CN103827517B - 紧固件 - Google Patents

Abstract

紧固件（10）通过相对于索环（12）将销（14）压入，使形成于销（14）的前端侧的导引部（56）与索环（12）的被导引部（42）接触，索环（12）的脚部（28）的脚片（34）弯曲地扩开。并且，索环（12）的脚部（28）的脚片（34）的被导引部（42）卡合于销（14）的导引部（56）的上端缘（56A）。另外，销（14）的导引部（56）为从销（14）的前端（14A）的外周部朝向上端缘（56A），与被导引部（42）的切点（P1）的相对于轴线（14B）的切线角度（θ）变化的曲面，使各切点（P1）的销（14）向索环（12）的插入力（S）为大致一定。

Description

紧固件

技术领域

本发明涉及通过将第二部件插入第一部件从而能够使被紧固部件紧固于紧固部件的紧固件。

背景技术

以往，作为使被紧固部件紧固于紧固部件的紧固件，例如有专利文献1。在该现有技术中，销的导引部相对于销的轴线分2阶段地倾斜，为导引部的前端侧的部分具有相对于销的轴线倾斜30°～65°的导引面的第一导引部以及导引部的基端侧的部分具有相对于销的轴线倾斜5°～25°的导引面的第二导引部。并且，在销压入索环的插入前半中，被导引部被第一导引部的导引面导引而脚部扩开，并且在插入后半中，被导引部被第二导引部的导引面导引而脚部扩开。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本专利第4679871号公报

发明内容

发明所要解决的课题

本发明提供一种紧固件，第二部件向第一部件的插入力不会急剧地变化且插入较为顺畅，并且抑制第二部件向第一部件的插入后半时的插入力的增加，从而能够提高插入时的操作性。

解决课题所用的方法

本发明的第一方式提供一种紧固件，具有：第一部件，所述第一部件具备锷部和脚部，所述脚部从该锷部延长并形成有在上述锷部开口的插通孔，并且绕轴线被分割，在上述插入孔的内周部形成有被导引部；以及第二部件，所述第二部件从前端附近朝向根部方向形成导引部，通过压入上述第一部件的插通孔，从而使上述导引部与上述被导引部接触，使上述脚部扩开，并且上述导引部为从前端侧朝向根部侧，与上述被导引部的切点的相对于轴线的切线角度变化的曲面，使上述各切点的向上述第一部件的插入力大致一定。

在上述方式中，若将第二部件压入第一部件的插通孔，则第二部件的导引部与第一部件的被导引部接触并使第一部件的脚部扩开。此时，导引部为从前端侧朝向根部侧，与被导引部的切点的相对于轴线的切线角度变化的曲面，各切点的第二部件向第一部件的插入力大致一定。因此，第二部件向第一部件的插入力不会急剧地变化且插入较为顺畅，并且抑制第二部件向第一部件的插入后半时的插入力的增加，从而能够提高插入时的操作性。

本发明的第二方式，在本发明的第一方式中，也可以假定上述脚部的杨氏模量一定且在上述切点的摩擦力为0，若将上述曲面上的任意点的上述脚部的打开量设为V、将上述切线角度设为θ，则对于上述曲面上的任意点，Vsinθ＝一定的关系成立。

在上述方式中，假定脚部的杨氏模量一定且在上述切点的摩擦力为0，若将导引部的曲面上任意点的脚部的打开量设为V、切线角度设为θ，则对于曲面上任意点，Vsinθ＝一定的关系成立。因此，考虑导引部的长度，以Vsinθ＝一定的方式，通过形成导引部的曲面，从而第二部件向第一部件的插入力不会急剧地变化且插入较为顺畅，并且抑制第二部件向第一部件的插入后半时的插入力的增加，从而能够提高插入时的操作性。

发明的效果

本发明的第一方式，因为采用上述构成，所以第二部件向第一部件的插入力不会急剧地变化且插入较为顺畅，并且抑制第二部件向第一部件的插入后半时的插入力的增加，从而能够提高插入时的操作性。

本发明的第二方式，因为采用上述构成，所以第二部件向第一部件的插入力不会急剧地变化且插入较为顺畅，并且抑制第二部件向第一部件的插入后半时的插入力的增加，从而能够提高插入时的操作性。

附图说明

图1是表示本发明的一个实施方式的紧固件的主要部分的放大说明图。

图2是表示本发明的一个实施方式的紧固件的说明图。

图3是表示本发明的一个实施方式的紧固件插入紧固部件与被紧固部件的安装孔的状态的侧剖视图。

图4是表示通过本发明的一个实施方式的紧固件使紧固部件与被紧固部件紧固的状态的侧剖视图。

图5是表示本发明的一个实施方式的紧固件的索环的立体图。

图6是表示本发明的一个实施方式的紧固件的索环的从轴方向前端侧观察的主视图。

图7是表示本发明的一个实施方式的紧固件的销的半剖的侧视图。

图8是表示本发明的一个实施方式的紧固件的销的从轴方向前端侧观察的主视图。

图9是表示本发明的一个实施方式的紧固件的销的移动量与销的插入力之间关系的图表。

具体实施方式

接下来，根据图1～图9来说明本发明的紧固件的一个实施方式。

此外，对图中具有相同或相应的功能的部件（构成要素）标记相同的符号并省略适当说明。

如图3以及图4所示，本实施方式的紧固件10具备作为第一部件的索环12（第一部件）和作为第二部件的销14（第二部件），是所谓的按压铆接型二件夹。并且，通过紧固件10能够在例如汽车的板件等的紧固部件16上紧固内装零件等的被紧固部件18。

