JP3976251B2

JP3976251B2 - Rivet fastening method and rivet fastening device

Info

Publication number: JP3976251B2
Application number: JP2002174834A
Authority: JP
Inventors: 修一郎岩月; 雅藤田
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2002-06-14
Filing date: 2002-06-14
Publication date: 2007-09-12
Anticipated expiration: 2022-06-14
Also published as: JP2004017084A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リベット締結方法およびリベット締結装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、複数の板材を重ねてカシメ付ける方法の一つとして、ダイとポンチとを有する締結装置により被締結板材へ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。
【０００３】
この方法は、セルフピアッシングリベットを自己貫通させて被締結板材を締結するもので、例えば、被締結板材がアルミニウム合金製であれば、セルフピアッシングリベットには鉄製やアルミニウム合金製のものが使用されることが多い。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記の方法は、被締結板材に下穴をあけないで、セルフピアッシングリベットを打ち込むために、スポット溶接の３〜５倍もの加圧力を要する。このため、被締結板材へセルフピアッシングリベットを打ち込む場合には、加圧力の大きいリベット締結装置を必要とし、また、リベット締結装置が大型になると、その取回しの自由度が制限され、意図した位置にセルフピアッシングリベットを打ち込むことができないなど、リベット締結作業の作業効率が悪い。
【０００５】
そこで、本発明は、小さい加圧力でリベットを打ち込むことが可能で、かつ、高い締結強度を得ることが可能なリベット締結方法およびリベット締結装置を提案することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
このような課題を解決するために、請求項１の発明は、筒部で被締結部材の表面を押圧し、高さ方向の中央部がくびれたリベットを前記筒部の内部で回転させながら前記被締結部材の表面へ押し当てて当該被締結部材を摩擦熱で軟化させ、前記リベットで前記被締結部材を攪拌しつつ前記リベットを前記被締結部材へ圧入するリベット締結方法であって、前記リベットを前記被締結部材へ圧入する際に、前記筒部と前記リベットとの間に形成された空隙に軟化した金属組織を流入させることを特徴とするリベット締結方法である。
【０００７】
かかるリベット締結方法によると、リベットで被締結板材に摩擦熱を発生させ、被締結板材を軟化（塑性流動化）させたうえで、リベットを被締結板材へ圧入する（打ち込む）ので、小さい加圧力でリベットを打ち込むことができる。また、被締結板材は、リベット締結位置において摩擦攪拌接合されることになるので、その締結強度も大きい。
【０００８】
請求項２の発明は、回転工具を回転させながら被締結板材の裏面に押し当てて当該被締結板材を摩擦熱で軟化させ、当該回転工具で前記被締結板材を攪拌しつつ前記被締結板材の表面側からリベットを圧入する、ことを特徴とするリベット締結方法である。
【０００９】
かかるリベット締結方法によると、回転工具で被締結板材に摩擦熱を発生させ、当該被締結板材を軟化（塑性流動化）させたうえで、リベットを被締結板材へ圧入する（打ち込む）ので、小さい加圧力でリベットを打ち込むことができる。すなわち、回転工具で当該被締結板材を表面側まで摩擦攪拌して当該被締結板材を軟化させたうえでリベットを被締結板材へ圧入するので、リベットに作用させる加圧力が小さくても、被締結板材を締結することができる。また、被締結板材は、リベット締結位置において摩擦攪拌接合されることになるので、その締結強度も大きい。
【００１０】
また、請求項２に記載のリベット締結方法は、前記回転工具で前記リベットを摩擦攪拌した後に、当該リベットを前記被締結板材へ圧入することが好ましい。すなわち、リベットを摩擦攪拌した後に、被締結板材へ圧入することで、リベットの金属組織と被締結板材の金属組織とが混ざり合い、その締結強度がより強固なものになる。
【００１１】
同様に、請求項２の記載のリベット締結方法は、前記リベットを回転させながら前記被締結板材へ圧入することが好ましい。このようにすると、回転工具の回転だけでなく、リベットの回転によっても被締結板材に摩擦熱が発生するので、被締結板材が軟化（塑性流動化）するまでの時間が短くなる。すなわち、被締結板材の表面側はリベットにより、裏面側は回転工具によりそれぞれ摩擦熱が発生するので、一方の面だけに摩擦熱を発生させる場合に比べて、被締結板材が軟化するまでの時間を短縮することができる。
【００１４】
請求項３の発明は、被締結板材の表面を押圧する第一筒部と、当該第一筒部と前記被締結板材を挟んで対向し、前記被締結板材の裏面を押圧する第二筒部と、前記第一筒部に内包され、前記第一筒部の内径と等しい外径を有するステムと、前記第二筒部に内包され、前記第二筒部の内径と等しい外径を有するダイとを有するリベット締結装置であって、前記ステムは、その先端にリベットを保持した状態で回転可能で、かつ、前記被締結板材へ向かって移動可能であり、前記ダイは、前記ステムの前記被締結板材方向への移動と連動して前記被締結板材から離れる方向へ移動可能である、ことを特徴とする。
【００１５】
かかるリベット締結装置によると、そのリベットを回転させながら被締結板材へ押し当てて当該被締結板材を摩擦熱で軟化させ、当該リベットで前記被締結板材を攪拌しつつ当該リベットを前記被締結板材へ圧入することができる。すなわち、第一筒部と第二筒部とにより被締結板材を挟んだうえで、第一筒部に内包されたステムでリベットを回転させつつ当該ステムを被締結板材へ向かって移動させて当該被締結板材に押し当てると、リベットとの摩擦によって被締結板材が軟化する。そして、ステムをさらに被締結板材へ向って移動させると、リベットが軟化した被締結板材へ圧入され、被締結板材はリベットにより摩擦攪拌される。また、リベットを被締結板材へ圧入すると、塑性流動化した金属組織が押し退けられるが、ステムの動きと連動させて第二筒部に内包されたダイを被締結板材から離れる方向へ移動させて、第二筒部とダイとの間に生じた段差部分に前記の金属組織を流入させることで、加圧力が増大するのを抑制することができる。
