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JP3452203B2 - パネルへの取付け要素の取付け方法 - Google Patents

パネルへの取付け要素の取付け方法

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JP3452203B2
JP3452203B2 JP31270892A JP31270892A JP3452203B2 JP 3452203 B2 JP3452203 B2 JP 3452203B2 JP 31270892 A JP31270892 A JP 31270892A JP 31270892 A JP31270892 A JP 31270892A JP 3452203 B2 JP3452203 B2 JP 3452203B2
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panel
deformed
mounting element
bearing surface
hole
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ルドルフ・エル・エム・ミューラー
イイリ・バベーイ
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マルチファスナー・コーポレーション
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、金属パネルに、ナット
やボルトのようなファスナー要素を永久的に取付けるた
めのパネルへの取付け要素の取付け方法に関する。本発
明の方法は、取付け要素をある範囲のパネル厚さを有す
る金属パネルに確実に取付けることを必要とする、自動
車産業及び装置産業によって行なわれているような大量
生産の場合、特に有用である。本発明は、特に、ある範
囲のパネル厚さを有するパネルに取付け要素を面一に設
けるための改良されたリベッティング技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】米国特許第２，７０７，３２２号に開示
されているピアスナットは、自動車産業におけるような
大量生産に広く採用されて来ている。もともとの一般的
なピアスナットを使用する事が望ましい場合が未だ多々
あるが、通常では、米国特許第３，６４８，７４７号に
示されたように、改良されたピアスナットをパネル内に
改良された状態で留めている。これら両タイプのピアス
ナットにおいては、自動車のボデーパネル又は構造体保
持部のようなプレートやパネルを同時に成形する場合、
１枚の金属プレート又はパネルに数個のナットを取付け
ようにすることが出来る。
【０００３】更に最近では、米国特許第４，５５５，８
３８号及び第４，６１０，０７２号に示されているよう
に、大量生産において、雄ファスナーと雌ファスナーの
両方をパネルに永久的に取付ける取付けシステムが開発
されて来ている。このような取付けシステムにおける取
付け要素（ファスナー）は、取付け中にパネルへリベッ
ト付けされる筒状又は環状の胴部を含んでいる。米国特
許第４，５５５，８３８号に開示されているように、筒
状胴部を、この中に受けられ得るスラグをパネルから打
抜くために使用することが出来たり、例えば、米国特許
第４，７１１，０２１号、第４，８３１，６９８号及び
第４，７１３，８７２号に開示されているように、パネ
ルを予め打抜くためにパンチを使用することが出来る。
このようなファスナーは商業的成功を収めて来ている
が、大量生産でこのようなファスナーを用いることが、
例えば、自動車産業で、かつ薄いパネル内のトルク抵抗
を増加させることが必要である用途において用いられる
パネルは厚さの範囲によって幾分制限されて来た。
【０００４】従来の取付け装置を用いて広い範囲のパネ
ル厚さと望ましくは大きなトルク抵抗とを有するパネル
に取付け要素を取付けるための汎用取付けシステムが今
なお必要である。改良されたファスナー・パネル・アセ
ンブリーは、また、充分の押出力と引抜き力とを有しな
ければならないし、大量生産に適していなければならな
い。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】この発明の課題は、特
に、しかし専らそのためにとは限られないが、自動車産
業のような大量生産を行なう産業において用いられる範
囲のパネル厚さを有する可塑変形可能な金属パネルに取
付け要素を永久的に取付けるのに適した、パネルへの取
付け要素の取付け方法を提供することにある。この取付
け要素は、ナットのような雌取付け要素であっても良
く、又、スタッド、ボルト又はそれに類するもののよう
な雄取付け要素であってもよい。この取付け要素は、大
略筒状の胴部を含み、望ましくは、この筒状の胴部を囲
繞するベアリング面を有する本体部を含んでいるとよ
い。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明の方法は、パネ
ルに取付け要素を受けるための孔（パネル孔）をパネル
