JP2018176237A - Rivet joining mold - Google Patents
Rivet joining mold Download PDFInfo
- Publication number
- JP2018176237A JP2018176237A JP2017081316A JP2017081316A JP2018176237A JP 2018176237 A JP2018176237 A JP 2018176237A JP 2017081316 A JP2017081316 A JP 2017081316A JP 2017081316 A JP2017081316 A JP 2017081316A JP 2018176237 A JP2018176237 A JP 2018176237A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mold
- cavity
- joined
- rivet
- axial direction
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、セルフピアスリベットにより複数の被接合部材同士を接合する際に用いられるリベット接合用金型に関する。 BACKGROUND OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a riveting mold used for joining a plurality of members to be joined together by a self-piercing rivet.
従来より、複数の被接合部材を接合するためにセルフピアスリベットが用いられることがあり、該セルフピアスリベットによる接合の際にはリベット接合用金型が用いられている。 Heretofore, in order to join a plurality of members to be joined, a self-piercing rivet may be used, and in the case of joining by the self-piercing rivet, a rivet bonding die is used.
特許文献1に記載のリベット接合用金型では、セルフピアスリベットによる接合の際に、複数の被接合部材のうち金型に最も近い被接合部材である金型側被接合部材に当接する基部本体を備え、該基部本体には、セルフピアスリベットが打ち込まれることによる金型側被接合部材の膨出変形を許容する凹部(キャビティ)が形成され、該凹部の底面における中央領域に環状の隆起部が設けられている。
In the rivet joint mold described in
また、特許文献1に記載のリベット接合用金型では、セルフピアスリベットが打ち込まれる際に、金型側被接合部材が、上記隆起部よりも径方向の内側から該径方向の外側に向かって流出するのを該隆起部によって抑制している。
Further, in the rivet bonding mold described in
ところで、セルフピアスリベットによる複数の被接合部材同士の接合を行う場合には、該複数の被接合部材における、セルフピアスリベットが打ち込まれる部分において、該セルフピアスリベットの上記打ち込み側とは反対側にリベット接合用金型を配置して、セルフピアスリベットを、リベット接合用金型に向かって、複数の被接合部材に打ち込む。 By the way, when joining a plurality of to-be-joined members by a self-piercing rivet, in the part where the self-piercing rivet is driven in the plurality of to-be-joined members, A riveting die is placed, and a self-piercing rivet is driven into the plurality of members to be joined toward the riveting die.
リベット接合用金型には、セルフピアスリベットの打ち込みによる、複数の被接合部材のうちリベット接合用金型に最も近い被接合部材(以下、金型側被接合部材という)の膨出変形を許容するべく凹んだキャビティが設けられているため、セルフピアスリベットが複数の被接合部材に打ち込まれると、上記金型側被接合部材はキャビティ内に向かって膨出変形する。そして、セルフピアスリベットの脚部が、上記金型側被接合部材以外の被接合部材を貫通するとともに、該金型側被接合部材に食い込むことで、上記複数の被接合部材が接合される。また、セルフピアスリベットの脚部が上記金型側被接合部材に食い込む際に、該脚部が拡径するように変形することで、上記複数の被接合部材が強固に接合される。 The riveting mold allows for the bulging deformation of the member to be joined (hereinafter referred to as the mold-side joined member), which is closest to the riveting mold among a plurality of members to be joined, by driving a self-piercing rivet. The mold-side workpieces expand and deform into the cavities when the self-piercing rivets are driven into the plurality of workpieces. And while the leg part of a self-piercing rivet penetrates to-be-joined members other than the said mold side to-be-joined member, the said some to-be-joined members are joined by biting in in the said mold side to-be-joined member. Further, when the leg portion of the self-piercing rivet bites into the mold-side joined member, the leg portion is deformed so as to expand in diameter, whereby the plurality of joined members are firmly joined.
しかしながら、本願発明者らの検討によれば、セルフピアスリベットによって複数の被接合部材を接合するために、セルフピアスリベットを複数の被接合部材に打ち込んだ際に、上記金型側被接合部材にひび割れが生じることがあることが分かった。 However, according to the study of the inventors of the present invention, when the self-piercing rivet is punched into the plurality of members to be joined in order to join the plurality of members to be joined by the self-piercing rivet, It was found that cracking may occur.
この点について、本願発明者らがさらに検討を進めたところ、上記金型側被接合部材のひび割れは、以下のようにして生じることが判明した。すなわち、金型側被接合部材におけるセルフピアスリベットの脚部に対応する部分が、該セルフピアスリベットの脚部によってキャビティの径方向に局所的に変形し易い。しかし、金型側被接合部材における上記脚部に対応する部分及び該部分よりも径方向内側及び外側の部分が、キャビティの底面及び側面に当接した状態では、上記脚部に対応する部分よりも径方向内側及び外側の部分が殆ど変形できないので、金型側被接合部材における、特に上記脚部に対応する部分から該部分よりも径方向外側の部分にかけての部分に過剰に大きな力が作用して、該部分にひび割れが生じ易くなる。 The inventors of the present application further studied about this point, and it was found that the cracks in the die-side joined member are generated as follows. That is, the part corresponding to the leg portion of the self-piercing rivet in the die-side joined member is likely to be locally deformed in the radial direction of the cavity by the leg portion of the self-piercing rivet. However, when the portion corresponding to the leg in the die-side joined member and the portions radially inward and outward from the portion abut on the bottom and the side of the cavity, the portion corresponding to the leg Also, since the radially inner and outer portions can hardly be deformed, an excessively large force acts on the mold side joined member, particularly from the portion corresponding to the leg portion to the portion radially outer than the portion. As a result, cracking tends to occur in the portion.
特許文献1のようなリベット接合用金型では、環状の隆起部によって、セルフピアスリベットを打ち込む際の金型側被接合部材の流出を抑制して、セルフピアスリベットの打ち込み後に、金型側被接合部材におけるセルフピアスリベットが打ち込まれた部分の厚みを出来る限り厚くするようにしている。しかし、特許文献1のリベット接合用金型では、環状の隆起部によって、金型側被接合部材におけるセルフピアスリベットの脚部に対応する部分の、キャビティの径方向への変形を拘束し過ぎて、金型側被接合部材における、上記脚部に対応する部分から該部分よりも径方向内側の部分にかけての部分に過剰に大きな力が作用して、該部分にひび割れが生じ易くなる。
In the rivet bonding mold as disclosed in
本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、セルフピアスリベットにより複数の被接合部材同士を接合する場合に、複数の被接合部材のうちリベット接合用金型に最も近い被接合部材である金型側被接合部材にひび割れが生じるのを抑制することができるリベット接合用金型を提供することにある。 This invention is made in view of such a point, The place made into the objective is the metal for riveting joining among several to-be-joined members, when joining several to-be-joined members by a self-piercing rivet. An object of the present invention is to provide a riveting mold capable of suppressing generation of a crack in a mold side welded member which is a welded member closest to a mold.
