JP6783748B2

JP6783748B2 - ホールプラグ

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Publication number: JP6783748B2
Application number: JP2017252223A
Authority: JP
Inventors: 聖壁谷; 剛裕佐藤
Original assignee: Nifco Inc; Toyota Auto Body Co Ltd
Current assignee: Nifco Inc; Toyota Auto Body Co Ltd
Priority date: 2017-12-27
Filing date: 2017-12-27
Publication date: 2020-11-11
Anticipated expiration: 2037-12-27
Also published as: WO2019130793A1; US11493130B2; JP2019116953A; US20210372523A1; CN111512076B; CN111512076A

Description

本発明は、ホールプラグに関する。

特許文献１には、被取付部材（フロア板）に形成された取付孔（孔）に取り付けられるホールプラグ（グロメット）が開示されている。このホールプラグは、取付孔に挿入される筒状の外周壁部と、外周壁部内を塞ぐ閉塞部と、外周壁部の挿入方向と反対側の端部から径方向外側へ張り出す環状のフランジ部（非挿入部）とを備えている。また、フランジ部の表面には、先端部から基端部に向かって幅が広がるＶ字断面の溝（切欠開溝）が該フランジ部の周方向に間隔をあけて複数形成されている。

特許第３８８１８１４号公報

ところで、特許文献１に開示されたホールプラグを被取付部材に取り付ける場合、ホールプラグを取付孔に押し込むと、溝を起点としてフランジ部が変形するため、挿入力を低減することができる。しかし、フランジ部の変形時に溝壁同士が当接すると、溝を起点にした変形が制限され、ホールプラグを取付孔に押し込むときの挿入力低減効果が十分に得られない虞がある。

本発明は上記事実を考慮し、被取付部材に形成された取付孔への挿入力を低減可能なホールプラグを提供することを目的とする。

本発明の第１態様のホールプラグは、被取付部材に形成された取付孔へ挿入される筒状の外周壁部と、前記外周壁部の内側に架け渡されて、前記外周壁部内を塞ぐ閉塞部と、前記外周壁部の挿入方向と反対側の端部から前記外周壁部の径方向外側へ張り出し、前記取付孔の周辺部を覆う環状のフランジ部と、前記外周壁部の前記挿入方向の端部側から前記径方向外側へ突出し、前記取付孔の縁部に係合する爪部と、前記フランジ部の基端部表面に前記フランジ部の周方向に間隔をあけて形成され、底部が平面状又は湾曲面状とされた複数の凹部と、を有する。

第１態様のホールプラグを被取付部材の取付孔へ取り付ける場合、閉塞部を押しながら外周壁部を取付孔内へ挿入する。外周壁部が取付孔内へ挿入されると、爪部が取付孔の縁部に係合し、ホールプラグの取付孔からの抜けが防止される。また、爪部の係合状態では、外周壁部と閉塞部が取付孔を塞ぐと共にフランジ部が取付孔の周辺部を覆うため、取付孔がホールプラグによって目隠し及び止水される。
ここで、上記ホールプラグでは、フランジ部の基端部表面に複数の凹部を形成していることから、フランジ部が取付孔周辺部に当接すると、これらの凹部を起点としてフランジ部が変形する。言い換えると、フランジ部の変形によって生じる応力が複数の凹部によって低減される。このため、上記ホールプラグは、例えば、フランジ部の基端部表面に凹部が形成されないものと比べて、取付孔への挿入力が低減される。
特に、上記ホールプラグでは、凹部の底部を平面状又は湾曲面状としていることから、例えば、Ｖ字断面の溝のように底部が尖っている構成と比べて、凹部を起点としてフランジ部が変形する際に、凹部の側壁部同士が当接し難くなる。このため、上記ホールプラグは、例えば、Ｖ字断面の溝がフランジ部の基端部表面に形成されるものと比べて、取付孔への挿入力が効果的に低減される。

本発明の第２態様のホールプラグは、第１態様のホールプラグにおいて、前記凹部は、前記外周壁部から前記フランジ部に向けて延びる溝である。

第２態様のホールプラグでは、凹部を外周壁部からフランジ部に向けて延びる溝としていることから、フランジ部の変形によって過大な応力が生じる基端部表面側に加え、その周辺部分においても応力が低減されるため、取付孔への挿入力がさらに低減される。

本発明の第３態様のホールプラグは、第２態様のホールプラグにおいて、前記凹部の開口幅は、前記フランジ部の基端部で最も大きい。

第３態様のホールプラグでは、凹部の開口幅を、フランジ部の基端部で最も大きくしていることから、フランジ部の変形によって過大な応力が生じる基端部表面側において、凹部の側壁部同士がさらに当接し難くなる。

