(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024033659
(43)【公開日】2024-03-13
(54)【発明の名称】ピアスナット
(51)【国際特許分類】
F16B 37/04 20060101AFI20240306BHJP
B21D 39/00 20060101ALI20240306BHJP
B21J 15/00 20060101ALN20240306BHJP
【FI】
F16B37/04 E
B21D39/00 D
B21J15/00 N
【審査請求】有
【請求項の数】6
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2022137375
(22)【出願日】2022-08-30
(11)【特許番号】
(45)【特許公報発行日】2023-11-10
(71)【出願人】
【識別番号】000248886
【氏名又は名称】有限会社新城ホールディングス
(74)【代理人】
【識別番号】100141748
【弁理士】
【氏名又は名称】富永 浩司
(72)【発明者】
【氏名】堀 將太
(72)【発明者】
【氏名】西村 力也
(72)【発明者】
【氏名】名嘉 大介
(57)【要約】
【課題】簡便な形状を採用する場合であっても、板材に対して良好に固着させることができるピアスナットを提供する。
【解決手段】延伸方向AR1と交差する第1交差面PL11上においてパイロット部30の断面形状は、四角形状とされている。延伸方向AR1と交差する第2交差面上において、第2交差面により切り取られた台地状部50の断面形状は、八角形状とされている。これにより、パイロット部30の軸心30aから段丘面51に沿って延びる半直線70(70a~70g)の回転位置が軸心30a周りに変化させられると、各回転位置における間隙長75(75a~75g)を変化させることが可能となる。
【選択図】
図5
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ピアスナットであって、
(a) 本体部と、
(b) 前記本体部における平坦面の中央付近に設けられており、薄板状とされた台地状部と、
(c) 前記台地状部に設けられた段丘面の中央付近から延伸方向に突出するパイロット部と、
を備え、
前記台地状部の前記段丘面は、前記平坦面から隆起するように形成されており、
前記パイロット部の外周面と、前記台地状部の前記段丘面とが、前記台地状部および前記パイロット部の間の頸部で接続されることによって、前記頸部付近に間隙が形成され、
前記延伸方向と交差する第1交差面上において前記パイロット部の第1断面形状は、n角形状(但し、nは、4以上の自然数)とされており、
前記延伸方向と交差する第2交差面上において前記台地状部の第2断面形状は、m角形状(但し、mは、5以上であり、かつ、nと異なる自然数)とされるとともに、
前記第1交差面上における前記パイロット部の外周線の長さは、前記第1交差面が前記段丘面から前記パイロット部の先端面側に離隔するにしたがって大きくなり、
(i) 前記パイロット部の軸心から前記段丘面に沿って延びる半直線と、前記外周面と、の交点を第1交点と、
(ii) 前記半直線と、前記段丘面の最外周と、の交点を第2交点と、
(iii) 前記第1および第2交点を結ぶ線分の長さを間隙長と、
それぞれ定義した上で、
前記軸心周りに前記半直線の回転位置が変化させられると、各回転位置における前記間隙長が変化することを特徴とするピアスナット。
【請求項2】
ピアスナットであって、
(a) 本体部と、
(b) 前記本体部における平坦面の中央付近に設けられており、薄板状とされた台地状部と、
(c) 前記台地状部に設けられた段丘面の中央付近から延伸方向に突出するパイロット部と、
を備え、
前記台地状部の前記段丘面は、前記平坦面から隆起するように形成されており、
前記パイロット部に形成された外周面と、前記台地状部の前記段丘面とが、前記台地状部および前記パイロット部の間の頸部で接続されることによって、前記頸部付近に間隙が形成され、
前記延伸方向と交差する第1交差面上において前記パイロット部の第1断面形状は、n角形状(但し、nは、4以上の自然数)とされており、
前記延伸方向と交差する第2交差面上において前記台地状部の第2断面形状は、m角形状(但し、mは、5以上であり、かつ、nと異なる自然数)とされるとともに、
前記第1交差面上における前記パイロット部の外周線の長さは、前記第1交差面が前記段丘面から前記パイロット部の先端面側に離隔するにしたがって大きくなり、
(i) 前記パイロット部の軸心から前記段丘面に沿って延びる半直線と、前記外周面と、の交点を第1交点と、
(ii) 前記半直線と、前記段丘面の最外周と、の交点を第2交点と、
(iii) 前記第1および第2交点を結ぶ線分の長さを間隙長と、
(iv) 前記軸心および前記第1交点を結ぶ線分の長さをパイロット径と、
それぞれ定義した上で、
前記軸心周りに前記半直線の回転位置が変化させられると、各回転位置における前記間隙長および前記パイロット径が変化するとともに、各回転位置に対応する間隙の位置が変化することを特徴とするピアスナット。
【請求項3】
ピアスナットであって、
(a) 本体部と、
(b) 前記本体部における平坦面の中央付近に設けられており、薄板状とされた台地状部と、
(c) 前記台地状部に設けられた段丘面の中央付近から延伸方向に突出するパイロット部と、
を備え、
前記台地状部の前記段丘面は、前記平坦面から隆起するように形成されており、
前記パイロット部の外周面と、前記台地状部の前記段丘面とが、前記台地状部および前記パイロット部の間の頸部で接続されることによって、前記頸部付近に間隙が形成され、
前記延伸方向と交差する第1交差面上において前記パイロット部の第1断面形状は、n角形状(但し、nは、4以上の自然数)とされており、
前記延伸方向と交差する第2交差面上において前記台地状部の第2断面形状は、m角形状(但し、mは、5以上であり、かつ、nと異なる自然数)とされるとともに、
前記第1交差面上における前記パイロット部の外周線の長さは、前記第1交差面が前記段丘面から前記パイロット部の先端面側に離隔するにしたがって大きくなり、
前記段丘面と交差する前記パイロット部の第3断面形状は、前記段丘面の最外周に囲繞されていることを特徴とするピアスナット。
【請求項4】
請求項1から請求項3のいずれかに記載のピアスナットにおいて、
前記パイロット部の軸心を含む断面上において前記外周面と前記段丘面とのなす傾斜角は、65~80度であることを特徴とするピアスナット。
