JP2008014356A - スタッド - Google Patents

Abstract

【課題】筐体の外側表面に取付けが容易なスタッドを提供する。
【解決手段】スタッド１０は、雌ねじ１２が形成されたスタッド本体１１と、スタッド本体と一体的に結合されたフランジ１７と、スタッド本体１１及びフランジ１７と一体的に形成されたかしめボディー１３と、スタッド本体１１及びかしめボディー１３内に収容される、マンドレル頭部１４及びマンドレル軸部１５を有するマンドレル１８とから構成される。マンドレル１８の軸部１５を、かしめボディー１３と反対側のスタッド本体１１の端部から吸引すると、マンドレル頭部１４によって、かしめボディー１３が塑性変形して、かしめ穴２１に固定される。更に、マンドレル軸部１５を引き抜くと、マンドレル軸部１５に形成されたスリット１６で軸部が破断して、マンドレル頭部１４は、かしめボディー１３の内部に残される。
【選択図】図２

Description

本発明は、スタッドに関し、更に詳しくは、かしめ工法でハウジングなどの筐体や板材に取付け可能なスタッドに関する。

ハウジングなどの筐体や板材に取付け可能なスタッドとしては、プレス機械を利用して取り付ける圧入タイプのスタッドや、溶接機を利用して取り付ける溶接タイプのスタッドなどが知られている。しかし、これらスタッドの取付けには、プレス機械や溶接機などの特別な装置を必要とすることから、従来は、現場での機械修理や部品追加などの施工には、スタッドを利用することが困難であった。

特許文献１には、かしめ工法によって簡単に取付けが可能なスタッドが記載されている。図３（ａ）〜（ｃ）は、該特許文献に記載された、スタッドを母材に取り付ける際の様子を工程順に示している。スタッド３０は、中空円筒形状のスタッド本体３１と、スタッド本体の一端に取り付けられたフランジ３２と、頭部３４及び軸部３５を有するマンドレル３３とから構成される。スタッド本体３１には、その一端にマンドレル頭部３４の外径よりも大きな内径の第１の孔と、マンドレル頭部３４の外径よりも小さな内径の第２の孔と、双方の孔を連結するテーパー部とが形成されている。

スタッド３０の母材（板材）４０への取付けに際しては、まず、フランジ３２を利用して母材４０にスタッド本体３１を上側から押し付け、マンドレル頭部３４と反対側の軸端部を先端とし、マンドレル軸部３５をスタッド本体３１の第１の孔側から挿入する（図３（ａ））。挿入した側と反対側で、フランジ３２を固定具４１で母材４０側に押し付けながら、油圧などを利用して、マンドレル３３の軸端部をスタッド本体３１から引き抜く。これにより、マンドレル頭部３４が第１の孔、テーパー部及び第２の孔を通過し、その通過の際に第２の孔の内径を拡大する（図３（ｂ））。これによって、第１の孔の内径に変化を与えることなく、第２の孔に隣接するスタッド本体３１の外径の一部が拡大し、スタッド本体３１と母材４０とが機械的に結合される（図３（ｃ））。このように母材４０に取り付けられたスタッド３０は、例えば回転軸として利用される。
特開昭５８−１７４７１２号公報

上記かしめ工法によるスタッド取付けでは、母材のマンドレル挿入側の表面にスタッドが取り付けられる。このため、マンドレルの引抜き側にスタッドを形成したい場合には、別に工夫が必要となる。しかし、上記特許文献には、その場合については記載がない。

上記に鑑み、本発明は、特にハウジングなどの筐体の外側表面に取り付けて好適であり、特別な機械装置を必要とすることなく、簡易に取付けが可能なスタッドを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明のスタッドは、軸線方向に伸びる第１の筒状空間を内部に有するスタッド本体と、
前記第１の筒状空間と連結されて該第１の筒状空間から前記軸線方向に延びる第２の筒状空間を有し、前記スタッド本体と一端が結合されたかしめボディーと、
前記第１の筒状空間との連結部分に隣接する前記第２の筒状空間の内径部分よりも大きな外径を有するマンドレル頭部と、該マンドレル頭部に一端が結合されており、他端を先端として前記かしめボディーの他端から挿入されると前記第１及び第２の筒状空間を貫通し前記他端が前記第１の筒状空間から突出する長さを有するマンドレル軸部とを備えるマンドレルとを具備し、
前記マンドレルは、前記マンドレル頭部に隣接するマンドレル軸部の部分にスリットが形成されており、前記マンドレル軸部に印加される他端での引張力によって、前記スリットにおいて破断可能であることを特徴とする。

