JP2004324813A

JP2004324813A - かしめボルト

Info

Publication number: JP2004324813A
Application number: JP2003122635A
Authority: JP
Inventors: Kensaku Fujita; 健作藤田; Shiro Kamiyama; 史朗神山; Koichi Tanizaki; 弘一谷▲崎▼
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2003-04-25
Filing date: 2003-04-25
Publication date: 2004-11-18

Abstract

【課題】ボルト鍔部に軸方向に突出した凸部を備え回転止めをするかしめボルトが提案されている。しかし、この凸部は軸方向に突出しているため、ねじ部のねじ切りと凸部形成とは別々の工程で加工するため工程数が増え、ねじのコストアップにつながるという問題がある。
【解決手段】かしめボルト２０は、丸棒部２１と、この丸棒部２１に一体形成した鍔部２２と、丸棒部２１の一方に形成したねじ部２３と、他方に形成した塑性変形部２４とからなり、鍔部２２が板厚ｔ、傾斜角θで塑性変形部２４に向かって傾斜し、全体的に円錐形状を呈することを特徴とする。
【効果】ボルトを板材に固着すると、上記ボルト鍔部が弾発しようとする力が、板材を押し、回転止めの力を付与すると共に、軸方向の密着強度が増す。構造が簡便であり、安価な回転止めができる。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はかしめボルトの構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、かしめ法により板材に固着するボルトが各種提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平６−１３７３１４号公報（図２）
【０００４】
図１１（Ａ）〜（Ｃ）は特許文献１の図２の再掲図であり、１はねじ、２は頭部、３は軸部、４はねじ部、５はねじ座面、６は凸部、７は金属板、８は固着穴、９は支持部材、１０は工具である。
【０００５】
（Ａ）にて、ねじ１を金属板７に通し、（Ｂ）に示すごとく工具１０を支持部材９に当て、押圧することで、（Ｃ）に示すとおりにねじ１の凸部６を金属板７に喰い込ませ、ねじ１と金属板７とを固着し、同時に軸部３と固着穴８とを固着して、ねじり強度と抜け強度を確保することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この方法によると、ねじ１の凸部６は軸方向に突出しているため、このねじ部４のねじ切りと凸部６の加工は、同じ工程で同時に加工することはできない。ねじ切りと凸部形成とは各々実施するため、工程数が増え、ねじのコストアップにつながるという問題がある。
【０００７】
そこで本発明の目的は、これらの課題を解決し、回転止め機能をもたせ、挟持力を向上させ、より低コストで製造できるかしめボルトを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１は、丸棒部の途中に鍔部を一体形成し、この鍔部で区分した丸棒部の一方をねじ部とし、他方を塑性変形部とし、この塑性変形部を板材の穴に挿入し、鍔部を板材に当接した状態で塑性変形部を塑性変形させることで、鍔部と塑性変形部とで板材を挟持させて、ねじ部を板材に起立させる構造のかしめボルトにおいて、鍔部は、塑性変形部を板材の穴に挿入する際に弾発するように、円錐状に傾斜させたことを特徴とする。
【０００９】
