JP3976243B2 - Automatic drilling rivet fastening device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は複数種の被締結部材(複数種の板等)を自動穿孔リベットにより締結する自動穿孔リベット締結装置に係り、特に、その締結用のダイ(受け側金型)の改良に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図10は従来のこの種、自動穿孔リベット締結装置の締結動作の解説図である。図示されるように、自動穿孔リベット締結装置のポンチaとダイbとは、上下方向に所定間隔を隔てて配置される。ダイbの頂部には頂面より軸方向下方に窪んだ皿形のキャビティcが形成され、キャビティcの底面の中央部には、ポンチa側に所定高さ隆起した隆起部dが設けられる。
被締結部材e,f同士を締結するリベットgの締結脚g1の先端部には筒状又は円錐状の窪みhが設けられていて、窪みhより外側部が、ポンチa側の被締結部材eに対する切刃となり、ダイb側の被決被締結部材fに対するカシメ部となっている。
【0003】
このようなセルフピアスリベットによるカシメは、図10に示すように、開始段階、ピアス段階、フレア段階、最終段階を経て完了する。図10(a)に示すように、ポンチaを下降させ、図10(b)に示すように、リベットgの切刃によりポンチa側の被締結部材eを穿孔すると、ダイb側の被締結部材fは、締結脚g1に押下されてキャビティc内に入り込む。ダイb側の被締結部材fは、ダイb側の隆起部dに支持され、相対的に下方から突き上げられる。隆起部dは、ポンチa側に向かって順次、縮径されたテーパー状となっているので、隆起部dの外面と締結脚g1の円筒又は円錐状の窪みhの内面でダイb側の被締結部材fが挟み込まれる。このためポンチa側の被締結部材eは行き場を失って、窪みh内へと入り込む。ポンチaの下降が進み、隆起部dのテーパーにより窪みhの内面に対する径方向外側への押圧力が増加すると、図10(c)に示すように、リベットgの切刃であり且つカシメ部である窪みhより外側部が径方向外側へと拡開される。そして、図10(d)に示すように、隆起部dに対する相対的な押圧が完了し、ダイb側の被締結部材fのカシメ部及びリベットgのカシメ部が塑性変形すると、ポンチa側の被締結部材eとダイb側の被締結部材fとが一体化する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
このように、セルフピアスリベット(以下、単に、リベットという)で締結すると、リベットの貫通に起因する水の浸入を防止でき、スポット溶接で接合した場合と比較して塗装が可能となる利点がある。
ところで、前記自動穿孔リベット締結装置を用いてポンチa側の被締結部材eとダイb側の被締結部材fとをガタ付きなく強固に固定するには、被締結部材e,fの材質、肉厚、被締結部材e,fの締結枚数等のカシメ条件に対応させてキャビティcの深さ、隆起部dの高さを決定する必要がある。
しかし、カシメ条件毎に異なるダイが必要となり、その都度、ダイbを交換する作業が必要となる問題がある。このため、被締結部材e,f同士の組み合わせ数を少なく、好ましくは単一の組み合わせとして標準化することや締結の強度基準を緩くすることが想定されるが、単一の組み合わせに対する標準化は現実に側しておらず、また、強度基準を緩くすることは、信頼性が低下することになるので採用されていない。
そこで、自動穿孔リベット締結装置において、一種類のダイにより、各被締結部材の材質、肉厚、全体の被締結部材の枚数、板厚(肉厚)及びカシメ荷重等のカシメ条件に対応させて、キャビティの深さ、隆起部の高さを調節できるようにするために解決すべき技術的課題が生じるのであり、本発明はこの目的を解決することを課題とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の発明は、ダイの頂面に重ねて載置された複数の被締結部材をポンチに押下されるセルフピアスリベットにより締結するように構成された自動穿孔リベット締結装置であって、前記ダイが、底壁とこれを周方向に沿って囲繞する周側壁とに分割して形成され、前記底壁の軸芯部に、前記セルフピアスリベットの締結脚先端側のカシメ部を径方向外側にカシメ変形させるための中央ピンが昇降自在に設けられ、前記底壁と前記周側壁とが相対的に昇降自在に嵌合されており、前記中央ピンの下面は、前記中央ピンに対して前後移動可能に設置されたスライダの斜面に支持されており、前記中央ピンの下面は丸頭に形成され、前記斜面は中央ピン側に向かうに連れて順次高さが低くなる湾曲面に形成された自動穿孔リベット締結装置を提供するものである。
このようにすると、被締結部材(板材、帯板、プレート等)の板組に応じて周側壁と底壁が形成するキャビティティの深さ、キャビティに対する中央ピンの突き上げ高さを変更することができるので、カシメ条件に対応して被締結部材同士を締結することができる。
