JP2014126203A

JP2014126203A - 固着具と打ち棒と冶具と固着具の固定方法

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Publication number: JP2014126203A
Application number: JP2012289410A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Akaha; 廣志赤羽
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-12-25
Filing date: 2012-12-25
Publication date: 2014-07-07

Abstract

【課題】薄板の板金に固定される固着具と板金との間で必要とする固定強度を得ることのできる固着具と打ち棒と冶具と固着具の固定方法を提供することである。
【解決手段】本発明は、冶具１０の穴１１に固着具１の本体２が入れられ、続いて板金７の下孔８がかしめ部４に入れられて板金７が固着具１の上に置かれる。固着具１のかしめ部４の貫通孔６にハンマー２０が挿入部２２から挿入され、かしめ部４が中心軸上の上部から挿入部２２により押圧され周囲に拡げられ、さらにかしめ部４は成形部２３により板金７の下孔８の周囲に成形されてかしめられる。このあと、ハンマー２０が抜かれ、続いて冶具１０が固着具１の本体２から抜かれることによりかしめ動作が終了し、固着具１のかしめ部４が板金７の下孔８の周囲にかしめられて固定される。
【選択図】図５

Description

この発明は、例えば携帯電話機等に用いられる薄板の板金に固定する固着具と打ち棒と冶具と固着具の固定方法に関する。

従来、引張荷重とトルク負荷に耐えて薄板（板金）との接合を確実に行って圧入するインサート（ファスナー）とも呼ばれるナット状の金属製固着具が実用化されている。このようなナット状の金属製固着具を取り付けると緩んだり落ちたりする心配がなくなる。
このような固着具が薄板の予め設けられた孔に圧入されて充分な強度で固定されるよう、固着具に設けられる突出部（実際に薄板に圧入される部分）の外側周面にローレット状その他の凹凸を設けて薄板に圧入する方法が提案されている（例えば特許文献１）。

近年、例えば携帯電話機等の筐体においては「軽薄短小」と形容されるように筐体を軽くし、また薄くするような設計需要が増えてきている。このような需要に対応するためには、薄板（板金）そのものを薄くし、さらに固着具の全長を短くしなければならない。
これに対して、従来の固着具の突出部を薄板の板金に埋め込むためには板金の厚さがある程度必要であり、従来、板金の最小板厚はほぼ０．８ｍｍが限界の厚さであった。そのため、０．８ｍｍ未満の板厚の板金には対応できないでいたが本発明者はこれを解決し、０．８ｍｍ〜０．２ｍｍの板厚でも可能とした（例えば特許文献２）。

しかしながら、０．３ｍｍ未満の板厚の板金に対応する際、例えば板金素材がアルミニウムのような比較的柔らかい素材の場合、固定された固着具と板金との間で必要とする固定強度（引張荷重とトルク負荷）が得られないという課題があった。

特開平８−２９１８１５号公報特許第４４５３０９５号公報

上記したように、携帯電話機等の筐体において、軽く薄くするような設計需要に対応するためには板金そのものを薄くし、０．３ｍｍ未満の板厚の板金に対応する際、特に板金素材が比較的柔らかい素材の場合、固定された固着具と板金との間で必要とする固定強度（引張荷重とトルク負荷）が得られないという課題があった。
この発明の目的は、０．３ｍｍ未満の板厚の板金に固定される固着具と板金との間で必要とする固定強度を得ることのできる固着具と打ち棒と冶具と固着具の固定方法を提供することである。

