專利名稱：空心鉚釘的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種空心鉚釘，該空心鉚釘是由鉚釘本體和插入鉚釘本體中空孔內的比鉚釘本體長的心軸構成，用力強迫地牽拉心軸使鉚釘本體的軸部發(fā)生擴徑而變形，借助于該變形的軸部部分和凸緣將該空心鉚釘安裝到面板等被連接部件上。特別是本發(fā)明的空心鉚釘，適用于那些懼怕較強連接力引起破裂、漆膠泛白的電源安裝用品和印刷電路板等塑料形成的部件連接時的情況。
為了解決上述問題，特開昭61-171910號公報中所記載的空心鉚釘，做成是為了處理被連接部件連接在塑料制品之類的剛性較低的部件上時，空心鉚釘會貫通被連接部件的安裝孔而導致連接不良的情況的結構。因此，在心軸軸部上，在斷裂小徑部和頭部之間形成不發(fā)生斷裂的第2小徑部，在鉚釘本體的軸部上，在與心軸軸部的第2小徑部相對應的位置也形成有縮徑部，如公報的圖7所示，牽拉心軸時，凸緣側的鉚釘本體軸部部分從鉚釘本體軸部的縮徑部開始發(fā)生大的膨脹而變形，同時，其縮徑部部分也進行著更縮徑的變形，即使是塑料部件等剛性較低部件，也可以防止貫通其安裝孔的現象。另外，由于鉚釘本體軸部的縮徑部更加縮徑，與心軸軸部的第2小徑部緊密連接，所以，斷裂后的心軸頭部及短的軸部部分，可以保持鉚釘本體軸部不會發(fā)生空移動，也可以防止連接后的異常聲音的產生。
本發(fā)明要解決的問題說明如下。
上述眾所周知的空心鉚釘，適用于將塑料制品安裝到面板等上。但是，最近，隨著實際安裝技術的高密度化，剛性低的塑料制品趨向于薄型化等，出現了懼怕強大的連接力引起破裂、漆膠泛白的部件，對于此類部件，不希望有上述空心鉚釘的強大的連接力。例如，在凸緣和槽之間的被連接部件中，鉚釘本體軸部會發(fā)生膨徑，導致被連接部件遭到損壞。為不損壞被連接部件而減弱連接力時，壓接力也會變弱，另外，還存在著不能緊固心軸頭部的問題。因此，人們期望出現一種被連接部件不會發(fā)生破裂、漆膠泛白等，能可靠地進行連接的空心鉚釘。
特開平7-180712號公報中，記載了帶帽的空心鉚釘。該空心鉚釘的鉚釘本體被筒狀的塑料帽所覆蓋。在鉚釘本體軸部上形成有周槽，在帽的內側形成有與該周槽相配突起，帽以不能從鉚釘本體軸部脫落的形式形成。從公報的圖3可明顯地看出，該帶帽的空心鉚釘，也是使周槽和心軸頭部之間的鉚釘本體軸部部分發(fā)生膨脹，并且在與凸緣相配合下，以強大的連接力安裝在被連接部件上。因此，對于懼怕引起破裂、漆膠泛白等的剛性較低的塑料部件等并不適用。特開平5-209610號公報中所記載的空心鉚釘，在鉚釘本體上形成兩條周槽。如公報的圖2～4所示，該空心鉚釘使兩條周槽之間的鉚釘本體軸部部分發(fā)生膨脹，并與凸緣相配合，以強大的連接力安裝在被連接部件上。因此，該空心鉚釘也不適用于懼怕引起破裂、漆膠泛白等的剛性低的塑料部件等。
實開平6-78610號公報中記載的空心鉚釘，安裝在兩種被連接部件上，將兩種被連接部件以可圍繞連接后的鉚釘本體軸部相互轉動的形式連接在一起。在此空心鉚釘中，在離凸緣有兩種被連接部件厚度的距離的位置或稍稍偏離的位置，以薄壁形成鉚釘本體軸部，并且形成比其他軸部部分容易變形的構造。牽拉心軸時，心軸的頭部先作用到薄壁部分，使該薄壁部分發(fā)生擴徑而變形，而相當于兩種被連接部件厚度的部分的鉚釘本體軸部部分則未發(fā)生變形。