JP2013536385A - 締結要素 - Google Patents

Abstract

【課題】 穿孔されていないワークピースへ打ち込むために適しており、しかも、簡単な構造において、締結要素により引き起こされる締結領域におけるワークピースの変形が減少する締結要素を提案する。
【解決手段】 打ち込むための締結要素が、前記締結要素が締結要素本体（１、７）を具備し、この締結要素本体が、当接肩部（３）を自らの下面に備えた頭部（２、８）を有し、かつ、前記締結要素が、前記締結要素の前端を形成する打ち抜き部分（９）を具備し、この打ち抜き部分が、周縁エッジ（４１）によって画定された端面（１５）を有し、この端面が、前記締結要素の長手軸線に対して垂直に延びる横方向平面に位置せず、前記周縁エッジ（４１）が、少なくとも、前記頭部（２、８）の前記当接肩部（３）からの距離が最も大きな自らの前端領域において、切断エッジ（２４）として形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、穿孔されていない基材に急激な動きで打ち込まれる締結要素に関する。

穿孔されていないワークピースに打ち込み装置を用いて打ち込まれるガンリベットが既に公知である。これのリベットマンドレルは、ワークピースの方を向いたその端部に尖端を有しており、この尖端はピラミッド形状に形成しておくことも可能である（特許文献１）。ガンリベットの場合に通例であるこのような尖端は、穿孔されていないワークピースへの入り込みを容易にする。

しかし、ある種の利用例において、締結箇所付近にこのような尖端により生じたワークピースの変形が不都合な結果をもたらすことが判明している。

欧州特許第１０８５９５２号明細書

本発明の根底をなす課題は、穿孔されていないワークピースへ打ち込むために適しており、しかも、簡単な構造において、締結要素により引き起こされる締結領域におけるワークピースの変形が減少する締結要素を提案することである。

この課題を解決するために、本発明は、請求項１に記載されている特徴を備えた締結要素を提案する。本発明のその他の態様は従属請求項に記載されている。

前記締結要素は、ワークピースの方を向いた前端領域に尖端を有しておらず、端面を備えた打ち抜き部分を有しており、この端面が周回状の周縁エッジによって画定されている。この端面と従ってまたそれを限定する周縁エッジとは、長手軸線に対して横方向に延びる平面には位置していない。また、前記端面は必ずしも平面的である必要はなく、他の形状を有してもよい。

前記周縁エッジは、少なくとも前部領域（尖端）において、有利には前記尖端の周囲に対称的に切断エッジとして形成されている。

本発明に係る前記構成によって、前記端面は、まずその切断エッジが、ある一箇所でワークピースに衝突することになり、これにより、そこからワークピースの開口が始まる。前記打ち抜き部分の前部領域が更に深く進んでいく際、前記切断エッジの全ての箇所が徐々にワークピースに接触し、その後、前記周縁エッジの残りの部分がワークピースに接触して、これにより、剪断分離するようにして開口部が徐々に生成される。このことにより、一方では、ワークピースが開口部の領域において変形される度合が減少し、もう一方では、入り込む際に前記締結要素の余りに強い制動が引き起こされることがなくなる。また、ワークピースの一部分を剪断分離することにより、きれいなエッジを有する穿孔が生成される。このようなきれいなエッジでは、尖端により穿孔が形成される際に生じる恐れのある裂け目が発生しにくい。このことが有利であることが明らかであるのは、特に、ワークピースが、通常用いられる金属の代わりに、特に鋼の代わりに、織物、プラスチック、繊維織物または複合材料から成る場合である。

困難な条件下でもこのようなきれいな穿孔を打ち抜くことができるように、本発明の更に別の態様では、前記締結要素の前部打ち抜き部分がシリンダ状の外輪郭、特に円柱形の外輪郭を有することが実現可能である。

本発明の更に別の態様では、前記打ち抜きエッジを、前記締結要素の前記端面と前記締結要素のシリンダ状の外輪郭との間の切断線によって、好ましくは前記打ち抜き部分のシリンダ状の外輪郭によって形成することが可能である。

本発明の更に別の態様では、前記打ち抜き部分が前記締結要素の本体自体よりも小さな断面を有することが可能である。前記締結要素の断面よりも小さな断面を有する穿孔を形成することで、締結部の仕上がりにおいて良好な結果が生じ、しかも、このような締結要素を打ち込むためのコストが余り大きくならないことが明らかになっている。

これを達成するために、本発明では、前記前部打ち抜き部分と前記締結要素本体との間に移行部分を配置して形成しておくことができ、この移行部分は、前記大きい方の断面と前記小さい方の断面との間の移行部を形成する。

