专利名称：铆接结构及其方法
技术领域：
本发明涉及一种铆接结构及其方法，详而言之，是指一种应用在工具设备，具有较 大连接强度的铆接结构及其方法。
背景技术：
目前，一般机械设备中，铆接是常用的联接方式之一。根据要求，铆钉的结构型式、 材料、尺寸、铆钉的数目和布置、与被联接件的组合、以及铆合方法等，随用途不同而异，如 手工具、套筒、加工机械等等。请参阅图1所示，一种应用于套筒的已知铆接结构，一铆钉 10’插入第一套筒20’与第二套筒30’，该铆钉10’至少一端被压制成铆钉头而达成铆接。同时参阅图2所示，该铆钉10’ 一端具有一铆钉头12’、连接该铆钉头12’的一杆 身14’、以及接设该杆身14’相对端的另一铆钉头(图未示)。该铆钉头12’容设至开设于 该第一套筒20’的一鱼眼孔22’内，并抵接至一肩面24’，该杆身14’则穿设该第二套筒30’ 的一枢孔32’。该鱼眼孔22’通常阶梯成形。该铆钉10’经约20-50吨的力压制后形成直 径略大于该鱼眼孔22’的一小径部的该铆钉头12’，该铆钉头12’周面通常无法全面性的紧 密接合至该鱼眼孔22’内周面，并形成一径面略缩减的钝缘16’，与该鱼眼孔22’形成一间 隙洸，。尽管已知铆接结构已达成连结物件的作用，仍容易产生松动，进而降低承受冲击、 扭力或振动的载荷能力；此外，该间隙26’所造成的松动更容易在使用过程中消耗功率，提 高成本。例如，应用至气动工具的前述套筒，该气动工具的震动将大幅提高已知铆接结构松 动的机率，通常前述套筒在该气动工具达到约3000转时，即发生铆钉头断裂的情况。因此，上述已知技术，实仍有不便的缺失，有待改善。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种铆接结构及其方法，能够具有较高的耐冲击、耐 扭力或耐振动强度，延长铆接结构的使用寿命。为了达到上述目的，本发明所提供得一种铆接结构，它包括有一第一元件、一第二 元件、以及一铆钉。该第一元件具有一接合端、自该接合端向内凹设之一插入空间、以及分 别于该接合端两侧且同轴开设之两鱼眼孔；两该鱼眼孔连通该插入空间；各该鱼眼孔具有 一大径部与一小径部。该第二元件具有对接至该第一元件之插入空间之一插入端、以及侧 向穿设该插入端之至少一枢孔。该铆钉穿入该第一元件之两鱼眼孔与该第二元件之枢孔， 使该第一、第二元件枢接；该铆钉具有一杆身、以及分设于该杆身两端且外径大于杆身之两 头部；各该头部係分别紧密接合各该鱼眼孔之大径部。其中，各该鱼眼孔之大径部更沿周面 一圈凹陷有一环槽；各该头部更沿周面一圈凸出有一填塞部，紧密填实该环槽。爰以达成上揭目的，本发明提供一种铆接方法，其包括置备第一、第二元件；该第一元件两侧同轴开设有第一、第二鱼眼孔，且两该鱼眼 孔係互相连通；其中，该第一鱼眼孔具有第一大径部、第一小径部、以及沿该第一大径部周面一圈凹陷之第一环槽；该第二鱼眼孔具有第二大径部、第二小径部、以及沿该第二大径部 周面一圈凹陷之第二环槽；该第二元件侧向穿设有之至少一枢孔；将一铆钉依序穿设该第一鱼眼孔、该枢孔、以及该第二鱼眼孔，使该铆钉第一端之 一预製头容设于该第一鱼眼孔之大径部、第二端之一伸出段凸伸于该第二鱼眼孔之外；高压压制该铆钉之伸出段，使之变形为一头部，并紧密填塞该第二鱼眼孔之大径 部，同时使该第二头部沿周面一圈变形有一填塞部，以紧密填实该第二环槽；以及高压压制该铆钉之预製头，使之变形为另一头部，并紧密填塞该第一鱼眼孔之大 径部，同时使该第一头部沿周面一圈变形有另一填塞部，以紧密填实该第一环槽。本发明的有益效果本发明所得到的铆接结构能够具有较高的耐冲击、耐扭力或 耐振动强度，延长了铆接结构的使用寿。
