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公開番号2025016430
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-04
出願番号2024110735
出願日2024-07-10
発明の名称パンチリベット結合用金型、パンチリベット結合用工具及びパンチリベット接合部の形成方法
出願人ニューフレイリミテッドライアビリティカンパニー
代理人個人,個人,個人,個人,個人,個人,個人
主分類B21J 15/10 20060101AFI20250128BHJP(本質的には材料の除去が行なわれない機械的金属加工;金属の打抜き)
要約【課題】自己穿孔型リベットの取付け中に使用される金型を提供する。
【解決手段】リベットシャンク内径を有する半中空パンチリベットをパンチリベット接合部に据え付けるためのパンチリベット結合用工具のためのパンチリベット結合用金型である。パンチリベット結合用金型は金属板支持面とパンチリベット接合部の底面を形成するための凹部とを有する基部本体を備え、凹部はパンチリベット結合用金型の中心軸に対して回転対称に配置され、第1の環状基部と第2の環状基部と凹部の第2の環状基部の下方に軸方向に延びる中央キャビティとを有する。キャビティの中央部には突出部がもたらされている。第1の環状壁が第1の環状基部と金属板支持面との間に延び、第2の環状壁が第1の環状基部と第2の環状基部との間に延び、第3の環状壁が第2の環状基部とキャビティの底部との間に延びる。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
リベットシャンク内径を有する半中空パンチリベットをパンチリベット接合部に据え付けるためのパンチリベット結合用工具のためのパンチリベット結合用金型（２２）であって、前記パンチリベット結合用金型（２２）は、金属板支持面（３０）と前記パンチリベット接合部の底面を形成するための凹部（３２）とを有する基部本体（２４）を備え、
前記凹部（３２）は、前記パンチリベット結合用金型（２２）の中心軸に対して回転対称に配置され、前記凹部（３２）は、第１の環状基部（３４）と、第２の環状基部（３６）と、前記凹部の前記第２の環状基部の下方に軸方向に延びる中央のキャビティ（３８）とを有し、前記キャビティ（３８）の中央部には突出部（４０）がもたらされており、第１の環状壁（４２）が、前記第１の環状基部と前記金属板支持面（３０）との間に延び、第２の環状壁（４４）が、前記第１の環状基部と前記第２の環状基部との間に延び、第３の環状壁（４６）が、前記第２の環状基部と前記キャビティ（３８）の底部との間に延びる、パンチリベット結合用金型（２２）。
続きを表示（約 880 文字）【請求項２】
前記第１の環状基部（３４）は、前記金属板支持面によって画定される平面に対して傾斜している、請求項１に記載のパンチリベット結合用金型（２２）。
【請求項３】
前記第１の環状基部（３４）は、湾曲している、請求項１又は２に記載のパンチリベット結合用金型（２２）。
【請求項４】
前記第１の環状基部（３４）は、凸状フローバリア（ＣＸＦ）を備える、請求項１から３のいずれかに記載のパンチリベット結合用金型（２２）。
【請求項５】
前記第１の環状基部（３４）は、前記第１の環状壁に連結する第１の端部（４８）と、前記第１の端部の反対側で前記第２の環状壁に連結する第２の端部（５０）とを備え、前記第２の端部は、丸みを帯びた部分であり、前記第２の端部は、前記第１の端部の軸方向上方にある、請求項１から４のいずれかに記載のパンチリベット結合用金型（２２）。
【請求項６】
前記第１の環状壁（４２）は、切頭円錐面の様式で実現されている、請求項１から５のいずれかに記載のパンチリベット結合用金型（２２）。
【請求項７】
前記第２の環状壁（４４）は、切頭円錐面の様式で実現されている、請求項１から６のいずれかに記載のパンチリベット結合用金型（２２）。
【請求項８】
前記第３の環状壁（４６）は、切頭円錐面の様式で実現されている、請求項１から７のいずれかに記載のパンチリベット結合用金型（２２）。
【請求項９】
前記第１の環状壁（４２）は、第１のテーパー角を有し、前記第２の環状壁（４４）は、第２のテーパー角を有し、前記第２のテーパー角は前記第１のテーパー角より小さい、請求項１から８のいずれかに記載のパンチリベット結合用金型（２２）。
【請求項１０】
前記キャビティ（３８）の前記底部は、凹状フローバリア（ＣＣＦ）を備える、請求項１から９のいずれかに記載のパンチリベット結合用金型（２２）。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本出願は、自己穿孔型リベット（ＳＰＲ）技術に関する。より具体的には、本出願は、自己穿孔型リベットの取付け中に使用される金型に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
