JPH024804B2 - - Google Patents

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JPH024804B2
JPH024804B2 JP56014196A JP1419681A JPH024804B2 JP H024804 B2 JPH024804 B2 JP H024804B2 JP 56014196 A JP56014196 A JP 56014196A JP 1419681 A JP1419681 A JP 1419681A JP H024804 B2 JPH024804 B2 JP H024804B2
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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23P19/04—Machines for simply fitting together or separating metal parts or objects, or metal and non-metal parts, whether or not involving some deformation; Tools or devices therefor so far as not provided for in other classes for assembling or disassembling parts
    • B23P19/06—Screw or nut setting or loosening machines
    • B23P19/062—Pierce nut setting machines
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B35/00—Screw-bolts; Stay-bolts; Screw-threaded studs; Screws; Set screws
    • F16B35/04—Screw-bolts; Stay-bolts; Screw-threaded studs; Screws; Set screws with specially-shaped head or shaft in order to fix the bolt on or in an object
    • F16B35/06—Specially-shaped heads
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • Y10T403/4974—Member deformed in situ by piercing

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、構造体に取り付けられる自己穴抜き
接続具を板材に接続する接続法に関する。
通常パネルと呼ばれている板材、その他薄板、
通常の厚さを有する板、厚板（以下、これらを総
称して単に「板材」という）に接続される接続具
としては、公知のものとして、かしめボルトがあ
り、その頭部を板材の側面に溶接することによつ
て板材に取り付けられるようになつている。
さらに、板材に挿入できる頭部を備えたかしめ
ボルトも公知である。このかしめボルトは予め穿
孔してある板材の開孔に頭部を通し頭部で板材に
鋲どめされる。このかしめボルトを使用する際
に、ボルトを板材に垂直に取り付けることが難し
く、又リベツト締めの強度も十分でないという問
題がある。その上、このかしめボルトは予め穿孔
してある板材の開孔にしか取付けられないので、
その固定には板材に予備穿孔を行なうこと及びか
しめボルトを板材に挿入するという少なくとも２
つの工程が必要である。それでもなおこのかしめ
ボルトの鋲どめ法は溶接による固定より優先され
る。特に、大量生産の場合、溶接法によるときに
は、高価な自動溶接機が１種の成形部品に１台必
要であるからである。そのほか溶接過程中に局部
加熱により板材内に組織変化が起きることも問題
である。
本発明の目的は、板材に予め取付穴を設ける工
程をはぶき、自己穴抜き及びリベツト締めによつ
て接続具を板状に確実にかつ大きな強度をもつて
接続する、自己穴抜き接続具の板材への接続方法
を提供することにある。
この接続方法に用いられる自己穴抜き接続具
は、これを構造体に取り付ける取付部と、取付部
の一端に形成された頭部と、頭部の取付部と反対