【００１６】
請求項４の発明は、被締結板材の表面を押圧する第一筒部と、当該第一筒部と前記被締結板材を挟んで対向し、前記被締結板材の裏面を押圧する第二筒部と、前記第一筒部に内包され、当該第一筒部の内径と等しい外径を有するステムと、前記第二筒部に内包され、当該第二筒部の内径と等しい外径を有するダイと、前記ダイに内包され、当該ダイの内径と等しい外径を有する回転工具とを有するリベット締結装置であって、前記ステムは、その先端にリベットを保持した状態で、前記被締結板材へ向かって移動可能であり、前記回転工具は、回転可能で、かつ、前記被締結板材へ向かって移動可能であり、前記ダイは、前記回転工具の前記被締結板材方向への移動と連動して前記被締結板材内を移動可能である、ことを特徴とする。
【００１７】
かかるリベット締結装置によると、回転工具を回転させながら被締結板材の裏面に押し当てて当該被締結板材を摩擦熱で軟化させ、当該回転工具で前記被締結板材を攪拌しつつ前記被締結板材の表面側からリベットを圧入することができる。すなわち、第一筒部と第二筒部とにより被締結板材のリベット締結位置を挟んだうえで、第二筒部に内包された回転工具で被締結板材を摩擦攪拌する。そして、被締結板材が軟化した状態で第一筒部に内包されたステムを被締結板材へ向って移動させると、ステムの先端に保持されたリベットが被締結板材へ圧入される。また、回転工具を被締結板材へ圧入すると、塑性流動化した金属組織が押し退けられるが、回転工具の動きと連動させて第二筒部に内包されたダイを被締結板材から離れる方向へ移動させて、第二筒部とダイとの間に生じた段差部分に前記の金属組織を流入させることで、回転工具を被締結板材へ挿入するための加圧力が増大するのを抑制することができる。
【００１８】
また、請求項４に記載のリベット締結装置は、前記ステムが、その先端にリベットを保持した状態で回転可能であることが好ましい。このようにすると、被締結板材の表面側はリベットにより、裏面側は回転工具によりそれぞれ摩擦熱が発生する。すなわち、被締結板材が軟化するまでの時間を短縮することが可能で、したがって、リベット締結作業の作業効率が向上する。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付した図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の各実施形態では、上下に重ねられた２枚のアルミニウム合金製の被締結板材（被締結部材）をリベットにより締結する場合を例示するが、さらに多くの枚数の被締結板材を締結する場合にも適用可能である。
【００２０】
（第１の実施形態）
まず、第１の実施形態を、図面を参照して説明する。図１および図２は、第１の実施形態に係るリベット締結装置の要部の断面を締結手順ごとに示した図である。
【００２１】
図１に要部を示す第１の実施形態に係るリベット締結装置１０は、第一円筒部１１、この第一円筒部１１に内包されたステム１２、第二円筒部１３およびこの第二円筒部１３に内包されたダイ１４を有する。
【００２２】
第一円筒部１１および第二円筒部１３は、それぞれ円筒形状であり、被締結板材Ｂ１，Ｂ２を挟んで対向する。また、第一円筒部１１は、上下に重ねられた２枚の被締結板材Ｂ１，Ｂ２のうち上側に位置する被締結板材Ｂ１の表面（上面）を押圧し、第二円筒部１３は、下側に位置する被締結板材Ｂ２の裏面（下面）を押圧する。すなわち、第一円筒部１１と第二円筒部１３とにより、被締結板材Ｂ１，Ｂ２の突合せ面が密着することになる。
【００２３】
ステム１２は、第一円筒部１１に内包され、第一円筒部１１の内径と等しい外径を有する。ステム１２の先端には、リベット１を保持する保持部１２ａが形成されている。第１の実施形態では、保持部１２ａは、ステム１１の先端面に突出して形成され、リベット１に形成されたねじ穴１ｃに螺合するように、その周面にねじ山が形成されている。
なお、ステム１２は、モータなどの回転駆動手段（図示せず）に接続され、中心軸回りに回転可能であり、また、油圧機構（図示せず）などにより被締結板材Ｂ１，Ｂ２に向かって（図１では、下方向）移動可能である。
【００２４】
ダイ１４は、第二円筒部１３に内包され、第二円筒部１３の内径と等しい外径を有する。ダイ１４は、ステム１２の被締結板材Ｂ１，Ｂ２方向（図１では、下方向）への移動と連動して被締結部材Ｂ１，Ｂ２から離れる方向（図１では、下方向）へ移動する。
【００２５】
また、被締結板材Ｂ１，Ｂ２へ圧入されるリベット１は、第１の実施形態では、その上下に第一円筒部１１の内径と等しい外径を有するフランジ１ａ，１ｂがそれぞれ形成されている。すなわち、図１（ａ）に示すように、リベット１の中央部分は、上下部分に対してくびれており、リベット１をステム１２へ取り付けると、第一円筒部１１との間に空隙Ｖが形成される。また、リベット１の上面には、ステム１２の保持部１２ａに螺合するねじ穴１ｃが形成されている。
【００２６】
なお、リベット１の材質は、鉄、チタン、アルミニウムなど様々な金属、合金により構成することができるが、被締結板材Ｂ１，Ｂ２がアルミニウム合金製であれば、リサイクル性の向上、電食の防止、軽量化といった観点から、好適には、アルミニウム合金製とするのがよい。すなわち、アルミニウム合金製の被締結板材Ｂ１，Ｂ２に対して、鉄製のリベットを用いると、異種金属が混ざることになるため、リサイクルが困難になり、また、異種金属同士が接触することになるので、電食が発生しやすく、表面処理など錆対策が必要になる。さらに、鉄製のリベットで締結すると、被締結板材Ｂ１，Ｂ２の重量が増大してしまう。また、リベット１で被締結板材Ｂ１，Ｂ２を摩擦攪拌することから、リベット１の耐熱温度は、被締結板材Ｂ１，Ｂ２の耐熱温度よりも高いことが好ましい。
【００２７】
次に、リベット締結装置１０でリベット１を圧入する手順を図１および図２を参照して説明する。
【００２８】
まず、図１（ａ）に示すように、ステム１２の保持部１２ａにリベット１を取り付けたうえで、リベット締結装置１０を所定の位置へ移動させ、第一円筒部１１と第二円筒部１３とにより被締結板材Ｂ１，Ｂ２を押さえ込む。このとき、第一円筒部１１の下面とリベット１の下面とが面一にされ、第二円筒部１３の上面とダイ１４の上面とが面一にされている。
【００２９】
次に、リベット１を被締結板材Ｂ１へ押し当てた状態で、ステム１２を回転させてリベット１を供回りさせる。なお、ステム１２の回転方向は、保持部１２ａがリベット１のねじ穴１ｃに螺合する方向（締め付ける方向）である。これにより、リベット１は、ステム１２と供回りすることになる。
