TW201346145A - 穿透形螺帽 - Google Patents
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Abstract
穿透形螺帽(1)，是在包括螺孔(3)之螺帽本體(2)的中央部，突出設有端面(5)做為金屬板(11)沖孔用之沖頭功能的導向部(4)，且具備有從導向部(4)之根部延伸至螺帽本體(2)之外周緣為止的連結座面(6)，構成為導向部(4)之端面(5)的周緣形成為圓形的同時，導向部(4)的外圍面(7)由6面至12面的平面(8)形成，並且，形成為從端面(5)朝根部逐漸縮徑之多角錐形的多面體，此外，連結座面(6)是形成為平坦面不具有溝槽部及凹凸，在導向部(4)的根部附近設有從連結座面(6)隆起的隆起部(9)，6面至12面的平面(8)是連續設置在隆起部(9)。
Description
本發明是關於具備有其螺帽本體要做為金屬板沖切用之沖頭發揮功能的導向部，利用打入鑲嵌結合形成為固定在金屬板的穿透形螺帽，特別是關於可應用在高強度鋼板或普通鋼之厚板的穿透形螺帽。
穿透形螺帽，從前就大量使用在汽車產業或家電製品的組裝，但是當其固定在金屬板時，就會被要求需具有指定的抗旋轉力及抗拉拔力。為了滿足該要求已陸續出現有各種型式的穿透形螺帽。先前的穿透形螺帽一般應用在普通鋼的板材，為了確保有抗旋轉力其要沖切金屬板用之上述導向部的外圍面是形成為四角形、六角形等的多面形，或在該外圍面設有多數凹凸部(滾花部)的另一方面，在要與上述導向部合作共同沖切金屬板用的沖孔模的孔周緣設有突起部，將該突起部對沖切後之金屬板的開口周緣部壓入，使該開口周緣部變形藉此緊貼在上述導向部的外圍面，如此一來就可獲得具有抗旋轉力及抗拉拔力的構造。此外，還提案有構成為是於從導向部之根部延伸至螺帽本體之外周緣為止的連結座面設有多角形狀的凹槽，又在該凹槽的底面設有凸部，對該凹槽利用上述模的突起部壓入由上述導向部沖切後之金屬板的開口周緣使該開口周緣部變形，藉此就可獲得抗旋轉力及抗拉拔力的穿透形螺帽
等。
上述的穿透形螺帽，通常是使用普通鋼壓造成型之後全體經淬火硬化製成，因此基於穿透形螺帽本身的硬度考量大多數應用在普通鋼的板材其板厚約1.4mm為止的金屬板。
本申請發明者，利用專利文獻1(日本特公平2-52125號公報)，已提案並實施也可應用在板厚1.4mm以上之厚板(普通鋼)的厚板用穿透形螺帽。
第16圖為表示專利文獻1所記載的穿透形螺帽31，第17圖為該穿透形螺帽31要固定在金屬板32時的步驟說明圖。
上述穿透形螺帽31，實質上是將要做為金屬板32沖切用之沖頭發揮功能的導向部34其端面35周緣形成為圓形，藉此就可使用其孔為圓形剖面的沖孔模40，並且，將導向部34和沖孔模40共同作用沖切後之金屬板32的開口周緣部33利用設置在沖孔模40之孔周緣的突起部41壓入在導向部34之根部外圍所設有的環狀溝槽37並且進入導向部34之外圍面所設有的凹槽36，使穿透形螺帽31固定在金屬板32，就可形成具有抗旋轉力及抗拉拔力的構造。
但是，近年來特別是於汽車產業，基於省能源化的觀點，是有藉由使用高強度鋼板以達到板厚薄實現重量減輕的傾向，此外，即使採用普通鋼製造汽車時，基於提高安全性的考量，是有使用板厚為3.0mm~12.0mm之厚板材的
傾向。
