JP3310599B2 - Metallic color and fastening structure using the same color - Google Patents
Metallic color and fastening structure using the same colorInfo
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、被取付物に対しボ
ルト等の締結手段により締結される樹脂部品等の材料の
締結孔に装着されることによってその変形や損傷を防止
するとともに、同締結を確実ならしめる金属カラー及び
同金属カラーを用いた締結構造体に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention is intended to prevent deformation and damage by being mounted in a fastening hole made of a material such as a resin component which is fastened to an object to be mounted by fastening means such as bolts. And a fastening structure using the metal collar.
【0002】[0002]
【従来の技術】例えば樹脂製インテークマニホールド等
の樹脂部品をボルトなどの締結手段によってシリンダヘ
ッド等の被取付物に締結する際には、同締結手段の軸力
によって樹脂部品に変形や亀裂等の損傷を生じるおそれ
がある。こうした樹脂部品等の材料の変形や損傷を防止
する方法の一つに、同材料の締結部である貫通孔に金属
カラーを装着し、その金属カラーを介して該材料を被取
付物に締結する方法がある。2. Description of the Related Art When a resin component such as a resin intake manifold is fastened to an object to be mounted such as a cylinder head by fastening means such as bolts, the resin component is deformed or cracked by the axial force of the fastening means. May cause damage. One of the methods for preventing the deformation or damage of the material such as a resin component is to attach a metal collar to a through hole that is a fastening portion of the same material and fasten the material to an object to be mounted via the metal collar. There is a way.
【0003】以下、一般的な金属カラー及び同金属カラ
ーを用いた締結構造体について図7〜図9に従って説明
する。図7は上記樹脂部品を被取付物に締結した状態を
示す断面図であり、図8は同樹脂部品と金属カラーとの
寸法関係を示す概略断面図である。Hereinafter, a general metal collar and a fastening structure using the same metal collar will be described with reference to FIGS. FIG. 7 is a sectional view showing a state in which the resin component is fastened to an object to be mounted, and FIG. 8 is a schematic sectional view showing a dimensional relationship between the resin component and a metal collar.
【0004】図7に示すように、樹脂部品51に設けら
れた貫通孔52内には、円筒状の金属カラー53が圧入
されている。同樹脂部品51は、被取付物54に対し
て、その貫通孔52、正確には上記金属カラー53の筒
部53aが該被取付物54の雌ねじ穴55と対応するよ
うに配置されている。そして、ボルト56は、座金57
及び上記金属カラー53を介して上記雌ねじ穴55に螺
着されている。[0004] As shown in FIG. 7, a cylindrical metal collar 53 is press-fitted into a through hole 52 provided in a resin component 51. The resin component 51 is disposed such that the through hole 52, more precisely, the cylindrical portion 53 a of the metal collar 53 corresponds to the female screw hole 55 of the mounted object 54 with respect to the mounted object 54. And bolt 56 is washer 57
And is screwed into the female screw hole 55 via the metal collar 53.
【0005】ところで、図8に示すように、上記樹脂部
品51の貫通孔52の直径φd’と上記金属カラー53
の外径φdとの寸法誤差は、±0.02ミリ程度にまで
高精度化されている。これは、上記金属カラー53を上
記樹脂部品51の貫通孔52内に圧入した際に、同金属
カラー53が該貫通孔52内から抜け落ちないように
し、且つ同金属カラー53の圧入によって該貫通孔52
の周辺が損傷しないようにするためである。As shown in FIG. 8, the diameter φd ′ of the through hole 52 of the resin part 51 and the metal collar 53
The dimensional error with respect to the outer diameter φd is improved to about ± 0.02 mm. This is because when the metal collar 53 is pressed into the through hole 52 of the resin component 51, the metal collar 53 is prevented from falling out of the through hole 52, and the through hole is pressed by the metal collar 53. 52
This is to prevent the surrounding area from being damaged.
【0006】一方、上記金属カラー53の長さL2は、
上記樹脂部品51の肉厚L1よりも長さCだけ短く設定
されている。そのため、上記金属カラー53を上記樹脂
部品51の貫通孔52に圧入したときに、樹脂部品51
と金属カラー53との間にはこの長さCに相当するクリ
アランスが生じる。このクリアランスCは、上記ボルト
56によるつぶし代として確保される。そして、該ボル
ト56によって樹脂部品51及び被取付物54を締結す
る際には、同ボルト56を自身の軸力によって樹脂部品
51を上記つぶし代分だけ弾性変形させて、同樹脂部品
51の上面が上記金属カラー53の上面と面一になるよ
うに締結する。このとき、上記ボルト56は、樹脂部品
51から上記弾性変形分だけの付勢力を受ける。上記ボ
ルト56は、この付勢力によって緩み止めされる。On the other hand, the length L2 of the metal collar 53 is
The length is set shorter than the thickness L1 of the resin component 51 by the length C. Therefore, when the metal collar 53 is pressed into the through hole 52 of the resin component 51, the resin component 51
A clearance corresponding to the length C is generated between the metal collar 53 and the metal collar 53. This clearance C is secured as a crushing allowance by the bolt 56. When the resin component 51 and the object 54 are fastened by the bolt 56, the bolt 56 is elastically deformed by the axial force of the resin component 51 by an amount corresponding to the above-mentioned crushing amount. Are flush with the upper surface of the metal collar 53. At this time, the bolt 56 receives an urging force corresponding to the elastic deformation from the resin component 51. The bolt 56 is prevented from being loosened by the urging force.