そこで、本発明は、薄板の板金に設けられた当該板金の表裏に突起がない下孔に固定される雌ねじが設けられた固着具であって、この固着具は、円柱状の本体と、この本体に隣接して前記本体の外径より大径の大径部と、この大径部に隣接して前記大径部の外径より小径で外側周面に多数の凹凸条を有するかしめ部とを一体且つ同一中心軸上に有し、前記本体側から前記大径部の前記同一中心軸を貫通した上記雌ねじと、この雌ねじに接して前記かしめ部に前記同一中心軸を貫通した貫通孔とを有し、上記薄板の板金は、前記かしめ部の外径より大きく前記大径部より小さい内径の上記下孔を有し、前記薄板の板金の下孔に前記かしめ部が嵌められて前記かしめ部の外側周面に接する前記大径部の面に前記薄板の板金が接した状態になった際、前記かしめ部がかしめられることにより前記固着具が前記薄板の板金に固定されるようにしたものである。
また、本発明は、薄板の板金に設けられた当該板金の表裏に突起がない下孔に固定される雌ねじが設けられた固着具の固定方法であって、この固着具は、円柱状の本体と、この本体に隣接して前記本体の外径より大径の大径部と、この大径部に隣接して前記大径部の外径より小径で外側周面に多数の凹凸条を有するかしめ部とを一体且つ同一中心軸上に有し、前記本体側から前記大径部の前記同一中心軸を貫通した上記雌ねじと、この雌ねじに接して前記かしめ部に前記同一中心軸を貫通した貫通孔とを有し、上記薄板の板金は、前記かしめ部の外径より大きく前記大径部より小さい内径の上記下孔を有し、前記薄板の板金の下孔に前記かしめ部が嵌められて前記かしめ部の外側周面に接する前記大径部の面に前記薄板の板金が接した状態になった際、前記かしめ部がかしめられることにより前記固着具が前記薄板の板金に固定されるようにしたものである。

本発明は、０．３ｍｍ未満の板厚の板金に固定される固着具と板金との間で必要とする固定強度を得ることのできる固着具と打ち棒と冶具と固着具の固定方法を提供することが可能となる。

本発明の実施の形態が適用可能な固着具の一例を示す片側断面図。固着具をかしめて固定する薄板の板金の一例を示す断面図。固着具をかしめて固定する際に用いられる冶具の形状を示す断面図。固着具をかしめるためのハンマーの外観を示す図。冶具の穴に固着具の本体を入れ、この固着具上に板金を下孔にかしめ部を通して大径部上に置いたかしめ前の状態を示す図。板金に固着具をかしめて固定した後の状態を示す図。

以下、図面を参照して、この発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は、この発明に係るインサートと呼ばれる固着具１を示す片側断面図である。すなわち、この固着具１は、円柱状の本体２と、この本体２に隣接して本体２の外径より大径の大径部３と、この大径部３に隣接して大径部３の外径より小径のかしめ部４とが一体且つ同一中心軸上に設けられている。

また、本体２の基端面ａ側から他端側に貫通した雌ねじ５が設けられている。さらにかしめ部４には、後述するかしめ加工のために雌ねじ５に接して上記同一中心軸上に貫通孔６が設けられれている。なお、貫通孔６には、基端面ａに対する他端面の内面に面取りがされている。また、かしめ部４の外側周面ｂにはローレット（凹凸条）の加工が施されている。なお、かしめ部４の外径および凹凸条の形状は、板金の材質等に応じて変えられる。

図２は、固着具１がかしめられる薄板の板金７を示す断面図である。図２において板金７には、固着具１のかしめ部４を入れる下孔８（図２に示すように、当該板金の表裏に突起がない下孔）が予め設けられている。また、この下孔８は、板金７がディンプル（窪み）加工された窪み９のほぼ中心に設けられている。ディンプル（窪み）加工は、円形、楕円形、六角形等で窪み部分に下孔８が設けられれば良い。
なお、詳しくは後述するが板金７の窪み９は、板金７の表面ｃから固着具１のかしめ加工したあとのかしめ部４が飛び出さない深さになっている。
本実施例における板金７の材質はアルミニウムであり、固着具１の材質は黄銅である。