【請求項5】
請求項1から請求項4のいずれかに記載のピアスナットにおいて、
以下の式(C1)、
m = 2n ・・・(C1)
を満たすことを特徴とするピアスナット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ピアスナットに関する。
【背景技術】
【0002】
従来、パイロット部の外周面に凹溝を設けたピアスナットが知られている(例えば、特許文献1)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ここで、特許文献1のピアスナットにおいて、パイロット部の外周面に設けられた凹溝は、主として、金属板に固着された該ピアスナットに対して、引き抜き抗力および回転抗力を発揮させるために用いられている。
【0005】
しかしながら、このような凹溝を有するピアスナットを作成するためには、複雑な形状の金型を準備することが必要となる。その結果、ピアスナット製造時に金型破損が発生する頻度が高まり、製造コストが増大するという問題が生ずる。
【0006】
そこで、本発明では、簡便な形状を採用する場合であっても、板材に対して良好に固着させることができるピアスナットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記の課題を解決するため、請求項1の発明は、ピアスナットであって、本体部と、前記本体部における平坦面の中央付近に設けられており、薄板状とされた台地状部と、前記台地状部に設けられた段丘面の中央付近から延伸方向に突出するパイロット部とを備え、前記台地状部の前記段丘面は、前記平坦面から隆起するように形成されており、前記パイロット部の外周面と、前記台地状部の前記段丘面とが、前記台地状部および前記パイロット部の間の頸部で接続されることによって、前記頸部付近に間隙が形成され、前記延伸方向と交差する第1交差面上において前記パイロット部の第1断面形状は、n角形状(但し、nは、4以上の自然数)とされており、前記延伸方向と交差する第2交差面上において前記台地状部の第2断面形状は、m角形状(但し、mは、5以上であり、かつ、nと異なる自然数)とされるとともに、前記第1交差面上における前記パイロット部の外周線の長さは、前記第1交差面が前記段丘面から前記パイロット部の先端面側に離隔するにしたがって大きくなり、前記パイロット部の軸心から前記段丘面に沿って延びる半直線と、前記外周面と、の交点を第1交点と、前記半直線と、前記段丘面の最外周と、の交点を第2交点と、前記第1および第2交点を結ぶ線分の長さを間隙長と、それぞれ定義した上で、前記軸心周りに前記半直線の回転位置が変化させられると、各回転位置における前記間隙長が変化することを特徴とする。
【0008】
また、請求項2の発明は、ピアスナットであって、本体部と、前記本体部における平坦面の中央付近に設けられており、薄板状とされた台地状部と、前記台地状部に設けられた段丘面の中央付近から延伸方向に突出するパイロット部とを備え、前記台地状部の前記段丘面は、前記平坦面から隆起するように形成されており、前記パイロット部に形成された外周面と、前記台地状部の前記段丘面とが、前記台地状部および前記パイロット部の間の頸部で接続されることによって、前記頸部付近に間隙が形成され、前記延伸方向と交差する第1交差面上において前記パイロット部の第1断面形状は、n角形状(但し、nは、4以上の自然数)とされており、前記延伸方向と交差する第2交差面上において前記台地状部の第2断面形状は、m角形状(但し、mは、5以上であり、かつ、nと異なる自然数)とされるとともに、前記第1交差面上における前記パイロット部の外周線の長さは、前記第1交差面が前記段丘面から前記パイロット部の先端面側に離隔するにしたがって大きくなり、前記パイロット部の軸心から前記段丘面に沿って延びる半直線と、前記外周面と、の交点を第1交点と、前記半直線と、前記段丘面の最外周と、の交点を第2交点と、前記第1および第2交点を結ぶ線分の長さを間隙長と、前記軸心および前記第1交点を結ぶ線分の長さをパイロット径と、それぞれ定義した上で、前記軸心周りに前記半直線の回転位置が変化させられると、各回転位置における前記間隙長および前記パイロット径が変化するとともに、各回転位置に対応する間隙の位置が変化することを特徴とする。
【0009】
また、請求項3の発明は、ピアスナットであって、本体部と、前記本体部における平坦面の中央付近に設けられており、薄板状とされた台地状部と、前記台地状部に設けられた段丘面の中央付近から延伸方向に突出するパイロット部とを備え、前記台地状部の前記段丘面は、前記平坦面から隆起するように形成されており、前記パイロット部の外周面と、前記台地状部の前記段丘面とが、前記台地状部および前記パイロット部の間の頸部で接続されることによって、前記頸部付近に間隙が形成され、前記延伸方向と交差する第1交差面上において前記パイロット部の第1断面形状は、n角形状(但し、nは、4以上の自然数)とされており、前記延伸方向と交差する第2交差面上において前記台地状部の第2断面形状は、m角形状(但し、mは、5以上であり、かつ、nと異なる自然数)とされるとともに、前記第1交差面上における前記パイロット部の外周線の長さは、前記第1交差面が前記段丘面から前記パイロット部の先端面側に離隔するにしたがって大きくなり、前記段丘面と交差する前記パイロット部の第3断面形状は、前記段丘面の最外周に囲繞されていることを特徴とする。
【0010】
また、請求項4の発明は、請求項1から請求項3のいずれかに記載のピアスナットにおいて、前記パイロット部の軸心を含む断面上において前記外周面と前記段丘面とのなす傾斜角は、65~80度であることを特徴とする。
【0011】
また、請求項5の発明は、請求項1から請求項4のいずれかに記載のピアスナットにおいて、以下の式(C1)、
m=2n・・・(C1)
を満たすことを特徴とする。
【発明の効果】
【0012】
請求項1から請求項5に記載の発明によれば、延伸方向と交差する第1交差面上においてパイロット部の第1断面形状は、n角形状(但し、nは、4以上の自然数)とされている。また、延伸方向と交差する第2交差面上において台地状部の第2断面形状は、m角形状(但し、mは、5以上であり、かつ、nと異なる自然数)とされている。
【0013】
これにより、パイロット部の軸心から段丘面に沿って延びる半直線の回転位置が軸心周りに変化させられると、各回転位置における間隙長を変化させることが可能となる。そのため、板材に固着させられたピアスナットの回転抗力および引抜抗力を、パイロット部の外周面に凹凸等の複雑な形状を形成することなく、向上させることができる。
