JP5440328B2 - Rivet joining method - Google Patents
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Description
本発明は、リベット接合方法に関し、特に、セルフピアシングリベットを用いて複数枚の被接合材を接合するために用いて好適なものである。 The present invention relates to a rivet joining method, and is particularly suitable for use in joining a plurality of materials to be joined using a self-piercing rivet.
従来から、頭部と、当該頭部から先端にかけて当該頭部と同軸の孔が形成されるように当該頭部と一体で形成された脚部と、を有するセルフピアシングリベットを用いて複数枚の被接合材を接合することが行われている。このような接合では、セルフピアシングリベットの脚部の形状及び大きさに応じた凹部を有するダイを用意する。そして、重ね合わせた複数枚の被接合材を介して、セルフピアシングリベットの脚部と、ダイの凹部とが相互に対向するように、セルフピアシングリベットとダイとを配置する。この状態で、セルフピアシングリベットの頭部を、その上側からパンチで押圧して、セルフピアシングリベットを被接合材に打ち込む。 Conventionally, a plurality of sheets using a self-piercing rivet having a head and a leg formed integrally with the head so that a hole coaxial with the head is formed from the head to the tip. Joining materials to be joined is performed. In such joining, a die having a recess corresponding to the shape and size of the leg portion of the self-piercing rivet is prepared. Then, the self-piercing rivet and the die are arranged so that the leg portion of the self-piercing rivet and the concave portion of the die are opposed to each other through the plurality of overlapped materials to be joined. In this state, the head of the self-piercing rivet is pressed with a punch from above, and the self-piercing rivet is driven into the material to be joined.
このようにすることによって、セルフピアシングリベットの脚部は、最下部の被接合材は貫通しないものの上側の被接合材を貫通する。このとき、セルフピアシングリベットの脚部と被接合材は、セルフピアシングリベットの打ち込み時に生じる加圧拘束力を受けて塑性変形を起こす。特に、最下部の被接合材は、この加圧拘束力によって、実質的にダイの凹部の形状が転写される程度にまで大きく塑性変形する。このため、最下部の被接合材のリベット接合部には、放射状若しくは環状の亀裂が発生したり、リベット接合部の形状が不均一になったりすることがある。そうすると、リベット接合部の美観が損なわれることに加え、リベット接合部での強度が低下してしまうという問題点がある。このようなリベット接合部の亀裂の発生は、高張力鋼板を用いた場合に顕著になる。 By doing so, the leg portion of the self-piercing rivet penetrates the upper material to be joined although the lowermost material to be joined does not penetrate. At this time, the leg portion of the self-piercing rivet and the material to be joined undergo plastic deformation under the pressure restraint force generated when the self-piercing rivet is driven. In particular, the material to be joined at the lowermost portion is plastically deformed to such an extent that the shape of the concave portion of the die is substantially transferred by the pressure restraining force. For this reason, radial or annular cracks may occur in the rivet joint of the lowermost material to be joined, and the rivet joint may have a non-uniform shape. If it does so, in addition to the beauty | look of a rivet junction part being impaired, there exists a problem that the intensity | strength in a rivet junction part will fall. The occurrence of such cracks in the rivet joint becomes prominent when a high-tensile steel plate is used.
そこで、特許文献1には、被接合材のリベット打ち込み点ないしその近傍を加熱してからセルフピアシングリベットを被接合材に打ち込むようにすることが開示されている。
また、特許文献2には、セルフピアシングリベットの打ち込み完了と相前後してダイを回転させ、その回転に伴う摩擦熱により亀裂を修復することが開示されている。
Therefore, Patent Document 1 discloses that the rivet driving point of the material to be bonded or the vicinity thereof is heated and then the self-piercing rivet is driven into the material to be bonded.
しかしながら、前述した特許文献1では、被接合材によって異なる温度を設定しなければならない。また、重ね合わせた被接合材が完全に密着されていないと、熱伝導による加熱が安定せず、リベット接合部の延性の向上が図れなくなる虞がある。そうすると、リベット打ち込み時に被接合材に亀裂が発生し、被接合材のリベット接合部における見栄えと強度が低下する虞がある。
また、前述した特許文献2では、被接合材によって異なる温度の摩擦熱を発生させなければならない。また、発熱に伴う温度上昇等により、セルフピアシングリベットで接合された被接合材の機械的特性が低下する虞がある。そうすると、被接合材のリベット接合部における見栄えと強度が低下する虞がある。
本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、セルフピアシングリベットを用いて複数枚の被接合材を接合した際の接合部の美観を向上させることを第1の目的とし、強度を安定させることを第2の目的とする。
However, in patent document 1 mentioned above, you have to set different temperature with a to-be-joined material. In addition, if the overlapped materials to be joined are not completely adhered, heating by heat conduction may not be stable, and the ductility of the rivet joint may not be improved. If it does so, a crack will generate | occur | produce in a to-be-joined material at the time of rivet driving | operation, and there exists a possibility that the appearance and intensity | strength in the rivet joining part of a to-be-joined material may fall.
Moreover, in
This invention is made | formed in view of the above problems, and makes it the 1st objective to improve the beauty | look of the junction part when joining a to-be-joined material using a self-piercing rivet. The second object is to stabilize the strength.
本発明のリベット接合方法は、セルフピアシングリベットを用いて、積み重ねられた複数の被接合材を接合するリベット接合方法であって、前記セルフピアシングリベットの脚部の形状及び大きさに応じた凹部を有するダイの当該凹部と、前記セルフピアシングリベットの脚部の先端とが、前記複数の被接合材を介して相互に対向するように、前記セルフピアシングリベットを配置する配置工程と、前記複数の被接合材のうち、前記ダイに最も近い位置に配置される前記被接合材と、前記ダイの凹部との間に、当該ダイを潤滑させるための専用の潤滑剤を供給する供給工程と、前記供給工程により前記潤滑剤が供給されてから、前記配置工程により配置されたセルフピアシングリベットを前記複数の被接合材に打ち込む打ち込み工程と、を有し、前記複数の被接合材のうち、少なくとも、前記ダイに最も近い位置に配置される前記被接合材は、裸鋼板、アルミニウム合金板、表面にめっき処理が施された鋼板、又は表面にめっき処理が施されたアルミニウム合金板であり、前記潤滑剤は、樹脂膜、潤滑油、又は固体潤滑剤であり、前記打ち込み工程は、前記複数の被接合材のうち、前記セルフピアシングリベットに最も近い位置に配置される前記被接合材の、前記セルフピアシングリベットが配置されている側の表面に潤滑剤が供給されていない状態で前記セルフピアシングリベットを前記複数の被接合材に打ち込むことを特徴とする。 A rivet joining method according to the present invention is a rivet joining method for joining a plurality of stacked materials to be joined using a self-piercing rivet, wherein a recess corresponding to the shape and size of a leg portion of the self-piercing rivet is provided. An arrangement step of disposing the self-piercing rivet so that the concave portion of the die having the tip of the leg of the self-piercing rivet faces each other via the plurality of materials to be joined; A supply step of supplying a dedicated lubricant for lubricating the die between the material to be joined, which is disposed at a position closest to the die, among the bonding materials, and the supply A step of driving the self-piercing rivets arranged in the arrangement step into the plurality of materials to be joined after the lubricant is supplied in the step. Among the plurality of materials to be bonded, at least the material to be bonded arranged at a position closest to the die is a bare steel plate, an aluminum alloy plate, a steel plate whose surface is plated, or a surface plating treatment is aluminum alloy plate having undergone, the lubricant, the resin film, a lubricating oil, or Ri solid lubricant der, the implantation process, among the plurality of members to be joined, closest to the self-piercing rivet The self-piercing rivet is driven into the plurality of materials to be joined in a state where no lubricant is supplied to the surface of the material to be joined arranged at a position where the self-piercing rivet is arranged. To do.
