JPS6174909A

JPS6174909A - ナツト・ワツシヤ組立体

Info

Publication number: JPS6174909A
Application number: JP16847085A
Authority: JP
Inventors: ヘンリー　エフ　ダニコ; フレデリツク　エイ　ハマール
Original assignee: TRW Inc
Current assignee: Northrop Grumman Space and Mission Systems Corp
Priority date: 1984-07-30
Filing date: 1985-07-30
Publication date: 1986-04-17
Also published as: EP0172665B1; DE3564851D1; ES295955Y; EP0172665A1; ES295955U

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は一般に締付具組立体く関する。特に、本発明は
選択時にもろい領域に隣接してナツトを取付けたワッシ
ャ部材に関する。

本発明は特に、自動車の？デーパネルを互に締付けゐ際
に用いられるナット・ワッシャ組立体に適用することが
できる。この型式の用途では、組立体は高トルク値に耐
えることができなければならず、密封機能を維持しかつ
接合部の特性に悪影響を及ぼさないことが必要である。

しかしながら、本発明は広い用途を有し、又コつの部材
を互に締付る必要のあるような多くの他の締付環境に゛
おいて使用するようになっていることは，当業者によっ
て理解されよう。

いくつかの自由スピンナット・ワッシャ組立体が既知で
ある。、在来の１つの組立体は開口部を備えた横壁を有
するカップ形態の金属板製ナツトを包含している。開口
部の縁部分はねじと協働するためにねじ形ＢＫ影形成れ
ている。このナツトはカッグ内に受け入れられた管状部
分を有するワッシャと組合わされ、ナツトとワッシャの
組合せは、ナツトが使用されるべき物品との＠接的な保
合のためにナツトとワッシャの組合せを越えて直角に延
びる可撓性密封材料を備えている。密封要素はプラスチ
ック材料或いはゴムで作られ、ナツトのねじ付締付具受
け入れ用開口と整合した＠線方向に伸びた開口を除いて
ワッシャの管状部分およびナツト内の空所を完全に満し
ている。このような在来のナット・ワッシャ組立体は製
造が高価で、ワッシャと別々の密封要素を使用する必要
がある。

さらに、密封要素はナツトのトルク荷重を受けて、締付
具のまわシで上方に押され、かくして減摩剤として作用
しトルク値を減少させる。

もう７つの在来のナット・ワッシャ組立体は、ドーム−
形金属板製ワッシャともろい結合要素によってワッシャ
に接合した金員ナツトとを有する。

ナツト・ワッシャ組立体を締付具上に螺合した後、ナツ
トがワッシャの載る表面と締付具との間の直角関係以外
の関係を補償できるようＫするため、ナツトをワッシャ
から離す。しかしながら、このワッシャは密封機能を果
たさない。

ナツトをワッシャの一部分に固定することができ、所定
のトルク荷重に達した後ナツトを固定するワッシャから
独立してナツトが回転することのできる安価なナット・
ワッシャ組立体を提供することが望ましいと考えられて
いる。又、別々の舘封要素を必要とせずしかも有効な密
封をもたらすナット・ワッシャ組立体を有することが望
ましいと考えられている。

本発明は、上述の要望お２びその他の要求を清し、よシ
良いそしてもつと有利な全体の操作上の効果をもたらす
新規な改良ナット・ワッシャ組立体を提供する。

発明の概要本発明によれば、新規な改良した締付具組立体はワッシ
ャ部材と締付県費は入れ用部材之を有している。特に、
ワッシャ部材はスカート部分、小径端部分、及びスカー
ト部分と端部分との中間のもろい力２一部分から成って
いる。締付県費は入れ用部材は、ワッシャの端部分と関
連する。カラー部分は弱められ、所定のトルク荷重で破
壊し、締付県費は入れ用部材をスカート部分に対して回
転させることができる。

本発明のもう１つ他の特徴によれば、締付県費は入れ用
部材は、別のナツト部材から成っている。

このナツト部材はワッシャの端部分をぴったり受け入れ
るようになっているカップ形本体と縄長い締付具に係合
するための手段とを有している。保合手段は例えばねじ
締付具に、ｌｌｌ係する手段或いは、締付具のシャンク
に固定係合する他の手段から成ることができる。

本発明の他の特徴によれば、ワラツヤ部材は一般に円錐
形状に形成され、プラスチック材料で作られている。ナ
ツトは金属で作られている。

本発明のさらに他の特徴によれば、ワッシャのスカート
部分は、その外方の端部に密封面を備えている。このよ
うな面は関連した加工物の表面を密封する密封バンド或
いは、複数の密封隆起部の形態であるのが良い。°これ
らの密封隆起部は丸或いはとがった頂点領域を有するこ
とができる。

