(57)【要約】【課題】穿孔されていないワークピースへ打ち込むために適しており、しかも、簡単な構造において、締結要素により引き起こされる締結領域におけるワークピースの変形が減少する締結要素を提案する。【解決手段】  打ち込むための締結要素が、前記締結要素が締結要素本体（１、７）を具備し、この締結要素本体が、当接肩部（３）を自らの下面に備えた頭部（２、８）を有し、かつ、前記締結要素が、前記締結要素の前端を形成する打ち抜き部分（９）を具備し、この打ち抜き部分が、周縁エッジ（４１）によって画定された端面（５、１５、２５、３５）を有し、この端面が、長手軸線に対して垂直に延びる横方向平面に位置せず、前記周縁エッジ（４１）が少なくとも１つの部分に打ち抜きエッジとして形成されており、かつ、これらの切断エッジの少なくとも１つにおいて前記切断エッジの尖端を起点に切断がただ一方向にのみ行われる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
打ち込むための締結要素であって、
１．１  前記締結要素が締結要素本体（１、７）を具備し、この締結要素本体が、
１．２  当接肩部（３）を自らの下面に備えた頭部（２、８）を有し、かつ、
１．３  前記締結要素が、前記締結要素の前端を形成する打ち抜き部分（９）を具備し、この打ち抜き部分が、
１．４  周縁エッジ（４１）によって画定された端面（５、１５、２５、３５）を有し、この端面が、
１．５  長手軸線に対して垂直に延びる横方向平面に位置せず、
１．６  前記周縁エッジ（４１）が少なくとも１つの部分に打ち抜きエッジとして形成されており、かつ、
１．７  これらの切断エッジの少なくとも１つにおいて、前記切断エッジの尖端を起点に切断がただ一方向にのみ行われる、
締結要素。
【請求項２】
前記打ち抜き部分（９）がシリンダ状の外輪郭、特に円柱状の外輪郭を有する、請求項１に記載の締結要素。
【請求項３】
前記少なくとも１つの打ち抜きエッジ（４１）が前記端面（５、１５、２５、３５）と前記締結要素のシリンダ状の外輪郭との間の切断線によって、好ましくは前記打ち抜き部分（９）のシリンダ状の外輪郭によって形成される、請求項１または２に記載の締結要素。
【請求項４】
４．１  前記前部打ち抜き部分（９）と前記締結要素本体（１、７）との間に配置されて形成された移行部分（１０）を具備し、
４．２  前記打ち抜き部分（９）の断面が前記締結要素本体（１、７）の断面よりも小さい、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の締結要素。
【請求項５】
前記移行部分（１０）が少なくとも部分的に円錐状または凹状に延びている、請求項４に記載の締結要素。
【請求項６】
前記移行部分（１０）が少なくとも部分的に弾道状に形成されている、請求項４または５に記載の締結要素。
【請求項７】
前記切断エッジ（４１）が、先端箇所（２２）を起点に前記締結要素の頭部（２、８）に次第に接近しながら前記締結要素の周囲を巡って走る線に沿って、好ましくは全体を一巻回して延在する、請求項１〜６のいずれか１項に記載の締結要素。
【請求項８】
前記切断きエッジ（４１）が、２つの先端箇所（２２）を起点にそれぞれ前記締結要素の頭部（２、８）に次第に接近しながら前記締結要素の周囲を部分的に巡って走る線に沿って、好ましくはそれぞれ半巻回して延在する、請求項１〜６のいずれか１項に記載の締結要素。
【請求項９】
前記端面（２５）が外部部分（２５ａ）と内部突起部（２６）とを備えて段状に形成されており、この外部部分と内部突起部とが、それぞれそれらを画定する切断エッジ（４１）によって包囲されている、請求項１〜６のいずれか１項に記載の締結要素。
【請求項１０】
前記突起部（２６）の前記周縁エッジ（４１）が、前記端面の前記外部部分（２５ａ）の前記周縁エッジ（４１）に移行する、請求項９に記載の締結要素。
【請求項１１】
前記周縁エッジ（４１）が、正面図で見たとき、閉じた円環線に沿って延びている、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の締結要素。
【請求項１２】
少なくとも１つの切断エッジ（４１）が、前記端面（５）の周囲の少なくとも半分に沿って延びている、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の締結要素。
【請求項１３】
前記少なくとも１つの切断エッジ（４１）が、少なくとも結合すべきワークピースの高さに等しい軸方向高さを有する、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の締結要素。
【請求項１４】
前記締結要素本体がねじとしてまたはリベット本体として形成されている、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の締結要素。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、穿孔されていない基材に急激な動きで打ち込まれる締結要素に関する。
