バーリング構造、バーリング構造の製造方法
【課題】破壊トルクを高くするバーリング構造、及びこのバーリング構造の製造方法を得ることである。
【解決手段】バーリング構造１０の立ち壁１４の外周面１４Ａには、立ち壁１４の内周面１４Ｂの一部を凹状の凹部にすることで立ち壁１４の外周面１４Ａの基端部から先端部に至るように複数個のリブ部１６が成形されている。さらに、外周面１４Ａの基端部から先端部にかけてリブ部１６の断面は連続的に小さくされている。これにより、破壊トルクを高くするバーリング構造を得ることができる。
【解決手段】バーリング構造１０の立ち壁１４の外周面１４Ａには、立ち壁１４の内周面１４Ｂの一部を凹状の凹部にすることで立ち壁１４の外周面１４Ａの基端部から先端部に至るように複数個のリブ部１６が成形されている。さらに、外周面１４Ａの基端部から先端部にかけてリブ部１６の断面は連続的に小さくされている。これにより、破壊トルクを高くするバーリング構造を得ることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バーリング構造、及びバーリング構造の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、金属製板の孔の周縁部分を立ち上げることで成形された立ち壁の内周面に雌ネジが設けられているバーリングネジが記載されている。さらに、このバーリングネジの外周面には、外側に突出する複数個のリブが形成され、リブの高さは、立ち壁の高さより低く設定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２９３６６３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、破壊トルクを高くするバーリング構造を得ることである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の請求項１に係るバーリング構造は、金属製の板状部材に形成された貫通孔の周縁部分を立ち上げることで成形された円筒状の立ち壁と、前記立ち壁の内周面側に形成された凹状の凹部と対応すると共に、前記立ち壁の外周面の基端部から先端部に成形され、前記立ち壁の中心軸方向に直交する断面が、前記外周面の基端部から先端部にかけて連続的に小さくなる複数個の凸状の凸部と、を備えることを特徴とする。
【０００６】
本発明の請求項２に係るバーリング構造は、請求項１に記載において、前記立ち壁の中心軸方向に直交する断面において、前記凸部は、Ｖ字形状又は半円形状であることを特徴とする。
【０００７】
本発明の請求項３に係るバーリング構造は、請求項１又は２に記載において、複数個の前記凸部は、前記立ち壁の周方向に等間隔に配置されることを特徴とする。
【０００８】
本発明の請求項４に係るバーリング構造は、請求項１〜３の何れか１項に記載において、前記凹部は、前記立ち壁の内周面の基端部から先端部にかけて貫通していることを特徴とする。
【０００９】
本発明の請求項５に係るバーリング構造の製造方法は、金属製の板状部材に円状の貫通孔を開ける孔開け工程と、前記貫通孔の周縁部分を立ち上げることで円筒状の立ち壁を成形する立ち壁成形工程と、前記立ち壁の内周面の一部を凹状の凹部にしながら前記立ち壁の外周面の基端部から先端部に至ると共に、前記立ち壁の中心軸方向に直交する断面が、前記外周面の基端部から先端部にかけて連続的に小さくなる複数個の凸部を成形する凸部成形工程と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
本発明の請求項６に係るバーリング構造の製造方法は、金属製の板状部材に円状の貫通孔を開ける孔開け工程と、前記貫通孔の周縁部分を立ち上げることで円筒状の立ち壁を成形し、前記立ち壁の内周面の一部を凹状の凹部にしながら前記立ち壁の外周面の基端部から外周面の先端部に至ると共に、前記立ち壁の中心軸方向に直交する断面が、前記外周面の基端部から先端部にかけて連続的に小さくなる複数個の凸部を成形する立ち壁凸部成形工程と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
本発明の請求項７に係るバーリング構造の製造方法は、金属製の板状部材に円状の貫通孔を開け、前記貫通孔の周縁部分を立ち上げることで円筒状の立ち壁を成形し、前記立ち壁の内周面の一部を凹状の凹部にしながら前記立ち壁の外周面の基端部から外周面の先端部に至ると共に、前記立ち壁の中心軸方向に直交する断面が、前記外周面の基端部から先端部にかけて連続的に小さくなる複数個の凸部を成形する一括成形工程を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の請求項１のバーリング構造によれば、立ち壁の内周面の一部を凹形状にすることで立ち壁面の外周面の基端部から先端部に至る凸部が設けられない場合と比して、破壊トルクが高くなる。
【００１３】
本発明の請求項２のバーリング構造によれば、凸部の断面が、Ｖ字形状又は半円形状でない場合と比して、破壊トルクが高くなる。
【００１４】
本発明の請求項３のバーリング構造によれば、外周面に設けられた凸部が、立ち壁の周方向に等間隔に配置されていない場合と比して、破壊トルクが高くなる。
【００１５】
本発明の請求項４のバーリング構造によれば、立ち壁の内周面に設けられた凹部が立ち壁の内周面の基端部から先端部にかけて貫通していない場合と比して、容易に形状を成形することができる。
【００１６】
本発明の請求項５のバーリング構造の製造方法によれば、立ち壁の内周面の一部を凹状にしながら立ち壁の外周面の基端部から先端部に至る凸部を成形する凸部成形工程が備えられていない場合と比して、破壊トルクが高くなるバーリング構造を製造（成形）することができる。
【００１７】
本発明の請求項６のバーリング構造の製造方法によれば、立ち壁の成形と、凸部の成形とを同じ工程で行なわない場合と比して、工数を削減した上で、破壊トルクが高くなるバーリング構造を製造（成形）することができる。
【００１８】
本発明の請求項７のバーリング構造の製造方法によれば、貫通孔の孔開けと、立ち壁の成形と、凸部の成形とを同じ工程で行なわない場合と比して、工数を削減した上で、破壊トルクが高くなるバーリング構造を製造（成形）することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１実施形態に係るバーリング構造を一方向から示した斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係るバーリング構造を他方向から示した斜視図である。
【図３】（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）本発明の第１実施形態に係るバーリング構造を示した断面図である。
【図４】（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）本発明の第１実施形態に係るバーリング構造の製造方法を示した断面図である。
【図５】（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）本発明の第１実施形態に係るバーリング構造の製造方法を示した断面図である。
【図６】（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）本発明の第１実施形態に係るバーリング構造の製造方法を示した断面図である。
【図７】（Ａ）（Ｂ）本発明の第１実施形態に係るバーリング構造の製造方法に用いる成形パンチを示した斜視図、及び底面図である。
【図８】（Ａ）（Ｂ）本発明の第１実施形態に係るバーリング構造の評価方法を示した断面図である。
【図９】（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）本発明の第１実施形態に係るバーリング構造の評価に用いた本実施形態に係るバーリング構造、比較形態に係るバーリング構造、及び一般のバーリング構造を示した斜視図である。
【図１０】（Ａ）（Ｂ）本発明の第１実施形態に係るバーリング構造の評価に用いた本実施形態に係るバーリング構造、及び比較形態に係るバーリング構造を示した断面図である。
【図１１】（Ａ）（Ｂ）本発明の第１実施形態に係るバーリング構造の評価に用いた本実施形態に係るバーリング構造の評価結果を表で示した図面である。
