JP2009504999A - リベット - Google Patents

Abstract

リベット頭部（１４）と、リベット頭部（１４）で終端する中央穴部（１６）が設けられたリベット脚部（１２）とを具え、リベット脚部（１２）は、リベット脚部に外側から対向するよう配置された、長軸（Ａ）がリベット（１０）の軸線と実質的に平行な楕円（１８）の外形線に沿って延びる外側輪郭を有する回転対称なセルフピアシングリベット（１０）。

Description

本発明は、リベット頭部と、このリベット頭部で終端する中央穴部が設けられたリベット脚部とを有する回転対称なセルフピアシングリベットに関する。

ピアシングリベットといわれる継ぎ手は、例えば、欧州特許出願公開７２０９６５号明細書、欧州特許出願公開８３３０６３号明細書、欧州特許出願公開１２２９２５４号明細書、 西独国特許出願公開４４３１７６９号明細書によって知られている。これらは、通常、被加工物側に開口する穴部を有する実質円柱形の、曲線部分を経由して円板形状の頭部につながる脚部で構成されている。

この従来技術によるピアシングリベットは、いずれも、脚部部分がいつも円柱輪郭を有している。

ところで、このようなピアシングリベットはありふれた技術になってきているが、板金を扱う産業、とりわけ自動車産業においては、どんどん張力の高い鋼板が用いられていて、従来のピアシングリベットでは、鋲打ちが完了する前に変形したりだれたりしてしまうため、このような用途にはもはや使えなくなってきている。

このような問題を解決するために、従来のピアシングリベットにおいては、高張力金属よりなるものが提案されているが、しかし、これは鋲打ち時にクラックが発生する危険性を増大させることになるので狙い通りの結果が得られていない。

そのうえ、自動車産業からは、鋲打ち後、リベットと、リベットが打たれた被加工物との間に隙間ができないよう鋲打ちできることが求められていて、これは、このようにしないとピアシングリベット接合における腐食を防げないからである。

このような状況に基づいて、本発明によって解決すべき課題は、ピアシングリベットとして特別に強い材料を選択しなくても高張力の鋼材を鋲打することができ、同時に、リベットと被加工物との間に鋲止め後に隙間が生じないようにする点において改善することである。

本発明によれば、上記の課題は、ピアシングリベットのリベット脚部は、リベット脚部に外側から当たるように配置された、長軸がリベットの軸線と実質的に平行な楕円の外形線に沿って延びる外側輪郭を有するという特徴によって解決される。

したがって、本発明は、鋲打ちに必要な特性上従来不可欠と考えられていたリベット脚部の円柱外輪郭形状を初めて採用しないものである。脚部の上部における脚部壁の厚さを厚くすることによって、鋲打ち途中においてより大きい負荷を担うことができ、よって、本発明に係るピアシングリベットは、高張力鋼やステンレス鋼の鋼板に対しても座屈したりだれたりすることなく鋲打ちすることができる。また、この発明のリベット脚部の形状における有利な点は、上記に加えて、ピアシングリベットと被加工物との間に隙間が形成されるのを防止することができることである。

リベット脚部の外側輪郭を生成するが簡便となるように、その輪郭の外形線は、リベット脚部に外側から当たるように配置された楕円の複数の弦部分で近似することができる。

上記に関連して、リベット頭部は、非常に平らな頂面を有する円柱形であるのが好ましい。

リベット脚部の高さが、楕円の長軸の半分の長さに対応している場合、特に有利な形状とすることができる。

リベット脚部の、頭部側端と脚部側端とにおける半径の差が、楕円の短軸の半分の長さに対応している対応している場合にはさらに好ましい。

穴部の頭部側は、直立円錐形状にテーパが付けられているのが特に好ましい。

ただし、穴部の頭部側は、長軸を水平に向けて配置された楕円曲面で終端することもできる。

さらに、本発明のさらに好ましい態様として、リベット脚部の外側輪郭の脚部側の端から、穴部を特定する内側輪郭へ遷移する部分は、外側輪郭側の小さな曲率半径の曲線部分と、内側輪郭側の大きな曲率半径の曲線部分とで構成されているのがよい。

さらに、リベット脚部の外側輪郭の脚部側の端が、ほぼ直角に円環面につながり、この円環面は、大きな曲率半径の曲線部分で穴部を特定する内側輪郭につながっているのも好ましい。

さらに、リベット脚部の外側輪郭の脚部側の端が、ほぼ直角に円環面につながり、穴部を特定する内側輪郭の脚部側部分は、少なくとも一部分でリベット脚部に内接する楕円の外形線に実質的に倣うとともに、この楕円は、外側輪郭を特定する楕円より小さく、かつ、その長軸がリベットの軸線と実質的に平行であるとするのも好ましい。