當上述的穿透形螺帽31欲應用在上述高強度鋼板或普通鋼的厚板材(板厚為3.0mm~12.0mm)時，除了難以將導向部34沖切後的金屬板32之開口周緣部33壓入在環狀溝槽37及凹槽36使該開口周緣部33變形以外，對沖孔模40之突起部41的負荷也會過大，導致沖孔模40的使用壽命明顯降低。其結果，瑕疵品的產生或模的更換造成生產中斷，以致會有使其成為提高成本之主要因素等諸多的問題。
[專利文獻1]日本特公平2-52125號公報
本發明，是以要解決上述問題點，提供一種也可使用在高強度鋼板或普通鋼之厚板材(板厚為3.0mm~12.0mm)的穿透形螺帽為課題。
為了解決上述課題，本發明採用下述的技術性手段。
申請專利範圍第1項相關的發明，穿透形螺帽，是構成為在包括螺孔之螺帽本體的中央部，突出設有其端面要
做為金屬板沖孔用之沖頭發揮功能的導向部，該導向部的外圍面，是形成為從上述端面朝根部逐漸縮徑的錐形，且橫剖面形狀形成為非圓形，並且，具備有從上述導向部之根部延伸至上述螺帽本體之外周緣為止的連結座面，其特徵為，上述導向部之上述端面的周緣形成為圓形的同時，上述導向部的外圍面由6面至12面的平面形成，並且，形成為朝上述根部逐漸縮徑之多角錐形的多面體，此外，上述連結座面，是形成為平坦面不具有溝槽部及凹凸，在上述導向部的根部附近設有從上述連結座面隆起的隆起部，另外，上述6面至12面的平面是連續設置在隆起部。
申請專利範圍第2項相關的發明，其特徵為，上述隆起部具有對上述連結座面成朝上述導向部傾斜30度~60度的傾斜面。
申請專利範圍第3項相關的發明，其特徵為，上述隆起部是於上述導向部的根部外圍形成環狀。
申請專利範圍第4項相關的發明，其特徵為，上述連結座面是形成為從上述螺帽本體之外周緣朝上述導向部之根部逐漸變高的傾斜面。
申請專利範圍第5項相關的發明，其特徵為，上述導向部的高度(H)是設定成要比上述金屬板的板厚(T)還低。
申請專利範圍第6項相關的發明，其特徵為，上述螺帽本體的外圍面為六角形或者是角部已經切掉的四角形。
申請專利範圍第7項相關的發明，其特徵為，包括著
上述螺帽本體及上述導向部的全體是經淬火硬化。
本發明相關的穿透形螺帽，如以上所述，其具有以下構成，即，金屬板沖切用之導向部的端面其周緣形成為圓形的同時，上述導向部的外圍面由6面至12面的平面形成，並且，形成為從上述端面朝上述根部逐漸縮徑之多角錐形的多面體，此外上述連結座面形成為平坦面不具有溝槽部及凹凸，另外在上述導向部的根部附近設有從上述連結座面隆起的隆起部，又上述6面至12面的平面是連續設置在上述隆起部，因此與沖孔模共同作用經由上述導向部沖切後之上述金屬板的開口周緣部就會由上述沖孔模的端面推壓至上述隆起部，其結果，上述開口周緣部就會受到隆起部的壓入而變形，形成為緊貼在隆起部的同時，透過要緊貼在上述6面至12面之各平面的鑲嵌結合就會固定在上述金屬板，獲得充分的抗旋轉力及抗拉拔力。再加上，上述沖孔模，是和一般性的沖孔模為相同的單純構造，即其上面為平坦，設有上述導向部之圓形端面所要嵌插的圓形孔，不需要如先前技術所示在孔周緣的上面設有突起部，因此就能夠大幅提昇沖孔模的使用壽命。接著，上述沖孔模利用其平坦的上面是能以較大的加壓力將上述金屬板的開口周緣部推壓至上述隆起部及連結座面，與上述導向部共同合作，就能夠使穿透形螺帽牢固並且確實固定在由高強度鋼板或普通鋼之厚板材(板厚3.0mm~12.0mm)
形成的金屬板。
