JP5214594B2 - リベットナットもしくはリベットボルト、およびリベットナットもしくはリベットボルトと板金部品との組み合わせ - Google Patents

リベットナットもしくはリベットボルト、およびリベットナットもしくはリベットボルトと板金部品との組み合わせ Download PDF

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Description

本発明は、本体部と円筒リベット部を有するリベットナットに関し、この本体部は、中央に配置されたスレッドシリンダと、スレッドシリンダの長手方向軸に直交する平面上においてスレッドシリンダと同軸の環状接触面と、環状接触面の径方向内側に配されるとともに円筒リベット部の径方向外側に配置された、軸方向に位置合わせされた環状溝と、を有しており、その環状溝は円筒リベット部の外側表面へと径方向内側に合流しており、回転防止用リブが環状溝領域内に設けられている。さらに本発明は、リベットボルト、およびリベットボルトと板金部品との組み合わせに関する。
冒頭におけるリベットナットの呼称で呼ばれるものは、プロフィル・フェルビンドゥングステヒニック・ゲーエムベーハー・ウント・コンパニー・カーゲー（Ｐｒｏｆｉｌ Ｖｅｒｂｉｎｄｕｎｇｓｔｅｃｈｎｉｋ ＧｍｂＨ ＆ Ｃｏ．ＫＧ）のいわゆるＲＮＤナットの形態で連結部材の分野においてよく知られており、板金部品の工業生産、特に、限定的ではないが、車体製造工業の分野において多用されている。こうしたリベットナットは、欧州特許第１１１６８９１号明細書により保護されかつ開示されている。
実際には、こうしたＲＮＤナットは通常、欧州特許第５３９７９３号明細書に基づくクランピングホールリベット締め工程により板金部品に取り付けられる。この方法は、最初に板金部品にほぼ円錐形に隆起した部分を設け、リベットナットのリベット部を円錐隆起部の穴に通して案内し、円錐隆起部が少なくとも部分的にリベット部とともに打ち曲げられるように円錐隆起部を平らにプレス加工することを必要とし、これにより板金部品とリベットナットの間に実質的な「締付け」を生じさせ、軸方向の環状溝を架橋するように径方向に延びる回転防止用リブによって回転防止を維持する。側面図では、これらの回転防止用リブは、環状溝の形状に対応する形状を有しており、環状溝の最大深さにほぼ対応する最大高さを有する。軸方向環状溝は径方向外側が傾斜した形状を有しており、実質的に約１３５°の円錐角の円錐面を有しているため、回転防止用リブの軸方向高さは環状接触面側に向かって０に減少する。従って、板金部品は打ち曲げられたリベット部の領域では回転防止用リブによって切り込まれず、打ち曲げられたリベットビード部は部分的にプレス加工された平坦な円錐隆起部の凹状の下側で支えられる。このように作成された板金部品の実用の際には、板金部品のリベットビード部側に更なる構成部品が取り付けられ、そのリベットビード部側からスレッドシリンダに締め付けるねじによって固定される。この点に関して、板金部品はその構成部品と環状支持面との間にきつく締め付けられ、それにより板金部品と構成部品の間に高品質のねじ込み式接続が設けられる。
ＲＮＤリベットナットの更なる利点は、リベット部に異なる長さを有するもしくは各種の板金厚さに対して必要な環状溝の形状を有する各種リベットナットを用いることなく、異なった板金厚さに使用できることである。
円錐形の隆起部は多くの場合、完全には平らにプレス加工されない。このような状況は、ある種の応用例においては十分に容認できるし、望ましくさえあるが、これは残余の円錐形の隆起部がねじ込みの際に圧縮され、非常に硬いねじの連結により作業時に生じる変動する力を簡単に吸収するためである。しかしながら、このようなコンポーネントアセンブリは、その印象が正しくないとはいえ、環状支持面の径方向外側、さらに板金部品の目に見える円錐形の範囲に及び増幅される構成要素の丸み付けにより、とりわけ比較的薄い金属板において、その構成要素が板金部品に正確にリベット締めされないという印象を与え、これは製造上の技術的な理由によりほとんど避けることはできない。
実際には、残余の円錐形隆起部ができるだけ小さく保たれるとともに、リベットビード部の径方向外側かつリベットナットの環状板金支持面の径方向内側にある任意の環状凹部がその径方向の範囲においてできるだけ小さく保たれるように、板金部品のリベットビード部側が一つの平面上にある、考えられる更なる応用例がある。だが、それにもかかわらず、例えば０．６ｍｍの厚さの、とりわけ薄い板金部品のねじを外して引き出される際に高い抵抗力を有する高強度のねじ結合を達成する必要がある。さらに応用例においては、リベットナットおよび板金部品を備えた、構造高さの小さいコンポーネントアセンブリを実現することが望ましい。
本発明の目的は、前述の要求を満たし、さらに板金の厚さに関係なく板金表面の平面上に着座するとともに、打ち曲げられたリベット部が金属板の底面を越えて突出しないリベット構成要素を提供することである。
この目的を満たすために、冒頭においてリベットナットと呼ばれるものは、軸方向断面から見て、その環状溝が、相対的に急角度に取られた径方向外側壁とともにＵ字状の軸方向断面を有するとともに、この外側壁が、最も急角度の地点において、リベットナットの中央長手方向軸と傾角を有し、この傾角は、約４５°〜約−２０°、好ましくは約３０°〜約０°の範囲であることを特徴とするとともに、各々のねじの大きさに適合された、金属板の厚さ領域を覆うリベット部の打ち曲げ部分に対応する体積部分が、板金部品を構成要素の環状溝の形に成形することにより形成される環状凹部との間に隙間を有し、その打ち曲げ部分が環状支持面から離間する側の成形板金の表面を越えて突出しないように、環状溝の体積が選択されることを特徴とする。
さらに本発明は、請求項２１に基づくこれに対応する設計を有するリベットボルトを提供する。
環状溝の特殊な断面形状と、慎重に小さく選択された回転防止用リブの軸方向高さにより、高品質のリベット連結と同時にできるだけ平坦につくられた板金部品の打ち曲げられたリベットビード部側の設計をつくり出すことが可能となる。
個々の板金厚さに適応する金属板の厚さの範囲は、望ましくは次のように選択される。
Ｍ６ねじもしくは１／４ＵＮＦ−板金厚さは望ましくは０．５ｍｍ〜２．５ｍｍ、少なくとも０．６ｍｍ〜１．５ｍｍ；
Ｍ８ねじもしくは５／１６ＵＮＦ−板金厚さは望ましくは０．５ｍｍ〜２．５ｍｍ、少なくとも０．６ｍｍ〜１．５ｍｍ；
Ｍ１０ねじもしくは３／８ＵＮＦ−板金厚さは望ましくは１．０ｍｍ〜３．０ｍｍ、少なくとも１．０ｍｍ〜２．５ｍｍ；
Ｍ１２ねじもしくは７／１６ＵＮＦ−板金厚さは望ましくは１．０ｍｍ〜３．５ｍｍ、少なくとも１．０ｍｍ〜２．５ｍｍ；
このことからも分かるように、実質的な板金厚さの範囲は本発明による各々のリベットナットの適正な設計により補償されるが、これは自動車製造の際に生じるすべての板金厚さを当然考慮している。
略Ｕ字状の断面を有する環状溝の正確な断面形状は、次の断面形状のうちの一つを有する。
ａ）リベットナットの中央長手方向軸に直交する平面上のベース領域と、前記ベース領域から環状溝の両側壁への移行領域における丸い端部と、によって形成されるＵ字形状であって、前記丸い端部は、前記環状溝の軸方向深さの１／５〜１／１０の範囲の、比較的小さい半径を有する、Ｕ字形状；
ｂ）リベットナットの中央長手方向軸に直交する平面上のベース領域と、前記ベース領域から環状溝の両側壁への移行領域における丸い端部と、によって形成されるＵ字形状であって、前記丸い端部は、前記環状溝の軸方向深さの２／３〜１／５の範囲の、比較的大きい半径を有する、Ｕ字形状；
ｃ）ほぼ円形に延びるが、１８０°未満、例えば１８０°〜１５０°の範囲で延びる曲線状のベース領域を有するＵ字形状であって、前記ベース領域は、例えば環状溝の最大軸方向深さの１／５〜１／１０の範囲の、小さい半径領域を越えて環状支持面と合流し、かつリベット部の円筒外側面になだらかに合流するか、もしくは、直線部分および比較的小さい半径領域を越えて前記環状支持面と合流し、かつ前記円筒外側面になだらかに合流する、Ｕ字形状；
ｄ）ほぼ円形に延びるが、１８０°以上、例えば１８０°〜２１０°の範囲で延びる曲線状のベース領域を有するＵ字形状であって、前記ベース領域は、例えば環状溝の最大軸方向深さの１／５〜１／１０の範囲の、小さい半径領域を越えて環状支持面と合流し、かつリベット部の円筒外側面になだらかに合流するか、もしくは、直線部分および比較的小さい半径領域を越えて前記環状支持面と合流し、かつ前記円筒外側面になだらかに合流する、Ｕ字形状；
ｅ）ベース領域の相対的に小さいもしくは相対的に大きい半径領域に対してＶ字状に傾斜する断面形状であって、前記半径領域は、環状溝の最大深さの半分未満の幅を有しており、前記溝の径方向外側が、その径方向内側に比べて急角度である、断面形状；
ｆ）少なくとも実質的に中央長手方向軸に平行に延在するとともに、環状溝の最大軸方向深さの１／１０〜２／３の軸方向長さで延びる径方向内側部および径方向外側部と、ベース領域と、を有するＵ字形状であって、前記ベース領域は、環状溝の最大深さの１／３未満の幅の、相対的に小さいもしくは相対的に大きい半径領域に対してＶ字状に傾斜する断面形状部を有する、Ｕ字形状において、
ｆ１）前記溝の径方向外側の断面形状部が径方向内側の断面形状部に比べて急角度を有する、もしくは、
ｆ２）その逆の場合、もしくは、
ｆ３）両方の断面形状部が実質的に同じ角度を有することを特徴とする、Ｕ字形状；
ｇ）前記ｆ），ｆ１），ｆ２），もしくはｆ３）に基づくＵ字形状に類似したＵ字形状であるが、少なくとも実質的に中央長手方向軸に平行に延びる径方向内側部および径方向外側部のうちの一つのみと、その相手方の断面形状部とが、一体化して傾斜部を形成し、望ましくは環状溝の最大軸方向深さの１／５〜１／２０の範囲の相対的に小さい半径領域を越えて、環状支持面もしくはリベット部の円筒外側面へと合流する、Ｕ字形状；
ｈ）前記ａ）もしくはｂ）に基づくＵ字形状に類似したＵ字形状であるが、径方向内側もしくは径方向外側のうち少なくとも一つがアンダーカットを有する、Ｕ字形状；
上記の一覧からも分かるように、環状溝のＵ字形状は比較的広範にわたり設定された範囲により選択される。とりわけ重要だと思われるのが、径方向外側壁の設計が請求項１のパラメータを保つことである。環状溝の残りの寸法が本発明の教示に従って選択されるという条件で、本発明の目的を満たすことが可能となる。
突縁部と溝との角度は約４５°から約−２０°まで、望ましくは約３０°〜９０°が所望の直接的な締付けのために不可欠である。
更なる溝の形状はこの機能とは直接的に関連していない。この形状は、板金材料と残余のリベットを受ける役割を果たしており、そのため理想的に寸法が取られる必要がある。同様に、回転防止機構の形状は、板金上のナットの位置的な着座配置にとって決定的に重要である必要はなく、あるいはさらに別のコンポーネントを、本発明によるリベットナットとそのリベットナットが取り付けられる板金部品とを含むコンポーネントアセンブリに取り付ける際に平坦なねじ込み表面を達成するために決定的に重要である必要もない。しかしながら、回転防止機構は、リベット部の残余部分の体積を、板金部品が環状溝の形に成形された後の環状押縁部における環状凹部の体積に適合させることを保障するように選択されうる。
