(57)【要約】  自己穿孔リベットによる自己穿孔リベット接合部であり、加工物を接合するための自己穿孔リベット（１０'）は、頭部径を含む頭部（１２’）と、シャンク径を含むシャンク（１４’）とを有する。シャンク（１４'）は、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'）を含む。シャンク（１４'）は、足端部（１８'）上に平面部分（２０）又は円形カッター（８０）を含む。軸方向円形凹部が、頭部（１２’）とシャンク（１４’）との間の移行部分（１６'）の領域内に実現される。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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）は、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ることを特徴とする、自己穿孔リベット。
【請求項２】
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。
【請求項３】
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。
【請求項４】
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。
【請求項５】
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。
【請求項６】
前記シャンク（１４’）に面する、第１の半径方向凹部部分（６６）内の前記軸方向円形凹部（６０）は、第２の半径方向凹部部分（６８）内よりも深い軸方向深さを含むことを特徴とする、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。
【請求項７】
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６のいずれかに記載の自己穿孔リベット。
【請求項８】
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７に記載の自己穿孔リベット。
【請求項９】
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８のいずれかに記載の自己穿孔リベット。
【請求項１０】
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９のいずれか又は請求項１の前提部に記載の自己穿孔リベット。
【請求項１１】
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１０のいずれかに記載の自己穿孔リベット。
【請求項１２】
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、特に０．１８より小さい、及び／又は特に０．１より大き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。
【請求項１３】
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より大きい、及び／又は０．２５より小さいことを特徴とする、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。
【請求項１４】
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１３のいずれかに記載の自己穿孔リベット。
【請求項１５】
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、特に請求項１〜請求項１４のいずれかによる再成形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）に当接することを特徴とする、自己穿孔リベット接合部。
【請求項１６】
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１５に記載の自己穿孔リベット接合部。
【請求項１７】
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１５〜請求項１６のいずれかに記載の自己穿孔リベット接合部。
【請求項１８】
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１５〜請求項１７のいずれかに記載の自己穿孔リベット接合部。
【請求項１９】
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１５〜請求項１８のいずれかに記載の自己穿孔リベット接合部。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、頭部径を含む頭部及びシャンク径を含むシャンクを有する、特に高張力鋼から作成された加工物を接合するための自己穿孔リベットであって、シャンクは、頭部とは反対側に位置する足端部において軸方向深さを有する軸方向凹部を含み、かつ、足端部において平面部分又は円形カッターを含む、自己穿孔リベットに関する。
【０００２】
さらに、本発明は、自己穿孔リベット接合部であって、少なくともその一方が金属から、特に高張力鋼から実現される少なくとも１つの上部加工物及び１つの下部加工物と、上述したタイプの再成形された自己穿孔リベットとを有し、該リベットの頭部は上部加工物に当接する、自己穿孔リベット接合部に関する。
【背景技術】
【０００３】
足端部に平面部分を有する自己穿孔リベットが、特許文献１に開示される。自己穿孔リベットを用いて実行される自己穿孔リベット締結プロセスの間、この自己穿孔リベットの態様により、リベットシャンクの拡張に基づかない自己穿孔リベットの再成形がもたらされる。凹部の比較的短い軸方向深さの達成は、どちらかと言えば、接合部が、特に加工物構成の高張力鋼の逆圧により生じるリベットの圧縮の結果として形成されるものである。結果として形成されるアンダーカット部又は陥凹部は、この場合、比較的小さいものであり得る。しかしながら、高張力材料であるため、必要な接合部の引張り強さを達成するのに、比較的小さいアンダーカット部でも十分である。
