(57)【要約】【課題】金属カラーをがたつきがないように確実にサンドイッチ鋼板に取付ける。【解決手段】芯材(31)と、芯材の両面の金属板(32,33)とからなるサンドイッチ鋼板(30)の取付孔(35)に、フランジ(11)と、フランジから軸方向に延びる胴部(12)と、胴部に隣接し軸方向に延び、胴部より板厚の薄い係止部(14)とを備える金属カラー(10)を取付ける構造を提供する。  まず、係止部が拡径して拡径部(14a)が形成され、次に、胴部が拡径して第２の拡径部(12a)が形成され、拡径部と、第２の拡径部との間にサンドイッチ鋼板の一方の金属板(32)が挟まれ、第２の拡径部と、フランジとの間にサンドイッチ鋼板の他方の金属板(31)が挟まれて、金属カラーがサンドイッチ鋼板に取付けられる。【選択図】図６
2014224563.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
芯材と、前記芯材の両面の金属板とからなるサンドイッチ鋼板の取付孔に、フランジと、前記フランジから軸方向に延びる胴部と、前記胴部に隣接し軸方向に延びる係止部と、前記フランジから前記係止部にかけて軸方向に貫通する貫通孔とを備える金属カラーを取付ける構造であって、
前記係止部が拡径して拡径部が形成され、前記胴部が拡径して第２の拡径部が形成され、前記拡径部と、前記第２の拡径部との間に前記サンドイッチ鋼板の一方の金属板が挟まれ、前記第２の拡径部と、前記フランジとの間に前記サンドイッチ鋼板の他方の金属板が挟まれて、前記金属カラーが前記サンドイッチ鋼板に取付けられることを特徴とする取付構造。
【請求項２】
請求項１に記載の取付構造であって、前記係止部の板厚は、前記胴部の板厚より薄い取付構造。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の取付構造であって、
前記サンドイッチ鋼板の厚さは、前記胴部の長さより小さい取付構造。
【請求項４】
請求項３に記載の取付構造であって、
前記胴部の長さは、サンドイッチ鋼板の厚さの２倍に等しいか、２倍より小さく、且つ、サンドイッチ鋼板の厚さの１．５倍より大きい取付構造。
【請求項５】
芯材と、前記芯材の両面の金属板とからなるサンドイッチ鋼板の取付孔に、フランジと、前記フランジから軸方向に延びる胴部と、前記胴部に隣接し軸方向に延びる中間部と、前記中間部に隣接し軸方向に延びる係止部と、前記フランジから前記係止部にかけて軸方向に貫通する貫通孔とを備える金属カラーを取付ける構造であって、
前記係止部が拡径して拡径部が形成され、前記中間部と前記胴部とが拡径して第２の拡径部が形成され、前記拡径部と、前記第２の拡径部との間に前記サンドイッチ鋼板の一方の金属板が挟まれ、前記第２の拡径部と、前記フランジとの間に前記サンドイッチ鋼板の他方の金属板が挟まれて、前記金属カラーが前記サンドイッチ鋼板に取付けられることを特徴とする取付構造。
【請求項６】
請求項５に記載の取付構造であって、前記中間部の板厚は、前記胴部の板厚より薄く、前記係止部の板厚は、前記中間部の板厚より薄い取付構造。
【請求項７】
請求項４又は５に記載の取付構造であって、
前記サンドイッチ鋼板の厚さは、前記胴部の長さより大きく、前記胴部と前記中間部との合計の長さより小さい取付構造。
【請求項８】
請求項７に記載の取付構造であって、
前記胴部と前記中間部をたした長さは、サンドイッチ鋼板の厚さの２倍に等しいか、２倍より小さく、且つ、サンドイッチ鋼板の厚さの１．５倍より大きい取付構造。
【請求項９】
芯材と、前記芯材の両面の金属板とからなるサンドイッチ鋼板の取付孔に、フランジと、前記フランジから軸方向に延びる胴部と、前記胴部に隣接し軸方向に延び、前記胴部より肉厚の薄い係止部と、前記フランジから前記係止部にかけて軸方向に貫通する貫通孔とを備える金属カラーを取付ける方法であって、
(a)  前記サンドイッチ鋼板の前記取付孔に前記金属カラーの前記胴部と前記係止部とを下方から挿入して、
(b)  前記フランジを下方から支持して、前記係止部を下方に押圧し、前記係止部を拡径させて拡径部を形成し、
