JPH09506153A - 自動打抜き固定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 この発明による自動打抜き固定装置は、ラム（１３）の作用を受けるリベット（３）と、ダイ（１５）とからなり、またリベット（３）はリベットヘッド（４）と、中心に空洞部（８）を備えるリベット軸部（６）とからなり、リベットの空いた端面は、それを受ける薄板（１）を完全には打ち抜かない。空洞部（８）はリベット軸部（６）のヘッド（４）と反対側の末端において、開き角αでほぼ円錐形に構成されている。さらにリベット軸部（６）からヘッド（４）の下側への移行部は、本来丸みをつけて（Ｒ１）構成されている。このようにして製作されたリベット締結が優れている点は、その強度に関して高い必要条件を満たすこと、またリベット締結部分の板表面が、打抜き過程によって後まで残る損傷を受けないことである。

Description

【発明の詳細な説明】 自動打抜き固定装置 この発明はラムの作用を受けるリベットと当て盤工具（ダイ）とからなる自動 打抜き固定装置に関し、リベットはリベットヘッドと、中心に空洞部を備えるリ ベット軸部とからなっており、リベットの空いた端面は、それを受ける工作物（ 薄板）を完全には打ち抜かない。 このような自動打抜き固定装置は、ドイツ特許出願３９ ４２ ４８２に記載 されている。そこに説明された応用例では、容器壁面の部分である異なる厚さの ２枚の薄板が互いに締結され、しかも水密性と気密性に特別な価値が置かれてい る。リベット締結の耐蝕性も、当時の技術の現況で考慮されている。 このような自動打抜き固定装置を自動車工業の分野において、例えばボディ薄 板周囲を互いに締結するために使用しようとするならば、上記の耐蝕性の他に、 さらに重要な要因が必要となってくる。そこに発生する高い機械的負荷のため、 その品質、すなわち２枚の薄板の締結強度が決定的な意味を帯びてくる。のみな らず、その締結が実施された箇所（むき出しのボディ部分）によっては、リベッ トヘッドの上部が周囲の薄板表面に対してリベット締結作業の後、できるだけ同 一平面上に埋め込むことが必要となる。リベット締結の作業も、薄板の上記の表 面部分をできる限り損傷してはならない（例えば薄板のゆがみによる変形）。こ れは場合により必要となる視覚的印象を改善するための後加工を最小限にするた めである。 これらの追加された要求を既知のリベット締結は望まれた範囲で満たしてはい ない。 したがって、この発明の目的は、既知の自動打抜き固定装置を発展させて、こ れによって製作されたリベット締結がその強度に関して高い必要条件を満たすこ とができることと、リベット締結の領域における工作物表面が後にまで残る損傷 を受けないことにある。 これはこの自動打抜き固定装置が請求項１の特徴部によるさらなる特徴を有し ていることにより、この発明によって解決される。 空いた端面の部分でのリベット軸部空洞部の広義での円錐型形状により、工作 物へのリベットの侵入の際に、侵入深さが増すとともに、この時生じるより大き い拡張力のため、リベット軸部の半径方向外向き運動（拡大）が大きな配置に達 する働きをして、４５°以上の拡張角度の生じることがあり、これはまたリベッ ト締結の強度、特にヘッド引張強さを対応して高まるアンダーカットを生じる（ 下の薄板の、リベット軸部被覆面に接する湾曲よりも、半径方向にさらに張り出 したリベット軸部の末端部分；図４の参照番号３０を参照）。空いた端面部分に おけるリベット軸部の成形と、ヘッドへのリベット軸部のほぼ丸みをつけた移行 部は、これに留まらず、実施例に示した上方薄板の貫通時に、リベット打ちの間 に上方薄板をできるだけ保護する処理の効果があり、また特に、リベットヘッド が平らな上部を有している場合、この上側を周囲の薄板表面と同一平面上に埋め 込むことができ、薄板表面のヘッドの変り目に円形の窪みが極めて狭く、また非 常に浅いという結果をもたらす。 この発明の特別な改良はその他の従属請求項に記載されている。そこに挙げら れたリベットの好ましい改良の他に、ダイ空洞部が半径方向に可動するよう作ら れていることに特別な改良を見ることができる（請求項６）。これと関連するの が、特に薄い板の場合、上 方薄板の切断の際の支持効果であり、下方薄板でのリベット軸部の拡張過程がな んらかの損傷を受けることがなく、これは弾性に支持されたスライドブロック（ 請求項７）が対応して外向きに逃れることができるためである。 この発明の対象の好ましい実施例を図面に示し、以下これに関連して説明する 。 図１は自動打抜き固定装置の部分としてのリベット、 図２は自動打抜き固定装置の個別要素の配置（図３の矢印IIによる断面の多部 品のダイ）を、その間に収容され締結される薄板と共に示し、 図３は多部品のダイの平面図、 図４はこの発明により製作されたリベットの締結を示す。 