此外，如申請專利範圍第2項相關之發明的特定所示，當上述隆起部具有對上述連結座面成30度~60度的傾斜面時，就能夠更加確實並且有效執行上述隆起部所要造成之上述金屬板開口周緣部的壓入變形，能夠增加對上述金屬板的抗旋轉力及抗拉拔力。
再加上，如申請專利範圍第3項相關之發明的特定所示，當上述隆起部是於上述導向部的根部外圍形成環狀時，上述隆起部所造成之上述金屬板開口周緣部的壓入變形就會均勻，能夠獲得對上述金屬板之更穩定的抗旋轉力及抗拉拔力。
另，如申請專利範圍第4項相關之發明的特定所示，當上述連結座面是形成為從上述螺帽本體之外周緣朝上述導向部之根部逐漸變高的傾斜面時，在上述沖孔模之平坦的端面對上述導向部沖切後之金屬板的開口周緣部進行加壓使該開口周緣部推壓至上述隆起部及上述連結座面時，就可使上述金屬板的開口周緣部沿著傾斜的上述連結座面往上述導向部的外圍面側移動，能夠更有效執行上述隆起部所要造成之上述開口周緣部的壓入變形，能夠獲得對上述金屬板之更穩定的抗旋轉力及抗拉拔力。
以下，根據圖面對本發明的實施形態進行詳細說明。
第1圖~第4圖是揭示著本發明實施例1相關的穿透形螺帽1。該穿透形螺帽1，是普通鋼的素材經冷鍛製成，螺帽本體2為四角螺帽的四角隅切除後的圓角四角型，在該螺帽本體2之包括螺孔3的中央部，突出設有其端面5要做為金屬板11沖孔用之沖頭發揮功能的圓筒狀導向部4，且具備有從該導向部4之根部延伸至螺帽本體2之外周緣為止的連結座面6。
導向部4，其端面5的周緣形成為圓形的同時，其外圍面7由6面至12面(於圖示的實施形態中為8面)的平面8形成，並且，形成為從端面5朝根部逐漸縮徑之多角錐形的多面體。
連結座面6，是形成為對螺帽本體2的軸線成正交的平坦面，如先前技術的穿透形螺帽所示並沒有設置溝槽部及凹凸。另一方面，在導向部4的根部附近設有從連結座面6隆起的隆起部9。該隆起部9，是於導向部4的根部外圍形成環狀，並且，具有對連結座面6形成往導向部4之外圍面7以指定傾斜角(A)傾斜的傾斜面10。傾斜角(A)以30度~60度的範圍為佳，第2圖所示之實施形態中，傾斜角(A)設定成45度。此外，隆起部9，於圖示的實施形態中，是於導向部4的根部外圍形成環狀，但也可於導向部4的周圍方向隔著一定間隔形成為分開的形態。具有上述構成的穿透形螺帽1於螺孔3的加工結束後，其包括著螺帽全體2及導向部4的全體是經淬火硬化。
第5圖至第8圖，是揭示著上述實施例1相關的穿透形螺帽1要固定在金屬板11時的步驟，當要固定穿透形螺帽1時是於載置在沖孔模20之上面22的金屬板11將穿透形螺帽1定位在與沖孔模20同軸上，然後將該穿透形螺帽1的導向部4打入金屬板11藉此進行沖孔加工形成固定。
金屬板11為普通鋼的形態時，穿透形螺帽1可應用在板厚(T)為3.0mm~12.0mm的厚板材。此外，導向部4之打入造成的沖孔加工，是在貫通金屬板11之前於切斷加工完成的時間點實質上就結束，因此導向部4的高度(H)，只要形成為足以完成切斷加工所需要的高度即可，因此是設定成要比金屬板11的板厚(T)還低。另一方面，沖孔模20的沖切孔21，是形成為對導向部4之圓形端面5的直徑具有指定間隙的圓形孔。此外，沖孔模20的上面22是與一般性沖孔模相同的平坦面，如先前技術所示於上面22並不設有突起部。
第5圖為表示導向部4和沖孔模20之共同作用造成的沖孔加工途中，此時的狀態是形成為導向部4的端面5打入在金屬板11持續進行沖孔加工，沖切後之開口12的金屬板11背側之開口周緣部13的周端緣13a抵接在導向部4之隆起部9的傾斜面10。當導向部4的沖孔加工又持續進行時，如第6圖所示，隆起部9會壓入至開口周緣部13，使開口周緣部13開始變形，變形後的開口周緣部13就會緊貼在隆起部9。當導向部4造成的沖孔加工又持