【０００４】
さらに、自己穿孔リベットが、特許文献２に開示される。この文書は、高張力鋼で生成される少なくとも２つの接合部を有する自己穿孔リベット接合部を提供することを提案し、これら少なくとも２つの接合部は、半中空の自己穿孔リベットにより互いに接合され、該自己穿孔リベットは、鋼で形成され、かつ、リベット頭部と、端部にリベット足部を有してリベット頭部に接続されるリベットシャンクとを有しており、該リベット足部は、接合動作前の初期状態では鋭利でない状態で実現される。自己穿孔リベットの形状は、この場合には、特許文献３からの、軽量金属加工物を接合するためのものとしても知られる自己穿孔リベットの形状と同一である。鋭利でないリベット足部の実現の結果として、高張力接合部を接合する際の半中空自己穿孔リベットの好適な再成形挙動が達成され、リベットシャンクが拡張しようとする傾向は、鋭利なリベット足部と比べて低減する。この場合、拡張は、リベットシャンクがリベット足部により下部接合部分に貫入するときにのみ生じる。接合部は、５００Ｎ／ｍｍ2より大きい、１５００Ｎ／ｍｍ2までの引張り強さを有することになっている。用いられる半中空自己穿孔リベットの引張り強さは、１２００Ｎ／ｍｍ2と１４００Ｎ／ｍｍ2との間の範囲に入るが、２０００Ｎ／ｍｍ2までの値に達することもあり得る。
【０００５】
適切な拡張挙動を保証するために、シャンクキャビティの軸方向深さとリベット足部の外径との割合は、０．３と０．７との間になければならない。シャンクキャビティの軸方向深さが小さすぎる場合には、上部鋼板が穿孔された後にリベットシャンクが十分に拡張しない。
【０００６】
更に別の半中空自己穿孔リベットが、特許文献４に開示される。この場合、シャンク内に中央止まり穴が設けられ、穴の領域におけるシャンクの外径と内径との間の差の比は、０．４７と０．５２の間の範囲内にある。
【０００７】
さらに、特許文献５は、高張力及び超高張力鋼を接合するための半中空自己穿孔リベットを開示し、頭部径は、一般に、シャンク径の１．３倍より小さいか又はこれに等しい。
【０００８】
しかしながら、高張力又は超高張力鋼を接合する従来技術の自己穿孔リベット接合部は、依然として様々な問題を有し得る。一方、拡張の広がりがリベット軸線に対して対称ではないことがある。さらに、シャンクが互いに押し付けられて湾曲することがある。多くの場合、リベットを加工物構成内に押し込むことさえできず、自己穿孔リベットが破損することさえある。
【０００９】
上述のように、高張力又は超高張力鋼を接合するように設計された自己穿孔リベットは、一般に、足端部に平面部分を含む。例えばＣ型リベットのような他の自己穿孔リベットは、シャンクの足端部に円形カッターを含む。円形カッターは、特に、軸方向凹部の内面の領域における半径又は面取り部と、シャンクの半径方向外面の方向の半径又は面取り部との間の切断線により、形成される。このタイプの円形カッターは、円形状に接合される加工物構成の上部加工物を切断するために、実現する必要があり、上部加工物は、好ましくは鋼で生成されるが、別の材料で生成することも可能である。
【００１０】
上述の形状の自己穿孔リベットは、シャンクの外面から頭部の方向への移行部に首下半径を含み、頭部底面は、自己穿孔リベットの半径方向面に対して傾斜していることが多く、円錐部分を形成する。
【００１１】
特許文献６は、加工物構成の下部加工物と溶接されるように、溶接電流によって溶融することができる突起部がシャンクの足端部に実現される半中空自己穿孔リベットを開示している。自己穿孔リベットの場合、シャンクは、取り付け動作が実行されるときに半径方向に拡張しない。頭部底面の外周の領域において、取り付けリベットの頭部は、軸方向前方に突出し、加工物構成の上部加工物の上面に貫入する切削縁を含み、その結果、圧入嵌めを生じさせる。
【００１２】
従来技術の自己穿孔リベットの場合、シャンクと頭部との間の移行部の領域において、取り付け動作中に応力が発生することがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】独国公開特許第１０  ２０１３  ０２０  ５０４  Ａ１号明細書
【特許文献２】欧州特許出願公開第１  ２２９  ２５４  Ａ２号明細書
【特許文献３】欧州特許出願公開第０  ８３３  ０６３  Ａ１号明細書
【特許文献４】国際公開第２００７／１３２１９４  Ａ１号
【特許文献５】欧州特許出願公開第２  ３１４  ８９０  Ａ２号明細書
【特許文献６】米国特許出願公開第２０１６／００８４２８８号明細書
【発明の概要】
【００１４】
この背景に対して、本発明の目的は、どちらも、異なる材料、特に金属、特にアルミニウム又は鋼、並びに特に高張力及び超高張力鋼を接合するのに適した、改善された自己穿孔リベット、及び改善された自己穿孔リベット接合部を提供することである。
【００１５】
この目的は、冒頭に言及した自己穿孔リベットにおいて、軸方向円形凹部が、頭部とシャンクとの間の移行部の領域において実現される結果として達成される。
【００１６】
自己穿孔リベット締結手順を設定又は実行するとき、軸方向凹部は、取り付け力を低減させることを可能にする。
【００１７】
取り付け力の低減の達成は、自己穿孔リベット締結方法が実行されている間の自己穿孔リベットに対する損傷、及び／又は加工物の１つの損傷が起こる可能性がより少なく、又は排除されることさえある。正確には、高張力の金属板の場合、具体的には超高張力の金属板の場合、概して、取り付け力は、斜面として又は正の半径として実現されることが多い頭部底面が、接合されるように構成される加工物の上部加工物の上面に接触するやいなや、増大する。
【００１８】
シャンクに対する、頭部突出部の領域における頭部の底面は、好ましくは、実質的に半径方向に位置合わせされるか、又はこうした半径方向面に対して面取りされるか、又はシャンク外面と頭部突出部との間の角度が８０°より大きいか又はこれに等しく、１４０°より小さくなるように、半径が与えられる。
【００１９】
円形凹部は、取り付け動作中、半径方向面に対して頭部突出部が円形状に突出するのを可能にし、頭部突出部は、取り付けられた状態の半径方向面に対して０°より大きい角度を呈する。
