JP2007016930A - 取付け筒状体および該筒状体の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 強度の高い筒状ナットを高い加工精度で加工し、該筒状ナットを取付け板に強固に固定することを可能にする。
【解決手段】 筒体2の一端側外周壁に取付け予定の取付け孔の周縁が嵌合するリング状溝5を形成し、リング状溝を含む該リング状溝周辺の筒孔3bが他の筒孔2bよりも大径に形成されて筒体壁が部分的に薄肉になっている。製造方法として、板材に数次の絞り加工により底付きの筒部を形成し、該筒部を内筒としてその外周側を前記内筒の先端側に向けて折り返して内筒の高さより背高の外筒を形成し、前記外筒と内筒とを密着させて一体化し、前記外筒の外周面であって、前記内筒が重ならない位置にリング状の溝を形成する。
【選択図】 図1
【解決手段】 筒体2の一端側外周壁に取付け予定の取付け孔の周縁が嵌合するリング状溝5を形成し、リング状溝を含む該リング状溝周辺の筒孔3bが他の筒孔2bよりも大径に形成されて筒体壁が部分的に薄肉になっている。製造方法として、板材に数次の絞り加工により底付きの筒部を形成し、該筒部を内筒としてその外周側を前記内筒の先端側に向けて折り返して内筒の高さより背高の外筒を形成し、前記外筒と内筒とを密着させて一体化し、前記外筒の外周面であって、前記内筒が重ならない位置にリング状の溝を形成する。
【選択図】 図1
Description
この発明は、シャーシやエンジンカバーの基板などの取付け板に圧入して取り付けられる筒状ナット等の取付け筒状体およびその製造方法に関する。
従来、液晶テレビやPDPテレビなどの電気機器のシャーシや基板では、取付け孔を形成し、この取付け孔にナットを圧入して、他部品のネジ止めを可能にするものが知られている。上記ナットとしては、かしめフランジを有するTナットと称されるものが知られている(特許文献1、2参照)。このTナットでは、筒状のナットを取付け板の取付け孔に圧入し、かしめフランジをかしめることで取付け板への取付けを行っている。また、この他に、図5に示すように、筒状のナット15の外周壁にリング溝16を形成しておき、このナット15を板材20の取付け孔21に挿入し、ナット15のフランジ17と取付け板20とを押圧しつつかしめることで、前記リング溝16に取付け孔21の周縁を嵌め込んで固定するものが知られている。
上記ナットの製造は、現在切削加工品が主流で、一部鍛造製品が出回り始めている。また、特許文献1、2に示されるようにプレス加工によって行うことができる。プレス加工では、板材に絞り加工を施して底付きの筒部を形成し、該筒部の底を打ち抜いて筒体を形成し、筒孔に雌ねじを形成することで筒状のナットとする。
特開平9−300043号公報
特開平10−54415号公報
しかし、前記したナットを切削加工によって加工する場合、切り刃の摩耗などにより加工精度を一定に保つことが難しく、また、切り屑の除去作業を要するなどの問題点がある。また、従来のプレス加工により得られるナットは、切り刃を用いないので加工精度が高くなるという利点を有しているが、高さ調整を精度よく行うことが難しく、製品として用いた場合、通常、取付け板に複数のナットを取付けるため、ナットによって高さにばらつきが生じると部品等の取付けが良好になされないという問題がある。また、取付け板に取付けたナットなどの筒体をスペーサとして用いるような場合、筒体の高さ精度が低いとスペーサとしての間隙精度が十分に得られなくなる。
また、前記した従来のナットでは、薄肉の筒壁で構成されたものは強度が十分に得られないという問題がある。一方、図5に示すように厚肉の筒壁で構成して、リング状の溝に取付け板を嵌合することもできるが、かしめによって十分な固着力が得られないという問題点がある。
