特許 7224955 ピアスナット

(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】

(24)【登録日】2023-02-10

(45)【発行日】2023-02-20

(54)【発明の名称】ピアスナット

(51)【国際特許分類】

   F16B 37/04 20060101AFI20230213BHJP

   B21J 15/00 20060101ALI20230213BHJP

【ＦＩ】

F16B37/04 E

B21J15/00 N

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2019028767

(22)【出願日】2019-02-20

(65)【公開番号】P2020133774

(43)【公開日】2020-08-31

【審査請求日】2021-09-01

(73)【特許権者】

【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

(73)【特許権者】

【識別番号】000006655

【氏名又は名称】日本製鉄株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000523

【氏名又は名称】アクシス国際弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】糸洲 篤

(72)【発明者】

【氏名】堀 將太

(72)【発明者】

【氏名】松原 茂雄

【審査官】児玉 由紀

(56)【参考文献】

【文献】実開昭５７－１９３４１０（ＪＰ，Ｕ）

【文献】登録実用新案第３１５７７０１（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２００６－２８３８８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００８－５４４１６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１２－５０９４５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－３１６７１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１１３３９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－２４０８３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－０８８９３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平７－１５１１２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１２２２８３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２１Ｊ １５／００－１５／５０

Ｆ１６Ｂ ２３／００－４３／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

中央部にねじ孔が設けられたナット本体と、
前記ナット本体の厚み方向に係る一端に設けられた締結座面と、
前記ナット本体の前記中央部において前記締結座面から突出されたパイロット部と、
前記パイロット部の根本周囲において前記締結座面から突出された隆起部と
を備え、
前記締結座面は、前記隆起部の外周縁から前記ナット本体の外周縁まで延在された平坦面とされており、
前記隆起部は、前記締結座面から突出された隆起外周面と、前記隆起外周面の先端と前記パイロット部の外周面との間に延在され前記隆起外周面の高さにより前記締結座面から離れて位置されている隆起端面とを有しており、
前記隆起外周面の高さ（Ｈ２）は、０．２０ｍｍ以上であり、
前記パイロット部の高さ（Ｈ１）に対する前記隆起外周面の高さ（Ｈ２）の比率（Ｈ２／Ｈ１）は、０．０５以上かつ０．２３以下であり、
前記ナット本体内のねじの呼びがＭ８からＭ２０までである、
ピアスナット。

【請求項2】

板厚が３．０ｍｍ以上かつ１０．０ｍｍ以下の金属板用である、
請求項１に記載のピアスナット。

【請求項3】

前記隆起端面は、前記ナット本体の厚み方向に直交して延在されている、
請求項１又は請求項２に記載のピアスナット。

【請求項4】

前記パイロット部の外周面から前記ナット本体の外周縁までの距離（Ｄ２）は、２．０ｍｍ以上かつ３．５ｍｍ以下である、
請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のピアスナット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、打ち込みかしめ結合により金属板に固着されるピアスナットに関する。

【背景技術】

【0002】

ピアスナットは、自動車産業や家電製品の組み立てに古くから大量に用いられている。ピアスナットには、金属板に固着したときの回転抗力及び引き抜き抗力が要求される。従来用いられていたこの種のピアスナットとしては、例えば下記の特許文献１等に示されている構成を挙げることができる。すなわち、従来構成では、ナット本体の中央部から突出されたパイロット部の根本周辺に傾斜面からなる隆起部が設けられている。この従来のピアスナットが金属板に固着されるとき、金属板がパイロット部により打ち抜かれる。また、パイロット部の打ち抜きにより形成された開口の周縁部が隆起部により押圧される。その結果、パイロット部の外周面に密着するように開口の周縁部が圧入変形されて、回転抗力及び引き抜き抗力が向上される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１３－１２２２８３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記のような従来のピアスナットでは、傾斜面からなる隆起部によって開口の周縁部が押圧されることにより回転抗力及び引き抜き抗力の向上が図られている。しかしながら、回転抗力及び引き抜き抗力の更なる向上が求められている。

