(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイとポンチとの間で被締結板材にセルフピアッシングリベットを打ち込んで前記被締結板材を相互にカシメ付けるに当たり、前記ダイの受圧面に予め形成しておいた複数の凹形状の刻印が前記被締結板材に転写される度合に応じてセルフピアッシングリベットの加圧力の大小を判定することを特徴とするセルフピアッシングリベットの加圧力判定方法であって、
前記各刻印は、前記各刻印の開口部の丸み、開口幅および深さを各々変えることにより前記各刻印の転写のされ方に違いが生じるように形成したことを特徴とするセルフピアッシングリベットの加圧力判定方法。
【請求項２】
前記ダイには、その受圧面のキャビティ凹部に溜まるオイルの逃げ孔または逃げ溝を形成しておき、この逃げ孔または逃げ溝の端部を前記受圧面に開口させて前記刻印を構成したことを特徴とする請求項１に記載のセルフピアッシングリベットの加圧力判定方法。
【請求項３】
前記ダイのリング状受圧面に形成された溝により前記刻印を構成したことを特徴とする請求項１に記載のセルフピアッシングリベットの加圧力判定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の板材をセルフピアッシングリベットにより相互にカシメ付ける際の加圧力の過不足を判定するセルフピアッシングリベットの加圧力判定方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
複数の板材を重ねてカシメ付ける方法として、ダイとポンチとを有する締結装置により被締結板材にセルフピアッシングリベットを打ち込む方法が知られている（特表平８−５０５０８７号公報参照）。この方法によれば、図９に示すように、被締結板材としてのアッパパネルＵＰを貫通したセルフピアッシングリベットＳＰＲの脚部Ｌの先端がロアパネルＬＰの内側に留まって径方向に拡がり、ロアパネルＬＰの裏面側にはボタン状の膨出部Ｂが形成される。このように、セルフピアッシングリベットＳＰＲによるカシメ付け構造では、ロアパネルＬＰの裏面側に孔が開かないため、良好な外観およびシール性が得られる。
【０００３】
このようなセルフピアッシングリベットＳＰＲによるカシメ付け方法においては、前記締結装置のポンチによるセルフピアッシングリベットＳＰＲの頭部Ｈへの加圧力に過不足があると、セルフピアッシングリベットＳＰＲの脚部Ｌの径方向への拡がり量が増減し、その結果、アッパパネルＵＰとロアパネルＬＰとのカシメ力にバラツキが生じる。また、ロアパネルＬＰに付着したプレス用のオイルがダイの受圧面であるキャビティ凹部Ｄ２内に運び込まれて溜まると、アッパパネルＵＰとロアパネルＬＰの材質や板厚の組み合せによっては、両者を適正にカシメ付けることができない場合もある。
【０００４】
そこで、アッパパネルＵＰとロアパネルＬＰとのカシメ力を一定化するため、従来においては、セルフピアッシングリベットＳＰＲの打ち込み状態を観察してセルフピアッシングリベットＳＰＲへの加圧力の過不足を判定していた。すなわち、セルフピアッシングリベットＳＰＲの頭部ＨがアッパパネルＵＰの表面から浮き上がっているか否かを観察し、ロアパネルＬＰの裏面に形成されるボタン状の膨出部Ｂの径および高さを比較観察してセルフピアッシングリベットＳＰＲへの加圧力の過不足を判定していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記のボタン状の膨出部Ｂは、角が丸いために径および高さを特定するのが難しく、膨出部Ｂの径および高さの観察結果には観察者によるバラツキが見られる。従って、セルフピアッシングリベットＳＰＲの打ち込み状態の観察結果によりその加圧力の過不足を判定する方法には、客観性に欠け、信頼性が低いという問題がある。
