板材上的螺母和隔环的安装方法以及安装构造与流程

本发明涉及板材上的螺母和隔环的安装方法以及安装构造。

背景技术：

在汽车等的技术领域中，多数情况下通过螺栓而使其他的部件相对于金属面板等板材进行固定。因此在板材形成贯通孔，另外在其他的部件也形成贯通孔，在这些贯通孔中插通螺栓而将螺母旋紧、固定。但是，在该构造中，需要在板材的背面使螺母旋转，存在安装作业性变差这样的问题。

因此，在该技术领域中，专利文献1所示的焊接螺母被广泛使用。焊接螺母是在螺母主体的座面具备焊接用的多个突起的螺母，被焊接固定于板材。因此，在安装其他的部件时将螺栓拧入焊接螺母即可，由于不需要像通常的螺母那样在板材的背面使螺母旋转、或者保持为不旋转，因此能够提高安装作业性。

但是，根据使用场所的不同，有时在确保安装有螺母的板材与相邻的其他部件的距离的目的下，在螺母的背面侧的板材安装圆筒状的隔环(collar)。图4是示出该情况的剖视图，1为螺母、2为板材、3为隔环。这些螺母1和隔环3分别焊接于板材2的两面。

但是，若像这样从板材2的相同部位的表背两面进行焊接，则容易由于焊接的热影响而使板材2产生热应变。该热应变的结果为，焊接于板材2的螺母1的中心轴与板材2不成直角，有时无法顺利地进行之后的螺栓紧固和其他部件的安装

另外，还考虑有取代焊接螺母，而使用专利文献2所示的穿孔螺母。穿孔螺母是在具备内螺纹的主体的端面具备内筒和外筒的、使用金属模具而钉入金属面板的螺母。穿孔螺母通过使金属向形成于该内筒与外筒之间的凹部进行塑性流动而牢固地固定于板材2。但是，若在其背面焊接隔环3，则还是有可能使板材2产生热应变，而且流入到穿孔螺母的凹部的金属由于焊接隔环3时的热而软化，穿孔螺母的空转转矩和剥离强度有可能降低。另外，在板材2为铝的情况下，还存在无法通过焊接来安装隔环3的问题。

专利文献1：日本特开平6-42519号公报

专利文献2：日本特开2014-43883号公报

技术实现要素：

因此，本发明的目的在于，提供一种板材上的螺母和隔环的安装方法以及安装构造，不会产生热应变，另外，不论板材的材质如何，都能够将螺母和隔环牢固地安装于板材的表背两面。

为了解决上述的课题而完成的本发明的板材上的螺母和隔环的安装方法的特征在于，通过将螺母铆接固定于板材，并将隔环的端部的突起压入于在所述铆接固定时产生于所述板材的相反面的凹槽，从而将所述螺母和所述隔环分别固定于所述板材的两面。在优选的实施方式中，通过将穿孔螺母铆接固定于金属面板，并将隔环的端部的环状突起压入于在所述铆接固定时产生于所述金属面板的相反面的环状凹槽，从而将所述穿孔螺母和所述隔环分别固定于所述金属面板的两面。

另外，为了解决上述的课题而完成的本发明的板材上的螺母和隔环的安装构造的特征在于，由铆接固定于板材的侧面的螺母和固定于相反面的隔环构成，所述隔环具有突起，该突起用于将所述隔环压入于在对所述螺母进行所述铆接固定时形成于所述板材的凹槽内。

在优选的实施方式中，所述螺母在具备内螺纹的主体的端面具备内筒和外筒，在该所述内筒与所述外筒之间形成有供板材流入的凹部，所述凹槽形成于所述螺母的所述内筒的所述外周。另外，在优选的实施方式中，由金属面板、铆接固定于金属面板的单面的穿孔螺母、以及固定于该单面的相反面的隔环构成，所述隔环在端部具备环状突起，该环状突起被压入于在对穿孔螺母进行铆接固定时形成于金属面板的环状凹槽内。

根据本发明，首先，通过使用专用的金属模具而将螺母铆接固定于板材，并将隔环的端部的突起压入于在该铆接固定时产生于板材的相反面的凹槽，从而将隔环铆接固定于板材。因此，不需要焊接，不用担心像以往那样由于焊接热而使板材产生应变。因此，能够使螺母相对于板材在直角方向上准确地安装。而且，具有不用担心像以往那样由于焊接热而产生螺母的空转转矩和剥离强度的降低等较大的优点。另外，由于不进行焊接，因此在板材为铝的情况下，也能够安装隔环。并且，能够通过隔环的安装而与单独是螺母的情况相比提高螺母的安装强度。

附图说明

图1是示出本发明的实施方式的剖视图，示出铆接前的状态。

图2是示出将螺母铆接于板材的状态的剖视图。

图3是示出将隔环压入于板材的状态的剖视图。

图4是示出以往技术的剖视图。

符号说明

1焊接螺母

2板材

3隔环

10板材

11螺母

13内螺纹孔

14内筒

15外筒

16凹部

17凹槽

18隔环

19突起

具体实施方式

以下，参照图1～图3对本发明的实施方式进行说明。

在图1中，10为板材，11为要铆接固定于该板材10的螺母。在本实施方式中，板材10为金属面板，螺母11为穿孔螺母。板材10例如为将汽车的仪表板和挡泥板连接的部分所使用的钢板制的托架的一部分，但板材10的材质不限于钢板，也可以是铝材等其他的金属材。