本発明のさらに他の特徴によれば、ワッシャのスカート
部分は一般的に切頭円錐形状を有している。

本発明の主要な利点は、ワッシャ部材及び締付県費は入
れ用部材から成る新規な改良締付具組立体を提供すると
とくあり、ワッシャ部材は、所定トルク荷重で破壊して
締付県費は入れ用部材をワッシャ部材に対して回転させ
ることができるようＫするための４ろいカラー部分を有
している。

本発明の他の利点は、有効な密封を作るために別の密封
要素を必要としないかかる締付具組立体を提供すること
にある。

本発明の他の利点は、製造が簡単かつ安価で、実際の応
用に大変有効であるナット・ワッシャ型式の締付具組立
体を提供することＫある。

本発明のさらに他の利点は、ワッシャの回転中締付具組
立体の当る表面を削り或いは摩滅しないプラスチックワ
ッシャ部材を有する締付具組立体を提供することにある
。

本発明のさらに他の利益及び利点は、以下の詳細な説、
明を読んで理解するときに、当業者にとって明らかにな
ろう。

本発明は特定の部品と部品の構成について物理的な形押
をとることができ、本発明の好ましい変形実施例をこの
明細書に詳細に説明し、かつ本発明の一部をなす添付図
面に示す。

好ましい実施例及び変形例の詳細な説明全図面を参照す
ると、図は本発明の好ましい実施例および変形例を制限
するためにでなく単に説明するためのものであり、第１
図はナツ）Ａ及びワッシャ部材Ｂを有するような新規な
締付具組立体を示している。ナツト八によって保持する
ように受け入れられるねじ又は他の締付具Ｃも示しであ
る。締付具組立体は、主に＠ｍ軍のビデ−の・２ネルを
互いに締付けるために設計されており、かかる締付に関
連して締付具組立体を以後説明するが、本発明の概念を
多数の他の状況に使用できることが理解されよう。

ナツト＾は、一般的にカッｆ或いは帽子型式の形状を有
するナツト本体１０を有している。ここに説明する好ま
しい構造では、ナツト本体は金属板プレス加工物から成
る。しかしながら他の材料及び／又は他の製造方法も十
分用いることができる。幾分円錐形の頂部分１２が締付
具受け入れ用中央開口１４を有し、この中央開口１４は
開口と連通ずる半径方向のスロット１６を有している。

このスロットは全体的に弧状の＠部分２０を構成し、こ
の縁部分けらせん形状に形成されている。

縁部分ＳＯは縁部分の一端が締付具Ｃ（第一図参照）の
ねじ部分へ入れるようにらせん形く形成されている。縁
部分は、有利には在米のねじのねじ山との係合の容易さ
を一層容易にするように傾斜させるのがよい。

本発明の全体の目的或いは範囲から少しも逸脱すること
なく、ナツトの弧状縁部分２０を他の方法で形成できる
ことは当業者にとって明らかであろう。さらに、ナツト
＾は発明概念の実施を容易にしながら、それ自体他の形
態或いは形式を取ることができる。

ナツト本体１０は又、在来のレンチ或いは他の回転工具
（図示せず）との係合を可能にするように、非円形横断
面に形成されている複数の側壁を有している。図示した
本発明の実施例では、ナツト本体１６の一部は六角形を
形成する。しかしながら、四角形等のような多角形形状
の他の在来の型式も適当に使用できることは理解されよ
う。ナツト本体は、ｇＩＩｌ壁２４から半径方向外乍に
延びかつ側壁ｚ４の底部の回りに周囲方向に延びる７２
ツノ或いはスカート２６をさらに備えている。説明した
ようにナツト本体ｌＯはカッグ形であり、外部形状に相
当する全体的に六角形の内部凹所２８を有している。し
かしながら、本発明から逸脱することなく、他の凹所の
形状も用いることができる。

本発明の締付具組立体は又、ワッシャ部材日を有し、こ
のワッシャ部材はスカート部分３０１小径端部分８ｚ及
び部分３０と部分３２とを連結する狭いカラー部分８４
から成っている。好ましくはワッシャ部材はプラスチッ
ク材料で形成される。

良好な密封特性と適嶋な強度特性を有する任意のプラス
チックがふされしく、ある場合には他の材料も使用する
ことができる。中央孔３６が端部分３２を軸線方向Ｋｊ
ｊ通、端部分はナツト本体１０の凹所２８に厳密に対応
する形状を有している。