【0014】
特に、請求項4に記載の発明によれば、パイロット部の軸心を含む断面上において外周面と段丘面とのなす傾斜角は、65~80度とされている。これにより、台地状部およびパイロット部の間の頸部に、板材を良好に導くことができる間隙(凹部)を形成できる。そのため、板材に固着させられたピアスナットの回転抗力および引抜抗力を、さらに向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【
図1】本発明の第1の実施の形態におけるピアスナットの構成の一例を示す斜視図である。
【
図2】本発明の第1の実施の形態におけるピアスナットの構成の一例を示す正面図である。
【
図3】本発明の第1から第3の実施の形態におけるピアスナットの構成の一例を示す平面図である。
【
図4】本発明の第1の実施の形態におけるピアスナットの構成の一例を示す底面図である。
【
図5】
図2のA-A線から見たピアスナットの構成の一例を示す断面図である。
【
図6】
図2のB-B線および
図17のH-H線のそれぞれから見たピアスナットの構成の一例を示す断面図である。
【
図7】
図3のC-C線から見たピアスナットの構成の一例を示す断面図である。
【
図8】
図5のD-D線から見たピアスナットの構成の一例を示す断面図である。
【
図9】ピアスナットの固着方法を説明するための図である。
【
図10】ピアスナットの固着方法を説明するための図である。
【
図11】本発明の第2の実施の形態におけるピアスナットの構成の一例を示す斜視図である。
【
図12】本発明の第2の実施の形態におけるピアスナットの構成の一例を示す正面図である。
【
図13】本発明の第2の実施の形態におけるピアスナットの構成の一例を示す底面図である。
【
図14】
図12のE-E線から見たピアスナットの構成の一例を示す断面図である。
【
図15】
図12のF-F線から見たピアスナットの構成の一例を示す断面図である。
【
図16】本発明の第3の実施の形態におけるピアスナットの構成の一例を示す斜視図である。
【
図17】本発明の第3の実施の形態におけるピアスナットの構成の一例を示す正面図である。
【
図18】本発明の第3の実施の形態におけるピアスナットの構成の一例を示す底面図である。
【
図19】
図17のG-G線から見たピアスナットの構成の一例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【0017】
<1.第1の実施の形態>
<1.1.ピアスナットの構成>
図1から
図4は、それぞれ本発明の第1の形態におけるピアスナット10の構成の一例を示す斜視図、正面図、平面図、および底面図である。
図5は、
図2のA-A線から見たピアスナット10の構成の一例を示す断面図である。
図6は、
図2のB-B線から見たピアスナット10の構成の一例を示す断面図である。
図7は、
図3のC-C線から見たピアスナット10の構成の一例を示す断面図である。
図8は、
図5のD-D線から見たピアスナット10の構成の一例を示す断面図である。
【0018】
ここで、ピアスナット10は、加えられた圧力にしたがい鋼板等の板材に固着させられるナットである。
図1から
図8に示すように、ピアスナット10は、主として、本体部20と、パイロット部30と、台地状部50と、を備える。
【0019】
なお、
図1および以降の各図には、図面に記載された各構成要素の理解を助けるため、必要に応じて適宜、Z軸方向を鉛直方向とし、XY平面を水平面とするXYZ直交座標系が、付されている。
【0020】
本体部20は、貫通孔21が形成された略直方体である。例えば、
図3に示すように、平面視における本体部20の形状は、略正方形状とされている。また、
図7および
図8に示すように、本体部20に形成された貫通孔21は、パイロット部30の軸心30a方向に延びており、ネジ孔として用いられる。
【0021】
パイロット部30は、軸心30a方向に加えられた圧力によって鋼板等の金属製の板材に穴開け可能な工具である。
図1および
図2に示すように、パイロット部30は、台地状部50に設けられた段丘面51の中央付近から矢印AR1方向(以下、矢印AR1(Z軸)および軸心30aのそれぞれと平行な方向を単に、「延伸方向AR1」とも称する)に突出する。また、
図1、
図7、および
図8に示すように、パイロット部30の中央には、本体部20と同様に、貫通孔21が形成されている。
【0022】
また、
図1、
図2および
図4に示すように、パイロット部30の外形は、本体部20の外方に突出する四角錐台状とされている。例えば、
図5に示すように、延伸方向AR1と交差する第1交差面PL11上においてパイロット部30の断面形状(第1断面形状)は、四角形状とされている。ここで、
図5における二点鎖線は、底面視におけるパイロット部30の先端面36(
図4参照)の輪郭線を示す。
【0023】
さらに、
図1および
図2に示すように、延伸方向AR1と交差する方向(例えば、
図5の第1交差面PL11と平行な方向)におけるパイロット部30の外周長さは、段丘面51からパイロット部30の先端面36側に離隔するにしたがって大きくなる。
【0024】
台地状部50は、本体部20と比較して薄板状とされており、本体部20における平坦面23の中央付近に設けられている。
図1および
図2に示すように、台地状部50の主面をなす段丘面51は、本体部20の平坦面23から隆起するように形成されている。
図7および
図8に示すように、台地状部50の中央には、本体部20およびパイロット部30と同様に、貫通孔21が形成されている。
【0025】
また、
図1および
図2に示すように、台地状部50は、平坦面23側におけるパイロット部30の端部(頸部15)を囲繞するように形成されている。より具体的には、
図5に示すように、第1交差面PL11において段丘面51と交差するパイロット部30の断面形状(第3断面形状)は、段丘面51の最外周51aに囲繞されている。
【0026】
このように、パイロット部30の外周面32と、台地状部50の段丘面51とが、台地状部50およびパイロット部30の間の頸部15で接続されることによって、頸部15付近に間隙16が、形成される。
【0027】
また、段丘面51は、
図2に示すように、本体部20の平坦面23と平行となるように形成されている。また、
