特許 6465482 貫通型フローティングナット

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6465482

(24)【登録日】2019年1月18日

(45)【発行日】2019年2月6日

(54)【発明の名称】貫通型フローティングナット

(51)【国際特許分類】

   F16B 37/04 20060101AFI20190128BHJP

   B64C 1/18 20060101ALI20190128BHJP

   B64C 1/00 20060101ALI20190128BHJP

【ＦＩ】

   F16B37/04 J

   B64C1/18

   B64C1/00 A

   B64C1/00 B

【請求項の数】4

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2015-30150(P2015-30150)

(22)【出願日】2015年2月19日

(65)【公開番号】特開2016-151336(P2016-151336A)

(43)【公開日】2016年8月22日

【審査請求日】2018年2月13日

(73)【特許権者】

【識別番号】508208007

【氏名又は名称】三菱航空機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100078499

【弁理士】

【氏名又は名称】光石 俊郎

(74)【代理人】

【識別番号】230112449

【弁護士】

【氏名又は名称】光石 春平

(74)【代理人】

【識別番号】100102945

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 康幸

(74)【代理人】

【識別番号】100120673

【弁理士】

【氏名又は名称】松元 洋

(74)【代理人】

【識別番号】100182224

【弁理士】

【氏名又は名称】山田 哲三

(72)【発明者】

【氏名】ラジーブ バチャオ

【審査官】 鵜飼 博人

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許第８２９７１６９（ＵＳ，Ｂ２）

【文献】 米国特許第３３３９６０９（ＵＳ，Ａ）

【文献】 米国特許第４９８１７３５（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｂ ３７／０４

Ｂ６４Ｃ １／００

Ｂ６４Ｃ １／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

円筒状の第１円筒部の一端部に第１フランジ部を設けてなる第１保持部材と、
円筒状の第２円筒部の一端部に第２フランジ部を設けてなり、前記第２円筒部が前記第１保持部材の前記第１円筒部と結合される第２保持部材と、
前記第１保持部材の前記第１円筒部内に隙間をもって収容され、一端部に前記第２保持部材の前記第２円筒部に隙間をもって収容されると共に前記第１保持部材の前記第１円筒部の端面と当接可能な第３フランジ部を有し、さらに前記第１保持部材の前記第１円筒部との間に回り止め手段を有するナットとからなり、
前記ナットに締結されるボルトが前記第１保持部材側から前記第２保持部材側へ貫通可能である
ことを特徴とする、貫通型フローティングナット。

【請求項2】

前記回り止め手段は、前記ナットを、前記第１保持部材に対し、所定の範囲で、軸方向及びそれと垂直な方向に移動可能としている
ことを特徴とする、請求項１に記載の貫通型フローティングナット。

【請求項3】

前記第２フランジ部は、前記第２円筒部の一端において径方向外側に向け形成され、前記ボルト締結されていない場合に前記第３フランジ部を支持する
ことを特徴とする、請求項１又は２に記載の貫通型フローティングナット。

【請求項4】

前記第１円筒部の内壁には接着剤を封入するための凹部が形成される
ことを特徴とする、請求項１から３のいずれか１項に記載の貫通型フローティングナット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、締結用のボルトが貫通可能な貫通型フローティングナットに関する。

【背景技術】

【0002】

航空機における客室や荷物室の床には、例えば下記特許文献１に開示されるようなハニカムサンドイッチパネル(Honey Comb Sandwich Panel)が用いられることがある。ハニカムサンドイッチパネルとは、六角形又は六角柱のセルの集合体であるハニカム層と、その上面及び下面に重ねられたハニカムスキン層とを固着してなるパネルである。ハニカムスキン層は、例えば炭素繊維強化プラスチック(CFRP: Carbon Fiber Reinforced Plastic)などから構成される。

【0003】

ハニカムサンドイッチパネルは、軽量でかつ剛性を有しており、より軽量化を図るために、強度を考慮した上で層厚をできる限り薄くして用いられることも多い。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平８‐３００５２５号公報