【図１２】（Ａ）（Ｂ）本発明の第１実施形態に係るバーリング構造の評価に用いた比較形態に係るバーリング構造の評価結果を表で示した図面である。
【図１３】本発明の第１実施形態に係るバーリング構造の評価に用いた本実施形態に係るバーリング構造、比較形態に係るバーリング構造、及び一般のバーリング構造の評価結果をグラフで示した図面である。
【図１４】（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）本発明の第２実施形態に係るバーリング構造を示した断面図である。
【図１５】（Ａ）（Ｂ）本発明の第３実施形態に係るバーリング構造を示した斜視図及び平面図である。
【図１６】（Ａ）（Ｂ）本発明の第４実施形態に係るバーリング構造の製造方法を示した断面図である。
【図１７】（Ａ）（Ｂ）本発明の第４実施形態に係るバーリング構造の製造方法を示した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の第１実施形態に係るバーリング構造、及びバーリング構造の製造方法の一例について図１〜図１３に従って説明する。
【００２１】
（全体構成）
図１にはバーリング構造１０を金属製の板状部材の一例としての板金１２に対して凸状となる方向から見た斜視図が記載されており、図２にはバーリング構造１０を板金１２に対して凹状となる方向から見た斜視図が記載されている。なお、各図面では、板金１２の角部に成形上必要な角Ｒ（曲げＲ）については、省略して記載する場合がある。
【００２２】
図１、図２に示されるように、バーリング構造１０は、板金１２（例えば、電気亜鉛メッキ鋼板（ＳＥＣＣ）：板厚０．６〔ｍｍ〕）に貫通孔２８（図５参照）を形成してこの貫通孔２８の周縁部分を立ち上げることで成形される円筒状の立ち壁１４を備えている。
【００２３】
この立ち壁１４の外周面１４Ａには、立ち壁１４の内周面１４Ｂの一部を凹状の凹部１８（図２参照）にすることで立ち壁１４の外周面１４Ａの基端部から先端部に至るように複数個（本実施形態では３個）の凸部の一例としてのリブ部１６（図１参照）が成形されている。
【００２４】
ここで、図３（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）には、立ち壁１４の中心軸方向の異なる位置で、この立ち壁１４を輪切りにしたときの断面が記載されている。図３（Ａ）が外周面１４Ａの基端側の断面であり、図３（Ｃ）が外周面１４Ａの先端側の断面であり、図３（Ｂ）が基端側と先端側との間に位置する中央側の断面である。
【００２５】
図３（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）に示されるように、凹部１８及びリブ部１６の断面は、三角形状（Ｖ字形状）とされ、かつ、外周面１４Ａの基端部から外周面１４Ａの先端部にかけて凹部１８及びリブ部１６の断面は連続的に小さくされている（図１、図２参照）。
【００２６】
また、リブ部１６は、立ち壁１４の周方向に等間隔に配置されている。本実施形態では、リブ部１６は、３個であるため、立ち壁１４の軸線を中心として１２０度間隔でリブ部１６が配置されている。
【００２７】
なお、凹部１８及びリブ部１６の断面は、三角形状とされると記載したが、前述したように、角部には、成形上必要な角Ｒ（曲げＲ）が設けられるため、ここで記載する三角形状には、角部に角Ｒ（曲げＲ）が設けられるものも含まれるものとする。
【００２８】
（製造方法）
次に、バーリング構造１０の製造方法について説明する。
【００２９】
図４（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）に示されるように、板金１２に貫通孔２８を開ける孔開け工程では、先ず、板金１２を貫通孔２２Ａが設けられた支持台２２に載せると共に、押付部材２４を用いてこの支持台２２に板金１２を押し付ける。押付部材２４には、支持台２２に設けられた貫通孔２２Ａと板金１２を挟んで対向するように貫通孔２４Ａが設けられている。
【００３０】
さらに、少なくとも一部がこの貫通孔２４Ａ内に配置された円柱状の穴開けパンチ２６を、支持台２２側に移動させ、板金１２に貫通孔２８を開ける。
【００３１】
図５（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）に示されるように、貫通孔２８が開けられた板金１２に立ち壁１４を成形する立ち壁成形工程では、先ず、板金１２を断面円状の凹部３０Ａが設けられた支持台３０に載せる。さらに、押付部材３２を用いてこの支持台３０に板金１２を押し付ける。
【００３２】
支持台３０の凹部３０Ａの内径は、立ち壁１４の外周面１４Ａの径寸法に基づいて決められている。また、押付部材３２には、支持台３０に設けられた凹部３０Ａと板金１２を挟んで対向するように段付貫通孔３２Ａが設けられている。
【００３３】
一般部が段付き円柱状で先端部が円錐形状の成形パンチ２７の少なくとも一部がこの段付貫通孔３２Ａ内に配置されており、この成形パンチ２７を、支持台３０側に移動させ、板金１２に形成された貫通孔２８の周縁部分を立ち上げることで立ち壁１４を成形する。
【００３４】
具体的には、成形パンチ２７で貫通孔２８の周縁部分を延ばしながら凹部３０Ａの内周面に貫通孔２８の周縁部分を押し付けることで、板金１２の貫通孔２８の周縁部分を立ち上げる。
【００３５】
なお、板金１２を延ばしながら立ち壁１４を成形させるため、立ち壁１４の板厚は、一般部の板厚（０．６〔ｍｍ〕）より、薄くなり、例えば、０．３４〔ｍｍ〕となる。
【００３６】
図６（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）に示されるように、立ち壁１４が成形された板金１２にリブ部１６を成形する凸部成形工程では、先ず、立ち壁１４が成形された板金１２を支持台３６に載せる。さらに、押付部材３８を用いてこの支持台３６に板金１２を押し付ける。
【００３７】
この支持台３６は、リブ部１６を成形するための雌型とされており、立ち壁１４が挿入される凹状の挿入部３６Ａと、挿入部３６Ａの周囲に設けられると共に立ち壁１４を押し付けることでリブ部１６が成形される三角形状のリブ型部３６Ｂと、を備えている。
【００３８】
また、押付部材３８には、支持台３６に設けられた挿入部３６Ａと板金１２を挟んで対向するように段付貫通孔３８Ａが設けられている。
【００３９】
立ち壁１４の内周面１４Ｂの一部をリブ型部３６Ｂに向けて押し付ける３個の三角形状の押圧部４０Ａ（図７（Ａ）（Ｂ）参照）が設けられた成形パンチ４０の少なくとも一部がこの段付貫通孔３８Ａ（図６参照）内に配置されている。
【００４０】
図６（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）に示されるように、この成形パンチ４０を、支持台３６側に移動させ、立ち壁１４の内周面１４Ｂを支持台３６に設けられたリブ型部３６Ｂに押し付けることで立ち壁１４にリブ部１６を成形する。これにより、立ち壁１４の内周面の一部を凹状の凹部１８（図３参照）にすることで立ち壁１４の外周面１４Ａの基端部から先端部に至るように成形される複数個（本実施形態では３個）のリブ部１６を成形する。
【００４１】
（評価試験）
次に、本実施形態に係るバーリング構造１０と、比較形態に係るバーリング構造８０との評価試験等について説明する。
【００４２】
＜試験片＞
先ず、評価に用いる試験片の形状について説明する。
【００４３】
図９（Ａ）に示されるように、本実施形態に係るバーリング構造１０は、板厚０．６〔ｍｍ〕の電気亜鉛メッキ鋼板（ＳＥＣＣ）である板金１２を用いて成形される。また、バーリング構造１０の立ち壁１４の内径は、２．５９〔ｍｍ〕とされ、立ち壁１４の高さは、１．１３〔ｍｍ〕とされている。また、リブ部１６は、立ち壁１４の周方向に１２０度間隔で３個設けられ、立ち壁１４を輪切りにしたときのリブ部１６の断面は、三角形状とされている。
【００４４】
さらに、図１０（Ａ）に示されるように、立ち壁１４を立ち壁１４の高さ方向に切断した断面において、リブ部１６と板金１２の一般部との成す角は、４５〔度〕とされている。なお、立ち壁１４の板厚は、立ち壁１４が板金１２を延ばして成形されているため、板金１２の一般部の板厚より薄い０．３４〔ｍｍ〕とされている。
【００４５】
