JP2002295427A - アルミ製打込みリベット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 アルミニウム板に下穴を開けずに打込んでか
しめ締結する際に、亀裂、座屈、焼き付き等を発生させ
ること無く作業性良く確実にアルミニウム板をかしめ締
結することができるアルミ製打込みリベットを提供す
る。 【解決手段】 ＪＩＳ６０００系アルミニウム合金から
なり、頭部２と軸部３を有し、軸部３における材料金属
原子が軸長手方向に密となる流れをもって配列してなる
とともに、軸部３の表面硬度がＨｖ１３５以上であるこ
とを特徴とするアルミ製打込みリベット。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はアルミ製打込みリベ
ットに係り、より詳しくは同素材からなるアルミニウム
板を打ち抜いてかしめ締結することが可能であるアルミ
製打込みリベットに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、アルミニウム板をかしめ締結する
ための打込みリベットは、締結強度を確保し且つ打込み
の際のリベット自体の座屈等を防ぐため、鉄鋼或いはス
テンレス鋼を材料としているのが一般的である。しか
し、鉄鋼やステンレス鋼を材料としたリベットでは、下
穴を開けずにアルミニウム板を締結する際の打込み時
に、該リベットの硬度がアルミニウム板に比べて高くそ
の差が大きいため、アルミニウム板に亀裂が生じやす
く、しかも系列の異なる金属を使用するため、電食問題
や熱膨張係数の違いで頭飛びが発生し易いという問題が
あった。

【０００３】また近年、素材のリサイクル化が強く要求
されるようになり、スクラップ時の分別作業の簡素化等
の観点からもアルミニウム板と同一材料のアルミ製リベ
ットを使用してかしめ締結することが求められており、
また作業性の観点からは下穴を開けずに打ち込んでかし
め締結することができるアルミ製打込みリベットに対す
る要望が強い。そこで、例えば自動車の外壁材等に使用
されるＪＩＳ６０００系合金からなるアルミ製板材に対
して、熱処理可能なＪＩＳ２０００系合金や７０００系
合金からなるアルミ製リベットを使用して打込み接合す
る試みもなされているが、電位差による電食問題が発生
するために実用化には至っていない。このような電食問
題を解決するためには、同じＪＩＳ６０００系合金から
なるアルミ製リベットを用いることが有効ではあるが、
ＪＩＳ６０００系合金からなるアルミ製リベットは表面
硬度がＨｖ１１０〜１２０程度しかなく、下穴無しに打
ち込もうとすると座屈が発生してしまい、打込み接合す
ることは不可能であった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記した実情
に鑑みてなされたものであって、アルミニウム板に下穴
を開けずに打込んでかしめ締結する際に、亀裂、座屈、
焼き付き等を発生させること無く作業性良く確実にアル
ミニウム板をかしめ締結することができるアルミ製打込
みリベットを提供せんとするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
ＪＩＳ６０００系アルミニウム合金からなり、頭部と軸
部を有し、該軸部における材料金属原子が軸長手方向に
密となる流れをもって配列してなるとともに、該軸部の
表面硬度がＨｖ１３５以上であることを特徴とするアル
ミ製打込みリベットに関する。請求項２に係る発明は、
軸部の中心部硬度がＨｖ１１０〜１２０である二層構造
の硬さを軸部に有することを特徴とする請求項１記載の
アルミ製打込みリベットに関する。請求項３に係る発明
は、ＪＩＳ６０００系アルミニウム合金からなる線材を
所定寸法に切断し、該切断された線材に軸長手方向に金
属原子が密となる流れ配列を形成する加工を施した後、
冷間圧造によって所定の形状を得ることにより製造され
たことを特徴とする請求項１又は２記載のアルミ製打込
みリベットに関する。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るアルミ製打込
みリベットの好適な実施形態について図面を参照しつつ
説明する。本発明に係るアルミ製打込みリベット（１）
は、図１に示す如く、円板状の頭部（２）と、該頭部
（２）の下方に延出された円柱状の軸部（３）とから構
成されており、その全体がＪＩＳ６０００系アルミニウ
ム合金から一体形成されている。但し、本発明に係るリ
ベットは、その材質、内部組織構造及び加工方法に特徴
付けられるものであって、具体的形状については図示例
に何ら限定されるものではなく、一般に使用されている
公知の打込みリベットの形状を適宜採用することができ
る。