【００２０】
しかしながら、本発明による自己穿孔リベットは、高張力及び高張力金属板が使用される自己穿孔リベット締結手順において使用される場合だけでなく、有利である。本発明による自己穿孔リベットはまた、他の用途（複合物構成、超高張力鋼、標準鋼、ＣＦＫ、Ａｌ）の場合にも有利である。
【００２１】
特に、本発明による自己穿孔リベットを用いる自己穿孔リベット締結手順を実行するとき、頭部とシャンクとの間の移行部分の領域における自己穿孔リベットのひび割れが防止されるか、又は発生する可能性がほとんどなくなる。
【００２２】
円形凹部は、角度を付けて実現することができるが、長手方向断面において、一定の凹部発生を伴う連続的凹部として実現されることが好ましい。各々が互いに連続的に接続する複数の半径により凹部が実現されることは、特に好ましい。
【００２３】
本発明による自己穿孔リベットの場合、高張力鋼と関連した用途について、凹部の軸方向深さの、シャンク径に対する比は、好ましくは０．３より小さく、特に０．２８より小さく、特に好ましい方法は０．２５より小さいか、又はさらに０．２より小さい。
【００２４】
凹部の軸方向深さのシャンク径に対する比は、好ましくは０．０５より大きく、好ましくは０．０１より大きく、特に０．１２より大きい。
【００２５】
さらに、上記の目的は、少なくとも一方が金属、特に高張力鋼から実現された上部加工物及び下部加工物と、その頭部が上部加工物に当接する再成形された自己穿孔リベット、特に本発明による実行穿孔リベットとを有する、自己穿孔リベット接合部により達成される。
【００２６】
最後に、上記の目的は、少なくとも１つの上部加工物及び１つの下部加工物を含む加工物構成を準備するステップと、本発明によるタイプの自己穿孔リベットを自己穿孔力（ｓｅｌｆ−ｐｉｅｒｃｉｎｇ  ｆｏｒｃｅ）により加工物構成内に駆動するステップとを有する、自己穿孔リベット接合部、特に上述したタイプの自己穿孔リベット接合部を生成するための方法により達成される。
【００２７】
自己穿孔リベット締結手順の間、足端部に平面部分がある場合、リベットシャンクの拡張にあまり基づかない自己穿孔リベットの再成形が行われる。凹部の比較的短い軸方向深さの達成は、接合部がリベットの圧縮の結果として形成されることであり、この圧縮は、特に加工物構成の高張力鋼の逆圧により引き起こされる。その結果形成されるアンダーカット部又は陥凹部は、この場合には比較的小さいものになり得る。しかしながら、材料が高張力であるため、比較的小さいアンダーカット部であっても必要な接合部の引張り強さを実現するのに十分である。
【００２８】
さらに、凹部の好ましい比較的小さい軸方向深さのさらなる達成により、自己穿孔リベットが明らかに高水準の安定性を保持し、これにより、高張力及び超高張力鋼を通る穿孔することさえ可能になる。
【００２９】
足端部における平面部分により、高張力鋼を有する自己穿孔リベット接合部の新規な生成がもたらされる。言い換えれば、切削縁とも呼ばれる、足端部の概ね環状の端面が少なくとも部分的に平坦に実現され、好ましくは自己穿孔リベットの長手方向軸に対して垂直に位置合わせされることが好ましい。
【００３０】
加工物構成の上部加工物は、この場合、鋼から製造されることが好ましく、好ましくは８００Ｎ／ｍｍ2より大きい、特に１０００Ｎ／ｍｍ2より大きい引張り強さを有する。少なくとも上部加工物の引張り強さは、最大１５００Ｎ／ｍｍ2まで及びそれより大きくすることができる。
【００３１】
下部加工物の引張り強さは、加熱なしで、約６００Ｎ／ｍｍ2までに限定されることが好ましい。
【００３２】
言い換えれば、熱処理前は微細構造が特にフェライト−パーライト構造からなる「Ｕｓｉｂｏｒ（登録商標）」の名称の下で知られるような加工用鋼でさえ、本発明による自己穿孔リベットを用いて必要な接合強度で接合することができる。
【００３３】
自己穿孔リベットの強度又は硬度は、対応して適合されることが好ましい。さらに、自己穿孔リベットは、特に、回転対称に及び／又は鋼から一体構造で製造される半中空自己穿孔リベットであることが好ましい。
【００３４】
最小リベット長は、上部加工物の厚さに、好ましくは２ｍｍより長い、特に３ｍｍに等しい長さを加えたものであることが好ましい。最大リベット長は、加工物構成の厚さの範囲内にあることが好ましい。
【００３５】
自己穿孔リベットの上記の好ましい態様は、高張力及び超高張力鋼を用いる用途について説明されるが、自己穿孔リベットが足端部における平面部分、及び好ましくは中央凹部の比較的小さい軸方向深さを含む場合、本発明による自己穿孔リベットの他の適用例は、通常の鋼又は他の材料（例えば、アルミニウム）を用いる用途についても実現することができる。
【００３６】
その場合、凹部の軸方向深さの、シャンク径に対する比は、好ましくは明らかに０．５より大きく、特に０．７５より大きく、１又はそれを上回る値に達することさえあり得る。さらに、この場合、例えばいわゆるＣ型リベットについて一般に開示されているように、円形カッターが、シャンクの足端部において実現されることが好ましい。
【００３７】
このように、目的は完全に達成される。
【００３８】
１つの変形において、頭部が頭部底面を含み、該頭部底面が自己穿孔リベットの長手方向軸に対して実質的に垂直に実現されることは、特に好ましい。
【００３９】
言い換えれば、シャンクと頭部との間の移行領域が、半径又は傾斜した円錐面により形成されないことが好ましい。これにより前述の移行領域がもたらされる場合、自己穿孔リベット締結手順が実行されると、比較的早期でも、一番上の加工物の上面に接触し、そのことは高い取り付け力をもたらす。
【００４０】
言い換えれば、頭部の態様は、その頭部底面が自己穿孔リベットの長手方向軸に対して実質的に垂直に実現されるような方法で、取り付け力の低減をもたらし得る。
【００４１】
代替的な態様によると、頭部は、頭部底面を含み、該頭部底面は、半径方向面に対して５°と４５°の間の、特に５°と２０°の間の、又は１５°と４５°との間の範囲内の角度で位置合わせされる。
【００４２】
この変形の場合、頭部の頭部底面は、軸方向円形凹部の半径方向外方全体に面取りされるか又は略円錐状に実現される。
【００４３】