この移行部分は様々な形状を有することができる。例えば、前記移行部分は円錐状に延びること、すなわち直線状に延びる側線を有することができる。

また、前記移行部分が弾道状に延びること、従って、前記側線が凸状に湾曲していることも可能であり、また、これは本発明によって提案される、
本発明によって提案される更に別の可能な方法は、前記移行部分が凹状に湾曲した側線を有することである。

特に、前記移行部分の側線を相異なる構成の諸部分で構成すること、すなわち、弾道状の部分、円錐状の部分および凹状の部分で構成することも可能である。

既に言及したように、前記端面が斜めに延びることで、前記穿孔を生成する前記周縁エッジが徐々にあるいは相異なる時点でワークピースに衝突することになる。これにより、まず、前記周縁エッジにおける切断エッジを形成する部分が切断工程を実施し、それに続いて、前記周縁エッジの残りの部分が剪断工程を実施する。このことを更に改善できるように、更に別の態様では、前記打ち抜き部分の前記端面が、径方向における前記切断エッジの直ぐ背後の領域において、その他の領域におけるよりも小さな角度を前記締結要素の長手軸線と形成する。これにより、前記切断エッジは更に先鋭になる。例えば、このことは、前記端面を凹状に形成しておくことによって実現できる。

特に、前記端面と前記切断エッジとを備えた前記打ち抜き部分の前部領域を特殊鋼で製作しておくこと、好ましくは、冷間変形、いわゆる絞り加工によって製作しておくことが可能である。

本発明のその他の特徴、詳細および利点については、本明細書の内容と関連付けて文言が作成されている請求項および要約、本発明の好ましい実施形態（実施例）に関する以下の説明ならびに図面に基づいて明らかにする。

中空リベットの形態の締結要素を示す側面図である。 ブレークステムリベットの形態の締結要素を示す側面図である。 打ち抜きねじの形態の締結要素を示す側面図である。 締結要素の前部を示す、図１と同様の側面図でる。 ９０°ずれた方向から見た側面図である。 図４および図５の実施形態を示す斜視図である。 更に別の実施形態を示す、図４と同様の図である。 図７の実施形態を９０°ずれた方向から見た図である。 図７および図８の実施形態を示す斜視図である。

図１は、本発明によって提案される締結要素の例として、本体１を備えた中空リベットを示し、この本体の一端に頭部２が形成されている。前記頭部２は、径方向に締結要素の前記円筒状本体１を越えて張り出している。その下面は当接肩部３を形成し、この当接肩部は、締結された状態においてワークピースの上面に当接する。前記締結要素は、ワークピースの方を向いた前端４の領域に端面５を有するが、この端面は、ここでは概略的にのみ示されている。

本発明が利用可能である締結要素の種類の第２の例が図２に示されている。これはブレークステムリベットであり、その本体１は、図１の締結要素の本体１と全く同様の外観を呈する。前記ブレークステムリベットの本体１にはリベットマンドレル６が嵌め込まれており、閉鎖ヘッドを形成する際にこのリベットマンドレルが引っ張られる。

本発明を実施できる締結要素の第３の例が図３に示されている。これは締結要素本体７を備えた打ち抜きねじであり、この本体の一端にねじ頭部８が配置されている。前記ねじ頭部の下面は、前述の諸締結要素の場合と同様に当接肩部３を形成する。

前記締結要素の前端領域、すなわち、図３のねじ頭部８とは反対側の端部領域には、打ち抜き部分９が形成されており、この打ち抜き部分は端面５によって画定される。締結要素の前記円筒状本体７と、同様に円筒状である打ち抜き部分９との間に移行部分１０が形成されており、この移行部分は、図の例では凹状に湾曲した側線を有する。

図１〜図３における簡略化した図では、前記前部端面５および前記切断エッジ２４はただ模式的にのみ示されている。以下の図では、前記切断エッジ２４が更に明確に示されている。前記円筒状の打ち抜き部分９は周縁エッジ４１を有する。この周縁エッジ４１は前記端面５を画定する。前記端面５が前方に最も突き出た箇所、すなわち前記締結要素頭部２の下面からの距離が最も大きい箇所に、前記切断エッジ２４が形成されている。この切断エッジは、当然ながら、前記周縁エッジ４１の一部分によって形成されるので、周方向に延在する。前記切断エッジ２４の直ぐ背後にある前記端面は、図４の側面図では凹状に形成されている。これにより、前記切断エッジ２４は平坦な端面５の場合よりも先鋭になる。