【特許文献2】特開２０１３‐１１３３９１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

一般的に、高精度を必要としない場合に用いられるナットの一つに、例えば上記特許文献２に開示されるようなフローティングナットがある。フローティングナットは、ナット部分が、軸方向への移動を制限されつつ軸方向に対し垂直な方向に移動可能となっており、取り付けを容易にするものである。しかし、上記特許文献２に開示されるようなフローティングナットは、対象のパネルの裏両側から取り付けるため、パネルの裏側に構造物があると取り付けることが困難となる。

【0006】

また、対象のパネルの内部に埋め込む非貫通のフローティングナット（埋め込み型のフローティングナット）もある。この埋め込み型の非貫通のフローティングナットを用いると、対象のパネルの裏側の構造物の有無に関係なく、取り付けることができる。

【0007】

ここで、図４は、埋め込み型の非貫通のフローティングナットを、上述した層厚の薄いハニカムサンドイッチパネルに用いた場合を表す断面図である。

【0008】

図４に示すように、ハニカムサンドイッチパネル１００に埋め込み型の非貫通のフローティングナットを用いる場合、例えば、ハニカム層１０１とハニカムスキン層１０２との境界面付近を底面とした穴１０３が形成され、埋め込み型の非貫通のフローティングナットは、穴１０３の内部に設けられ、シーラント１０４によって穴１０３の壁面に固定されたキャップ１０５、キャップ１０５の内部に空間を有するようにして所定範囲で移動可能に設けられたナット１０８、及び、穴１０３の上部に設けられたスリーブ１０６を備え、ハニカムサンドイッチパネル１００内において、ボルト１０７がスリーブ１０６を通りナット１０８に螺合するようになっている。

【0009】

このような従来の埋め込み型の非貫通のフローティングナットでは、上述した層厚の薄いハニカムサンドイッチパネルに用いると、キャップ１０５、シーラント１０４、ハニカムスキン層１０２の合計の厚みが大きく、ナット部分の高さを十分に確保することができなく、固定が不十分になることがある。

【0010】

本発明は、このような技術的状況に鑑みてなされたもので、フローティングナットを、対象のパネルの内部に埋め込む埋め込み型、かつ、ボルトが貫通する貫通型とすることで、上記の問題を解決し、航空機のような構造物の配置が制限され、空間が確保されない場所でも、確実に対象物を固定でき、また、その利用範囲を広げることで、利便性を高めることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0011】

上記課題を解決する第１の発明に係る貫通型フローティングナットは、
円筒状の第１円筒部の一端部に第１フランジ部を設けてなる第１保持部材と、
円筒状の第２円筒部の一端部に第２フランジ部を設けてなり、前記第２円筒部が前記第１保持部材の前記第１円筒部と結合される第２保持部材と、
前記第１保持部材の前記第１円筒部内に隙間をもって収容され、一端部に前記第２保持部材の前記第２円筒部に隙間をもって収容されると共に前記第１保持部材の前記第１円筒部の端面と当接可能な第３フランジ部を有し、さらに前記第１保持部材の前記第１円筒部との間に回り止め手段を有するナットとからなり、
前記ナットに締結されるボルトが前記第１保持部材側から前記第２保持部材側へ貫通可能である
ことを特徴とする。

【0012】

上記課題を解決する第２の発明に係る貫通型フローティングナットは、
上記第１の発明に係る貫通型フローティングナットにおいて、
前記回り止め手段は、前記ナットを、前記第１保持部材に対し、所定の範囲で、軸方向及びそれと垂直な方向に移動可能としている
ことを特徴とする。

【0013】

上記課題を解決する第３の発明に係る貫通型フローティングナットは、
上記第１又は２の発明に係る貫通型フローティングナットにおいて、
前記第２フランジ部は、前記第２円筒部の一端において径方向外側に向け形成され、前記ボルト締結されていない場合に前記第３フランジ部を支持する
ことを特徴とする。

