自动穿孔铆钉连接装置及该连接装置用的冲模制造方法及图纸

一种自动穿孔的铆钉连接装置，其冲模（１８）由承受自动穿孔铆钉（１）的脚部（５）的中空部分之中央销（２５）和冲模主体（２７）构成，其中冲模主体在该中央销（２５）的外周侧形成有凹部（２６），该凹部对自动穿孔铆钉的脚部前端进行导向，使其向半径方向外方变形，中央销（２５）和冲模主体（２７）沿着朝向冲头（１４）的中央销（２５）的轴向可相对移动地被支承着，设有使中央销（２５）相对于冲模主体（２７）移动的碟形弹簧（４１），以便在被冲头（１４）推压的自动穿孔铆钉（１）被打入被连接构件（２、３）且其脚部前端开始穿通承受侧的被连接构件（３）时，中央销（２５）与承受侧的被连接构件（３）的冲模一侧的面接触。可减少或消除被连接构件的打入方向的制约。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及自动穿孔铆钉连接装置及该连接装置用的冲模，尤其是涉及在汽车组装等扳金组装作业(特别是铝车身的组装作业)中，可将多个板构件(或板构件和部件)，即被连接构件相互连接起来的自动穿孔铆钉连接技术。
技术介绍
自动穿孔铆钉连接装置的1例，记载在特表平8-505087号公报中。自动穿孔铆钉的一例示于图1中。自动穿孔铆钉具有大直径的头部和从该头部垂下的中空脚部，用连接装置的冲头和冲模打入例如2片车身壳体即被连接构件中，脚部穿透壳体且变形成脚部前端扩大的状态，通过该变形而扩开的脚部和大直径的头部将两片被连接构件相互连接起来。自动穿孔铆钉适合于不宜焊接的铝车身壳体的连接，现在轻量化进展很快的汽车车身采用铝车身，自动穿孔铆钉的需求增大。特别是，自动穿孔铆钉虽然穿透冲头侧的被连接构件，但，不穿透与冲模接邻的承受侧的被连接构件，而是以留在其中的方式打入，故承受侧的被连接构件的表面不形成自动穿孔铆钉的穿孔穴。因此，具有不损坏承受侧的被连接构件密封性，而且，能保持其外观原样的优点。现在的自动穿孔铆钉的打入，在冲头的打入方向上，冲头侧的被连接构件的厚度，比与冲模接邻的承受侧之被连接构件厚时，自动穿孔铆钉脚部可倾斜地穿透承受侧被连接构件的、半径方向的穿透长度，即底切量少，往往不能获得足够的结合强度。其状态示于图1。图1所示为自动穿孔铆钉1打入2片被连接构件2和3内，将冲头侧的被连接构件2(图示例子中为1片，也可为多片)和接邻冲模的承受侧的被连接构件3连接起来的状态。自动穿孔铆钉1具有大直径头部4和从该头部垂下的中空脚部5。如图所示，冲头侧的被连接构件2比承受侧的被连接构件3厚时，自动穿孔铆钉的脚部5可倾斜地穿通承受侧的被连接构件3的、半径方向穿通长度即底切量6会减小，得不到将被连接构件3与被连接构件2结合起来所需的足够的强度。目前，冲头侧的被连接构件的厚度，与接邻冲模的承受侧的被连接构件的厚度之比，为了获得足够的接合力，而设为不超过2∶1。另外，在变更被连接构件的极厚和层叠张数时，现在是通过将冲模更换成冲模的凹部直径(皿径)、冲模凹部的深度(皿深)、设在冲模凹部中央的隆起部的高度(隆起高度)不同的冲模，或更换成脚长和脚径不同的自动穿孔铆钉，从而确保了连接后的被连接构件的密封状态、即最下层的被连接构件未被自动穿孔铆钉贯穿的状态，以及被连接构件相互的接合强度。这里所使用的冲模，是金属整体成形品冲模。这样，在使用现在的一体成形冲模的场合，需要根据被连接构件的变化来准备各种冲模和自动穿孔铆钉。这种情况下，存在着自动穿孔铆钉和冲模的库存管理繁杂、且管理费用增加。另外，还存在着更换自动穿孔铆钉和冲模所需时间而造成作业时间浪费的问题。为了不浪费时间和不花费更换作业的费用，需要很多适应自动穿孔铆钉和冲模种类的连接装置，存在着设置连接装置的空间扩大和连接装置所需的费用增加的问题。在被连接构件的板厚和层叠张数有变化的情况下，若不使用与其变化相对应的合适的自动穿孔铆钉和冲模，则在将自动穿孔铆钉打入被连接构件的工序中，最下层被连接构件的垂下高度不为一定值，这样，最下层的被连接构件与冲模前端的隆起部接触的时间发生变化，自动穿孔铆钉往往会刺破最下层的被连接构件，而不能成为密封状态。若不能成为密封状态，则自动穿孔铆钉和被连接构件之间以及被连接构件之间会产生间隙，使接合强度降低，强度方面存在着产生波动的问题。而且，还存在着自动穿孔铆钉头部附近的被连接构件大变形的问题。