JP2000337327A - 改良型ブラインドリベット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 改良されたブラインドリベット組立体とその
組立て方法を提供する。 【解決手段】 ブラインドリベット組立体(10)はマンド
レル(2)及びリベット本体(4)を有する。ブラインドリベ
ット組立体(10)はマンドレル(2)及びリベット本体(4)を
有する。マンドレル(2)は頭部(6)及びシャンク部(8)を
有する。リベット本体(4)は一般に一端がフランジ(14)
で終わる円筒形の本体部分(12)を有する。本体部分(12)
の他端は自由端(16)である。マンドレル(2)はリベット
本体(4)内に配設され、前記本体部分(12)の自由端(16)
が頭部(6)の下側面(18)に接触する。本体部分(12)の自
由端(16)はマンドレル(2)の頭部(6)の下側面(18)に固着
される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は改良型ブラインドリ
ベット及びブラインドリベット組立の改良された方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】ブラインドリベットは通常二つの部分、
マンドレル及び本体を有する。マンドレルと本体は組み
立てて操作者側より加工品の穴に挿入する。適切な据え
付け工具を適用してマンドレルを引っ張り、マンドレル
を引っ張ることによりリベット本体は操作者より遠い側
から据え込まれ、結合が確実になされる。引っ張りシス
テムのブラインドリベットでは、リベット据え付け過程
でマンドレル頭部がリベット本体に進入し、マンドレル
頭部が外径を押し広げることでリベット本体を膨大させ
る。マンドレルはリベット本体を貫通して引っ張り続け
られ、加工品のブラインド側で抵抗を受けるとその点で
マンドレルは所定の破壊負荷を受けて破壊する。マンド
レルは据え付け前にはリベット本体中に保時されている
が、据え付け後はリベットの設計通りのいろいろな大き
さの力を加えて、マンドレルの保持されている部分を取
り去ることができる。さらに据え付け後に、据え付け位
置から動かす力を加えることもないのに、時としてマン
ドレル部がリベット本体内部を自由に動く場合がある。
マンドレルがリベット本体中に固定していて、動いて雑
音問題を引き起こしたり組立てられた加工品中に落ち込
んだりしないことをリベットの最終消費者が確信できる
必要がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
の不利益を減少もしくはほぼ除去し、加えて据え付け特
性を改良したブラインドリベットを提供することであ
る。本発明のもう一つの目的は改良したブラインドリベ
ット組立法を提供することである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、マンドレルと
リベット本体とを含み、マンドレルは頭部とシャンク部
とを有し、リベット本体は一端がフランジで他端が自由
端で終わる一般に円筒形をした胴部を有しており、マン
ドレルはリベット本体の胴部の自由端がマンドレルの頭
部の下側面に接触するように、リベット本体に嵌め込ま
れているブラインドリベット組立体であって、リベット
本体の胴部の自由端が、マンドレルの頭部の下側面に固
着されることを特徴とする組立体を提供する。

【０００５】本発明の実施の一態様では、本体の自由端
がマンドレルの頭部の下側面に摩擦溶接される。摩擦溶
接利用の利点の一つは、この方法が溶接しにくい物質の
結合を容易にし、リベット本体とマンドレルのそれ以上
の仕上げが不要な結合を実現することである。本発明に
より摩擦溶接で成形されるリベットの有利な態様は、リ
ベット本体とマンドレルとがそれぞれ外側表面に専用の
機械で回転させるのが容易な形状を有している。リベッ
ト本体とマンドレルとは容易に反対方向に回転できる。
摩擦溶接法では、リベット本体とマンドレルとの境界面
から排出される物質が生じる。この排出物質をリベット
封入体の輪郭内部に留めておくことが望ましく、それゆ
え理想的にこの余剰物質を収容する空間が作られる。