本発明は、上記事情を背景としてなされたものであり、筒状体自体の強度を高めて、板材に取付けを行って十分な固着力で固定することができる取付け筒状体を提供し、さらに、該筒状体を高い加工精度によって加工することができる取付け筒状体の製造方法を提供することを目的とする。
すなわち本発明の取付け筒状体のうち請求項1記載の発明は、板材の取付け孔に圧入して取り付けられる筒状体であって、該筒状体の一端側外周壁に前記取付け孔の内周縁が嵌合するリング状溝が形成され、該リング状溝を含む該リング状溝周辺の筒孔が相対的に大径に形成されて筒状体壁が部分的に薄肉に形成されていることを特徴とする。
請求項2記載の取付け筒状体の発明は、請求項1記載の発明において、前記筒状体の前記一端に、外周側に伸長するフランジ片が設けられていることを特徴とする。
請求項3記載の取付け筒状体の発明は、請求項1または2に記載の発明において、前記薄肉部分が、全筒状体高さの1/5〜1/2の高さで形成されていることを特徴とする。
請求項4記載の取付け筒状体の発明は、請求項1〜3のいずれかに記載の発明において、筒状体の薄肉部分を除く厚肉部分は、複数の筒部が同軸に重ねられて厚肉とされていることを特徴とする。
請求項5記載の取付け筒状体の発明は、請求項4記載の発明において、前記厚肉部分は、筒孔を遮断する仕切部を有していることを特徴とする。
請求項6記載の取付け筒状体の発明は、請求項1〜5のいずれかに記載の発明において、前記リング状溝内に、径方向に沿ったリブが間隔をおいて複数形成されていることを特徴とする。
請求項7記載の取付け筒状体の発明は、請求項1〜6のいずれかに記載の発明において、前記筒状体の筒孔に雌ねじ部が形成されて筒状ナットとされていることを特徴とする。
請求項8記載の取付け筒状体の製造方法の発明は、板材に数次の絞り加工により底付きの筒部を形成し、該筒部を内筒としてその外周側を前記内筒の先端側に向けて折り返して内筒の高さより背高の外筒を形成し、前記外筒と内筒とを密着させて一体化し、前記外筒の外周面であって、前記内筒が重ならない位置にリング状の溝を形成することを特徴とする。
請求項9記載の取付け筒状体の製造方法の発明は、請求項8記載の発明において、前記内筒の底を除去することを特徴とする。
請求項10記載の取付け筒状体の製造方法の発明は、請求項8または9に記載の発明において、前記内筒が重ならない位置にまで伸長した外筒の端部が外周側に折り返されており、該外周側を打ち抜くことでフランジ片を形成することを特徴とする。
請求項11記載の取付け筒状体の製造法の発明は、請求項8〜10のいずれかに記載の発明において、前記内筒の内周面に雌ねじ部を形成することを特徴とする。
すなわち、本発明の取付け筒状体によれば、筒孔の内周径がリング状溝周辺と、他部とで異なっており、リング状溝周辺を大径の筒孔とするので、リング状溝周辺の筒壁が相対的に薄肉となっている。この取付け筒状体を板材の取付け孔に挿入し、かしめを行うと、取付け孔周縁が内周側に押圧されるように変形する。この取付け孔周縁の変形力によって薄肉部分が内周側に弾性変形する。そして、かしめを終了すると、取付け孔周縁の変形力がなくなるため取付け筒状体の薄肉部が弾性変形によって外周側に戻り、リング状溝と取り付け孔内周面とが強固に嵌合する。また、取付け筒状体は、上記薄肉部を除いて厚肉に形成されており、筒状体全体として高い強度を得ることができる。