一般的にＵ字形状の断面を有する環状溝を備えたリベット構成要素は、例えば仏国特許発明Ａ−２７９２２７０号明細書もしくは米国特許Ａ−３，２１３，９１４号明細書等により、実質的に公知である。
仏国特許発明Ａ−２７９２２７０号明細書の構成要素では、溝は単に、軸方向リブによって置き換えられた板金材の不要部分回収溜めとしての役割を持つ。仏国明細書の打ち曲げられたリベット部は板金部品の底面を越えて突出しており、出願の主旨に要求されるようにはほとんど位置的に揃えられていない。
米国特許Ａ−３，２１３，９１４号明細書では、リベット部は打ち曲げられてリベットビード部を形成するのではなく、板金部品が環状溝に受け入れられるようにリングカラー部をリベット部から擦り取る。しかしながら、リングカラー部の擦り取りを行う工具は、その工程時に堅固な形状を要求し、結果として、板金部品における環状カラー部の外側に実質的な環状凹部が生じる。これはリベットナットと板金部品を備えたコンポーネントアセンブリと、更に別の板金部品と、を完全に接触させて所望の直接的な締付けを達成するように、打ち曲げられたリベット部を板金部品の環状凹部にできる限り完全に詰め込むという点において、本発明の目的を果たしていないことを意味する。実際、米国特許Ａ−３，２１３，９１４号明細書の設計は、経費のかかる堅固な座金を必要とし、一方でリベットナットを不要に大きく作る必要がある。
本発明のリベットナットの設計については、回転防止機構の設計において自由度に優れる。回転防止機構は以下の設計のうち少なくとも一つもしくはそれらの組み合わせを有する。
ａ）環状溝のベース領域に亘って径方向に延びるとともに、前記環状溝の最大軸方向深さの数分の一の軸方向高さを有する回転防止用のリブ；
ｂ）Ｕ字形状の溝のベース面から離間する側に径方向に延びる、すなわち、リベットナットの中央長手方向軸に直交するラジアル平面上に配置される回転防止用のリブ；
ｃ）円筒リベット部に沿って隆起状に延在する回転防止用のリブ；
ｄ）円筒リベット部に沿って隆起状に延在するとともに、環状支持面のほぼ軸方向高さまで延びるリブ；
ｅ）円筒リベット部に沿って隆起状に延在するとともに、環状支持面の軸方向高さを超えて延びる回転防止用のリブ；
ｆ）円筒リベット部に沿って隆起状に延在するとともに、環状支持面の軸方向高さを超えて、前記リベット部の自由端における丸い部分の手前までまっすぐに延びる回転防止用のリブ；
ｇ）環状溝の径方向外側壁に沿って隆起状に延びる回転防止用のリブ；
ｈ）環状溝のベース領域において径方向に延びるとともに、側面図において少なくとも実質的に三角形の形状を有し、かつ環状溝の径方向外側の領域に比べてリベット部側の領域のほうが高い、回転防止用のリブ；
ｉ）環状溝のベース領域において径方向に延びるとともに、側面図において少なくとも実質的に三角形の形状を有し、かつリベット部側の領域に比べて環状溝の径方向外側の領域のほうが高い、回転防止用のリブ；
ｊ）環状溝のベース領域において径方向に延びるとともに、側面図において少なくとも実質的に四辺形の形状を有する回転防止用のリブであって、前記ベース面から離間する側に傾斜した範囲を有し、かつリベット部側に配置されたその径方向内側部のほうが、環状溝の径方向外側領域側に比べて高い、回転防止用のリブ；
ｋ）環状溝のベース領域において径方向に延びるとともに、側面図において少なくとも実質的に四辺形の形状を有する回転防止用のリブであって、前記ベース面から離間する側に傾斜した範囲を有し、かつその環状溝の径方向外側領域側のほうが、リベット部側に配置される径方向内側部に比べて高い、回転防止用のリブ；
ｌ）環状溝のベース領域における回転防止用の隆起部であって、平面図において略星形の形状を有するとともに円筒リベット部に接する内部開口部を有し、かつその星形形状の先端部が環状溝の径方向外側に配置される、回転防止用の隆起部；
ｍ）環状溝のベース領域における回転防止用の凹部であって、平面図において略星形の形状を有するとともに円筒リベット部に接する内部開口部を有し、かつその星形形状の先端部が環状溝の径方向外側に配置される、回転防止用の凹部；
ｎ）リベット部のきざみ付き外側部；
ｏ）端面に鋸歯状の配列に相当する型を有する環状溝のベース面；
ｐ）環状溝の径方向外側壁の波形外面であって、そのゆるやかに曲線的な山および谷が回転防止手段を形成する波形外面；
ｑ）環状支持面上に径方向に延びる凹部であって、好ましくは環状支持面の全幅に亘って延びるのではなく、その環状溝に隣接する位置に最下点を有するとともに環状溝の径方向外側壁にアンダーカットを有して突起部を形成する凹部；
ｒ）環状支持面上に径方向に延びる凹部であって、部分的に円筒状の断面形状を有しており、環状溝に隣接する位置に最下点を有するとともに環状溝の径方向外側壁におけるアンダーカットされた環状部に割り込むように傾斜する凹部；
ｓ）環状溝のベース面に弓形に延在する隆起部もしくは凹部；
複数の不連続な上記の回転防止機構が、環状溝の径方向内側すなわちリベット部の円筒外側面や、環状溝のベース面、もしくは環状支持面に配置される場合、これらの回転防止機構は互いに円周方向に沿って揃えられ、もしくは中央長手方向軸に関して互いにオフセット角状に揃えられ、もしくは２つ以上の指定された可能性として、互いに部分的に円周方向に沿って揃えられる、もしくは中央長手方向軸に関して互いに部分的にオフセット角状に揃えられる。
回転防止機構の選択におけるこの自由度によりある種の「細密調整」を行うことを可能にし、異なる板金厚さを有する板金部品の環状凹部の体積を、打ち曲げられたリベット部すなわちリベットビード部の体積によりよく適合させる。
環状溝の軸方向深さが円筒リベット部の径方向厚さにほぼ一致することが望ましい。
本発明、特にこの寸法により、締付け穴のリベット締め処置を用いることなく、打ち曲げられたリベット部ならびに板金部品をＵ字状の環状溝内に適切に詰め込むことを確実にすることが可能となり、打ち曲げられたリベット部の形成時に板金部品が圧縮され、これにより、リベット部の基部周辺の領域内、すなわちリベット部がリベットナットの本体部分に合流する領域内の板金部分に永続的な圧縮応力が生じ、リベットナットの環状の板金支持面領域における板金部分を変形させることなく所望の締付けを生じさせる。
リベットナットの実質的な実施例では、環状溝のベース面において径方向に延びる回転防止用のリブは、０．２〜０．６ｍｍの軸方向高さを有し、望ましくは最大で、用いられる板金の厚さの０．７倍の軸方向高さを有する。
この寸法規定により、回転防止用のリブを板金部品に確実に切り込ませないようにするのではなく、十分に回転を防止するように、打ち曲げられたビード部によって常に維持され、適切に形状が一致する接合部を確実に生じさせる。
この点について、４〜２４の回転防止用のリブが設けられることが望ましい。回転防止用リブはリベットナットの中央長手方向軸の周りに均等に配置されることが望ましい。
環状のＵ字形状溝のベース面は、リベットナットの中央長手方向軸に直交するラジアル平面上に配置されることが望ましい。この実施例では、回転防止用のリブはＵ字状溝のベース面から離間する側に径方向に延びており、すなわち、リベットナットの中央長手方向軸に直交するラジアル平面上に配置される。
本発明の教示によるリベットナットは平面図において概して円形であるが、異なる形状を有することができる。例えば、これらは多角形、特に矩形もしくは正方形でもよい。矩形もしくは正方形の形状を有するリベットナットについては、独国特許出願公開第１０２００５０２４２２０．０号明細書もしくは国際公開番号ＷＯ２００６／１２５６３４の国際特許出願ＰＣＴ／ＥＰ２００６／００４９７７に記載された方法により製造することができる。
円筒リベット部の内径は、スレッドシリンダの外径よりもわずかに大きく、スレッド状の導入部を介してスレッドシリンダの外径と合流する。
板金部品とリベットナットとを備えたコンポーネントアセンブリの小さい構造的高さを達成するためには、リベット部から離間する側のリベットナットの端面側が少なくとも実質的にリベットナットの中央長手方向軸に直交する平面上に配置されることが望ましい。
円筒リベット部に沿って隆起状に延在する回転防止用のリブについては、望ましくはリベット部の自由端における外側の丸い部分の手前までまっすぐに延びる。
本発明の教示によるリベットナットと板金部品との組み合わせは、板金部品が、リベット部側の領域内にＵ字状溝の形状に少なくとも実質的に一致する突出部を備えるとともに、そのＵ字状溝から離間する側に、その溝と同一の形状を有するが、そのＵ字状溝よりもほぼ板金厚さ分だけ小さい環状凹部を有することを特徴とし、かつ、打ち曲げられたリベット部が凹部内に完全に収容されて、スレッドシリンダから離間する側の板金部品表面を越えて突出しないことを特徴とする。板金部品を有する本発明の教示によるリベットボルトの組み合わせは、請求項２５に記載されている。
環状凹部の体積は、これに対応する打ち曲げられたリベット部の体積と少なくとも実質的に一致する。
この点について、回転防止用のリブは、板金材料と形状が適合するように係合するが、板金材料を切り込むのではない。
特に望ましくは、本発明の設計のリベットナットもしくはリベットボルトをリベットダイにより板金部品に取り付けることにより、板金部品の、リベット部が通される貫通孔の領域における縁部が、圧肉すなわちビード状の形状でもって形成され、打ち曲げられたリベット部にはこの圧肉の縁部を受け入れるためのスレッドシリンダ側を向いた対応する環状凹部が設けられる。
この設計により、回転に対する防止手段が改善され、プレス加工に対する抵抗性が改善される。
