专利名称：拉铆螺母及其安装方法
技术领域：
本发明涉及拉铆螺母(blind nut)，尤其涉及能够安装在板厚范围较宽的被安装部件的拉铆螺母。
背景技术：
拉铆螺母具有内螺纹部、从内螺纹部延续的管状部和位于管状部端部的法兰，在拉铆螺母贯穿被安装部件的孔的状态下，使用连结工具对管状部进行压曲以使管状部发生扩径，在压曲的管状部和法兰之间夹持被安装部件，由此拉铆螺母固定于被安装部件。通过在该拉铆螺母的内螺纹部结合螺栓的外螺纹，可以安装别的被安装部件。拉铆螺母能够从被安装部件的某一侧开始进行作业，因此在无法从里侧进行作业的部件，例如面板等被安装部件上结合螺母时十分方便。图1中示出已有的拉铆螺母。图1的(a)为示出将已有的拉铆螺母10设置在被安装部件41(厚度tl)的安装孔43中的状态的剖视图。拉铆螺母10整体呈以中心轴为中心而轴对称的圆筒形，在其一端部具有内螺纹部11。内螺纹部11为圆筒形，在内侧形成有内螺纹15。可以在内螺纹15上结合连结工具的外螺纹。与内螺纹部11延续的管状部12为筒形，与内螺纹部11相比，壁厚较薄，是安装到被安装部件41时发生压曲的部分。拉铆螺母10在内螺纹部11的相反侧具有法兰14。法兰14的外径大于被安装部件41的安装孔43的内径，在将拉铆螺母10插入到被安装部件41的安装孔43时，法兰14的下表面与被安装部件41的上表面抵接而阻止进一步的插入动作。从法兰14侧端部起至内螺纹部11侧端部为止形成有贯通孔16。从法兰14侧端部起至管状部12为止，贯通孔16的内径保持不变，而在内螺纹部11中，贯通孔16的内径变小。图1的(b)为将·拉铆螺母10安装到被安装部件41之后的剖视图。在利用连结工具安装拉铆螺母10时，壁厚较薄的管状部12被压曲而发生扩径，变成扩径部12a，在扩径部12a和法兰14之间夹持被安装部件41，由此拉铆螺母10被安装于被安装部件41。通常，为了能够利用一种拉铆螺母在板厚范围较宽的被安装部件上进行安装，多数情况下管状部12被设定得较长。图2的(a)为在板厚较薄的被安装部件54 (厚度t2，tl > t2)上安装拉铆螺母10之前的剖视图，(b)为在板厚较薄的被安装部件54上安装拉铆螺母10之后的剖视图。如图2的(b)所示，若管状部12的长度相对被安装部件54的厚度过长，则安装拉铆螺母10时，由于管状部12的壁厚较薄，因此发生不会沿着全周长均匀地发生扩径而形成扩径部12a，而是一部分向内侧压曲等现象，由此容易产生异常变形部分12b。为了在不发生异常变形的情况下，将拉铆螺母安装到各种板厚的被安装部件上，需要根据被安装部件的板厚，准备管状部长度不同的多种拉铆螺母。因此，需要一种拉铆螺母，以便能够利用一种拉铆螺母在板厚范围较宽的被安装部件上进行安装而不发生不良情况。专利文献I公开了这样一种拉铆螺母，该拉铆螺母由内螺纹部、中空的管状部和法兰构成，在贯穿面板的孔的状态下压曲管状部，通过压曲的管状部和法兰固定面板，其中管状部的孔径从法兰朝向内螺纹部逐渐减小。专利文献I的拉铆螺母，管状部的壁厚从法兰朝向内螺纹部逐渐增大，因此靠近法兰的部分变得容易变形。因此，专利文献I的拉铆螺母声称能够固定于任意板厚的面板。但是，就专利文献I的拉铆螺母而言，根据面板的板厚，管状部的开始压曲的位置会发生变化。因此，若面板的板厚较厚，将会从管状部的较厚的部分开始发生压曲，使得安装拉铆螺母时的载荷变大。此外，若从较厚的部分开始发生压曲，有时会发生压曲异常，并且存在管状部不能被充分扩径的缺点。