JP4834027B2 - かしめねじ、かしめねじの製造方法及びかしめねじの接合構造 - Google Patents

Description

本発明は、かしめねじ、かしめねじの製造方法及びかしめねじの接合構造に関する。

自動車のボディパネル等の板状ワークに対するボルトやナットの接合にはプロジェクション溶接が広く採用されている。しかし、このプロジェクション溶接の場合、大容量の受電設備や電気配線、クーリングタワー、給排水設備が必要になる。また、溶接用電極等の消耗品が必要になるとともに、その交換のために熟練者や時間の確保も必要になる。

これに対して、プレスによってボルトやナットをベース板に接合することも知られている。下型上にセットされた板状ワークの上方からナット本体を打込み、ワークの打ち抜きとかしめとを同時に行ってナット本体を金属板に装着する、というものである。

例えば、特許文献１には、かしめナットに関して、ナット本体の座面にねじ孔の周囲を巡る環状溝を形成することが記載されている。このナット本体の環状溝外周面には、ナット軸方向に垂直な断面形状が円弧状である複数の凹部が周方向に間隔をおいて形成されている。ナット本体の環状溝内周面には、環状溝外周面の各円弧状凹部に向かって突出した円弧状凸部が形成されている。このナット本体の環状溝にワークが塑性変形して圧入され、上記円弧状凹部と円弧状凸部とにより、ナット本体の空回りを防止するようになっている。また、環状溝外周面は溝の開口に向かって口径が小さくなるようにテーパが付けられており、このテーパによって、ナット本体の抜け止めが図られている。

また、特許文献２には、かしめナットに関して、環状溝外周面に回り止め用のセレーションを刻設すること、並びに環状溝内側の内筒部を裾拡がりのテーパ形状とすることが記載されている。このテーパ形状の内筒部によってナットの抜け止めが図られている。
特開昭６０−２５２８１４号公報 特開平１１−１９３８０８号公報

しかし、特許文献１のかしめナットの場合、３０００Ｎ・ｃｍを超える回転トルクが加わると、ナットが空回りする。その理由の一つは、環状溝の外周面及び内周面の凹部及び凸部は同じく円弧状に形成されていることにあると考えられる。すなわち、環状溝の溝幅は、凹部・凸部が設けられている部分と、凹部・凸部が設けられていない部分とでは実質的には差がなく、全周にわたって略一定になっている。このため、ナットに大きな回転トルクが加わると、環状溝に圧入されたワークの圧入部の塑性変形を招き易く、ナットがワークに対してずれ動く。ナットに一旦回転ずれを生ずると、ワークに部品を止めることができたとしても、ワークに振動等によって、その部品がガタついて異音を発生する。また、環状溝外周面のテーパだけでは大きな抜け止め力は得られない。

一方、上記特許文献２のかしめナットの場合、セレーションでは大きな回り止め力を期待することができず、また、テーパ形内筒部であれば、比較的大きな抜け止め力が得られるものの、内筒部がテーパ形状になったときにねじ孔の変形を招き易い。

また、上記特許文献１，２のかしめナットはいずれも、ワークに接合するときに、ワークの打ち抜きとかしめとを同時に行なうものであるから、大きなプレス力が必要となり、しかも、ナットによって上記打ち抜きを行なうために該ナットに硬質材を使用する必要があり、コスト高になる。

そこで、本発明は、比較的小さなプレス力でかしめねじ（ナット又はボルト）をワークに接合できるようにすること、そして、大きな回り止め力及び抜け止め力が得られるようにすることを課題とする。

本発明は、このような課題を解決するために、ワークには予めバーリング孔を形成しておき、かしめねじにはかしめ用の筒部を形成するとともに、環状溝の内外周面に特殊な回り止め形状を付与するようにした。

請求項１に係る発明は、周縁に円筒状立上り壁が形成されたバーリング孔を有するワークに接合されるかしめナットであって、
ねじ孔を有するナット本体と、
上記ナット本体座面側に上記ねじ孔の周囲を巡るように設けられ、上記ワークのバーリング孔に上記立上り壁側から挿入されて上記立上り壁とは反対側のバーリング孔周縁にかしめられるかしめ用筒とを備え、
上記ナット本体の座面側には、上記かしめ用筒の周囲を巡るように設けられ、上記ワークの立上り壁が圧入される環状溝が形成され、
上記ナット本体の環状溝外周面は多角形に形成されていて、その各頂部に上記立上り壁の外周部が塑性変形して入る横断面形状が円弧、三角山形、或いは矩形の凹部が形成され、
上記ナット本体の環状溝内周面は上記外周面の多角形に対応する同心の多角形に形成されていて、該多角形の各頂部が、上記立上り壁の内周部に食い込んだ状態になるように上記外周面の各凹部に向かって突出した三角山形の凸部を形成しており、
上記環状溝の溝幅が上記外周面の各凹部の部位で広くなっていることを特徴とする。