【0005】

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、回転抗力及び引き抜き抗力を向上できるピアスナットを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明に係るピアスナットは、中央部にねじ孔が設けられたナット本体と、ナット本体の厚み方向に係る一端に設けられた締結座面と、ナット本体の中央部において締結座面から突出されたパイロット部と、パイロット部の根本周囲において締結座面から突出された隆起部とを備え、締結座面は、隆起部の外周縁からナット本体の外周縁まで延在された平坦面とされており、隆起部は、締結座面から突出された隆起外周面と、隆起外周面の先端とパイロット部の外周面との間に延在され隆起外周面の高さにより締結座面から離れて位置されている隆起端面とを有しており、隆起外周面の高さ（Ｈ２）は、０．２０ｍｍ以上であり、パイロット部の高さ（Ｈ１）に対する隆起外周面の高さ（Ｈ２）の比率（Ｈ２／Ｈ１）は、０．０５以上かつ０．２３以下であり、ナット本体内のねじの呼びがＭ８からＭ２０までである。

【発明の効果】

【0007】

本発明のピアスナットによれば、隆起部の隆起端面が隆起外周面の高さにより締結座面から離れて位置されているので、ピアスナットを金属板に固着する際に、パイロット部の打ち抜きにより金属板に形成される開口の周縁部に位置するより多くの材料をパイロット部の外周面に密着するように圧入変形することができ、回転抗力及び引き抜き抗力を向上できる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の実施の形態によるピアスナットを示す一部断面正面図である。

【図2】図１のピアスナットを示す平面図である。

【図3】図１のピアスナットを用いたピアスナット固着構造体の製造方法を示す説明図である。

【図4】図１の隆起部の作用について説明するための説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。本発明は各実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、各実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施の形態に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態の構成要素を適宜組み合わせてもよい。

【0010】

図１は本発明の実施の形態によるピアスナット１を示す一部断面正面図であり、図２は図１のピアスナット１を示す平面図である。図１及び図２に示すピアスナット１は、打ち込みかしめ結合により金属板に固着される部材である。金属板に向かう側をピアスナット１の裏側と呼び、その反対側をピアスナット１の表側と呼ぶことがある。ピアスナット１は、冷間圧造等の成形方法により普通鋼等の素材を成形することで製造することができる。

【0011】

図１及び図２に示すように、ピアスナット１は、ナット本体２、締結座面３、パイロット部４及び隆起部５を有している。これらナット本体２、締結座面３、パイロット部４及び隆起部５は互いに一体に設けられている。

【0012】

ナット本体２は、ピアスナット１の表側に設けられた多角柱状の部分である。本実施の形態のナット本体２は、八角柱状とされている。しかしながら、ナット本体２は、四角柱等の他の多角柱状又は円柱状とされていてもよい。ナット本体２の中央部には、ねじ孔２０が設けられている。ねじ孔２０は、ナット本体２の厚み方向２ａに係る一端から他端までナット本体２を貫通している。ナット本体２の厚み方向２ａは、ピアスナット１の表側から裏側に向かう方向（又は裏側から表側に向かう方向）であり、ねじ孔２０の延在方向と並行な方向である。

【0013】

締結座面３は、ナット本体２の厚み方向２ａに係る一端（ピアスナット１の裏側）に設けられたナット本体２の端面である。ピアスナット１が金属板に固着されるとき、その金属板の表面に締結座面３が密接される。本実施の形態の締結座面３は、隆起部５の外周縁５０（図２参照）からナット本体２の外周縁２１（図２参照）まで延在された平坦面とされている。換言すると、隆起部５の外周縁５０からナット本体２の外周縁２１までの領域には凹部又は凸部が設けられていない。