上記の目的を達成するために、本発明では、複数の被接合部材を重ね合わせた状態で、略筒状の脚部を有するセルフピアスリベットにより該複数の被接合部材同士を接合する際に、該複数の被接合部材における、上記セルフピアスリベットが打ち込まれる部分において、上記セルフピアスリベットの上記打ち込み側とは反対側に配置されるリベット接合用金型を対象として、軸方向の一側の端面が上記金型に最も近い上記被接合部材である金型側被接合部材に当接される柱状の金型本体部を備え、上記金型本体部における上記軸方向の上記一側の端面の外周縁部を除く部分に、上記セルフピアスリベットの打ち込みによる上記金型側被接合部材の上記軸方向の他側への膨出変形を許容すべく、上記端面から上記軸方向の上記他側に向かって凹んだ、上記軸方向から見て円形をなしたキャビティが形成され、上記キャビティは、上記軸方向から見て円形をなしたキャビティ底面と、キャビティ側面とで構成され、上記キャビティ底面において、上記セルフピアスリベットの脚部の内径と外径との平均の径を有しかつ上記キャビティ底面と同心の仮想円上に、該仮想円の周方向に連続して延びる1つの粗面部、又は、上記周方向に断続的に配置された複数の粗面部が設けられており、上記粗面部は、上記キャビティ底面における該粗面部以外の部分及びキャビティ側面に比べて、表面粗さが粗くされた部分である、という構成とした。 In order to achieve the above object, according to the present invention, when joining a plurality of members to be joined with a self-piercing rivet having a substantially cylindrical leg portion in a state where the members to be joined are overlapped, In a portion of the plurality of members to be joined into which the self-piercing rivet is driven, an end surface on one side in an axial direction with respect to a rivet bonding mold disposed on the opposite side of the self-piercing rivet from the driving side. And a columnar die main body portion which is in contact with the die side joined member which is the bonded member closest to the die, and the outer surface of the end face on the one side in the axial direction in the die main body portion In order to allow bulging deformation of the mold side joining member to the other side in the axial direction due to the driving of the self-piercing rivet in the portion excluding the peripheral portion, the end face is directed to the other side in the axial direction. Concave A cavity having a circular shape as viewed from the axial direction is formed, and the cavity includes a cavity bottom surface having a circular shape as viewed from the axial direction and a side surface of the cavity, and the self piercing is formed at the cavity bottom surface. One rough surface portion having an average diameter of the inner diameter and the outer diameter of the leg portion of the rivet and continuously extending in the circumferential direction of the virtual circle on the imaginary circle concentric with the bottom of the cavity, or the circumferential direction A plurality of rough surface portions intermittently arranged on the surface of the cavity, wherein the rough surface portion is a portion whose surface roughness is roughened as compared with a portion other than the rough surface portion on the bottom surface of the cavity and a side surface of the cavity. It was made the composition.
上記の構成により、セルフピアスリベットにより複数の被接合部材同士を接合する場合に、キャビティ底面に設けられた粗面部によって、該金型側被接合部材にひび割れが生じるのを抑制することができる。 According to the above configuration, when a plurality of members to be joined are joined together by the self-piercing rivet, generation of cracks in the die-side joined member can be suppressed by the rough surface portion provided on the bottom of the cavity.
具体的には、金型本体部には、金型側被接合部材の、該金型本体部の軸方向のキャビティ底面側(上記他側)への膨出変形を許容すべく凹んだキャビティが設けられているため、上記複数の被接合部材を重ね合わせた状態で、セルフピアスリベットを、リベット接合用金型に向かって上記複数の被接合部材に打ち込むと、複数の被接合部材は、金型本体部のキャビティ内に向かって膨出するように変形する。このとき、金型側被接合部材における、セルフピアスリベットの脚部に対応する部分(以下、脚部対応部という)は、キャビティ底面の径方向(金型本体部の径方向でもある)に伸び変形される。また、金型側被接合部材における、上記脚部よりも上記径方向の内側の部分(以下、内側変形部という)は、上記径方向の外側に伸び変形される。一方、金型側被接合部材における、上記脚部よりも上記径方向の外側でかつキャビティ側面と金型本体部の上記軸方向の上記一側の端面との境界部分よりも上記径方向の内側の部分(以下、外側変形部という)は、キャビティ内に向かって曲げられて、基本的に上記軸方向のキャビティ底面側に伸び変形される。 Specifically, the mold main body has a cavity which is recessed to allow expansion deformation deformation on the bottom side (the other side) of the mold main body in the axial direction of the mold side joined member. Since it is provided, when the self-piercing rivet is punched into the plurality of members to be bonded toward the rivet bonding die in a state in which the plurality of members to be connected are stacked, the plurality of members to be connected are gold It deforms so as to bulge into the cavity of the mold body. At this time, a portion corresponding to the leg portion of the self-piercing rivet in the mold-side joined member (hereinafter referred to as a leg portion corresponding portion) extends in the radial direction of the cavity bottom (also the radial direction of the mold main portion). It is transformed. Further, the part on the inner side in the radial direction (hereinafter referred to as the inner deformation part) of the leg portion in the mold-side joined member is stretched and deformed to the outer side in the radial direction. On the other hand, in the die-side joined member, the inner side in the radial direction than the boundary portion between the cavity side surface and the end surface of the mold body portion in the axial direction on the outer side than the leg portion The portion (hereinafter referred to as the outer deformation portion) is bent toward the inside of the cavity, and is basically stretched and deformed on the cavity bottom side in the axial direction.
やがて、脚部対応部及び内側変形部がキャビティ底面に当接する。これと略同じタイミングで、外側変形部が、キャビティ底面及びキャビティ側面に当接する。キャビティ底面における、セルフピアスリベットの脚部の内径と外径との平均の径を有しかつキャビティ底面と同心の仮想円上には粗面部が設けられているため、脚部対応部は上記粗面部に当接することになる。 Eventually, the leg corresponding portion and the inner deformation portion abut on the bottom of the cavity. At substantially the same timing as this, the outer deformation portion abuts on the bottom surface and the side surface of the cavity. The rough portion is provided on an imaginary circle concentric with the bottom of the cavity and has an average diameter of the inner diameter and the outer diameter of the leg portion of the self-piercing rivet on the bottom of the cavity. It will abut on the surface.
金型側被接合部材の脚部対応部がキャビティ底面(粗面部)に当接した状態から、セルフピアスリベットをさらにリベット接合用金型に向かって打ち込むと、脚部対応部は、上記径方向(特に外側)により一層伸び変形しようとする。また、金型側被接合部材の外側変形部は、脚部対応部から上記径方向の外側に伸び変形しようとする力を受けて、上記径方向の外側に伸び変形しようとするが、キャビティ底面及びキャビティ側面に当接していて、基本的に変形することはできない。 When the self-piercing rivet is further driven toward the riveting mold from the state where the leg corresponding portion of the mold side joined member abuts on the cavity bottom surface (rough surface portion), the leg corresponding portion is in the above radial direction It tries to stretch and deform more (especially outside). Further, the outer deformation portion of the mold side joined member receives a force to expand and deform outward in the radial direction from the leg portion corresponding portion, and tries to expand and deform outward in the radial direction, but the bottom surface of the cavity And the side of the cavity, and basically can not be deformed.
そして、セルフピアスリベットをさらにリベット接合用金型に向かって打ち込むと、セルフピアスリベットの脚部は、金型側被接合部材以外の被接合部材を貫通する。その後、セルフピアスリベットをさらに打ち込むと、セルフピアスリベットの脚部は、リベット接合用金型からの反力により上記径方向の外側に拡径するように変形しながら、金型側被接合部材に食い込む。これにより、セルフピアスリベットによる複数の被接合部材同士の接合が完了する。 Then, when the self-piercing rivet is further driven toward the riveting mold, the leg portion of the self-piercing rivet penetrates the members to be joined other than the mold-side joined member. Thereafter, when the self-piercing rivet is further inserted, the leg portion of the self-piercing rivet is deformed to expand in the diameter outward in the radial direction by the reaction force from the metal mold for riveting, Bite. Thereby, joining of several to-be-joined members by a self-piercing rivet is completed.
ここで、従来のようにキャビティ底面に粗面部が設けられていない場合、脚部対応部がキャビティ底面に当接した状態で上記径方向(特に外側)に変形しようとしても、上記のように外側変形部が殆ど変形することができないために、金型側被接合部材における脚部対応部から外側変形部にかけての部分に過剰に大きな力が作用して、該部分にひび割れが生じる場合がある。 Here, in the case where the rough surface is not provided on the bottom of the cavity as in the prior art, even if it is attempted to deform in the radial direction (particularly the outside) in a state where the leg corresponding portion abuts on the bottom of the cavity, Since the deformed portion can hardly be deformed, an excessively large force may act on a portion from the leg corresponding portion to the outer deformed portion in the mold side joined member, and a crack may occur in this portion.