図面の全体形状から明らかなように、上方と下方の金属薄板１、２がリベット ３によって互いに締結している。このリベットは平らな上部５をもつヘッド４と 、中心（縦軸７）の空洞部８をもつ円筒状のリベット軸部６とからなっている。 リベット軸部６のヘッドと反対側の部分において、空洞部８は開き角αをもつ 円錐形９として形成されており、その際に円錐側面１０は、かるく湾曲させるの が有利である。これによって製作技術上与えられた可能性の枠内において、いわ ば「鋭利な縁」が得られ、リベット３は打抜きの際に上方金属薄板１を貫通し、 下方金属薄板２に侵入することができる。 開き角αの他に、図１に示すようにリベット３のその他の成形と寸法のパラメ ータは、空洞部８の直径ｄ１、リベット軸部６の直径ｄ２、リベットヘッド４の 直径Ｄ、リベット３の全長Ｌ、リベット ヘッド４の高さＨ、リベットヘッド４の下側１１とリベット軸部６との間におけ る移行部のための外向き半径Ｒ１、リベットヘッド上部５とリベットヘッド下側 １１との間の移行部のための内向きで、かつ接続する半径Ｒ２、および空洞部８ の底１２の半径Ｒ３である。リベットヘッド４の高さＨは、リベット軸部６から 外向きの半径Ｒ１への移行開始部から決定される。 空洞部８の深さは、製作技術上の可能性の枠内において丸みをつけた（半径Ｒ ３）底１２が、リベットヘッド４の中まで達する深さである。 半径Ｒ１により、打抜き過程の際に、鋭利な縁が存在しないため、リベットヘ ッド部分での高いピーク応力が避けられる。 円錐開き角αは、締結される金属薄板１、２の材料特性（降伏点Ｒ_p0.2）に応 じて選択することが望ましい。次のような配分が有利であることが明らかとなっ た： 図２は自動打抜き固定装置のその他の構成部分を略図で示す。この場合、リベ ット３は、ヘッド４の上部５の上に乗っているラム１３により、ラム力Ｆ_Sを受 ける。ラム１３は圧力パッド１４に囲まれており、当て盤工具の役割をするダイ １５とともに、金属薄板１、２と接触し、圧力パッド力Ｆ_Nを加える。この圧力 パンド力Ｆ_Nは、リベット・打抜き過程の間一定に保たなければならないが、こ れは適切な方法により、圧力パッド１４が対応する圧力制御した油圧ユニットか ら力を受けることによって確保することができる。 圧力パッド１４の作用を最適化するために、上方金属薄板１に接 触する圧力パッドの表面を粗くしてある。これによって打抜きの際に周囲の金属 薄板領域が過大に打抜きゾーンの中へ引き込まれるのを防止することができ、む しろ上方金属薄板１はきれいに切断される。 図２と図３に示した多部品のダイ１５は、パンチング突起部１６をもつ心棒２ ０を備えている。この心棒２０は、心棒収容部１８の適切な寸法の空洞部１７の 中に収容されており、その側方に用いられた止めネジ１９によって保持されてい る。空洞部１７の中に追加して用いられたワッシャー２１は、特定の厚さを有し 、これは異なる厚さの他のワッシャーと直ちに交換することができるが、このワ ッシャーにより、パンチング突起部１６が、程度の差はあれ僅かに心棒収容部１ ８の上側から突き出すようにできる。心捧収容部１８の中に加工された通孔３１ は、空洞部１７まで達している。 心棒収容部１８の上側２２には、半径方向に向き、均等に円周上に配分配置さ れた３本の溝２３が加工されており、これらはそれぞれスライドブロック２４の 収納の役割を果たしている。これらの溝のパンチング突起部１６側のスライドブ ロック２４の末端は、形が曲がっており、補いあって閉じられた円形の線になっ ている。 各スライドブロック２４の半径方向外向きの末端は、板バネ２５の力を受け、 この板バネは平小ねじ２６によって心棒収容部１８に固定されている。最後に、 心棒収容部１８から下向きに突出するピン２７は、工具への収容と固定の役目を する。 リベットを留める過程で、スライドブロック２４は、リベット３によって押し のけられた材料、特に下方金属薄板２の材料により、外側に押されるため、結局 、広がる工程を促進する補助的な窪みが リベット３に提供される。締結がなされ、このようにして生じた締結材がダイ１ ５からの除去の後、板バネ２５は、スライドブロック２４を再びその当初位置へ と押し戻す。 重要なのは締結過程の始めに、ダイの直径（スライドブロック２４によって形 成される円形の線２８）が、リベット軸部６の外径ｄ₂よりも僅かしか大きくな いことであり、その結果、リベット側の上方金属薄板１のできうる限りきれいな 打抜きが行われ、金属薄板がダイ１５の中へ引き込まれることがない。 最後に図４は完成したリベット締結を示す。この場合、リベットヘッド４の上 部が、上方金属薄板１の上側と同一平面上であることを特に明らかに認めること ができる。