に貫設することを含む。この方法は、更に、パネルを絞
って、パネル孔を囲繞する大略ドーム形又は円錐台形部
分になるように可塑的に変形することを含む。従って、
パネル孔の内径は取付け要素の筒状胴部を緩く受けるよ
うに充分大きくなっている。また、この方法は、望まし
くは円錐台形又はドーム形部分である変形部分の頂面に
隣接する部分から、取付け要素の筒状胴部をパネル孔に
貫通挿入することを含み、更に、パネルを可塑的に大略
平面形に変形させ、パネル孔の内径を筒状胴部の外径よ
りも小さくすることを含む。かくして、パネル孔を囲繞
するパネル部分が筒状胴部内に打込まれ、パネル孔内で
取付け要素を回転させるのを防止するに必要なトルクを
増加させる。最後に、この方法は、胴部の自由端を半径
方向外側へ可塑的に変形し、パネルと取付け要素との間
に機械的結合部を形成することを含む。
【０００７】本発明の最も望ましい方法にいおいては、
パネルをダイス部材の上に保持している間に、円筒形パ
ンチでパネルを打抜くことによってパネル孔を形成す
る。次いで、パネルをダイス部材内で同時に絞ると共に
変形させて、パネル孔の回りのパネルの部分をドーム形
又は円錐台形部分である変形部に形成する。更に、本発
明の望ましい方法において、取付け要素の本体部の環状
のベアリング面をパネル孔の回りのパネル部分に打込む
ことによってパネルの変形部分を、上述のように、パネ
ルを大略平面形状になるように変形する。パネルを環状
のリベッティング面を有する第２ダイス部材又はダイ・
ボタン上に保持しパネルを平らにし、同時に胴部の自由
端を半径方向外側へ変形して、望ましい機械的結合部を
形成してもよい。本発明の最も望ましい方法において、
第２ダイス部材は、更に、取付け要素の胴部を取付け要
素の胴部のベアリング面の方の半径方向へ変形し、取付
け要素をパネル内に実質的に面一に取付ける。
【０００８】パネル内での取付け要素のトルク抵抗は、
更に、胴部に半径方向へ突出するリブを設けることによ
って更に大きくしてもよく、本発明の方法は、このよう
なリブを用いて改善されたトルク抵抗を得るのに特に適
している。上述の通り、パネルが比較的平坦にされた場
合は、パネル孔の内径は筒状胴部の外径よりも小さくな
っていることが極めて望ましい。このようにすると、パ
ネルが概略ドーム形から概略平面状に変形されるにつれ
て、パネル孔の回りにパネルの部分が胴部内に打込まれ
て行く。筒状胴部が半径方向へ突出するリブを含む場
合、パネルは平たくされるにつれてリブ内に打込まれ、
胴部のリブがパネル内に弾性的に打込まれる。この結果
生じるフープ・ストレス（ｈｏｏｐ ｓｔｒｅｓｓ）又
は半径方向向きのストレーン・エネルギによって、本発
明の取付け要素・パネル・アセンブリーの重要な利点で
ある、実質的に改良されたトルク抵抗が生じる。トルク
抵抗は、リベッティング部として連続した管状のものが
望ましいのであるが割れ型筒状のものを用いることによ
っても改善される。
【０００９】更に、同じ又は類似の取付け装置を用い
て、比較的広範囲の種々のパネル厚さを有する金属パネ
ルに同じ取付け要素を取付けてもよい。更に又、取付け
要素の胴部は、実質的な浮き上がり部（ｅｍｄｏｓｓｕ
ｒｅ）又はビード部を形成せずにパネル内に面一に設け
てもよい。従って、本発明の方法は、本発明の目的であ
る種々の利点を与えるものである。
【００１０】
【実施例】図１は、本発明の方法に基づいて、パネルを
打抜き、成形するのに適したパンチ装置の１実施例を示
す。このパンチ装置は、本体部２２とパンチ部２４とを
有するパンチ２０を含む。この実施例においては、パン
チ部２４は円筒形であり、プラスチックのばね部材（ば
ね）２６を受けるために本体部２２よりも小さな直径を
有する。ばね部材２６はパンチ２０の円筒形のパンチ部
２４を緊密に受ける円筒孔２８を含む。図１に示された
形のプラスチックのばね部材はパンチからパネル３０を
外すために商業工業的に用いられるもので、ストリッパ
と言われることもある。しかし、この実施例では、プラ
スチックのばね部材２６は、ストリッパとして機能する
のみならず、以下に述べるように、ダイス部材３２内で
金属パネル３０を変形するものである。このようなプラ
スチックのばね部材は、一般に、高比重のポリウレタン
から形成される。
【００１１】ダイス部材は３２は、キャビティ３４と、
スラグ（パネルスラグ）３８を受ける円筒孔３６を含
む。そして、図１に示された装置によって行なわれ得る
方法は２つの工程を含む。円筒形のパンチ部２４は、パ
ネル３０から円形のスラグ３８を打抜き、パネル３０内
に円形の孔（パネル孔）４２を形成する。パネル３０は
実質的に同時にパンチ部２４及びプラスチックのばね部
材２６によって絞られ環状のダイ・キャビティ３４内へ
変形されていき、以下に述べるように図２乃至６に最も
よく示されているように、パネル孔４２に隣接する円錐
台形のパネル部分即ち変形部分４０を形成する。パネル
３０の硬さ及び厚さに応じて、パネル３０をダイ・キャ
ビティ３４内へ絞って行き、次いでパンチングするか、
これらの工程を別々に行なう。スラグ３８は、ダイス部
材３２の円筒孔３６を通して除かれる。