【００３０】
被締結板材Ｂ１へ接触した状態でリベット１を回転させると、被締結板材Ｂ１に摩擦熱が発生し、この摩擦熱により被締結板材Ｂ１が次第に軟化（塑性流動化）する。そして、ステム１２を被締結板材Ｂ１へ向かって徐々に移動させると、図１（ｂ）に示すように、リベット１は軟化した被締結板材Ｂ１へ圧入され、また、被締結板材Ｂ１はリベット１により摩擦攪拌される。また、リベット１を被締結板材Ｂ１へ圧入したときに、リベット１により押し退けられた金属組織は、空隙Ｖへ流入する。
【００３１】
次に、図１（ｃ）に示すように、ステム１２でリベット１を回転させつつ下方へさらに移動させて、被締結板材Ｂ１，Ｂ２を順次摩擦攪拌するとともに、リベット１を下方へ圧入していく。そして、空隙Ｖが塑性流動化した被締結板材Ｂ１，Ｂ２の金属組織で満たされたら、ステム１２の被締結板材Ｂ１，Ｂ２方向への移動と連動させて、ダイ１４を被締結部材Ｂ１，Ｂ２から離れる方向（図１では、下方向）へ移動させ、リベット１の圧入に伴って押し退けられた被締結板材Ｂ１，Ｂ２の金属組織を、第二円筒部１３とダイ１４とに生じた段差部分に流入させる。
【００３２】
そして、図２（ａ）に示すように、リベット１を適宜な位置まで圧入したら、ステム１２の回転および下方向への移動を停止し、被締結板材Ｂ１，Ｂ２が冷却固化した後に、ステム１２を逆方向に回転させて、リベット１のねじ穴１ｃとステム１２の保持部１２ａとの螺合を解除する。
【００３３】
このように、リベット１を回転させながら被締結板材Ｂ１，Ｂ２へ押し当てて被締結板材Ｂ１，Ｂ２を摩擦熱で軟化（塑性流動化）させるとともに、リベット１で被締結板材Ｂ１，Ｂ２を攪拌しつつ、リベット１を被締結部材Ｂ１，Ｂ２へ圧入する（打ち込む）と、リベット１は、軟化した状態の被締結板材Ｂ１，Ｂ２へ圧入されることになるので、硬化した状態でリベットを打ち込む従来の方法に比べて、その加圧力を小さくすることができる。したがって、リベット締結装置１０を小型化することが可能で、これに伴ってリベット締結装置１０の取回しの自由度が増すので、リベット締結作業の作業効率が向上する。
【００３４】
また、被締結板材Ｂ１，Ｂ２は、図２（ｂ）に示すように、リベット締結位置において摩擦攪拌接合されることになるので、その締結強度も大きい。
【００３５】
また、リベット１の高さ方向の中央が窪んでいることにより形成される空隙Ｖに軟化した状態の被締結板材Ｂ１，Ｂ２が充填され、この軟化した被締結板材Ｂ１，Ｂ２がその後に冷却固化することで、リベット１の抜止めが自ずと形成されるので、強固な接合を行うことができる。
【００３６】
なお、リベット１の形状は、前記のものに限定されることはなく、例えば、図３に示すように、攪拌用の突起部１ｄをフランジ１ａに形成して、摩擦攪拌性能を向上させてもよい。また、図示は省略するが、リベット１の外周面に攪拌翼を設けるなどして、摩擦攪拌性能をさらに向上させてもよい。
【００３７】
また、第１の実施形態では、ステム１２のみが回転する構成であったが、これに限定されることはなく、ダイ１４を回転可能に構成してもよい。ステム１２を回転させるときに、これに同期してダイ１４を回転させると、被締結板材Ｂ１，Ｂ２の双方に摩擦熱が発生するため、より短時間で被締結板材Ｂ１，Ｂ２を軟化させることができる。
【００３８】
また、第１の実施形態では、リベット１のねじ穴１ｃにステム１２の保持部１２ａを螺合させたが、これに限定されることはなく、例えば、リベット１にねじ穴１ｃの替わりとして六角穴を設けるとともに、保持部１２ａをこの六角穴に嵌合する断面六角形状に形成して、リベット１を保持するようにしてもよい。このようにすると、リベット１からステム１２を取り外し易くなる。
【００３９】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態を、図面を参照して説明する。図４および図５は、第２の実施形態に係るリベット締結装置の要部の断面を締結手順ごとに示した図である。
【００４０】
図４に要部を示す第２の実施形態に係るリベット締結装置２０は、第一円筒部２１、この第一円筒部２１に内包されたステム２２、第二円筒部２３、この第二円筒部２３に内包されたダイ２４およびこのダイ２４に内包された回転工具２５を有する。
【００４１】
第一円筒部２１および第二円筒部２３は、それぞれ円筒形状であり、被締結板材Ｂ１，Ｂ２を挟んで対向する。また、第一円筒部２１は、上下に重ねられた２枚の被締結板材Ｂ１，Ｂ２のうち上側に位置する被締結板材Ｂ１の表面（上面）を押圧し、第二円筒部２３は、下側に位置する被締結板材Ｂ２の裏面（下面）を押圧する。すなわち、第一円筒部２１と第二円筒部２３とにより、被締結板材Ｂ１，Ｂ２の突合せ面が密着することになる。
【００４２】
ステム２２は、第一円筒部２１に内包され、第一円筒部２１の内径と等しい外径を有する。ステム２２の先端には、リベット２を保持する保持部２２ａが形成されている。第２の実施形態では、保持部２２ａは、ステム２２の先端に突出して形成され、リベット２に形成された溝部２ａと係合する。
なお、ステム２２は、被締結板材Ｂ１，Ｂ２に向かって（図４では、下方向）移動可能に構成されている。
【００４３】
ダイ２４は、第二円筒部２３に内包され、第二円筒部２３の内径と等しい外径を有する。ダイ２４は、回転工具の被締結板材Ｂ１，Ｂ２方向（図４では、上方向）への移動と連動して被締結板材Ｂ１，Ｂ２から離れる方向（図４では、下方向）へ移動可能に構成されている。
【００４４】
回転工具２５は、ダイ２４に内包され、ダイ２４の内径と等しい外径を有し、先端面にプローブ２５ａが突出して形成されている。
また、回転工具２５は、モータなどの回転駆動手段（図示せず）に接続され、中心軸回りに回転可能であり、また、被締結板材Ｂ１，Ｂ２に向かって（図４では、上方向）移動可能である。
【００４５】
また、リベット２は、第２の実施形態では、円錐台形状に形成され、図４（ａ）に示すように、その上部の外径が第一円筒部２１の内径と等しくなるように形成されている。また、リベット２の上面には、ステム２２の保持部２２ａと係合する溝部２ａが形成されている。
【００４６】
次に、リベット締結装置２０でリベット２を圧入する手順を図４および図５を参照して説明する。
【００４７】
まず、図４（ａ）に示すように、第一円筒部２１の内部にリベット２を内包した状態でリベット締結装置２０を所定の位置へ移動させるとともに、第一円筒部２１と第二円筒部２３とにより被締結板材Ｂ１，Ｂ２を押さえ込む。このとき、第一円筒部２１の下面とリベット２の下面とが面一にされ、第二円筒部２３の上面とダイ２４の上面と回転工具２５のプローブ２５ａとが面一にされている。