【０００７】ＪＩＳ６０００系アルミニウム合金とは、
ＪＩＳに規定されたＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系アルミニウム合
金であり、その系列には６０６１、６Ｎ０１、６０６
３、６１０１、６１５１が存在している。本発明では、
これらの系列のうち６０６１や６０６３が好適に使用さ
れ、中でも６０６１が最も好適に使用される。

【０００８】本発明に係るアルミ製打込みリベットは、
ＪＩＳ６０００系アルミニウム合金製のリベットにおい
て、軸部（３）における材料金属原子が軸長手方向に密
となる流れをもって配列し且つ軸部（３）の表面硬度が
Ｈｖ１３５以上である構成を具備したことに特徴付けら
れるものであり、このようなリベットは以下のような製
造方法によって得ることができる。

【０００９】先ず、ＪＩＳ６０００系アルミニウム合金
からなる線材をカッター装置により所定の長さに切断す
る。次いで、該切断された線材に対して、軸長手方向に
金属原子が密となる流れ配列を形成させ且つ表面を加工
硬化させるための加工を施す。この加工方法は特に限定
されるものではなく、従来公知の金属塑性加工方法を適
宜組み合わせて用いればよい。次いで、得られた加工材
を予備打ち用パンチとダイスにより冷間圧造にて前方押
し出し加工（絞り加工）し、ダイス内の加工部をリベッ
ト軸部の所定寸法に絞るとともに、パンチ側の加工部を
リベット頭部の予備打ち形状とする。そして、得られた
加工材を仕上げ用パンチにより冷間圧造にて据え込み加
工して所定のリベット頭径に仕上げることによって、所
定の寸法・形状をもつアルミ製打込みリベットを得る。

【００１０】このようにして、軸部（３）の表面硬度が
Ｈｖ１３５以上であって且つ軸部（３）における材料金
属原子が軸長手方向に密に配列したアルミ製打込みリベ
ットを製造する。このように製造されたリベットは、同
一素材からなるアルミ板を容易に打ち抜くことができ且
つ座屈が生じにくいアルミ製打込みリベットとなる。す
なわち、一般に打ち抜かれる板材は圧延加工によって原
子が横方向の流れをもって配列しているため、リベット
軸径に比べて薄い板材にリベットを垂直に当てた時、金
属原子の流れ方向に対して圧縮応力がかかるリベット軸
に比べて引張り応力がかかる板材の方が弱くなり、この
ことが板材に比べて表面硬度が格段に高いことと相まっ
て板材を容易に打ち抜くことを可能にしている。

【００１１】また、上記加工により得られたリベット
は、その表面が加工硬化されることで表面硬度がＨｖ１
３５以上となるが、内部は加工硬化されないために内部
硬度はＨｖ１１０〜１２０となり、結果として二層構造
の硬さ分布を軸部（３）に有するアルミ製リベットとな
る。このように、軸部（３）における表面硬度が高く内
部硬度が低いことによって、アルミ板を容易に打ち抜く
ことができるとともに、打ち抜いた後のかしめ圧造で軸
が頭部と対称な鼓形を形成して強固な結合が得られると
いう優れた特性を有するリベットとなる。内部硬度が表
面と同等に板材に比べて非常に高い場合には、かしめ圧
造時において軸が膨らむ際に板材に大きな歪を与えるこ
とになり、板材の変形が大きくなってしまうという不都
合が生じるが、本発明に係るリベットではかかる不都合
が生じることはない。

