JP5143678B2 - Caulking screw and caulking screw joint structure - Google Patents
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Description
本発明は、かしめねじ及びかしめねじ接合構造に関する。 The present invention relates to a caulking screw and a caulking screw joining structure.
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。 Projection welding is widely used for joining bolts and nuts to plate-like workpieces such as automobile body panels. However, in the case of this projection welding, a large-capacity power receiving facility, electrical wiring, cooling tower, and water supply / drainage facility are required. In addition, consumables such as welding electrodes are required, and it is also necessary to secure skilled personnel and time for the replacement.
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。 On the other hand, it is also known to join bolts and nuts to the base plate by pressing. The nut body is driven from above the plate-like workpiece set on the lower mold, and the workpiece is punched and caulked simultaneously to attach the nut body to the metal plate.
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。そ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。その環状溝底面には、回り止め要の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。
For example,
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。
しかし、特許文献1のかしめナットの場合、30N・m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。
However, in the case of the caulking nut of
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。
On the other hand, in the case of the caulking nut of the above-mentioned
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。
In addition, since both the caulking nuts of
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。 Therefore, an object of the present invention is to enable a caulking screw (nut or bolt) to be joined to a workpiece with a relatively small pressing force, and to obtain a large detent force and retaining force. .
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、環状溝に特殊な回り止め形状を付与するようにした。 In order to solve such problems, the present invention forms a burring hole in the workpiece in advance, forms a caulking cylinder portion in the caulking screw, and gives a special anti-rotation shape to the annular groove. I tried to do it.
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、上記ワークの立上り壁が圧入される環状溝が、上記かしめ用筒の周囲を巡るように形成され、
上記環状溝の外周面には、複数の凹部が周方向に間隔をおいて形成されており、
上記環状溝の内周面から該環状溝の底面にわたる部分には、該環状溝内周面より上記凹部に向かって突出した部分と、該凹部の部位において環状溝底面より隆起した部分とを有する連続したガセット状リブが、上記各凹部に対応して複数形成されており、
上記ワークの立上り壁が、上記ナット本体の環状溝に圧入されて、各ガセット状リブに抱き付き且つ該環状溝外周面の各凹部に押し付けられた状態になり、上記かしめ用筒の先端部が外側へ拡がるように塑性変形し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ことを特徴とする。
The invention according to
A nut body having a screw hole;
A caulking tube that is provided on the seat surface side of the nut body so as to go around the screw hole and is inserted into the burring hole of the workpiece from the rising wall side and caulked to the peripheral edge of the burring hole on the side opposite to the rising wall. And
On the seat surface side of the nut body, an annular groove into which the rising wall of the workpiece is press-fitted is formed so as to go around the caulking cylinder,
On the outer circumferential surface of the annular groove, a plurality of recesses are formed at intervals in the circumferential direction,
The portion extending from the inner peripheral surface of the annular groove to the bottom surface of the annular groove has a portion protruding from the inner peripheral surface of the annular groove toward the recess, and a portion protruding from the bottom surface of the annular groove at the portion of the recess. A plurality of continuous gusset-like ribs are formed corresponding to the respective recesses,
Rising wall of the workpiece, the nut is pressed into the annular groove of the body, Ri Do in pressed against the respective recess of each gusset with Body rib and the annular groove peripheral surface, the distal end of the crimping barrel Is plastically deformed so as to spread outward, and is caulked on the peripheral edge of the burring hole opposite to the rising wall .
