JP5186064B2 - 板材に対するインサートの固着方法およびインサート - Google Patents

Description

本発明は、直接雄ねじを螺合することが不可能なような薄い板材に固着されることにより、前記板材に間接的に被取付物を締結することを可能にする板材に対するインサートの固着方法およびインサートに関する。

従来より、この種のインサート（スペーサ、圧入ナット、ファスナー、ボス部材等とも呼ばれている）は、電子機器等において広く用いられている。従来のこの種のインサートは、特許文献１および２等に開示されているように、多くの場合、軸部と、この軸部の一端部に設けられており、前記軸部より該軸部の径方向外方に突出する鍔部と、この鍔部に隣接して前記軸部に設けられた環状溝とを有しており、板材に明けた貫通穴に前記軸部を挿入した状態で、前記鍔部を前記板材に圧入すると、板材の材料の一部が板材の表面と平行な方向に塑性変形して前記環状溝に侵入することにより、板材に固着されるようになっていた。
特開２００４−１３８１６７号公報 特開２００６−３０８０２３号公報

近年、各種機器の薄型化、小型化、軽量化の要請はますます高まっており、これに伴いそれらに使用される板材の板厚をより薄くすることが望まれている。しかるに、従来技術では、実用上は、板材の板厚は１．０〜０．８ｍｍ程度が限界であり、それより板材を薄くすると、板材に対しインサートを十分な固着強度（鍔部が先頭となる方向およびその反対に軸部が先頭となる方向に板材からインサートを押し抜こうとする押抜力に対する耐押抜力、および板材に対しインサートを回転させようとする回転力に対する耐回転力等）で固着することができなくなるという問題があった。

また、従来のインサートにおいては、環状溝が鍔部に隣接して設けられていたので、環状溝をヘッダーや転造により加工すると、鍔部が椀状に反り返ってしまい、板材に対するインサートの固着強度に悪影響を与える虞があるとともに、美観を損なう虞があった。

本発明は、このような従来の事情に鑑みてなされたもので、本発明の目的の一つは、板材の板厚が薄くなっても、板材に対しインサートを十分な固着強度で固着することができる板材に対するインサートおよびインサートの固着方法を提供することにある。

本発明の他の目的は、環状溝をヘッダーや転造により加工する場合も、鍔部が椀状に反り返らないようにすることができるとともに、板材に対する固着強度を向上することができるインサートを提供することにある。

本発明のさらに他の目的は、以下の説明から明らかになろう。

本発明による板材に対するインサートの固着方法は、
軸部と、この軸部の一端部に設けられており、前記軸部より該軸部の径方向外方に突出する鍔部と、前記軸部に、前記鍔部に隣接しないように設けられた環状溝とを有してなるインサートを用意する段階と、
バーリング穴を加工された板材を用意する段階と、
前記インサートの軸部を、該軸部の方を先頭、前記鍔部の方を後尾として、前記バーリング穴に該バーリング穴の穴フランジ部突出側と反対側から挿入された状態とする段階と、
前記鍔部を前記板材に圧入するとともに、前記バーリング穴の穴フランジ部を外側から押圧し、これによって該穴フランジ部を塑性変形させて該穴フランジ部の材料の一部を前記環状溝に侵入・充填させることにより、前記板材に前記インサートを固着する固着段階とを有してなるものである。

従来の板材に対するインサートの固着方法においては、板材に設けられる貫通穴はバーリング加工されていない穴であり、前述のようにインサートの鍔部が板材に板厚方向に圧入されることにより、板材の材料の一部が板材の表面と平行な方向に塑性変形してインサートの環状溝に侵入するだけであった。したがって、板材に生じさせることができる塑性変形量が板材の板厚により直接的に限定されてしまって小さいので、板材が薄くなってくると、板材を十分塑性変形させることができなくなり、板材とインサートとの密着度が悪くなるため、板材に対するインサートの固着強度を大きくすることができなかった。

しかるに、本発明による板材に対するインサートの固着方法によれば、バーリング穴の穴フランジ部を塑性変形させて該穴フランジ部の材料の一部を環状溝に侵入・充填させるので、板材が薄くなっても、板材の塑性変形を十分大きくし、板材とインサートとの密着を強固にすることができるため、板材に対するインサートの固着強度を大きくすることができる。