また、本実施例の固着具１は、１／１００ｍｍ単位で切削加工されている。
例えば、固着具１の寸法は、全長（基端面ａから他端面まで）が２．００ｍｍ、本体２の外径が２．６０ｍｍで柱方向の長さが０．９０ｍｍ、大径部３の外径が４．００ｍｍで柱方向の長さが０．３０ｍｍ、かしめ部４の外径が２．４０ｍｍで柱方向の長さが０．８ｍｍ、雌ねじ５はＭ１．２、かしめ部４の貫通孔６の内径は１．９０ｍｍで切削加工されている。板金７の寸法は、板厚が０．２０ｍｍ、下孔８の孔径が２．５０ｍｍである。
また、固着具１は、本実施例では黄銅を用いているが、板金（軟鋼、ステンレス鋼、アルミニウム、亜鉛等）の材質に対応して炭素鋼、軟鋼、ステンレス鋼、アルミニウム、亜鉛等の金属を用いても良い。

図３は、上述した固着具１を板金７の下孔８にかしめる際に用いられる固着具１と板金７を受ける冶具１０を示す断面図である。冶具１０は、外径１０ｍｍ、高さ７ｍｍの円筒形で材質は鉄である。冶具１０には、固着具１の大径部３が置かれる面ｄ側に固着具１の本体２が挿入される穴１１が設けられている。
本実施例の穴１１は、例えば直径２．６５ｍｍで深さ２．００ｍｍの寸法である。

図４は、固着具１を板金７にかしめるためのハンマー（打ち棒）２０の外観を示す図である。例えば、ハンマー２０は、先端に固着具１のかしめ部４の貫通孔６に挿入されてかしめて固定するための先端部２１が設けられている。
先端部２１には、固着具１のかしめ部４の貫通孔６に挿入される挿入部２２、かしめ部部４を押圧して周囲に拡げると共に成形する成形部２３とが設けられている。
例えば、ハンマー２０の寸法は、長さ４０ｍｍで外径６．０ｍｍである。また、先端部２１は、外径５．００ｍｍで柱方向の長さ３．５０ｍｍで加工されている。

次に、このような構成において、冶具１０を用いて板金７に固着具１をかしめて固定する動作について図５、図６を用いて説明する。
図５に示すように、まず、冶具１０の穴１１に固着具１の本体２が挿入され、続いて板金７の下孔８がかしめ部４に嵌められ、板金７が固着具１の上に置かれる。この際、固着具１の大径部３が穴１１の外径より大きいので冶具１０の面ｄ上に置かれた状態となり、板金７の下孔８が大径部３の外径より小さいので板金７が大径部３の上に置かれた状態となる。

続いて、図５上の固着具１のかしめ部４の貫通孔６に図上の上部からハンマー２０が挿入部２２から挿入され、かしめ部４が中心軸上の上部から挿入部２２により押圧され周囲に拡げられる。さらに、かしめ部４は成形部２３により板金７の下孔８の周囲に成形されてかしめられる。
このあと、ハンマー２０が抜かれ、続いて冶具１０が固着具１の本体２から抜かれることによりかしめ動作が終了する。

図６は、かしめ動作が終了して板金７に固着具１が固定された状態を示すもので、固着具１のかしめ部４が板金７の下孔８の周囲にかしめられて固定されている。この結果、かしめ部４に施されたローレット（凹凸条）により板金７に強固に固定され、固着具１と板金７との間に必要とされる固定強度を得ることができる。
また、板金７の下孔８が窪み９内にあるので、かしめられたあとのかしめ部４が板金７の面ｃから飛び出すのを防いでいる。

なお、本実施例では板金の板厚を０．２ｍｍとしたが、本願に基づいた固着具、冶具、ハンマー（打ち棒）、固定方法を用いることにより、薄板となる板金の板厚が０．３ｍｍ未満であっても固着具を固定することが可能となる。
また、固着具の外側周面にローレット（凹凸条）加工されたかしめ部と、このかしめ部に接する大径部の端面をローレット（凹凸条）加工するようにしてもよい。これにより、板金の穴周面の表裏両面にローレット（凹凸条）が接してさらに固着具と板金との間の固定強度を大きくすることができる。