一方、図９（Ｂ）に示されるように、比較形態に係るバーリング構造８０は、リブ部８２以外の形状については、バーリング構造１０と同様である。
【００４６】
バーリング構造１０と相違するリブ部８２については、バーリング構造８０の立ち壁８４を輪切りにしたときのリブ部８２の断面が、四角形状とされている。
【００４７】
さらに、図１０（Ｂ）に示されるように、立ち壁８４を立ち壁８４の高さ方向に切断した断面において、リブ部８２と板金８８の一般部との成す角は、４５〔度〕とされ、リブ部８２の高さは、板金８８の一般部の表面から０．６〔ｍｍ〕とされている。
【００４８】
＜評価方法・評価項目＞
図８（Ａ）（Ｂ）に示されるように、Ｍ３のボルト４４を、被締結部材としての板金４２に形成された貫通孔４２Ａを通してバーリング構造１０、８０（図面はバーリング構造１０を記載）に締め込むことで、板金４２を板金１２、８８に締結（固定）させる。板金４２には、板厚０．６〔ｍｍ〕の電気亜鉛メッキ鋼板（ＳＥＣＣ）を用いる。
【００４９】
ボルト４４をバーリング構造１０、８０に締め付ける際に生じる締め付けトルク〔Ｎ・ｍ〕と、ボルト４４をバーリング構造１０、８０に締め付けてバーリング構造１０、８０が破壊する際に生じる破壊トルク〔Ｎ・ｍ〕とを測定して評価する。
【００５０】
＜評価結果＞
図１１（Ａ）（Ｂ）には、本実施形態のバーリング構造１０を用いた場合の評価結果が記載されている。図１１（Ａ）に示されるように、本実施形態のバーリング構造１０については、１８個の試験片を用いて１８回評価を行なった。
【００５１】
図１１（Ｂ）に示されるように、締め付けトルクの最大値（ｍａｘ）は、０．３１〔Ｎ・ｍ〕で、締め付けトルクの最小値（ｍｉｎ）は、０．１７〔Ｎ・ｍ〕で、レンジＲ（ｍａｘとｍｉｎの差）は、０．１４〔Ｎ・ｍ〕となった。
【００５２】
また、締め付けトルクの平均値（Ａｖｅ）は、０．２５〔Ｎ・ｍ〕となった。さらに、評価結果が正規分布していると仮定した場合の標準偏差（σ）が０．０４となり、この際の３σは、０．１２となる。そして、平均値に０．１２（３σ）を加えると０．３７〔Ｎ・ｍ〕となる（Ａｖｅ＋３σ）。
【００５３】
つまり、バーリング構造１０の形状等のバラツキを考慮してもボルト４４を、０．３７〔Ｎ・ｍ〕のトルクでバーリング構造１０に締め付けることで、板金４２が板金１２に締結される。
【００５４】
一方、破壊トルクの最大値（ｍａｘ）は、１．５〔Ｎ・ｍ〕で、破壊トルクの最小値（ｍｉｎ）は、１．２５〔Ｎ・ｍ〕で、レンジＲ（ｍａｘとｍｉｎの差）は、０．２５〔Ｎ・ｍ〕となった。
【００５５】
また、破壊トルクの平均値（Ａｖｅ）は、１．３８〔Ｎ・ｍ〕となった。評価結果が正規分布していると仮定した場合の標準偏差（σ）が０．０７となり、この際の３σは、０．２１となる。そして、平均値から０．２１（３σ）を減ずると１．１７〔Ｎ・ｍ〕となる（Ａｖｅ−３σ）。
【００５６】
つまり、バーリング構造１０の形状等のバラツキを考慮してもボルト４４を、１．１７〔Ｎ・ｍ〕のトルクでバーリング構造１０に締め付けることで、バーリング構造１０が破壊することがない。
【００５７】
すなわち、ボルト４４を、０．３７〔Ｎ・ｍ〕〜１．１７〔Ｎ・ｍ〕のトルクで、バーリング構造１０に締め付けることで、バーリング構造１０を破壊することなく、板金４２が板金１２に締結される。
【００５８】
これに対し、図１２（Ａ）（Ｂ）には、比較形態のバーリング構造８０を用いた場合の評価結果について記載されている。図１２（Ａ）に示されるように、比較形態のバーリング構造８０については、１８個の試験片を用いて１８回評価を行なった。
【００５９】
図１２（Ｂ）に示されるように、締め付けトルクの最大値（ｍａｘ）は、０．２９〔Ｎ・ｍ〕で、締め付けトルクの最小値（ｍｉｎ）は、０．１８〔Ｎ・ｍ〕で、レンジＲ（ｍａｘとｍｉｎの差）は、０．１１〔Ｎ・ｍ〕となった。
【００６０】
また、締め付けトルクの平均値（Ａｖｅ）は、０．２２〔Ｎ・ｍ〕となった。さらに、評価結果が正規分布していると仮定した場合の標準偏差（σ）が０．０３となり、この際の３σは０．０９となる。そして、平均値に０．０９（３σ）を加えると０．３１〔Ｎ・ｍ〕となる（Ａｖｅ＋３σ）。
【００６１】
つまり、バーリング構造８０の形状等のバラツキを考慮してもボルト４４を、０．３１〔Ｎ・ｍ〕のトルクでバーリング構造８０に締め付けることで、板金４２が板金８８に締結される。
【００６２】
一方、破壊トルクの最大値（ｍａｘ）は、１．２〔Ｎ・ｍ〕で、破壊トルクの最小値（ｍｉｎ）は、０．９８〔Ｎ・ｍ〕で、レンジＲ（ｍａｘとｍｉｎの差）は、０．２２〔Ｎ・ｍ〕となった。
【００６３】
また、破壊トルクの平均値（Ａｖｅ）は、１．０６〔Ｎ・ｍ〕となった。さらに、評価結果が正規分布していると仮定した場合の標準偏差（σ）が０．０６となり、この際の３σは、０．１８となる。そして、平均値から０．１８（３σ）を減ずると０．８８〔Ｎ・ｍ〕となる（Ａｖｅ＋３σ）。
【００６４】
つまり、バーリング構造８０の形状等のバラツキを考慮してもボルト４４を、０．８８〔Ｎ・ｍ〕のトルクでバーリング構造８０に締め付けることで、バーリング構造８０が破壊することがない。
【００６５】
すなわち、ボルト４４を、０．３１〔Ｎ・ｍ〕〜０．８８〔Ｎ・ｍ〕のトルクで、バーリング構造８０に締め付けることで、バーリング構造８０を破壊することなく、板金４２が板金８８に締結される。
【００６６】
ここで、図９（Ｃ）に示されるように、リブ部が設けられていないこと以外は、本実施形態と同一仕様とされる一般的なバーリング構造９０（一般バーリング）を用いた場合について説明する。このバーリング構造９０は、板金９２に成形されている。
【００６７】
ボルト４４をバーリング構造９０に締め付けた場合に、どの程度のトルクでボルト４４を、バーリング構造９０に締め付けることで、バーリング構造９０を破壊することなく、板金４２が板金９２に締結されかを、本実施形態及び比較形態の場合と同様の算出方法により求めた。
【００６８】
この結果、バーリング構造９０の場合には、０．６〔Ｎ・ｍ〕〜１．０〔Ｎ・ｍ〕のトルクで、ボルト４４をバーリング構造９０に締め付けることで、バーリング構造９０を破壊することなく、板金４２が板金９２に締結される。
【００６９】
図１３には、ボルト４４を、バーリング構造１０、８０、９０に締め付けることで、バーリング構造１０、８０、９０を破壊することなく、板金４２が板金１２、８８、９２に締結されるトルクについてグラフで記載されている。
【００７０】
このグラフからも分かるように、本実施形態に係るバーリング構造１０では、ボルト４４を用いて締め付けた際に、比較形態及び一般バーリングと比して、破壊トルクが高くなる。
【００７１】
また、このグラフから分かるように、本実施形態に係るバーリング構造１０を用いることで、締め付けトルクのレンジＲ（ｍａｘ−ｍｉｎ）が、比較形態及び一般バーリングと比して、大きくなる。
【００７２】
また、リブ部１６が、立ち壁１４の周方向に等間隔に配置されるため、バランス良く立ち壁１４が支持される。
【００７３】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態に係るバーリング構造、バーリング構造の製造方法の一例について図１４に従って説明する。なお、第１実施形態と同一部材については、同一符号を付してその説明を省略する。
【００７４】
図１４（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）には、バーリング構造５０の立ち壁１４の中心軸方向の異なる位置で、この立ち壁１４を輪切りにしたときの断面が記載されている。図１４（Ａ）が外周面１４Ａの基端側の断面であり、図１４（Ｃ）が外周面１４Ａの先端側の断面であり、図１４（Ｂ）が基端側と先端側との間に位置する中央側の断面である。
【００７５】
図１４（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）に示されるように、凹部５２及びリブ部５４の断面は、半円形状（円弧状）とされ、かつ、外周面１４Ａの基端部から外周面１４Ａの先端部にかけてこのリブ部５４の断面が連続的に小さくされている。
【００７６】
以上説明したように、凹部５２及びリブ部５４の断面を半円形状とすることで、リブ部５４を成形するための成形パンチの押圧部の断面が半円形状となり、断面が三角形状（Ｖ字形状）の場合（図７参照）と比してエッジ部を丸めることができるので、成形パンチの耐久性（寿命）が向上する。