【背景技術】
【０００２】
穿孔されていないワークピースに打ち込み装置を用いて打ち込まれるガンリベットが既に公知である。これのリベットマンドレルは、ワークピースの方を向いたその端部に尖端を有しており、この尖端はピラミッド形状に形成しておくことも可能である（特許文献１）。ガンリベットの場合に通例であるこのような尖端は、穿孔されていないワークピースへの入り込みを容易にする。
【０００３】
しかし、ある種の利用例において、締結箇所付近にこのような尖端により生じたワークピースの変形が不都合な結果をもたらすことが判明している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】欧州特許第１０８５９５２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の根底をなす課題は、穿孔されていないワークピースへ打ち込むために適しており、しかも、簡単な構造において、締結要素により引き起こされる締結領域におけるワークピースの変形が減少する締結要素を提案することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この課題を解決するために、本発明は、請求項１に挙げる特徴を備えた締結要素を提案する。本発明のその他の態様は従属請求項に記載されている。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
前記締結要素は、ワークピースの方を向いた前端領域に尖端を有しておらず、端面を備えた打ち抜き部分を有しており、この端面が周回状の周縁エッジによって画定されている。この端面と従ってまたそれを限定する周縁エッジとは、長手軸線に対して横方向に延びる平面には位置していない。このことにより、前記端面は、まずその周縁エッジが一箇所あるいは一尖端でワークピースに衝突することになり、これにより、そこからワークピースの開口が始まる。この尖端を起点に前記周縁エッジは周方向に切断エッジとして延在しており、また、尖端が複数ある場合は少なくとも１つの尖端についてこのことが当てはまる。この打ち抜き部分が更に深く進んでいく際、徐々に前記打ち抜きエッジの全ての箇所がワークピースに接触し、これにより、剪断分離するようにして開口部が徐々に生成される。このことにより、一方では、ワークピースが開口部の領域において変形される度合が減少し、もう一方では、前記締結要素の余りに強い制動が引き起こされることがなくなる。また、ワークピースの一部分を剪断分離することにより、きれいなエッジを有する穿孔が生成される。このようなきれいなエッジでは、尖端によって穿孔が形成される際に生じる恐れのある裂け目が発生しにくい。
【０００８】
特に、前記周縁エッジは、前記締結要素の長手軸線に対して（ほぼ）平行に延びる少なくとも１つの部分を有することが可能である。
【０００９】
困難な条件下でもこのようなきれいな穿孔を打ち抜くことができるように、本発明の更に別の態様では、前記締結要素の前部打ち抜き部分がシリンダ状の外輪郭、特に円柱形の外輪郭を有することが実現可能である。
【００１０】
本発明の更に別の態様では、前記少なくとも１つの打ち抜きエッジを、前記締結要素の前記端面と前記締結要素のシリンダ状の外輪郭との間の切断線によって、好ましくは前記打ち抜き部分のシリンダ状の外輪郭によって形成することが可能である。
【００１１】
本発明の更に別の態様では、前記打ち抜き部分が前記締結要素の本体自体よりも小さな断面を有することが可能である。前記締結要素の断面よりも小さな断面を有する穿孔を形成することで、締結部の仕上がりにおいて良好な結果が生じ、しかも、このような締結要素を打ち込むためのコストあるいは力が余り大きくならないことが明らかになっている。
【００１２】
これを達成するために、本発明では、前記前部打ち抜き部分と前記締結要素本体との間に移行部分を配置して形成しておくことができ、この移行部分は、前記大きい方の断面と前記小さい方の断面との間の移行部を形成する。
【００１３】
この移行部分は様々な形状を有することができる。例えば、前記移行部分は円錐状に延びること、すなわち直線状に延びる側線を有することができる。
【００１４】
また、前記移行部分が弾道状に延びること、従って、前記側線が凸状に湾曲していることも可能であり、また、これは本発明によって提案される、
本発明によって提案される更に別の可能な方法は、前記移行部分が凹状に湾曲した側線を有することである。
【００１５】
特に、前記移行部分の側線を相異なる構成の諸部分で構成すること、すなわち、弾道状の部分、円錐状の部分および凹状の部分で構成することも可能である。
【００１６】