图1为已知铆接结构的套筒应用；图2为图1的局部放大图；图3为本发明铆接结构的局部剖视图；图4为本发明铆接结构的较佳实施例的局部剖视图；图4A为图4的局部放大图；图4B为图4的顶视图；图5A至图5D为本发明铆接结构的制作示意图；图6为本发明铆接方法的较佳实施例的流程图。主要元件符号说明〈习知〉10’ 铆钉，12’ 铆钉头，14’ 杆身，16’ 钝缘，20’ 第一套筒，22’ 鱼眼孔，24’ 肩 面，26’ 间隙，30’ 第二套筒，32’ 枢孔，〈本发明〉30 铆钉，31 杆身，32 头部，321 填塞部，322 非平整圆周，33 预制头，34 伸出 段，40 第一元件，41 接合端，42 鱼眼孔，421 大径部，422 小径部，423 肩面，424 环槽， 43 插入空间，50 第二元件，51 插入端，52 枢孔，60 对接结构，32a 第一头部，321a 第 一填塞部，32b 第二头部，321b 第二填塞部，42a 第一鱼眼孔，421a 大径部，422a 小径 部，423a 肩面，第一环槽，42b 第二鱼眼孔，421b 大径部，422b 小径部，4Mb 第二 环槽，F 高压，70 扳手，71 握柄，72 头部，73 鱼眼孔，7；34 环槽，74 穿孔，80 铆钉，81 杆身，82:铆接头。
具体实施例方式为使贵审查委员能进一步了解本发明的目的、特征以及所达成的功效，以下兹举 本发明的一较佳实施例，并配合图示详细说明于后。本发明的铆接结构是具有一对接结构、以及用来连接该对接结构的一铆钉。该对 接结构在两侧同轴地各设有一鱼眼孔，且该两鱼眼孔是互相连通，对接结构是至少包括互 相对接的一第一元件、一第二元件。请参阅图3所示，其揭露对接结构60具有互相枢设的设于该第一元件40的两侧。其主要在于两鱼眼 孔分设于一对接结构60的两侧，并可允许一铆钉30穿设该对接结构60。如图4所示。该第一元件40具有一接合端41、自接合端41向内凹设的一插入空 间43、以及分别在接合端41两侧且同轴开设的两鱼眼孔42。两鱼眼孔42连通插入空间 43 ；各鱼眼孔42具有一大径部421、一小径部422、位于大径部421与小径部422之间的一 肩面423、以及沿该大径部421周面一圈凹陷的一环槽424。第二元件50具有对接至第一元件40的插入空间43的一插入端51、以及侧向穿 设该插入端51的至少一枢孔52。该枢孔52的数量不受局限，可如图3所示，呈单一穿孔； 或，第二元件50的插入端51，其构形可类似第一元件40的接合端41呈U型(图未示)，可 伸入第一元件40的插入空间43，因此，两枢孔是分设该插入端50两侧且同轴对应该第一元 件40之两鱼眼孔42。该铆钉30是穿入该第一元件40的两鱼眼孔42与该第二元件50的枢孔52，使该 第一元件40与该第二元件50枢接；该铆钉30具有一杆身31、以及分设在该杆身31两端且 外径大于杆身31的两头部32。各头部32是分别紧密接合各鱼眼孔42的大径部421及肩 面423 ；且各头部32更沿周面一圈凸出有一填塞部321，以紧密填实鱼眼孔42的环槽424。同时参阅图4A，环槽4M是形成于大径部421邻接肩面423处，并可令环槽4M的 直径为大径部421的最大孔径，使填塞部32嵌入结合该环槽424，增加其间的接触面积，提 高此铆接结构的结合强度；同时，杆身31也可紧密接合各鱼眼孔42的小径部422。此外， 填塞部32可进一步熔接至环槽424，更提高此铆接结构的抗断裂强度。又，如图4B所示，各头部32的表面与各鱼眼孔42接合处，是因高压压制而呈现不 规则、且非正圆的一非平整圆周322。请参阅图5A至图5D，为图3的铆接结构的较佳实施例的制作示意图；同时参阅图 6的流程图。步骤SlO 置备一对接结构60 ；对接结构60包括两互相独立的一第一元件40、一 第二元件50 ；对接结构60两侧分别具有一鱼眼孔。各鱼眼孔具有一大径部、一小径部、位 于该大、小径部之间的一肩面、以及大径部周面一圈凹陷的第一环槽。