側に取付部と一体に形成された自己穴抜き・リベ
ツト締め用環状壁部とで構成し、環状壁部の直径
を、頭部の環状壁部側に圧接面を形成するように
頭部よりも小さく形成すると共に、環状壁部内に
頭部と反対側に開口する空所を形成して構成され
ている。
以上の目的は、この自己穴抜き接続具を用い、 (a) 環状凹部を有する雌型上に該板材を支持し、 (b) 環状壁部の空所が雌型の環状凹部に共軸にな
るように自己穴抜き接続具を設置し、 (c) 自己穴抜き接続具の頭部を雌型の方へ押し込
み、実質的に順次に (イ) 板材から環状壁部と共軸にスラグを打ち抜
き、 (ロ) 板材の、スラグが打ち抜かれた後の穴に隣
接する部分を雌型の該環状凹部に押入し、 (ハ) 板材の、雌型の環状凹部に押入された部分
に係合している環状壁部の自由端部を半径方
向外側へ曲げてフツク状に形成し、 (ニ) 頭部の圧接面を板状の対向面に押圧し、板
材の前記押入部分を頭部の圧接面と環状壁部
のフツク状の自由端部の間で圧縮してこれら
の間に緊締する ことによつて達成される。
自己穴抜き接続具の環状壁部を管状に形成し、
この環状壁部の、前記の取付部の頭部と反対側の
端面と前記の空所とによつて規定される縁を切刃
縁に形成し、かつ、この空所の頭部側端部に底部
を形成した場合、板材から打ち抜かれたスラグを
半径方向外側へ変形し、環状壁部の空所の内周壁
に押圧し、スラグをこの空所内に緊締することが
望ましい。
更に、円錐形上面を有するカウンタパンチを環
状凹部内に位置せしめた雌型を用いる場合、円錐
形上面でスラグを押圧し、このスラグの中心決め
及び保持を行なうと共に、上記の空所内にスラグ
を押入することが望ましい。
以上により、接続具が板材に確実かつ強固に、
しかし、板材への予備的な取付穴を形成すること
なしに接続できる。
以下、図面を参照して本発明を実施例に基づい
て説明する。
本発明に使用される自己穴抜き接続具（セルフ
ピアシングコネクタ）をはじめにその一種である
かしめボルトを例にとつて説明することにする。
しかし、本発明は、パネルなどの板状部材（以
下、「板材」という）に自己穴抜き（セルフピア
シング）及びリベツト締め（リベツテイング）に
よつて接続具を接続する方法に関するものであ
り、接続具としては単にかしめボルトに限定され
ないことはもとよりである。
そして、この自己穴抜き接続具は、板材にプレ
ス作業により接続できるものである。
第１図において、かしめボルト１０は、構造体
に螺合されるおねじが形成された取付部である円
筒形軸部２０と、この軸部２０の自由端２１と反
対側の端部に形成され軸部２０よりも大径の頭部
３０と、この頭部３０から共軸に軸部２０の反対
側へ延出する自己穴抜き・リベツト締め用環状壁
部又は穴抜き・リベツト締め部４０とから成る。
頭部３０の、軸部２０側の端面は環状の押圧面
３１になつており、穴抜き・リベツト締め部４０
側の端面は環状の圧接面３２になつている。圧接
面３２の外周縁は圧接縁３３になつている。穴抜
き・リベツト締め部４０内にその自由端面４１か
ら内部の底４２迄延びる先細りの小さな頂角の円
錐台形の内周壁４４を有する空所４３が形成され
ている。底部４２は、実線で示すように、出張つ
た円錐形になつており、それと圧接面との成す角
度が４５で示されている。底４２の、内周壁４４
からの始まり部分、すなわち、底４２の外周縁４
２ａは実質的に同一平面にある。なお、第１図に
は一点鎖線で凹んだ円錐形の底も示してあるが、
これは、比較的厚い板材に接続されるかしめボル
ト１０に形成される。
穴抜き・リベツト締め部４０は、穴所４３とこ
れを囲繞するリベツテイング外套４６とから成
る。リベツテイング外套４６の自由端面４１と空
所４３の内周壁４４が交わる稜は切刃縁４７とし
て構成され、この自由端面４１の平坦部は打撃・
絞り面４８でかしめボルト１０の中心軸に直角に
なつている。打撃・絞り面４８とリベツテイング
外套４６の外周壁面５０は丸み（アール）のつい
た打撃・絞り縁４９で連絡している。外周壁面５
０はかしめボルト１０の中心軸に対して小さな逃
げ角５１を有する、頭部３０へ向けて先細りの円
錐台形になつており丸み部（アール部）を経て頭
部３０の圧接面へ移行している。
第２図は、本発明の接続方法に使用される他の
自己穴抜き接続具１００を示す。この接続具１０
０は、第１図のかしめボルト１０とは、おねじを
形成した軸部１２０と頭部１３０との間に円筒形
の案内・スペーサ段部１２５が設けられている点
が異つている。この案内スペーサ段部１２５は、