【0007】こうしたボルト56の締結時において、ボ
ルト56の軸力による上記樹脂部品51と上記金属カラ
ー53とに対する荷重分担率がどちらか一方に偏ると、
その荷重分担率の高い部材が、経時変化によって歪みが
増大してゆくおそれ、すなわちクリープを生じるおそれ
がある。特にこの荷重分担率が樹脂部品51に偏ると、
上記クリアランスC分のつぶし代が弾性変形せずに塑性
変形してしまうおそれがある。したがって、それら樹脂
部品51と金属カラー53とに対する荷重分担率はほぼ
同等である必要がある。そのためには、上記付勢力がボ
ルト56の軸力の半分程度になるように上記クリアラン
スCを設定すればよい。こうしたクリアランスCの設定
許容量は、図9に示すように、0.05〜0.31ミリ
程度の範囲内である。したがって、上記樹脂部品51の
肉厚L1に対する上記金属カラー53の長さL2も高精
度に設定する必要がある。When the bolt 56 is fastened, if the load sharing ratio between the resin component 51 and the metal collar 53 due to the axial force of the bolt 56 is biased toward one of the two,
A member having a high load sharing ratio may increase strain due to a change with time, that is, may cause creep. In particular, if this load sharing ratio is biased toward the resin component 51,
There is a possibility that the crushing allowance for the clearance C is not elastically deformed but plastically deformed. Therefore, the load sharing ratio between the resin component 51 and the metal collar 53 needs to be substantially equal. For this purpose, the clearance C may be set so that the urging force is about half the axial force of the bolt 56. The allowable setting amount of the clearance C is in a range of about 0.05 to 0.31 mm as shown in FIG. Therefore, the length L2 of the metal collar 53 with respect to the thickness L1 of the resin component 51 also needs to be set with high accuracy.
【0008】その結果、こうした金属カラー及び同金属
カラーを用いた締結構造体によれば、上記樹脂部品51
の内径φd’及び肉厚L1と金属カラー53の外径φd
及び長さL2との相対的な寸法に極めて高い精度が要求
されることとなっている。しかも、樹脂部品51は通
常、樹脂成形型収縮、ファイバー補助材の流れ方向、型
抜きこう配等によるバラツキがあって高精度化が困難で
あるため、こうした精度の要求は、金属カラー53側の
機械加工精度に対して特に厳しいものとなっている。し
たがって、切削加工等の微妙な機械加工が必要となる該
金属カラー53の生産性の低下が余儀なくされている。As a result, according to the metal collar and the fastening structure using the metal collar, the resin component 51
Φd 'and wall thickness L1 and outer diameter φd of metal collar 53
Very high precision is required for the relative dimensions with respect to the length L2. In addition, since the resin component 51 usually has variations due to shrinkage of the resin molding die, the flow direction of the fiber auxiliary material, and the mold release gradient, etc., it is difficult to achieve high precision. The processing accuracy is particularly severe. Therefore, the productivity of the metal collar 53, which requires delicate machining such as cutting, is inevitably reduced.
【0009】そこで従来、こうした不都合に対処すべ
く、特開平6−167258号公報や実開昭63−19
6757号公報に記載のカラー(ブッシュ)及び同カラ
ーを用いた締結構造体が提案されている。To cope with such inconveniences, Japanese Patent Laid-Open Publication No. Hei 6-167258 and Japanese Utility Model Laid-Open Publication No.
Japanese Patent No. 6757 discloses a collar (bush) and a fastening structure using the collar.
【0010】特に特開平6−167258号公報に記載
の金属カラーにおいては、同カラーにツバ部を設け、弾
性体を介して樹脂材の貫通孔に圧入することによって、
同カラーの長さ方向の精度を緩和するようにしている。
すなわち、弾性体によってボルトに軸力が付与されるよ
うになるため、上述したつぶし代としてのクリアランス
Cが不要となる。[0010] In particular, in the metal collar described in JP-A-6-167258, a collar is provided on the collar, and the collar is pressed into a through hole of a resin material via an elastic body.
The precision in the length direction of the collar is reduced.
That is, since the axial force is applied to the bolt by the elastic body, the clearance C as the above-mentioned crushing margin is not required.
【0011】また、上記特開平6−167258号公報
には、カラー部周壁に軸線方向のスリットを有する金属
カラー、及びそれに加えて同周壁に突起を設けた構造の
金属カラーが記載されている。そして、こうした金属カ
ラーを上記樹脂材の貫通孔に圧入することによって同カ
ラーが貫通孔から抜け落ちることを防止している。こう
した金属カラーの構造によれば、樹脂材の貫通孔の内径
と金属カラーの外径との寸法精度も緩和される。Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-167258 describes a metal collar having a slit in the axial direction on the peripheral wall of the collar portion, and a metal collar having a projection provided on the peripheral wall in addition to the metal collar. The metal collar is pressed into the through-hole of the resin material to prevent the collar from dropping out of the through-hole. According to such a structure of the metal collar, the dimensional accuracy between the inner diameter of the through hole of the resin material and the outer diameter of the metal collar is relaxed.