（Ａ）は本発明のリベットナットの斜視図、（Ｂ）は（Ａ）の矢印ＩＢの方向に対応するリベットナットの平面図、（Ｃ）は（Ｂ）の平面ＩＣ−ＩＣに沿って切断した（Ａ）および（Ｂ）のリベットナットの部分断面図および側面図、（Ｄ）は（Ｃ）の領域Ｚの詳細図。 （Ａ）は図１（Ｂ）の平面２Ａ−２Ａに沿って切断した図１（Ａ）〜（Ｄ）のリベットナットの部分断面図および部分的な側面図、（Ｂ）は図２（Ａ）のリベットナットとともに用いる板金部品の断面図、（Ｃ）は図２（Ｂ）の板金部品および図２（Ａ）のリベットナットとともに使用するリベットビード部成形用のダイの側面図、（Ｄ）は図２（Ｃ）のダイを使用しながら図２（Ｂ）の板金部品に図２（Ａ）のリベットナットをリベット締めすることにより形成されるコンポーネントアセンブリの部分的断面図および部分的な側面図、（Ｅ，Ｆ）は詳細図Ｚの２つの異なる拡大図であり、図２（Ｅ）は回転防止用のリブが設けられていない箇所を示す図、図２（Ｆ）は回転防止用のリブを通した断面図。 図１（Ａ）〜（Ｄ）に基づく本発明の更なるリベットナットを示す図。 本発明による矩形断面を有する溝の設計を説明するための概略図。 計算に用いられる略語を示す表。 ４つのねじサイズＭ６，Ｍ８，Ｍ１０およびＭ１２に対する計算結果をまとめた表。 本発明の構成要素において利用可能な種々の環状溝の断面図。 各々の薄い金属板もしくは厚い金属板に対する図５（Ａ）〜（Ｍ）の溝の状態、すなわち、リベットナットもしくはリベット構成要素が各々の板金部品にリベット締めされたアセンブリの状態を示す図。 各々の薄い金属板もしくは厚い金属板に対する図５（Ａ）〜（Ｍ）の溝の状態、すなわち、リベットナットもしくはリベット構成要素が各々の板金部品にリベット締めされたアセンブリの状態を示す図。 各々の薄い金属板もしくは厚い金属板に対する図５（Ａ）〜（Ｍ）の溝の状態、すなわち、リベットナットもしくはリベット構成要素が各々の板金部品にリベット締めされたアセンブリの状態を示す図。 各々の薄い金属板もしくは厚い金属板に対する図５（Ａ）〜（Ｍ）の溝の状態、すなわち、リベットナットもしくはリベット構成要素が各々の板金部品にリベット締めされたアセンブリの状態を示す図。 各々の薄い金属板もしくは厚い金属板に対する図５（Ａ）〜（Ｍ）の溝の状態、すなわち、リベットナットもしくはリベット構成要素が各々の板金部品にリベット締めされたアセンブリの状態を示す図。 各々の薄い金属板もしくは厚い金属板に対する図５（Ａ）〜（Ｍ）の溝の状態、すなわち、リベットナットもしくはリベット構成要素が各々の板金部品にリベット締めされたアセンブリの状態を示す図。 各々の薄い金属板もしくは厚い金属板に対する図５（Ａ）〜（Ｍ）の溝の状態、すなわち、リベットナットもしくはリベット構成要素が各々の板金部品にリベット締めされたアセンブリの状態を示す図。 各々の薄い金属板もしくは厚い金属板に対する図５（Ａ）〜（Ｍ）の溝の状態、すなわち、リベットナットもしくはリベット構成要素が各々の板金部品にリベット締めされたアセンブリの状態を示す図。 各々の薄い金属板もしくは厚い金属板に対する図５（Ａ）〜（Ｍ）の溝の状態、すなわち、リベットナットもしくはリベット構成要素が各々の板金部品にリベット締めされたアセンブリの状態を示す図。 各々の薄い金属板もしくは厚い金属板に対する図５（Ａ）〜（Ｍ）の溝の状態、すなわち、リベットナットもしくはリベット構成要素が各々の板金部品にリベット締めされたアセンブリの状態を示す図。 各々の薄い金属板もしくは厚い金属板に対する図５（Ａ）〜（Ｍ）の溝の状態、すなわち、リベットナットもしくはリベット構成要素が各々の板金部品にリベット締めされたアセンブリの状態を示す図。 本発明のリベットナットもしくはリベットボルトとともに用いられる利用可能な種々の回転防止機構の例を示す図。 本発明のリベットナットもしくはリベットボルトとともに用いられる利用可能な種々の回転防止機構の例を示す図。 本発明のリベットナットもしくはリベットボルトとともに用いられる利用可能な種々の回転防止機構の例を示す図。 本発明のリベットナットもしくはリベットボルトとともに用いられる利用可能な種々の回転防止機構の例を示す図。 本発明のリベットナットもしくはリベットボルトとともに用いられる利用可能な種々の回転防止機構の例を示す図。 本発明のリベットナットもしくはリベットボルトとともに用いられる利用可能な種々の回転防止機構の例を示す図。 本発明のリベットナットもしくはリベットボルトとともに用いられる利用可能な種々の回転防止機構の例を示す図。 本発明のリベットナットもしくはリベットボルトとともに用いられる利用可能な種々の回転防止機構の例を示す図。 本発明のリベットナットもしくはリベットボルトとともに用いられる利用可能な種々の回転防止機構の例を示す図。 本発明のリベットナットもしくはリベットボルトとともに用いられる利用可能な種々の回転防止機構の例を示す図。 本発明のリベットナットもしくはリベットボルトとともに用いられる利用可能な種々の回転防止機構の例を示す図。 本発明のリベットナットもしくはリベットボルトとともに用いられる利用可能な種々の回転防止機構の例を示す図。 本発明のリベットナットもしくはリベットボルトとともに用いられる利用可能な種々の回転防止機構の例を示す図。 本発明のリベットナットもしくはリベットボルトとともに用いられる利用可能な種々の回転防止機構の例を示す図。 本発明のリベットナットもしくはリベットボルトとともに用いられる利用可能な種々の回転防止機構の例を示す図。 本発明のリベットナットもしくはリベットボルトとともに用いられる利用可能な種々の回転防止機構の例を示す図。 本発明のリベットナットもしくはリベットボルトとともに用いられる利用可能な種々の回転防止機構の例を示す図。 本発明のリベットナットもしくはリベットボルトとともに用いられる利用可能な種々の回転防止機構の例を示す図。 本発明のリベットナットもしくはリベットボルトとともに用いられる利用可能な種々の回転防止機構の例を示す図。 本発明のリベットナットもしくはリベットボルトとともに用いられる利用可能な種々の回転防止機構の例を示す図。 本発明のリベットナットもしくはリベットボルトとともに用いられる利用可能な種々の回転防止機構の例を示す図。 本発明のリベットナットもしくはリベットボルトとともに用いられる利用可能な種々の回転防止機構の例を示す図。 本発明のリベットナットもしくはリベットボルトとともに用いられる利用可能な種々の回転防止機構の例を示す図。 本発明のリベットナットもしくはリベットボルトとともに用いられる利用可能な種々の回転防止機構の例を示す図。 本発明のリベットナットもしくはリベットボルトとともに用いられる利用可能な種々の回転防止機構の例を示す図。 セルフ・パンチング式リベットナットとしての本発明の使用を示す図。 セルフ・パンチング式リベットナットとしての本発明の使用を示す図。 セルフ・パンチング式リベットナットとしての本発明の使用を示す図。 セルフ・パンチング式リベットナットとしての本発明の使用を示す図。 セルフ・パンチング式リベットナットとしての本発明の使用を示す図。 ２つの異なるリベットボルトとしての本発明の使用を示す図。 ２つの異なるリベットボルトとしての本発明の使用を示す図。 ２つの異なるリベットボルトとしての本発明の使用を示す図。 ２つの異なるリベットボルトとしての本発明の使用を示す図。 ２つの異なるリベットボルトとしての本発明の使用を示す図。 ２つの異なるリベットボルトとしての本発明の使用を示す図。 ２つの異なるリベットボルトとしての本発明の使用を示す図。
すべての図は拡大された縮尺で、板金部品およびダイの一部のみを示すように描かれている。これは概ねＭ８スレッドの構成要素（リベットナットもしくはリベットボルト）の場合を図示したものである。例外はＭ６スレッドを有する図４２Ａ〜４２Ｅのリベットナットである。必要に応じてその他の寸法も用いられる。
まず図１Ａ〜１Ｄを参照すると、リベットナット１０を示しており、このリベットナット１０は、本体部１２と、中央に配置されたスレッドシリンダ１６を有する円筒リベット部１４と、スレッドシリンダの長手方向軸２２（リベットナットの中央長手方向軸に同じ）に垂直な平面２０内でスレッドシリンダと同軸の環状支持面１８と、環状支持面１８の径方向内側に配されるとともに円筒リベット部１４の径方向外側に配置された、軸方向に位置合わせされた環状溝３４と、を有する。環状溝２４は円筒リベット部の外側表面へと径方向内側に合流しており、回転防止用リブ４２が環状溝２４領域内に設けられている。
特に図１Ｃおよび図１Ｄに見られるように、環状溝２４は、軸方向断面１Ｃに見られるように、相対的に急角度に取られた径方向外側壁３０とＵ字状の断面をなし、径方向外側壁３０は、最も急角度の地点３３において、リベットナットの中央の長手軸方向軸と傾角α（図１Ｄ）を有し、この傾角αは、約４５°〜約−２０°、好ましくは約３０°〜約０°の範囲であり、この場合では、α＝１５°である。最も急角度の地点３３は、この例にあるように、環状溝２４の入口と、環状溝の径方向外側面３０から環状溝のベース面３６への移行部分とにある二つの半径領域３４，３５が互いに合流することによって形成される変曲点もしくは変曲領域により形成される。Ｕ字形状の環状溝のベース面３６は、望ましくは平面２０に平行な、リベットナットの中央長手方向軸２２に垂直なラジアル平面上に配置される。名称「変曲点」は、図１Ｃもしくは図１Ｄに見られる断面において適用される。中央長手方向軸２２の周りには想定される無数の断面があるため、図１Ｄに明確に認識される直線３８に対応する無数の変曲点が形成される。環状溝２４のベース面３６は、さらに半径領域４０を越えてリベット部１４の外側面３６へと合流する。
この例では、回転防止用リブ４２は、環状溝２４のベース領域３６に亘って径方向に延在しており、環状溝２４の最大軸方向深さの数分の一の軸方向高さを有する。
環状溝２４の軸方向深さはほぼ円筒リベット部の径方向厚さに相当する。打ち曲げられたリベット部（図２Ｄの符号１４´）の体積が環状溝内にプレス加工された板金の環状凹部８０（図２Ｄ）の体積と実質的に一致することが望ましく、打ち曲げられたリベット部１４の軸方向厚さが、結果として環状溝１４の軸方向深さ、すなわち、図１Ｃもしくは図２Ａにおける環状溝のベース面３６と平面２０との間の空間に一致しないことが望ましい。
回転防止用リブの軸方向高さは約０．２〜０．６ｍｍの範囲で配置されるが、供給される板金の厚さの約８５％を超えるべきではない。
この例では、６個の回転防止用リブが配置される。しかしながら、これは必要不可欠なものではない。例えば、３〜２４個の回転防止用リブ４２を無制限に配置することができるが、これは望ましくはリベットナットの中央長手方向軸２２の周りに均等に配置される。
回転防止用リブ４２は、Ｕ字状溝のベース面から離間する側の径方向すなわちリベットナットの中央長手方向軸２２に垂直なラジアル平面上に延在する。
円筒リベット部（図１Ｃ）の内径Ｄ1は、スレッドシリンダの外径Ｄ2よりもわずかに大きく、スレッド状の導入部４４を介して外径と合流する。
リベット部１４から離間する側のリベットナットの端面４６が、少なくとも実質的にリベットナット１０の中央長手方向軸２２に直交する平面４８上に設けられる。
図、特に図１Ｃに明確に見られるように、リベットナット１０のジャケット面５０は２つの丸い面５２，５４を越えて環状板金支持面１８もしくは端面側４６へと合流する。これは明確な半径領域ではなく、インパクトモールディング工程による構成要素の製造において生じる表面である。
また可能であるように、構成要素が前述のＰＣＴ出願、ＰＣＴ／ＥＰ２００６／１２５６３４の順送り工具により製造された場合、構成要素は、添付の図に基づく円形形状の代わりに、構成要素の両面に、実際にはこれらの面からそれぞれ対応する板金支持面および端面側への移行部に、小さい半径領域があるだけの矩形形状を有する。矩形、正方形、もしくは多角形の構成要素でも、板金支持面１８は同様に環状であり、その構成要素は内部に環状の境界と、外部により正方形もしくは多角形の境界を有する。