【００１２】図２乃至６は、図１に示された装置を用い
て打抜かれかつ成形された種々の厚さのパネルの断面を
示す。上述の如く、本発明のパネルへの取付け要素の取
付け方法は、自動車産業によって用いられるような、異
なった又は種々の厚さのパネルに取付け要素を取付ける
のに適している。図２に示されたパネル３０Ａは、例え
ば、厚さが０．７５乃至０．８０ｍｍの厚さを有し、図
６に示されたパネル３０Ｅは約４ｍｍの厚さを有し、図
３から図５には、それぞれ、これらの間の厚さのパネル
３０Ｂ、３０Ｃ及び３０Ｄが示され、自動車産業によっ
て用いられるパネル厚さの範囲を示す。図２乃至６にお
いて、４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ、４０Ｄ及び４０Ｅは、
それぞれ、パネルの円錐台形の変形部を、４２Ａ、４２
Ｂ、４２Ｃ、４２Ｄ及び４２Ｅは、それぞれ、パネルに
形成されたパネル孔を示す。このようなパネルは、熱間
圧延又は冷間圧延され得、通常、一般的に商業的絞り品
質を有する、ＡＩＳＩ １００８鋼又はＡＩＳＩ １０
１０鋼のような、鋼から形成される。同様のパネルが他
の多数の産業によって使用される。装置産業において
は、比較的溶接性が低いために、本発明の方法に特に適
した耐腐性及び耐磁性の鋼が用いられる。自動車産業で
は、パネルはボデー・パネル、ブラケット及び構造保持
部として用いられる。本発明の方法は、又、ここで述べ
る仕方の取付けを必要とするアルミニウム製、銅製及び
黄銅製パネル及び他の材料のパネル内に取付け要素を永
久的に取付けるために用いてもよい。しかし、図１に示
されたパンチ・成形装置は図２乃至６に示すように、広
範囲のパネル厚さを有するパネルを打抜きかつ成形する
ために使用されるようになっていることが大切である。
【００１３】図２及び図３に示すように、より薄いパネ
ルは、パネル金属を押出し成形すること無しに打抜かれ
かつ成形される。約２．５ｍｍ以上の厚さを有するより
厚いパネルは、パンチ部２４では、リップ４４がパンチ
部２４によって軸方向に押出し成形される。これらのリ
ップは、図４では４４Ｃで、図５では４４Ｄで、図６で
は４４Ｅで示されている。この押出し成形されたリップ
は、以下に述べるように、パネル上に取付け要素を保持
するのを助ける。当業者が理解する通り、パネルを、
又、別々の工程で打抜きと成形をしてもよく、又は、円
錐台形の変形部分４０をコンフィギャド・ダイス（ｃｏ
ｎｆｉｇｕｒｅｄ ｄｉｅ）で形成してもよい。しか
し、コンフィギャド・ダイスは非常に狭い範囲のパネル
厚さ用の分離ダイスを必要とし、異なった厚さのパネル
がルーティーン的に用いられる大量生産には不利であ
る。変形部分部４０は、アーチ状を含む、円錐台形又は
ドーム状のものとして特徴付けられてもよい。
【００１４】図７乃至図１０は本発明の方法によってパ
ネル３０に取付け得る雌取付け要素を示す。ここに使用
されているように、取付け要素という用語は、パネル、
ブラケット又はこれに類するもののような第２構造要素
にパネルを取付けるために使用されるねじ部のような取
付け部を含むことが望ましい雄又は雌取付け要素を言
う。従って、このような取付け要素は前述のナット又は
ボルト、及びボール・ジョイント及びこれに類するもの
の雄部品又は雌部品を含む他の取付け要素を含むもので
ある。
【００１５】図７に示された雌取付け要素又はナット５
０は、本体部５２と、望ましくは本体部５２と一体でね
じ孔５６に共軸に整合する環状又は筒状胴部５４を含
む。本体部５２は、筒状胴部５４を囲繞する環状ベアリ
ング面又は環状ベアリング表面５８と、打込み面６０と
を含むことが望ましい。本実施例において、胴部５４の
自由端６２は環状内部チャンバ６４とアーチ状の外表面
６６を含む。胴部５４の内表面６８は望ましくは円滑で
あり、その外表面７０は円筒形である。しかし、以下に
述べるように、トルク抵抗を改善するために、外表面７
０は、８角形又は６角形を含む多角形であってもよい。
【００１６】本発明の方法において、胴部５４は、望ま
しくは、円錐台形の変形部４０の頂面に隣接する部分か
らパネル孔４２を通して受けられるとよい。即ち、図１
に示されているように、取付け要素は、パネルの、パン
チ２４が貫通して受けられる側と反対側から受けられる
ようにすることが望ましい。更に、筒状胴部５４の外表
面７０の外径は、パネル孔４２の内径よりも小さい。最
も望ましい方法においては、胴部５４がパネル孔４２に
緩く受けられ、整合するに当って生じる問題を減殺す
る。図８乃至１０は、本発明の方法によって形成され得
る取付け要素・パネル・アセンブリーを示している。
【００１７】図１１及び１２は、上述の形式の取付け要
素を取付けるのに適している取付け装置の実施例であ
る。取付け装置は、雌取付け要素又はナット１５０を受
けかつ支持するコンフィギャド・キャビティ（ｃｏｎｆ
ｉｇｕｒｅｄ ｃａｖｉｔｙ）８２を有するプランジャ
８０と、取付け要素の取付け中パネル３０を保持しかつ
パネル３０との結合部を形成するために半径方向外側へ
胴部１５４を変形するダイス部材９０とを含む。筒状胴
部を有するセルフピアシング・リベッティング取付け要
