高强度钢板用冲孔螺母的制作方法

高强度钢板用冲孔螺母的制作方法
【专利摘要】本发明的高强度钢板用冲孔螺母是具有：形成于螺母主体(10)的中央的雌螺纹部(11)；突设于其周围的环状的冲孔部(12)；以及突设于螺母主体(10)的外周的环状的外周突起(13)的高强度钢板用冲孔螺母。将冲孔部(12)的外周面做成顶端侧扩径的第1斜面(15)，并且将外周突起(13)的内周面也做成顶端侧扩径的第2斜面(16)，并在该第2斜面(16)上形成锯齿边(17)。即使在相配部件是高强度钢板的情况下，螺母自身也不会变形，并能够确保与以往相同的剥离强度以及旋转转矩。
【专利说明】高强度钢板用冲孔螺母
【技术领域】
[0001]该发明涉及一种用于高强度钢板的冲孔螺母。
【背景技术】
[0002]以汽车为代表的车辆一直使用大量的冲孔螺母。冲孔螺母一般具有:形成于螺母主体的中央的雌螺纹部，突设于雌螺纹部周围的环状的冲孔部，以及突设于螺母主体外周的环状的外周突起。
[0003]因此，当将冲孔螺母钉入作为相配部件的钢板上，当冲孔部在对方部件上冲出圆形孔的同时会使其周缘部的钢板塑性变形，并使钢板向形成于冲孔部与外周突起之间的环状槽的内部流动。结果，冲孔螺母被坚固地固定在相配部件上，用于拧紧其他部件。
[0004]另外，与焊接固定于相配部件的焊接螺母相比，冲孔螺母具有不需要在相配部件上事先形成导向孔的优点，也具有不会对相配部件进行局部加热的优点，因此尤其广泛地用作汽车用部件。
[0005]然而近年，为了实现汽车的轻量化，一种被称为高强度的钢板的高强度钢板正在普及。由于该高强度钢板比普通钢板硬，并难以变形，所以以往的冲孔螺母具有安装后的剥离强度不足的问题。
[0006]图1是对其情况进行说明的剖视图，(A)表示普通钢板的情况，(B)表示高强度钢板的情况。在(A)中，钢板S向形成于冲孔部I与外周突起2之间的环状槽3的内部塑性流动，冲孔螺母被坚固地固定在钢板S上。另外，外周突起2的内周面构成顶端侧缩径的斜面。在本说明书中顶端侧是指在轴线方向上远离螺母主体的方向。
[0007]但是在(B)中，由于钢板S的硬度高，所以不能够向环状槽3的内部充分地流动。另外，冲孔螺母的外周突起2具有向内侧倾倒地变形的倾向。结果，冲孔螺母相对于钢板S的剥离强度下降，并且，由于与外周突起2的紧贴不够充分，因此引起了旋转转矩也不足的结果。
[0008]在专利文献I中公开了高强度钢板用冲孔螺母。该高强度钢板用冲孔螺母取消了以往的外周突起2，并在该部分形成外槽、环状突起、内槽，以提高高强度钢板与冲孔螺母的紧贴性，从而确保旋转转矩。但是，由于完全取消外周突起2，存在冲孔螺母相对于钢板的剥离强度下降的可能性。
[0009]现有技术文献
[0010]专利文献
[0011]专利文献1:日本特表2009— 534612号公报。