また、本発明の取付け筒状体の製造方法によれば、内筒と外筒の重ね合わせによって切削加工を必要とすることなく肉厚の異なる筒状体を製造することができ、また、筒状体の背高矯正も、筒状体に軸方向に沿って押圧力を加えることで内筒と外筒の折り返し位置が微調整され、高い高さ精度を得ることができる。なお、取付け孔周縁とリング状溝との嵌合をより強固にするために、リング状溝に径方向に沿ってリブを設けることができる。該リブは、等角度間隔で設けることで取付け孔周縁との固着を均等で、かつ、より強くすることができる。その数としては、2〜4個とするのが好ましい。この数が少ないと嵌合を強固にする作用が十分に得られず、一方、数を多くしすぎると、却って嵌合が不十分になる。
なお、本発明の取付け筒状体は、好適には、筒状ナットとして提供されるが、その他に、セルフクリンチングスペーサなどとして用いることもできる。
また、本発明の筒状体は、上記のように筒孔径が異なることによって薄肉部分と厚肉部分とを有している。薄肉部分は、前記のようにリング状溝の周辺であって、好ましくは先端に掛けて設けられているのが望ましい。該薄肉部分は、筒状体の全高さに対し、1/5〜1/2の範囲とするのが望ましい。これは、1/2を超えて薄肉部分を設けると、筒状体全体の強度が十分に得られなくなるためである。また、薄肉部分の比率が1/5未満であると、取付け孔に挿入してかしめる際に、取付け筒状体の弾性変形が少なくて筒状体の固着力が小さくなるためである。
また、本発明の筒状体は、上記のように筒孔径が異なることによって薄肉部分と厚肉部分とを有している。薄肉部分は、前記のようにリング状溝の周辺であって、好ましくは先端に掛けて設けられているのが望ましい。該薄肉部分は、筒状体の全高さに対し、1/5〜1/2の範囲とするのが望ましい。これは、1/2を超えて薄肉部分を設けると、筒状体全体の強度が十分に得られなくなるためである。また、薄肉部分の比率が1/5未満であると、取付け孔に挿入してかしめる際に、取付け筒状体の弾性変形が少なくて筒状体の固着力が小さくなるためである。
本発明の取付け筒状体は、ナットとして用いる場合、筒孔内に雌ねじ部が形成される。該雌ねじ部は、筒壁厚肉部分に形成することで高い強度を得ることができる。
また、本発明の取付け筒状体をさらに、かしめて固定するために、リング状溝からさらに先端に位置する筒状体の端部に外周側に伸びるフランジ片を設けるのが望ましい。
また、本発明の取付け筒状体をさらに、かしめて固定するために、リング状溝からさらに先端に位置する筒状体の端部に外周側に伸びるフランジ片を設けるのが望ましい。
また、取付け筒状体の製造方法は、前記した本発明の製造方法が好適ではあるが、本発明の取付け筒状体としては、その製造方法が特定のものに限定されるものではなく、上記本発明の製造方法によるように、内筒と外筒の重ね合わせによることなく、厚肉部分と薄肉部分とが一体に形成されているものであってもよい。ただし、安価で、かつ高い加工精度で取付け筒状体を製造する点で、本発明の製造方法に利点がある。
以上説明したように、本発明の取付け筒状体によれば、板材の取付け孔に圧入して取り付けられる筒状体であって、該筒状体の一端側外周壁に前記取付け孔の内周縁が嵌合するリング状溝が形成され、該リング状溝を含む該リング状溝周辺の筒孔が相対的に大径に形成されて筒状体壁が部分的に薄肉に形成されているので、取付け筒状体を板材に固定する際に、取付け筒状体のリング状溝に板材の取付け孔内周縁を密着して嵌合することができ、取付け筒状体を確実かつ強固に板材に固定することができる。したがって、かしめ筒状体として用いる場合、かしめる板材が薄い際にも取付け筒状体の固定が確実になされる。
また、本発明の取付け筒状体の製造方法によれば、板材に数次の絞り加工により底付きの筒部を形成し、所望により、前記内筒の底を除去し、該筒部を内筒としてその外周側を前記内筒の先端側に向けて折り返して内筒の高さより背高の外筒を形成し、前記外筒と内筒とを密着させて一体化し、前記外筒の外周面であって、前記内筒が重ならない位置にリング状の溝を形成するので、切削加工に依ることなく、高い加工精度で取付け筒状体を製造することができる。また、一連のプレス加工によって効率よく加工を行うことができ、製造コストの低減が可能になる。
