JP2007064412A

JP2007064412A - インサートナット及びインサートナットを使用したワーク締結構造

Info

Publication number: JP2007064412A
Application number: JP2005252422A
Authority: JP
Inventors: Takao Kimura; 隆雄木村; Takashi Fukuma; 貴志福間
Original assignee: Nitto Seiko Co Ltd
Current assignee: Nitto Seiko Co Ltd
Priority date: 2005-08-31
Filing date: 2005-08-31
Publication date: 2007-03-15

Abstract

【課題】ねじ部材との組合せにより比較的軟質な複数のワークの締結を可能にするインサートナットを得る。
【解決手段】軸部３とこれより大きい頭部２とからなり、軸部３の先端には雌ねじ形成用下穴部１１を形成し、これから頭部２にかけて雌ねじ形成用下穴部１１の径より大径の中空穴部１２を設け、雌ねじ形成用下穴部１１と中空穴部１２とから段付き中空穴１０を形成したインサートナット１であって、雌ねじ形成用下穴部１１に雌ねじを形成しながらねじ部材２０を螺入して中空穴部１２をかしめるインサートナットであるので、作業効率が向上する。また、かしめ部は常時頭部側へ引き上げられた状態なので、時間が経過しても締結が緩むこともない。しかも、ねじ部材で雌ねじを形成しているので、あらかじめ雌ねじを形成する必要がない。
【選択図】図１

Description

本発明は、ねじ部材とこれに螺合されるナットとで複数の板状のワークを締結するための締結部品及び締結構造であって、特に、一方向からの締結作業を可能にしたインサートナット及びこのインサートナットを使用したワーク締結構造に関する。

一般に、複数のワークを締結する場合、ねじ部材をワークに直接螺合して締結したり、ワークに貫通穴をあけ、この貫通穴にねじ部材を挿入し、他方からねじ部材の脚部にナット部材を螺合させてねじ部材とナット部材でワークを挟み締結している。これらの締結作業において、ねじ部材を一方のワークに螺入し、他方のワークを固定する作業では、ねじ部材が螺合されるワークは雌ねじを形成する必要性から所定の締結強度を有しなければならず、そのため、ねじ部材を螺合するのに十分な一定以上の厚みを必要としており、ワークが薄いと雌ねじがつぶれ、ねじ部材での締結が不十分となり、締結強度が不足している。

また、ねじ部材とナット部材とで互いのワークを挟んで締結する場合は、これらワークの両側から作業する必要があり、そのため、両側に所定の空間がないとねじ部材とナット部材とによる締結作業ができないという問題が生じている。特に最近では、製品が小型化しており、これに使用される部品も薄くなり、これらの締結作業も複雑になっているのが現状である。

このような現状に鑑みて最近多く使用されつつある締結作業に例えば、特開平４−１５３０９号に示されるブラインドナットによる固定構造がある。これは主に、自動二輪車のフレームに部品をねじ止めする際に使用されており、このブラインドナットは板状部材の裏面にナット部材を固定しているものであるが、この固定方法には溶接のほか、外部から固定作業ができるかしめ固定のものがある。このような固定構造を改良したものが図１０及び図１１に示されている。これは、ブラインドナットに関するもので、頭部１０２を有する筒状の雌ねじ体で、その首部に内径を削った薄肉部１１２が形成されたブラインドナット素材１０１が用いられ、このブラインドナット素材１０１を板状部材１０５の下穴１０６に挿入し、頭部裏面を板状部材１０５の表面に圧着しながら、雌ねじ１１１に螺合したねじ工具（図示せず）を用いて雌ねじ１１１の部分を頭部方向へ引き上げることにより、上記薄肉部１１２が外方へ二つ折りに膨出してかしめ部１１３が形成され、このかしめ部１１３と頭部１０２との間に板状部材１０５を挟圧して固定するようにしたブラインドナットである。そして、前記板状部材１０５の下穴１０６が外面へ拡がる皿穴に形成され、一方、ブラインドナット素材１０１の頭部裏面に、内周付け根部分を埋める少なくとも一つの膨出部１２５が形成され、その膨出部１２５は、皿穴の傾斜面に一致する大きさの頂部を中心にして、両側周方向に向かって膨出量が次第に縮小する山形に設定された構成となったものである。