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い。このため、当該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する必要がなくなる。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、立上り壁は、環状溝の内周面から底面にわたって形成された各ガセット状リブに抱き付きながら、該ガセット状リブの傾斜した頂面に案内されて先端が外側へ拡がり、環状溝外周面の各凹部に押し付けられた状態になる。上記立上り壁の、各ガセット状リブに対する抱き付きと、各凹部への押し付けとによって、かしめナットに大きな回り止め力が得られる。 According to the present invention, since the burring hole is formed in advance in the workpiece, it is not necessary to punch the workpiece with the caulking nut when joining the caulking nut to the workpiece. For this reason, the pressing force required for the joining is reduced, and it is not necessary to limit the material of the caulking nut to a hard material. When the rising wall of the workpiece is press-fitted into the annular groove of the caulking nut, the rising wall is held by each gusseted rib formed from the inner peripheral surface to the bottom surface of the annular groove, and the inclined top surface of the gusseted rib The tip is spread to the outside and is pressed against each concave portion of the outer circumferential surface of the annular groove. A large anti-rotation force is obtained for the caulking nut by holding the rising wall against each gusset-shaped rib and pressing it against each recess.
重要な点は、環状溝の内周面と底面とに回り止めリブを別個に設けたのではなく、環状溝の内周面から底面にわたって連続したガセット状(言わば三角状)リブを設けたことにある。このため、立上り壁がガセット状リブに案内されて環状溝内周面の凹部に強く押し付けられ、さらに、環状溝の内周面と底面とのなす隅部での、上記立上り壁とガセット状リブとの抱き付きが強くなり、回り止め力が大きくなる。また、ガセット状リブは、環状溝外周面の凹部において環状溝底面から隆起した部分を有するから、環状溝外周面の凹部による回り止め効果と、該凹部において底面から隆起したリブ部分による回り止め効果とが相俟って、大きな回り止め力が得られる。 The important point is not to provide separate rotation-preventing ribs on the inner circumferential surface and bottom surface of the annular groove, but to provide gusseted (ie triangular) ribs that are continuous from the inner circumferential surface to the bottom surface of the annular groove. It is in. For this reason, the rising wall is guided by the gusset-shaped rib and strongly pressed against the concave portion of the inner peripheral surface of the annular groove, and further, the rising wall and the gusset-shaped rib at the corner formed by the inner peripheral surface and the bottom surface of the annular groove. The hug is strong and the detent force is increased. Further, since the gusset-shaped rib has a portion raised from the bottom surface of the annular groove in the concave portion of the outer peripheral surface of the annular groove, the anti-rotation effect by the concave portion of the outer peripheral surface of the annular groove and the anti-rotation effect by the rib portion raised from the bottom surface in the concave portion Together with this, a large detent force can be obtained.
また、かしめナットのかしめ用筒はその先端部が外側へ拡がるように塑性変形して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。 In addition, the caulking nut caulking cylinder is plastically deformed so that the tip end of the caulking nut expands outward, and is caulked to the periphery of the burring hole on the side opposite to the rising wall of the workpiece, thereby obtaining a large retaining force for the caulking nut. It is done.
環状溝外周面の相隣る凹部間は円弧状に形成することができ、或いは平坦に形成することができる。平坦に形成する、とは、環状溝外周面を多角形状にして各角部に凹部を設けることにより、凹部間を平坦面にする、という意味である。或いは環状溝外周面に凹部と凸部とが交互に並ぶようにしてもよい。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。 A space between adjacent concave portions on the outer peripheral surface of the annular groove can be formed in an arc shape or can be formed flat. Forming flat means that the outer peripheral surface of the annular groove is polygonal and a recess is provided at each corner, thereby forming a flat surface between the recesses. Or you may make it a recessed part and a convex part line up by turns on the annular groove outer peripheral surface. The concave portion can have a transverse cross-sectional shape (cross-sectional shape perpendicular to the nut axis direction) formed in an arc shape, a triangular mountain shape, or a rectangular shape (including a trapezoidal shape). The opening width of the recess is preferably about 1/30 or more and 1/6 or less of the outer circumferential length of the annular groove.
上記環状溝外周面及び凹部の形状に関しては、以下に述べる他の発明も同様である。 Regarding the shape of the outer circumferential surface of the annular groove and the recess, the other inventions described below are also the same.