步骤S12主要将一铆钉30穿设一对接结构，使铆钉30第一端的一预制头33容设 在其中一鱼眼孔的大径部、第二端的一伸出段凸伸在另一鱼眼孔之外。此较佳实施例中，两该鱼眼孔是为设于该第一元件40两侧的第一鱼眼孔4 与第 二鱼眼孔42b。是以，步骤S 12将更细分为将铆钉30依序穿设该第一元件40的第一鱼 眼孔42a、该第二元件50的一枢孔52、以及该第一元件40的第二鱼眼孔42b。因此，步骤S12更详细的结构状态如下该铆钉30第一端的一预制头33容设于第一鱼眼孔42a的大径部421a，该预制头 33并抵接至该第一鱼眼孔42a的肩面423a ；该铆钉30的杆身31依序穿过该第一鱼眼孔42a的小径部42 、该枢孔52、与该 第二鱼眼孔42b的大、小径部421b、422b ；以及铆钉30的第二端的一伸出段34凸伸于第二鱼眼孔4 之外。步骤S14 以高压F压制铆钉30的伸出段34，使之变形为第二头部32b，并紧密填 塞第二鱼眼孔42b的大径部421b、紧密抵接第二鱼眼孔42b的肩部42 、同时使第二头部32b沿周面一圈变形有一第二填塞部321b，以紧密填实沿第二鱼眼孔42b的大径部421b周 面一圈凹设的一第二环槽424b。其中，该高压F是至少100吨为较佳实施态样。又，提供高压的铆接设备也不局限 其实施技术，例如，可为碾摆铆接或径向铆接。此时，第二头部32b的表面与第二鱼眼孔42b大径部421b接合处，是因高压压制， 产生一呈现不规则、且非正圆的非平整圆周，此等结构也可提高该第二头部32b与该第二 鱼眼孔42b的结合强度。步骤S16 以高压F压制铆钉30的预制头33，使之变形为第一头部32a，并紧密填 塞该第一鱼眼孔42a的大径部421a，同时使该第一头部3 沿周面一圈变形有一第一填塞 部321a，以紧密填实沿该第一鱼眼孔4 的大径部421a周面一圈凹陷的一第一环槽42如。与步骤S14同，该高压F是至少100吨。与步骤S14同，该第一头部32a的表面与该第一鱼眼孔4 大径部421a接合处， 是因高压压制而呈现不规则、且非正圆的一非平整圆周。是以，步骤SlO至S16，即可达到本发明的铆接结构。该铆接方法可更包括步骤S18 高温加热前述结构，使该等填塞部321a、321b的微 小组织熔接至该等环槽42 、似4b，藉由此熔接状态，使铆钉的头部与鱼眼孔紧密并固定结 合，更提高该铆接结构的结合强度。该步骤S18也可令原本已经紧密接合至该等大径部421a、421b的该等头部32a、 32b，也产生微小组织熔接；或进一步令该杆身31也熔接至该等小径部42h、422b。当金属材料受反覆变化的作用力时，极容易产生疲劳破坏又事先无法预知。由于 本发明该铆接结构的金属材料也不受限制；按，金属材料的疲劳强度可藉由热处理加以调 整。因此，该步骤S18可调整该铆接结构的金相组织、消除加工时所产生的内部应力、或使 表面硬化等功效，可更进一步提高此铆接结构的抗断裂强度。该高温约900°C以上，或较佳地呈约950°C ；温度范围与金属材料较密切相关。该铆接方法可更包括步骤S20 加工前述结构之该等头部32a、32b，使之表面与该 等鱼眼孔42a、42b约略齐平，扩大该铆接结构的适用性。前述加工方法至少包括车削、研磨其中之一。本发明的铆接结构及其方法，主要是解决铆钉在鱼眼孔内的铆接强度不足，其主 要目的在于能够具有较高的耐冲击、耐扭力或耐振动强度，延长铆接结构的使用寿命。铆钉 头部与鱼眼孔紧密并固定结合，使该铆接结构具高结合强度，在使用过程中更容易传递扭 力，提高使用效率、进而降低成本。该铆接结构适用于气动工具的套筒铆接，其可承受该气 动工具至少达到5000转，方产生断裂。与已知铆接结构相较，确实达成改善目的。上揭诸实施例仅是用以说明本发明而非限制。综上所述，本发明的铆接结构及其方法，结构简单、易于操作；其旨在于增加铆钉 与鱼眼孔的接合度，提高该铆接结构的抗断裂强度、也提高传递效率，谓同类物品首创得结 构，具进步性，诚合于发明专利得要件，依法提出申请。