【００７７】
なお、第２実施形態においても板厚０．６〔ｍｍ〕の電気亜鉛メッキ鋼板（ＳＥＣＣ）を用いており、その作用については、第１実施形態と同様である。
【００７８】
＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態に係るバーリング構造、バーリング構造の製造方法の一例について図１５に従って説明する。なお、第１実施形態と同一部材については、同一符号を付してその説明を省略する。
【００７９】
図１５（Ａ）（Ｂ）に示されるように、第３実施形態に係るバーリング構造６０では、リブ部１６は、立ち壁１４の周方向に等間隔に配置されていない。それに替えて、立て壁１４の中心軸方向から見た平面視（図１５（Ｂ）参照）で平行に配置される２個のリブ部１６から構成されるリブセット６２が、立ち壁１４を挟んで２個設けられている。
【００８０】
このように、レイアウト上、リブ部１６を立ち壁１４の周方向に等間隔に配置できない場合でも、バーリング構造６０の破壊トルクが高くなる。
【００８１】
なお、第３実施形態の他の構成については、リブ部１６が、立ち壁１４の周方向に等間隔に配置される以外は、第１実施形態と同様である。また、第３実施形態においても板厚０．６〔ｍｍ〕の電気亜鉛メッキ鋼板（ＳＥＣＣ）を用いており、その作用についても第１実施形態と同様である。
【００８２】
＜第４実施形態＞
次に、本発明の第４実施形態に係るバーリング構造、バーリング構造の製造方法の一例について図１６、図１７に従って説明する。なお、第１実施形態と同一部材については、同一符号を付してその説明を省略する。
【００８３】
図１６、図１７に示されるように、本実施形態のバーリング構造の製造方法では、孔開け工程、立ち壁成形工程、及び凸部成形工程は、夫々設けられておらず、一括成形工程にて、孔開け、立ち壁成形、及びリブ成形が行なわれる。なお、図１６（Ａ）〜図１６（Ｄ）で説明する以下の動作については、夫々図面毎に分けて説明するが、一連した動作である。
【００８４】
図１６（Ａ）に示されるように、先ず、板金１２を段付き円柱状の貫通孔６６Ａが設けられた支持台６６に載せると共に、押付部材６８を用いてこの支持台６６に板金１２を押し付ける。
【００８５】
押付部材６８には、支持台６６に形成された貫通孔６６Ａと板金１２を挟んで対向するように貫通孔６８Ａが設けられている。バーリング構造１０を成形させるための成形パンチ７０の少なくとも一部がこの貫通孔６８Ａ内に配置されている。
【００８６】
この成形パンチ７０の先端部には、板金１２に貫通孔２８を開けるための円柱状の孔開け部７０Ａが設けられ、孔開け部７０Ａの基端側には、立ち壁１４を成形するための孔開け部７０Ａよりも大径化された円柱状の立ち壁成形部７０Ｂが設けられている。
【００８７】
さらに、立ち壁成形部７０Ｂの外周面には、リブ部１６を成形するための三角形状の押圧部７０Ｃが突出して設けられている。
【００８８】
一方、支持台６６の貫通孔６６Ａには、板金１２に貫通孔２８を開ける際に貫通孔２８の周囲を先端部で支持する円筒状の円筒部材７２が配置されており、この円筒部材７２は、板金１２に対して近接離間する方向に貫通孔６６Ａ内を移動可能とされている。円筒部材７２の基端側には、円筒部材７２が板金１２と接するように円筒部材７２を板金１２に向けて付勢するバネ部材７４が設けられている。バネ部材７４の付勢力により板金１２に向けて付勢された円筒部材７２は、円筒部材７２に設けられた拡径部７２Ａと、貫通孔６６Ａに設けられた段付き部７６が接触することで、板金１２を先端部で支持する位置で停止するようになっている。
【００８９】
図１６（Ｂ）に示されるように、板金１２が押付部材６８により支持台６６に押し付けられた状態で、成形パンチ７０を支持台６６側に移動させ、成形パンチ７０の孔開け部７０Ｃにより、板金１２に貫通孔２８を開ける。
【００９０】
図１６（Ｃ）に示されるように、さらに、成形パンチ７０を支持台６６側に移動させると、円筒部材７２が、成形パンチ７０の立ち壁成形部７０Ｂに押されて板金１２から離間する。さらに、成形パンチ７０の立ち壁成形部７０Ｂ及び押圧部７０Ｃが貫通孔２８の周縁部分を延ばしながら貫通孔６６Ａの内周面に貫通孔２８の周縁部分を押し付ける。このように、板金１２の貫通孔２８の周縁部分を立ち上げることで立ち壁１４及びリブ部１６を成形する。これにより、バーリング構造１０を成形する。
【００９１】
図１６（Ｄ）に示されるように、バーリング構造１０を成形した後は、成形パンチ７０を板金１２から離間させる。
【００９２】
以上説明したように、バーリング構造１０が一つの工程（一括成形工程）で成形されるため、工数が削減される。
【００９３】
なお、他の第４実施形態の作用については、第１実施形態と同様である。
【００９４】
また、本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかである。例えば、上記実施形態では、特に言及しなかったが、立ち壁１４の内周面に雌ねじを成形してもよい。
【００９５】
また、上記第１、２実施形態では、特に言及しなかったが、凹部１８、５２は、立ち壁１４の内周面１４Ｂの基端部から先端部にかけて貫通していてもよい。
【００９６】
また、上記第１、２実施形態では、リブ部１６、５４が、３個の場合について説明したが、特に３個に限定されず、２個や４個以上であってもよい。
【００９７】
また、上記第１、２実施形態では、リブ部１６、５４が、立ち壁１４の周方向に等間隔に配置される構成について説明したが、特に等間隔に限定されることなく、間隔が異なっていてもよい。
【００９８】
また、上記第４実施形態では、一括成形工程にて、孔開け、立ち壁成形、及びリブ成形を一括して行なったが、孔開け工程と、立ち壁成形及びリブ成形を行なう立ち壁凸部成形工程を分けてもよい。
【符号の説明】
【００９９】
１０ バーリング構造
１２ 板金（金属製の板状部材の一例）
１４ 立ち壁
１４Ａ 外周面
１４Ｂ 内周面
１６ リブ部
１８ 凹部
２８ 貫通孔
５０ バーリング構造
５２ 凹部
５４ リブ部
６０ バーリング構造
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バーリング構造、及びバーリング構造の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、金属製板の孔の周縁部分を立ち上げることで成形された立ち壁の内周面に雌ネジが設けられているバーリングネジが記載されている。さらに、このバーリングネジの外周面には、外側に突出する複数個のリブが形成され、リブの高さは、立ち壁の高さより低く設定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２９３６６３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、破壊トルクを高くするバーリング構造を得ることである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の請求項１に係るバーリング構造は、金属製の板状部材に形成された貫通孔の周縁部分を立ち上げることで成形された円筒状の立ち壁と、前記立ち壁の内周面側に形成された凹状の凹部と対応すると共に、前記立ち壁の外周面の基端部から先端部に成形され、前記立ち壁の中心軸方向に直交する断面が、前記外周面の基端部から先端部にかけて連続的に小さくなる複数個の凸状の凸部と、を備えることを特徴とする。
【０００６】
本発明の請求項２に係るバーリング構造は、請求項１に記載において、前記立ち壁の中心軸方向に直交する断面において、前記凸部は、Ｖ字形状又は半円形状であることを特徴とする。
【０００７】
本発明の請求項３に係るバーリング構造は、請求項１又は２に記載において、複数個の前記凸部は、前記立ち壁の周方向に等間隔に配置されることを特徴とする。
【０００８】
本発明の請求項４に係るバーリング構造は、請求項１〜３の何れか１項に記載において、前記凹部は、前記立ち壁の内周面の基端部から先端部にかけて貫通していることを特徴とする。
【０００９】
