CN104736860B - 盲铆钉及使用盲铆钉的密封构造 - Google Patents

Abstract

一种由盲铆钉单体就能够得到足够的密封性和较高的不透水性的盲铆钉。用于紧固到具有开口部的基体上的盲铆钉(1)具有：铆钉主体(10)，其具有大径的凸缘(16)、与凸缘邻接的锥形部(15)、从锥形部沿轴向延伸的套筒，从凸缘的表面到套筒的底部形成有有底孔(18)；芯轴(30)，其具有头部(31)和以比头部小的外径从头部延伸的细长的轴部。芯轴的头部配置在铆钉主体的有底孔的底部，以从铆钉主体的凸缘的上面伸出的方式组合有轴部。在铆钉主体的套筒上形成有厚壁部(13)，头部通过厚壁部被保持，以不从铆钉主体的有底孔拔出。拉拔芯轴且使套筒扩径而将基体密封在扩径部与凸缘之间。

Description

盲铆钉及使用盲铆钉的密封构造

技术领域

本发明涉及盲铆钉。特别是，涉及在盲铆钉的凸缘的背侧设置锥形部，提高安装应力，由盲铆钉单体就能够得到足够的不透水性的盲铆钉及使用盲铆钉的密封构造。

背景技术

已知有如下构成的盲铆钉，其包括：中空的金属制铆钉主体，其具有套筒、和套筒一端的凸缘；金属制芯轴，其具有头部、和从头部延伸的轴部。盲铆钉具有由仅自一侧的操作就能够将多个面板连结的优点。

根据用途的不同，具有在将盲铆钉紧固之后，会要求铆钉与面板等基体(被安装部件)之间具有足够的密封性、和较高的不透水性。

盲铆钉具有两种。一种为在进行紧固时用于使铆钉主体变形的芯轴的头部被收纳在铆钉主体中，在紧固到基体上之后，芯轴的残留头部不在作业侧的相反侧的盲侧露出的类型(封闭型)。另一种为芯轴的头部向铆钉外伸出，在紧固到基体上之后，芯轴的残留头部在盲侧露出的类型(开放型)。

开放型的盲铆钉由于在紧固后，在盲侧露出铆钉主体和芯轴的残留头部，故而容易从铆钉主体与芯轴的残留头部之间发生漏液，不透水性不足。

封闭型的盲铆钉由于在紧固后，在盲侧仅露出铆钉主体，故而与开放型相比，不易产生漏液，不透水性优良。

专利文献1公开有将密封式电池的开口部密封的封闭型的盲铆钉和树脂性套筒构成的密封件。密封件包括：具有轴部和大径部的金属芯；有底且带凸缘的金属制筒状部件；将金属制筒状部件的一部分从开口侧插入的有底且带凸缘的树脂性套筒。若将金属芯从金属制筒状部件拔出，则通过大径部而将金属制筒状部件在径向上压展而使其变形。树脂性套 筒由于金属制筒状部件的变形而被在径向上压展，将密封式电池的开口部密封。

专利文献1的密封件若保持树脂性套筒与电池容器的贴合，则能够保持电池的密封。但是，由于在盲铆钉以外使用有底的树脂性套筒，故而零件数量增加，成本提高。

专利文献2公开有由芯轴和铆钉构成的封闭型的盲铆钉。芯轴为圆棒状且在一端部具有直径较大的头部。铆钉具有圆筒状的一端封闭的铆钉主体(套筒)、设于铆钉主体的另一端的凸缘。铆钉通过使头部位于封闭的一端侧而将头部密封，从而以不能拔出的方式收纳芯轴。铆钉主体具有从与凸缘的连接部分朝向一端侧，外形逐渐减小的锥形部。

专利文献2的盲铆钉由于具有锥形部，故而铆钉主体与板材的铆钉用孔的贴合面积变大，能够得到较高的不透水性。

但是，该锥形部假定以较小的角度设于铆钉主体并贴合在板材的铆钉用孔上，故而若板材的铆钉用孔的内径的偏差大，则专利文献2的盲铆钉容易产生不贴合在板材的铆钉用孔上的部分，必定不能得到较高的不透水性。