特開平４−１５３０９号公報

しかしながら、このようなブラインドナットは、あらかじめ形成された雌ねじにねじ工具を螺合してこの雌ねじの部分を頭部側へ引き上げてかしめ部を形成してから、ワークをこれに固定する際にねじを螺合するようにしたものであり、このブラインドナットでは複数のワークを互いに挟み固定することはできず、例え、このブラインドナットでワークを挟み固定できたとしても、時間が経過してかしめ部が僅かでも元に戻ると、互いのワークの間には隙間が生じて固定が緩むことがある。また、このブラインドトナットは雌ねじをあらかじめ形成していることからその製造工数が多くかかり、高価になっている。更に、ねじをブラインドナットに螺入した場合の連れ回りを防止するためにこのブラインドナットの頭部裏面の内周付け根部分に膨出部を設けてワークの皿穴を挟むようになっているから、ワークの下穴には必ず皿穴を形成する必要が生じている。しかも、このように頭部裏面の付け根部分に膨出部を形成する必要からこれを圧造加工により製造する場合に使用する金型も複雑になる等の課題を有している。

本発明の第１の目的は、このような課題を解消するとともにねじ部材との組合せにより比較的軟質な複数のワークの締結を可能にするインサートナットを得ることであり、本発明の第２の目的は、簡単な構成で互いのワークを迅速に固定するとともに裏面に空間がほとんど無くても一方側から全ての締結作業を可能にしたインサートナットを使用したワーク締結構造を得ることである。

本発明の第１の目的は、軸部３とこの軸部３より外周形状の大きい頭部２とからなり、この軸部３の先端には雌ねじ形成用下穴部１１を形成し、この雌ねじ形成用下穴部１１から頭部２にかけて雌ねじ形成用下穴部１１の径より大径の中空穴部１２を設け、これら雌ねじ形成用下穴部１１と中空穴部１２とから段付き中空穴１０を形成したインサートナット１であって、中空穴部１２の頭部側からねじ部材２０を挿入し、前記雌ねじ形成用下穴部１１に雌ねじを形成しながらねじ部材２０を螺入してねじ部材２０の座面２４が頭部２の頂面に接することで前記中空穴部１２を圧縮してかしめるようにしたインサートナットを提供することで達成される。

また、この構成に加えて、頭部はその外周が矩形あるいは楕円形状であって、これをワーク５の係合穴７に係合させ、ねじ部材２０を雌ねじ形成用下穴部１１に螺入する時に連れ回りしないようにしたインサートナットとすることで、ワークとインサートナットとの間の空転作用が解消されることになり、強固にワークを締結できる。

更に、これら構成に加えて、軸部はその中空穴部１２のかしめ位置に軸方向に沿う薄肉条を周方向に等間隔をおいて複数有しているインサートナットであるので、かしめによる膨出が均等になる。

また、本発明の第２の目的は、互いに締結される複数の板状のワーク５にインサートナット１の軸部３を挿入可能な挿入穴６を形成し、このインサートナット１の頭部２が位置するワーク５にこの頭部２が係合可能に嵌る係合穴７を形成し、一方、前記インサートナット１は締結されるワーク５の表面と裏面との間隔（Ｔ）より長く前記軸部３とこれより外周形状の大きい頭部２とからなり、この軸部３の先端には雌ねじ形成用下穴部１１が形成され、この雌ねじ形成用下穴部１１から頭部２にかけて雌ねじ形成用下穴部１１の径より大径の中空穴部１２を設け、これら雌ねじ形成用下穴部１１と中空穴部１２とから段付き中空穴１０を形成した形状とし、このインサートナット１の頭部側からねじ部材２０を挿入し、前記雌ねじ形成用下穴部１１に雌ねじを形成しながらねじ部材２０を螺入してねじ部材２０の座面２４が頭部２の頂面に接するとともにワーク５の端面において前記中空穴部１２が圧縮されてかしめられ、前記複数のワーク５を締結するようにしたインサートナットを使用したワーク締結構造を提供することで達成される。

しかも、この構成に加えて、インサートナットの軸部は少なくとも頭部２がワーク５の係合穴７に嵌った時に中空穴部１２の一部と雌ねじ形成用下穴部１１とが締結されるワーク５の裏面から突出しているインサートナットを使用したワーク締結構造とすることで、ワークの裏面にかしめ部が確実に形成されることになる。