これに対して、本発明のリベット接合用金型では、金型側被接合部材の脚部対応部が粗面部に当接することで、脚部対応部が、粗面部による抵抗により上記径方向に変形し難くなる。すなわち、脚部対応部が上記径方向に伸び変形しようとする力の一部を、キャビティ底面に適切に逃がすことができる。この結果、金型側被接合部材における脚部対応部から外側変形部にかけての部分に作用する力が減少する。したがって、セルフピアスリベットにより複数の被接合部材同士を接合する場合に、金型側被接合部材にひび割れが生じるのを抑制することができる。 On the other hand, in the rivet joint mold of the present invention, when the leg corresponding portion of the mold side joined member abuts on the rough surface portion, the leg corresponding portion is in the radial direction due to the resistance by the rough surface portion. It becomes difficult to deform. That is, it is possible to properly release part of the force of the leg corresponding portion to expand and deform in the radial direction to the bottom of the cavity. As a result, the force acting on the portion from the leg corresponding portion to the outer deformation portion in the mold side joined member is reduced. Therefore, when joining a plurality of to-be-joined members by a self-piercing rivet, it can suppress that a crack arises in the mold side to-be-joined member.
上記リベット接合用金型において、上記粗面部は、上記キャビティ底面の上記仮想円上において上記軸方向の上記一側に突出した突出部の、上記軸方向と略直交する方向に平面状に広がる突出先端面に設けられている、ことが好ましい。 In the rivet joint mold, the rough surface portion is a protrusion which spreads in a planar shape in a direction substantially orthogonal to the axial direction, of a protruding portion which protrudes to the one side in the axial direction on the imaginary circle of the bottom surface of the cavity. Preferably, it is provided on the end face.
この構成によると、セルフピアスリベットをリベット接合用金型に向かって打ち込むと、最初に脚部対応部が突出部の突出先端面(粗面部)に当接する。このとき、内側変形部は、未だ、キャビティ底面に当接していないとともに、外側変形部は、未だ、キャビティ底面及びキャビティ側面に当接していない。この状態から、セルフピアスリベットをさらにリベット接合用金型に向かって打ち込むと、内側変形部がキャビティ底面に向かって膨出するように変形することができるとともに、外側変形部がキャビティ底面及びキャビティ側面に向かって膨出するように変形することができる。この結果、粗面部により脚部対応部の上記径方向の変形自体が少なくなることに加えて、脚部対応部が粗面部に当接した状態で上記径方向に変形したとしても、内側変形部及び外側変形部が変形することにより、金型側被接合部材における脚部対応部から外側変形部にかけての部分に作用する力は小さくなって、該部分にひび割れが生じるのを抑制することができる。したがって、金型側被接合部材にひび割れが生じるのをより一層確実に抑制することができる。 According to this configuration, when the self-piercing rivet is driven toward the riveting mold, the leg corresponding portion first abuts on the projecting end surface (rough surface) of the projecting portion. At this time, the inner deformation portion is not yet in contact with the cavity bottom surface, and the outer deformation portion is not yet in contact with the cavity bottom surface and the cavity side surface. From this state, when the self-piercing rivet is further driven toward the riveting mold, the inner deformation portion can be deformed so as to bulge toward the cavity bottom surface, and the outer deformation portion is the cavity bottom surface and the cavity side surface. Can be deformed to bulge toward the As a result, in addition to the above-mentioned radial deformation of the leg corresponding portion being reduced due to the rough surface portion, the inner deformed portion is obtained even if the leg corresponding portion is deformed in the above radial direction while in contact with the rough surface. And by the deformation of the outer deformation portion, the force acting on the portion from the leg corresponding portion to the outer deformation portion in the mold side joined member becomes small, and it is possible to suppress the occurrence of a crack in the portion . Therefore, it is possible to more reliably suppress the occurrence of cracking in the mold side workpieces.
上記リベット接合用金型の一実施形態では、上記粗面部は、1つであって、上記周方向の全体に亘って連続して延びている。或いは、上記粗面部は、複数設けられており、上記複数の粗面部は、互いに上記周方向に等間隔をあけて断続的に配置されていてもよい。 In one embodiment of the riveting mold, the rough surface portion is one and extends continuously over the entire circumferential direction. Alternatively, a plurality of the rough surface portions may be provided, and the plurality of rough surface portions may be intermittently arranged at equal intervals in the circumferential direction.
これらの構成によると、金型側被接合部材の脚部対応部の全体、又は、周方向において略均等に粗面部に当接させるようにすることができるので、金型側被接合部材にひび割れが生じるのを効果的に抑制することができる。 According to these configurations, since it is possible to contact the rough surface portion substantially uniformly in the whole or the circumferential direction of the leg corresponding portion of the mold side joined member, the crack on the mold side joined member Can be effectively suppressed.
上記リベット接合用金型において、上記キャビティ側面は、上記軸方向の上記一側に向かって金型本体部の径方向の外側に傾斜している、ことが好ましい。 Preferably, in the rivet joint mold, the side surface of the cavity is inclined radially outward of the mold main body toward the one side in the axial direction.
このことにより、金型側被接合部材の外側変形部が、脚部対応部から上記径方向の外側に伸び変形しようとする力を受けたときに、キャビティ側面の傾斜に沿って、外側変形部が上記径方向の外側に変形し易くなる。したがって、金型側被接合部材における脚部対応部から外側変形部にかけての部分に作用する力を出来る限り減少させることができる。よって、金型側被接合部材にひび割れが生じるのをさらに抑制することができる。 As a result, when the outer deformation portion of the mold side joined member receives a force to expand and deform outward in the radial direction from the leg corresponding portion, the outer deformation portion is formed along the slope of the cavity side surface. Is likely to be deformed outward in the radial direction. Therefore, the force acting on the portion from the leg corresponding portion to the outer deformation portion in the mold side joined member can be reduced as much as possible. Therefore, it is possible to further suppress the occurrence of cracking in the mold side workpieces.
以上説明したように、本発明のリベット接合用金型によると、キャビティ底面において、セルフピアスリベットの脚部の内径と外径との平均の径を有しかつ上記キャビティ底面と同心の仮想円上に、該仮想円の周方向に連続して延びる1つの粗面部、又は、上記周方向に断続的に配置された複数の粗面部が設けられていることにより、金型側被接合部材内に生じる力を減少させて、金型側被接合部材にひび割れが生じるのを抑制することができる。 As described above, according to the riveting mold of the present invention, on the bottom of the cavity, on the imaginary circle having the average diameter of the inner diameter and the outer diameter of the leg portion of the self-piercing rivet and concentric with the bottom of the cavity Further, by providing one rough surface portion continuously extending in the circumferential direction of the virtual circle, or a plurality of rough surface portions intermittently disposed in the circumferential direction, in the mold-side joined member The generated force can be reduced to suppress the occurrence of cracks in the mold side workpieces.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail based on the drawings.