【0007】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明に係る自動穿孔リベット締結装置の一実施の形態を説明する。
(第1の実施の形態)
図1乃至図5は第1の実施の形態に係る自動穿孔リベット締結装置を示し、図1は自動穿孔リベット締結装置の全体の構成を示す解説図、図2(a)はダイ部の要部詳細断面図、図2(b)は図2(a)のA−A線断面図、図3は自動穿孔リベットによる被締結部材同士のカシメ工程を示す解説図、図4は第1の実施の形態に係る自動穿孔リベット締結装置のスライダ及び中央ピンの変形例を示す断面図、図5は第1の実施の形態におけるダイ及びダイ取り付け部の変形例を示す断面図である。
【0008】
図1乃至図3を参照すると、自動穿孔リベット締結装置1の支持フレーム2は被締結部材3a,3bの設置を容易にすべくC形に形成されている。
支持フレーム2の上端部と下端部にはそれぞれポンチ取り付け部4とダイ取り付け部5とが設けられており、それぞれポンチ6とダイ7とが取り付けられている。ポンチ6とダイ7は、同軸的に且つ、上下方向に所定間隔を隔てて配置される。リベット8は、ポンチ6側の被締結部材3aと、ポンチ6の先端面6aとの間に介設されていて、前記自動穿孔リベット装置1に取り付けられている油圧、空気圧式のシリンダ、ネジ式のアクチュエータ等のリベット下降装置9の伸長により被締結部材3a,3b側へと押下される。ダイ7は、前記ダイ取り付け部5の頂面からポンチ6側に延びる円柱状の底壁10と底壁10を周方向に沿って囲繞する周側壁11とに分割されている。前記底壁10の外周面には雄ネジ10aが一端から他端に及んで形成される。前記周側壁11の下部側の内面には、前記雄ネジ10aに螺合する雌ネジ11aが形成されていて、周側壁11が前記底壁10に雄ネジ10a及び雌ネジ11aを介して昇降自在に嵌合されている。
ダイ7の周側壁11を回転させ、回転によってポンチ取り付け部4側からダイ取り付け部5側に周側壁11を下降させると、底壁10と周側壁11とに区画されたダイ7のキャビティ12の深さ(皿深さ)が浅くなる。また、周側壁11を逆回転させてダイ取り付け部5側からポンチ取り付け部4側に周側壁11を上昇させると、ダイ7のキャビティ12の深さ(皿深さ)が深くなる。そして、底壁10、周側壁11の高さは、周側壁11の頂面に重ねて載置する被締結部材3a,3bの枚数、厚さ、材質等のカシメ条件にキャビティ12の深さが対応できるように定められる。
【0009】
底壁10の中央部には、中央ピン用ガイド孔13が開口しており、中央ピン用ガイド孔13に中央ピン14が昇降自在に嵌合される。前記中央ピン用ガイド孔13は、底壁10の軸芯線に沿ってダイ取り付け部5の下部内に延びていて、ダイ取り付け部5の下部の下部側面に開口するスライダ用ガイド孔15と連通している。スライダ用ガイド孔15は、前記中央ピン用ガイド孔13の前方に延びている。スライダ用ガイド孔15はスライダ16の回転を防止するように形成されている。スライダ16の先端部にはスライダ用ガイド孔15の入口側から奥側に臨んで順次高さが低くなる楔状の斜面16aが設けられていて、この斜面16aに中央ピン14の下端面が支持されている。また、中央ピン14の下端面も前記スライダ16の斜面16aに接触する楔形の斜面14aとなっている。
【0010】
また、スライダ16を機械的に駆動するときは、スライダ16にこれを前後方向に移動させ、前記斜面14a、16aにより前記中央ピン14を昇降させるためのスライダ駆動装置、例えば、油圧式、空気圧、電磁式又はネジ式のアクチュエータ(図示せず)が取り付けられる。
中央ピン14の先端部14bは、従来技術の欄で説明した隆起部dと同様に、下端部側から上端部側に向かって順次、縮径されていて、リベット8の締結脚8aの先端面に開口する円錐又は円筒状の窪み8bに係合するようになっている。
このため、被締結部材3a,3bの肉厚、材質等のカシメ条件を変えた複数回のトライにより、キャビティ12の深さ、キャビティ12の深さに対する中央ピン14の初期位置及び、カシメ又は穿孔のための被締結部材3a,3bに対する中央ピン14の昇降時期を経験的に求めておくと、被締結部材3a,3b同士を最適なカシメ条件で締結することが可能となり、最適な締結強度で締結することが可能となる。
なお、前記リベット8の締結脚8aの長さ、窪み8bの深さは、被締結部材3a,3bの肉厚、材質等の被締結部材3a,3b同士のカシメ条件に対応して一義的に決定される。また、図2(b)に示すように、ダイ取り付け部5の頂面には周側壁11の回転を防止するためストッパ17が取り付けられ、ダイ取り付け部5の底面にスライダ16の移動を停止するための止めネジ18が設けられていて、周側壁11、スライダ16をそれぞれ設定した初期位置にロックすることができるようになっている。