また、従来の板材に対するインサートの固着方法においては、前述のように板材に設けられる貫通穴はバーリング加工されていない穴であったので、鍔部の厚さを板材の板厚の１／２程度に薄くしておく必要があった。これは、鍔部の厚さを厚くすると、インサート圧入後の鍔部の軸部側の端面と板材の圧入方向前方側の表面との間の距離（すなわち、板材の板厚からインサートの圧入深さを引いた距離）が小さくなってしまい、板材からインサートを軸部が先頭となる方向に押し抜こうとする押抜力に対する耐押抜力が著しく低下してしまうからである。このため、板材の板厚が薄くなるほど、鍔部の厚さも薄くする必要があり、これも、板材の板厚が薄くなると、十分なインサートの固着強度が得られない原因となっていた。

しかるに、本発明による板材に対するインサートの固着方法によれば、インサートの鍔部の少なくとも一部が、板材のうちの穴フランジ部により厚さが増した部分に圧入されることになるので、この穴フランジ部に圧入される部分の厚さを板材の板厚以上の厚さとすることが可能になる。そして、これにより、板材に対するインサートの固着強度を一層大きくすることができる。

本発明によるインサートは、
軸部と、この軸部の一端部に設けられており、前記軸部より該軸部の径方向外方に突出する鍔部と、前記軸部に設けられた環状溝とを有してなり、前記鍔部を板材に圧入されて該板材に固着されるインサートにおいて、
前記環状溝は前記鍔部に隣接しないように設けられており、当該インサートの前記軸部が前記板材に加工されたバーリング穴に挿入され、前記鍔部が前記板材に圧入されるとともに、前記バーリング穴の穴フランジ部が塑性変形されて前記穴フランジ部の材料の一部が前記環状溝内に侵入・充填されるようになっているものである。

既に述べたように、従来の板材に対するインサートの固着方法においては、板材に設けられる貫通穴はバーリング加工されていない穴であったので、インサートの圧入時に環状溝が板材の板厚の範囲内に存在する必要があったため、従来のインサートにおいては、環状溝を鍔部に隣接して設ける必要があった。しかしながら、環状溝をヘッダーや転造により加工する場合、環状溝が鍔部に隣接して設けられていると、既に述べたように、鍔部が椀状に反り返ってしまい、板材に対するインサートの固着強度に悪影響を与える虞があるとともに、美観を損なう虞があった（特に鍔部の厚さが薄くなるほど、椀状に反り返り易くなる）。

これに対し、この発明においては、板材に設けたバーリング穴の穴フランジ部を塑性変形させて該穴フランジ部の材料の一部を環状溝に侵入・充填させるので、インサートの環状溝を鍔部に隣接しないようにして軸部に設けることができ、これにより、環状溝をヘッダーや転造により加工する場合も、鍔部が椀状に反り返らないようにすることができる。

また、インサートの環状溝を鍔部に隣接しないようにして軸部に設けることにより、インサートのうちの板材中に埋設される部分に形成される段部の数が増加することになるので、これによっても、板材に対するインサートの固着強度が向上する。

また、本発明によるインサートの一つの態様においては、
軸部と、この軸部の一端部に設けられており、前記軸部より該軸部の径方向外方に突出する鍔部と、前記軸部に設けられた環状溝とを有してなり、前記鍔部を板材に圧入されて該板材に固着されるインサートにおいて、
前記鍔部は、該鍔部のうちの前記軸部側の部分を構成する小径部と、該鍔部のうちの前記軸部と反対側の部分を構成する、前記小径部より径が大きい大径部と、前記小径部と前記大径部との間に形成された段部とを有し、
前記小径部における前記鍔部の厚さは前記板材の板厚以上とされる一方、前記大径部における前記鍔部の厚さは前記板材の板厚より薄くされている。

この態様によるインサートにおいては、鍔部が板材の板厚以上の厚さの小径部を有していることにより、板材に対するインサートの固着強度を大きくすることができる上、小径部の外側に広がる大径部を有していることにより、より一層インサートの耐押抜力（特に、板材からインサートを軸部が先頭となる方向に押し抜こうとする押抜力に対する耐押抜力）を大きくすることができる。

本発明の板材に対するインサートの固着方法は、板材の板厚が薄くなっても、板材に対しインサートを十分な固着強度で固着することができる等の優れた効果を得られるものである。