(実施形態1)
図1は、本発明の実施形態1に係るリベット接合用金型1(以下、単に金型1という)を示す。この金型1は、セルフピアスリベット50(図4参照。以下、SPR50という)により複数の板状の被接合部材60(図5〜図8参照)同士を接合する際に用いられる金型である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 shows a rivet bonding mold 1 (hereinafter simply referred to as a mold 1) according to a first embodiment of the present invention. The
金型1は、例えば工具鋼で形成されていて、円柱状の金型本体部2と、該金型本体部2よりも径が小さい円柱状の金型シャンク部3とを備えている。金型本体部2と金型シャンク部3とは同軸となるように一体に形成されている。金型本体部2及び金型シャンク部3の径は、接合に用いられるSPR50(図4参照)の大きさに応じた値に設定されている。尚、金型1は、使用状態では、金型本体部2が上側、金型シャンク部3が下側となるように配置されるため、以下の説明では、上記使用状態に合わせて、金型本体部2の軸方向における金型シャンク部3とは反対側を上側(軸方向の一側に相当)といい、金型シャンク部3側を下側(軸方向の他側に相当)という。
The
金型本体部2の上側の端面(つまり、軸方向の一側の端面)である上面10は、図5〜図8に示すように、SPR50によって被接合部材60同士を接合する際に、金型1に最も近い被接合部材60である金型側被接合部材61と当接する面である。上面10と金型本体部2の周側面11との間の角部には、図1及び図2に示すように、上面10の外周縁全周に亘って、面取り部12が形成されている。
The
図1及び図2に示すように、上面10の一部、詳しくは、上面10における外周縁部を除く部分には、上面10から下側に凹んだキャビティ20が形成されている。キャビティ20は、図2に示すように、上記軸方向から見て円形をなしている。本実施形態では、キャビティ20は、金型本体部2と同軸になるように形成されている。キャビティ20の詳細な構成については後述する。
As shown in FIGS. 1 and 2, a
SPR50は、図4に示すように、リベット頭部51と、該リベット頭部51から連続して設けられた脚部52とを有している。脚部52は、リベット頭部51よりも小さい径を有する円筒状をなしていて、筒軸方向(SPR50全体の中心軸方向と一致)におけるリベット頭部51とは反対側が解放されている。脚部52の上記筒軸方向の長さは、複数の被接合部材60のトータルの厚みに応じて設定される。尚、脚部52は、厳密に円筒状である必要はなく、例えば、上記筒軸方向から見てC字状をなした形状であってもよく、上記筒軸方向から見て2つのU字状のものが互いのU字開口が対向して配置されたような形状であってもよい。
As shown in FIG. 4, the
SPR50は、該SPR50による複数の被接合部材60の接合時に、脚部52が金型側被接合部材61以外の被接合部材60を厚み方向に貫通しかつ金型側被接合部材61に食い込むように、被接合部材60よりも高い強度を有する材料で形成される。
When bonding a plurality of members to be joined 60 by the
脚部52は、図4に示すように、一定の厚みで上記筒軸方向に延びる脚部基部52aと、該脚部基部52aにおけるリベット頭部51とは反対側の端から、該リベット頭部51とは反対側に向かうに連れて細くなる脚部先端部52bとを有している。より具体的には、脚部先端部52bの径方向の外側の部分が上記筒軸方向に沿って真っ直ぐに伸びる一方、脚部先端部52bの径方向の内側の部分がリベット頭部51とは反対側に向かうに連れて拡径するテーパー状になっており、リベット頭部51とは反対側に向かって脚部先端部52bの厚みが徐々に薄くなるようになっている。脚部52が、上記のような形状をなしていることによって、SPR50を被接合部材60に打ち込んだときには、脚部52は該脚部52の径方向の外側に向かって拡径するように変形し、該変形した脚部52によって、被接合部材60同士が強固に接合される。
The
ここで、実際にSPR50によって複数の被接合部材60同士を接合するときには、図5に示すように、複数(図5では、2つ)の被接合部材60を重ね合わせた状態で、SPR50と金型1とが複数の被接合部材60を挟んで対向するようにそれぞれ配置され、SPR50が、金型1に向かって、複数の被接合部材60に打ち込まれる。このとき、複数の被接合部材60は、キャビティ20内に向かって膨出するように変形する。つまり、キャビティ20は、複数の被接合部材60におけるSPR50が打ち込まれる部分の下側(つまり、軸方向の他側)への膨出変形を許容するキャビティである。
Here, when a plurality of members to be joined 60 are actually joined by the
そして、SPR50による接合が完了した状態では、図8に示すように、SPR50の脚部基部52aが金型側被接合部材61以外の被接合部材60を厚み方向に貫通するとともに、SPR50の脚部先端部52bが金型側被接合部材61に食い込んだ状態となる。
Then, in a state in which bonding by
従来のリベット接合用金型を用いてSPR50により複数の被接合部材60同士を接合すると、金型側被接合部材61にひび割れが生じる可能性がある。特に、金型側被接合部材61が、アルミニウムや、押し込み硬さがアルミニウムの押し込み硬さ以下である材料で構成されている場合には、ひび割れが生じる可能性が高くなる。金型側被接合部61にひび割れが発生すると、該ひび割れの部分から被接合部材60が腐食する可能性がある。このため、該ひび割れの発生を適切に防止する必要がある。
When a plurality of members to be joined 60 are joined by
そこで、本実施形態では、金型1におけるキャビティ20の構成に工夫を凝らすことで、金型側被接合部材61のひび割れを防止するようにしている。以下、キャビティ20の詳細な構成について説明する。
Therefore, in the present embodiment, by devising the configuration of the
キャビティ20は、図2及び図3に示すように、上記軸方向から見て円形のキャビティ底面21と、キャビティ20の径方向の側方の全周を覆うキャビティ側面30とで構成されている。キャビティ底面21の直径Di2は、キャビティ20の開口端における直径Di1よりも小さい値に設定されている。尚、キャビティ底面21の直径Di2は、図3に示すように、キャビティ底面21の後述する外側底面部23の径方向の外側端における直径である。キャビティ20の開口端における直径Di1の定義については後述する。
The
キャビティ底面21は、該キャビティ底面21における他の部分に対して上側に突出した1つの突出部40を有している。この突出部40は、キャビティ底面21において、SPR50の脚部52の内径と外径との平均の径((内径+外径)/2)を有しかつキャビティ底面21と同心の仮想円C上に設けられている。
The cavity bottom 21 has one
突出部40は、図2に示すように、上から見て、上記仮想円Cの周方向の全体に亘って連続して延びる円環状をなしている。キャビティ底面21は、突出部40と、突出部40よりもキャビティ底面21の径方向の内側に位置しかつ上記軸方向から見て円形をなした中央底面部22と、突出部40よりもキャビティ底面21の径方向の外側に位置しかつ上記軸方向から見て円環状をなした外側底面部23とで構成される。
As shown in FIG. 2, the projecting
中央底面部22は、図2及び図3に示すように、上記軸方向と直交する方向(すなわち、水平方向)に広がる平面で形成されている。一方で、外側底面部23は、周方向全体に亘って、キャビティ底面21の径方向の中間部が、該径方向の両側端よりも下側に位置するように少し湾曲した湾曲部により形成されている。尚、外側底面部23も、中央底面部22と同じ平面で形成されていてもよい。
As shown in FIGS. 2 and 3, the central
キャビティ側面30は、図3に示すように、キャビティ底面21(厳密には、外側底面部23)の径方向の外側端の全周から、上側に向かって該径方向の外側に傾斜して延びている。より具体的には、キャビティ側面30は、図3に示すように、キャビティ底面21の径方向に沿って切断した断面において、上面10に連続するような傾斜曲面をなした上側側面部31と、外側底面部23に連続するような傾斜曲面をなした下側側面部32と、上側側面部31の下側端と下側側面32の上側端とを繋ぐように、上側に向かって上記径方向の外側に傾斜して延びる傾斜平面部33とを有している。
As shown in FIG. 3, the