专利文献2公开了这样一种拉铆螺母，该拉铆螺母具有杆和法兰，且形成有具备螺纹的钻孔(bore)，在杆的靠近法兰的第一部分中钻孔具有较大的直径，在第二部分中钻孔具有中间直径，在远离法兰的第三部分中钻孔具有较小的直径。专利文献2中，使杆的第一部分变形而在第一部分和法兰之间固定第一主体，使第二部分变形而在第一部分和第二部分之间固定第二主体。专利文献2通过使第一部分和第二部分分别变形，能够隔着一定间距固定两个主体(被安装部件)。但是，在专利文献2中，当固定第二主体时，需要使用与固定第一主体时不同的拉杆，连结作业较复杂。专利文献2涉及的是能够隔着一定间距安装两个主体的发明，而不是能够对应于厚度范围较宽的被安装部件进行连结的发明。因此，需要一种拉铆螺母，以便能够利用一种拉铆螺母在板厚范围较宽的被安装部件上进行安装而不发生不良情况。此外，需要一种拉铆螺母，以便使管状部以充分扩径的程度发生塑性变形，从而能够可靠地安装到被安装部件。现有技术文献
专利文献专利文献1:日本实开昭58-162312号公报专利文献2:日本特开平9-242728号公报
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够利用一种拉铆螺母在板厚范围较宽的被安装部件上进行安装而不发生不良情况的拉铆螺母。本发明的另一目的在于提供一种使管状部充分扩径而能够可靠地安装到被安装部件的拉铆螺母。为了实现上述目的，本发明在管状部(被扩径的部分)中形成壁厚较厚的部分和较薄的部分，并从壁厚较薄的部分开始先进行扩径，接着使壁厚较厚的部分发生扩径。如此一来，即使在板厚较薄的被安装部件上安装拉铆螺母时，也不会发生压曲异常。本发明的第一方面为拉铆螺母，该拉铆螺母具备在内侧形成内螺纹的内螺纹部、与所述内螺纹部邻接的中空的管状部、形成在与所述内螺纹部相反的一侧的所述管状部端部的带开口的法兰，在被安装部件的安装孔中插入所述内螺纹部和所述管状部，使所述管状部的一部分发生塑性变形以扩径，在变形的扩径部和所述法兰之间夹持所述被安装部件而将该拉铆螺母安装到所述被安装部件，其中所述管状部具有与所述内螺纹部邻接的比所述内螺纹部壁厚较薄的第一管状部、和位于所述第一管状部和所述法兰之间的比所述第一管状部壁厚较薄的第二管状部。据此，拉铆螺母可以在不发生压曲异常的情况下被可靠地安装到被安装部件。另外，以扩径部的外径变得足够大的程度发生塑性变形，因此松脱强度变高，可以可靠地固定。优选地，使所述管状部的一部分发生塑性变形以扩径时，使所述第二管状部的一部分发生塑性变形以使其扩径之后，接着伴随所述第二管状部的变形使所述第一管状部发生塑性变形以使第一管状部扩径，由此在所述第一管状部和所述第二管状部发生塑性变形而产生的扩径部与所述法兰之间夹持所述被安装部件。据此，壁厚较薄的第二管状部在低载荷下被压曲而发生扩径，因此难以发生压曲异常。壁厚较厚的第一管状部则被壁厚较薄的第二管状部牵拉而发生扩径，因此难以发生压曲异常。优选地，可使所述内螺纹部、所述第一管状部、所述第二管状部具有相同的外径。优选地，所述第一管状部和所述第二管状部的外表面沿着周向形成有多个沿长度方向延伸的滚花槽。在将拉铆螺母安装到被安装部件时，以及将拉铆螺母安装到被安装部件之后再安装别的被安装部件时，滚花槽的部分与被安装部件接触，能够防止拉铆螺母相对被安装部件发生转动。优选地，所述第二管状部的外表面的横截面呈六边形或四边形。通过将拉铆螺母插 入被安装部件的六边形或四边形的安装孔中进行安装，能够防止拉铆螺母相对被安装部件发生转动。