JP3737794B2

JP3737794B2 - 圧入固定式ファスナー

Info

Publication number: JP3737794B2
Application number: JP2002295600A
Authority: JP
Inventors: 正谷川; 務小川
Original assignee: Fukui Byora Co Ltd
Current assignee: Fukui Byora Co Ltd
Priority date: 2002-10-09
Filing date: 2002-10-09
Publication date: 2006-01-25
Anticipated expiration: 2022-10-09
Also published as: JP2004132413A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プレス機械等により頭部上面を加圧し、該頭部を板状部材に圧入固定することにより、抜け止め及び／又は、回転防止効果を高めることができる圧入固定式ファスナーに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、圧入固定式ファスナーは、相手側部材に圧入して固定する必要があるため、少なくとも該ファスナーの圧入部分である頭部や回転防止機能を持つ部分は、該相手側部材より硬度を高くする必要があった。その一例として特開２００２−２５７１２３号報がある。
【０００３】
特開２００２−２５７１２３号報によれば、図１２、図１３及び図１４に示される如く、胴部（４２）の端部に、該胴部（４２）より外径が大きく上面が平坦なフランジ（４１）と該フランジ（４１）に隣接して、該胴部（４２）の外周に直方体形状のリブ（４３）が形成されており、更に、該リブ（４３）に隣接して該胴部（４２）の外周に溝（４４）が形成されている。又、圧入固定式ファスナー、すなわち圧入式スペーサナット（４０）の材料が洋白である例が記載されており、該スペーサナット（４０）を取付ける金属基板（４５）は、該スペーサナット（４０）より硬度が低い事が記載されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記に示した従来の技術には、次のような問題があった。
【０００５】
特開２００２−２５７１２３号報によれば、フランジ（４１）の胴部（４２）の軸心での断面形状が、円柱状になっており、又、リブ（４３）の形状も直方体であるため、該フランジ（４１）の上面を、金属基板（４５）の表面と同一平面になるように圧入するためには、少なくとも該フランジ（４１）やリブ（４３）の部分が、該金属基板（４５）より硬度が高くなければならないと同時に、相当の強い力で該フランジ（４１）の上面を押さなければならなかった。
【０００６】
更に、前記の例を含め一般的に、抜け止め及び回転防止機能を有し、比較的薄い板状部材に頭部上面が該板状部材の表面と同一平面になるように圧入固定して使用される圧入固定式ファスナーは、回転防止のための特殊加工が該頭部周辺に設けられることが多く、該ファスナーを軸心回りに回転させた場合に、該頭部が該板状部材に対して浮き上がりやすく、該ファスナーは、該頭部の方向へ抜けやすかった。特に、該ファスナーが該板状部材に対して圧入不足の場合、該ファスナーは、該頭部の方向へ抜けやすかった。このような圧入不足は、多数の該ファスナーを１台のプレス機械等で同時に圧入固定する場合に発生しやすい。
【０００７】
本発明は、上記事実を考慮し、比較的弱い力で板状部材に圧入固定することができ、しかも、該板状部材に比べて特に硬度を高くする必要がなく、該ファスナーを軸心回りに回転させた場合、該ファスナーが頭部の方向へ浮き上がろうとする力が働かないようにして、充分な抜け止めや回転防止効果を高めることができる圧入固定式ファスナーを得ることが目的である。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、頭部と該頭部一端から延出し、該頭部より径の小さい軸部とからなり、予め、該軸部よりわずかに大きい貫通孔が設けられている板状部材に対し、該軸部を該貫通孔に挿入した後、続いて該頭部を圧入して固定する圧入固定式ファスナーにおいて、頭部の形状が、軸部に向かって縮径されており、且つ、該頭部と該軸部の境界部分に凹部が形成されてなることを特徴とする。