素を開示している米国特許第４，５４３，７０１号、第
４，５５５，８３８号及び第４，６１０，０７２号を参
照出来る。図１１及び１２並びに１５乃至１９に示され
た取付け要素（ファスナー）１５０は、図７乃至１０に
示された取付け要素（ファスナー）５０と、雌取付け要
素１５０が図１１、１５及び１６に最も良く示されてい
る半径方向へ突出する回転防止リブ８４を含むことを除
いては、同様であってよい。回転防止リブ８４は大略三
角形あり、本体部１５２のベアリング面１５８と胴部１
５４の外表面１７０とに一体に結合されている。従っ
て、雌取付け要素１５０の番号の付け方は取付け要素５
０と同じ順序である。
【００１８】ダイス部材９０は、一般に、ダイ・ボタン
と言われている。この実施例においては、ダイ・ボタン
９０は、取付け要素１５０の取付け中、圧力を軽減する
軸孔９２及び９４を含む。ダイス面は円錐台形側面（第
１円錐形側面）９８を有する中央突出ダイ・ポスト９６
と、第２円錐形表面１０４によって第１平坦環状表面１
００に結合される第２平坦環状表面１０２を含む。上述
のように、胴部１５４がパネル３０を通してパネル孔４
２内に受けられ、環状ベアリング面１５８がパネル孔４
２に隣接するパネルの部分に打込まれ、図１２に示され
ているように円錐台形の変形部分４０を大略平面状に変
形する。これで、変形部分４０が再度変形されて半径方
向のパネル突出部１１０と円錐部１１２になる。
【００１９】図１１及び１２に示された装置において、
以下に説明するように、筒状胴部１５４は同時に半径方
向外側へ変形される。即ち、最初に、胴部１５４の自由
端の内側チャンバ１６４が、次いで、胴部１５４の内表
面１６８が、ダイ・ボタン・ポスト９６に受けられる。
次いで、更に部分１６４及び１６８が半径方向外側へ変
形されながら第１平坦環状表面１００に受入れられ、図
１２に示されているように、半径方向外側へ突出するリ
ップ１１６を形成する。又、第１平坦環状表面１００
は、同時に半径方向へ突出するリップ１１６を本体部の
ベアリング面１５８の方へ変形し、アセンブリーを絞
り、半径方向へ突出する胴部１１６、半径方向へ突出す
るパネル突出部１１０及びベアリング面１５８から成る
密着した積層部を形成する。かくして、確実な機械的結
合部が取付け要素１５０とパネル３０との間に形成され
る。
【００２０】更に、図１２に示されるように平坦にされ
た状態では、パネル３０内のパネル孔４２の内径が胴部
１５４の外径より小さくなっている。半径方向へ突出す
るパネル突出部１１０が胴部１５４の外表面１７０に対
して半径方向内側へ向けて半径方向へ突出するリブ８４
内へ打込まれる。別な言い方をすれば、これらリブ８４
をパネル３０内に打込む。更に、筒状胴部１５４は、リ
ブ８４を形方向へ突出するパネル突出部１１０内に打込
むための半径方向変形に弾性的に抗する。このようにし
た生じたストレスは、通常、胴部の輪状形状又は支柱形
状に因んでフープ・ストレス（ｈｏｏｐ ｓｔｒｅｓ
ｓ）と通常言われる。即ち、ストレーン・エネルギは胴
部に対して半径方向内向きになっており、弾性のある筒
状胴部によって抵抗を受けるものである。しかし、全て
の場合に回転防止リブを必要とするとは限らず、円滑な
胴部であっても、本発明の方法によれば、回転に対して
ある抵抗をするものである。更に、胴部１５４は、多角
形であり、円形のパネル孔に挿入されるようになってい
る。なお、パネル孔は、ストレスの発生を避けるため
に、円形であることが望ましい。
【００２１】図１３及び１４は、雄取付け要素２５０を
取付ける方法を示す。図示の通り、雄取付け要素２５０
は、図１１及び１２に示されたものとほぼ同じ厚さの比
較的薄いパネルに取付けられる。この雄取付け要素２５
０は、図７の取付け要素５０について説明した形状にさ
れた自由端２６２を有する筒状又は環状胴部２５４を含
む。雄取付け要素２５０の本体部２５２は、当業者が理
解するように、ファスナー・アセンブリーに直接にクラ
ンプ・ロードが掛かるようにするための拡大ベアリング
面２５８を設けられるように、幾分変更されている。勿
論、雄取付け要素は、ファスナ（雄取付け要素）に一体
に形成されかつ胴部２５４に共軸に整合しているねじシ
ャンク又はボルト部３２０を含む。プランジャ・キャビ
ティ２８２は、雄取付け要素に本体部２５２に一致しか
つこれを受けるように変更されているが、雄取付け要素
の取付け方は図１１及び１２に関して上述した方法と実
質的に同じであり、ダイ・ボタン９０も図１１及び１２
に示されたダイ・ボタンと同様にすることが出来る。図
１３に示されるように、胴部２５４は、まず、パネル孔
４２を通してパネル３０内に受けられ、ベアリング面２
５８はパネル３０に打込まれ、パネル３０を図１４に示
されたような大略平面形状に変形する （もっとも、半
径方向へ突出するパネル突出部２１０及び概略円錐形の
円錐部２１２を含むが）。胴部２５４は、第１円錐面
（円錐台形側面）９８と平坦面（第１平坦環状表面）１
００によって半径方向外側へ変形され、図１４に示され
ているように、半径方向へ突出する突出部２１６を形成
する。半径方向に突出するパネル突出部２１０は半径方
向へ突出するリブ２８４に打込まれ、確実な回り止め手