本発明によれば、従来のように、あらかじめ形成された雌ねじにねじ工具を螺合して雌ねじの部分を頭部側へ引き上げてかしめ部を形成してから、ねじを螺合するようなものでなく、ワークを挟んでねじ部材により直接かしめるようにしたものであるから、作業効率が向上する。また、インサートナットの先端部に雌ねじ形成用下穴が設けられ、これに雌ねじを形成しながらねじ部材を螺入することで、インサートナットの頭部と軸部のかしめ部との間でワークを挟み締結することができ、締結作業コストの低減が図れる。更に、かしめ部はねじ部材で常時頭部側へ引き上げられた状態になるので、時間が経過してもかしめ部は戻ることがなく、締結が緩むこともない。しかも、このようにねじ部材が雌ねじを形成しながら螺入されるので、あらかじめ雌ねじを形成しておく必要がない。その上、圧造加工のみで製造できるので、インサートナットの製造コストが低減でき、安価に提供できる。また、インサートナットの頭部外周形状を矩形あるいは楕円形状に形成し、ワークの表面にこれに対応する形状の係合穴を形成することで、ワークの係合穴に頭部を係合した状態にした後、ねじ部材を螺入すれば、インサートナットはねじ部材とともに廻る所謂、連れ回りによる空転作用が生じず、強固な締結が確実になる。更に、軸部には軸方向に薄肉条が形成されているので、かしめ時にこの薄肉条が裂けようとして外方へ均等に膨出するからバラツキのない所定のかしめ部が常時得られる。その上、ワークに形成された挿入穴にインサートナットを挿入し、インサートナットの中空穴にねじ部材を螺入してワークを頭部とかしめ部との間に挟んで締結しているので、ワークの一方からの作業でよく、ワークの裏面の空間が狭くても十分に確実な締結作業が可能となる等の特有の効果がある。

以下、本発明の実施の形態を図１乃至図９に基づき説明する。図１及び図２において、１はインサートナット部材であり、このナット部材１は頭部２とこれより小径の軸部３とから一体に構成されている。この頭部２と軸部３には貫通した段付き中空穴１０が形成してあり、この段付き中空穴１０は軸部先端側に形成された雌ねじ形成用下穴部１１とこれに連続する頭部側には雌ねじ形成用下穴部１１より大径の中空穴部１２とが形成されて構成されている。この雌ねじ形成用下穴部１１の直径はこれに螺入されるねじ部材２０の有効径若しくはこの有効径より僅か小径の寸法に設定されており、ねじ部材２０の脚部２１に形成されている雄ねじ２２が雌ねじを形成しながら螺入可能となっている。

このねじ部材２０には脚部２１の中程まで雄ねじ２２が形成してあり、これより頭部側には雄ねじ２２の径より大径の無ねじ部２３が形成されている。この無ねじ部２３は前記インサートナット１の中空穴部１２の内径に沿う円柱形状であり、この無ねじ部２３と雄ねじ２２との境を適宜所定の位置とすることで、図４に示すかしめ部１３のかしめ量を設定することができる。即ち、この境をねじ部材２０の脚部先端側に形成すれば、かしめ時において無ねじ部２３の先端に雌ねじ形成用下穴部１１が当接して必然的にかしめ量は少なくなり、反対に前記境を頭部側に形成すればかしめ量を多くすることができ、この無ねじ部２３と雄ねじ２２との境の位置によりかしめ量を調整することができる。

また、このねじ部材２０の無ねじ部２３はインサートナット１の中空穴部１２に沿う形状となっていることから、螺入時においてねじ部材２０はこれに案内され、ねじ部材２０が傾斜して螺入されることが回避される。勿論、このねじ部材２０は脚部２１の全長に渡って雄ねじ２２が形成されていても、インサートナット１にかしめ作用を十分に発揮させることができ、しかも、図９に示すように、この無ねじ部２３を反対に雄ねじ２２の径よりも細くすれば、かしめ時においてインサートナット１の中空穴部１２の肉の一部が内方にも膨出するので、これが無ねじ部２３と雄ねじ２２との間で係合するから、ねじ部材２０が緩んで雌ねじから抜け出ることが阻止される構成ともなる。

