特開 2023-142924 かしめ機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023142924

(43)【公開日】2023-10-06

(54)【発明の名称】かしめ機

(51)【国際特許分類】

   B21J 15/30 20060101AFI20230928BHJP

   B21J 15/10 20060101ALI20230928BHJP

   B21D 37/01 20060101ALI20230928BHJP

【ＦＩ】

B21J15/30 L

B21J15/10 C

B21D37/01

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022050059

(22)【出願日】2022-03-25

(71)【出願人】

【識別番号】000227467

【氏名又は名称】日東精工株式会社

(72)【発明者】

【氏名】安積 慶一

【テーマコード（参考）】

4E050

【Ｆターム（参考）】

4E050JB09

4E050JD07

(57)【要約】

【課題】
長期間使用可能なかしめ機を提供する。
【解決手段】
頭部１と脚部２とを有するリベットをワークＷにかしめるかしめ機１０において、前記ワークＷと直交する方向に往復移動可能に構成され、前記リベットをワークＷに向けて押圧するステム２０と、前記ステム２０と対向して配置され、前記リベットの脚部２を変形させるかしめ凹部３３を有するロールセット３０とを備え、前記ロールセット３０は前記リベットより３倍以上高い硬度を有する基材から構成されており、その表面には、基材よりさらに高い硬度を有する硬質皮膜層３７が形成されていることを特徴とするかしめ機１０による。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

頭部と脚部とを有するリベットをワークにかしめるかしめ機において、
前記ワークと直交する方向に往復移動可能に構成され、前記リベットをワークに向けて押圧するステムと、
前記ステムと対向して配置され、前記リベットの脚部と当接し、当該脚部を変形させるかしめ凹部を有するロールセットとを備え、
前記ロールセットは、その基材が前記リベットより３倍以上高い硬度を有する超硬材料から構成されているとともに基材の表面には、さらに高い硬度を有する硬質皮膜層が形成されていることを特徴とするかしめ機。

【請求項2】

前記基材は、ビッカース硬度において１０００ＨＶ以上の硬度を有する超硬材料から構成されていることを特徴とする請求項１に記載のかしめ機。

【請求項3】

前記硬質皮膜層は、ビッカース硬度において１８００ＨＶ以上の硬度を有するダイヤモンドライクカーボンから構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のかしめ機。

【請求項4】

前記ロールセットは、前記かしめ凹部を有するかしめ工具と、このかしめ工具を固定する固定軸部とから構成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３の何れかに記載のかしめ機。

【請求項5】

前記リベットの脚部下端には、嵌合穴が形成されており、
前記ロールセットのかしめ凹部には、その中央に前記嵌合穴より小径の中央凸部がワーク側に突出しており、
前記ステムは、下穴が形成されていないワークに対して前記リベットを抜き打ちして、当該リベットをロールセットに当接させることを特徴とする請求項１ないし請求項４の何れかに記載のかしめ機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、リベットをかしめ加工するかしめ機に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、複数の部材の結合、あるいは、各種装飾用として、リベットが広く利用されており、このリベットをワークにかしめる加工機として特許文献１に示されるようなかしめ機が知られている。このかしめ機は、ワークを保持するワーク保持治具と、ワークの上方で昇降駆動し、リベットをワークに向けて押圧するステムと、前記ワークの下方に配されるとともにリベットの一端を折り返すよう構成されるロールセットと呼ばれるかしめ工具とを備えて構成されている。このようなかしめ機は、前記ステムの移動経路上にリベットおよびワークが位置するよう配設された後、ステムを下降させることで、前記リベットの脚部をロールセットに押し付けるよう構成されている。また、ロールセットの上面には、半円環形状のかしめ凹部が形成されており、当該ロールセットに押し当てられたリベットの脚部は、このかしめ凹部に沿って外側に向かい湾曲するように折り曲げられる。このようにリベットの下端が外側に向かい折り曲げられることで、ワークは、リベットの頭部と折り曲げられた下端とに挟まれて締結される。

