JPH0633929A - 座金付ナットとその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 一般のボルト・ナットに代えて使用できる程
度に安価な、座金付ナットとその製造方法を提供するこ
とを目的とする。 【構成】 座金２がナット１に対して回転自在に一体的
に係着された座金付ナットであって、上記座金２のリン
グ状の内周面2aの少なくとも先端部位に先端側で拡径し
た比較的勾配の小さいテーパ面を形成するとともに、上
記ナット１の座面1cに、外周面1dが少なくとも先端部で
座金２内周面2aに摺接するよう拡径側に塑性変形したリ
ング状の突片1aを形成することによって、ナット１の突
片1aに座金２を回転自在に係着した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ねじの締結作業の自
動化に有用な座金付ナットとその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、あらゆる分野において自動化が進
められ、組立作業におけるねじの締結作業においても、
従来の人手による締結作業からロボットを使用した締結
作業が推進されつつある。

【０００３】上記ねじの締結作業において、部材にめね
じ穴が形成されているものにボルトを螺着する形態の
「ねじの締結作業」は、ボルトのおねじ部分に予め座金
を挿通して締結ができるため、比較的簡単にロボットの
ハンド部分に把持させることができ、自動化することが
可能となっている。

【０００４】これに対して、予め挿通あるいは部材側に
一体的に形成されているボルトにナットを螺着する形態
の「ねじの締結作業」の場合には、ナットと座金を一体
的にボルトに螺着する際、ロボットのハンド部分に、外
形が円形の座金と外形が六角形状のナットを一度に把持
して締結するか、あるいは時間的にずらせて、最初にま
ずロボットのハンド部分で座金をボルトに挿着して、後
に、ナットをボルトに螺着しなければならない。

【０００５】前者の場合には、把持するものの形状及び
寸法が全く異なることより、ロボットのハンド部分での
把持が非常に難しくなり、一方、後者の場合には、位置
合わせに時間を要するロボットの動作が２倍になり、作
業の効率が著しく低下することになる。

【０００６】このような現況に鑑み、ナットのボルトへ
の螺着の合理化を図るべく、図４に図示する如き構造の
座金付ナットが提案され、使用されている。この図４に
図示する座金付ナットの場合、この図に示すように、座
金２′に段部2c′を形成することともに、ナット１′の
座面1c′にリング状の突片1a′を形成し、該ナット１′
のリング状の突片1a′を外周側に全周にわたって略直角
に屈曲するよう塑性変形する（かしめる）ことにより、
座金２′をナット１′に係着している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図４に
示す構造では、高張力用ナットの場合、あるいはサイズ
の大きなナットの場合には、上記屈曲加工の際の大きな
塑性変形により、上記突片1a′の基端部（座面1c′近
く）に環状のクラックが発生することになり、実用化す
ることができない。また、従来のものに比べて外径を大
きくすることなく、ナットの座面面積を確保しようとす
ると、上記突片1a′の厚みを可能な限り薄くする必要が
あるが、高張力用ナットの場合には、かかる条件を満た
そうとするとさらに上記クラックの発生が生じ易くな
る。

【０００８】さらに、図４に図示する座金付ナットの場
合、上述のように、座金にナットと係合させるための段
部2c′を形成する必要があり、座金の受圧面積がサイズ
の小さいものでは10〜20％程度も減少し、座金本来の機
能の一つである受圧力の低減が十分に得られないという
問題もある。

【０００９】この発明は上記現況に鑑みおこなれたもの
で、材質的に高張力ボルト用ナットにも実施でき、しか
も座金の受圧面積の減少が極めて少ない、座金付ナット
と、その製造方法を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本第１の発明にかかる座
金付ナットは、座金がナットに対して回転自在に一体的
に係着された座金付ナットであって、上記座金のリング
状の内周面の少なくとも先端部位に先端側で拡径した比
較的勾配の小さいテーパ面を形成するとともに、上記ナ
ットの座面に、外周面が少なくとも先端側で座金内周面
に摺接するよう拡径側に塑性変形したリング状の突片を
形成することによって、ナットの突片に座金を回転自在
に係着したことを特徴とする。

