JP3069973B2 - かしめ取付用ナット部材の製造方法 - Google Patents
かしめ取付用ナット部材の製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、かしめ取付用ナット部
材、特に、筒体の一端にフランジ部を備え、その筒体
は、フランジ部に連設されて、そのフランジ部との間に
板材の取付孔周縁部を挟着すべく、かしめ加工を施され
るかしめ筒部と、そのかしめ筒部に連設されて内周面に
ねじを刻設されたねじ筒部とを有するナット部材の製造
方法に関する。
材、特に、筒体の一端にフランジ部を備え、その筒体
は、フランジ部に連設されて、そのフランジ部との間に
板材の取付孔周縁部を挟着すべく、かしめ加工を施され
るかしめ筒部と、そのかしめ筒部に連設されて内周面に
ねじを刻設されたねじ筒部とを有するナット部材の製造
方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種ナット部材は、Ａｌ−Ｍｇ
系合金に焼鈍処理を施したＡｌ合金材を用い、それに冷
間鍛造加工、切削加工等を施すことによって製造されて
いる。
系合金に焼鈍処理を施したＡｌ合金材を用い、それに冷
間鍛造加工、切削加工等を施すことによって製造されて
いる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】現在、例えば自動車用
ボディの構成材料としては、その軽量化を目的としてＡ
ｌ合金板が用いられている。このようなボディに他のＡ
ｌ合金製部品をボルト止めする場合には、電食防止の観
点よりＡｌ合金製ナット部材を用いるのが望ましい。
ボディの構成材料としては、その軽量化を目的としてＡ
ｌ合金板が用いられている。このようなボディに他のＡ
ｌ合金製部品をボルト止めする場合には、電食防止の観
点よりＡｌ合金製ナット部材を用いるのが望ましい。
【０００４】ところが、自動車用ボディは、他の部品を
ボルト止めされた後、塗装ラインへ搬送され、その塗膜
焼付け工程では、最高１８０℃の高温下に２８０分間と
いう長時間に亘って保持されるので、ボルトの締付トル
ク低下を極力抑制するためには、特にかしめ筒部の座屈
を防止し得るような大きな耐力を備えたナット部材が必
要となる。
ボルト止めされた後、塗装ラインへ搬送され、その塗膜
焼付け工程では、最高１８０℃の高温下に２８０分間と
いう長時間に亘って保持されるので、ボルトの締付トル
ク低下を極力抑制するためには、特にかしめ筒部の座屈
を防止し得るような大きな耐力を備えたナット部材が必
要となる。
【０００５】しかしながら、従来のナット部材は、その
材質に起因した耐力不足から前記要求に応ずることがで
きない、という問題がある。
材質に起因した耐力不足から前記要求に応ずることがで
きない、という問題がある。
【０００６】本発明は前記に鑑み、Ａｌ合金材および熱
処理法を特定することによって、大きな耐力を備えたナ
ット部材を得ることのできる前記製造方法を提供するこ
とを目的とする。
処理法を特定することによって、大きな耐力を備えたナ
ット部材を得ることのできる前記製造方法を提供するこ
とを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は，筒体の一端に
フランジ部を備え，その筒体は，前記フランジ部に連設
されて，そのフランジ部との間に板材の取付孔周縁部を
挟着すべく，かしめ加工を施されるかしめ筒部と，その
かしめ筒部に連設されて内周面にねじを刻設されたねじ
筒部とを有するナット部材をＡｌ系材料により製造する
ようにした，かしめ取付用ナット部材の製造方法におい
て，Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金に焼鈍処理を施したＡｌ合
金材を用いて前記筒体およびフランジ部を備えた中間体
を製造した後，その中間体に対し溶体化処理を施すよう
にし，その溶体化処理が，大気中，４９０〜５１０℃，
２〜４時間の条件下で行われることを第１の特徴とす
る。また本発明は，前記製造方法において，Ａｌ−Ｍｇ