さらに、本発明の好ましい実施態様として、リベット脚部の外側輪郭における脚部側の端が、穴部に対応する内側輪郭を構成する面取り部に鋭角につながっており、穴部は、頭部側の端で円柱部分につながる、頭部側の方が径の小さい円錐台部分よりなるものとしてもよい。

さらに、リベット脚部の外側輪郭における脚部側の端が、小さな曲率半径の曲線部分で穴部を特定する内側輪郭につながり、この内側輪郭の脚部側部分は、少なくとも一部分でリベット脚部に内接する楕円の外形線に実質的に倣うとともに、この楕円は、外側輪郭を特定する楕円より小さく、かつ、その長軸がリベットの軸線と実質的に平行であるとするのも好ましい。

本発明の実施例について、より詳細に図を参照して説明する。

図１は、本発明に係る第一の実施形態のピアシングリベット１０を示し、このピアシングリベット１０は、脚部１２と頭部１４とを有し、脚部１２は、頭部１２側が、直立円錐形状に終端して閉じられた穴部１５を囲んでいる。

この脚部１２の外側輪郭は、楕円１８によって構成され、この楕円１８の長軸Ａはリベット１０の回転中心線と平行であり、その長さは、脚部１２の２倍であり、その結果、脚部１２の外側輪郭は、楕円１８の４分の１、すなわち、四半分で構成されている。ここで、楕円１８の短径ａは、脚部１２の頭部側端と脚部側端とにおける外側半径の差の２倍に対応している。

脚部１２の外側輪郭における脚部側の端は、狭い幅の円環面にほぼ直角につながっている。この狭幅の円環面２０は、そのあと、脚部１２の、穴部１６を特定する内側輪郭に接するようにつながっている。この内側輪郭は、別の楕円２２の外輪郭に沿っていて、楕円２２は、部分的に脚部１２の断面に内接しており、その長軸はリベット１０の回転中心線と平行に向いている。楕円２０の外形線は、リベット１０の回転中心線と平行になったところで穴部１６の円柱形部分に接するようにしてつながり、この円柱形部分の頭部側は、穴部１６の直立円錐形状の端面につながっている。

図２は、本発明に係るピアシングリベット１０の同様の実施形態を示す。しかし、この実施形態においては、楕円１８の外形線は、複数の弦を折れ線的につないだものによって近似されており、このことによって本発明に係るピアシングリベットを簡易に形成することができる。割線２４よりなる弦の幾何学的つなぎあわせは、楕円のそれぞれの半径を用いて示されている。

図３は、図１に示したピアシングリベットの他の変形例を示し、この例では、頭部１４が拡大されて楕円１８の長軸Ａを越えて突き出している。

図４は、また、図２に示したピアシングリベットの変形例を示し、穴部１６の頭部側は、円錐形ではなくドーム形に閉じられていて、その断面は第３の楕円の外形線に倣う形状をなしていて、この第３の楕円の長軸は水平に向き、またその長さは穴部１６の直径に対応している。

図５は、図２に示したピアシングリベットの他の変形例を示し、円環面２０の内側に位置する穴部１６に対応する内側輪郭が、楕円の外形線に倣ったものとなる代わりに、曲率半径を有する曲線部分Ｒ１．５に倣ったものとなっている。

図６は、また、図５に示したピアシングリベットの実施形態の変形例を示し、穴部１６の頭部側に位置する直立円錐形状の端面に代えて、実質的にドーム形の端面を有し、その断面は、基本的に長軸を水平に向けた別の楕円の外形線を実質的に倣っている。

図７は、また、図１の変形例を示し、外側輪郭は、ほぼ直角にではなく、非常に小さな曲率半径の曲線部分Ｒで円環面２０につながっている。そして、これに続く外形線として、内側輪郭１６は、楕円ではなく大きな曲率半径の曲線部分Ｒ１．５に倣うものとなっている。

図８は、図３の実施形態の変形例を示し、外側輪郭と、その脚部側の円環面とのつなぎは、ほぼ直角にではなく、小さな曲率半径の曲線部分Ｒに倣うように形成されている。

図９は、図８の実施形態の変形例を示し、内側輪郭の脚部側部分の外形線は、楕円ではなく、大きな曲率半径の曲線部分Ｒ１．５に倣っている。

図１０は、本発明のピアシングリベットの他の実施形態を示すものであり、脚部１２の外側輪郭から内側輪郭へは鋭角につながっていて、外側輪郭と内側輪郭とが90°より小さい角度で直接交わっている。穴部１６は、通例の円柱形状部分に繋がる面取り部２６で特定され、穴部１６は、脚部側から見ると、まず円錐台として現れ、次いで、円柱形として現れ、最後に小さな曲率半径の曲線部分を介して直立円錐形状に終端する。