【０００６】さらに、本発明はリベット組立体を組み立
てる第一の方法を提供し、その方法は、組立前にマンド
レルがその頭部の下面に一個あるいはそれ以上の突出部
を有していることと、リベット組立体を組み立てる法
が、リベット本体とマンドレルの突出部との間に電流を
流すステップ、リベット本体の自由端と突出部との双方
を融解するステップ、電流を切るステップ、およびマン
ドレルの頭部をリベット本体の自由端に押圧するステッ
プを含んでいる。

【０００７】据え付け過程でリベットは正規の状態で取
り付けられるが、マンドレル頭部はリベット本体の一端
に取り付けられるので、マンドレルが引っ張られる際マ
ンドレル頭部はリベット本体に進入しない。リベット本
体が圧縮負荷を受け、リベット本体が加工品のブライン
ド側で半径方向に膨大し；その結果生じた膨大部は、マ
ンドレル頭部がリベット本体中に引き込まれた場合に比
べて直径が大きくなるので、リベットの据え付け特性が
変化する。こうして据え付けリベットはより大きな引っ
張り強度を持つようになる。

【０００８】さらに、本発明は、リベット本体の胴部の
自由端が頭部の下側面に摩擦溶接される本発明のリベッ
ト組立体を組み立てる第二の方法を提供するものであ
り、その方法は、底部を凹部に合わせ、凹部の壁面の少
なくとも一部を底部の表面の一部と接触させてマンドレ
ルをリベット本体内に配設するステップ、マンドレルを
リベット本体と相対的に回転させ凹部の壁面と底部の表
面との摩擦によって熱を発生させるステップ、及び境界
面の物質が融解するときマンドレルの頭部をリベット本
体の自由端に押圧すると同時に、境界物質が冷却するま
でマンドレルとリベット本体とを動かないように保時し
ておくステップを含んでいる。

【０００９】

【発明の実施の形態】ここで本発明よるリベット組立体
の５件の実施態様を付随する図面を参照しながら説明す
る。さて、本発明の最初の３件の実施態様を図１より図
6を参照しながら説明する。図１に見るようにリベット
組立体（10）はマンドレル（2）とリベット本体（4）と
を有する。マンドレル（2）は頭部（6）とシャンク部
（８）とを有する。リベット本体（4）は胴部（12）の
一端がフランジ（14）で、他端が自由端（16）で終わる
通常円筒形をした胴部（12）を有する。マンドレル
（2）をリベット本体（4）に挿入して、リベット本体
（4）の胴部（12）の自由端（16）をマンドレル（2）の
頭部（6）の下側面（18）に接触させる。頭部（6）の下
側面（18）を胴部（12）の自由端（16）に結合する。

【００１０】図2，3及び4に見るように、マンドレル
（2）は頭部（6）の下方に一個もしくはそれ以上の突出
部（20）を備えている。図2及び3に見るように、突出部
（20）は例えばマンドレル（2）の頭部（6）の下側面
（18）から突き出た半球形隆起（20a）や楔形隆起（20
b）のような形でもよい。これに替えて、図4に見るよう
に、突出部（20）は例えばマンドレル（2）のシャンク
部（８）から突き出て、その頭部に隣接したスプライン
（20c）の形をしていてもよい。突出部（20）はマンド
レル（2）の周囲に一定の間隔で配置するのが好適であ
る。

【００１１】本発明によってリベット組立体（10）を組
み立てる方法において、この方法はリベット本体（4）
と突出部（20）との間に電流を流すステップ、リベット
本体（4）の自由端（16）と突出部（20）との双方を融
解するステップ、電流を切るステップ、およびマンドレ
ル（2）の頭部（6）をリベット本体（4）の自由端（1
6）に押圧するステップを含む。通電と局部的融解は電
流が切れる前にほんの数ミリ秒間起きるに過ぎない。マ
ンドレル（2）の頭部（6）がリベット本体（4）の自由
端（16）に押圧されるので、溶融金属が固化してマンド
レル（2）の頭部（6）とリベット本体（4）とを永久的
に固着する。