【0012】[0012]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、こうし
た従来の金属カラー及び同カラーを用いた締結構造体に
おいては、上記弾性体を別部材として用意しなければな
らないために、部品点数の増大といった新たな不都合を
招くとともに、金属カラーにスリットや突起を設けなけ
ればならないためにその生産性も低減してしまう。さら
には、上記金属カラーを上記樹脂材の貫通孔に圧入する
際に、樹脂に対して金属を弾性変形されなければならな
いため、同貫通孔周縁の樹脂材が変形や割れ等を生じる
おそれもある。However, in such a conventional metal collar and a fastening structure using the same, the above-mentioned elastic body must be prepared as a separate member. In addition to inconvenience, slits and projections must be provided in the metal collar, which reduces productivity. Further, when the metal collar is pressed into the through hole of the resin material, the metal must be elastically deformed with respect to the resin, so that the resin material around the through hole may be deformed or cracked. .
【0013】本発明は、こうした実情に鑑みてなされた
ものであって、その目的は、部品点数を増大させること
のない、また精度的にも緩和される生産性に富んだ形状
でありながら、樹脂材等の取付物の信頼性の高い締結を
可能ならしめる金属カラー及び同金属カラーを用いた締
結構造体を提供することにある。The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to increase the number of parts without increasing the number of parts and to reduce the accuracy while improving productivity. An object of the present invention is to provide a metal collar and a fastening structure using the metal collar, which enable highly reliable fastening of an attachment such as a resin material.
【0014】[0014]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項1に記載の発明では、上部に座ぐりの設け
られた締結孔を有する取付物がボルト等の締結手段によ
って被取付物に締結固定される構造にあって、前記取付
物の締結孔内に装着される金属カラーであって、そのカ
ラー全長が前記締結孔の孔長より長く形成され、前記座
ぐりに対応する一部分が長さ方向からの加圧に基づき同
座ぐり内で塑性変形されてなることをその要旨とする。In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a counterbore is provided on an upper portion.
In the structure in which the attachment having the provided fastening hole is fastened and fixed to the attachment by fastening means such as bolts, the metal collar is mounted in the fastening hole of the attachment, and the entire length of the collar is the metal collar. The seat is formed longer than the hole length of the fastening hole.
The part corresponding to the bore is the same based on the pressure from the length direction.
The gist is that it is plastically deformed in the spot facing .
【0015】金属カラーとしての同構造によれば、その
塑性変形の度合いに応じてカラーの全長が締結孔の孔長
に見合う長さに自動調整されるようになる。このため、
少なくとも該カラーの長さに関する精度は緩和されるこ
ととなり、その分その生産性も向上されるようになる。According to the same structure as the metal collar, the entire length of the collar is automatically adjusted to a length corresponding to the length of the fastening hole according to the degree of the plastic deformation. For this reason,
At least the accuracy of the length of the collar is reduced, and the productivity is improved accordingly.
【0016】請求項2に記載の発明では、請求項1に記
載の金属カラーにおいて、前記座ぐり内で塑性変形され
る一部分の肉厚は他の部分の肉厚よりも薄く形成されて
いることをその要旨とする。 According to the second aspect of the present invention, the first aspect of the present invention is provided.
The metal collar is plastically deformed in the counterbore.
The thickness of one part is thinner than the thickness of the other part.
Is the gist of that.
【0017】このようにすれば、金属カラーとしての必
要な強度とボルトに対する反力(スプリング力)とを任
意に調整することができるようになる。 In this way, the metal color must be used.
Assigns necessary strength and reaction force (spring force) to bolt
It can be adjusted at will.
【0018】請求項3に記載の発明では、請求項1又は
2に記載の金属カラーにおいて、前記被取付物との当接
部にフランジを有し、且つ前記座ぐりに対応する一部分
が塑性変形されていることで前記取付物の締結孔内に落
下不能に装着されることをその要旨とする。According to the third aspect of the present invention, the first aspect or the
3. The metal collar according to 2, wherein the metal collar contacts the object.
Part having a flange at the part and corresponding to the counterbore
The gist of the invention is that it is plastically deformed so that it is not fallen into the fastening hole of the attachment.
【0019】金属カラーとしての同構造によれば、その
塑性変形の度合いに応じてカラーの全長が締結孔の孔長
に見合う長さに自動調整されるとともに、該塑性変形に
伴う周壁の突出、並びにその下部のフランジによって金
属カラーが締結孔を挟み込むかたちとなり、金属カラー
が同締結孔から落下することもなくなる。このため、同
カラーの長さに関する精度、並びに外径に関する精度が
共に緩和され、その分その生産性も向上されるようにな
る。また、上記フランジを有することにより、該金属カ
ラーが被取付物の表面を損傷せしめるようなこともなく
なる。According to the same structure as the metal collar, the entire length of the collar is automatically adjusted to a length corresponding to the length of the fastening hole according to the degree of plastic deformation, and the protrusion of the peripheral wall due to the plastic deformation, In addition, the metal collar sandwiches the fastening hole by the lower flange thereof, so that the metal collar does not fall from the fastening hole. For this reason, both the accuracy regarding the length of the collar and the accuracy regarding the outer diameter are relaxed, and the productivity is improved accordingly. In addition, the provision of the flange prevents the metal collar from damaging the surface of the object.