【０００６】
もっとも、セルフピアッシングリベットＳＰＲによるカシメ付け部分を抜き取り検査により切断してそのカット面を観察すれば、セルフピアッシングリベットＳＰＲの加圧力の過不足をより客観的に判定することができるが、この場合には、切断作業などの手間が大幅に掛かると共に、全てのカシメ付け箇所を検査することはできないという問題がある。
【０００７】
そこで、本発明は、全てのカシメ付け部分においてセルフピアッシングリベットの加圧力の過不足を客観的に、かつ簡単に判定することができるセルフピアッシングリベットの加圧力判定方法を提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するための手段として、第１の発明に係るセルフピアッシングリベットの加圧力判定方法は、ダイとポンチとの間で被締結板材にセルフピアッシングリベットを打ち込んで前記被締結板材を相互にカシメ付けるに当たり、前記ダイの受圧面に予め形成しておいた複数の凹形状の刻印が前記被締結板材に転写される度合に応じてセルフピアッシングリベットの加圧力の大小を判定することを特徴とするセルフピアッシングリベットの加圧力判定方法であって、前記各刻印は、前記各刻印の開口部の丸み、開口幅および深さを各々変えることにより前記各刻印の転写のされ方に違いが生じるように形成したことを特徴とする。
【０００９】
第１の発明に係るセルフピアッシングリベットの加圧力判定方法では、被締結板材への刻印の転写度合が観察者により目視観察される。そして、刻印の転写度合が大きいほどセルフピアッシングリベットの加圧力が大きく、刻印の転写度合が小さいほどセルフピアッシングリベットの加圧力が小さいものと客観的に判定される。
【００１０】
第２の発明に係るセルフピアッシングリベットの加圧力判定方法は、第１の発明に係る加圧力判定方法であって、前記ダイには、その受圧面のキャビティ凹部に溜まるオイルの逃げ孔または逃げ溝を形成しておき、この逃げ孔または逃げ溝の端部を前記受圧面に開口させて前記刻印を構成したことを特徴とする。
【００１１】
第２の発明に係るセルフピアッシングリベットの加圧力判定方法では、オイルの逃げ孔または逃げ溝の端部の開口による刻印の被締結板材への転写度合が大きいほどセルフピアッシングリベットの加圧力が大きく、刻印の転写度合が小さいほどセルフピアッシングリベットの加圧力が小さいものと客観的に判定される。
【００１２】
第３の発明に係るセルフピアッシングリベットの加圧力判定方法は、前記ダイのリング状受圧面に形成された溝により前記刻印を構成したことを特徴とする。
【００１３】
第３の発明に係るセルフピアッシングリベットの加圧力判定方法では、被締結板材への下限値刻印、適正値刻印および上限値刻印の転写度合が観察者により目視観察される。そして、被締結板材に転写された刻印が下限値刻印のみである場合には、セルフピアッシングリベットの加圧力が下限値と適正値との間にあると判定され、前記刻印が下限値刻印および適正値刻印である場合には、前記加圧力が適正値と上限値との間にあると判定される。一方、前記刻印が下限値刻印、適正値刻印および上限値刻印である場合には、前記加圧力が上限値を超えていると判定され、何れの刻印も転写されていない場合には、前記加圧力が下限値に満たないと判定される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明に係るセルフピアッシングリベットの加圧力判定方法の実施の形態を説明する。参照する図面において、図１は本発明のセルフピアッシングリベットの加圧力判定方法に使用する締結装置の斜視図、図２は図１に示したセルフピアッシングリベットによりカシメ付けられたアッパパネルおよびロアパネルの断面図、図３は本発明の第１実施形態に係るセルフピアッシングリベットの加圧力判定方法に使用するダイの斜視図である。