またリベットヘッド４と上方金属薄板１との間の境目部分において、 円形の窪み２９が極めて狭くまた僅かな深さであることも認めることができる。 さらに、図４は、リベット締結の強度に著しく有利な影響を及ぼす大きいアンダ ーカット３０を示しており、これはとりわけ、リベット３により打抜きの際に調 節した大きいリベット軸部拡張角度β（場合により＞４５°）によって生じるも のである。 ２枚以上の数の金属薄板を互いに締結するために、あるいは、また例えばボル ト状のヘッドを有するような唯１本のリベットを、単一の金属薄板の中に固定す るためにも、この自動打抜き固定装置を使用することができることは明らかであ る。 さらに、本発明は金属薄板または金属形材の締結に限定されない。むしろ非金 属工作物（例えばプラスチック）も、このようにして互いに締結することができ る。

【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９５年１０月４日 【補正内容】 したがって、この発明の目的は、既知の自動打抜き固定装置を発展させて、こ れによって製作されたリベット締結がその強度に関して高い必要条件を満たすこ とができることと、リベット締結の領域における工作物表面が後にまで残る損傷 を受けないことにある。 これはこの自動打抜き固定装置が請求項１の特徴部によるさらなる特徴を有し ていることにより、この発明によって解決される。 空いた端面の部分でのリベット軸部空洞部の広義での円錐型形状により、工作 物へのリベットの侵入の際に、侵入深さが増すとともに、この時生じるより大き い拡張力のため、リベット軸部の半径方向外向き運動（拡大）が大きな配置に達 する働きをして、４５°以上の拡張角度の生じることがあり、これはまたリベッ ト締結の強度、特にヘッド引張強さを対応して高まるアンダーカットを生じる（ 下の薄板の、リベット軸部被覆面に接する湾曲よりも、半径方向にさらに張り出 したリベット軸部の末端部分；図４の参照番号３０を参照）。 既に英国特許出願公開２ １８４ ５１０から、薄板シートに固定するために ねじ山を施した締結ボルトは確かに既知であり、その打抜き部分は、前方の空い た端面が薄板シートを完全に貫通するために、両側斜面の切断縁が設けられてい る。ただし、打抜き部分が薄板シート貫通の後、希望する外向きの拡張運動を行 うためには、追加の手段が必要である。すなわち、打抜き部分に対応する拡張運 動を強いる適切に成形した当て盤工具（ダイ）である。 この発明による空いた端面の部分でのリベット軸部の成形ど、リベットヘッド へのリベット軸部のほぼ丸みをつけた移行部は、これに留まらず、リベット打ち の間、実施例に示した上方薄板の貫通時 に、上方薄板をできうる限り保護する働きがあり、またとりわけ、リベットヘッ ドが平面の上部を有する場合、この上側を周囲の薄板表面と同一平面上に埋め込 むことができ、また円形の窪みは、リベットヘッドから薄板表面への移行の際に 、著しく狭くまた僅かな深さしかない。 この発明の特別な改良は、従属請求項に記載されている。そこに挙げられてい るリベットの好ましい改良の他に、ダイ空洞部の周囲壁が半径方向に移動できる ように作られていことに特別な改良を見い出すことができる。これと関連するの が、特に薄い板の場合、上方薄板の切断の場合の支持効果であり、 【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９５年１１月２４日 【補正内容】 特許請求の籟囲 １．ラム（１３）の作用を受けるリベット（３）と、当て盤工具（ダイ１５） とからなる自動打抜き固定装置であって、リベット（３）がリベットヘッド（４ ）と中心空洞部（８）を備えるリベット軸部（６）とからなり、リベット軸部（ ６）は、その空いた端面が軸部を受ける工作物（薄板２）を完全には打ち抜かな いものであって、締結していないリベットヘッド（３）の当初状態で、リベット ヘッド（４）の反対側のリベット軸部（６）の末端部が、外側で円筒状に、空洞 部（８）の側ではほぼ円錐状に開き角（α）をもって構成されていること、さら にリベット軸部（６）かほぼ丸みをつけて（半径Ｒ１）、アンダーカットの形成 なしにリベットヘッド（４）の下側（１１）へと移行することを特徴とする自動 打抜き固定装置。 ２．リベットヘッド（４）の高さ（Ｈ）が、リベット軸部（６）からリベット ヘッド（４）への移行開始部から、半径（Ｒ１）を通じて決定されること、また 空洞部（８）がその底（１２）でリベットヘッド（４）の中へ達していることを 特徴とする、請求項１に記載の固定装置。 ３．リベットヘッド（４）が、リベット締結の作業後、工作物（金属薄板１） と同一平面上に平らにした平面の上部（５）を備えることを特徴とする、請求項 １に記載の固定装置。 ４．リベット軸部（６）が、完成したリベット締結の際に、β＞４５°の拡張 角度を有することを特徴とする、請求項１に記載の固定装置。 ５．ラム（１３）を囲む圧力パッド（１４）の工作物（金属薄板 １）に接触する表面が、粗くなっていることを特徴とする、上記請求項のいずれ か一つ、もしくは幾つかの項に記載の固定装置。 ６．リベット締結の作業の間に拡張するリベット軸部（６）の収容に用いられ る当て盤（ダイ１５）の空洞部（１７）が、半径方向に移動できる周囲壁を備え ていることを特徴とする、上記請求項のうちいずれか一つの項、もしくは幾つか の項に記載の固定装置。 ７．ダイ（１５）が多部品で構成されており、工作物（金属薄板２）に向いた 、心棒収容部（１８）の上側（２２）の上に、溝（２３）に導かれバネ圧（板バ ネ２５）のもどに保持されるスライドブロック（２４）を備えていることを特徴 とする、請求項６に記載の固定装置。 ８．心捧収容部（１８）の円周に均等に配分配置された半径方向の３本のスラ イドブロック（２４）が存在し、心棒収容部（１８）の空洞部（１７）の中央に 用いられた心棒（２０）に向いたその末端が、互いに円形の線（２８）を完全に 形作っていることを特徴とする、請求項６に記載の固定装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＡＵ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，Ｃ Ａ，ＣＮ，ＣＺ，ＦＩ，ＨＵ，ＪＰ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ ，ＬＫ，ＬＶ，ＭＮ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＲＯ，ＲＵ， ＳＤ，ＳＫ，ＵＡ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ (72)発明者 ジョーンズ、トラボール ビイ イギリス国 ビイエル７‐オエルユー ボ ルトン エンッウイスッル オーバーショ ーズ ロード 44 ハイ ハーゾン (72)発明者 リターランド、ハワード ゼー イギリス国 クルーイド レックスハーム ホープ サロン ロネ 15

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．ラムの作用を受けるリベットと当て盤工具（ダイ）とからなる自動打抜き 固定装置であり、リベットはリベットヘッドと、中心に空洞部を備えるリベット 軸部とからなっており、リベットの空いた端面は、それを受ける工作物（板）を 完全には打ち抜かないものであって、空洞部（８）が、リベットヘッド（４）と 反対側のリベット軸部（６）の末端部において、ほぼ円錐形に開き角（α）で形 成されていること、さらにリベットヘッド（４）の下側（１１）へのリベット軸 部（６）の移行部が、ほとんど丸みをつけて（半径Ｒ１）構成されていることを 特徴とする自動打抜き固定装置。 ２．リベット軸部（４）からリベットヘッド下側（１１）への移行開始部から 、リベットヘッド（４）の高さ（Ｈ）が半径（Ｒ１）によって決定されること、 また空洞部（８）がその底（１２）でリベットヘッド（４）の中へ達しているこ とを特徴とする、請求項１に記載の固定装置。 ３．リベットヘッド（４）が、リベット締結の作業後、工作物（金属薄板１） と同一平面上に平らにした平面の上部（５）を備えることを特徴とする、請求項 １に記載の固定装置。 ４．リベット軸部（６）が、完成したリベット締結の際に、β＞４５°の拡張 角度を有することを特徴とする、請求項１に記載の固定装置。 ５．ラム（１３）を囲む圧力パッド（１４）の工作物（金属薄板１）に接触す る表面が、粗くなっていることを特徴とする、上記請求項のいずれか一つ、もし くは幾つかの項に記載の固定装置。 ６．リベット締結の作業の間に拡張するリベット軸部（６）の収 容に用いられる当て盤（ダイ１５）の空洞部（１７）が、半径方向に移動できる 周囲壁を備えていることを特徴とする、上記請求項のうちいずれか一つの項、も しくは幾つかの項に記載の固定装置。 ７．ダイ（１５）が多部品で構成されており、工作物（金属薄板２）に向いた 、心棒収容部（１８）の上側（２２）の上に、溝（２３）に導かれバネ圧（板バ ネ２５）のもとに保持されるスライドブロック（２４）を備えていることを特徴 とする、請求項６に記載の固定装置。 ８．心棒収容部（１８）の円周に均等に配分配置された半径方向の３本のスラ イドブロック（２４）が存在し、心棒収容部（１８）の空洞部（１７）の中央に 用いられた心棒（２０）に向いたその末端が、互いに円形の線（２８）を完全に 形作っていることを特徴とする、請求項６に記載の固定装置。