このようにして、ナツトを正大関係等によってワッシャ
の端部分ａ２に嵌めてこれに取付けることができる。成
る変形構造として、端部分８２がナツトとして＃３能す
るように中央孔３６にねじ山を設けることが可能である
。この場合、ナツト本体１０はなくてもよい。

今特に第２図を参照すると、軸イ９方向に延びる第１の
孔４０がスカート部分；３０およびカラー部分８４を貫
通して孔８６と連通ずる。好ブしくば、孔４０は直径が
小径部分８ｚから離れる方向に増加し、スカート部分の
下端部に隣接する第２のテーパ一孔４２と連通ずる。孔
４０．４２のチー／４−特性により以下に説明するよう
に、締付具Ｃとナツ）Ａとの相対的な前進に応じてワッ
シャを依ませることができる。その結果、ワッシャはナ
ツトに連続的な付勢力を及ぼすとともに、関連した加工
勿に密着する。スカート部分の下方の周囲には、関連し
た加工物の表面に対して密封を行う密封間４４が設けら
れている。図面に示すように、密封面４４はワッシャＢ
の長手方向の軸線にほぼ垂直な平面に配置されている。

しかしながら、必ずしもこの関係が維持される必要はな
く、設置にあたり他の角度関係を取り入れてもＲい。ス
カート部分は又第１及び第２の周囲部１壁４６．４８と
、頂＃５０とを有している。内方に彎曲した表面部分５
２がスカートの頂壁５０とカラー部分８４との中間に設
けられている。

在来のねじ締付具Ｃ例えばビルト或いはスタッドがワラ
ツヤＢおよびナツトＡの整合した孔を貫通することがで
きる。締付ＡＣは、ヘッド５４を育し、ヘッド５４は在
来のねじ回し工具（図示せず）に保合可能な複数の平ら
な側壁５６１Ｃよって形成された大向形状を有している
。締付具は又、ヘッド５４に隆盛した拡大フランツ５８
と、そこから外方に延びる細長いシャンク６０とを有し
ている。シャンク６０は、ナツトを受けるために例えば
６２０所でシャンクの一部分に亘ってねじ切りされてい
る。例えばシャンク部分を加工物に固定し或いはこれが
加工物と一体であるような構造を有する他の型式の締付
装胃も適当に使用できることが理解されよう。

続けて、第２図を参照すると、締付具Ｃをλつの加工物
６４．６６を互いに固定するための本発明の新規なワッ
シャ・ナツト組立体と組合せて使用している場合につい
て示す。締付具をコつの加工？＋の整合した孔６８．７
ＯＫ通し、ナツトＡの孔１４にねじ込むとき、ワッシャ
Ｂは引き寄せられて加工物６４の外面？２と接触する。

同時に、締付具Ｃの７ランノ５８は加工物６６の外面？
４と接触する。この方法で、２つの加工物は互に引き寄
せられて密着する。同時に、スカート部分３０はナツト
Ａの作用で幾分撓わんで密封面４４と加工物の表面７２
との間の密封を高めることができる。スカート部分はプ
ラスチックで作られているから、このような撓みにより
、連続的な力をナツトにも及ぼし、締付具のゆるみを防
止する。

次いで締付具のヘッド５４にレンチ、その他の適当々工
且を使用してねじ部分６ｚをナツトＡの中へさら忙進め
るのが良い。加工物の表面７ｚとスカート部分８０の下
方の周囲部との摩擦接触は、ワッシャとナツトとの回転
を阻止するように機能し、かくして締付具を廻わすとき
、締付具をナツトの中へ進めることができる。

前に説明したように、ワッシャのカラー部分３４は弱め
られており即ちもろいから所定トルク荷重がナツト＾に
加えられるとき、カラー部分３４は破断する。その結果
、締付具の締付中所定トルクレベルに達するとき、ナラ
）Ａは、凹所２８内に受け入れられた端部分８ｚといっ
しょにカラー部分３４でワッシャ構造体の残部から分離
する。分離の際、ナツト或いは締付具をさらに回転させ
るとき、ナンドはワンシャのスカート部分８０に対して
回転する。