【００１１】本第２の発明にかかる座金付ナットは、上
記第１の発明にかかる座金付ナットにおいて、前記ナッ
トのリング状の突片の拡径側への塑性変形が、該リング
状の突片の円周の離間した数カ所において部分的におこ
なわれていることを特徴とする。

【００１２】本第３の発明にかかる座金付ナットの製造
方法は、座金がナットに対して回転自在に一体的に取着
された座金付ナットの製造方法であって、上記座金のリ
ング状の内周面の少なくとも先端部位に先端側で拡径し
た比較的勾配の小さいテーパ面を形成するとともに、上
記ナットの座面に外周がその基端部で座金内周面に摺接
するリング状の突片を加工形成し、該ナットの突片に上
記座金を縮径側が座面に当接するよう挿着するととも
に、ナットの突片を、上記座金の内周面に沿うよう塑性
変形を与えて外方に拡径することによって、座金をナッ
トに対し回転自在に一体的に係着した座金付ナットを製
造することを特徴とする。

【００１３】

【作用】しかして、本第１の発明にかかる座金付ナット
によれば、座金の内周面の少なくとも先端部位を比較的
勾配の小さいテーパ面で形成し、且つナットの突片を上
記座金のテーパ面が形成された箇所に沿うよう塑性変形
を与えて外方に拡径することによって、座金をナットに
係着しているため、無理な塑性変形がおこなわれず、従
ってナットの突片の基端部（座面近傍）で大きな集中応
力が作用しない。

【００１４】このため、高張力ナットであっても、大き
なサイズのナットであっても、ナットの突片の座面近く
にクラックが生じることはなく、また、突片の厚みも極
めて薄くすることができ、ナットの座面面積を十分確保
することができる。

【００１５】さらに、座金の受圧面積も殆ど減少するこ
とがないため、座金本来の機能の一つである受圧力の低
減を十分図ることができる。

【００１６】また、本第２の発明にかかる座金付ナット
によれば、ナットと座金の係着のための、該ナットの突
片の塑性変形が、該突片の円周の離間した数カ所におい
て部分的におこなわれるため、クラックの生じ易い高張
力ナット、例えば、サイズ的にあるいは材質的に特殊な
高張力ナットであっても、ナットの突片の基端で殆ど集
中応力が作用しないため、ナットの突片の基端部にクラ
ックが生じる懸念は全くない。

【００１７】また、本第３の発明にかかる座金付ナット
によれば、上記第１及び第２の発明にかかる座金付ナッ
トを簡単に製造することができる。特に、ナットへの座
金の係着が、上述のように突片の小さな塑性変形によっ
ておこなわれるため、ナットの突片の基端部においても
クラックの発生がなくなるとともに、変形のための加圧
力が極めて小さくですみ、小型のプレス機で効率よく省
エネ的に大量生産することができる。

【００１８】

【実施例】以下、この発明の実施例を図面を参照しなが
ら説明する。

【００１９】図１はこの発明の実施例にかかる座金付ナ
ットのナットを示す図で、(a) は平面図,(b)は右半分を
断面した正面図である。また、図２はこの発明の実施例
にかかる座金付ナットの座金を示す図で、(a) は平面
図,(b)は正断面図である。また、図３は図１に示すナッ
トに図２の座金を取着した座金付ナットの構成を示す図
で、(a) は平面図,(b)は右半分を断面した正面図, (c)
は底面図である。

【００２０】図において、１はナットで、このナット１
の座面1cにはリング状の薄肉の突片1aが形成されてい
る。この突片1aの形成は、ナット１のサイズが大きい場
合 (具体的には24mm程度以上の場合) には熱間で、それ
以下の場合には冷間で塑性加工によって形成することが
できる。また、この突片1aの突出寸法は、図３(a) に図
示する如く、下記の座金２の厚み寸法よりやや小さく構
成する。