(c)  前記拡径部を更に下方に押圧し、前記胴部を拡径させて第２の拡径部を形成し、
(d)  前記拡径部と、前記第２の拡径部との間に前記サンドイッチ鋼板の一方の金属板を挟み、前記第２の拡径部と、前記フランジとの間に前記サンドイッチ鋼板の他方の金属板を挟み、前記金属カラーを前記サンドイッチ鋼板に取付ける、
ステップを備えることを特徴とする方法。
【請求項１０】
芯材と、前記芯材の両面の金属板とからなるサンドイッチ鋼板の取付孔に、フランジと、前記フランジから軸方向に延びる胴部と、前記胴部に隣接し軸方向に延び、前記胴部より肉厚の薄い中間部と、前記中間部に隣接し軸方向に延び、前記中間部より肉厚の薄い係止部と、前記フランジから前記係止部にかけて軸方向に貫通する貫通孔とを備える金属カラーを取付ける方法であって、
(a)  前記サンドイッチ鋼板の前記取付孔に前記金属カラーの前記胴部と前記中間部と前記係止部とを下方から挿入して、
(b)  前記フランジを下方から支持して、前記係止部を下方に押圧し、前記係止部を拡径させて拡径部を形成し、
(c)  前記拡径部を更に下方に押圧し、前記中間部と前記胴部とを拡径させて第２の拡径部を形成し、
(d)  前記拡径部と、前記第２の拡径部との間に前記サンドイッチ鋼板の一方の金属板を挟み、前記第２の拡径部と、前記フランジとの間に前記サンドイッチ鋼板の他方の金属板を挟み、前記金属カラーを前記サンドイッチ鋼板に取付ける、
ステップを備えることを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サンドイッチ鋼板に取付ける金属カラーの取付構造及びその取付方法に関する。特に、がたつきがないように確実に金属カラーをサンドイッチ鋼板に取付けることの出来る金属カラーの取付構造及びその取付方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車に用いられるヒートインシュレータやフロアアンダーカバー等のカバーは、軽量化するため、樹脂等の軟質の芯材と表面の金属板からなる複合板（サンドイッチ鋼板）を用いることが多い。このサンドイッチ鋼板は、その板厚方向に設けた貫通孔に、胴部（スリーブ）と胴部の一端部のフランジとからなる金属カラーを挿入して、胴部を座屈させてサンドイッチ鋼板に取付ける。金属カラーの胴部を座屈させるには、一般に、プレス機又は締結工具を用いて、金属カラーを軸方向に押圧して、サンドイッチ鋼板に取付ける。その後、金属カラーの中心孔にボルトを通して、サンドイッチ鋼板を固定対象物に固定する。
【０００３】
図１は、従来の金属カラーのフランジをサンドイッチ鋼板の取付孔に挿入した状態を示す断面図である。図２は、金属カラーの胴部を座屈させて、座屈した拡径部とフランジとの間にサンドイッチ鋼板の取付孔の周りを挟んで、金属カラーをサンドイッチ鋼板に取付けた状態を示す断面図である。
【０００４】
図１を参照すると、金属カラー9は、円筒形の胴部2と、胴部2の一端部に形成され、胴部2より大径のフランジ1とを備える。フランジ1と胴部2の内側には、金属カラー9をその軸方向に貫通する貫通孔5が形成されている。胴部2のフランジ1と反対側は、胴部2と同じ板厚の係止部4である。係止部4を変形させて、変形させた係止部4とフランジ1との間にサンドイッチ鋼板30をかしめて固定するようになっている。
【０００５】
金属カラー9を取付けるサンドイッチ鋼板30は、軟質のプラスチック等の芯材31と、その両面の金属板32,33からなり、金属カラー9を取付けるため、金属板32から芯材31を通って金属板33まで貫通する取付孔35が形成されている。取付孔35の内径は、金属カラー9の胴部2の外径とほぼ同じか、それよりやや大きく、金属カラー9の胴部2を挿入することが出来る。取付孔35の内径は、フランジ1の外径より小さい。図１の下方から、係止部4を先頭にして、取付孔35に金属カラー9を挿入していくと、フランジ1の上面がサンドイッチ鋼板30の下面の取付孔35の周囲に当接して止まるようになっている。
【０００６】
