2003-501269号機械的結合を実施するための方法、装置および補助結合部品

出願人	テヒニシェウニヴェルジテットドレスデン
発明者	マウエルマン，ラインハルト、フェルクナー，ヴォルフガング、ベルガー，ギュンター
出願日	2000年6月14日（20年11ヶ月経過）	出願番号	2001-503003
公開日	2003年1月14日（18年4ヶ月経過）	公開番号	2003-501269
状態	未査定
技術分野	リベット締め、挿入ピン・リベット
主要キーワード	凸状隆起、スプリットダイ、事前穿孔、部分的変形、リベット材、アール部分、追加移動、外側曲線
関連する未来課題	交通渋滞のない社会を実現する、美しい都市を実現する、災害のない都市を実現する、手足の欠損や麻痺をおぎなう社会を実現する
重要な関連分野	リベット締め、挿入ピン・リベット

※この項目の情報は公開日時点（2003年1月14日）のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (4)

課題・解決手段

本発明は積重ねた板状部品、特に金属板（４，５）を上下に配した半管状リベットを用いて、パンチリベットで機械的に結合する方法に関し、その際半管状リベットは直線的に結合する部材の間に進入する。この方法の特徴は、半管リベットの軸方向供給の際、上側工具（７）および／または下側工具の部分（８）に半径方向および／または接線方向のウォッブル移動が与えられる。本発明は更に、上記方法を実施する装置及び補助結合部品に関する。

概要

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背景

概要

目的

効果

実績

技術文献被引用数: 1件
牽制数: 2件

この技術が所属する分野

（分野番号表示ON）※整理標準化データをもとに当社作成

3J036挿入ピン・リベット
4E086リベット締め

請求項1

固定されたプレート形の結合部材対の上下に位置する工具を使用して半管状リベットでパンチリベット結合し、それによって前記半管状リベットを直線的に前記結合部材対に貫入させることによって、前記結合部材対、特にシート（４、５）を機械的に結合する方法であって、前記半管状リベットの軸方向送り移動中に、前記上側工具（７）および／または前記下側工具の一部分（８）に半径方向および／または接線方向の追加ウォッブル（ｔａｕｍｅｌｎｄｅｎ）移動を与えることを特徴とする方法。

請求項2

重要領域（６ａ〜６ｅ）に材料肉盛り部分を有する半管状リベットを使用することを特徴とする請求項１記載の方法。

請求項3

前記上側工具（７）及び前記下側工具の一部分（８）の同時ウォッブル追加移動中に、これらが同期移動を行うことを特徴とする請求項１または２記載の方法。

請求項4

前記ウォッブル追加移動は、１°〜１０°のウォッブル角度（１０）で実施されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１つに記載の方法。

請求項5

上側工具（７）、下側工具（８、９）、軸方向に固定されたダイ（９）、および補助結合部品用の送り装置からなる、請求項１乃至４のいずれかの方法を実施するための装置であって、前記上側工具（７）及び／または前記下側工具の一部分（８）が、それらに半径方向および／または接線方向のウォッブル移動を与えることができるように支持されていることを特徴とする装置。

請求項6

前記ダイ（９）は、スプリットダイであることを特徴とする請求項５記載の装置。

請求項7

前記下側工具の一部分（８）がウォッブル移動しない場合、部品（８、９）が単一部品として構成されることを特徴とする請求項５記載の装置。

請求項8

半管状リベットとして構成された、請求項１乃至４のいずれかの処理を実施するための補助結合部品であって、前記半管状リベットは、重要領域（６ａ〜６ｅ）に材料肉盛り部分を有することを特徴とする補助結合部品。

請求項9

前記半管状リベットは、リベットヘッド（６ａ）に凸状隆起として形成された材料肉盛り部分を有することを特徴とする請求項８記載の補助結合部品。

請求項10

前記半管状リベット６の内側形状（６ｄ、６ｅ）および外側形状（６ｂ、６ｃ）は、それぞれ２つのトラクトリックス曲線（Ｓｃｈｌｅｐｐｋｕｒｖｅｎ）で描かれており、該曲線の始点は、前記リベット足部分の方向に位置し、中心での前記曲線の移行部分が接線の形状を有することを特徴とする請求項８または９記載の補助結合部品。

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0001

本発明は、請求項１、５および８の概念に従ったパンチリベット結合によって機械的結合するための方法、装置および補助結合部品に関する。

0002

従来の半管状リベットでのパンチリベット結合では、事前穿孔された穴を用いないで、補助結合部品（リベット）を、結合すべきシート内へ直線移動によって結合させる。

0003

従来のクリンチ式結合では、パンチが、直線移動の作動ストローク中に、結合すべきシート内へ貫入し、それによって反対側で中実またはスプリットダイがクリンチ箇所のダイ側を成形するのに役立つ。パンチ受け台が、スプリットダイ内に配置されている。

0004

リベットヘッドの表面側を部分圧縮変形によって成形するために、従来のウォッブル移動が使用されている。

0005

この移動は、クリンチ式結合、すなわち、補助結合部品を使用しない結合にも使用されている（ドイツ特許第１９８４３８７４．５号）。

0006

従来のパンチリベット結合では、直線パンチ移動中に大きい力が必要である。したがって、工具負荷が高く、それによって、高力シート材料への適用が制限される。工具フレームとして使用することが好ましいＣ形フレームの場合、大きい力がデイライト（Ａｕｓｌａｄｕｎｇ）を、したがって方法の適用可能性を制限する。