专利文献3公开有如下的盲铆钉，其包括：外侧部分，其具有头部和从头部延伸的柄且形成有轴孔；内侧部分，其具有轴杆头部和配置在轴孔内的轴杆。柄具有带锥形的紧固柄部。

专利文献3的盲铆钉将柄可靠地卡合到工件孔中，解决头部下的不充分的孔充填的问题。

但是，专利文献3的盲铆钉为开放型，芯轴的残留头部在盲侧露出，故而容易从铆钉主体与芯轴的残留头部之间发生漏液，具有不透水性不足这样的开放型固有的问题。

因此，希望不使用垫圈、O型环等，由盲铆钉单体即可得到足够的密封性且可得到较高的不透水性的盲铆钉。

专利文献1：(日本)特开2012－9288号公报

专利文献2：(日本)特开2012－145167号公报

专利文献3：(日本)特表2002－529663号公报

发明内容

因此，本发明的目的在于提供由盲铆钉单体即可得到足够的密封性的盲铆钉。

本发明的另一目的在于提供使用了该盲铆钉的密封构造。

为了实现该目的，在本发明中，在盲铆钉的铆钉主体的凸缘的背面设置锥形，减小基体的开口部的缘部与凸缘背面的接触面积，提高较小的接触部分的接触应力且可靠地进行密封。

本发明第一方面的盲铆钉用于紧固到具有开口部的基体上，其包括：铆钉主体，其具有一定厚度的圆板状的大径凸缘、与所述凸缘邻接且随着远离所述凸缘而使外径变小的锥形部、从所述锥形部在轴向上延伸的套筒，从所述凸缘的表面到所述套筒的底部形成有有底孔；芯轴，其具有头部、和以比所述头部小的外径从所述头部延伸的细长的轴部，

所述芯轴的所述头部配置在所述铆钉主体的所述有底孔的底部，所述轴部以从所述铆钉主体的所述凸缘的上面延伸的方式进行组合，在所述铆钉主体的所述套筒，在与所述芯轴的所述头部邻接的位置形成内径比所述头部的外径小的厚壁部，所述头部被所述厚壁部保持，以不能从所述铆钉主体的所述有底孔拔出。

该盲铆钉为封闭型的盲铆钉，密封性良好。另外，若与铆钉主体的凸缘邻接而设有锥形部，则锥形部和基体的开口部的缘部能够可靠地接触。具有厚度的圆板状的凸缘具有刚性且不易变形。

在包含所述铆钉主体的中心轴的截面中，所述锥形部的锥形面和与所述盲铆钉的所述中心轴正交的直线所成的角度为3～80°。

所述角度优选为15～35°。

若锥形部以该角度倾斜，则铆钉主体的锥形部和基体的开口部的缘部以适当的角度相接，以较窄的适当宽度接触。

所述铆钉主体的所述凸缘的厚度优选为所述套筒的外径的15～75％。

凸缘具有足够的厚度和足够的刚性，凸缘和邻接的锥形部的整体的变形较小，以较窄的适当宽度可靠地密封。

优选在保持所述铆钉主体的所述凸缘而拉拔所述芯轴的所述轴部 时，通过所述芯轴的所述头部将所述铆钉主体的所述套筒的材料向外侧压展而扩径，形成扩径部，将所述基体夹在所述铆钉主体的所述扩径部与所述锥形部之间而紧固到所述基体上。

优选在所述锥形部与所述基体上面的所述开口部的缘部之间形成线状的密封部。

铆钉主体的锥形部和基体的开口部的缘部以较窄的宽幅被可靠地金属密封。

优选在紧固到所述基体上时，所述芯轴在所述轴部的小径的可断裂部断裂，从所述可断裂部到所述头部的部分在紧固部残留。

本发明的另一方面为将基体的开口部密封的密封构造，其中，所述开口部的上缘部形成为边缘状，在所述盲铆钉紧固到所述开口部的状态下，所述锥形部和所述开口部的所述上缘部接触而将所述开口部密封。