自己穿孔型リベット（ＳＰＲ）は、２又は３以上のシート材を、予め開けられた穴又は打ち抜かれた穴なしで接合するための高速機械的締結プロセスである。通常、ＳＰＲ工程は、耐久性のある機械的接合部を形成するために、被加工物最上層を貫通して半中空リベットを打ち込み、このリベットを被加工物最下層で据え込むことによって実施される。リベットの中空シャンクは、被工作物の配列中に打ち込まれると半径方向に広がり、これによって被加工物の恒久的接合をもたらすアンダーカットが形成される。シャンクの端部は、最下部の被加工物を完全に貫通せず、被加工物配列から突出しない。むしろ、被加工物最下層の材料のいわゆる残留基部厚さが、リベットシャンクの端部とこのように形成されたパンチリベット接合部の底面との間に残る。ＳＰＲ工程を実現するために、被加工物最下層は金型で支持される。金型は、リベットを被加工物配列に打ち込むように適合されたパンチに対向して配置される。
【０００３】
金型には様々な形状及び幾何学的形状があり、これは被加工物の材料、リベットの材料及び／又は幾何学的形状だけでなく、達成される接合部にも依存する可能性がある。金型は、堅牢な接合部の形成において重要な役割を果たす。
【０００４】
例えば、本出願人の欧州公開第２８７２２７０号には、パンチリベット接合部の底面を形成するための凹部を有する基部本体（ｂａｓｉｃｂｏｄｙ）を備える金型が開示されており、この凹部は基部及び環状壁を有している。環状半径方向流れ抑制デバイスが基部の中央領域に実現されており、環状半径方向流れ抑制デバイスは、その内側領域からの半径方向の材料流出を制限する。このような金型により、軸方向にコンパクトで堅牢な接合部を実現することができる。
【０００５】
欧州公開第３４２３２１１号には、上面及びそこに形成された凹部を有する本体を有する金型が開示されている。凹部は、半径方向外側に配置された環状脱型セクション、後続の又は隣接する環状溝セクション、及び中央に配置された金型底部を備え、中心軸に平行に延びる自己穿孔型リベット結合用金型の断面において、脱型セクションの脱型傾斜は、自己穿孔型リベット用金型の上側と５°≦α≦４５°の範囲の角度αをなす。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
欧州公開第２８７２２７０号
欧州公開第３４２３２１１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
車両組み立てにおいて、メガキャスティングの使用により、異なる強度の材料、特に高強度鋼又は超高強度鋼の被加工物と鋳造アルミニウムとの接合の必要性が高まっている。より一般的には、ダイカストアルミニウムのような脆性材料（従って変形しない）を、リベット内に、脆性材料の被加工物内に（特に、脆性材料の被加工物が最下部の被加工物である場合のリベットの外側及びシャンク領域に）亀裂が生じるリスクなしに接合する必要性が高まっている。また、据え込み工程中のリベットの圧潰を回避し、高い接合力を可能にする金型が必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
従って、本発明は、請求項１に記載のパンチリベット結合用金型を提供する。より詳細には、パンチリベット結合用金型は、リベットシャンク内径を有する半中空パンチリベットをパンチリベット接合部に据え付けるためのパンチリベット結合用工具のためのものである。パンチリベット結合用金型は、金属板支持面を有する基部本体と、パンチリベット接合部の底面を形成するための凹部とを備え、凹部は、パンチリベット結合用金型の中心軸に対して回転対称に配置され、凹部は、第１の環状基部と、第２の環状基部と、凹部の第２の環状基部の下方に軸方向に延びる中央キャビティとを有する。キャビティの中央部には突出部がもたらされており、第１の環状壁が、第１の環状基部と金属板支持面との間に延び、第２の環状壁が、第１の環状基部と第２の環状基部との間に延び、第３の環状壁が、第２の環状基部とキャビティの底部との間に延びる。
【０００９】
キャビティ内の突出部は、輪状溝を形成するようになっている。３つの高さを有するこの幾何学的形状により、例えば高強度鋼又は超高強度鋼と脆性鋳造アルミニウムとの間の接合が、亀裂の形成なしで又は接合部の性能を変化させることなく可能になる。キャビティは、リベットができるだけ圧縮されず、十分なアンダーカットを形成できるようなものである。
【００１０】
一実施形態では、第１の環状基部は、金属板支持面によって画定される平面に対して傾斜している。これにより、亀裂を回避して金型容積を増大させるために、材料の取り込みが改善される。
（【００１１】以降は省略されています）

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