この態様においても、取り付け力は明らかに低減され得る。面取り部の結果として、多くの実施形態において、取り付け作業後及び実質的に軸方向への頭部突出部の湾曲の後、傾斜した頭部底面は、例えばシールを設けるように、実質的に平坦に上部加工物の上面に載る。これは、特に自己穿孔リベットが加工物構成内に比較的深く駆動されるときにそうである。自己穿孔リベットの頭部の上面は、好ましくは、上部加工物の上面と位置合わせされる、又は上部加工物の上面の幾分下方にあり、その結果、自己穿孔リベットは、外見上、加工物構成内に座ぐりが施される。
【００４４】
更に別の好ましい実施形態によると、軸方向円形凹部は、シャンクに対して半径方向に突出する頭部の頭部底面上に実現される。
【００４５】
この接続において、円形凹部は、好ましくはシャンクの領域内に半径方向に延びない。
【００４６】
この実施形態の場合、シャンクにより、依然として高い力を軸方向に伝達することができ、該当する場合、頭部突出部を湾曲させることが可能である。
【００４７】
さらに、軸方向円形凹部が、シャンクに面する第１の半径方向凹部分において、第２の半径方向凹部部分より深い軸方向深さを含むことは有利である。
【００４８】
これはまた、取り付け作業中に、頭部突出部が半径方向面に対して僅かに湾曲し得るのにも寄与する。この場合、円形状に実現される仮想湾曲「軸線」は、シャンクの長手方向軸に対して同心であり、好ましくは、第１の半径方向凹部部分内に位置する。
【００４９】
第１の半径方向凹部部分は、シャンクに直接隣接することが好ましい。第２の凹部部分は、頭部外周から半径方向に間隔をおいていることが好ましい。
【００５０】
更に別の実施形態によると、軸方向円形凹部の半径方向長さの、半径方向頭部突出部長さに対する比は、０．２より大きい。この比が０．３より大きい、特に０．４より大きい、又はさらに０．５であることは、特に好ましい。軸方向円形凹部の半径方向長さの、半径方向頭部突出部長さに対する比は、好ましくは０．９より小さく、特に０．８より小さく、好ましくは０．７より小さい。
【００５１】
その結果、取り付け作業が実行されるとき、頭部突出部の長い部分が、シャンクの長手方向軸に対して湾曲するにつれて、取り付け力がさらに低減され得る。
【００５２】
さらに、軸方向円形凹部の、軸方向頭部高さに対する比は、０．１５より大きいことが有利である。この比は、好ましくは０．２５より大きく、特に０．３より大きい。この比は、特に０．６より小さく、好ましくは０．５より小さく、特に０．４より小さい。
【００５３】
軸方向円形凹部の最大軸方向深さは、好ましくは自己穿孔リベットの軸方向位置から軸方向に離れ、円形凹部の半径方向外方に位置する頭部底面の一番下の位置により定められ、好ましくは、その比を計算するために仮定される。
【００５４】
円形凹部の軸方向深さの、軸方向頭部高さに対する上述の比も、取り付け力の低減をもたらす。
【００５５】
更に別の実施形態において、頭部の頭部底面は、軸方向円形凹部の半径方向外方部分において面取りされる。
【００５６】
この実施形態の場合、面取り部分は、軸方向円形凹部の半径方向外方に位置する頭部底面の全部分である。しかしながら、頭部底面の面取り部分は、軸方向円形凹部と面取り部分との間に実質的に半径方向に位置合わせされた頭部底面部分が実現されるように、軸方向円形凹部から半径方向に間隔をおいたものとすることができる。
【００５７】
面取り部は、取り付けられた状態で面取りされた頭部底面が、接合される加工物の上面上に実質的に平坦であることが好ましい。
【００５８】
その結果、取り付けられた自己穿孔リベット接合部のシール気密性が増大され得る。
【００５９】
頭部底面部分又はその円錐角の位置合わせは、好ましくは、０°より大きく、４５°より小さい範囲内にある。半径方向外方に位置する頭部底面の円錐角は、好ましくは、半径方向面に対して取り付け作業を実行する際の頭部部分の意図する湾曲に対応する。
【００６０】
請求項１の前提部と併せて独立した発明を提供する更に別の好ましい実施形態によると、中央凹部は、長手方向断面において、切頭円錐の形状であり、凹部の凹部底部は、円錐形状で実現され、凹部底部の円錐角の、凹部の円錐角に対する比は、０．４より小さい。
【００６１】
この角度の比は、好ましくは０．３より小さく、特に０．２５より小さい。この比は、好ましくは０．０５より大きく、特に０．１より大きく、好ましくは０．２より大きい。
【００６２】
好ましくは非常に平坦な円錐を形成する円錐形状の凹部底部は、取り付け作業を実行する際、特に、自己穿孔リベットの生産可能性の簡単化、及び／又はスラグの最適化された収容、及び／又はアンダーカット部の形成のための改善された半径方向の拡大の実現を可能にする。
【００６３】
凹部の長手方向断面が切頭円錐形状であるとき、足端部の領域における凹部の直径は、好ましくは、凹部の底部の領域における直径よりも大きい。この実施形態の場合、上述のように、凹部の底部は、好ましくは平坦であり得るが、凹状又は凸状に湾曲することもあり、又は円錐形状で実現されることもある。
【００６４】
更に別の実施形態によると、中央凹部は、長手方向断面においてアーチ形である。
【００６５】
アーチ形状は、この場合、単一の半径により生成し得るので、凹部は、長手方向断面において円弧の形状である。
【００６６】
しかしながら、凹部が、長手方向断面において、尖頭アーチ又はゴシックアーチの形状を含む。
【００６７】
こうしたアーチ形状は、円から構成され、頂点を有する、２つのアーチにより生成される。
【００６８】
この場合、頂点は、適切な方法で半径により丸みが付けられていることが好ましい。
【００６９】
さらに、尖頭アーチ形状の場合、それぞれの関連付けられた弧の、それぞれのアーチの中心点は、（長手方向断面で見たときに）各々が自己穿孔リベットの長手方向中心軸の異なる側に位置することが好ましい。
【００７０】
切頭円錐形状又はアーチ形状の上述した２つの実施形態において、頭端部から作用する自己穿孔力が足端部へ適切に導入されることが有利である。
【００７１】
全体として、中央凹部は円筒形部分を含まないことがさらに好ましい。
【００７２】
凹部内の円筒形部分は、不安定性をもたらすことがあり、該当する場合、非常に高い打ち抜き圧力において破損を生じさせることがある。
【００７３】
凹部内に円筒形部分をなくすることにより、自己穿孔リベット全体の安定性を増大させることができる。