根据本发明，能够得到由盲铆钉单体即可获得足够的密封性且可获得较高的不透水性的盲铆钉。

另外，能够得到使用了该盲铆钉的密封构造。

附图说明

图1是将本发明第一实施方式的盲铆钉的一部分剖切的正面图；

图2是将表示图1的盲铆钉插入到基体的开口部的状态的一部分剖切的正面图；

图3是将图1的盲铆钉紧固到基体上的状态的一部分剖切的正面图；

图4是将现有的带垫圈的盲铆钉紧固到基体上的状态的一部分剖切的正面图；

图5是将现有的不带锥形的盲铆钉紧固到基体上的状态的一部分剖切的正面图。

标记说明

1：盲铆钉

6：盲铆钉

10：铆钉主体

11：底部

12：薄壁部

13：厚壁部

14：圆筒部

15：锥形部

16：凸缘

18：有底孔

21：扩径部

30：芯轴

31：头部

32：轴基部

33：可断裂部

34：小径部

35：圆柱部

36：把持部

51：基体

53：开口部

60：铆钉主体

61：底部

66：头部

67：扩径部

70：垫圈

具体实施方式

以下，参照附图对本发明实施方式的盲铆钉进行说明。

图1是将本发明第一实施方式的盲铆钉1的一部分剖切的正面图。在本发明的说明中，将图1的上方称为上方向，将下方称为下方向。盲铆钉1具有铆钉主体10和芯轴30。将芯轴30的头部31和轴部的一部分插入铆钉主体10的有底孔18并固定。

(芯轴)

芯轴30在一端部具有头部31。头部31为外径较大的圆板状的形状。 芯轴30具有与头部31连续的细长轴部。轴部具有轴基部32、可断裂部33、小径部34、圆柱部35及把持部36。轴部的与头部31邻接的部分为外径比头部31小的圆柱状的轴基部32。与轴基部32邻接而具有外径比轴基部32小的可断裂部33。可断裂部33在组装有盲铆钉1的状态下，位于被收纳于铆钉主体10的有底孔18中的部分。在利用紧固机械拉拔芯轴30的轴部时，若超过一定拉拔力，则芯轴30在可断裂部33断裂。

与可断裂部33邻接而设有外径比可断裂部33大的小径部34。小径部34的外径与轴基部32的外径大致相等，与小径部34邻接而设有外径比小径部34大且外径比头部31小的较长的圆柱状的圆柱部35。与圆柱部35邻接而设有外径与圆柱部35大致相同的把持部36。在把持部36，在圆周方向上以一定间隔形成有多个卡止槽，在由紧固机械的把持部件把持时不滑动。

芯轴30的材质为钢、铝、不锈钢等，由比铆钉主体10硬质的材料形成。

(铆钉主体)

铆钉主体10整体为圆筒形，具有一端部的凸缘16、锥形部15及套筒。将套筒的另一端部封闭。套筒具有底部11、薄壁部12、厚壁部13及圆筒部14。另一端部的套筒的端部为底部11，底部11的下面为平坦的圆形面。与底部11邻接而设有包围芯轴30的头部31的薄壁部12。与薄壁部12邻接而设有包围芯轴30的轴基部32、可断裂部33及小径部34的厚壁的厚壁部13。与厚壁部13邻接而设有包围芯轴30的圆柱部35的一部分的圆筒部14。套筒(薄壁部12、厚壁部13、圆筒部14的部分)的外径与基体51的开口部53的内径大致相同或稍小，为可插入开口部53的大小。

另外，基体51的开口部53通常截面为圆形，为需要进行密封的孔。

开口部53的上缘部形成为边缘状，不形成锥形部。

与圆筒部14邻接而设有圆锥台形的锥形部15。以盲铆钉1的底部11为前头插入基体51的开口部53的话，锥形部15的与圆筒部14的边界部附近与开口部53的缘部抵接而停止。圆筒部14与锥形部15之间不由曲线连续，而是角度急剧变化。锥形部15以从圆筒部14朝向凸缘16， 外径变大的方式倾斜。

锥形部15同与铆钉主体10的中心轴正交的面构成的角度α为3～80°。即，在包含铆钉主体10的中心轴的截面中，锥形部15的锥形面的直线和与铆钉主体10的中心轴正交的直线以3～80°交叉(锥形面的直线与铆钉主体10的中心轴的角度(90°－α)为20～87°)。该角度α优选为15～35°。

与锥形部15邻接而设有大径的凸缘16。凸缘16的上面为平面。凸缘16为具有厚度的圆板状，从上面到与锥形部15的边界部为止，外径一定。凸缘16具有足够的刚性。凸缘16的厚度Tf为套筒的外径Ds的15～75％。在此，尺寸Tf和Ds如图1所示地，为将铆钉主体10和芯轴30组装状态下的尺寸。

铆钉主体10的材质为钢、铝、不锈钢、铜等，由比芯轴30软质的材料形成。

在铆钉主体10的内侧形成有从凸缘16的上面向轴向下方延伸的有底孔18。在有底孔18，芯轴30的头部31与底部11的上面邻接而收纳有轴基部32、可断裂部33、小径部34的一部分。芯轴30的头部31通过铆钉主体10的厚壁部13挤压上缘部，以不从有底孔18拔出。