図２は、金属カラー9の胴部2の係止部4を座屈させて、座屈して拡径した拡径部4aとフランジ1との間にサンドイッチ鋼板30の取付孔35の周りを挟んで、金属カラー9をサンドイッチ鋼板30に取付けた状態を示す断面図である。
金属カラー9のフランジ1を下方から支持し、係止部4を長軸方向の上方から押圧して、金属カラー9の係止部4の端面より少し下が外側に広がるように座屈させて、サンドイッチ鋼板30の取付孔35の内径より大きい外径になるように広げて拡径部4aを形成し、拡径部4aとフランジ1によりサンドイッチ鋼板30をはさみ、金属カラー9をサンドイッチ鋼板30に取付ける。
【０００７】
図２の状態では、サンドイッチ鋼板30の取付孔35の近傍は、拡径部4aとフランジ1とにより上下に押圧され、芯材31が上下方向に少し圧縮され、金属板32は取付孔35の中心に向かって下方に曲がっている。胴部2は上下方向に押圧されるので、取付孔35の内径が小さくなる方向に湾曲している。
図２のようにサンドイッチ鋼板30に金属カラー9を取付けた状態では、サンドイッチ鋼板30の樹脂製の芯材31は、上下方向からの圧縮力を受け、クリープしやすい。芯材31がクリープして板厚が薄くなると、金属板32と金属板33との間隔も狭まり、拡径部4aと金属板32との間、金属板33フランジ1との間に隙間が生じ、金属カラー9にがたつきが生じる場合がある。
【０００８】
特許文献１は、樹脂部品の取付孔に取付ける金属カラーを開示する。金属カラーは円筒形のスリーブと、スリーブの一端部に形成されたフランジとを有し、スリーブを樹脂部品の取付孔に挿通し、スリーブの外径を広げて拡径部を形成し、拡径部とフランジとの間に樹脂部品を挟んで固定する。特許文献１の金属カラーは、締結工具を用いて簡単に樹脂部品に取付けることが出来る。
しかし、特許文献１の金属カラーは、樹脂部品に取付けるものであり、表層が金属板からなるサンドイッチ鋼板に取付けるものではない。特許文献１の金属カラーをサンドイッチ鋼板に取付けると、サンドイッチ鋼板の表層の金属板をしっかり固定することが出来ず、図２に示すように、金属カラー9にがたつきが生じる場合がある。
【０００９】
特許文献２は、芯材層が軟質材料で、表層が金属板からなる複合材（サンドイッチ鋼板）のボルト穴にボルトを挿通し、ボルトとボルト穴との間に、胴部とつば部からなる円筒状部材（カラー）を介在させて、ナットで固定する固定構造を開示する。ボルトを締め込んだ状態で、円筒状部材の胴部が径方向に拡大して芯材層側に変形し、つば部が金属板に当接して、複合材が固定対象物に固定される。特許文献２は、円筒状部材が軟質の芯材に埋め込まれて芯材が固定されるため、ボルト締結力が低下せず、熱サイクルが作用した場合でも、安定した締結トルクが保たれるとしている。
しかし、特許文献２の固定構造は、ボルトを締めることにより、円筒状部材の胴部を径方向に拡大させるものであり、円筒状部材を変形させるためにボルトを強い力で締める必要があり、手間がかかる。また、円筒状部材の胴部の芯材層側への変形が大きくなると、複合材の表層の金属板が芯材層から剥離するおそれがある。
【００１０】
そのため、金属カラーをがたつきがないように確実にサンドイッチ鋼板に取付けることの出来る金属カラーの取付構造及びその取付方法が求められていた。
また、迅速簡単にサンドイッチ鋼板に取付けることの出来る金属カラーの取付構造及びその取付方法が求められていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２０１３−１０５０号公報
【特許文献２】特開２０１１−１３３０８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
従って、本発明の目的は、金属カラーをがたつきがないように確実にサンドイッチ鋼板に取付けることの出来る金属カラーの取付構造及びその取付方法を提供することである。
本発明の別の目的は、迅速簡単にサンドイッチ鋼板に取付けることの出来る金属カラーの取付構造及びその取付方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