既に言及したように、前記端面が斜めに延びることで、前記打ち抜きエッジが相異なる時点で、あるいは徐々にワークピースに衝突することになり、これにより剪断工程を実施することができる。このことはまた、前記端面の複雑な形状を用いることによっても達成することができ、これにより、ワークピース上に前記打ち抜きエッジを更に緩慢に載置できる。例えば、本発明の更に別の態様では、前記打ち抜きエッジが、先端箇所を起点に締結要素の頭部に次第に接近しながら締結要素の周囲を巡って走る線に沿って延在する。特に、この線は、締結要素の周囲全体を一巻回して延在することができる。例えば、この線はつる巻き線であってもよい。その場合、前記打ち抜き工程は、前記周囲を巡る箇所に沿った剪断工程として実施される。その際、前記打ち抜きエッジは、正面図では閉じられているが、側面図では閉じられていない。
【００１７】
また、前記打ち抜きエッジが、２つの先端箇所あるいは尖端を起点にそれぞれ締結要素の頭部に次第に接近しながら締結要素の周囲を部分的に巡って走る線に沿って延在すること、好ましくは半巻回して延在することも可能である。
【００１８】
本発明の更に別の態様では、前記端面が段状に形成され、外部部分と内部突起部とを備え、前記端面の前記外部部分も前記内部突起部も、それぞれ打ち抜きエッジによって包囲されていることが実現可能である。
【００１９】
独自の打ち抜きエッジを備えた前記端面内に内部突起部を配置した場合の利点は、ワークピースの締結工程が、形成すべき穿孔の中心の更に近くで、あるいは締結要素の軸線の更に近くで開始される点である。このことが有利であり得るのは、締結要素をワークピースの表面に対して非常に精確に垂直方向に整向する必要がある場合である。これにより、リベットを打ち込んだ際に傾きが発生する恐れが小さくなる。
【００２０】
特に、更に別の態様では、前記突起部の前記打ち抜きエッジが前記端面の前記外部部分の打ち抜きエッジに移行することが実現可能である。
【００２１】
正面図で見ると、前記打ち抜きエッジは、閉じた線、好ましくは円環線に沿って延びる。
【００２２】
本発明では、前記少なくとも１つの切断エッジが、締結要素の前記端面周囲の少なくとも半分に沿って延びることが実現可能である。
【００２３】
本発明では、有利には、前記少なくとも１つの切断エッジが、少なくとも結合すべきワークピースの厚さに等しい軸方向高さを有するように、締結要素をワークピースに適合させることが可能である。
【００２４】
前記締結要素は、例えばガンリベットとして形成しておくことができる。しかしまた、前記締結要素は、ねじとして形成しておくことも可能であり、このねじは、ワークピースに鳩目構造の開口部が形成されるまでワークピースに打ち込むことができ、この開口部にねじ山を螺入することで、そこに相手ねじ山を成形することができる。
【００２５】
前記締結要素が周回状の溝を有することも考えられ、これらの溝はねじ山を形成しないが、固定の改善に貢献できる。
【００２６】
本発明のその他の特徴、詳細および利点については、本明細書の内容と関連付けて文言が作成されている請求項および要約、本発明の好ましい実施例あるいは形態に関する以下の説明ならびに図面に基づいて明らかにする。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】中空リベットの形態の締結要素を示す側面図である。
【図２】ブレークステムリベットの形態の締結要素を示す側面図である。
【図３】打ち抜きねじの形態の締結要素を示す側面図である。
【図４】つる巻き線に沿って周回する周縁エッジを備えた打ち抜き部分を示す側面図である。
【図５】図４の実施形態を９０°ずれた方向から見た側面図である。
【図６】図４および図５の実施形態を示す斜視図である。
【図７】周縁エッジの２つの部分を備えた打ち抜き部分を示す側面図である。
【図８】図７の実施形態を９０°ずれた方向から見た側面図である。
【図９】図７および８の実施形態を更に別の方向から見た側面図である。
【図１０】周回状の打ち抜きエッジを備えた打ち抜き部分を示す。
【図１１】図１０の実施形態を１８０°ずれた方向から見た側面図である。
【図１２】図１０および１１の実施形態を示す斜視図である。
【図１３】図１０と同じ周縁エッジの構成を備えるが、移行領域を伴わない締結要素の前端を示す。
【図１４】段状に形成された端面を備えた締結要素を示す。
【図１５】図１４の実施形態を９０°ずれた方向から見た側面図である。
【図１６】図１４および１５の実施形態を示す斜視図である。
【図１７】図１６と同じ端面の構成を備えた打ち抜き部分を示す。
【実施例】
【００２８】
図１は、本発明によって提案される締結要素の例として、本体１を備えた中空リベットを示し、この本体の一端に頭部２が形成されている。前記頭部２は、径方向に締結要素の前記円筒状本体１を越えて張り出している。その下面は当接肩部３を形成し、この当接肩部は、締結された状態においてワークピースの上面に当接する。前記締結要素は、ワークピースの方を向いた前端４の領域に端面５を有するが、この端面は、ここでは概略的にのみ示されている。
【００２９】