本发明的第二方面为将拉铆螺母安装到被安装部件的方法，该拉铆螺母具备在内侧形成内螺纹的内螺纹部、与所述内螺纹部邻接的中空的管状部、形成在与所述内螺纹部相反的一侧的所述管状部端部的带开口的法兰，所述管状部具有与所述内螺纹部邻接的比所述内螺纹部壁厚较薄的第一管状部和位于所述第一管状部和所述法兰之间的比所述第一管状部壁厚较薄的第二管状部，在所述被安装部件的安装孔中插入所述内螺纹部和所述管状部，使所述第二管状部的一部分发生塑性变形以使其扩径之后，接着伴随所述第二管状部的变形使所述第一管状部发生塑性变形以使第一管状部扩径，在所述第一管状部和所述第二管状部发生塑性变形而产生的扩径部与所述法兰之间夹持所述被安装部件而安装到所述被安装部件。根据本发明，能够获得能够利用一种拉铆螺母在板厚范围较宽的被安装部件上进行安装而不发生不良情况的拉铆螺母。另外，能够获得使管状部以充分扩径的程度发生塑性变形，从而能够可靠地安装到被安装部件的拉铆螺母。
图1中(a)为示出将已有的拉铆螺母设置到被安装部件的状态的剖视图，(b)为示出拉铆螺母被安装到被安装部件的状态的剖视图。图2中(a)为示出将图1的拉铆螺母设置到板厚较薄的被安装部件的状态的剖视图，(b)为示出拉铆螺母被安装到板厚较薄的被安装部件的状态的剖视图。图3为对根据本发明第一实施方式的拉铆螺母的一部分进行剖切的正面图。图4为示出本发明使用的连结工具的立体图。图5为示出本发明使用的连结工具的前端部分的正面图。图6A为在被安装部件上设置拉铆螺母的状态下对一部分取剖面的正面图。图6B为针对设置安装工具、开始拉铆螺母的安装动作的阶段，对一部分取剖面的正面图。图6C为示出拉铆螺母的安装动作进一步展开的阶段的、对一部分取剖面的正面图。图6D为示出安装了拉铆螺母的被安装部件从连结工具脱离的状态的、对一部分取剖面的正面图。图7为示出在安装到被安装部件的拉铆螺母上利用螺栓安装别的被安装部件的状态的、对一部分取剖面的正面图。图8为示出试验中使用的已有的拉铆螺母和第一实施方式的拉铆螺母的尺寸测定位置的剖视图。图9为对根据本发明第二实施方式的拉铆螺母的一部分进行剖切的正面图。图10为对根据本发明第三实施方式的拉铆螺母的一部分进行剖切的正面图。图11为对根据本发明第四实施方式的拉铆螺母的一部分进行剖切的正面图。符号说明:10:拉铆螺母(已有)
11:内螺纹部12:管状部12a:扩径部14:法兰15:内螺纹16:贯通孔20:拉铆螺母21:内螺纹部22:第一管状部22a:扩径部23:第二管状部23a:扩径部24:法兰25:内螺纹26:贯通孔30、30’、30”:拉铆螺母31:滚花槽41:被安装部件42:别的被安装部件
43:安装孔44:安装孔45:螺栓46:头部47:轴部50:连结工具51:本体部52:凸块(nose piece)53:丝杆54:板厚较薄的被安装部件
具体实施例方式以下，参照附图来说明根据本发明的第一实施方式的拉铆螺母20。图3为对根据本发明第一实施方式的拉铆螺母20的一部分进行剖切的正面图。拉铆螺母20整体呈以中心轴为中心而轴对称的圆筒形，在其一端部具有内螺纹部21。内螺纹部21为圆筒形，在内侧形成有内螺纹25。可以在内螺纹25上结合连结工具的外螺纹。并且，可以在安装拉铆螺母20之后，结合螺栓的外螺纹，以安装别的被安装部件。与内螺纹部21邻接的管状部具有与内螺纹部21邻接的比内螺纹部21壁厚较薄的第一管状部22(壁厚t22)、和与第一管状部22邻接的比第一管状部 22壁厚更薄的第二管状部23 (壁厚t23，t22 > t23)。