−Ｓｉ系合金に焼鈍処理を施したＡｌ合金材を用いて前
記筒体およびフランジ部を備えた中間体を製造した後，
その中間体に対し溶体化処理を施すようにし，その溶体
化処理が，還元性雰囲気中，４９０〜５２０℃，２〜４
時間の条件下で行われることを第２の特徴とする。
フランジ部を備え，その筒体は，前記フランジ部に連設
されて，そのフランジ部との間に板材の取付孔周縁部を
挟着すべく，かしめ加工を施されるかしめ筒部と，その
かしめ筒部に連設されて内周面にねじを刻設されたねじ
筒部とを有するナット部材をＡｌ系材料により製造する
ようにした，かしめ取付用ナット部材の製造方法におい
て，Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金に焼鈍処理を施したＡｌ合
金材を用いて前記筒体およびフランジ部を備えた中間体
を製造した後，その中間体に対し溶体化処理を施すよう
にし，その溶体化処理が，大気中，４９０〜５１０℃，
２〜４時間の条件下で行われることを第１の特徴とす
る。また本発明は，前記製造方法において，Ａｌ−Ｍｇ
−Ｓｉ系合金に焼鈍処理を施したＡｌ合金材を用いて前
記筒体およびフランジ部を備えた中間体を製造した後，
その中間体に対し溶体化処理を施すようにし，その溶体
化処理が，還元性雰囲気中，４９０〜５２０℃，２〜４
時間の条件下で行われることを第２の特徴とする。
【０００８】
【実施例】図１において、かしめ取付用ナット部材１
は、筒体２の一端にフランジ部３を備えている。筒体２
は、フランジ部３に連設されてかしめ加工を施される薄
肉のかしめ筒部４と、そのかしめ筒部４に連設されて内
周面にねじ５を刻設された厚肉のねじ筒部６とを有す
る。
は、筒体２の一端にフランジ部３を備えている。筒体２
は、フランジ部３に連設されてかしめ加工を施される薄
肉のかしめ筒部４と、そのかしめ筒部４に連設されて内
周面にねじ５を刻設された厚肉のねじ筒部６とを有す
る。
【０００９】ナット部材１を自動車用ボディ７に取付け
る場合には、先ず、ナット部材１を図示しないかしめ工
具に保持させて、図１に示すように、筒体２をボディ７
を構成する板材８の取付孔９に挿通し、フランジ部２を
取付孔周縁部１０の一面側に係止させる。次いで、図２
に示すように、かしめ筒部４をかしめ工具により軸線方
向に圧縮して、そのかしめ筒部４における板材８および
ねじ筒部６間が二重のフランジ部１１を形成するように
変形し、その二重のフランジ部１１と前記フランジ部２
とにより取付孔周縁部１０を挟着するものである。
る場合には、先ず、ナット部材１を図示しないかしめ工
具に保持させて、図１に示すように、筒体２をボディ７
を構成する板材８の取付孔９に挿通し、フランジ部２を
取付孔周縁部１０の一面側に係止させる。次いで、図２
に示すように、かしめ筒部４をかしめ工具により軸線方
向に圧縮して、そのかしめ筒部４における板材８および
ねじ筒部６間が二重のフランジ部１１を形成するように
変形し、その二重のフランジ部１１と前記フランジ部２
とにより取付孔周縁部１０を挟着するものである。
【００１０】ボディ７に、部品１２をボルト止めする場
合には、図２に示すように、部品１２の挿通孔１３に取
付ボルト１４を挿通した後ナット部材１のねじ筒部６に
螺着する。
合には、図２に示すように、部品１２の挿通孔１３に取
付ボルト１４を挿通した後ナット部材１のねじ筒部６に
螺着する。
【００１１】ナット部材１、ボディ７を構成する板材８
および部品１２はＡｌ合金より構成され、これによりナ
ット部材１、板材８および部品１２間の電食が防止され
る。ボルト１４は鋼製である。
および部品１２はＡｌ合金より構成され、これによりナ
ット部材１、板材８および部品１２間の電食が防止され
る。ボルト１４は鋼製である。
【００１２】ナット部材１の製造に当っては、Ａｌ合金
材を用いて冷間鍛造加工、切削加工等により筒体２およ
びフランジ部３を備えた中間体を製造し、次いで中間体
に溶体化処理を施し、その後中間体に時効処理を施すも
のである。
材を用いて冷間鍛造加工、切削加工等により筒体２およ