【０００９】
従って、前記圧入固定式ファスナーは、該ファスナーの頭部の形状が、軸部に向かって縮径しているため、楔効果により比較的弱い力でスムースに前記板状部材に圧入される。そのため、該ファスナーは、該板状部材に比べ、高い硬度を必要としない。更に、該ファスナーの頭部が押しのけ、塑性変形した該板状部材の材料が、該頭部と該軸部の境界部分に形成された凹部にスムースに充填され、該ファスナーを軸心回りに回転させた場合、該ファスナーが頭部の方向へ浮き上がろうとする力が働かないようにして、充分な抜け止めや回転防止効果を高めることができる。
【００１０】
本発明は、更に、前記凹部の軸心に垂直な断面形状は、緩やかな曲線をもつ４本の辺からなり、該軸心に対してほぼ対称な略正方形を形成しており、前記４本の辺の隣り合う２辺の交点部分には該凹部表面から突出し且つ前記軸部の径と同じもしくは若干大きい外径をもつ凸部が形成されていることを特徴とする。
【００１１】
従って、前記圧入固定式ファスナーを前記板状部材に圧入した場合に、該ファスナーの頭部が押しのけ、塑性変形した該板状部材の材料が、該ファスナーの頭部と前記軸部の境界部分に形成された凹部にスムースに充填され、該ファスナーを軸心回りに回転させた場合に、該凹部に充填された材料が抵抗となることにより、回転防止効果を高めることができ、同時に抜け防止効果を高めることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１実施形態を、図に従って説明する。
【００１３】
図１に示される如く、本実施形態の圧入固定式ファスナー（１０）は、頭部（１１）と該頭部（１１）一端から延出し、該頭部（１１）より径の小さい軸部（１２）とからなり、該頭部（１１）の軸心（Ｈ）における断面形状は、圧造加工では不可避である若干の立ち上り部（１１ｂ）と該軸部（１２）に向かって縮径となる楔状となっており、更に、該頭部（１１）と該軸部（１２）の境界部分に凹部（１３）が形成されている。又、該軸部（１２）の中心には、貫通の雌ネジ（１２ａ）が加工されている。
尚、本実施例では、圧入固定式ファスナー（１０）及び後述される板状部材（１５）の材質は、アルミニウムであり、ともに熱処理等の硬化処理は施されていない。
【００１４】
図２に示される如く、前記凹部（１３）の軸心（Ｈ）に垂直な断面での形状は、緩やかな曲線を持つ４本の辺（１３ａ）からなり、該軸心（Ｈ）に対してほぼ対称な略正方形となっており、該４本の辺（１３ａ）の交点（１３ｂ）は、ある長さを持っており、前記軸部（１２）の表面と連続につながっている。
又、詳細は記載しないが、本実施例に係る圧入固定式ファスナーは、公知の圧造加工方法により、切り屑を出さずに、又、容易に製作が可能であることは、当業者にとって明らかである。参考までに、該凹部（１３）の加工方法は、端面が緩やかな曲面に凹加工された４本の爪を、該頭部（１１）と軸部（１２）の境界部分に、同時に打込んで形成してある。
【００１５】
次に、本実施形態の作用を説明する。
【００１６】
本実施形態では、図３に示される如く、予め、軸部（１２）よりわずかに大きい貫通孔（１４）が設けられている板状部材（１５）に圧入固定式ファスナー（１０）の軸部（１２）を挿入し、該軸部（１２）よりわずかに大きい孔（１６ａ）が設けられている受け台（１６）の上面（１６ｂ）に、該板状部材（１５）の裏面（１５ｃ）を当接する。
【００１７】
前記の状態で、プレス機械（１７）により前記ファスナー（１０）の頭部上面（１１ａ）を加圧し、該頭部上面（１１ａ）が、前記板状部材（１５）の表面（１５ａ）と同一平面になるまで圧入する。この際、前記頭部（１１）の軸心（Ｈ）における断面形状が、前記軸部（１２）に向かって縮径となる楔状となっているため、楔効果により比較的弱い力で圧入可能である。