本発明のスタッドでは、スタッド本体とかしめボディーとを結合して、第１及び第２の筒状空間を軸線に沿って形成し、スタッド本体側からマンドレル軸部の他端を吸引すると、マンドレル頭部がかしめボディーを拡張して、筐体や板材に固定される。マンドレル軸部を更に吸引すると、マンドレル軸部はスリットで破断するので、マンドレル頭部はかしめボディー内に残され、スタッド本体内の第１筒状空間は、スタッド本来の目的に有効に利用できる。特に、スタッド本体を筐体の外表面に取り付けるときには、スタッドの固定作業の殆どが筐体外部で行われるので、取付けが容易となる。

本発明のスタッドでは、前記スタッド本体には、前記かしめボディーとの結合部分に隣接してフランジが形成される構成が採用可能である。フランジとかしめボディーとによって筐体や板材を挟むことで、特に強固な固定が可能となる。

また、前記スタッド本体は、前記第１の筒状空間を規定する内面に雌ねじが形成される構成が採用できる。雌ねじが露出する第１の筒状空間内には、マンドレル吸引後には不要な残存物がないので、スタッドが有効に利用できる。

以下、図面を参照し、本発明の一実施形態について説明する。図１は、本発明の一実施形態のスタッドを、筐体を構成する板材に取り付けた状態で示す断面図である。スタッド１０は、内部に雌ねじ１２が形成されたスタッド本体１１を有し、スタッド本体１１が筐体２０の外側表面に取り付けられている。スタッド１０は、スタッド本体１１と、スタッド本体１１の下端にスタッド本体１１と一体的に形成されたフランジ１７と、フランジ１７から延びるかしめボディー１３とから構成される。かしめボディー１３の内部には、かしめ施工に際してかしめボディー１３の内部に残されたマンドレル頭部１４が、マンドレル軸部１５の一部と共に収容されている。

マンドレル頭部１４は、かしめボディー１３の内部に形成された略円筒状の孔を外部に向かって押し拡げており、これによって、かしめボディー１３の外表面と筐体２０のかしめ穴とが噛み合って結合している。このため、スタッド本体１１は、筐体２０の外部表面側にしっかりと固定される。

図２は、上記実施形態のスタッド１０を、筐体２０を構成する板材のかしめ穴２１に挿通し、且つ、これに固定する前の状態で示している。取付け前のスタッド１０は、スタッド本体１１と、フランジ１７と、かしめボディー１３と、マンドレル１８とから構成される。スタッド本体１１は、全体として中空円筒形状を有し、内部表面に雌ねじ１２が形成されている。かしめボディー１３は、スタッド本体１１及びフランジ１７と一体的に形成されており、スタッド本体１１の円筒孔（第１の円筒孔）の軸線方向に、その第１の円筒孔と連続する、末広がり形状の第２の円筒孔を有する。第２の円筒孔に対応するかしめボディー１３の外径は、筐体２０に形成されたかしめ穴２１の径よりも幾らか小さく形成されており、マンドレル１８は、この時点で筐体２０の表面と直交方向に移動可能である。

スタッド本体１１の第１の円筒孔及びかしめボディー１３の第２の円筒孔を貫通してマンドレル軸部１５が延びている。マンドレル軸部１５の一端には、マンドレル軸部１５よりも大径のマンドレル頭部１４が形成されている。また、マンドレル頭部１４に隣接してマンドレル軸部１５には、スリット１６が形成されている。マンドレル軸部１５は、マンドレル軸部１５に加えられる引っ張り応力によって、そのスリット１６において破断が可能である。

マンドレル軸部１５の他端を先端にして、矢印方向に、かしめボディー１３の第２の円筒孔側から、スタッド本体１１側にマンドレル軸部１５を挿入すると、マンドレル軸部１５の先端は、スタッド本体１１の端部から露出する。その時点で、マンドレル頭部１４は、かしめボディー１３の端面に止められ、かしめボディー１３の外部に残される。