权利要求
1.一种铆接结构，它包括一第一元件，具有一接合端、自该接合端向内凹设的一插入空间、以及分别在该接合端 两侧且同轴开设的两鱼眼孔；两该鱼眼孔连通该插入空间；各该鱼眼孔具有一大径部与一 小径部；一第二元件，具有对接至该第一元件的插入空间的一插入端、以及侧向穿设该插入端 的至少一枢孔；以及一铆钉，其穿入该第一元件的两鱼眼孔与该第二元件的枢孔，使该第一、第二元件枢 接；该铆钉具有一杆身、以及分设在该杆身两端且外径大于杆身的两头部；各该头部是分 别紧密接合各该鱼眼孔的大径部；其特征在于各所述鱼眼孔的大径部更沿周面一圈凹陷有一环槽；各所述头部更沿周面一圈凸出有一填塞部，紧密填实该环槽。
2.根据权利要求1所述的铆接结构，其特征在于所述环槽的直径为该大径部的最大 孔径。
3.根据权利要求1所述的铆接结构，其特征在于各所述鱼眼孔更具有位于该大、小径 部之间的一肩面，该环槽邻接该肩面。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的铆接结构，其特征在于所述填塞部是在该环 槽内与该第一元件熔接。
5.根据权利要求4所述的铆接结构，其特征在于各所述头部的表面与各该鱼眼孔接 合处是呈现不规则、且非正圆的一非平整圆周。
6.一种铆接方法，包括置备第一、第二元件；该第一元件两侧同轴开设有第一、第二鱼眼孔，且两该鱼眼孔是 互相连通；其中，该第一鱼眼孔具有第一大径部、第一小径部、以及沿该第一大径部周面一 圈凹陷的第一环槽；该第二鱼眼孔具有第二大径部、第二小径部、以及沿该第二大径部周面 一圈凹陷的第二环槽；该第二元件侧向穿设有的至少一枢孔；将一铆钉依序穿设该第一鱼眼孔、该枢孔、以及该第二鱼眼孔，使该铆钉第一端的一预 制头容设在该第一鱼眼孔的大径部、第二端的一伸出段凸伸于该第二鱼眼孔之外；高压压制该铆钉的伸出段，使之变形为一头部，并紧密填塞该第二鱼眼孔的大径部，同 时使该第二头部沿周面一圈变形有一填塞部，以紧密填实该第二环槽；以及高压压制该铆钉的预制头，使之变形为另一头部，并紧密填塞该第一鱼眼孔的大径部， 同时使该第一头部沿周面一圈变形有另一填塞部，以紧密填实该第一环槽。
7.根据权利要求6所述的铆接方法，其特征在于所述高压至少100吨的压力。
8.根据权利要求6所述的铆接方法，其特征在于更于高压压制铆钉后包括高温加热 前述结构，使该等填塞部熔接至该等环槽。
9.根据权利要求8所述之铆接方法，其特征在于所述高温约为950°C。
10.根据权利要求6至9任一项所述的铆接方法，其特征在于各所述鱼眼孔更具有位 于该大、小径部之间的一肩面，该铆接方法更于穿设铆钉前包括形成等环槽在该等鱼眼孔 的大径部邻接于该肩面处。
11.根据权利要求6至9中任一项所述的铆接方法，其特征在于所述铆钉更于制成头部后包括加工等头部使其表面与等鱼眼孔约略齐平。
全文摘要
本发明公开了一种铆接结构及其方法，该结构具有第一、第二元件、与铆钉。第一元件具有接合端、自接合端向内凹设之插入空间、以及分别于接合端两侧且同轴开设得两鱼眼孔；两该鱼眼孔连通该插入空间。各鱼眼孔具有大径部、小径部。第二元件具有对接至插入空间之插入端、以及侧向穿设该插入端得枢孔。该铆钉穿入两鱼眼孔与枢孔，使该第一、第二元件枢接。该铆钉具有杆身、以及分设于该杆身两端且外径大于杆身得两头部；各该头部是分别紧密接合各该鱼眼孔的大径部。其中，各该鱼眼孔的大径部更沿周面一圈凹陷有环槽；各该头部更沿周面圈凸设填塞部，紧密填实该环槽。本发明能够具有较高的耐冲击、耐扭力或耐振动强度，延长了铆接结构的使用寿。
文档编号F16B19/04GK102141068SQ20101010296
公开日2011年8月3日 申请日期2010年1月29日 优先权日2010年1月29日
发明者谢智庆 申请人:谢智庆