以上説明したように上記発明の実施の形態によれば、０．３ｍｍ未満の板厚の板金に固定される固着具と板金との間で必要とする固定強度を得ることのできる固着具と打ち棒と冶具と固着具の固定方法を提供することができる。

なお、本願発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、実施形態は可能な限り適宜組み合わせて実施してもよく、その場合組み合わせた効果が得られる。さらに、上記実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。

１…固着具、２…本体、３…大径部、４…かしめ部、５…雌ねじ、６…貫通孔、７…板金、８…下孔、９…窪み、１０…冶具、１１…穴、２０…ハンマー、２１…先端部、２２…挿入部、２３…成形部。

そこで、本発明は、０．３ｍｍ未満の板厚の薄板の板金に設けられた当該板金の表裏に突起がない下孔に固定される雌ねじが設けられた固着具と打ち棒であって、上記固着具は、円柱状の本体と、この本体に隣接して前記本体の外径より大径の大径部と、この大径部に隣接して前記大径部の外径より小径で外側周面に多数の凹凸条を有するかしめ部とを一体且つ同一中心軸上に有し、前記本体側から前記大径部の前記同一中心軸を貫通した上記雌ねじと、この雌ねじに接して前記かしめ部に前記同一中心軸を貫通した貫通孔とを有し、上記薄板の板金は、前記かしめ部の外径より大きく前記大径部より小さい内径の上記下孔を有し、上記打ち棒は、前記大径部の外径より大きい円柱状の本体の先端に前記固着具のかしめ部に設けられた貫通孔に挿入される軸方向に凹曲線形テーパで形成される略円錐形の挿入部とかしめ部を成形する成形部とを有し、前記固着具のかしめ部に前記薄板の板金の下孔が嵌められて前記かしめ部の外側周面に接する前記大径部の面に前記薄板の板金が接した状態になった際、前記かしめ部の貫通孔に前記打ち棒の先端の挿入部が挿入され、この打ち棒の挿入部に押圧されることにより前記かしめ部が前記薄板の板金の下孔の周囲に拡げられ、この薄板の板金の下孔の周囲に拡げられたかしめ部がさらに前記打ち棒の成形部に押圧されることにより成形されてかしめられ、当該成形されたかしめ部が有する多数の凹凸条により前記固着具が前記薄板の板金に固定されるようにしたものである。
また、本発明は、０．３ｍｍ未満の板厚の薄板の板金に設けられた当該板金の表裏に突起がない下孔に固定される雌ねじが設けられた固着具の打ち棒を用いた固定方法であって、上記固着具は、円柱状の本体と、この本体に隣接して前記本体の外径より大径の大径部と、この大径部に隣接して前記大径部の外径より小径で外側周面に多数の凹凸条を有するかしめ部とを一体且つ同一中心軸上に有し、前記本体側から前記大径部の前記同一中心軸を貫通した上記雌ねじと、この雌ねじに接して前記かしめ部に前記同一中心軸を貫通した貫通孔とを有し、上記薄板の板金は、前記かしめ部の外径より大きく前記大径部より小さい内径の上記下孔を有し、上記打ち棒は、前記大径部の外径より大きい円柱状の本体の先端に前記固着具のかしめ部に設けられた貫通孔に挿入される軸方向に凹曲線形テーパで形成される略円錐形の挿入部とかしめ部を成形する成形部とを有し、前記固着具のかしめ部に前記薄板の板金の下孔が嵌められて前記かしめ部の外側周面に接する前記大径部の面に前記薄板の板金が接した状態になった際、前記かしめ部の貫通孔に前記打ち棒の先端の挿入部が挿入され、この打ち棒の挿入部に押圧されることにより前記かしめ部が前記薄板の板金の下孔の周囲に拡げられ、この薄板の板金の下孔の周囲に拡げられたかしめ部がさらに前記打ち棒の成形部に押圧されることにより成形されてかしめられ、当該成形されたかしめ部が有する多数の凹凸条により前記固着具が前記薄板の板金に固定されるようにしたものである。

