JP2007016930A - 取付け筒状体および該筒状体の製造方法 - Google Patents

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

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。

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、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。

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。

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）。

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））。

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。

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。

本発明の一実施形態の取付け筒状体を示す図であり、（ａ）図は平面図、（ｂ）図はａ図のｂ−ｂ線断面図、（ｃ）図は、ｂ図のｃ−ｃ線断面図、（ｄ）は、筒部の高さの関係を説明する図である。 本発明の取付け筒状体の製造方法の一実施形態を示す工程図である。 本発明の一実施形態の取付け筒状体の取付け過程を示す図である。 本発明の他の実施形態における取付け筒状体を示す断面図である。 従来の取付け筒体の取付け過程を示す図である。

符号の説明

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

Claims (11)

1. 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。
2. 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。
3. 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。
4. 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。
5. 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。
6. 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。
7. 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。
8. 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。
9. 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。
10. 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。
11. 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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