JP2008215464A

JP2008215464A - リベット構造及び車両用ボデー構造

Info

Publication number: JP2008215464A
Application number: JP2007052679A
Authority: JP
Inventors: Yukio Morozumi; 由貴夫両角; Katsuhiro Yamaguchi; 功洋山口
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2007-03-02
Filing date: 2007-03-02
Publication date: 2008-09-18

Abstract

【課題】打ち込み時に２枚の板材の接合強度を向上することができるリベット構造を得る。
【解決手段】リベット１０は、円形の頭部１２と、頭部１２から延出された筒状の軸部１４とを備えている。軸部１４には、軸線Ｓ方向に沿って円形状の穴１６が形成されている。軸部１４の外周には、周方向に沿って溝２０が形成されている。穴１６の先端部には、先端側にいくに従って径が拡大するテーパ部１６Ａが設けられている。２枚の板材３０、３２を重ね合わせて板材３０の側からリベット１０を打ち込むと、軸部１４の先端部１４Ａが溝２０を起点として拡径し、板材３２への食い込み量が増加する。
【選択図】図１

Description

本発明は、重ね合わされた被接合材に打ち込んでこれらの被接合材を接合するリベット構造、及びこのリベット構造を用いた車両用ボデー構造に関する。

下記特許文献１には、セルフピアスリベットに設けられた穴の先端内径側にテーパを形成し、セルフピアスリベットを２枚のアルミニウム合金板に打ち込んだときに、食い込み後のカール径が大きくなるようにした構造が開示されている。
特開平９−３１７７３０号公報

しかしながら、上記先行技術による場合、セルフピアスリベットのアルミニウム合金板への食い込みが多少大きくなるが、さらにセルフピアスリベットとアルミニウム合金板との接合強度を改善する余地がある。

本発明は上記事実を考慮し、被接合材の接合強度を向上することができるリベット構造を得ることが目的である。

請求項１の発明は、重ね合わされた被接合材に打ち込んで前記被接合材を接合させるリベット構造であって、頭部と、前記頭部から延出された筒状の軸部と、前記軸部の外周に周方向に又は周方向と交差する方向に沿って形成された溝と、を有することを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１記載のリベット構造において、前記溝が、前記軸部の軸方向の複数箇所に形成されていることを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１又は請求項２記載のリベット構造において、前記軸部の筒内先端に、先端側にいくに従って径が拡大するテーパ部が設けられていることを特徴とする。

請求項４の発明に係る車両用ボデー構造は、前記被接合材が車両用ボデーを構成する板材であり、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のリベット構造を用いて前記板材を接合したことを特徴とする。

請求項１記載の本発明によれば、リベットの頭部から筒状の軸部が延出されており、軸部の外周に周方向に又は周方向と交差する方向に沿って溝が形成されている。重ね合わされた被接合材にリベットを打ち込むと、軸部が一方の被接合材に進入するにつれて抵抗荷重が増加し、他方の被接合材に進入するときには、溝が起点となり軸部の先端部が拡径する（外方へ広がる）。これによって、他方の被接合材への軸部の食い込み量が増加し、リベットと被接合材との接合強度が向上する。

請求項２記載の本発明によれば、溝が軸部の軸方向の複数箇所に形成されているので、重ね合わされた被接合材にリベットを打ち込んだときに、軸部の拡径形状を制御することが可能となる。このため、被接合材への軸部の食い込み量がより一層増加し、リベットと被接合材との接合強度がより一層向上する。

請求項３記載の本発明によれば、軸部の筒内先端に、先端側にいくに従って径が拡大するテーパ部が設けられているので、重ね合わされた被接合材にリベットを打ち込んだときに、軸部の拡径を促進することができる。

請求項４記載の本発明によれば、被接合材が車両用ボデーを構成する板材であり、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のリベット構造を用いて板材を接合したので、軸部の板材への食い込み量が増加し、リベットと板材との接合強度が向上する。

以上説明したように、請求項１記載のリベット構造は、重ね合わされた被接合材に打ち込んだときにリベットと被接合材との接合強度を向上することができるという優れた効果を有する。

請求項２記載の本発明に係るリベット構造は、重ね合わされた被接合材に打ち込んだときにリベットと被接合材との接合強度をより一層向上することができるという優れた効果を有する。