内螺纹部21、第一管状部22和第二管状部23具有相同的外径。第一管状部22和第二管状部23是安装到被安装部件41时发生压曲的部分。拉铆螺母20在内螺纹部21的相反侧具有与第二管状部23邻接的法兰24。法兰24的外径大于第二管状部23的外径，且大于被安装部件41的安装孔43的内径。在以内螺纹部21为前导将拉铆螺母20插入到被安装部件41的安装孔43时，法兰24的下表面与被安装部件41的上表面抵接而阻止进一步的插入动作。从法兰24侧端部起至内螺纹部21侧端部为止形成有贯通孔26。从法兰24侧端部起至第二管状部23为止，贯通孔26的内径保持不变，而在第一管状部22中比起第二管状部23，贯通孔26的内径变小，在内螺纹部21中，贯通孔26的内径进一步变小。图3中，第一管状部22、第二管状部23和内螺纹部21的外径相同，该外径小于被安装部件41的安装孔43的内径，从而能够插入到被安装部件41的安装孔43中。根据需要，第一管状部22、第二管状部23和内螺纹部21的外径也可以不相同。图4、图5为示出本发明的实施方式中使用的连结工具的图。图4为示出本发明的实施方式中使用的连结工具50的一个示例的整体面貌的立体图。连结工具50将压缩空气作为驱动源。与本体51相邻地，具有用于支持所连结的部件的凸块52和前端部的具有外螺纹的丝杆53。该连结工具50构成为:使旋转体(未图示)旋转，以使前端部的丝杆53朝正反方向旋转，从而能够与内螺纹结合或者解除结合。另外，该连结工具50构成为:在不旋转丝杆53的情况下，可以强力拉动丝杆53。图5为示出连结工具50的前端部分的正面图。连结工具50的本体部51具有用于按压被安装部件的凸块52。凸块52的下表面为平面。在凸块52的中央部分，在周围形成外螺纹的圆柱状丝杆53朝前方(图5的下方)延伸。丝杆53的外径小于拉铆螺母20的第一管状部22和第二管状部23的贯通孔26的内径，能够插入到贯通孔26中。丝杆53的外螺纹具有能够保证与拉铆螺母20的内螺纹部21的内螺纹25结合的外径。连结工具50构成为使丝杆53朝正反方向旋转，从而能够与内螺纹部21的内螺纹25结合并解除结合。另外，构成为:在利用凸块52支持拉铆螺母20的法兰24的状态下，在不旋转丝杆53的情况下，可以强力拉动丝杆53。参照图6A 图6D，说明在被安装部件41安装拉铆螺母20的动作。图6A为在被安装部件41上设置拉铆螺母20的状态下对一部分取剖面的正面图。从内螺纹部21开始将拉铆螺母20插入被安装部件41的安装孔43，法兰24的下表面抵接于被安装部件41的上表面。图6B为针对设置连结工具50、开始拉铆螺母20的安装动作的阶段，对一部分取剖面的正面图。将丝杆53插入拉铆螺母20的贯通孔26，使丝杆53正向旋转，从而使丝杆53的外螺纹与内螺纹部21的内螺纹25发生结合。当丝杆53的外螺纹与内螺纹25的结合长度达到预定长度时，连结工具50的凸块52的下表面与拉铆螺母20的法兰24的上表面抵接，并停止丝杆53的旋转。在将连结工具50的凸块52的下表面抵接于拉铆螺母20的法兰24而进行支持的状态下，在不旋转丝杆53的情况下，将丝杆53强力拉向本体51侧。此时，凸块52的下表面向下按压拉铆螺母20的法兰24而进行支持，丝杆53将内螺纹部21向上牵引。图6B示出拉铆螺母20的壁厚较薄的第二管状部23的一部分(相对被安装部件41的安装孔43朝下方伸出的部分)开始塑性变形而被压曲扩径的阶段。