この目的を達成するため、本発明では、フランジと、胴部と、胴部より肉厚の薄い係止部とを有する金属カラーを使用し、係止部を座屈させて拡径部を形成し、胴部を座屈させて第２の拡径部を形成し、第２の拡径部をサンドイッチ鋼板の柔らかい芯材に食い込ませて、サンドイッチ鋼板を固定する。
【００１４】
本発明の第１の態様は、芯材と、前記芯材の両面の金属板とからなるサンドイッチ鋼板の取付孔に、フランジと、前記フランジから軸方向に延びる胴部と、前記胴部に隣接し軸方向に延びる係止部と、前記フランジから前記係止部にかけて軸方向に貫通する貫通孔とを備える金属カラーを取付ける構造であって、
前記係止部が拡径して拡径部が形成され、前記胴部が拡径して第２の拡径部が形成され、前記拡径部と、前記第２の拡径部との間に前記サンドイッチ鋼板の一方の金属板が挟まれ、前記第２の拡径部と、前記フランジとの間に前記サンドイッチ鋼板の他方の金属板が挟まれて、前記金属カラーが前記サンドイッチ鋼板に取付けられることを特徴とする取付構造である。
【００１５】
本発明の第１の態様によれば、係止部が拡径して拡径部が形成され、胴部が拡径して第２の拡径部が形成され、第２の拡径部がサンドイッチ鋼板の柔らかい芯材に食い込み、金属カラーをがたつきがないように確実にサンドイッチ鋼板に取付けることが出来る。また簡単で迅速にサンドイッチ鋼板に金属カラーを取付けることができる。
【００１６】
前記係止部の板厚は、前記胴部の板厚より薄いことが好ましい。
係止部の板厚が、胴部の板厚より薄いと、板厚の薄い係止部が拡径しやすく、第１段階で拡径部とフランジとの間にサンドイッチ鋼板を挟み、第２段階で第２の拡径部を形成することができる。
【００１７】
前記サンドイッチ鋼板の厚さは、前記胴部の長さより小さいことが好ましい。
サンドイッチ鋼板の厚さが、胴部の長さより小さいと、肉厚の厚い胴部が拡径して、第２の拡径部が形成されるので、金属カラーは、強固にサンドイッチ鋼板に固定される。
前記胴部の長さは、サンドイッチ鋼板の厚さの２倍に等しいか、２倍より小さく、且つ、サンドイッチ鋼板の厚さの１．５倍より大きいことが好ましい。
【００１８】
本発明の第２の態様は、芯材と、前記芯材の両面の金属板とからなるサンドイッチ鋼板の取付孔に、フランジと、前記フランジから軸方向に延びる胴部と、前記胴部に隣接し軸方向に延びる中間部と、前記中間部に隣接し軸方向に延びる係止部と、前記フランジから前記係止部にかけて軸方向に貫通する貫通孔とを備える金属カラーを取付ける構造であって、
前記係止部が拡径して拡径部が形成され、前記中間部と前記胴部とが拡径して第２の拡径部が形成され、前記拡径部と、前記第２の拡径部との間に前記サンドイッチ鋼板の一方の金属板が挟まれ、前記第２の拡径部と、前記フランジとの間に前記サンドイッチ鋼板の他方の金属板が挟まれて、前記金属カラーが前記サンドイッチ鋼板に取付けられることを特徴とする取付構造である。
【００１９】
本発明の第２の態様によれば、係止部が拡径して拡径部が形成され、中間部と胴部とが拡径して第２の拡径部が形成される。胴部と係止部との間に中間部があると、第２の拡径部が大きく拡径し、第２の拡径部がサンドイッチ鋼板の柔らかい芯材に食い込む。そのため、金属カラーをがたつきがないように確実にサンドイッチ鋼板に取付けることが出来る。また簡単で迅速にサンドイッチ鋼板に金属カラーを取付けることができる。
【００２０】
前記中間部の板厚は、前記胴部の板厚より薄く、前記係止部の板厚は、前記中間部の板厚より薄いことが好ましい。
中間部の板厚が、胴部の板厚より薄く、係止部の板厚が、中間部の板厚より薄いと、板厚の薄い係止部が拡径しやすく、第１段階で拡径部とフランジとの間にサンドイッチ鋼板を挟み、第２段階で第２の拡径部を形成することができる。
【００２１】
前記サンドイッチ鋼板の厚さは、前記胴部の長さより大きく、前記胴部と前記中間部との合計の長さより小さいことが好ましい。
サンドイッチ鋼板の厚さが、胴部の長さより大きく、胴部と中間部との合計長さより小さいと、胴部と中間部との間の段部から屈曲しやすく、中間部と肉厚の厚い胴部とが拡径して、第２の拡径部を形成し、金属カラーを強固にサンドイッチ鋼板に固定することが出来る。
