(57)【要約】 【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し且つ確実なかしめ作用を有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が形成されたインサートナット１において、軸部３の外周は雌ねじ形成用下穴部１１の外周を細く、中空穴部１２の外周を太く形成した段付き軸形状としたインサートナットであるので、ねじ部材をねじ込んだ場合に比較的低トルクでかしめることができる。また、かしめ部が外方向に均一に膨出するとともにねじ込み時に軸部がねじれを生じることもなく、安定したかしめ作用が得られる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、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）が形成されたインサートナット（１）において、
前記軸部の外周は雌ねじ形成用下穴部の外周を細く、中空穴部の外周を太く形成した段付き軸形状としたことを特徴とするインサートナット。
【請求項２】
段付き軸形状は頭部側が太いテーパ形状であることを特徴とする請求項１記載のインサートナット。
【請求項３】
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。
【請求項４】
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）より長い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、しかも、前記軸部の外周は雌ねじ形成用下穴部の外周を細く、中空穴部の外周を太く形成した段付き軸形状とし、このインサートナットをワークの挿入穴に挿入して頭部を係合穴に係合させるとともに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（２３）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ねじ形成用下穴部により圧縮されてかしめられ、ワークを締結するようにしたことを特徴とするワーク締結構造。
【請求項５】
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記載のワーク締結構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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によるワーク締結構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
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、他方からこれ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際には、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。
【０００３】
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。
【０００４】
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、外部から固定作業を行うものがある。このような固定構造を改良したものが図８及び図９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、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。
【０００５】
【特許文献１】特開平４−１５３０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
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。
【０００７】
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し且つ確実なかしめ作用を有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ワーク締結構造を得ることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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、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が形成されたインサートナット１において、前記軸部３の外周は雌ねじ形成用下穴部１１の外周を細く、中空穴部１２の外周を太く形成した段付き軸形状としたインサートナットを提供することで達成される。
【０００９】
また、この構成に加えて、段付き軸形状は頭部側が大きいテーパ形状であるとしているので、軸部のかしめ作用は確実に中空部に生じ、中空部は外方に膨れることができる。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、かしめによる軸部の膨出が均等になる。
【００１０】
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）より長い前記軸部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、しかも、前記軸部３の外周は雌ねじ形成用下穴部１１の外周を細く、中空穴部１２の外周を太く形成した段付き軸形状とし、このインサートナット１をワーク５の挿入穴６に挿入して頭部２を係合穴７に係合させるとともに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２３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がねじ形成用下穴部１１により圧縮されてかしめられ、ワーク５を締結するようにしたワーク締結構造を提供することで達成される。
【００１１】
しかも、この構成に加えて、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。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、軸部の外周は先端側が細く、頭部側が太い段付き形状となっているので、ねじ部材をねじ込んだ場合に比較的低トルクでかしめることができる。また、かしめ部が外方向に均一に膨出するとともにねじ込み時に軸部がねじれを生じることもなく、安定したかしめ作用が得られる。更に、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、再度、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。しかも、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。その上、インサートナットは圧造加工のみで製造できるので、これの製造コストが低減でき、安価に提供できる。また、矩形あるいは楕円形状の頭部が嵌るように、ワークの表面にこれに対応する形状の係合穴を形成して、これに頭部を係合させた状態にした後、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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を図１乃至図７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。
【００１４】
また、前記軸部３の外周は先端側即ち、前記雌ねじ形成用下穴部１１の外周が細く、頭部側即ち、中空穴部１２の外周が太く形成してあり、この境はねじ形成用下穴部側に位置していることが望ましい。この境は段付き軸形状となっており、この段付き軸形状部分は頭部側が太いテーパ形状となっている。そして、これにより前記雌ねじ形成用下穴部１１に雄ねじ２２が螺入されてねじ部材２０の座面２３がインサートナット１の頭部２の頂面に接してからも螺入が続くことで、中空穴部１２を形成している軸部３には外方向へ力が作用し、この部分の膨出が確実となる構成となっている。一方、この段付き軸形状部分はこのテーパ形状に代えてこれ以外の例えば、階段状の僅かな段付き形状であってもよい。
【００１５】
前記ねじ部材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２４が形成されている。この無ねじ部２４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２４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２４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２４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。
【００１６】
更に、このねじ部材２０の無ねじ部２４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る構成になる。
【００１７】
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の直径より大きい略長方形形状となっているが、これに代えて四角形形状であってもよい。即ち、この頭部２はこれら以外の多角形形状、歯車形状等の略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。
【００１８】
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の外側形状である略長方形形状に沿う形状の有底の長方形形状の係合穴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の形状は必然的にこれの頭部外側形状に概略沿う形状に変更すればよい。
【００１９】
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）は通常、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及び軸部外周の段付き軸形状部分は完全にワーク５の裏面から突出する構成となっている。
【００２０】
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２３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。
【００２１】
これに続いて、ねじ部材２０が螺入されると、図５に示すように、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。
【００２２】
更に、図６及び図７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。これにより円周方向には亀裂が入りやすくなり、軸部は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縦方向の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。
【００２３】
また、この縦溝４の周囲は軸部外周より膨れるので、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。このため、この状態でワークを移動させても、ずれることがなく作業性が向上する。尚、この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広く使用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施の形態を示す断面正面図である。
【図２】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。
【図３】本発明によるかしめ開始状態を示す断面正面図である。
【図４】中空穴部の軸部の膨出状態を示す断面正面図である。
【図５】本発明によるかしめ完了状態を示す断面正面図である。
【図６】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】図６のＡ−Ａ線断面図である。
【図８】従来例を示す要部断面正面図である。
【図９】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】
【００２５】
１    インサートナット
２    頭部
３    軸部
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    座面
２４    無ねじ部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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