図6に示すように、延伸方向AR1と交差する第2交差面PL12上において、第2交差面PL12により切り取られた台地状部50の断面形状(第2断面形状)は、八角形状とされている。
【0028】
さらに、
図7および
図8に示すように、パイロット部30の軸心30aを含む断面上(すなわち、
図7および
図8の右上がり斜線部分)において、パイロット部30の外周面32と、台地状部50の段丘面51と、のなす傾斜角A1は、65~80度(好ましくは70から75度)とされている。
【0029】
<1.2.各回転位置における間隙長>
ここでは、
図5、
図7、および
図8を参照しつつ、各回転位置(例えば、
図5の角度76a、76b)における間隙長75(75a~75g)が、どのように変化するかを説明する。
【0030】
ここで、
図5に示すように、
(1)パイロット部30の軸心30aから段丘面51に沿って延びる半直線70(70a~70g)と、パイロット部30の外周面32と、の交点を第1交点71(71a~71g)と、
(2)半直線70(70a~70g)と、段丘面51の最外周51aと、の交点を第2交点72(72a~72g)と、
(3)第1交点71(71a~71g)と、対応する第2交点72(72a~72g)と、を結ぶ線分の長さを間隙長75(75a~75g)と、
(4)軸心30aと、第1交点71(71a~71g)と、を結ぶ線分の長さをパイロット径と、
(5)軸心30a周りにおける回転位置(角度)について、該回転位置の基準となる半直線を半直線70aと、それぞれ定義する。
【0031】
この場合、各半直線70(70a~70g)は、軸心30aから放射状に延びる。また、軸心30a周りに各半直線70(70a~70g)の回転位置が変化させられると、各回転位置における間隙長75(75a~75g)が変化する。
【0032】
例えば、
図5に示すように、回転位置が角度76a(すなわち、半直線70aおよび半直線70cのなす角度)となる半直線70c上の間隙長75cと、回転位置が角度76bとなる半直線70d上の間隙長75dと、を比較する場合、回転位置が角度76aから角度76bに変化すると、間隙長75のサイズが減少する。
【0033】
また、別観点で各回転位置における間隙長75(75a~75g)を検討すると、次のようになる。すなわち、軸心30a周りに各半直線70(70a~70g)の回転位置が変化させられると、各回転位置における間隙長75(75a~75g)およびパイロット径が変化するとともに(
図5参照)、各回転位置に対応する間隙16の位置が変化する(
図7および
図8参照)。
【0034】
<1.3.ピアスナットの固着方法>
図9および
図10のそれぞれは、鋼板等の板材1にピアスナット10をかしめる方法(ピアスナット10の固着方法)を説明するための図である。
図10において、板材1、ダイス5、抜きカス7、およびピアスナット10のそれぞれは、軸心30aを含む断面の断面形状として図示されている。
【0035】
ここで、ピアスナット10の固着は、以下の手順により行われる。まず、パンチ3およびダイス5の間にピアスナット10および板材1が配置された上で、パンチ3およびダイス5からピアスナット10および板材1に圧力が付与される。これにより、板材1の一部が抜きカス7として取り除かれ、板材1に穴が開けられる。
【0036】
さらに圧力が付与され続けると、板材1の一部は、パイロット部30の外周面32および台地状部50の段丘面51により形成される間隙16に導入される。これにより、板材1がピアスナット10とかしめられ、板材1にピアスナット10が固くとめられる。このように、パイロット部30および台地状部50の配置は、ピアスナット10の固着状況を左右する重要な因子となる。
【0037】
<1.4.第1の実施の形態のピアスナットの利点>
以上のように、第1の実施の形態のピアスナット10によれば、延伸方向AR1と交差する第1交差面PL11上においてパイロット部30の断面形状(第1断面形状)は、四角形状とされている(
図5参照)。また、延伸方向AR1と交差する第2交差面PL12上において台地状部50の断面形状(第2断面形状)は、八角形状とされている。
【0038】
これにより、パイロット部30の軸心30aから段丘面51に沿って延びる半直線70(70a~70g)の回転位置が軸心30a周りに変化させられると、各回転位置における間隙長75(75a~75g)を変化させることが可能となる。そのため、板材に固着させられたピアスナットの回転抗力および引抜抗力を、パイロット部30の外周面32に凹凸等の複雑な形状を形成することなく、向上させることができる。
【0039】
また、第1の実施の形態のピアスナット10によれば、パイロット部30の軸心30aを含む断面上において、パイロット部30の外周面32と、台地状部50の段丘面51と、のなす傾斜角A1(
図7および
図8参照)は、65~80度(好ましくは70から75度)とされている。
【0040】
これにより、台地状部50およびパイロット部30の間の頸部15に、板材1を良好に導くことができる間隙16(凹部)を形成できる。そのため、板材1に固着させられたピアスナット10の回転抗力および引抜抗力を、さらに向上させることができる。
【0041】
<2.第2の実施の形態>
次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。第1および第2の実施の形態のピアスナット10、110は、対応するパイロット部30、130、および台地状部50、150の構成が異なる点を除いては、同様な構成を有する。そこで、以下では、この相違点を中心に説明する。
【0042】
なお、ピアスナット10、110で同様な構成要素には、同一符号が付されており、この同一符号が付された構成要素は、第1の実施の形態で説明済みである。そのため、本実施の形態では説明を省略する。
【0043】
<2.1.ピアスナットの構成>
図11、
図12、
図3、および
図13は、それぞれ本発明の第2の形態におけるピアスナット110の構成の一例を示す斜視図、正面図、平面図、および底面図である。
図14は、
図12のE-E線から見たピアスナット110の構成の一例を示す断面図である。
図15は、
図12のF-F線から見たピアスナット110の構成の一例を示す断面図である。
【0044】
ここで、ピアスナット110は、ピアスナット10と同様に、加えられた圧力にしたがい鋼板等の板材に固着させられるナットである。
図11から
図15、および
図3に示すように、ピアスナット110は、主として、本体部20と、パイロット部130と、台地状部150と、を備える。
【0045】
