DE102017121888A1

DE102017121888A1 - Befestigungsmittel

Info

Publication number: DE102017121888A1
Application number: DE102017121888.2A
Authority: DE
Inventors: Naoyuki EDA
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2016-10-14
Filing date: 2017-09-21
Publication date: 2018-04-19
Also published as: US20180106285A1; JP2018063032A; US10533593B2; JP6436143B2

Abstract

Ein Befestigungsmittel (10) weist einen Kopfabschnitt (12), einen Beinabschnitt (14) und einen leicht verformbaren Abschnitt (16) auf. Der Kopfabschnitt (12) ist in einer Zylinderform mit einer in einer Axialansicht ovalen Form ausgebildet. Der Beinabschnitt (14) hat in einer Axialrichtung einen Endabschnitt (20), der mit einer Rückenfläche (12B) des Kopfabschnitts (12) verbunden ist. Der Beinabschnitt (14) ist in einer Hohlzylinderform mit einer in der Axialansicht ovalen Form ausgebildet, deren Nebenachsenrichtung die gleiche wie eine Nebenachsenrichtung der ovalen Form des Kopfabschnitts (12) ist. Der leicht verformbare Abschnitt (16) ist an einem Paar Hauptachsenbeinabschnitten (14A) vorgesehen, die Abschnitte sind, die im Beinabschnitt (14) eine Hauptachse kreuzen.

Description

Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung bezieht sich auf ein Befestigungsmittel.
Beschreibung des Stands der Technik
Die JP 2001 304214 A offenbart einen Verbindungsaufbau durch einen Niet. Bei diesem Verbindungsaufbau wird ein führender Endabschnitt des Niets, der in zwei zu verbindende Bauteile getrieben wird, in einer Axialansicht des Niets in einer allgemein ovalen Form ausgeweitet, um so verstemmt zu werden. Dies ermöglicht es, die Widerstandskraft zu erhöhen, wenn eine Kraft anliegt, die eines der zu verbindenden Bauteile bezüglich des anderen zu verbindenden Bauteils in einer Oberflächenrichtung dreht.
Kurzdarstellung der Erfindung
Wenn bei dem in der JP 2001 304214 A offenbarten Aufbau Abschnitte der zu verbindenden Bauteile, in die der Niet getrieben wird, schmal sind, ist es jedoch notwendig, einen Niet mit einem kleinen Durchmesser zu nutzen, um diese schmalen Abschnitte zusammenzupassen, doch da die Verstemmungsfläche mit einem solchen Niet kleinen Durchmessers klein wird, besteht die Möglichkeit, dass die Verbindungsfestigkeit geringer sein kann. Daher bietet der oben beschriebene Stand der Technik hinsichtlich dieses Aspekts noch Raum für Verbesserungen.
Die Erfindung stellt ein Befestigungsmittel zur Verfügung, das zu verbindende Bauteile an schmalen Abschnitten der zu verbindenden Bauteile miteinander verbinden kann, ohne die Verbindungsfestigkeit zu senken.
Ein erfindungsgemäßes Befestigungsmittel weist einen Kopfabschnitt, einen Beinabschnitt und einen leicht verformbaren Abschnitt auf. Der Kopfabschnitt ist in einer Zylinderform mit einer in einer Axialansicht ovalen Form ausgebildet. Der Beinabschnitt hat in einer Axialrichtung einen Endabschnitt, der mit einer Rückenfläche des Kopfabschnitts verbunden ist. Der Beinabschnitt ist in einer Hohlzylinderform mit einer in der Axialansicht ovalen Form ausgebildet, deren Nebenachsenrichtung die gleiche wie eine Nebenachsenrichtung der ovalen Form des Kopfabschnitts ist. Der Beinabschnitt ist derart gestaltet, dass, wenn vom Kopfabschnitt aus eine Befestigungslast aufgebracht wird, ein anderer Endabschnitt in der Axialrichtung des Beinabschnitts in einer Vielzahl von zu verbindenden Bauteilen bezüglich des Beinabschnitts radial nach außen verformt wird, um so die zu verbindenden Bauteile miteinander zu verstemmen. Der leicht verformbare Abschnitt ist an einem Paar Hauptachsenbeinabschnitten vorgesehen, die Abschnitte sind, die im Beinabschnitt eine Hauptachse kreuzen. Der leicht verformbare Abschnitt ist derart gestaltet, dass sich, wenn die Befestigungslast aufgebracht wird, die Hauptachsenbeinabschnitte ähnlich wie ein anderer Abschnitt des Beinabschnitts als die Hauptachsenbeinabschnitte bezüglich des Beinabschnitts radial nach außen verformen können.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung sind der Kopfabschnitt und der Beinabschnitt des Befestigungsmittels in der Axialansicht jeweils derart in den ovalen Formen ausgebildet, dass die Nebenachsenrichtung des Kopfabschnitts und die Nebenachsenrichtung des Beinabschnitts gleich sind. Selbst wenn die Breite von Abschnitten der zu verbindenden Bauteile, in die das Befestigungsmittel getrieben wird, klein ist, ist es daher möglich, das Befestigungsmittel in die zu verbindenden Bauteile einzuführen, um sie miteinander zu verbinden, indem das Befestigungsmittel derart angeordnet wird, dass die Nebenachsen des Kopfabschnitts und des Beinabschnitts mit der Breitenrichtung der zu verbindenden Bauteile zusammenfallen. Da die Umfangslänge des Beinabschnitts bei der Ausgestaltung der Erfindung größer als die eines Befestigungsmittels ist, das eine Kreisform mit einer Größe hat, die innerhalb der Breite der zu verbindenden Bauteile liegt, wird zudem die Verstemmungsfläche der zu verbindenden Bauteile größer, sodass es möglich ist, eine Absenkung der Verbindungsfestigkeit zu unterdrücken.