續進行時，如第7圖所示，隆起部9所造成之開口周緣部13的壓入變形就會增大，使該開口周緣部13也會緊貼在導向部4之外圍面7的隆起部9所連續設置之由多面體形成的平面8。又再持續進行沖孔加工，如第8圖所示，當金屬板11的背側緊貼在穿透形螺帽1的連結座面6時，導向部4之沖孔加工的切斷就會結束，實質上沖孔加工已經結束。接著，導向部4所沖切去除的脫落片23就會往沖切模20的沖切孔21落下。此外，沖孔模20之平坦的上面22所造成之大的加壓力會使金屬板11推壓至連結座面6，使隆起部9所造成之開口周緣部13的壓入變形增大，如此一來壓入變形後的開口周緣部13就會緊貼在隆起部9，並且緊貼在由多角錐形之多面體形成的各平面8使穿透形螺帽1固定在金屬板11，並且獲得充分的抗旋轉力及抗拉拔力。
第9圖~第11圖，是揭示著本發明實施例2相關的穿透形螺帽15。該穿透形螺帽15，基本上具有與實施例1相關之穿透形螺帽1相同的構成，因此針對同一的構成部份是標示同一圖號藉此省略說明，以下，針對其與穿透形螺帽1不同的構成進行說明。
實施例1相關之穿透形螺帽1的連結座面6，如第2圖所示，是形成為對螺帽本體2之軸線成正交的平坦面。相對於此，實施例2相關之穿透形螺帽15的連結座面16
，如第9圖及第11圖的明確圖示，是形成為從螺帽本體2之外周緣朝導向部4之根部逐漸變高的傾斜面。該傾斜面對螺帽本體2之軸線所正交的平面其傾斜角(B)以5度~7度的範圍為佳。
第12圖至第15圖，是揭示著實施例2相關之穿透形螺帽15要固定在金屬板11時的步驟，於載置在沖孔模20之上面22的金屬板11將穿透形螺帽15定位在與沖孔模20同軸上，然後將該穿透形螺帽15的導向部4打入金屬板11藉此進行沖孔加工的步驟，是與第1實施例的形態相同。接著，將導向部4的端面5打入在金屬板11持續進行與沖孔模20之共同作用造成的沖孔加工，沖切後之開口12的金屬板11背側之開口周緣部13的周端緣13a就會抵接在導向部4之隆起部9的傾斜面10，再加上，開口周緣部13受到隆起部9壓入而變形成為緊貼在隆起部9，並且緊貼在導向部4之外圍面7的由角錐形之多面體形成的平面8時之第12圖至第14圖所示步驟，是與實施例1的第5圖至第7圖所示的步驟共同。但是，又持續進行沖孔加工，如第15圖所示，當金屬板11的背側緊貼在穿透形螺帽15之傾斜的連結座面16時，金屬板11的開口周緣部13會受到沖孔模20之平坦的平面22推壓，使其沿著傾斜的連結座面16往導向部4的外圍面側移動，如此一來就能夠更有效執行隆起部9所要造成之開口周緣部13的壓入變形，使穿透形螺帽15獲得對金屬板11更大的抗旋轉力及抗拉拔力。
於上述的實施例1及實施例2中，是針對本發明的穿透形螺帽1、15應用在普通鋼之厚板材的例子進行了說明，但本發明的穿透形螺帽也可使用在強度大的高強度鋼板。
此外，螺帽本體2的外形，除了圖示的圓角四角形以外，還可形成為六角形等其他適當的形狀。
1、15‧‧‧穿透形螺帽
2‧‧‧螺帽本體
3‧‧‧螺孔
4‧‧‧導向部
5‧‧‧端面
6、16‧‧‧連結座面
7‧‧‧導向部4的外圍面
8‧‧‧平面
9‧‧‧隆起部
10‧‧‧傾斜部
11‧‧‧金屬板
12‧‧‧開口
13‧‧‧開口周緣部