本発明によれば、ダイに最も近い位置に配置される被接合材とダイとの間に、当該ダイを潤滑するための専用の潤滑剤を供給してから、セルフピアシングリベットを複数の被接合材に打ち込むようにした。したがって、セルフピアシングリベットの形状痕が対称性を有さなくなることを従来よりも容易に且つ確実に防止することができる。よって、リベット接合部の美観を向上させることができる。
また、少なくとも、ダイに最も近い位置に配置される被接合材として、引張張力が440[MPa]以上の被接合材を用いた場合には、リベット接合部の亀裂の発生を容易に抑制することができ、リベット接合部の強度を安定させることができる。
According to the present invention, a dedicated lubricant for lubricating the die is supplied between the die to be joined and the die arranged closest to the die, and then a plurality of self-piercing rivets are joined. I put it into the material. Accordingly, it is possible to more easily and surely prevent the shape trace of the self-piercing rivet from becoming symmetric. Therefore, the aesthetics of the rivet joint can be improved.
In addition, when a material to be bonded having a tensile tension of 440 [MPa] or more is used as the material to be bonded at least at the position closest to the die, the occurrence of cracks in the rivet bonded portion can be easily suppressed. And the strength of the rivet joint can be stabilized.
(第1の実施形態)
以下、図面を参照しながら、本発明の第1の実施形態を説明する。
図1は、セルフピアシングリベット接合装置の構成の一例を示す図である。尚、説明を簡単にするために、各図では、説明に必要な構成のみを簡略化して示している。また、以下の説明では、「セルフピアシングリベット」を必要に応じて「リベット」と略称する。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a configuration of a self-piercing rivet joining apparatus. In order to simplify the explanation, in each drawing, only the configuration necessary for the explanation is shown in a simplified manner. In the following description, “self-piercing rivet” is abbreviated as “rivet” as necessary.
図1において、リベット接合装置1は、C型フレーム2と、ダイ3と、パッド4と、パンチ5と、スタンド6と、加圧用モータ7と、ボールねじ8と、ボックス9と、ポンプ10と、配管11、12a、12bと、振動付加装置13と、制御装置14と、を有している。
ダイ3とパッド4は、水平方向(図1の両矢印の方向)で相互に対向するようにC型フレーム2に取り付けられている。具体的に、ダイ3は、C型フレーム2の下側端部の上面に、パッド4は、C型フレーム2の上側端部の下面にそれぞれ取り付けられている。パッド4の内部には、パンチ5が配置されている。
In FIG. 1, a rivet joining apparatus 1 includes a C-
The die 3 and the
C型フレーム2の上側端部の上面には、スタンド6が取り付けられている。スタンド6の内部には、ボールねじ8が配置されている。また、スタンド6の上面には、ボックス9が配置されており、このボックス9の下面に加圧用モータ7が配置されている。
加圧用モータ7は、パンチ5を昇降動作させるためのモータである。加圧用モータ7の回転力は、ボックス9内に設けられた不図示の変速歯車列を介してボールねじ8のスクリューシャフトに伝達され、スクリューシャフトが回転する。スクリューシャフトの回転に応じて、当該スクリューシャフトに、ねじの作用で嵌め合わせられているナット部材がパンチ5と共に昇降動作する。
A
The pressurizing
ポンプ10は、容器16に収容されている潤滑油15をダイ3の凹部3a(図2(a)を参照)に供給するためのものである。潤滑油15は、配管11、12a、12bを通ってダイ3の凹部3aに供給される。潤滑油としては、鉱油系油や、合成系油や、鉱油系油及び合成系油の混合油を用いることができる。尚、潤滑油の粘度は、ダイ3の凹部3aの大きさ、リベットの大きさ及び材質、被接合材100a、100bの材質等に応じて適宜決定することができる。
振動付加装置13は、ダイ3に対して、水平方向(図1のダイ3の下方に示す両矢印の方向)に微小振動を与えるためのものである。振動付加装置13は、このような振動を発生させるための振動子13aと、振動子13aで発生した振動をダイ3に伝えるためのホーン13bとを備える。振動子13aとしては、例えば、圧電性セラミックス素子(例えばPZT(チタン酸ジルコン酸鉛)素子)を用いたボルト締めランジュバン型振動子(BLT)、圧電性セラミックス素子を用いた外締め密閉型振動子、又は磁歪振動子(例えば、フェライト磁歪振動子又はニッケル磁歪振動子)を用いることができる。
The
The
ここで、本実施形態では、5[μm]以上30[μm]以下の範囲の中から選択された振幅を有し、且つ、1[kHz]以上25[kHz]以下の範囲の中から選択された振動数を有する微小振動を、ダイ3に対して、水平方向に与えるようにするのが好ましい。振動付加装置13がダイ3に与える微小振動の振幅を5[μm]以上にするのは、当該振幅が5[μm]未満であると、ダイ3の凹部の全体に油が行き渡らず、ダイ3と被接合材100bとの間での油切れが発生し、リベットで接合したときに、被接合材100bのダイ3と接する面の肌荒れが著しくなる虞があるからである。また、振動付加装置13がダイ3に与える微小振動の振幅を30[μm]以下にするのは、当該振幅が30[μm]を超えると、微小振動により、ダイ3と、ダイ3と接する被接合材100bとの間で発生する摩擦熱が高くなり、リベットで接合したときに、被接合材100bとダイ3とが凝着する虞があるからである。また、振動付加装置13がダイ3に与える微小振動の振動数を1[kHz]以上にするのは、当該振動数が1[kHz]未満であると、ダイ3の凹部の全体に油が行き渡らず、ダイ3と被接合材100bとの間での油切れが発生し、リベットで接合したときに、被接合材100bのダイ3と接する面の肌荒れが著しくなる虞があるからである。また、振動付加装置13がダイ3に与える微小振動の振動数を25[kHz]以下にするのは、当該振動数が25[kHz]を超えると、微小振動により、ダイ3と、ダイ3と接する被接合材100bとの間で発生する摩擦熱が高くなり、リベットで接合したときに、被接合材100bとダイ3とが凝着する虞があるからである。
Here, in the present embodiment, the amplitude is selected from the range of 5 [μm] to 30 [μm] and is selected from the range of 1 [kHz] to 25 [kHz]. It is preferable to apply a minute vibration having a different frequency to the die 3 in the horizontal direction. The reason why the amplitude of the minute vibration applied to the die 3 by the
制御装置14は、リベット接合装置1全体を制御する装置であり、予め設定されたスケジュールに従って、加圧用モータ7、ポンプ10、及び振動付加装置13等の動作を制御するものである。制御装置14は、例えば、CPU、ROM、RAM、HDD、及び各種のインターフェースを備えたコンピュータを用いることにより実現できる。
図2は、リベット接合装置1により被接合材100a、100bが接合される様子の一例を示す図である。具体的に図2(a)は、リベット接合装置1により被接合材100a、100bが接合される前の様子の一例を示す図であり、図2(b)は、リベット接合装置1により被接合材100a、100bが接合された後の様子の一例を示す図である。
The control device 14 is a device that controls the rivet joining device 1 as a whole, and controls operations of the pressurizing