びフランジ部３を備えた中間体を製造し、次いで中間体
に溶体化処理を施し、その後中間体に時効処理を施すも
のである。
【００１３】Ａｌ合金材としては、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系
合金に焼鈍処理を施したものが用いられる。Ａｌ−Ｍｇ
−Ｓｉ系合金には、強度、耐食性および伸びの優れた６
０００系Ａｌ合金が該当し、また焼鈍処理には、伸びの
向上を狙ったＪＩＳ調質記号「Ｏ」で示される熱処理が
該当する。
合金に焼鈍処理を施したものが用いられる。Ａｌ−Ｍｇ
−Ｓｉ系合金には、強度、耐食性および伸びの優れた６
０００系Ａｌ合金が該当し、また焼鈍処理には、伸びの
向上を狙ったＪＩＳ調質記号「Ｏ」で示される熱処理が
該当する。
【００１４】したがって、Ａｌ合金材は６０００系Ａｌ
合金Ｏ材として表わされる。このＡｌ合金材は、冷間鍛
造加工等の加工性が良好であるから、ナット部材１の量
産性を向上させる上で有効である。
合金Ｏ材として表わされる。このＡｌ合金材は、冷間鍛
造加工等の加工性が良好であるから、ナット部材１の量
産性を向上させる上で有効である。
【００１５】溶体化処理は、大気中で行う場合と、還元
性雰囲気中で行う場合とがある。大気中で行うときの条
件は、加熱温度４９０〜５１０℃、加熱時間２〜４時
間、水冷であり、また還元性雰囲気中で行うときの条件
は、加熱温度４９０〜５２０℃、加熱時間２〜４時間、
水冷である。
性雰囲気中で行う場合とがある。大気中で行うときの条
件は、加熱温度４９０〜５１０℃、加熱時間２〜４時
間、水冷であり、また還元性雰囲気中で行うときの条件
は、加熱温度４９０〜５２０℃、加熱時間２〜４時間、
水冷である。
【００１６】この溶体化処理によって６０００系Ａｌ合
金Ｏ材の耐力を向上させることができる。
金Ｏ材の耐力を向上させることができる。
【００１７】Ａｌ合金材の耐力が低い場合には、ナット
部材１とボルト１４との熱膨脹係数の相違に起因して、
薄肉かしめ筒部４の非かしめ領域４ａにおいて座屈を生
じ、その結果、ボルト１４の締付トルクが大幅に低下す
る、といった問題を生じるが、本発明によれば、このよ
うな問題を解消することができる。
部材１とボルト１４との熱膨脹係数の相違に起因して、
薄肉かしめ筒部４の非かしめ領域４ａにおいて座屈を生
じ、その結果、ボルト１４の締付トルクが大幅に低下す
る、といった問題を生じるが、本発明によれば、このよ
うな問題を解消することができる。
【００１８】また還元性雰囲気下で溶体化処理を行う
と、薄肉かしめ筒部４の酸化を防止して、その強度低下
を回避することができる。
と、薄肉かしめ筒部４の酸化を防止して、その強度低下
を回避することができる。
【００１９】溶体化処理において、加熱温度が４９０℃
未満ではＡｌ合金材が固溶体状態にならず、一方、大気
中で行う場合に加熱温度が５１０℃を超えると、高温酸
化による中間体の強度低下を招き、また還元性雰囲気中
で行う場合に加熱温度が５２０℃を超えると、ナット部
材１の強度が高くなり過ぎて伸びが低下するためかしめ
性が悪化する。また加熱時間が２時間未満では品質が不
安定となり、一方、４時間を超えるとコスト高となる。
未満ではＡｌ合金材が固溶体状態にならず、一方、大気
中で行う場合に加熱温度が５１０℃を超えると、高温酸
化による中間体の強度低下を招き、また還元性雰囲気中
で行う場合に加熱温度が５２０℃を超えると、ナット部
材１の強度が高くなり過ぎて伸びが低下するためかしめ
性が悪化する。また加熱時間が２時間未満では品質が不
安定となり、一方、４時間を超えるとコスト高となる。
【００２０】時効処理は、１２０〜１８０℃、１〜８時
間の条件下で行われ、この時効処理によってナット部材
１の耐衝撃性が向上する。
間の条件下で行われ、この時効処理によってナット部材
１の耐衝撃性が向上する。
【００２１】次に具体例について説明する。
【００２２】６０６１Ａｌ合金Ｏ材より中間体を製造
し、その中間体に次のような溶体化処理および時効処理
を施してナット部材１を製造した。即ち、中間体を５０