如上所述，由于冲头一侧的被连接构件的厚度与接邻冲模的承受侧的被连接构件的厚度之比有限制，故在自动穿孔铆钉的打入部位，为使承受侧的被连接构件的厚度不变成其他部分被连接构件的厚度之1/2以下的薄构件，打入方向有限制。例如，图1中的被连接构件2的厚度，与另外的被连接构件3的厚度之比，例如像3∶1或4∶1那样超过了2∶1时，若将承受侧被连接构件作为被连接构件3，而将自动穿孔铆钉打入时，如图所示，得不到足够的底切量，故得不到足够的连接强度。因此，使自动穿孔铆钉连接装置颠倒，将被连接构件2作为承受侧的被连接构件，或使被连接构件2和被连接构件3整体颠倒，同样，将被连接构件2作为承受侧被连接构件，将被连接构件2和3以足够的强度连接起来。但是，连接装置的颠倒和被连接构件的颠倒要花时间，不能迅速地进行连接作业。而且，因被连接构件形状或连接部位的限制等，往往不能进行上述颠倒动作。在国际公开编号WO 00/23213号公报中公开了这样一种自动穿孔铆钉连接装置，该装置由将冲模固定于连接装置主体上的冲模主体，和在轴向上可移动地支承于冲模主体中的中央销构成，冲模主体上形成有凹部，该凹部对自动穿孔铆钉的脚部前端进行导向，使其向半径方向外方变形。该连接装置，在将自动穿孔铆钉打入被连接构件的最初，为了对自动穿孔铆钉的脚部中央进行定位，使中央销突出而与被连接构件接触，在打入自动穿孔铆钉的最后工序，中央销被冲模主体拉入。这种现有技术的自动穿孔铆钉连接装置，是对自动穿孔铆钉打入时的中心位置进行定位的装置，不是解决因向被连接构件的底切量不足而引起的不能牢固地连接的问题的装置。
技术实现思路
因此，本专利技术的第一个目的是提供一种减少或消除打入被连接构件的打入方向的制约的自动穿孔铆钉连接装置。另外，现有技术如上所述，在不使用适合于被连接构件的板厚和层叠张数的自动穿孔铆钉和冲模的情况下，会在自动穿孔铆钉和被连接构件之间、以及被连接构件之间产生间隙，存在着接合强度降低，从而产生该强度波动的问题。另外，还存在着自动穿孔铆钉的头部附近的被连接构件大变形的问题。因此，本专利技术的第二个目的是提供一种自动穿孔铆钉连接装置及该装置所用的冲模，这种装置和冲模，即使被连接构件的板厚和层叠张数发生变化，也可在不用改变自动穿孔铆钉(换成全长不同的自动穿孔铆钉)、不用改变冲模(换成凹部直径和凹部深度不同的冲模)的情况下，在确实密封的状态下、且在自动穿孔铆钉和被连接构件之间、以及被连接构件之间没有间隙地进行牢固的接合，可使自动穿孔铆钉的头部附近的被连接构件的变形小。为了达到该第一个目的，本专利技术的自动穿孔铆钉连接装置是这样一种自动穿孔铆钉连接装置，即具有冲头和冲模，该冲头用于将具有大直径的头部和从该头部垂下的中空脚部的自动穿孔铆钉打入多个被连接构件，将上述自动穿孔铆钉打入上述被连接构件时，上述脚部一边穿通被连接构件、脚部前端一边向半径方向外方扩展地进行变形，且该脚部前端不贯通与上述冲模接邻的承受侧的被连接构件，而留在其中地打入，利用上述变形扩开脚部和上述头部，将上述多个被连接构件相互连接起来，其特征在于，上述冲模由位于承受上述自动穿孔铆钉的脚部之中空部分的位置上、且向上述冲头延伸的中央销和冲模主体构成，该冲模主体在该中央销的外周侧形成有凹部，该凹部对上述自动穿孔铆钉的脚部前端进行导向，使其向半径方向外方变形，该冲模具有使该中央销向上述冲模主体进行相对移动的机构，该机构以这种方式构成，即上述中央销和上述冲模主体沿着朝向上述冲头的中央销的轴向可相对移动地被支承着，被上述冲头推压的自动穿孔铆钉被打入上述被连接构件，其脚部前端开始穿通上述承受侧的被连接构件时，上述中央销与该承受侧的被连接构件的冲模一侧的面接触。根据该自动穿孔铆钉连接装置，在自动穿孔铆钉的脚部前端开始穿通与冲本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自动穿孔铆钉连接装置，具有冲头和冲模，该冲头用于将具有大直径的头部和从该头部垂下的中空脚部的自动穿孔铆钉打入多个被连接构件，将上述自动穿孔铆钉打入上述被连接构件时，上述脚部一边穿通被连接构件、脚部前端一边向半径方向外方扩展地进行变形，且该脚部前端不贯通与上述冲模接邻的承受侧的被连接构件而留在其中地进行打入，利用上述变形扩开脚部和上述头部，将上述多个被连接构件相互连接起来。