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a state in which the materials to be bonded 100 a and 100 b are bonded by the rivet bonding apparatus 1. Specifically, FIG. 2A is a diagram illustrating an example of a state before the materials to be joined 100a and 100b are joined by the rivet joining apparatus 1, and FIG. It is a figure which shows an example of the mode after
本実施形態では、図2に示すように、相互に重ね合わせられた2枚の被接合材100a、100bを接合する場合を例に挙げて説明する。被接合材100a、100bのうち、少なくとも、ダイ3に最も近い被接合材100bは、裸鋼板、アルミニウム合金板、表面にめっき処理が施された鋼板、又は表面にめっき処理が施されたアルミニウム合金板である。また、被接合材100aとして、これらの何れかを採用することもできる。また、被接合材100a、100bは、同種のものであっても、異種のものであってもよい。めっきとしては、亜鉛系、アルミ系、又はすず系のめっきを使用することができる。本実施形態のリベット接合装置1では、高張力の被接合材100を接合の対象とするのが望ましい。具体的に、本実施形態のリベット接合装置1では、440[MPa]以上の引張張力を有する被接合材(例えば鋼板)を接合の対象とするのが好ましい。440[MPa]未満の引張張力を有する被接合材は、軟らかいため、潤滑油15を用いても用いなくても、接合強度は大きく変わらないからである。ただし、440[MPa]未満の引張張力を有する被接合材であっても、リベット接合部の美観が損なわれることを防止することができる。この場合、全ての被接合材100a、100bの引張張力が440[MPa]以上であってもよいが、少なくとも、最もダイ3に近い位置にある被接合材100bの引張張力が440[MPa]以上であればよい。
尚、接合対象とする被接合材100の数は「2」に限定されず、3以上であってもよい。
In the present embodiment, as illustrated in FIG. 2, a case where two members to be bonded 100 a and 100 b that are superposed on each other are bonded will be described as an example. Of the materials to be bonded 100a and 100b, at least the material to be bonded 100b closest to the die 3 is a bare steel plate, an aluminum alloy plate, a steel plate having a surface plated, or an aluminum alloy having a surface plated. It is a board. Further, any of these can be employed as the material to be joined 100a. Further, the materials to be joined 100a and 100b may be the same type or different types. As the plating, zinc-based, aluminum-based, or tin-based plating can be used. In the rivet joining apparatus 1 of the present embodiment, it is desirable that the material 100 to be joined is a joining target. Specifically, in the rivet joining apparatus 1 of the present embodiment, it is preferable to use a material to be joined (for example, a steel plate) having a tensile tension of 440 [MPa] or more as a subject of joining. This is because the material to be joined having a tensile tension of less than 440 [MPa] is soft, so that the joining strength does not change greatly whether or not the lubricating
The number of materials to be joined 100 to be joined is not limited to “2” and may be 3 or more.
まず、ポンプ10は、容器16に収容されている潤滑油15を所定の圧力で所定量だけ吸い上げて配管11、12a、12bを通して、ダイ3の凹部3aに供給する。振動付加装置13は、このようにして凹部3aに潤滑油15が供給されると、ダイ3に対して、水平方向の微小振動を与える。これにより、ダイ3は、水平方向に振動する。この振動によって、ダイ3の凹部3aに供給された潤滑油15が当該凹部3aの内部を移動し、ダイ3の凹部3aを形成する面の広範囲にわたって潤滑油15の薄い膜を形成することができる(図2(a)を参照)。このとき、ダイ3の凹部3aの全体に潤滑油15が充填されるようにするのが望ましい。尚、凹部3aに潤滑油15が供給された状態のときにダイ3を振動させるようにしていれば、凹部3aに潤滑油15が供給される前からダイ3を振動させるようにしてもよい。
First, the
以上のようにしてダイ3の凹部3aに潤滑油15を供給し、ダイ3を水平方向に振動させながら、リベット21を金属板100a、100bに対して打ち込む動作を行う。
リベット21は、一般的なセルフピアシングリベットであり、頭部21aと脚部21bとを有する。頭部21aは円盤状であり、脚部21bは頭部21aと同軸の中空円筒状であり、頭部21aと脚部21bとは一体で形成されている。尚、脚部21aの先端は先細りの形状を有している。ここで、ダイ3の凹部3aは、リベット21の脚部21bの形状及び大きさに応じた形状及び大きさを有する。
As described above, the lubricating
The
不図示の搬送装置は、被接合材100a、100bの接合予定位置がダイ3の凹部3aの上に位置し、且つ、下側の被接合材100bがダイ3と当接するように、被接合材100a、100bをダイ3の上に配置する。
その後、パンチ5の下面にリベット21の頭部21aの上面が位置するように、パンチ5にリベット21が取り付けられると、不図示のモータは、パッド4を降下させ、上側の被接合材100aの上面にパッド4を圧接させる。ここで、パンチ5に取り付けられたリベット21の脚部21bの先端と、ダイ3の凹部3aの面方向における中央の領域とが上下方向で相互に略対向するように、ダイ3、パッド4、及びパンチ5の位置決めがなされている。このようなパッド4の動作により、被接合材100a、100bは、パッド4とダイ3により、上下から加圧され拘束される。このようにパッド4は、被接合材100a、100bを押さえつける役割を有する。
The conveying apparatus (not shown) is to be bonded so that the bonding positions of the bonded
After that, when the
その後、加圧用モータ7は、ボールねじ8のスクリューシャフトを、所定のトルクで回転させてパンチ5を降下させ、上側の被接合材100aの上方から、リベット21を、被接合材100a、100bに対して打ち込む。そうすると、下側の被接合材100bは、リベット21からの打ち込み力を受けて、ダイ3の凹部3aに密着するように上側の被接合材100aと共に塑性変形する。このとき、リベット21もダイ3の凹部3aに対していわゆる底突き状態となって押しつぶされる。こうして、リベット21は、上側の被接合材100aのみを貫通し、下側の被接合材100bの途中まで末広がりとなりながら進入し、リベット21の頭部21aの上面と、上側の被接合材100aの上面とが略面一となる状態のところでリベット21の進入が終了する(図4(b)を参照)。このようにしてリベット21による被接合材100a、100bの接合が完了する。尚、図4(b)では、ダイ3の凹部3aに潤滑油15が残っていない状態を示しているが、ダイ3の凹部3aに潤滑油15が残る場合もある。
制御装置14には、以上のような動作を繰り返し実行するためのコンピュータプログラムが組み込まれており、このコンピュータプログラムを実行することにより、リベット接合装置1の各部に対して動作の指令を行う。
Thereafter, the pressurizing
The control device 14 incorporates a computer program for repeatedly executing the above-described operation. By executing this computer program, an operation command is issued to each part of the rivet joining device 1.