【0011】
次に、図1乃至図3を参照して被締結部材3a,3b同士のカシメ工程を説明する。
まず、準備段階として、キャビティ12の深さ、ポンチ6の下降ストローク及びスライダ16の揚程を決定する。キャビティ12の深さ、中央ピン14の高さ(山高さ)は、前記したカシメ条件に対応させて周側壁11の回転により調節する。ポンチ6の下降ストロークはリベット下降装置9の伸長量により決定し、スライダ16の位置の設定はスライダ16を前後に移動させて決定する。
準備段階を終了し、ポンチ6にリベット8を装着し、リベット下降装置9の伸長によりポンチ6を下降させてリベット8を押し下げる。切刃となりカシメ部となるリベット8の締結脚8aの先端部により、ダイ7側の被締結部材3bがキャビティ12内へと入り込む(図3(a))。
リベット8がさらに押し下げられると、ダイ7側の被締結部材3bが中央ピン14の先端部14bに支持される。このとき、ポンチ6側の被締結部材3bは行き場を失うので、締結脚8aの先端面に開口する窪み8b内へと入り込む(図3(b))。
中央ピン14の相対的な突き上げによって、ダイ7側の被締結部材3bのカシメ部は、円錐又は柱状となって締結脚8aの窪み8b内に浸入し、締結脚8の先端部がカシメ部として径方向外側にラッパ状に塑性変形する(図3(c))。
さらに、図3(d)に示すように、ポンチ6によるリベット8の押し込みが進むと、周側壁11側の被締結部材3bのカシメ部の拡径度が増加する。
ポンチ6が最下降点に到達すると、ダイ7側の被締結部材3bのカシメ部のラッパ状の拡開及び締結脚8aの窪み8bのラッパ状の開脚が完了し、ダイ7側の被締結部材3bのカシメ部が締結脚8aの窪み8bの内面とリベット8のカシメ部とに隙間なく密着する。
よって、一種類のダイ7によりポンチ6側の被締結部材3aが周側壁11側の被締結部材3bにリベット8を介して一体に且つ強固に締結することができる。
【0012】
ところで、ポンチ6の下降中に前記スライダ16をアクチュエータで作動し、前記リベット8をスライダ16によってカシメて被締結部材3a,3bを締結するようにしてもよい。
このようにするときは、例えば、ポンチ6の下降ストローク及びスライダ16の初期位置は、前記ポンチ6が最下降点に到達したときに、ポンチ6側の被締結部材3aが周側壁11側の被締結部材3bに中央ピン14の先端部14bを介して支持され、その結果としてリベット8の締結脚8aがポンチ6側の被締結部材3aに対して穿孔完了又は完了寸前となるようにそれぞれ決定しておく。また、アクチュエータのストロークは、前記ポンチ6が最下降点に到達した位置で、中央ピン14の突き上げによって、被締結部材3a,3b同士が強固に締結されるようにスライダ16の揚程を決定しておく。
このような準備段階を終了し、ポンチ6にリベット8を装着し、リベット下降装置9の伸長によりポンチ6を下降させリベット8を押し下げると、リベット8の締結脚8aの切刃となりカシメ部となる締結脚8aの先端部により、ダイ7側の被締結部材3bがキャビティ12内へと入り込む(図3(a))。
リベット8の押し下げが進み、リベット8がリベット下降装置9の下降ストローク分、押し下げられると、ダイ7側の被締結部材3bが中央ピン14の先端部14bに支持される。このとき、ポンチ6側の被締結部材3aは行き場を失うので、締結脚8aの先端面に開口する窪み8b内へと入り込むことになる(図3(b))。
次に、リベット下降装置9の伸長を維持し、リベット8をポンチ6の最下降点に保持させながら、スライダ駆動手段としてのアクチュエータを伸長させて、スライダ16を前記スライダ用ガイド孔15の入口側から奥側に移動させる。
中央ピン14の突き上げによって、ダイ7側の被締結部材3bのカシメ部は、円錐又は柱状となって締結脚8aの窪み8b内に浸入し、締結脚8の先端部がカシメ部として径方向外側に拡径され、中央ピン14の先端部14bの外面と締結脚g1の円筒又は円錐状の窪み8bの内面でダイ7側の被締結部材3bが挟み込まれる。このためポンチ6側の被締結部材3aは行き場を失い、窪み8b内へと入り込む(図3(c))。
スライダ16をさらに前進させて中央ピン14により、締結脚8aの窪み8bにダイ7側の被締結部材3bのカシメ部を押し込むと、周側壁11側の被締結部材3bのカシメ部の拡径が増加する。
スライダ16の移動による中央ピン14の上昇が完了すると、ダイ7側の被締結部材3bのカシメ部の拡開及び締結脚8aの窪み8bの径方向外側の拡開が完了し、ダイ7側の被締結部材3bのカシメ部が締結脚8aの窪み8bの内面とリベット8のカシメ部とに隙間なく密着する(図3(d))。
よって、一種類のダイ7によりポンチ6側の被締結部材3aが周側壁11側の被締結部材3bにリベット8を介して一体に且つ強固に締結することができる。
【0013】