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、
上記環状溝の外周面には複数の凹部が周方向に間隔をおいて形成され、
上記環状溝の内周面から該環状溝の底面にわたる部分には、該環状溝内周面より上記凹部に向かって突出した部分と、該凹部の部位において環状溝底面より隆起した部分とを有する連続したガセット状リブが、上記各凹部に対応して複数形成されており、
上記ワークの立上り壁が、上記かしめナットの環状溝に圧入されて、各ガセット状リブに抱き付き且つ該環状溝外周面の各凹部に押し付けられた状態になり、
上記かしめナットのかしめ部が外側へ拡がるように塑性変形して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。
The invention according to
The caulking nut includes a nut body having a screw hole, and a caulking portion that surrounds the screw hole provided on the seating surface side of the nut body,
On the seat surface side of the nut body, an annular groove is formed around the crimped portion.
A plurality of recesses are formed on the outer circumferential surface of the annular groove at intervals in the circumferential direction,
The portion extending from the inner peripheral surface of the annular groove to the bottom surface of the annular groove has a portion protruding from the inner peripheral surface of the annular groove toward the recess, and a portion protruding from the bottom surface of the annular groove at the portion of the recess. A plurality of continuous gusset-like ribs are formed corresponding to the respective recesses,
The rising wall of the workpiece is press-fitted into the annular groove of the caulking nut, is held by each gusset-like rib, and is pressed against each concave portion of the outer circumferential surface of the annular groove,
The caulking portion of the caulking nut is plastically deformed so as to spread outward, and is caulked on the periphery of the burring hole on the side opposite to the rising wall of the workpiece.
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の内周面から底面にわたるガセット状リブとによって、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。 Therefore, as described above, a large anti-rotation force is obtained in the caulking nut by the concave portion on the outer peripheral surface of the annular groove and the gusset-shaped rib extending from the inner peripheral surface to the bottom surface of the annular groove, and the caulking portion causes a large slip to the caulking nut. A stopping force is obtained.
請求項3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、上記ワークの立上り壁が圧入される環状溝が、上記かしめ用筒の周囲を巡るように形成され、
上記環状溝の外周面には複数の凹部が周方向に間隔をおいて形成され、
上記環状溝の内周面から該環状溝の底面にわたる部分には、該環状溝内周面より上記凹部に向かって突出した部分と、該凹部の部位において環状溝底面より隆起した部分とを有する連続したガセット状リブが、上記各凹部に対応して複数形成されており、
上記ワークの立上り壁が、上記頭部の環状溝に圧入されて、各ガセット状リブに抱き付き且つ該環状溝外周面の各凹部に押し付けられた状態になり、上記かしめ用筒の先端部が外側へ拡がるように塑性変形し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ことを特徴とする。
The invention according to
A threaded portion;
A head portion provided at a proximal end of the screw portion;
For caulking, which is provided on the seat surface side of the head so as to go around the threaded portion and is inserted into the burring hole of the workpiece from the rising wall side and caulked to the peripheral edge of the burring hole opposite to the rising wall. With a cylinder,
On the seat surface side of the head, an annular groove into which the rising wall of the work is press-fitted is formed so as to go around the caulking cylinder,
A plurality of recesses are formed on the outer circumferential surface of the annular groove at intervals in the circumferential direction,
The portion extending from the inner peripheral surface of the annular groove to the bottom surface of the annular groove has a portion protruding from the inner peripheral surface of the annular groove toward the recess, and a portion protruding from the bottom surface of the annular groove at the portion of the recess. A plurality of continuous gusset-like ribs are formed corresponding to the respective recesses,
Rising wall of the workpiece, is pressed into the annular groove of the head, Ri Do in pressed against the respective recess of each gusset with Body rib and the annular groove peripheral surface, the distal end of the crimping barrel Is plastically deformed so as to spread outward, and is caulked on the peripheral edge of the burring hole opposite to the rising wall .