上記突出部40の突出先端面(上面(後述の粗面部41))は、上記軸方向に直交する方向(つまり、水平方向)に広がりかつキャビティ底面21の径方向に所定の幅Wを有する平面とされている。これにより、図3に示すように、突出部40は、金型本体部2の径方向に沿って切断した断面おいて台形状をなす。突出部40において、上記突出先端面よりも突出部40の径方向の内側の部分は、該径方向の内側に向かって下側に傾斜した内側傾斜部42となっており、上記突出先端面よりも突出部40の径方向の外側の部分は、該径方向の外側に向かって下側に傾斜した外側傾斜部43となっている。
A projecting tip surface (upper surface (
内側傾斜部42は、図3に示すように、金型本体部2の径方向に沿って切断した断面において、略S字状をなしている。より具体的には、内側傾斜部42は、上記突出先端面に連続するような傾斜曲面をなした上側傾斜曲面部42aと、中央底面部22に連続するような傾斜曲面をなした下側傾斜曲面部42bと、上側傾斜曲面部42aの下側端と下側傾斜曲面部42bの上側端とを繋ぐように、上側に向かって上記径方向の外側に傾斜して延びる傾斜平面部42cとを有している。
As shown in FIG. 3, the inner
外側傾斜部43も、内側傾斜部42と同様に、金型本体部2の径方向に沿って切断した断面において、略S字状をなしている。より具体的には、外側傾斜部43は、上記突出先端面に連続するような傾斜曲面をなした上側傾斜曲面部43aと、中央底面部22に連続するような傾斜曲面をなした下側傾斜曲面部43bと、上側傾斜曲面部43aの下側端と下側傾斜曲面部43bの上側端とを繋ぐように、直線的に上記軸方向に延びかつ上側に向かって上記径方向の内側に傾斜して延びる傾斜平面部43cとを有している。
Similarly to the inner
上記突出部40の突出先端面(上面)の全周が、粗面部41とされている。すなわち、粗面部41は、キャビティ底面21の仮想円C上において上側に突出した突出部40の、上記軸方向と略直交する方向に平面状に広がる突出先端面に設けられていて、仮想円Cの周方向の全体に亘って連続して延びている。本実施形態では、金型本体部2を上から見て、キャビティ底面21における仮想円C上(詳細には、突出部40上)に、1つの円環状の粗面部41が設けられていることになる。
The entire circumference of the protruding end surface (upper surface) of the protruding
粗面部41は、キャビティ底面21における該粗面部41以外の部分(つまり、中央底面部22、外側底面部23、内側傾斜部42及び外側傾斜部43)及びキャビティ側面30に比べて、表面粗さが粗くされた部分である。キャビティ底面21における粗面部41以外の部分及びキャビティ側面30の表面粗さRaは、通常、3.2μm程度であり、これに対して、粗面部41の表面粗さRaは、後述の如く粗面部41により金型側被接合部材61にひび割れが生じるのを抑制する観点から、6.3μm〜25.0μmであることが好ましい。
The
キャビティ20は、切削加工の後に研摩加工することで、キャビティ20の壁面部の表面粗さRaが3.2μm程度となる。粗面部41については、切削加工のまま研摩加工をしなければ、粗面部41の表面粗さRaを6.3μm以上にすることができる。但し、切削加工後の粗面部41の表面粗さRaは、6.3μmに近い値であるので、その表面粗さRaをさらに大きくするために、切削加工後の粗面部41に、例えばサンドブラスト処理等のブラスト処理を施すことが好ましい。
The surface roughness Ra of the wall surface portion of the
尚、突出部40の突出先端面の全周が粗面部41である必要はなく、突出部40の突出先端面の周方向の複数箇所(例えば、金型本体部2を上から見たときの、後述の実施形態2と同様の複数箇所)が、粗面部41とされていてもよい。また、突出部40は、上から見て、円環状である必要はなく、仮想円Cの周方向に連続して延びる、例えばC字状であってもよい。この場合も、この突出部40の突出先端面の周方向の全体、又は、周方向の複数箇所に、粗面部41を設ければよい。
Note that the entire periphery of the protruding end surface of the protruding
突出部40の突出先端面(粗面部41)の上記所定の幅Wは、キャビティ20の開口端における直径Di1に対して、10%以上の長さに設定されていることが好ましい。
The predetermined width W of the protruding end surface (rough surface portion 41) of the protruding
具体的には、キャビティ20の開口端における直径Di1は、図3に示すように、キャビティ底面21の中心(金型本体部2の中心と一致)を通りかつ上記軸方向に延びる平面で金型本体部2を切断した断面において、キャビティ底面21の径方向の両側に位置するキャビティ側面30の傾斜平面部33に沿って上側に延ばした2つの直線L1と、上面10に沿ってキャビティ底面21の径方向に延ばした直線L2とがそれぞれ交わる2つ交点Pの間の長さで定義される。そして、上記所定の幅Wが、上記のように定義されたキャビティ20の開口端における直径Di1に対して10%以上の長さに設定されていることが好ましい。
Specifically, as shown in FIG. 3, the diameter Di1 at the open end of the
尚、上記キャビティ20の開口端における直径Di1は、SPR50の脚部52の径に対応して決定されている。具体的には、SPR50の脚部52が、複数の被接合部材60のうち上記金型側被接合部材61以外の被接合部材60を貫通し易くかつ拡径するように変形し易いような適切な値に設定されている。
The diameter Di1 at the open end of the
また、キャビティ20の最も深い位置からの突出部40の高さHは、キャビティ20の最も深い位置における該キャビティの深さDに対して30%よりも大きい値に設定されていることが好ましい。本実施形態では、外側底面部23の最も下側に湾曲した部分での深さが中央底面部22での深さと同じである。したがって、本実施形態では、中央底面部22からの突出部40の高さH(図3参照)が、中央底面部22の位置におけるキャビティ20の深さD(図3参照)に対して30%よりも大きい値に設定されている。尚、中央底面部22と外側底面部23の最も下側に湾曲した部分とでキャビティ20の深さが互いに異なっていてもよい。
In addition, the height H of the
次に、図5〜図8を参照しながら、本実施形態に係る金型1を用いて、SPR50によって複数(ここでは、2つ)の被接合部材60を接合する際の、SPR50及び2つの被接合部材60の動きについて説明する。以下の説明では、2つの被接合部材60のうち接合作業時にSPR50が配置される側の被接合部材をリベット側被接合部材62という(金型側及びリベット側被接合部材61,62を区別する必要がないときは、単に、被接合部材60という)。尚、ここでは、金型側被接合部材61はアルミニウム板又はアルミニウム合金の板材であり、リベット側被接合部材62は鋼板である。SPR50は、クロムモリブデン鋼で形成されたものである。また、詳細な記載を省略しているが、実際の接合作業は、一般的なリベット接合用装置を用いて行われる。
Next, referring to FIG. 5 to FIG. 8, the
SPR50によって2つの被接合部材60を接合する際には、先ず、図5に示すように、金型側被接合部材61とリベット側被接合部材62とを重ね合わせた状態で、金型側被接合部材61と金型1の上面10とが当接するように、両被接合部材61,62を配置する。次に、図5に示すように、SPR50を、両被接合部材61,62を挟んで金型1と対向するように配置する。つまり、金型1は、複数の被接合部材60におけるSPR50が打ち込まれる部分において、SPR50の打ち込み側とは反対側に配置された状態となる。このとき、図5に示すように、SPR50の中心軸がキャビティ底面21の中心を通るとともに、SPR50の脚部52に対応(対向)する位置に、金型1の突出部40(粗面部41)が位置するようになる。尚、実際には、上記リベット接合用装置に、金型1の位置を決めるガイド並びにSPR50の配置及び進入方向を案内するガイドが設けられているため、各ガイドに従って金型1及びSPR50を配置すれば、金型1及びSPR50は、図5に示すような位置関係になるようになっている。
When joining two members to be joined 60 by