最後に、図１Ｃを見ると、リベット部１４が自由端の外側に丸い部分５６と、その内側に円錐形の、すなわち丸い面５８と、を有する。このような内側における円錐形のすなわち丸い面は、図２Ａ〜２Ｆに関連して以下により詳細に述べるリベット締め工程において有利である。
図１Ａ〜１Ｄに基づくリベットナット１０は図２Ａに再び見られるが、ここでは部分的な断面図であり、図１Ｂの平面ＩＩＡ−ＩＩＡに基づく側面図である。板金部品６０がリベットナット１０のすぐ下に配置され、ボス６２をリベットナット１０と位置合わせするが、ボス６２は平面図では環状であり、縁部６６を有する環状の穴６４を形成するように穿孔される。
中央に配置された穴６４はリベットナット１０の中央長手方向軸２２と一直線に揃う中央長手方向軸を有する。ボス６２の外形は少なくとも実質的に環状溝２４の内形と一致する。穴６４の直径は、その穴が少なくとも実質的に円筒リベット部１４の外径と一致するもしくは外径よりもわずかに小さいもしくは大きいように寸法が取られる。穴６４の直径がリベット部１４よりも幾分小さいように選択される場合、リベットナットが穴に押し込まれるときにリベット部１４の自由端の丸い面５６が結果的に穴を僅かに広げこれに対応させるが、これはリベット締め工程を実行するために必要である。図２Ｃのようにダイ７０は、板金部品６０の下に配置されるとともに、ダイの自由端面７８より上に例えば０．２ｍｍ未満で僅かに突出する中央突出部７２を有しており、この中央突出部は、凹状の半径領域すなわち肩部７４を越えて、環状面７６へと合流する。ダイ７０の中央に成形された突出部７２は、リベット部の末端における自由端の円錐形の表面すなわち丸い面５８と一致して、リベット締め工程においてリベット部を径方向外側に圧延すなわち打ち曲げることにより、図２Ｄのリベットビード部１４´を形成するように寸法が取られる。このリベット締め工程は、例えば実質的に周知のプレス、クラック（Ｃｒａｃｋ）、もしくはロボットにより実行される。
リベットナットのリベット締めされた状態はさらに図２Ｄ〜２Ｆに明確に参照される。リベット締めされた状態では、板金部品６０は、少なくとも実質的にＵ字状の溝２４と一致する突出部分６２´とともにリベット部の領域内に送り込まれる。Ｕ字状の溝から離間する側に、板金部品６０´は、溝の形状に類似するがＵ字状の環状溝２４よりも小さい環状凹部８０を有する。打ち曲げられたリベット部１４は環状凹部８０内に完全に配置されスレッド状のシリンダ１６から離間する側の板金部品の側面を越えて延出することがない。板金部品の上部は、環状板金支持面の連続面として理解されるリベットナット外側の平面２０上に配置される。リベットナット１０からさらに離れたところでは、板金部品は平面２０とは異なる特別な形状を容易に有することができる。板金部品はリベットナットの径方向外側の限定的な範囲が平面２０内に配置されることだけが重要である。
異なる厚さの板金をリベットナットの実施例とともに用いることができるが、これは例えば板金部品６０の厚さが０．６ｍｍ〜２．５ｍｍ、好ましくは０．６ｍｍ〜１．５ｍｍの範囲である。
板金部品のＵ字状環状凹部８０の体積は少なくとも実質的に打ち曲げられたリベット部の体積と一致する。
図２Ｅおよび図２Ｆに見られるように、回転防止用リブ４２は、板金材料の上部から材料内へと形状が適合するように係合されるが、板金材料を切り込むのではない。
さらに図２Ｅおよび図２Ｆに見られるように、板金部品６０の、リベット部１４が通される貫通孔６４の領域における縁部６６´が圧肉すなわちビード状の形状でもって形成され、リベットビード部１４´にはその圧肉の縁部を受け入れるためのスレッドシリンダ１６側を向いた対応する環状凹部８３が設けられている。
図３Ａ〜３Ｄは、図１Ａ〜１Ｄもしくは図２Ａ〜２Ｆのリベットナットに類似する本発明のリベットナット１０をさらに示す。このため、先の図の特徴部と一致するもしくは同様の機能を有する図３Ａ〜３Ｄのリベットナットの特徴部には同じ参照符号が付与されており、前述の記載がまたこれらの特徴部に適応されるが、前述の記載を別々に繰り返す必要のないことを理解されたい。
図３Ａ〜３Ｄの実施例と先の実施例との主な違いは、回転防止用リブ４２が環状溝２４のベース面３６の領域内にあるだけでなく、符号４２´´で示すように円筒リベット部に沿って隆起するように延びていることである。この実施例では、回転防止用リブ４２´´はリベット部２４の自由端の外側の丸い部分５６までまっすぐに延びる。
しかしながら、本出願の参照となる２００６年１月５日出願の、未公開の独国特許出願第１０２００６０００９１８．５号明細書に記載の回転防止用リブ４２´´を用いることも考えられる。
さらに、回転防止用リブ４２´´を環状溝２４のベース面３６に設けることを省略することも可能であり、回転防止用リブ４２´´はリベット部１４のみに設けられる。
図４Ａおよび４Ｂを参照すると、板金厚さが増加するに従い打ち曲げられたリベット部の体積が減少する状況で、環状凹部８０が打ち曲げられたリベット部の体積部分を収容することができるような板金厚さの範囲で、環状凹部がこの体積を常に有する必要を満たすためには、どのようにして矩形のＵ字状溝の断面を計算すればよいかを示す。
図４Ａは環状溝の領域における構成要素の設計の概略的な形状を示し、図４Ｂの表は矩形溝の設計において重要な構成要素の寸法の定義を含む。
計算手順は次の通りである。
これは現在の幾何学的条件に起因する。
Figure 0005214594
支持面の幅は、ドイツ工業規格による一定の最大ボルト力に従属して支持面により及ぼされる最大表面圧力から計算される。
Figure 0005214594
幾何学的条件から、また次のように記述することができる。
Figure 0005214594
ここで（数２）および（数３）から溝の最大許容外径ΦNmax1が得られる。
Figure 0005214594
最小許容内径ΦNminは、リベットの外径に等しい。
Figure 0005214594
溝は板金厚さとは無関係に打ち曲げられたリベットを収容しなければならない。第一の近似として、リベット部の体積が溝の体積と同じ値として次のように設定される。
Figure 0005214594
従って、溝の深さは次のようになる。
Figure 0005214594
リベット締め後の実際の状況に応じて一般的な板金厚さに対して検査がなされる。
図４Ｃの表は、異なる板金厚さにおける「残余の溝」の環状凹部の体積と「残余のリベット」の打ち曲げられたリベット部の体積の計算値とに一致が見られることを示す。図４Ｃの最後の３つの列からも分かるように、異なるスレッドの径についてそれぞれ残余のリベットの体積を各々の残余の溝の体積に適用することが可能である。図４Ｃの表に関して別の観点から、列「最大ボルト力」は、スレッドサイズが６ｍｍ、８ｍｍ、１０ｍｍおよび１２ｍｍのメートルねじのドイツ工業規格による数値を示すことに留意されたい。その隣の列の「表面圧力」に見られるように、表面圧力は通常の範囲内である。全ての寸法はｍｍで示され、全ての体積はｍｍ3で示され、ボルト力はＮで示され、表面圧力はＮ／ｍｍ2で示される。
図４Ｃの表は所与の数値に関して明白であり、更なる説明の必要はない。
この計算では、設けられた回転防止機構の体積を無視している。しかしながら、残余のリベットの体積の、残余の溝の体積に対するより正確な整合を複数の板金厚さに関して行えるように回転防止機構の体積を正確な計算に含めてもよく、あるは部分的に選択してもよい。
先に説明した計算は当然、厳密に矩形の断面を有する環状溝２４のみに適用される。しかしながら、任意の半径領域に対する修正もしくは矩形断面とは異なる環状溝の断面形状に対する修正は容易に行うことができる。
既に先に述べたように、一般的にＵ字状の断面を有する環状溝２４は、正確な断面形状の選択に関して様々な自由度を与える。図５Ａ〜５Ｍは、Ｕ字形状の特定の選択の例を示す。
図５Ａ〜５Ｍおよび更に図４１Ａ〜４１Ｄまでの記述において、前の図に関連して同じ参照符号が用いられるが、その参照記号は、区別のために一部を小文字で示す。特に特別なことが述べられない限り、前述の説明が、参照記号が付けられたもしくは参照記号が付けられていない、同じ参照符号を有する部品もしくは特徴部に適用されることを理解されたい。
図５Ａは、図４Ａの構成要素に類似するが、本体部１２Ａが階段形状を有する構成要素１０ａを示す。図５Ａの要素の特定の実施例では、本体部１２ａが環状の支持面１８ａを備えた円筒部分８４を有しており、この円筒部分８４は、径方向に延びる環状肩部８６と合流するとともに、特定の円筒部分８４と比較してより小さい横方向寸法の円筒部分８８のリベットナットを取り付ける際に与圧ショルダとして機能する。この点について、スレッドシリンダ１６ａは、一部がより小さい横方向寸法の、オフセットされた円筒部分８８内部に配置されており、かつ一部が構成要素の本体部１２ａ内に配置されているが、実質的にＵ字状溝２４ａのベース溝３６ａを越えては延在していない（図１〜図３の構成要素にも当てはまる）。図５Ａの矩形溝２４ａの断面形状をより大きい縮尺で図５Ｂに示す。ここで環状溝２４ａがＵ字形状を有しており、比較的小さい半径、例えば環状溝２４ａの軸方向深さ（ｔN、図４）の１０分の１未満の丸コーナ９０ａ，９２ａが示される。
従って、基本的に図４Ａ〜４Ｃに関連して説明した計算が適用された断面形状が示されている。
この別の例を図５Ｃに示す。ここで環状溝２４ｂはＵ字形状を有しており、リベットナットの中央長手方向軸２２に直交する平面上のベース領域と、そのベース領域３６ｂから環状溝２４ｂにおける両側の側壁への移行領域に丸コーナ９０ｂ，９２ｂとを備え、丸コーナ９０ｂ，９２ｂは比較的大きい半径、例えば環状溝２４ｂの軸方向深さ（ｔN、図４）の２／３〜１／５の半径を有する。
図５Ｂと比較して丸コーナ９０ｂ，９２ｂがより大きい半径を有しているため、構成要素の中央長手方向軸に対して平行な、すなわち最も角度の急な地点においてリベットナットの中央長手方向軸との傾きが０°である、径方向内側壁３２ｂの領域および径方向外側壁３０ｂの領域は、図５Ｂの実施例に比べてずっと短い。
さらに別の断面形状を図５Ｄに示す。ここで、環状溝２４ｃはＵ字形状を有し、ほぼ円形に延びるが、１８０°未満、例えば１８０°〜１５０°の範囲で延びる曲線状のベース領域３６ｃを有している。このベース領域は、例えば環状溝の最大軸方向深さの１／５〜１／１０の、小さい半径領域９４を越えて環状支持面１８ｃと合流し、かつリベット部１４ｃの円筒外側面２６ｃに幾分なだらかに合流するか、もしくは直線部分（図示せず）および比較的小さい半径領域を越えて環状支持面と合流し、かつ円筒外側面に幾分なだらかに合流する。角度が１８０°未満であるため、径方向の外側壁はリベットナットの中央長手方向軸に対して正の角度を有する。