本発明によれば、ワークには予めバーリング孔が形成されているから、ワークへのかしめナットの接合にあたっては、ワークをかしめナットによって打ち抜く必要がなく、接合に必要なプレス力が軽減されるとともに、かしめナットの材質も硬質材に限定されない。ワークの立上り壁がかしめナットの環状溝に圧入されると、立上り壁の外周部が塑性変形して環状溝外周面の凹部に入る一方、環状溝内周面の三角山形凸部が立上り壁の内周部に食い込んだ状態になる。この食い込みによって、かしめナットに大きな回り止め力が得られる。環状溝はその溝幅が各凹部の部位で広くなっており、その溝幅が一定でないことも、かしめナットの回転ずれ防止に寄与する。かしめナットのかしめ用筒はワークの立上り壁とは反対側のバーリング孔周縁にかしめられ、これにより、かしめナットに大きな抜け止め力が得られる。

環状溝外周面の凹部は、横断面形状（ナット軸方向に垂直な断面形状）を円弧状に形成することができ、或いは三角山形に形成することができ、或いは矩形（台形を含む）に形成することができる。凹部の開口幅は、環状溝外周長の１／３０以上１／６以下程度にすることが好ましい。

環状溝内周面の三角山形凸部は、凸部先端のアールが０．３ｍｍ以下となるようにすることが好ましい。三角山形凸部の頂角は６０度以上１３５度以下にすることが好ましい。環状溝内周面の横断面形状を多角形に形成し、その各頂部が三角山形凸部を形成するようにしてもよい。

上記環状溝外周面及び内周面の形状に関しては、以下に述べる他の発明も同様である。

請求項２に係る発明は、周縁に円筒状立上り壁が形成されたバーリング孔を有するワークに接合されたかしめナットの接合構造であって、
上記かしめナットは、ねじ孔を有するナット本体と、該ナット本体の座面側に設けられた上記ねじ孔の周囲を巡るかしめ部とを備え、
上記ナット本体の座面側には、さらに上記かしめ部の周囲を巡る環状溝が形成され、
上記ナット本体の環状溝外周面は多角形に形成されていて、その各頂部に横断面形状が円弧、三角山形、或いは矩形の凹部が形成され、
上記ナット本体の環状溝内周面は上記外周面の多角形に対応する同心の多角形に形成されていて、該多角形の各頂部が上記外周面の各凹部に向かって突出した三角山形の凸部を形成し、上記環状溝の溝幅が上記外周面の各凹部の部位で広くなっており、
上記立上り壁が上記かしめナットの環状溝に圧入されて、該立上り壁の外周部が塑性変形して上記環状溝外周面の各凹部に入り込み、上記環状溝内周面の三角山形凸部が上記立上り壁の内周部に食い込み、
上記かしめナットのかしめ部が上記ワークの立上り壁とは反対側のバーリング孔周縁にかしめられていることを特徴とする。

従って、先に説明したように、環状溝外周面の凹部と環状溝内周面の三角山形凸部とによって、かしめナットに大きな回り止め力が得られ、かしめ部よってかしめナットに大きな抜け止め力が得られる。

請求項３に係る発明は、周縁に円筒状立上り壁が形成されたバーリング孔を有するワークに接合されるかしめナットの製造方法であって、
座面側にねじ用下孔の周囲を巡るかしめ用筒が形成されたナット素材を準備し、
上記ナット素材座面側の上記かしめ用筒の周囲への圧印加工により、上記かしめ用筒の周囲を巡る、内周面が多角形状であり外周面が円形である、上記立上り壁が圧入される上部環状溝を形成し、
上記上部環状溝底面への圧印加工により、上記上部環状溝の内周面に連続する多角形状の内周面と、該内周面の多角形に対応する同心の多角形状の外周面とを有し、該外周面の各頂部に上記立上り壁の外周部が塑性変形して入る横断面形状が円弧、三角山形、或いは矩形の凹部が形成されていて、該内周面の各頂部が上記立上り壁の内周部に食い込んだ状態になるように上記外周面の各凹部に向かって突出した三角山形凸部に形成され、該外周面の各凹部の部位で溝幅が広くなった、上記立上り壁が圧入される下部環状溝を形成し、
しかる後に、ねじ用下孔にタップを通してねじ立てすることを特徴とする。