以下に、本発明の一実施形態を図1〜3に基づいて説明する。
取付け筒状体1は、ナット筒部2を主構成としており、該ナット筒部2は、2重筒部で厚肉とした厚肉筒部2aと薄肉筒部2bとが軸方向に連なっており、それぞれの筒部は、外周径が同一であり、薄肉筒部2bの大径筒孔3bが厚肉筒部2aの小径筒孔3aよりも大きくなっている。また、厚肉筒部2aの大径筒孔3aの内周面には雌ねじ部4が形成されている。
取付け筒状体1は、ナット筒部2を主構成としており、該ナット筒部2は、2重筒部で厚肉とした厚肉筒部2aと薄肉筒部2bとが軸方向に連なっており、それぞれの筒部は、外周径が同一であり、薄肉筒部2bの大径筒孔3bが厚肉筒部2aの小径筒孔3aよりも大きくなっている。また、厚肉筒部2aの大径筒孔3aの内周面には雌ねじ部4が形成されている。
一方、薄肉筒部2bの先端側には、外周面にリング状溝5が肉厚の略半分の深さで形成されており、該リング状溝5内には、等角度間隔で4つのリブ5aが径方向に沿って形成されている。この実施形態では、リング状溝5の全深さでリブ5aが形成されているが、その深さは、リング状溝5の深さ内で適宜定めることができ、また、所望によりリング状溝5を超えて外周側に突出するものであってもよい。また、リング状溝5の幅は、取付けられる板材の板厚を考慮して、該板厚よりも幅を小さくすることが必要である。
また、薄肉筒部2bの先端には、外周側に伸張するフランジ片6が形成されており、該フランジ片6の外周縁には全周に亘って歯部6aが形成されている。
なお、この実施形態の取付け筒状体1では、図1(d)に示すように、全筒状体高さHに対し、薄肉筒部2bの高さhが30〜40%の比率の範囲内となっている。なお、薄肉筒部2bの高さhは、取付け筒状体1を取付ける板材の肉厚よりも僅かに高くなっている。
また、薄肉筒部2bの先端には、外周側に伸張するフランジ片6が形成されており、該フランジ片6の外周縁には全周に亘って歯部6aが形成されている。
なお、この実施形態の取付け筒状体1では、図1(d)に示すように、全筒状体高さHに対し、薄肉筒部2bの高さhが30〜40%の比率の範囲内となっている。なお、薄肉筒部2bの高さhは、取付け筒状体1を取付ける板材の肉厚よりも僅かに高くなっている。
次に、本発明の取付け筒状体1の製造方法について図2に基づいて説明する。なお、前記で説明した取付け筒状体1は、以下で説明する製造方法によって製造されるものに限定されるものではなく、以下の製造方法は一例として示される。
先ず、一般鋼材やアルミニウム合金材等からなる板材1aを用意し、この板材1aに、ポンチ30a〜30fとしわ押さえ31a〜31fを用いて数次の絞り加工を施して(工程1〜7)、板材1aに底付きの筒部200を形成する。次の工程でこの筒部200の底を打ち抜く(工程8)。なお、この底を打ち抜くことなく最後まで残すことも可能である。
次に、工程9にて、ポンチ32を用いてバーリングを行い、さらに、絞り成形加工により、筒部200の外周側を折り返し、前記筒部200よりも背高の筒部201を形成し(工程11、12)、両筒部を密着させた筒部2を得る(工程12)。次いでポンチ33によって筒体2の先端の平坦化を行う(工程13)。さらにカム34を用いて筒部2の基端側の外周面にリング状溝5を形成する(工程14)。この際に、リング状溝5に等間隔でリブを形成する。次いで、ポンチ33を用いて筒部2の高さ調整(寸法だし)を行う(工程15)。仕上げ加工(工程16)を行った後、筒体2の外周側にフランジ片を残して打ち抜きを行う(工程17)。この際にはダイスによって歯部6aを形成する。その後、筒部2の内面にパンチによって雌ねじ部の形成を行う(図示していない)。