マンドレル引き抜き用の工具（リベット締結機）を利用して、マンドレル軸部１５の他端を上方に吸引すると、マンドレル頭部１４はかしめボディー１３内部の円筒孔内に進入し、かしめボディー１３を塑性変形させて、その外径を拡張する。このため、かしめボディー１３の外面は筐体２０のかしめ穴２１にしっかりと固定される。マンドレル軸部１５の他端を更にリベット締結機で引き上げると、マンドレル頭部１４は、その直径がかしめ穴２１の径よりも大きいため、かしめボディー１３を介して筐体２０の表面によって止められる。このため、マンドレル軸部１５のスリット１６が破断し、マンドレル軸部１５は、その一部及びマンドレル頭部１４をかしめボディー１３の内部に残して、スタッド本体１１の円筒孔から上方に引き抜かれる。

マンドレル軸部１５のスリット１６は、円筒孔内に残されるマンドレル軸部１５の部分が、スタッド本体１１の雌ねじの部分よりも下方となるように、その位置が定められている。また、マンドレル軸部１５は、雌ねじ１２を形成するための下穴の径よりも小さな直径を有する。

上記実施形態のスタッドは、基本的にはリベットと同じ製法で製造でき、リベットフランジを雌ねじスタッドに置き換えるのみで製造できる。このため、製作が容易で且つ安価に製作可能である。

また、スタッド取付の際に、実質的に片側締結作業のみで取付けができ、熟練作業を要しない。このため、自動化が容易である。特に、筐体の外側表面などにスタッドを取り付ける際には、筐体表面での片側締結作業によって取付けができ、狭いハウジング空間を有する筐体の表面にも容易に取付け可能である。

更に、施工に際して、圧入装置や溶接機などを必要とせず、汎用リベット締結機を使用しての取付けが可能である。従って、高価な装置の購入が不要であり、設備投資の抑制が可能である。

更には、スタッドの取付に際して、リベットと同等の取付け強度が得られるので、圧入タイプや、溶接タイプのスタッドなどとほぼ同等な強度を得ることができる。

本発明のスタッドは、リベット締結と同様に、ボディーの座屈変形を利用したかしめ方法を採用する高強度タイプや、シール材を利用した水密性タイプなど種々のタイプのスタッドに適用可能である。

以上、本発明をその好適な実施態様に基づいて説明したが、本発明のスタッド及びその取付方法は、上記実施態様の構成にのみ限定されるものではなく、上記実施態様の構成から種々の修正及び変更を施したものも、本発明の範囲に含まれる。

本発明の一実施形態に係るスタッドを筐体に取り付けた状態で示す断面図。 図１のスタッドを筐体に固定する前の状態で示す断面図。 従来のスタッドの取付け方法を順次に示す断面図。

符号の説明

１０：スタッド
１１：スタッド本体
１２：雌ねじ
１３：かしめボディー
１４：マンドレル頭部
１５：マンドレル軸部
１６：スリット
１７：フランジ
１８：マンドレル
２０：筐体
２１：かしめ穴
３０：スタッド
３１：スタッド本体
３２：フランジ
３３：マンドレル
３４：マンドレル頭部
３５：マンドレル軸部
４０：母材
４１：固定具

Claims (3)

1. 軸線方向に伸びる第１の筒状空間を内部に有するスタッド本体と、
   前記第１の筒状空間と連結されて該第１の筒状空間から前記軸線方向に延びる第２の筒状空間を有し、前記スタッド本体と一端が結合されたかしめボディーと、
   前記第１の筒状空間との連結部分に隣接する前記第２の筒状空間の内径部分よりも大きな外径を有するマンドレル頭部と、該マンドレル頭部に一端が結合されており、他端を先端として前記かしめボディーの他端から挿入されると前記第１及び第２の筒状空間を貫通し前記他端が前記第１の筒状空間から突出する長さを有するマンドレル軸部とを備えるマンドレルとを具備し、
   前記マンドレルは、前記マンドレル頭部に隣接するマンドレル軸部の部分にスリットが形成されており、前記マンドレル軸部に印加される引張力によって、前記スリットにおいて破断可能であることを特徴とするスタッド。
2. 前記スタッド本体には、前記かしめボディーとの結合部分に隣接してフランジが形成されている、請求項１に記載のスタッド。
3. 前記スタッド本体は、前記第１の筒状空間を規定する内面に雌ねじが形成されている、請求項１又は２に記載のスタッド。

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