この製造方法によれば、２回の圧印加工によって上部環状溝と下部環状溝とを形成するから、トータルで比較的深い環状溝を形成することができ、回り止め力が大きなかしめナットが得られる。この場合、多角形状内周面の各頂部が三角山形凸部を構成することになる。

請求項４に係る発明は、周縁に円筒状の立上り壁が形成されたバーリング孔を有するワークに接合されるかしめボルトであって、
ねじ部と、
上記ねじ部の基端に設けられた頭部と、
上記頭部の座面側に上記ねじ部の周囲を巡るように設けられ、上記ワークのバーリング孔に上記立上り壁側から挿入されて上記立上り壁とは反対側のバーリング孔周縁にかしめられるかしめ用筒とを備え、
上記頭部の座面側には、さらに上記かしめ用筒の周囲を巡るように設けられ、上記ワークの立上り壁が圧入される環状溝が形成され、
上記頭部の環状溝外周面は多角形に形成されていて、その各頂部に上記立上り壁の外周部が塑性変形して入る横断面形状が円弧、三角山形、或いは矩形の凹部が形成され、
上記頭部の環状溝内周面は上記外周面の多角形に対応する同心の多角形に形成されていて、該多角形の各頂部が、上記立上り壁の内周部に食い込んだ状態になるように上記外周面の各凹部に向かって突出した三角山形の凸部を形成しており、
上記環状溝の溝幅が上記外周面の各凹部の部位で広くなっていることを特徴とする。

請求項５に係る発明は、周縁に円筒状の立上り壁が形成されたバーリング孔を有するワークに接合されたかしめボルトの接合構造であって、
上記かしめボルトは、ねじ部と、該ねじ部の基端に設けられた頭部と、該頭部の座面側に設けられた上記ねじ部の周囲を巡るかしめ部とを備え、
上記頭部の座面側には、上記かしめ部の周囲を巡る環状溝が形成され、
上記頭部の環状溝外周面は多角形に形成されていて、その各頂部に横断面形状が円弧、三角山形、或いは矩形の凹部が形成され、
上記頭部の環状溝内周面は上記外周面の多角形に対応する同心の多角形に形成されていて、該多角形の各頂部が上記外周面の各凹部に向かって突出した三角山形の凸部を形成し、上記環状溝の溝幅が上記外周面の各凹部の部位で広くなっており、
上記立上り壁が上記かしめボルト環状溝に圧入されて、該立上り壁の外周部が塑性変形して上記環状溝外周面の各凹部に入り込み、上記環状溝内周面の三角山形凸部が上記立上り壁の内周部に食い込み、
上記かしめボルトのかしめ部が上記ワークの立上り壁とは反対側のバーリング孔周縁にかしめられていることを特徴とする。

上記かしめボルトの場合も、上述のかしめナットと同様に、環状溝外周面の凹部と環状溝内周面の三角山形凸部とによって、かしめボルトに大きな回り止め力が得られ、かしめ部よってかしめボルトに大きな抜け止め力が得られる。

以上のように、かしめナット及びかしめボルトに係る各発明、並びにかしめナット及びかしめボルトの接合構造に係る各発明によれば、環状溝外周面は多角形に形成されていて、その各頂部に上記立上り壁の外周部が塑性変形して入る横断面形状が円弧、三角山形、或いは矩形の凹部が形成され、環状溝内周面は上記外周面の多角形に対応する同心の多角形に形成されていて、該多角形の各頂部が、上記立上り壁の内周部に食い込んだ状態になるように上記外周面の各凹部に向かって突出した三角山形の凸部を形成しており、環状溝の溝幅が上記外周面の各凹部の部位で広くなっているから、当該ナット及びボルト各々に大きな回り止め力が得られ、また、ナット及びボルト側のかしめ部をワークのバーリング孔周縁にかしめるようにしたから、当該ナット及びボルト各々に大きな抜け止め力が得られ、しかも、ワークに予めバーリング孔を形成しておくようにしたから、比較的小さなプレス力でかしめナット及びかしめボルトをワークに確実に接合することができる。