前記胴部と前記中間部をたした長さは、サンドイッチ鋼板の厚さの２倍に等しいか、２倍より小さく、且つ、サンドイッチ鋼板の厚さの１．５倍より大きいことが好ましい。
【００２２】
本発明の第３の態様は、芯材と、前記芯材の両面の金属板とからなるサンドイッチ鋼板の取付孔に、フランジと、前記フランジから軸方向に延びる胴部と、前記胴部に隣接し軸方向に延び、前記胴部より肉厚の薄い係止部と、前記フランジから前記係止部にかけて軸方向に貫通する貫通孔とを備える金属カラーを取付ける方法であって、
(a)  前記サンドイッチ鋼板の前記取付孔に前記金属カラーの前記胴部と前記係止部とを下方から挿入して、
(b)  前記フランジを下方から支持して、前記係止部を下方に押圧し、前記係止部を拡径させて拡径部を形成し、
(c)  前記拡径部を更に下方に押圧し、前記胴部を拡径させて第２の拡径部を形成し、
(d)  前記拡径部と、前記第２の拡径部との間に前記サンドイッチ鋼板の一方の金属板を挟み、前記第２の拡径部と、前記フランジとの間に前記サンドイッチ鋼板の他方の金属板を挟み、前記金属カラーを前記サンドイッチ鋼板に取付ける、
ステップを備えることを特徴とする方法である。
【００２３】
第３の態様によれば、プレス機又は締結工具を用いて、金属カラーを軸方向に押圧することにより、簡単にサンドイッチ鋼板に強固に取付けることが出来る。
【００２４】
本発明の第４の態様は、芯材と、前記芯材の両面の金属板とからなるサンドイッチ鋼板の取付孔に、フランジと、前記フランジから軸方向に延びる胴部と、前記胴部に隣接し軸方向に延び、前記胴部より肉厚の薄い中間部と、前記中間部に隣接し軸方向に延び、前記中間部より肉厚の薄い係止部と、前記フランジから前記係止部にかけて軸方向に貫通する貫通孔とを備える金属カラーを取付ける方法であって、
(a)  前記サンドイッチ鋼板の前記取付孔に前記金属カラーの前記胴部と前記中間部と前記係止部とを下方から挿入して、
(b)  前記フランジを下方から支持して、前記係止部を下方に押圧し、前記係止部を拡径させて拡径部を形成し、
(c)  前記拡径部を更に下方に押圧し、前記中間部と前記胴部とを拡径させて第２の拡径部を形成し、
(d)  前記拡径部と、前記第２の拡径部との間に前記サンドイッチ鋼板の一方の金属板を挟み、前記第２の拡径部と、前記フランジとの間に前記サンドイッチ鋼板の他方の金属板を挟み、前記金属カラーを前記サンドイッチ鋼板に取付ける、
ステップを備えることを特徴とする方法である。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、金属カラーをがたつきがないように確実にサンドイッチ鋼板に取付けることの出来る金属カラーの取付構造及びその取付方法を得ることができる。
また本発明によれば、迅速簡単にサンドイッチ鋼板に取付けることの出来る金属カラーの取付構造及びその取付方法を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】従来の金属カラーの胴部をサンドイッチ鋼板の取付孔に挿入した状態を示す断面図である。
【図２】図１の状態から金属カラーの係止部を座屈させて、座屈した拡径部とフランジとの間にサンドイッチ鋼板を挟んで、金属カラーをサンドイッチ鋼板に取付けた状態を示す断面図である。
【図３Ａ】本発明の第１の実施形態の金属カラーの上面図である。
【図３Ｂ】図３Ａの金属カラーの一部を断面とした正面図である。
【図３Ｃ】図３Ａの金属カラーの下面図である。
【図４】図３Ａの金属カラーの胴部をサンドイッチ鋼板の取付孔に挿入した状態を示す断面図である。
【図５】図３Ａの金属カラーの係止部を座屈させて拡径部とし、サンドイッチ鋼板に取付ける中間段階を示す断面図である。
【図６】図３Ａの金属カラーの胴部を拡径させてサンドイッチ鋼板に取付けた段階を示す断面図である。
【図７】本発明の第２の実施形態の金属カラーをサンドイッチ鋼板の取付孔に挿入した状態を示す断面図である。
【図８】図７の金属カラーの係止部を座屈させて拡径部とし、サンドイッチ鋼板に取付ける中間段階を示す断面図である。