Zudem ist bei der Ausgestaltung der Erfindung der leicht verformbare Abschnitt an jedem der Hauptachsenbeinabschnitte vorgesehen, die Abschnitte sind, die im Beinabschnitt die Hauptachse kreuzen. Da jeder Hauptachsenbeinabschnitt ein Abschnitt ist, in dem die Krümmung in der Umfangsrichtung des Beinabschnitts groß ist, ist die Biegefestigkeit im Allgemeinen hoch, und daher kann sich jeder Hauptachsenbeinabschnitt schwer radial nach außen verformen, wenn die Befestigungslast aufgebracht wird. Allerdings kann sich bei der Ausgestaltung der Erfindung jeder Hauptachsenbeinabschnitt mittels des leicht verformbaren Abschnitts ähnlich wie die anderen Abschnitte des Beinabschnitts leicht radial nach außen verformen, und daher ist es möglich, den gesamten Beinabschnitt ungefähr gleichmäßig radial nach außen zu öffnen.
Der leicht verformbare Abschnitt kann derart gestaltet sein, dass die Dicke des Hauptachsenbeinabschnitts kleiner eingestellt ist als die des anderen Beinabschnitts als die Hauptachsenbeinabschnitte.
Da der leicht verformbare Abschnitt gemäß der Ausgestaltung der Erfindung derart gestaltet ist, dass die Dicke des Hauptachsenbeinabschnitts kleiner eingestellt ist als die des anderen Beinabschnitts als die Hauptachsenbeinabschnitte, verringert der leicht verformbare Abschnitt die Biegesteifigkeit des Hauptachsenbeinabschnitts. Daher kann sich jeder der mit dem leicht verformbaren Abschnitt versehenen Hauptachsenbeinabschnitte ähnlich wie die anderen Abschnitte des Beinabschnitts radial nach außen verformen.
Entlang eines Innenumfangs am anderen Endabschnitt des Beinabschnitts kann auf der Seite des führenden Endes des anderen Endabschnitts eine geneigte Oberfläche vorgesehen sein, die bezüglich der Axialrichtung des Beinabschnitts radial nach außen geneigt ist, und der leicht verformbare Abschnitt kann derart gestaltet sein, dass ein Neigungswinkel der geneigten Oberfläche des Hauptachsenbeinabschnitts bezüglich der Axialrichtung des Beinabschnitts kleiner eingestellt ist als ein Neigungswinkel einer geneigten Oberfläche des anderen Beinabschnitts als die Hauptachsenbeinabschnitte bezüglich der Axialrichtung des Beinabschnitts.
Gemäß der Ausgestaltung der Erfindung ist entlang des Innenumfangs am anderen Endabschnitt des Beinabschnitts die geneigte Oberfläche vorgesehen. Die geneigte Oberfläche ist auf der Seite des führenden Endes des anderen Endabschnitts bezüglich der Axialrichtung des Beinabschnitts radial nach außen geneigt. Dabei ist der leicht verformbare Abschnitt derart gestaltet, dass der Neigungswinkel der geneigten Oberfläche des Hauptachsenbeinabschnitts bezüglich der Axialrichtung des Beinabschnitts kleiner eingestellt ist als der Neigungswinkel der geneigten Oberfläche des anderen Beinabschnitts als die Hauptachsenbeinabschnitte bezüglich der Axialrichtung des Beinabschnitts. Mit anderen Worten hat der andere Endabschnitt jedes Hauptachsenbeinabschnitts verglichen mit dem anderen Endabschnitt des anderen Abschnitts als die Hauptachsenbeinabschnitte eine spitze Form. Da der leicht verformbare Abschnitt die Biegesteifigkeit des Hauptachsenbeinabschnitts verringert, kann sich daher jeder Hauptachsenbeinabschnitt, der mit dem leicht verformbaren Abschnitt versehen ist, ähnlich wie die anderen Abschnitte des Beinabschnitts radial nach außen verformen.
Der leicht verformbare Abschnitt kann derart gestaltet sein, dass der Hauptachsenbeinabschnitt verglichen mit dem anderen Beinabschnitt als den Hauptachsenbeinabschnitten auf der Seite des anderen Endabschnitts bezüglich der Axialrichtung des Beinabschnitts radial nach außen geneigt ist.
Da der leicht verformbare Abschnitt gemäß der Ausgestaltung der Erfindung derart gestaltet ist, dass der Hauptachsenbeinabschnitt verglichen mit dem anderen Beinabschnitt als den Hauptachsenbeinabschnitten auf der Seite des anderen Endabschnitts bezüglich der Axialrichtung des Beinabschnitts radial nach außen geneigt ist, wird jeder Hauptachsenbeinabschnitt tendenziell radial nach außen verformt, wenn die Befestigungslast entlang der Axialrichtung auf den Beinabschnitt aufgebracht wird. Daher kann sich jeder Hauptachsenbeinabschnitt, der mit dem leicht verformbaren Abschnitt versehen ist, ähnlich wie die anderen Abschnitte des Beinabschnitts radial nach außen verformen.
Das erfindungsgemäße Befestigungsmittel hat insofern eine hervorragende Wirkung, als dass es möglich ist, die zu verbindenden Bauteile an schmalen Abschnitten der zu verbindenden Bauteile miteinander zu verbinden, ohne die Verbindungsfestigkeit zu senken.
Das Befestigungsmittel gemäß der Ausgestaltung der Erfindung hat insofern eine hervorragende Wirkung, als dass es möglich ist, die zu verbindenden Bauteile zuverlässig an schmalen Abschnitten der zu verbindenden Bauteile miteinander zu verbinden, ohne die Verbindungsfestigkeit zu senken.