【0014】

本実施の形態の締結座面３は、ナット本体２の厚み方向２ａに直交する面に沿って延在されている。しかしながら、締結座面３は、ナット本体２の外周縁２１に比べて隆起部５の外周縁５０がピアスナット１の裏側に向けて突出されるように、ナット本体２の厚み方向２ａに直交する面に対して傾斜して延在されていてもよい。締結座面３がナット本体２の厚み方向２ａに直交する面に対して傾斜して延在される場合、ナット本体２の厚み方向２ａに直交する面に対する締結座面３の傾斜角度は、０°より大きくかつ１０°以下であることが好ましく、０°より大きくかつ５°以下であることがさらに好ましい。

【0015】

パイロット部４は、ナット本体２の中央部において締結座面３からピアスナット１の裏側に向けて突出された円柱状の部分である。但し、パイロット部４の外形は、多角柱状等の他の形状であってもよい。ナット本体２のねじ孔２０は、パイロット部４の先端までパイロット部４の内部を貫通している。ピアスナット１が金属板に固着されるとき、その金属板をパイロット部４が打ち抜く。パイロット部４が金属板を打ち抜くとき、パイロット部４の先端外周縁４０がせん断刃として機能する。

【0016】

パイロット部４の高さＨ１は、ピアスナット１が固着される金属板（ワーク）の板厚と同程度とされることが好ましい。より具体的には、パイロット部４の高さＨ１は、ピアスナット１が固着される金属板の板厚の８０％以上かつ１００％未満であることが好ましい。８０％未満では、打ち抜きが完全に行われずにカス抜き不良となるためである。一方、１００％を超えると、ピアスナット１のパイロット部４の先端が金属板の裏面より外側へ突出することになるためである。パイロット部４の高さＨ１は、ナット本体２の厚み方向２ａに係るパイロット部４の基端から先端までの距離である。ナット本体２の厚み方向２ａに係るパイロット部４の基端の位置は、隆起部５の外周縁５０に隣接する場所における締結座面３の位置とすることができる。

【0017】

本実施の形態のパイロット部４の外周面４１は、パイロット部４の先端側が基端側に比べて広がるようにナット本体２の厚み方向２ａに対して傾斜して延在されている。ナット本体２の厚み方向２ａに対するパイロット部４の外周面４１の傾斜角度は、０°より大きくかつ５°以下とすることが好ましい。これは、傾斜角度をマイナス側にすると、すなわちパイロット部４の先端側が基端側に比べて狭くなっていると、パイロット部４と打ち抜き面との間に隙間ができる領域が発生してクリンチ力が低下するためである。一方、５°を超えるピアスナット打込みにより金属板が大きく反るためである。

【0018】

本実施の形態のパイロット部４の外周面４１には、複数の凹部４２が設けられている。ピアスナット１が金属板に固着されるとき、金属板の金属が凹部４２に食い込む。金属板を構成する金属を材料と呼ぶことがある。材料が凹部４２に食い込むことにより、凹部４２がピアスナット１の回り止めとして機能する。本実施の形態の凹部４２は、パイロット部４の先端側から隆起部５の近傍まで延在されている。

【0019】

隆起部５は、パイロット部４の根本周囲において締結座面３からピアスナット１の裏側に向けて突出された部分である。本実施の形態の隆起部５は、隆起外周面５１と隆起端面５２とを有している。

【0020】

隆起外周面５１は、締結座面３から突出された隆起部５の周面である。実施の形態の隆起外周面５１は、ナット本体２の厚み方向２ａに沿って延在されている。但し、隆起外周面５１は、ナット本体２の厚み方向２ａに対して傾斜されていてもよい。

【0021】

隆起外周面５１は、ナット本体２の厚み方向２ａに所定の高さＨ２を有している。隆起外周面５１の高さＨ２は、ナット本体２の厚み方向２ａに係る隆起外周面５１の基端から先端までの距離である。隆起外周面５１の高さＨ２は、０．２０ｍｍ以上であることが好ましい。また、パイロット部４の高さＨ１に対する隆起外周面５１の高さＨ２の比率Ｈ２／Ｈ１は、０．０５以上かつ０．２３以下であることが好ましい。これは、後に詳しく説明するように、十分なクリンチ強度及びトルク強度をより確実に確保しつつ、ピアスナット１が固着される金属板（ワーク）の変形を抑えることができるためである。上述のように、パイロット部４の高さＨ１はピアスナット１が固着される金属板（ワーク）の板厚の関係で決定される。比率Ｈ２／Ｈ１は、対象となる金属板（ワーク）の板厚と隆起外周面５１の高さＨ２との関係を表す。