【００７４】
更に別の実施形態によると、中央凹部は凹部容積を有し、凹部容積の、シャンク体積に対する比は、０．２５より小さい、特に０．１８より小さい、及び／又は０．０５より大きい、特に０．１より大きい。
【００７５】
凹部容積は、この接続部において、自己穿孔リベットの足端部から始めて計算される。シャンクの体積は、シャンクが標準的な外径を含むシャンクの体積であり、これは、自己穿孔リベットの可能な移行部分を除くが、結果としてシャンクの体積に含まれる凹部容積を含む。
【００７６】
一方、比較的小さい凹部容積は、自己穿孔リベットの高水準の安定性をもたらす。他方、上部加工物から分離されるスラグは、凹部内に受け入れられるのではなく、自己穿孔作業中に、リベットによりリベットの前方で押されることになる。これによる有利な達成は、より大きな材料の再成形が、凹部内での変形の代わりに、自己穿孔リベット締結工具のダイの中で生じることである。
【００７７】
更に別の好ましい実施形態によると、平面部分は、円形面部分として実現され、断面において半径方向幅を含み、円形面部分の半径方向幅の、シャンク径に対する比は、０．０５より大きいか、又は、０．２５より小さく、或いは、０．０５から０．２５までの値である。
【００７８】
自己穿孔リベットは、好ましくは、少なくとも５００ＨＶ１０（１６３０ＭＰａ）の硬度、特に少なくとも６５０ＨＶ１０の硬度、特に少なくとも７００ＨＶ１０の硬度を有する鋼から製造される。一般に、硬度は、８００ＨＶ１０を下回る。
【００７９】
本発明による自己穿孔リベット接合部において、上部加工物の軸方向厚さは、未変形状態における中央凹部の軸方向深さより大きいか又はこれに等しいことが好ましい。
【００８０】
さらに、本発明による自己穿孔リベット接合部に場合、スラグが上部加工物から分離され、スラグの体積の５０％未満、特に３０％未満、好ましくは２５％未満、特に好ましくは２０％未満が、変形した中央凹部内に位置することが有利である。
【００８１】
この結果、実質的に圧縮されるような方式で自己穿孔リベットが実現され、その結果として凹部の容積が低減され、従って、スラグが自己穿孔リベット締結動作中にリベットの前方で実質的に押されることになる。
【００８２】
その結果、下部加工物の材料は、スラグによってダイ内で適切に移動できるようになり、従って、該材料は、自己穿孔リベットのシャンク内のアンダーカット部の後方に流れる。
【００８３】
全体として、再成形された自己穿孔リベットのシャンクは、頭部の方向の力に対してアンダーカット部を形成し、アンダーカット部の、シャンク径に対する比は、０．１より小さい、及び／又は０．０１より大きいことがさらに有利である。
【００８４】
この結果、アンダーカット部の広がりは比較的小さくなる。しかしながら、このタイプの小さいアンダーカット部は、高張力鋼を接合するときに必要な接合強度を実現するのに十分である。
【００８５】
自己穿孔リベット接合部の更に別の好ましい実施形態によると、再成形後の自己穿孔リベットの軸方向長さの、再成形前の自己穿孔リベットの軸方向長さに対する比は、０．８より大きい、及び／又は０．９５より小さい。
【００８６】
この結果、その所定の硬度のために比較的小さい程度までしか圧縮されない自己穿孔リベットがもたらされ、これは同様に半径方向に比較的小さいアンダーカット部をもたらす。
【００８７】
またこの結果、自己穿孔リベットの最小長さは、上部加工物の厚さに、好ましくは３ｍｍ又は３．５ｍｍの値を加えて得ることが好ましく、それに対して、自己穿孔リベットの最大長さは、好ましくは加工物構成の全厚さに１ｍｍを加えて計算されるか又は加工物構成の全厚さに等しい。
【００８８】
一般的に言えば、少なくとも１つの上部加工物及び１つの下部加工物を含む加工物構成を準備するステップと、本発明によるタイプの自己穿孔リベットを自己穿孔力により加工物構成内に駆動するステップとを有する、自己穿孔リベット接合部、特に上述したタイプの自己穿孔リベット接合部を生成する、本発明による自己穿孔リベットによる自己穿孔リベット締結手順を実行することも可能である。
【００８９】
この方法において、加工物構成は、少なくとも下部加工物がその中に駆動されるダイ容積を有するダイ上に支持され、ダイ容積の、自己穿孔リベットの体積に対する比は、１．０より大きいか又はこれに等しく、及び／又は１．５より小さいか又はこれに等しいことが有利である。
【００９０】
ダイ容積は、少なくとも下部加工物の材料が自己穿孔リベット締結動作の間に流れ込む容積であり、この目的で設けられたダイ凹部の上縁部は、支持面に対して実質的に同一平面である。ダイ凹部は、この場合、好ましくは切頭円錐形状であり、接触面の領域内で比較的大きい直径を有し、ダイ容積の底部領域内でより小さい直径を有する。
【００９１】
全体として、以下のことに補足的にさらに留意されたい。従来の自己穿孔リベット締結の場合、アンダーカット部の形成は、接合強度の品質に関連する特徴である。本発明によるリベットはより高強度なので、この特徴はもはやそれ自体当てはまらない。リベットは、比較的堅い上部加工物を必要とし、そのスラグが、リベットを圧縮すると同時にこれをいくらか押し広げる。従来技術のリベットとは対照的に、接合部のアンダーカット部は、従来の拡張によって生成されるのではなく、むしろリベットの圧縮の結果として生成され、この圧縮は、高張力鋼の逆圧により生じる。こうしたリベットの場合には、適用範囲は原則として、上部加工物の引張り強さ８００Ｎ／ｍｍ2、特に１０００Ｎ／ｍｍ2で始まる。この強度カテゴリの鋼は、高張力金属板で生成された軽量構造の使用が増大しているため、車両構成で使用されている。この自己穿孔リベットの使用範囲の下方は、高張力加工物構成を穿孔／穿刺するための力である最小自己穿孔力の８ｋＮに制限されることが好ましい。その力を上回ると、自己穿孔リベットの十分な圧縮（拡張が主ではない）が始まり、必要な圧縮の程度、好ましくは少なくとも０．１５ｍｍが達成される。接合品質を評価するためには、アンダーカット部の形成に加えて、圧縮の程度も検討しなければならない。圧縮の程度は、再成形前の自己穿孔リベットの軸方向長さから再成形後の、すなわち取り付けられた状態の自己穿孔リベットの軸方向長さを差し引くことで計算される。
【００９２】