本発明の第４態様のホールプラグは、第１態様〜第３態様のいずれか一態様のホールプラグにおいて、前記凹部の幅は、前記底部よりも前記凹部の開口側で大きくなっている。

第４態様のホールプラグでは、凹部の幅を、底部よりも開口側で大きくしていることから、例えば、凹部の幅が底部と開口側で同じ又は底部よりも開口側で小さいものと比べて、フランジ部の変形時に凹部の側壁部同士が当接し難くなる。

本発明の第５態様のホールプラグは、第１態様〜第４態様のいずれか一態様のホールプラグにおいて、前記凹部は、前記フランジ部に前記周方向に等間隔で形成されている。

第５態様のホールプラグでは、凹部をフランジ部にフランジ部の周方向に等間隔で形成していることから、複数の凹部を起点としたフランジ部の変形時に、フランジ部を周方向にバランスよく変形させられる（拡げられる）。

本発明の第６態様のホールプラグは、第５態様のホールプラグにおいて、前記凹部は、前記フランジ部に５つ以上形成されている。

第６態様のホールプラグでは、凹部をフランジ部に５つ以上形成している、すなわち、凹部を外周壁部の中心から７２度以下の角度で形成しているので、例えば、４つ以下、すなわち、９０度以上の角度で形成するものと比べて、フランジ部を周方向にバランスよく変形させられる（拡げられる）。

本発明は、被取付部材に形成された取付孔への挿入力を低減可能なホールプラグを提供することができる。

本発明の一実施形態に係るホールプラグを斜め上方から見た斜視図である。図１に示されるホールプラグの上面図である。図２に示されるホールプラグの３−３線断面図である。図１に示されるホールプラグの側面図である。図１に示されるホールプラグに形成された溝の拡大図である。図５に示されるホールプラグの溝の６−６線断面図である。図１に示されるホールプラグを重ね合わせた２枚のパネル部材の第１取付孔及び第２取付孔に挿入した状態を示す、ホールプラグの断面図（図３に対応する断面図）である。本発明のその他の実施形態に係るホールプラグに形成された溝の断面図（図６に対応する断面図）である。

次に、本発明の一実施形態に係るホールプラグ２０を図１〜図７を用いて説明する。
本実施形態のホールプラグ２０は、被取付部材が有する板状部に形成された取付孔を塞ぐ部材である。なお、図１〜図７の一部の図面に示す矢印Ｘはホールプラグ２０の挿入方向（以下、適宜「プラグ挿入方向」と記載する。）を示し、矢印Ｙはホールプラグ２０の径方向（以下、適宜「プラグ径方向」と記載する。）を示し、矢印Ｚはホールプラグ２０の周方向（以下、適宜「プラグ周方向」と記載する。）を示している。また、符号ＣＬは、ホールプラグ２０の中心線を示している。なお、プラグ径方向内側とは、プラグ径方向に沿って中心線ＣＬに近い側を指しており、プラグ径方向外側とは、プラグ径方向に沿って中心線ＣＬから遠い側を指している。

図７に示されるように、ホールプラグ２０は、被取付部材１２及び被取付部材１４に取り付けられるようになっている。

被取付部材１２は、板状部１２Ａを有しており、この板状部１２Ａに貫通孔１３が形成されている。この貫通孔１３は、後述する被取付部材１４に形成された貫通孔１５よりも大径とされている。具体的には、貫通孔１３の径Ｄ１は、貫通孔１５の径Ｄ２よりも大きくされている。なお、被取付部材１２は、例えば、車両のパネル部材（ボディパネルなど）である。

被取付部材１４は、板状部１４Ａを有しており、この板状部１４Ａに貫通孔１５が形成されている。また、被取付部材１４は、被取付部材１２の貫通孔１３に貫通孔１５を合わせた状態で、被取付部材１２に取り付けられている。なお、被取付部材１４は、例えば、車両のパネル部材に取り付けられるブラケットなどである。
また、本実施形態の被取付部材１４は、本発明における被取付部材の一例であり、貫通孔１５は、本発明における被取付部材の取付孔の一例である。

本実施形態では、ホールプラグ２０の後述する爪部２８が被取付部材１４の貫通孔１５の縁部１５Ａに係合した状態（図７図示状態）においては、被取付部材１２の貫通孔１３の周辺部までが後述するフランジ部２６によって覆われている。

図１〜図３に示されるように、ホールプラグ２０は、外周壁部２２と、閉塞部２４と、フランジ部２６と、爪部２８と、溝３０と、を備えている。なお、本実施形態のホールプラグ２０は、弾性変形可能な樹脂で構成された一体成型品である。