以上のように本実施形態では、ダイ3の凹部3aに潤滑油15を供給した上で、リベット21を被加工材100a、100bに対して打ち込むようにした。したがって、ダイ3の凹部3aの表面の潤滑性を向上させることができ、リベット21の変形に下側の被加工材100bを追従させることができる。よって、下側の被加工材100bのリベット接合部における、リベットの形状痕が対称性を有さなくなることを従来よりも容易に且つ確実に防止することができる。これにより、セルフピアシングリベットを用いて複数枚の被接合材100a、100bを接合した際のリベット接合部の美観を向上させることができる。
特に、少なくとも、最もダイ3に近い位置にある被接合材100bとして、引張張力が440[MPa]以上の被接合材100bを用いた場合には、リベット接合部に亀裂が発生することも容易に且つ確実に防止することができる。これにより、セルフピアシングリベットを用いて複数枚の被接合材100a、100bを接合した際のリベット接合部の強度を安定・向上させることができる。
また、本実施形態では、ダイ3を水平方向に振動させながら、リベット21を金属板100a、100bに対して打ち込むようにしたので、リベット21の打ち込み時に、ダイ3の凹部3aの広範囲にわたって潤滑油15を行き渡らせることができる。これにより、例えば、ダイ3の凹部3aに供給する潤滑油15を少なくすることができる。
As described above, in the present embodiment, the lubricating
In particular, when the material to be bonded 100b having a tensile tension of 440 [MPa] or more is used as the material to be bonded 100b closest to the die 3, it is easy for cracks to occur in the rivet bonded portion. And it can prevent reliably. Thereby, the intensity | strength of the rivet joining part at the time of joining the some to-
In the present embodiment, the
[変形例1]
本実施形態では、ダイ3の凹部3aの表面が滑らかにするようにした。しかしながら、ダイ3の凹部31aの表面に対して、ダル加工を施して、ダイ3の凹部31aの表面に凹凸を形成してもよい。このようにした場合、ダイ3の凹部31aに形成された凹形状の開口部の中心部に対する当該開口部の中心部の深さの10個の平均値である平均深さを5[μm]以上、20[μm]以下(例えば5[μm])とするのが望ましい。この平均深さが5[μm]未満では、開口部の内部に潤滑油15を留めることが難しいからである。また、この平均深さが20[μm]を超えると、製造上、ダル加工された部分の上端部の形状が安定せず、かえって開口部の内部に潤滑油15を留めることが難しくなるからである。
[Modification 1]
In the present embodiment, the surface of the
また、ダイ3の凹部31aに形成された凹形状の開口部の表面の直径(開口部の表面の形状が円である場合には当該円の直径)の10個の平均値である平均直径を50[μm]以上、150[μm]以下(例えば100[μm])とするのが望ましい。この平均直径が50[μm]未満では、開口部の内部への被接合部のたわみによるめり込みが少なく、開口部の内部に留められた潤滑油15を適度に排出できないため、ダイ3と被接合材100bとの摩擦抵抗が上昇するからである。また、この平均直径が150[μm]を超えると、開口部の内部への被接合部のたわみによるめり込みが大きくなり、開口部の内部から多くの潤滑油15が排出されると共に、開口部の肩部と被接合材100bとの摩擦抵抗が上昇するからである。
Further, an average diameter which is an average value of ten diameters of the surface of the concave opening formed in the concave portion 31a of the die 3 (or the diameter of the circle when the shape of the surface of the opening is a circle) is It is desirable to set it to 50 [μm] or more and 150 [μm] or less (for example, 100 [μm]). If this average diameter is less than 50 [μm], there is little intrusion due to the deflection of the joined portion into the opening, and the lubricating
また、ダイ3の凹部31aに形成された凹形状の開口部の間隔(凹形状の開口部の(表面の)中心間の距離)を前述した平均直径の1.5倍以上、3倍以下とするのが望ましい。この間隔が平均直径の1.5倍未満では、ダイ3と被接合材100bとが直接接触する領域の面積が小さくなり、この領域が凸部となって被接合材100bとダイ3との摩擦係数が上昇するからである。また、この間隔が平均直径の3倍を超えると、ダイ3の表面での潤滑油15が少なくなるため、潤滑効果を十分に得ることができなくなるからである。
Further, the interval between the concave openings formed in the concave portion 31a of the die 3 (the distance between the centers of (the front surface) of the concave openings) is 1.5 times to 3 times the average diameter described above. It is desirable to do. When the distance is less than 1.5 times the average diameter, the area of the area where the die 3 and the material to be bonded 100b are in direct contact with each other becomes small, and this area becomes a convex portion to cause friction between the material to be bonded 100b and the die 3. This is because the coefficient increases. Further, if this interval exceeds three times the average diameter, the lubricating
以上のような凹凸は、ダイ3の凹部3aに対して、ショットブラスト加工、放電加工、エッチング加工、又はレーザ加工等を施すことにより形成することができる。尚、これらの方法のうち、エッチング加工が、最も高精度な凹凸のパターンを形成することができるので好ましい。このようにすることによって、ダイ3の凹部3aに供給した潤滑油15を、ダイ3の凹部3aに留めることができ、例えば、リベット21の打ち込みによって、ダイ3の凹部3aから飛び散ってしまうことをより確実に抑制することができる。ここで、以上のような凹凸のパターンは、例えば、デジタルマイクロスコープを用いて測定された画像を処理することにより求めることができる。尚、被加工材100a、100bの表面に潤滑処理が施されている場合には、ダイ3の凹部3aの表面に凹凸を形成しておき、潤滑油15を供給しなくてもよい。
The unevenness as described above can be formed by performing shot blast processing, electric discharge processing, etching processing, laser processing or the like on the
[変形例2]
図3は、セルフピアシングリベット接合装置の構成の変形例を示す図である。本実施形態では、図1に示すように、ダイ3に対して、水平方向に振動を与えるようにした。しかしながら、図3に示すように、ダイ3に対して、上下方向(図3のダイ3の下方に示す両矢印の方向)に振動を与えるようにしてもよい。
[変形例3]
また、本実施形態では、ダイ3の凹部3aに潤滑油15を供給するようにした。しかしながら、ダイ3の凹部3aではなく、下側の被接合材100bの、ダイ3の凹部3aと対向する領域に潤滑油を与えるようにしてもよい。
[Modification 2]
FIG. 3 is a view showing a modification of the configuration of the self-piercing rivet joining apparatus. In this embodiment, as shown in FIG. 1, the die 3 is vibrated in the horizontal direction. However, as shown in FIG. 3, vibration may be applied to the die 3 in the vertical direction (the direction of the double arrow shown below the die 3 in FIG. 3).