Claims

薄板の板金に設けられた当該板金の表裏に突起がない下孔に固定される雌ねじが設けられた固着具であって、
この固着具は、円柱状の本体と、この本体に隣接して前記本体の外径より大径の大径部と、この大径部に隣接して前記大径部の外径より小径で外側周面に多数の凹凸条を有するかしめ部とを一体且つ同一中心軸上に有し、前記本体側から前記大径部の前記同一中心軸を貫通した上記雌ねじと、この雌ねじに接して前記かしめ部に前記同一中心軸を貫通した貫通孔とを有し、
上記薄板の板金は、前記かしめ部の外径より大きく前記大径部より小さい内径の上記下孔を有し、
前記薄板の板金の下孔に前記かしめ部が嵌められて前記かしめ部の外側周面に接する前記大径部の面に前記薄板の板金が接した状態になった際、前記かしめ部がかしめられることにより前記固着具が前記薄板の板金に固定されることを特徴とする固着具。
薄板の板金に設けられた当該板金の表裏に突起がない下孔に固定される雌ねじが設けられた固着具と打ち棒であって、
上記固着具は、円柱状の本体と、この本体に隣接して前記本体の外径より大径の大径部と、この大径部に隣接して前記大径部の外径より小径で外側周面に多数の凹凸条を有するかしめ部とを一体且つ同一中心軸上に有し、前記本体側から前記大径部の前記同一中心軸を貫通した上記雌ねじと、この雌ねじに接して前記かしめ部に前記同一中心軸を貫通した貫通孔とを有し、
上記薄板の板金は、前記かしめ部の外径より大きく前記大径部より小さい内径の上記下孔を有し、
上記打ち棒は、前記大径部の外径より大きい円柱状の本体の先端に前記固着具のかしめ部に設けられた貫通孔に挿入される挿入部とかしめ部を成形する成形部とを有し、
前記固着具のかしめ部に前記薄板の板金の下孔が嵌められて前記かしめ部の外側周面に接する前記大径部の面に前記薄板の板金が接した状態になった際、前記かしめ部の貫通孔に前記打ち棒の先端の挿入部が挿入され前記かしめ部が成形部で成形されてかしめられることにより前記固着具が前記薄板の板金に固定されることを特徴とする固着具と打ち棒。
薄板の板金に設けられた当該板金の表裏に突起がない下孔に固定される雌ねじが設けられた固着具と打ち棒と冶具であって、
上記固着具は、円柱状の本体と、この本体に隣接して前記本体の外径より大径の大径部と、この大径部に隣接して前記大径部の外径より小径で外側周面に多数の凹凸条を有するかしめ部とを一体且つ同一中心軸上に有し、前記本体側から前記大径部の前記同一中心軸を貫通した上記雌ねじと、この雌ねじに接して前記かしめ部に前記同一中心軸を貫通した貫通孔とを有し、
上記薄板の板金は、前記かしめ部の外径より大きく前記大径部より小さい内径の上記下孔を有し、
上記打ち棒は、前記大径部の外径より大きい円柱状の本体の先端に前記固着具のかしめ部に設けられた貫通孔に挿入される挿入部とかしめ部を成形する成形部とを有し、
上記冶具は、前記固着具の本体の外径より大きく前記大径部の外径より小さい内径の穴を有し、
前記冶具の穴に前記固着具の本体が挿入されて前記大径部が前記穴上に置かれた状態で、前記固着具のかしめ部に前記薄板の板金の下孔が嵌められて前記かしめ部の外側周面に接する前記大径部の面に前記薄板の板金が接した状態になった際、前記かしめ部の貫通孔に前記打ち棒の先端部が挿入されて前記かしめ部がかしめられることにより前記固着具が前記薄板の板金に固定されることを特徴とする固着具と打ち棒と冶具。