Figurenliste
Unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, in denen gleiche Zahlen gleiche Bauteile bezeichnen, werden unten die Merkmale, die Vorteile und die technische und gewerbliche Bedeutung exemplarischer Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Es zeigen:

1A eine vergrößerte Draufsicht, die einen Zustand zeigt, in dem in einer Axialansicht ein Befestigungsmittel gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel zu sehen ist;
1B eine Längsschnittansicht, die einen Zustand entlang der Linie A-A von 1A zeigt;
1C eine Schnittansicht, die einen Zustand entlang der Linie B-B von 1B zeigt;
2 eine Draufsicht, die einen Zustand zeigt, in dem das Befestigungsmittel gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel in zu verbindenden Bauteilen vorgesehen ist;
3 eine Draufsicht, die einen Zustand zeigt, in dem eine Vielzahl von Befestigungsmitteln gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel in zu verbindenden Bauteilen vorgesehen sind;
4A eine Prozessschnittansicht, um aufeinanderfolgend ein Befestigungsverfahren des in den 1A bis 1C gezeigten Befestigungsmittels zu erläutern;
4B eine Prozessschnittansicht, um aufeinanderfolgend das Befestigungsverfahren des in den 1A bis 1C gezeigten Befestigungsmittels zu erläutern;
4C eine Prozessschnittansicht, um aufeinanderfolgend das Befestigungsverfahren des in den 1A bis 1C gezeigten Befestigungsmittels zu erläutern;
4D eine Prozessschnittansicht, um aufeinanderfolgend das Befestigungsverfahren des in den 1A bis 1C gezeigten Befestigungsmittels zu erläutern,
5A eine 1B entsprechende Längsschnittansicht, die einen Zustand zeigt, in dem von der Seite aus Hauptachsenbeinabschnitte in einem Beinabschnitt eines Befestigungsmittels gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel zu sehen sind;
5B eine Längsschnittansicht, die bezogen auf 5A Nebenachsenbeinabschnitte zeigt;
6A eine 1B entsprechende Längsschnittansicht, die einen Zustand zeigt, in dem von der Seite aus ein Nebenachsenbeinabschnitt in einem Beinabschnitt eines Befestigungsmittels gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel zu sehen ist; und
6B eine Längsschnittansicht, die bezogen auf 6A einen Hauptachsenbeinabschnitt zeigt.

Ausführliche Beschreibung von Ausführungsbeispielen
<Erstes Ausführungsbeispiel> Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die 1A bis 4D ein Befestigungsmittel gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben.
Wie in 1B gezeigt ist, hat ein Stanzniet (im Englischen auch „SPR“ für „self-piercing rivet“ genannt; im Folgenden einfach als „Niet“ bezeichnet) 10 als ein Befestigungsmittel gemäß diesem Ausführungsbeispiel einen Kopfabschnitt 12 und einen Beinabschnitt 14.
Wie in 1A gezeigt ist, ist der Kopfabschnitt 12 allgemein in einer Zylinderform mit einer bei Betrachtung in Richtung einer Achse C ovalen Form ausgebildet. Im Einzelnen ist die ovale Form des Kopfabschnitts 12 derart eingestellt, dass das Verhältnis der Längen einer Hauptachse CL und einer Nebenachse CS bei Betrachtung in Richtung der Achse C 5 bis 5,5 : 3 bis 4 beträgt. Eine Außenumfangsfläche 18 des Kopfabschnitts 12 ist so geneigt, dass sie sich der Achse C nähert, wenn sie zur Seite des Beinabschnitts 14 läuft (siehe 1B).
Der Beinabschnitt 14 ist allgemein in einer Hohlzylinderform mit einer bei Betrachtung in der Richtung der Achse C ovalen Form ausgebildet, deren Nebenachsenrichtung die gleiche wie eine Nebenachsenrichtung der ovalen Form des Kopfabschnitts 12 ist und die kleiner als die ovale Form des Kopfabschnitts 12 ist. Mit anderen Worten sind der Kopfabschnitt 12 und der Beinabschnitt 14 derart angeordnet, dass sich ihre Hauptachsen CL und Nebenachsen CS bei Betrachtung in der Richtung der Achse C miteinander überlappen. Ein Endabschnitt 20 in der Axialrichtung des Beinabschnitts 14 ist einstückig mit einer Rückenfläche 12B des Kopfabschnitts 12 verbunden. Der andere Endabschnitt 22 in der Axialrichtung des Beinabschnitts 14 dient als ein Abschnitt, der als erstes in eine Vielzahl von zu verbindenden Bauteilen eingeführt wird, die in der Richtung der Achse C aufgestapelt sind. Das Innere 24 des Beinabschnitts 14 ist ein Hohlraum, der auf seiner Oberseite durch den Kopfabschnitt 12 verschlossen ist und sich auf seiner Unterseite zur Außenseite öffnet.
Wie in 1C gezeigt ist, ist jeweils einer von einem Paar leicht verformbarer Abschnitte 16 an einem entsprechenden von Hauptachsenbeinabschnitten 14A (beispielsweise den in 1C von den gestrichelten Linien umgebenen Abschnitten) vorgesehen, die Abschnitte sind, die im Beinabschnitt 14 die Hauptachse CL kreuzen. Jeder leicht verformbare Abschnitt 16 bildet einen Bereich von dem einen Endabschnitt 20 zum anderen Endabschnitt 22 des Hauptachsenbeinabschnitts 14A aus (siehe 1B), und eine Dicke tE jedes Hauptachsenbeinabschnitts 14A, der mit dem leicht verformbaren Abschnitt 16 versehen ist, ist kleiner eingestellt als die von anderen Abschnitten des Beinabschnitts 14 als den leicht verformbaren Abschnitten 16. Die Dicke tE jedes Hauptachsenbeinabschnitts 14A ist beispielsweise in einem Bereich von etwa 0,6 mm bis 0,9 mm eingestellt, während eine Dicke tF jedes Nebenachsenbeinabschnitts 14B, die Abschnitte sind, die im Beinabschnitt 14 die Nebenachse CS kreuzen, in einem Bereich von etwa 0,75 mm bis 1,5 mm und größer als die Dicke tE eingestellt ist.