その軸部１２０側の端面が環状の押圧面１２６に
なつており、他方、軸部１２０と反対側の端部で
段差を置いて頭部１３０の押圧面１３１へと移行
している。
第３図は、かしめボルト１０を板材９０に接続
するための、プレス・ラム６０とカウンタパンチ
８０付雌型７０とから成る穴抜き・リベツト締め
装置をかしめボルト１０と共に示す。複合自動プ
レス装置の構成部分であるプレスラム６０は、下
端に環状の押圧面６１を有し、内部に下端に開口
する、かしめボルト１０の軸部２０を収容する収
容孔６２が形成されている。かしめボルト１０は
この収容孔６２内に配設され、その押圧面３１に
プレス・ラム６０の押圧面６１が接し、又、かし
めボルト１０の打撃・絞り面４８が板材９０の一
側面に接するようになつている。
板材９０は、雌型７０の受面７１上に、かしめ
ボルト１０の中心軸に直角になるように、載置さ
れている。雌型７０は、内部にかしめボルト１０
と共軸で受面７１で開口する環状凹部７２が形成
され、又、この凹部７２はアール部７３を介して
受面７１に連絡している。環状凹部７２は受面７
１と平行な底７４を有し、これに中央穿孔７５が
開口している。
中央穿孔７５にカウンタパンチ８０が挿設され
ている。カウンタパンチ８０の先端部は環状凹部
７５内に突出しており、第３図及び第４図に示す
ように下端８２がほぼ環状凹部７２の底７４と同
一の高さにある円錐台形の拡開部８１と、この拡
開部の上端に形成され外周に切刃縁８４が形成さ
れた円筒形の切刃突起８３と、この切刃突起の上
端に形成された円錐面を有する拡開円錐部８５と
から成る。切刃突起８３の直径はかしめボルト１
０の穴部４３の直径との間に板材９０からスラグ
を打抜くのに適する大きさになつている。そし
て、切刃縁８４がかしめボルト１０の切刃縁４７
と協働してプラグを打抜くのである。又、拡開円
錐部８５は、スラグの打抜きが開始すると、板材
９０とカウンタパンチ８０との間に横方向の相対
運動が生じないようにする。
第５図乃至第６図は、かしめボルト１０が板材
９０に接続される過程を示す。
プレス加工がはじまると、かしめボルト１０が
装着されたプレス・ラム６０とカウンタパンチ８
０とが、間に板材９０を挾んで相対的に接近す
る。これによつて、かしめボルト１０の打撃・絞
り面４８が板材９０の、環状凹部７２を覆つてい
る部分をこの凹部内へ押し込む。このため、まず
板材９０は雌型７０のアール部７３上及びそれの
近傍の部分がこのアール部に沿つて変形される。
ついで、板材９０は、かしめボルト１０の切刃縁
４７とカウンタパンチ８０の切刃縁８４との間で
剪断され、空所４３の直径に相当するスラグ（打
抜片）９１が板材９０から打抜かれ、拡開円錐部
８５によつて変形されながらかしめボルト１０の
空所４３内へ押入される。
カウンタパンチ８０の先端部が相対的にかしめ
ボルト１０の方へ動かされるにつれて、かしめボ
ルト１０のリベツテイング外套４６の自由端部が
カウンタパンチ８０の円錐台形の拡開部８１に押
圧されて半径方向外側へＬ字形又はフツク状に変
形され、このように変形されたリベツテイング外
套４６と頭部３０の圧接面とで円周溝５２が形成
される。この円周溝５２の形成と共に板材９０の
スラグ９１を打抜かれた穴の近傍の部分が変形さ
れてこの円周溝５２内に押し込まれる。
これと同時に、第６図に示すように、スラグ
（打抜片）９１は、拡開部８１によつて円錐状に
拡開部８１の方へ突出しているかしめボルトの底
４２に押し付けられるので、スラグ９１は半径方
向外側へ拡がる変形をし、空所４３の内壁４４に
強固に圧接する。他方、かしめボルト１０の頭部
３０の圧接面３２は、第６図に示されているよう
に板材９０の対向面に喰い込み、かしめボルト１
０を板材９０に据え込ませている。この際、板材
９０とスラグ９１はほぼ同じ高さにあつて、リベ
ツテイング外套４６を強固に挾みつけているの
で、安全措置の追加又は特殊な成形などの特別の
措置を講せずに、強固にして捻れのない、かしめ
ボルトの板材への接続を行なうことができる。し
かも、予備的な取付孔を板材に形成する必要がな
く、接続は一工程で足り、工数及び加工時間を低
減出来るという利点がある。
以上、第１図のかしめボルトを用いて説明した
が、第２図の接続具及びこれらに類する接続具を
用いて同様に板材に接続し得ることは当然であ
る。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の方法に用いられる接続具の一
種であるかしめボルトの側面図でその主要部を破