カラー部分３４がワッシャの小径部分３２を持つナツト
Ａとスカート部分８０との分離を可能にするような個所
は、有利にはある所定トルクの範囲で分離が生じるよう
に設定され、従ってスカート部分は加工物の表面７２と
協働する関係に配置される。カラー部分での分離の時に
、スカート部分の密封面４４は加工物の表面？２と密封
接触して配置される。カラー部分８４の柔軟性のため、
″スカート部分３０、従って密封面４４はワッシャの長
手方向＃ｌ線に対して幾分撓わんで斜めの表面に密封的
に応することができる。ワッシャの端部分３２は、ナツ
トの凹所２８の内１１１に残ってトルク部材を作り又、
締付ＪＬＣのねじ部分６２のまわりの有効な密封体とし
て働らく。この関係は湿気が孔４０に入り込まないよう
ＫＬ、かつ加工物６４．６６の整合した孔６８．７０に
浸入しないようにする。

今第３図を参照すると、密封面４４を、有利には多数の
異なる形態を取るように作ることができることが分る。

例えば、第３図の左側に示すように、複数の外方に延び
た密封隆起部を設けて密封面’ｆｒ、　１７成すること
ができ、第３図１にはこのような密封隆起部が３つ図示
しである。変形例として、密封面は第３図の右（ＮｉＫ
示すように、バンド７８の形態をとることができる。も
ちろん、密封面は、通常は、両型式の密封構造を同時に
は備えない。

今第ダ図を参照すると、密封隆起部７６を設ける場合、
密封隆起部はとがった頂点８０を有することができる。

ワッシャは好ましくけプラスチック材料で作られるため
、密封面４４が加工物の表面７２の表面仕上げを５つけ
る傾向は全くない。

これは加工物６４が自動車のがデーノ４ネル等からなる
場合に有用である。というのけ、密封面がゲデーパネル
部材を作る金属の掻き傷と、その結果生じる腐食の可能
性を回避するからである。

第５図は密封面の他の変形実施例を示す。この図では、
スカート部分のａ数の密封隆起部８ｚは各々丸頂上８４
を有する。密封面にさらに他の変形形状を十分使用でき
ることは、当業者にとって明らかであろう。

本発明は、有利には種々の応用、特にナット・ワッシャ
組立体を必要とする自動車の組立ての応用に有用な装置
を提供し、このナット・ワッシャ組立体は所定トルク値
及び所定荷重値に耐えることができ、又耐湿気密封要素
を有する。本発明の数例のＦ験では、ナツトとワッシャ
のスカートとの間に破壊或いは分離が生じる前に７００
インチボンド（八／ｊＫｇｚ）程のトルク値が得られた
。

もちろん、分離を起こすトルク値は、ワッシャの端部と
スカート部分とを相互に連結するカラー部分の特性を変
更することによって変えることができる。先行技術のワ
ッシャ・ナツト組立体と比較すると、本組立体は、別の
要素としてマスチック密封材料がいらないため相当に安
価である。

自動車の用途のワッシャをプラスチックとすることは又
、よシ有利であると考えられる。というのけ、プラスチ
ックワッシャは腐食せず、ワッシャがこれと関連した加
工物又は・ぐネルの表面仕上げを傷つける傾向が全くな
いからである。

本発明を好ましい変形実施例について説明してきたが、
この明細書を読んで理解する際変更及び変形が生じるこ
とは当業者において明らかであろう。このような全ての
変更及び変形は、特許請求の範囲或いはその均等の範囲
内に入る限りにおいて、包含されるものと思われる。