かしめボルトを板材に取付けた状態では、鍔部が弾性変形に伴う弾発力を発生し、軸方向の密着度が増し、又、この弾発力に比例する摩擦力が板材とかしめボルトとの間に作用する。そのため、この摩擦力でかしめボルトの回転を防止することができると同時に、軸方向での密着強度が増す。
丸棒部に一体形成する鍔部は簡便な構造であるため、かしめボルトの製造コストを下げることができる。
【００１０】
請求項２は、鍔部は円錐状円板と、この円錐状円板に形成した切欠き部若しくは穴部とで構成し、板材の一部を切起し、切起し部を切欠き部若しくは穴部の縁に当てることで、鍔部の回転止めを図ることができるようにしたことを特徴とする。
【００１１】
鍔部に切欠き部を設けておき、板材の一部を切起し、この切起し部を鍔部の切欠き部に当てることで、さらなる回転止めを図ることができる。鍔部に穴部を設けても同様の効果が得られる。
切起し部による回転止めと、請求項１の摩擦力による回転止めとの２つの対策により、強力なボルトの回転止めを図ることができると同時に、軸方向の挟持力が向上して密着（カシメ）強度が増加する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明に係るかしめボルトの斜視図であり、かしめボルト２０は丸棒部２１の途中に一体形成した鍔部２２と、丸棒部２１の一方に形成したねじ部２３と、丸棒部２１の他方に形成した塑性変形部２４と、からなる。
【００１３】
図２は図１の２−２線断面図であり、かしめボルト２０は、上述したとおりに、丸棒部２１と、この丸棒部２１に一体形成した鍔部２２と、丸棒部２１の一方の形成したねじ部２３と、他方に形成した塑性変形部２４とからなるが、鍔部２２が傾斜角θで塑性変形部２４に向かって傾斜し、全体的に円錐形状を呈することを特徴とする。２５は塑性変形部２４の変形性を促すために設けた空洞部である。
【００１４】
図３は図１の３−３線矢視図であり、鍔部２２は、円板に例えば等ピッチで４個の切欠き部２６・・・（・・・は複数個を示す。以下同じ）を形成した十文字状の鍔である。十文字の各部を矩形部２７・・・と呼ぶと、これらの矩形部２７・・・は片持ち梁とみなすことができる。
【００１５】
図２に戻って、矩形部２７は傾斜角θで高さｈだけ湾曲した片持ち梁とみなすことができる。この矩形部２７の先端２８を高さｈだけ持ち上げて水平にしたときに、この変形が弾性変形領域であることが必要である。すなわち、弾性限界内に収まるように傾斜角θ、鍔部板厚ｔ、及び高さｈを定める。材料は、ばね鋼鋼材（ＪＩＳＧ４８０１）が考えられるが、これに限定されるものではない。
【００１６】
以上の構成からなるかしめボルト２０の作用を図４〜図６で説明するが、図３のａ−ａ線断面図で表すかしめボルト２０の作用を図４（ａ）で説明し、図３のｂ−ｂ線断面図で表すかしめボルト２０の作用を図４（ｂ）で説明する。図５、図６も同様である。
【００１７】
かしめボルト２０と板材３７の固着に使用する金型３０は、ボルト抑え面３４を備える上型３１と、空洞部３５と鍔抑え面３６を備える下型板抑え部３３を含む下型（図示せず）と、パンチ３２とからなる。
【００１８】
下型とパンチ３２はプレス機械のベッドに固定されるが、下型の一部である下型板抑え部３３は、下型に備えたガイドにより上下移動自在な構造であり、プレス機械のダイクッション機構とクッションピンを介してつながっている。上型３１が下降し鍔部２２に当たり、この鍔部２２を押しひろげ、板材３７を介して下型板抑え部３３に当り、下型板抑え部３３は、ダイクッション機構の作用で上型３１の下降とともに鍔部２２を挟持しながら下降するという動きをする。
【００１９】
図４（ａ）、（ｂ）は本発明に係るかしめボルトと板材の固着方法（上型下降時）の説明図である。