【0014】

上記課題を解決する第４の発明に係る貫通型フローティングナットは、
上記第１から３のいずれか１つの発明に係る貫通型フローティングナットにおいて、
前記第１円筒部の内壁には接着剤を封入するための接着剤封入用凹部が形成される
ことを特徴とする。

【発明の効果】

【0015】

上記第１の発明に係る貫通型フローティングナットによれば、円筒状の第１円筒部の一端部に第１フランジ部を設けてなる第１保持部材と、円筒状の第２円筒部の一端部に第２フランジ部を設けてなり、前記第２円筒部が前記第１保持部材の前記第１円筒部と結合される第２保持部材と、前記第１保持部材の前記第１円筒部内に隙間をもって収容され、一端部に前記第２保持部材の前記第２円筒部に隙間をもって収容されると共に前記第１保持部材の前記第１円筒部の端面と当接可能な第３フランジ部を有し、さらに前記第１保持部材の前記第１円筒部との間に回り止め手段を有するナットとからなり、前記ナットに締結されるボルトが前記第１保持部材側から前記第２保持部材側へ貫通可能であるので、ナットを高くすることができ、薄いパネルにも適用できる。また、パネルの裏側に構造物があっても、対応することができる。さらに、パネルの裏側に構造物が無い場合は、ファスナを長くすることもでき、ファスナの選択の自由度が増す。

【0016】

上記第２の発明に係る貫通型フローティングナットによれば、上記第１の発明に係る貫通型フローティングナットにおいて、前記回り止め手段は、前記ナットを、前記第１保持部材に対し、所定の範囲で、軸方向及びそれと垂直な方向に移動可能としているので、ボルト締結時にナットを回り止めすることができる。

【0017】

上記第３の発明に係る貫通型フローティングナットによれば、上記第１又は２の発明に係る貫通型フローティングナットにおいて、前記第２フランジ部は、前記第２円筒部の一端において径方向外側に向け形成され、前記ボルト締結されていない場合に前記第３フランジ部を支持するので、ナットを外れにくくすることができる。

【0018】

上記第４の発明に係る貫通型フローティングナットによれば、上記第１から３のいずれか１つの発明に係る貫通型フローティングナットにおいて、前記第１円筒部の内壁には接着剤を封入するための凹部が形成されるので、接着剤が下方に漏れることを防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明の実施例１に係る貫通型フローティングナットを説明する断面図である。

【図2】上部保持部材、下部保持部材及びナットの配置を説明する斜視図である。

【図3】上部保持部材及びナットの配置を説明する図である。（ａ）は斜視図、（ｂ）は底面図、（ｃ）は（ｂ）におけるａ‐ａ矢視図である。

【図4】埋め込み型の非貫通のフローティングナットを、層厚の薄いハニカムサンドイッチパネルに用いた場合を表す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、本発明に係る貫通型フローティングナットを実施例にて図面を用いて説明する。

【0021】

［実施例１］
本発明の実施例１に係る貫通型フローティングナットの構成について図１〜３を用いて説明する。

【0022】

本発明の実施例１に係る貫通型フローティングナットは、航空機の床（フロアパネル）のボルト締結に用いられるものであり、対象のパネルの内部に埋め込む埋め込み型、かつ、ボルトが貫通する貫通型とすることで、ナットを高くすることができ、薄いパネルにも適用できる。また、パネルの裏側に構造物があっても、対応することができる。さらに、パネルの裏側に構造物が無い場合は、ファスナを長くすることもでき、ファスナの選択の自由度が増す。

【0023】

図１に示すように、本発明の実施例１に係る貫通型フローティングナットは、航空機の床としてのハニカムサンドイッチパネル２２に形成された孔２２ａに配設され、ボルト２１を螺合してボルト締結を行うことで、ハニカムサンドイッチパネル２２に板体２３（取り付け対象物）を固定することができる。本発明の実施例１に係る貫通型フローティングナットは、上部保持部材（第１保持部材）１１、それと結合される下部保持部材（第２保持部材）１２、及び、それらの中に収容されるナット１３を備えている。