【0022】

隆起端面５２は、隆起外周面５１の先端とパイロット部４の外周面４１との間に延在された隆起部５の端面であり、隆起外周面５１の高さＨ２により締結座面３から離れて位置されている。本実施の形態の隆起端面５２は、ナット本体２の厚み方向２ａに直交して延在されている。但し、隆起端面５２は、隆起外周面５１側に比べてパイロット部４の外周面４１側がピアスナット１の表側に向けて後退されるように、ナット本体２の厚み方向２ａに直交する面に対して傾斜して延在されていてもよい。

【0023】

パイロット部４の外周面４１からナット本体２の外周縁２１までの距離Ｄ２は、２．０ｍｍ以上かつ３．５ｍｍ以下であることが好ましい。距離Ｄ２が２．０ｍｍ未満であると、締結座面３が過小となる虞がある。距離Ｄ２が３．５ｍｍより大きいと、ピアスナット１のサイズが過大となる虞がある。パイロット部４の外周面４１から隆起部５の外周縁５０までの距離Ｄ１は、１．００ｍｍ以上かつ１．５ｍｍ以下であることが好ましい。距離Ｄ１が１．００ｍｍ未満であると、圧造による隆起部５が難しくなる虞がある。距離Ｄ１が１．５ｍｍより大きいと、後述の隆起部５の作用（金属板８に形成された開口８０の周縁部の材料を圧入変形する作用）が小さくなる虞がある。これら距離Ｄ１，Ｄ２は、パイロット部４の外周面４１の先端部を基準として計測できる。また、距離Ｄ１は、隆起部５の隆起端面５２の外周縁を基準として計測できる。さらに、距離Ｄ２は、ナット本体２の締結座面３の外周縁を基準として計測できる。

【0024】

本実施の形態のピアスナット１は、比較的肉厚の金属板に固着されることがある。比較的肉厚の金属板としては、板厚が３．０ｍｍ以上かつ１０．０ｍｍ以下の金属板、より詳細には肉厚が４．５ｍｍ以上かつ６．０ｍｍ以下の金属板が考えられる。また、本実施の形態のピアスナット１は、比較的大径のナットであり得る。比較的大径のナットとしては、ナット本体２内のねじの呼びがＭ８からＭ２０（ＪＩＳ Ｂ ０２０５：２００１）までのナット、より詳細にはナット本体２内のねじの呼びがＭ１２からＭ１６までのナットが考えられる。

【0025】

次に、図３は、図１のピアスナット１を用いたピアスナット固着構造体の製造方法を示す説明図である。図３の（ａ）～（ｅ）に示すように、ピアスナット１はパンチ６及びダイ７を用いて金属板８に固着される。金属板８にピアスナット１が固着された構造体をピアスナット固着構造体９（図３（ｅ）を参照）と呼ぶことができる。

【0026】

ダイ７は穴部７０を有する部材であり、金属板８はダイ７の上に載置される。穴部７０の内径は、パイロット部４の外径に所定のクリアランスを加えた大きさとされている。パンチ６は、上下動可能に構成されており、ピアスナット１を支持するための爪部６０を有している。

【0027】

ピアスナット１を金属板８に固着させるとき、図３の（ａ）に示すように、ピアスナット１は、金属板８の上方でパイロット部４を下方に向けた状態でパンチ６に支持される。図３の（ｂ）に示すように、パイロット部４の先端が金属板８に接触した状態からパンチ６及びピアスナット１がさらに降下されることにより、パイロット部４の先端外周縁４０による金属板８のせん断が始まる。図３の（ｂ）の状態からパンチ６及びピアスナット１がさらに降下されることにより、図３の（ｃ）に示すように金属板８が打ち抜かれて、金属板８に開口８０が形成される。