この結果、図４に示すが如く、前記頭部（１１）が該板状部材（１５）に圧入される際に、該ファスナー（１０）の頭部（１１）が押しのけ、塑性変形した該板状部材（１５）の材料（１５ｂ）は、該頭部（１１）と該軸部（１２）の境界部分に形成された凹部（１３）にスムースに充填される。
従って、該ファスナー（１０）を軸心（Ｈ）回りに回転させた場合に、該凹部（１３）に充填された該材料（１５ｂ）が抵抗となることにより、該ファスナー（１０）の該板状部材（１５）に対する回転防止効果を高めることができ、同時に抜け防止効果を高めることができる。更に、該凹部（１３）は、該ファスナー（１０）を軸心（Ｈ）回りに回転させた場合に、該ファスナー（１０）が頭部方向（S）や軸部方向（T）に抜けようとする力が働かないように中立となる形状としている。
【００１８】
以上においては、本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明は、かかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能であることは、当業者にとって明らかである。
【００１９】
例えば、図５は、本発明の第２実施形態の凹部（１３ｃ）を軸心（H）に垂直な断面として、軸部（１２）方向に見た形状を示しており、前記第１実施形態で説明した凹部（１３）の加工方法において、緩やかな曲面に凹加工された４本の爪を、頭部と軸部の境界部分に、更に強く打込むことにより、該軸部（１２）の表面から深い該凹部（１３ｃ）が形成可能である。該凹部（１３ｃ）に充填される前記板状部材（１５）の材料（１５ｂ）の量が多くなること及び、凹部（１３ｃ）から見て凸状となる凸部（１３ｄ）が形成されることにより、更に高い抜け止め効果と回転防止効果を得ることができる。又、該凸部（１３ｄ）の外径が、該軸部（１２）に比べ、若干大きくなる場合があるが、本発明の圧入固定式ファスナーとしては、使用上及び機能上何ら問題はない。
【００２０】
又、図６は、本発明の第３実施形態の凹部（１３ｅ）の軸心（H）に垂直な断面として、軸部（１２）方向に見た形状を示している。該形状は、略三角形となっており、極めて大きな回転防止効果を得ることができる。
【００２１】
更に、図７は、本発明の第４実施形態の凹部（１３ｆ）の軸心（H）に垂直な断面として、軸部（１２）方向に見た形状を示している。該形状は、略歯車状となっている。
【００２２】
又、図８は、本発明の第５実施形態の圧入固定式ファスナー（１０）の側面図を示している。凹部（１３ｇ）の形状は、軸部（１２）の方が、波状になっている。該ファスナー（１０）を前記板状部品（１５）に圧入固定した後、該ファスナー（１０）を軸心（Ｈ）回りに回転させた場合、該軸部（１２）の方へ抜けようとする力が働くが、頭部（１１）の径が該軸部（１２）より大きいため、抜けることはない。
【００２３】
又、図９は、本発明の第６実施形態の圧入固定式ファスナー（１０）の頭部の変化例を示している。前記板状部材（１５）に圧入される頭部（１１）が、軸部（１２）に向かって縮径されており、且つ、該軸部（１２）より径が大きければ、本図に示すが如く、該頭部（１１）の上面は、球状としても良い。
【００２４】
更に、軸部の形状に関しては、図１０及び図１１に示されるが如く、凹部（１３）に隣接する軸部（１２ｂ）の大きさが、前記板状部材（１５）に予め設けられた貫通孔（１４）よりわずかに小さく、且つ、該孔（１４）に挿入可能であれば、軸部（１２）の形状は問わない。
図１０は、支柱、図１１は、ボルトとして応用された圧入固定式ファスナー（１０）の例を示す。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る圧入固定式ファスナーを使用することにより、板状部材に圧入する場合に、該ファスナー頭部の形状が、軸部に向かって縮径しているため、楔効果により比較的弱い力でスムースに該板状部材に圧入される。そのため、該ファスナーは、該板状部材に比べ高い硬度を必要としない。