【００４８】
次に、リベット２をステム２２で被締結板材Ｂ２へ押し当てた状態で、回転工具２５を回転させ、被締結板材Ｂ２を摩擦熱により軟化（塑性流動化）させる。
【００４９】
図４（ｂ）に示すように、回転工具２５を被締結板材Ｂ２へ向かって上方へ移動させると、回転工具２５により被締結板材Ｂ２が摩擦攪拌される。また、軟化した被締結板材Ｂ２が押し退けられるので、回転工具２５の被締結板材Ｂ１，Ｂ２方向（図４では、上方向）への移動と連動させてダイ２４を被締結部材Ｂ１，ｂ２から離れる方向（図４では、下方向）へ移動させ、第二円筒部１３とダイ１４とに生じた段差部分に軟化した被締結板材Ｂ２の金属組織を流入させる。
【００５０】
回転工具２５を上昇させて被締結板材Ｂ１，Ｂ２を摩擦攪拌し、最終的には、図４（ｃ）に示すように、回転工具２５をリベット２の下部まで挿入してリベット２の下部を摩擦攪拌する。このとき、リベット２は、溝部２ａがステム２２の保持部２２ａに係合しているので、回転工具２５と供回りすることはない。
【００５１】
そして、図５（ａ）に示すように、回転工具２５を回転させつつ下方向へ移動させるとともに、ステム２２を下方向へ移動させ、リベット２を被締結板材Ｂ１，Ｂ２へ圧入する。また、ダイ２４は、回転工具２５の動きに合わせて上昇させる。
【００５２】
このように、回転工具２５を回転させながら被締結板材Ｂ２の裏面に押し当てて、被締結板材Ｂ２を摩擦熱で軟化（塑性流動化）させ、回転工具２５で被締結板材Ｂ１，Ｂ２を攪拌しつつ被締結板材Ｂ１の表面側からリベット２を圧入する（打ち込む）と、リベット２は、軟化した状態の被締結板材Ｂ１，Ｂ２へ圧入されることになるので、硬化した状態でリベットを打ち込む従来の方法に比べて、その加圧力を小さくすることができる。したがって、リベット締結装置２０を小型化することが可能で、これに伴ってリベット締結装置２０の取回しの自由度が増すので、リベット締結作業の作業効率が向上する。
【００５３】
また、被締結板材Ｂ１，Ｂ２は、図５（ｂ）に示すように、リベット締結位置において摩擦攪拌接合されることになるので、その締結強度も大きい。
【００５４】
さらに、回転工具２５でリベット２の下部を摩擦攪拌しつつ、リベット２を被締結板材Ｂ１，Ｂ２へ圧入すると、被締結板材Ｂ１，Ｂ２の金属組織とリベット２の金属組織とが混ざり合った状態になるので、その締結強度が大きくなる。
【００５５】
なお、第２の実施形態では、リベット２に溝部２ａにステム２２の保持部２２ａを係合して、リベット２が回転工具２５と供回りするのを防止したが、これらを設けずにリベット２の供回りを許容してもよい。
【００５６】
（参考実施形態）
最後に参考実施形態を、図面を参照して説明する。図６は、参考実施形態に係るリベット締結装置の要部を示す断面図である。
【００５７】
図６に要部を示す参考実施形態に係るリベット締結装置３０は、押圧部３１および回転工具３２を有する。
【００５８】
押圧部３１は、被締結板材Ｂ１の表面（上面）を押圧するものであり、回転工具３２は、第２の実施形態で説明した回転工具２５と同様の構成である。
【００５９】
そして、被締結板材Ｂ１，Ｂ２に打ち込まれたリベット３の上面を押圧部３１で押さえたうえで（図６（ａ）参照）、被締結板材Ｂ２の裏面に突出するリベット３の先端に回転工具３２を押し当てて摩擦攪拌すると（図６（ｂ）参照）、軟化（塑性流動化）した金属組織がその周囲に広がり、リベット３の先端の潰し加工がなされる。
【００６０】
このように、回転工具３２を回転させながら被締結部材Ｂ１，Ｂ２に予め打ち込まれたリベット３へ押し当ててリベット３を摩擦熱で軟化させ、回転工具３２でリベット３を攪拌してリベット３の先端を潰すと、硬化した状態でリベット３の先端を潰す従来の方法に比べて、その加圧力を小さくすることができる。
【００６１】
なお、以上説明した本発明は、前記した実施形態に限定されることはなく、幅広く変形実施することができる。例えば、第１、第２および参考実施形態を適宜組み合わせて実施することができる。
【００６２】
また、図示の実施形態では、リベットおよびステムが被締結板材Ｂ１，Ｂ２の上側に位置し、ダイが下側に位置しているが、これに限定されることはなく、ステムとダイの位置が天地逆でもよいし、さらには、左右方向に位置していてもよい。
【００６３】
【発明の効果】
請求項１又は請求項２のリベット締結方法によると、セルフピアッシングリベットを自己貫通させて被締結板材へ打ち込む従来のリベット締結方法に比べて、小さな加圧力でリベットを被締結板材へ圧入する（打ち込む）ことができるので、リベット締結装置の小型化を実現することが可能で、また、リベット締結装置の小型化に伴って、その取回しが容易になるため、リベット締結作業の作業効率が向上する。さらに、被締結板材は、リベット締結位置において摩擦攪拌接合されることになるので、その締結強度も大きい。
【００６５】
また、請求項３又は請求項４のリベット締結装置によれば、小さな加圧力でリベットを被締結板材へ圧入することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）（ｂ）（ｃ）は、第１の実施形態に係るリベット締結装置の要部の断面をリベットの締結手順ごとに示した図である。
【図２】（ａ）（ｂ）は、図１に続く手順を示した図である。
【図３】リベットの他の形態を示す断面図である。
【図４】（ａ）（ｂ）（ｃ）は、第２の実施形態に係るリベット締結装置の要部の断面をリベットの締結手順ごとに示した図である。
【図５】（ａ）（ｂ）は、図１に続く手順を示した図である。
【図６】（ａ）（ｂ）（ｃ）は、参考実施形態に係るリベット締結装置の要部の断面を手順ごとに示した図である。
【符号の説明】
１，２，３リベット
１０，２０，３０リベット締結装置
１１，２１，第一（円）筒部
１２，２２ステム
１３，２３第二（円）筒部
１４，２４ダイ
２５回転工具
Ｂ１，Ｂ２被締結板材[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a rivet fastening method and a rivet fastening device.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, as one method for caulking a plurality of plate materials, a method of driving a self-piercing rivet into a plate to be fastened by a fastening device having a die and a punch is known.