【００２１】また、図において、２はリング状の座金
で、この座金２の内周面2aは比較的勾配の小さいテーパ
面で構成されている。この内周面2aをテーパ面となす加
工は、切削加工でおこなうこともできるが、プレスの抜
き勾配を利用してプレスの打ち抜き加工により簡単にお
こなうこともできる。上記内周面2aの勾配は、図３に示
すナット１に取着された状態においてナット１側の座面
1cに接する側で縮径し先端側で拡径状のテーパ面になる
よう、該テーパ面のテーパ角が略３〜40度程度、好まし
くは５〜30度程度の比較的小さい勾配で構成されてい
る。このテーパ角は、ナットと座金の所望の係着力によ
り、またナットの材質あるいはサイズ等により適宜選択
される。

【００２２】そして、上記塑性加工によって形成された
図１に示すナット１の突片1aに、図２に示す座金２を、
上述のようにテーパ面の縮径した端面2b側がナット１の
座面1c側に位置するよう挿着し、この挿着した状態でプ
レス等により、図３(b),(c) に図示する如く、この突片
1aの円周の離間した複数部分 (本実施例では３箇所)
で、該突片1aの外周面1dが、上記座金２の内周面2aに摺
接するよう加圧変形 (塑性変形) させて、ナット１と座
金２を係着する。図図３(b),(c) において、1eは加圧変
形により変形した変形部分を示す。

【００２３】この加圧変形に際し、突片1aの変形部分1e
と座金２の内周面2aが強固に接触しないよう、つまり、
ナット１の突片1aの外周面1dと、座金２の内周面2aとの
間に僅かな隙間３が形成されるよう、変形させる。この
ような加圧加工 (塑性加工) は、プレスのストローク量
の調整、金型の形状によりおこなわれる。

【００２４】また、上記実施例に代えて、図示しない
が、ナット１と座金２の係着に寄与する該ナット１の突
片1aの変形部分1eの変形量（塑性変形量）は、所望の係
着力によりあるいはナット１の材質によって、突片1aの
外周面1dの全周にわたっておこなってもよく、また突片
1aの基端から先端にわたっておこなっても、あるいは先
端部分のみ拡径するよう加圧変形させてもよい。

【００２５】しかして、このようにナット１に係止され
た座金２は、図３に図示するように、ナット１と座金２
の間に僅かの隙間３を有するよう係着しているため、ナ
ット１に対して回転自在であるとともに、ナットの突片
1aの円周上の離間した３箇所が加圧変形されることによ
って係合しているため、常に、座金２がナット１から脱
落することなく係着されている。

【００２６】従って、ロボットのハンド部はナットを把
持してボルト側に螺着すれば、ナットのボルト側の端面
に座金が同時に取着されることとなる。

【００２７】そして、上述のように、本実施例にかかる
座金付ナットは、ナット１と座金２の係着に必要な加圧
変形が必要最小限度においておこなわれ、無理な塑性変
形がおこなわれないため、ナット１の突片1aの基端部に
おいても集中応力が殆ど発生することがない。この結
果、突片1aの基端部においてクラックが発生することが
ない。

【００２８】そして、本座金付ナットの場合、上述のよ
うに、ナット１と座金２を一体的に係着するのに、座金
２の内周面2aを勾配の小さいテーパ面で構成しているこ
とより、座金２の受圧面積も殆ど減少することがないこ
とより、座金本来の機能の一つである受圧力の低減を十
分図ることができ、また、ナット１の突片1aの厚みも極
めて薄く構成することができることより、ナット１の座
面面積も通常のナットと略同じ程度に確保することがで
きる。従って、ナット及び座金の基本的な機能を殆ど損
なうことなく、ナットと座金を一体的に係着することが
可能となる。

【００２９】ところで、上記実施例では、ナット１の突
片1aの円周上の離間した３箇所を加圧変形させている
が、最低限度、対向する２箇所で変形させればナットと
座金を係着することができる。