断して示すもの、第２図は本発明に用いられる他
の接続具の側面図、第３図は本発明の方法を実施
するための、第１図のかしめボルトを装着したプ
レス・ラムと雌型の組み合せの一実施例の縦断面
図、第４図は第３図の雌型のカウンタパンチの主
要部の側面図、第５図及び第６図は、それぞれ、
第３図のプレス・ラムと雌型の組も合せを用いて
板材からスラグを打抜いた初期の段階と板材にか
しめボルトを接続し終つた状態とを示す縦断面図
である。 １０……かしめボルト、２０……軸部（取付
部）、２１……自由端、３０……頭部、３１……
押圧面、３２……圧接面、３３……圧接縁、４０
……穴抜き・リベツト締め部（自己穴抜き・リベ
ツト締め用環状壁部）、４１……自由端面、４２
……底部、４２ａ……外周縁、４３……空所、４
４……内周壁、４５……角度、４６……リベツテ
イング外套、４７……切刃縁、４８……打撃・絞
り面、４９……打撃・絞り縁、５０……外周壁
面、５１……逃げ角、５２……円周溝、６０……
プレス・ラム、６１……押圧面、６２……収容
孔、７０……雌型、７１……受面、７２……環状
凹部、７３……アール部、７４……底、７５……
中央穿孔、８０……カウンタパンチ、８１……拡
開部、８２……下端、８３……切刃突起、８４…
…切刃縁、８５……拡開円錐部、９０……板材、
９１……スラグ（打抜片）、１００……接続具、
１２０……軸部、１２５……案内・スペーサ段
部、１２６……押圧面。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 構造体に取り付ける取付部と、該取付部の一
    端に形成された頭部と、該頭部の該取付部と反対
    側に該取付部と一体に形成された自己穴抜き・リ
    ベツト締め用環状壁部とを具備して成り、該環状
    壁部の直径を、該頭部の該環状壁部側に圧接面を
    形成するように該頭部よりも小さく形成すると共
    に、該環状壁部内に該頭部と反対側に開口する空
    所を形成して成る自己穴抜き接続具の板材への接
    続方法において、 (a) 環状凹部を有する雌型上に該板材を支持し、 (b) 該環状壁部の該空所が該雌型の該環状凹部に
    共軸になるように該自己穴抜き接続具を設置
    し、 (c) 該自己穴抜き接続具の該頭部を該雌型の方へ
    押し込み、実質的に順次に (イ) 該板材から該環状壁部と共軸にスラグを打
    ち抜き、 (ロ) 該板材の、該スラグが打ち抜かれた後の穴
    に隣接する部分を該雌型の該環状凹部に押入
    し、 (ハ) 該板材の、該雌型の該環状凹部に押入され
    た該部分に係合している該環状壁部の自由端
    部を半径方向外側へ曲げてフツク状に形成
    し、 (ニ) 該頭部の該圧接面を該抜状の対向面に押圧
    し、該板材の前記押入部分を該頭部の該圧接
    面と該環状壁部のフツク状の該自由端部の間
    で圧縮してこれらの間に緊締する ことを特徴とする自由穴抜き接続具の板材への接
    続法。 ２ 前記自己穴抜き接続具の前記環状壁部は前記
    空所が形成された管状部であり、前記頭部と反対
    側の端面と該空所の内周壁で規定される切刃縁
    と、該空所の該頭部側端部に形成された底部を有
    し、前記板材から打ち抜かれた前記スラグを半径
    方向外側へ変形して該管状部の該空所の内周面に
    押圧し、該スラグを該管状部内に緊締することを
    特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の自己穴
    抜き接続具の板材への接続方法。 ３ 前記雌型は前記環状凹部内に位置する円錐形
    上面を有するカウンタパンチを有し、該円錐形上
    面で前記スラグに押圧して該スラグの中心決め及
    び保持を行なうと共に前記環状壁部の前記空所内
    に該スラグを押入することを特徴とする特許請求
    の範囲第１項又は第２項に記載の自己穴抜き接続
    具の板材への接続方法。
JP1419681A 1980-02-02 1981-02-02 Stud bolt having punching and riveting function* and device and method of fitting the same Granted JPS56120807A (en)

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