【図面の簡単な説明】

［７図は、本発明により形成した締付具組立体の分解斜
視図、第２図は、二枚の板を互いに固定するのに用いられるよ
うな締付具組立体の断面図、第３図は、ワッシャ密封面の２つの変形構造を示す本発
明により形成したワッシャ部材の拡大断面図、第弘図は、第３図のワッシャ部材の一部分をさらに拡大
した断面図、第５図は、ワッシャ部材の変形実施例を示す第゛　ダ図
と同様な断面図でちる。Ａ・・−・・ナツト１０・・・・・−ナツト本体Ｂ・・・・・・ワッシャ部材３０・・・・・・スカート部分ａ２・・−・・・端部分８４・・・・・・カラー部分Ｃ−−−−・・締付具）６・・・・・・密封リッジ。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）密封面を有するスカート部分と、端部分と、前記
スカート部分と端部分との間に介在させたカラー部分と
からなるワッシャ部材と、前記端部分と関連し細長い締
付具のシャンクを受け入れて保持するようになつた締付
具受け入れ用装置とから成り、前記カラー部分は所定ト
ルク荷重を前記スカート部分と端部分との間に加えたと
きにカラー部分の破壊を容易にし、前記スカート部分及
び端部分を互いに回転させるための構造を有しているこ
とを特徴とする締付具組立体。
（２）前記締付具受け入れ用装置は、ワッシャの前記端
部分に方付けられた別の部材から成つていることを特徴
とする特許請求の範囲第１項に記載の締付具組立体。
（３）ワッシャの前記端部分は所定の周囲形状を有し、
前記締付具はワッシャの前記端部分を緊密に受け入れる
凹所を構成する全体的にカップ状の本体を有するナット
からなり、前記ナットは関連したねじ締付具に螺係する
ようにしたねじ係合部分をさらに有していることを特徴
とする特許請求の範囲第２項に記載の締付具組立体。
（４）前記ナットは金属で作られ、前記ワッシャはプラ
スチック材料で作られることを特徴とする特許請求の範
囲第３項に記載の締付具組立体。
（５）前記ワッシャは一般的に円錐形状を有するように
プラスチック材料で作られ、締付具受け入れ用孔が前記
スカート部分、前記カラー部分及び前記端部分を通つて
軸線方向に延びており、前記締付具受け入れ用装置は前
記ワッシャの締付具受け入れ用孔と同軸の孔を有してい
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の締付
具組立体。
（６）前記締付具受け入れ用孔は、断面寸法が前記カラ
ー部分の近くから前記密封面の近くまで軸線方向に沿つ
て増加し、前記締付具受け入れ用孔は前記ワッシャに据
付状態で圧縮を受ける大きな能力を与えることを特徴と
する特許請求の範囲第５項に記載の締付具組立体。
（７）前記ワッシャ部材のスカート部分の密封面は、前
記端部分から遠く間隔をへだてた前記ワッシャの端部に
配置されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項
に記載の締付具組立体。
（８）前記密封面は、前記ワッシャの端部のまわりに延
びている狭いハンドによつて形成されていることを特徴
とする特許請求の範囲第７項に記載の締付具組立体。
（９）前記密封面は、前記ワッシャの端部のまわりに延
びている複数の同心の密封隆起部によつて形成されてい
ることを特徴とする特許請求の範囲第８項に記載の締付
具組立体。
（１０）前記密封隆起部は最も外方の頂点領域で終つて
いることを特徴とする特許請求の範囲第９項に記載の締
付具組立体。
（１１）前記頂点領域は、横断面が全体的に丸くなつて
いることを特徴とする特許請求の範囲第１０項に記載の
締付具組立体。
（１２）前記スカート部分は、横断面が前記カラー部分
の近くから前記密封面を有するワッシャの端部まで増加
するほぼ切頭円錐形状を有していることを特徴とする特
許請求の範囲第１項に記載の締付具組立体。
（１３）スカート部分と、端部分と、前記スカート部分
と端部分とを相互に連結するもろいカラー部分とから成
り軸線方向に延びる締付具受け入れ用孔をさらに有して
いる一般的に円錐形のワッシャ部材と、前記ワッシャの
端部分と関連し、細長い締付具を受け入れるためのナッ
トとから成り、前記カラー部分は前記ナット及び端部分
を前記スカート部分に対して自由に回転させるために、
締付具をナットの中へ進めるとき前記ナットによつて所
定のトルク荷重を受けるときに破壊することを特徴とす
る締付具と組合せて使用するナット・ワッシャ組立体。
（１４）前記端部分は所定の周囲形状を有し、前記ナッ
トは前記ワッシャの端部分を受け入れる中空凹所を形成
する本体から成つていることを特徴とする特許請求の範
囲第１３項に記載の組立体。
（１５）前記ナットを、前記ワッシャ部材の端部分上に
圧入することを特徴とする特許請求の範囲第１３項に記
載の組立体。
（１６）前記ナットは金属で作られ、前記ワッシャ部材
はプラスチック材料で作られることを特徴とする特許請
求の範囲第１３項に記載の組立体。
（１７）前記スカート部分は、前記端部分から遠く間隔
をへだてたスカート部分の端部に密封面を有し、前記密
封面は前記カラー部分が破壊したときに関連した加工物
と所望の係合関係に置かれることを特徴とする特許請求
の範囲第１３項に記載の組立体。
（１８）少なくとも前記スカート部分に締付具の前記ナ
ット内への前進に応答して圧縮を受けるための能力を与
えるために、前記締付具受け入れ用孔は、前記カラー部
分の近くから前記密封面の近くまで前記スカート部分の
軸線方手の横断面寸法が増加していることを特徴とする
特許請求の範囲第１７項に記載の組立体。