图6C为示出拉铆螺母20的安装动作进一步展开的阶段的、对一部分取剖面的正面图。第二管状部23进一步塑性 变形，逐步形成扩径部23a。比第二管状部23壁厚较厚的第一管状部22也开始塑性变形而发生扩径。第二管状部23的位于被安装部件41的安装孔43中的部分被安装孔43限制其外径，因此无法扩径为大于安装孔43的内径的程度。第二管状部23中，相对被安装部件41的下表面位置位于下方的部分发生扩径，与被安装部件41的安装孔43周围的下表面抵接。被其牵拉，壁厚较厚的第一管状部22发生扩径使得上端部被撑开。第一管状部22也进一步塑性变形，变成扩径部22a而与扩径部23a重叠，由此在扩径部22a、23a与法兰24之间夹持固定被安装部件41。利用连结工具50完成连结之后，使丝杆53相对于图6B反向旋转，从而解除丝杆53的外螺纹与内螺纹部21的内螺纹25的结合。在解除螺纹结合之后，将连结工具50退到上方。图6D为示出完成安装且安装了拉铆螺母20的被安装部件41从连结工具50脱离的状态的、对一部分取剖面的正面图。图7为示出在如图6D所示的安装到被安装部件41的拉铆螺母20上利用螺栓安装别的被安装部件42的状态的、对一部分取剖面的正面图。准备具有头部46和轴部47的螺栓45。轴部47的外螺纹能够与拉铆螺母20的内螺纹部21的内螺纹25结合。对准拉铆螺母20的贯通孔26和别的被安装部件42的安装孔44，在拉铆螺母20的法兰24上配置被安装部件42。将螺栓45的轴部47穿过别的被安装部件42的安装孔44插入到拉铆螺母20的贯通孔26。使螺栓45的轴部47的外螺纹与拉铆螺母20的内螺纹部21的内螺纹25结合，从而将别的被安装部件42安装到拉铆螺母20。图7中，在拉铆螺母20的法兰24侧安装了别的被安装部件42，但是别的被安装部件42也可以与图7所示相反地安装在拉铆螺母20的内螺纹部21侧(图7的下侧，此情形未在附图中示出)。根据本发明的第一实施方式，在安装拉铆螺母20时，首先使靠近法兰24的壁厚较薄的第二管状部23发生塑性变形以使其扩径，并按压被安装部件41，接着壁厚较厚的第一管状部22发生塑性变形而扩径，从而可靠地固定被安装部件41。壁厚较薄的第二管状部23在低载荷下被压曲而发生扩径，因此难以发生压曲异常。壁厚较厚的第一管状部22则被壁厚较薄的第二管状部23牵拉而发生扩径，因此可靠地发生扩径，难以发生压曲异常。并且，由于扩径部的外径变得足够大，因此松脱强度变高，能够被可靠固定。关于第一管状部22和第二管状部23的壁厚之差，当第一管状部22和第二管状部23的壁厚之差小时，第一管状部22和第二管状部23的强度基本没有差异，第二管状部23难以被率先压曲，有时会发生压曲异常。另一方面，当第一管状部22和第二管状部23的壁厚之差过大时，壁厚较薄的第二管状部23对壁厚较厚的第一管状部22的牵拉强度不足，第一管状部22变得难以扩径。优选地，第一管状部22的壁厚比第二管状部23的壁厚厚20 % 30%。拉铆螺母20的材质为钢、不锈钢、铝等，根据材质，第一管状部22和第二管状部23的合适的厚度不同。将拉铆螺母20的材质选为钢，进行了以下试验。针对已有的拉铆 螺母10和本发明的第一实施方式的拉铆螺母20，进行试验比较了安装到被安装部件之后的扩径部的外径。图8的(a)示出试验中使用的已有的拉铆螺母10的尺寸测定位置，(b)示出第一实施方式的拉铆螺母20的尺寸测定位置。各尺寸如下表I所示。表I
拉铆螺母__管状部长度(mm) 壁厚(mm)