更に、図１及び図２に示す前記インサートナット１の頭部外側形状はこの実施の形態では、軸部３の直径より大きい四角形状となっているが、これに代えて長方形であってもよい。即ち、この頭部２はこれら以外の多角形状、歯車形状等の矩形形状あるいは楕円形状であってもよく、ワーク５に対して連れ回りして空転作用が生じないようにワーク５と頭部２とが係合可能な形状であれば、その形状を特に限定するものではない。

一方、このインサートナット１で締結される複数の板状のワーク５には、インサートナット１の軸部３を挿入可能な直径の挿入穴６が形成されており、インサートナット１の頭部２が接する側にあるワーク５には前記頭部２の外側形状である四角形状に沿う形状の有底の四角形状の係合穴７が形成されている。尚、前記インサートナット１の頭部外側形状が変更されれば、この係合穴７の形状は必然的に前記インサートナット１の頭部外側形状に沿う形状に変更すればよい。

しかも、このインサートナット１の長さはワーク５の係合穴７に頭部２が嵌った状態において、締結される複数のワーク５の表面と裏面との間隔（Ｔ）より長くなっており、特に、軸部３の雌ねじ形成用下穴部１１が中空穴部１２の一部とともにワーク５の裏面から突出するに十分な寸法になっている。具体的には、そのインサートナット１の長さ（Ｌ）は複数のワークの厚み（Ｔ）に対してほぼ１．５〜３倍程度となっており、雌ねじ形成用下穴部１１は完全にワーク５の裏面から突出する構成となっている。

このようなインサートナット１を用いて複数のワーク５を締結する場合、図１に示すように、ワーク５の表面側に係合穴７を形成したワーク５を上にしてワーク５に形成された挿入穴６にインサートナット１を挿入する。これにより、インサートナット１の頭部２を図２に示すようにこの係合穴７に嵌め、係合させてから図３に示すように、インサートナット１の段付き中空穴１０に頭部側からねじ部材２０を挿入する。これにより、ねじ部材２０の脚部２１の雄ねじ２２は雌ねじ形成用下穴部１１に雌ねじを形成しながら螺入され、図４に示すように、ねじ部材２０の頭部の座面２４がインサートナット１の頭部頂面に当接し、インサートナット１の軸部３の雌ねじ形成用下穴部１１が引き上げられて、軸部３は外方へ膨出することになり、ワーク５の裏面にかしめ部１３が形成される。

これにより、ワーク５の裏面にはこのかしめ部１３が接し、複数のワーク５はインサートナット１の頭部２とこのかしめ部１３とに挟まれて隙間を生じることなく締結される。この時、インサートナット１とこれに螺入されているねじ部材２０には互いに摩擦力が働いているので、緩みが生じにくくなっている。

また、図５及び図６は本発明の他の実施の形態を示しており、ワーク５の間に所定の空間を形成するようにしてワーク５を締結するようにしたインサートナット１であり、図５に示すように、インサートナット１の軸部３の外観を大径部３ａと小径部３ｂの二段形状にしたものである。これにより、図６に示すように、下方のワーク５を前記と同様にねじ部材２０を螺入して小径部３ｂをかしめると、このワーク５は大径部３ａとかしめ部１３との間に挟まれて固定され、上方のワーク５に対して所定間隔をあけて下方のワーク５を吊り下げ状態にすることができるものである。

更に、図７及び図８は本発明によるインサートナット１の他の実施例を示しており、インサートナット１の軸部３のかしめ位置に軸方向に沿い且つ円周方向に等間隔をおいて複数条の縦溝４を形成したものである。これにより、かしめ作業において、軸部３が圧縮された際に中空穴部１２の円周方向には引っ張り力が生じると亀裂が入りやすくなり、これにより膨出しやすくなっている。この縦溝４はインサートナット１の軸部３が円筒形状である場合に有効であるが、この軸部３の外周を図示しないが、六角あるいはそれ以上の多角形形状にすれば、軸部３の円筒状の段付き中空穴１０との関係で必然的に肉厚の薄い部分が形成され、前記縦溝４に相当する薄肉部分が得られる。このような縦溝４あるいは薄肉部分からなる薄肉条を周方向に等間隔をおいて複数、軸部３に形成することによって外方へ均等に膨出したかしめ部１３が得られるようになる。

