JP6387414B2 - 自己穿孔リベット及び自己穿孔リベット留めする方法及び自己穿孔リベット留め接合部 - Google Patents
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Description
換言すれば、熱処理前は微細構造が特にフェライト−パーライト構造からなる「Usibor(登録商標)」の名称で知られるような加工用鋼(forming steel)でさえ、本発明による自己穿孔リベットにより必要な接続強度で接合することができる。
このようにして目的が完全に達成される。
この選択肢において、足端部領域における凹所の直径は、凹所の底部の領域における直径よりも大きいことが好ましい。この実施形態において、凹所の底部は好ましくは平坦であるが、凹面状又は凸面状に湾曲させることもできる。
アーチ形は、ここで単一の半径により生成することができ、したがって凹所は長手方向断面において円弧の形状になる。
このようなアーチ形状は、円から作図される2つの弧により生成され、点を有する。
点は、ここでは適切な方式で半径により丸みを帯びていることが好ましい。
さらに、尖頭アーチ形の場合、それぞれに割り当てられた弧の、それぞれの弧の中心点は、長手方向断面で見たときに各々が自己穿孔リベットの長手方向中心軸線の異なる側にあることが好ましい。
凹所内の円筒形部分は、不安定性をもたらすことがあり、非常に高い打抜き圧力において破損を生じさせる可能性がある。
凹所内の円筒形部分を省くことにより、自己穿孔リベットの安定性を全体として向上させることができる。
この結果、実質的にアップセットされるような方式で設計された自己穿孔リベットが得られ、その結果として凹所の容積が削減され、したがって打抜きピースが自己穿孔リベット留め動作中にリベットの前方で実質的に押されることになる。
これにより下部加工物の材料は、打抜きピースによってダイ内で適切に移動することができるようになり、したがって該材料は、自己穿孔リベットのシャンク内のアンダーカットの後方に流れる。
この結果、アンダーカットの広がりは比較的小さくなる。しかしながら、このような小さいアンダーカットは、高強度鋼を接続するときには必要な接続強度を実現するのに十分である。
この結果、その所定の硬度ゆえに比較的小さい程度までしかアップセットしない自己穿孔リベットが得られ、これは同様に半径方向に比較的小さいアンダーカットをもたらす。
本発明の例示的な実施形態は、図面に示されかつ下記の説明においてより詳細に説明される。
VB=(LB・π)/3・[(DB/2)2+DB・DB’+(DB’/2)2]
で計算され、シャンクの体積は、
VS=π・(DS/2)2・LS
で計算される。
それゆえ、シャンク体積VSは、凹所容積VBを含む。
2つの円弧の半径は、図2において模式的にR2により示されており、例えばおよそ4mmとすることができる。
直径DS及び軸線方向長さLS並びにその他の寸法も、図1の自己穿孔リベット10のものと同一とすることができる。
自己穿孔リベット留め接合部30は、加工物配置32を接続し、該加工物配置は、少なくとも1つの上部加工物34と1つの下部加工物36とを含み、そのうち少なくとも上部加工物は、高強度又は高強度鋼の鋼板の形態で製造することができる。
12:頭部
14:シャンク
18:足端部
20:平面部分
22:凹所
30:自己穿孔リベット留め接合部
32:加工物配置
34:上部加工物
36:下部加工物
38:打抜きピース
42:アンダーカット
50:ダイ
52:打抜き力
Claims (15)
- 頭部径(DH)を有する頭部(12)及びシャンク径(DS)を有するシャンク(14)を備え、前記シャンク(14)は前記頭部(12)とは反対側の足端部(18)に軸線方向深さ(LB)をもった軸線方向凹所(22)を有し、前記足端部(18)において前記シャンク(14)が平面部分(20)を有する、高強度鋼を接続するための自己穿孔リベット(10)において、
前記凹所(22)が長手方向断面において切頭円錐形であり、
前記凹所(22)の軸線方向深さ(LB)と前記シャンク径(DS)との比が0.3より小さいことを特徴とする、自己穿孔リベット(10)。 - 頭部径(DH)を有する頭部(12)及びシャンク径(DS)を有するシャンク(14)を備え、前記シャンク(14)は前記頭部(12)とは反対側の足端部(18)に軸線方向深さ(LB)をもった軸線方向凹所(22)を有し、前記足端部(18)において前記シャンク(14)が平面部分(20)を有する、高強度鋼を接続するための自己穿孔リベット(10)において、