【0020】請求項4に記載の発明では、締結孔内に金
属カラーの装着された取付物がボルト等の締結手段によ
り被取付物に締結固定されてなる金属カラーを用いた締
結構造体において、前記取付物の締結孔上部には座ぐり
が設けられ、前記金属カラーはそのカラー全長が同締結
孔の孔長より長く形成されたものが前記座ぐり内で圧縮
変形されて前記締結手段に反力を付与することをその要
旨とする 金属カラーを用いた締結構造体としての同構成によれ
ば、金属カラーの圧縮変形の度合いに応じて同カラーの
全長が取付物における締結孔の孔長に見合う長さに自動
調整されるようになるとともに、そのスプリングバック
による締結手段への反力を通じて、締結手段の緩み等も
好適に防止されるようになる。このため、金属カラーの
長さに関する精度は緩和されることとなり、その生産性
が向上されるとともに、締結手段の緩み等のないより信
頼性の高い締結が実現されるようになる。また、同締結
に際して部品点数の増加もない。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a fastening structure using a metal collar in which an attachment having a metal collar mounted in a fastening hole is fastened and fixed to the workpiece by fastening means such as bolts. A counterbore is provided at the upper part of the fastening hole of the attachment, and the metal collar having the entire length of the collar longer than the hole length of the fastening hole is compressed and deformed in the counterbore to be opposed to the fastening means. According to the same configuration as a fastening structure using a metal collar, the gist of which is to apply a force, according to the degree of compression deformation of the metal collar, the entire length of the collar is equal to the length of the fastening hole in the attachment. The length is automatically adjusted to a suitable length, and loosening of the fastening means can be suitably prevented through the reaction force of the spring back to the fastening means. For this reason, the precision with respect to the length of the metal collar is relaxed, the productivity is improved, and more reliable fastening without loosening of the fastening means is realized. In addition, there is no increase in the number of parts at the time of the fastening.
【0021】請求項5に記載の発明では、請求項4記載
の金属カラーを用いた締結構造体において、前記金属カ
ラーは前記被取付物との当接部にフランジを有すること
をその要旨とする。According to a fifth aspect of the invention, in the fastening structure using the metal collar according to the fourth aspect, the gist of the invention is that the metal collar has a flange at a contact portion with the attachment. .
【0022】金属カラーを用いた締結構造体としての同
構成によれば、上記フランジを通じて金属カラーと被取
付物との当接面積が増大され、該被取付物がアルミニウ
ム等の比較的柔らかい材料であったとしても、その表面
が金属カラーによって損傷されることはなくなる。According to the same structure as the fastening structure using the metal collar, the contact area between the metal collar and the object is increased through the flange, and the object is made of a relatively soft material such as aluminum. The surface, if any, is not damaged by the metal collar.
【0023】[0023]
【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した一実施
形態を図1〜図5に従って説明する。図1は本実施形態
にかかる金属カラーを用いた締結構造体として、金属カ
ラーの装着された樹脂部品を被取付物に締結した状態を
示す断面図であり、図2は同締結構造体に用いられる金
属カラーの斜視図である。なお、取付物である樹脂部品
が樹脂製インテークマニホールドであった場合、その取
付物としては、例えばアルミニウム等からなるシリンダ
ヘッドがある。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 1 is a cross-sectional view showing a state in which a resin component having a metal collar mounted thereon is fastened to an object as a fastening structure using a metal collar according to the present embodiment, and FIG. FIG. 2 is a perspective view of a metal collar to be provided. When the resin component as the attachment is a resin intake manifold, the attachment is, for example, a cylinder head made of aluminum or the like.
【0024】図1に示すように、樹脂部品11には、貫
通孔12が設けられている。貫通孔12の上縁には座ぐ
り部13が設けられ、貫通孔12の下縁には後記する金
属カラー15のフランジ部16と対応する凹部14が設
けられている。SCP270やSUS等の軟鋼からなる
金属カラー15は、図2に示すように、円筒状に形成さ
れた筒部15aを有するとともに、基端部(図中下部)
にはフランジ部16が形成されている。また、金属カラ
ー15はその全長が上記貫通孔12の長さよりも例えば
3〜5ミリ程度長めに形成されている。As shown in FIG. 1, a through-hole 12 is provided in the resin component 11. A counterbore 13 is provided at an upper edge of the through hole 12, and a concave portion 14 corresponding to a flange 16 of a metal collar 15 described later is provided at a lower edge of the through hole 12. As shown in FIG. 2, the metal collar 15 made of mild steel such as SCP270 or SUS has a cylindrical portion 15a formed in a cylindrical shape, and has a base end (lower part in the figure).
Is formed with a flange portion 16. Further, the entire length of the metal collar 15 is formed, for example, about 3 to 5 mm longer than the length of the through hole 12.
【0025】このように形成された金属カラー15は、
その先端部17から上記貫通孔12内に挿入された後、
後述するように、プレス等によりその長さ方向から加圧
されて、同先端部17が上記座ぐり部13内で断面略
「く」字状に塑性変形させられる。こうして金属カラー
15が装着された樹脂部品11は、同金属カラー15の
筒部15aが被取付物21の雌ねじ穴22と対応するよ
うに配置された状態でボルト23及び座金24により上
記被取付物21に締結固定される。The metal collar 15 thus formed is
After being inserted into the through hole 12 from the tip portion 17,
As will be described later, the tip portion 17 is plastically deformed in the counterbore portion 13 into a substantially rectangular shape in cross section by being pressed from the length direction by a press or the like. The resin component 11 to which the metal collar 15 has been attached is attached by the bolt 23 and the washer 24 in a state where the cylindrical portion 15a of the metal collar 15 is arranged so as to correspond to the female screw hole 22 of the attachment 21. 21.
【0026】次に、このように構成された締結構造体の
組付過程を図1及び図3〜図5に従って更に詳述する。
なお、図3〜図5は、本実施形態にかかる金属カラーを
用いた締結構造体の組付態様を順次示す断面図である。Next, the process of assembling the thus constituted fastening structure will be described in more detail with reference to FIG. 1 and FIGS.