【0003】

上述のようにかしめ機は、リベットの脚部下端をロールセットのかしめ凹部に押圧させて、このかしめ凹部に沿うようにリベットの脚部下端を押し広げることで複数の部材を結合している。このように、前記ロールセットは、脚部下端との摩擦や、脚部下端を変形さる際の反発力等の強い負荷がかかるため、かしめ凹部の内面曲面は、こすれによる擦り傷が生じやすくなる。また、この擦り傷によりかしめ凹部内の滑りが悪くなると、摩擦が増大して焼き付き等が発生する。そのため、特許文献２に示すように基材である鉄鋼材の表面に高硬度かつ滑りの良いダイヤモンドライクカーボンを含むコーティング材を塗布して、カシメ凹部の表面に高硬度な硬質皮膜を有するロールセットが創成されている。このような硬質皮膜が形成されたロールセットは、リベットとのこすれた際にかしめ凹部表面に擦り傷が形成されないため、比較的長い期間使用可能であった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】実開昭６０－０３１６１９号公報

【特許文献2】特許第４３３４０６３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、前記かしめ機のロールセットは、リベットが鉄鋼材等の固い材質であったりすると、前記硬質皮膜の下にある基材がリベットからの荷重によって弾性変形することがあり、この結果、基材に支持されなくなった硬質皮膜が割れる等の問題があった。また、硬質皮膜が割れた状態でリベットが押圧されることで、リベットが当該割れた箇所と固着するとともに、この固着状態のリベットがかしめ凹部に沿って変形していく過程で、基材ごと硬質皮膜が削り取られる等の問題も生じていた。さらに、このように基材ごと硬質皮膜が削り取られたロールセットは、再利用できないという問題も有していた。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は、上記課題に鑑みて創成されたものであり、長期間使用可能なかしめ機の提供を目的とする。この目的を達成するために本発明は、頭部と脚部とを有するリベットをワークにかしめるかしめ機において、前記ワークと直交する方向に往復移動可能に構成され、前記リベットをワークに向けて押圧するステムと、前記ステムと対向して配置され、前記リベットの脚部と当接し、当該脚部を変形させるかしめ凹部を有するロールセットとを備え、前記ロールセットは、その基材が前記リベットより３倍以上高い硬度を有する超硬材料から構成されており、その表面には、基材よりさらに高い硬度を有する硬質皮膜層が形成されていることを特徴とする。なお、前記基材は、ビッカース硬度において１０００ＨＶ以上の硬度を有する超硬材料から構成されていることが好ましい。また、前記硬質皮膜層は、ビッカース硬度において１８００ＨＶ以上の硬度を有するダイヤモンドライクカーボンから構成されていることが好ましい。さらに、前記ロールセットは、前記かしめ凹部を有するかしめ工具と、このかしめ工具を固定する固定軸部とから構成されていることが好ましい。しかも、前記リベットの脚部下端には、嵌合穴が形成されており、前記ロールセットのかしめ凹部には、その中央に前記嵌合穴より小径の中央凸部がワーク側に突出しており、前記ステムは、下穴が形成されていないワークに対して前記リベットを抜き打ちして、当該リベットをロールセットに当接させることが好ましい。

【発明の効果】

【0007】

本発明に係るかしめ機によれば、ロールセットの基材が超硬材料で構成されており、その表面にさらに高い硬度を有する超硬皮膜層が形成されているため、かしめ凹部が摩耗することおよび基材が変形することの両方が防止される。これにより、超硬皮膜層が剥離することがなく、長期間にわたって使用可能等の利点がある。なお、基材がビッカース硬度において１０００ＨＶ以上の硬度を有するため、鋼材からなるリベットをかしめた場合であっても基材が変形しない等の利点もある。また、超硬皮膜層が高強度かつ円滑性を有するダイヤモンドライクカーボンから構成されているため、リベットがかしめ凹部に沿って湾曲し易くなり、よりロールセットが破損し難くなる等の利点もある。さらに、ロールセットがかしめ工具と固定軸部とから構成されているため、万一ロールセットが破損した際も円滑にかしめ工具のみを交換出来る等の利点もある。しかも、このように破損し難いロールセットを用いることにより、ワークを突き破るために比較的固いリベットを使用する抜き打ちかしめ機等であっても長期間使用することが可能になる等の利点もある。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明に係るかしめ機の構造を示す概略側面図である。