図５は、図４の実施形態を図４の左側から見たところを示す。ここに見て取れるように、前記切断エッジ２４は側面図において弧形状を有する。ここでも、前記切断エッジは、加工すべきワークピースにまずほぼ点状に衝突し、それから線状に衝突する。付加的に前記端面５の中央に更にエッジが形成されており、このエッジは、前記尖端を絞り加工することによって形成されている。

図５と図６とを合わせ見ることで、横方向、すなわち図４に対して横向きに前記端面５が凸状にも湾曲していることが見て取れる。しかし、前記切断エッジ２４を前記打ち抜き部分９の前端領域に形成する際は、図４の凹状の形状が標準的である。

図４〜図６に示された締結要素前端の態様は、移行部分を備えた締結要素の場合だけでなく、前記打ち抜き部分が締結要素本体１と同じ直径を有する締結要素の場合にも用いることができる。また、このことは、大抵の実施形態の場合にも当てはまるが、更にここでも図として示されており、それが図７〜図９である。ここでは、前記端面および前記切断エッジ２４のいずれにも、前述の実施形態の場合と同じ形状が与えられている。

従って、加工すべきワークピースに前記打ち抜き部分９が衝突する際、まず、前記切断エッジ２４によって周方向に切断が行われ、それから、この切断は、次に打ち抜きエッジとして作用する周縁エッジ４１によって両周方向に更に進められる。

１ 本体
２ 頭部
３ 当接肩部
４ 前端
５ 端面
６ リベットマンドレル
７ 締結要素本体
８ ねじ頭部
９ 打ち抜き部分
１０ 移行部分
１５ 端面
２４ 切断エッジ
４１ 周縁エッジ

Claims (12)

1. 打ち込むための締結要素であって、
   １．１ 前記締結要素が締結要素本体（１、７）を具備し、この締結要素本体が、
   １．２ 当接肩部（３）を自らの下面に備えた頭部（２、８）を有し、かつ、
   １．３ 前記締結要素が、前記締結要素の前端を形成する打ち抜き部分（９）を具備し、この打ち抜き部分が、
   １．４ 周縁エッジ（４１）によって画定された端面（１５）を有し、この端面が、
   １．５ 前記締結要素の長手軸線に対して垂直に延びる横方向平面に位置せず、
   １．６ 前記周縁エッジ（４１）が、少なくとも、前記頭部（２、８）の前記当接肩部（３）からの距離が最も大きな自らの前端領域において、切断エッジ（２４）として形成されている、
   締結要素。
2. 前記打ち抜き部分（９）がシリンダ状の外輪郭、特に円柱状の外輪郭を有する、請求項１に記載の締結要素。
3. 前記周縁エッジ（４１）が前記端面（１５）と前記締結要素のシリンダ状の外輪郭との間の切断線によって、好ましくは前記打ち抜き部分（９）のシリンダ状の外輪郭によって形成される、請求項１または２に記載の締結要素。
4. ４．１ 前記前部打ち抜き部分（９）と前記締結要素本体（１、７）との間に配置された移行部分（１０）を具備し、
   ４．２ 前記打ち抜き部分（９）の断面が前記締結要素本体（１、７）の断面よりも小さい、
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の締結要素。
5. 前記移行部分（１０）が少なくとも部分的に円錐状または凹状に延びている、請求項４に記載の締結要素。
6. 前記移行部分（１０）が少なくとも部分的に弾道状に形成されている、請求項４または５に記載の締結要素。
7. 前記周縁エッジの少なくとも１０％、好ましくは２０％、少なくとも３０％、少なくとも４０％または少なくとも５０％が、特に前記打ち抜き部分の尖端の周囲に対称的に切断エッジとして形成されている、請求項１〜６のいずれか１項に記載の締結要素。
8. 前記端面（５、１５）が、前記切断エッジ（２４）の直ぐ背後の領域において、前記切断エッジ（２４）の角度を小さくするためにその他の領域におけるよりも小さな角度を前記締結要素の長手軸線と形成する、請求項１〜７のいずれか１項に記載の締結要素。
9. 前記端面（５、１５）と前記切断エッジ（２４）とを備えた前記打ち抜き部分（９）の前部領域が絞り加工によって製作されている、請求項１〜８のいずれか１項に記載の締結要素。
10. 少なくとも前記打ち抜き部分（９）が特に冷間変形された特殊鋼から成る、請求項１〜９のいずれか１項に記載の締結要素。
11. 前記締結要素本体がねじとしてまたはリベット本体として形成されている、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の締結要素。
12. 前記切断エッジが前記周囲に沿ってまたは多角形状に延在する、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の締結要素。

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