前記凹所(22)が長手方向断面においてアーチ形であり、
前記凹所(22)の軸線方向深さ(LB)と前記シャンク径(DS)との比が0.3より小さいことを特徴とする自己穿孔リベット(10)。 - 前記凹所(22)が長手方向断面において尖頭アーチ形であることを特徴とする、請求項2に記載の自己穿孔リベット(10)。
- 前記凹所(22)が円筒形部分を有しないことを特徴とする、請求項1〜請求項3のいずれかに記載の自己穿孔リベット(10)。
- 前記凹所(22)が凹所容積を有し、前記凹所容積の、前記シャンク(14)の体積に対する比が0.25より小さい、特に0.18より小さい、及び/又は0.05より大きい、特に0.1より大きいことを特徴とする、請求項1〜請求項4のいずれかに記載の自己穿孔リベット(10)。
- 頭部径(DH)を有する頭部(12)及びシャンク径(DS)を有するシャンク(14)を備え、前記シャンク(14)は前記頭部(12)とは反対側の足端部(18)に軸線方向深さ(LB)をもった軸線方向凹所(22)を有し、前記足端部(18)において前記シャンク(14)が平面部分(20)を有する、高強度鋼を接続するための自己穿孔リベット(10)において、
前記凹所(22)が凹所容積を有し、前記凹所容積の、前記シャンク(14)の体積に対する比が0.25より小さい、特に0.18より小さい、及び/又は0.05より大きい、特に0.1より大きいことを特徴とする自己穿孔リベット(10)。 - 前記平面部分(20)は、環状面部分(20)として設計されかつ断面において半径方向幅(BF)を有しており、前記環状面部分(20)の前記半径方向幅(BF)の、前記シャンク径(DS)に対する比が0.05より大きい、及び/又は0.25より小さいことを特徴とする、請求項1〜請求項6のいずれかに記載の自己穿孔リベット(10)。
- 前記自己穿孔リベット(10)が、少なくとも500HV10の硬度を有する鋼から製造されたものであることを特徴とする、請求項1〜請求項7のいずれかに記載の自己穿孔リベット(10)。
- 自己穿孔リベット留め接合部(30)であって、少なくともその一方が高強度鋼から形成された上部加工物(34)及び下部加工物(36)と、自己穿孔リベット、特に請求項1〜請求項8のいずれかに記載の自己穿孔リベット(10)が変形した自己穿孔リベット(10*)とを有し、該リベットの頭部(12*)が前記上部加工物(34)に当接することを特徴とする、自己穿孔リベット留め接合部(30)。
- 前記上部加工物(34)の軸線方向厚さ(L34)が、未変形状態における自己穿孔リベット(10)の前記凹所(22)の軸線方向深さ(LB)以上であることを特徴とする、請求項9に記載の自己穿孔リベット留め接合部(30)。
- 打抜きピース(38)が前記上部加工物(34)から切り離されており、前記打抜きピース(38)の体積の50%未満、特に25%未満が、前記変形した自己穿孔リベット(10*)の凹所(22*)内に位置することを特徴とする、請求項9〜請求項10のいずれかに記載の自己穿孔リベット留め接合部(30)。
- 前記変形した自己穿孔リベット(10*)のシャンク(14*)が、前記頭部(12*)の方向の力に対してアンダーカット(42)を形成し、前記アンダーカット(42)の、シャンク径(DS)に対する比が、0.1より小さい、及び/又は0.01より大きいことを特徴とする、請求項9〜請求項11のいずれかに記載の自己穿孔リベット留め接合部(30)。
- 変形後の前記自己穿孔リベット(10*)の軸線方向長さ(LR*)の、変形前の自己穿孔リベット(10)の軸線方向長さ(LR)に対する比が、0.8より大きい、及び/又は0.95より小さいことを特徴とする、請求項9〜請求項12のいずれかに記載の自己穿孔リベット留め接合部(30)。
- 自己穿孔リベット留め接合部(30)、特に請求項9〜請求項13のいずれかに記載の自己穿孔リベット留め接合部(30)を作製する方法であって、少なくとも1つの上部加工物及び1つの下部加工物(34、36)を有する加工物配置(32)を準備するステップと、請求項1〜請求項8のいずれかに記載の自己穿孔リベット(10)を打抜き力(52)により前記加工物配置(32)内へ駆動するステップと、を含むことを特徴とする、方法。
- 前記加工物配置(32)は、少なくとも前記下部加工物(36)がその中に駆動される容積を有するダイ(50)上に支持され、ダイ容積の、自己穿孔リベット(10)の体積に対する比が1.0以上及び/又は1.5以下であることを特徴とする、請求項14に記載の方法。
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