢印で板材の一部が逃げる方向の例を表している。足部の先端側が等脚台形状となっているナットの突出部側の一部を表した断面図である。図７のＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ断面の一部を表した図である。足部の先端側が側面視で矩形状となっているナットの突出部側の一部を表した断面図である。図９のＸ－Ｘ断面の一部を表した図である。

以下に発明を実施するための形態を示す。なお、以下では、締結用の鉄製のナット１を例にして説明する。図１乃至図３に示すことから理解されるように、実施形態のナット１は、雌ねじ１８を備えた基部２と、基部２の一面から突出した筒状の突出部３と、突出部３の外周面側から突出する複数の足部４と、を備え、足部４の突出部３寄りの端部は、先端部側から突出部３側に向けて幅が漸次拡大し、当該端部の両外側が平面視で弧状となるように形成されたものである。このため、足部４により変形された部分は、足部４と足部４の間に形成された谷部１１に移動しやすくなり、ナット１を板材９に圧入する際に必要な荷重を低減させることができる。

実施形態のナット１は、両端面が略平行となるように形成された円筒状の基部２と、基部２の一面側から延びる突出部３を備えている。また、基部２及び突出部３と連なるように足部４が設けられている。実施形態のナット１は、基部２の中心軸と突出部３の中心軸Ｃが一致するように構成されている。実施形態では、基部２の雌ねじ１８以外に、突出部３の一部にも雌ねじが備えられている。このため、基部２の厚みを抑制しつつ、雄ねじと接する部分を大きくすることができる。

突出部３と連なるように設けられた足部４は、板材９を変形させるために用いられる部分であるとともに、ナット１が相手部材に対して回転することを抑制する部分でもある。このため足部４は、突出部３の外周面から外方に延びるように形成されるとともに、複数設けられている。実施形態の足部４は、突出部３の外周面から周方向に均等に間隔をおくように設けられており、何れも同形状となるように構成されている。

実施形態では、このように形成されたナット１を板材９に取り付ける際には、図４に示すように、板材９を足部４に接した状態とした後、加圧する。すると、アルミニウムやステンレスなどのような比較的柔らかい板材９は、その一部が変形する。この際、板材９の一部は力から逃げるように移動しようとする。この板材９の一部は、足部４に沿って移動することで、足部４と足部４の間に形成された谷部１１に移動しやすくなる。なお、実施形態においては、隣り合う足部４と突出部３の外周面により、平面視、略Ｕ字状の谷部１１が形成されている。

また、実施形態のナット１は、突出部３の外周が、基部２側に向けて径が小さくなるように形成されている。基部２側から見ると、開放端に向けて拡径するように突出部３が形成されている。このため、板材９が突出部３側に移動した後、ナット１が板材９と離れるように軸方向に移動しようとしても、谷部１１に移動した部分が突出部３に当たることにより、ナット１の移動が抑制される。なお、実施形態においては、ナット１の突出部３の先端部分が、最も外周径が大きい最大外周部分３１となっている。

図５に示すことから理解されるように、実施形態の足部４は、平面視において突出部３の最大外周部分３１よりも外方に突出した部分である加圧可能部１３を備えており、この部分を利用して板材９を変形させる。したがって、板材９が変形しなくてはならない大きさは、この加圧可能部１３の大きさに左右される。なお、図５においては、加圧可能部１３は足部４に斜線を付した部分である。

図６に示すように、実施形態のナット１は、平面視において突出部３の最大外周部分３１よりも内方側かつ、平面視において隣り合う足部４間となる部分に収納空間１２が設けられている。ただし、ここでいう平面視において足部４間となる部分は軸方向に垂直となるように切られた一つの断面における足部４間を意味しているのではない。軸方向に垂直となる断面を切った際に足部４がある部分に関しては、隣り合う足部４の間と観念される領域を意味し、軸方向に垂直となる断面を切った際に足部４が無い部分に関しては、足部４のうち基部２より最も離れた位置における部分が区画線となるように観念される領域である。

この収納空間１２は、板材９が変形した際に流入可能なスペースである。実施形態の収納空間１２は、側面視においては、基部２から最大外周部分３１まで続いており、図６に示す例では、側面視で略三角形状の領域である。実施形態のナット１は、平面視において突出部３の最大外周部分３１よりも外方に突出した部分の足部４の体積は、平面視において突出部３の最大外周部分３１よりも内方側かつ、平面視において隣り合う足部４間となる部分に設けられた収納空間１２の容積以下である。このため、収納空間１２の容積が適切な大きさで確保できる。