なお、図1及び図2の説明において、前記スライダ16の斜面16aは直線的な面とする説明をしたが、図4に示すように、斜面16aをスライダ用ガイド孔15の入口側から奥側に臨んで順次高さが低くなる湾曲面とし、また、中央ピン14の下面も丸頭に形成してもよい。
このようにすると、スライダ16の斜面16aに対して中央ピン14の下面を点接触するようになるので、中央ピン14の締結動作中の不安定さが解消される。
【0014】
また、図5に示すように、周側壁11の下部に縮径された段部10bを設け、ダイ取り付け部5の頂部にこの段部10bを嵌合する筒状の嵌合部5aを設けて、嵌合部5aに段部10bを嵌合させてダイ取り付け部5の頂面に嵌め込むだけで支持させるようにしてもよい。
周側壁11には鉛直方向の荷重が作用するだけなので、このようにして周側壁11の径方向の移動を規制するだけで、前記したような被締結部材3a,3b同士の締結が可能となる。また、このようにすると、周側壁11ごと底壁10を取り外すことができるので、メンテナンス、管理を容易にすることができる。
【0015】
以下、本発明の他の実施の形態を図6乃至図9を参照して説明する。なお、第1の実施の形態と同一乃至は同様な構成については同一符号を付して詳細な説明は省略するものとする。
【0016】
(第2の実施の形態)
次に、図6を参照して本発明の自動穿孔リベット締結装置の第2の実施の形態を説明する。この実施の形態は、図1に示した前記スライダ16、スライダ用ガイド孔15及びスライダ駆動装置としてのアクチュエータを廃止し、その代わりに、図6に示すように、前記中央ピン用ガイド孔13の下部を拡径して下方に開口させ、中央ピン14の下部に、前記中央ピン用ガイド孔13の拡径部20嵌合される段部21を設けたものである。
従って、この実施の形態においても、被締結部材3a,3b同士を強固に締結することが可能となる。また、止めネジ25、止めネジ27により、中央ピン14、周側壁11を固定することができるので、ポンチ6側の被締結部材3aに対する中央ピン14、周側壁11の打ち抜き、カシメを正確にすることができる。
なお、中央ピン14により、カシメを行うので、段部21の雄ネジ21aと前記拡径部20の内面には雌ネジ20aは、ネジの断面を台形又は角形としてネジ強度、ネジの回転効率を向上するようにしてもよい。
【0017】
前記拡径部20の内面には雌ネジ20aが設けられ、中央ピン14に連結された段部21の外周面には、拡径部20の雌ネジ20aに螺合する雄ネジ21aがそれぞれ設けられている。ダイ取り付け部23の側壁には、拡径部20の上部内と外部とに開口するネジ孔24が設けられており、ネジ孔24にストッパとしての止めネジ25が螺入されている。また、前記周側壁11にも、周側壁11の内周面と外周面とに開口するネジ孔26が形成されており、ストッパとしての止めネジ27が螺入される。前記底壁10、周側壁11の長さは、周側壁11の頂面に重ねて載置された被締結部材3a,3bの枚数、厚さ、材質等のカシメ条件に、キャビティ12の深さが対応するように決定される。
【0018】
前記キャビティ12に対する前記中央ピン14の高さを機械的に変更するときは、前記段部21に連結軸22を介して油圧又は空気圧により駆動するアクチュエータ、又はモータ、好ましくは、ステッピングモータ(図示せず)を連結する。中央ピン14の高さを機械的に変える場合は、モータ(ステッピングモータ)により中央ピン14を上昇又は下降させて中央ピン14を昇降する以外の操作は、第1の実施の形態で手順と同じとなる。
【0019】
(第3の実施の形態)
次に、図7及び図8を参照して本発明の自動穿孔リベット締結装置の第3の実施の形態を説明する。
図7及び図8を参照すると、ダイ27は、ダイ取り付け部30の頂面からポンチ6側に延びる円柱状の底壁31と、この底壁31を周方向に沿って囲繞する周側壁32とに分割されている。底壁31の外周面には雄ネジ31aがその一端から他端に及んで形成されている。そして、高さ調節レバー37を回転させることにより、中央ピン39の昇降位置を代え、底壁31からの中央ピン39の先端部39bの高さを変えることができるようになっている。
また、周側壁32の上端部側を除く下部側の内周面には、底壁31の外周面に形成されている雄ネジ31aを螺入させるための雌ネジ32aが設けられている。ダイ取り付け部30の頂面には、前記周側壁32を昇降自在に嵌合するためポンチ6側に開口した筒状部33が設けられていて、筒状部33の内周面と、周側壁32の外周に、筒状部33に対して周側壁32を昇降自在に嵌合させるための雌ネジ34と雄ネジ35とが設けられる。
ダイ取り付け部30の下部には、前記筒状部33の下部内と外部とに開口するレバー挿入口36が形成されていて、レバー挿入口36を通じて筒状部33内に挿入された高さ調節レバー37の先端部が周側壁32の底部に螺入されている。
【0020】