【发明内容】

[0012]因此，本发明的目的是解决上述以往的问题，提供一种高强度钢板用冲孔螺母，在相配部件是高强度钢板的情况下，螺母自身也不会变形，并且能够确保与以往相同的剥离强度以及旋转转矩。[0013]用于解决课题的手段
[0014]为了解决上述课题而做的本发明，是一种高强度钢板用冲孔螺母，具有:形成于螺母主体的中央的雌螺纹部；突设在该雌螺纹部的周围的环状的冲孔部；以及突设在螺母主体的外周的环状的外周突起。将所述冲孔部的外周面做成顶端侧扩径的第I斜面，并且将所述外周突起的内周面也做成顶端侧扩径的第2斜面，并在该第2斜面上形成锯齿
[0015]另外，第2技术方案是，最好使所述第2斜面的中心角比所述第I斜面的中心角大。
[0016]另外，第3技术方案是，最好将所述冲孔部的内周面做成顶端侧扩径的第3斜面。
[0017]发明效果
[0018]本发明的高强度钢板用冲孔螺母，将冲孔部的外周面做成顶端侧扩径的第I斜面，并将外周突起的内周面也做成顶端侧扩径的第2斜面，在这2个斜面之间形成环状槽。由于不像以往的冲孔螺母那样将外周突起的内周面做成顶端侧缩径的斜面，而是相反地做成顶端侧扩径的斜面，所以即使在对方部件是高强度钢板的情况下，由冲孔部进行了冲孔的钢板的周缘部也容易向环状槽的内部流动。流动至环形槽的内部的钢板的内周缘部与冲孔部的外周面紧贴，能够确保轴向的剥离强度。
[0019]另外，虽然流动至环形槽的内部的钢板的外周缘部与外周突起的内周面紧贴，但是由于在该部分形成有锯齿，所以能够确保充分的旋转转矩。而且因为外周突起的截面形状是螺母主体侧的宽度较宽的梯形，所以刚性高，不会产生以往那样的变形。
【专利附图】

【附图说明】
[0020]图1是表示将以往的冲孔螺母钉入钢板后的状态的主要部分的剖视图，(A)表示普通钢板，(B)表示高强度钢板。
[0021]图2是表示本发明的高强度钢板用冲孔螺母的立体图。
[0022]图3是表示本发明的高强度钢板用冲孔螺母的主视图。
[0023]图4是表示本发明的高强度钢板用冲孔螺母的剖视图。
[0024]图5是表示将本发明的高强度钢板用冲孔螺母钉入钢板后的状态的主要部分的剖视图。
[0025]【专利附图】