更に、該ファスナーの頭部が押しのけ、塑性変形した該板状部材の材料が、該頭部と該軸部の境界部分に形成された凹部にスムースに充填されることにより、該ファスナーを軸心回りに回転させた場合、該ファスナーが頭部の方向へ浮き上がろうとする力が働かないようにして、充分な抜け止めや回転防止効果を高めることができる。又、該ファスナーが該板状部材に対して若干圧入不足になった場合でも、該ファスナーが頭部の方向へ浮き上がろうとする力が働かない。
前述のように、本発明の圧入固定式ファスナーが、板状部材に比べ高い硬度を必要としないということは、次のような優れた効果も有する。つまり、該ファスナーを該板状部材と同じ材質で製作することができ、また、熱処理も必要としない等、工程も煩雑にならず、コストが安くできることである。更に、廃棄する場合に分別する等の手間が省け、環境的にみても非常に優れている。
又、本発明の圧入固定式ファスナーが、楔効果により比較的弱い力でスムースに該板状部材に圧入されるということは、比較的小さなプレス機等を使用して、該ファスナーを圧入固定することができるため、省エネルギーであると同時に、該ファスナーの頭部の変形や傷が防止でき、例えば、該ファスナーにめっきや塗装等の表面処理を施してあっても美観が損なわれることがない。
更に、本発明の圧入固定式ファスナーは、公知の圧造加工方法により切り屑を出さずに、又、容易に製作が可能であるため、省資源、省エネルギー、製造コストダウンを図ることができる。
又、本発明の圧入固定式ファスナーは、電子機器に組み込まれる板状部材に取付けられる圧入固定式のスペーサナットとして特に有用である。該板状部材、スペーサナットは、ともにアルミニウムで製作される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る圧入固定式ファスナーを示す一部断面の側面図である。
【図２】図１の第１実施形態に係る圧入固定式ファスナーの溝を示すＡ−Ａ断面図である。
【図３】図１の第１実施形態に係る圧入固定式ファスナーを板状部材に圧入する際の状態を示す側断面図である。
【図４】図１の第１実施形態に係る圧入固定式ファスナーを板状部材に圧入固定した状態を示す側断面図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る圧入固定式ファスナーの凹部を軸心に垂直な断面として、軸部方向に見た断面図である。
【図６】本発明の第３実施形態に係る圧入固定式ファスナーの凹部を軸心に垂直な断面として、軸部方向に見た断面図である。
【図７】本発明の第４実施形態に係る圧入固定式ファスナーの凹部を軸心に垂直な断面として、軸部方向に見た断面図である。
【図８】本発明の第５実施形態に係る圧入固定式ファスナーを示す側面図である。
【図９】本発明の第６実施形態に係る圧入固定式ファスナーを示す側面図である。
【図１０】本発明の第７実施形態に係る圧入固定式ファスナーを示す側面図である。
【図１１】本発明の第８実施形態に係る圧入固定式ファスナーを示す側面図である。
【図１２】従来の圧入式スペーサナットを示す一部断面の側面図である。
【図１３】図１２の従来の圧入式スペーサナットを示す下側平面図である。
【図１４】図１２の従来の圧入式スペーサナットを金属基板に取付けた状態を示す側断面図である。
【符号の説明】
１０圧入固定式ファスナー
１１頭部
１１ｂ立ち上り部
１２軸部
１３凹部
１３ａ辺
１３ｂ交点
１４貫通孔
１５板状部材
１５ｂ材料
１６受け台
１７プレス機械
４０圧入式スペーサナット
４１フランジ
４２胴部
４３リブ
４４溝
４５金属基板
Ｈ軸心

Claims

頭部と該頭部一端から延出し、該頭部より径の小さい軸部とからなり、予め、該軸部よりわずかに大きい貫通孔が設けられている板状部材に対し、該軸部を該貫通孔に挿入した後、続いて該頭部を圧入して固定する圧入固定式ファスナーにおいて、頭部の形状が、軸部に向かって縮径されており、且つ、該頭部と該軸部の境界部分に凹部が形成されており、該凹部の軸心に垂直な断面形状は、緩やかな曲線をもつ４本の辺からなり、該軸心に対してほぼ対称な略正方形を形成しており、前記４本の辺の隣り合う２辺の交点部分には該凹部表面から突出し且つ前記軸部の径と同じもしくは若干大きい外径をもつ凸部が形成されていることを特徴とする圧入固定式ファスナー。