本発明の請求項５に係るバーリング構造の製造方法は、金属製の板状部材に円状の貫通孔を開ける孔開け工程と、前記貫通孔の周縁部分を立ち上げることで円筒状の立ち壁を成形する立ち壁成形工程と、前記立ち壁の内周面の一部を凹状の凹部にしながら前記立ち壁の外周面の基端部から先端部に至ると共に、前記立ち壁の中心軸方向に直交する断面が、前記外周面の基端部から先端部にかけて連続的に小さくなる複数個の凸部を成形する凸部成形工程と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
本発明の請求項６に係るバーリング構造の製造方法は、金属製の板状部材に円状の貫通孔を開ける孔開け工程と、前記貫通孔の周縁部分を立ち上げることで円筒状の立ち壁を成形し、前記立ち壁の内周面の一部を凹状の凹部にしながら前記立ち壁の外周面の基端部から外周面の先端部に至ると共に、前記立ち壁の中心軸方向に直交する断面が、前記外周面の基端部から先端部にかけて連続的に小さくなる複数個の凸部を成形する立ち壁凸部成形工程と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
本発明の請求項７に係るバーリング構造の製造方法は、金属製の板状部材に円状の貫通孔を開け、前記貫通孔の周縁部分を立ち上げることで円筒状の立ち壁を成形し、前記立ち壁の内周面の一部を凹状の凹部にしながら前記立ち壁の外周面の基端部から外周面の先端部に至ると共に、前記立ち壁の中心軸方向に直交する断面が、前記外周面の基端部から先端部にかけて連続的に小さくなる複数個の凸部を成形する一括成形工程を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の請求項１のバーリング構造によれば、立ち壁の内周面の一部を凹形状にすることで立ち壁面の外周面の基端部から先端部に至る凸部が設けられない場合と比して、破壊トルクが高くなる。
【００１３】
本発明の請求項２のバーリング構造によれば、凸部の断面が、Ｖ字形状又は半円形状でない場合と比して、破壊トルクが高くなる。
【００１４】
本発明の請求項３のバーリング構造によれば、外周面に設けられた凸部が、立ち壁の周方向に等間隔に配置されていない場合と比して、破壊トルクが高くなる。
【００１５】
本発明の請求項４のバーリング構造によれば、立ち壁の内周面に設けられた凹部が立ち壁の内周面の基端部から先端部にかけて貫通していない場合と比して、容易に形状を成形することができる。
【００１６】
本発明の請求項５のバーリング構造の製造方法によれば、立ち壁の内周面の一部を凹状にしながら立ち壁の外周面の基端部から先端部に至る凸部を成形する凸部成形工程が備えられていない場合と比して、破壊トルクが高くなるバーリング構造を製造（成形）することができる。
【００１７】
本発明の請求項６のバーリング構造の製造方法によれば、立ち壁の成形と、凸部の成形とを同じ工程で行なわない場合と比して、工数を削減した上で、破壊トルクが高くなるバーリング構造を製造（成形）することができる。
【００１８】
本発明の請求項７のバーリング構造の製造方法によれば、貫通孔の孔開けと、立ち壁の成形と、凸部の成形とを同じ工程で行なわない場合と比して、工数を削減した上で、破壊トルクが高くなるバーリング構造を製造（成形）することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１実施形態に係るバーリング構造を一方向から示した斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係るバーリング構造を他方向から示した斜視図である。
【図３】（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）本発明の第１実施形態に係るバーリング構造を示した断面図である。
【図４】（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）本発明の第１実施形態に係るバーリング構造の製造方法を示した断面図である。
【図５】（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）本発明の第１実施形態に係るバーリング構造の製造方法を示した断面図である。
【図６】（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）本発明の第１実施形態に係るバーリング構造の製造方法を示した断面図である。
【図７】（Ａ）（Ｂ）本発明の第１実施形態に係るバーリング構造の製造方法に用いる成形パンチを示した斜視図、及び底面図である。
【図８】（Ａ）（Ｂ）本発明の第１実施形態に係るバーリング構造の評価方法を示した断面図である。
【図９】（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）本発明の第１実施形態に係るバーリング構造の評価に用いた本実施形態に係るバーリング構造、比較形態に係るバーリング構造、及び一般のバーリング構造を示した斜視図である。
【図１０】（Ａ）（Ｂ）本発明の第１実施形態に係るバーリング構造の評価に用いた本実施形態に係るバーリング構造、及び比較形態に係るバーリング構造を示した断面図である。
【図１１】（Ａ）（Ｂ）本発明の第１実施形態に係るバーリング構造の評価に用いた本実施形態に係るバーリング構造の評価結果を表で示した図面である。
【図１２】（Ａ）（Ｂ）本発明の第１実施形態に係るバーリング構造の評価に用いた比較形態に係るバーリング構造の評価結果を表で示した図面である。
【図１３】本発明の第１実施形態に係るバーリング構造の評価に用いた本実施形態に係るバーリング構造、比較形態に係るバーリング構造、及び一般のバーリング構造の評価結果をグラフで示した図面である。
【図１４】（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）本発明の第２実施形態に係るバーリング構造を示した断面図である。
【図１５】（Ａ）（Ｂ）本発明の第３実施形態に係るバーリング構造を示した斜視図及び平面図である。
【図１６】（Ａ）（Ｂ）本発明の第４実施形態に係るバーリング構造の製造方法を示した断面図である。
【図１７】（Ａ）（Ｂ）本発明の第４実施形態に係るバーリング構造の製造方法を示した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の第１実施形態に係るバーリング構造、及びバーリング構造の製造方法の一例について図１〜図１３に従って説明する。
【００２１】
（全体構成）
図１にはバーリング構造１０を金属製の板状部材の一例としての板金１２に対して凸状となる方向から見た斜視図が記載されており、図２にはバーリング構造１０を板金１２に対して凹状となる方向から見た斜視図が記載されている。なお、各図面では、板金１２の角部に成形上必要な角Ｒ（曲げＲ）については、省略して記載する場合がある。
【００２２】
図１、図２に示されるように、バーリング構造１０は、板金１２（例えば、電気亜鉛メッキ鋼板（ＳＥＣＣ）：板厚０．６〔ｍｍ〕）に貫通孔２８（図５参照）を形成してこの貫通孔２８の周縁部分を立ち上げることで成形される円筒状の立ち壁１４を備えている。
【００２３】
この立ち壁１４の外周面１４Ａには、立ち壁１４の内周面１４Ｂの一部を凹状の凹部１８（図２参照）にすることで立ち壁１４の外周面１４Ａの基端部から先端部に至るように複数個（本実施形態では３個）の凸部の一例としてのリブ部１６（図１参照）が成形されている。
【００２４】
ここで、図３（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）には、立ち壁１４の中心軸方向の異なる位置で、この立ち壁１４を輪切りにしたときの断面が記載されている。図３（Ａ）が外周面１４Ａの基端側の断面であり、図３（Ｃ）が外周面１４Ａの先端側の断面であり、図３（Ｂ）が基端側と先端側との間に位置する中央側の断面である。
【００２５】
図３（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）に示されるように、凹部１８及びリブ部１６の断面は、三角形状（Ｖ字形状）とされ、かつ、外周面１４Ａの基端部から外周面１４Ａの先端部にかけて凹部１８及びリブ部１６の断面は連続的に小さくされている（図１、図２参照）。
【００２６】
また、リブ部１６は、立ち壁１４の周方向に等間隔に配置されている。本実施形態では、リブ部１６は、３個であるため、立ち壁１４の軸線を中心として１２０度間隔でリブ部１６が配置されている。
【００２７】