図１１は、図１の他の変形例を示し、内側輪郭の脚部側の外形線は、楕円ではなく、大きな曲率半径の曲線部分Ｒ１．５に倣っている。

図１２は、図１の他の変形例を示し、穴部１６は、直立円錐形状で終端するのではなく、幅広ドーム形で終端していて、その断面は基本的に横になった楕円に倣っている。

図１３は、また、図１２の変形例を示し、穴部１６に対応する内側輪郭の脚部側部分が楕円に倣ったものではなく、幅広曲率半径の曲線部分Ｒに倣ったものとなっている。

本発明に係る上記のすべての実施形態のピアシングリベットは、好ましくは、鋼、ステンレス鋼、アルミニウム、もしくは、チタンから作ることができる。

本発明に係るピアシングリベットを示す回転軸線と平行な断面における断面図である。 本発明に係るピアシングリベットの変形例を示す同様の断面図である。 本発明に係るピアシングリベットの変形例を示す同様の断面図である。 本発明に係るピアシングリベットの変形例を示す同様の断面図である。 本発明に係るピアシングリベットの変形例を示す同様の断面図である。 本発明に係るピアシングリベットの変形例を示す同様の断面図である。 本発明に係るピアシングリベットの変形例を示す同様の断面図である。 本発明に係るピアシングリベットの変形例を示す同様の断面図である。 本発明に係るピアシングリベットの変形例を示す同様の断面図である。 本発明に係るピアシングリベットの変形例を示す同様の断面図である。 本発明に係るピアシングリベットの変形例を示す同様の断面図である。 本発明に係るピアシングリベットの変形例を示す同様の断面図である。 本発明に係るピアシングリベットの変形例を示す同様の断面図である。

Claims (13)

1. リベット頭部（１４）と、リベット頭部（１４）で閉じられた中央穴部（１６）が設けられたリベット脚部（１２）とを有する回転対称なセルフピアシングリベットにおいて、
   リベット脚部（１２）は、リベット脚部に外側から当たるように配置された、長軸（Ａ）がリベット（１０）の軸線と実質的に平行な楕円（１８）の外形線に実質的に倣う外側輪郭を有することを特徴とするリベット（１０）。
2. リベット脚部（１２）の外側輪郭は、リベット脚部に外側から当たるように配置された楕円（１８）の弦の複数個で近似された外形線に実質的に倣っていることを特徴とする請求項１に記載のリベット。
3. リベット頭部（１４）は、極めて平らな頂面を有する円柱形に形成されていることを特徴とする請求項１もしくは２に記載のリベット。
4. リベット脚部（１２）の高さは、楕円（１８）の長軸（Ａ）の半分の長さに対応していることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のリベット。
5. リベット脚部（１２）の、頭部側端と脚部側端とにおける半径の差は、楕円（１８）短軸（ａ）の半分の長さに対応していることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のリベット。
6. 穴部（１６）の頭部側は、直立円錐状にテーパが付けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のリベット。
7. 穴部（１６）の頭部側は、楕円曲面で終端していることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のリベット。
8. リベット（１０）のリベット脚部（１２）の外側輪郭の脚部側の端から、穴部（１６）を特定する内側輪郭へ遷移する部分は、外側輪郭側の極めて小さな曲率半径の曲線部分（Ｒ）と、内側輪郭側の極めて大きな曲率半径の曲線部分（Ｒ１．５）とで構成されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のリベット。
9. リベット（１０）のリベット脚部（１２）の外側輪郭の脚部側の端が、ほぼ直角に円環面（２０）につながり、この円環面（２０）は、大きな曲率半径の曲線部分（Ｒ１．５）で穴部（１６）を特定する内側輪郭につながっていることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のリベット。
10. リベット（１０）のリベット脚部（１２）の外側輪郭の脚部側の端が、ほぼ直角に円環面（２０）につながり、穴部（１６）を特定する内側輪郭の脚部端側部分は、少なくとも一部分でリベット脚部（１２）に内接する楕円（２２）の外形線に実質的に倣うとともに、楕円（２２）は、楕円（１８）より小さく、かつ、その長軸がリベット（１０）の軸線と実質的に平行であることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のリベット。
11. リベット（１０）のリベット脚部（１２）の外側輪郭の脚部側の端が、穴部（１６）に対応する内側輪郭を構成する面取り部（２６）に鋭角につながっており、穴部（１６）は、頭部側の端で円柱部分につながる、頭部側の方が径の小さい円錐台部分よりなることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のリベット。
12. リベット（１０）のリベット脚部（１２）の外側輪郭の脚部側の端が、小さな曲率半径の曲線部分（Ｒ）で穴部（１６）を特定する内側輪郭につながり、この内側輪郭の脚部側部分は、少なくとも一部分でリベット脚部（１２）に内接する楕円（２２）の外形線に実質的に倣うとともに、楕円（２２）は、楕円（１８）より小さく、かつ、その長軸がリベット（１０）の軸線と実質的に平行であることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のリベット。
13. 鋼、ステンレス、アルミニウム、または、チタンより形成されていることを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載のリベット。

Images