また、かしめナットの製造方法に係る発明によれば、２回の圧印加工によって上部環状溝と下部環状溝とを形成するから、トータルで比較的深い環状溝を形成することができ、回り止め力が大きなかしめナットが得られる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。

＜実施形態１＞
−かしめナットの構成−
図１に示す鉄製かしめナット１において、２はねじ孔３を有するナット本体である。ナット本体２の座面側には、ねじ孔３の周囲を巡る筒状に形成され且つナット軸方向に突出しているかしめ用筒４が設けられているとともに、このかしめ用筒４の周囲を巡る環状溝５が形成されている。

環状溝５の外周面には、図２及び図３にも示すように、溝深さ方向中間位置に段部６が設けられて、上部（座面側）環状溝の外周面７が円形に形成され、下部（奥側）環状溝の外周面８は六角形（多角形の一例としての六角形である。以下、同じ。）に形成されている。下部環状溝の外周面８の六角形の各頂部には、横断面形状が円弧状の凹部９が形成されている。

一方、環状溝５の内周面１１は、下部環状溝の外周面８の六角形に対応する同心の六角形に形成されている。従って、環状溝５の下部は、基本的には六角形になっていて、六角形の各頂部の外周面側に円弧状凹部９が形成されている、ということができる。また、環状溝内周面１１の六角形の各頂部が、上記円弧状凹部９に向かって突出した三角山形の凸部１２を形成している。図３に示すように、三角山形凸部１２の上部は、丸みを有するショルダー部１３に形成されている。また、かしめナット１の環状溝５より外側の座面１４は、内周縁にいくほど低くなるテーパ面に形成されている。

−かしめナットのワークへの接合方法−
図４は上記かしめナット１を鉄製の板状ワーク１５にプレスによって接合する様子を示す。ワーク１５には、予めバーリング加工が行なわれて、周縁に円筒状の立上り壁１６を有するバーリング孔１７が形成されている。バーリング孔１７はかしめナット１のかしめ用筒４が嵌まる大きさに形成されている。図４において、１８はワーク受台、１９はワーク受台１８に昇降自在に設けられたかしめ用型である。

かしめ用型１９は、ワーク受台１８の昇降孔２０に挿入されワーク１５のバーリング孔１７が嵌まる円柱状基部１９ａと、基部１９ａの上面中央より上方へ突出した円柱状下部ガイド１９ｂと、下部ガイド１９ｂの上面中央より上方へ突出した円柱状上部ガイド１９ｃとを備え、下部ガイド１９ｂの下端に続く基部１９ａの肩部が、周辺にいくに従って漸次低くなったコーン状のかしめ用傾斜面１９ｄに形成されている。基部１９ａと基台２１との間にスプリング２２が設けられ、このスプリング２２により、かしめ用型１９はワーク受台１８から上方へ突出するように付勢されている。下部ガイド１９ｂはかしめナット１のかしめ用筒４に嵌まる。上部ガイド１９ｃは先端が半球状に形成されていて、かしめナット１のねじ孔３に嵌まる。

以下、接合方法を説明する。ワーク１５をその立上り壁１６が上向きになるようにワーク受台１８に載せ、そのバーリング孔１７をかしめ用型１９の基部１９ａに嵌めた状態にする。次いで図５に示すように、かしめナット１をワーク１５に被せて、かしめ用筒４をバーリング孔１７に嵌め入れ、かしめ用型１９のコーン状のかしめ用傾斜面１９ｄに支持させる。なお、図５は、かしめナット１がかしめ用型１９と共に加圧ラム２３によって押し下げられ、かしめナット１の三角山形凸部１２の上部のショルダー部１３がワーク１５の立上り壁１６に当たった状態を示している。

上記加圧ラム２３を下降させていくと、かしめナット１が下降するとともに、ワーク１５の立上り壁１６が三角山形凸部１２の上部ショルダー部１３に案内されて外側に変形しながら、かしめナット１の環状溝５に入っていき、かしめ用型１９のかしめ用傾斜面１９ｄの下端がワーク受台１８の上面と同じ高さになるまで、スプリング２２が圧縮される。このとき、かしめ用型１９は基台２１に接触する。

上記加圧ラム２３の更なる下降により、ワーク１５の立上り壁１６は塑性変形しながらかしめナット１の環状溝５の奥まで圧入される。一方、かしめナット１のかしめ用筒４は、かしめ用傾斜面１９ｄに案内されて先端部が外側へ拡がっていき、ワーク受台１８の上面とワーク１５との隙間に入って、該ワーク１５の立上り壁１６とは反対側のバーリング孔周縁にかしめられる。