【００１５】
第１実施形態のセルフピアッシングリベットの加圧力判定方法は、図１に示す締結装置１のダイＤとポンチＰとの間で被締結板材として重ねられたアッパパネルＵＰおよびロアパネルＬＰに対し、図２に示すようにセルフピアッシングリベットＳＰＲを打ち込んで両者をカシメ付けるに当たり、セルフピアッシングリベットＳＰＲの加圧力の大小を判定する方法である。
【００１６】
前記ダイＤは、図３に拡大して示すように、大径部の下部に小径部が連続した段付きの短円柱状に形成されており、大径部の上端面には、図２に示したロアパネルＬＰの裏面に当接するリング状受圧面Ｄ１が形成されている。また、リング状受圧面Ｄ１の内側には、図２に示したセルフピアッシングリベットＳＰＲの打ち込みに応じてロアパネルＬＰおよびアッパパネルＵＰが塑性流動により流入するキャビティ凹部Ｄ２が形成されている。そして、このキャビティ凹部Ｄ２の中央部には、図２に示したセルフピアッシングリベットＳＰＲの脚部Ｌの先端部を径方向に押し広げるための隆起部Ｄ３がなだらかな山形に形成されている。
【００１７】
ここで、前記ダイＤの上端面のリング状受圧面Ｄ１には、図２に示したポンチＰとの間で加圧されるロアパネルＬＰの裏面に転写可能な刻印が形成されている。この刻印は、図２に示したポンチＰによるセルフピアッシングリベットＳＰＲの頭部Ｈへの加圧力の大小に対応して、例えば、適正加圧力範囲の下限値以上の加圧力、中間の適正値以上の加圧力、上限値以上の加圧力でそれぞれロアパネルＬＰに転写される下限値刻印Ｓ１、適正値刻印Ｓ２および上限値刻印Ｓ３が形成されている。
【００１８】
前記下限値刻印Ｓ１、適正値刻印Ｓ２および上限値刻印Ｓ３は、凸形状でもよいが、図示の例では凹形状に形成されている。具体的には、下限値刻印Ｓ１は三角形の凹部△に、適正値刻印Ｓ２は円形の凹部○に、上限値刻印Ｓ３は四角形の凹部□にそれぞれ形成されている。
【００１９】
ところで、前記凹形状の刻印は、開口部の角部の丸みが小さく、開口幅が大きく、深さが浅いほど底面形状がロアパネルＬＰに転写され易く、反対に開口部の角部の丸みが大きく、開口幅が小さく、深さが深いほど底面形状がロアパネルＬＰに転写され難い傾向がある。そこで、図４の（ａ）に示すように、前記三角形の凹部△からなる下限値刻印Ｓ１は、図４の（ｂ）に示す円形の凹部○からなる適正値刻印Ｓ２に比較して、開口部の角部の丸みを小さく、開口幅を大きく、深さを浅くして形成されている。また、図４の（ｃ）に示すように、前記四角形の凹部□からなる上限値刻印Ｓ３は、図４の（ｂ）に示す円形の凹部○からなる適正値刻印Ｓ２に比較して、開口部の角部の丸みを大きく、開口幅を小さく、深さを深くして形成されている。
【００２０】
次に、前記のようなダイＤの下限値刻印Ｓ１、適正値刻印Ｓ２および上限値刻印Ｓ３を使用してセルフピアッシングリベットＳＰＲの加圧力を判定する方法を説明する。
【００２１】
まず、図１に示す締結装置１のポンチＰをダイＤ側へ押動してセルフピアッシングリベットＳＰＲをアッパパネルＵＰ側からロアパネルＬＰ側へ打ち込むと、図２に示すように、セルフピアッシングリベットＳＰＲの脚部ＬがアッパパネルＵＰからロアパネルＬＰへと喰い込み、セルフピアッシングリベットＳＰＲに押圧されたロアパネルＬＰの一部がアッパパネルＵＰの一部と共に塑性流動してダイＤのキャビティ凹部Ｄ２内に流入する。そして、キャビティ凹部Ｄ２の中央部に形成された隆起部Ｄ３がロアパネルＬＰの一部をセルフピアッシングリベットＳＰＲの脚部Ｌの内側に押し込むことにより、前記脚部Ｌの先端部が径方向に押し広げられる。その結果、セルフピアッシングリベットＳＰＲの脚部Ｌの先端部はロアパネルＬＰを貫通することなくその内側に留まる。
【００２２】