前記レバー挿入口36は、周側壁32の回転方向及び筒状部33の高さ方向に沿ってそれぞれ延びており、高さ調節レバー37を手で固定した状態で周側壁32を回転させることによって、周側壁32及び筒状部33に対して底壁31を相対的に昇降させるようになっている。なお、底壁31、周側壁32の高さは、周側壁32の頂面に重ねて載置された被締結部材3a,3bの枚数、肉厚、材質等のカシメ条件に、キャビティ12の深さが対応するように決定される。
前記底壁31の中央部には、ガイド孔38が開口している。ガイド孔38に挿入された中央ピン39は、ダイ取り付け部30の底面に開口するネジ孔29に螺入されていてカシメ又は、接着材により固定される。
【0021】
このように構成し、周側壁32の高さを高さ調節レバー37により調節すると、底壁31と周側壁32とに区画されたダイ27のキャビティ12の深さ(皿深さ)をカシメ条件に対応させて調節することができ、前記した第1の実施の形態、第2の実施の形態と同様に、一種類のダイ27によって被締結部材3a,3b同士を強固に締結することができる。
【0022】
なお、前記高さ調節レバー37にリンクレバ(図示せず)を介して油圧、空気圧、ネジ式等の伸縮自在なアクチュエータを接続し、アクチュエータの伸縮により周側壁32の位置を決定し、また、このアクチュエータの停止により、底壁31を固定状態に保持して周側壁32の昇降位置を調節できるように構成してもよい。
【0023】
(第4の実施の形態)
次に、図9を参照して本発明の自動穿孔リベット締結装置の第4の実施の形態を説明する。
図9を参照すると、ダイ37は、ダイ取り付け部40に昇降自在に取り付けられる柱状の底壁41と、この底壁41を昇降自在に嵌合すべく、前記ダイ取り付け部40の頂面に開口する筒状の嵌合部42で構成される。
嵌合部42の上部は、この実施の形態における前記周側壁を兼用している。底壁42の中央部近傍には、底壁42を横断して前後に貫通する第1スライダ用ガイド孔43が設けられ、ダイ取り付け部40の底部側に第2スライダ用ガイド孔44を設けている。
そして、底壁41には、第1スライダ用ガイド孔43と底壁41の頂面とに開口する中央ピン用ガイド孔45が設けられ、中央ピン用ガイド孔45に中央ピン46が昇降自在に嵌合されている。
中央ピン46の下端面は、前記第1スライダ用ガイド孔43に挿入された第1スライダ47の先端部に設けられている斜面47aに支持され、第1スライダ47の前後方向の移動によって昇降されるようになっている。
【0024】
底壁41は、前記第2スライダ用ガイド孔44に挿入されて進退移動する第2スライダ48の先端部の斜面48aに支持され、第2スライダ48の前後方向の移動によって昇降されるように構成される。
第1スライダ47の斜面47a、第2スライダ48の斜面48aは、第1の実施の形態で説明したように、第1スライダ用ガイド孔43、第2スライダ用ガイド孔44の奥側に向かって順次下降する傾斜面となっているが、図4で説明したように、斜面47a、48aを第1スライダ用ガイド孔43、第2スライダ用ガイド孔44の入口側から奥側に臨んで順次高さが低くなる湾曲面とし、また、中央ピン46、底壁41の下面を斜面47a、48aに点接触するように湾曲面に形成してもよい。また、第1スライダ47、第2スライダ48を前記したスライダ駆動手段により駆動させて、それぞれ中央ピン46、底壁41を昇降させるようにしてもよい。
【0025】
第1スライダ47、第2スライダ48により、中央ピン46、底壁41の昇降位置を任意に調節することができるので、前記した第1の実施の形態〜第3の実施の形態と同様に、カシメ条件に対応させてキャビティ12の高さ(皿高さ)を調節し、中央ピン46のキャビティ12に対する初期の高さ、突き上げ時期を調節することができる。よって、この実施の形態によっても一種類のダイ37によって被締結部材3a,3b同士を強固に固定することができる。
【0026】
なお、前記した各実施の形態では、2枚の被締結部材を重ねてリベット8により締結する説明をしたが本発明が2以上の被締結部材同士の締結に対して適用されることは当然である。また、各実施の形態において、被締結部材のカシメに際して、最初に、ポンチを下降させ、次に、中央ピンを上昇させる説明をしたがこの逆であっても構わない。さらに、被締結部材によっては、中央ピン又はポンチの昇降を繰り返し行うようにして、隙間をなくし信頼性がより高いカシメを行うようにしてもよい。
【0027】
さらに、リベット8の締結脚8aに形成される窪み8bは、円錐又は円筒状に形成する説明をしたが、円形に錐状又は筒状であればその形状には限定されるものではない。また、窪みの深さは、前記したカシメ条件に対応して決定されるものである。
【0028】
また、本発明の各実施の形態において、スライダにより、底壁、中央ピンを昇降する説明をしたが、スライダに変えて、各種のカム機構を用いて昇降するようにしてもよい。このように本発明は、種々の改変が可能であり、本発明はこの改変された発明に及ぶことは当然である。