段を形成する。従って、雄ファスナー（雄取付け要素）
２５０は、図１１及び１２に関して上述した通りの雌フ
ァスナー（雌取付け要素）１５０を取付ける方法と実質
的に同じである。
【００２２】図１１乃至１４は、「下向きに」取付けら
れた取付け要素を示しており、ここでは、取付け要素１
５０又は２５０はプランジャ８０又は２８０内に受けら
れ保持され、プランジャ８０又は２８０は下方に打込ま
れて、取付け要素をダイ・ボタン９０に係合される。取
付け要素が連続運転するダイス内に取付けられるように
なっている大量生産においては、取付け要素が、図１１
乃至１４の逆さまにして上向きに取付けられる。これと
は別に、図１に示すようにパネルを打抜き成形した後
に、パネルを裏返しにすることも出来る。本発明の望ま
しい方法においては、パネルはナットより柔らかくなく
てはならない。パネルの硬さは、ナットの硬さの約６０
％より小さいことが最も望ましい。取付け要素は、ファ
スナーについてＩＳＯ クラス８乃至１２の条件を充足
する硬さと強度を有すべきである。ファスナー（取付け
要素）は、ＡＩＳＩ １０３５から形成され、適切な硬
さに熱処理される。従って、本発明の方法は、大量生産
で用いられる多くのパネルに取付け要素を取付けるのに
用いることが出来る。更に、同一又は非常に似た取付け
装置を用いて、広範囲の厚さのパネルに同じファスナー
（取付け要素）を設けることが出来ることは重要であ
る。
【００２３】図１５乃至１９は、パネル（特に、上述の
図６に示されたような厚いパネル）に取付け要素を取付
ける方法を詳細を示す。取付け要素１５０は、図１１に
関連して説明した。取付け要素１５０は、筒状胴部１５
４と複数個の半径方向へ突出するリブ８４を含む。図１
６に示すように、取付け要素１５０は、図１１に示す薄
いパネルに使用される同じ装置（ツーリング）を用いる
比較的薄いパネル３０Ｅに取付けられる。即ち、取付け
要素１５０は、プランジャ又はパンチ８０内のキャビテ
ィ８２の中で受けられ、支持され、かつ、パネルの開口
（パネル孔）４２Ｅを通してダイ・ポストの円錐形側面
９８に対して打込まれる。本体１５２のベアリング面１
５８は、最初に、押出し部４４Ｅに係合し、リブ８４
が、図１７に示したように、パネル３０Ｅ内に食込み始
める。最後に、環状ダイス面（第１平坦環状表面）１０
０が、今は半径方向へ突出しているパネル部（突出パネ
ル部）１１０に打込まれ、胴部１５４の自由端１１６
は、図１８に示されているように、半径方向外側へ変形
され、確実な取付けが行なわれる。金属の押出し部（リ
ブ）４４Ｅは、図１８に示すように、胴部１５４及びベ
アリング面１５８によって形成される半径方向外側へ開
口するＣ字形の環状キャビティを充填する事を助けるも
のである。
【００２４】図１９は、取付け要素（ファスナー）１５
０の取付け中のパネル３０の変形の仕方を示す。図１４
に示すように、円錐台形部の変形部分４０を貫通するパ
ネル孔４２は、胴部１５４の外径よりも大きな内径を有
し、取付け要素１５０の取付け中に、胴部１５４がパネ
ル孔４２内に緩く受けられるようになっている。次い
で、パネル３０は、図示の通り、大略平面形状に変形さ
れ、ここで、孔４２の内径は胴部１５４の外径よりも僅
かに小さくなる。また、上述の通り、取付け要素１５０
の取付けの最終段階で、パネル３０は胴部１５４に対し
て半径方向内側に変形され、パネル内の取付け要素１５
０の回転抵抗を増加させる。
【００２５】図９、１０、１２及び１４に示す取付け要
素・パネルの取付け方を比較してみれば、本発明の取付
け要素の取付方法は、同じ取付要素及び設備を用いて広
範囲のパネル厚さを有するパネルを取付要素に取付ける
ために利用される得ることが当業者には明らかであろ
う。図８及び９に示すように、取付け要素５０は、例え
ば、図３に示すように、中間の厚さを有するパネルに取
付けられる。半径方向へ変形された胴部５４はパネル３
０に面一になる。パネル３０は小さなエンボス（ｅｍｂ
ｏｓｓ）３１を含むが、このエンボスは他の場合に形成
されるエンボスよりも実質的には小さい。図１０は、厚
さ４ｍｍのような比較的厚いパネルに雌ファスナー（雌
取付け要素）５０を取付けることを示している。パネル
３０Ｅにはエンボスがなく、胴部５４はこのパネル３０
Ｅに面一になっている。最後に、図１２及び１４は、図
３に示すような比較的薄いパネルに雄雌両方の取付け要
素を取付けることを示している。パネル３０はより実質
的なエンボスを含むが、これは他の方法で形成されたも
のより小さく、半径方向へ変形した突出部２１６はパネ
ル３０に面一になるかこのパネル内に凹んで形成され
る。
【００２６】従って、本発明の取付け要素の取付け方法
は、比較的広範囲のパネル厚さを有するパネルに雄雌両
方の取付け要素を取付けるのに用いられる。以上に述べ
た複数の実施例においては、取付け要素は、０．７５ｍ
ｍ乃至４ｍｍの厚さの範囲のパネル内に取付けられる。
取付け要素・パネル・アセンブリーを試験してみると、
押出し強度は、上述の公知の方法の場合によりも広い範
囲のパネル厚さに適合することが分かった。更に重要な
ことは、取付け要素・パネル・アセンブリーでは、薄い
