高強度鋼板用沖孔螺母的制作方法

高強度鋼板用沖孔螺母的制作方法
【專利摘要】本發明的高強度鋼板用沖孔螺母是具有：形成于螺母主體(10)的中央的雌螺紋部(11)；突設于其周圍的環狀的沖孔部(12)；以及突設于螺母主體(10)的外周的環狀的外周突起(13)的高強度鋼板用沖孔螺母。將沖孔部(12)的外周面做成頂端側擴徑的第1斜面(15)，并且將外周突起(13)的內周面也做成頂端側擴徑的第2斜面(16)，并在該第2斜面(16)上形成鋸齒邊(17)。即使在相配部件是高強度鋼板的情況下，螺母自身也不會變形，并能夠確保與以往相同的剝離強度以及旋轉轉矩。
【專利說明】高強度鋼板用沖孔螺母
【技術領域】
[0001]該發明涉及一種用于高強度鋼板的沖孔螺母。
【背景技術】
[0002]以汽車為代表的車輛一直使用大量的沖孔螺母。沖孔螺母一般具有:形成于螺母主體的中央的雌螺紋部，突設于雌螺紋部周圍的環狀的沖孔部，以及突設于螺母主體外周的環狀的外周突起。
[0003]因此，當將沖孔螺母釘入作為相配部件的鋼板上，當沖孔部在對方部件上沖出圓形孔的同時會使其周緣部的鋼板塑性變形，并使鋼板向形成于沖孔部與外周突起之間的環狀槽的內部流動。結果，沖孔螺母被堅固地固定在相配部件上，用于擰緊其他部件。
[0004]另外，與焊接固定于相配部件的焊接螺母相比，沖孔螺母具有不需要在相配部件上事先形成導向孔的優點，也具有不會對相配部件進行局部加熱的優點，因此尤其廣泛地用作汽車用部件。
[0005]然而近年，為了實現汽車的輕量化，一種被稱為高強度的鋼板的高強度鋼板正在普及。由于該高強度鋼板比普通鋼板硬，并難以變形，所以以往的沖孔螺母具有安裝后的剝離強度不足的問題。
[0006]圖1是對其情況進行說明的剖視圖，(A)表示普通鋼板的情況，(B)表示高強度鋼板的情況。在(A)中，鋼板S向形成于沖孔部I與外周突起2之間的環狀槽3的內部塑性流動，沖孔螺母被堅固地固定在鋼板S上。另外，外周突起2的內周面構成頂端側縮徑的斜面。在本說明書中頂端側是指在軸線方向上遠離螺母主體的方向。
[0007]但是在(B)中，由于鋼板S的硬度高，所以不能夠向環狀槽3的內部充分地流動。另外，沖孔螺母的外周突起2具有向內側傾倒地變形的傾向。結果，沖孔螺母相對于鋼板S的剝離強度下降，并且，由于與外周突起2的緊貼不夠充分，因此引起了旋轉轉矩也不足的結果。
[0008]在專利文獻I中公開了高強度鋼板用沖孔螺母。該高強度鋼板用沖孔螺母取消了以往的外周突起2，并在該部分形成外槽、環狀突起、內槽，以提高高強度鋼板與沖孔螺母的緊貼性，從而確保旋轉轉矩。但是，由于完全取消外周突起2，存在沖孔螺母相對于鋼板的剝離強度下降的可能性。
[0009]現有技術文獻
[0010]專利文獻
[0011]專利文獻1:日本特表2009— 534612號公報。

【發明內容】

[0012]因此，本發明的目的是解決上述以往的問題，提供一種高強度鋼板用沖孔螺母，在相配部件是高強度鋼板的情況下，螺母自身也不會變形，并且能夠確保與以往相同的剝離強度以及旋轉轉矩。[0013]用于解決課題的手段
[0014]為了解決上述課題而做的本發明，是一種高強度鋼板用沖孔螺母，具有:形成于螺母主體的中央的雌螺紋部；突設在該雌螺紋部的周圍的環狀的沖孔部；以及突設在螺母主體的外周的環狀的外周突起。將所述沖孔部的外周面做成頂端側擴徑的第I斜面，并且將所述外周突起的內周面也做成頂端側擴徑的第2斜面，并在該第2斜面上形成鋸齒
[0015]另外，第2技術方案是，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技術方案是，最好將所述沖孔部的內周面做成頂端側擴徑的第3斜面。