在此狀態(tài)下，進一步牽拉心軸時，如公報第0018段落所述的那樣，根據壁厚的變化產生的急劇的沖擊力使心軸發(fā)生斷裂，剩下的只有兩種被連接部件的厚度部分的鉚釘本體軸部部分并未發(fā)生變形，鉚釘本體軸部的薄壁部的擴徑變形部分與凸緣相互作用，將兩種被連接部件相互連接在一起。另外，由于相當于被連接部件厚度部分的長度的鉚釘本體軸部部分確保不發(fā)生變形，所以，另一被連接部件相對于一被連接部件可圍繞鉚釘本體軸部的轉動。此公報所記載的空心鉚釘，可適用于懼怕引起破裂、漆膠泛白的剛性較低的塑料部件等，在此種情況下，由于鉚釘本體軸部在被連接部件的厚度部分未發(fā)生變形，所以，可以避免在被連接部件上作用過強的連接力。但是，此空心鉚釘，鉚釘本體軸部的端部(與凸緣相反一側的端部)，必須形成具有一定長度的薄壁部分。因此，需要為形成薄壁部分設備或工序，以生產率為基點分析并不能提高效率，也抬高了空心鉚釘的成本。
為完成上述目的，本發(fā)明所提供的空心鉚釘，包括由軸部與一端凸緣構成的中空的鉚釘本體；及長度大于插入該鉚釘本體中空孔的鉚釘本體長度的心軸，該心軸以一端形成的頭部插入鉚釘本體凸緣的相反側的軸部端位置，用力牽拉心軸，使鉚釘本體的軸部發(fā)生擴徑變形，借助于該變形的軸部部分和上述凸緣，將上述空心鉚釘安裝到面板等被連接部件上，其特征在于上述心軸的頭部，其面對上述鉚釘本體軸部端部的面，做成從與鉚釘本體軸部的外徑大致相等的大徑部向小于鉚釘本體軸部內徑的小徑心軸軸部傾斜的斜面，在上述本體軸部的外周面上，在距凸緣的與被安裝部件厚度相等的位置或稍稍離開的位置上形成有周方向的周槽。
作為空心鉚釘，牽拉心軸時，心軸頭部的斜面會使鉚釘本體軸部從端部開始發(fā)生擴徑變形。此時的擴徑起點，為鉚釘本體軸部強度較弱的周槽部分。因此，無論被連接部件的有無，都會可靠地以周槽為起點開始膨徑。周槽的位置，設定在與被連接部件同等或者比其稍上一些的部位，膨徑部與被連接部件相接時，膨徑部可以充分擴大直徑，膨徑部施加于被連接部件上的大部分力，作為垂直方向的壓接力作用，而且，受壓面積較大，因此，被連接部件不會遭到破壞，成為較強壓接力的鉚釘連接力。而且，不需要將空心鉚釘的鉚釘本體軸部形成規(guī)定長度薄壁的工序及設備，只是在鉚釘本體軸部外周面的規(guī)定位置上形成周槽就足以了，進而，能提供制造簡單，低價格的空心鉚釘。
上述空心鉚釘，心軸頭部的上述斜面做成圓錐形狀。另外，上述周槽，在上述鉚釘本體軸部的外周面的規(guī)定位置上，以滾軋成形或縮徑的方法簡單地形成。
發(fā)明的效果說明如下。
根據本發(fā)明，牽拉心軸時的鉚釘本體軸部的擴張變形，是以鉚釘本體軸部的周槽部分作為起點開始，由于從其(周槽)以上到凸緣側的鉚釘本體軸部部分幾乎不會發(fā)生擴徑變形，因此，能夠避免被連接部件受到較強的連接力的作用，另外，從周槽到端部側的鉚釘本體軸部能夠可靠地得到連接，不需要將此空心鉚釘的鉚釘本體軸部形成規(guī)定長度的薄壁的工序及設備，僅僅在鉚釘本體軸部外周面的規(guī)定位置形成周槽就足以，因此可以提供制造簡單、價格低的空心鉚釘。
圖2是用于

圖1的空心鉚釘的心軸的正面圖。
圖3的(A)是在鉚釘本體軸部未形成周槽的比較例的空心鉚釘的局部正面圖，(B)是在鉚釘本體軸部形成有周槽的本發(fā)明空心鉚釘的局部正面圖。
圖4是表示圖3(A)的比較例的心軸拉力(kN)相對于在連接空心鉚釘時的行程長度(mm)的特性曲線(實線)以及圖3(B)所示本發(fā)明的心軸拉力(kN)相對于在連接空心鉚釘時的行程長度(mm)的特性曲線(虛線)的曲線圖。