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、
上記環状溝の外周面には、複数の凹部が周方向に間隔をおいて形成され、
上記環状溝の内周面から該環状溝の底面にわたる部分には、該環状溝内周面より上記凹部に向かって突出した部分と、該凹部の部位において環状溝底面より隆起した部分とを有する連続したガセット状リブが、上記各凹部に対応して複数形成されており、
上記ワークの立上り壁が、上記かしめボルトの環状溝に圧入されて、各ガセット状リブに抱き付き且つ該環状溝外周面の各凹部に押し付けられた状態になり、
上記かしめボルトのかしめ部が外側へ拡がるように塑性変形して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。
The invention according to
The caulking bolt includes a screw portion, a head portion provided at the base end of the screw portion, and a caulking portion that surrounds the periphery of the screw portion provided on the seat surface side of the head portion,
On the seating surface side of the head, an annular groove is formed around the caulking portion.
On the outer circumferential surface of the annular groove, a plurality of recesses are formed at intervals in the circumferential direction,
The portion extending from the inner peripheral surface of the annular groove to the bottom surface of the annular groove has a portion protruding from the inner peripheral surface of the annular groove toward the recess, and a portion protruding from the bottom surface of the annular groove at the portion of the recess. A plurality of continuous gusset-like ribs are formed corresponding to the respective recesses,
The rising wall of the workpiece is press-fitted into the annular groove of the caulking bolt, is held by each gusset-shaped rib, and is pressed against each concave portion of the outer circumferential surface of the annular groove,
The caulking portion of the caulking bolt is plastically deformed so as to spread outward, and is caulked on the periphery of the burring hole opposite to the rising wall of the workpiece.
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の内周面から底面にわたるガセット状リブとによって、かしめボルトに大きな回り止め力が得られ、かしめ部によってかしめボルトに大きな抜け止め力が得られる。 In the case of the above-described caulking bolt as well, as in the above-described caulking nut, the caulking bolt has a large detent force due to the concave portion on the outer circumferential surface of the annular groove and the gusseted rib extending from the inner circumferential surface to the bottom surface of the annular groove. large retaining force can be obtained in the result caulking bolt.
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、環状溝外周面に凹部を設ける一方、該凹部に対応するように、環状溝の内周面から底面にわたるガセット状リブを設け、ワークの立上り壁が環状溝の内周面から底面にわたるガセット状リブに抱き付き且つ環状溝外周面の凹部に押し付けられるようにしたから、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外側へ拡がるように塑性変形させて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。 As described above, according to the inventions relating to the caulking nut and the caulking bolt, and the inventions relating to the joining structure of the caulking nut and the caulking bolt, while providing the recess on the outer circumferential surface of the annular groove, Since a gusseted rib extending from the inner peripheral surface of the annular groove to the bottom surface is provided, and the rising wall of the workpiece is held by the gusseted rib extending from the inner peripheral surface of the annular groove to the bottom surface and pressed against the concave portion of the outer peripheral surface of the annular groove. A large detent force is obtained for each of the nut and bolt, and the nut and bolt side are plastically deformed so as to spread outward and are caulked to the periphery of the burring hole of the workpiece. A large retaining force can be obtained for each, and a burring hole is formed in advance in the workpiece. Nuts and caulking bolt can be reliably bonded to the workpiece.
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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. It should be noted that the following description of the preferred embodiment is merely illustrative in nature, and is not intended to limit the present invention, its application, or its use.