このような締結装置１による作業工程において、アッパパネルＵＰおよびロアパネルＬＰがダイＤとポンチＰとの間に挟み込まれて上下に加圧されることにより、ダイＤのリング状受圧面Ｄ１に形成された下限値刻印Ｓ１、適正値刻印Ｓ２および上限値刻印Ｓ３がロアパネルＬＰの裏面に押圧される。そこで、第１実施形態のセルフピアッシングリベットの加圧力判定方法では、ロアパネルＬＰの裏面に対する下限値刻印Ｓ１、適正値刻印Ｓ２および上限値刻印Ｓ３の転写度合を目視観察する。
【００２３】
ここで、ロアパネルＬＰの裏面に転写された刻印が下限値刻印Ｓ１のみである場合、セルフピアッシングリベットＳＰＲの加圧力が下限値と適正値との間にあると判定する。この判定に際しては、下限値刻印Ｓ１の三角形の底面形状が良好に転写されているか否かをポイントに判定するとよい。また、転写された刻印が下限値刻印Ｓ１および適正値刻印Ｓ２である場合、セルフピアッシングリベットＳＰＲの加圧力が適正値と上限値との間にあると判定する。一方、転写された刻印が下限値刻印Ｓ１、適正値刻印Ｓ２および上限値刻印Ｓ３である場合、セルフピアッシングリベットＳＰＲの加圧力が上限値を超えていると判定する。また、下限値刻印Ｓ１、適正値刻印Ｓ２および上限値刻印Ｓ３の何れも転写されない場合、セルフピアッシングリベットＳＰＲの加圧力が下限値に満たないものと判定する。
【００２４】
このように、第１実施形態のセルフピアッシングリベットの加圧力判定方法では、ロアパネルＬＰの裏面に対する下限値刻印Ｓ１、適正値刻印Ｓ２および上限値刻印Ｓ３の転写の有無によりセルフピアッシングリベットＳＰＲの加圧力を判定するため、セルフピアッシングリベットＳＰＲの加圧力の過不足を客観的に、かつ簡単に判定することができる。また、下限値刻印Ｓ１、適正値刻印Ｓ２および上限値刻印Ｓ３の転写の有無を目視観察するだけで判定できるため、全てのカシメ付け部分においてセルフピアッシングリベットＳＰＲの加圧力の過不足を判定することができる。
【００２５】
なお、第１実施形態のセルフピアッシングリベットの加圧力判定方法に使用するダイＤの下限値刻印Ｓ１、適正値刻印Ｓ２および上限値刻印Ｓ３は、適宜の形状に変更することができる。例えば図５に示すように、開口幅および深さが異なる３種類の溝をリング状受圧面Ｄ１に形成して刻印としてもよい。この場合、開口幅が最も広く、深さが最も浅い溝を下限値刻印Ｓ４とし、開口幅が最も狭く、深さが最も深い溝を上限値刻印Ｓ６とし、開口幅および深さが中位の溝を適正値刻印Ｓ５とする。
【００２６】
このような下限値刻印Ｓ４、適正値刻印Ｓ５および上限値刻印Ｓ６を使用する場合においても、ロアパネルＬＰの裏面に対する下限値刻印Ｓ４、適正値刻印Ｓ５および上限値刻印Ｓ６の転写の有無を目視観察することにより、セルフピアッシングリベットＳＰＲの加圧力の過不足を客観的に、かつ簡単に判定することができる。なお、前記下限値刻印Ｓ４、適正値刻印Ｓ５および上限値刻印Ｓ６を構成する各溝は、図１に示すロアパネルＬＰに付着したプレス用のオイルが図５に示すキャビティ凹部Ｄ２内に運び込まれて溜まった場合、その逃げ溝としても機能する。
【００２７】
続いて、第２実施形態のセルフピアッシングリベットの加圧力判定方法を説明する。このこの第２実施形態のセルフピアッシングリベットの加圧力判定方法においては、図６に示すようなダイＤを使用する。このダイＤの受圧面であるキャビティ凹部Ｄ２には、図２に示したロアパネルＬＰに付着したプレス用のオイルがキャビティ凹部Ｄ２に溜まった場合、そのオイルをキャビティ凹部Ｄ２の内部から逃がすための例えば３本の逃げ溝Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３を形成し、その上端部をリング状受圧面Ｄ１の内周部に開口させて刻印を構成する。
【００２８】