【0028】

図３の（ｄ）に示すように、金属板の表面に締結座面３が密接されるまでパンチ６及びピアスナット１が降下される。この位置までパンチ６及びピアスナット１が降下されるとき、開口８０の周縁部に隆起部５が押し当てられて、パイロット部４の外周面に密着するように開口８０の周縁部が圧入変形される。これにより、ピアスナット１の回転抗力及び引き抜き抗力が向上される。図３の（ｅ）に示すように、金属板８に固着されたピアスナット１を残してパンチ６が上昇されることにより、ピアスナット固着構造体９の製造が完了する。

【0029】

次に、図４は、図１の隆起部５の作用について説明するための説明図である。図４の（ａ）は図１に示す本実施の形態の隆起部５を有するピアスナット１を用いたピアスナット固着構造体９の断面図であり、図４の（ｂ）は比較例としての従来の傾斜面からなる隆起部５００を有するピアスナット１００を用いたピアスナット固着構造体９００の断面図である。

【0030】

上述のように本実施の形態の隆起部５の隆起端面５２は、隆起外周面５１の高さＨ２により締結座面３から離れて位置されている。このため、金属板８に形成された開口８０の周縁部の多くの材料を圧入変形することができる。これに対して、図４の（ｂ）に示すように隆起部５００を傾斜面のみにより形成した場合、本実施の形態の隆起部５と比較して圧入変形できる材料は少ない。すなわち、本実施の形態の隆起部５を採ることにより、回転抗力及び引き抜き抗力を向上できる。

【0031】

図４（ａ）では、ナット本体２の厚み方向２ａに直交して隆起端面５２が延在されている態様を示しているが、隆起外周面５１側に比べてパイロット部４の外周面４１側がピアスナット１の表側に向けて後退されるように隆起端面５２が傾斜されていると、より多くの材料を圧入変形することができる。但し、ナット本体２の厚み方向２ａに直交して延在する隆起端面５２を有するピアスナット１は、上述のように傾斜する隆起端面５２を有するピアスナット１よりも圧造による製造が容易である。

【0032】

開口８０の奥には、せん断面８０ａと破断面８０ｂとが形成されている。せん断面８０ａは、パイロット部４の先端外周縁４０によるせん断により形成された面であり、開口８０に続いて形成されている。破断面８０ｂは、パイロット部４の押し込みにより材料が破断された面であり、ピアスナット１の径方向に関してせん断面８０ａよりもピアスナット１から離れた位置に形成されている。せん断面８０ａは、破断面８０ｂよりも平滑である。パイロット部４の外周面により広いせん断面８０ａを密着させることで、回転抗力及び引き抜き抗力を向上できる。

【0033】

図４の（ｂ）の比較例では、開口８０の入側の一部しかパイロット部４の外周面に密着させることができず、せん断面８０ａの一部しか有効に活用できていない。しかしながら、本実施の形態の隆起部５では、より広くせん断面８０ａをパイロット部４の外周面に密着させることができ、回転抗力及び引き抜き抗力を向上できる。

【0034】

次に、実施例を挙げる。本発明者らは、隆起部５の大きさが異なる複数のピアスナット１を準備して、それらピアスナット１を金属板に固着して複数のピアスナット固着構造体９を試作した。また、ピアスナット１は、ピアスナット１の軸中心を金属板の中心に一致させた状態で金属板に固着させた。金属板としては、公称板厚４．５ｍｍかつ５０ｍｍ四方の外形を有する４００ＭＰａ級のＺｎ－Ａｌ－Ｍｇ合金めっき鋼板を使用した。また、それらのピアスナット固着構造体９に対してクリンチ強度試験、トルク強度試験及びワーク（鋼板）変形の観察を行った。その結果を表１に示す。