本発明によるインサートは、環状溝をヘッダーや転造により加工する場合も、鍔部が椀状に反り返らないようにすることができるとともに、板材に対するインサートの固着強度が向上することができる。

また、本発明によるインサートは、前記態様とすることにより、インサートの耐押抜力（特に、板材からインサートを軸部が先頭となる方向に押し抜こうとする押抜力に対する耐押抜力）を一層大きくすることができる。

以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて説明する。

図１〜８は本発明の実施例１を示しており、このうち図１〜４は、本実施例におけるインサート１を示している。このインサート１は、鋼、アルミニウム合金等の金属、セラミック、あるいは硬質プラスチック等からなり、円筒状の軸部２と、この軸部２の一端部に設けられた鍔部３とを一体的に有している。前記鍔部３は、軸部２より外径を大きくされていて、該軸部２の径方向外方に突出しており、その全外周にセレーションからなる回り止め凹凸部４を設けられている。前記鍔部３の軸部２と反対側の端面３ａは平面状とされている。前記軸部２のうちの鍔部３付近には、環状溝５が設けられている。このインサート１においては、環状溝５と鍔部３との間には軸部２のうちの環状溝５ではない部分が若干存在しており、環状溝５は鍔部３に隣接していない。図４に示されるように、前記環状溝５の両側面５ａ，５ｂは、該環状溝５の開口側へ末広がりとなるように傾斜されている。前記インサート１には、軸部２および鍔部３を貫通する下穴６が軸部２および鍔部３と同心に明けられている。前記下穴６の両端部には面取り部７，８が設けられている。

図５は、インサート１を固着するべき板材９を示しており、鋼、アルミ合金等の金属からなり、インサート１を固着すべき箇所にバーリング穴１０を加工されている。前記バーリング穴１０の穴フランジ部１１の内面の基端側部分には、該穴フランジ部１１の先端側に行くほど径が次第に減少して行く径漸減部１１ａが設けられている。

次に、図６〜８を用いて、本実施例における板材９に対するインサート１の固着工程を説明する。

第一の型１２は、金属からなり、該第一の型１２の上面をなす水平方向に広がる平面状の板材対向面１３と、この板材対向面１３に対し垂直方向（すなわち、鉛直方向）に明けられている軸部収容穴１４とを有している。前記軸部収容穴１４の径は、次に説明する穴フランジ押圧部１５の部分を除いて、インサート１の軸部２の径より僅かに大きい径とされている。前記軸部収容穴１４の板材対向面１３側の端部にはテーパー状の穴フランジ押圧部１５が設けられており、この穴フランジ押圧部１５は該軸部収容穴１４の内部側から前記板材対向面１３に近づくほどその径が次第に拡大して行く形状とされている。

ここで、前記インサート１の鍔部３の厚さは、板材９の板厚ｔより厚くされている。また、鍔部３の外径Ａはバーリング穴１０の基端側の内径Ｂおよび穴フランジ押圧部１５の開口の径Ｃ（すなわち、軸部収容穴１４の板材対向面１３側の開口の径）より小さくされている。

パンチ金型状をなす第二の型１６は、金属からなり、インサート１の鍔部３の軸部２と反対側の端面３ａより広い平面状の鍔部押圧面１６ａを有しており、この鍔部押圧面１６ａは該第二の型１６の下端面をなしている。前記第二の型１６は、第一の型１２の軸部収容穴１４の上方においてプレス機械(図示せず)により上下動されるようになっている。

前記板材９に対しインサート１を固着する際には、まず図６のように、固定設置されている第一の型１２の板材対向面１３上に板材９を載置し、板材９の穴フランジ部１１突出側の表面が第一の型１２の板材対向面１３に対向されるようにするとともに、穴フランジ部１１が穴フランジ押圧部１５に対向され、穴フランジ部１１の先端部が第一の型１２の穴フランジ押圧部１５に当接されるようにする。また、インサート１の軸部２を、軸部２の方を先頭、鍔部３の方を後尾として、バーリング穴１０に挿通し、鍔部３の外周エッジ部が穴フランジ部１１の内面の径漸減部１１ａに当接されるようにするとともに、軸部２のうちのバーリング穴１０から突き出した部分の大部分が、第一の型１２の軸部収容穴１４のうちの穴フランジ押圧部１５以外の部分に収容されるようにし、かつインサート１の環状溝５が穴フランジ部１１の内面に対向されるようにした状態で、第二の型１６を下降して行く。