[0003]
In this method, a self-piercing rivet is self-penetrated to fasten a fastened plate material. For example, if the fastened plate material is made of an aluminum alloy, a self-piercing rivet made of iron or aluminum alloy is used. There are many cases.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the above method requires 3 to 5 times as much pressure as spot welding in order to drive a self-piercing rivet without drilling a prepared hole in the fastening plate material. For this reason, when driving a self-piercing rivet into the plate to be fastened, a rivet fastening device with a large applied pressure is required, and when the rivet fastening device is large, the degree of freedom in handling is limited and intended. The work efficiency of the rivet fastening work is poor, for example, the self-piercing rivet cannot be driven into the position.
[0005]
Therefore, an object of the present invention is to propose a rivet fastening method and a rivet fastening device capable of driving a rivet with a small pressure and obtaining a high fastening strength.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
To solve such problems, the invention of claim 1, presses the surface of the fastened member in the cylindrical portion, while rotating the rivet central portion is constricted in the height direction inside the cylindrical portion and the is pressed against the surface of the fastening member is softened the fastened member in frictional heat, the a riveting method of press-fitting to the member being fastened to the rivet while stirring the fastened member in the rivet, In the rivet fastening method, when the rivet is press-fitted into the fastened member, a softened metal structure is caused to flow into a gap formed between the tube portion and the rivet .
[0007]
According to this rivet fastening method, the rivet generates frictional heat on the plate to be fastened, softens the plate to be fastened (plastic fluidization), and press-fits (drives in) the rivet to the plate to be fastened. You can drive in rivets. Moreover, since the plate material to be fastened is friction stir welded at the rivet fastening position, its fastening strength is also high.
[0008]
According to the second aspect of the present invention, the rotating plate is pressed against the back surface of the plate to be fastened to soften the plate to be fastened with frictional heat, and the plate to be fastened is stirred with the rotating tool while the plate to be fastened is stirred. A rivet fastening method is characterized in that a rivet is press-fitted from the surface side.
[0009]
According to such a rivet fastening method, frictional heat is generated in the plate material to be fastened with a rotary tool, and the plate material to be fastened is softened (plastic fluidized), and then the rivet is press-fitted (dried) into the plate material to be fastened. A rivet can be driven with pressure. That is, the fastening plate material is frictionally stirred to the surface side with a rotary tool to soften the fastening plate material and then press-fit the rivet into the fastening plate material. The plate material can be fastened. Moreover, since the plate material to be fastened is friction stir welded at the rivet fastening position, its fastening strength is also high.
[0010]
In the rivet fastening method according to claim 2, it is preferable that the rivet is press-fitted into the fastening plate after the rivet is frictionally stirred with the rotary tool. That is, after friction-stirring the rivet and then press-fitting into the plate material to be fastened, the metal structure of the rivet and the metal structure of the plate material to be fastened are mixed, and the fastening strength becomes stronger.
[0011]
Similarly, in the rivet fastening method according to claim 2, it is preferable that the rivet is press-fitted into the fastened plate material while rotating the rivet. In this case, frictional heat is generated in the fastened plate material not only by the rotation of the rotary tool but also by the rotation of the rivet, so the time until the fastened plate material is softened (plastic fluidized) is shortened. That is, friction heat is generated by the rivet on the front side of the plate material to be fastened and by the rotary tool on the back side, so that the time until the plate material to be fastened is softened compared to the case where friction heat is generated only on one side. Can be shortened.
[0014]
The invention according to claim 3 is a first cylinder portion that presses the surface of the plate member to be fastened, and a second cylinder portion that faces the first tube portion and the plate member to be fastened and presses the back surface of the plate member to be fastened. And a stem that is included in the first cylinder part and has an outer diameter equal to the inner diameter of the first cylinder part, and a die that is included in the second cylinder part and has an outer diameter equal to the inner diameter of the second cylinder part The stem is rotatable with the rivet held at the tip thereof, and is movable toward the plate to be fastened, and the die is attached to the stem of the stem. wherein in conjunction with the movement of the fastening plate direction it is movable in a direction away from the fastening plate material, characterized in that.
[0015]
According to such a rivet fastening device, the object to be fastened sheet is softened by the friction heat by pressing the rivet to the fastened plate while rotating, said to be fastened plate material the rivet while stirring the fastened plate in the rivet Can be press-fitted into. That is, after the plate member to be fastened is sandwiched between the first tube portion and the second tube portion, the stem is moved toward the plate member to be fastened while rotating the rivet with the stem included in the first tube portion. When pressed against the fastening plate material, the fastening plate material is softened by friction with the rivet. When the stem is further moved toward the fastened plate material, the rivet is pressed into the softened plate material, and the fastened plate material is frictionally stirred by the rivet. Also, when the rivet is press-fitted into the fastened plate material, the plastic fluidized metal structure is pushed away, but in conjunction with the movement of the stem, the die contained in the second cylindrical portion is moved away from the fastened plate material, By causing the metal structure to flow into the step portion generated between the second cylindrical portion and the die, it is possible to suppress an increase in the applied pressure.
[0016]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a first cylinder portion that presses a surface of a plate member to be fastened, and a second tube portion that faces the first tube portion and the plate member to be fastened and presses the back surface of the plate member to be fastened. A stem having an outer diameter equal to the inner diameter of the first cylinder part and a die having an outer diameter equal to the inner diameter of the second cylinder part included in the second cylinder part And a rotary tool encased in the die and having an outer diameter equal to the inner diameter of the die, the stem facing the plate to be fastened with the rivet held at its tip. The rotary tool is rotatable and movable toward the fastened plate material, and the die is interlocked with the movement of the rotary tool toward the fastened plate material. is movable fastened plate material inside, and wherein the.
[0017]
According to the rivet fastening device, the rotating plate is pressed against the back surface of the plate to be fastened to soften the plate to be fastened by frictional heat, and the plate to be fastened is stirred with the rotary tool while stirring the plate to be fastened. A rivet can be press-fitted from the surface side. That is, after the rivet fastening position of the plate to be fastened is sandwiched between the first tube portion and the second tube portion, the plate to be fastened is frictionally stirred with the rotary tool contained in the second tube portion. When the stem contained in the first tube portion is moved toward the fastening plate material in a state where the fastening plate material is softened, the rivet held at the tip of the stem is press-fitted into the fastening plate material. In addition, when the rotary tool is press-fitted into the fastened plate material, the plastic fluidized metal structure is pushed away, but in conjunction with the movement of the rotary tool, the die contained in the second cylindrical portion is moved away from the fastened plate material. Thus, by flowing the metal structure into the stepped portion generated between the second cylindrical portion and the die, it is possible to suppress an increase in the pressing force for inserting the rotary tool into the fastening plate material. .