なお、凹部１８及びリブ部１６の断面は、三角形状とされると記載したが、前述したように、角部には、成形上必要な角Ｒ（曲げＲ）が設けられるため、ここで記載する三角形状には、角部に角Ｒ（曲げＲ）が設けられるものも含まれるものとする。
【００２８】
（製造方法）
次に、バーリング構造１０の製造方法について説明する。
【００２９】
図４（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）に示されるように、板金１２に貫通孔２８を開ける孔開け工程では、先ず、板金１２を貫通孔２２Ａが設けられた支持台２２に載せると共に、押付部材２４を用いてこの支持台２２に板金１２を押し付ける。押付部材２４には、支持台２２に設けられた貫通孔２２Ａと板金１２を挟んで対向するように貫通孔２４Ａが設けられている。
【００３０】
さらに、少なくとも一部がこの貫通孔２４Ａ内に配置された円柱状の穴開けパンチ２６を、支持台２２側に移動させ、板金１２に貫通孔２８を開ける。
【００３１】
図５（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）に示されるように、貫通孔２８が開けられた板金１２に立ち壁１４を成形する立ち壁成形工程では、先ず、板金１２を断面円状の凹部３０Ａが設けられた支持台３０に載せる。さらに、押付部材３２を用いてこの支持台３０に板金１２を押し付ける。
【００３２】
支持台３０の凹部３０Ａの内径は、立ち壁１４の外周面１４Ａの径寸法に基づいて決められている。また、押付部材３２には、支持台３０に設けられた凹部３０Ａと板金１２を挟んで対向するように段付貫通孔３２Ａが設けられている。
【００３３】
一般部が段付き円柱状で先端部が円錐形状の成形パンチ２７の少なくとも一部がこの段付貫通孔３２Ａ内に配置されており、この成形パンチ２７を、支持台３０側に移動させ、板金１２に形成された貫通孔２８の周縁部分を立ち上げることで立ち壁１４を成形する。
【００３４】
具体的には、成形パンチ２７で貫通孔２８の周縁部分を延ばしながら凹部３０Ａの内周面に貫通孔２８の周縁部分を押し付けることで、板金１２の貫通孔２８の周縁部分を立ち上げる。
【００３５】
なお、板金１２を延ばしながら立ち壁１４を成形させるため、立ち壁１４の板厚は、一般部の板厚（０．６〔ｍｍ〕）より、薄くなり、例えば、０．３４〔ｍｍ〕となる。
【００３６】
図６（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）に示されるように、立ち壁１４が成形された板金１２にリブ部１６を成形する凸部成形工程では、先ず、立ち壁１４が成形された板金１２を支持台３６に載せる。さらに、押付部材３８を用いてこの支持台３６に板金１２を押し付ける。
【００３７】
この支持台３６は、リブ部１６を成形するための雌型とされており、立ち壁１４が挿入される凹状の挿入部３６Ａと、挿入部３６Ａの周囲に設けられると共に立ち壁１４を押し付けることでリブ部１６が成形される三角形状のリブ型部３６Ｂと、を備えている。
【００３８】
また、押付部材３８には、支持台３６に設けられた挿入部３６Ａと板金１２を挟んで対向するように段付貫通孔３８Ａが設けられている。
【００３９】
立ち壁１４の内周面１４Ｂの一部をリブ型部３６Ｂに向けて押し付ける３個の三角形状の押圧部４０Ａ（図７（Ａ）（Ｂ）参照）が設けられた成形パンチ４０の少なくとも一部がこの段付貫通孔３８Ａ（図６参照）内に配置されている。
【００４０】
図６（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）に示されるように、この成形パンチ４０を、支持台３６側に移動させ、立ち壁１４の内周面１４Ｂを支持台３６に設けられたリブ型部３６Ｂに押し付けることで立ち壁１４にリブ部１６を成形する。これにより、立ち壁１４の内周面の一部を凹状の凹部１８（図３参照）にすることで立ち壁１４の外周面１４Ａの基端部から先端部に至るように成形される複数個（本実施形態では３個）のリブ部１６を成形する。
【００４１】
（評価試験）
次に、本実施形態に係るバーリング構造１０と、比較形態に係るバーリング構造８０との評価試験等について説明する。
【００４２】
＜試験片＞
先ず、評価に用いる試験片の形状について説明する。
【００４３】
図９（Ａ）に示されるように、本実施形態に係るバーリング構造１０は、板厚０．６〔ｍｍ〕の電気亜鉛メッキ鋼板（ＳＥＣＣ）である板金１２を用いて成形される。また、バーリング構造１０の立ち壁１４の内径は、２．５９〔ｍｍ〕とされ、立ち壁１４の高さは、１．１３〔ｍｍ〕とされている。また、リブ部１６は、立ち壁１４の周方向に１２０度間隔で３個設けられ、立ち壁１４を輪切りにしたときのリブ部１６の断面は、三角形状とされている。
【００４４】
さらに、図１０（Ａ）に示されるように、立ち壁１４を立ち壁１４の高さ方向に切断した断面において、リブ部１６と板金１２の一般部との成す角は、４５〔度〕とされている。なお、立ち壁１４の板厚は、立ち壁１４が板金１２を延ばして成形されているため、板金１２の一般部の板厚より薄い０．３４〔ｍｍ〕とされている。
【００４５】
一方、図９（Ｂ）に示されるように、比較形態に係るバーリング構造８０は、リブ部８２以外の形状については、バーリング構造１０と同様である。
【００４６】
バーリング構造１０と相違するリブ部８２については、バーリング構造８０の立ち壁８４を輪切りにしたときのリブ部８２の断面が、四角形状とされている。
【００４７】
さらに、図１０（Ｂ）に示されるように、立ち壁８４を立ち壁８４の高さ方向に切断した断面において、リブ部８２と板金８８の一般部との成す角は、４５〔度〕とされ、リブ部８２の高さは、板金８８の一般部の表面から０．６〔ｍｍ〕とされている。
【００４８】
＜評価方法・評価項目＞
図８（Ａ）（Ｂ）に示されるように、Ｍ３のボルト４４を、被締結部材としての板金４２に形成された貫通孔４２Ａを通してバーリング構造１０、８０（図面はバーリング構造１０を記載）に締め込むことで、板金４２を板金１２、８８に締結（固定）させる。板金４２には、板厚０．６〔ｍｍ〕の電気亜鉛メッキ鋼板（ＳＥＣＣ）を用いる。
【００４９】
ボルト４４をバーリング構造１０、８０に締め付ける際に生じる締め付けトルク〔Ｎ・ｍ〕と、ボルト４４をバーリング構造１０、８０に締め付けてバーリング構造１０、８０が破壊する際に生じる破壊トルク〔Ｎ・ｍ〕とを測定して評価する。
【００５０】
＜評価結果＞
図１１（Ａ）（Ｂ）には、本実施形態のバーリング構造１０を用いた場合の評価結果が記載されている。図１１（Ａ）に示されるように、本実施形態のバーリング構造１０については、１８個の試験片を用いて１８回評価を行なった。
【００５１】
図１１（Ｂ）に示されるように、締め付けトルクの最大値（ｍａｘ）は、０．３１〔Ｎ・ｍ〕で、締め付けトルクの最小値（ｍｉｎ）は、０．１７〔Ｎ・ｍ〕で、レンジＲ（ｍａｘとｍｉｎの差）は、０．１４〔Ｎ・ｍ〕となった。
【００５２】
また、締め付けトルクの平均値（Ａｖｅ）は、０．２５〔Ｎ・ｍ〕となった。さらに、評価結果が正規分布していると仮定した場合の標準偏差（σ）が０．０４となり、この際の３σは、０．１２となる。そして、平均値に０．１２（３σ）を加えると０．３７〔Ｎ・ｍ〕となる（Ａｖｅ＋３σ）。
【００５３】
つまり、バーリング構造１０の形状等のバラツキを考慮してもボルト４４を、０．３７〔Ｎ・ｍ〕のトルクでバーリング構造１０に締め付けることで、板金４２が板金１２に締結される。
【００５４】
一方、破壊トルクの最大値（ｍａｘ）は、１．５〔Ｎ・ｍ〕で、破壊トルクの最小値（ｍｉｎ）は、１．２５〔Ｎ・ｍ〕で、レンジＲ（ｍａｘとｍｉｎの差）は、０．２５〔Ｎ・ｍ〕となった。
【００５５】
また、破壊トルクの平均値（Ａｖｅ）は、１．３８〔Ｎ・ｍ〕となった。評価結果が正規分布していると仮定した場合の標準偏差（σ）が０．０７となり、この際の３σは、０．２１となる。そして、平均値から０．２１（３σ）を減ずると１．１７〔Ｎ・ｍ〕となる（Ａｖｅ−３σ）。
【００５６】
つまり、バーリング構造１０の形状等のバラツキを考慮してもボルト４４を、１．１７〔Ｎ・ｍ〕のトルクでバーリング構造１０に締め付けることで、バーリング構造１０が破壊することがない。
【００５７】
すなわち、ボルト４４を、０．３７〔Ｎ・ｍ〕〜１．１７〔Ｎ・ｍ〕のトルクで、バーリング構造１０に締め付けることで、バーリング構造１０を破壊することなく、板金４２が板金１２に締結される。
【００５８】