すると、図７のように、鍔部３が板材９のうちのバーリング穴１０の穴フランジ部１１部分に該穴フランジ部１１の内面側から圧入されるとともに、穴フランジ部１１が第一の型１２の穴フランジ押圧部１５に外側から押圧される。これにより、穴フランジ部１１は鍔部３と穴フランジ押圧部１５により挟まれるようにして塑性変形し、穴フランジ部１１の材料の一部が環状溝５に侵入して該環状溝５を充填する一方、穴フランジ部１１の材料の他の一部がインサート１の軸部２のうちの鍔部３と環状溝５との間の部分および鍔部３の軸部２側の端面３ｂに密着する。これにより、板材９に対しインサート１が強固に固着される。なお、回り止め凹凸部４は、従来と同様に、板材９に対するインサート１の回転を防止する機能、即ち耐回転力を向上させる機能を果たす。図８は、固着後のインサート１および板材９を取り出して示す縦断面図である。

そして、板材９に固着されたインサート１の下穴６にタッピンねじ(図示せず)を螺入することにより、板材９に対してインサート１を介して被締結物(図示せず)を取り付けることができる。

前述のように従来の板材に対するインサートの固着方法においては、板材に設けられる貫通穴はバーリング加工されていない穴であり、インサートの鍔部が板材に板厚方向に圧入されることにより、板材の材料の一部が板材の表面と平行な方向に塑性変形してインサート１の環状溝５に侵入するだけであった。したがって、板材に生じさせることができる塑性変形量が板材の板厚により直接的に限定されてしまうので、板材が薄くなってくると、板材を十分塑性変形させることができなくなり、板材とインサートとの密着度が悪くなるため、板材に対するインサートの固着強度を大きくすることができなかった。

しかるに、本発明の板材９に対するインサート１の固着方法によれば、バーリング穴１０の穴フランジ部１１を塑性変形させて該穴フランジ部１１の材料の一部を環状溝５に侵入・充填させるので、板材９が薄くなっても、板材９の塑性変形を十分大きくし、板材９とインサート１との密着を強固にすることができるため、板材９に対するインサート１の固着強度を大きくすることができる。

また、前述のように従来の板材に対するインサートの固着方法においては、バーリング部が存在しないため、鍔部の厚さを板材板厚の１／２程度に薄くしておく必要があった。これは、鍔部の厚さを厚くすると、インサート圧入後の鍔部の軸部側の端面と板材の圧入方向前方側の表面との間の距離（すなわち、板材の板厚からインサートの圧入深さを引いた距離）が小さくなってしまう（例えば、鍔部の厚さを板材の板厚と等しくすると、インサート圧入後の鍔部の軸部側の端面と板材の圧入方向前方側の表面との間の距離は零になり、鍔部が板材を貫通した状態になってしまう）ので、板材からインサートを軸部が先頭となる方向に押し抜こうとする押抜力（図８の矢印Ｑ方向の押抜力に相当する）に対する耐押抜力が著しく低下してしまうからである。このため、板材の板厚が薄くなるほど、鍔部の厚さも薄くする必要があり、これも板材の板厚が薄くなると、十分なインサートの固着強度が得られない原因となっていた。

さらに、従来は、極薄板に対するインサートの固着を可能にするため、鍔部を薄くするとともに、このように薄くしたことにより鍔部が非常にへたり易くなるのを防止する目的で、鍔部を浸炭熱処理する試みもなされていたが、薄くされた鍔部に浸炭熱処理を行うと、鍔部はその内部まで全体的に浸炭熱処理されてしまうことになるので、非常に脆くなり、圧入時に破壊されてしまうという問題もあった。

しかるに、本実施例のように、鍔部３の外径Ａをバーリング穴１０の基端側の内径Ｂより小さくし、圧入過程で、鍔部３の外周エッジ部が穴フランジ部１１の内面の径漸減部１１ａに当接されるようにすれば、図７および８に示されるように、板材９のうちの穴フランジ部１１により厚さが増した部分に鍔部３が圧入されることになるので、鍔部３の厚さを板材９の板厚ｔ以上とすることが可能になる。これにより、鍔部３自体の強度を大きくできるとともに、板材９に対するインサート１の固着強度を一層大きくすることができる。