０℃にて２時間加熱した後水冷を行い、次いで１２０℃
にて１時間加熱した後炉冷を行った。
し、その中間体に次のような溶体化処理および時効処理
を施してナット部材１を製造した。即ち、中間体を５０
０℃にて２時間加熱した後水冷を行い、次いで１２０℃
にて１時間加熱した後炉冷を行った。
【００２３】このようにして得られたナット部材１を用
いて、次のようなボルト締結性能テストを行った。
いて、次のようなボルト締結性能テストを行った。
【００２４】図２に示すように、ナット部材１を、厚さ
１．０mmのＡｌ合金製板材８にかしめにより取付け、次
いで鋼製ボルト１４によりＡｌ合金製部品１２をねじ止
めした。このときの締付トルクは、１．１kgｆ・ｍであ
り、これは実使用時と同じである。
１．０mmのＡｌ合金製板材８にかしめにより取付け、次
いで鋼製ボルト１４によりＡｌ合金製部品１２をねじ止
めした。このときの締付トルクは、１．１kgｆ・ｍであ
り、これは実使用時と同じである。
【００２５】このように組立てられたテスト部材に、塗
膜焼付け工程を想定して、１８０℃、４０分間の加熱処
理を施し、次いで１４０℃、４０分間の加熱を６回繰返
す加熱処理を施した。この場合、各加熱終了毎に、２０
分間以上の空冷時間をとった。その後、トルクレンチに
より戻しトルクを測定したところ、その戻しトルクは
０．７kgｆ・ｍであった。
膜焼付け工程を想定して、１８０℃、４０分間の加熱処
理を施し、次いで１４０℃、４０分間の加熱を６回繰返
す加熱処理を施した。この場合、各加熱終了毎に、２０
分間以上の空冷時間をとった。その後、トルクレンチに
より戻しトルクを測定したところ、その戻しトルクは
０．７kgｆ・ｍであった。
【００２６】比較のため、Ａｌ−Ｍｇ系合金、例えば５
１５４Ａｌ合金Ｏ材よりなるナット部材（従来例に相
当）を用いて前記同様のテストを行ったところ、その戻
しトルクは０．４kgｆ・ｍであった。
１５４Ａｌ合金Ｏ材よりなるナット部材（従来例に相
当）を用いて前記同様のテストを行ったところ、その戻
しトルクは０．４kgｆ・ｍであった。
【００２７】前記テストより、本発明により得られたナ
ット部材１によれば、比較例のものに比べて、締付トル
クの低下を大幅に抑制し得ることが明らかである。
ット部材１によれば、比較例のものに比べて、締付トル
クの低下を大幅に抑制し得ることが明らかである。
【００２８】またかしめ性を調べたところ、本発明によ
り得られたナット部材は優れた伸びを有することから、
設定板厚２．０〜３．０mmを超えた板厚範囲、即ち１．
０〜３．５mmにおいても、かしめ得ることが確認され
た。
り得られたナット部材は優れた伸びを有することから、
設定板厚２．０〜３．０mmを超えた板厚範囲、即ち１．
０〜３．５mmにおいても、かしめ得ることが確認され
た。
【００２９】
【発明の効果】本発明によれば，一端側のフランジ部と
の間に板材の取付孔周縁部を挟着すべく，かしめ加工を
施されるかしめ筒部と，そのかしめ筒部に連設されて内
周面にねじを刻設されたねじ筒部とを有してＡｌ合金材
で構成されるナット部材の製造方法において，Ａｌ−Ｍ
ｇ−Ｓｉ系合金に焼鈍処理を施したＡｌ合金材製の中間
体に対する溶体化処理を，特に大気中では「４９０〜５
１０℃，２〜４時間」の条件下で，また還元性雰囲気中
においては，「４９０〜５２０℃，２〜４時間」の条件
下でそれぞれ行うようにしたので，かしめ加工時は元よ
り，かしめ加工後のボルト締結時等においても上記かし
め筒部に割れの生じない優れた耐力を有し，苛酷な環境
下におかれてもボルトの締付トルク低下が殆ど起こらな
いナット部材が得られる。 また特に上記溶体化処理にお
いて加熱温度の下限を４９０℃に限定したので，加熱温
度が低過ぎてＡｌ合金材が固溶体状態にならないような
不都合を回避できる。またその溶体化処理を大気中で行
う場合に加熱温度の上限を５１０℃に限定したので，加
熱温度が高過ぎて高温酸化により中間体の強度低下を招
くような不都合を回避でき，一方，かしめ筒部の酸化防
止のために溶体化処理を還元性雰囲気中で行う場合に，