図３及び図７に示されるように、外周壁部２２は、筒状（本実施形態では、円筒状）とされ、被取付部材１２の貫通孔１３及び被取付部材１４の貫通孔１５に挿入されるようになっている。なお、本実施形態でいう円筒状には、断面形状が真円及び楕円のものが含まれる。また、本実施形態でいう円環状には、真円及び楕円のものが含まれる。

図２及び図３に示されるように、閉塞部２４は、外周壁部２２の内側に架け渡されており、外周壁部２２の内側を閉塞している。このため、ホールプラグ２０の爪部２８が被取付部材１４の貫通孔１５の縁部１５Ａに係合した係合状態（以下、適宜「爪部係合状態」と記載する。）では、閉塞部２４によって貫通孔１５が塞がれる。この閉塞部２４は、外周壁部２２のプラグ挿入方向の端部２２Ｂからプラグ径方向内側へ張り出す円環状の張出部３２と、張出部３２の内周端部からプラグ挿入方向と反対側へ延びる円筒状の内周壁部３４と、内周壁部３４のプラグ挿入方向と反対側の端部間に架け渡された面板部３６とを備えている。

図１及び図３に示されるように、フランジ部２６は、外周壁部２２のプラグ挿入方向と反対側の端部２２Ａからプラグ径方向外側へ張り出しており、環状（本実施形態では、円環状）に形成されている。本実施形態のフランジ部２６は、無負荷状態において、先端部２６Ａにおける径Ｄ３が被取付部材１２の貫通孔１３の径Ｄ１よりも大径とされている。このため、ホールプラグ２０の爪部２８が被取付部材１４の貫通孔１５の縁部１５Ａに係合した係合状態では、フランジ部２６によって被取付部材１４の貫通孔１５の周辺部及び被取付部材１２の貫通孔１３の周辺部が覆われる（図７参照）。

また、本実施形態のフランジ部２６は、先端部２６Ａと基端部２６Ｂとの間の中間部分表面に隆起部３８が形成されている。この隆起部３８における厚みは、フランジ部２６の先端部２６Ａ及び基端部２６Ｂよりも肉厚とされている。

図３に示されるように、爪部２８は、外周壁部２２のプラグ挿入方向の端部２２Ｂ側からプラグ径方向外側で且つプラグ挿入方向と反対側へ向けて突出している。また、爪部２８は、外周壁部２２の外周に沿って連続して形成されており、円環状とされている。この爪部２８の先端における径Ｄ４は、無負荷状態で貫通孔１５の径Ｄ２よりも大径とされている。ここで、ホールプラグ２０（外周壁部２２）の貫通孔１５への挿入時には、爪部２８の外周面が貫通孔１５の内周面に当接し、爪部２８が縮径方向に変形する。縮径状態の爪部２８が貫通孔１５から抜け出ると、爪部２８は元の状態に復元する。そして、爪部２８の先端における径Ｄ４が貫通孔１５の径Ｄ２よりも大径とされていることから、ホールプラグ２０に貫通孔１５に対して抜去方向（挿入方向と反対方向）の力が作用すると、爪部２８が貫通孔１５の縁部１５Ａに係合（当接）して、抜去方向の移動が制限される（図７参照）。

図１及び図２に示されるように、溝３０は、フランジ部２６の基端部２６Ｂの表面にプラグ周方向（フランジ部２６の周方向と同じ方向）に間隔をあけて複数形成されている。この溝３０は、図３及び図５に示されるように、外周壁部２２からフランジ部２６に向けて延びている。具体的には、溝３０は、外周壁部２２の端部２２Ｂとフランジ部２６の基端部２６Ｂを跨ぐように形成されている。なお、本実施形態の溝３０は、本発明における凹部の一例である。

図４〜図６に示されるように、溝３０の底部３０Ａは、平面状とされている。なお、ホールプラグ２０の溝３０が形成された部分は、厚みが薄くなっている。

図６に示されるように、溝３０の溝幅Ｗは、底部３０Ａよりも開口３０Ｃ側で大きくなっている。なお、ここでいう「溝３０の溝幅Ｗ」とは、溝３０をプラグ周方向に沿って計測した長さである。

また、溝３０の開口幅は、フランジ部２６の基端部２６Ｂで最も大きくなっている。なお、ここでいう「溝３０の開口幅」とは、溝３０の開口３０Ｃにおける溝幅を指している。

また、図２に示されるように、本実施形態では、フランジ部２６の基端部２６Ｂの表面に溝３０を５つプラグ周方向に等間隔に形成している。

そして、本実施形態では、フランジ部２６をプラグ径方向に対して平行となるまで変形させた状態でも、溝３０の側壁部３０Ｂ同士が非当接となるように溝幅Ｗが設定されている。

