JP3836141B2 - 面取りした端部頭のリベット - Google Patents

Description

技術分野
本発明は、トラックの車体用のビーム(beam)のような、請求項１の前提部に記載の表面処理物体を接合するために適切なリベットに関する。
発明の背景
枠組み(framework)の製造では、従前は、ビームの接続による製造方法が用いられており、そこでは、表面処理されていないビームがリベット付けにより接続される。ビームが接続されるとき、表面コーティングが枠組みに付与されている。近代化された製造プロセスでは、製造手順が改変され、ビームを接続する前にビームをコーティングする。この製造プロセスの結果は、表面のコーティング層が、リベット頭部とビームとの間に位置することである。リベットは、リベットによるビームの接続の手順において、実質的な圧力を受けることにより変形する。このプロセスを用いることには、表面コーティングの下地層を損傷する危険性が高く、ビームの表面浸食およびビーム浸食の初期リスクを生じる。この損傷は、表面コーティングと接触するリベットの頭部の部分が鋭いエッジを持つ形状とされ、しかもこの頭部の部分が変形し、その際、実質的な圧力下で材料の変位が、リベットの半径方向で生じることに起因して起こる。鋭いエッジは、表面コーティングを容易に傷つけ、そして材料のこの変位は、コーティング中で表面応力を生じ得、しかもコーティングは部分的に取り除かれ得る。
発明の開示
本発明の目的は、リベット付けされる物体の表面コーティングを傷つけないリベットを提供することである。
本発明の目的を達成するために、請求項１の特徴部分に記載される、表面がコーティングされた物体を接続するためのリベットが提案される。
【図面の簡単な説明】
本発明を、以下に、添付の図面を参照して、本発明を実施するためのいくつかの態様で記載する。
図１aは、半球状の形態の頭部を有するリベットを示す。
図１bは、下から斜めにリベットを示す。
図１cは、フレームの凹部に配置されたリベットを示す。
図２は、平坦な頭部を備えたリベットを示す。
図３は、リベットの概略的な変形を示す。
図４a−４dは、多くの好適なリベットの実施態様を示す。
好適な実施態様
リベットは、好ましくは、頭部２を有する円筒(柱)形のシャフト１を備える。シャフトはまた、非円形の断面を有し得る。それは、例えば、卵形または多角形の形状とされ得る。シャフトは、頭部上に配置された接触表面３から伸びる。該接触表面は、内側部分表面４と外側部分表面５に分けられる。シャフトは、内側表面と一致する平面６で内側表面に接続する。シャフトは中央軸７を有する。該中央軸は、内側表面に垂直な方向に主に伸びる。内側表面は、シャフト自身よりシャフトの中央軸からさらに伸びる。このことは、内側表面の外側リム８(図１b)が、シャフトの限界表面９より中央軸からより大きく離れていることを意味する。外側表面は、内側表面の外側リムで内側表面に接触する。この外側表面は、内側表面よりもシャフトの中央軸からさらに伸びる。従って、内側表面は、内側表面の外側リムで外側表面になる。外側表面は、シャフトに面していない平面６の側に位置しており、接触表面の外側表面が、リベットの変形前に、フレーム１０、１１(図１c)と接触していないことを確実にする。従って、リベットがフレーム１０の通孔１３中に適合すると、リベットの外側表面とフレーム１０との間には空間が存在する。この空間は、リベットづけプロセスの間にリベットが変形するとき、実質的になくなる。従って、外側表面は、それが内側表面に接触する場所を除いて、平面６から距離を置いて配置される。
本発明の好適な実施態様では、リベットは、対称軸を有して円形で対称の形態である。この好適な実施態様は請求項２で表現される。この実施態様は、主に、円筒形のシャフト、およびシャフトの直径を超える直径を有する頭部を備えるリベットについて言及する。頭部は、上部限界表面１４および接触表面３を備える。上部限界表面から接触表面への遷移部分は、頭部が半径方向にその最大の半径方向の伸長部を有する領域１５内に位置し、そしてこの領域内の点でシャフトに最も近接している。これらの点は、上部限界表面と接触表面との間に遷移線１６(図１b)を形成する。接触表面は、シャフトの対称軸に実質的に垂直に伸び、そしてこの対称軸、および内側表面に接触する外側表面に関して実質的に対称である、内側表面４を備える。外側表面は、内側領域１８および外側表面の境界線からなる。これらの境界線は、内側表面の外側リム８(図１b)と部分的に、そして上部限界表面および接触表面との間の遷移線１６(図１b)と部分的に一致する。外側表面の内側領域の任意の内側点は、リベットの軸方向に、シャフトの端部からより大きな距離にあり、それは内側部分表面上の任意の点より頭部からより大きな距離にある。領域の内側点とは、表面のエッジまたはリム上に位置しない、領域上のすべての点をいう。外側表面は、シャフトに面していない平面６の側に位置し、接触表面の外側表面が、リベットの変形前に接合されるフレーム部分１０、１１(図１c)と接触していないことを確実にする。従って、リベットがフレーム１０の通孔１３に適合するとき、リベットの外側表面とフレーム１０との間に空間が存在する。この空間は、リベットが、リベット付けプロセスの間に変形するとき、実質的になくなる。従って、外側部分表面は、それが内側部分表面に接触する場所を除いて、平面６から距離をおいて配置される。
請求項４に記載されるような実施態様は特に有益である。内側部分表面と外側部分表面との間の遷移部分が円滑であることを確実にすることにより、エッジなくして、表面処理を破壊するリスクがかなり減少する。
図４a-４dは、本発明による好適な実施態様を示す。図４aおよび４bは、実質的に半球状の頭部を備えたリベットを示す。図４aでは、外部限界表面は、湾曲部が２〜2.5mmの半径を有する内側表面４１を備える。外側部分表面５と内側部分表面４との間の遷移部分８は、これら表面の垂線が連続的に変化するような形態とされる。外側部分表面の内側表面４１は、その形態がリベットを成形するとき形成される自然の半径に変化する前に、半径方向に少なくとも１mm伸長する。
図４aでは、外側部分表面は、先欠け円錐状の形態とされる内部表面４１を備える。この内側表面４１の表面垂線は、シャフトの対称軸と１５°の角を形成する。外側部分表面の内側表面４１は、リベットの形態となるとき形成される自然の半径にその形態が変化する前に、半径方向に少なくとも１mm伸びる。
図４cおよび４dは、実質的に平坦な頭部を備えたリベットを示す。図４cは、図４aに関して記載されたようなリベットの接触表面に対応する接触表面を示す。図４dは、図４bに関して記載されたようなリベットの接触表面に対応する接触表面を示す。
図２は、リベット頭部の形状の別の実施態様を示す。上部限界表面から接触表面までの遷移部分は領域１５内に位置し、そこでは頭部は最大半径方向伸長を有し、そしてこの領域内の点でシャフトに最も近接している。リベット頭部の形態は、接触表面を除いて、任意に選択され得る。
図３は、リベットの変形プロセスの概略図である。点２６および２７は、３つの異なる変形の程度で表される。点２７は、半径方向のみに移動され、点２６は、半径方向および軸方向の両方に移動される。リベットの上部限界表面は、その形態から、変形に際し、形態２４'、２４''および２４'''に変化する。この変形で、下部限界表面の点２６および２７は、点２６'、２７'、２６''、２７''、２６'''、２７'''に移される。下部限界表面上のすべての点は、変形のプロセスの下で半径方向に移動する。各点が移動する半径方向の距離は、点からリベットの対称軸までの距離に依存する。対称軸の軸からより大きな距離の点は、より長い距離移動する。リベットの下部限界表面は面取りされているので、連結されるべきフレームと接触する点の最大変位は制限される。従って、フレーム上に生じる応力はより小さい。この結果は、フレームをコーティングする表面層がより低い応力を受けることであり、そしてそれ故表面コーティングがより破壊されにくい。第２の利点は、リベットを冷間成形するとき、上部限界表面から下部限界までの遷移部に形成される鋭いエッジが、表面コーティングされた材料と接触しないことである。
リベットは、外側表面に対応する鋳型を成形することにより製造される。製造の別の方法は、外側表面が、リベットの接触表面を形成プロセス後の面取りプロセスを受けることにより形成されることである。
リベットは、好ましくは、スチールで作成される。