<Befestigungsverfahren Befestigungsmittel> Ein Verfahren zum Befestigen (Verstemmen) einer Vielzahl von Bauteilen, das den Niet 10 einsetzt, ist wie folgt. Wie in 4A gezeigt ist, wird zunächst als ein zu verbindendes Bauteil eine plattenförmige Metallplatte 6 aus einer Aluminiumlegierung auf einer plattenförmigen Metallplatte 28 aus einer Aluminiumlegierung als einem zu verbindenden Bauteil aufgestapelt, und der Niet 10 gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird auf eine Vorderfläche der Metallplatte 28 gesetzt. Die Metallplatte 26 ist derart auf der Metallplatte 28 aufgestapelt, dass eine Vorderfläche der Metallplatte 26 einer Rückenfläche der Metallplatte 28 zugewandt ist, die entgegengesetzt zu der Seite ist, auf die der Niet 10 gesetzt wird. Die Metallplatte 26 ist plattenförmig, sie kann alternativ aber auch ein blockförmiges Bauteil sein. Der Niet 10 wird derart aufgesetzt, dass der andere Endabschnitt 22 des Beinabschnitts 14 nach unten weist, während eine Vorderfläche 12A des Kopfabschnitts 12 nach oben weist.
Wie in 4B gezeigt ist, wird auf die Vorderfläche 12A des Kopfabschnitts 12 des Niets 10 von außen ein Befestigungsdruck (eine Befestigungslast) F aufgebracht, der nach unten wirkt. Der Befestigungsdruck F wird durch einen (nicht gezeigten) Stempel aufgebracht. Wenn der Befestigungsdruck F aufgebracht wird, beginnt das Einführen des Beinabschnitts 14 in einer Dickenrichtung von der Vorderfläche der Metallplatte 28 aus.
Wenn der Befestigungsdruck F weiter aufgebracht wird, wird anschließend der Beinabschnitt 14 des Niets 10, wie in 4C gezeigt ist, in die Metallplatte 28 eingeführt und er erreicht die Rückenfläche der Metallplatte 28. Durch das Einführen des Niets 10 tritt in diesem Fall die Rückenfläche der Metallplatte 28 leicht nach unten hervor (hebt sich), sodass eine Rückenfläche der Metallplatte 26 nach unten vertieft wird. Wenn er in die Metallplatte 28 eingeführt wird, beginnt sich der Beinabschnitt 14 zu verformen, während er sich bezüglich des Beinabschnitts 14 radial nach außen ausdehnt. Dabei ist zu beachten, dass die Rückenfläche der Metallplatte 26 durch das Einführen des Niets 10 wie die Rückenfläche der Metallplatte 28 nach unten hervortritt.
Wenn der Befestigungsdruck F weiter aufgebracht wird, wird anschließend der Beinabschnitt 14 des Niets 10, wie in 4D gezeigt ist, in die Metallplatte 28 und die Metallplatte 26 eingeführt, bis die Vorderfläche 12A des Kopfabschnitts 12 im Wesentlichen bündig mit der Vorderfläche der Metallplatte 28 ist. In diesem Fall beißt der Beinabschnitt 14 über einen hervortretenden Abschnitt der Metallplatte 28 in einen Vorderflächenabschnitt der Metallplatte 26 und wird, indem er sich bezüglich des Beinabschnitts 14 in allen Richtungen radial nach außen ausdehnt, verformt und verstemmt. Dabei ist zu beachten, dass der Beinabschnitt 14 durch die Metallplatte 28 gehen und direkt in die Metallplatte 26 beißen kann. Wenn das Verstemmen abgeschlossen ist, ist die Metallplatte 28 unter Einsatz des Niets 10 an der Metallplatte 26 befestigt, sodass der Befestigungsaufbau, bei dem die Metallplatte 28 unter Einsatz des Niets 10 an der Metallplatte 26 befestigt wird, vollendet ist.
<Arbeitsweise und Wirkung erstes Ausführungsbeispiel> Als Nächstes werden die Arbeitsweise und Wirkung dieses Ausführungsbeispiels beschrieben.
Wie in 1A gezeigt ist, sind in diesem Ausführungsbeispiel der Kopfabschnitt 12 und der Beinabschnitt 14 des Niets 10 in Richtung der Achse C betrachtet jeweils derart in ovalen Formen ausgebildet, dass die Nebenachsenrichtung des Kopfabschnitts 12 und die Nebenachsenrichtung des Beinabschnitts 14 gleich sind. Auch dann, wenn, wie in 3 gezeigt ist, eine Breite W von Abschnitten der zu verbindenden Bauteile, in die der Niet 10 getrieben wird, klein ist, ist es daher möglich, den Niet 10 in die zu verbindenden Bauteile einzuführen, um sie miteinander zu verbinden, indem der Niet 10 derart angeordnet wird, dass die Nebenachsen CS des Kopfabschnitts 12 und des Beinabschnitts 14 mit der Richtung der Breite W der zu verbindenden Bauteile zusammenfallen. Da die Umfangslänge des Beinabschnitts 14 in diesem Ausführungsbeispiel größer als die eines (nicht gezeigten) Niets wird, der eine Kreisform mit einer Größe hat, die innerhalb der Breite W der zu verbindenden Bauteile liegt, wird zudem der Verstemmungsbereich mit den zu verbindenden Bauteilen größer, sodass es möglich ist, eine Absenkung der Verbindungsfestigkeit zu unterdrücken.