[Modification 3]
In the present embodiment, the lubricating
[変形例4]
また、本実施形態では、振動付加装置13によりダイ3に対して微小振動を与えるようにした。しかしながら、必ずしも振動付加装置13を用いる必要はない。振動付加装置13を用いない場合、例えば、ポンプ10は、ダイ3の凹部3a一杯に潤滑油15が充填されるように潤滑油15を所定の圧力で所定量だけダイ3の凹部3aに供給した後、潤滑油15を所定の圧力で所定量だけ引き戻して容器16に戻すようにすれば、ダイ3の凹部3aを形成する面の広範囲にわたって潤滑油15を供給することができる。ただし、必ずしもこのように潤滑油15を供給する必要はない。
[Modification 4]
In the present embodiment, the
(第2の実施形態)
次に、本発明の第2の実施形態を説明する。第1の実施形態では、被接合材100a、100bとダイ3との間に供給する専用の潤滑剤として潤滑油を用いた場合を例に挙げて説明した。これに対し、本実施形態では、潤滑剤として樹脂膜を用いる場合を例に挙げて説明する。そこで、本実施形態の説明において、第1の実施形態と同一の部分については、図1〜図3に付した符号と同一の符号を付す等して詳細な説明を省略する。
図4は、リベット接合装置の構成の一例を示す図である。
図4において、リベット接合装置41は、C型フレーム2と、ダイ46と、パッド4と、パンチ5と、スタンド6と、加圧用モータ7と、ボールねじ8と、ボックス9と、送給装置42と、ロール43a、43bと、駆動装置44と、制御装置45と、を有している。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the first embodiment, the case where the lubricating oil is used as the dedicated lubricant supplied between the materials to be bonded 100 a and 100 b and the die 3 has been described as an example. On the other hand, in this embodiment, the case where a resin film is used as the lubricant will be described as an example. Therefore, in the description of the present embodiment, the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those in FIGS.
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the configuration of the rivet joining apparatus.
In FIG. 4, a
送給装置42は、樹脂膜47をダイ46の上面に供給するために、樹脂膜47を送り出すためのものである。ロール43a、43bは、樹脂膜47の搬送経路を規定するものである。尚、図4では、代表的なロール43a、43bのみを示しているが、この他のロールがあってもよい。駆動装置44は、ロール43a、43bを回転駆動させるためのものである。図4に示す例では、紙面に向かって反時計回りにロール43a、43bを回転駆動させることによって、樹脂膜47を紙面に向かって右から左の方向(樹脂膜47に示されている矢印の方向)に送り出すようにしている場合を例に挙げて示している。
制御装置45は、リベット接合装置41全体を制御する装置であり、予め設定されたスケジュールに従って、送給装置42、及び駆動装置44等の動作を制御するものである。制御装置45は、例えば、CPU、ROM、RAM、HDD、及び各種のインターフェースを備えたコンピュータを用いることにより実現できる。
The
The
図5は、リベット接合装置41により被接合材100a、100bが接合される様子の一例を示す図である。具体的に図5(a)は、リベット接合装置41により被接合材100a、100bが接合される前の様子の一例を示す図であり、図5(b)は、リベット接合装置41により被接合材100a、100bが接合された後の様子の一例を示す図である。本実施形態でも、第1の実施形態と同様に、相互に重ね合わせられた2枚の被接合材100a、100bを接合する場合を例に挙げて説明する。
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a state in which the materials to be joined 100 a and 100 b are joined by the
まず、駆動装置44は、ローラ43a、43bを回転駆動させる。そうすると、送給装置42から樹脂膜47が送り出される。駆動装置44は、樹脂膜47が所定の距離だけ移動するようにローラ43a、43bを回転させると、ローラ43a、43bの回転駆動を停止させる。これにより、ダイ46の上面(少なくともダイ46の凹部46aの上方全体)に樹脂膜47が位置する。
ここで、樹脂膜としては、例えば、10[μm]以上、100[μm]以下の厚みを有する「ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレン、又はナイロン」を用いることができる。樹脂膜47の厚みを10[μm]以上にするのは、樹脂膜47の厚みが10[μm]未満であると、樹脂膜47が薄すぎて切れてしまう虞があるからである。一方、樹脂膜37の厚みを100[μm]以下にするのは、樹脂膜47の厚みが100[μm]を超えると、樹脂膜47が厚すぎて、リベット接合部の加工精度が低くなる虞があるからである。
First, the driving device 44 drives the
Here, as the resin film, for example, “polytetrafluoroethylene, polyethylene, or nylon” having a thickness of 10 [μm] or more and 100 [μm] or less can be used. The reason why the thickness of the
以上のようにしてダイ46の上面に樹脂膜47を配置させた後に、リベット21を金属板100a、100bに対して打ち込む動作を行う。リベット21を被加工材100a、100bに対して打ち込む動作は、第1の実施形態と同じであるので、ここでは、その詳細な説明を省略する。
そして、駆動装置44は、リベット21の打ち込み動作が1回行われる度に、樹脂膜47が所定の距離だけ移動するようにローラ43a、43bを回転駆動させる。ただし、必ずしもリベット21の打ち込み動作が1回行われる度に、樹脂膜47を移動させる必要はなく、例えば、リベット41の打ち込み動作が予め設定された2以上の回数行われる度に、樹脂膜47を移動させるようにしてもよい。
After placing the
Then, each time the driving operation of the
制御装置45には、以上のような動作を繰り返し実行するためのコンピュータプログラムが組み込まれており、このコンピュータプログラムを実行することにより、リベット接合装置41の各部に対して動作の指令を行う。
以上のように、ダイ46の上面に樹脂膜47を配置した上で、リベット21を被加工材100a、100bに対して打ち込むようにしても前述した第1の実施形態と同じ効果を得ることができる。
The
As described above, even when the
(第3の実施形態)
次に、本発明の第3の実施形態について説明する。本実施形態では、潤滑剤として、固体潤滑剤を用いる場合を例に挙げて説明する。本実施形態の説明においても、第1、第2の実施形態と同一の部分については、図1及び図2に付した符号と同一の符号を付す等して詳細な説明を省略する。
図6は、リベット接合装置の構成の一例を示す図である。
図6において、リベット接合装置61は、C型フレーム2と、ダイ46と、パッド4と、パンチ5と、スタンド6と、加圧用モータ7と、ボールねじ8と、ボックス9と、スプレー装置62と、駆動装置63と、を有している。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, a case where a solid lubricant is used as the lubricant will be described as an example. Also in the description of the present embodiment, the same parts as those in the first and second embodiments are denoted by the same reference numerals as those in FIGS. 1 and 2, and detailed description thereof is omitted.
