JPH07167122A

JPH07167122A - 締結方法

Info

Publication number: JPH07167122A
Application number: JP22985294A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Kajino; 弘梶野; Masaaki Ide; 正昭井出; Shinichi Kondo; 伸一近藤; Masami Nakamura; 正美中村
Original assignee: Aoyama Seisakusho Co Ltd
Current assignee: Aoyama Seisakusho Co Ltd
Priority date: 1993-09-29
Filing date: 1994-09-26
Publication date: 1995-07-04

Abstract

(57)【要約】【目的】ナットの代わりに雌ねじの形成されていない
鍔付スリーブを用いることにより部品単価を大幅に低減
できるうえに締結作業も容易でコストダウンを可能と
し、しかも、機械的性質に優れた締結方法を提供するこ
と。【構成】ベース部材に添わせた被締結部材の表側にベ
ース部材側から立設される雄ねじ部材を突出させてこれ
に内径が雄ねじ部材のねじ山径より若干大径の円筒部を
有する前記雄ねじ部材より軟質の金属よりなる鍔付スリ
ーブを遊嵌し、次に、型穴形状が断面多角形のかしめ工
具を用いて鍔付スリーブを被締結部材に圧接しつつ円筒
部の上方部分を雄ねじ部材の雄ねじ部に対しかしめ加工
して円筒部の上方部分を内面が該雄ねじ部に対応する雌
ねじとされ外面は前記型穴形状に対応する回動工具係合
用の多角形部とされたかしめ筒部に塑性加工すること。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ナットに代わる鍔付ス
リーブを用いた締結方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ベース部材に対して被締結部材を
締結するためには、ボルトとナットによる締結方式が一
般的であるが、ボルトとナットによる締結はその双方に
ねじを予め形成しておく必要があるためコスト高とな
り、また、インパクトレンチやトルクドライバーなどの
回動工具をもって行う締結作業にも可なりの時間を要
し、さらに、ナットは重量も大となるなど種々の問題を
もつものであった。そこで、図３に示すように鍔付ナッ
ト４１の六角部４２に円筒部４３を続かせた雌ねじの形
成されていない鍔付ナット素材をボルトに嵌め、その上
方の円筒部４３をかしめ加工して雄ねじ部材１１の雄ね
じ１２に対応する雌ねじ４３ｂをかしめ加工により形成
する締結方式も一部試みられているが、このような六角
部４２を有する鍔付ナット素材は、リペア性を考慮した
六角部４２の存在のためにコストアップや重量の増加が
生じるという問題があった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
するところは上記のような従来の問題点を解決し、ナッ
トの代わりに肉薄の円筒部の一端に鍔部が形成されてい
る鍔付スリーブを用いることにより部品単価を大幅に低
減できるうえに締結作業も容易でコストダウンが可能で
あり、しかも、十分な保証荷重、抜け荷重を確保できる
締結方法を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記のような課題を解決
するためになされた本発明に係る締結方法は、ベース部
材に添わせた被締結部材の表側に該ベース部材側から立
設される雄ねじ部材を突出させ、該雄ねじ部材にはその
ねじ山径より内径が若干大径の円筒部の一端に鍔部を形
成した前記雄ねじ部材より軟質の金属よりなる鍔付スリ
ーブを前記被締結部材の表面に鍔部を当接させて遊嵌
し、次いで、型穴形状が断面多角形のかしめ工具を用い
て前記鍔付スリーブを被締結部材に圧接しつつ円筒部の
上方部分を前記雄ねじ部材の雄ねじ部に対しかしめ加工
して該円筒部の上方部分を内面が該雄ねじ部に対応する
雌ねじとされ外面は前記型穴形状に対応する回動工具係
合用の多角形部とされたかしめ筒部に塑性加工すること
を特徴とするものである。

【０００５】本発明においては、ベース部材に添わせた
被締結部材の表側に該ベース部材側から立設される雄ね
じ部材を突出させ、この雄ねじ部材に雌ねじ部材が螺合
されて被締結部材をベース部材に締結固定する点では従
来のねじ式締結方式と同様であるが、雌ねじ部材の構成
およびその締結手段が従来方式とは全く異なっており、
これにより部品単価の大幅な低減と締結作業の容易化が
可能となる。すなわち、雄ねじ部材に螺合される雌ねじ
部材は前記雄ねじ部材よりも軟質の金属よりなり且つ加
工前の状態では雌ねじ部を有しない円筒部に鍔部が形成
された鍔付スリーブであって、まず、締結時にはこの鍔
付スリーブを雄ねじ部材に先端より遊嵌して前記被締結
部材の表面に鍔部を当接させる。そして、型穴形状が断
面多角形のかしめ工具を用いて前記鍔付スリーブを被締
結部材に圧接しつつ円筒部の上方部分を前記雄ねじ部材
の雄ねじ部に対しかしめ加工すれば、円筒部の上方部分
は内面が該雄ねじ部に対応する雌ねじとされ、また、外
面は前記型穴形状に対応する回動工具係合用の多角形部
とされたかしめ筒部に塑性加工されて、雄ねじ部材にこ
の鍔付スリーブがかしめ加工された雌ねじ部材が緊密に
螺合された状態となるのであり、この点こそが本発明の
特徴とするところである。