これらの結果、本発明によれば、板厚０．６ｍｍ以下の極薄板の板材１にもインサート１を十分な大きさの固着強度で固着することが可能になる。

また、既に述べたように、従来の板材に対するインサートの固着方法においては、板材に設けられる貫通穴はバーリング加工されていない穴であり、鍔部を板材に圧入したとき、板材の材料の一部が板材の表面と平行な方向に塑性変形して環状溝に侵入するようにしていたので、従来のインサートにおいては、環状溝を鍔部に隣接して設ける必要があった。しかしながら、環状溝をヘッダーや転造により加工する場合、インサートの環状溝を鍔部に隣接して設けると、鍔部が椀状に反り返ってしまい（図１０において一点鎖線で示したようになる）、板材に対するインサートの固着強度に悪影響を与える虞があるとともに、美観を損なう虞がある（特に鍔部の厚さが薄くなるほど、椀状に反り返り易くなる）。

しかるに、本発明では、環状溝５が鍔部３に隣接していないので、環状溝５をヘッダーや転造により加工する場合も、鍔部３が椀状に反り返らないようにすることができる。また、環状溝５を鍔部３に隣接していないので、インサート１のうちの板材９中に埋設される部分に形成される段部の数が増加することになるため、これによっても、板材９に対するインサート１の固着強度が向上する。

また、本実施例においては、前述のように、環状溝５の両側面５ａ，５ｂが該環状溝５の開口側へ末広がりとなるように傾斜されているので、板材９に対するインサート１の固着工程において、穴フランジ部１１の材料が環状溝５に一層充填され易くなる。ただし、本発明においては、必ずしも環状溝５の両側面５ａ，５ｂを傾斜させなくてもよい。

また、本実施例においては、第一の型１２の方を下方、第二の型１６の方を上方に位置させ、第一の型１２を固定し、第二の型１６の方を移動させているが、逆に第一の型１２の方を上方、第二の型１６の方を下方に位置させ、第二の型１６の方を固定し、第一の型１２の方を移動させるようにしてもよい。また、第一および第二の型１６の両方を移動させてもよい。さらに、第一および第二の型１６を横方向に配置し、第一または（および）第二の型１６を横方向に移動させるようにしてもよい。

図９は、本発明の実施例２におけるインサート１を示している。本実施例においては、下穴６の代わりに雌ねじ１７を形成されたねじ穴１８が設けられている。インサート１の他の構成および板材９に対するインサート１の固着方法は、前記実施例１と同様である。

本実施例においては、タッピンねじではない小ねじ等の雄ねじ部品(図示せず)を用いて被締結物(図示せず)をインサート１を介して板材９に取り付けることができる。

（参考例１）
図１０は、本発明の参考例１におけるインサート１を示している。本参考例においては、従来のインサート同様に、インサート１の環状溝５が鍔部３に隣接して設けられている。また、環状溝５の両側面５ａ，５ｂは傾斜されていない。インサート１の他の構成および板材９に対するインサート１の固着方法は、前記実施例１と同様である。

既に述べたように、このように環状溝５を鍔部３に隣接して設けると、環状溝５をヘッダーや転造により加工する場合、図１０において一点鎖線で示したように、鍔部３が椀状に反り返ってしまい、板材９に対するインサート１の固着強度に悪影響を与える虞があるとともに、美観を損なう虞がある（特に鍔部３の厚さが薄くなるほど、椀状に反り返り易くなる）。

（参考例２）
図１１は、本発明の参考例２におけるインサート１を示している。本参考例においては、インサート１の環状溝５が鍔部３に隣接して設けられているが、環状溝５の鍔部３側の側面５ａは傾斜されている。インサート１の他の構成および板材９に対するインサート１の固着方法は、前記実施例１と同様である。

本参考例においては、環状溝５が鍔部３に隣接して設けられているが、環状溝５の鍔部３側の側面５ａが傾斜されているので、環状溝５をヘッダーや転造により加工する場合も、参考例１のように環状溝５の鍔部３側の側面５ａが傾斜されていない場合よりは、鍔部３が椀状に反り返り難いようにすることができる。

図１２および１３は、本発明の実施例３を示している。本実施例においては、鍔部３の外径Ａはバーリング穴１０の基端側の内径Ｂより大きくされ、図１２に示されるように、圧入過程で、鍔部３の外周エッジ部がバーリング穴１０外において板材９の穴フランジ部１１突出側と反対側の表面に当接されるようになっている。また、鍔部３の厚さは板材９の板厚ｔより薄くされている。インサート１の他の構成および板材９に対するインサート１の固着方法は、前記実施例１と同様である。