[0017]發明效果
[0018]本發明的高強度鋼板用沖孔螺母，將沖孔部的外周面做成頂端側擴徑的第I斜面，并將外周突起的內周面也做成頂端側擴徑的第2斜面，在這2個斜面之間形成環狀槽。由于不像以往的沖孔螺母那樣將外周突起的內周面做成頂端側縮徑的斜面，而是相反地做成頂端側擴徑的斜面，所以即使在對方部件是高強度鋼板的情況下，由沖孔部進行了沖孔的鋼板的周緣部也容易向環狀槽的內部流動。流動至環形槽的內部的鋼板的內周緣部與沖孔部的外周面緊貼，能夠確保軸向的剝離強度。
[0019]另外，雖然流動至環形槽的內部的鋼板的外周緣部與外周突起的內周面緊貼，但是由于在該部分形成有鋸齒，所以能夠確保充分的旋轉轉矩。而且因為外周突起的截面形狀是螺母主體側的寬度較寬的梯形，所以剛性高，不會產生以往那樣的變形。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1是表示將以往的沖孔螺母釘入鋼板后的狀態的主要部分的剖視圖，(A)表示普通鋼板，(B)表示高強度鋼板。
[0021]圖2是表示本發明的高強度鋼板用沖孔螺母的立體圖。
[0022]圖3是表示本發明的高強度鋼板用沖孔螺母的主視圖。
[0023]圖4是表示本發明的高強度鋼板用沖孔螺母的剖視圖。
[0024]圖5是表示將本發明的高強度鋼板用沖孔螺母釘入鋼板后的狀態的主要部分的剖視圖。
[0025]【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]I沖孔部
[0027]2外周突起
[0028]3環狀槽
[0029]10螺母主體
[0030]11雌螺紋部
[0031]12沖孔部
[0032]13外周突起
[0033]14環狀槽
[0034]15第I斜面
[0035]16第2斜面
[0036]17 鋸齒[0037]18 凹槽
[0038]19第3斜面
【具體實施方式】
[0039]下面，對本發明的實施方式進行說明。本發明的高強度鋼板用沖孔螺母能夠用于以往的沖孔螺母不能夠使用的高強度鋼板。另外，也能夠用于以往的低強度鋼板。
[0040]圖2~圖4是表示本發明的高強度鋼板用沖孔螺母的圖，10是短圓柱狀的螺母主體，11是形成于其中央的雌螺紋部，12是形成于雌螺紋部11的外周的環狀的沖孔部，13是突設于螺母主體10的外周的環狀的外周突起，14是形成于這些沖孔部12與外周突起13之間的環狀槽。如圖3所示，沖孔部12的突出高度比外周突起13的突出高度大。螺母主體10通過熱處理等實施了硬化處理。
[0041]沖孔部12的外周面構成為頂端側擴徑的第I斜面15。其中心角度Θ I為10°~30°左右。另外，外周突起13的內周面也構成為頂端側擴徑的第2斜面16。其中心角度Θ 2在本實施方式中為60°，但是能夠對應于配合部件即高強度鋼板的強度級別地變更。即，當強度級別變高時能夠使中心角度Θ2比60°大，當強度級別變低時能夠使中心角度Θ2比60°小。第2斜面16的中心角度Θ 2的理想范圍為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，形成于它們之間的環狀槽14的截面形狀構成為頂端側比螺母主體10側的底部開得大，鋼板能夠在其內部流動。 [0043]如圖2所示，在該第2斜面16上形成有鋸齒17。在該實施方式中，鋸齒17在全周上形成有山形突起，并嵌入到流入環狀槽14的鋼板中，從而能夠確保充分的旋轉轉矩。但是，鋸齒17的形狀可以有各種變形，其數量也不限定于實施方式。