図７及び図８はかしめナット１がワーク１５に接合された状態を示す。すなわち、ワーク１５の立上り壁１６は、その外周部が塑性変形してかしめナット１の下部環状溝外周面８の各円弧状凹部９に圧入され、かしめナット１の環状溝内周面１１の三角山形凸部１２は立上り壁１６の内周部に食い込んでいる。また、かしめナット１のかしめ用筒４は、先端が外側へ広がるように塑性変形して、ワーク１５の立上り壁１６とは反対側のバーリング孔周面にかしめられている。

従って、このようなかしめナット１の接合構造であれば、かしめナット１に大きな回転トルクが作用しても、ワーク１５の立上り壁１６の内周部に食い込んでいる三角山形凸部１２が強い抵抗力を示し、かしめナット１の回転ずれが防止される。さらに、図８に示すように、環状溝５はその溝幅が円弧状凹部９の部位で広くなっており、その溝幅が一定でないことも、かしめナット１の回転ずれ防止に寄与する。また、かしめナット１のかしめ用筒４がワーク１５のバーリング孔周面にかしめられていることから、かしめナット１に大きな抜け止め力が得られる。ねじの呼び寸法Ｍ６のかしめナットを板厚１．０ｍｍのワークに接合したとき、回転トルク４００Ｎ・ｍで破損せず、ナット軸方向に５６００Ｎの力を加えてもかしめナットはワークから剥落しなかった。

−かしめナットの製造方法−
図９に示すナット素材３１を準備する。このナット素材３１は、ねじ用下孔３２を有するナット素材本体３３の座面側に、ねじ用下孔３２の周囲を巡る筒状に形成され且つナット軸方向に突出しているかしめ用筒４が設けられているものであり、旋盤加工によって形成することができる。

上記ナット素材３１の座面側のかしめ用筒４の周囲に図１０に示す第１コイニングパンチ３５によって圧印加工を行なう。このパンチ３５は、六角形の筒孔を有する筒状に形成されていて、その圧印部には、かしめナット１の上部環状溝を形成するための、筒孔周囲を巡るように形成された環状凸部３６と、かしめナット１のテーパ座面１４を形成するための、環状凸部３６の周囲を巡るように設けられたテーパ凸部３７とが設けられている。環状凸部３６の内周面３６ａは、かしめナット１の上部環状溝の六角形内周面１１を形成すべく、上記六角形筒孔に連続する六角形に形成されている。環状凸部３６の外周面３６ｂは上部環状溝の円形外周面７を形成すべく円形に形成されている。この圧印加工により、図１１に示す、かしめ用筒４、円形外周面７及び六角形内周面１１を有する上部環状溝、並びにテーパ座面１４を有する第１加工品３８が得られる。

次に、上記第１加工品３８の上部環状溝に図１２に示すテーパ金型３９を押し込むことにより、各三角山形凸部１２の上部を、丸みを有するショルダー部１３に加工する。テーパ金型３９は、かしめ用筒４に嵌まる嵌合孔４１を有し、嵌合孔４１の開口部周縁に上記上部嵌合溝に嵌まる環状凸部４２が形成されており、環状凸部４２の内周面が先端に行くに従って径が漸次拡大したテーパ成形面４３に形成されている。このテーパ成形面４３によって上記三角山形凸部１２の上部が加工されて、図１３に示すようにショルダー部１３が形成された第２加工品４４が得られる。

次いで上記第２加工品４４の上部環状溝の底面に図１４に示す第２コイニングパンチ４５によって圧印加工を行なう。このパンチ４５は、六角形の筒孔を有する筒状に形成されていて、その圧印部には、かしめナット１の下部環状溝を形成するための環状凸部４６が形成されている。この環状凸部４６の内周面４６ａは、かしめナット１の下部環状溝の六角形内周面１１を形成すべく、上記六角形筒孔に連続する六角形に形成されている。環状凸部４６の外周面４６ｂは、下部環状溝の六角形の各頂部に円弧状凹部９を有する外周面８を形成すべく、各頂部に横断面円弧状の凸部４７を有するに六角形に形成されている。この圧印加工により、上記上部環状溝に続く下部環状溝が形成される。