【図９】図７の金属カラーの胴部を座屈させて、サンドイッチ鋼板に取付けた段階を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の実施形態の金属カラーについて説明する。
（第１の実施形態）
図３Ａは、本発明の第１の実施形態の金属カラー10の上面図、図３Ｂは一部を断面とした正面図、図３Ｃは下面図である。金属カラー10は、円筒形の胴部12と、胴部12の一端部に形成され、胴部12より大径のフランジ11とを備える。フランジ11と胴部12の内側には、金属カラー10をその軸方向に貫通する貫通孔15が形成されている。胴部12のフランジ11と反対側は、胴部12より肉厚の薄い円筒形の係止部14となっていて、係止部14を変形させてサンドイッチ鋼板30にかしめることが出来る。胴部12と係止部14との外径は同じであり、係止部14の内径は胴部12の内径より大きい。係止部14の厚さは、胴部12の厚さより薄く、変形しやすいようになっている。
【００２８】
金属カラー10の材料は、塑性変形する材料であれば、使用することができる。例えば、鉄、アルミニウム等である。また、金属カラー10には、かしめる時の変形に耐えるものであれば、表面処理がされていてもよい。例えば、さび防止のためメッキされていてもよい。更に、本明細書では「金属カラー」としているが、塑性変形する材料であれば、金属以外の材料でも可能である。
【００２９】
図４〜６を参照して、本発明の第１の実施形態の金属カラー10をサンドイッチ鋼板30にセットし、金属カラー10をかしめてサンドイッチ鋼板30に取付ける工程について説明する。図４〜６は、金属カラー10を軸方向に押圧して、サンドイッチ鋼板30に取付ける動作をCAE解析（Computer aided Engineering）を使用し、有限要素法によりシミュレーションしたものである。
金属カラー10をかしめてサンドイッチ鋼板30に取付けるには、プレス機又は締結工具を用いて、金属カラーを軸方向に押圧する。
【００３０】
図４は、本発明の第１の実施形態の金属カラー10をサンドイッチ鋼板30にセットした状態を示す断面図である。サンドイッチ鋼板30には、金属カラー10を挿通するための取付孔35が形成されている。取付孔35の内径は、金属カラー10の胴部12の外径とほぼ同じであり、金属カラー10の胴部12を挿入することができる。取付孔35の内径は、フランジ11の外径より小さい。胴部12の軸方向長さ（フランジ11の上面から胴部12と係止部14との境の段部12bまでの軸方向長さ）Lbは、サンドイッチ鋼板30の厚さTsより大きい。
Ts＜Lb        式(1)
とすることにより、係止部14だけでなく、胴部12も座屈させて、サンドイッチ鋼板30に金属カラーを取付けることが出来る。
図４の下方から取付孔35に金属カラー10を係止部14から挿入していくと、フランジ11の上面がサンドイッチ鋼板30の取付孔35の周囲に当接して止まる。
【００３１】
図５は、金属カラー10をサンドイッチ鋼板30に取付ける中間段階を示す断面図である。金属カラー10のフランジ11を下方から支持し、係止部14に上方から荷重をかけていく。すると、肉厚の薄い係止部14が座屈して、係止部14の上下方向の中間部の外径が大きくなるように変形して、拡径部14aとなる。係止部14の拡径に伴い、拡径部14aの外径は、サンドイッチ鋼板30の取付孔35の内径より大きくなる。このとき、段部12bと、段部12bから下の胴部12の上部とは、少し拡径するように変形しているが、胴部12の下部はまだ殆ど変形していない。
【００３２】
図６は、係止部14（拡径部14a）に上方から更に大きい力をかけ、サンドイッチ鋼板30に、金属カラー10を取付けた状態を示す断面図である。
図５の状態から、係止部14（拡径部14a）を長軸方向の上方から更に大きい力で押圧する。すると、胴部12の上部は、拡径部14aにより、胴部12の下部は、フランジ11により拡径することが出来ない為、胴部中央部が外側に広がるように拡径し、第２の拡径部12aを形成し、芯材31を押し広げていく。