3 to 5 are cross-sectional views sequentially showing an assembling mode of the fastening structure using the metal collar according to the present embodiment.
【0027】同構造体の組付に際してはまず、図3
(a)に示す態様で上記樹脂部品11の貫通孔12内に
上記金属カラー15が挿入される。樹脂部品11の下方
から挿入された同金属カラー15はこのとき、そのフラ
ンジ部16が上記貫通孔12の下方に設けられた凹部1
4に収容され、図3(b)に示されるように、金属カラ
ー15の下面は樹脂部品11の下面と面一になる。な
お、金属カラー15の外径は、上記貫通孔12の内径
(成形精度±0.1ミリ)に対して0.05〜0.45
ミリ程度の隙間ができる寸法となっている。また、この
状態においては、同カラー15の先端部17が樹脂部品
11の上面よりも所定量h(3〜5ミリ)だけ突出す
る。When assembling the structure, first, FIG.
The metal collar 15 is inserted into the through hole 12 of the resin component 11 in the mode shown in FIG. At this time, the same metal collar 15 inserted from below the resin component 11 has its flange portion 16 provided in the concave portion 1 provided below the through hole 12.
4 and the lower surface of the metal collar 15 is flush with the lower surface of the resin component 11 as shown in FIG. The outer diameter of the metal collar 15 is 0.05 to 0.45 with respect to the inner diameter of the through hole 12 (molding accuracy ± 0.1 mm).
It is dimensioned to have a gap of about mm. In this state, the tip 17 of the collar 15 protrudes from the upper surface of the resin component 11 by a predetermined amount h (3 to 5 mm).
【0028】続いて、図3(b)に示すように、上記金
属カラー15をその上方からプレス機31によって押圧
する。このとき、同カラー15の先端部17は樹脂部品
11から所定量hだけ突出しているために、このプレス
機31の押圧力により、図4(a)に示される態様で同
先端部17が上記座ぐり部13内で座屈による塑性変形
を生じ、上述のように断面略「く」字状に屈曲する。こ
のとき、上記プレス機31は、自身の下面が上記樹脂部
品11の上面と面一になる位置まで移動するが、その
後、図4(b)に示すように金属カラー15が上記プレ
ス機31による押圧から解放されると、上記先端部17
は、弾性戻り(スプリングバック)によって樹脂部品1
1の上面から長さSだけ突出するようになる。すなわ
ち、金属カラー15の先端部17はこの突出長さS分の
弾性変形が可能となる。なお、金属カラー15の先端部
17がこうして塑性変形させられることで、その外径と
貫通孔12の内径とに上記隙間が存在する場合であれ、
同カラー15が同貫通孔12から落下することはなくな
る。すなわち、同状態で樹脂部品11を運搬する場合で
あれ、該部品11から金属カラー15が落下、紛失する
といったような自体も未然に回避されるようになる。Subsequently, as shown in FIG. 3B, the metal collar 15 is pressed from above by a press 31. At this time, since the distal end portion 17 of the collar 15 protrudes from the resin component 11 by a predetermined amount h, the pressing force of the press machine 31 causes the distal end portion 17 to move in the manner shown in FIG. Plastic deformation due to buckling occurs in the counterbore portion 13 and, as described above, it bends in a substantially “C” -shaped cross section. At this time, the press machine 31 moves to a position where the lower surface of the press machine 31 is flush with the upper surface of the resin component 11, and then the metal collar 15 is moved by the press machine 31 as shown in FIG. When the tip 17 is released from the pressing,
Is the resin part 1 by elastic return (spring back)
1 protrudes from the upper surface by a length S. That is, the distal end portion 17 of the metal collar 15 can be elastically deformed by the protruding length S. In addition, even if the above-mentioned gap exists between the outer diameter and the inner diameter of the through-hole 12 by the plastic deformation of the tip portion 17 of the metal collar 15 in this manner,
The collar 15 will not drop from the through hole 12. That is, even when the resin component 11 is transported in the same state, it is possible to prevent the metal collar 15 from being dropped or lost from the component 11 beforehand.
【0029】次に、こうして金属カラー15が装着され
た樹脂部品11は、図5に示すように上記被取付物21
の雌ねじ穴22と金属カラー15の筒部15aとが対応
した状態で同被取付物21に重ねられる。そしてボルト
23が、同図5に示される態様で座金24を介して上記
筒部15aに挿入され、トルクレンチ等により所定の締
め付けトルクにて被取付物21の雌ねじ穴22に螺着さ
れることで、図1に示した締結構造体の組付けが完了さ
れる。Next, as shown in FIG. 5, the resin component 11 on which the metal collar 15 has been attached is
The female screw hole 22 of the metal collar 15 and the cylindrical portion 15a of the metal collar 15 correspond to each other and are superimposed on the attachment 21. Then, the bolt 23 is inserted into the cylindrical portion 15a via the washer 24 in the manner shown in FIG. 5 and screwed into the female screw hole 22 of the attachment 21 with a predetermined tightening torque using a torque wrench or the like. Thus, the assembly of the fastening structure shown in FIG. 1 is completed.