【0035】

【表1】

【0036】

なお、表１の金属板板厚Ｔは、ワークの板厚の実測値を示している。ワークの実測板厚が４．４０ｍｍであるところ、パイロット部４の高さＨ１が４．３０ｍｍのピアスナット１を使用している。ピアスナット１は、Ｍ１２の大きさを有している。

【0037】

クリンチ強度試験は、ＪＩＳ Ｂ ０２０５：２００１の付属書Ａ（参考）に記載されている「押込みはく離強さ及びその試験方法」に準拠して行った。試験により測定されたクリンチ強度が５ｋＮ以上である場合を好ましいと評価した。すなわち、表１では、クリンチ強度が５ｋＮ以上である場合を〇で示し、クリンチ強度が５ｋＮ未満である場合を×で示している。

【0038】

トルク強度試験は、ＪＩＳ Ｂ １１９６：２０１０の付属書Ｂ（参考）に記載されている「トルクはく離強さ及びその試験方法」に準拠して行った。試験により測定されたトルク強度が５０Ｎ・ｍ以上である場合を好ましいと評価した。すなわち、表１では、トルク強度が５０Ｎ・ｍ以上である場合を〇で示し、トルク強度が５０Ｎ・ｍ未満である場合を×で示している。

【0039】

ワーク（鋼板）変形の観察は、ワークの中心と端部との間のワークの反りの大きさを測定した。上述のように、ピアスナット１の軸中心を金属板の中心に一致させている。また、ワークは５０ｍｍ四方の大きさを有している。ワークの中心に対する端部の変位が１ｍｍ未満（１ｍｍ／２５ｍｍ未満）である場合を好ましいと評価した。すなわち、ワークの中心に対する端部の変位が１ｍｍである場合を〇で示し、ワークの中心に対する端部の変位が１ｍｍ以上である場合を×で示している。

【0040】

表１の総合判定は、クリンチ強度、トルク強度及びワーク変形のすべてが好ましいと評価できる場合を〇で示し、これらクリンチ強度、トルク強度及びワーク変形のいずれかが好ましくないと評価した場合を×で示している。なお、クリンチ強度、トルク強度及びワーク変形のいずれかが×であっても、ピアスナット固着構造体９の使用用途によっては許容される場合もある。

【0041】

表１のＮｏ．１～７のサンプルは、隆起外周面５１の高さＨ２のみを変えたサンプルである。なお、パイロット部４の高さＨ１を固定した状態で隆起外周面５１の高さＨ２を変えることにより、パイロット部４の高さＨ１に対する隆起外周面５１の高さＨ２の比率Ｈ２／Ｈ１も変わっている。表１のＮｏ．１～７に示すように、隆起外周面５１の高さＨ２を０．２０ｍｍ以上としつつ、比率Ｈ２／Ｈ１を０．０５以上かつ０．２３以下とすることで、クリンチ強度、トルク強度及びワーク変形のすべてが好ましいと評価できた（総合判定〇）。隆起外周面５１の高さＨ２が０．２０ｍｍ未満の場合、クリンチ強度及びトルク強度の評価が×になっている。これは、隆起外周面５１の高さＨ２が低いことに起因して、開口８０の周縁部の材料を十分に圧入変形できなかったためと考えられる。一方、比率Ｈ２／Ｈ１が０．２３を超えると、ワーク変形の評価が×になっている。これは、ワークの板厚に対して隆起部５が大きすぎたためと考えられる。