【図2】図１から次の状態に移った状態を示す概略側面図である。

【図3】図２から次の状態に移った状態を示す概略側面図である。

【図4】図１の要部拡大概略側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。図１において１０は、ワークＷにリベットＲをかしめるかしめ機１０であり、ワークＷを保持するワークＷ保持治具（図示せず）と、このワークＷの上方で昇降するステム２０と、このステム２０の昇降経路上に前記リベットＲを設置する設置手段（図示せず）と、前記ワークＷの下方に配されるロールセット３０とを備えている。

【0010】

前記リベットＲは、円板形状の頭部Ｒ１と、この頭部Ｒ１の下面から延びる脚部Ｒ２とが一体形成された頭付き棒状部材であり、その中心には、嵌合穴Ｒ３が貫通形成されている。なお、本実施形態においてリベットＲは、ビッカース硬さ３５０ＨＶ程度の鋼材から構成されており、具体的には、ＳＵＳ３０４から構成されている。また、前記ワークＷは、リベットＲの脚部Ｒ２より十分薄い板材であり、本実施形態において、リベットＲと同様にＳＵＳ３０４から構成されている。

【0011】

前記ステム２０は、上下方向に延びる円柱形状部材であり、前記ワークＷの上側に配置されている。このステム２０の上方には、当該ステム２０を下方に向かい押圧する押圧手段２１が設けられており、この押圧手段２１は、前記リベットＲがワークＷを抜き打ちするとともに、リベットＲの脚部Ｒ２が前記ロールセット３０のかしめ凹部３３に沿って変形する強さでステム２０を下方に押圧するように構成されている。

【0012】

前記ロールセット３０は、ロールセット取り付け治具（図示せず）により前記ワークＷの下方に配置されており、当該ロールセット取り付け治具により前記押圧手段２１の駆動によるステム２０の移動経路上に固定される固定軸部３１を有している。この固定軸部３１の上面には、ステム２０の同軸上に固定穴が形成されており、この固定穴には、かしめ工具３２の下端円柱部が挿入後、ねじ止め固定されている。このかしめ工具３２の上面には、略半円環形状のかしめ凹部３３が形成されており、このかしめ凹部３３の周方向断面は、略半円形状に構成されている。このかしめ凹部３３の中心には、かしめ凹部３３より外周側の平面部３４より上側に突き出す中央凸部３５が形成されており、この中央凸部３５は、リベットＲの脚部Ｒ２が当該中央凸部３５に連続する内側曲面部分３６に当接するよう、前記リベットＲの嵌合穴Ｒ３の穴径より小さい寸法に設定されている。

【0013】

なお、前記かしめ工具３２は、その基材がリベットＲより十分高い硬度を有する硬質の材料から構成されているとともに前記かしめ凹部３３およびその周辺には、図４に示すように基材よりさらに高い硬度を有する硬質被覆層３７が形成されている。このかしめ工具３２の基材は、ビッカース硬さ１０００ＨＶ以上の材料で構成されていることが好ましく、本実施形態においてはビッカース硬さ約１５００ＨＶの超硬合金にて構成されている。また、前記かしめ凹部３３は、その内面が十点平均粗さＲｚ＝６．３となるように研磨されていることがこのましい。さらに、前記硬質被覆層３７は、前記かしめ工具３２の基材より硬くかつビッカース硬さ１８００ＨＶ以上の材料で構成されていることが好ましく、本実施形態においては、ビッカース硬さ２０００ＨＶから３０００ＨＶのダイヤモンドライクカーボンからなり、１．０μｍから３．０μｍの厚さで構成されている。

【0014】

また、前記ロールセット３０は、前記押圧手段２１の駆動を受けて最下端まで下降した状態のステム２０の下端面からリベットＲの頭部Ｒ１の厚さ寸法およびワークＷの厚さ寸法程度離れた高さに前記平面部３４が位置するように前記ロールセット取り付け治具によって高さ調整されており、後述のかしめ加工時にリベットＲの頭部Ｒ１座面とワークＷとの間に隙間が生じない一方、過度な押圧によりリベットＲの頭部Ｒ１が圧壊しないように設定されている。