別の例として、図５Ｈに示すように環状溝２４ｄはＵ字形状を有し、ほぼ円形に延びるが、１８０°以上、例えば１８０°〜２１０°の範囲で延びる曲線状のベース領域３６ｄを有している。このベース領域は、例えば環状溝の最大軸方向深さの１／５〜１／１０の、小さい半径領域９４ｄを越えて環状支持面と合流し、かつリベット部の円筒外側面に幾分なだらかに合流するか、もしくは図示のように、直線部分９５および比較的小さい半径領域を越えて環状支持面と合流し、かつ円筒外側面２６ｄに幾分なだらかに合流する。角度が１８０°以上であるため、径方向の外側壁はリベットナットの中央長手方向軸に対して負の角度を有する。
図５Ｅの形状が更なる変形例として考えられ、環状溝がベース領域における比較的小さいもしくは比較的大きい半径領域９６に対してＶ字状に傾く断面形状を有している。この半径領域９６は、例えば環状溝２４ｅの最大深さ（ｔN、図４）の半分未満の大きさを有しており、溝２４ｅの径方向外側９７はその径方向内側面９８に比べて急角度である。
また図５Ｅの溝の形状をいわば矩形の溝と組み合わせる可能性もあり、これにより図５Ｆの溝形状が得られる。ここで、環状溝はＵ字形状を有し、溝の径方向外側９７ｆはその径方向内側９６ｆに比べてより急角度である。
さらに可能な変形例として（図示せず）、溝の径方向内側が径方向外側に比べてより急な角度を有してもよく、あるいは両側が少なくとも実質的に同じ傾角を有してもよい。また図５Ｇに示すように、溝のベース面が、単純な曲線的部分である代わりに、構成要素の中央長手方向軸２２に直交する平面に沿って延びる面３６ｇを有してもよい。
さらに図５Ｉおよび５Ｋに示す変形例では、環状溝２４ｉもしくは２４ｊが図５Ｆもしくは５ＧのＵ字形状に類似する形状で構成されるが、Ｕ字形の径方向内側９８ｊおよび径方向外側９７ｊのうち一方が、環状支持面１８ｋもしくはリベット部１４ｊの円筒面２６ｊにまっすぐに合流する（９４ｉもしくは９４ｊのような半径領域を除く）。
更なる可能性として、図５Ｋ，５Ｌおよび５Ｍに示すように、環状溝２４ｋ，２４ｌもしくは２４ｍが図５Ｂおよび５ＣのＵ字形状に類似する形状で構成されるが、Ｕ字形の径方向内側３２ｌもしくは３２ｍおよび径方向外側３０ｋもしくは３０ｍのうち少なくとも一つがアンダーカット９９ｋ，９９ｌもしくは９９ｍを形成する。図５Ｋおよび５Ｍでは、対応する径方向外側壁３０ｋもしくは３０ｍが、最も急な地点すなわち径方向外側壁の完全にまっすぐな部分において、リベットナットの中央長手方向軸に対して負の角度を有しており、ここでは約−１５°である。
以下の図６Ａ，６Ｂから１６Ａ，１６Ｂまでの図は、薄板６０ａおよび厚板６０ｂのそれぞれの場合において、図５Ｃ〜５Ｍの各実施例がどのようにリベットナット／板金連結を形成するのかを示す。これらの図は４：１のスケールで描かれておりこれらは全てＭ８部品である。図５Ａおよび５Ｂの環状溝の形状は、図４Ａの環状溝の形状とほぼ等しく対応しているため、この実施例に関する対応図はない。
図６Ａ，６Ｂから図１６Ａ，１６Ｂに見られるように薄板および厚板の両方にリベット締めを行うことが常に可能であり、リベットビード部１４ｂ´〜１４ｍ´は、環状支持面領域における板金部品６０ａ，６０ｂの下側部分８２と少なくとも実質的に揃うように配置されるか、もしくはこの板金面より下方に僅かにセットバックされて約０．２ｍｍの間隔ｄが空けられ、このようにコンポーネントアセンブリ（図示）とねじ留めされたコンポーネント（図示せず）との間に設けられる間隔によりねじ留め時には互いが緩衝することなく、環状の接触面領域において直接クランプとしての役割を果たす。
さらにこれらの例に見られるように、所望のように直接締付けを行うことが常に可能であり、リベットビード部は、板金部品を各構成要素のＵ字溝内で回転防止機構（図示せず）に対してしっかりと固定するように締付けることが常に可能である。
これらの図の、図５Ｃ〜５Ｍとの関係は次の通りである。
図６Ａ，６Ｂ 図５Ｃ
図７Ａ，７Ｂ 図５Ｄ
図８Ａ，８Ｂ 図５Ｅ
図９Ａ，９Ｂ 図５Ｆ
図１０Ａ，１０Ｂ 図５Ｇ
図１１Ａ，１１Ｂ 図５Ｈ
図１２Ａ，１２Ｂ 図５Ｉ
図１３Ａ，１３Ｂ 図５Ｊ
図１４Ａ，１４Ｂ 図５Ｋ
図１５Ａ，１５Ｂ 図５Ｌ
図１６Ａ，１６Ｂ 図５Ｍ
用いられる回転防止機構は最も多種に及ぶものとして認識される。回転防止機構の例は、図１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃ，１７Ｄから図４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ，４１Ｄに見られる。この点について、これらの各図の図Ａはリベット部１４および環状溝２４の方向から見たリベットナットの平面図である。図Ｂは、中央長手方向軸２２の右側にリベットナット１０の側面図を示し、中央長手方向軸２２の左側にリベットナットを通しての軸方向断面を示す。図Ｃは、円筒リベット部の右側から見たリベットナットの斜視図を示す。図Ｄは、図Ｂの矩形フレームで示す領域に対応する環状溝領域の拡大図を示す。
図１７Ａ〜１７Ｄは、回転防止用のリブ４２を有する構成要素を示し、これらのリブ４２は、環状溝２４のベース領域３６に亘って径方向に延在するとともに、環状溝２４の最大軸方向深さの数分の一の軸方向高さを有する。
図１８Ａ〜１８Ｄは、図１７Ａ〜１７Ｄに類似する回転防止用のリブ４２を有する構成要素を示し、これらのリブ４２は、Ｕ字状の環状溝のベース面３６から離間する側において径方向に延在するとともにリベットナットの中央長手方向軸２２に直交するラジアル平面上に配置される。これに加えて、回転防止用のリブ４２ａが、長手方向軸２２の周りに回転防止用のリブ４２に対してオフセット角をなすように配置されるとともに、円筒リベット部１４に沿って、実際にはほぼ環状支持面１８の軸方向高さまで隆起状に延在する。しかしながら、回転防止用のリブ４２は、図２０Ａ〜２０Ｄのように省略することも可能であり、回転防止用リブ４２ａのみが示される。
図３７Ａ〜３７Ｄの実施例では、回転防止用のリブ４２ｂが円筒リベット部１４に沿って、環状支持面１８の軸方向高さを超えて延在するように設けられている。ここで、回転防止用のリブ４２および配置されるオフセット角はベース面３６の領域に同様に設けられる。
図４１Ａ〜４１Ｄは、図３７Ａ〜３７Ｄの配置に類似した回転防止用のリブ４２，４２ａの配置を示しているが、ここで回転防止用のリブ４２ａは、長手方向軸２２の周りに回転防止用のリブ４２と角をなすように揃えられ、リブ４２と一体型に形成される点で異なる。これらは同様にリベット部１４の全長に亘りその自由端の丸い部分まで延びる。回転防止用のリブ４２，４２ｂは、側面図において直角の形状を有する。
また図３６Ａ〜３７Ｄの実施例がリブ４２ｂを有しており、これらのリブ４２ｂは、回転を防止するとともに、円筒リベット部１４に沿って環状支持面の軸方向高さを越えるように延び、かつリベット部１４の自由端の丸い部分５６の手前までまっすぐに延びる。しかしながら、ベース面３６の領域内には回転防止用のリブが設けられていない。
更なる可能性として、図２１Ａ〜２１Ｄに示すように、回転防止用のリブ４２ｃが環状溝２４の径方向外側に沿って隆起するように延びており、ベース面３６の領域に回転防止用のリブをもたないものが挙げられる。
また、図１９Ａ〜１９Ｄに示すように、図２１Ａ〜２１Ｄのような回転防止用のリブ４２ｃに、回転防止用のリブ４２を補うことも考えられ、これらのリブ４２は、ベース面３６に設けられるとともに、長手方向軸２２の周りに回転防止用リブ４２ｃに対してオフセット角をなすように配置される。
さらに、図２２Ａ〜２２Ｃに示すように、図２１Ａ〜２１Ｄの回転防止用のリブ４２ｃが回転防止用のリブ４２と角をなすように揃えられて、例えば個別の回転防止用リブ４２，４２ｃが側面図において全体的に直角形状を有するように互いに一体化される。
回転防止用のリブの別の直角形状を図２３Ａ〜２３Ｄに示す。ここで、回転防止用のリブ４２は、環状溝２４のベース面３６の領域において、リベット部１４に配置された回転防止用リブ４２ａと角をなすように結合されて、直角形状を有する回転防止用のリブを形成する。
図２５Ａ〜２５Ｄは、環状溝２４のベース領域３６において径方向に延びるとともに、側面図において少なくとも実質的に三角形の形状を有する回転防止用リブ４２ｄを示す。これらのリブは、環状溝２４の径方向外側３０の領域に比べてリベット部１４側の領域のほうが高い。
逆の配置もまた可能であり、すなわち図２６Ａ，２６Ｂに示すように、回転防止用のリブ４２ａが環状溝２４のベース領域３６において径方向に延在するとともに、側面図において少なくとも実質的に三角形の形状を有しており、リベット部１４側の領域に比べて環状溝２４の径方向外側３０の領域のほうが高い。
図２５Ａ〜２５Ｄの回転防止用のリブ４２ｂの更なる変形例が可能であり、すなわち図２７Ａ，２７Ｂに示すように、回転防止用のリブ４２ｆが環状溝のベース領域において径方向に延在するとともに、側面図において少なくとも実質的に四辺形の形状を有しており、そのベース面３６から離間する側に傾斜した範囲を有し、リベット部１４に配置された径方向内側部は環状溝２４の径方向外側３０の領域に配置される側に比べて高い。
こうした配置はまた、図２８Ａ〜２８Ｄに示すように変更しうる。この場合、回転防止用のリブ４２ｇが環状溝２４のベース領域３６において径方向に延在するとともに、側面図において少なくとも実質的に四辺形の形状を有しており、そのベース面３６から離間する側には傾斜した範囲を有し、環状溝の径方向外側３０の領域に配置される側はリベット部に配置されるその径方向内側部に比べて高い。
しかしながら回転防止手段は、図２９Ａ〜２９Ｄに示すように、環状溝２４のベース部分における回転防止用の隆起部４２ｈとしても用いられ、この隆起部は、平面図において略星形の形状を有するとともに円筒リベット部１４に接する内部開口部１００を有し、この星形の先端部１０２は環状溝２４の径方向外側３０に配置される。凹部すなわちポケット１０４が各先端部１０２の間のベース部表面に形成される。ポケット１０４内に押圧される板金部材がポケットの側壁に接触し、これにより板金部材に対するリベットナットの回転が防止される。
図３０Ａ〜３０Ｄに示すように、回転防止用の凹部１０６を環状溝１４のベース領域３６内に設けてもよく、この凹部は、平面図において略星形の形状を有するとともに円筒リベット部に接する内部開口部１００ａを有し、この星形の先端部１０２ａは環状溝２４の径方向外側３０に配置される。ここで隆起部１０８が各先端部１０２ａの間に配されており、図２９Ａ〜２９Ｄの実施例にあるように、その側壁によりリベットナットの板金に対する回転が防止される。
さらに、図３１Ａ〜３１Ｄに基づいて、回転防止手段をリベット部１４の刻み付き外側部４２ｈの形で設けることができる。
もう一つの選択肢としてこれに加えて、図３２Ａ〜３２Ｄに基づき、環状溝１４のベース面３６に鋸歯状の配列に相当する型４２ｉを設けることができる。
図３３Ａ〜３３Ｄに示すように、環状溝１４の径方向外側壁を波形外面１１０とすることも考えられ、そのゆるやかに曲線的な山１１２および谷１１４により回転防止手段が形成される。この形状はさらに回転防止用リブ４２ａのような回転防止機構により任意に補うことができる。こうした回転防止用のリブ４２ａは省略することも可能であり、これにより図３４Ａ〜３４Ｄに一致する形状となる。