これに対し、図１２（Ａ）（Ｂ）には、比較形態のバーリング構造８０を用いた場合の評価結果について記載されている。図１２（Ａ）に示されるように、比較形態のバーリング構造８０については、１８個の試験片を用いて１８回評価を行なった。
【００５９】
図１２（Ｂ）に示されるように、締め付けトルクの最大値（ｍａｘ）は、０．２９〔Ｎ・ｍ〕で、締め付けトルクの最小値（ｍｉｎ）は、０．１８〔Ｎ・ｍ〕で、レンジＲ（ｍａｘとｍｉｎの差）は、０．１１〔Ｎ・ｍ〕となった。
【００６０】
また、締め付けトルクの平均値（Ａｖｅ）は、０．２２〔Ｎ・ｍ〕となった。さらに、評価結果が正規分布していると仮定した場合の標準偏差（σ）が０．０３となり、この際の３σは０．０９となる。そして、平均値に０．０９（３σ）を加えると０．３１〔Ｎ・ｍ〕となる（Ａｖｅ＋３σ）。
【００６１】
つまり、バーリング構造８０の形状等のバラツキを考慮してもボルト４４を、０．３１〔Ｎ・ｍ〕のトルクでバーリング構造８０に締め付けることで、板金４２が板金８８に締結される。
【００６２】
一方、破壊トルクの最大値（ｍａｘ）は、１．２〔Ｎ・ｍ〕で、破壊トルクの最小値（ｍｉｎ）は、０．９８〔Ｎ・ｍ〕で、レンジＲ（ｍａｘとｍｉｎの差）は、０．２２〔Ｎ・ｍ〕となった。
【００６３】
また、破壊トルクの平均値（Ａｖｅ）は、１．０６〔Ｎ・ｍ〕となった。さらに、評価結果が正規分布していると仮定した場合の標準偏差（σ）が０．０６となり、この際の３σは、０．１８となる。そして、平均値から０．１８（３σ）を減ずると０．８８〔Ｎ・ｍ〕となる（Ａｖｅ＋３σ）。
【００６４】
つまり、バーリング構造８０の形状等のバラツキを考慮してもボルト４４を、０．８８〔Ｎ・ｍ〕のトルクでバーリング構造８０に締め付けることで、バーリング構造８０が破壊することがない。
【００６５】
すなわち、ボルト４４を、０．３１〔Ｎ・ｍ〕〜０．８８〔Ｎ・ｍ〕のトルクで、バーリング構造８０に締め付けることで、バーリング構造８０を破壊することなく、板金４２が板金８８に締結される。
【００６６】
ここで、図９（Ｃ）に示されるように、リブ部が設けられていないこと以外は、本実施形態と同一仕様とされる一般的なバーリング構造９０（一般バーリング）を用いた場合について説明する。このバーリング構造９０は、板金９２に成形されている。
【００６７】
ボルト４４をバーリング構造９０に締め付けた場合に、どの程度のトルクでボルト４４を、バーリング構造９０に締め付けることで、バーリング構造９０を破壊することなく、板金４２が板金９２に締結されかを、本実施形態及び比較形態の場合と同様の算出方法により求めた。
【００６８】
この結果、バーリング構造９０の場合には、０．６〔Ｎ・ｍ〕〜１．０〔Ｎ・ｍ〕のトルクで、ボルト４４をバーリング構造９０に締め付けることで、バーリング構造９０を破壊することなく、板金４２が板金９２に締結される。
【００６９】
図１３には、ボルト４４を、バーリング構造１０、８０、９０に締め付けることで、バーリング構造１０、８０、９０を破壊することなく、板金４２が板金１２、８８、９２に締結されるトルクについてグラフで記載されている。
【００７０】
このグラフからも分かるように、本実施形態に係るバーリング構造１０では、ボルト４４を用いて締め付けた際に、比較形態及び一般バーリングと比して、破壊トルクが高くなる。
【００７１】
また、このグラフから分かるように、本実施形態に係るバーリング構造１０を用いることで、締め付けトルクのレンジＲ（ｍａｘ−ｍｉｎ）が、比較形態及び一般バーリングと比して、大きくなる。
【００７２】
また、リブ部１６が、立ち壁１４の周方向に等間隔に配置されるため、バランス良く立ち壁１４が支持される。
【００７３】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態に係るバーリング構造、バーリング構造の製造方法の一例について図１４に従って説明する。なお、第１実施形態と同一部材については、同一符号を付してその説明を省略する。
【００７４】
図１４（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）には、バーリング構造５０の立ち壁１４の中心軸方向の異なる位置で、この立ち壁１４を輪切りにしたときの断面が記載されている。図１４（Ａ）が外周面１４Ａの基端側の断面であり、図１４（Ｃ）が外周面１４Ａの先端側の断面であり、図１４（Ｂ）が基端側と先端側との間に位置する中央側の断面である。
【００７５】
図１４（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）に示されるように、凹部５２及びリブ部５４の断面は、半円形状（円弧状）とされ、かつ、外周面１４Ａの基端部から外周面１４Ａの先端部にかけてこのリブ部５４の断面が連続的に小さくされている。
【００７６】
以上説明したように、凹部５２及びリブ部５４の断面を半円形状とすることで、リブ部５４を成形するための成形パンチの押圧部の断面が半円形状となり、断面が三角形状（Ｖ字形状）の場合（図７参照）と比してエッジ部を丸めることができるので、成形パンチの耐久性（寿命）が向上する。
【００７７】
なお、第２実施形態においても板厚０．６〔ｍｍ〕の電気亜鉛メッキ鋼板（ＳＥＣＣ）を用いており、その作用については、第１実施形態と同様である。
【００７８】
＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態に係るバーリング構造、バーリング構造の製造方法の一例について図１５に従って説明する。なお、第１実施形態と同一部材については、同一符号を付してその説明を省略する。
【００７９】
図１５（Ａ）（Ｂ）に示されるように、第３実施形態に係るバーリング構造６０では、リブ部１６は、立ち壁１４の周方向に等間隔に配置されていない。それに替えて、立て壁１４の中心軸方向から見た平面視（図１５（Ｂ）参照）で平行に配置される２個のリブ部１６から構成されるリブセット６２が、立ち壁１４を挟んで２個設けられている。
【００８０】
このように、レイアウト上、リブ部１６を立ち壁１４の周方向に等間隔に配置できない場合でも、バーリング構造６０の破壊トルクが高くなる。
【００８１】
なお、第３実施形態の他の構成については、リブ部１６が、立ち壁１４の周方向に等間隔に配置される以外は、第１実施形態と同様である。また、第３実施形態においても板厚０．６〔ｍｍ〕の電気亜鉛メッキ鋼板（ＳＥＣＣ）を用いており、その作用についても第１実施形態と同様である。
【００８２】
＜第４実施形態＞
次に、本発明の第４実施形態に係るバーリング構造、バーリング構造の製造方法の一例について図１６、図１７に従って説明する。なお、第１実施形態と同一部材については、同一符号を付してその説明を省略する。
【００８３】
図１６、図１７に示されるように、本実施形態のバーリング構造の製造方法では、孔開け工程、立ち壁成形工程、及び凸部成形工程は、夫々設けられておらず、一括成形工程にて、孔開け、立ち壁成形、及びリブ成形が行なわれる。なお、図１６（Ａ）〜図１６（Ｄ）で説明する以下の動作については、夫々図面毎に分けて説明するが、一連した動作である。
【００８４】
図１６（Ａ）に示されるように、先ず、板金１２を段付き円柱状の貫通孔６６Ａが設けられた支持台６６に載せると共に、押付部材６８を用いてこの支持台６６に板金１２を押し付ける。
【００８５】
押付部材６８には、支持台６６に形成された貫通孔６６Ａと板金１２を挟んで対向するように貫通孔６８Ａが設けられている。バーリング構造１０を成形させるための成形パンチ７０の少なくとも一部がこの貫通孔６８Ａ内に配置されている。
【００８６】
この成形パンチ７０の先端部には、板金１２に貫通孔２８を開けるための円柱状の孔開け部７０Ａが設けられ、孔開け部７０Ａの基端側には、立ち壁１４を成形するための孔開け部７０Ａよりも大径化された円柱状の立ち壁成形部７０Ｂが設けられている。
【００８７】
さらに、立ち壁成形部７０Ｂの外周面には、リブ部１６を成形するための三角形状の押圧部７０Ｃが突出して設けられている。
【００８８】
一方、支持台６６の貫通孔６６Ａには、板金１２に貫通孔２８を開ける際に貫通孔２８の周囲を先端部で支持する円筒状の円筒部材７２が配置されており、この円筒部材７２は、板金１２に対して近接離間する方向に貫通孔６６Ａ内を移動可能とされている。円筒部材７２の基端側には、円筒部材７２が板金１２と接するように円筒部材７２を板金１２に向けて付勢するバネ部材７４が設けられている。バネ部材７４の付勢力により板金１２に向けて付勢された円筒部材７２は、円筒部材７２に設けられた拡径部７２Ａと、貫通孔６６Ａに設けられた段付き部７６が接触することで、板金１２を先端部で支持する位置で停止するようになっている。