Da der Beinabschnitt 14 bei Betrachtung in Richtung der Achse C in der ovalen Form ausgebildet ist, ist es zudem selbst dann, wenn wie in 2 gezeigt ist, eine Kraft aufgebracht wird, die ein zu verbindendes Bauteil in einer Oberflächenrichtung (der Richtung des Pfeils A) dreht, möglich, die Drehung des zu verbindenden Bauteils zu unterdrücken.
Wie in 1C gezeigt ist, ist der leicht verformbare Abschnitt 16 zudem an einem Teil von jedem der Hauptachsenbeinabschnitte 14A vorgesehen, die Abschnitte sind, die im Beinabschnitt 14 die Hauptachse CL kreuzen. Da jeder Hauptachsenbeinabschnitt 14A ein Abschnitt ist, in dem die Krümmung in der Umfangsrichtung des Beinabschnitts 14 groß ist, ist die Biegesteifigkeit im Allgemeinen hoch, und daher kann sich jeder Hauptachsenbeinabschnitt 14A schwer radial nach außen verformen, wenn die Befestigungslast aufgebracht wird. In diesem Ausführungsbeispiel kann sich jeder Hauptachsenbeinabschnitt 14A jedoch mittels des leicht verformbaren Abschnitts 16 ähnlich wie die anderen Abschnitte des Beinabschnitts 14 radial nach außen verformen, und daher ist es möglich, den gesamten Beinabschnitts 14 ungefähr gleichmäßig radial nach außen zu öffnen. Da insbesondere die Dicke tE jedes leicht verformbaren Abschnitts 16 kleiner eingestellt ist als die Dicke des anderen Beinabschnitts 14 als die leicht verformbaren Abschnitte 16, verringert jeder leicht verformbare Abschnitt 16 die Biegesteifigkeit des Hauptachsenbeinabschnitts 14A. Daher kann sich jeder Hauptachsenbeinabschnitt 14A, der mit dem leicht verformbaren Abschnitt 16 versehen ist, ähnlich wie die anderen Abschnitte des Beinabschnitts 14 radial nach außen verformen. Folglich kann der Niet 10 die zu verbindenden Bauteile miteinander an schmalen Abschnitten der zu verbindenden Bauteile verbinden, ohne die Verbindungsfestigkeit zu senken.
Da die Dicke tE jedes Hauptachsenbeinabschnitts 14A, der mit dem leicht verformbaren Abschnitt 16 versehen ist, kleiner als die der anderen Abschnitte eingestellt ist, wird zudem das Volumen des gesamten Beinabschnitts 14 verglichen mit einem Fall, in dem kein leicht verformbarer Abschnitt 16 vorgesehen ist, klein. Bei der Gestaltung dieses Ausführungsbeispiels erfolgt daher die Verformung des Beinabschnitts 14 zum Zeitpunkt des Verstemmens verglichen mit einem Fall, in dem der Beinabschnitt 14 mit keinem leicht verformbaren Abschnitt 16 versehen wird, mit geringerer Befestigungslast. Es ist also möglich, den Befestigungsdruck F zum Zeitpunkt des Verstemmens zu verringern.
<Zweites Ausführungsbeispiel> Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf die 5A und 5B ein Befestigungsmittel gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Abschnitten, die grundsätzlich die gleiche Gestaltung wie das oben beschriebene erste Ausführungsbeispiel haben, werden die gleichen Symbole zugeordnet, weswegen eine Beschreibung davon entfällt.
Ein Niet 30 als ein Befestigungsmittel gemäß des zweiten Ausführungsbeispiels hat die gleiche Grundgestaltung wie das erste Ausführungsbeispiel und unterscheidet sich dadurch, dass ein Neigungswinkel einer geneigten Oberfläche 34 jedes Hauptachsenbeinabschnitts 38A eines Beinabschnitts 38 bezüglich einer Achse C kleiner eingestellt ist als ein Neigungswinkel jeder geneigten Oberfläche 35 des anderen Beinabschnitts 38 als die Hauptachsenbeinabschnitte 38A bezüglich der Achse C.
Wie in 5A gezeigt ist, hat der Niet 30 einen Kopfabschnitt 12 und den Beinabschnitt 38. Der Beinabschnitt 38 ist allgemein in einer Hohlzylinderform mit einer bei Bertachtung in Richtung einer Achse C ovalen Form ausgebildet, die symmetrisch zu und kleiner als eine ovale Form des Kopfabschnitts 12 ist. Mit anderen Worten sind der Kopfabschnitt 12 und der Beinabschnitt 38 derart angeordnet, dass sich ihre Hauptachsen CL und Nebenachsen CS (keine ist gezeigt) bei Betrachtung in der Richtung der Achse C miteinander überlappen. Ein Endabschnitt 40 in der Axialrichtung des Beinabschnitts 38 ist einstückig mit einer Rückenfläche 12B des Kopfabschnitts 12 verbunden. Der andere Endabschnitt 42 in der Axialrichtung des Beinabschnitts 38 dient als ein Abschnitt, der als erstes in eine Vielzahl von zu verbindenden Bauteilen eingeführt wird, die in der Richtung der Achse C aufgestapelt sind. Das Innere 44 des Beinabschnitts 38 ist ein Hohlraum, der auf seiner Oberseite durch den Kopfabschnitt 12 verschlossen ist und sich auf seiner Unterseite zur Außenseite öffnet. Entlang des gesamten Innenumfangs am anderen Endabschnitt 42 des Beinabschnitts 38 ist auf der Seite des führenden Endes 42A des anderen Endabschnitts 42 die geneigte Oberfläche 34 vorgesehen, die bezüglich der Axialrichtung des Beinabschnitts 38 radial nach außen geneigt ist.