上述の特徴及びさらに以下に説明される特徴は、それぞれの場合に与えられる組み合わせのみならず、本発明の枠組みから逸脱することなく、他の組み合わせにおいて又はそれら自体に基づいて用い得ることは明らかである。
【００９３】
本発明の例示的な実施形態は、図面に示されかつ以下の説明においてより詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】従来技術の自己穿孔リベットの実施形態を通る長手方向断面図を示す。
【図２】従来技術の自己穿孔リベットの更に別の実施形態を通る長手方向断面図を示す。
【図３】自己穿孔リベット締結により生成される自己穿孔リベット接合部を通る長手方向断面図を示す。
【図４】本発明による自己穿孔リベットの実施形態を通る、図１に匹敵する長手方向断面図を示す。
【図５】図４の詳細Ｖの図を示す。
【図６】本発明による自己穿孔リベットの更に別の実施形態を通る長手方向断面図を示す。
【図７】図６の詳細ＶＩＩの図を示す。
【図８】本発明による自己穿孔リベットの更に別の実施形態を通る長手方向断面図を示す。
【図９】図８の詳細ＩＸの図を示す。
【図１０】本発明による自己穿孔リベットの更に別の実施形態を通る長手方向断面図を示す。
【図１１】図１０の詳細ＸＩの図を示す。
【図１２】本発明による自己穿孔リベットの更に別の実施形態を通る長手方向断面図を示す。
【図１３】図１２の詳細ＸＩの図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００９５】
図１は、全体が参照符号１０で示される回転対称の半中空自己穿孔リベットの長手方向断面の概略図を示す。
【００９６】
自己穿孔リベット１０は、固い（ｓｏｌｉｄ）鋼から製造され、好ましくは５００ＨＶより高い硬度を有する。自己穿孔リベットは、特に圧力成形の結果として製造される。
【００９７】
自己穿孔リベット１０は、頭部１２と、該頭部に軸方向に接続するシャンク１４とを含む。シャンク１４は、移行部分１６によって頭部１２に併合する。頭部１２の反対側に位置するシャンク１４の端部は、足端部として実現され、図１に参照符号１８として示される。
【００９８】
平面部分２０が足端部１８上に実現され、該平面部分は円形面部分として実現され、その外径はシャンク１４の外径により定められ、その内径は、足端部１８から頭部１２の方向に延びる凹部２２の縁部により定められる。
【００９９】
図１において、凹部２２は、切頭円錐の形状であり、足端部１８から始まり、円錐状に延びる凹部移行部分２４と、凹部底部２６とを含む。凹部底部２６は、図示のように平坦に実現することができるが、凹状又は凸状に実現することもできる。
【０１００】
さらに、以下の寸法が図１に示されており、これら寸法についての好ましい値もまた、各場合において以下の表に記入される。
【表１】
2019516048.tif 000003
【０１０１】
図１の自己穿孔リベットの場合、凹部２２の軸方向深さＬＢの、シャンク径ＤＳに対する比は、約０．１８である。
【０１０２】
半径方向幅ＢＦの、シャンク径ＤＳに対する比は、約０．０９である。
【０１０３】
さらに、凹部容積の、シャンク体積に対する比は、約０．１３５であり、凹部容積は、近似的に、
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。
【０１０４】
従って、シャンク体積ＶＳは、凹部容積ＶＢを含む。
【０１０５】
それぞれの寸法及び角度について上記の表に与えられる値は、好ましくは、本発明の枠組み内で、各場合において上方及び下方に少なくとも２０％、好ましくは各場合において上方及び下方に１０％だけ逸れることがある。
【０１０６】
図１は、凹部移行部分２４と凹部底部２６との間の移行部において実現される半径ＲＢも示す。ＲＢの値は、例えば０．３５ｍｍとすることができる。ＤＢ’の値は、例えば、半径方向に見たときに、半径ＲＢの中央に位置する近似値である。
【０１０７】
さらに、図１は、円錐形移行部分１６とシャンク１４との間の移行部を形成する半径ＲＨも示す。ＲＨの値は、例えば０．５ｍｍ又はこれ未満とすることができる。
【０１０８】
図２には、本発明による自己穿孔リベットの代替的な実施形態が示され、同様に全体的に１０の参照符号が与えられる。図２の自己穿孔リベット１０は、一般に、設計及び動作の方法に関して図１の自己穿孔リベット１０に対応する。従って、同一の要素は同じ参照符号で示される。本質的に、差異を以下に説明する。
【０１０９】
図２の自己穿孔リベット１０の凹部２２は、図１の自己穿孔リベット１０の場合のように切頭円錐の形状ではなく、弓形に実現される。より正確には、長手方向断面において、図２の凹部２２は、鋭利なアーチの形状を有し、この鋭利なアーチは、長手方向軸上に頂点を形成する２つの円形アーチで構成される。円弧の原点は、いずれの場合も、円弧とは反対側に位置する、長手方向軸の側にある。２つの円弧により形成される頂点の領域において、凹部は、半径により丸みをつけられ、この半径は、例えば０．５ｍｍとすることができる。この半径は、図２に参照符号Ｒ１で概略的に示される。
【０１１０】
２つの円弧の半径は、図２に参照符号Ｒ２で概略的に示され、例えば約４ｍｍとすることができる。
【０１１１】
図２の自己穿孔リベット１０の場合、凹部２２の最大軸方向深さは、好ましくは約１．５ｍｍであり、その結果、約０．２７３の比ＬＢ／ＤＳがもたらされる。
【０１１２】
直径ＤＳ及び軸方向長さＬＳ、並びに他の寸法も、図１の自己穿孔リベット１０のものと同一とすることができる。
【０１１３】
図３は、図１の自己穿孔リベット１０により生成され、全体が参照符号３０で示される自己穿孔リベット接合部の長手方向断面の概略図を左側に示す。
【０１１４】
自己穿孔リベット接合部３０は、加工物構成３２を接合し、該加工物構成３２は、少なくとも１つの上部加工物３４と１つの下部加工物３６とを含み、そのうちの少なくとも上部加工物は、高張力又は超高張力鋼の鋼板として製造することができる。
【０１１５】
図３は、自己穿孔リベット締結動作中、自己穿孔リベット１０*がスラグ３８を上部加工物３４から切り取り、かつ該スラグをその前方に押していることを示す。スラグの底面と下部加工物３６の底面との間の残りの底部厚さは、参照符号４０で示される。これは、例えば、０．５ｍｍより大きくすることができる。