次いで得られた加工品のねじ用下孔にタップを通してねじ立てすることにより、ねじ孔３が形成されて図１に示すかしめナット１が得られる。

＜実施形態２＞
図１５に本実施形態に係る鉄製かしめボルト５１を示す。このかしめボルト５１は、ねじ部５２と、該ねじ部５２の基端に設けられた頭部５３と、該頭部５３の座面側にねじ部５２の周囲を巡るように設けられたかしめ用筒５４とを備えている。頭部５３の座面側には、かしめ用筒５４の周囲を巡る環状溝５５が形成されている。かしめ用筒５４の筒孔内周面は、先端開口部に行くに従って孔径が漸次拡大するようにテーパ面５４ａに形成されている。

頭部５３の環状溝外周面には、実施形態１のかしめナット１と同じく、溝深さ方向中間位置に段部５６が設けられて、図１６に示すように、上部（座面側）環状溝の外周面５７が円形に形成され、下部（奥側）環状溝の外周面５８は六角形に形成されている。下部環状溝の外周面５８の六角形の各頂部には、ボルト軸方向に垂直な断面形状が円弧状の凹部５９が形成されている。

一方、環状溝５５の内周面６１は、下部環状溝の外周面５８の六角形に対応する同心の六角形に形成されている。従って、環状溝５５の下部は、基本的には六角形になっていて、六角形の各頂部の外周面側に円弧状凹部５９が形成されている、ということができる。また、環状溝内周面６１の六角形の各頂部が、上記円弧状凹部５９に向かって突出した三角山形の凸部６２を形成している。図１５に示すように、三角山形凸部６２の上部は、丸みを有するショルダー部６３に形成されている。また、かしめボルト５１の環状溝５５より外側の座面６４は、内周縁にいくほど低くなるテーパ面に形成されている。

図１７は上記かしめボルト５１を鉄製の板状ワーク１５にプレスによって接合する様子を示す。ワーク１５には、予めバーリング加工が行なわれて、周縁に円筒状の立上り壁１６を有するバーリング孔１７が形成されている。図１７において、６５はかしめ用型、２３は加圧ラムである。かしめ用型６５は、ワーク１５を載せるワーク受け面６６と、かしめボルト５１のねじ部５２を受け入れるねじ受け孔６７とを有する。ねじ受け孔６７の開口部周縁にはかしめ用テーパ面６８が形成されている。かしめ用テーパ面６８は、ねじ受け孔６７の開口部周縁がワーク受け面６６よりも高くなっていて、その高さが周辺に行くに従って漸次低くなってワーク受け面６６に続いている。

以下、接合方法を説明する。ワーク１５を、そのバーリング孔１７の中心がねじ受け孔６７の中心に一致するように、かしめ用型６５のワーク受け面６６に載せる。ワーク１５の上にかしめボルト５１を被せ、ねじ部５２をねじ受け孔６７に入れて、かしめボルト５１の三角山形凸部６２の上部のショルダー部６３をワーク１５の立上り壁１６に支持させた状態にする。この状態から、加圧ラム２３を下降させて立上り壁１６をかしめボルト５１の環状溝５５に圧入していき、下降の後半において加圧力を増大させる。これにより、立上り壁１６は塑性変形しながらかしめボルト５１の環状溝５５の奥まで圧入される。一方、かしめボルト５１のかしめ用筒５４は、かしめ用テーパ面６８に案内されて先端部が拡がっていき、ワーク受け面６６に押し付けられる。

図１８及び図１９はかしめボルト５１がワーク１５に接合された状態を示す。すなわち、ワーク１５の立上り壁１６は、その外周部が塑性変形してかしめボルト５１の下部環状溝外周面５８の各円弧状凹部５９に圧入され、かしめボルト５１の環状溝内周面６１の三角山形凸部６２は立上り壁１６の内周部に食い込んでいる。また、かしめボルト５１のかしめ用筒（かしめ部）５４は、先端が外側へ広がるように塑性変形して、ワーク１５の立上り壁１６とは反対側のバーリング孔周面にかしめられている。

従って、このようなかしめボルト５１の接合構造であれば、実施形態１の場合と同じく、かしめボルト５１に大きな回転トルクが作用しても、ワーク１５の立上り壁１６の内周部に食い込んでいる三角山形凸部６２が強い抵抗力を示し、かしめボルト５１の回転ずれが防止される。さらに、環状溝５５はその溝幅が円弧状凹部９の部位で広くなっており、その溝幅が一定でないことも、かしめナット１の回転ずれ防止に寄与する。また、かしめボルト５１のかしめ用筒５４がワーク１５のバーリング孔周面にかしめられていることから、かしめボルト５１に大きな抜け止め力が得られる。