【００１２】据え付け過程で、リベット組立体（10）
を、リベット組立体（10）によって互いに固定される二
個の加工品（24、26）に設けられた芯合わせされた開口
（22）の操作者側から挿入する。適切な据え付け工具
（図示せず）をフランジ（14）の露出した表面に当て
て、マンドレルを引っ張る。

【００１３】図5に示すように、図１によるリベット組
立体を据え付ける時、マンドレル頭部がリベット本体内
へ引き込まれる傾向はなく、そのかわりにマンドレルが
破壊する直前にブラインド側に調節された膨大部が生ず
る。これと対照的に、図6に示すように、従来のブライ
ンドリベットを据え付けると、マンドレルが破壊する直
前にマンドレル頭部がリベット本体内へ引き込まれる傾
向がある。

【００１４】次に本発明の第４の実施態様を図7ないし1
0を参照して説明する。リベット組立体はマンドレル(5
0)とリベット本体(52)とを有する。マンドレル(50)は頭
部(54)とシャンク(58)とを有する。破壊首(56)はシャン
ク(58)上の頭部(54)にごく近接した場所に設けられる。
リベット本体(52)は胴部(60)の一端にあるフランジ(62)
で終わる通常円筒形をした胴部(60)を有する。リベット
穴(64)は胴部(60)全体を貫通している。マンドレル(50)
がリベット本体(52)内部に取り付けられたとき、マンド
レル頭部(54)は胴部(60)のフランジ(62)と反対側の自由
端(55)に接し、シャンク(58)はリベット本体(52)のリベ
ット穴(64)を通ってリベット本体(52)から延び出ている

【００１５】マンドレル頭部(54)はマンドレル(50)の縦
軸に沿って３部分に分かれている。中間部(66)は一定の
厚さを持ちマンドレル(50)の縦軸と軸方向に心合わせさ
れた円盤形に成形される。中間部(66)に直に隣接した最
上部(68)は６平面を持つように成形された部分で、断面
がほぼ六角形で、ボルト頭部の断面と類似している。こ
れに替えて最上部(68')は図8に示すように４平面を有
し、断面がほぼ四角形になるようにもできる。底部(74)
は中間部(66)と同様に、一定の厚さを持ちマンドレル(5
0)の縦軸と軸方向に心合わせされた円盤形に成形され
る。しかし底部(74)の直径は中間部(66)の直径より小さ
い。

【００１６】一様な深さの円形の凹部(76)を、リベット
本体(52)のフランジ(62)が設けられた末端と反対側の自
由端(55)に設ける。凹部(76)はリベットが組立てられた
時にマンドレル頭部(54)の底部(74)を受けるためのもの
である。凹部(76)はリベット本体(52)のリベット穴(64)
と軸方向に心合わせされる。凹部(76)の直径はマンドレ
ル頭部(54)の底部(74)の直径より大きいが中間部(66)の
直径より小さい。凹部(76)の深さは底部(74)の厚みより
ごく僅かに小さいか等しいので、マンドレル(50)がリベ
ット本体(52)に配設された時、底部(74)の下側面(78)は
凹部の末端平面(80)と接触する。マンドレル(50)がリベ
ット本体(52)に配設されたとき、図7に示すように環状
凹部(82)が底部(74)の下側面(78)と凹部(76)の内壁面の
間に形成される。

【００１７】フランジ(62)は図9に示すようにフランジ
の対向する側面に沿って２平面を備えるように成形され
る。これに替えて、図10に示すようにフランジ(62)は４
平面を備えるように成形してもよい。