Ein Paar leicht verformbarer Abschnitte 32 ist jeweils an einem entsprechenden der Hauptachsenbeinabschnitte 38A vorgesehen, die Abschnitte sind, die die Hauptachse CL (siehe 1A) des Kopfabschnitts 12 (des Beinabschnitts 38) kreuzen. Jeder leicht verformbare Abschnitt 32 ist derart gestaltet, dass der Neigungswinkel der geneigten Oberfläche 34 des Hauptachsenbeinabschnitts 38A bezüglich der Achse C kleiner eingestellt ist als der Neigungswinkel jeder der in 5B gezeigten geneigten Oberflächen des anderen Beinabschnitts 38 als die Hauptachsenbeinabschnitte 38A bezüglich der Achse C. Wie in 5A gezeigt ist, ist beispielweise ein Winkel θA, der zwischen der geneigten Oberfläche 34 von einem der Hauptachsenbeinabschnitte 38A und der geneigten Oberfläche 34 des anderen Hauptachsenbeinabschnitts 38A, der ihm zugewandt ist, ausgebildet ist, in einem Bereich von etwa 48° bis 72° eingestellt. Andererseits ist ein Winkel θB, der zwischen der einen und der anderen der geneigten Oberflächen 35 eines in 5B gezeigten Paars Nebenachsenbeinabschnitte 38B ausgebildet ist, die Abschnitte sind, die die Nebenachse CS (siehe 1A) des Kopfabschnitts 12 (des Beinabschnitts 38) kreuzen, in einem Bereich von etwa 80° bis 90° eingestellt.
<Arbeitsweise und Wirkung zweites Ausführungsbeispiel> Als Nächstes werden die Arbeitsweise und Wirkung dieses Ausführungsbeispiels beschrieben.
Wie in den 5A und 5B gezeigt ist, ist in diesem Ausführungsbeispiel jeder leicht verformbare Abschnitt 32 derart gestaltet, dass der Neigungswinkel der geneigten Oberfläche 34 des Hauptachsenbeinabschnitts 38A bezüglich der Richtung der Achse C kleiner eingestellt ist als der Neigungswinkel der geneigten Oberfläche 35 des anderen Beinabschnitts 38 als die Hauptachsenbeinabschnitte 38A bezüglich der Richtung der Achse C. Mit anderen Worten hat der andere Endabschnitt 42 jedes Hauptachsenbeinabschnitts 38A verglichen mit dem anderen Endabschnitt 42 des anderen Beinabschnitts 38 als die Hauptachsenbeinabschnitte 38A eine spitze Form. Da jeder leicht verformbare Abschnitt 32 die Biegesteifigkeit des Hauptachsenbeinabschnitts 38A verringert, kann sich daher jeder Hauptachsenbeinabschnitt 38A, der mit dem leicht verformbaren Abschnitt 32 versehen ist, ähnlich wie die anderen Abschnitte des Beinabschnitts 38 radial nach außen verformen. Folglich kann der Niet 30 die zu verbindenden Bauteile miteinander an schmalen Abschnitten der zu verbindenden Bauteile verbinden, ohne die Verbindungsfestigkeit zu senken.
Da der andere Endabschnitt 42 jedes Hauptachsenbeinabschnitts 38A, der mit dem leicht verformbaren Abschnitt 32 versehen ist, die spitze Form hat, wird das Einführen der Hauptachsenbeinabschnitte 38A in die zu verbindenden Bauteile zum Zeitpunkt des Verstemmens erleichtert, sodass es möglich ist, eine Knickung der Hauptachsenbeinabschnitte 38A und somit des Beinabschnitts 38 zu unterdrücken. Daher kann nicht nur eine Vielzahl von Plattenbauteilen miteinander verbunden werden, die jeweils aus einer Aluminiumlegierung bestehen, sondern es können auch Plattenbauteile miteinander verbunden werden, von denen eines aus einer Aluminiumlegierung und das andere aus hochfestem Eisen besteht.
<Drittes Ausführungsbeispiel> Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf die 6A und 6B ein Befestigungsmittel gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Abschnitten, die grundsätzlich die gleiche Gestaltung wie das oben beschriebene erste Ausführungsbeispiel haben, werden die gleichen Symbole zugewiesen, weswegen eine Beschreibung davon entfällt.
Ein Niet 50 als ein Befestigungsmittel gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel hat die gleiche Grundgestaltung wie das erste Ausführungsbeispiel und unterscheidet sich dadurch, dass jeder von leicht verformbaren Abschnitten 52 derart gestaltet ist, dass ein Hauptachsenbeinabschnitt 54A auf der Seite des anderen Endabschnitts 58 bezüglich einer Axialrichtung eines Beinabschnitts 54 radial nach außen geneigt ist.