【0030】ところで、上記ボルト23の螺着時におい
て、同ボルト23には、上記金属カラー15の先端部1
7の弾性変形(スプリング力)に基づく反力が生じる。
そしてこの反力は、ボルト23による締結力の緩みを防
止するとともに、その締結荷重が樹脂部品11のみに集
中的に加わることをも緩和する。一方、同スプリング力
に基づく反力は、上記金属カラー15の材質、長さ、肉
厚等によって決定される。そこで、本実施形態において
は、上記ボルト23の軸力が樹脂部品11と金属カラー
15とにそれぞれ半々程度に加わるように、その材質を
含め、同金属カラー15の長さ及び肉厚を設定するよう
にしている。By the way, when the bolt 23 is screwed, the distal end 1 of the metal collar 15 is attached to the bolt 23.
7 generates a reaction force based on the elastic deformation (spring force).
This reaction force prevents the fastening force from being loosened by the bolt 23 and also reduces the concentration of the fastening load applied only to the resin component 11. On the other hand, the reaction force based on the spring force is determined by the material, length, thickness, and the like of the metal collar 15. Therefore, in the present embodiment, the length and thickness of the metal collar 15, including the material thereof, are set so that the axial force of the bolt 23 is applied to the resin component 11 and the metal collar 15 approximately half each. Like that.
【0031】以上詳述した本実施形態の作用並びに効果
について以下に総括する。 ・樹脂部品11の貫通孔12の直径と金属カラー15の
外径との相対精度、及び同樹脂部品11の肉厚(貫通孔
12の孔長)と同カラー15の全長との相対精度を緩和
させることができる。すなわち、金属カラー15を形成
する際に、切削加工等の微妙な機械加工が不要となる。
そのため、金属カラー15の生産性を向上させることが
できる。しかも本実施形態の締結構造体によれば、ボル
ト23に対して反力を付与するための構成を別部材とし
て用意する必要がないため、部品点数を増大させること
をも防止することができ、管理コスト及び製造コストを
低減することができる。The operation and effect of the embodiment described above will be summarized below. The relative accuracy between the diameter of the through hole 12 of the resin component 11 and the outer diameter of the metal collar 15 and the relative accuracy between the thickness of the resin component 11 (hole length of the through hole 12) and the entire length of the collar 15 are reduced. Can be done. That is, when forming the metal collar 15, delicate machining such as cutting is not required.
Therefore, the productivity of the metal collar 15 can be improved. Moreover, according to the fastening structure of the present embodiment, there is no need to prepare a separate member for applying a reaction force to the bolt 23, so that it is possible to prevent an increase in the number of parts, and Management costs and manufacturing costs can be reduced.
【0032】・金属カラー15の貫通孔(締結孔)12
への挿入後、その先端部17がプレスにより塑性変形さ
れるため、同カラー15が同貫通穴12から抜け落ちる
のを防止することができる。また、同状態での樹脂部品
11の運搬等も容易となる。The through-hole (fastening hole) 12 of the metal collar 15
After the insertion, the tip portion 17 is plastically deformed by the press, so that the collar 15 can be prevented from falling out of the through hole 12. In addition, transportation of the resin component 11 in the same state becomes easy.
【0033】・金属カラー15の変形された先端部17
の長さS分の弾性変形(スプリング力)に基づく反力が
ボルト23に対して付与されるため、同ボルト23が螺
着完了後に緩んでしまうのを確実に防止することができ
る。The deformed tip 17 of the metal collar 15
Since the reaction force based on the elastic deformation (spring force) of the length S is applied to the bolt 23, the bolt 23 can be reliably prevented from loosening after the screwing is completed.
【0034】・樹脂部品11と金属カラー15とに対す
る荷重分担率は、上記ボルト23の軸力と上記反力との
比によって決定される。この反力は、金属カラー15の
(突出)長さ及び肉厚によって調整することができるた
め、該荷重分担率を容易に調整することができる。そし
て、樹脂部品11と金属カラー15とに対する荷重分担
率を同等程度にすることによって、同荷重分担率の偏り
に起因する樹脂部品11の変形や割れ、あるいは締結力
の低下等々といった種々の不具合を好適に解消すること
ができる。The load sharing ratio between the resin component 11 and the metal collar 15 is determined by the ratio between the axial force of the bolt 23 and the reaction force. Since this reaction force can be adjusted by the (projection) length and wall thickness of the metal collar 15, the load sharing ratio can be easily adjusted. By making the load sharing ratios of the resin component 11 and the metal collar 15 approximately the same, various problems such as deformation or cracking of the resin component 11 due to the deviation of the load sharing ratio, reduction of the fastening force, and the like can be avoided. It can be solved suitably.
【0035】・金属カラー15の基端部にフランジ部1
6を形成したことで、被取付物21の上面との当接面積
を大きく確保できる。すなわち、ボルト23の螺着時に
おいて、上記被取付物21の該当接面がボルト23の軸
力によって押圧された金属カラー15から受ける面圧を
低減することができる。したがって、被取付物21がア
ルミニウム等の比較的柔らかい材料であったとしても、
金属カラー15が同被取付物21の当接面にくい込むな
どして、これを変形、損傷させてしまうこともない。A flange 1 at the base end of the metal collar 15
By forming 6, a large contact area with the upper surface of the attachment 21 can be secured. That is, when the bolt 23 is screwed, the surface pressure received from the metal collar 15 pressed by the axial force of the bolt 23 on the contact surface of the object 21 can be reduced. Therefore, even if the attachment 21 is a relatively soft material such as aluminum,
There is no possibility that the metal collar 15 is deformed or damaged, for example, when the metal collar 15 gets into the contact surface of the attachment 21.