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of the configuration of the rivet joining apparatus.
In FIG. 6, the
スプレー装置62は、固体潤滑剤を収容しており、固体潤滑剤を、ダイ46の凹部46aを形成する面全体に吹き付けるためのものである。
制御装置63は、リベット接合装置61全体を制御する装置であり、予め設定されたスケジュールに従って、スプレー装置62等の動作を制御するものである。制御装置63は、例えば、CPU、ROM、RAM、HDD、及び各種のインターフェースを備えたコンピュータを用いることにより実現できる。
The
The
図7は、リベット接合装置61により被接合材100a、100bが接合される様子の一例を示す図である。具体的に図6(a)は、ダイ46の凹部46aを形成する面に固体潤滑剤71を吹き付ける様子を示す図であり、図6(b)は、リベット接合装置61により被接合材100a、100bが接合される前の様子の一例を示す図であり、図6(c)は、リベット接合装置61により被接合材100a、100bが接合された後の様子の一例を示す図である。本実施形態でも、第1の実施形態と同様に、相互に重ね合わせられた2枚の被接合材100a、100bを接合する場合を例に挙げて説明する。
FIG. 7 is a diagram showing an example of a state in which the materials to be joined 100 a and 100 b are joined by the
まず、ダイ56の上に被接合材100a、100bが置かれていない状態で、スプレー装置62は、ダイ46の凹部46a(好ましくは凹部46aを形成する面の全体)に固体潤滑剤71を吹き付けることができる所定の位置まで移動して、ダイ46の凹部46aに対して固体潤滑剤71を所定量だけ吹き付ける(図7(a)を参照)。その後、スプレー装置42は、リベット21の打ち込み動作の邪魔にならない所定の位置まで退避する。
ここで、固体潤滑剤71としては、例えば、二硫化モリブデン、黒鉛、二硫化タングステン、窒化ホウ素、又は小麦粉を用いることができる。
First, the
Here, as the
以上のようにしてダイ46の凹部46aに固体潤滑剤71が吹き付けられた後に、不図示の搬送装置は、被接合材100a、100bの接合予定位置がダイ46の凹部46aの上に位置するように、被接合材100a、100bをダイ46の上に配置する(図7(b)を参照。尚、図7(b)では、表記の都合上、ダイ46の凹部46aにのみ固体潤滑剤71を示している)。そして、リベット21を金属板100a、100bに対して打ち込む動作を行う。リベット21を金属板100a、100bに対して打ち込む動作は、第1の実施形態と同じであるので、ここでは、その詳細な説明を省略する。
その後、不図示の搬送装置は、被接合材100a、100bをダイ46の凹部46aの上からどかす。そして、前述したようにスプレー装置62により、ダイ46の凹部46aに固体潤滑剤71を吹き付ける。ただし、必ずしもリベット21の打ち込み動作が1回行われる度に、固体潤滑剤71を吹き付ける必要はなく、例えば、リベット21の打ち込み動作が予め設定された2以上の回数行われる度に、固体潤滑剤71を吹き付けるようにしてもよい。
After the
Thereafter, the unillustrated transfer device moves the materials to be bonded 100 a and 100 b from the top of the
制御装置63には、以上のような動作を繰り返し実行するためのコンピュータプログラムが組み込まれており、このコンピュータプログラムを実行することにより、リベット接合装置61の各部に対して動作の指令を行う。
以上のように、固体潤滑剤71をダイ46の凹部46aに吹き付けた上で、リベット21を金属板100a、100bに対して打ち込むようにしても前述した第1の実施形態と同じ効果を得ることができる。
ここで、スプレー装置62としてディスペンサーを用いることにより、本実施形態のリベット接合装置61を用いて、第1の実施形態で説明した潤滑油15をダイ46の凹部46aに吹き付けることができる。
The
As described above, even when the
Here, by using a dispenser as the
次に、本発明の実施形態の実施例を説明する。
(実施例1)
図8は、実施例1の結果を示す図である。実施例1は、第1の実施形態の実施例である。
本実施例における接合条件は以下の通りである。
・被接合材;冷延鋼板(厚み=1.6[mm]、2枚重ね)
・リベット;鋼製リベット(直径=5.0[mm]、首下長さ=6.0[mm])
・振動子;ボルト締めランジュバン型振動子
・ダイへの振動の付加方法;振動子の振動をホーンによりダイへ伝達
・振動子による振動の方向;水平方向
・振動子による振動の振動数;15[kHz]
・振動子による振動の振幅;10[μm]
・振動子による振動の最大出力;3500[W]
・油;プレス洗浄防錆油(プレトン R-303P(鉱油系、粘度=3.9[mm2/S](40[℃]))、スギムラ化学工業(株)製)
・油の供給方法;ディスペンサー
・ダル加工の方法;エッチング法
・ダル形状;平均深さ=5[μm]、平均直径=100[μm]、凹形状の間隔=0.2[mm](=平均直径の2倍)
Next, examples of the embodiment of the present invention will be described.
Example 1
FIG. 8 is a diagram showing the results of Example 1. Example 1 is an example of the first embodiment.