（ａ）において、下型板抑え部３３に板材３７を載せる。この板材３７に備える穴３８に、かしめボルト２０の塑性変形部２４を合わせ、かしめボルト２０を載せる。そして、上型３１を下降させる。
【００２０】
なお、上型３１はボルト抑え面３４を備え、下型板抑え部３３は空洞部３５と鍔抑え面３６とを備え、パンチ３２はパンチ頭面４３を備える。上型３１を下げることにより、ボルト抑え面３４はねじ部２０の先端面２９を押し、鍔部２２を板材３７に当接する。
【００２１】
（ｂ）において、この部位では上型３１は下面４１に一対の刃４２、４２を有する。これらの刃４２、４２の間隔は矩形部２７の幅より若干大きい。上型３１を下げることで、刃４２、４２を板材３７に食い込ませることができる。
【００２２】
図５（ａ）、（ｂ）は本発明に係るかしめボルトと板材の固着方法（板材切起し時）の説明図である。
（ａ）は、鍔部２２の下面が板材３７の上面に密着した状態を示す。すなわち、上型３１のボルト抑え面３４がねじ部２３の先端面２９を押し、板材３７及び下型板抑え部３３を押圧した状態である。この状態のままで、さらに上型３１を下降させると、下型板抑え部３３はダイクッション機構の作用で上型３１の下降に伴い下降し、プレス機械のベッドに固定したパンチ３２のパンチ頭面４３が、下型型抑え部３３の鍔抑え面３６よりも相対的に高くなり、塑性変形部２４の空洞部２５がパンチ頭面４３に近づく。
【００２３】
（ｂ）は、一対の刃４２、４２により、板材３７の一部を切起すことができ、これらの切起し部３９、３９が矩形部２７を左右から挟む形態となる。
【００２４】
図６は本発明に係るかしめボルトと板材の固着方法（塑性変形部かしめ時）の説明図である。
（ａ）は、パンチ３２で塑性変形部２４を押しひろげて、鍔部２２の下面とで板材３７を挟むことができたことを示す。この際、ねじ部２３に上昇力が働くが、上型３１のボルト抑え面３４でねじ部の先端面２９を抑えているために、ねじ部２３が上昇することはなく、塑性変形部２４の塑性加工、すなわちかしめ加工を確実に行うことができる。（ｂ）の説明は省略する。
上型３１が鍔部２２から離れ、上昇し、下型板抑え部３３も当初の位置まで上昇し、パンチ３２と塑性変形部２４が離れてかしめ加工が完了する。
【００２５】
図７はかしめ加工後の板材とかしめボルトの関係を示す斜視図であり、板材３７に鍔部２２の矩形部２７・・・が密着していると共に、各矩形部２７の両側が切起し部３９、３９で挟まれていることを示す。
【００２６】
すなわち、かしめボルト２０を板材３７に取付けた状態では、鍔部２２が弾性変形に伴う弾発力を発生し、軸方向への挟持力が増し、又、この弾発力に比例する摩擦力が板材３７とかしめボルト２０との間に作用する。そのため、軸方向の挟持力に比例した摩擦力が発生して、かしめボルト２０の回転を防止することができる。
【００２７】
さらに鍔部２２に切欠き部２６・・・を設けておき、板材３７の一部を切起し、この切起し部３９・・・を切欠き部２６・・・に当てることで、さらなる回転止めを図ることができる。この切起し部３９・・・による回転止めと、前記摩擦力による回転止めとの２つの対策により、強力な回転止めを図ることができる。
【００２８】
本発明に係る別実施例を次に説明する。
図８は図７の別実施例図であり、図７の切欠き部２６・・・を、図８では穴部４８・・・に変更した。
すなわち、鍔部２２は、下向きに湾曲した円錐状円板４７であり、円錐状円板４７に穴部４８を備え、穴部４８の輪郭に板材３７の一部を切起して寄せ、穴部４８の縁に当て、かしめボルト２０の回転止めとすることができる。
【００２９】
図９は図８の９−９線断面図であり、板材３７の切起しにより板材３７の一部を穴部４８の輪郭に寄せ、かしめボルト２０と板材３７とを固着する。