【0036】なお、上記実施形態は以下のように変更し
てもよく、その場合でも同様の作用および効果を得るこ
とができる。 ・上記実施形態では図2に示した金属カラー15を用い
たが、これを、図6に示す金属カラー41に変更する。
同図に示すように、金属カラー41も、上記金属カラー
15と同様に筒部41a、フランジ部42、及び先端部
43を有するが、先端部43の肉厚は筒部41aの肉厚
よりも薄く形成されている。このようにすれば、金属カ
ラー41としての必要な強度と上記ボルト23に対する
反力(スプリング力)とを任意に調整することができる
ようになる。The above embodiment may be modified as described below, and the same operation and effect can be obtained in such a case. In the above embodiment, the metal collar 15 shown in FIG. 2 is used, but this is changed to a metal collar 41 shown in FIG.
As shown in the figure, the metal collar 41 also has a cylindrical portion 41a, a flange portion 42, and a distal end portion 43 similarly to the metal collar 15, but the thickness of the distal end portion 43 is larger than the thickness of the cylindrical portion 41a. It is formed thin. This makes it possible to arbitrarily adjust the required strength of the metal collar 41 and the reaction force (spring force) on the bolt 23.
【0037】・金属カラーとして、上記金属カラー1
5,41を僅かに楕円筒化させたものを用いる。このよ
うにすれば、樹脂部品11の貫通孔12内に圧入された
金属カラーが、貫通孔12内にて楕円に戻ろうとするた
め、金属カラーカラーの周壁と貫通孔12の内面との間
に摩擦が生じる。その結果、上記貫通孔12内に金属カ
ラーを装着した後に、同カラーが貫通孔12から抜け落
ちるのを防止することができる。The above metal color 1 is used as the metal color.
A slightly elliptic cylinder of 5, 41 is used. With this configuration, the metal collar pressed into the through-hole 12 of the resin component 11 attempts to return to an ellipse in the through-hole 12, so that the metal collar is located between the peripheral wall of the collar and the inner surface of the through-hole 12. Friction occurs. As a result, it is possible to prevent the collar from dropping out of the through hole 12 after the metal collar is mounted in the through hole 12.
【0038】・カラー先端部は、プレス機31にて屈曲
させなくても、上記ボルト23の締結時にその軸力によ
って屈曲させることも可能であるため、こうして金属カ
ラーを楕円筒化することにより、プレス機31による押
圧工程を省くことも可能となる。The distal end of the collar can be bent by the axial force when the bolt 23 is fastened without being bent by the press machine 31. Thus, by making the metal collar into an elliptical cylinder, It is also possible to omit the pressing step by the press machine 31.
【0039】・上記金属カラー15,41のフランジ部
16,42に、挿入方向に向かって収束するテーパ面を
設ける。それとともに、上記樹脂部品11の凹部14を
該テーパ面に対応する形状にする。このようにすれば、
上記樹脂部品11の貫通孔12に上記金属カラー15,
41を挿入する際に、同樹脂部品11の内径と上記金属
カラー15,41の外径との誤差に影響されることな
く、それらフランジ部16,42を凹部14内に容易に
収めることができる。The flange portions 16 and 42 of the metal collars 15 and 41 are provided with tapered surfaces that converge in the insertion direction. At the same time, the concave portion 14 of the resin component 11 is formed in a shape corresponding to the tapered surface. If you do this,
The metal collar 15 is inserted into the through hole 12 of the resin component 11.
When inserting 41, the flange portions 16 and 42 can be easily accommodated in the concave portion 14 without being affected by an error between the inner diameter of the resin component 11 and the outer diameter of the metal collars 15 and 41. .
【0040】[0040]
【発明の効果】請求項1に記載の発明によれば、上記所
定量突出した金属カラーの挿入端を座屈変形させること
により、同カラーが上記孔部内から抜け落ちるのを防止
することができる。そのため、上記取付物と上記金属カ
ラーとの径方向の相対精度を緩和させることができる。
それとともに、上記座屈変形された金属カラーの挿入端
の弾性戻り力(スプリングバック力)により上記締結部
材に対して付勢力が付与されるため、同締結部材の緩み
止めを図ることができる。すなわち、上記取付物と上記
金属カラーとの長さ方向の相対精度をも緩和させること
ができる。しかも、上記締結部材への付勢力の付与は上
記金属カラーの挿入端によってなされるため、同付勢力
を付与するために別部材を用意する必要もない。According to the first aspect of the present invention, the insertion end of the metal collar protruding the predetermined amount is buckled and deformed, so that the metal collar can be prevented from falling out of the hole. Therefore, the relative accuracy in the radial direction between the attachment and the metal collar can be reduced.
At the same time, an urging force is applied to the fastening member by the elastic return force (spring-back force) of the insertion end of the buckled metal collar, so that the fastening member can be prevented from loosening. That is, the relative accuracy in the length direction between the attachment and the metal collar can be reduced. In addition, since the urging force is applied to the fastening member by the insertion end of the metal collar, it is not necessary to prepare a separate member for applying the urging force.
【0041】請求項3に記載の発明によれば、上記フラ
ンジ部によって該金属カラーと上記被取付物との接触面
積を増大させることができる。そのため、上記締結部材
の軸力によって、上記金属カラーが上記被取付物の該接
触面にくい込んだりして、同被取付物を変形させてしま
うおそれを確実に防止することができる。According to the third aspect of the present invention, the contact area between the metal collar and the object can be increased by the flange portion. Therefore, it is possible to reliably prevent the metal collar from being inserted into the contact surface of the mounted object and deforming the mounted object due to the axial force of the fastening member.