実施形態では、この収納空間１２は、足部４と同じ数だけ観念できる。なお、収納空間１２は、変形した板材９の一部を収納することができるスペースであり、少なくとも隣り合う足部４間の空間の一部が、収納空間１２の一部を形成している。

図２及び図３に示す例の足部４は、平面視において、先端部側が矩形状に形成されている。この矩形状の部分の側面は、互いに平行となるように設けられており、ナット１が相手部材に対して移動しにくいようにすることができる。また、足部４の先端は、基部２側になるほど中心軸Ｃから離れるように傾斜する傾斜面４１を備えている。このような傾斜面４１を備えることで、ナット１と板材９を固定する際に、板材９の変形面積を徐々に増加することが可能となり、型命数を向上させ得る。

図７及び図８に示す例の足部４の先端側は、平面視において、等脚台形状に形成されている。また、この例においても、足部４の先端は、基部２側になるほど中心軸Ｃから離れるように傾斜する傾斜面４１を備えている。

図９及び図１０に示す例の足部４は、平面視において、先端部側が矩形状に形成されている。この矩形状の部分の側面は、互いに平行となるように設けられており、ナット１が相手部材に対して移動しにくいようにすることができることは、図２及び図３に示す例と同様である。また、足部４の先端は、側面視でも矩形状となるように形成されている。このような先端とすることにより、かしめ強度を向上させ得る。

実施形態のナット１の固定構造では、板材９には突出部３を挿入することができる下穴９１を備えている。この下穴９１は突出部３の最大外周よりも、大きくなるように構成されている。このため、板材９について、突出部３により変形させられることなく、足部４と接する状態とすることができる。この下穴９１は突出部３が収められた状態で、放射状に配置された複数の足部４が板材９と接触できる大きさに設けられており、ナット１と板材９を固定する際には、複数の足部４を板材９に対して押し付けるように加圧し、板材９を足部４で変形させれば良い。したがって、足部４に板材９を押し付ける力を加えれば、板材９とナット１の固定ができるため、固定に必要な力を抑制することができる。また、板材９が力を受けると、板材９の一部は下穴９１の内側に移動しようとするが、突出部３と板材９の間には隙間があるため、この移動がしやすくなる。

また、平面視において突出部３の最大外周部分３１よりも外方に突出した部分の足部４の体積を、平面視において突出部３の最大外周部分３１よりも内方側かつ、平面視において隣り合う足部４間となる部分に設けられた収納空間１２の容積以下であるように構成すれば、下穴９１と突出部３の最大外周の大きさの違いを加味すると、実質的に、下穴９１より内側のスペースは、加圧可能部１３の体積よりも大きなものとなるため、板材９の移動の阻害が抑制される。この結果、ナット１と板材９の固定時に必要となる力を抑制することができる。

以上、実施の形態を用いて本発明について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されることはなく、各種の態様とすることが可能である。例えば、ナットの材質は鉄である必要は無く、その他の材質のものでも構わない。ただし、金属製であることが好ましい。

突出部には雌ねじを設けなくても良い。この場合、基部のみが雄ねじと螺合することができる。

また、基部は円筒形状である必要は無い。例えば、平面視で四角や六角となる角筒形状などにしても良い。

基部に設けた雌ねじは貫通しているものである他、袋タイプのナットのように、貫通していないものでもよい。

１ナット
２基部
３突出部
４足部
９板材
１１谷部
１２収納空間
１３加圧可能部
１８雌ねじ
３１最大外周部分
４１傾斜面
９１下穴

Claims

雌ねじを備えた基部と、基部の一面から突出した筒状の突出部と、突出部の外周面側から突出する複数の足部と、を備え、
足部の先端は、基部側になるほど中心軸から離れる構成であり、
足部の突出部寄り端部は、先端部側から突出部側に向けて幅が漸次拡大し、当該端部の両外側が平面視で弧状であり、
平面視において突出部の最大外周部分よりも外方に突出した部分の足部の体積は、平面視において突出部の最大外周部分よりも内方側かつ、平面視において隣り合う足部間となる部分に設けられた収納空間の容積以下であるナット。
突出部の外周が、基部側に向けて径が小さくなるように形成された請求項１に記載のナット。
請求項１又は２に記載のナットの突出部の最大外周よりも大きな下穴を備えた板材に対して、突出部で板材を変形させず、足部で板材を変形させてナットを相手部材に固定したナットの固定構造。