【0029】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明によれば次の如き優れた効果を発揮する。
(1)被締結部材の板組に応じて周側壁と底壁が形成するキャビティティの深さ、キャビティに対する中央ピンの突き上げ高さを変更することができるので、カシメ条件に対応した被締結部材同士の締結が可能となる。この結果、リベットの部品点数の削減、カシメ部の削減が可能となり、全体のコスト削減に寄与できる。
(2)一種類のダイを被締結部材の枚数、組み合わせ等のカシメ条件に応じてキャビティの深さ、中央ピンの突き上げ高さを任意に変更することができるので、従来のようなダイの組替えが不要となる。よってコスト削減に貢献できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る自動穿孔リベット締結装置の全体の構成を示す解説図である。
【図2】本発明に係る自動穿孔リベット締結装置のダイを示し、図2(a)はダイ部の要部詳細断面図、図2(b)は図2(a)のA−A線断面図である。
【図3】本発明に係る自動穿孔リベット締結装置による被締結部材同士のカシメ工程を示す解説図である。
【図4】本発明に係る自動穿孔リベット締結装置のスライダ及び中央ピンの変形例を示す断面図である。
【図5】本発明に係る自動穿孔リベット締結装置のダイ及びダイ取り付け部の変形例を示す断面図である。
【図6】本発明の自動穿孔リベット締結装置の第2の実施の形態を示す断面図である。
【図7】本発明の自動穿孔リベット締結装置に係るダイ及びダイ取り付け部の第3の実施の形態を示す断面図である。
【図8】本発明の自動穿孔リベット締結装置に係るダイ及びダイ取り付け部の第3の実施の形態を示す分解斜視図である。
【図9】本発明の自動穿孔リベット締結装置の第4の実施の形態を示す断面図であり、図9(a)は側断面図、図9(b)は図9(a)のB−B線断面図である。
【図10】従来の自動穿孔リベット締結装置の締結動作の解説図である。
【符号の説明】
1 自動穿孔リベット締結装置
3a,3b 被締結部材
6 ポンチ
7 ダイ
8 セルフピアスリベット
8a 締結脚
10 底壁
11 周側壁[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an automatic perforation rivet fastening device for fastening a plurality of types of members to be fastened (a plurality of types of plates or the like) with an automatic perforation rivet, and more particularly to an improvement of a fastening die (receiving die). .
[0002]
[Prior art]
FIG. 10 is an explanatory view of the fastening operation of this conventional automatic drilling rivet fastening device. As shown in the figure, the punch a and the die b of the automatic drilling rivet fastening device are arranged at a predetermined interval in the vertical direction. A dish-shaped cavity c that is recessed axially downward from the top surface is formed at the top of the die b, and a raised portion d that is raised to a predetermined height on the punch a side is provided at the center of the bottom surface of the cavity c.
A cylindrical or conical recess h is provided at the front end of the fastening leg g1 of the rivet g that fastens the members e and f to be fastened, and the outer side of the recess h is the fastened member e on the punch a side. And a crimped portion for the decided fastening member f on the die b side.