（紧固件的索环）

如图5所示，在索环12上，在轴方向的一方端部形成有大致圆板状的锷部26。该锷部26的外径尺寸比形成于紧固部件16的安装孔20以及形成于被紧固部件18的安装孔22（参照图3）的各孔径大。另外，在锷部26的下表面26A上形成有向下方（图5的纸面观察的下方向）延伸的脚部28。在索环12的脚部28的内侧形成有在锷部26的上表面26B开口的作为插通孔的销插通孔32（插通孔）。再有，脚部28具备4根脚片34。

如图6所示，索环12的脚部28的各脚片34被相互正交的索环12的2个轴平面绕轴线分割。另外，在相邻的各脚片34之间形成有规定宽度的切口40，在锷部26的下表面26A上沿各脚片34的外周部形成有槽30。

如图4所示，索环12的各脚片34的根部附近，成为各脚片34张开时的铰链部36。

如图3所示，在索环12的脚部28的内侧，销插通孔32延长，并形成有销插通孔32的形成为大致研钵状的底部32A。另外，在索环12的各脚片34的内侧距离锷部26的下表面26A相等距离的位置上，朝向索环12的轴线12A突出地形成有被导引部42。

（紧固件的销）

如图7所示，在销14的轴方向一端形成有大致圆板状的头部50。销14的头部50的外径尺寸比在索环12（参照图5）的锷部26开口的销插通孔32的内径尺寸大。另外，在头部50的下表面50A上形成有向下方（图7的纸面观察的下方向）延伸的轴部52。

在销14的轴部52的前端侧（图7的纸面观察的下侧）形成有导引部56。另外，在轴部52的根部侧，从头部50的下表面50A延伸地形成基部58。导引部56与基部58通过形成为大致圆柱状的中间部59而设置在同一直线上。该中间部59的外径尺寸比基部58的下端缘58A和导引部56的上端缘56A双方的外径尺寸都小。并且，导引部56的上端缘56A沿销14的周方向形成。

此外，如图4所示，销14完全地插入索环12，若拉入力足够高，则索环12的脚片34的被导引部42卡合于销14的导引部56的上端缘56A。

如图1所示，销14的前端部形成为圆锥台形状，前端14A为与销14的轴线14B正交的平面。另外，销14的导引部56为从销14的前端14A的外周缘朝向上端缘56A，与被导引部42的切点P1的相对于轴线14B的切线角度（倾斜角度）θ变化的曲面。据此，假定索环12的脚部28的脚片34的杨氏模量一定且切点P1处的索环12与销14的摩擦力为0时，使插入力S大致一定。

若更具体地说明，则如图2所示，将销14从用双点划线所示的位置如实线所示那样压入索环12规定量的情况下，导引部56的与被导引部42的切点P1的索环12的脚片34的打开量（弯曲量）设为V。另外，如图1所示，切点P1的相对于轴线14B的切线角度设为θ。并且，假定索环12的脚部28的脚片34的杨氏模量一定且切点P1处的索环12与销14的摩擦力为0时，在导引部56的曲面56B上的任意点P1处，Vsinθ＝一定（H）的关系成立。

此外，若缩小H值，则由于销14的导引部56的长度Y（参照图1）变大，因此考虑销14的导引部56的长度Y而决定H值。

更详细地来说明，如图1所示，若将E设为索环12的杨氏模量、I设为索环12的截面2维力矩、L设为弯曲长度（参照图2），则来自相对于导引部56的曲面垂直地作用的索环12的脚片34的被导引部42的反作用力F为

F＝（3·E·I／L³）V。

此外，图2的符号“m”表示销14的移动量。

在这里，虽然杨氏模量E为基于形变的变量，但若假定其为常数，则3·E·I／L³为常数K（F＝K·V），反作用力F与索环12的脚片34的打开量V成比例。

另外，如图1所示，若设μ为摩擦系数，则反作用力F的Y方向分量Fy和导引部56与被导引部42之间作用的沿曲面的摩擦力M的Y方向分量My为

Fy＝F·sinθ、

My＝M·cosθ＝μF·cosθ。

其结果，销的插入力S为S＝Fy＋My＝F·sinθ＋μF·cosθ。

在这里，若忽略摩擦力M的Y方向的分量My，则销14的插入力S为S＝K·V·sinθ，插入力S与V·sinθ成比例。因此，能够使导引部56的曲面为，具有从前端侧朝向根部侧，各切点P1的相对于脚片34的打开量（弯曲量）V的变化，插入力S为一定的切线角度θ的曲面。