図３５Ａ〜３５Ｄに基づく実施例では、環状支持面１８の凹部１１６を径方向に延ばすことによる回転防止機構が設けられており、この凹部は望ましくはその全幅に亘って延びるのではなく、環状溝１４に隣接する位置に最下点を有するとともに環状溝の径方向外側壁にアンダーカット１２０を有する突起部１１８を形成する。
一方、図３８Ａ〜３８Ｄによると、環状支持面１８に径方向に延びる凹部１１６ａを設けてもよく、この溝は部分的に円筒状の断面形状部分を有しており、環状溝２４に隣接する位置に最下点を有して環状溝２４の径方向外側壁３０におけるアンダーカットされた環状部１２２に割り込むように傾斜している。これらの回転防止機構は、図３８Ａ〜３８Ｄの回転防止用リブ４２、もしくは図３９Ａ〜３９Ｂの回転防止用軸方向リブ４２ｂ、もしくは図４０Ａ〜４０Ｄの回転防止用リブ４２および４２ｂにより補足することができる。
図２４Ａ〜２４Ｄによると、環状溝２４のベース面３６に交互に延在する弓形の隆起部１２６および凹部１２６が考えられる。しかしながら、弓形の隆起部１２４のみもしくは弓形の凹部１２６のみを設けてもよい。
環状溝２４の径方向内側３２すなわちリベット部１４の円筒外側面、環状溝２４のベース面３６、もしくは環状溝の径方向外側３０、もしくは環状支持面１８における、４２ａ，４２ｂ，４２，１２４，１２６，４２ｃ，１１６ａのような不連続の回転防止機構の場合、これらの回転防止機構は互いに円周方向に沿って揃えられる、もしくは中央長手方向軸に関して互いにオフセット角状に揃えられ、もしくは２つ以上の指定される可能性として、互いに部分的に円周方向に沿って揃えられる、もしくは中央長手方向軸に関して互いに部分的にオフセット角状に揃えられる。このような例は、図１８Ａ〜１８Ｄ、図１９Ａ〜１９Ｄ、図３７Ａ〜３７Ｄ、図３８Ａ〜３８Ｄ、図３９Ａ〜３９Ｄ、および図４０Ａ〜４０Ｄに見られる。
また、その他の回転防止機構、もしくは記載された回転防止機構を互いに組み合わせること、もしくは記載された回転防止機構をその他の回転防止機構と組み合わせることが考えられる。
図４２Ａ〜４２Ｅは、本発明をリベットナットとともにいわゆるスカート部１０´´の形式で用いることが可能であることを示し、リベット部１４´´がその中央に配置されたパンチ部１３０の周りのスカート部として設けられている。このようなスカートナットの原理は、例えばＷＯ２００４／０３４５２０として公開されたＰＣＴ出願ＰＣＴ／ＥＰ２００３／００７４３６に記載されている。しかしながら、これは円錐形の接触面を有する要素と組み合わせられたものであり、ここで提案された環状溝を有する要素と組み合わせられたものではない。スカート形状のリベット部１４´´の打ち曲げの原理は同じであり、唯一の違いは本実施例ではスカート状のリベット部１４´´から製造されたリベットビード部１４´´´が板金部品６０ａもしくは６０ｂの環状凹部８０´´に支持されて（図４２Ｄもしくは４２Ｅ）、リベットビード部の領域の下方側が完全な平面にされており、すなわち、リベットビード部の自由面が板金部品の下側８２´´と揃うように配置されるもしくはその自由面に関して０．２ｍｍまでセットバックされる。パンチ部１３０は明らかに板金部品を通して突出しているが、これは例えば構成要素がセンタリング機能を有する場合に有利である。図４２Ｄ〜４２Ｅのコンポーネントアセンブリに取り付けられる更なるコンポーネントの対応する開口部の準備の際に重要なことには、その更なるコンポーネントとリベットナットの環状支持面１８´´との間に直接クランプが行われ、板金部品の環状凹部８０の体積と環状リベットの打ち曲げ時の体積との一致により板金部品内に圧縮応力が生じることであり、これにより、その他のすべての実施例と同様に、板金部品と構成要素との間にかなりの締め付けが生じる。
少なくとも実質的に環状溝と整合する板金部品におけるビード部の特別な形状は、図４２Ｄもしくは図４２Ｅのアセンブリの状態を達成できるようにダイが設計されるという条件で、構成要素のセルフ・パンチングによる挿入により実現される。しかしながら、図４２Ａ〜４２Ｃの構成要素を板金部品にセルフ・パンチングにより必ずしも挿入する必要はなく、むしろ前述の実施例のように金属板が予め打ち出されて固定される。
この実施例では、別の点でスレッドシリンダ１６´´を必ずしも備える必要がない。代わりに、構成要素が、例えばねじ山形成用すなわちねじ切り用のスクリューを受け入れるための貫通ボアを備えていてもよく、もしくは回転軸用の軸受スリーブとして貫通ボアを備えていてもよい。このような設計によるリベットビード部の領域の平坦な下端は、例えばシャフトすなわち駆動軸が自動車用窓の持ち上げ装置の一部である場合に、特に有利である。
技術的な製造面からこのような構成要素がどのようにして板金部品と連結されるかについての詳細は、前述のＰＣＴ出願ＰＣＴ／ＥＰ２００３／００７４３６を参照されたい。このような種類の更なるリベットナットは公開番号ＷＯ０２／０７７４６８を有する国際出願ＰＣＴ／ＥＰ０２／０３１８７に記載されている。これら２つの出願の内容はその参照により本願の開示に含まれる。図４２Ａ〜４２Ｅの特徴部における、先の図面の参照符号に対応する参照符号は、これらの実施例を区別するためにダッシュ符号もしくは複数のダッシュ符号が参照符号に付けられているとしても、全く同じように対応することを理解されたい。すなわち、たとえ参照符号にダッシュもしくは複数のダッシュが付けられているとしても、前述の記載がこれらの特徴部に当てはまる。換言すれば、同じベース番号を有する全ての特徴部の記述は図４２Ａ〜４２Ｅの実施例にも当てはまる。
さらに図４３Ａ〜４３Ｇについても同じことが当てはまり、より明確に区別するためにここで用いられる参照符号にはベース番号の２００が加算される。すなわち、各々の参照符号から番号２００を差し引けば、特に異なる記載がなされていない限りは、その符号に対応する特徴部に関する前述の記述がここでも当てはまる。
図４３Ａ〜４３Ｇを参照すると、構成要素１０´´に類似するボルトエレメント２１０´´を示すが、内部スレッドシリンダ１６´´の代わりにスレッドシリンダ２１６´´を備えた軸部３３２を有する。
このような構成要素は欧州特許第５３９７４３号明細書に記載されている。欧州特許第５３９７４３号明細書では、環状溝の環状凹部はボルト頭すなわち頭部２１２の下側にあり、実際に軸部が延びる側にある。しかしながら、欧州特許第５３９７４３号の環状溝は本願の目的を満たすように設計されていない。一方、なぜこの欧州特許の環状溝がここで提案されるように設計されていないかについての理由は述べられていない。
リベットボルト２１０´´は、本体部２１２´´と、スレッドシリンダ２１６´´を有する軸部３３２と、円筒リベット部２１４´´と、を備える。本体部２１２´´は、スレッドシリンダの長手方向軸２２２´´と直交する平面２２０´´においてスレッドシリンダと同軸の環状支持面２１８´´を有し、その環状支持面２１８´´の径方向内側かつ円筒リベット部２１４´´の径方向外側に配されるとともに軸方向に位置合わせされた環状溝２２４´´を有する。環状溝２２４´´は、径方向内側２３２´´に沿って円筒リベット部２１４´´の外側表面へと合流するとともに、この環状溝２２４´´の領域には回転防止用のリブ２４２´´が設けられる。リベットボルトは、軸方向断面から見て、その環状溝２２４´´が、相対的に急角度に取られた径方向外側壁２３０´´とともにＵ字状の軸方向断面を有するとともに、この外側壁が、最も急角度の地点２３３´´において、リベットボルトの中央長手方向軸と傾角を有し、この傾角は、約４５°〜約−２０°、好ましくは約３０°〜約０°の範囲であることを特徴とする。最も急角度の地点２３３´´は、環状溝２２４´´の入口と、環状溝の径方向外側面３０からベース面２３６´´への移行部分とにある二つの半径領域が互いに合流することによって形成される変曲点もしくは変曲領域により形成される。リベットボルトはさらに、その回転防止用リブ２４２´´が、環状溝２２４´´のベース領域２３６´´に亘って径方向に延在するとともに、環状溝２２４´´の最大軸方向深さの数分の一の軸方向高さを有し、かつ／または円筒リベット部２１４´´に沿って隆起するように延びることを特徴とする。さらに、各スレッドの大きさに適合された、金属板の厚さ領域を覆うリベット部の打ち曲げ部分２１４´´に対応する体積部分が、板金部品２６０ａ，２６０ｂを構成要素の環状溝２２４´´の形に成形することにより形成される環状凹部２８０´´との間に隙間を有し、打ち曲げ部分が環状支持面から離れた成形板金の表面を越えて突出しないように、環状溝の体積が選択される。
図４３Ｄおよび４３Ｅの比較から分かるように、ボルトの構成要素が打ち曲げられたリベット部２１４´´を板金部品の打ち出しにより成形された環状凹部２１８´´内に完全に収容させることも可能であり、図４３Ｄおよび４３Ｅのリベットビード部２４１´´´の下側が板金部品の底面２８２と面一になり、これにより平らなねじ留め表面が形成される。
しかしながら、図４３Ａ〜４３Ｅのボルト構成要素を、実際に図４３ＦもしくはＧに示すように変更することも可能である。ここで、軸部３２３ａは、板金部品２６０ａもしくは２６０ｂから離間した本体部２１２´´ａの端面側で、図４３Ａ〜４３Ｅに示す本体部２１２のリベット部側でない側から離れるように突き出している。これは軸部３３２ａが、本体部２１２´´における円筒リベット部２１４´´の反対側に配置されることを意味する。この実施例は、構成要素のリベットビード側が板金部品２６０ａもしくは２６０ｂの底部２８２と面一になる点で有利であり、幾つかの用途において有利である。リベットビード部の領域に残るあらゆる小さなむらも、それが目に付く側であれば、板金部品のラッカー塗装前にフィラーで簡単に無くすことができる。ここでねじ留めされるコンポーネントが板金部品から離間した本体部２１２´´ａの端面側に取り付けられ、スレッドシリンダ２１６ａ´´にねじ締めされるナット（図示せず）によって接触面４００に固定される。
最後に、全ての実施例における全ての材料は、冷間成形の枠内でＩＳＯ規格のクラス８の強度もしくはさらに高い強度を達成する材料から作られる部品および機能材料の例として挙げられ、これは例えばドイツ工業規格ＤＩＮ１６５４に準拠する３５Ｂ２合金などである。このように形成された締付け具構成要素は、特に引き抜き可能な板金部材用の全ての工業用鉄材に適しており、またアルミニウムあるいはその合金にも適している。アルミニウム合金、特に高強度を有するものは、部品の材料もしくは例えばＡｌＭｇ5のような機能材料として用いられる。例えばＡＭ５０などのより高強度なマグネシウム合金の部品もしくは機能材料が考えられる。