[0044]另外，在該實施方式中，在外周突起13的端面形成有4個凹槽18，但它不是本發明的主要部分，可以省略。
[0045]另外，沖孔部12的內周面作為頂端側擴徑的第3斜面19。該第3斜面19作為向雌螺紋部11導向的導向件發揮作用。
[0046]這樣構成的本發明的高強度鋼板用沖孔螺母用于高強度鋼板，與以往相同地被沖頭釘入。此時，沖孔部12在作為相配部件的鋼板上沖出圓形孔的同時，使圓形孔的周圍的鋼板塑性流動，使其如圖5所示地與環狀槽14的內部緊貼。與以往的沖孔螺母不同，由于外周突起13的內周面構成頂端側擴徑的第2斜面16，所以能夠使硬度高的高強度鋼板也容易地流入環狀槽的內部，并與其緊貼。另外，外周突起13的截面形狀為螺母主體10側的寬度較寬的梯形，所以即使釘入高強度鋼板，外周突起13也不會產生以往那樣的變形。
[0047]如圖5所示，由于流動到環狀槽14的內部的鋼板與頂端側擴徑的第I斜面15緊貼，所以能夠確保沖孔螺母軸向的剝離強度。另外，若施加使沖孔螺母主體10從鋼板剝離的負載，會產生將流動至環狀槽14內部的鋼板向外側推壓擴張的應力，但是由于流動至環狀槽14的內部的鋼板的外周被外周突起13的內周面限制，并且由于高強度鋼板難以變形，所以能夠承受剝離負載。
[0048]另外，由于流動至環狀槽14內部的鋼板嵌入到形成于外周突起13的內周面的鋸齒17，所以能夠確保充分的旋轉轉矩。[0049]將直徑為17.5mm的本發明的高強度鋼板用沖孔螺母釘入厚度為1.4mm、拉伸強度為980MPa的高強度鋼板中，并測量了剝離強度和旋轉轉矩(N= 10)。確認了本發明的高強度鋼板用沖孔螺母具有3.2?3.SkN的剝離強度。另外，確認了本發明的高強度鋼板用沖孔螺母具有20?35N.m的旋轉轉矩。另外，剝離強度是指用于從板面上將被釘入的沖孔螺母向垂直方向剝離所需的力，旋轉轉矩是指使被釘入的沖孔螺母相對于板面空轉所需的轉矩。
[0050]另外，剝離強度是通過下述方法獲得的值:將被釘入鋼板的作為實驗對象的沖孔螺母裝載到具有中心孔的夾具上，將螺栓擰入沖孔螺母，用抗壓試驗機對螺栓向垂直下方加壓，并測量沖孔螺母從鋼板剝離的負載。旋轉轉矩是以下述方法獲得的值:在被釘入鋼板的作為實驗對象的沖孔螺母中擰入螺栓，用安裝有套管的扭力扳手將其頭部向擰緊方向旋轉，并測量沖孔螺母從鋼板剝離的轉矩。
[0051]如此，本發明的高強度鋼板用沖孔螺母具有下述優點:即使在相配部件是高強度鋼板的情況下，螺母本身也不會變形，并能夠確保與以往相同的剝離強度以及旋轉轉矩。
【權利要求】
1.一種高強度鋼板用沖孔螺母，其特征在于，具有:形成于螺母主體的中央的雌螺紋部；突設在該雌螺紋部的周圍的環狀的沖孔部；以及突設在螺母主體的外周的環狀的外周關起， 將所述沖孔部的外周面做成頂端側擴徑的第I斜面，并且將所述外周突起的內周面也做成頂端側擴徑的第2斜面，并在該第2斜面上形成鋸齒。
2.根據權利要求1所述的高強度鋼板用沖孔螺母，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.根據權利要求1所述的高強度鋼板用沖孔螺母，其特征在于，將所述沖孔部的內周面做成頂端 側擴徑的第3斜面。
【文檔編號】F16B37/04GK104024662SQ201380004687
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2013年6月4日 優先權日:2012年8月27日
【發明者】田中衛, 伊神英典 申請人:株式會社青山制作所