【００１２】図２は上記製造方法により得られた本発明
に係るアルミ製打込みリベットの断面拡大写真であり、
図３は本発明に係るアルミ製打込みリベットを使用して
アルミニウム板を打ち抜いた状態を示す断面拡大写真で
あり、図４は本発明に係るアルミ製打込みリベットを使
用してアルミニウム板を打ち抜いてかしめ締結した状態
を示す断面拡大写真である。尚、リベット及び板材の材
質は共にＪＩＳ６０６１アルミニウム合金である。これ
らの写真からも明らかな如く、本発明に係るアルミ製打
込みリベットは、軸部において材料金属原子が軸長手方
向に密となる流れをもって配列しており、同材質からな
るアルミニウム製板材を変形させること無く打ち抜くこ
とができ、打ち抜いた後のかしめ圧造で軸端部が強固な
結合が得られる鼓形を形成することが分かる。

【００１３】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に係る発
明は、ＪＩＳ６０００系アルミニウム合金からなり、頭
部と軸部を有し、該軸部における材料金属原子が軸長手
方向に密となる流れをもって配列してなるとともに、該
軸部の表面硬度がＨｖ１３５以上であることを特徴とす
るアルミ製打込みリベットであるから、同一素材からな
るアルミ板を容易に打ち抜くことができ且つ座屈が生じ
にくいアルミ製打込みリベットを得ることができる。

【００１４】請求項２に係る発明は、軸部の中心部硬度
がＨｖ１１０〜１２０である二層構造の硬さを軸部に有
することを特徴とする請求項１記載のアルミ製打込みリ
ベットであるから、アルミ板を変形させること無く容易
に打ち抜くことができ且つ打ち抜いた後のかしめ圧造で
軸が頭部と対称な鼓形を形成して強固な結合が得られる
という優れた特性を有するリベットを得ることができ
る。

【００１５】請求項３に係る発明は、ＪＩＳ６０００系
アルミニウム合金からなる線材を所定寸法に切断し、該
切断された線材に軸長手方向に金属原子が密となる流れ
配列を形成する加工を施した後、冷間圧造によって所定
の形状を得ることにより製造されたことを特徴とする請
求項１又は２記載のアルミ製打込みリベットであるか
ら、該軸部における材料金属原子が軸長手方向に密とな
る流れをもって配列し、軸部の表面硬度がＨｖ１３５以
上で中心部硬度がＨｖ１１０〜１２０である二層構造の
硬さを軸部に有するリベットを容易かつ確実に得ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るアルミ製打込みリベットの正面図
である。

【図２】本発明に係るアルミ製打込みリベットの断面拡
大写真である。

【図３】本発明に係るアルミ製打込みリベットを使用し
てアルミニウム板を打ち抜いた状態を示す断面拡大写真
である。

【図４】本発明に係るアルミ製打込みリベットを使用し
てアルミニウム板を打ち抜いてかしめ締結した状態を示
す断面拡大写真である。

【符号の説明】

１ アルミ製打込みリベット ２ 頭部 ３ 軸部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3J036 AA04 BA02 BB05 BB09 EA03

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ＪＩＳ６０００系アルミニウム合金から
   なり、頭部と軸部を有し、該軸部における材料金属原子
   が軸長手方向に密となる流れをもって配列してなるとと
   もに、該軸部の表面硬度がＨｖ１３５以上であることを
   特徴とするアルミ製打込みリベット。
2. 【請求項２】 軸部の中心部硬度がＨｖ１１０〜１２０
   である二層構造の硬さを軸部に有することを特徴とする
   請求項１記載のアルミ製打込みリベット。
3. 【請求項３】 ＪＩＳ６０００系アルミニウム合金から
   なる線材を所定寸法に切断し、該切断された線材に軸長
   手方向に金属原子が密となる流れ配列を形成する加工を
   施した後、冷間圧造によって所定の形状を得ることによ
   り製造されたことを特徴とする請求項１又は２記載のア
   ルミ製打込みリベット。