前記３本の逃げ溝Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３は、開口幅および深さが異なる３種類とし、開口幅および深さが最も大きい逃げ溝Ｇ１の上端開口部を下限値刻印Ｓ７とし、開口幅および深さが最も小さい逃げ溝Ｇ３の上端開口部を上限値刻印Ｓ９とし、開口幅および深さが中位の逃げ溝Ｇ２の上端開口部を適正値刻印Ｓ８として構成する。
【００２９】
このようなダイＤに形成された下限値刻印Ｓ７、適正値刻印Ｓ８および上限値刻印Ｓ９を使用する第２実施形態のセルフピアッシングリベットの加圧力判定方法においても、ロアパネルＬＰの裏面に対する下限値刻印Ｓ７、適正値刻印Ｓ８および上限値刻印Ｓ９の転写の有無を目視観察することにより、セルフピアッシングリベットＳＰＲの加圧力の過不足を客観的に、かつ簡単に判定することができる。加えて、ロアパネルＬＰに付着してキャビティ凹部Ｄ２内に運び込まれたプレス用のオイルは、図２に示すようにロアパネルＬＰの一部がキャビティ凹部Ｄ２内に塑性流動して流入する際に、逃げ溝Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３を介してその上端開口部から押し出されるため、セルフピアッシングリベットＳＰＲの打ち込みに応じてロアパネルＬＰをキャビティ凹部Ｄ２内に確実に塑性流動させ、アッパパネルＵＰおよびロアパネルＬＰを確実にカシメ付けることができる。
【００３０】
なお、第２実施形態のセルフピアッシングリベットの加圧力判定方法に使用するダイＤの下限値刻印Ｓ７、適正値刻印Ｓ８および上限値刻印Ｓ９に代え、例えば図７に示すように、ダイＤに形成したオイルの逃げ孔Ｈ１，Ｈ２の上端部をキャビティ凹部Ｄ２の底面に開口させて刻印を構成してもよい。この場合、開口径の大きい逃げ孔Ｈ１の上端開口部を下限値刻印Ｓ１０とし、開口径の小さい逃げ孔Ｈ２の上端開口部を上限値刻印Ｓ１１とする。
【００３１】
このような下限値刻印Ｓ１０および上限値刻印Ｓ１１を使用する場合においても、ロアパネルＬＰの裏面に対する下限値刻印Ｓ１０および上限値刻印Ｓ１１の転写の有無を目視観察することにより、セルフピアッシングリベットＳＰＲの加圧力の過不足を客観的に、かつ簡単に判定することができる。
【００３２】
なお、図１に示した締結装置１において、アッパパネルＵＰおよびロアパネルＬＰの板厚に応じて使用するダイＤとセルフピアッシングリベットＳＰＲとの組み合わせを明確にするため、ダイＤのリング状受圧面Ｄ１に形成する刻印に対応した刻印をセルフピアッシングリベットＳＰＲの頭部Ｈに設けておくことができる。図８はその一例を示し、図８の（ａ）に示すように、キャビティ凹部Ｄ２の浅いダイＤのリング状受圧面Ｄ１にはセルフピアッシングリベットＳＰＲの加圧力を判定するための四角形の刻印が形成され、このダイＤに対応した脚部Ｌの短いセルフピアッシングリベットＳＰＲの頭部Ｈにも四角形の刻印が形成されている。また、図８の（ｂ）に示すように、キャビティ凹部Ｄ２の深いダイＤのリング状受圧面Ｄ１にはセルフピアッシングリベットＳＰＲの加圧力を判定するための円形の刻印が形成され、このダイＤに対応した脚部Ｌの長いセルフピアッシングリベットＳＰＲの頭部Ｈにも円形の刻印が形成されている。
【００３３】
なお、前記のセルフピアッシングリベットＳＰＲの頭部Ｈには、その脚部Ｌの長短を刻印の個数で示すように複数の刻印を形成してもよい。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように、第１の発明に係るセルフピアッシングリベットの加圧力判定方法では、被締結板材への刻印の転写度合が観察者により目視観察される。そして、刻印の転写度合が大きいほどセルフピアッシングリベットの加圧力が大きく、刻印の転写度合が小さいほどセルフピアッシングリベットの加圧力が小さいものと判定される。従って、この加圧力判定方法によれば、全てのカシメ付け部分においてセルフピアッシングリベットの加圧力の過不足を客観的に、かつ簡単に判定することができる。