パネルでトルク抵抗を増進させることである。例えば、
０．８ｍｍのパネルでは、米国特許第４，８３１，６９
８号に示された取付け・パネル・アセンブリーと比較す
れば、トルク抵抗が２５％増加していることが分かっ
た。従って、本発明に基づく、可塑変形可能なパネルと
取付け要素を永久的に取付ける方法は、上記の発明の目
標を達成する。
【００２７】以上から理解される通り、図１乃至１９に
よって開示され説明された雄雌取付け要素、装置及び方
法に、発明の主旨を逸脱すること無く、種々の変形を施
すことが可能である。例えば、パネル内の取付け要素の
トルク抵抗を更に増加させるために、取付け要素が多角
形の胴部を有してもよい。円錐台形又はドーム形の変形
部分４０は、コンフィギュアド・ダイを使用することに
よって変更し得る。しかし、望ましい本発明の方法にお
いて、ドーム形にする工程の間パネル孔が大きくされ、
胴部が取付け工程中にパネル孔内に緩く受けられるよう
になっている。従って、本発明の方法は、特に、薄い金
属パネルにおいて、自動車シートベルト装置用の安全ボ
ルト止めのような用途に特に有用である。更に、自動車
及び装置産業の両方に現在用いられている非常に薄いパ
ネルに取付け要素を取付けることが出来る。従って、本
発明の方法は広範囲に適用できることが予想される。
【００２８】
【発明の効果】本発明によれば、大量生産において、同
一又は類似の取付け装置を用いて、広範囲の厚さのパネ
ル、特に厚さの薄いパネルに取付け要素を確実に取付け
ることが出来ると言う効果があり、又、薄いパネルの場
合でもこれに確実な回り止め手段を形成出来るという効
果もある。
【図面の詳細な説明】
【図１】 パネルにパネル孔を形成し、これと同時に円
錐台形又ドーム形の変形部を形成するのに適するパンチ
装置の主要部の１部縦断側面図である。
【図２】 図１のパンチ装置でパネル孔が打抜かれ変形
部が形成された薄肉のパネルの縦断面図である。
【図３】 図１のパンチ装置でパネル孔が打抜かれ変形
部が形成された図２のパネルよりも厚いがやはり薄肉の
パネルの縦断面図である。
【図４】 図１のパンチ装置でパネル孔が打抜かれ変形
部が形成された中間の厚さを有するパネルの縦断面図で
ある。
【図５】 図１のパンチ装置でパネル孔が打抜かれ変形
部が形成された比較的厚いパネルの縦断面図である。
【図６】 図１のパンチ装置でパネル孔が打抜かれ変形
部が形成された厚いパネルの縦断面図である。
【図７】 本発明の方法においてパネル内に受けられて
いる雌取付け要素を示す縦断面図である。
【図８】 パネル内に取付け要素を取付け中の取付け雌
要素・パネル・アセンブリーの縦断面図である。
【図９】 図７及び８に示されたように取付けられた雌
要素・パネル・アセンブリーの縦断面図である。
【図１０】 より厚いパネルを用いている以外は、図９
と同様の雌要素・パネル・アセンブリーの側面図で主要
部を断面で示したものである。
【図１１】 取付け装置の１実施例によって、比較的厚
いパネルに雌要素を取付けを開始した状態の断面図であ
る。
【図１２】 図１１の装置において、雌要素・パネル・
アセンブリーを形成した状態の断面図である。
【図１３】 図１１及び１２に示された取付け装置に類
似の取付け装置を用いてパネルに雄取付け要素の１実施
例の取付けを開始した状態の断面図である。
【図１４】 図１３の状態から雌要素・パネル・アセン
ブリーが形成された状態の断面図である。
【図１５】 図１１及び１２に示された雌取付け要素の
実施例の端面図である。
【図１６】 第１の取付け装置に同様の他の取付け装置
を用いてパネルに雌取付け要素の１実施例の取付けを開
始した状態の断面図である。
【図１７】 パネルへの取付け要素の取付けが図１６の
状態から取付け完了に至るまでの間の中間における雌取
付け要素とパネルの状態を示す拡大断面図である。
【図１８】 図１６の状態から雌要素・パネル・アセン
ブリーが形成された状態の断面図である。
【図１９】 図１１から図１３に至るまでのパネルがど
のように変形されるかをパネルの断面図で、雌取付け要
素は側面図で示す図である。
【符号の説明】
２０ パンチ ２２ 本体部 ２４ パンチ部 ３０ パネル ３２ ダイス部材 ４０ パネル部分（変形部分） ４２ パネル孔 ４４ リップ ５０ ナット（雌取付け要素） ５２ 本体部 ５４ 筒状胴部 ５８ 環状ベアリング面 ６０ 打込み面 ８４ （回転防止）リブ ９０ ダイス部材（ダイ・ボタン） ９８ 円錐台形側面（第１円錐面） １００ 第１平坦環状面 １０２ 第２平坦環状面 １０４ 第２円錐形表面 １１０ パネル突出部 １１２ 円錐部 １１６ リップ １５０ ナット（雌取付け要素） １５２ 本体部 １５４ 胴部 １５８ ベアリング面 １７０ 外表面 ２１０ パネル突出部 ２１２ 円錐部 ２１６ 突出部 ２５０ 雄取付け要素 ２５２ 本体部 ２５４ ベアリング面 ２５８ ベアリング面 ２６２ 自由端 ２８４ リブ ３２０ ねじシャンク部（ボルト）