【００３０】また、ナットと座金の係着に大きな係着力
が必要な場合には、上述のように、ナット１の突片1aの
円周の全周にわたって加圧変形させてもよく、この場合
においても、本発明の基本的作用になんら変わらない。

【００３１】さらに、上記実施例では、座金２の内周面
2a全体をテーパ面に形成しているが、座金の内周面の少
なくとも先端部位、即ち、座金の内周面の拡径側の端面
から所定寸法だけに形成してもよく、この場合において
も、本発明の基本的作用に変わりはない。

【００３２】

【発明の効果】しかして、本第１及び第２の発明にかか
る座金付ナットによれば、塑性加工に際しクラックが生
じ易い高張力ボルト用ナットにも実施することができ、
組立の自動化が高張力用のナットを使用するものにも適
用できる。

【００３３】そして、ナットの座面面積及び座金の受圧
面積の減少が必要最小限に抑えられるため、ナット及び
座金の本質的機能を基本的に損なうこともない。

【００３４】また、本発明にかかる座金付ナットの製造
方法によれば、上記第１および第２の発明にかかる座金
付ナットを簡単に且つ安価に実施することが可能とな
る。

【００３５】従って、従来自動車等の付加価値の高い製
品にしか使用することができなかった、座金付ナットを
付加価値の低い製品にも使用することができ、ロボット
の導入による組立の合理化を大幅に促進することがで
き、労働者を単純なねじ締め労働から解放することがで
きる。

【００３６】また、本発明にかかる座金付ナットを使用
すれば、従来作業者により組立がおこなわれていた海底
トンネルあるいは有毒ガス雰囲気内等の危険な条件下で
の組立を自動化することが可能になり、労働者の安全確
保の促進にも寄与することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施例にかかるナットを示す図
で、(a) は平面図,(b)は右半分を断面した正面図であ
る。

【図２】 この発明の実施例にかかる座金を示す図で、
(a) は平面図,(b)は正断面図である。

【図３】 図１に示すナットに図２の座金を取着した座
金付ナットの構成を示す図で、(a) は平面図,(b)は右半
分を断面した正面図, (c) は底面図である。

【図４】 従来の座金付ナットの構成を示す図で、(a)
は右半分を断面した正面図,(b)は底面図である。

【符号の説明】

１…ナット 1a…突片 1c…座面 1d…外周面 ２…座金 2a…内周面

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 座金がナットに対して回転自在に一体的
   に係着された座金付ナットであって、 上記座金のリング状の内周面の少なくとも先端部位に先
   端側で拡径した比較的勾配の小さいテーパ面を形成する
   とともに、上記ナットの座面に、外周面が少なくとも先
   端側で座金内周面に摺接するよう拡径側に塑性変形した
   リング状の突片を形成することによって、ナットの突片
   に座金を回転自在に係着したことを特徴とする座金付ナ
   ット。
2. 【請求項２】 請求項１記載の座金付ナットにおいて、
   前記ナットのリング状の突片の拡径側への塑性変形が、
   該リング状の突片の円周の離間した数カ所において部分
   的におこなわれていることを特徴とする座金付ナット。
3. 【請求項３】 座金がナットに対して回転自在に一体的
   に取着された座金付ナットの製造方法であって、 上記座金のリング状の内周面の少なくとも先端部位に先
   端側で拡径した比較的勾配の小さいテーパ面を形成する
   とともに、上記ナットの座面に外周がその基端部で座金
   内周面に摺接するリング状の突片を加工形成し、該ナッ
   トの突片に上記座金を縮径側が座面に当接するよう挿着
   するとともに、ナットの突片を、上記座金の内周面に沿
   うよう塑性変形を与えて外方に拡径することによって、
   座金をナットに対し回転自在に一体的に係着した座金付
   ナットを製造することを特徴とする座金付ナットとその
   製造方法。