図5の状態から、SPR50を金型1に向かって打ち込むと、図6に示すように、両被接合部材61,62がキャビティ20内に向かって膨出するように変形する。このとき、金型側被接合部材61における脚部52に対応する部分(以下、脚部対応部61aという)が、キャビティ底面21の径方向に伸び変形される。また、金型側被接合部材61における、脚部52よりも上記径方向の内側の部分(以下、内側変形部61cという)は、上記径方向の外側に伸び変形される。一方で、金型側被接合部材61における、脚部52よりも上記径方向の外側でかつキャビティ側面30と上面10との境界部分よりも上記径方向の内側の部分(以下、外側変形部61bという)は、キャビティ20内に向かって下側に曲げられて、基本的に上記軸方向のキャビティ底面21側に伸び変形される。
When the
図6の状態では、金型側被接合部材61の脚部対応部61aが、キャビティ底面21に形成された突出部40の粗面部41に当接している。一方、金型側被接合部材61の内側変形部61cは、中央底面部22に当接していないとともに、外側変形部61bは、外側底面部23及びキャビティ側面30に当接していない。つまり、金型側被接合部材61の脚部対応部61aが突出部40の粗面部41に先当てされた状態となる。
In the state of FIG. 6, the
図6の状態から、SPR50をさらに金型1に向かって打ち込むと、図7に示すように、リベット側被接合部材62が、SPR50の脚部52によって破断される。金型側被接合部材61は、さらにキャビティ20内に向かって膨出するように変形する。図6の状態からSPR50の打ち込みが進行する過程で、金型側被接合部材61における脚部対応部61aは、突出部40の粗面部41に当接しているために、キャビティ底面21の径方向により一層伸び変形しようとする。一方、上記過程で、金型側被接合部材61の外側変形部61b及び内側変形部61cは、下側に変形することができ、内側変形部61cは、その下側への変形により、中央底面部22に当接する(図7参照)。図7では、外側変形部61bは、外側底面部23及びキャビティ側面30に当接していない。尚、内側変形部61cが中央底面部22に当接するのタイミングと、外側変形部61bが外側底面部23及びキャビティ側面30に当接するタイミングとが略同じになるように、中央底面部22と外側底面部23とでキャビティ20の深さを調整するようにしてもよい。
When the
図7の状態から、SPR50をさらに金型1に向かって打ち込むと、図8に示すように、SPR50の脚部52は、金型1からの反力により上記径方向の外側に拡径するように変形しながら、金型側被接合部材61に食い込む。図7の状態からSPR50の打ち込みが進行する過程で、内側変形部61cは下側へ変形することができないので、脚部対応部61aは、キャビティ底面21の径方向の外側へ伸び変形しようとする。一方、その過程で、外側変形部61bは下側へ変形することができ、外側変形部61bは、その下側への変形により、外側底面部23及びキャビティ側面30に当接する(図8参照)。
When the
図8に示すように、SPR50のリベット頭部51が、リベット側被接合部材62に食い込む程度にまでSPR50が打ち込まれれば、SPR50による、リベット側被接合部材62と金型側被接合部材61との接合が完了する。
As shown in FIG. 8, if the
上述したように、本実施形態の金型1を用いれば、金型側被接合部材61の脚部対応部61aが突出部40の粗面部41に先当てされた状態になり、この状態から、SPR50をさらに金型1に向かって打ち込むと、脚部対応部61aが粗面部41に当接した状態でキャビティ底面21の径方向に伸び変形しようとする。このとき、粗面部41により、脚部対応部61aの該伸び変形が抑制される。この結果、金型側被接合部材61における脚部対応部61aから外側変形部61bにかけての部分に作用する力が減少する。しかも、脚部対応部61aが突出部40の粗面部41に当接したとき以降も、外側変形部61b及び内側変形部61cが下側に変形することができるので、脚部対応部61aが突出部40の粗面部41に当接したのと略同じタイミングで、内側変形部61cが中央底面部22に当接しかつ外側変形部61bが外側底面部23及びキャビティ側面30に当接した場合に比べて、上記力は減少する。したがって、金型側被接合部材61における脚部対応部61aから外側変形部61cにかけての部分にひび割れが生じるのを抑制することができる。
As described above, when the
ここで、粗面部41の上記所定の幅Wが狭すぎると、粗面部41による脚部対応部61aの上記伸び変形の抑制効果が得られ難くなるので、上記のように、キャビティ20の開口端における直径Di1に対して、10%以上の長さに設定されていることが好ましい。
Here, if the predetermined width W of the
また、キャビティ20の最も深い位置からの突出部40の高さHが低すぎると、金型側被接合部材61が粗面部41に当接した以降直ぐに、内側変形部61cが中央底面部22に当接するとともに、外側変形部61bが外側底面部23及びキャビティ側面30に当接することになるので、上記高さHは、キャビティ20の最も深い位置における該キャビティの深さDに対して30%よりも大きい値に設定されていることが好ましい。
In addition, if the height H of the
また、本実施形態では、内側及び外側傾斜部42,43が、粗面部41に連続するような上側傾斜曲面部42a,43aを有しているため、金型側被接合部材61にひび割れが生じるのをより適切に抑制することができる。すなわち、仮に、内側及び外側傾斜部42,43と粗面部41との間のそれぞれの角部に尖ったエッジが形成されているとすると、金型側被接合部材61が粗面部40に当接した後、さらにSPR50が金型1に向かって打ち込まれたときに、上記エッジが金型側被接合部材61に食い込んで、このエッジの食い込みからひび割れが発生するおそれがある。本実施形態のように、内側及び外側傾斜部42,43に上側傾斜曲面部42a.43aが形成されていれば、金型側被接合部材61に上記エッジが食い込むことがないため、金型側被接合部材61にひび割れが生じることがより適切に抑制される。
Further, in the present embodiment, since the inner and outer
さらに、本実施形態では、キャビティ側面30が、キャビティ底面21(厳密には、外側底面部23)の径方向の外側端から上側に向かって、該径方向の外側に傾斜するとともに、上面10に連続する傾斜曲面部をなした上側側面部31を有しているため、SPR50が金型1に向かって打ち込まれたときに、金型側被接合部材61の外側変形部61bの外側端部が過剰に曲げられることがない。これにより、金型側被接合部材61の外側変形部61bの外側端部におけるひび割れについても適切に抑制することができる。
Furthermore, in the present embodiment, the
また、外側変形部61bが、脚部対応部61aからキャビティ底面21の径方向の外側に伸び変形しようとする力を受けたときに、外側変形部61bが外側底面部23及びキャビティ側面30に当接した状態にあっても、キャビティ側面30の上記傾斜に沿って、外側変形部61bが上記径方向の外側に変形し易くなる。したがって、金型側被接合部材61における脚部対応部61aから外側変形部61bにかけての部分に作用する力を出来る限り減少させることができる。
In addition, when the
したがって、本実施形態では、キャビティ底面21に設けられた粗面部41によって、金型側被接合部材61内に生じる力を減少させて、金型側被接合部材61にひび割れが生じるのを抑制することができる。
Therefore, in the present embodiment, the
(実施形態2)
図9及び図10は、本発明の実施形態2に係る金型1の金型本体部2を示し(以下の各実施形態では、図2及び図3と同じ部分について同じ符号を付している)、キャビティ底面21に形成された突出部40の形状、突出部40を除くキャビティ底面21の形状、及び、突出部40の突出先端面に位置する粗面部41の形状が、上記実施形態1とは異なり、その他の構成は、上記実施形態1と同様である。
Second Embodiment
9 and 10 show the mold
すなわち、本実施形態では、図9に示すように、複数(本実施形態では6つ)の突出部40が、上記実施形態1で説明した仮想円C上において、該仮想円Cの周方向に断続的に配置されている。本実施形態では、複数の突出部40が、互いに上記周方向に等間隔をあけて断続的に配置されているが、必ずしも互いに上記周方向に等間隔をあける必要はない。また、複数の突出部40が、回転対称性を有するように配置されていなくてもよい。
That is, in the present embodiment, as shown in FIG. 9, a plurality of (six in the present embodiment) projecting
本実施形態では、全ての突出部40の突出先端面(上面)が粗面部41とされている。これにより、複数(本実施形態では6つ)の粗面部41も、仮想円C上において、該仮想円Cの周方向に断続的に配置されていることになる。また、複数の粗面部41も、互いに上記周方向に等間隔をあけて断続的に配置されていることになる。尚、全ての突出部40のうちの一部である複数の突出部40の突出先端面が、粗面部41とされていてもよい。