【図1】本発明の金属カラーを用いた締結構造体を示す
断面図。FIG. 1 is a sectional view showing a fastening structure using a metal collar of the present invention.
【図2】本発明の金属カラーの一実施形態を示す斜視
図。FIG. 2 is a perspective view showing one embodiment of a metal collar of the present invention.
【図3】同実施形態の締結構造体の組付過程を示す断面
図。FIG. 3 is an exemplary sectional view showing the process of assembling the fastening structure according to the embodiment;
【図4】同実施形態の締結構造体の組付過程を示す断面
図。FIG. 4 is an exemplary sectional view showing the process of assembling the fastening structure according to the embodiment;
【図5】同実施形態の締結構造体の組付過程を示す断面
図。FIG. 5 is an exemplary sectional view showing a step of assembling the fastening structure according to the embodiment;
【図6】本発明の金属カラーの他の実施形態を示す斜視
図。FIG. 6 is a perspective view showing another embodiment of the metal collar of the present invention.
【図7】金属カラーを用いた締結構造体の一般構成を示
す断面図。FIG. 7 is a sectional view showing a general configuration of a fastening structure using a metal collar.
【図8】同構造体の樹脂部品と金属カラーとの寸法関係
を示す断面図。FIG. 8 is a sectional view showing a dimensional relationship between a resin part and a metal collar of the same structure.
【図9】同構造体の樹脂部品のつぶし代と荷重分担率と
の関係を示すグラフ。FIG. 9 is a graph showing a relationship between a crushing allowance of a resin part of the same structure and a load sharing ratio.
11…樹脂部品(取付物)、12…貫通孔(締結孔)、
13…座ぐり部、14…凹部、15,41…金属カラ
ー、16,42…フランジ部、17,43…先端部、2
1…被取付物、23…ボルト(締結手段)。11: resin parts (attachment), 12: through-hole (fastening hole),
13: Counterbore, 14: Recess, 15, 41: Metal collar, 16, 42: Flange, 17, 43: Tip, 2
1: mounting object, 23: bolt (fastening means).
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 誠 愛知県名古屋市中区正木3丁目6番6号 株式会社 高木製作所 内 (56)参考文献 特開 平9−166123(JP,A) 特開 昭55−65706(JP,A) 実開 昭53−106553(JP,U) 実開 昭58−7906(JP,U) 実開 昭50−131462(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F16B 43/00 F16B 39/284 F16B 39/34 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (72) Inventor Makoto Ito 3-6-6 Masaki, Naka-ku, Nagoya-shi, Aichi Takagi Seisakusho Co., Ltd. (56) References JP-A-9-166123 (JP, A) Showa 55-65706 (JP, A) Actually open Showa 53-106553 (JP, U) Actually open Showa 58-7906 (JP, U) Actually open Showa 50-131462 (JP, U) (58) Fields investigated (Int) .Cl. 7 , DB name) F16B 43/00 F16B 39/284 F16B 39/34
Claims (5)
る取付物がボルト等の締結手段によって被取付物に締結
固定される構造にあって、前記取付物の締結孔内に装着
される金属カラーであって、 そのカラー全長が前記締結孔の孔長より長く形成され、
前記座ぐりに対応する一部分が長さ方向からの加圧に基
づき同座ぐり内で塑性変形されてなることを特徴とする
金属カラー。1. It has a fastening hole provided with a counterbore at the top.
That fitment is by a fastening means such as bolts In the structure that is fastened to the attached object to a metal collar that is mounted in a fastening bore of the fittings, holes length of the collar total length the fastening holes Formed longer,
A metal collar, wherein a portion corresponding to the counterbore is plastically deformed in the counterbore based on pressurization in a length direction.
の肉厚よりも薄く形成されている ことを特徴とする金属
カラー。2. The metal collar according to claim 1, wherein a thickness of a portion of the collar which is plastically deformed in the counterbore is another portion.
A metal collar characterized by being formed thinner than the thickness of the metal.
いて、 前記被取付物との当接部にフランジを有し、且つ前記座
ぐりに対応する一部分が塑性変形されていることで 前記
取付物の締結孔内に落下不能に装着されることを特徴と
する金属カラー。3. The metal collar according to claim 1 or 2,
A flange at a contact portion with the object to be mounted;
A metal collar , wherein a part corresponding to the counterbore is plastically deformed so that the metal collar is not fallen into the fastening hole of the attachment.
物がボルト等の締結手段により被取付物に締結固定され
てなる金属カラーを用いた締結構造体において、 前記取付物の締結孔上部には座ぐりが設けられ、前記金
属カラーはそのカラー全長が同締結孔の孔長より長く形
成されたものが前記座ぐり内で圧縮変形されて前記締結
手段に反力を付与することを特徴とする金属カラーを用
いた締結構造体。4. A fastening structure using a metal collar in which an attachment in which a metal collar is mounted in a fastening hole is fastened and fixed to an object to be mounted by fastening means such as bolts. A counterbore is provided on the metal collar, and the metal collar having a total length longer than the length of the fastening hole is compressed and deformed in the counterbore to apply a reaction force to the fastening means. A fastening structure using a metal collar.
構造体において、 前記金属カラーは前記被取付物との当接部にフランジを
有することを特徴とする金属カラーを用いた締結構造
体。5. The fastening structure using a metal collar according to claim 4, wherein the metal collar has a flange at a contact portion with the attachment. .
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