パイロット部130は、第1の実施の形態のパイロット部30と同様に、パイロット部130の軸心130a方向に加えられた圧力によって鋼板等の金属製の板材に穴開け可能な工具である。
図11および
図12に示すように、パイロット部130は、台地状部150に設けられた段丘面151の中央付近から延伸方向AR1に突出する。また、
図11に示すように、パイロット部130の中央には、第1の実施の形態のパイロット部30と同様に、貫通孔21が形成されている。
【0046】
また、
図11から
図13に示すように、パイロット部130の外形は、本体部20の外方に突出する六角錐台状とされている。例えば、
図14に示すように、延伸方向AR1と交差する第1交差面PL21上においてパイロット部130の断面形状(第1断面形状)は、六角形状とされている。ここで、
図14における二点鎖線は、底面視におけるパイロット部130の先端面136(
図13参照)の輪郭線を示す。
【0047】
さらに、
図11および
図12に示すように、延伸方向AR1と交差する方向(例えば、
図14の第1交差面PL21と平行な方向)におけるパイロット部130の外周長さは、段丘面151からパイロット部130の先端面136側に離隔するにしたがって大きくなる。
【0048】
台地状部150は、本体部20と比較して薄板状とされており、本体部20における平坦面23の中央付近に設けられている。
図11および
図12に示すように、台地状部150の主面をなす段丘面151は、本体部20の平坦面23から隆起するように形成されている。台地状部150の中央には、第1の実施の形態の台地状部50と同様に、貫通孔21が形成されている。
【0049】
また、
図11および
図12に示すように、台地状部150は、平坦面23側におけるパイロット部30の端部(頸部115)を囲繞するように形成されている。より具体的には、
図14に示すように、第1交差面PL21において段丘面151と交差するパイロット部130の断面形状(第3断面形状)は、段丘面151の最外周151aに囲繞されている。
【0050】
このように、パイロット部130の外周面132と、台地状部150の段丘面151とが、台地状部150およびパイロット部130の間の頸部115で接続されることによって、頸部115付近に間隙116が、形成される。
【0051】
また、段丘面151は、
図12に示すように、本体部20の平坦面23と平行となるように形成されている。また、
図15に示すように、延伸方向AR1と交差する第2交差面PL22上において、第2交差面PL22により切り取られた台地状部150の断面形状(第2断面形状)は、十二角形状とされている。
【0052】
さらに、パイロット部130の軸心130aを含む断面上において、パイロット部130の外周面132と、台地状部150の段丘面151と、のなす傾斜角A1(
図12参照)は、65~80度(好ましくは70から75度)とされている。
【0053】
<2.2.各回転位置における間隙長>
ここでは、
図14を参照しつつ、各回転位置(例えば、
図14の角度176a、176b)における間隙長175(175a~175g)が、どのように変化するかを説明する。
【0054】
ここで、
図14に示すように、
(1)パイロット部130の軸心130aから段丘面151に沿って延びる半直線170(170a~170g)と、パイロット部130の外周面132と、の交点を第1交点171(171a~171g)と、
(2)半直線170(170a~170g)と、段丘面151の最外周151aと、の交点を第2交点172(172a~172g)と、
(3)第1交点171(171a~171g)と、対応する第2交点172(172a~172g)と、を結ぶ線分の長さを間隙長175(175a~175g)と、
(4)軸心130aと、第1交点171(171a~171g)と、を結ぶ線分の長さをパイロット径と、
(5)軸心130a周りにおける回転位置(角度)について、該回転位置の基準となる半直線を半直線170aと、それぞれ定義する。
【0055】
この場合、各半直線170(170a~170g)は、軸心130aから放射状に延びる。また、軸心130a周りに各半直線170(170a~170g)の回転位置が変化させられると、各回転位置における間隙長175(175a~175g)が変化する。
【0056】
例えば、
図14に示すように、回転位置が角度176a(すなわち、半直線170aおよび半直線170bのなす角度)となる半直線170b上の間隙長175bと、回転位置が角度176bとなる半直線170c上の間隙長175cと、を比較する場合、回転位置が角度176aから角度176bに変化すると、間隙長175のサイズが減少する。
【0057】
また、別観点で各回転位置における間隙長175(175a~175g)を検討すると、次のようになる。すなわち、軸心130a周りに各半直線170(170a~170g)の回転位置が変化させられると、各回転位置における間隙長175(175a~175g)およびパイロット径が変化するとともに(
図14参照)、各回転位置に対応する間隙116の位置が変化する。
【0058】
<2.3.ピアスナットの固着方法>
図9および
図10のそれぞれは、鋼板等の板材1にピアスナット110をかしめる方法(ピアスナット110の固着方法)を説明するための図である。
図10において、板材1、ダイス5、抜きカス7、およびピアスナット110のそれぞれは、軸心130aを含む断面の断面形状として図示されている。
【0059】
ここで、ピアスナット110の固着は、以下の手順により行われる。まず、パンチ3およびダイス5の間にピアスナット110および板材1が配置された上で、パンチ3およびダイス5からピアスナット110および板材1に圧力が付与される。そして、板材1の一部が抜きカス7として取り除かれ、板材1に穴が開けられるとともに、板材1の一部が、パイロット部130の外周面132および台地状部150の段丘面151により形成される間隙116に導入されることによって、板材1がピアスナット110とかしめられ、板材1にピアスナット110が固くとめられる。
【0060】
このように、パイロット部130および台地状部150の配置は、第1の実施の形態と同様、ピアスナット110の固着状況を左右する重要な因子となる。
【0061】
<2.4.第2の実施の形態のピアスナットの利点>
以上のように、第2の実施の形態のピアスナット110によれば、延伸方向AR1と交差する第1交差面PL21上においてパイロット部130の断面形状(第1断面形状)は、六角形状とされている(