圖5是表示圖4曲線D點的鉚釘本體軸部的擴徑變形形式的示意圖，其中，(A)是比較例的空心鉚釘的示意圖，(B)是本發(fā)明的空心鉚釘的示意圖。
圖6是表示圖4曲線E點的空心鉚釘連接結束后的狀態(tài)的示意圖，其中，(A)是表示比較例的空心鉚釘的鉚釘本體軸部擴徑變形的狀態(tài)斷面示意圖，(B)是表示本發(fā)明的空心鉚釘的鉚釘本體軸部擴徑變形的狀態(tài)斷面示意圖。
圖7的(A)是從上方觀察到的圖6(A)比較例的空心鉚釘的平面圖，(B)是從上方觀察到的圖6(B)的本發(fā)明空心鉚釘的平面圖。
標號的說明如下。
1是空心鉚釘，2是鉚釘本體，3是心軸，5是鉚釘本體軸部，6是凸緣，7是凸緣相反一側的鉚釘本體軸部的端部，9是心軸軸部，10是心軸頭部，11是斷裂部分，13是第二小徑部分，14是頭部的斜面，15是周槽，17是塑料被連接部件，18是破裂鉚釘本體2，是由軸部5和軸部5的一端直徑較大的凸緣6構成，整體形成中空，并做成能容納心軸3的結構，凸緣6相反側的鉚釘本體軸部的端部7是開口的。圖示的鉚釘本體2中，凸緣6形成圓形，軸部5是由圓筒的筒狀體構成。心軸3如圖1及圖2所示，是由比鉚釘本體軸部5長得多的軸部9和大于鉚釘本體軸部5的端部7直徑的頭部10構成，頭部10與軸部9的分界部分，是由比其他軸部部分直徑小的斷裂部分11而構成。小直徑的斷裂部分11的位置可以為任意，但是，按實施形式所示的位置形成時，斷裂后的心軸3，由于可以回收到連接工具的回收盒中，心軸3的大部分剩余部分均可以得到回收，能夠維持較高的回收率。另外，在心軸軸部9中，形成有與斷裂部分11相鄰連接且比斷裂部分直徑稍大的比心軸軸部的其他部分直徑小的第2小徑部分13。心軸軸部9的長度，應做成能從鉚釘本體凸緣6中突出、并且該突出部分能由連接工具(沒有圖示)尖端的把持部件充分地把持的長度。另外，其尖端為了能容易地插入到連接工具的尖端，由尖細的形狀形成。
在本發(fā)明中，心軸頭部10，其面對鉚釘本體2軸部5的端部7的面，做成從與鉚釘本體軸部5的外徑大致相等的大徑部向小于鉚釘本體軸部5內徑的小徑心軸軸部9(在實施形式中，為斷裂部分11)傾斜的斜面14。此斜面形狀也可以為任意形狀，但是，做成圓錐形狀時能夠很容易成形，所以較為理想。然而，例如，做成角錐形狀也可以，或者是，做成從大徑部連接心軸軸部9的半球狀形狀也可以。借助于斜面14，用力牽拉心軸軸部時，鉚釘本體軸部5起到使端部7擴徑變形的作用。
還有，在鉚釘本體2的軸部5的外周面上，從凸緣6開始在以被連接部件厚度相等的位置或比該位置稍稍錯開的位置，形成沿周方向延伸的周槽15。此周槽15，在鉚釘本體軸部的外周面的規(guī)定位置上，以如滾軋成形或縮徑的方法簡單地的成形。設置周槽15的作用在于，使其鉚釘軸部部分要比其他鉚釘本體軸部部分的強度稍低一些，作為鉚釘本體軸部5的擴徑變形起點。
使用該空心鉚釘1，能夠將塑料部件的第二被連接部件與面板等第一被連接部件相互連接起來。在這種情況下，周槽15是在距凸緣6有一個與第一被連接部件及第二被連接部件接合后的板厚相等的長度或稍長的長度的距離的位置上形成。在這些被連接部件上要預先形成用于接受鉚釘本體軸部5的安裝孔。在使安裝孔保持一致并支持兩被連接部件的狀態(tài)下，將空心鉚釘1插入安裝孔。更詳細地說，以心軸3的頭部10作為前頭部，將鉚釘本體2的軸部5插入到使凸緣6與被連接部件的面相接觸。此插入，可以用手將空心鉚釘1插入安裝孔，也可在用連接工具保持空心鉚釘1的心軸9的狀態(tài)下進行。在用連接工具保持空心鉚釘1時，在這樣的狀態(tài)下，用手將空心鉚釘1插入安裝孔時，在用連接工具的尖端把住心軸3的軸部9的部分的狀態(tài)下，轉動連接工具，強烈地牽拉心軸軸部9，使其在斷裂部分11處發(fā)生斷裂。