如图7以及图8所示，在销14上，绕基部58的轴线等间隔地形成有设置于轴平面上的4根肋条60。并且，紧固件10通过销14的各肋条60插入索环12的相邻的脚片34之间形成的各切口40，使得索环12相对于销14止转。此外，如图3所示，紧固件10以索环12和销14组装的状态从工厂发货，并装配于紧固部件16的安装孔20和被紧固部件18的安装孔22。

（作用·效果）

接下来，对本实施方式的作用和效果进行说明。

如图3所示，本实施方式的紧固件10使被紧固部件18重合于紧固部件16，在使安装孔22与安装孔20一致的状态下，插入安装孔20和安装孔22。其后，如图4所示，通过相对于索环12压入销14，在销14的前端侧形成的导引部56与索环12的被导引部42接触，索环12的脚部28的各脚片34弯曲地扩开。并且，若各脚片34的被导引部42卡合于销14的导引部56的上端缘56A，则通过索环12的弯曲的反作用力在紧固件10上产生拉入力（轴力），紧固部件16与被紧固部件18被紧固。

此时，如图1以及图2所示，在本实施方式的紧固件10中，销14的导引部56为从销14的前端14A的外周部朝向上端缘56A，与被导引部42的各切点P1的相对于轴线14B的切线角度θ变化的曲面，使销14的向索环12的插入力S为大致一定。

即、由于脚部28的各脚片34的杨氏模量一定且因杨氏模量的降低而每次抵消摩擦力的增加，因此若假定切点P1处的摩擦力为0并将导引部56与被导引部42的切点P1的索环12的脚片34的打开量设为V、将切点P1的相对于销14的轴线14B的切线角度设为θ，则在导引部56的曲面56B上的任意点P1中，Vsinθ＝一定的关系成立。

因此，如图9所示，销14被压入索环12，在插入量m增加时，抑制销14的向索环12的插入力S的增加使其大致一定。因此，能够抑制销14向索环12插入后半时的插入力的增加，从而能够提高操作性。

其结果为，在本实施方式的紧固件10中，由于销14的向索环12的插入力S不会急剧地变化且插入较为顺畅，并且在销14向索环12的插入后半时的插入力不增加，因此操作人员到插入结束为止不会感觉长。

此外，如图9的斜线所示，本实施方式的紧固件10的拉入力表示为，由表示销14的插入量m与销14的插入力S之间关系的曲线C1、X轴和X＝m包围的部分的面积。其结果为，通过使销14的插入量m变大，从而在确保足够的拉入力的基础上，还能够抑制销14在插入后半时插入力的增加。

另外，在本实施方式的紧固件10中，通过Vsinθ＝一定（H）值，决定销14的导引部56的长度Y（参照图1）。另外，Vsinθ能够与插入力S近似。因此，通过比较多个紧固件10的各Vsinθ＝一定（H）值，能够成为各紧固件10中的销14的插入力S的大致标准。其结果为，可设计预测销14的插入力S与销14的导引部56的长度Y的紧固件10。

（其他的实施方式）

关于以上，虽然就特定的实施方式详细地说明了本发明，但本发明并不限定于上述实施方式，在本发明的范围内能够实现其他的种种实施方式对于本领域技术人员来说是显而易见的。例如，在上述实施方式中，虽然就具备作为第一部件的索环12和作为第二部件的销14的紧固件10进行了说明，但是本发明的紧固件也能够使用于通过在第一部件上压入第二部件，使第二部件的导引部接触第一部件的被导引部，从而使第一部件的脚部弯曲地扩开的其他的紧固件。

另外，在上述实施方式中，假定了索环12的脚部28的脚片34的杨氏模量一定且切点P1处的摩擦力为0。取而代之，也可以考虑随着销14的插入量的增加的摩擦力的增加和杨氏模量的降低。此外，由于摩擦力的增加和杨氏模量的降低一定程度地相互抵消，并且根据紧固件10的材质或紧固部件16的板厚而变化，因此也可以添加脚片34的杨氏模量变化与摩擦力的加权。

Claims (1)

1.一种紧固件，具有：

第一部件，所述第一部件具备锷部和脚部，所述脚部从该锷部延长并形成有在上述锷部开口的插通孔，并且绕轴线被分割，在上述插通孔的内周部形成有被导引部；以及

第二部件，所述第二部件从前端附近朝向根部方向形成导引部，通过压入上述第一部件的插通孔，从而使上述导引部与上述被导引部接触，使上述脚部扩开，并且上述导引部为从前端侧朝向根部侧，与上述被导引部的切点的相对于轴线的切线角度变化的曲面，

上述紧固件的特征在于，

使上述各切点的向上述第一部件的插入力大致一定，

假定上述脚部的杨氏模量一定且在上述切点的摩擦力为0，若将上述曲面上的任意点的上述脚部的打开量设为V、将上述切线角度设为θ，则对于上述曲面上的任意点，Vsinθ＝定值的关系成立。