【0015】

次に上述の様に構成されたかしめ機１０の作用を説明する。
ワークＷが前記ステム２０の下方に供給された状態で駆動信号が入力されると、前記設置手段が作動してリベットＲを前記ステム２０の直下に設置する。このようにリベットＲが設置されると、前記押圧手段２１が駆動してステム２０をワークＷに向けて下降させる。これにより、ステム２０は、その移動経路上に位置するリベットＲをワークＷに向けて押圧する。これにより、ワークＷの下面が前記ロールセット３０の中央凸部３５に当接する。その後、押圧手段２１がステム２０およびリベットＲをさらに下方に押圧することにより、図１に示すようにワークＷがリベットＲの脚部Ｒ２下端と中央凸部３５の上面とに挟まれ、これらからせん断方向の力を付与されることとなる。結果、図２に示すようにリベットＲの脚部Ｒ２がワークＷを突き破り中央凸部３５と係合する。この時、突き破られたワークＷの切片Ｗ１は、リベットＲの嵌合穴Ｒ３内に収容される。

【0016】

その後、中央凸部３５がリベットＲが嵌合穴Ｒ３内に入り込み、リベットＲの脚部Ｒ２先端が中央凸部３５周辺の内側曲面部分３６に当接する。この状態でリベットＲがさらに下方に押圧されることで、リベットＲの脚部Ｒ２がかしめ凹部３３の内側曲面部分３６に沿って徐々に湾曲しながら拡開していく。これにより、図３に示すようにワークＷは、かしめ凹部３３に沿って湾曲したリベットＲの脚部Ｒ２下端および当該リベットＲの頭部Ｒ１に挟まれて締結される。このようにリベットＲがワークＷに締結されると前記押圧手段２１が逆駆動してステム２０を当初待機位置に復帰させる。

【0017】

前述のかしめ加工時、かしめ凹部３３の表面に高硬度かつ円滑性を有するダイヤモンドライクカーボンからなる硬質被覆層３７が形成されているため、当該硬質被覆層３７がリベットＲからの荷重により割れることも、リベットＲの脚部Ｒ２に固着することもない。このため、ロールセット３０が摩耗することなく、長期間安定してかしめ加工を行える等の利点がある。また、ロールセット３０は、前記硬質皮膜層３６に被覆される基材もリベットＲより十分硬い超硬材料で形成されているため、ＳＵＳ３０４等の比較的固く材料からなるリベットＲをかしめ加工した際も当該基材が変形することがない。また、リベットＲの脚部Ｒ２と当接するとともに、当該脚部Ｒ２を広げさせるため、最も高い負荷が加えられるかしめ凹部３３の内側曲面部分３６も変形が防止されることにより、従来のロールセット３０のように硬質被覆層３７との間に空隙等が形成されず、硬質被覆層３７の割れ等も防止される。

【0018】

上述の様に構成されたかしめ機１０のロールセット３０は、かしめ工具３２が固定軸部３１から取り外し可能に構成されているため、所定の期間ごとにかしめ工具３２のみを交換することが可能である。また、ロールセットは、上述のように基材が超硬材料からなり変形し難いため、万一、硬質被覆層３７が割れたり、傷ついたりした際に一緒に基材まで削られることがない。このため、割れたり傷ついたりした硬質被覆層３７を基材から剥離させるた後に再度硬質被覆層３７を基材表面に形成しなおすことが可能となる。このようにかしめ装置１は、ロールセット３０が破損し難く、また破損した際も再利用可能であるため、ロールセット３０に係る維持費を安く出来る等の利点もある。

【0019】

なお、本発明に係るかしめ機１０は、前述したものに限定するものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、リベットの嵌合穴Ｒ３が、軸方向に貫通する構成ではなく、長尺の脚部Ｒ２の先端側から所定の深さ切削される構成であってもよい。また、かしめ機１０は、下穴が形成されていないワークＷに対してリベットＲを抜き打ちしたままかしめるものに限定されず、ワークに形成された下穴に対してリベットの脚部Ｒ２を嵌合させた後にかしめるものであっても良い。

【符号の説明】

【0020】

１０ … かしめ機
２０ … ステム
３０ … ロールセット
３２ … かしめ工具
３３ … かしめ凹部
３４ … 平面部
３５ … 中央凸部
３６ … 内側曲面部分
３７ … 硬質被覆層

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】