[0018]
Further, in the rivet fastening device according to claim 4 , it is preferable that the stem is rotatable in a state where the rivet is held at the tip thereof. In this way, frictional heat is generated by the rivets on the front side of the plate to be fastened and by the rotary tool on the back side. That, is possible to shorten the time to be fastened plate material is softened, thus improving the work efficiency of the rivet fastening operation.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In each of the following embodiments, a case where two aluminum alloy fastening plates (fastened members) that are stacked vertically are fastened by rivets, but a larger number of fastening plates is fastened. It is also applicable to
[0020]
(First embodiment)
First, a first embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 1 and FIG. 2 are views showing a cross section of a main part of the rivet fastening device according to the first embodiment for each fastening procedure.
[0021]
A rivet fastening device 10 according to the first embodiment whose main part is shown in FIG. 1 includes a first cylindrical part 11, a stem 12 included in the first cylindrical part 11, a second cylindrical part 13, and the second cylindrical part. 13 has a die 14 embedded therein.
[0022]
The 1st cylindrical part 11 and the 2nd cylindrical part 13 are cylindrical shapes, respectively, and oppose on both sides of to-be-fastened board | plate material B1, B2. The first cylindrical portion 11 presses the surface (upper surface) of the fastened plate material B1 positioned on the upper side of the two fastened plate materials B1 and B2 stacked one above the other, and the second cylindrical portion 13 The back surface (lower surface) of the fastened plate material B2 located on the side is pressed. That is, the butted surfaces of the fastening plate materials B1 and B2 are brought into close contact with each other by the first cylindrical portion 11 and the second cylindrical portion 13.
[0023]
The stem 12 is included in the first cylindrical portion 11 and has an outer diameter equal to the inner diameter of the first cylindrical portion 11. A holding portion 12 a that holds the rivet 1 is formed at the tip of the stem 12. In the first embodiment, the holding portion 12a is formed to protrude from the distal end surface of the stem 11, and a thread is formed on the peripheral surface thereof so as to be screwed into a screw hole 1c formed in the rivet 1. .
The stem 12 is connected to a rotation driving means (not shown) such as a motor, can rotate around the central axis, and is directed toward the fastening plates B1 and B2 by a hydraulic mechanism (not shown). It is movable (downward in FIG. 1).
[0024]
The die 14 is included in the second cylindrical portion 13 and has an outer diameter equal to the inner diameter of the second cylindrical portion 13. The die 14 moves in a direction (downward in FIG. 1) away from the fastened members B1 and B2 in conjunction with the movement of the stem 12 in the direction of the fastened plate members B1 and B2 (downward in FIG. 1).
[0025]
Further, in the first embodiment, the rivets 1 press-fitted into the fastened plate materials B1 and B2 are respectively formed with flanges 1a and 1b having upper and lower outer diameters equal to the inner diameter of the first cylindrical portion 11 respectively. That is, as shown in FIG. 1A, the central portion of the rivet 1 is constricted with respect to the upper and lower portions, and when the rivet 1 is attached to the stem 12, a gap V is formed between the first cylindrical portion 11. Is done. Further, a screw hole 1 c that is screwed into the holding portion 12 a of the stem 12 is formed on the upper surface of the rivet 1.
[0026]
The material of the rivet 1 can be composed of various metals and alloys such as iron, titanium, and aluminum. However, if the fastening plate materials B1 and B2 are made of an aluminum alloy, the recyclability is improved and the electrolytic corrosion is prevented. From the viewpoint of weight reduction, it is preferable to use an aluminum alloy. That is, if iron rivets are used for the fastening plates B1 and B2 made of aluminum alloy, dissimilar metals are mixed together, so that recycling becomes difficult and the dissimilar metals come into contact with each other. Electrolytic corrosion tends to occur, and rust countermeasures such as surface treatment are required. Furthermore, if it fastens with an iron rivet, the weight of to-be-fastened board | plate material B1, B2 will increase. Further, since the fastening plate materials B1 and B2 are frictionally stirred with the rivet 1, the heat resistance temperature of the rivet 1 is preferably higher than the heat resistance temperature of the plate materials B1 and B2.
[0027]
Next, a procedure for press-fitting the rivet 1 with the rivet fastening device 10 will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
[0028]
First, as shown in FIG. 1A, after attaching the rivet 1 to the holding portion 12a of the stem 12, the rivet fastening device 10 is moved to a predetermined position, and the first cylindrical portion 11 and the second cylindrical portion 13 are moved. The pressed plate materials B1 and B2 are pressed down. At this time, the lower surface of the first cylindrical portion 11 and the lower surface of the rivet 1 are flush with each other, and the upper surface of the second cylindrical portion 13 and the upper surface of the die 14 are flush with each other.
[0029]
Next, in a state where the rivet 1 is pressed against the fastening plate material B1, the stem 12 is rotated and the rivet 1 is rotated. The rotation direction of the stem 12 is a direction (tightening direction) in which the holding portion 12 a is screwed into the screw hole 1 c of the rivet 1. As a result, the rivet 1 is rotated with the stem 12.
[0030]
When the rivet 1 is rotated in contact with the fastened plate material B1, frictional heat is generated in the fastened plate material B1, and the fastened plate material B1 is gradually softened (plastic fluidized) by this frictional heat. When the stem 12 is gradually moved toward the fastened plate material B1, as shown in FIG. 1B, the rivet 1 is press-fitted into the softened fastened plate material B1, and the fastened plate material B1 is pressed into the rivet 1. By friction stirring. Further, when the rivet 1 is press-fitted into the fastened plate material B1, the metal structure pushed away by the rivet 1 flows into the gap V.
[0031]
Next, as shown in FIG. 1 (c), the rivet 1 is further moved downward while being rotated by the stem 12, and the fastening plate materials B1 and B2 are sequentially frictionally stirred, and the rivet 1 is press-fitted downward. Go. When the gap V is filled with the metal structure of the fastened plate materials B1 and B2 plastically fluidized, the die 14 is moved in the direction of the fastened plate materials B1 and B2 of the stem 12 to connect the die 14 to the fastened members B1 and B2. Step portion generated in the second cylindrical portion 13 and the die 14 by moving the metal structure of the fastened plate materials B1 and B2 displaced in the direction away from the direction (downward in FIG. 1) and pushed away with the press-fitting of the rivet 1 To flow into.
[0032]
Then, as shown in FIG. 2 (a), when the rivet 1 is press-fitted to an appropriate position, the stem 12 stops rotating and moves downward, and the fastened plate materials B1 and B2 are cooled and solidified, and then the stem 12 Is rotated in the opposite direction to release the screw engagement between the screw hole 1c of the rivet 1 and the holding portion 12a of the stem 12.