【０００６】

【実施例】次に、本発明の実施例を図面を参考にして詳
細に説明する。図１および図２は本発明の第１の実施例
を説明するための図面であって、１は本発明においてナ
ットの替わりに用いられるアルミニウム合金よりなる鍔
付スリーブである。この鍔付スリーブ１は内径が後記す
る雄ねじ部材１１の雄ねじ部１２のねじ山より若干大径
の筒孔４を有する円筒部２の一端に鍔部３が外向きに張
設されるとともに他端外面は先細テーパ部５に形成され
ている。また、６は筒孔４の下方に形成される筒孔４よ
り径が大な拡大筒孔部であり、該拡大筒孔部６はかしめ
を行った際、絞り込まれた肉が後記する被締結部材２２
の雄ねじ挿入孔２４に入り込むことを防止するものであ
る。

【０００７】一方、本発明において前記鍔付スリーブ１
とともに使用される雄ねじ部材１１は通常のボルトと同
様に鋼材よりなるもので、頭部１３が形成される頭側に
雄ねじ部１２を形成し、先端側に後記するかしめ工具３
１の牽引工具３４に掛止される牽引工具係合用ねじ部１
４が形成されている。この牽引工具係合用ねじ部１４と
前記雄ねじ部１２との間を中間軸部１５に形成したもの
で、該中間軸部１５には雄ねじ部１２に近い位置に切断
用の細径部１６が設けられている。

【０００８】このような雄ねじ部材１１と前記した鍔付
スリーブ１とを用いてベース部材２１に被締結部材２２
を締結固定するには、先ず、図１に示すようにベース部
材２１に対して被締結部材２２を両者の雄ねじ挿入孔２
３、２４を合致させて添わせたうえベース部材２１側か
ら雄ねじ部材１１を雄ねじ挿入孔２３、２４に該雄ねじ
部材１１の頭部１３がベース部材２１の裏面に当接する
まで挿入し、被締結部材２２の表側に雄ねじ部材１１を
突出させる。そして、この雄ねじ部材１１の先端から該
雄ねじ部材１１の雄ねじ部１２のねじ山径より内径が若
干大径の円筒部２を有する鍔付スリーブ１をその筒孔４
をもって遊嵌すれば、この鍔付スリーブ１は自重により
鍔部３が被締結部材２２の表面に当接されるまで移行さ
れる。

【０００９】このようにしてベース部材２１と被締結部
材２２に雄ねじ部材１１が挿入されてこれに鍔付スリー
ブ１がセットされたならば、かしめ工具３１を用いて前
記鍔付スリーブ１を被締結部材２２に圧接しつつ円筒部
２の上方部分を前記雄ねじ部材１１の雄ねじ部１２に対
しかしめ加工して、図２に示すように円筒部２の上方部
分を内面が該雄ねじ部１２に対応する雌ねじ４ｂとされ
外面は前記回動工具係合用の多角形部４ｃとされたかし
め筒部4aに塑性加工する。

【００１０】なお、このかしめ工具３１は特に限定され
るものではないが、実施例では型穴３３の形状が三角
形、六角形などの断面多角形としたかしめ型３２に、前
記牽引工具螺合用ねじ部１４に係合して雄ねじ部材１１
を牽引上昇させる牽引工具３４を組み込んだものとして
ある。そして、このようなかしめ工具３１を使用すると
きは、先ず、鍔付スリーブ１がセットされた雄ねじ部材
１１にかしめ型３２を嵌めてその型穴３３の下端開口を
鍔付スリーブ１の先細テーパ部５に合致させるととも
に、牽引工具３４を牽引工具係合用ねじ部１４に掛止さ
せて引き上げれば、結果としてかしめ型３２が鍔付スリ
ーブ１を被締結部材２２に圧接し、その結果、型穴３３
に円筒部２がしごかれて該円筒部２の上方部分は前記雄
ねじ部材１１の雄ねじ部１２に対しかしめ加工され、円
筒部２の上方部分は内面が該雄ねじ部１２に対応する雌
ねじ４ｂに、また、外面は前記型穴３３の断面形状に対
応する回動工具係合用の多角形部４ｃとされたかしめ筒
部４ａに塑性加工されるのである。