本発明が利用可能である締結要素の種類の第２の例が図２に示されている。これはブレークステムリベットであり、その本体１は、図１の締結要素の本体１と全く同様の外観を呈する。前記ブレークステムリベットの本体１にはリベットマンドレル６が嵌め込まれており、リベットヘッドを形成する際にこのリベットマンドレルが引っ張られる。
【００３０】
本発明を実施できる締結要素の第３の例が図３に示されている。これは締結要素本体７を備えた打ち抜きねじであり、この本体の一端にねじ頭部８が配置されている。前記ねじ頭部の下面は、前述の諸締結要素の場合と同様に当接肩部３を形成する。
【００３１】
前記締結要素の前端領域、すなわち、ねじ頭部８とは反対側の端部領域には、打ち抜き部分９が形成されており、この打ち抜き部分は、斜めに延びる端面５によって画定される。締結要素の前記円筒状本体７と、同様に円筒状である打ち抜き部分９との間に移行部分１０が形成されており、この移行部分は、図の例では凹状に湾曲した側線を有する。
【００３２】
その次の図４〜図６に示された実施形態では、前記打ち抜きエッジ４１が、閉じた経路に沿っては延びていない。前記切断エッジ４１は、ある一箇所あるいはある一尖端２２を起点に前記円筒状の打ち抜き部分の周囲においてつる巻き線に沿って延び、周方向において、そのエッジが始まった箇所と同じ箇所であるが、軸方向にずれた位置で終わる。これにより、前記打ち抜き部分９の前端は、長手中心平面に位置する側面２３を有する。このような実施形態の利点は、打ち抜きの際、打ち抜き片が、周囲に沿って一方向に延びる箇所で剪断分離されることである。前記側面２３の前部エッジも同様に切断を行う。
【００３３】
図７〜図９の実施形態では、周囲の２箇所で切断あるいは剪断が行われるので、図４〜図６の実施形態の場合と同種の剪断分離がほぼ２倍行われる。前記打ち抜きエッジ４１は、２箇所あるいは２つの尖端２２を起点に、前記両先端箇所からの軸方向距離が次第に大きくなりながらそれぞれ半周分延びている。ここでは、打ち抜き片は、周囲に沿って２箇所で剪断分離される。これらの２箇所は、同じ方向に前記打ち抜き部分の周囲を巡って延びる。
【００３４】
図１０〜図１２に示された実施形態の場合も、前記打ち抜きエッジ４１と先端２２との距離が周囲に沿って次第に大きくなる。その際、この延在部の端部は、長手軸線に対して非平行に延びる側面部３２を介して前記尖端２２に結合されている。
【００３５】
図１３には、前記打ち抜きエッジ４１のこの種の延在部が、移行部分のない締結要素の場合にも可能であることが示されている。
【００３６】
次に、図１４〜図１６は更に別の実施形態を示しており、この実施形態の場合、前記端面２５が段状に形成されている。前記端面は外部部分２５ａを含み、この部分の内部に突起部２６が配置されており、一方、この突起部は端面３５を有する。前記突起部２６の前記端面３５は、長手軸線に対して斜めに延びており、打ち抜きエッジ４１によって包囲されている。次に、前記打ち抜きエッジ４１は、前記端面における前記外部部分２５ａの打ち抜きエッジ４１ａに移行する。この打ち抜きエッジ４１ａは、図４〜図６の実施形態の場合と同様に延び、すなわち締結要素の頭部２からの距離が次第に小さくなる線に沿って延びている。例えば、この打ち抜きエッジは、つる巻き線上に延びることができ、しかもちょうど一巻回することが可能である。ここに述べた実施形態が有する利点は、打ち抜き工程が締結要素の中心軸線の一層近くで開始されることである。
【００３７】
締結要素の前端の構成は、その他の実施形態の場合と同様に、直径が小さくなる打ち抜き部分９を備えた締結要素の場合にも、直径が小さくならない打ち抜き部分を備えた締結要素の場合にも実現可能である。このことが図１７によって示唆されている。
【００３８】
前記締結要素は、特に急激な動きで、穿孔されていない基材、例えば２つの重なり合った金属薄板に打ち込むことが可能であり、これにより、前記の諸切断エッジが打ち抜き工程で利用される。
【符号の説明】
【００３９】
１  本体
２  頭部
３  当接肩部
４  前端
５  端面
６  リベットマンドレル
７  締結要素本体
８  ねじ頭部
９  打ち抜き部分
１０  移行部分
１５  端面
２２  尖端、先端
２３  側面
２５  端面
２５ａ  外部部分
２６  突起部
３２  側面部
３５  端面
４１  打ち抜きエッジ、切断エッジ、周縁エッジ
４１ａ  打ち抜きエッジ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
2013539527.tif 000017
【図１６】
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【図１７】
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【国際調査報告】
2013539527.tif 000020
2013539527.tif 000021
2013539527.tif 000022
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