次に、本実施形態のホールプラグ２０の作用効果について説明する。
ホールプラグ２０では、閉塞部２４の面板部３６を押しながら、外周壁部２２を貫通孔１３及び貫通孔１５に挿入する。外周壁部２２が貫通孔１５に所定量挿入されると、上記のように、爪部２８が復元して貫通孔１５の縁部１５Ａに係合する。これにより、ホールプラグ２０の貫通孔１５からの抜けが防止される。また、爪部２８の係合状態では、外周壁部２２と閉塞部２４が貫通孔１５を塞ぐと共にフランジ部２６が被取付部材１４の貫通孔１５の周辺部及び被取付部材１２の貫通孔１３の周辺部を覆う。このため、ホールプラグ２０によって貫通孔１５及び貫通孔１３が目隠し及び止水される。

ここで、ホールプラグ２０では、フランジ部２６の基端部２６Ｂの表面に複数の溝３０を形成していることから、挿入時にフランジ部２６が貫通孔１３の周辺部に当接すると、これらの溝３０を起点としてフランジ部２６が変形する。このフランジ部２６の変形時には、ホールプラグ２０の挿入力を基にして、先端部２６Ａに拡径方向の力が作用し、基端部２６Ｂに縮径方向の力が作用する。特に、フランジ部２６の基端部２６Ｂの表面には、大きな外力が作用するため、この外力に抵抗する応力も大きくなるが、基端部２６Ｂの表面に溝３０を形成することにより、溝３０が外力による変形の逃げ場となり、応力が低減される。このように、基端部２６Ｂの表面に溝３０を形成することで、溝３０を起点としてフランジ部２６が変形しやすくなり、ホールプラグ２０の貫通孔への挿入力が低減される。
また、ホールプラグ２０では、溝３０の底部３０Ａを平面状としていることから、例えば、Ｖ字断面の溝のように底部が尖っている構成と比べて、溝３０を起点としてフランジ部２６が変形する際に、溝３０の側壁部３０Ｂ同士が当接し難くなる。このため、ホールプラグ２０は、例えば、Ｖ字断面の溝がフランジ部２６の基端部２６Ｂの表面に形成されるものと比べて、貫通孔への挿入力が効果的に低減される。また、フランジ部２６に溝３０を形成することで、ホールプラグ２０の貫通孔への挿入力を低減できるため、フランジ部２６の厚みを薄くする必要がなく、フランジ部２６の反り発生を抑制できる。

また、ホールプラグ２０では、溝３０を外周壁部２２からフランジ部２６に向けて延ばしていることから、フランジ部２６の変形によって過大な応力が生じる基端部２６Ｂの表面側に加え、その周辺部分においても応力が低減される。このため、ホールプラグ２０の貫通孔への挿入力がさらに低減される。さらに、溝３０を外周壁部２２からフランジ部２６に向けて延ばすため、フランジ部２６の基端部２６Ｂを縮径させられる。具体的には、図７に示されるように、基端部２６Ｂを中心線２６に近づけられるようになる。

ホールプラグ２０では、溝３０の開口幅をフランジ部２６の基端部２６Ｂで最も大きくしていることから、フランジ部２６の変形によって過大な応力が生じる基端部２６Ｂの表面側において、溝３０の側壁部３０Ｂ同士がさらに当接し難くなる。また、溝３０の溝幅Ｗを底部３０Ａよりも開口３０Ｃ側で大きくしていることから、例えば、溝３０の溝幅Ｗが底部３０Ａと開口３０Ｃ側で同じ又は底部３０Ａよりも開口３０Ｃ側で小さいものと比べて、フランジ部２６の変形時に溝３０の側壁部３０Ｂ同士が当接し難くなる。このように、溝３０の側壁部３０Ｂ同士が当接し難くなることで、プラグ径方向に対してフランジ部２６をより平行に近づくまで変形させることが可能となり、取付可能な板厚の許容値を向上させることができる。

また、ホールプラグ２０では、溝３０をフランジ部２６にプラグ周方向に等間隔で形成していることから、複数の溝３０を起点としたフランジ部２６の変形時に、フランジ部２６を周方向にバランスよく変形させられる（拡げられる）。さらに、溝３０をフランジ部２６に５つ形成している、すなわち、溝３０を中心線ＣＬから７２度以下の角度で形成しているので、例えば、４つ以下、すなわち、９０度以上の角度で形成するものと比べて、フランジ部２６をプラグ周方向にバランスよく変形させられる（拡げられる）。