The joining conditions in this example are as follows.
-Material to be joined: Cold-rolled steel sheet (thickness = 1.6 [mm], 2 layers)
・ Rivets: Steel rivets (diameter = 5.0 [mm], neck length = 6.0 [mm])
・ Oscillator; Bolt-clamped Langevin type vibrator ・ Method of adding vibration to die; Transmit vibration of vibrator to die by horn ・ Direction of vibration by vibrator; Horizontal direction ・ Frequency of vibration by vibrator; 15 [ kHz]
・ Vibration amplitude: 10 [μm]
・ Maximum output of vibration by vibrator; 3500 [W]
・ Oil: Press washed rust preventive oil (Preton R-303P (mineral oil, viscosity = 3.9 [mm 2 / S] (40 [° C.])), manufactured by Sugimura Chemical Co., Ltd.)
・ Oil supply method; dispenser / dull processing method; etching method / dull shape; average depth = 5 [μm], average diameter = 100 [μm], interval between concave shapes = 0.2 [mm] (= average Twice the diameter)
図8において、「振動付加」とは、ダル加工が施されていないダイに対して前述した接合条件に示す微小振動を与えて接合を行ったことを示す。また、「ダル加工」とは、前述した接合条件に示すダル加工が施されたダイに対して微小振動を与えずに接合を行ったことを示す。
また、「亀裂」とは、被接合材のダイに接する面の亀裂をいう。この「亀裂」が○のものは、亀裂が発生しなかったことを示し、△のものは微細な亀裂が発生したことを示し、×のものは、明確な亀裂が発生したことを示す。
In FIG. 8, “vibration addition” indicates that the die not subjected to dull processing is joined by applying the minute vibration shown in the joining condition described above. Further, “dull processing” indicates that the die subjected to the dull processing shown in the above-described bonding conditions is bonded without giving a minute vibration.
Further, the “crack” refers to a crack on the surface of the material to be joined that is in contact with the die. When this “crack” is ◯, it indicates that no crack was generated, Δ indicates that a fine crack has occurred, and × indicates that a clear crack has occurred.
また、「対称性」とは、被接合材のダイに接する面でのリベットの形状痕の対称性をいう。この「対称性」が○のものは、リベットの形状痕が円環状であったことを示し、△のものは、リベットの形状痕は円環状ではないものの、製品の美観(美麗性)として許容できる形状であったことを示し、×のものは、リベットの形状痕が製品の美観として許容できない形状であったことを示す。
また、「総合判定」が◎のものは、接合の結果が良好であったことを示し、×のものは、接合の結果が不良であったことを示す。
図8に示すように、凹部に油が供給されたダイに微小振動を与えたり、凹部の表面にダル加工を施したりすることにより、リベット接合部の美観を向上させることができることが分かる。特に、440MPa級鋼板と590MPa級鋼板を(引張強度が440MPa以上の鋼板を)被溶接材として用いると、リベット接合部の亀裂の発生を抑制でき、リベット接合部の強度を安定・向上させることができることが分かる。
Further, “symmetry” refers to the symmetry of the rivet shape trace on the surface of the material to be joined that is in contact with the die. When this “symmetry” is ○, it indicates that the shape mark of the rivet was annulus, and for △, the shape mark of the rivet is not annulus, but is acceptable as a product aesthetic (beauty). The shape indicated by “×” indicates that the shape mark of the rivet was an unacceptable shape as a product aesthetic.
In addition, when the “overall determination” is “◎”, the result of the joining is good, and when the result is “x”, the result of the joining is bad.
As shown in FIG. 8, it can be seen that the aesthetics of the rivet joint can be improved by giving micro vibrations to the die in which oil is supplied to the recess, or by applying dull processing to the surface of the recess. In particular, when a 440 MPa grade steel plate and a 590 MPa grade steel plate are used as a material to be welded (a steel plate having a tensile strength of 440 MPa or more), the occurrence of cracks in the rivet joint can be suppressed, and the strength of the rivet joint can be stabilized and improved. I understand that I can do it.
(実施例2)
図9は、実施例2の結果を示す図である。実施例2は、第2の実施形態の実施例である。
本実施例における接合条件は以下の通りである。
・被接合材;冷延鋼板(厚み=1.6[mm]、2枚重ね)
・リベット;鋼製リベット(直径=5.0[mm]、首下長さ=6.0[mm])
・潤滑シート(樹脂膜);ポリテトラフルオロエチレン(厚み=20[μm])
図9に示すように、ダイと被接合材の間に樹脂膜を挿入することにより、リベット接合部の美観を向上させることができることが分かる。特に、440MPa級鋼板と590MPa級鋼板を(引張強度が440MPa以上の鋼板を)被溶接材として用いると、リベット接合部の亀裂の発生を抑制でき、リベット接合部の強度を安定・向上させることができることが分かる。
(Example 2)
FIG. 9 is a diagram showing the results of Example 2. Example 2 is an example of the second embodiment.
The joining conditions in this example are as follows.
-Material to be joined: Cold-rolled steel sheet (thickness = 1.6 [mm], 2 layers)
・ Rivets: Steel rivets (diameter = 5.0 [mm], neck length = 6.0 [mm])
・ Lubricating sheet (resin film); polytetrafluoroethylene (thickness = 20 [μm])
As shown in FIG. 9, it can be seen that the aesthetic appearance of the rivet joint can be improved by inserting a resin film between the die and the material to be joined. In particular, when a 440 MPa grade steel plate and a 590 MPa grade steel plate are used as a material to be welded (a steel plate having a tensile strength of 440 MPa or more), the occurrence of cracks in the rivet joint can be suppressed, and the strength of the rivet joint can be stabilized and improved. I understand that I can do it.
(実施例3)
図10は、実施例3の結果を示す図である。実施例3は、第3の実施形態の実施例である。
本実施例における接合条件は以下の通りである。
・被接合材;冷延鋼板(厚み=1.6[mm]、2枚重ね)
・リベット;鋼製リベット(直径=5.0[mm]、首下長さ=6.0[mm])
・固体潤滑剤;二硫化モリブデン
図10に示すように以上のように、凹部に固体潤滑剤を供給することにより、リベット接合部の美観を向上させることができることが分かる。特に、440MPa級鋼板と590MPa級鋼板を(引張強度が440MPa以上の鋼板を)被溶接材として用いると、リベット接合部の亀裂の発生を抑制でき、リベット接合部の強度を安定・向上させることができることが分かる。
(Example 3)
FIG. 10 is a diagram showing the results of Example 3. Example 3 is an example of the third embodiment.
The joining conditions in this example are as follows.