其特征在于，上述冲模由位于承受上述自动穿孔铆钉的脚部之中空部分的位置上、且向上述冲头延伸的中央 销和冲模主体构成，该冲模主体在该中央销的外周侧形成有凹部，该凹部对上述自动穿孔铆钉的脚部前端进行导向，使其向半径方向外方变形，该冲模具有使该中央销向上述冲模主体进行相对移动的机构，该机构以这种方式构成，即上述中央销和上述冲模主体沿着朝向上述冲头的中央销的轴向可相对移动地被支承着，被上述冲头推压的自动穿孔铆钉被打入上述被连接构件，其脚部前端开始穿通上述承受侧的被连接构件时，上述中央销与该承受侧的被连接构件的冲模一侧的面接触。

【技术特征摘要】
JP 2001-12-27 397363/2001;JP 2001-12-27 395691/2001.一种自动穿孔铆钉连接装置，具有冲头和冲模，该冲头用于将具有大直径的头部和从该头部垂下的中空脚部的自动穿孔铆钉打入多个被连接构件，将上述自动穿孔铆钉打入上述被连接构件时，上述脚部一边穿通被连接构件、脚部前端一边向半径方向外方扩展地进行变形，且该脚部前端不贯通与上述冲模接邻的承受侧的被连接构件而留在其中地进行打入，利用上述变形扩开脚部和上述头部，将上述多个被连接构件相互连接起来。其特征在于，上述冲模由位于承受上述自动穿孔铆钉的脚部之中空部分的位置上、且向上述冲头延伸的中央销和冲模主体构成，该冲模主体在该中央销的外周侧形成有凹部，该凹部对上述自动穿孔铆钉的脚部前端进行导向，使其向半径方向外方变形，该冲模具有使该中央销向上述冲模主体进行相对移动的机构，该机构以这种方式构成，即上述中央销和上述冲模主体沿着朝向上述冲头的中央销的轴向可相对移动地被支承着，被上述冲头推压的自动穿孔铆钉被打入上述被连接构件，其脚部前端开始穿通上述承受侧的被连接构件时，上述中央销与该承受侧的被连接构件的冲模一侧的面接触。2.如权利要求1所述的自动穿孔铆钉连接装置，其特征在于，具有C形架，上述冲头安装在C形架的一端上，可向该C形架的另一端移动，上述冲模以承受被上述冲头打入的自动穿孔铆钉的方式与该冲头相向地安装在C形架的另一端上，上述冲模主体在中央销的轴向上可移动地支承在上述C形架的上述另一端上，上述中央销以销的前端贯通冲模主体、且向上述冲头突出的方式固定在上述C形架的上述另一端上，使上述中央销相对于冲模主体相对移动的机构，可用设在上述冲模主体和上述C形架之间、并将上述冲模主体向上述冲头侧推压的弹簧机构。3.如权利要求2所述的自动穿孔铆钉连接装置，其特征在于，上述可动的冲模主体由冲头侧的大直径筒状部分和在上述C形架的上述另一端的安装孔中滑动的小直径筒状部分构成，在两筒状部分的中心，贯穿着可滑动地接受上述中央销的孔，作为中空的筒状体形成，上述弹簧机构由设在上述大直径筒状部分和上述C形架之间的碟形弹簧构成，该碟形弹簧所施的力将上述可动的冲模主体向冲头侧推压，直至被冲头打入的自动穿孔铆钉的脚部前端穿通被连接构件而进入上述承受侧的被连接构件时为止，用上述冲头施加使自动穿孔铆钉脚部开始穿通上述承受侧的被连接构件的强有力的推压力时，使上述冲模主体向C形架一侧移动，具有上述中央销可与该承受侧的被连接构件的冲模一侧的面接触的弹簧力。4.如权利要求3所述的自动穿孔铆钉连接装置，其特征在于，上述C形架的上述另一端形成有可滑动地收放上述冲模主体的上述小直径筒状部分的安装孔，该C形架的另一端，在与冲模相反一侧形成有与上述安装孔相连的大直径的中央销收放孔，上述冲模主体的上述小直径筒状部分可滑动地安装在上述安装孔内，上述中央销收放孔的内壁上形成有阴螺纹，上述中央销通过拧合在阴螺纹上而安装在该中央销收放孔内。5.如权利要求1所述的自动穿孔铆钉连接装置，其特征在于，该连接装置具有C形架，上述冲头安装在C形架的一端上，可向该C形架的另一端移动，上述冲模以承受被上述冲头打入的自动穿孔铆钉的方式与该冲头相向地安装在C形架的另一端上，冲模主体固定在C形架的上述另一端上，该冲模主体上形成有将上述中央销以该销的前端贯通冲模主体而向上述冲头突出的方式进行收放的中央销收放室，上述中央销在上述中...

【专利技术属性】
技术研发人员：岩月修一郎，藤田雅，内藤畅治，浅冈辰雄，山崎正树，
申请(专利权)人：纽飞利有限公司，福井鋲螺株式会社，
类型：发明
国别省市：US[美国]