已有的拉铆螺母10 管状部12 €12=6.8 tl2=0.7-:----
,,^ ,第一管状部 22 €22=2.5 t22=0.9
本发明的拉铆螺母20 & A,"丄---
__第二管状部 23 03=6.0 t23=0.7在板厚为I 7mm的被安装部件41上安装已有的拉铆螺母10和本发明的第一实施方式的拉铆螺母20，测定了扩径部的外径，结果如下表2所示。表权利要求
1.一种拉铆螺母，其特征在于，该拉铆螺母具备在内侧形成内螺纹的内螺纹部、与所述内螺纹部邻接的中空的管状部、形成在与所述内螺纹部相反的一侧的所述管状部端部的带开口的法兰，在被安装部件的安装孔中插入所述内螺纹部和所述管状部，使所述管状部的一部分发生塑性变形以扩径，在变形的扩径部和所述法兰之间夹持所述被安装部件而将该拉铆螺母安装到所述被安装部件， 其中，所述管状部具有与所述内螺纹部邻接的比所述内螺纹部壁厚较薄的第一管状部、和位于所述第一管状部和所述法兰之间的比所述第一管状部壁厚较薄的第二管状部。
2.根据权利要求1所述的拉铆螺母，其特征在于，使所述管状部的一部分发生塑性变形以扩径时，使所述第二管状部的一部分发生塑性变形以使其扩径之后，接着伴随所述第二管状部的变形使所述第一管状部发生塑性变形以使第一管状部扩径，在所述第一管状部和所述第二管状部发生塑性变形而产生的扩径部与所述法兰之间夹持所述被安装部件。
3.根据权利要求1或2所述的拉铆螺母，其特征在于，所述内螺纹部、所述第一管状部、所述第二管状部具有相同的外径。
4.根据权利要求1或2所述的拉铆螺母，其特征在于，所述第一管状部和所述第二管状部的外表面沿着周向形成有多个沿长度方向延伸的滚花槽。
5.根据权利要求1或2所述的拉铆螺母，其特征在于，所述第二管状部的外表面的横截面呈六边形或四边形。
6.一种将拉铆螺母安装到被安装部件的方法，其特征在于，该拉铆螺母具备在内侧形成内螺纹的内螺纹部、与所述内螺纹部邻接的中空的管状部、形成在与所述内螺纹部相反的一侧的管状部端部的带开口的法兰，所述管状部具有与所述内螺纹部邻接的比所述内螺纹部壁厚较薄的第一管状部和位于所述第一管状部和所述法兰之间的比所述第一管状部壁厚较薄的第二管状部， 在所述被安装部件的安装孔中插入所述内螺纹部和所述管状部， 使所述第二管状部的一部分发生塑性变形以使其扩径之后，接着伴随所述第二管状部的变形使所述第一管状部发生塑性变形以使第一管状部扩径， 在所述第一管状部和所述第二管状部发生塑性变形而产生的扩径部与所述法兰之间夹持所述被安装部件而将所述拉铆螺母安装到所述被安装部件。
全文摘要
本发明涉及能够安装在板厚范围较宽的被安装部件上而不发生不良情况的拉铆螺母。该拉铆螺母具备在内侧形成内螺纹的内螺纹部、与内螺纹部邻接的中空的管状部、形成在内螺纹部相反侧的端部的带开口的法兰，在被安装部件的安装孔中插入内螺纹部和管状部，使管状部的一部分发生塑性变形以扩径，在变形的扩径部和法兰之间夹持被安装部件而将该拉铆螺母安装到被安装部件。管状部具有与内螺纹部邻接的比内螺纹部壁厚薄的第一管状部和位于第一管状部和法兰之间的比第一管状部壁厚薄的第二管状部，使第二管状部的一部分发生塑性变形使其扩径，接着伴随第二管状部的变形使第一管状部发生塑性变形以使第一管状部扩径，由此安装在被安装部件。
文档编号F16B37/06GK103244540SQ20131004911
公开日2013年8月14日 申请日期2013年2月7日 优先权日2012年2月7日
发明者柏村修志 申请人:纽弗雷公司