【０１１６】
さらに、図３は、再成形されたシャンク１４*の半径方向アンダーカット部を示す。上部加工物３４の材料が比較的硬いため、自己穿孔リベット１０*は、特に足端部領域において圧縮されており、従って自己穿孔リベットの材料は、足端部領域において半径方向外方に幾分流れている。自己穿孔リベット１０*もまた非常に硬いため、アンダーカット部４２は非常に小さく、例えば０．５ｍｍより小さくなり得るが、原則として０．０５ｍｍより大きい。これに対応して、アンダーカット部４２の、シャンク径ＤＳに対する比は、０．１と０．０１との間の範囲内にあることが好ましい。
【０１１７】
最後に、図３は、頭部１２*が上部加工物３４の上面に対して突出する、突出部４４を示す。突出部４４は、未変形状態の自己穿孔リベット１０の軸方向高さＬＨより小さいことが好ましい。
【０１１８】
さらに、図３は、再成形された自己穿孔リベット１０*の軸方向長さＬＲ*を示す。示される例において、この長さは、例えば約４．４ｍｍとすることができる。再成形後の自己穿孔リベット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より小さいことが好ましい。
【０１１９】
前述のように、自己穿孔リベット１０*は、足端部領域内で圧縮されており、従って、残りの凹部２２*の残りの容積は比較的小さい。それに応じて、示される実施形態において、スラグ３８の体積の最大５０％の部分、特に最大２５％の部分が、変形した凹部２２*内に収容される。
【０１２０】
上部加工物３４の軸方向厚さは、参照符号Ｌ３４で示される。この厚さは、未変形状態の自己穿孔リベット１０の軸方向深さＬＢより大きいか又はこれと等しくすることができる。下部加工物３６の軸方向厚さは、参照符号Ｌ３６で示される。この厚さは、Ｌ３４より厚いことが好ましい。下部加工物３６は、上部加工物３４より柔らかいことが好ましい。
【０１２１】
図３は、さらに、自己穿孔リベット締結工具のダイ５０の概略図を示し、このダイにより、自己穿孔リベット締結動作中、軸方向力（自己穿孔力）５２が自己穿孔リベット１０の頭部１２の上面に及ぼされる。ダイ５０の凹部は、近似的に切頭円錐の形状で実現される。第２の加工物３４の幾分柔らかい材料が、スラグ３８及びダイ５０によって半径方向に押しやられ、この接続ではアンダーカット部４２の後方に流れて、その結果、自己穿孔リベット接合部３０は、加工物３４、３６の間に確動ロック接続部をもたらす。
【０１２２】
ダイ凹部の容積は、未変形状態の自己穿孔リベット１０の体積より大きいか又はこれに等しいことが好ましい。特に、ダイ容積の、自己穿孔リベット１０の体積に対する比は、１．０より大きいか又はこれに等しい、及び／又は１．５より小さいか又はこれに等しいことが好ましい。
【０１２３】
最小自己穿孔力５２は、好ましくは８ｋＮである。
【０１２４】
未変形状態における自己穿孔リベット１０の最小長さは、厚さＬ３４に、例えば３又は３．５とすることができる値を加えて得られる。未変形状態における自己穿孔リベット１０の最大長さは、全厚さＬ３４＋Ｌ３６に等しいか、又は全厚さ＋ある値、例えば１ｍｍに等しい値が形成される。
【０１２５】
上部加工物３４は、好ましくは８００Ｎ／ｍｍ2より大きい範囲、特に１０００Ｎ／ｍｍ2より大きい範囲の引張り強さを有する。下部加工物３６は、好ましくは６００Ｎ／ｍｍ2より小さい引張り強さを有する。自己穿孔リベット１０は、６５０ＨＶを超える（ビッカースによる）硬度を有することが好ましい。
【０１２６】
図４及び図５は、本発明による自己穿孔リベット１０’の実施形態を示す。自己穿孔リベット１０’は、一般に、設計及び動作の方法に関して、図１の自己穿孔リベット１０に対応する。従って、同一の要素は、同一の参照符号により特徴付けられる。従って、同一の要素は同じ参照符号で示される。本質的に、差異を以下に説明する。
【０１２７】
図１の自己穿孔リベット１０の場合、シャンク１４と頭部外径との間の移行部分１６は、実質的に正の半径ＲＨ及び頭部１２の外周まで該半径に接続する円錐面により形成されるが、図４及び図５の自己穿孔リベット１０’は、頭部１２’を含み、その移行部分１６’は、軸方向円形凹部６０を含む。軸方向円形凹部６０は、シャンク１４’に対して半径方向に突出する頭部１２’の部分が、参照符号６４として図４に示されるように、仮想円形回転軸６２の周りに、仮想半径方向面に対して湾曲できるように形成される。
【０１２８】
意図される自己穿孔リベット接合部の場合、上部加工物３４は、好ましくは非常に硬い材料から製造されるので、従って、自己穿孔リベット締結動作の実行中、該当する場合、頭部１２’の外側部分が上に湾曲することがある。その結果、自己穿孔リベット接合部を生成するのに必要な取り付け力が低減され得る。このことは、自己穿孔リベット締結動作中、特に移行部分１６’の領域において、より小さい応力をもたらし得る。結果として、移行部分１６’の領域におけるひび割れの形成が低減又は回避され得る。
【０１２９】
軸方向円形凹部６０は、シャンク１４’に面する第１の半径方向凹部部分６６と、シャンク１４’から離れている第２の半径方向凹部部分６８とを含む。
【０１３０】
第１の半径方向凹部部分６６は、第２の半径方向凹部部分６８より大きい軸方向深さを含む。軸方向円形凹部６０は、全体的に、頭部１２’の頭部底面７０の領域において、凹部６０がシャンク１４’又はシャンク１４’の外径ＤＳにすぐ隣接するように実現されることが好ましい（図１参照）。
【０１３１】
図５に示されるように、円形凹部６０は、半径方向頭部突出部長さΔＤより小さい半径方向長さＤＡを含む。ＤＡの、ΔＤに対する比は、好ましくは０．４より大きく、好ましくは０．９より小さい。
【０１３２】
軸方向円形凹部６０は、さらに、軸方向深さＬＡを含む。軸方向深さＬＡの、軸方向頭部高さＬＨ’に対する比は、好ましくは０．２５より大きく、好ましくは０．６より小さい。
【０１３３】
頭部１２’の残りの軸方向厚さＬＲは、好ましくは軸方向円形凹部６０の軸方向深さＬＡより大きい。
【０１３４】
円形凹部６０の軸方向深さＬＡは、頭部底面７０から始まる。
【０１３５】