フロントページの続き (72)発明者 イイリ・バベーイ ドイツ連邦共和国、6302 リッヒ ６、 クロスターベック 27 (56)参考文献 特開 平３−28514（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−4013（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−52410（ＪＰ，Ｕ) 実公 昭37−10305（ＪＰ，Ｙ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F16B 37/04

Claims (18)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 管状の胴部を含む取付け要素を可塑変形
    可能なパネルに取付ける方法において、 （ａ）該パネルにパネル孔を形成し、 （ｂ）プラスチックのばね部材を該パネルの該パネル孔
    の回りの部分に押圧し該ばね部材によって種々の厚さを
    有する該パネルの該パネル孔の回りを絞ってドーム形、
    円筒形又は円錐形の変形部分に可塑的に変形し、 （ｃ）前記取付け要素の前記胴部を前記パネル孔に貫通
    挿入し、 （ｄ）前記パネルの前記変形部分を大略平面状に可塑的
    に変形し、前記パネル孔の直径を減少し、該変形部分を
    前記銅部に係合させ、 （ｅ）略円錐台形状の部材を用いて、前記銅部の端部を
    半径方向外側に変形して前記パネルと前記取付け要素の
    間に機械的結合部を形成するパネルへの取付け要素の取
    付け方法。
  2. 【請求項２】 前記パネルをダイス要素に保持し、大略
    円筒形のパンチのパンチ部で該パネルに前記パネル孔を
    打抜き、該ダイス要素上で前記ばね部材により前記パネ
    ルを引き絞って前記変形部分を形成する請求項１に記載
    のパネルへの取付け要素の取付け方法。
  3. 【請求項３】 前記取付け要素は、本体部と該本体部か
    ら延びる前記銅部を有し、該胴部は該胴部を囲繞する環
    状ベアリング面を含んでおり、該胴部を前記変形部分の
    内径の小さな方から前記パネル孔に挿入し、前記環状ベ
    アリング面を前記変形部分に打ち込み、前記変形部分を
    実質的に平面形状に変形する請求項１又は２に記載のパ
    ネルへの取付け要素の取付け方法。
  4. 【請求項４】 前記胴部は前記パネル孔を通してダイス
    部材内に受けられ、前記ベアリング面を前記パネルに対
    して打込んで該パネルを変形し、前記ダイス部材内で実
    質的に同時に前記胴部を半径方向へ変形する請求項３に
    記載のパネルへの取付け要素の取付け方法。
  5. 【請求項５】 前記ダイス部材は、突出端部と前記胴部
    の内面を受ける実質的に円錐形の円錐面とを有する中央
    ポストを含み、該円錐面は前記胴部の自由端部を半径方
    向外側へ変形し、前記胴部の半径方向へ変形された前記
    自由端部と該胴部の前記ベアリング面との間に前記パネ
    ル孔に隣接する前記パネルの半径方向の突出部を細くす
    る請求項４に記載のパネルへの取付け要素の取付け方
    法。
  6. 【請求項６】 前記胴部の自由端部を前記ベアリング面
    に押圧し、半径方向へ突出した前記突出部を絞り、密着
    層を形成しかつ前記パネルに前記取付け要素を面一に設
    ける請求項５に記載のパネルへの取付け要素の取付け方
    法。
  7. 【請求項７】 本体部と該本体部から延びる筒状胴部を
    有し該筒状胴部は該筒状胴部を囲繞する環状ベアリング
    面を含んで成る取付け要素を可塑的に変形可能で種々の
    厚さを有する金属パネルへ取付ける方法において、 （ａ）該パネルにパネル孔を形成し、 （ｂ）プラスチックのばね部材を該パネルの該パネル孔
    の回りの部分に押圧し該ばね部材によって種々の厚さを
    有する該パネルの該パネル孔の回りを絞ってドーム形、
    円筒形又は円錐形の変形部分に可塑的に変形し、 （ｃ）前記筒状胴部を前記変形部分の頂面に隣接する部
    分から前記パネルの前記パネル孔に貫通挿入し、前記本
    体部の前記環状ベアリング面を前記パネルの前記パネル
    孔を囲繞する囲繞部分に係合させ、 （ｄ）前記取付け要素の前記本体の前記環状ベアリング
    面を前記パネルの前記囲繞部分へ打込み、前記変形部分
    を大略平面形に変形し、前記パネル孔の内径を減少させ
    て前記筒状胴部に係合させ、かつ、これと実質的に同時
    に前記筒状胴部の突出自由端を半径方向外側へ可塑的に
    変形して前記囲繞部分を前記環状ベアリング面と半径方
    向へ変形された前記胴部の前記自由端との間に捕捉する
    パネルへの取付け要素の取付け方法。
  8. 【請求項８】 前記パネルを環状ダイ・キャビティを有
    するダイス要素に支持し、前記パネル孔を、該パネルに
    パンチのパンチ部を打込んで形成する請求項７に記載の
    パネルへの取付け要素の取付け方法。
  9. 【請求項９】 前記パンチの前記パネルへの打ち込みに
    より、更に、前記変形部分の内周部を軸方向へ突出する
    リップに形成し、該ベアリング面を該リップへ打ち込