換言すれば、本発明の基本的概念は、板金部品が広範囲におけるどれ位の厚さを有しているかに関係なく（例えば、請求項２に異なるスクリューサイズに対して記載されているように）、構成要素の軸方向環状溝における径方向外側の環状支持面と、その構成要素の軸方向環状溝におけるベース面とで少なくとも実質的に板金部品と完全に接触した状態で、締付け具の構成要素における軸方向環状溝の形状および体積と、円筒リベット部の長さおよび径方向厚さとが、互いに一致することであり、環状接触面から離間する側の板金部品の環状凹部の体積が、構成要素の軸方向環状溝の径方向外側壁と軸方向環状溝のベース面とにおける打ち曲げリベット状に成形される。この体積は、板金厚さの増加に比例して減少するが、主として同様に板金部品の厚さが増加するに比例して減少するリベット部の体積と一致するか、もしくはこのリベット部の体積よりも僅かに大きく、これは板金部品の厚さが増加するに比例して環状凹部の径方向幅および押し曲げられるリベット部の領域の利用可能な長さが減少するためである。
これは打ち曲げられたリベット部の体積部が、板金部品の軸方向環状凹部の体積部すなわち、図の底部における環状の接触面から離間する側の、板金部品の軸方向環状凹部の体積部に常に収容されることを意味しており、リベットビード部の対応する底部は、締付け具構成要素の環状支持面領域における板金部品の底部と揃えられるすなわち同一平面上に配置されるか、もしくは板金部品の底部に対して、最大で約０．２ｍｍセットバックされる。
締付け具構成要素の軸方向環状溝の径方向外側の領域と、その軸方向環状溝のベース面領域とにおける板金部材の厚さ、望ましくは構成要素の環状支持面の領域における板金部品の厚さは、望ましくは締付け具構成要素のすぐ径方向外側の板金部品の厚さと少なくとも実質的に一致し、すなわち、概ね最初の板金部品の厚さに一致する。ここで、少なくとも実質的にとは、締付け具構成要素の径方向外側の板金部品の厚さが最大で＋／−１５％の差で、望ましくは＋／−１０％、特に望ましくは＋／−５％未満である。この点について、板金部品の打出し突起部における開口部の境界線すなわちその縁部は、軸方向環状溝のベース部からその径方向内側壁への推移部の形状に対して確実に整合した状態で、望ましくは実質的に薄くもしくは厚くなることなくまっすぐに円筒リベット部まで延びる。
しかしながら、軸方向環状溝の径方向外側壁の領域および／またはその環状溝のベース領域における板金部品の厚さが必ずしも一定である必要はない。確かに板金部品の打出し突起部の成形の際にどれか一方の領域が薄くもしくは厚く形成されることが予想される。これにより、リベットビード部の底部を環状接触面の領域における板金部品の底部と同一平面に配置させるか、もしくは板金部品の底部に対して僅かにセットバックさせる要求が板金厚さの広範囲にわたって満たされるように、板金部品の下側の環状凹部の体積部を打ち曲げられたリベット部の領域の体積部に適合させる更なる可能性がある。
締付け具構成要素の中央長手方向軸に対する軸方向環状溝の径方向外側壁の角度は、リベットビード部の径方向外側における板金部品の下向きに開いた環状凹部ができるだけ小さくなるように望ましくは指定された範囲内に選択され、それにより締付け具構成要素の径方向寸法ひいてはその重量および構成要素の製造コストができるだけ小さく保たれる。リベットビード部の径方向内側の下方領域における湾曲表面は、その時点でリベットビード部が許容できないほど脆弱化しない程度であれば、概ね許容しうる。
１０…リベットナット
１２…本体部
１４…リベット部
１４´…打ち曲げられたリベット部
１６…スレッドシリンダ
１８…環状支持面
２０…平面
２２…スレッドの長手方向軸
２４…軸方向環状溝
２６…リベット部外側面
３０…外側壁
３２…内側壁
３３…最も急角度の地点
３４…半径領域
３５…半径領域
３６…ベース面
３８…直線
４０…半径領域
４２…回転防止用リブ
４６…リベット部から離間する側のリベットナットの端面
４８…平面
Ｄ１…リベット部の内径
Ｄ２…スレッドシリンダの外径
５２…丸い面
５４…丸い面
５６…リベット部１４の端部の丸い部分
５８…円錐状の丸い表面
６０…板金部品
６２…ボス
６２´…板金部品の突出部分
６４…穴
６６…穴の縁部
６６´…目打ち部の縁部
７０…ダイ
７２…ダイの突出部
７４…ダイの肩部
７６…環状面
７８…ダイの自由端面
８０…環状凹部
８１…板金部品の上部
８２…板金部品の底部
８３…リベットビード部の環状凹部
８４…本体部の円筒部分
８６…環状肩部／与圧部
８８…円筒部分
９０…丸コーナ
９２…丸コーナ
９４…半径領域
９５…直線部分
９６…半径領域
９７…環状溝の径方向外側
９８…環状溝の径方向内側
９９…アンダーカット
１００…星形回転防止部の内部開口部
１０２…星形回転防止部の先端部
１０４…凹部すなわちポケット
１０６…星形凹部
１０８…隆起部
１１０…環状溝の波形外面
１１２…山
１１４…谷
１１６…凹部
１１８…突起部
１２０…アンダーカット
１２２…アンダーカットされた環状部
１２４…弓形の隆起部
１２６…弓形の凹部
１３０…パンチ部
２１０…リベットボルト
３３２…軸部
４００…接触面

Claims (21)

  1. 本体部（１２）と、円筒リベット部（１４）と、を有するリベットナット（１０）であって、前記本体部は、中央に配置されたスレッドシリンダ（１６）と、前記スレッドシリンダの長手方向軸（２２）に直交する平面（２０）上において該スレッドシリンダと同軸の環状支持面（１８）と、前記軸方向に位置合わせされた環状溝（２４）であって、前記環状支持面（１８）の径方向内側に配されるとともに前記円筒リベット部（１４）の径方向外側に配置され、かつ前記円筒リベット部の外側表面へと径方向内側に合流する環状溝（２４）と、を備え、かつ前記環状溝（２４）の領域内に回転防止用のリブ（４２）を備えたリベットナット（１０）において、
    軸方向断面から見たときに、前記環状溝（２４）が、その径方向外側壁（３０）とともにＵ字状の軸方向断面を形成するとともに、前記外側壁（３０）が、前記リベットナットの中央長手方向軸に対して傾角を有し、この傾角は、４５°〜−２０°の範囲であり、
    前記円筒リベット部（１４）は、前記本体部から延在するとともにその外周が塑性変形可能なねじ山のない円筒部分を備え、
    各々のねじの大きさに適合された、板金の厚さ範囲を覆う前記リベット部の打ち曲げ部分に対応する体積部分が、板金部品（６０）を前記環状溝（２４）の形に成形することにより形成される環状凹部（８０）に収容されたときに、その打ち曲げ部分が前記環状支持面から離間した前記成形板金の表面（８２）を越えて突出しないように、前記環状溝の体積が選択されることを特徴とするリベットナット（１０）。
  2. 前記各々の板金の厚さに対応する金属板の厚さの範囲が、
    Ｍ６ねじもしくは１／４ＵＮＦ−板金厚さが０．５ｍｍ〜２．５ｍｍ、
    Ｍ８ねじもしくは５／１６ＵＮＦ−板金厚さが０．５ｍｍ〜２．５ｍｍ、
    Ｍ１０ねじもしくは３／８ＵＮＦ−板金厚さが１．０ｍｍ〜３．０ｍｍ、
    Ｍ１２ねじもしくは７／１６ＵＮＦ−板金厚さが１．０ｍｍ〜３．５ｍｍ、
    から選択されることを特徴とする請求項１に記載のリベットナット。
  3. 略Ｕ字形状の断面を有する前記環状溝が、
    ａ）前記リベットナットの中央長手方向軸（２２）に直交する平面上の前記ベース領域（３６ａ）と、前記ベース領域から前記環状溝（２４）の両側壁（３０ａ，３２ａ）への移行領域における丸い端部（９０ａ，９２ａ）と、によって形成されるＵ字形状であって、前記丸い端部は、前記環状溝の軸方向深さの１／５〜１／１０の範囲の、比較的小さい半径を有する、Ｕ字形状と、
    ｂ）前記リベットナットの中央長手方向軸（２２）に直交する平面上の前記ベース領域（３６ａ）と、前記ベース領域から前記環状溝（２４）の両側壁（３０ｂ，３２ｂ）への移行領域における丸い端部（９０ｂ，９２ｂ）と、によって形成されるＵ字形状であって、前記丸い端部は、前記環状溝の軸方向深さの２／３〜１／５の範囲の、比較的大きい半径を有する、Ｕ字形状と、
    ｃ）ほぼ円形に延びるが、１８０°〜１５０°の範囲で延びる曲線状のベース領域（３６ｃ）を有するＵ字形状であって、前記ベース領域は、前記環状溝の最大軸方向深さの１／５〜１／１０の範囲の、小さい半径領域（９４）を越えて前記環状支持面（１８ｃ）と合流し、かつ前記リベット部（１４ｃ）の前記円筒外側面（２６ｃ）になだらかに合流するか、もしくは、直線部分および比較的小さい半径領域を越えて前記環状支持面と合流し、かつ前記円筒外側面になだらかに合流する、Ｕ字形状と、
    ｄ）ほぼ円形に延びるが、１８０°〜２１０°の範囲で延びる曲線状のベース領域（３６ｄ）を有するＵ字形状であって、前記ベース領域は、前記環状溝の最大軸方向深さの１／５〜１／１０の範囲の、小さい半径領域（９４ｄ）を越えて前記環状支持面（１８ｄ）と合流し、かつ前記リベット部（１４）の前記円筒外側面（２６ｄ）になだらかに合流するか、もしくは、直線部分および比較的小さい半径領域を越えて前記環状支持面と合流し、かつ前記円筒外側面になだらかに合流する、Ｕ字形状と、
    ｅ）前記ベース領域の半径領域（９６）に対してＶ字状に傾斜する断面形状であって、前記半径領域は、前記環状溝の最大深さの半分未満の幅を有しており、前記溝の径方向外側（９７）が、その径方向内側（９８）に比べて急角度である、断面形状と、
    ｆ）少なくとも実質的に前記中央長手方向軸（２２）に平行に延在するとともに、前記環状溝の最大軸方向深さの１／１０〜２／３の軸方向長さで延びる径方向内側部および径方向外側部（３０ｆ、３２ｆ）と、ベース領域（９６ｆ）と、を有するＵ字形状であって、前記ベース領域は、前記環状溝の最大深さの１／３未満の幅の、半径領域に対してＶ字状に傾斜する断面形状部（９７ｆ、９８ｆ）を有する、Ｕ字形状において、
    ｆ１）前記溝（２４ｆ）の径方向外側の断面形状部（９７ｆ）が前記溝の径方向内側の断面形状部（９８ｆ）に比べて急角度を有する、もしくは、
    ｆ２）その逆の場合、もしくは、
    ｆ３）両方の断面形状部が実質的に同じ角度を有する、Ｕ字形状と、
    ｇ）前記ｆ），ｆ１），ｆ２），もしくはｆ３）に基づく前記Ｕ字形状に類似したＵ字形状であるが、少なくとも実質的に前記中央長手方向軸に平行に延びる前記径方向内側部（３２ｊ）および前記径方向外側部（３０ｊ）のうちの一つのみと、その相手方の前記断面形状部（９８ｊ；９７ｊ）とが、一体化して傾斜部を形成し、前記環状溝の最大軸方向深さの１／５〜１／２０の範囲の相対的に小さい半径領域を越えて、前記環状支持面（１８ｉ）もしくは前記リベット部（１４ｉもしくは１４ｊ）の前記円筒外側面へと合流する、Ｕ字形状と、
    ｈ）前記ａ）もしくはｂ）に基づくＵ字形状に類似したＵ字形状であるが、前記径方向内側（３２１，３２ｍ）もしくは前記径方向外側（３０ｋ、３０ｍ）のうち少なくとも一つがアンダーカット（９９ｋ，９９ｌ，９９ｍ）を有する、Ｕ字形状と、
    のうちいずれか一つの断面形状を有することを特徴とする請求項１もしくは２に記載のリベットナット。