<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。
<
−Crimping nut configuration−
In the
環状溝5の外周面6には、図2にも示すように、六角形(多角形の一例としての六角形である。以下、同じ。)様に形成され、その各頂部には、横断面形状が円弧状の凹部7が形成されている。凹部7を含めて環状溝外周面6には、環状溝5の底面9に近づくに従って環状溝幅が狭くなるように傾斜したテーパが付けられている。
As shown in FIG. 2, the outer
一方、環状溝5の内周面8は、環状溝外周面5の六角形に対応する同心の六角形に形成されている。環状溝5の内周面8から底面9にわたる部分には、該内周面8より上記凹部7に向かって突出した部分と、該凹部7の部位において底面9より隆起した部分とを有する連続したガセット状リブ11が、外周面5の各凹部7に対応して形成されている。ガセット状リブ11の頂面は、環状溝内周面8からの突出量が環状溝底面9に近づくに従って漸次大きくなるように傾斜して環状溝底面9の隆起部になだらかに続いている。
On the other hand, the inner
環状溝内周面8の六角形の各頂部の上端は、図3にも示すように、傾斜したショルダー部13に形成されている。また、かしめ用筒4の頂面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。
As shown in FIG. 3, the upper end of each hexagonal apex of the annular groove inner
−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。立上り壁16の内周面は、板厚の3〜5倍のR(半径)による丸み面16aをもって立上り、立上り壁16の頂部内周面も丸み面16bをもって外側へ反り返っている。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。
−Method of joining caulking nut to workpiece−
FIG. 4 shows how the
かしめ用型19は、ワーク受台18の昇降孔20に挿入された円柱状基部19aと、基部19aの上面中央より上方へ突出した円柱状ガイド19bとを備え、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かしめ用傾斜面19cに形成されている。基部19aと基台24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。ガイド19bは、かしめナット1のかしめ用筒4からねじ孔3に嵌まるように形成され、頂部は半球状に形成されている。
The caulking die 19 includes a
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がかしめ用型19と同心になるようにする。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のかしめ用傾斜面19cに支持させ、かしめナット1を加圧ラム23によって押し下げる。
Hereinafter, the joining method will be described. The
上記加圧ラム23の下降により、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、かしめナット1のショルダー部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19c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24に接触する。
As the pressurizing
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。このとき、立上り壁16のガセット状リブ11に対応する部分は、該リブ11に案内されて外側へ拡がり、環状溝外周面6の各円弧状凹部7に押し付けられる。一方、かしめナット1のかしめ用筒4は、かしめ用傾斜面19c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。
As the
図6乃至図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は塑性変形し、その塑性変形部16aがかしめナット1の環状溝外周面6の各円弧状凹部7に入り、環状溝5の各ガセット状リブ11に抱き付いている。図7は、上記塑性変形部16aが、各円弧状凹部7を埋め、環状溝外周面6に密着した状態、並びに各ガセット状リブ11の環状溝内周面8より上記凹部7に向かって突出した部分に抱き付いた状態を示す。図8は、上記塑性変形部16aが、各ガセット状リブ11の環状溝底面9より隆起した部分に抱き付いた状態を示す。かしめナット1のかしめ用筒4は、先端が外側へ拡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、かしめ部4aになっている。
6 to 8 show a state in which the
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の立上り壁塑性変形部16aが環状溝外周面6の各円弧状凹部7に押し付けられ、且つ各ガセット状リブ11に抱き付いているから、かしめナット1の回転ずれが防止される。特に環状溝5の内周面8と底面9とのなす隅部では、上記塑性変形部16aのガセット状リブ11に対する抱き付きが強くなり、大きな回り止め力が得られる。また、環状溝外周面6の凹部7による回り止め効果と、ガセット状リブ11の、凹部7において環状溝底面9から隆起した部分による回り止め効果とが相俟って、大きな回り止め力が得られる。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1を板厚1.6mmのワーク15に接合したとき、回転トルク65N・m(650kgf・cm)でもかしめナット1に回転ずれを生ずることはなく、ナット軸方向に7000Nの力を加えてもかしめナット1はワーク15から剥落しなかった。
Accordingly, with such a
<実施形態2>
図9に本実施形態に係る鉄製かしめボルト31を示す。このかしめボルト31は、ねじ部32と、該ねじ部32の基端に設けられた頭部33と、該頭部33の座面側にねじ部32の周囲を巡るように設けられたかしめ用筒34とを備えている。頭部33の座面側には、かしめ用筒34の周囲を巡る環状溝35が形成されている。かしめ用筒34の頂面の内周縁側には図10に示すように丸み34aが付けられている。