Wie in 6B gezeigt ist, hat der Niet 50 einen Kopfabschnitt 12 und den Beinabschnitt 54. Der Beinabschnitt 54 ist allgemein in einer Hohlzylinderform mit einer bei Betrachtung in Richtung einer Achse C ovalen Form ausgebildet, die symmetrisch zu und kleiner als eine ovale Form des Kopfabschnitts 12 ist. Mit anderen Worten sind der Kopfabschnitt 12 und der Beinabschnitt 54 derart angeordnet, dass ihre Hauptachsen CL und Nebenachsen CS (keine ist gezeigt) bei Betrachtung in der Richtung der Achse C miteinander überlappen. Ein Endabschnitt 56 in der Axialrichtung des Beinabschnitts 54 ist einstückig mit einer Rückenfläche 12B des Kopfabschnitts 12 verbunden. Der andere Endabschnitt 58 in der Axialrichtung des Beinabschnitts 54 dient als ein Abschnitt, der als erstes in eine Vielzahl der zu verbindenden Bauteilen eingeführt wird, die in der Richtung der Achse C aufgestapelt sind. Das Innere 60 des Beinabschnitts 54 ist ein Hohlraum, der auf seiner Oberseite durch den Kopfabschnitt 12 verschlossen ist und sich auf seiner Unterseite zur Außenseite öffnet. Entlang des gesamten Innenumfangs am anderen Endabschnitt 58 des Beinabschnitts 54 ist auf der Seite des führenden Endes 58A des anderen Endabschnitts 58 eine geneigte Oberfläche 62 vorgesehen, die bezüglich der Axialrichtung des Beinabschnitts 54 radial nach außen geneigt ist.
Ein Paar leicht verformbarer Abschnitte 52 (von denen nur einer in 6B gezeigt ist) ist jeweils an einem entsprechenden der Hauptachsenbeinabschnitte 54A vorgesehen, die Abschnitte sind, die die Hauptachse CL (siehe 1A) des Kopfabschnitts 12 (des Beinabschnitts 54) kreuzen. Jeder leicht verformbare Abschnitt 52 ist derart gestaltet, dass der Hauptachsenbeinabschnitt 54A verglichen mit dem anderen Beinabschnitt 54 als den Hauptachsenbeinabschnitten 54A auf der Seite des anderen Endabschnitts 58 bezüglich der Axialrichtung des Beinabschnitts 54 von seinem Fußabschnitt 64 aus radial nach außen geneigt ist. Ein Neigungswinkel θC jedes Hauptachsenbeinabschnitts 54A ist beispielsweise bezüglich der Richtung der Achse C radial nach außen in einem Bereich von etwa 1,25° bis 1,67° eingestellt, während ein Neigungswinkel θD jedes der in 6A gezeigten Nebenachsenbeinabschnitte 54B, die Abschnitte sind, die die Nebenachse CS (siehe 1A) des Kopfabschnitts 12 (des Beinabschnitts 54) kreuzen, bezüglich der Richtung der Achse C auf 0° eingestellt ist. Der Neigungswinkel θD ist zwar in diesem Ausführungsbeispiel auf 0° eingestellt, er ist aber nicht darauf beschränkt und er kann auf einen anderen Wert als 0° eingestellt werden. In diesem Fall wird der Neigungswinkel θC stets auf einen Winkel eingestellt, der größer oder gleich dem Neigungswinkel θD ist.
<Arbeitsweise und Wirkung drittes Ausführungsbeispiel> Als Nächstes werden die Arbeitsweise und Wirkung dieses Ausführungsbeispiels beschrieben.
Da in diesem Ausführungsbeispiel, wie in den 6A und 6B gezeigt ist, jeder leicht verformbare Abschnitt 52 derart gestaltet ist, dass der Hauptachsenbeinabschnitt 54A verglichen mit dem anderen Beinabschnitt 54 als den Hauptachsenbeinabschnitten 54A auf der Seite des anderen Endabschnitts 58 bezüglich der Axialrichtung des Beinabschnitts 54 radial nach außen geneigt ist, wird jeder Hauptachsenbeinabschnitt 54C tendenziell radial nach außen verformt, wenn auf dem Beinabschnitt 54 entlang der Richtung der Achse C eine Befestigungslast aufgebracht wird. Daher kann sich jeder Hauptachsenbeinabschnitt 54A, der mit dem leicht verformbaren Abschnitt 52 versehen ist, ähnlich wie die anderen Abschnitte des Beinabschnitts 54 radial nach außen verformen. Folglich kann der Niet 50 die zu verbindenden Bauteile miteinander an schmalen Abschnitten der zu verbindenden Bauteile verbinden, ohne die Verbindungsfestigkeit zu senken.
Da jeder leicht verformbare Abschnitt 52 derart gestaltet ist, dass der Hauptachsenbeinabschnitt 54A vom Fußabschnitt 64 aus radial nach außen geneigt ist, ist es zudem auch dann, wenn Verstemmungsbauteile, die beispielsweise als eine Aluminiumlegierung jeweils wie eine Legierung der 3000er Gruppe oder eine Legierung der 8000er Gruppe eine geringe mechanische Festigkeit haben, möglich, sie fest miteinander zu verbinden. Selbst wenn zwei oder mehr zu verbindende Bauteile, die jeweils eine geringe mechanische Festigkeit haben, verstemmt werden, können also, weil es möglich ist, die Hauptachsenbeinabschnitte 54A radial nach außen zu öffnen, die zu verbindenden Bauteile fest miteinander verbunden werden, indem der Beinabschnitt 54 hineingreift (indem sich der andere Endabschnitt 58 des Beinabschnitts 54 radial nach außen öffnet, sodass er in das zu verbindende Bauteil auf der unteren Seite beißt).
In diesem Ausführungsbeispiel ist zwar jeder leicht verformbare Abschnitt 52 im Beinabschnitt 54 vom Fußabschnitt 64 aus geneigt, doch die Erfindung ist nicht darauf beschränkt, d. h. jeder leicht verformbare Abschnitt 52 kann von einem anderen Abschnitt als dem Fußabschnitt 64 aus geneigt sein.