【００１１】また、この実施例のように雄ねじ部材１１
として頭側が雄ねじ部１２、先端側が牽引工具係合用ね
じ部１４、この牽引工具係合用ねじ部１４と前記雄ねじ
部１２との間を中間軸部１５に形成して該中間軸部１５
の雄ねじ部１２に近い位置に切断用の細径部１６を設け
たものを使用するときは、かしめ加工後にさらに牽引工
具３４を引き上げて雄ねじ部材１１を上方へ牽引し、図
２に示すように前記細径部１６より剪断すればよい。

【００１２】このようにして被締結部材２２がベース部
材２１に締結固定された後において締結を解きたいとき
には、鍔付スリーブ１の円筒部２の上方部分が内面を該
雄ねじ部１２に対応する雌ねじ４ｂとし外面は前記回動
工具係合用の多角形部４ｃとするかしめ筒部４ａに塑性
加工されたものとなるので、回動工具係合用の多角形部
４ｃに回動工具を係合させて逆回動すれば、かしめ加工
で雄ねじ部１２に密接されていた雌ねじ４ｂにより螺合
が解かれるので、締結解除もナットを使用する場合と殆
ど代わることがないうえに再使用も可能となる。

【００１３】また、円筒部２はナットに比べて遙かに肉
薄とできるので軽量化が可能となるうえに予め雌ねじや
多角形部を冷間加工などで形成しておく必要がないの
で、部品単価を大幅に低減できるうえ、締結作業もかし
め工具を用いて簡単にできるので極めて容易であり、全
体として大幅なコストダウンが期待できる。さらに、一
端に鍔部が形成されている肉薄の円筒部に対するかしめ
加工は、雌ねじの形成されていない鍔付ナットに円筒部
を続かせた鍔付ナット素材に対するかしめ加工に比べ、
かしめ荷重が約４０パーセント低減できるうえにねじの
立ちも遙かによく、保証荷重、抜け荷重などの機械的性
質も例えば抜け荷重が約１．５倍となるなど極めて良好
となり、肉薄の円筒部２にこの回動工具係合用の多角形
部４ｃを雌ねじ４ｂと同時にかしめ工具３１で塑性変形
することによりこのような効果を発揮することは本発明
の特長である。また、実施例では鍔付スリーブ１をアル
ミニウム合金としているが、雄ねじ部材１１より軟質材
であれば鉄等の金属でもよいことは勿論である。

【００１４】次に、図４は本発明の第２の実施例を説明
するための図面であって、前記した図１および図２を参
考にして説明したものとの相違点は、鍔付スリーブ１を
雄ねじ部材１１よりもやや軟質の鉄製とした点と、鍔付
スリーブ１の座面が鍔部３の周縁から中心孔である筒孔
４の下端に向かってテーパ角度を好ましくは2 . ５±１
°とする上向きテーパ面３ａとされ且つこの鍔部３はそ
の周縁から中心孔に向かうに従い肉厚とされている点
と、鍔付スリーブ１の少なくとも外表面に予めワックス
が塗布されている点と、雄ねじ部材１１の頭部１３がベ
ース部材２１の裏面に溶接されている点である。

【００１５】そして、このような第２の実施例では前記
した第１の実施例との前記した構成上の相違により次の
ような特長がある。すなわち、鍔付スリーブ１を鉄製と
したのでコストダウンが可能となり、また、鍔付スリー
ブ１の座面が鍔部３の周縁から中心孔である筒孔４の下
端に向かってテーパ角度が2 . ５±１°程度の上向きテ
ーパ面３ａとされているので、かしめ後に座面が上向き
に反ることなく座面全面が密接するとともに、この鍔部
３がワッシャ効果を発揮することとなって弛み難くな
り、また、外面を多角形とされたかしめ筒部に塑性加工
するものであるから鍔付スリーブ１を鉄製としたことに
よるかしめ荷重の増加を押さえることができることとな
って工具が大型化したりかしめ作業性が悪くなることを
防止し、特に、この鍔部３はその周縁から中心孔に向か
うに従い肉厚としたときは、前記したワッシャ効果は特
に優れたものとなる。さらに、鍔付スリーブ１の少なく
とも外表面に予めワックスが塗布されているので、かし
め加工時の摩擦抵抗が小さくなり、小型の工具で円筒部
２を六角形にかしめ加工する作業を的確容易に行うこと
ができる。

【００１６】なお、座面にテーパ角度をつけるのは前記
したようにかしめ後において座面が上向きに反るから
で、テーパ角度が１°程度まででは鍔部４の端部と被締
結物との間に隙間が形成されるおそれがあり、４°を超
えると中心孔側と被締結物との間に隙間が残るおそれが
あるので、テーパ角度は2 . ５±１°としておくのが好
ましい。また、鍔付スリーブ１に対するワックスの塗布
は前記したような目的で行う関係上少なくとも外表面に
塗布すればよいが、塗布作業性を考慮して浸漬法により
全表面に塗布してもよく、このようにワックスを全表面
に塗布したときはワックス代で若干のコストアップには
なるもののこれを塗布作業の簡略化で吸収できるうえ
に、筒孔４の内面にワックスが塗布されているとかしめ
時に円筒部２の肉が雄ねじ部１２の谷に容易に入り込む
ので、円筒部２の内面に雄ねじ部１２に対応する雌ねじ
部の形成が容易となる。