牽拉心軸軸部9時，心軸頭部10的斜面14使鉚釘本體軸部5從端部7一側開始發(fā)生擴徑變形，此變形到鉚釘本體軸部5的周槽15部分為止。在此過程中，設定了在鉚釘本體擴徑部進行充分擴徑的狀態(tài)下壓接被連接部件的周槽位置。此時，增加了鉚釘本體的耐力和被連接部件的耐力，在其尖端的凸緣6一側的鉚釘本體軸部部分大體未發(fā)生變形。因此，空心鉚釘1的鉚釘本體軸部5在被連接部件的厚度部分(周槽15和凸緣之間的部分)未發(fā)生擴徑變形，可以避免對被連接部件施加較強的膨徑力。而且，對于較薄的被連接部件的塑料部件來講，在該部件上幾乎沒有變形應力作用，也不可能引起被連接部件破裂或漆膠泛白。另外，假設由于垂直方向的壓接力使被連接部件發(fā)生變形且破裂或漆膠泛白時，能夠降低心軸的斷裂力，減小壓接力進行相應處理。又由于在周槽15到端部7一側的鉚釘本體軸部部分，可以用較小的力使其擴徑變形，因此，能夠確保連接。而且，由于僅形成空心鉚釘的心軸頭部形狀和位于鉚釘本體軸部的周槽就足以，所以能夠提供可制作方法非常簡單、低成本的空心鉚釘。
參照圖3～圖7，對實際進行的實施例與比較例對照進行說明。圖3(A)是關于鉚釘本體軸部上沒有形成周槽的比較例的空心鉚釘示意圖。圖3(B)是關于形成有周槽15的本發(fā)明的空心鉚釘的示意圖。還有，圖5～圖7中，各圖的(A)均示出了比較例的空心鉚釘，各圖的(B)均示出了本發(fā)明實施例的空心鉚釘。
實施時空心鉚釘所使用的材料是，鉚釘本體由鋁合金進行制作，心軸由硬鋼絲進行制作。另外，各種尺寸為，鉚釘本體的軸部長度為6.4mm，凸緣是以直徑為6.4mm、厚度為0.9mm的圓形，周槽15的位置是，從凸緣面開始到4.0mm的位置處形成的。還有，本發(fā)明的實施例中，形成有周槽15，而比較例中沒有形成周槽15。心軸從凸緣突出的軸部部分的長度為26mm，心軸頭部的斜面傾斜度，設定為相對鉚釘本體軸部端部的端面成約30度角。其具體尺寸，可以參照本發(fā)明進行的比較討論，本發(fā)明對此并不作出限定。
圖4的曲線圖示出了比較例的心軸拉力(kN)相對空心鉚釘連接時的行程長度(mm)的特性曲線(實線)以及本發(fā)明的心軸拉力(kN)相對空心鉚釘連接時的行程長度(mm)的特性曲線(虛線)。圖中顯示出了這樣的情況，用連接工具逐漸牽拉心軸，在超過4mm并接近5mm的地方，拉力急劇下降，斷裂部分發(fā)生斷裂，連接作業(yè)結束。還有，斷裂時的最大拉力為2kN到2.5kN之間的程度，作為空心鉚釘進行了以較弱拉力就能使其發(fā)生斷裂的設定。此曲線圖中，C所示的行程長度，是比較例的空心鉚釘同本發(fā)明的空心鉚釘的行程長度之差。圖4的曲線圖中，本發(fā)明的空心鉚釘用比比較例的空心鉚釘短的行程長度，就能產生斷裂即、結束連接作業(yè)。即是說，示出了僅通過行程長度縮短的部分，就可以使心軸頭部不會潛入鉚釘本體軸部之中的情況。