次に、工程9にて、ポンチ32を用いてバーリングを行い、さらに、絞り成形加工により、筒部200の外周側を折り返し、前記筒部200よりも背高の筒部201を形成し(工程11、12)、両筒部を密着させた筒部2を得る(工程12)。次いでポンチ33によって筒体2の先端の平坦化を行う(工程13)。さらにカム34を用いて筒部2の基端側の外周面にリング状溝5を形成する(工程14)。この際に、リング状溝5に等間隔でリブを形成する。次いで、ポンチ33を用いて筒部2の高さ調整(寸法だし)を行う(工程15)。仕上げ加工(工程16)を行った後、筒体2の外周側にフランジ片を残して打ち抜きを行う(工程17)。この際にはダイスによって歯部6aを形成する。その後、筒部2の内面にパンチによって雌ねじ部の形成を行う(図示していない)。
上記工程においては、切削加工を要することなく、すなわち切り屑を発生させることなく、一連のプレス加工によって取付け筒状体を製造することができる。該工程は単工程であり生産性に優れており、低コストで取付け筒状体を得ることができる。また、切り刃を用いないので形状が安定しており加工精度に優れている。
次に、上記取付け筒状体1の取り付けについて図3に基づいて説明する。
板材20には、上記取付け筒状体1のリング状溝5に嵌合する取付け孔21が形成されており、取付け板20の厚さに対し、薄肉筒部高さhが僅かに大きくなっている。
取付け筒状体1の取り付けに際しては、厚肉筒部2aの端部側から取付け筒状体1を取付け孔21に挿入する(図3(a))。
板材20には、上記取付け筒状体1のリング状溝5に嵌合する取付け孔21が形成されており、取付け板20の厚さに対し、薄肉筒部高さhが僅かに大きくなっている。
取付け筒状体1の取り付けに際しては、厚肉筒部2aの端部側から取付け筒状体1を取付け孔21に挿入する(図3(a))。
そしてフランジ片6を板材20の片面に当接させ、フランジ片6の裏面側と、板材20の他面側とからリング状の型25、26で挟み、かしめのための押圧力を両側から加える。すると、取付け孔21周辺の板材20が内周側に押しつぶされて、取付け筒状体1の外周側から内周側にかけて板材20の変形力が加わる。この結果、図3(b)に示すように、薄肉筒部2bが内周側に弾性変形するとともに、リング状溝5内に板材20の一部が圧入される。
その後、かしめにおける押圧を止め、型25、26を取り外すと、板材20による変形力が小さくなり、取付け筒状体1の薄肉筒部2aが弾性変形により、元の形状に戻る。この際に、リング状溝5内に圧入された板材20に対し、リング状溝5が弾性力で強く密着し、その結果、板材20と取付け筒状体1とが強固に固定される(図3(c))。なお、リング状溝5に設けられたリブ5aは、取付け孔21の周縁に強く押圧され、取付け筒状体1の固定がより強固になされる。該取付け筒状体1は、筒状ナットとして使用され、厚肉筒部2aに形成された雌ねじ部4にねじを螺合することで他部材の取付を行うことができる。この際に、取付け筒状体1は、厚肉筒部2aを有することにより高い強度を有している。
なお、上記実施形態では、取付け筒状体は、筒孔が貫通するものとして説明したが、本発明は筒孔が一部で塞がれているものであってもよい。以下に、その実施形態について図4に基づいて説明する。なお、前記実施形態と同様の構成については同様の符号を付してその説明を省略する。
この実施形態の取付け筒状体10は、上記実施形態と同様に、厚肉筒部2aと薄肉筒部2bとを有しており、薄肉筒部2bの筒孔3bは、厚肉筒部2aの筒孔3aよりも大径に形成されている。そして、筒孔3aは、筒孔3bに至る端部に仕切部11が形成されて筒孔3aが塞がれている。上記仕切部11により、筒孔3b側から筒孔3a側への異物の侵入、また逆に筒孔3a側から筒孔3b側への異物の侵入が防止される。