本実施例においても、前記各実施例の場合と同様に、バーリング穴１０の穴フランジ部１１が第一の型１２の穴フランジ押圧部１５により外側から押されて塑性変形し、穴フランジ部１１の材料の一部が環状溝５に侵入して該環状溝５を充填するという点では、板材９に対するインサート１の固着強度を大きくすることができる。

しかし、鍔部３の外径Ａがバーリング穴１０の穴フランジ部１１の基端側の内径Ｂより大きくされているので、鍔部３の厚さを板材９の板厚ｔより薄くせざるを得ないため、鍔部３の厚さを板材９の板厚ｔ以上とする場合に比較すると、板材９に対するインサート１の固着強度を大きくできない。

図１４〜１６は、本発明の実施例４を示している。本実施例においては、インサート１の鍔部３のうちの軸部２側の部分は小径部３ｃ、軸部２と反対側の部分は小径部３ｃより径が大きい大径部３ｄをそれぞれ構成していて、小径部３ｃと大径部３ｄとの間には段部１９が形成されている。前記小径部３ｃにおける鍔部３の厚さは板材９の板厚ｔより厚くされる一方、大径部３ｄにおける鍔部３の厚さは板材９の板厚ｔより薄くされている。図１５に示されるように、前記大径部３ｄの外径Ｄはバーリング穴１０の基端側の内径Ｂより大きくされており、圧入過程で、大径部３ｄの外周エッジ部がバーリング穴１０外において板材９の穴フランジ部１１突出側と反対側の表面に当接されるようになっている。前記小径部３ｃの外径Ｅはバーリング穴１０の穴フランジ部１１の基端側の内径Ｂより小さくされており、圧入過程で、小径部３ｃの外周エッジ部が穴フランジ部１１の内面の径漸減部１１ａに当接されるようになっている。前記小径部３ｃは、図１４に示されるように、その全外周にセレーションからなる回り止め凹凸部４を設けられている。

インサート１の他の構成および板材９に対するインサート１の固着方法は、前記実施例１と同様である。

本実施例においては、実施例１における全体に厚い鍔部３に相当する、板材９の板厚ｔより厚い小径部３ｃを鍔部３が有していることにより、実施例１と同様の理由で、板材９に対するインサート１の固着強度を大きくすることができる上、小径部３ｃの外側に広がる大径部３ｄを有していて、鍔部３が段付き状となっているので、より一層インサート１の固着強度を大きくすることができる。

なお、前記各実施例においては、第一の型１２の軸部収容穴１４の穴フランジ押圧部１５はテーパー状（縦断面において直線状をなす）をなしているが、本発明においては、第一の型の穴フランジ押圧部は、必ずしもテーパー状でなくてもよく、例えば、縦断面において曲線状をなすようになっていてもよいし、段付き状ないしはギザギザ状となるようにしてもよい。さらに、本発明においては、第一の型の穴フランジ押圧部は、必ずしも軸部収容穴の内部側から前記板材対向面に近づくほど径が次第に拡大して行く形状となっていなくてもよく、第一の型と前記第二の型とが互いに近づくように第一の型に対し第二の型を相対的に移動したときに、穴フランジ部を外側から押圧して、穴フランジ部を塑性変形させて該穴フランジ部の材料の一部を環状溝に侵入・充填させることとなる形状であればよい。

また、前記各実施例においては、穴フランジ部１１の先端部が固着工程の初期段階で第一の型１２の穴フランジ押圧部１５に当接されるようにして、固着工程を行っているが、本発明においては、固着工程の初期段階において、穴フランジ部の先端部が第一の型の穴フランジ押圧部に当接されないようにしてもよい。

また、前記各実施例においては、インサート１に設けられた下穴６またはねじ穴１８は、インサート全体を貫通しているが、本発明においては、下穴６またはねじ穴１８の鍔部３側または鍔部３と反対側の端部が閉じられた形状となるようにしてもよい。また、インサートに下穴およびねじ穴のいずれも設けないようにしてもよい。