【0042】

表１のＮｏ．８～１４及びＮｏ．１５～２１のサンプルは、Ｎｏ．１～７のように隆起外周面５１の高さＨ２を変更しつつ、パイロット部４の外周面４１からナット本体２の外周縁２１までの距離Ｄ２をＮｏ．１～７よりも大きくしたサンプルである。パイロット部４の外周面４１から隆起部５の外周縁５０までの距離Ｄ１を固定しつつ、パイロット部４の外周面４１からナット本体２の外周縁２１までの距離Ｄ２を変更することにより、距離Ｄ２に対する距離Ｄ１の比率Ｄ２／Ｄ１が変わっている。比率Ｄ２／Ｄ１を変更しても、比率Ｈ２／Ｈ１を０．０５以上かつ０．２３以下とすることの有用性（クリンチ強度、トルク強度及びワーク変形のすべてが好ましい結果が得られること）が確認できた。なお、距離Ｄ２が２．０ｍｍ未満であると、締結座面３が過小となる虞がある。また、距離Ｄ２が３．５ｍｍより大きいと、ピアスナット１のサイズが過大となる虞がある。

【0043】

また、本発明者らは、公称板厚６．０ｍｍかつ５０ｍｍ四方の外形を有する４００ＭＰａ級のＺｎ－Ａｌ－Ｍｇ合金めっき鋼板にワークを変更して同様の試験を行った。ワークの実測板厚が５．９０ｍｍであったところ、パイロット部４の高さＨ１が５．８０ｍｍのピアスナット１を使用している。試験条件及び評価結果を表２に示す。表に示されていない条件は表１の試験と同様である。

【0044】

【表2】

【0045】

表２のＮｏ．１～７のサンプルは、隆起外周面５１の高さＨ２のみを変えたサンプルである。なお、パイロット部４の高さＨ１を固定した状態で隆起外周面５１の高さＨ２を変えることにより、パイロット部４の高さＨ１に対する隆起外周面５１の高さＨ２の比率Ｈ２／Ｈ１も変わっている。公称板厚６．０ｍｍのワークに対しても、比率Ｈ２／Ｈ１を０．０５以上かつ０．２３以下とすることで、クリンチ強度、トルク強度及びワーク変形のすべてが好ましくなることが確認できた。

【0046】

表２のＮｏ．８～１４及びＮｏ．１５～２１のサンプルは、Ｎｏ．１～７のように隆起外周面５１の高さＨ２を変更しつつ、パイロット部４の外周面４１からナット本体２の外周縁２１までの距離Ｄ２をＮｏ．１～７よりも大きくしたサンプルである。公称板厚６．０ｍｍのワークに対しても、比率Ｄ２／Ｄ１に拘わらず比率Ｈ２／Ｈ１を０．０５以上かつ０．２３以下とすることの有用性（クリンチ強度、トルク強度及びワーク変形のすべてが好ましい結果が得られること）が確認できた。

【0047】

このようなピアスナットでは、隆起部５の隆起端面５２が隆起外周面５１の高さＨ２により締結座面３から離れて位置されているので、ピアスナット１を金属板８に固着する際に、パイロット部４の打ち抜きにより金属板８に形成される開口８０の周縁部に位置するより多くの材料をパイロット部の外周面に密着するように圧入変形することができ、回転抗力及び引き抜き抗力を向上できる。

【0048】

また、隆起端面５２はナット本体２の厚み方向２ａに直交して延在されているので、金属板８に形成された開口８０の周縁部の多くの材料を圧入変形することができるとともに、圧造による製造をより容易に行うことができる。

【0049】

さらに、隆起外周面５１の高さＨ２が０．２０ｍｍ以上であり、パイロット部４の高さＨ１に対する隆起外周面５１の高さＨ２の比率Ｈ２／Ｈ１が０．０５以上かつ０．２３以下であるので、クリンチ強度、トルク強度及びワーク変形を好ましくすることができる。

【0050】

さらにまた、パイロット部４の外周面４１からナット本体２の外周縁２１までの距離Ｄ２は、２．０ｍｍ以上かつ３．５ｍｍ以下であるので、締結座面３が過小となる虞を回避しつつ、ピアスナット１のサイズが過大となる虞を回避することができる。

【符号の説明】

【0051】

１ ピアスナット
２ ナット本体
２０ ねじ孔
２１ 外周縁
３ 締結座面
４ パイロット部
４１ 外周面
５ 隆起部
５０ 外周縁
５１ 隆起外周面
５２ 隆起端面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】