【0024】

上部保持部材１１は、上円筒部（第１円筒部）１１ｂと、その一端部において径方向外側に向け形成された上フランジ部（第１フランジ部）１１ａとからなっている。上円筒部１１ｂにおける上フランジ部１１ａと反対側の部分は径を拡大した拡径部１１ｃとなっており、拡径部１１ｃの端面１１ｈには、ボルト締めの際にナット１３が回転するのを防止するための係止凹部１１ｅが形成されている。拡径部１１ｃの外周側には下部保持部材１２と結合するための雄ねじ部１１ｄが形成されている。

【0025】

下部保持部材１２は、下円筒部（第２円筒部）１２ｂと、その一端部において径方向外側及び内側に向け形成された下フランジ部（第２フランジ部）１２ａとからなっている。下部保持部材１２と上部保持部材１１とを結合するため、下部保持部材１２の下円筒部１２ｂの内周面には、上部保持部材１１の拡径部１１ｃの外周面の雄ねじ部１１ｄとネジ合わせられる雌ねじ部１２ｃが形成されている。このようにして、下部保持部材１２は、図２に示すように上部保持部材１１と結合する。

【0026】

なお、雄ねじ部１１ｄは雌ねじ部１２ｃに対し内部空間（図１中のＡ）を有して螺合する。すなわち、下フランジ部１２ａと拡径部１１ｃの端面１１ｈとの間に内部空間を有する。

【0027】

ナット１３は、上円筒部１１ｂ及び拡径部１１ｃに隙間をもって収容され、ボルト２１が貫通するようにして螺合するものであり、一端部にナットフランジ部（第３フランジ部）１３ａが形成されている。

【0028】

ナットフランジ部１３ａは、上記内部空間（図１中のＡ）に配設される。そして、ボルト締結前には下フランジ部１２ａにより保持され、図３（ａ）〜（ｃ）にも示すように、ボルト締結後には拡径部１１ｃの端面１１ｈに当接する。すなわち、ナットフランジ部１３ａは、下部保持部材１２の下円筒部１２ｂに隙間をもって収容されると共に上部保持部材１１の第１円筒部１１ｂの端面と当接可能となっている。

【0029】

ボルト締結後、拡径部１１ｃの端面１１ｈにナットフランジ部１３ａが当接している状態において、ナット１３の上面１３ｃは上フランジ部１１ａの上面１１ｇよりも低い位置となっている。つまり、板体２３の下面とナット１３の上面１３ｃとが当接することはない。

【0030】

既に一部説明したが、ボルト締結時のナット１３の回り止めとして、上部保持部材１１の第１円筒部１１ｂとの間に回り止め手段を有する。すなわち、ナットフランジ部１３ａの一部には、拡径部１１ｃの端面１１ｈの係止凹部１１ｅと係合する、回り止め手段としての係止凸部１３ｂが形成されている。係止凸部１３ｂは係止凹部１１ｅに対し、所定長の範囲で上下縦横方向（軸方向及びそれと垂直な方向）に移動可能である。そして、ボルト締結時には、係止凹部１１ｅに係止凸部１３ｂが係止される。

【0031】

なお、ボルト締結前後に関わらず、係止凸部１３ｂの一部は、係止凹部１１ｅに挿入されている状態となる。つまり、ボルト締結前、すなわち、ナットフランジ部１３ａが下フランジ部１２ａにより保持されている状態であっても、係止凸部１３ｂは係止凹部１１ｅから完全に抜けた状態にはならない。

【0032】

雄ねじ部１１ｄの内壁には、ボルト締結時、ボルト２１を固着するために用いる接着剤を溜める接着剤封入用凹部１１ｆが形成されている。

【0033】

なお、上述では、上部保持部材１１が拡径部１１ｃを有するものとして説明したが、拡径部１１ｃは必須の構成ではない。もし、拡径部１１ｃを有しないように構成する場合は、端面１１ｈは上円筒部１１ｂの端面となる。