【００３３】
拡径部14aと第２の拡径部12aとの間に、金属板32が挟まれ、第２の拡径部12aとフランジ11との間に、金属板33が挟まれる。こうして、金属カラー10は、サンドイッチ鋼板30に固定される。金属カラー10が変形して、金属板32と金属板33とは、それぞれ上下方向から固定される。そのため、サンドイッチ鋼板30の芯材31がクリープしても、金属カラー10にがたつきが発生することはない。
【００３４】
胴部12の軸方向長さLbは、サンドイッチ鋼板30の厚さTsの２倍の長さか、２倍の長さより小さいのが望ましい。胴部12の上部は拡径部14aにより外側に広がっている為、第２の拡径部12aの拡径の中心は胴部12の軸方向中心より少し下方（フランジ側）にずれる。その為、胴部12の軸方向長さを、サンドイッチ鋼板30の厚さTsの２倍の長さか、２倍の長さより小さくすることにより、金属板32と金属板33の間の芯材31の中で胴部12は外側に広がるように拡径する。
胴部12の軸方向長さLbは、サンドイッチ鋼板の厚さTsの１.５倍の長さより大きいのが望ましい。これにより、十分な大きさの第２の拡径部12aを得ることができる。
即ち、
1.5Ts＜Lb＜2Ts        式(2)
が好ましい。
【００３５】
（第２の実施形態）
次に、図７〜９を参照して、本発明の第２の実施形態の金属カラー20を、サンドイッチ鋼板30にセットし、金属カラー20をかしめてサンドイッチ鋼板30に取付ける工程について説明する。図７〜９も図４〜６と同様、有限要素法によりシミュレーションしたものである。
【００３６】
図７は、本発明の第２の実施形態の金属カラー20をサンドイッチ鋼板30にセットした状態を示す断面図である。第２の実施形態の金属カラー20は、第１の実施形態の金属カラー10と同様に、円筒形の胴部22と、胴部22の一端部に形成され、胴部22より大径のフランジ21とを備える。胴部22のフランジ21と反対側は、変形させてサンドイッチ鋼板30にかしめるための円筒形の係止部24となっている。胴部22と、係止部24との間に、胴部22より肉厚が薄く、係止部24より肉厚が厚い円筒形の中間部23を備える。即ち、第１の実施形態の金属カラー10の胴部12は、第２の実施形態の金属カラー20では、胴部22と中間部23とに分かれている。
フランジ21と胴部22と中間部23と係止部24との内側には、金属カラー20をその軸方向に貫通する貫通孔25が形成されている。胴部22と、中間部23と、係止部24との外径は等しい。貫通孔25の内径は、胴部22、中間部23、係止部24の順に大きくなっていく。胴部22、中間部23、係止部24の順に肉厚が薄くなっていく。
【００３７】
胴部22の軸方向長さ（フランジ21の上面から胴部22と中間部23との境の段部22bまでの軸方向長さ）Lsは、サンドイッチ鋼板30の厚さTsより薄い。中間部23と係止部24との間は境の段部23bである。段部22bから段部23bまでの中間部23の軸方向長さをLmとして、胴部22の軸方向長さLs＋中間部23の軸方向長さLmは、サンドイッチ鋼板30の厚さTsより大きい。
Ls＜Ts＜Ls＋Lm        式(3)
とすることにより、係止部24だけでなく、中間部23と胴部22も座屈させて、サンドイッチ鋼板30に金属カラー20を取付けることが出来る。
図７の下方から取付孔35に金属カラー20を係止部24を先頭にして挿入していくと、フランジ21の上面がサンドイッチ鋼板30の取付孔35の周囲に当接して止まる。
【００３８】
図８は、金属カラー20をサンドイッチ鋼板30に取付ける中間段階を示す断面図である。金属カラー20のフランジ21を下方から支持し、係止部24に上方から荷重をかけていく。すると、肉厚の薄い係止部24が座屈して、係止部24の上下方向の中間部の外径が大きくなるように変形して、拡径部24aとなる。係止部24の拡径に伴い、拡径部24aの外径は、サンドイッチ鋼板30の取付孔35の内径より大きくなる。このとき、段部23bと、段部23bから下の中間部23の上部は、少し拡径するように変形しているが、中間部23の下部と、胴部22はまだ殆ど変形していない。