[0003]
Such caulking by self-piercing rivets is completed through a start stage, a piercing stage, a flare stage, and a final stage as shown in FIG. As shown in FIG. 10 (a), when the punch a is lowered and the fastened member e on the punch a side is punched by the cutting edge of the rivet g as shown in FIG. 10 (b), the fastened member on the die b side is fastened. The member f enters the cavity c by being pressed by the fastening leg g1. The fastened member f on the die b side is supported by the raised portion d on the die b side and is relatively pushed up from below. Since the raised portion d has a tapered shape that is successively reduced in diameter toward the punch a side, the outer surface of the raised portion d and the inner surface of the cylindrical or conical recess h of the fastening leg g1 are covered on the die b side. The fastening member f is sandwiched. For this reason, the to-be-fastened member e on the punch a side loses its place and enters into the recess h. When the punch a descends and the pressing force toward the radially outer side against the inner surface of the recess h increases due to the taper of the raised portion d, the cutting edge of the rivet g and the caulking portion are formed as shown in FIG. The outer part is expanded radially outward from a certain recess h. Then, as shown in FIG. 10D, when the relative pressing with respect to the raised portion d is completed and the crimped portion of the fastened member f on the die b side and the crimped portion of the rivet g are plastically deformed, The fastened member e and the fastened member f on the die b side are integrated.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, when self-piercing rivets (hereinafter simply referred to as rivets) are used for fastening, it is possible to prevent water from entering due to the penetration of the rivets, and there is an advantage that painting is possible compared to the case of joining by spot welding. .
By the way, in order to firmly fix the to-be-fastened member e on the punch a side and the to-be-fastened member f on the die b side using the automatic punching rivet fastening device without rattling, the material and meat of the to-be-fastened members e and f It is necessary to determine the depth of the cavity c and the height of the raised portion d in accordance with the caulking conditions such as the thickness and the number of fastened members e and f to be fastened.
However, a different die is required for each caulking condition, and there is a problem that an operation of exchanging the die b is required each time. For this reason, it is assumed that the number of combinations of the members to be fastened e and f is small, preferably standardized as a single combination, or loosening the strength standard of fastening, but standardization for a single combination is actually Moreover, it is not adopted to loosen the strength standard because reliability is lowered.
Therefore, in the automatic perforation rivet fastening device, by using one type of die, it is possible to correspond to the crimping conditions such as the material and thickness of each fastened member, the total number of fastened members, the plate thickness (thickness) and the caulking load. The technical problem to be solved in order to make it possible to adjust the depth of the cavity and the height of the raised portion arises, and it is an object of the present invention to solve this object.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to claim 1 is an automatic perforation rivet fastening device configured to fasten a plurality of fastened members placed on top of a die by self-piercing rivets pressed by a punch, The die is formed by dividing a bottom wall and a peripheral side wall surrounding the bottom wall in the circumferential direction, and a caulking portion on the distal end side of the fastening leg of the self-piercing rivet is radially formed on the shaft core portion of the bottom wall. A central pin for caulking and deforming outward is provided so as to be movable up and down, and the bottom wall and the peripheral side wall are fitted so as to be movable up and down relatively. The lower surface of the central pin is supported by an inclined surface of a slider installed to be movable back and forth with respect to the central pin, the lower surface of the central pin is formed in a round head, and the inclined surface is on the central pin side Formed on a curved surface that gradually decreases in height toward An automatic drilling rivet fastening device is provided.
If it does in this way, the depth of the cavity tee which a peripheral side wall and a bottom wall form according to a board set of a to-be-fastened member (plate material, a belt board, a plate, etc.) and the push-up height of the center pin to a cavity can be changed. Since it can do, to-be-fastened members can be fastened corresponding to a caulking condition.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of an automatic drilling rivet fastening device according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
(First embodiment)
1 to 5 show an automatic drilling rivet fastening device according to a first embodiment, FIG. 1 is an explanatory view showing the overall configuration of the automatic drilling rivet fastening device, and FIG. 2A is a main part of a die part. 2B is a detailed sectional view, FIG. 2B is a sectional view taken along line AA of FIG. 2A, FIG. 3 is an explanatory view showing a caulking process between members to be fastened by automatic drilling rivets, and FIG. Sectional drawing which shows the modification of the slider and center pin of the automatic drilling rivet fastening apparatus which concerns on a form, FIG. 5: is sectional drawing which shows the modification of the die | dye in 1st Embodiment, and a die attachment part.
[0008]
Referring to FIGS. 1 to 3, the
A
When the
[0009]
A central
[0010]
When the
The
For this reason, the depth of the
The length of the
[0011]
Next, a caulking process between the fastened
First, as a preparation stage, the depth of the
The preparation stage is completed, the
When the
By the relative push-up of the
Furthermore, as shown in FIG. 3D, when the
When the
Therefore, the fastened
[0012]
By the way, the
In this case, for example, the lowering stroke of the
When such a preparation stage is completed, the
When the
Next, while maintaining the extension of the
As the
When the
When the lifting of the
Therefore, the fastened
[0013]
1 and 2, the
In this way, the lower surface of the
[0014]
Further, as shown in FIG. 5, a stepped
Since only a load in the vertical direction acts on the
[0015]
Hereinafter, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In addition, the same code | symbol is attached | subjected about the structure which is the same as that of 1st Embodiment, or detailed description shall be abbreviate | omitted.