[0033]
In this way, while the rivet 1 is rotated, it is pressed against the fastened plate materials B1 and B2 to soften the fastened plate materials B1 and B2 by frictional heat (plastic fluidization), and the fastened plate materials B1 and B2 are stirred by the rivet 1. However, when the rivet 1 is press-fitted (dried) into the fastened members B1 and B2, the rivet 1 is press-fitted into the fastened plate materials B1 and B2 in a softened state, so that the rivet is driven in a hardened state. Compared with the conventional method, the applied pressure can be reduced. Accordingly, the rivet fastening device 10 can be reduced in size, and the degree of freedom in handling the rivet fastening device 10 is increased accordingly, so that the work efficiency of the rivet fastening work is improved.
[0034]
Further, as shown in FIG. 2 (b), the plate members B1 and B2 to be fastened are friction stir welded at the rivet fastening position, so that the fastening strength is also high.
[0035]
Further, the tightened plate materials B1 and B2 in a softened state are filled in the gap V formed by the depression of the center in the height direction of the rivet 1, and the softened plate materials B1 and B2 that have been softened are then cooled and solidified. By doing so, the retaining of the rivet 1 is naturally formed, so that strong bonding can be performed.
[0036]
The shape of the rivet 1 is not limited to that described above. For example, as shown in FIG. 3, the protrusion 1d for agitation may be formed on the flange 1a to improve the friction agitation performance. Good. Although not shown, the friction stirring performance may be further improved by providing a stirring blade on the outer peripheral surface of the rivet 1.
[0037]
In the first embodiment, only the stem 12 rotates. However, the present invention is not limited to this, and the die 14 may be configured to be rotatable. When the die 12 is rotated in synchronization with the rotation of the stem 12, frictional heat is generated in both of the fastened plate materials B1 and B2, so that the fastened plate materials B1 and B2 are softened in a shorter time. Can do.
[0038]
Further, in the first embodiment, the holding portion 12a of the stem 12 is screwed into the screw hole 1c of the rivet 1. However, the present invention is not limited to this. While providing a hole, you may make it hold | maintain the rivet 1 by forming the holding | maintenance part 12a in the cross-sectional hexagon shape fitted to this hexagonal hole. This makes it easier to remove the stem 12 from the rivet 1.
[0039]
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 4 and FIG. 5 are views showing a cross section of the main part of the rivet fastening device according to the second embodiment for each fastening procedure.
[0040]
The rivet fastening device 20 according to the second embodiment whose main part is shown in FIG. 4 includes a first cylindrical part 21, a stem 22 included in the first cylindrical part 21, a second cylindrical part 23, and this second cylindrical part. 23 and a rotating tool 25 included in the die 24.
[0041]
The 1st cylindrical part 21 and the 2nd cylindrical part 23 are each cylindrical shapes, and oppose on both sides of to-be-fastened board | plate material B1, B2. Further, the first cylindrical portion 21 presses the surface (upper surface) of the fastened plate material B1 located on the upper side of the two fastened plate materials B1 and B2 stacked one above the other, and the second cylindrical portion 23 The back surface (lower surface) of the fastened plate material B2 located on the side is pressed. In other words, the butted surfaces of the fastening plate materials B1 and B2 are brought into close contact by the first cylindrical portion 21 and the second cylindrical portion 23.
[0042]
The stem 22 is included in the first cylindrical portion 21 and has an outer diameter equal to the inner diameter of the first cylindrical portion 21. A holding portion 22 a that holds the rivet 2 is formed at the tip of the stem 22. In the second embodiment, the holding portion 22 a is formed to protrude from the tip of the stem 22 and engages with the groove portion 2 a formed in the rivet 2.
The stem 22 is configured to be movable toward the fastening plate materials B1 and B2 (downward in FIG. 4).
[0043]
The die 24 is enclosed in the second cylindrical portion 23 and has an outer diameter equal to the inner diameter of the second cylindrical portion 23. The die 24 is movable in a direction (downward in FIG. 4) away from the fastened plates B1 and B2 in conjunction with the movement of the rotary tool in the direction of the fastened plate B1 and B2 (upward in FIG. 4). It is configured.
[0044]
The rotary tool 25 is included in the die 24, has an outer diameter equal to the inner diameter of the die 24, and is formed with a probe 25a protruding from the tip surface.
Further, the rotary tool 25 is connected to a rotation driving means (not shown) such as a motor, and can rotate about the central axis, and is directed toward the fastening plate materials B1 and B2 (upward in FIG. 4). It is movable.
[0045]
In addition, the rivet 2 is formed in a truncated cone shape in the second embodiment, and is formed so that the outer diameter of the upper part thereof is equal to the inner diameter of the first cylindrical portion 21 as shown in FIG. ing. Further, a groove 2 a that engages with the holding portion 22 a of the stem 22 is formed on the upper surface of the rivet 2.
[0046]
Next, a procedure for press-fitting the rivet 2 with the rivet fastening device 20 will be described with reference to FIGS. 4 and 5.
[0047]
First, as shown in FIG. 4A, the rivet fastening device 20 is moved to a predetermined position while the rivet 2 is contained inside the first cylindrical portion 21, and the first cylindrical portion 21 and the second cylindrical portion are also moved. 23, the fastened plate materials B1 and B2 are pressed down. At this time, the lower surface of the first cylindrical portion 21 and the lower surface of the rivet 2 are flush with each other, and the upper surface of the second cylindrical portion 23, the upper surface of the die 24, and the probe 25a of the rotary tool 25 are flush with each other.
[0048]
Next, in a state where the rivet 2 is pressed against the fastened plate material B2 by the stem 22, the rotary tool 25 is rotated to soften (plastic fluidize) the fastened plate material B2 by frictional heat.
[0049]
As shown in FIG. 4B, when the rotary tool 25 is moved upward toward the fastened plate material B2, the fastened plate material B2 is frictionally stirred by the rotary tool 25. Further, since the softened fastening plate material B2 is pushed away, the die 24 is moved away from the fastening members B1 and b2 in conjunction with the movement of the rotary tool 25 in the fastening plate materials B1 and B2 directions (upward in FIG. 4). It moves to a direction (in FIG. 4, downward direction), and the metal structure of the to-be-fastened board | plate material B2 softened to the level | step-difference part produced in the 2nd cylindrical part 13 and die | dye 14 is made to flow.
[0050]
The rotary tool 25 is raised to friction stir the fastened plate materials B1 and B2, and finally the rotary tool 25 is inserted to the lower part of the rivet 2 as shown in FIG. Friction stir. At this time, the groove 2 a is engaged with the holding portion 22 a of the stem 22, so that the rivet 2 does not rotate with the rotary tool 25.
[0051]
Then, as shown in FIG. 5A, the rotary tool 25 is rotated and moved downward, the stem 22 is moved downward, and the rivet 2 is press-fitted into the fastening plate materials B1 and B2. The die 24 is raised in accordance with the movement of the rotary tool 25.