また、かしめボルト２０に備える円錐状円板４７と塑性変形部２４は板材３７を挟持し、このとき円錐状円板４７は板材３７と密着しているため、変形に伴う弾発力を発生し、この弾発力に比例する摩擦力が板材３７とかしめボルト２０との間に作用して回転止め機能を果たす。
さらに、円錐状円板４７に穴部４８を備え、穴部４８の輪郭に板材３７の一部を切起して寄せ、穴部４８の縁に当てる回転止めとした。この切起し部３９・・・による回転止めと、前記摩擦力による回転止めとの２つの対策により、強力な回転止めを図ることができる。
【００３０】
図１０は（ａ）、（ｂ）は図１の別実施例図である。
（ａ）は、かしめボルト２０の鍔部２２の形状を変化させ、切欠き部２６を狭くした実施例で、このように鍔部２２の輪郭形状は、様々な形状に変更することが可能である。鍔部２２の輪郭形状を変化させることで摩擦力を上げ回転止めの効果を高めるとともに、切起し部３９・・・（図示せず）を変化した鍔部２２の縁に当て、強力な回転止めとすることが可能となる。
（ｂ）は、かしめボルト２０の鍔部２２の裏４９にローレット状の加工を施し、板材３７（図示せず）との当接面の摩擦力を上げ、回転止めの効果を高めた例である。
【００３１】
尚、図２において、必要な弾発力を得るために、かしめボルト２０の材料、鍔部２２の高さｈ、板厚ｔ、角度θ、及び熱処理など工程追加など、かしめボルト２０の鍔部２２の仕様を変化させ、かしめボルト２０の回転止め効果をさらに高めることもできる。
【００３２】
【発明の効果】
本発明は上記構成により次の効果を発揮する。
請求項１は、一体形成した鍔部を、塑性変形部を板材の穴に挿入する際に弾発するように、円錐形状に傾斜させたことを特徴とする。その結果、この弾発力に比例する摩擦力が板材とかしめボルトとの間に作用し、回転止めの力を高めることができると共に、ワークへの挟持力が増し、軸方向の密着（カシメ）強度が増加する。また、鍔部構造は簡便であり、安価な回転止めとすることができる。
【００３３】
請求項２は、鍔部は、円錐状円板に切欠き部若しくは穴部を備え、板材の一部を切起し、切起し部を切欠き部若しくは穴部の縁に当て、鍔部の回転止めとしたことを特徴とする。その結果、強力かつ安価な回転止めとすることが可能である。鍔部に穴部を設けても同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るかしめボルトの斜視図
【図２】図１の２−２線断面図
【図３】図１の３−３線矢視図
【図４】本発明に係るかしめボルトと板材の固着方法（上型下降時）の説明図
【図５】本発明に係るかしめボルトと板材の固着方法（板材切起し時）の説明図
【図６】本発明に係るかしめボルトと板材の固着方法（塑性変形部かしめ時）の説明図
【図７】本発明に係るかしめ加工後とかしめボルトの関係を示す斜視図
【図８】図７の別実施例図
【図９】図８の９−９線断面図
【図１０】図１の別実施例図
【図１１】特許文献１の再掲図
【符号の説明】
２０…かしめボルト、２１…丸棒部、２２…鍔部、２３…ねじ部、２４…塑性変形部、２６…切欠き部、２７…矩形部、３７…板材、３９…切起し部

Claims

丸棒部の途中に鍔部を一体形成し、この鍔部で区分した前記丸棒部の一方をねじ部とし、他方を塑性変形部とし、この塑性変形部を板材の穴に挿入し、前記鍔部を板材に当接した状態で前記塑性変形部を塑性変形させることで、鍔部と塑性変形部とで板材を挟持させて、ねじ部を板材に起立させる構造のかしめボルトにおいて、
前記鍔部は、塑性変形部を板材の穴に挿入する際に弾発するように、円錐状に傾斜させたことを特徴とするかしめボルト。
前記鍔部は、円錐状円板と、この円錐状円板に形成した切欠き部若しくは穴部とで構成し、
前記板材の一部を切起し、切起し部を前記切欠き部若しくは穴部の縁に当てることで、鍔部の回転止めを図ることができるようにしたことを特徴とする請求項１記載のかしめボルト。