薄板の板金に設けられた当該板金の表裏に突起がない下孔に固定される雌ねじが設けられた固着具の固定方法であって、
この固着具は、円柱状の本体と、この本体に隣接して前記本体の外径より大径の大径部と、この大径部に隣接して前記大径部の外径より小径で外側周面に多数の凹凸条を有するかしめ部とを一体且つ同一中心軸上に有し、前記本体側から前記大径部の前記同一中心軸を貫通した上記雌ねじと、この雌ねじに接して前記かしめ部に前記同一中心軸を貫通した貫通孔とを有し、
上記薄板の板金は、前記かしめ部の外径より大きく前記大径部より小さい内径の上記下孔を有し、
前記薄板の板金の下孔に前記かしめ部が嵌められて前記かしめ部の外側周面に接する前記大径部の面に前記薄板の板金が接した状態になった際、前記かしめ部がかしめられることにより前記固着具が前記薄板の板金に固定されることを特徴とする固着具の固定方法。
薄板の板金に設けられた当該板金の表裏に突起がない下孔に固定される雌ねじが設けられた固着具の打ち棒が用いられた固定方法であって、
上記固着具は、円柱状の本体と、この本体に隣接して前記本体の外径より大径の大径部と、この大径部に隣接して前記大径部の外径より小径で外側周面に多数の凹凸条を有するかしめ部とを一体且つ同一中心軸上に有し、前記本体側から前記大径部の前記同一中心軸を貫通した上記雌ねじと、この雌ねじに接して前記かしめ部に前記同一中心軸を貫通した貫通孔とを有し、
上記薄板の板金は、前記かしめ部の外径より大きく前記大径部より小さい内径の上記下孔を有し、
上記打ち棒は、前記大径部の外径より大きい円柱状の本体の先端に前記固着具のかしめ部に設けられた貫通孔に挿入される挿入部とかしめ部を成形する成形部とを有し、
前記固着具のかしめ部に前記薄板の板金の下孔が嵌められて前記かしめ部の外側周面に接する前記大径部の面に前記薄板の板金が接した状態になった際、前記かしめ部の貫通孔に前記打ち棒の先端の挿入部が挿入され前記かしめ部が成形部で成形されてかしめられることにより前記固着具が前記薄板の板金に固定されることを特徴とする固着具の固定方法。
薄板の板金に設けられた当該板金の表裏に突起がない下孔に固定される雌ねじが設けられた固着具の打ち棒と冶具が用いられた固定方法であって、
上記固着具は、円柱状の本体と、この本体に隣接して前記本体の外径より大径の大径部と、この大径部に隣接して前記大径部の外径より小径で外側周面に多数の凹凸条を有するかしめ部とを一体且つ同一中心軸上に有し、前記本体側から前記大径部の前記同一中心軸を貫通した上記雌ねじと、この雌ねじに接して前記かしめ部に前記同一中心軸を貫通した貫通孔とを有し、
上記薄板の板金は、前記かしめ部の外径より大きく前記大径部より小さい内径の上記下孔を有し、
上記打ち棒は、前記大径部の外径より大きい円柱状の本体の先端に前記固着具のかしめ部に設けられた貫通孔に挿入される挿入部とかしめ部を成形する成形部とを有し、
上記冶具は、前記固着具の本体の外径より大きく前記大径部の外径より小さい内径の穴を有し、
前記冶具の穴に前記固着具の本体が挿入されて前記大径部が前記穴上に置かれた状態で、前記固着具のかしめ部に前記薄板の板金の下孔が嵌められて前記かしめ部の外側周面に接する前記大径部の面に前記薄板の板金が接した状態になった際、前記かしめ部の貫通孔に前記打ち棒の先端部が挿入されて前記かしめ部がかしめられることにより前記固着具が前記薄板の板金に固定されることを特徴とする固着具の固定方法。