【００３９】
図９は、サンドイッチ鋼板30に、金属カラー20を取付けた状態を示す断面図である。図８の状態から、拡径部24aを軸方向の上方から更に大きい力で押圧する。
中間部23の上部は、拡径部24aにより、拡径しない。胴部22の下部は、フランジ21により、拡径しない。中間部23の金属板32に接する部分より下の部分と、段部22bと、胴部22の金属板33に接する部分より上の部分とは、柔らかい芯材31に接する。中間部23と胴部22との間の段部22bは、芯材31に対応する軸方向位置にある。金属カラー20は、段部22bから外方に屈曲しやすい。そのため、段部22bが最も外側に広がるように拡径して、第２の拡径部22aが形成される。
【００４０】
拡径部24aと第２の拡径部22aとの間に、金属板32が挟まれ、第２の拡径部22aとフランジ21との間に、金属板33が挟まれて、金属カラー20は、サンドイッチ鋼板30に固定される。
第２の実施形態では、中間部23と胴部22とは、段部22bから屈曲しやすい。そのため、図６に示す第２の実施形態の第２の拡径部22aを、図６に示す第１の実施形態の拡径部12aと比較すると、第２の実施形態の第２の拡径部22aの方が、外径が大きい。第１の実施形態の金属カラー10より強い保持力を得ることが出来る。
【００４１】
胴部22と中間部23をたした軸方向長さLs＋Lmは、サンドイッチ鋼板30の厚さTsの２倍の長さか、２倍の長さより小さいのが望ましい。中間部23の上部は拡径部24aにより外側に広がっている為、第２の拡径部22aの拡径の中心は胴部22と中間部23をたした軸方向中心より少し下方（フランジ側）にずれる。その為、胴部22と中間部23をたした軸方向長さLs＋Lmを、サンドイッチ鋼板30の厚さTsの２倍の長さか、２倍の長さより小さくすることにより、段部22bからより屈曲しやすくなり、金属板32と金属板33の間の芯材31の中で胴部22と中間部23は外側に広がるように拡径する。
胴部22と中間部23をたした軸方向長さは、サンドイッチ鋼板の厚さTsの１.５倍の長さより大きいのが望ましい。これにより、十分な大きさの第２の拡径部22aを得ることができる。
即ち、
1.5Ts＜Ls＋Lm＜2Ts        式(4)
が好ましい。
【実施例】
【００４２】
表１に第１の実施形態の実施例１の金属カラー10と、第２の実施形態の実施例２の金属カラー20の各部寸法を示す。実施例１、２の金属カラー10,20は、Ｍ６ボルト用である。
表１  金属カラー10,20の各部寸法
2014224563.tif 000003
【００４３】
本発明の第１、２の実施形態によれば、サンドイッチ鋼板に金属カラーを強い保持力で取付けることができ、がたつきが発生することはない。
また、金属カラーを迅速簡単にサンドイッチ鋼板に取付けることが出来る。
【００４４】
本発明の第１、２の実施形態により、サンドイッチ鋼板に金属カラーを取付ける実施形態を説明した。本発明の金属カラーは、サンドイッチ鋼板に取付けるのに適しているが、これに限定されるものではない。中心部が柔らかく両面が硬い板状の材料の取付孔に取付けるのに適している。例えば、ダンボールの両面にプラスチック板を貼り付けたプラスチックダンボールに取付けることが出来る。
【符号の説明】
【００４５】
9  金属カラー
1  フランジ
2  胴部
4  係止部
4a  拡径部
5  貫通孔
10  金属カラー
11  フランジ
12  胴部
12a  第２の拡径部
12b  段部
14  係止部
14a  拡径部
15  貫通孔
20  金属カラー
21  フランジ
22  胴部
22a  第２の拡径部
22b  段部
23  中間部
23b  段部
24  係止部
24a  拡径部
25  貫通孔
30  サンドイッチ鋼板
31  芯材
32,33  金属板
35  取付孔
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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