請求項３記載の本発明に係るリベット構造は、打ち込み時の軸部の拡径を促進することができ、リベットと被接合材との接合強度をより一層向上することができるという優れた効果を有する。

請求項４記載の本発明に係る車両用ボデー構造は、車両用ボデーを構成する板材を接合したとき、リベットと板材との接合強度を向上することができるという優れた効果を有する。

以下、図１〜図５を用いて、本発明に係るリベット構造の第１実施形態について説明する。

図１には、本実施形態に係るリベット構造が示されている。この図に示されるように、リベット１０は、頭部１２と、頭部１２から延出された筒状の軸部１４とを備えた自己穴あけ式リベット（セルフピアスリベットともいう）である。頭部１２及び軸部１４の軸線Ｓ方向から見た形状はそれぞれ円形となっている。軸部１４には、軸線Ｓ方向に沿って円形状の穴１６が形成されている。軸部１４の外周には、周方向に沿って１本の溝２０が設けられている。この溝２０は、凹状の湾曲面からなり、軸部１４の全周に連続して形成されている。

軸部１４の穴１６の先端部には、先端側にいくに従って径が拡大するテーパ部１６Ａが設けられている。また、頭部１２には、軸部１４の根元から端面側にいくに従って径が拡大するテーパ部１２Ａが形成されている。

このリベット１０は、図２に示されるように、重ね合わされた被接合材としての２枚の板材３０、３２を接合するときに用いられる。すなわち、リベット１０を上側の板材３０から打ち込むことによって、リベット１０の軸部１４の先端部１４Ａが下側の板材３２へ食い込み、２枚の板材３０、３２が接合されるように構成されている。

溝２０が形成された軸部１４は、２枚の板材３０、３２に打ち込んだときに、上側の板材３０を貫通するのに十分な強度に設定されている。また、リベット１０は、下側の板材３２を貫通しないような材質及び形状に設定されている。

軸部１４に形成された溝２０は、２枚の板材３０、３２に打ち込んだときに、軸部１４の先端部１４Ａが拡径し易く（外方へ広がり易く）、かつ、打ち込んだときに溝２０から穴１６の方向へ亀裂が入らないような形状及び深さに設定されている。また、溝２０の位置は、軸部１４が溝２０を起点として拡径したとき、下側の板材３２への軸部１４の食い込み量を増加させるように設定されている。

本実施形態では、板材３０、３２として、車両用ボデー本体を構成する部材が用いられている。例えば、車両用ドアを構成するアウタパネルとインナパネルなどを本実施形態のリベット１０を用いて接合することができる。

次に、図３〜図５を用いてリベット１０の打ち込み方法を説明すると共に、本実施形態の作用並びに効果について説明する。

図３に示されるように、２枚の板材３０と板材３２を接合する際には、重ね合わせた板材３０と板材３２を、環状凹部４０Ａが形成されたダイ４０上に位置合わせしてセットする。その後、打ち込み側に位置する上側の板材３０にリベット１０を配置し、リベット１０の頭部１２の上方より、パンチ４２を下降させる。パンチ４２によって板材３０に押し付けられたリベット１０は、板材３０に打ち込まれる。

図４に示されるように、リベット１０の打ち込みが進行すると、リベット１０の軸部１４の先端部１４Ａは、板材３０を切り込んで貫通し、ダイ４０側に位置する板材３２を切り込む。そのとき、リベット１０の軸部１４が上側の板材３０に進入するにつれて抵抗荷重が増加し、下側の板材３２に進入するときには、溝２０が起点となり軸部１４の先端部１４Ａが外方に広がり、拡径していく。これによって、下側の板材３２への軸部１４の先端部１４Ａの食い込み量が増加する（図５参照）。その際、穴１６の先端部にテーパ部１６Ａが形成されているので、リベット１０の打ち込み時の軸部１４の拡径を促進することができる。

図５に示されるように、リベット１０の打ち込みがさらに進行すると、ダイ４０の環状凹部４０Ａの形状に対応して板材３２及び軸部１４が変形する。その結果、リベット１０の軸部１４が十分に拡径し、軸部１４の先端部１４Ａが板材３２へ大きく食い込むことで２枚の板材３０、３２が接合される。その際、リベット１０の軸部１４は、下側の板材３２を貫通しない。