図14参照)。また、延伸方向AR1と交差する第2交差面PL22上において台地状部150の断面形状(第2断面形状)は、十二角形状とされている(
図15参照)。
【0062】
これにより、パイロット部130の軸心130aから段丘面151に沿って延びる半直線170(170a~170g)の回転位置が軸心130a周りに変化させられると、各回転位置における間隙長175(175a~175g)を変化させることが可能となる。そのため、板材に固着させられたピアスナットの回転抗力および引抜抗力を、パイロット部130の外周面132に凹凸等の複雑な形状を形成することなく、向上させることができる。
【0063】
また、第2の実施の形態のピアスナット110によれば、パイロット部130の軸心130aを含む断面上において、パイロット部130の外周面132と、台地状部150の段丘面151と、のなす傾斜角A1(
図12参照)は、65~80度(好ましくは70から75度)とされている。
【0064】
これにより、台地状部150およびパイロット部130の間の頸部115に、板材1を良好に導くことができる間隙116(凹部)を形成できる。そのため、板材1に固着させられたピアスナット110の回転抗力および引抜抗力を、さらに向上させることができる。
【0065】
<3.第3の実施の形態>
次に、本発明の第3の実施の形態について説明する。第3の実施のピアスナット210は、主として、第1の実施の形態の本体部20および台地状部50と、第2の実施の形態のパイロット部130と、を備えている。
【0066】
また、第3の実施の形態のピアスナット210は、頸部215および間隙216の構成が異なる点を除いては、第1および第2の実施の形態のいずれかに含まれる構成と同様である。そこで、以下では、この相違点を中心に説明する。
【0067】
なお、ピアスナット210において、ピアスナット10、110のいずれかに含まれる構成要素と同様なものには、同一符号が付されており、この同一符号が付された構成要素は、第1および第2の実施の形態のいずれかで説明済みである。そのため、本実施の形態では説明を省略する。
【0068】
<3.1.ピアスナットの構成>
図16、
図17、
図3、および
図18は、それぞれ本発明の第3の形態におけるピアスナット210の構成の一例を示す斜視図、正面図、平面図、および底面図である。
図19は、
図17のG-G線から見たピアスナット210の構成の一例を示す断面図である。
図6は、
図17のH-H線から見たピアスナット210の構成の一例を示す断面図である。
【0069】
ここで、ピアスナット210は、ピアスナット10、110と同様に、加えられた圧力にしたがい鋼板等の板材に固着させられるナットである。
図16から
図19、
図3、および
図6に示すように、ピアスナット210は、主として、本体部20と、パイロット部130と、台地状部50と、を備える。
【0070】
パイロット部130は、
図16および
図17に示すように、台地状部50に設けられた段丘面51の中央付近から延伸方向AR1に突出する。台地状部50は、平坦面23側におけるパイロット部130の端部(頸部215)を囲繞するように形成されている。また、
図16および
図17に示すように、パイロット部130の外周面132と、台地状部50の段丘面51とが、台地状部50およびパイロット部130の間の頸部215で接続されることによって、頸部215付近に間隙216が、形成される。
【0071】
ここで、パイロット部130の軸心130aを含む断面上において、パイロット部130の外周面132と、台地状部50の段丘面51と、のなす傾斜角A1(
図17参照)は、65~80度(好ましくは70から75度)とされている。また、
図19における二点鎖線は、底面視におけるパイロット部130の先端面136(
図18参照)の輪郭線を示す。
【0072】
<3.2.各回転位置における間隙長>
ここでは、
図19を参照しつつ、各回転位置(例えば、
図19の角度276a、276b)における間隙長275(275a~275g)が、どのように変化するかを説明する。
【0073】
ここで、
図19に示すように、
(1)パイロット部130の軸心130aから段丘面51に沿って延びる半直線270(270a~270g)と、パイロット部130の外周面132と、の交点を第1交点271(271a~271g)と、
(2)半直線270(270a~270g)と、段丘面51の最外周51aと、の交点を第2交点272(272a~272g)と、
(3)第1交点271(271a~271g)と、対応する第2交点272(272a~272g)と、を結ぶ線分の長さを間隙長275(275a~275g)と、
(4)軸心130aと、第1交点271(271a~271g)と、を結ぶ線分の長さをパイロット径と、
(5)軸心130a周りにおける回転位置(角度)について、該回転位置の基準となる半直線を半直線270aと、それぞれ定義する。
【0074】
この場合、各半直線270(270a~270g)は、軸心130aから放射状に延びる。また、軸心130a周りに各半直線270(270a~270g)の回転位置が変化させられると、各回転位置における間隙長275(275a~275g)が変化する。
【0075】
例えば、
図19に示すように、回転位置が角度276a(すなわち、半直線270aおよび半直線270cのなす角度)となる半直線270c上の間隙長275cと、回転位置が角度276bとなる半直線270e上の間隙長275eと、を比較する場合、回転位置が角度276bに対応する間隙長275eの方が、角度276aに対応する間隙長275cより大きくなる。
【0076】
また、別観点で各回転位置における間隙長275(275a~275g)を検討すると、次のようになる。すなわち、軸心130a周りに各半直線270(270a~270g)の回転位置が変化させられると、各回転位置における間隙長275(275a~275g)およびパイロット径が変化するとともに(
図19参照)、各回転位置に対応する間隙216の位置が変化する。
【0077】
<3.3.ピアスナットの固着方法>
図9および
図10のそれぞれは、鋼板等の板材1にピアスナット210をかしめる方法(ピアスナット210の固着方法)を説明するための図である。
図10において、板材1、ダイス5、抜きカス7、およびピアスナット210のそれぞれは、軸心130aを含む断面の断面形状として図示されている。
【0078】