この実施形態の取付け筒状体10は、上記実施形態と同様に、厚肉筒部2aと薄肉筒部2bとを有しており、薄肉筒部2bの筒孔3bは、厚肉筒部2aの筒孔3aよりも大径に形成されている。そして、筒孔3aは、筒孔3bに至る端部に仕切部11が形成されて筒孔3aが塞がれている。上記仕切部11により、筒孔3b側から筒孔3a側への異物の侵入、また逆に筒孔3a側から筒孔3b側への異物の侵入が防止される。
以上、本発明について上記実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記実施形態の説明に限定されるものではなく、本発明の範囲内において適宜変更が可能である。
1 取付け筒状体
2 ナット筒部
2a 厚肉筒部
2b 薄肉筒部
3a 小径筒孔
3b 大径筒孔
4 雌ねじ部
5 リング状溝
5a リブ
6 フランジ片
6a 歯部
10 取付け筒状体
11 仕切部
20 板材
21 取り付け孔
2 ナット筒部
2a 厚肉筒部
2b 薄肉筒部
3a 小径筒孔
3b 大径筒孔
4 雌ねじ部
5 リング状溝
5a リブ
6 フランジ片
6a 歯部
10 取付け筒状体
11 仕切部
20 板材
21 取り付け孔
Claims (11)
- 板材の取付け孔に圧入して取り付けられる筒状体であって、該筒状体の一端側外周壁に前記取付け孔の内周縁が嵌合するリング状溝が形成され、該リング状溝を含む該リング状溝周辺の筒孔が相対的に大径に形成されて筒状体壁が部分的に薄肉に形成されていることを特徴とする取付け筒状体。
- 前記筒状体の前記一端に、外周側に伸長するフランジ片が設けられていることを特徴とする請求項1記載の取付け筒状体。
- 前記薄肉部分が、全筒状体高さの1/5〜1/2の高さで形成されていることを特徴とする請求項1または2に記載の取付け筒状体。
- 筒状体の薄肉部分を除く厚肉部分は、複数の筒部が同軸に重ねられて厚肉とされていることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の取付け筒状体。
- 前記厚肉部分は、筒孔を遮断する仕切部を有していることを特徴とする請求項4記載の取付け筒状体。
- 前記リング状溝内に、径方向に沿ったリブが間隔をおいて複数形成されていることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の取り付け筒状体。
- 前記筒状体の筒孔に雌ねじ部が形成されて筒状ナットとされていることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の取付け筒状体。
- 板材に数次の絞り加工により底付きの筒部を形成し、該筒部を内筒としてその外周側を前記内筒の先端側に向けて折り返して内筒の高さより背高の外筒を形成し、前記外筒と内筒とを密着させて一体化し、前記外筒の外周面であって、前記内筒が重ならない位置にリング状の溝を形成することを特徴とする取付け筒状体の製造方法。
- 前記内筒の底を除去することを特徴とする請求項8記載の取付け筒状体の製造方法。
- 前記内筒が重ならない位置にまで伸長した外筒の端部が外周側に折り返されており、該外周側を打ち抜くことでフランジ片を形成することを特徴とする請求項8または9に記載の取付け筒状体の製造方法。
- 前記内筒の内周面に雌ねじ部を形成することを特徴とする請求項8〜10のいずれかに記載の取付け筒状体の製造方法。
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