<
FIG. 9 shows an
図11に示すように、環状溝35の外周面36には、実施形態1のかしめナット1と同じく、六角形様に形成され、その各頂部には、横断面形状が円弧状の凹部37が形成されている。凹部37を含めて環状溝外周面36には、環状溝35の底面39に近づくに従って環状溝幅が狭くなるように傾斜したテーパが付けられている。
As shown in FIG. 11, the outer
一方、環状溝35の内周面38は、環状溝外周面35の六角形に対応する同心の六角形に形成されている。環状溝35の内周面38から底面39にわたる部分には、該内周面38より上記凹部37に向かって突出した部分と、該凹部37の部位において底面39より隆起した部分とを有する連続したガセット状リブ41が、外周面35の各凹部37に対応して形成されている。ガセット状リブ41の頂面は、環状溝内周面38からの突出量が環状溝底面39に近づくに従って漸次大きくなるように傾斜して環状溝底面39の隆起部になだらかに続いている。また、環状溝内周面38の六角形の各頂部の上端は、図10に示すように、傾斜したショルダー部43に形成されている。
On the other hand, the inner
図12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。バーリング孔17はかしめボルト31のかしめ用筒34が嵌まる大きさに形成されている。立上り壁16の内周面は、板厚の3〜5倍のR(半径)による丸み面16aをもって立上り、立上り壁16の頂部内周面も丸み面16bをもって外側へ反り返っている。図12において、45はかしめ用型、23は加圧ラムである。かしめ用型45は、ワーク15を載せるワーク受け面46と、かしめボルト31のねじ部32を受け入れるねじ受け孔47とを有する。ねじ受け孔47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。
FIG. 12 shows how the caulking bolt 51 is joined to the iron plate-
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47の中心に一致するように、かしめ用型45のワーク受け面46に載せる。ワーク15の上にかしめボルト31を被せ、ねじ部32をねじ受け孔47に入れて、かしめボルト31のショルダー部43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31の環状溝35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31の環状溝35の奥まで圧入される。このとき、立上り壁16のガセット状リブ41に対応する部分は、該リブ41に案内されて外側へ拡がり、環状溝外周面36の各円弧状凹部37に押し付けられる。一方、かしめボルト31のかしめ用筒34は、その先端面34aがワーク受け面46に滑って外側へ拡がっていき、ワーク受け面46に押し付けられる。
Hereinafter, the joining method will be described. The
図13乃至図15はかしめボルト31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、塑性変形し、その塑性変形部16aがかしめボルト31の環状溝外周面36の各円弧状凹部37に入り、環状溝35の各ガセット状リブ41に抱き付いている。図14は、上記塑性変形部16aが、各円弧状凹部37に入って環状溝外周面36に密着している状態、並びに各ガセット状リブ41の環状溝内周面38より上記凹部37に向かって突出した部分に抱き付いた状態を示す。図15は、上記塑性変形部16aが、各ガセット状リブ41の環状溝底面39より隆起した部分に抱き付いた状態を示す。かしめボルト31のかしめ用筒34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、かしめ部34aになっている。
13 to 15 show a state in which the
従って、このようなかしめボルト31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31に大きな回転トルクが作用しても、環状溝外周面36の凹部37とガセット状リブ41とが強い抵抗力を示し、かしめボルト31の回転ずれが防止される。また、かしめボルト31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31に大きな抜け止め力が得られる。
Therefore, if such a
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こと、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こと、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。 The first and second embodiments are cases in which an iron caulking screw (nut or bolt) is joined to an iron work, but an aluminum or aluminum alloy caulking screw is joined to an iron work, or an iron caulking screw. Can be joined to a workpiece made of aluminum or an aluminum alloy, or a caulking screw made of aluminum or an aluminum alloy can be joined to a workpiece made of aluminum or an aluminum alloy.
また、環状溝の形状に関し、上記実施形態1,2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。 Moreover, regarding the shape of the annular groove, the hexagonal shape is used in the first and second embodiments, but it may be a triangular shape, a rectangular shape, or other polygonal shapes.