また、この縦溝４の周囲は軸部外周より膨れているので、これがワーク５の挿入穴６に接することができ、これによりインサートナット１を仮止め状態にすることも可能であり、一方、前記多角形状の角がワーク５の挿入穴６に接する大きさにすることによっても前記と同様にインサートナット１を仮止め状態にすることができる。これにより、作業性が向上する。尚、これら実施の形態において、成形粉を吸着保持する吸着剤をねじ部材２０の雄ねじ２２に塗布しておけば、雌ねじ形成時に発生する成形粉の飛散も防止でき、電子機器の組立にも使用できる。

本発明の実施の形態を示す断面正面図である。図１のワークとインサートナットとの係合状態を示す平面図である。本発明のかしめ開始状態を示す断面正面図である。本発明のかしめ状態を示す断面正面図である。本発明の他の実施の形態を示す断面正面図である。本発明の他の実施の形態におけるかしめ状態を示す断面正面図である。本発明によるインサートナットの他の実施例を示す要部断面正面図である。図７のＡ−Ａ線断面図である。本発明の他の実施例を示すかしめ状態を示す断面正面図である。従来例を示す要部断面正面図である。従来例のかしめ状態を示す断面正面図である。

符号の説明

１インサートナット
２頭部
３軸部
３ａ大径部
３ｂ小径部
４縦溝
５ワーク
６挿入穴
７係合穴
１０段付き中空穴
１１雌ねじ形成用下穴部
１２中空穴部
１３かしめ部
２０ねじ部材
２１脚部
２２雄ねじ
２３無ねじ部
２４座面

Claims

軸部（３）とこの軸部より外周形状の大きい頭部（２）とからなり、この軸部の先端には雌ねじ形成用下穴部（１１）を形成し、この雌ねじ形成用下穴部から頭部にかけて雌ねじ形成用下穴部の径より大径の中空穴部（１２）を設け、これら雌ねじ形成用下穴部と中空穴部とから段付き中空穴（１０）を形成したインサートナット（１）であって、中空穴部の頭部側からねじ部材（２０）を挿入し、前記雌ねじ形成用下穴部に雌ねじを形成しながらねじ部材を螺入してねじ部材の座面（２４）が頭部の頂面に接することで前記中空穴部を圧縮してかしめるようにしたことを特徴とするインサートナット。
頭部はその外周が矩形あるいは楕円形状であって、これをワーク（５）の係合穴（７）に係合させ、ねじ部材を雌ねじ形成用下穴部に螺入する時に連れ回りしないようにしたことを特徴とする請求項１記載のインサートナット。
軸部はその中空穴部のかしめ位置に軸方向に沿う薄肉条を周方向に等間隔をおいて複数有していることを特徴とする請求項１又は２記載のインサートナット。
互いに締結される複数の板状のワーク（５）にインサートナット（１）の軸部（３）を挿入可能な挿入穴（６）を形成し、このインサートナットの頭部（２）が位置するワークにこの頭部が係合可能に嵌る係合穴（７）を形成し、一方、前記インサートナットは締結されるワークの表面と裏面との間隔（Ｔ）より長く前記軸部とこれより外周形状の大きい頭部とからなり、この軸部の先端には雌ねじ形成用下穴部（１１）が形成され、この雌ねじ形成用下穴部から頭部にかけて雌ねじ形成用下穴部の径より大径の中空穴部（１２）を設け、これら雌ねじ形成用下穴部と中空穴部とから段付き中空穴（１０）を形成した形状とし、このインサートナットの頭部側からねじ部材（２０）を挿入し、前記雌ねじ形成用下穴部に雌ねじを形成しながらねじ部材を螺入してねじ部材の座面（２４）が頭部の頂面に接するとともにワークの端面において前記中空穴部が圧縮されてかしめられ、前記複数のワークを締結するようにしたことを特徴とするインサートナットを使用したワーク締結構造。
インサートナットの軸部は少なくとも頭部がワークの係合穴に嵌った時に中空穴部の一部と雌ねじ形成用下穴部とが締結されるワークの裏面から突出していることを特徴とする請求項４記載のインサートナットを使用したワーク締結構造。