ここで、ピアスナット210の固着は、以下の手順により行われる。まず、パンチ3およびダイス5の間にピアスナット210および板材1が配置された上で、パンチ3およびダイス5からピアスナット210および板材1に圧力が付与される。そして、板材1の一部が抜きカス7として取り除かれ、板材1に穴が開けられるとともに、板材1の一部が、パイロット部130の外周面132および台地状部50の段丘面51により形成される間隙216に導入されることによって、板材1がピアスナット210とかしめられ、板材1にピアスナット210が固くとめられる。
【0079】
このように、パイロット部130および台地状部150の配置は、第1および第2の実施の形態と同様、ピアスナット210の固着状況を左右する重要な因子となる。
【0080】
<3.4.第3の実施の形態のピアスナットの利点>
以上のように、第3の実施の形態のピアスナット210によれば、延伸方向AR1と交差する第1交差面PL21上においてパイロット部130の断面形状(第1断面形状)は、六角形状とされている(
図19参照)。また、延伸方向AR1と交差する第2交差面PL12上において台地状部50の断面形状(第2断面形状)は、八角形状とされている(
図6参照)。
【0081】
これにより、パイロット部130の軸心130aから段丘面51に沿って延びる半直線270(270a~270g)の回転位置が軸心130a周りに変化させられると、各回転位置における間隙長275(275a~275g)を変化させることが可能となる。そのため、板材に固着させられたピアスナットの回転抗力および引抜抗力を、パイロット部130の外周面132に凹凸等の複雑な形状を形成することなく、向上させることができる。
【0082】
また、第3の実施の形態のピアスナット210によれば、パイロット部130の軸心130aを含む断面上において、パイロット部130の外周面132と、台地状部50の段丘面51と、のなす傾斜角A1(
図17参照)は、65~80度(好ましくは70から75度)とされている。
【0083】
これにより、台地状部50およびパイロット部130の間の頸部215に、板材1を良好に導くことができる間隙216(凹部)を形成できる。そのため、板材1に固着させられたピアスナット110の回転抗力および引抜抗力を、さらに向上させることができる。
【0084】
<4.変形例>
以上、本発明の実施の形態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ものではなく様々な変形が可能である。
【0085】
(1)第1の実施の形態では、パイロット部30の断面形状(第1断面形状:
図5参照)および台地状部50の断面形状(第2断面形状:
図6参照)のそれぞれが、半直線70aを通る直線に対して線対称であるものとして、
また、第2の実施の形態では、パイロット部130の断面形状(第1断面形状:
図14参照)および台地状部150の断面形状(第2断面形状:
図15参照)のそれぞれが、半直線170aを通る直線に対して線対称であるものとして、
さらに、第3の実施の形態では、パイロット部130の断面形状(第1断面形状:
図19参照)および台地状部50の断面形状(第2断面形状:
図6参照)のそれぞれが、半直線270aを通る直線に対して線対称であるものとして、それぞれ説明したが、パイロット部および台地状部の回転位置は、これに限定されるものでない。
【0086】
例えば、第1の実施の形態の場合には、パイロット部30が
図5の位置から軸心30aを中心に回転し、パイロット部30の断面形状が半直線70aを通る直線に対して線対称とならなくても良い。また同様に、台地状部50が
図6の位置から軸心30aを中心に回転し、台地状部50の断面形状が半直線70aを通る直線に対して線対称とならなくても良い。
【0087】
すなわち、パイロット部および台地状部の位置関係をより一般化すると、パイロット部および台地状部の軸心を一致させた上で、
(1a)パイロット部の第1断面形状および台地状部の第2断面形状のそれぞれが、同一直線に対して線対称となっても良いし、また、
(1b)パイロット部の第1断面形状が線対称となる注目第1直線に対して、台地状部の第2断面形状が線対称とならなくても良いし、さらに、
(1c)さらに、台地状部の第2断面形状が線対称となる注目第2直線に対して、パイロット部の第1断面形状が線対称とならなくても良い。
【0088】
(2)第1の実施の形態では、延伸方向AR1と交差する第1交差面PL11上においてパイロット部30の断面形状(第1断面形状)が、「四角形状」とされるとともに(
図5参照)、延伸方向AR1と交差する第2交差面PL12上において台地状部50の断面形状(第2断面形状)が、「八角形状」とされているものとして、
また、第2の実施の形態では、延伸方向AR1と交差する第1交差面PL21上においてパイロット部130の断面形状(第1断面形状)が、「六角形状」とされるとともに(
図14参照)、延伸方向AR1と交差する第2交差面PL22上において台地状部150の断面形状(第2断面形状)が、「十二角形状」とされているものとして、
さらに、第3の実施の形態では、延伸方向AR1と交差する第1交差面PL21上においてパイロット部130の断面形状(第1断面形状)は、「六角形状」とされるとともに(
図19参照)、延伸方向AR1と交差する第2交差面PL12上において台地状部50の断面形状(第2断面形状)は、「八角形状」とされているが、これに限定されるものでない。
【0089】
(2a)例えば、延伸方向AR1と交差する第1交差面上においてパイロット部の第1断面形状は、n角形状(但し、nは、4以上の自然数)とされるとともに、延伸方向AR1と交差する第2交差面上において台地状部の第2断面形状は、m角形状(但し、mは、5以上であり、かつ、nと異なる自然数)とされても良い。
【0090】
(2b)また、上述のmおよびnが、式(1)を満たすように設定されても良い。
【0091】
m = 2n ・・・(1)
【符号の説明】
【0092】
10、110、210 ピアスナット
15、115、215 頸部
16、116、216 間隙
20 本体部
23 平坦面
30、130 パイロット部
30a、130a 軸心
32、132 外周面
34、134 外周線
36、136 先端面
50、150 台地状部
51、151 段丘面
51a、151a 最外周
70(70a~70g)、170(170a~170g)、270(270a~270g) 半直線
71(71a~71g)、171(171a~171g)、271(271a~271g) 第1交点
72(72a~72g)、172(172a~172g)、272(272a~272g) 第2交点