1 かしめナット
2 ナット本体
3 ねじ孔
4 かしめ用筒
4a かしめ部
5 環状溝
6 環状溝外周面
7 円弧状凹部
8 環状溝内周面
9 環状溝底面
11 ガセット状リブ
15 ワーク
16 立上り壁
16a 塑性変形部
17 バーリング孔
31 かしめボルト
32 ねじ部
33 頭部
34 かしめ用筒
34a かしめ部
35 環状溝
36 環状溝外周面
37 円弧状凹部
38 環状溝内周面
39 環状溝底面
41 ガセット状リブ
DESCRIPTION OF
Claims (4)
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、上記ワークの立上り壁が圧入される環状溝が、上記かしめ用筒の周囲を巡るように形成され、
上記環状溝の外周面には、複数の凹部が周方向に間隔をおいて形成されており、
上記環状溝の内周面から該環状溝の底面にわたる部分には、該環状溝内周面より上記凹部に向かって突出した部分と、該凹部の部位において環状溝底面より隆起した部分とを有する連続したガセット状リブが、上記各凹部に対応して複数形成されており、
上記ワークの立上り壁が、上記ナット本体の環状溝に圧入されて、各ガセット状リブに抱き付き且つ該環状溝外周面の各凹部に押し付けられた状態になり、上記かしめ用筒の先端部が外側へ拡がるように塑性変形し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ことを特徴とするかしめナット。 A caulking nut joined to a workpiece having a burring hole in which a cylindrical rising wall is formed at the periphery,
A nut body having a screw hole;
A caulking tube that is provided on the seat surface side of the nut body so as to go around the screw hole and is inserted into the burring hole of the workpiece from the rising wall side and caulked to the peripheral edge of the burring hole on the side opposite to the rising wall. And
On the seat surface side of the nut body, an annular groove into which the rising wall of the workpiece is press-fitted is formed so as to go around the caulking cylinder,
On the outer circumferential surface of the annular groove, a plurality of recesses are formed at intervals in the circumferential direction,
The portion extending from the inner peripheral surface of the annular groove to the bottom surface of the annular groove has a portion protruding from the inner peripheral surface of the annular groove toward the recess, and a portion protruding from the bottom surface of the annular groove at the portion of the recess. A plurality of continuous gusset-like ribs are formed corresponding to the respective recesses,
Rising wall of the workpiece, the nut is pressed into the annular groove of the body, Ri Do in pressed against the respective recess of each gusset with Body rib and the annular groove peripheral surface, the distal end of the crimping barrel A caulking nut characterized in that the caulking nut is plastically deformed so as to spread outward and is caulked to the peripheral edge of the burring hole opposite to the rising wall .
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、
上記環状溝の外周面には複数の凹部が周方向に間隔をおいて形成され、
上記環状溝の内周面から該環状溝の底面にわたる部分には、該環状溝内周面より上記凹部に向かって突出した部分と、該凹部の部位において環状溝底面より隆起した部分とを有する連続したガセット状リブが、上記各凹部に対応して複数形成されており、
上記ワークの立上り壁が、上記かしめナットの環状溝に圧入されて、各ガセット状リブに抱き付き且つ該環状溝外周面の各凹部に押し付けられた状態になり、
上記かしめナットのかしめ部が外側へ拡がるように塑性変形して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接合構造。 A caulking nut joining structure joined to a workpiece having a burring hole in which a cylindrical rising wall is formed at the periphery,
The caulking nut includes a nut body having a screw hole, and a caulking portion that surrounds the screw hole provided on the seating surface side of the nut body,
On the seat surface side of the nut body, an annular groove is formed around the crimped portion.
A plurality of recesses are formed on the outer circumferential surface of the annular groove at intervals in the circumferential direction,
The portion extending from the inner peripheral surface of the annular groove to the bottom surface of the annular groove has a portion protruding from the inner peripheral surface of the annular groove toward the recess, and a portion protruding from the bottom surface of the annular groove at the portion of the recess. A plurality of continuous gusset-like ribs are formed corresponding to the respective recesses,
The rising wall of the workpiece is press-fitted into the annular groove of the caulking nut, is held by each gusset-like rib, and is pressed against each concave portion of the outer circumferential surface of the annular groove,
A caulking nut joining structure, wherein the caulking nut is plastically deformed so that a caulking portion extends outward, and is caulked on a peripheral edge of the burring hole opposite to the rising wall of the workpiece.