0007

シート材料の流れと補助結合部品の追加変形とによって、直線パンチ移動中に特定形状のジョイントが生じる。

0008

本発明の目的は、パンチリベット結合中に発生する力を減少させることである。これは、高力材料に関するこの処理の適用範囲の拡大および大型加工物用のＣ形フレームへの接近しやすさを得ようとするものである。本発明の別の目的は、ヘッドの引き込みや低拡張性といった弱点をなくし、これによって同等の結合作業において外観および結合強度を改善することである。

0009

本発明によれば、この問題は、半管状リベットの軸方向送り移動中に、上側工具および／または下側工具の一部分に半径方向および／または接線方向の追加ウォッブル移動を与えるようにした、請求項１に述べられている特徴を有する方法によって解決される。

0010

この追加移動は、結合処理の全体または一部分で軸方向送り移動に重ね合わされる。ウォッブル移動は、接線方向に、たとえば円形運動で、中心から半径方向外向きに、たとえば回動運動で、また接線方向／半径方向の合成運動で、たとえばロゼット（Ｒｏｓｅｔｔｅ）形運動で行うことができる。ウォッブル移動のため、材料が部分的に変形し、これが処理力を減少させることは明らかである。

0011

好ましくは、半管状リベットを用いたパンチリベット結合の場合、重要領域に材料を肉盛りしたリベットを使用する。

0012

また、上側工具と下側工具の一部分との同時能動追加移動について、パンチの導入軸方向力が互いに正反対になるように、これらの移動を同期させることも好都合である。

0013

本発明によれば、この問題はさらに、請求項５の概念に述べられている特徴と組み合わせて、上側工具および／またはパンチ受け台としての下側工具の一部分が、半径方向および／または接線方向にウォッブル移動できるようにした装置によって解決される。

0014

本発明による装置では、工具（上側工具および／またはパンチ受け台としての下側工具の一部分）の少なくとも１つが、従来の軸方向送り移動に加えてウォッブル式に移動する。向き合った両方の工具がこのウォッブル移動を同時に、また特定の実施形態では、同期して行うことができる。

0015

好ましくは、装置のダイは、スプリットダイである。これは、ジョイントのダイ側に特別な材料流れを実現することができる。

0016

上側工具だけがウォッブル移動する装置の実施形態では、他の場合にはスプリット式である下側工具が、一体部品として構成される。

0017

本発明によれば、問題はさらに、請求項８の概念に述べられている特徴と組み合わせて、半管状リベットの重要な領域に材料肉盛り部分を設けた補助結合部品によって解決される。

0018

好ましくは、リベットは、リベットヘッドに凸状隆起を有する。

0019

また、半管状リベットの内側および外側輪郭が、それぞれ２つのトラクトリックス曲線で描かれており、それらの曲線の始点がそれぞれリベット足部分およびリベットヘッドの方向に位置し、曲線の移行部分が中心で接線方向であることが好都合である。

0020

次に、実施形態の例で本発明をさらに説明する。

0021

図１に、パンチ１および固定ダイ２を用いた従来型パンチリベット結合が示されている。標準的な半管状リベット３が、結合すべきシート４および５内に軸方向移動で貫入している。このリベットは通常、平形ヘッド３ａと、アール部分３ｂと、面取り部分３ｃとを有する。

図１

0022

図２に、ウォッブル移動に適合した半管状リベット６が示されている。それは、リベットヘッド６ａに凸状隆起の形の材料肉盛り部分を有する。したがって、処理の第１段階では、導入力が主にリベットヘッドの中央領域に集中し、そこから上側シートを切断する切断力がリベット足部分へ送られる。リベットヘッド全体が平坦になる結合処理の終わりになって初めて、リベットヘッドの外周部分が平坦化される。平坦化する間に、凸状隆起の追加リベット材料が半径方向外向きに移動する。その結果としてリベットヘッドの直径が増加するため、上側シートの引き込み部分１２が減少する。

図２

0023

さらに、半管状リベット６の形状は、それぞれ２つのトラクトリックス曲線で描かれている。トラクトリックス外側形状の始点は、リベット足部分（曲線６ｃ）およびリベットヘッド（曲線６ｂ）に位置している。トラクトリックス内側形状の始点も、リベット足部分（曲線６ｅ）および内側形状の上点（曲線６ｄ）に位置している。

0024

内側曲線６ｄおよび６ｅと外側曲線６ｂおよび６ｃとは、接線方向の移行部分によって互いに接続されている。これは、下部分では環状面積で、上部分では円形面積であるリベットの断面積を、リベット足部分から始まって連続的に増加させることをねらったものである。したがって、いずれの断面でも、結合中にリベット足部分から始まって増加する曲げモーメントを考慮に入れることができ、面取り部分またはアール部分のそれぞれの移行点に弱点が発生しない。この補助結合部品構造のため、部分的変形中に発生する負荷の吸収が改善され、リベット足部分の望ましくない圧縮を減少させることができる。より良好な拡張が得られるため、ジョイントの強度が高まる。

0025

図３には、ウォッブル移動１１を重ねたリベット結合処理の最終段階が示されている。ウォッブル移動１１として、ロゼット形または円を描く移動が重ねられる。同期的にウォッブル移動する工具である上側工具７、すなわちパンチと、下側工具８、ここでは下側工具の一部分としてのパンチ受け台とが、最大ウォッブル角度１０、１°〜１０°、好ましくは３°で旋回する。

図３

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