【附图说明】
[0026]I冲孔部
[0027]2外周突起
[0028]3环状槽
[0029]10螺母主体
[0030]11雌螺纹部
[0031]12冲孔部
[0032]13外周突起
[0033]14环状槽
[0034]15第I斜面
[0035]16第2斜面
[0036]17 锯齿[0037]18 凹槽
[0038]19第3斜面
【具体实施方式】
[0039]下面，对本发明的实施方式进行说明。本发明的高强度钢板用冲孔螺母能够用于以往的冲孔螺母不能够使用的高强度钢板。另外，也能够用于以往的低强度钢板。
[0040]图2~图4是表示本发明的高强度钢板用冲孔螺母的图，10是短圆柱状的螺母主体，11是形成于其中央的雌螺纹部，12是形成于雌螺纹部11的外周的环状的冲孔部，13是突设于螺母主体10的外周的环状的外周突起，14是形成于这些冲孔部12与外周突起13之间的环状槽。如图3所示，冲孔部12的突出高度比外周突起13的突出高度大。螺母主体10通过热处理等实施了硬化处理。
[0041]冲孔部12的外周面构成为顶端侧扩径的第I斜面15。其中心角度Θ I为10°~30°左右。另外，外周突起13的内周面也构成为顶端侧扩径的第2斜面16。其中心角度Θ 2在本实施方式中为60°，但是能够对应于配合部件即高强度钢板的强度级别地变更。即，当强度级别变高时能够使中心角度Θ2比60°大，当强度级别变低时能够使中心角度Θ2比60°小。第2斜面16的中心角度Θ 2的理想范围为40°~80°。
[0042]如此，第2斜面16的中心角度Θ 2比第I斜面15的中心角Θ I大。因此，形成于它们之间的环状槽14的截面形状构成为顶端侧比螺母主体10侧的底部开得大，钢板能够在其内部流动。 [0043]如图2所示，在该第2斜面16上形成有锯齿17。在该实施方式中，锯齿17在全周上形成有山形突起，并嵌入到流入环状槽14的钢板中，从而能够确保充分的旋转转矩。但是，锯齿17的形状可以有各种变形，其数量也不限定于实施方式。
[0044]另外，在该实施方式中，在外周突起13的端面形成有4个凹槽18，但它不是本发明的主要部分，可以省略。
[0045]另外，冲孔部12的内周面作为顶端侧扩径的第3斜面19。该第3斜面19作为向雌螺纹部11导向的导向件发挥作用。
[0046]这样构成的本发明的高强度钢板用冲孔螺母用于高强度钢板，与以往相同地被冲头钉入。此时，冲孔部12在作为相配部件的钢板上冲出圆形孔的同时，使圆形孔的周围的钢板塑性流动，使其如图5所示地与环状槽14的内部紧贴。与以往的冲孔螺母不同，由于外周突起13的内周面构成顶端侧扩径的第2斜面16，所以能够使硬度高的高强度钢板也容易地流入环状槽的内部，并与其紧贴。另外，外周突起13的截面形状为螺母主体10侧的宽度较宽的梯形，所以即使钉入高强度钢板，外周突起13也不会产生以往那样的变形。
[0047]如图5所示，由于流动到环状槽14的内部的钢板与顶端侧扩径的第I斜面15紧贴，所以能够确保冲孔螺母轴向的剥离强度。另外，若施加使冲孔螺母主体10从钢板剥离的负载，会产生将流动至环状槽14内部的钢板向外侧推压扩张的应力，但是由于流动至环状槽14的内部的钢板的外周被外周突起13的内周面限制，并且由于高强度钢板难以变形，所以能够承受剥离负载。
[0048]另外，由于流动至环状槽14内部的钢板嵌入到形成于外周突起13的内周面的锯齿17，所以能够确保充分的旋转转矩。[0049]将直径为17.5mm的本发明的高强度钢板用冲孔螺母钉入厚度为1.4mm、拉伸强度为980MPa的高强度钢板中，并测量了剥离强度和旋转转矩(N= 10)。确认了本发明的高强度钢板用冲孔螺母具有3.2?3.SkN的剥离强度。另外，确认了本发明的高强度钢板用冲孔螺母具有20?35N.m的旋转转矩。另外，剥离强度是指用于从板面上将被钉入的冲孔螺母向垂直方向剥离所需的力，旋转转矩是指使被钉入的冲孔螺母相对于板面空转所需的转矩。
[0050]另外，剥离强度是通过下述方法获得的值:将被钉入钢板的作为实验对象的冲孔螺母装载到具有中心孔的夹具上，将螺栓拧入冲孔螺母，用抗压试验机对螺栓向垂直下方加压，并测量冲孔螺母从钢板剥离的负载。旋转转矩是以下述方法获得的值:在被钉入钢板的作为实验对象的冲孔螺母中拧入螺栓，用安装有套管的扭力扳手将其头部向拧紧方向旋转，并测量冲孔螺母从钢板剥离的转矩。
[0051]如此，本发明的高强度钢板用冲孔螺母具有下述优点:即使在相配部件是高强度钢板的情况下，螺母本身也不会变形，并能够确保与以往相同的剥离强度以及旋转转矩。
【权利要求】
1.一种高强度钢板用冲孔螺母，其特征在于，具有:形成于螺母主体的中央的雌螺纹部；突设在该雌螺纹部的周围的环状的冲孔部；以及突设在螺母主体的外周的环状的外周关起， 将所述冲孔部的外周面做成顶端侧扩径的第I斜面，并且将所述外周突起的内周面也做成顶端侧扩径的第2斜面，并在该第2斜面上形成锯齿。
2.根据权利要求1所述的高强度钢板用冲孔螺母，其特征在于，使所述第2斜面的中心角比所述第I斜面的中心角大。
3.根据权利要求1所述的高强度钢板用冲孔螺母，其特征在于，将所述冲孔部的内周面做成顶端 侧扩径的第3斜面。
【文档编号】F16B37/04GK104024662SQ201380004687
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2013年6月4日 优先权日:2012年8月27日
【发明者】田中卫, 伊神英典 申请人:株式会社青山制作所