本実施形態のリベット構造では、図２に示されるように、リベット１０を板材３０、３２に打ち込んだときに、軸部１４の板材３２への食い込み量が大きいので、リベット１０と板材３０、３２の接合強度が高くなる（接合力が増す）。このようなリベット１０を用いて車両用ボデーを構成する２枚の板材３０、３２を接合することで、高い接合強度の車両用ボデー構造を得ることができる。

一方、図７に示されるように、筒状の軸部１０２の外周に周方向に沿って溝を設けないリベット１００では、板材３０、３２に打ち込んだときに、軸部１０２の拡径が少なく、軸部１０２の先端部１０２Ａの板材３２への食い込み量が少ない。これは、軸部１０２が溝を起点として広がることができず、拡径しにくいためである。これに対して、本実施形態のリベット構造では、図２に示されるように、軸部１４の先端部１４Ａの板材３２への食い込み量が増加するので、対比例（図７参照）よりもリベット１０と板材３０、３２との接合強度が向上する。

次に、本発明に係るリベット構造の第２実施形態について説明する。なお、前述した第１実施形態と同一構成部分については、同一番号を付してその説明を省略する。

図６に示されるように、この第２実施形態では、リベット５０の軸部１４の外周の２箇所に周方向に沿って２本の溝５２、５４が形成されている。これらの溝５２、５４は、軸部１４の全周に連続して形成されており、軸部１４の軸方向（打ち込み方向）にほぼ平行に配列されている。

本実施形態のリベット５０は、重ね合わされた２枚の板材３０、３２（図２参照）に打ち込まれると、２箇所の溝５２、５４を起点として軸部１４が拡径する。これによって、軸部１４の拡径形状を制御することができ、軸部１４の先端部１４Ａの板材３２への食い込み量がさらに増加する。このため、リベット５０と板材３０、３２との接合強度がより一層高くなる。また、このようなリベット５０を用いて車両用ボデーを構成する２枚の板材３０、３２を接合することで、高い接合強度の車両用ボデー構造を得ることができる。

〔上記実施形態の補足説明〕
（１）上記第１及び第２実施形態では、軸部１４の外周に周方向に沿って溝２０、５２、５４を設けたが、これに限らず、軸部１４の外周に周方向と交差する方向に沿って溝を形成してもよい。

（２）上記第１及び第２実施形態では、軸部１４の全周に連続する溝２０、５２、５４を設けたが、これに限らず、軸部１４の全周に連続しない溝でもよい。また、溝の形状も、他の形状に設定することができる。

（３）上記第２実施形態では、軸部１４の２箇所にほぼ平行に溝５２、５４を形成したが、これに限らず、溝の個数は３箇所以上に設定してもよく、また溝は平行でなくてもよい。

（４）上記第１及び第２実施形態では、リベット１０、５０を用いて２枚の板材３０、３２を接合したが、これに限らず、３枚以上の板材を接合しても良い。

第１実施形態に係るリベット構造を示す断面図である。第１実施形態に係るリベット構造により２枚の板材を接合した状態を示す断面図である。２枚の板材へのリベットの打ち込み開始時の状態を示す断面図である。２枚の板材へのリベットの打ち込み途中の状態を示す断面図である。２枚の板材へのリベットの打ち込み終了時の状態を示す断面図である。第２実施形態に係るリベット構造を示す断面図である。対比例に係るリベット構造を示す断面図である。

符号の説明

１０リベット
１２頭部
１４軸部（筒状の軸部）
１４Ａ先端部（先端）
１６Ａテーパ部
２０溝
３０板材（被接合材）
３２板材（被接合材）
５０リベット
５２溝

Claims

重ね合わされた被接合材に打ち込んで前記被接合材を接合させるリベット構造であって、
頭部と、前記頭部から延出された筒状の軸部と、前記軸部の外周に周方向に又は周方向と交差する方向に沿って形成された溝と、を有することを特徴とするリベット構造。
前記溝が、前記軸部の軸方向の複数箇所に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のリベット構造。
前記軸部の筒内先端に、先端側にいくに従って径が拡大するテーパ部が設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のリベット構造。
前記被接合材が車両用ボデーを構成する板材であり、
請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のリベット構造を用いて前記板材を接合したことを特徴とする車両用ボデー構造。