加熱温度の上限を５２０℃に限定したので，加熱温度が
高過ぎてナット部材の強度が必要以上に高くなりかしめ
性が悪化するような不都合を回避できる。しかも上記溶
体化処理のための加熱時間を２〜４時間としたことで，
加熱コストの節減を図りながら，製品の品質安定が図ら
れる。
の間に板材の取付孔周縁部を挟着すべく，かしめ加工を
施されるかしめ筒部と，そのかしめ筒部に連設されて内
周面にねじを刻設されたねじ筒部とを有してＡｌ合金材
で構成されるナット部材の製造方法において，Ａｌ−Ｍ
ｇ−Ｓｉ系合金に焼鈍処理を施したＡｌ合金材製の中間
体に対する溶体化処理を，特に大気中では「４９０〜５
１０℃，２〜４時間」の条件下で，また還元性雰囲気中
においては，「４９０〜５２０℃，２〜４時間」の条件
下でそれぞれ行うようにしたので，かしめ加工時は元よ
り，かしめ加工後のボルト締結時等においても上記かし
め筒部に割れの生じない優れた耐力を有し，苛酷な環境
下におかれてもボルトの締付トルク低下が殆ど起こらな
いナット部材が得られる。 また特に上記溶体化処理にお
いて加熱温度の下限を４９０℃に限定したので，加熱温
度が低過ぎてＡｌ合金材が固溶体状態にならないような
不都合を回避できる。またその溶体化処理を大気中で行
う場合に加熱温度の上限を５１０℃に限定したので，加
熱温度が高過ぎて高温酸化により中間体の強度低下を招
くような不都合を回避でき，一方，かしめ筒部の酸化防
止のために溶体化処理を還元性雰囲気中で行う場合に，
加熱温度の上限を５２０℃に限定したので，加熱温度が
高過ぎてナット部材の強度が必要以上に高くなりかしめ
性が悪化するような不都合を回避できる。しかも上記溶
体化処理のための加熱時間を２〜４時間としたことで，
加熱コストの節減を図りながら，製品の品質安定が図ら
れる。
【００３０】以上の結果，優れたかしめ性，耐食性およ
び耐応力腐食割れ性を兼ね備えた極めて高品質のナット
部材が低コストで得られるものである。
び耐応力腐食割れ性を兼ね備えた極めて高品質のナット
部材が低コストで得られるものである。
【図１】Ａｌ合金製板材にナット部材を設置した状態を
示す断面図である。
示す断面図である。
【図２】かしめ後のナット部材に取付ボルトにより部品
を取付けた状態を示す断面図である。
を取付けた状態を示す断面図である。
１ ナット部材 ２ 筒体 ３ フランジ部 ４ かしめ筒部 ５ ねじ ６ ねじ筒部 ８ 板材 １０ 取付孔周縁部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｃ２２Ｆ 1/00 ６３０ Ｃ２２Ｆ 1/00 ６３０Ａ ６３１ ６３１Ａ ６９１ ６９１Ｂ ６９１Ｃ ６９１Ｚ (72)発明者 佐藤 正和 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式 会社本田技術研究所内 (72)発明者 梅村 博徳 愛知県豊橋市西赤沢町字郷ノ内100番地 (56)参考文献 特開 平３−66911（ＪＰ，Ａ) 特開 昭48−19416（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−30729（ＪＰ，Ａ) 実開 昭58−11112（ＪＰ，Ｕ) アルミニウムハンドブック（第４ 版），社団法人軽金属協会，平成２年１ 月15日発行 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C22F 1/04 - 1/057 F16B 37/04
Claims (2)
- 【請求項１】 筒体（２）の一端にフランジ部（３）を
備え，その筒体（２）は，前記フランジ部（３）に連設
されて，そのフランジ部（３）との間に板材（８）の取
付孔周縁部（１０）を挟着すべく，かしめ加工を施され
るかしめ筒部（４）と，そのかしめ筒部（４）に連設さ
れて内周面にねじ（５）を刻設されたねじ筒部（６）と
を有するナット部材（１）をＡｌ系材料により製造する
ようにした，かしめ取付用ナット部材の製造方法におい
て， Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金に焼鈍処理を施したＡｌ合金材