（その他の実施形態）
前述の実施形態では、図６に示されるように、溝３０の底部３０Ａを平面状に形成しているが、本発明はこの構成に限定されない。例えば、図８に示される溝４０のように底部４０Ａを湾曲面状に形成してもよい。この場合においても、前述の実施形態と同様に、ホールプラグの貫通孔への挿入力低減効果が得られる。また、溝４０の底部４０Ａを湾曲面状に形成することで、フランジ部２６の変形時に底部４０Ａに応力が集中するのを抑制することができる。

前述の実施形態では、フランジ部２６の基端部２６Ｂの表面に外周壁部２２からフランジ部２６に向けて延びる溝３０を形成する構成としているが、本発明はこの構成に限定されない。例えば、フランジ部２６の基端部２６Ｂの表面に円形や多角形の凹部を形成する構成としてもよい。

前述の実施形態では、溝３０の開口幅をフランジ部２６の基端部２６Ｂで最も大きくする構成としているが、本発明はこの構成に限定されない。例えば、溝３０の開口幅を溝３０の一端から他端まですべて同じ大きさとする構成としてもよい。

前述の実施形態では、溝３０をフランジ部２６に５つ形成する構成としているが、本発明はこの構成に限定されない。例えば、６つ以上であってもよい。

前述の実施形態では、外周壁部２２の端部２２Ｂ側（外周壁部２２のプラグ挿入方向の中央よりも端部２２Ｂ側）から爪部２８が突出しているが、本発明はこの構成に限定されない。例えば、外周壁部２２の端部２２Ｂから爪部２８が突出していてもよい。
また、前述の実施形態では、爪部２８を円環状に形成しているが、本発明はこの構成に限定されない。爪部２８を外周壁部２２の外周面にプラグ周方向に間隔をあけて複数形成する構成としてもよい。

前述の実施形態では、被取付部材１２の貫通孔１３と被取付部材１４の貫通孔１５をホールプラグ２０で塞いでいるが、本発明はこの構成に限定されない。例えば、ホールプラグ２０で１つの被取付部材（例えば、パネル材）の貫通孔を塞ぐ構成であってもよいし、３つ以上の被取付部材の各貫通孔を塞ぐ構成であってもよい。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、その主旨を逸脱しない範囲内において上記以外にも種々変形して実施することが可能であることは勿論である。

１４被取付部材
１５貫通孔（取付孔）
１５Ａ縁部
２０ホールプラグ
２２外周壁部
２２Ａ挿入方向と反対側の端部
２２Ｂ挿入方向の端部
２４閉塞部
２６フランジ部
２６Ａ先端部
２６Ｂ基端部
２８爪部
３０溝（凹部）
３０Ａ底部
３０Ｃ開口
４０溝（凹部）
４０Ａ底部
Ｗ溝幅（凹部の幅）

Claims

被取付部材に形成された取付孔へ挿入される筒状の外周壁部と、
前記外周壁部の内側に架け渡されて、前記外周壁部内を塞ぐ閉塞部と、
前記外周壁部の挿入方向と反対側の端部から前記外周壁部の径方向外側へ張り出し、前記取付孔の周辺部を覆う環状のフランジ部と、
前記外周壁部の前記挿入方向の端部側から前記径方向外側へ突出し、前記取付孔の縁部に係合する爪部と、
前記フランジ部の基端部表面に前記フランジ部の周方向に間隔をあけて形成され、底部が平面状又は湾曲面状とされた複数の凹部と、
を有し、
前記凹部は、筒状の前記外周壁部の挿入方向と反対側の端部内面から前記フランジ部の基端部表面に向けて延びている、ホールプラグ。
前記凹部の開口幅は、前記フランジ部の基端部で最も大きい、請求項１に記載のホールプラグ。
前記凹部の幅は、前記底部よりも前記凹部の開口側で大きくなっている、請求項１又は請求項２に記載のホールプラグ。
前記凹部は、前記フランジ部に前記周方向に等間隔で形成されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載のホールプラグ。
前記凹部は、前記フランジ部に５つ以上形成されている、請求項４に記載のホールプラグ。
前記閉塞部は、前記外周壁部の挿入方向の端部から前記外周壁部の径方向内側へ張り出す環状の張出部と、前記張出部の内周端部から前記挿入方向と反対側へ延びる筒状の内周壁部と、前記内周壁部の前記挿入方向と反対側の端部間に架け渡された面板部とを備える、請求項１〜５のいずれか１項に記載のホールプラグ。