【0034】

以上が本発明の実施例１に係る貫通型フローティングナットの構成についての説明である。次に、本発明の実施例１に係る貫通型フローティングナットを用いてボルト締結を行う際の動作について説明する。

【0035】

まず、ハニカムサンドイッチパネル２２の下面２２ｃに下部保持部材１２の下フランジ部１２ａを当接させる。このとき、下部保持部材１２内にはナット１３が収容されている。次いで、ハニカムサンドイッチパネル２２の上面２２ｂに上部保持部材１１の上フランジ部１１ａが当接するように、下部保持部材１２の雌ねじ部１２ｃに上部保持部材１１の雄ねじ部１１ｄを螺合させて、下部保持部材１２と上部保持部材１１とを結合する。このようにして本発明の実施例１に係る貫通型フローティングナットは、上フランジ部１１ａ及び下フランジ部１２ａによりハニカムサンドイッチパネル２２を挟むようにして、孔２２ａに配設される。

【0036】

なお、下部保持部材１２の雌ねじ部１２ｃに上部保持部材１１の雄ねじ部１１ｄを螺合させ、図１中のＢで示す本発明の実施例１に係る貫通型フローティングナットとハニカムサンドイッチパネル２２との隙間に、穴１１ｉの片方からシーラントを注入し、穴１１ｉのもう片方から排気する。これにより、本発明の実施例１に係る貫通型フローティングナットをハニカムサンドイッチパネル２２に固定することができる。

【0037】

次に、上部保持部材１１の上フランジ部１１ａの上面に板体２３を載置した状態で、座金２４を介してボルト２１を板体２３の孔２３ａに貫通させ、上部保持部材１１及び下部保持部材１２内のナット１３に螺合させる。ナット１３に螺合されたボルト２１は、下円筒部１２ｂを貫通して、貫通型フローティングナットの外部へ突出する。

【0038】

ボルト２１をナット１３に螺合させる際、係止凹部１１ｅ及び係止凸部１３ｂにより、ボルト２１の位置ずれに対して、ナット１３が所定長の範囲で追従し、かつ、ボルト２１の締めつけに対しナット１３を回り止めすることができる。

【0039】

上述のようにしてナット１３に締結されるボルト２１が上部保持部材１１側から下部保持部材１２側に貫通可能で、かつナット１３がハニカムサンドイッチパネル２２に埋まっていることで、嵩張らず、確実に固定することで、コンパクト化を図り、信頼性を確保することが出来る。

【0040】

本実施例では、航空機の床がハニカムサンドイッチパネル２２であり、上部に板体２３を固定する例であるが、本発明に係る貫通型フローティングナットはこれに限定されるものではなく、パネル全般に適用可能である。

【産業上の利用可能性】

【0041】

本発明は、貫通型フローティングナットとして好適である。

【符号の説明】

【0042】

１１ 上部保持部材（第１保持部材）
１１ａ 上フランジ部（第１フランジ部）
１１ｂ 上円筒部（第１円筒部）
１１ｃ 拡径部
１１ｄ 雄ねじ部
１１ｅ 係止凹部
１１ｆ 接着剤封入用凹部
１１ｇ （上フランジ部１１ａの）上面
１１ｈ （拡径部１１ｃ（上円筒部１１ｂ）の）端面
１２ 下部保持部材（第２保持部材）
１２ａ 下フランジ部（第２フランジ部）
１２ｂ 下円筒部（第２円筒部）
１２ｃ 雌ねじ部
１３ ナット
１３ａ ナットフランジ部（第３フランジ部）
１３ｂ 係止凸部
１３ｃ （ナット１３の）上面
１３ｄ ボルト孔
２１ ボルト
２２ ハニカムサンドイッチパネル
２２ａ （ハニカムサンドイッチパネル２２に形成された）孔
２２ｂ （ハニカムサンドイッチパネル２２の）上面
２２ｃ （ハニカムサンドイッチパネル２２の）下面
２３ 板体
２３ａ （板体２３の）孔
２４ 座金

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】