[0016]
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the automatic drilling rivet fastening device of the present invention will be described with reference to FIG. In this embodiment, the
Therefore, also in this embodiment, the fastened
In addition, since caulking is performed by the
[0017]
A
[0018]
When the height of the
[0019]
(Third embodiment)
Next, with reference to FIG.7 and FIG.8, 3rd Embodiment of the automatic drilling rivet fastening apparatus of this invention is described.
7 and 8, the
Further, a
A
[0020]
The
A
[0021]
When configured in this manner and the height of the
[0022]
The
[0023]
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment of the automatic drilling rivet fastening device of the present invention will be described with reference to FIG.
Referring to FIG. 9, the
The upper part of the
The
The lower end surface of the
[0024]
The
The
[0025]
Because the
[0026]
In each of the above-described embodiments, the description has been given of the case where the two members to be fastened are overlapped and fastened by the
[0027]
Furthermore, although the
[0028]
Further, in each embodiment of the present invention, the bottom wall and the center pin are lifted and lowered by the slider. However, it may be lifted and lowered by using various cam mechanisms instead of the slider. Thus, the present invention can be modified in various ways, and the present invention naturally extends to this modified invention.
[0029]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the following excellent effects are exhibited.
(1) Since the depth of the cavity tee formed by the peripheral side wall and the bottom wall and the push-up height of the center pin with respect to the cavity can be changed according to the plate set of the member to be fastened, the member to be fastened corresponding to the caulking conditions It becomes possible to fasten each other. As a result, it is possible to reduce the number of rivet parts and the caulking portion, thereby contributing to overall cost reduction.
(2) Since the cavity depth and the center pin push-up height can be arbitrarily changed according to the crimping conditions such as the number of members to be fastened and the combination of one type of die, the conventional die change Is no longer necessary. Therefore, it can contribute to cost reduction.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing the overall configuration of an automatic drilling rivet fastening device according to the present invention.
2 shows a die of an automatic perforation rivet fastening device according to the present invention, FIG. 2 (a) is a detailed cross-sectional view of the main part of the die part, and FIG. 2 (b) is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 2 (a). FIG.
FIG. 3 is an explanatory view showing a caulking process between members to be fastened by the automatic perforating rivet fastening device according to the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a modified example of the slider and the center pin of the automatic drilling rivet fastening device according to the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a modified example of the die and the die attaching portion of the automatic drilling rivet fastening device according to the present invention.
FIG. 6 is a sectional view showing a second embodiment of the automatic drilling rivet fastening device of the present invention.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a third embodiment of a die and a die attachment portion according to the automatic drilling rivet fastening device of the present invention.
FIG. 8 is an exploded perspective view showing a third embodiment of a die and a die attaching portion according to the automatic drilling rivet fastening device of the present invention.
9 is a cross-sectional view showing a fourth embodiment of the automatic perforating rivet fastening device of the present invention, FIG. 9 (a) is a side cross-sectional view, and FIG. 9 (b) is a cross-sectional view along B- in FIG. 9 (a). It is B line sectional drawing.
FIG. 10 is an explanatory view of a fastening operation of a conventional automatic drilling rivet fastening device.
[Explanation of symbols]
1 Automatic drilling rivet fastening device
3a, 3b Fastened member
6 punches
7 die
8 Self-piercing rivets
8a Fastening leg
10 Bottom wall
11 Perimeter side wall
Claims (1)
前記ダイが、底壁とこれを周方向に沿って囲繞する周側壁とに分割して形成され、前記底壁の軸芯部に、前記セルフピアスリベットの締結脚先端側のカシメ部を径方向外側にカシメ変形させるための中央ピンが昇降自在に設けられ、前記底壁と前記周側壁とが相対的に昇降自在に嵌合されており、
前記中央ピンの下面は、前記中央ピンに対して前後移動可能に設置されたスライダの斜面に支持されており、
前記中央ピンの下面は丸頭に形成され、前記斜面は中央ピン側に向かうに連れて順次高さが低くなる湾曲面に形成されていることを特徴とする自動穿孔リベット締結装置。An automatic drilling rivet fastening device configured to fasten a plurality of fastened members placed on top of a die by a self-piercing rivet pressed by a punch,
The die is formed by dividing a bottom wall and a peripheral side wall surrounding the bottom wall in the circumferential direction. A center pin for caulking and deforming outward is provided so as to be able to move up and down, and the bottom wall and the peripheral side wall are fitted so as to be able to move up and down relatively ,
The lower surface of the center pin is supported by a slope of a slider installed to be movable back and forth with respect to the center pin,
An automatic perforating rivet fastening device , wherein the lower surface of the central pin is formed in a round head, and the inclined surface is formed in a curved surface that gradually decreases in height toward the central pin side .
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