【００３５】
第２の発明に係るセルフピアッシングリベットの加圧力判定方法では、オイルの逃げ孔または逃げ溝の端部の開口による刻印の被締結板材への転写度合が大きいほどセルフピアッシングリベットの加圧力が大きく、刻印の転写度合が小さいほどセルフピアッシングリベットの加圧力が小さいものと客観的に判定される。従って、この加圧力判定方法によれば、全てのカシメ付け部分においてセルフピアッシングリベットの加圧力の過不足を客観的に、かつ簡単に判定することができる。加えて、この加圧力判定方法に使用するダイにはオイルの逃げ孔または逃げ溝が形成されているため、セルフピアッシングリベットの打ち込みに応じて被締結板材をキャビティ凹部内に確実に塑性流動させ、被締結板材を確実にカシメ付けることができる。
【００３６】
第３の発明に係るセルフピアッシングリベットの加圧力判定方法では、被締結板材への下限値刻印、適正値刻印および上限値刻印の転写度合が観察者により目視観察される。そして、被締結板材に転写された刻印が下限値刻印のみである場合には、セルフピアッシングリベットの加圧力が下限値と適正値との間にあると判定され、前記刻印が下限値刻印および適正値刻印である場合には、前記加圧力が適正値と上限値との間にあると判定される。一方、前記刻印が下限値刻印、適正値刻印および上限値刻印である場合には、前記加圧力が上限値を超えていると判定され、何れの刻印も転写されていない場合には、前記加圧力が下限値に満たないと判定される。従って、この加圧力判定方法によれば、セルフピアッシングリベットの加圧力の過不足を一層明確に判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るセルフピアッシングリベットの加圧力判定方法に使用する締結装置の斜視図である。
【図２】図１に示したセルフピアッシングリベットによりカシメ付けられたアッパパネルおよびロアパネルの断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係るセルフピアッシングリベットの加圧力判定方法に使用するダイの斜視図である。
【図４】図３に示した下限値刻印、適正値刻印および上限値刻印の開口部の角部の丸み、開口幅、深さを相互に比較して示す断面図である。
【図５】第１実施形態に係るセルフピアッシングリベットの加圧力判定方法に使用する刻印の変形例を示すダイの斜視図である。
【図６】第２実施形態に係るセルフピアッシングリベットの加圧力判定方法に使用するダイの斜視図である。
【図７】第２実施形態に係るセルフピアッシングリベットの加圧力判定方法に使用する刻印の変形例を示すダイの断面図である。
【図８】図１に示したダイとセルフピアッシングリベットとの組み合わせを明確にするために形成される刻印を示すダイおよびセルフピアッシングリベットの斜視図である。
【図９】セルフピアッシングリベットによるカシメ付け構造を示すアッパパネルおよびロアパネルの断面図である。
【符号の説明】
１  ：締結装置
Ｄ  ：ダイ
Ｄ１：リング状受圧面
Ｄ２：キャビティ凹部
Ｄ３：隆起部
Ｓ１，Ｓ４，Ｓ７，Ｓ１０：下限値刻印
Ｓ２，Ｓ５，Ｓ８：適正値刻印
Ｓ３，Ｓ６，Ｓ９，Ｓ１１：上限値刻印
Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３：逃げ溝
Ｈ１，Ｈ２：逃げ孔
Ｐ  ：ポンチ
ＳＰＲ：セルフピアッシングリベット
Ｈ：頭部
Ｌ：脚部
ＵＰ：アッパパネル
ＬＰ：ロアパネル
【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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