  4. 前記径方向外側壁（３０）は、前記環状溝（２４）の入口と、前記環状溝の前記径方向外側面から前記環状溝のベース面（３６）への移行部分と、にある二つの半径領域が互いに合流することによって形成される変曲点もしくは変曲領域により形成され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ナット。
  5. 前記環状溝（図３３Ａ，図３４Ａ）は、平面図において少なくとも径方向外側が波形であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のリベットナット。
  6. 前記回転防止機構が、以下の設計のうちの一つもしくはそれらの組み合わせを含むことを特徴とするリベットナットであって、
    ａ）前記環状溝（２４）の前記ベース領域（３６）に亘って径方向に延びるとともに、最大で、用いられる板金厚さの０．７倍の軸方向高さを有する回転防止用のリブ（４２）と、
    ｂ）前記Ｕ字形状の溝の前記ベース領域（３６）から離間する側に径方向に延びる、すなわち、前記リベットナットの前記中央長手方向軸（２２）に直交するラジアル平面上に配置される回転防止用のリブ（４２）と、
    ｃ）前記円筒リベット部（１４）に沿って隆起状に延在する回転防止用のリブ（４２ａ
    ；４２ｂ）と、
    ｄ）前記円筒リベット部（１４）に沿って隆起状に延在するとともに、ほぼ前記環状支持面の軸方向高さまで延びるリブ（４２ａ）と、
    ｅ）前記円筒リベット部（１４）に沿って隆起状に延在するとともに、前記環状支持面（１８）の軸方向高さを超えて延びる回転防止用のリブ（４２ｂ）と、
    ｆ）前記円筒リベット部（１４）に沿って隆起状に延在するとともに、前記環状支持面の軸方向高さを超えて、前記リベット部（１４）の自由端における丸い部分（５６）の手前までまっすぐに延びる回転防止用のリブ（４２ｂ）と、
    ｇ）前記環状溝（２４）の前記径方向外側壁に沿って隆起状に延びる回転防止用のリブ（４２ｃ）と、
    ｈ）前記環状溝（２４）の前記ベース領域において径方向に延びるとともに、側面図において少なくとも実質的に三角形の形状を有し、かつ前記環状溝の径方向外側（３０）の領域に比べて前記リベット部（１４）側の領域のほうが高い、回転防止用のリブ（４２ｄ）と、
    ｉ）前記環状溝（２４）の前記ベース領域において径方向に延びるとともに、側面図において少なくとも実質的に三角形の形状を有し、かつ前記リベット部（１４）側の領域に比べて前記環状溝（２４）の径方向外側（３０）の領域のほうが高い、回転防止用のリブ（４２ｅ）と、
    ｊ）前記環状溝（２４）の前記ベース領域において径方向に延びるとともに、側面図において少なくとも実質的に四辺形の形状を有する回転防止用のリブ（４２ｆ）であって、前記ベース面から離間する側に傾斜した範囲を有し、かつ前記リベット部（１４）側に配置されたその径方向内側部のほうが、前記環状溝（２４）の前記径方向外側（３０）領域に配置される側に比べて高い、回転防止用のリブ（４２ｆ）と、
    ｋ）前記環状溝（２４）の前記ベース領域において径方向に延びるとともに、側面図において少なくとも実質的に四辺形の形状を有する回転防止用のリブ（４２ｇ）であって、前記ベース面から離間する側に傾斜した範囲を有し、かつ前記環状溝（２４）の前記径方向外側（３０）領域に配置される側のほうが、前記リベット部（１４）側に配置された径方向内側部に比べて高い、回転防止用のリブ（４２ｇ）と、
    ｌ）前記環状溝の前記ベース領域における回転防止用の隆起部であって、平面図において略星形の形状を有するとともに前記円筒リベット部に接する内部開口部（１００）を有し、かつその星形形状の先端部（１０２）が前記環状溝（２４）の前記径方向外側（３０）に配置される、回転防止用の隆起部と、
    ｍ）前記環状溝の前記ベース領域における回転防止用の凹部（１０６）であって、平面図において略星形の形状を有するとともに円筒リベット部に接する内部開口部（１００）を有し、かつその星形形状の先端部（１０２ａ）が前記環状溝（２４）の前記径方向外側（３０）に配置される、回転防止用の凹部（１０６）と、
    ｎ）前記リベット部のきざみ付き外側部（４２ｈ）と、
    ｏ）鋸歯状の配列に相当する型（４２ｉ）を有する前記環状溝のベース面と、
    ｐ）前記環状溝の径方向外側壁の波形外面であって、そのゆるやかに曲線的な山（１１２）および谷（１１４）が回転防止手段を形成する波形外面と、
    ｑ）前記環状支持面（１８）上に径方向に延びる凹部（１１６）であって、前記環状支持面の全幅に亘って延びるのではなく、その前記環状溝に隣接する位置に最下点を有するとともに前記環状溝の径方向外側壁にアンダーカット（１２０）を有する突起部（１１８）を形成する凹部（１１６）と、
    ｒ）前記環状支持面（１８）上に径方向に延びる凹部（１１６ａ）であって、部分的に円筒状の断面形状を有しており、前記環状溝に隣接する位置に最下点を有するとともに前記環状溝（２４）の前記径方向外側壁（３０）におけるアンダーカットされた環状部（１２２）に割り込むように傾斜する凹部（１１６ａ）と、
    ｓ）前記環状溝（２４）の前記ベース面（３６）に弓形に延在する隆起部（１２４）および凹部（１２６）のうち少なくとも一つと、
    を含み、
    複数の不連続な上記回転防止機構が、前記環状溝の前記径方向内側すなわち前記リベット部の前記円筒外側面、前記環状溝の前記ベース面、もしくは前記環状支持面に配置される場合、これらの回転防止機構は前記スレッドシリンダの長手方向軸（２２）を中心として円周方向に沿って等間隔に配置され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ナット。
  7. 前記回転防止用のリブ（４２）は、前記環状溝のベース領域において０．２〜０．６ｍｍの軸方向高さを有し、かつ最大で、用いられる板金厚さの０．７倍であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のリベットナット。
  8. ３〜２４個の前記回転防止用のリブ（４２）が設けられ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ナット。
  9. 前記回転防止用のリブ（４２）は、前記リベットナットの前記中央長手方向軸（２２）の周りに均等に配置されることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のリベットナット。
  10. 前記環状溝（２４）の軸方向深さは、前記円筒リベット部の前記径方向厚さとほぼ一致することを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載のリベットナット。
  11. 前記リベットナットは、平面図において円形、多角形状、矩形もしくは正方形状であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載のリベットナット。
  12. 前記円筒リベット部の内径（Ｄ1）は、前記スレッドシリンダの外径（Ｄ2）よりもわずかに大きく、ねじ状の導入部（４４）を介して前記外径と合流することを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載のリベットナット。
  13. 前記リベット部（１４）から離間する側の前記リベットナットの端面（４６）は、少なくとも実質的に前記リベットナットの前記中央長手方向軸（２２）に直交する平面（４８）上に配置され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ナット。
  14. 前記本体部は、環状支持面を有する前記矩形部分もしくは円筒部分が、径方向に延びて前記リベットナットを取り付ける際に与圧ショルダとして機能する環状肩部を介して、前記矩形もしくは円筒部分と比較して横方向寸法のより小さい円筒部分へと合流する後退形状を有することを特徴とする請求項１〜１３のいずれかに記載のリベットナット。
  15. 前記請求項１〜１４のいずれかに記載のリベットナット（１０）と板金部品（６０）との組み合わせであって、
    前記板金部品（６０）は、前記リベット部側の領域に穴（６４）を囲んで突出部（６２）を備え、この突出部は、前記Ｕ字状の溝（２４）と一致する形状を有し、この突出部（６２）によって、前記Ｕ字状の溝と反対側には前記Ｕ字状の溝の形状に対応し、かつ該溝よりも小さい凹部（８０）が形成されており、
    打ち曲げられたリベット部（１４）は、前記凹部（８０）内に完全に収容されて、前記スレッドシリンダ（１６）から離間する側の板金部品表面を越えて突出することがなく、前記板金部品表面と揃うように配置されるか、もしくは前記表面から０．２ｍｍセットバックされるように配置されることを特徴とする組み合わせ。
  16. 前記凹部内の軸方向のＵ字状溝の体積は、少なくとも実質的に前記打ち曲げられたリベット部（１４´）の体積と一致することを特徴とする請求項１５に記載の組み合わせ。
  17. 前記板金部品の縁部（６６´）は、前記リベット部（１４）が通される貫通孔（６４）側の領域が厚肉すなわちビード状の形状でもって形成され、前記打ち曲げられたリベット部（１４´）には、厚肉の前記縁部を受け入れるための前記スレッドシリンダ（１６）側を向いた対応する環状凹部（８３）が設けられることを特徴とする請求項１５もしくは１６に記載の組み合わせ。
  18. 前記回転防止用のリブ（４２）は、前記板金部品と形状が適合するように係合されることを特徴とする請求項１５〜１７のいずれかに記載の組み合わせ。
  19. 前記回転防止用のリブ（４２´´）は、前記円筒リベット部に沿って隆起状に延びるとともに、前記板金部品の前記打ち曲げられたリベット部（１４´）に対向する側と形状が適合するように係合されることを特徴とする請求項１５〜１８のいずれかに記載の組み合わせ。
  20. 前記リベットナット（１０´´）は、セルフ・パンチング式の形に形成されることを特徴とする請求項１〜１４のいずれかに記載のリベットナット。
  21. 板金部品（６０）と組み合わせて用いられるリベットナットであって、
    前記板金部品（６０）は、前記リベット部の領域内に穴（６４）を囲んだ突出部（６２）を備え、この突出部は、前記Ｕ字状の溝（２４）と一致する形状を有し、この突出部（６２）によって、前記Ｕ字状の溝（２４）と反対側には前記Ｕ字状の溝の形状に対応し、かつ該溝よりも小さい凹部（８０）が形成されており、
    前記打ち曲げられたリベット部（１４）は、前記凹部（８０）内に完全に収容されて、前記スレッドシリンダ（１６）から離間する側の板金部品表面を越えて突出することがなく、前記板金部品表面と揃うように配置されるか、もしくは前記表面から０．２ｍｍセットバックされるように配置されることを特徴とする請求項２０に記載のリベットナット。
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