(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２枚重ねの板材から成るワークに上方から打ち込むピアスナットであって、
ねじ孔を形成したナット本体部の下面に、ねじ孔と同心の内筒部と、内筒部との間に環状凹部を画成する、内筒部よりも短い外筒部とを垂設し、内筒部の外周面に下方に向って拡径するテーパーを付けるものにおいて、
内筒部と外筒部との長さの差をワークの下側の板材の板厚より小さくすると共に、
環状凹部の内容積を環状凹部に押し込まれるワークの体積より大きく設定する、
ことを特徴とするピアスナット。
【請求項２】
ねじ孔を形成したナット本体部の下面に、ねじ孔と同心の内筒部と、内筒部との間に環状凹部を画成する、内筒部よりも短い外筒部とを垂設し、内筒部の外周面に下方に向って拡径するテーパーを付けたピアスナットを２枚重ねの板材から成るワークに結合する方法であって、
ピアスナットの内筒部が嵌合可能なボス部を上面に突設したピアスダイを用い、ピアスダイ上にセットしたワークに上方からピアスナットを抜ち込み、ピアスナットの内筒部をピアスパンチとしてワークに孔明けすると共に、ワークの孔明け筒所の周囲の部分をピアスダイのボス部によってピアスナットの環状凹部に押し込むものにおいて、
ピアスナットとして請求項１に記載のピアスナットを用い、
ピアスナットの環状凹部に、ワークの下側の板材の下面がピアスの外筒部の下端と同じかそれより上方の位置に達するようにワークを押し込む、
ことを特徴とする２枚重ねワークに対するピアスナットの結合方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、２枚重ねの板材から成るワークに上方から打ち込むピアスナット及びかかるワークに対するピアスナットの結合方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、図３に示すようなピアスナット１′が特開平１１−１９３８０８号公報で知られている。このピアスナット１′は、ねじ孔１′ａを形成したナット本体の下面に、ねじ孔１′ａと同心の内筒部１′ｂと、内筒部１′ｂとの間に環状凹部１′ｃを画成する、内筒部１′ｂよりも短い外筒部１′ｄとを垂設して成り、内筒部１′ｂの外周面に下方に向って拡径するテーパーを付けている。ピアスナット１′をワークＷに結合する際は、ピアスナット１′の内筒部１′ｂが嵌合するボス部を上面に突設したピアスダイを用い、ピアスダイ上にセットしたワークＷに上方からピアスナット１′を打ち込み、ピアスナット１′の内筒部１′ｂをピアスパンチとしてワークＷに孔明けすると共に、ワークＷの孔明け筒所の周囲の部分をピアスダイのボス部によってピアスナット１′の環状凹部１′ｃに押し込み、ワークＷとピアスナット１′とをかしめ結合している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ワークＷが上記図３に示すように２枚の板材Ｗａ，Ｗｂを重ねた２枚重ねワークであって、特に、下側の板材Ｗａが薄板である場合、下側の板材Ｗａとピアスナット１′との結合力を確保することが困難になる。これは、ワークＷに外筒部１′ｄが当接して、ピアスダイのボス部による環状凹部１′ｃへのワークＷの押し込みが開始される前に、下側の板材Ｗａが孔明けされてしまい、その結果、ワークＷの押し込みに際しての下側の板材Ｗａの伸びが少なくなり、内筒部１′ｂと下側の板材Ｗａとの間に隙間が残ってしまうためである。
【０００４】