In the present embodiment, the protruding end surfaces (upper surfaces) of all the protruding
本実施形態においても、粗面部41の表面粗さRaは、上記実施形態1と同様に、6.3μm〜25.0μmであることが好ましい。
Also in the present embodiment, as in the first embodiment, the surface roughness Ra of the
また、本実施形態では、図10に示すように、キャビティ底面21における突出部40よりも、キャビティ底面21の径方向の外側の部分(上記実施形態1の外側底面部23に相当する部分)が、下側に湾曲しておらず平面になっている。この平面は、キャビティ底面21における突出部40よりも上記径方向の内側の部分(上記実施形態1の中央底面部22に相当する部分)と同じ平面である。
Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 10, a portion (portion corresponding to the outer
本実施形態においても、上記実施形態1と同様に、SPR50が金型1に向かって複数の被接合部材60に打ち込まれたときには、金型側被接合部材61の脚部対応部61aが突出部40の粗面部41に先当てされることになり、この結果、上記実施形態1と同様に、金型側被接合部材61にひび割れが生じるのを抑制することができる。
Also in the present embodiment, when the
(実施形態3)
図11及び図12は、本発明の実施形態3に係る金型1の金型本体部2を示し、キャビティ底面21に突出部40を形成しないようにした点が、上記実施形態1及び2とは異なる。本実施形態では、突出部40を除くキャビティ20の形状は、上記実施形態2と同様である。
(Embodiment 3)
11 and 12 show the mold
本実施形態では、キャビティ底面21の全体が、水平方向に広がる平面とされている。そして、金型本体部2を上から見て、キャビティ底面21における仮想円C上の、上記実施形態1の粗面部41と同じ位置(図11の2つの二点鎖線の円で囲まれた、斜線を施した部分、及び、図12で太線で示す部分)に、円環状の粗面部41が設けられている。尚、粗面部41は、円環状に設けられている必要はなく、仮想円Cの周方向の複数箇所(例えば、金型本体部2を上から見たときの、上記実施形態2と同様の複数箇所)に、粗面部41が設けられていてもよい。
In the present embodiment, the entire
本実施形態においても、粗面部41の表面粗さRaは、上記実施形態1と同様に、6.3μm〜25.0μmであることが好ましい。
Also in the present embodiment, as in the first embodiment, the surface roughness Ra of the
本実施形態では、キャビティ底面21に突出部40が形成されていないので、上記実施形態1と同様にして、SPR50が金型1に向かって複数の被接合部材60に打ち込まれたときにおいて、SPR50がリベット側被接合部材62を貫通する前には、図13に示すように、脚部対応部61a及び内側変形部61cがキャビティ底面21に当接する。これと略同じタイミングで、外側変形部61bが、キャビティ底面21及びキャビティ側面30に当接する。脚部対応部61aは粗面部41に当接する。
In the present embodiment, since the
金型側被接合部材61の脚部対応部61aがキャビティ底面21(粗面部41)に当接した状態から、SPR50をさらに金型1に向かって打ち込むと、脚部対応部61aは、キャビティ底面21の径方向(特に外側)に伸び変形しようとする。しかし、内側変形部61c及び外側変形部61bは、基本的に変形できないので、脚部対応部61aも上記径方向に変形することができない。このため、キャビティ底面21に粗面部41が設けられていないとすると、金型側被接合部材61における脚部対応部61aから外側変形部61bにかけての部分に過剰に大きな力が作用して、該部分にひび割れが生じる場合がある。
When the
これに対して、本実施形態では、脚部対応部61aが粗面部41に当接することで、脚部対応部61aが、粗面部41による抵抗により上記径方向に変形し難くなる。すなわち、脚部対応部61aが上記径方向に伸び変形しようとする力の一部を、キャビティ底面21に適切に逃がすことができる。この結果、金型側被接合部材61における脚部対応部61aから外側変形部61bにかけての部分に作用する力が減少する。したがって、上記実施形態1及び2のような突出部40がなくても、金型側被接合部材61における脚部対応部61aから外側変形部61bにかけての部分にひび割れが生じるのを抑制することができる。
On the other hand, in the present embodiment, when the leg
(その他の実施形態)
本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、請求の範囲の主旨を逸脱しない範囲で代用が可能である。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the above embodiment, and can be substituted without departing from the scope of the claims.
例えば、上記実施形態1〜3では、SPR50により2つの被接合部材60を接合する場合の例を示したが、SPR50により3つ以上の被接合部材60を接合することも可能である。接合する複数の被接合部材60の材料は同じであってもよく、互いに異なっていてもよい。或いは、複数の被接合部材60のうち少なくとも2つの被接合部材60の材料が同じであって、他の被接合部材60の材料と異なっていてもよい。接合する複数の被接合部材60の中で、金型1に最も近い被接合部材60は、押し込み硬さが最も低い材料の板材であることが好ましい。
For example, although the example in the case of joining two to-
また、上記実施形態1〜3では、金型本体部2は円柱状をなしていたが、これに限らず、金型本体部2の軸方向から見て円形のキャビティ20を形成することができれば、角柱状であってもよい。
Further, in the first to third embodiments, the
さらに、上記実施形態1及び2では、突出部40の突出先端面(粗面部41)が、金型本体部2の軸方向に直交する方向(水平方向)に広がる平面とされていたが、これに限らず、金型側側被接合部材61にひび割れが生じることがなければ、突出部40の突出先端面(粗面部41)は、キャビティ底面21の径方向の内側又は外側に向かって上側に僅かに傾斜する平面であってもよい。
Furthermore, in the first and second embodiments, the protruding end surface (rough surface portion 41) of the protruding
上述の実施形態は単なる例示に過ぎず、本発明の範囲を限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は請求の範囲によって定義され、請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。 The embodiments described above are merely illustrative and should not be construed as limiting the scope of the present invention. The scope of the present invention is defined by the claims, and all variations and modifications that fall within the equivalent scope of the claims fall within the scope of the present invention.
本発明は、セルフピアスリベットにより複数の被接合部材同士を接合する際に用いられるリベット接合用金型として有用である。
に有用である。
The present invention is useful as a riveting mold used when joining a plurality of members to be joined together by a self-piercing rivet.