なお、上記実施形態１，２は鉄製のかしめねじ（ナット又はボルト）を鉄製ワークに接合するケースであるが、アルミニウム又はアルミニウム合金製のかしめねじを鉄製ワークに接合する、或いは鉄製のかしめねじをアルミニウム又はアルミニウム合金製のワークに接合する、或いはアルミニウム又はアルミニウム合金製のかしめねじをアルミニウム又はアルミニウム合金製のワークに接合することもできる。

また、環状溝の形状に関し、上記実施形態１〜３では六角形にしたが、三角形、四角形、その他の多角形にしてもよい。

本発明の実施形態１に係るかしめナットの斜視図である。 同かしめナットの平面図である。 図２のＡ−Ａ線での断面図である。 同かしめナット、ワーク、ワーク受台及びかしめ用型を示す断面図（図２のＡ−Ａ線に対応する断面図）である。 同かしめナットをワークに接合する態様を示す断面図（図２のＡ−Ａ線に対応する断面図）である。 同かしめナットの環状溝にワークの立上り壁が圧入されていく状態を示す断面図（図２のＡ−Ａ線に対応する断面図）である。 同かしめナットがワークに接合された状態を示す断面図（図２のＡ−Ａ線に対応する断面図）である。 図７のＢ−Ｂ線での断面図である。 かしめナット素材の斜視図である。 第１コイニングパンチの斜視図である。 第１加工品の斜視図である。 テーパ金型の断面図である。 第２加工品の斜視図である。 第２コイニングパンチの斜視図である。 本発明の実施形態２に係るかしめボルトの断面図（図１６のＣ−Ｃ線での断面図）である。 同かしめボルトの平面図である。 同かしめボルトをワークに接合する態様を示す断面図である。 同かしめボルトがワークに接合された状態を示す断面図（図１６のＣ−Ｃ線に対応する断面図）である。 図１８のＤ−Ｄ線での断面図である。

１ かしめナット
２ ナット本体
３ ねじ孔
４ かしめ用筒
５ 環状溝
７ 上部環状溝外周面
８ 下部環状溝外周面
９ 円弧状凹部
１１ 環状溝内周面
１２ 三角山形凸部
１５ ワーク
１６ 立上り壁
１７ バーリング孔
３１ ナット素材
５１ かしめボルト
５２ ねじ部
５３ 頭部
５４ かしめ用筒
５５ 環状溝
５７ 上部環状溝外周面
５８ 下部環状溝外周面
５９ 円弧状凹部
６１ 環状溝内周面
６２ 三角山形凸部

Claims (5)