75(75a~75g)、175(175a~175g)、275(275a~275g) 間隙長
76a、76b、176a、176b、276a、276b 角度
A1 傾斜角
AR1 延伸方向
PL11、PL21 第1交差面
PL12、PL22 第2交差面
【手続補正書】
【提出日】2023-08-31
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ピアスナットであって、
(a) 本体部と、
(b) 前記本体部における平坦面の中央付近に設けられており、薄板状とされた台地状部と、
(c) 前記台地状部に設けられた段丘面の中央付近から延伸方向に突出するパイロット部と、
を備え、
前記台地状部の前記段丘面は、前記平坦面から隆起するように形成されており、
前記パイロット部の外周面と、前記台地状部の前記段丘面とが、前記台地状部および前記パイロット部の間の頸部で接続されることによって、前記頸部付近に間隙が形成され、
前記延伸方向と交差する第1交差面上において前記パイロット部の第1断面形状は、n角形状(但し、nは、4以上の自然数)とされており、
前記延伸方向と交差する第2交差面上において前記台地状部の第2断面形状は、m角形状(但し、mは、5以上であり、かつ、nと異なる自然数)とされるとともに、
前記第1交差面上における前記パイロット部の外周線の長さは、前記第1交差面が前記段丘面から前記パイロット部の先端面側に離隔するにしたがって大きくなり、
(i) 前記パイロット部の軸心から前記段丘面に沿って延びる半直線と、前記外周面と、の交点を第1交点と、
(ii) 前記半直線と、前記段丘面の最外周と、の交点を第2交点と、
(iii) 前記第1および第2交点を結ぶ線分の長さを間隙長と、
それぞれ定義した上で、
前記軸心周りに前記半直線の回転位置が変化させられると、各回転位置における前記間隙長が変化することを特徴とするピアスナット。
【請求項2】
ピアスナットであって、
(a) 本体部と、
(b) 前記本体部における平坦面の中央付近に設けられており、薄板状とされた台地状部と、
(c) 前記台地状部に設けられた段丘面の中央付近から延伸方向に突出するパイロット部と、
を備え、
前記台地状部の前記段丘面は、前記平坦面から隆起するように形成されており、
前記パイロット部に形成された外周面と、前記台地状部の前記段丘面とが、前記台地状部および前記パイロット部の間の頸部で接続されることによって、前記頸部付近に間隙が形成され、
前記延伸方向と交差する第1交差面上において前記パイロット部の第1断面形状は、n角形状(但し、nは、4以上の自然数)とされており、
前記延伸方向と交差する第2交差面上において前記台地状部の第2断面形状は、m角形状(但し、mは、5以上であり、かつ、nと異なる自然数)とされるとともに、
前記第1交差面上における前記パイロット部の外周線の長さは、前記第1交差面が前記段丘面から前記パイロット部の先端面側に離隔するにしたがって大きくなり、
(i) 前記パイロット部の軸心から前記段丘面に沿って延びる半直線と、前記外周面と、の交点を第1交点と、
(ii) 前記半直線と、前記段丘面の最外周と、の交点を第2交点と、
(iii) 前記第1および第2交点を結ぶ線分の長さを間隙長と、
(iv) 前記軸心および前記第1交点を結ぶ線分の長さをパイロット径と、
それぞれ定義した上で、
前記軸心周りに前記半直線の回転位置が変化させられると、各回転位置における前記間隙長および前記パイロット径が変化するとともに、各回転位置に対応する間隙の位置が変化することを特徴とするピアスナット。
【請求項3】
ピアスナットであって、
(a) 本体部と、
(b) 前記本体部における平坦面の中央付近に設けられており、薄板状とされた台地状部と、
(c) 前記台地状部に設けられた段丘面の中央付近から延伸方向に突出するパイロット部と、
を備え、
前記台地状部の前記段丘面は、前記平坦面から隆起するように形成されており、
前記パイロット部の外周面と、前記台地状部の前記段丘面とが、前記台地状部および前記パイロット部の間の頸部で接続されることによって、前記頸部付近に間隙が形成され、
前記延伸方向と交差する第1交差面上において前記パイロット部の第1断面形状は、n角形状(但し、nは、4以上の自然数)とされており、
前記延伸方向と交差する第2交差面上において前記台地状部の第2断面形状は、m角形状(但し、mは、5以上であり、かつ、nと異なる自然数)とされるとともに、
前記第1交差面上における前記パイロット部の外周線の長さは、前記第1交差面が前記段丘面から前記パイロット部の先端面側に離隔するにしたがって大きくなり、
前記段丘面と交差する前記パイロット部の第3断面形状は、前記段丘面の最外周に囲繞されていることを特徴とするピアスナット。
【請求項4】
請求項1から請求項3のいずれかに記載のピアスナットにおいて、
前記パイロット部の軸心を含む断面上において前記外周面と前記段丘面とのなす傾斜角は、65~80度であることを特徴とするピアスナット。
【請求項5】
請求項1から請求項3のいずれかに記載のピアスナットにおいて、
以下の式(C1)、
m = 2n ・・・(C1)
を満たすことを特徴とするピアスナット。
【請求項6】
請求項4に記載のピアスナットにおいて、
以下の式(C2)、
m = 2n ・・・(C2)
を満たすことを特徴とするピアスナット。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0011
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0011】
また、請求項5の発明は、請求項1から請求項3のいずれかに記載のピアスナットにおいて、以下の式(C1)、
m=2n・・・(C1)
を満たすことを特徴とする。
また、請求項6の発明は、請求項4に記載のピアスナットにおいて、以下の式(C2)、
m=2n・・・(C2)
を満たすことを特徴とする。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0012
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0012】
請求項1から請求項6に記載の発明によれば、延伸方向と交差する第1交差面上においてパイロット部の第1断面形状は、n角形状(但し、nは、4以上の自然数)とされている。また、延伸方向と交差する第2交差面上において台地状部の第2断面形状は、m角形状(但し、mは、5以上であり、かつ、nと異なる自然数)とされている。