JP7004672B2 - 自己穿孔リベット及び自己穿孔リベット接合部 - Google Patents
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Description
VB=(LB・π)/3・[(DB/2)2+DB・DB’+[(DB’/2)2]
で計算され、シャンク体積は、
VS=π・(DS/2)2・LS
で計算される。
10*、10’*:再成形された自己穿孔リベット
12、12*、12’、12’ ’ ’、12IV、12V:頭部
14、14*、14’:シャンク
16、16’:移行部分
18:足端部
20:平面部分
22:凹部
24:凹部移行部分
26、26’:凹部底部
30:自己穿孔リベット接合部
32:加工物構成
34:上部加工物
36:下部加工物
38:スラグ
42:アンダーカット部
44:突出部
50:ダイ
52:軸方向力(自己穿孔力)
60:軸方向円形凹部
66:第1の半径方向凹部部分
68:第2の半径方向凹部部分
70、70IV、70V:頭部底面
80:カッター
Claims (18)
- 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’)とは反対側に位置する足端部(18’)上に、軸方向深さ(LB)を有する軸方向凹部(22)を含み、かつ、前記足端部(18)上に平面部分(20)又は円形カッター(80)を含む、特に高張力鋼から作られた加工物(34、36)を接合するための自己穿孔リベット(10)であって、
軸方向円形凹部(60)が、前記頭部(12’、12’’’、12IV、12V)と前記シャンク(14’、14’ ’、14’ ’ ’、14IV、14V)との間の移行部分(16)の領域内に実現され、
前記軸方向円形凹部(60)は、3つの半径(RA1、RA2、RA3)により形成され、前記シャンクに隣接する第3の半径(RA3)と該半径(RA3)に続く第2の半径(RA2)は同一方向に湾曲しており、半径方向外側の位置で前記第2の半径に隣接する第1の半径(RA1)は、前記第2及び第3の半径とは反対方向に湾曲して前記頭部の半径方向外端部に連続しており、
前記複数の半径(RA1、RA2、RA3)は、前記軸方向円形凹部(60)が実質的に連続形状になるように定められ、
前記軸方向円形凹部(60)は、自己穿孔締結動作において、前記シャンクに対し半径方向に突出する前記頭部の部分が、前記シャンクの軸方向に対して交差する方向の仮想半径方向面に対して仮想円形回転軸(62)周りに曲げることができるように形成されたことを特徴とする、自己穿孔リベット。 - 前記軸方向凹部(22’)の前記軸方向深さ(LB)の前記シャンク径(DS)に対する比は、0.3より小さいことを特徴とする、請求項1に記載の自己穿孔リベット。
- 前記頭部(12’、12’’’)は、前記自己穿孔リベット(10’)の長手方向軸に対して略垂直に実現される頭部底面(70)を含むことを特徴とする、請求項1~請求項2に記載の自己穿孔リベット。
- 前記頭部(12IV、12V)は、半径方向面に対して5°と45°との間の角度(αHIV、αHV)で位置合わせされる頭部底面(70IV、70V)を含むことを特徴とする、請求項1~請求項2のいずれかに記載の自己穿孔リベット。
- 前記軸方向円形凹部(60)は、前記シャンク(14’、14’’、14’’’、14IV、14V)に対して半径方向に突出する前記頭部(12’、12’’’、12IV、12V)の頭部底面(70)上に実現されることを特徴とする、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。
- 前記軸方向円形凹部(60)の半径方向長さ(DA)の、半径方向頭部突出部長さ(ΔD)に対する比は、0.2より大きく、特に0.4より大きいことを特徴とする、請求項1~請求項5のいずれかに記載の自己穿孔リベット。
- 前記頭部(12’、12IV、12V)の頭部底面(70、70IV、70V)は、前記軸方向円形凹部(60)の半径方向外方部分において面取りされていることを特徴とする、請求項6に記載の自己穿孔リベット。
- 前記軸方向円形凹部(60)の軸方向深さ(LA)の、軸方向頭部高さ(LH’)に対する比は、0.15より大きく、特に0.25より大きいことを特徴とする、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。
- 長手方向断面において、前記凹部(22’)は切頭円錐の形状であり、前記凹部(22’)の凹部底部(26')は、円錐の形状で実現され、前記凹部底部(26')の円錐角(αC)の、前記凹部(22')の円錐角(αB')に対する比は、0.4より小さいことを特徴とする、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。
- 前記凹部(22’)は、円筒部分を含まないことを特徴とする、請求項1~請求項9のいずれかに記載の自己穿孔リベット。
- 前記凹部(22’)は凹部容積を有し、前記凹部容積の、前記シャンク(14')の体積に対する比は、0.25より小さく、0.1より大きいことを特徴とする、請求項1~請求項10のいずれかに記載の自己穿孔リベット。
- 前記平面部分(20)は、円形面部分(20)として実現され、断面において、半径方向幅(BF)を含み、前記円形面部分(20)の前記半径方向幅(BF)の、前記シャンク径(DS)に対する比は、0.05より大きく、0.25より小さいことを特徴とする、請求項1~請求項11のいずれかに記載の自己穿孔リベット。
- 前記自己穿孔リベット(10)は、少なくとも500HV10の硬度を有する鋼から製造されることを特徴とする、請求項1~請求項12のいずれかに記載の自己穿孔リベット。
- 自己穿孔リベット接合部(30’)であって、少なくとも一方が金属から実現される上部加工物(34)及び下部加工物(36)と、請求項1~請求項13のいずれかにより形成された自己穿孔リベット(10’*)とを有し、その前記頭部(12’*)が前記上部加工物(34)に当接していることを特徴とする、自己穿孔リベット接合部。
- 前記上部加工物(34)の軸方向厚さ(L34)は、未変形状態における凹部(22’)の軸方向深さ(LB)より大きいか又はこれに等しいことを特徴とする、請求項14に記載の自己穿孔リベット接合部。
- スラグ(38)が前記上部加工物(34)から切り離され、前記スラグ(38)の体積の50%未満、特に25%未満は、前記再成形された自己穿孔リベット(10’*)の前記凹部(22’*)内に位置することを特徴とする、請求項14~請求項15のいずれかに記載の自己穿孔リベット接合部。
- 前記再成形された自己穿孔リベット(10*)のシャンク(14*)は、前記頭部(12’*)の方向の力に対してアンダーカット部(42)を形成し、前記アンダーカット部(42)の、シャンク径(DS)に対する比は、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14~請求項16のいずれかに記載の自己穿孔リベット接合部。
- 再成形後の前記自己穿孔リベット(10’*)の軸方向長さ(LR*)の、再成形前の自己穿孔リベット(10)の軸方向長さ(LR)に対する比は、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14~請求項17のいずれかに記載の自己穿孔リベット接合部。
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