螺母11在中央具备内螺纹孔13，在螺母主体的座面侧具备内筒14和外筒15，在这些内筒14与外筒15之间形成有用于在铆接时使板材10的金属流入的凹部16。在本实施方式中，内筒14和外筒15的与螺母的轴垂直的剖面形状为圆形，凹部16也为圆形的环状凹部。但是，这些内筒14、外筒15、凹部16的剖面不限于圆形的形状，可以是四边形、六边形等多边形，也可以是u字形状。内筒14的外周面为朝向座面呈锥状扩展的形状。优选内筒14比外筒15突出，该突出量为板材10的板厚程度。

螺母11以未图示的专用的金属模具碰到板材10的背面的状态被钉入板材10。此时，板材10被金属模具和内筒14穿孔，并且被穿孔的部分的周缘部的金属向螺母10的凹部16的内部进行塑性流动，像图2所示那样螺母11被铆接固定于板材10。

另外，由于通过金属模具而使板材10像图2那样向螺母11的凹部16的内部进行塑性流动，因此在内筒14的周缘部的板材10形成有凹槽17。该凹槽17的外周面为穿孔螺母11的内筒14的外周面。在本实施方式中，凹槽17为环状凹槽，其外周面为锥面。

利用该凹槽17，如图3所示，从板材10的相反面将隔环18铆接固定。隔环18在圆筒状的主体的端部具备突起19，该突起19被压入上述的凹槽17内。隔环18的突起19在穿孔螺母11的凹槽17内进行塑性流动，充满于凹槽17的内部。这样，隔环18也被牢固地固定于金属面板10。由此，穿孔螺母11的安装强度也提高。另外，在本实施方式中，凹槽17为环状凹槽，隔环18的突起19也为环状突起。但是，凹槽17和突起19的形状不限于环状，并且，凹槽17和突起19的剖面形状也可以未必相同。

如上所述，根据本发明，不进行焊接就能够将螺母11和隔环18牢固地安装于板材10的两面。因此，不会由于焊接热而产生板材10的应变，能够使螺母11的内螺纹的中心轴与板材10成直角。另外，即使板材的材质为很难焊接的铝，也能够安装隔环18。因此，不会对利用了螺母11的其他的部件的安装产生妨碍。另外，隔环18是利用在对螺母11进行铆接固定时在板材10的相反面产生的凹槽17而进行铆接的，因此能够使隔环18的中心轴与螺母11的内螺纹的中心轴准确地一致。

并且，根据本发明，不仅是螺母11的安装强度不会像以往那样由于焊接热而降低，而且能够通过隔环18的铆接而使流入到板材10的凹槽17的内部的部分进一步塑性变形，而更强力地紧贴。因此，与将螺母11单独地铆接的情况相比，能够进一步提高螺母11的安装强度。

在上述的实施方式中，使螺母11的内筒14的外周面为锥状，但也可以使内筒14的外周面与轴平行。并且，在上述的实施方式中，使凹部16的外筒15侧的侧面与轴平行，但也可以为锥面。

【实施例】

为了确认本发明的效果，进行了以下的试验。

使用专用的金属模具将直径为22mm的穿孔螺母铆接于板厚为1.2mm的钢板制的面板。通过该铆接而在金属面板的相反面形成有外径14.6mm、宽度1mm的环状凹槽。使用该环状凹槽而安装了外径为20mm、内径为12.5mm、长度为15mm的隔环。隔环在其一个端面具有外径为14.6mm、宽度为1mm的环状突起，通过冲压机将该环状突起压入于上述的金属面板的环状凹槽。

接下来，对穿孔螺母的空转转矩进行测定。测定是以使用转矩传感器对穿孔螺母脱离金属面板而开始空转的转矩进行测定的方法来进行的。另外，任意的测定都是n＝3。其结果为，穿孔螺母的空转转矩的平均值为62.0(n·m)，确认出与作为在该穿孔螺母安装其他的部件时的螺栓的最大旋紧转矩的35(n·m)相比为充分优异的值。因此，不用担心安装其他的部件时穿孔螺母空转。

接下来，测定出被压入的隔环的剥离强度。测定是以利用张力测试机夹住隔环并拉动、并测定从被固定的金属面板剥离时的负载的方法来进行的。其结果为，隔环从金属面板剥离的剥离强度的平均值为1.87(kn)，确认出被牢固地固定。

像以上说明的那样，根据本发明，能够牢固地安装螺母和隔环而不用对板材施加焊接热。因此，不会使板材产生热应变，从而螺母的内螺纹的轴线与板材成直角。另外，即使板材的材质为铝材，也能够无障碍地安装隔环。