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、上記ワークの立上り壁が圧入される環状溝が、上記かしめ用筒の周囲を巡るように形成され、
上記環状溝の外周面には複数の凹部が周方向に間隔をおいて形成され、
上記環状溝の内周面から該環状溝の底面にわたる部分には、該環状溝内周面より上記凹部に向かって突出した部分と、該凹部の部位において環状溝底面より隆起した部分とを有する連続したガセット状リブが、上記各凹部に対応して複数形成されており、
上記ワークの立上り壁が、上記頭部の環状溝に圧入されて、各ガセット状リブに抱き付き且つ該環状溝外周面の各凹部に押し付けられた状態になり、上記かしめ用筒の先端部が外側へ拡がるように塑性変形し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ことを特徴とするかしめボルト。 A caulking bolt joined to a workpiece having a burring hole in which a cylindrical rising wall is formed at the periphery,
A threaded portion;
A head portion provided at a proximal end of the screw portion;
For caulking, which is provided on the seat surface side of the head so as to go around the threaded portion and is inserted into the burring hole of the workpiece from the rising wall side and caulked to the peripheral edge of the burring hole opposite to the rising wall. With a cylinder,
On the seat surface side of the head, an annular groove into which the rising wall of the work is press-fitted is formed so as to go around the caulking cylinder,
A plurality of recesses are formed on the outer circumferential surface of the annular groove at intervals in the circumferential direction,
The portion extending from the inner peripheral surface of the annular groove to the bottom surface of the annular groove has a portion protruding from the inner peripheral surface of the annular groove toward the recess, and a portion protruding from the bottom surface of the annular groove at the portion of the recess. A plurality of continuous gusset-like ribs are formed corresponding to the respective recesses,
Rising wall of the workpiece, is pressed into the annular groove of the head, Ri Do in pressed against the respective recess of each gusset with Body rib and the annular groove peripheral surface, the distal end of the crimping barrel A caulking bolt, wherein the caulking bolt is plastically deformed so as to spread outward and is caulked to a peripheral edge of the burring hole opposite to the rising wall .
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、
上記環状溝の外周面には、複数の凹部が周方向に間隔をおいて形成され、
上記環状溝の内周面から該環状溝の底面にわたる部分には、該環状溝内周面より上記凹部に向かって突出した部分と、該凹部の部位において環状溝底面より隆起した部分とを有する連続したガセット状リブが、上記各凹部に対応して複数形成されており、
上記ワークの立上り壁が、上記かしめボルトの環状溝に圧入されて、各ガセット状リブに抱き付き且つ該環状溝外周面の各凹部に押し付けられた状態になり、
上記かしめボルトのかしめ部が外側へ拡がるように塑性変形して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接合構造。 A caulking bolt joining structure joined to a workpiece having a burring hole in which a cylindrical rising wall is formed at the periphery,
The caulking bolt includes a screw portion, a head portion provided at the base end of the screw portion, and a caulking portion that surrounds the periphery of the screw portion provided on the seat surface side of the head portion,
On the seating surface side of the head, an annular groove is formed around the caulking portion.
On the outer circumferential surface of the annular groove, a plurality of recesses are formed at intervals in the circumferential direction,
The portion extending from the inner peripheral surface of the annular groove to the bottom surface of the annular groove has a portion protruding from the inner peripheral surface of the annular groove toward the recess, and a portion protruding from the bottom surface of the annular groove at the portion of the recess. A plurality of continuous gusset-like ribs are formed corresponding to the respective recesses,
The rising wall of the workpiece is press-fitted into the annular groove of the caulking bolt, is held by each gusset-shaped rib, and is pressed against each concave portion of the outer circumferential surface of the annular groove,
A caulking bolt joining structure characterized in that the caulking portion of the caulking bolt is plastically deformed so as to spread outward and is caulked on the peripheral edge of the burring hole opposite to the rising wall of the workpiece.
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