を用いて前記筒体（２）およびフランジ部（３）を備え
た中間体を製造した後，その中間体に対し溶体化処理を
施すようにし， その溶体化処理は，大気中，４９０〜５１０℃，２〜４
時間の条件下で行われる ことを特徴とする，かしめ取付
用ナット部材の製造方法。 - 【請求項２】 筒体（２）の一端にフランジ部（３）を
備え，その筒体（２）は，前記フランジ部（３）に連設
されて，そのフランジ部（３）との間に板材（８）の取
付孔周縁部（１０）を挟着すべく，かしめ加工を施され
るかしめ筒部（４）と，そのかしめ筒部（４）に連設さ
れて内周面にねじ（５）を刻設されたねじ筒部（６）と
を有するナット部材（１）をＡｌ系材料により製造する
ようにした，かしめ取付用ナット部材の製造方法におい
て， Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金に焼鈍処理を施したＡｌ合金材
を用いて前記筒体（２）およびフランジ部（３）を備え
た中間体を製造した後，その中間体に対し溶体化処理を
施すようにし， その溶体化処理は，還元性雰囲気中，４９０〜５２０
℃，２〜４時間の条件下で行われる ことを特徴とする，
かしめ取付用ナット部材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3189714A JP3069973B2 (ja) | 1991-07-30 | 1991-07-30 | かしめ取付用ナット部材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3189714A JP3069973B2 (ja) | 1991-07-30 | 1991-07-30 | かしめ取付用ナット部材の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0533108A JPH0533108A (ja) | 1993-02-09 |
| JP3069973B2 true JP3069973B2 (ja) | 2000-07-24 |
Family
ID=16245970
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3189714A Expired - Fee Related JP3069973B2 (ja) | 1991-07-30 | 1991-07-30 | かしめ取付用ナット部材の製造方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3069973B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001215399A (ja) | 2000-02-07 | 2001-08-10 | Fuji Photo Optical Co Ltd | 帯板状部材の取付調整機構 |
| JP2001356259A (ja) | 2000-06-13 | 2001-12-26 | Fuji Photo Optical Co Ltd | 帯板状部材の取付調整機構 |
| AU2006249212B2 (en) * | 2000-11-09 | 2008-05-29 | Avdel Uk Limited | Method of manufacturing a blind threaded insert |
| GB2368889B (en) * | 2000-11-09 | 2004-02-04 | Textron Fastening Syst Ltd | Method of manufacturing a blind threaded insert |
| JP2003090951A (ja) | 2001-09-17 | 2003-03-28 | Fuji Photo Optical Co Ltd | 帯板状部材の取付機構 |
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