【００１７】

【発明の効果】本発明は前記説明からも明らかなよう
に、雄ねじ部材と、この雄ねじ部材よりも軟質の金属よ
りなり且つ加工前の状態では雌ねじ部を有しない円筒部
に鍔部が形成された鍔付スリーブとを用い、この鍔付ス
リーブを雄ねじ部材の先端より遊嵌し、型穴形状が断面
多角形のかしめ工具を用いてこの鍔付スリーブを被締結
部材に圧接しつつ円筒部の上方部分を前記雄ねじ部材の
雄ねじ部に対しかしめ加工することにより円筒部の上方
部分を内面が該雄ねじ部に対応する雌ねじとされ、外面
が前記型穴形状に対応する回動工具係合用の多角形部と
されたかしめ筒部に塑性加工することにより、部品単価
を大幅に低減するとともに締結作業が容易化されコスト
ダウンが可能となり、しかも、十分な保証荷重、抜け荷
重など優れた機械的性質を確保できる。また、鍔付スリ
ーブをアルミニウム製としたときは軽量化が可能とな
り、鍔付スリーブを鉄製としてその座面を鍔部の周縁か
ら中心孔に向かう上向きテーパ面としたときは、かしめ
後に座面が上向きに反ることがなくなって鍔部がワッシ
ャ効果を発揮し弛み止め効果に優れたものとなり、特
に、鍔部の肉厚を周縁から中心孔に向かうに従い厚くし
たときはその効果が顕著であり、さらに、鍔付スリーブ
の少なくとも外表面に予めワックスが塗布しておけば、
かしめ加工時の摩擦抵抗が小さくて小型の工具で円筒部
を六角形にかしめ加工する作業が的確容易になるなどの
効果がある。従って、本発明はボルト・ナットを用いた
締結方法に代わる締結方法として業界の発展に寄与する
ところ極めて大きいものがある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例のかしめ前の状態を示す
一部切欠正面図である。

【図２】本発明の第１の実施例のかしめ後の状態を示す
一部切欠正面図である。

【図３】鍔付ナットの六角部に円筒部を続かせた雌ねじ
の形成されていない鍔付ナット素材を用いた締結方法を
説明する一部切欠正面図である。

【図４】本発明の第２の実施例のかしめ前の状態を示す
一部切欠正面図である。

【符号の説明】

１鍔付スリーブ２円筒部３鍔部 3a テーパ面 4a かしめ筒部 4b 雌ねじ 4c 多角形部 11 雄ねじ部材 12 雄ねじ部 21 ベース部材 22 被締付部材 31 かしめ工具 33 型穴

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者近藤伸一愛知県丹羽郡大口町高橋一丁目８番地株式会社青山製作所内 (72)発明者中村正美愛知県丹羽郡大口町高橋一丁目８番地株式会社青山製作所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ベース部材に添わせた被締結部材の表側
に該ベース部材側から立設される雄ねじ部材を突出さ
せ、該雄ねじ部材にはそのねじ山径より内径が若干大径
の円筒部の一端に鍔部を形成した前記雄ねじ部材より軟
質の金属よりなる鍔付スリーブを前記被締結部材の表面
に鍔部を当接させて遊嵌し、次いで、型穴形状が断面多
角形のかしめ工具を用いて前記鍔付スリーブを被締結部
材に圧接しつつ円筒部の上方部分を前記雄ねじ部材の雄
ねじ部に対しかしめ加工して該円筒部の上方部分を内面
が該雄ねじ部に対応する雌ねじとされ外面は前記型穴形
状に対応する回動工具係合用の多角形部とされたかしめ
筒部に塑性加工することを特徴とする締結方法。
【請求項２】鍔付スリーブがアルミニウム製である請
求項１に記載の締結方法。
【請求項３】鍔付スリーブが鉄製である請求項１に記
載の締結方法。
【請求項４】座面が鍔部の周縁から中心孔に向かう上
向きテーパ面とされた鍔付スリーブを用いる請求項３に
記載の締結方法。
【請求項５】鍔部がその周縁から中心孔に向かうに従
い肉厚とされている請求項４に記載の締結方法。
【請求項６】上向きテーパ面のテーパ角度が2 . ５±
１°である請求項４または５に記載の締結方法。
【請求項７】少なくとも外表面に予めワックスが塗布
された鍔付スリーブを用いる請求項１または２または３
または４または５または６に記載の締結方法。