    み、該リップにより前記取付け要素を前記パネルに保持
    する請求項８に記載のパネルへの取付け要素の取付け方
    法。
  10. 【請求項１０】 前記取付け要素の前記胴部に共軸に整
    合された突出端部と前記胴部の内面を受ける円錐面とを
    有する中央ダイ・ポストを含むダイス部材上に前記変形
    部分を保持し、該円錐面で前記銅部の自由端部を半径方
    向外側へ変形し、前記胴部の半径方向へ変形された前記
    自由端部と該胴部の前記環状ベアリング面との間に前記
    パネル孔に隣接する前記パネルの半径方向突出部を捕捉
    する請求項７に記載のパネルへの取付け要素の取付け方
    法。
  11. 【請求項１１】 前記胴部の自由端を前記ベアリング面
    の方へ押圧し、前記パネルを絞り、前記胴部の前記自由
    端、前記パネル及び前記ベアリング面から成る密着層を
    形成する請求項７に記載のパネルへの取付け要素の取付
    け方法。
  12. 【請求項１２】 前記筒状胴部の外径は前記パネル孔の
    内径よりも小さく形成され、該筒状胴部を前記変形部分
    の前記パネル孔内で自由に受け、該変形部分を実質的に
    平面に変形するにつれて、前記パネルを前記胴部内へ打
    込み、前記パネル孔の内径を前記筒状胴部の前記外径よ
    りも小さくする請求項７に記載のパネルへの取付け要素
    の取付け方法。
  13. 【請求項１３】 前記胴部は、前記本体部の前記ベアリ
    ング面に隣接する互いに離間し半径方向へ突出する複数
    のリブを含み、前記変形部分が大略平面形状に変形され
    るにつれて、前記パネルを半径方向に該リブへ打込み、
    前記筒状胴部が前記リブを弾性的に前記パネルへ打込
    み、前記取付け要素と該パネルとの間に確実な回転止め
    手段を形成する請求項１２に記載のパネルへの取付け要
    素の取付け方法。
  14. 【請求項１４】 本体部と該本体部から延出する筒状胴
    部より成っていて該本体部は少なくとも該胴部に対する
    側にベアリング面を有する取付け要素を、所定の範囲の
    厚さを有する可塑的に変形可能な金属パネルに取付ける
    方法において、 （ａ）プラスチックのばね部材を該金属パネルに押圧し
    て該ばね部材によって種々の厚さを有する該パネルを絞
    って変形して大略円錐形の変形部分を形成し、 （ｂ）（ａ）と実質的に同時に、円錐形の該変形部分に
    内径が前記胴部の外径よりも大きなパネル孔を打抜き、 （ｃ）前記胴部の自由端を前記パネル孔に貫通挿入し、
    前記取付け要素の前記本体部の前記ベアリング面を前記
    パネルの円錐形の前記変形部分に打込み、該変形部分を
    実質的に平面形状に変形し、該変形部分が実質的に平面
    形状に変形されていくにつれて、前記パネル孔の寸法を
    減少させ、平面形状にされた前記変形部分を前記筒状胴
    部に打込み、 （ｄ）略円錐台形状の部分により、前記胴部の前記自由
    端を半径方向外側へ可塑的に変形し、前記パネルと前記
    取付け要素との間に機械的結合部を形成するパネルへの
    取付け要素の取付け方法。
  15. 【請求項１５】 前記取付け要素の前記胴部は、前記ベ
    アリング面に隣接すると共に互いに離間し半径方向へ突
    出する複数のリブを含み、円錐形の前記変形部分が大略
    平面に変形されていくにつれて、該変形部分を半径方向
    に該リブに打込み、前記筒状胴部が前記リブを実質的に
    平面形状にされた前記変形部分へ弾性的に打込み、前記
    取付け要素と該パネルとの間に確実な回転止め手段を形
    成する請求項１４に記載のパネルへの取付け要素の取付
    け方法。
  16. 【請求項１６】 前記胴部の自由端を前記本体部の前記
    ベアリング面に押圧し、前記変形部分を絞り、前記銅部
    の半径方向に変形された前記胴部の前記自由端、半径方
    向に突出する前記変形部分及び前記本体部の前記ベアリ
    ング面から成る密着層を形成する請求項１４に記載のパ
    ネルへの取付け要素の取付け方法。
  17. 【請求項１７】 前記パネルを環状のダイ・キャビティ
    を有するダイス部材上に保持し、この間に前記パネルに
    パンチにより前記パンチ孔を形成し、前記パネルの該パ
    ネル孔を囲繞する部分を前記ばね部材で絞って可塑的に
    大略円錐形の前記変形部分に変形する請求項１４に記載
    のパネルへの取付け要素の取付け方法。
  18. 【請求項１８】 前記取付け要素の前記本体部の前記ベ
    アリング面を前記パネル孔に隣接する円錐形の前記変形
    部分に打込んで、円錐形の該変形部分を大略平面状に変
    形し、同時に前記筒状胴部の前記自由端を半径方向外側
    に変形し、前記機械的結合部を形成する請求項１４に記
    載のパネルへの取付け要素の取付け方法。
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