[0052]
In this way, the rotating tool 25 is pressed against the back surface of the fastened plate material B2, and the fastened plate material B2 is softened by frictional heat (plastic fluidization), and the fastened plate materials B1 and B2 are stirred by the rotating tool 25. However, when the rivet 2 is press-fitted (driven) from the surface side of the fastened plate material B1, the rivet 2 is press-fitted into the fastened plate materials B1 and B2 in the softened state, so that the rivet is driven in a hardened state. Compared with the conventional method, the applied pressure can be reduced. Therefore, the rivet fastening device 20 can be reduced in size, and the degree of freedom in handling the rivet fastening device 20 is increased accordingly, so that the work efficiency of the rivet fastening work is improved.
[0053]
Further, as shown in FIG. 5 (b), the plate members B1 and B2 to be fastened are friction stir welded at the rivet fastening position, so that the fastening strength is also high.
[0054]
Further, when the rivet 2 is press-fitted into the fastening plate materials B1 and B2 while frictionally stirring the lower portion of the rivet 2 with the rotary tool 25, the metal structure of the fastening plate materials B1 and B2 and the metal structure of the rivet 2 are mixed. Therefore, the fastening strength is increased.
[0055]
In the second embodiment, the holding portion 22a of the stem 22 is engaged with the groove portion 2a of the rivet 2 to prevent the rivet 2 from rotating around with the rotary tool 25. May be permitted.
[0056]
( Reference embodiment)
Finally, a reference embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 6 is a cross-sectional view showing a main part of the rivet fastening device according to the reference embodiment.
[0057]
The rivet fastening device 30 according to the reference embodiment whose main part is shown in FIG. 6 includes a pressing part 31 and a rotary tool 32.
[0058]
The pressing part 31 presses the surface (upper surface) of the fastened plate material B1, and the rotary tool 32 has the same configuration as the rotary tool 25 described in the second embodiment.
[0059]
Then, after the upper surface of the rivet 3 driven into the fastened plate materials B1 and B2 is pressed by the pressing portion 31 (see FIG. 6A), a rotating tool is attached to the tip of the rivet 3 protruding from the back surface of the fastened plate material B2. When 32 is pressed and frictionally stirred (see FIG. 6B), the softened (plastic fluidized) metal structure spreads around it, and the tip of the rivet 3 is crushed.
[0060]
In this way, while rotating the rotary tool 32, the rivet 3 is pressed against the rivet 3 previously driven into the fastened members B 1 and B 2 to soften the rivet 3 by frictional heat, and the rivet 3 is agitated by the rotary tool 32. When the tip is crushed, the applied pressure can be reduced as compared with the conventional method in which the tip of the rivet 3 is crushed in a cured state.
[0061]
The present invention described above is not limited to the above-described embodiment, and can be widely modified. For example, the first , second, and reference embodiments can be combined as appropriate.
[0062]
Further, in the illustrated embodiment, the rivet and the stem are positioned on the upper side of the fastening plate materials B1 and B2, and the die is positioned on the lower side. However, the present invention is not limited to this, and the positions of the stem and the die are It may be upside down or may be positioned in the left-right direction.
[0063]
【The invention's effect】
According to the rivet fastening method according to claim 1 or 2, the rivet is press-fitted into the fastened plate material with a small pressure compared to the conventional rivet fastening method in which the self-piercing rivet is self-penetrated and driven into the fastened plate material. ), The rivet fastening device can be downsized, and the rivet fastening device can be easily handled as the rivet fastening device is downsized. To do. Furthermore, since the plate material to be fastened is friction stir welded at the rivet fastening position, its fastening strength is also high.
[0065]
Further, according to the rivet fastening device of the third or fourth aspect , the rivet can be press-fitted into the plate to be fastened with a small pressing force.
[Brief description of the drawings]
FIGS. 1A, 1B, and 1C are cross-sectional views of main parts of a rivet fastening device according to a first embodiment for each rivet fastening procedure.
FIGS. 2A and 2B are diagrams illustrating a procedure following FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing another form of rivet.
4A, 4B, and 4C are views showing a cross section of a main part of a rivet fastening device according to a second embodiment for each rivet fastening procedure.
FIGS. 5A and 5B are diagrams illustrating a procedure following FIG.
FIGS. 6A, 6B, and 6C are views showing a section of a main part of a rivet fastening device according to a reference embodiment for each procedure.
[Explanation of symbols]
1, 2, 3 Rivet 10, 20, 30 Rivet fastening device 11, 21, First (circle) cylinder 12, 22 Stem 13, 23 Second (circle) cylinder 14, 24 Die 25 Rotating tool B1, B2 Cover Fastening plate material

Claims

Pressing the surface of the fastened member in the cylindrical portion, frictional heat the object to be fastened member is pressed against the surface of the workpieces while rotating the height direction rivet central portion is constricted inside of the cylindrical portion in softened, said a riveting method of press-fitting to the member being fastened to the rivet while stirring the fastened member in the rivet,
A rivet fastening method characterized by causing a softened metal structure to flow into a gap formed between the tube portion and the rivet when the rivet is press-fitted into the fastened member .

The rotating tool is pressed against the back surface of the fastening plate material to soften the fastening plate material by frictional heat, and the rivet is press-fitted from the surface side of the fastening plate material while stirring the fastening plate material with the rotating tool. The rivet fastening method characterized by the above-mentioned.

A first cylinder portion that presses the surface of the fastening plate material;
The second cylinder part that faces the first cylinder part with the fastened plate material sandwiched therebetween and presses the back surface of the fastened plate material,
A stem contained in the first cylinder part, having an outer diameter equal to the inner diameter of the first cylinder part;
A rivet fastening device having a die enclosed in the second cylinder part and having an outer diameter equal to the inner diameter of the second cylinder part,
The stem is rotatable with a rivet held at the tip thereof, and is movable toward the plate to be fastened.
Said die, said in conjunction with movement to the object to be fastened plate direction of the stem can be moved away from the fastening plate material, rivet fastening device, characterized in that.

A first cylinder portion that presses the surface of the fastening plate material;
The second cylinder part that faces the first cylinder part with the fastened plate material sandwiched therebetween and presses the back surface of the fastened plate material,
A stem that is contained in the first cylinder part and has an outer diameter equal to the inner diameter of the first cylinder part;
A rivet fastening device having a die enclosed in the second cylinder part and having an outer diameter equal to the inner diameter of the second cylinder part, and a rotary tool enclosed in the die and having an outer diameter equal to the inner diameter of the die. There,
The stem is movable toward the fastened plate member in a state where a rivet is held at its tip,
The rotary tool is rotatable and is movable toward the fastened plate material,
The die, the said rotary tool in association with the movement of the object to be fastened plate direction is movable above the fastening plate material in, rivet fastening device, characterized in that.