-Material to be joined: Cold-rolled steel sheet (thickness = 1.6 [mm], 2 layers)
・ Rivets: Steel rivets (diameter = 5.0 [mm], neck length = 6.0 [mm])
Solid lubricant; molybdenum disulfide As shown in FIG. 10, it can be seen that the aesthetics of the rivet joint can be improved by supplying the solid lubricant to the recess. In particular, when a 440 MPa grade steel plate and a 590 MPa grade steel plate are used as a material to be welded (a steel plate having a tensile strength of 440 MPa or more), the occurrence of cracks in the rivet joint can be suppressed, and the strength of the rivet joint can be stabilized and improved. I understand that I can do it.
尚、以上説明した本発明の実施形態のうち、制御装置14、45、63の処理は、コンピュータがプログラムを実行することによって実現することができる。また、プログラムをコンピュータに供給するための手段、例えばかかるプログラムを記録したCD−ROM等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体、又はかかるプログラムを伝送する伝送媒体も本発明の実施の形態として適用することができる。また、前記プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体などのプログラムプロダクトも本発明の実施の形態として適用することができる。前記のプログラム、コンピュータ読み取り可能な記録媒体、伝送媒体及びプログラムプロダクトは、本発明の範疇に含まれる。
また、以上説明した本発明の実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
In addition, among embodiment of this invention demonstrated above, the process of the
In addition, the embodiments of the present invention described above are merely examples of implementation in carrying out the present invention, and the technical scope of the present invention should not be construed as being limited thereto. Is. That is, the present invention can be implemented in various forms without departing from the technical idea or the main features thereof.
1、41、61 リベット溶接装置
3、46 ダイ
3a、46a 凹部
4 パッド
5 パンチ
13 振動付加装置
14、45、63 制御装置
15 潤滑油
21 セルフピアシングリベット
42 送給装置
43 ローラ
44 駆動装置
47 樹脂膜
62 スプレー装置
100 被接合材
1, 41, 61
Claims (6)
前記セルフピアシングリベットの脚部の形状及び大きさに応じた凹部を有するダイの当該凹部と、前記セルフピアシングリベットの脚部の先端とが、前記複数の被接合材を介して相互に対向するように、前記セルフピアシングリベットを配置する配置工程と、
前記複数の被接合材のうち、前記ダイに最も近い位置に配置される前記被接合材と、前記ダイの凹部との間に、当該ダイを潤滑させるための専用の潤滑剤を供給する供給工程と、
前記供給工程により前記潤滑剤が供給されてから、前記配置工程により配置されたセルフピアシングリベットを前記複数の被接合材に打ち込む打ち込み工程と、を有し、
前記複数の被接合材のうち、少なくとも、前記ダイに最も近い位置に配置される前記被接合材は、裸鋼板、アルミニウム合金板、表面にめっき処理が施された鋼板、又は表面にめっき処理が施されたアルミニウム合金板であり、
前記潤滑剤は、樹脂膜、潤滑油、又は固体潤滑剤であり、
前記打ち込み工程は、前記複数の被接合材のうち、前記セルフピアシングリベットに最も近い位置に配置される前記被接合材の、前記セルフピアシングリベットが配置されている側の表面に潤滑剤が供給されていない状態で前記セルフピアシングリベットを前記複数の被接合材に打ち込むことを特徴とするリベット接合方法。 A rivet joining method for joining a plurality of stacked workpieces using self-piercing rivets,
The concave portion of the die having a concave portion corresponding to the shape and size of the leg portion of the self-piercing rivet and the tip of the leg portion of the self-piercing rivet are opposed to each other through the plurality of materials to be joined. An arrangement step of arranging the self-piercing rivet,
Supplying step of supplying a dedicated lubricant for lubricating the die between the material to be joined, which is disposed closest to the die, among the plurality of materials to be joined, and the concave portion of the die. When,
A driving step of driving the self-piercing rivets arranged in the arrangement step into the plurality of materials to be bonded after the lubricant is supplied in the supply step;
Of the plurality of materials to be bonded, at least the material to be bonded arranged at a position closest to the die is a bare steel plate, an aluminum alloy plate, a steel plate having a surface plated, or a surface plated. An applied aluminum alloy plate,
The lubricant, a resin film, Ri lubricant or solid lubricant der,
In the driving step, a lubricant is supplied to a surface of the material to be bonded, which is disposed closest to the self-piercing rivet among the plurality of materials to be bonded, on the side where the self-piercing rivet is disposed. A rivet joining method , wherein the self-piercing rivet is driven into the plurality of materials to be joined in a state where the piercing rivet is not attached .
前記複数の凹凸により形成される複数の凹形状の開口部の中心における平均深さは、5[μm]以上、20[μm]以下であり、
前記複数の凹凸により形成される複数の凹形状の開口部の表面の平均直径は、50[μm]以上、150[μm]以下であり、
前記複数の凹凸により形成される複数の凹形状の開口部の中心間の距離は、前記平均直径の1.5倍以上、3倍以下であり、
前記潤滑剤は、潤滑油であることを特徴とする請求項1に記載のリベット接合方法。 On the surface forming the concave portion of the die, a plurality of irregularities are formed,
The average depth at the center of the plurality of concave openings formed by the plurality of irregularities is 5 [μm] or more and 20 [μm] or less,
The average diameter of the surfaces of the plurality of concave openings formed by the plurality of irregularities is 50 [μm] or more and 150 [μm] or less,
The distance between the centers of the plurality of concave openings formed by the plurality of irregularities is 1.5 times or more and 3 times or less of the average diameter,
The rivet joining method according to claim 1, wherein the lubricant is lubricating oil.
前記潤滑剤は、潤滑油であることを特徴とする請求項1又は2に記載のリベット接合方法。 At least when the self-piercing rivet is driven into the plurality of materials to be joined by the driving step in a state where the lubricant is supplied by the supplying step, the range is from 5 [μm] to 30 [μm]. A vibration imparting step of providing the die with a minute vibration having an amplitude selected from 1 and a frequency selected from a range of 1 [kHz] to 25 [kHz];
The rivet joining method according to claim 1, wherein the lubricant is lubricating oil.
前記潤滑剤は、潤滑油、又は固体潤滑剤であることを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載のリベット接合方法。 The supplying step supplies a dedicated lubricant for lubricating the die to the concave portion of the die,
The rivet joining method according to claim 1, wherein the lubricant is a lubricant or a solid lubricant.
前記潤滑剤は、樹脂膜であることを特徴とする請求項1に記載のリベット接合方法。 In the supplying step, a dedicated lubricant for lubricating the die is sent out between the material to be joined arranged at a position closest to the die and the concave portion of the die,
The rivet bonding method according to claim 1, wherein the lubricant is a resin film.
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