1. 周縁に円筒状立上り壁が形成されたバーリング孔を有するワークに接合されるかしめナットであって、
   ねじ孔を有するナット本体と、
   上記ナット本体座面側に上記ねじ孔の周囲を巡るように設けられ、上記ワークのバーリング孔に上記立上り壁側から挿入されて上記立上り壁とは反対側のバーリング孔周縁にかしめられるかしめ用筒とを備え、
   上記ナット本体の座面側には、上記かしめ用筒の周囲を巡るように設けられ、上記ワークの立上り壁が圧入される環状溝が形成され、
   上記ナット本体の環状溝外周面は多角形に形成されていて、その各頂部に上記立上り壁の外周部が塑性変形して入る横断面形状が円弧、三角山形、或いは矩形の凹部が形成され、
   上記ナット本体の環状溝内周面は上記外周面の多角形に対応する同心の多角形に形成されていて、該多角形の各頂部が、上記立上り壁の内周部に食い込んだ状態になるように上記外周面の各凹部に向かって突出した三角山形の凸部を形成しており、
   上記環状溝の溝幅が上記外周面の各凹部の部位で広くなっていることを特徴とするかしめナット。
2. 周縁に円筒状立上り壁が形成されたバーリング孔を有するワークに接合されたかしめナットの接合構造であって、
   上記かしめナットは、ねじ孔を有するナット本体と、該ナット本体の座面側に設けられた上記ねじ孔の周囲を巡るかしめ部とを備え、
   上記ナット本体の座面側には、さらに上記かしめ部の周囲を巡る環状溝が形成され、
   上記ナット本体の環状溝外周面は多角形に形成されていて、その各頂部に横断面形状が円弧、三角山形、或いは矩形の凹部が形成され、
   上記ナット本体の環状溝内周面は上記外周面の多角形に対応する同心の多角形に形成されていて、該多角形の各頂部が上記外周面の各凹部に向かって突出した三角山形の凸部を形成し、上記環状溝の溝幅が上記外周面の各凹部の部位で広くなっており、
   上記立上り壁が上記かしめナットの環状溝に圧入されて、該立上り壁の外周部が塑性変形して上記環状溝外周面の各凹部に入り込み、上記環状溝内周面の三角山形凸部が上記立上り壁の内周部に食い込み、
   上記かしめナットのかしめ部が上記ワークの立上り壁とは反対側のバーリング孔周縁にかしめられていることを特徴とするかしめナットの接合構造。
3. 周縁に円筒状立上り壁が形成されたバーリング孔を有するワークに接合されるかしめナットの製造方法であって、
   座面側にねじ用下孔の周囲を巡るかしめ用筒が形成されたナット素材を準備し、
   上記ナット素材座面側の上記かしめ用筒の周囲への圧印加工により、上記かしめ用筒の周囲を巡る、内周面が多角形状であり外周面が円形である、上記立上り壁が圧入される上部環状溝を形成し、
   上記上部環状溝底面への圧印加工により、上記上部環状溝の内周面に連続する多角形状の内周面と、該内周面の多角形に対応する同心の多角形状の外周面とを有し、該外周面の各頂部に上記立上り壁の外周部が塑性変形して入る横断面形状が円弧、三角山形、或いは矩形の凹部が形成されていて、該内周面の各頂部が上記立上り壁の内周部に食い込んだ状態になるように上記外周面の各凹部に向かって突出した三角山形凸部に形成され、該外周面の各凹部の部位で溝幅が広くなった、上記立上り壁が圧入される下部環状溝を形成し、
   しかる後に、ねじ用下孔にタップを通してねじ立てすることを特徴とするかしめナットの製造方法。
4. 周縁に円筒状の立上り壁が形成されたバーリング孔を有するワークに接合されるかしめボルトであって、
   ねじ部と、
   上記ねじ部の基端に設けられた頭部と、
   上記頭部の座面側に上記ねじ部の周囲を巡るように設けられ、上記ワークのバーリング孔に上記立上り壁側から挿入されて上記立上り壁とは反対側のバーリング孔周縁にかしめられるかしめ用筒とを備え、
   上記頭部の座面側には、さらに上記かしめ用筒の周囲を巡るように設けられ、上記ワークの立上り壁が圧入される環状溝が形成され、
   上記頭部の環状溝外周面は多角形に形成されていて、その各頂部に上記立上り壁の外周部が塑性変形して入る横断面形状が円弧、三角山形、或いは矩形の凹部が形成され、
   上記頭部の環状溝内周面は上記外周面の多角形に対応する同心の多角形に形成されていて、該多角形の各頂部が、上記立上り壁の内周部に食い込んだ状態になるように上記外周面の各凹部に向かって突出した三角山形の凸部を形成しており、
   上記環状溝の溝幅が上記外周面の各凹部の部位で広くなっていることを特徴とするかしめボルト。
5. 周縁に円筒状の立上り壁が形成されたバーリング孔を有するワークに接合されたかしめボルトの接合構造であって、
   上記かしめボルトは、ねじ部と、該ねじ部の基端に設けられた頭部と、該頭部の座面側に設けられた上記ねじ部の周囲を巡るかしめ部とを備え、
   上記頭部の座面側には、上記かしめ部の周囲を巡る環状溝が形成され、
   上記頭部の環状溝外周面は多角形に形成されていて、その各頂部に横断面形状が円弧、三角山形、或いは矩形の凹部が形成され、
   上記頭部の環状溝内周面は上記外周面の多角形に対応する同心の多角形に形成されていて、該多角形の各頂部が上記外周面の各凹部に向かって突出した三角山形の凸部を形成し、上記環状溝の溝幅が上記外周面の各凹部の部位で広くなっており、
   上記立上り壁が上記かしめボルト環状溝に圧入されて、該立上り壁の外周部が塑性変形して上記環状溝外周面の各凹部に入り込み、上記環状溝内周面の三角山形凸部が上記立上り壁の内周部に食い込み、
   上記かしめボルトのかしめ部が上記ワークの立上り壁とは反対側のバーリング孔周縁にかしめられていることを特徴とするかしめボルトの接合構造。

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