Claims (9)

1. 表面処理された物体を接続するリベットであって、該リベットは、第１平面内の内側部分表面および外側部分表面からなる接触表面を備える頭部と、表面および中央軸を有するシャフトを備え、
   該シャフトは、該内側部分表面の第１平面に対して実質的に垂直に該接触表面の該内側部分表面から伸び、
   該外側部分表面が、該シャフトの該表面から間隔をおいた交差にて、該内側部分表面に接続しており、該外側部分表面が、該シャフトおよび該内側部分表面から離れる方向へ該交差から伸び、
   それによって、該外側部分表面が、該第１平面から離れて配置されており、かつ、リベットが表面処理された物体に接続するためにリベット付けプロセスの間に変形した後に、その表面処理された物体の一つに接触するように、該外側部分表面が適合されている、リベット。
2. 前記外側部分表面が、前記内側部分表面よりも前記中央軸から半径方向へ大きく間隔をおいて半径方向に配置されている、請求項１に記載のリベット。
3. 前記内側部分表面が平面である、請求項２に記載のリベット。
4. 前記外側部分表面と前記内側部分表面との交差が、連続する遷移を有する、請求項１に記載のリベット。
5. 前記内側部分表面が半径寸法Ｄを有し、該外側部分表面が半径寸法ｄを有し、ここで、Ｄ／ｄの関係が、１／３より大きく、かつ１０より小さい、請求項４に記載のリベット。
6. 前記内側部分表面と前記外側部分表面との交差が湾曲している、請求項１に記載のリベット。
7. 前記頭部は、前記外側部分表面に接続する上部限界表面を有し、該外側部分表面は円錐形状を有し、該円錐形状は、該内側部分表面によって、および該上部限界表面によって先端が切られている、請求項１に記載のリベット。
8. 表面処理された物体を接続する方法であって、
   ａ）第１平面内の内側部分表面および外側部分表面からなる接触表面を備える頭部と、表面および中央軸を有するシャフトを備えるリベットを提供することであって、
   該シャフトは、該内側部分表面の第１平面に対して実質的に垂直に該接触表面の該内側部分表面から伸び、
   該外側部分表面が、該シャフトの該表面から間隔をおいた交差にて、該内側部分表面に接続しており、該外側部分表面が、該シャフトおよび該内側部分表面から離れる方向へ該交差から伸び、それによって、該外側部分表面が、該第１平面から離れた第１位置を有していること、および
   ｂ）外側部分表面が該第１位置から第２位置へ移動し、該第１平面において伸び、かつ表面処理された物体に接触するように、該物体をリベットすること、
   を包含する、方法。
9. 前記物体がリベットされるときに、前記内側部分表面の点が、前記シャフトの表面から離れる半径方向へ移動し、該外側部分表面の点が、半径方向へ移動し、かつ該第１平面方向に向けて軸方向へ移動する、請求項８に記載の方法。

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