【００８９】
図１６（Ｂ）に示されるように、板金１２が押付部材６８により支持台６６に押し付けられた状態で、成形パンチ７０を支持台６６側に移動させ、成形パンチ７０の孔開け部７０Ｃにより、板金１２に貫通孔２８を開ける。
【００９０】
図１６（Ｃ）に示されるように、さらに、成形パンチ７０を支持台６６側に移動させると、円筒部材７２が、成形パンチ７０の立ち壁成形部７０Ｂに押されて板金１２から離間する。さらに、成形パンチ７０の立ち壁成形部７０Ｂ及び押圧部７０Ｃが貫通孔２８の周縁部分を延ばしながら貫通孔６６Ａの内周面に貫通孔２８の周縁部分を押し付ける。このように、板金１２の貫通孔２８の周縁部分を立ち上げることで立ち壁１４及びリブ部１６を成形する。これにより、バーリング構造１０を成形する。
【００９１】
図１６（Ｄ）に示されるように、バーリング構造１０を成形した後は、成形パンチ７０を板金１２から離間させる。
【００９２】
以上説明したように、バーリング構造１０が一つの工程（一括成形工程）で成形されるため、工数が削減される。
【００９３】
なお、他の第４実施形態の作用については、第１実施形態と同様である。
【００９４】
また、本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかである。例えば、上記実施形態では、特に言及しなかったが、立ち壁１４の内周面に雌ねじを成形してもよい。
【００９５】
また、上記第１、２実施形態では、特に言及しなかったが、凹部１８、５２は、立ち壁１４の内周面１４Ｂの基端部から先端部にかけて貫通していてもよい。
【００９６】
また、上記第１、２実施形態では、リブ部１６、５４が、３個の場合について説明したが、特に３個に限定されず、２個や４個以上であってもよい。
【００９７】
また、上記第１、２実施形態では、リブ部１６、５４が、立ち壁１４の周方向に等間隔に配置される構成について説明したが、特に等間隔に限定されることなく、間隔が異なっていてもよい。
【００９８】
また、上記第４実施形態では、一括成形工程にて、孔開け、立ち壁成形、及びリブ成形を一括して行なったが、孔開け工程と、立ち壁成形及びリブ成形を行なう立ち壁凸部成形工程を分けてもよい。
【符号の説明】
【００９９】
１０ バーリング構造
１２ 板金（金属製の板状部材の一例）
１４ 立ち壁
１４Ａ 外周面
１４Ｂ 内周面
１６ リブ部
１８ 凹部
２８ 貫通孔
５０ バーリング構造
５２ 凹部
５４ リブ部
６０ バーリング構造
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属製の板状部材に形成された貫通孔の周縁部分を立ち上げることで成形された円筒状の立ち壁と、
前記立ち壁の内周面側に形成された凹状の凹部と対応すると共に、前記立ち壁の外周面の基端部から先端部に成形され、前記立ち壁の中心軸方向に直交する断面が、前記外周面の基端部から先端部にかけて連続的に小さくなる複数個の凸状の凸部と、
を備えるバーリング構造。
【請求項２】
前記立ち壁の中心軸方向に直交する断面において、前記凸部は、Ｖ字形状又は半円形状である請求項１に記載のバーリング構造。
【請求項３】
複数個の前記凸部は、前記立ち壁の周方向に等間隔に配置される請求項１又は２に記載のバーリング構造。
【請求項４】
前記凹部は、前記立ち壁の内周面の基端部から先端部にかけて貫通している請求項１〜３の何れか１項に記載のバーリング構造。
【請求項５】
金属製の板状部材に円状の貫通孔を開ける孔開け工程と、
前記貫通孔の周縁部分を立ち上げることで円筒状の立ち壁を成形する立ち壁成形工程と、
前記立ち壁の内周面の一部を凹状の凹部にしながら前記立ち壁の外周面の基端部から先端部に至ると共に、前記立ち壁の中心軸方向に直交する断面が、前記外周面の基端部から先端部にかけて連続的に小さくなる複数個の凸部を成形する凸部成形工程と、
を備えるバーリング構造の製造方法。
【請求項６】
金属製の板状部材に円状の貫通孔を開ける孔開け工程と、
前記貫通孔の周縁部分を立ち上げることで円筒状の立ち壁を成形し、前記立ち壁の内周面の一部を凹状の凹部にしながら前記立ち壁の外周面の基端部から外周面の先端部に至ると共に、前記立ち壁の中心軸方向に直交する断面が、前記外周面の基端部から先端部にかけて連続的に小さくなる複数個の凸部を成形する立ち壁凸部成形工程と、
を備えるバーリング構造の製造方法。
【請求項７】
金属製の板状部材に円状の貫通孔を開け、前記貫通孔の周縁部分を立ち上げることで円筒状の立ち壁を成形し、前記立ち壁の内周面の一部を凹状の凹部にしながら前記立ち壁の外周面の基端部から外周面の先端部に至ると共に、前記立ち壁の中心軸方向に直交する断面が、前記外周面の基端部から先端部にかけて連続的に小さくなる複数個の凸部を成形する一括成形工程を備えるバーリング構造の製造方法。
【請求項１】
金属製の板状部材に形成された貫通孔の周縁部分を立ち上げることで成形された円筒状の立ち壁と、
前記立ち壁の内周面側に形成された凹状の凹部と対応すると共に、前記立ち壁の外周面の基端部から先端部に成形され、前記立ち壁の中心軸方向に直交する断面が、前記外周面の基端部から先端部にかけて連続的に小さくなる複数個の凸状の凸部と、
を備えるバーリング構造。
【請求項２】
前記立ち壁の中心軸方向に直交する断面において、前記凸部は、Ｖ字形状又は半円形状である請求項１に記載のバーリング構造。
【請求項３】
複数個の前記凸部は、前記立ち壁の周方向に等間隔に配置される請求項１又は２に記載のバーリング構造。
【請求項４】
前記凹部は、前記立ち壁の内周面の基端部から先端部にかけて貫通している請求項１〜３の何れか１項に記載のバーリング構造。
【請求項５】
金属製の板状部材に円状の貫通孔を開ける孔開け工程と、
前記貫通孔の周縁部分を立ち上げることで円筒状の立ち壁を成形する立ち壁成形工程と、
前記立ち壁の内周面の一部を凹状の凹部にしながら前記立ち壁の外周面の基端部から先端部に至ると共に、前記立ち壁の中心軸方向に直交する断面が、前記外周面の基端部から先端部にかけて連続的に小さくなる複数個の凸部を成形する凸部成形工程と、
を備えるバーリング構造の製造方法。
【請求項６】
金属製の板状部材に円状の貫通孔を開ける孔開け工程と、
前記貫通孔の周縁部分を立ち上げることで円筒状の立ち壁を成形し、前記立ち壁の内周面の一部を凹状の凹部にしながら前記立ち壁の外周面の基端部から外周面の先端部に至ると共に、前記立ち壁の中心軸方向に直交する断面が、前記外周面の基端部から先端部にかけて連続的に小さくなる複数個の凸部を成形する立ち壁凸部成形工程と、
を備えるバーリング構造の製造方法。
【請求項７】
金属製の板状部材に円状の貫通孔を開け、前記貫通孔の周縁部分を立ち上げることで円筒状の立ち壁を成形し、前記立ち壁の内周面の一部を凹状の凹部にしながら前記立ち壁の外周面の基端部から外周面の先端部に至ると共に、前記立ち壁の中心軸方向に直交する断面が、前記外周面の基端部から先端部にかけて連続的に小さくなる複数個の凸部を成形する一括成形工程を備えるバーリング構造の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２０１３−６４４１９（Ｐ２０１３−６４４１９Ａ）
【公開日】平成２５年４月１１日（２０１３．４．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２０１９０７（Ｐ２０１１−２０１９０７）
【出願日】平成２３年９月１５日（２０１１．９．１５）
【出願人】（０００００５４９６）富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月１１日（２０１３．４．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月１５日（２０１１．９．１５）
【出願人】（０００００５４９６）富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Ｆターム（参考）】
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