本発明は、以上の点に鑑み、下側の板材に対する結合力も容易に確保し得るようにした２枚重ねワーク用のピアスナット及び２枚重ねワークに対するピアスナットの結合方法を提供することを課題としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決すべく、本発明は、２枚重ねの板材から成るワークに上方から打ち込むピアスナットであって、ねじ孔を形成したナット本体部の下面に、ねじ孔と同心の内筒部と、内筒部との間に環状凹部を画成する、内筒部よりも短い外筒部とを垂設し、内筒部の外周面に下方に向って拡径するテーパーを付けるものにおいて、内筒部と外筒部との長さの差をワークの下側の板材の板厚より小さくすると共に、環状凹部の内容積を環状凹部に押し込まれるワークの体積より大きく設定している。
【０００６】
また、ピアスナットを２枚重ねの板材から成るワークに結合する方法であって、ピアスナットの内筒部が嵌合可能なボス部を上面に突設したピアスダイを用い、ピアスダイ上にセットしたワークに上方からピアスナットを抜ち込み、ピアスナットの内筒部をピアスパンチとしてワークに孔明けすると共に、ワークの孔明け筒所の周囲の部分をピアスダイのボス部によってピアスナットの環状凹部に押し込むものにおいて、本発明方法では、ピアスナットとして上記本発明のピアスナットを用い、ピアスナットの環状凹部に、ワークの下側の板材の下面がピアスの外筒部の下端と同じかそれより上方の位置に達するようにワークを押し込むようにしている。
【０００７】
本発明によれば、下側の板材の孔明けが完了する前にピアスナットの外筒部がワークに当接し、ピアスダイのボス部によるピアスナットの環状凹部へのワークの押し込みが開始される。かくて、下側の板材の孔明けが完了したときには、下側の板材が降伏点を越えて塑性変形しており、その後のワークの押し込みに際しての下側の板材の伸びが大きくなる。そして、下側の板材の下面がピアスナットの外筒部の下端と同じかそれより上方の位置に達するまでワークを押し込むことにより、下側の板材が上側の板材と共にピアスナットの環状凹部内で強くかしめられて、ピアスナットの内筒部と下側の板材との間の隙間が確実に埋められ、下側の板材に対するピアスナットの結合力が確保される。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１は、自動車のボンネット等の蓋部材のインナパネルＷａの上にスティフナＷｂを重ねた２枚重ねワークＷに、蓋部材用のヒンジ部材を締結するためのピアスナット１を結合した状態を示している。尚、インナパネルＷａは厚さｔａが例えば１ｍｍのアルミ製薄板から成り、スティフナＷｂは厚さｔｂが例えば２ｍｍのアルミ製厚板から成る。
【０００９】
ピアスナット１は、鋼鉄製であって、ねじ孔１ａを形成したナット本体の下面に、ねじ孔１ａと同心の内筒部１ｂと、内筒部１ｂとの間に環状凹部１ｃを画成する外筒部１ｄとを垂設して成り、内筒部１ｂの外周面に下方に向って拡径するテーパーを付けている。ここで、外筒部１ｄの長さは内筒部１ｂよりも短いが、内筒部１ｂとの長さの差△ＬはワークＷの下側の板材たるインナパネルＷａの板厚ｔａより小さくなっている（図２参照）。また、外筒部１ｄの下端より上方に位置する環状凹部１ｃの内容積は、環状凹部１ｃに後記する如く押し込まれるワークＷの体積よりも大きくなるように設定されている。
【００１０】
ワークＷにピアスナット１を結合する際は、図２に示す如く内筒部１ｂが嵌合可能なボス部２ａを上面に突設したピアスダイ２を用い、ワークＷを図２（Ａ）に示す如くピアスダイ２上にセットして、ピアスナット１を上方からワークＷに打ち込む。これによれば、内筒部１ｂをピアスパンチとするワークＷの孔明けと、外筒部１ｄがワークＷに当接してからのボス部２ａによる環状凹部１ｃへのワークＷの押し込みとが行われる。ここで、内筒部１ｂと外筒部１ｄとの長さの差△ＬはインナパネルＷａの板厚ｔａよりも小さく設定されているため、外筒部１ｄがワークＷに当接する図２（Ｂ）に示す時点ではインナパネルＷａの孔明けが完了しておらず、その後の押し込みによりワークＷが或る程度塑性変形されたところで、図２（Ｃ）に示す如くインナパネルＷａの孔明けが完了する。このように、インナパネルＷａの孔明け完了時点ではインナパネルＷａが降伏点を越えて塑性変形しており、その後のワークＷの押し込みに際してインナパネルＷａが容易に伸び、インナパネルＷａの孔明け箇所の拡径が抑制される。
【００１１】
次に、図２（Ｄ）に示す如くワークＷの孔明けが完了し、その後の更なるワークＷの押し込みでスティフナＷｂの肉が環状凹部１ｃ内の空隙に流動し、空隙が埋められる。そして、環状凹部１ｃの内容積を上記の如く設定することで、最終的にインナパネルＷａの下面が図２（Ｅ）に示す如く外筒部１ｄの下端と同じかそれより上方の位置に達するまでワークＷが押し込まれる。これによれば、インナパネルＷａが環状凹部１ｃ内において外筒部１ｄによりスティフナＷｂのかしめ部を介して外周拘束された状態で強くかしめられ、内筒部１ｂとインナパネルＷａの孔明け箇所との間の隙間が確実に埋められる。かくて、インナパネルＷａに対するピアスナット１の結合力が十分に確保され、ピアスナット１がスティフナＷｂと共にインナパネルＷａから脱落するといった不具合は生じない。
【００１２】
尚、ピアスナット１の外筒部１ｄの内周面には歯溝が形成されており、この歯溝への肉の食い込みでスティフナＷｂに対しピアスナット１が回り止めされる。また、ピアスダイ２のボス部２ａの外周面に下方に向って拡径するテーパーを付け、環状凹部１ｃに向けて立上るインナパネルＷａの部分をテーパー形状に絞り成形している。これによれば、ピアスナット１にヒンジ部材を締結したとき、スティフナＷｂがピアスナット１を介して作用する軸方向締付け力でインナパネルＷａのテーパー形状部に強く圧接し、両者間の摩擦力でインナパネルＷａに対するスティフナＷｂの回り止め機能が得られる。
【００１３】
ところで、インナパネルＷａを上記の如くかしめると、ピアスダイ２のボス部２ａの上端面２ｂの部分でインナパネルＷａの肉が内筒部１ｂに向けて径方向内方に流れ、ボス部２ａの外周面の部分でインナパネルＷａの肉が下方に引張られ、ボス部２ａの上端コーナー部の近傍部分でインナパネルＷａに亀裂が入る可能性がある。そこで、本実施形態では、ボス部２ａの上端面２ｂに径方向外方に向う若干の下り勾配αを付けている。これによれば、ボス部２ａの上端コーナー部の近傍部分のインナパネルＷａの板厚が確保され、亀裂の発生が防止される。
【００１４】
以上、インナパネルＷａの上にスティフナＷｂを重ねたワークＷにピアスナット１を打ち込むようにした実施形態について説明したが、対象ワークはこれに限るものではなく、２枚重ねの板材から成るワークにピアスナットを打ち込むものについて本発明は広く適用できる。
【００１５】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、２枚重ねワークの下側の板材に対するピアスナットの結合力不足を解消して、２枚重ねワークにピアスナットを確実に結合できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明ピアスナットの一例の縦断面図
【図２】  （Ａ）ピアスナットの打ち込み直前の状態を示す図、（Ｂ）外筒部がワークに当接した時点の状態を示す図、（Ｃ）下側の板材の孔明け完了時点の状態を示す図、（Ｄ）ワークの孔明け完了時点の状態を示す図、（Ｅ）ピアスナットの打ち込み完了時点の状態を示す図
【図３】  従来のピアスナットの縦断面図
【符号の説明】
Ｗ  ２枚重ねワーク            Ｗａ  インナパネル（下側の板材）
Ｗｂ  スティフナ（上側の板材）    １    ピアスナット
１ａ  ねじ孔                    １ｂ  内筒部
１ｃ  環状凹部                  １ｄ  外筒部
２  ピアスダイ                ２ａ  ボス部
【図１】
0004224194.tif 000002
【図２】
0004224194.tif 000003
【図３】
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