半径方向円形凹部６０は、頭部突出部より半径方向に短いので、特に図４に示されるように、好ましくは面取りされている頭部底面部分が軸方向円形凹部６０の半径方外方に実現されることが好ましい。面取り部の角度は、参照符号αＨ’で図４に示され、好ましくは２°と２５°との間の範囲内である。面取り部の角度αＨ’は、好ましくは、自己穿孔リベット締結動作中、頭部１２’の突出部分が湾曲され得る角度に対応する。これは、図３の右側に示される。このように生成された自己穿孔リベット接合部３０’の再成形された自己穿孔リベット１０’*の頭部１２’*の突出部分も、半径方向面に対して角度αＨ’だけ湾曲される。面取り部の結果、この場合、上部加工物３４の上面に対する実質的に平坦な受面を達成することができ、その結果、完成した自己穿孔リベット接合部を封止することができる。
【０１３６】
図５に示されるように、軸方向円形凹部６０は、複数の半径ＲＡ1、ＲＡ2、ＲＡ3により形成されることが好ましい。
【０１３７】
半径ＲＡ3は、シャンク外形から始まり、０．０５ｍｍと０．３ｍｍとの間の範囲内の値を含む。半径ＲＡ2は、好ましくは半径ＲＡ3より大きく、好ましくはＲＡ3の少なくとも５倍大きく、半径方向外方において半径ＲＡ3に接続する。ＲＡ2の値は、０．５ｍｍと２ｍｍとの間の範囲内であることが好ましい。
【０１３８】
半径ＲＡ3及びＲＡ2は、同一の方法で湾曲している。半径ＲＡ1は、反対方向に湾曲し、頭部１２’の面取りした外側部分に連続的に併合し、半径ＲＡ２に半径方向外方に接続する。半径ＲＡ1は、好ましくは半径ＲＡ3より大きく、好ましくは半径ＲＡ2より小さく、好ましくは０．２ｍｍと０．８ｍｍとの間の範囲内である。
【０１３９】
半径ＲＡ1、ＲＡ2及びＲＡ3は、このように選択され、軸方向円形凹部６０が実質的に連続的な形で形成されるように、隣接する部分に接続する。
【０１４０】
さらに、切頭円錐形状の凹部２２’の底部２６’が、凹部２２’の円錐角αＢ’より小さい円錐角αＣを有して円錐形状で実現されることが、図４に見られる。
【０１４１】
切頭円錐形状底部２６’の軸方向長さは、参照符号ＬＫにより図４に概略的に示される。ＬＫは、好ましくは明らかにＬＢ’より小さく、特にＬＢ’の３分の１より小さく、特にＬＢ’の４分の１より小さい。
【０１４２】
凹部２２’及び底部２６’の円錐部分間の移行部は、対応する半径により丸みをつけることができるが、明確にするために図４には示されない。
【０１４３】
本発明による自己穿孔リベットの更に別の実施形態が、図６乃至図１３に示される。この自己穿孔リベットは、原則として、上述の自己穿孔リベットよりも柔らかい材料から製造され、中央凹部の軸方向長さのシャンクの外径に対する明らかに大きい比を含む。さらに、単に半径方向に位置合わせされた平坦でない部分が足端部に設けられることが好ましい。その代わりに、例えば、いわゆるＣ形リベットから知られているように、シャンクの足端部は、円形カッター８０となる。
【０１４４】
しかしながら、図６乃至図１３に示される全てのリベットも、上述の自己穿孔リベットのように、軸方向円形凹部及び頭部を含み、その形状及び機能は、一般に、図４及び図５の例示的な実施形態を参照して上述された軸方向円形凹部及び頭部に対応し得る。従って、同一の要素は、同一の参照符号により特徴付けられる。実質的に、差異を以下に説明する。
【０１４５】
図６及び図７に示される自己穿孔リベット１０”の場合、頭部１２’が設けられ、その頭部底面７０は、図４及び図５の自己穿孔リベット１０’の頭部底面と同様の方法で実現される。しかしながら、頭部底面７０の半径方向最外部分は、面取りされず、半径方向に位置合わせされているだけである。
【０１４６】
さらに、円形凹部６０の、頭部突出部長さに対する比は、好ましくは０．２５より大きく、好ましくは０．６より小さい。この比は、図８乃至図１３における以下の実施形態については、好ましくは同一の方法で与えられる。
【０１４７】
図８及び図９は、自己穿孔リベット１０’’’を示し、この自己穿孔リベット１０’’’は、その軸方向頭部長さが、図４乃至図７の実施形態に比べて明らかに大きい頭部１２’’’を含み、その結果、軸方向円形凹部６０の軸方向深さの、軸方向頭部高さに対する比は、０．４より小さく、好ましくは０．１５より大きい。
【０１４８】
さらに、図８及び図９の実施形態の場合には、頭部１２’’’の頭部上面は、大きい半径ＲＯにより頭部底面の領域に併合する。
【０１４９】
図１０及び図１１に示される自己穿孔リベット１０IVは、頭部１２IVを含み、その頭部底面７０IVは、軸方向円形凹部６０の半径外側にあり、５°と３０°との間の範囲内とすることができる角度αＨIVで全体が面取りされている。
【０１５０】
図１２及び図１３に示される自己穿孔リベット１０Vの場合、頭部底面７０Vを有する頭部１２Vが示され、そこで、軸方向円形凹部６０の半径方向外方部分は、２５°と４５°との間の範囲内にあり得る角度αＨVで全体的に傾斜している。
【０１５１】
自己穿孔リベット１０’、１０’’１０IV及び１０Vの場合、それぞれの頭部の外面は、円筒状に実現される、つまり長手方向軸に対して略平行に位置合わせされる。自己穿孔リベット１０’’’については、頭部１２’’’の外面は、単に半径ＲＯにより形成される。
【符号の説明】
【０１５２】
１０、１０’、１０ ’’、１０’’’、１０IV、１０V：自己穿孔リベット
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
【図１】
2019516048.tif 000004
【図２】
2019516048.tif 000005
【図３】
2019516048.tif 000006
【図４】
2019516048.tif 000007
【図５】
2019516048.tif 000008
【図６】
2019516048.tif 000009
【図７】
2019516048.tif 000010
【図８】
2019516048.tif 000011
【図９】
2019516048.tif 000012
【図１０】
2019516048.tif 000013
【図１１】
2019516048.tif 000014
【図１２】
2019516048.tif 000015
【図１３】
2019516048.tif 000016
【国際調査報告】
2019516048.tif 000017
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