13a‧‧‧周端緣
20‧‧‧沖孔模
21‧‧‧沖切孔
22‧‧‧上面
第1圖為本發明實施例1相關的穿透形螺帽透視圖。
第2圖為第1圖穿透形螺帽的局部縱剖正面圖。
第3圖為第1圖穿透形螺帽的平面圖。
第4圖為沿著第3圖之4-4箭頭符號所示方向看的圖。
第5圖為第1圖穿透形螺帽要固定在金屬板時的步驟說明圖。
第6圖為第1圖穿透形螺帽要固定在金屬板時的步驟說明圖。
第7圖為第1圖穿透形螺帽要固定在金屬板時的步驟說明圖。
第8圖為第1圖穿透形螺帽要固定在金屬板時的步驟說明圖。
第9圖為本發明實施例2相關之穿透形螺帽的局部縱剖正面圖。
第10圖為第9圖穿透形螺帽的平面圖。
第11圖為沿著第10圖之11-11箭頭符號所示方向看的圖。
第12圖為第9圖穿透形螺帽要固定在金屬板時的步驟說明圖。
第13圖為第9圖穿透形螺帽要固定在金屬板時的步驟說明圖。
第14圖為第9圖穿透形螺帽要固定在金屬板時的步驟說明圖。
第15圖為第9圖穿透形螺帽要固定在金屬板時的步驟說明圖。
第16圖為表示先前例穿透形螺帽的透視圖。
第17圖為先前例穿透形螺帽要固定在金屬板時的步驟說明圖。
1‧‧‧穿透形螺帽
2‧‧‧螺帽本體
3‧‧‧螺孔
4‧‧‧導向部
5‧‧‧端面
6‧‧‧連結座面
7‧‧‧導向部4的外圍面
8‧‧‧平面
9‧‧‧隆起部
10‧‧‧傾斜部
Claims (8)
- 一種穿透形螺帽，係構成為在包括螺孔(3)之螺帽本體(2)的中央部，突出設有端面(5)做為金屬板(11)沖孔用之沖頭功能的導向部(4)，該導向部(4)的外圍面是形成為從上述端面(5)朝根部逐漸縮徑的錐形，且橫剖面形狀形成為非圓形，並且，具備有從上述導向部(4)之根部延伸至上述螺帽本體(2)之外周緣為止的連結座面(6)，其特徵為：上述導向部(4)之上述端面(5)的周緣形成為圓形的同時，上述導向部(4)的外圍面(7)由6面至12面的平面(8)形成，並且，形成為從上述端面(5)朝上述根部逐漸縮徑之多角錐形的多面體，上述連結座面(6)是形成為平坦面不具有溝槽部及凹凸，在上述導向部(4)的根部附近設有從上述連結座面(6)隆起的隆起部(9)，上述6面至12面的平面(8)是連續設置在上述隆起部(9)。
- 如申請專利範圍第1項所記載的穿透形螺帽，其中，上述隆起部(9)具有對上述連結座面(6)成朝上述導向部(4)之外圍面(7)傾斜30度~60度的傾斜面(10)。
- 如申請專利範圍第1項所記載的穿透形螺帽，其中，上述隆起部(9)是於上述導向部(4)的根部外圍形成環狀。
- 如申請專利範圍第2項所記載的穿透形螺帽，其中，上述隆起部(9)是於上述導向部(4)的根部外圍形成環狀。
- 如申請專利範圍第1項至第4項任一項所記載的穿透形螺帽，其中，上述連結座面(6)是形成為從上述螺帽本體(2)之外周緣朝上述導向部(4)之根部逐漸變高的傾斜面。
- 如申請專利範圍第1項至第4項任一項所記載的穿透形螺帽，其中，上述導向部(4)的高度(H)是設定成比上述金屬板(11)的板厚(T)還低。
- 如申請專利範圍第1項至第4項任一項所記載的穿透形螺帽，其中，上述螺帽本體(2)的外圍面為六角形或者是角部已經切掉的四角形。
- 如申請專利範圍第1項至第4項任一項所記載的穿透形螺帽，其中，包括上述螺帽本體(2)及上述導向部(4)的全體是經淬火硬化。
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