In den oben beschriebenen ersten bis dritten Ausführungsbeispielen werden in den Beinabschnitten die leicht verformbaren Abschnitte 16, 32 und 52 jeweils unabhängig voneinander angewandt, doch die Erfindung ist nicht darauf beschränkt. Die leicht verformbaren Abschnitte 16, 32 und 52 können kombiniert und im gleichen Beinabschnitt angewandt werden. In dem Fall, in dem ein Plattenbauteil als eine Aluminiumlegierung aus einer Legierung der 3000er Gruppe und ein Plattenbauteil aus hochfestem Eisen miteinander verbunden werden, ist es beispielsweise möglich, einen Beinabschnitt eingreifen zu lassen, während eine Knickung von ihm verhindert wird, wenn ein leicht verformbarer Abschnitt 32 und ein leicht verformbarer Abschnitt 52 kombiniert werden und im Beinabschnitt angewandt werden, sodass die Plattenbauteile fest miteinander verbunden werden können. Es ist also möglich, ein ordentliches Verbindungsergebnis zu erzielen, wenn leicht verformbare Abschnitte 16, 32 und 52 entsprechend den Materialien, den Gestaltungen und so weiter der zu verbindenden Bauteile kombiniert werden und in einem Beinabschnitt angewandt werden.
Außerdem ist keiner der leicht verformbaren Abschnitte auf die Gestaltungen der leicht verformbaren Abschnitte 16, 32 und 52 beschränkt, sondern kann eine Gestaltung haben, bei der ein Beinabschnitt mit einem Ausschnitt oder dergleichen als einem Verformungsstartabschnitt versehen ist, wobei die Verformung eines Hauptachsenbeinabschnitts ausgehend von diesem Verformungsstartabschnitt erfolgt, wenn eine Befestigungslast aufgebracht wird.
Oben sind zwar die Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben worden, die Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt, und sie kann natürlich innerhalb eines Bereichs, der nicht vom Grundgedanke der Erfindung abweicht, mit verschiedenen anderen als den obigen Änderungen erfolgen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2001304214 A [0002, 0003]

Claims

Befestigungsmittel (10; 30; 50) mit: einem Kopfabschnitt (12), der in einer Zylinderform mit einer in einer Axialansicht ovalen Form ausgebildet ist; einem Beinabschnitt (14; 38; 54), der in einer Axialrichtung einen Endabschnitt (20; 40; 56) hat, der mit einer Rückenfläche (12B) des Kopfabschnitts (12) verbunden ist, wobei der Beinabschnitt (14; 38; 54) in einer Hohlzylinderform mit einer in der Axialansicht ovalen Form ausgebildet ist, deren Nebenachsenrichtung die gleiche wie eine Nebenachsenrichtung der ovalen Form des Kopfabschnitts (12) ist, wobei der Beinabschnitt (14; 38; 54) derart gestaltet ist, dass, wenn vom Kopfabschnitt (12) aus eine Befestigungslast aufgebracht wird, ein anderer Endabschnitt (22; 42; 58) in der Axialrichtung des Beinabschnitts (14; 38; 54) in einer Vielzahl von zu verbindenden Bauteilen (26, 28) bezüglich des Beinabschnitts (14; 38; 54) radial nach außen verformt wird, um so die zu verbindenden Bauteile (26, 28) miteinander zu verstemmen; und einem leicht verformbaren Abschnitt (16; 32; 52), der an einem Paar Hauptachsenbeinabschnitte (14A; 38A; 54A) vorgesehen ist, die Abschnitte sind, die im Beinabschnitt (14; 38; 54) eine Hauptachse kreuzen, wobei der leicht verformbare Abschnitt (16; 32; 52) derart gestaltet ist, dass sich, wenn die Befestigungslast aufgebracht wird, die Hauptachsenbeinabschnitte (14A; 38A; 54A) ähnlich wie ein anderer Abschnitt des Beinabschnitts (14; 38; 54) als die Hauptachsenbeinabschnitte (14A; 38A; 54A) bezüglich des Beinabschnitts (14; 38; 54) radial nach außen verformen können.
Befestigungsmittel (10) nach Anspruch 1, wobei der leicht verformbare Abschnitt (16) derart gestaltet ist, dass eine Dicke (tE) des Hauptachsenbeinabschnitts (14A) kleiner eingestellt ist als eine Dicke des anderen Beinabschnitts (14) als die Hauptachsenbeinabschnitte (14A).
Befestigungsmittel (30; 50) nach Anspruch 1 oder 2, wobei entlang eines Innenumfangs am anderen Endabschnitt (42; 58) des Beinabschnitts (38; 54) auf der Seite eines führenden Endes (42A; 58A) des anderen Endabschnitts (42; 58) eine geneigte Oberfläche (34; 62) vorgesehen ist, die bezüglich der Axialrichtung des Beinabschnitts (38; 54) radial nach außen geneigt ist, und der leicht verformbare Abschnitt (32) derart gestaltet ist, dass ein Neigungswinkel der geneigten Oberfläche (34) des Hauptachsenbeinabschnitts (38A) bezüglich der Axialrichtung des Beinabschnitts (38) kleiner eingestellt ist als ein Neigungswinkel einer geneigten Oberfläche (35) des anderen Beinabschnitts (38) als die Hauptachsenbeinabschnitte (38A) bezüglich der Axialrichtung des Beinabschnitts (38).
Befestigungsmittel (50) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der leicht verformbare Abschnitt (52) derart gestaltet ist, dass der Hauptachsenbeinabschnitt (54A) verglichen mit dem anderen Beinabschnitt (54) als den Hauptachsenbeinabschnitten (54A) auf der Seite des anderen Endabschnitts (58) bezüglich der Axialrichtung des Beinabschnitts (54) radial nach außen geneigt ist.