また、前記各実施例においては、板材９に対するインサート１の耐回転力を大きくするため、インサート１の鍔部３の外周にセレーションによる回り止め凹凸部４を設けているが、セレーションの代わりにローレット加工等による他の種の回り止め凹凸部を設けてもよいし、鍔部の外周を多角形状等の非円形状としてもよい。また、場合によっては、鍔部の外周部を円形状とし、かつ鍔部の外周部に回り止め凹凸部を設けなくてもよい。

また、本発明は、以上の説明から明らかなように、板材の板厚が薄くなるほど、特に優れた効果が得られるが、板材の板厚が厚い場合においても板材に対するインサートの固着強度を向上することができる。そして、本願発明が属する技術分野では、電子機器等の放熱効果の観点から、板材の板厚を比較的に厚くすることが選択される場合があるが、本発明においては、このような場合には、バーリング穴の穴フランジ部の厚さが板材の板厚に比し特に薄くなるように加工すれば、板材の板厚が比較的に厚くても、インサートに対する環状溝の加工、第一の型の加工、および板材に対するインサートの固着作業等を容易に行うことができるようになる。

以上のように本発明による板材に対するインサートの固着方法およびインサートは、直接雄ねじを螺合することが不可能なような薄い板材に固着されて、前記板材に被取付物を間接的に締結することを可能にする板材に対するインサートの固着方法およびインサートとして有用である。

本発明の実施例１におけるインサートを示す斜視図である。 前記インサートを示す正面図である。 前記インサートを示す平面図である。 図３のＩＶ−ＩＶ線における断面図である。 実施例１における板材のバーリング穴付近を示す縦断面図である。 実施例１の固着作業における圧入直前の状態を示す縦断面図である。 実施例１における固着作業完了時の状態を示す縦断面図である。 実施例１における固着後のインサートおよび板材を取り出して示す縦断面図である。 本発明の実施例２におけるインサートを示す縦断面図である。 本発明の参考例１におけるインサートを示す縦断面図である。 本発明の参考例２におけるインサートを示す縦断面図である。 本発明の実施例３の固着作業における圧入直前の状態を示す縦断面図である。 実施例３における固着作業完了時の状態を示す縦断面図である。 本発明の実施例４におけるインサートを示す斜視図である。 本発明の実施例４の固着作業における圧入直前の状態を示す縦断面図である。 実施例４における固着作業完了時の状態を示す縦断面図である。

１ インサート
２ 軸部
３ 鍔部
３ａ 鍔部の軸部２と反対側の端面
３ｂ 鍔部の軸部２側の端面
３ｃ 小径部
３ｄ 大径部
５ 環状溝
５ａ，５ｂ 環状溝の側面
９ 板材
１０ バーリング穴
１１ 穴フランジ部
１１ａ 径漸減部
１２ 第一の型
１３ 板材対向面
１４ 軸部収容穴
１５ 穴フランジ押圧部
１６ 第二の型
１６ａ 第二の型の鍔部押圧面（下端面）
１９ 段部
ｔ 板材９の板厚

Claims (11)