圖5示出了在圖4曲線圖的D點鉚釘本體軸部擴徑變形的形式。圖5的(A)示出了比較例的空心鉚釘，(B)示出了關于本發(fā)明的空心鉚釘，借助于該空心鉚釘將多個被連接連接在一起。圖5(A)、(B)上部的被連接部件17為塑料部件。牽拉心軸到圖4的曲線D點時，心軸頭部的斜面使鉚釘本體軸部從端部一側開始發(fā)生擴徑進行變形。從圖5(A)的比較例中可以看出，這種變形在凸緣的一側為平緩的變形。此形狀對于被連接部件來講，容易破裂且出現如同打入楔子似的變形，會將較大的膨徑力施加到被連接部件上。與此相對，關于(B)的本發(fā)明的空心鉚釘，鉚釘本體軸部的擴徑變形，是變形到鉚釘本體軸部的周槽15的部分、即作為起點部分的，此部分是中間細的形式，壓接被連接部件。還有，在其尖端的凸緣側的鉚釘本體軸部部分幾乎沒有發(fā)生變形。與此相對，比較例中，心軸頭部潛入到較形成周槽的位置更靠近凸緣側的鉚釘本體軸部部分中，引起了被連接部件的破裂或漆膠泛白。
圖6示出了圖4曲線圖E點的連接后鉚釘本體軸部的擴徑變形的形式。圖6的(A)示出了比較例的空心鉚釘，(B)示出了關于本發(fā)明的空心鉚釘。圖6的(B)示出的形式為，空心鉚釘的鉚釘本體軸部在被連接部件的厚度部分幾乎不發(fā)生擴徑變形，能夠避免較強的膨徑力作用于被連接部件上，同時，從周槽開始到端部一側的鉚釘本體軸部可靠地發(fā)生了擴徑變形，塑料的被連接部件17未發(fā)生破裂、漆膠泛白，可靠地完成了連接。與此相對，圖6(A)的比較例的空心鉚釘，鉚釘本體軸部在被連接部件的厚度部分也發(fā)生變形，特別是圖中右側的鉚釘本體軸部在被連接部件的厚度部分發(fā)生了較大的變形。
圖7(A)、(B)是從上部觀察的圖6(A)、(B)的空心鉚釘連接后的平面圖。利用圖7(A)的比較例的空心鉚釘，在塑料被連接部件17上出現了破裂18。與此相對，可以明顯的看到，利用圖7(B)的本發(fā)明的空心鉚釘，在塑料被連接部件17上未發(fā)生破裂、漆膠泛白，可正常地完成連接。如上所述，本發(fā)明的空心鉚釘，在被連接部件上未出現破裂、漆膠泛白現象，能夠可靠地進行連接。
權利要求
1.一種空心鉚釘，包括由軸部與一端凸緣構成的中空的鉚釘本體；及長度大于插入該鉚釘本體中空孔的鉚釘本體長度的心軸，所述心軸以一端形成的頭部插入鉚釘本體凸緣的相反側的軸部端位置，用力牽拉心軸，使鉚釘本體的軸部發(fā)生擴徑變形，借助于該變形的軸部部分和所述凸緣，將所述空心鉚釘安裝到面板等被連接部件上，其特征在于所述心軸的頭部，其面對所述鉚釘本體軸部端部的面，做成從與鉚釘本體軸部的外徑大致相等的大徑部向小于鉚釘本體軸部內徑的小徑心軸軸部傾斜的斜面，在所述本體軸部的外周面上，在距凸緣的與被安裝部件厚度相等的位置或稍稍離開的位置上形成有周方向的周槽。
2.根據權利要求1所述的空心鉚釘，其特征在于所述心軸頭部的所述斜面為圓錐形狀。
3.根據權利要求1或2所述的空心鉚釘，其特征在于所述周槽，在所述鉚釘本體軸部的外周面的規(guī)定位置上，以滾軋成形或縮徑的方法形成。
全文摘要
本發(fā)明提供一種價格低、能夠使被連接部件不發(fā)生破裂且可靠地保證連接的空心鉚釘。該空心鉚釘(1)包括由軸部(5)與一端凸緣(6)構成的中空的鉚釘本體(2)；及長度大于插入該鉚釘本體中空孔的鉚釘本體長度的心軸(3)。心軸(3)的頭部(10)，其面對鉚釘本體軸部(5)的端部的面，做成從與鉚釘本體軸部(5)的外徑大致相等的大徑部向小于鉚釘本體軸部(5)內徑的小徑心軸軸部(9)傾斜的斜面(14)，在鉚釘本體軸部(5)的外周面上，在距凸緣的與被安裝部件厚度相等的位置或稍稍離開的位置上形成有周方向的周槽(15)。
文檔編號F16B19/08GK1447033SQ03106489
公開日2003年10月8日 申請日期2003年1月22日 優(yōu)先權日2002年1月22日
發(fā)明者柴田浩司 申請人:紐飛利有限公司