插入芯轴30前的铆钉主体10的有底孔18的内径为，从凸缘16的端面到有底孔18的底部为止，与芯轴30的头部31的外径相等或稍大的均一的内径，在有底孔18能够以头部31为前头而插入芯轴30。插入芯轴30前的铆钉主体10的套筒(成为薄壁部12、厚壁部13、圆筒部14的部分)的外径均一。

(盲铆钉)

在形成图1所示的组合有铆钉主体10和芯轴30的盲铆钉时，在铆钉主体10的有底孔18以头部31为前头而插入芯轴30。芯轴30的头部31插入到与铆钉主体10的底部11的内面抵接的位置。在该状态下，有底孔18的内周面和头部31贴合或具有较小的间隙。在有底孔18的内周面与芯轴30的轴基部32、可断裂部33、小径部34之间具有间隙。

在将芯轴30插入到有底孔18之后，通过滚动加工、拉深加工等，以成为一定外径的方式将从底部11到锥形部15之下的套筒部分减细， 使套筒的材料在有底孔18的内周面与芯轴30的轴基部32、可断裂部33、小径部34之间的间隙移动。如图1所示，在有底孔18的内周面与芯轴30的轴基部32、可断裂部33、小径部34之间没有间隙。将铆钉主体10的厚壁部13和圆筒部14的形状成形。

这样，厚壁部13与头部31的上面相接，头部31不能从有底孔18拔出。

图2是将表示图1的盲铆钉1插入到基体51的开口部53中的状态的一部分剖切的正面图。图2的下侧为盲侧，从上侧进行安装盲铆钉1的作业。

基体51为一个，但也可以将基体51设为多个，此时，各基体51的开口部53的位置对齐而重合。

若将组合有铆钉主体10和芯轴30的图1的盲铆钉1从图2的上侧插入基体51的开口部53，则铆钉主体10的锥形部15与基体51的开口部53周围的表面抵接而成为图2的状态。

(紧固动作)

参照图2、3对将本发明实施方式的盲铆钉1紧固到基体51上的动作进行说明。

由图2的状态，支承铆钉主体10的凸缘16的上面而利用紧固机械的把持部件将芯轴30的把持部36将其向上方拉拔。芯轴30的头部31从内侧压扩铆钉主体10的厚壁部13并向上方移动。头部31也将与厚壁部13的上侧邻接的圆筒部14从内侧压扩并向上方移动。厚壁部13与圆筒部14的外径被头部31压扩而变大，厚壁部13与圆筒部14的长度变短。厚壁部13和圆筒部14变形而形成扩径部21。扩径部21的外径比开口部53的内径大，内径大致与头部31的外径相等。

处于基体51的开口部53内侧的圆筒部14的部分通过开口部53来限制外径，不能够扩径。芯轴30的头部31随着接近基体51，头部31不能将圆筒部14压扩，不能进一步地上升。

另外，若将芯轴30的把持部36拉向上方，则芯轴30在可断裂部33断裂。头部31和轴基部32残留在铆钉主体10内，圆柱部35和把持部36从铆钉主体10的有底孔18拉拔。这样，基体51被夹在铆钉主体 10的扩径部21与锥形部15之间而紧固盲铆钉1。

锥形部15的下端部和基体51上面的开口部53的内缘以高应力被窄线状地密封。基体51的开口部53的上缘部形成边缘状，不形成锥形。因此，开口部53的上缘部和铆钉主体10的锥形部15不以宽幅接触。

另外，扩径部21的上端部和基体51下面的开口部52的内缘以高应力被宽幅窄的线状地密封。铆钉主体10的金属和基体51的金属贴合而被密封。

根据本发明的实施方式，铆钉主体10的锥形部1与基体51的开口部53的内缘接触的面积小，以较强的应力接触。因此，锥形部15或开口部53的内缘或二者变形并贴合，可得到足够的密封性和较高的不透水性。

另外，形成通过本发明实施方式的盲铆钉和基体51的开口部53将基体51的开口部53密封的密封构造。在该密封构造中，开口部53的上缘部形成为边缘状，在盲铆钉紧固到开口部53的状态下，锥形部15和开口部53的上缘部接触而将开口部53密封。

(比较例1)