Useful for
1 リベット接合用金型
2 金型本体部
10 金型本体部の上面(金型本体部の軸方向の一側の端面)
20 キャビティ
21 キャビティ底面
30 キャビティ側面
40 突出部
41 粗面部
50 セルフピアスリベット
52 脚部
60 被接合部材
61 金型側被接合部材
C 仮想円
1
Claims (5)
軸方向の一側の端面が上記金型に最も近い上記被接合部材である金型側被接合部材に当接される柱状の金型本体部を備え、
上記金型本体部における上記軸方向の上記一側の端面の外周縁部を除く部分に、上記セルフピアスリベットの打ち込みによる上記金型側被接合部材の上記軸方向の他側への膨出変形を許容すべく、上記端面から上記軸方向の上記他側に向かって凹んだ、上記軸方向から見て円形をなしたキャビティが形成され、
上記キャビティは、上記軸方向から見て円形をなしたキャビティ底面と、キャビティ側面とで構成され、
上記キャビティ底面において、上記セルフピアスリベットの脚部の内径と外径との平均の径を有しかつ上記キャビティ底面と同心の仮想円上に、該仮想円の周方向に連続して延びる1つの粗面部、又は、上記周方向に断続的に配置された複数の粗面部が設けられており、
上記粗面部は、上記キャビティ底面における該粗面部以外の部分及びキャビティ側面に比べて、表面粗さが粗くされた部分であることを特徴とするリベット接合用金型。 When the plurality of members to be joined are joined together by a self-piercing rivet having a substantially cylindrical leg portion in a state in which the plurality of members to be joined are overlapped, the self-piercing rivet in the plurality of members to be joined is A riveting mold disposed on the side opposite to the self-piercing rivet in the portion to be driven, which is a riveting mold,
It has a columnar mold main body portion in which an end face on one side in the axial direction is in contact with the mold side joint member which is the joint member closest to the mold;
Swelling deformation of the mold-side joining member to the other side in the axial direction by driving the self-piercing rivet in the part excluding the outer peripheral edge of the end face on the one side in the axial direction in the mold main body Forming a cavity which is recessed from the end face towards the other side in the axial direction and which is circular as viewed from the axial direction;
The cavity is composed of a cavity bottom which is circular as viewed in the axial direction, and a cavity side,
One of the mean diameter of the inner diameter and the outer diameter of the leg portion of the self-piercing rivet on the bottom of the cavity, and extending continuously in the circumferential direction of the virtual circle on a virtual circle concentric with the bottom of the cavity A rough surface portion or a plurality of rough surface portions disposed intermittently in the circumferential direction,
The said rough surface part is a part by which surface roughness was roughened compared with parts and cavity side surfaces other than this rough surface part in the said cavity bottom face.
上記粗面部は、上記キャビティ底面の上記仮想円上において上記軸方向の上記一側に突出した突出部の、上記軸方向と略直交する方向に平面状に広がる突出先端面に設けられていることを特徴とするリベット接合用金型。 In the rivet joint mold according to claim 1,
The rough surface portion is provided on a projecting end surface of the projecting portion which protrudes to the one side in the axial direction on the imaginary circle of the bottom face of the cavity, and which extends in a plane substantially in the direction substantially orthogonal to the axial direction. Dies for riveting characterized by
上記粗面部は、1つであって、上記周方向の全体に亘って連続して延びていることを特徴とするリベット接合用金型。 In the rivet joint mold according to claim 1 or 2,
The said rough surface part is one, Comprising: It extends continuously over the said whole circumferential direction, The metal mold | die for rivetings characterized by the above-mentioned.
上記粗面部は、複数設けられており、
上記複数の粗面部は、互いに上記周方向に等間隔をあけて断続的に配置されていることを特徴とするリベット接合用金型。 In the rivet joint mold according to claim 1 or 2,
A plurality of the rough surface portions are provided,
2. A riveting mold according to claim 1, wherein the plurality of rough surface portions are arranged intermittently at equal intervals in the circumferential direction.
上記キャビティ側面は、上記軸方向の上記一側に向かって金型本体部の径方向の外側に傾斜していることを特徴とするリベット接合用金型。 In the rivet joint mold according to any one of claims 1 to 4,
The mold for riveting, wherein the side surface of the cavity is inclined outward in the radial direction of the mold body toward the one side in the axial direction.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017081316A JP6565965B2 (en) | 2017-04-17 | 2017-04-17 | Riveting mold |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017081316A JP6565965B2 (en) | 2017-04-17 | 2017-04-17 | Riveting mold |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2018176237A true JP2018176237A (en) | 2018-11-15 |
JP6565965B2 JP6565965B2 (en) | 2019-08-28 |
Family
ID=64282153
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017081316A Active JP6565965B2 (en) | 2017-04-17 | 2017-04-17 | Riveting mold |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6565965B2 (en) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003290865A (en) * | 2002-03-29 | 2003-10-14 | Honda Motor Co Ltd | Method for deciding pressurizing force of self-piercing rivet |
US6722013B1 (en) * | 1998-03-25 | 2004-04-20 | Tox Pressotechnik Gmbh | Method, tool and punch for joining components to a plate |
JP2006021220A (en) * | 2004-07-07 | 2006-01-26 | Nippon Pop Rivets & Fasteners Ltd | Self-boring type rivet fastening apparatus |
JP2009142889A (en) * | 2007-12-18 | 2009-07-02 | Nissan Motor Co Ltd | Joining method using self-piercing rivet and die for rivet joining |
JP2011212700A (en) * | 2010-03-31 | 2011-10-27 | Nippon Steel Corp | Rivet joining method |
JP2015529562A (en) * | 2012-07-13 | 2015-10-08 | ニューフレイ リミテッド ライアビリティ カンパニー | Punch rivet mounting mold and punch rivet mounting method |
-
2017
- 2017-04-17 JP JP2017081316A patent/JP6565965B2/en active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6722013B1 (en) * | 1998-03-25 | 2004-04-20 | Tox Pressotechnik Gmbh | Method, tool and punch for joining components to a plate |
JP2003290865A (en) * | 2002-03-29 | 2003-10-14 | Honda Motor Co Ltd | Method for deciding pressurizing force of self-piercing rivet |
JP2006021220A (en) * | 2004-07-07 | 2006-01-26 | Nippon Pop Rivets & Fasteners Ltd | Self-boring type rivet fastening apparatus |
JP2009142889A (en) * | 2007-12-18 | 2009-07-02 | Nissan Motor Co Ltd | Joining method using self-piercing rivet and die for rivet joining |
JP2011212700A (en) * | 2010-03-31 | 2011-10-27 | Nippon Steel Corp | Rivet joining method |
JP2015529562A (en) * | 2012-07-13 | 2015-10-08 | ニューフレイ リミテッド ライアビリティ カンパニー | Punch rivet mounting mold and punch rivet mounting method |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6565965B2 (en) | 2019-08-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3452018B2 (en) | Joining method and joining tool | |
JP7004672B2 (en) | Self-perforated rivets and self-perforated rivet joints | |
JP5821121B2 (en) | Self-drilling rivet die | |
JP6123082B2 (en) | Piercing nut for high-strength steel sheet | |
JP2012250279A (en) | Piercing nut manufacturing apparatus | |
JP2017019015A (en) | Protrusion forming device, protrusion forming method, and formed part | |
JP2002054615A (en) | Drive rivet made of aluminum | |
JP2007064439A (en) | Rivet and joining method | |
JP2018176237A (en) | Rivet joining mold | |
JP2020029876A (en) | Burring fastening method, burring fastening structure and burring punch | |
JP7451853B2 (en) | How to form riveted joints | |
JP6439822B2 (en) | Riveting mold | |
JP2002364617A (en) | Self-piercing rivet | |
JP6583342B2 (en) | Riveting mold | |
WO2018194021A1 (en) | Rivet bonding mold | |
JP2006239735A (en) | Method for producing outer ring member for constant velocity joint, and punch | |
JP6428834B2 (en) | Riveting mold | |
US20190309775A1 (en) | Method of attaching sheets together | |
JP5747448B2 (en) | Punching hole punching and punching hole machining method with improved fatigue characteristics and hydrogen cracking resistance | |
US11583919B2 (en) | Rivet insertion method and apparatus | |
JP2008105086A (en) | Pressing apparatus | |
JP2019136707A (en) | Pierce punch | |
JP2009226414A (en) | Method of caulking and joining metal sheet | |
JP7348790B2 (en) | Part manufacturing method | |
JP2024046475A (en) | Punch for punching |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20180323 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20190226 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20190227 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20190306 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190610 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20190702 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20190715 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6565965 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |