专利名称：薄壁金属板中的螺纹紧固结构和在该薄壁金属板中的螺纹紧固方法
技术领域：
本发明涉及一种螺紋紧固结构，其用于在不使用螺母的情况下将 部件等安装到薄壁金属板的情形中，其中所述薄壁金属板用于家庭用 具、汽车等。
背景技术：
在专利文献l ( JP-B-5-9647公报)中，如图2和图3所示，在薄 壁金属板中有一螺紋紧固结构，通过在一薄壁金属板20中突出地设置 凹缘21，将一螺钉10拧入由凹缘21的端板厚度面限定而成的下部孔 19中，以及在螺钉10的上部外螺紋脊和下部外螺紋脊14之间夹持凹 缘21的端板厚度部分，如此形成实现紧固的构造。
而且，与一般螺紋紧固结构(其中，在薄壁金属板中通过去除管 状下部孔的毛刺形成管状边缘，然后将自攻螺钉拧入，同时使用自攻 螺钉在管状边缘中自攻内螺紋)相比，上述螺紋紧固结构的有利之处 在于不使用攻丝即可获得很好的紧固效果，并且能够有效地解决在管 状边缘内发生的裂紋或破裂，以及由此导致的紧固失效。
另一方面，专利文献l中凹缘21的端板厚度面形成始终和金属板 的前面和背面(凹缘21的前面和背面)垂直的表面。换句话说，形成 了具有一间隙角的表面，该间隙角相对于下部孔19的轴线朝向下端边 缘。
迄今为止，作为形成凹缘的一种方法，首先，在如图1A所示的 薄壁金属板20的平板上冲切具有所要求直径的下部孔19。然后，如 图1B所示，采用最简单的技术方法，朝着金属板背面突出地形成该 下部孔19的周边部分，从而凹缘21的端板厚度面21，不可避免地成 为始终与金属板的前面和背面相垂直的面，相对于此，形成了具有间 隙角的表面，其中该间隙角相对于下部孔19的轴线X朝向下端边缘。此外，很难避免一种现象，即在平板上冲孔得到的下部孔19的直 径Rl，和突出地形成凹缘21后下部孔19的直径R2之间变成RKR2 的关系。
因此，在平板上冲孔得到的下部孔19的直径Rl带来了一个不利 现象，即通过凹缘21突出地形成使得直径略微增加了。担心这种直径 增加现象可能会导致从位于螺钉10的外螺紋脊14之间的沟谷面形成 空隙(附着失效)。
凹缘21的端板厚度面21，形成的表面具有一间隙角的事实和在平 板上冲出的下部孔19的直径R1与凹缘21突出地形成后下部孔19的 直径R2之间形成RKR2的现象导致在凹缘21的端板厚度面21，和螺 钉10的外螺紋脊14间的沟谷面之间形成空隙，如专利文献1的图3 所示，所述间隙角相对于下部孔19的轴线X朝向下端边缘，因此很 难在沟谷面和端板厚度面21，之间获得连接性能，而且担心它们可能 对紧固力产生不利的影响，甚至有可能在螺钉10的轴线方向产生歪 斜，从而成为紧固失效的原因。
发明内容
本发明注意到现有技术中薄壁金属板的上述问题，在薄壁金属板 中提供了一种螺紋紧固结构和一种螺紋紧固方法，其适当地解决了上 述问题。
如上文所述，在薄壁金属板中提供一种螺紋紧固结构，其具有这 样一种构造，即在所述构造中一凹缘被突出地形成在薄壁金属板中，
一螺钉被装配到凹缘的端板厚度面限定而成的下部孔中，凹缘的端板 厚度部分被固定到螺钉的上部外螺紋脊和下部外螺紋脊之间，从而实 现一种紧固件，其特征在于该螺紋紧固结构具有这样一种构造，其中 凹缘的端板厚度面形成为平行于下部孔轴线的表面，或者是具有一互 锁角的倾斜面，其中所述互锁角面向着端板厚度面的下端边缘部分， 当螺钉被装配到下部孔时，端板厚度面的下端边缘部分被推向一入口 角部分，其中所述入口角部分由螺钉的上部外螺紋脊和下部外螺紋脊 之间的沟谷面和下部外螺紋脊的上表面形成，从而该下端边缘部分被压力连接到形成入口角部分的表面上。
上述的螺紋紧固结构是通过这祥的方法实现的，其中在薄壁金属
板的平板中形成具有底部的凹形锻件(upsetting ),通过在凹形锻件的 底部板冲切形成凹缘，凹缘的端板厚度面形成为平行于下部孔轴线的 表面，或者是具有一互锁角的倾斜面，其中该互锁角朝着端板厚度面 的下端边缘部分，当把螺钉装配到下部孔中时，端板厚度面的下端边 缘部分被推向一入口角部分，其中所述入口角部分由螺钉的上部外螺
而该下端边缘部分压力连接到形成入口角部分的表面上。
根据本发明，当获得这样的效果，即专利文献1中的凹缘的端板 厚度部分在螺钉的上部外螺紋脊和下部外螺紋脊之间固定，就获得了 紧固结构，在所述结构中，凹缘的端板厚度面的下端边缘部分被推到 入口角部分，其中所述入口角部分由螺钉的上部外螺紋脊和下部外螺 紋脊之间的沟谷面和下部外螺紋脊的上表面形成，从而该下端边缘部 分压力连接到形成入口角部分的表面上，因此有可能有效地解决专利 文献l中凹缘的端板厚度面和螺钉的沟谷面之间形成的空隙，以及下 部孔直径增大的问题。
图1A和图1B是截面图，解释了形成传统凹缘的方法； 图2A和图2B是截面图，解释了形成本发明涉及的凹缘的方法； 图3是侧视图，举例说明了本发明涉及的螺钉； 图4是上述螺钉的外螺紋脊的放大截面图5A是截面图，显示了在本发明涉及的凹缘中形成的下部孔的 端板厚度面和下部孔的轴线相平行的情形；
图5B是截面图，显示了在本发明涉及的凹缘中形成的下部孔的 端板厚度面形成相对于下部孔轴线的倾斜面的情形；以及
图6是截面图，显示了螺钉被拧入本发明涉及的凹缘的下部孔并 与其紧固在一起的情形。
具体实施方式
在下文，基于图2至图6解释实现本发明的最佳模式。 如图3所示，螺钉10在其杆部13的一端具有螺钉头12,在杆部
的另一端具有圆锥形的尖端部11，其中在所述杆部上形成有外螺紋脊14。
在尖端部11的大直径部分的外圆周面中，形成了一具有较低高度 的外螺紋脊14，，外螺紋脊的高度从低高度外螺紋脊14，开始逐渐增加， 具有正常高度的外螺紋脊14在确切的圆柱形的杆部13的外圆周面上 形成。
如图4所示，外螺紋脊14的上表面16成一倾斜面，在该倾斜面 上，相对于和螺钉10的轴线垂直相交的水平线的夹角e3向外螺紋脊 14的尖端成倾斜7度至11度的略微向下的斜面，外螺紋脊14的下表 面15也成一倾斜面，在该倾斜面上，相对于和螺4丁 10的轴线垂直相 交的水平线的夹角02向外螺紋脊14的尖端成倾斜30度至40度的向 上的斜面。
作为一理想的实例，角度03被设置为9度，角度62被设置为36
度。相对于此，如图5所示，相对于水平线的倾斜角ei被设置成大约
25度至35度，其中所述水平线和下文中提及的凹缘21的下部孔19 的轴线X垂直相交。
在杆部13的外螺紋脊14之间，存在一平行于杆部13的轴线的宽 沟谷面18。宽沟谷面18在轴向上的宽度W与图2中所示的下部孔轴 线X方向上的凹缘21的端板厚度面21，的宽度t相同，或者小于宽度
换句话说，接触外螺紋脊14之间的宽凹槽17的沟谷面18宽度 W略微窄于端板厚度面21，的宽度t。即，设置成Wg。
另一方面，凹缘21的端板厚度面21，形成为平行于下部孔19的 轴线X的表面。或者，存在这样一种构造，其中凹缘21的端板厚度 面21，成一倾斜面，该倾斜面具有朝向端板厚度面21，的下端边缘部分 21"的互锁角，并且，当螺钉10配合到下部孔19中时，端板厚度面 21，的下端边缘部分21"被推进入口角部分17，，这里所述入口角部分17，由螺钉10的上部外螺紋脊和下部外螺紋脊14之间的沟谷面18和 下部外螺紋脊14的上表面16形成，从而该下端边缘部分被压力连接 到形成入口角部分的表面上。
更进一步，下部孔19的直径R1，即凹缘21的端板厚度面21，的 直径R1，等于或者稍微大于螺钉10的杆部13的直径。
如图5A和图6所示，这样就实现了这样一种构造，其中由于凹 缘21的端板厚度面21，形成为平行于下部孔19轴线X的表面、并且 螺钉10被装配到下部孔19中的事实，使得凹缘21的端板厚度部分被 固定在螺钉10的上部外螺紋脊和下部外螺紋脊14之间，并且与此同 时，凹缘21的端板厚度面21，的下端边缘部分21，，成为平行于下部孔 19轴线X的表面，该下端边缘部分被推向入口角部分17，，其中所述 入口角部分17，由螺钉10的上部外螺紋脊和下部外螺紋脊14之间的 沟谷面18和下部外螺紋脊14的上表面16形成，从而该下端边缘部分 被压力连接到形成入口角部分的表面上。
或者，如图5B和图6所示，凹缘21的端板厚度面21，稍微倾斜， 同时具有一角度94，该角度e4成为相对于下部孔19轴线X的互锁角。 因此，能实现这样一种构造，其中由于螺钉10装配到下部孔19中的 事实，使凹缘21的端板厚度部分被固定在螺钉10的上部外螺紋脊和 下部外螺紋脊14之间，并且与此同时，凹缘21的端板厚度面21，的 下端部边缘部分21"成为相对于下部孔19轴线X的互锁角，该下端 部边缘部分被有效地推向入口角部分17，，其中所述入口角部分17，由
螺紋脊14的上表面16形成，从而该下端边缘部分被压力连接到形成 入口角部分的表面上。
倾斜角94成为凹缘21的端板厚度面21，的互锁角，通过图2所 示的方法形成该倾斜角。即，可以在冲完下部孔19后通过由凹缘21 的薄壁金属板20的材料施加的轻微恢复力形成。
详细地说，如图2A所示， 一具有底部的凹形锻件19，形成在薄壁 金属板20的平板中。如图2B所示，通过在凹形锻件19，的底部板上钻孔，并且在形成下部孔19后，借助于凹缘21的轻微恢复力形成该 下部孔19,端板厚度面21，产生相对于下部孔19轴线X的倾斜面，所 述倾斜面具有朝着端板厚度面21，的下端边缘部分21"的互锁角。
根据本发明，实现了这样一种构造，其中凹缘21的端板厚度面 21，形成为平行于下部孔19轴线X的表面，或者形成为具有一互锁角 的倾斜面，其中该互锁角朝着端板厚度面21，的下端边缘部分21",当 螺钉10被装配到下部孔19时，端板厚度面21，的下端边缘部分21" 被推向入口角部分17，，其中所述入口角部分17，由螺钉10的上部外 螺紋脊和下部外螺紋脊14之间的沟谷面18和下部外螺紋脊14的上表 面16形成，从而该下端边缘部分被压力连接到形成入口角部分的表面 上。
凹缘21的端板厚度面21，的下端边缘部分21，，被推进入口角部分 17，并且轻微压缩变形，这就确保了相对于形成入口角部分的表面的压 力结合状态，并且尽可能地实现这样一种效果，即将端板厚度面21， 有效地推动和压力连接到位于螺钉10的外螺紋脊14间的沟谷面18 上，从而随着螺钉10的拧入以及对紧固力矩的改进，必定会产生凹缘 21的反作用力。
此外，通过尽可能地确保沟谷面18和凹缘21的端板厚度面21， 之间的粘附特性，有效防止它们之间形成空隙以及螺钉10的倾斜，并 且防止发生紧固失效，这样就有可能实现可靠的紧固。
权利要求
1.一种薄壁金属板中的螺纹紧固结构，其具有这样一种构造，即在所述构造中一凹缘突出地形成在薄壁金属板中，螺钉装配到凹缘的端板厚度面限定而成的下部孔中，凹缘的端板厚度部分被固定在螺钉的上部外螺纹脊和下部外螺纹脊之间，从而实现一种紧固件，其特征在于该螺纹紧固结构具有这样一种构造，在所述构造中凹缘的端板厚度面被制成为平行于下部孔轴线的平面，或者是具有互锁角的倾斜面，其中该互锁角朝着端板厚度面的下端边缘部分，当螺钉被装配到下部孔中时，端板厚度面的下端边缘部分被推向一入口角部分，该入口角部分由螺钉的上部外螺纹脊和下部外螺纹脊之间的沟谷面和下部外螺纹脊的上表面形成，从而该下端边缘部分被压力连接到形成入口角部分的表面上。
2. —种在薄壁金属板中的螺紋紧固方法，其中一凹缘突出地形成 在薄壁金属板中，螺钉装配到凹缘的端板厚度面限定而成的下部孔中， 凹缘的端板厚度部分被固定在螺钉的上部外螺紋脊和下部外螺紋脊之 间，从而形成一种紧固件，其特征在于在薄壁金属板的平板中形成具 有底部的凹形锻件，通过在凹形锻件的底部板冲切形成所述凹缘，凹 缘的端板厚度面被制成为平行于下部孔轴线的平面，或者是具有互锁 角的倾斜面，其中该互锁角朝着端板厚度面的下端边缘部分，当螺钉 被装配到下部孔中时，端板厚度面的下端边缘部分被推向一入口角部 分，该入口角部分由螺钉的上部外螺紋脊和下部外螺紋脊之间的沟谷 面和下部外螺紋脊的上表面形成，从而该下端边缘部分被压力连接到 形成入口角部分的表面上。
全文摘要
本发明公开了一种薄壁金属板中的螺纹紧固结构和螺纹紧固方法，其中凹缘的端板厚度面的下端边缘部分被推向螺钉的上部外螺纹脊和下部外螺纹脊之间的沟谷面的下部入口角中，并且被压力连接到形成入口角部分的表面上。该螺纹紧固结构具有这样的构造，在所述构造中凹缘的端板厚度面被形成为平行于下部孔轴线的表面，或者是形成为具有一互锁角的倾斜面，其中该互锁角朝着端板厚度面的下端边缘部分，当螺钉被装配到下部孔中时，端板厚度面的下端边缘部分被推向一入口角部分，其中该入口角部分由螺钉的上部外螺纹脊和下部外螺纹脊之间的沟谷面和下部外螺纹脊的上表面形成，从而该下端边缘部分压力连接到形成该入口角部分的表面上。
文档编号F16B39/00GK101294596SQ20071010123
公开日2008年10月29日 申请日期2007年4月24日 优先权日2007年4月24日
发明者小川畅宏 申请人:王冠精密工业株式会社