1. 軸部と、この軸部の一端部に設けられており、前記軸部より該軸部の径方向外方に突出する鍔部と、前記軸部に、前記鍔部に隣接しないように設けられた環状溝とを有してなるインサートを用意する段階と、
   バーリング穴を加工された板材を用意する段階と、
   前記インサートの軸部を、該軸部の方を先頭、前記鍔部の方を後尾として、前記バーリング穴に該バーリング穴の穴フランジ部突出側と反対側から挿入された状態とする段階と、
   前記鍔部を前記板材に圧入するとともに、前記バーリング穴の穴フランジ部を外側から押圧し、これによって該穴フランジ部を塑性変形させて該穴フランジ部の材料の一部を前記環状溝に侵入・充填させることにより、前記板材に前記インサートを固着する固着段階とを有してなる板材に対するインサートの固着方法。
2. 前記インサートの前記鍔部のうちの少なくとも前記穴フランジ部に圧入される部分の一部の厚さは、前記板材の板厚以上とされている請求項１記載の板材に対するインサートの固着方法。
3. 板材対向面と、この板材対向面に対し垂直方向に明けられており、前記インサートの前記軸部を収容可能な軸部収容穴と、この軸部収容穴の前記板材対向面側の端部に形成された、穴フランジ押圧部とを有する第一の型を用意する段階と、
   前記インサートの前記鍔部の前記軸部と反対側の端面を押圧可能な鍔部押圧面を有する第二の型を用意する段階とをさらに有し、
   前記固着段階は、前記板材の前記穴フランジ部突出側の表面が前記第一の型の前記板材対向面に対向され、前記インサートの前記軸部が前記第一の型の前記軸部収容穴に収容され、前記穴フランジ部が穴フランジ押圧部に対向され、かつ前記インサートの前記環状溝が前記穴フランジ部の内面に対向されるようにした状態で、前記第一の型と前記第二の型とが互いに近づくように、前記第一の型の軸部収容穴および前記インサートの軸方向に、前記第一の型に対し前記第二の型を相対的に移動することにより、前記第二の型の鍔部押圧面が前記鍔部の前記軸部と反対側の端面を押圧するとともに、前記穴フランジ押圧部が前記穴フランジ部を外側から押圧するようにし、これによって前記鍔部を前記板材に圧入するとともに、前記穴フランジ部を塑性変形させて該穴フランジ部の材料の一部を前記環状溝に侵入・充填させる段階を有する請求項１記載の板材に対するインサートの固着方法。
4. 前記穴フランジ押圧部は、軸部収容穴の内部側から前記板材対向面に近づくほど径が次第に拡大して行く形状を有している請求項３記載の板材に対するインサートの固着方法。
5. 前記固着段階は、前記穴フランジ部の先端部が前記第一の型の前記穴フランジ押圧部に当接されるようにした状態で、前記第一の型と前記第二の型とが互いに近づくように前記第一の型に対し前記第二の型を相対的に移動する請求項３または４記載の板材に対するインサートの固着方法。
6. 前記固着段階の以前において、前記バーリング穴の穴フランジ部の内面には、該穴フランジ部の先端側に行くほど径が次第に減少して行く径漸減部が設けられており、
   前記固着段階は、前記インサートの前記鍔部のうちの前記軸部側の部分の外周エッジ部が前記バーリング穴の穴フランジ部の内面の前記径漸減部に当接されるようにした状態で、前記第一の型と前記第二の型とが互いに近づくように前記第一の型に対し前記第二の型を相対的に移動する請求項３乃至５のいずれかに記載の板材に対するインサートの固着方法。
7. 前記インサートの前記鍔部は、少なくとも前記外周エッジ部より径方向内側の部分の厚さを前記板材の板厚以上とされている請求項６記載の板材に対するインサートの固着方法。
8. 前記インサートの前記鍔部のうちの前記軸部側の部分は小径部、前記軸部と反対側の部分は前記小径部より径が大きい大径部をそれぞれ構成していて、前記小径部と前記大径部との間には段部が形成されており、前記小径部における前記鍔部の厚さは前記板材の板厚以上とされる一方、前記大径部における前記鍔部の厚さは前記板材の板厚より薄くされており、
   前記固着段階は、前記鍔部の前記小径部の外周エッジ部が前記穴フランジ部の内面に当接されるようにした状態で、前記第一の型と前記第二の型とが互いに近づくように前記第一の型に対し前記第二の型を相対的に移動する請求項７記載の板材に対するインサートの固着方法。
9. 前記インサートは、前記軸部に軸方向に雄ねじを螺合されるようになっている請求項１乃至８のいずれかに記載の板材に対するインサートの固着方法。
10. 軸部と、この軸部の一端部に設けられており、前記軸部より該軸部の径方向外方に突出する鍔部と、前記軸部に設けられた環状溝とを有してなり、前記鍔部を板材に圧入されて該板材に固着されるインサートにおいて、
    前記環状溝は前記鍔部に隣接しないように設けられており、当該インサートの前記軸部が前記板材に加工されたバーリング穴に挿入され、前記鍔部が前記板材に圧入されるとともに、前記バーリング穴の穴フランジ部が塑性変形されて前記穴フランジ部の材料の一部が前記環状溝内に侵入・充填されるようになっているインサート。
11. 前記鍔部は、該鍔部のうちの前記軸部側の部分を構成する小径部と、該鍔部のうちの前記軸部と反対側の部分を構成する、前記小径部より径が大きい大径部と、前記小径部と前記大径部との間に形成された段部とを有し、
    前記小径部における前記鍔部の厚さは前記板材の板厚以上とされる一方、前記大径部における前記鍔部の厚さは前記板材の板厚より薄くされている請求項１０記載のインサート。

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