图4是将使用树脂制的垫圈70将现有的凸缘的底面为平面的铆钉主体60紧固到基体51上之后的一部分剖切的平面图。芯轴30与本发明实施方式的芯轴30相同，用相同的标记进行表示。基体51与本发明实施方式使用的基体51相同，用相同的标记进行表示。比较例1的铆钉主体60具有底部61、薄壁部62、扩径部67、开口部53内的圆筒部64及凸缘66。

在铆钉主体60的扩径部67与垫圈70之间夹有基体51而将盲铆钉6紧固到基体51上。

在紧固了比较例1的盲铆钉6之后，在凸缘66的背面与垫圈70的上面之间、垫圈70的下面与基体51之间等接触的面大，部件间的接触压力低，不能得到足够的密封性。另外，除了盲铆钉6以外还需要树脂制的垫圈70，成本提高。

(比较例2)

图5是将现有的凸缘的底面为平面、上面为球面的铆钉主体60'紧固 到基体51时的一部分剖切的平面图。芯轴30与本发明实施方式的芯轴30相同，用相同的标记表示。基体51与本发明实施方式使用的基体51相同，用相同的标记表示。铆钉主体60'具有底部61'、薄壁部62'、扩径部67'、开口部53内的圆筒部64'及凸缘66'。

基体51被夹在铆钉主体60'的扩径部67'与凸缘66'之间，紧固盲铆钉6'。

在将比较例2的盲铆钉6'紧固之后，凸缘66'的背面与基体51之间等接触的面大、部件间的接触压力低，不能得到足够的密封性。

与比较例1、2相比，由于本发明实施方式的盲铆钉由于在凸缘下面具有锥形，故而以较小的面积、较高的应力与基体的开口部的缘部接触。因此，能够得到由盲铆钉单体即可获得足够的密封性且可获得不透水性高的盲铆钉。

Claims (7)

1.一种盲铆钉，其用于紧固到具有开口部的基体上，所述开口部的上缘部形成为边缘状，所述盲铆钉的特征在于，包括：铆钉主体，其具有一定厚度的圆板状的大径的凸缘、与所述凸缘邻接且随着远离所述凸缘而使外径变小的锥形部、具有从所述锥形部沿轴向延伸的套筒，从所述凸缘的表面到所述套筒的底部形成有有底孔；芯轴，其具有头部和以比所述头部小的外径从所述头部延伸的细长的轴部，

所述铆钉主体的所述凸缘的厚度为所述套筒的外径的15～75％,

所述芯轴的所述头部配置在所述铆钉主体的所述有底孔的底部，所述轴部以从所述铆钉主体的所述凸缘的上面伸出的方式进行组合，在所述铆钉主体的所述套筒上，在与所述芯轴的所述头部邻接的位置形成有内径比所述头部的外径小的厚壁部，所述头部被所述厚壁部保持，以不能从所述铆钉主体的所述有底孔拔出，所述锥形部的锥形面在紧固状态下发生变形，与所述开口部的所述上缘部呈线状地抵接。

2.如权利要求1所述的盲铆钉，其中，在包含所述铆钉主体的中心轴的截面中，所述锥形部的锥形面和与所述盲铆钉的所述中心轴正交的直线所成的角度为3～80°。

3.如权利要求2所述的盲铆钉，其中，所述角度为15～35°。

4.如权利要求1所述的盲铆钉，其中，

保持所述铆钉主体的所述凸缘而拉拔所述芯轴的所述轴部时，通过所述芯轴的所述头部将所述铆钉主体的所述套筒的材料向外侧挤压而扩径，形成扩径部，

将所述基体夹在所述铆钉主体的所述扩径部与所述锥形部之间而紧固到所述基体上。

5.如权利要求4所述的盲铆钉，其中，在所述锥形部与所述基体上面的所述开口部的缘部之间形成线状的密封部。

6.如权利要求4所述的盲铆钉，其中，在紧固到所述基体上时，所述芯轴在所述轴部的小径的可断裂部断裂，从所述可断裂部到所述头部的部分在紧固部残留。

7.一种密封构造，其使用权利要求1～6中任一项所述的盲铆钉将基体的开口部密封，其中，

所述开口部的上缘部形成为边缘状，在所述盲铆钉紧固到所述开口部的状态下，发生了变形的所述锥形部的所述锥形面和所述开口部的所述上缘部呈线状地接触而将所述开口部密封。