【００１８】完成リベットにおいて、マンドレル頭部(5
4)の下側面はリベット本体(52)の末端に摩擦溶接されて
いる。これは摩擦溶接機（図示せず）を使って生産時に
完遂されるのであるが、同機はマンドレル頭部(54)の最
上部(68)及びリベット本体(52)のフランジ(62)と対合す
る。マンドレル頭部(54)及びフランジ(62) 上の平坦面
(70、84)によって同機が容易にマンドレル(50)及びフラ
ンジ(62)をつかむことが可能になる。同機はマンドレル
(50)を一方に（矢印Aで示す）リベット本体(52)を反対
方向に（矢印Bで示す）回転する。マンドレル(50)及び
リベット本体(52)はそれぞれ相対的に異なる方向に回転
するので、底部(74)の下側面(78)は凹部(76)の底平面(8
0)と摩擦する。２平面の摩擦により熱が発生する。熱が
十分な温度に達したとき、底部(74)の下側面及び凹部(5
2)の底平面を形成する物質が融解する。マンドレル頭部
(54)及びリベット本体(52)の円筒形胴部(60)は摩擦溶接
機によって互いに押しつけられ融解境界面が冷却固化す
る間動かないように保持される。マンドレル(50)及びリ
ベット本体(52)の相対的回転は、円筒形胴部(60)及びマ
ンドレル頭部(54)が互いに押しつけられ合う過程の前ま
たは間に停めることができる。この過程の間に、融解境
界物質のいくらかは冷却前に環状空間(82)中へ排出され
る。ひとたび境界物質が固化すれば、本発明によりマン
ドレル頭部(54)はリベット本体(52)に摩擦溶接される。

【００１９】次に、図11を参照して本発明の第５の実施
態様を説明する。第５の実施態様は底部(74')、凹部(7
6')の形及び融解境界物質流を容れる環状空間(82')の位
置以外は第４の実施態様と同様である。図11から分かる
ように、底部(74')は円錐台であり、中間部(66)に隣る
最上部のより大きな直径からマンドレル(50)のシャンク
(58)の直径へと漸減している。最上部のより大きな直径
の寸法は中間部(66)の直径よりも小さい。凹部(76')は
同様に漸減して底部(74')と係合できる寸法になってい
る。環状空間(82')は中間部(66)の下側面とリベット本
体の自由端との間に形成される。マンドレル頭部は第４
の実施態様で説明したのと同様にリベット本体に摩擦溶
接される。マンドレル頭部(54)が一方（矢印A）へ、リ
ベット本体(52)が反対方向（矢印B）へ回転するとき、
摩擦し合う底部(74')の傾斜した外側面と凹部(76')の傾
斜した表面との間の摩擦で熱が発生し、2表面の境界物
質を融解する。マンドレル頭部(54)はそこでリベット本
体の円筒形胴部へ押しつけられ境界物質が固化するまで
動かないように保持される。融解境界物質のいくらかは
この過程の間に環状空間へと排出される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるリベット組立体を示す図である。

【図２】リベットの第１の実施態様のマンドレルを示す
図である。

【図３】リベットの第２の実施態様のマンドレルを示す
図である。

【図４】リベットの第３の実施態様のマンドレルを示す
図である。

【図５】据え付け後の図１のリベット組立体を示す図で
ある。

【図６】据え付け後の従来のリベット組立体を示す図で
ある。

【図７】第４の実施態様の組立中のリベット組立体の、
マンドレルの頭部を示すために円筒形胴部の一部を切り
取った側面図である。

【図８】マンドレルの頭部の最上部の他のデザインを示
している。

【図９】リベット本体のフランジを図7における線Ｘ−
Ｘで示した断面形状図である。

【図１０】リベット本体のフランジを図7における線Ｘ
−Ｘで示した他の断面形状図である。

【図１１】第５の実施態様の組立中のリベット組立体
の、マンドレルの頭部を示すために円筒形胴部の一部を
切り取った側面図である。

【符号の説明】

２ マンドレル ４ リベット本体 ６ 頭部 ８ シャンク部 １０ リベット組立体 １２ 胴部 １４ フランジ １６ 自由端 １８ 下側面

Claims (26)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 マンドレルとリベット本体を含み、該マ
   ンドレルは頭部とシャンク部とを有し、該リベット本体
   は一端がフランジで他端が自由端で終わる一般に円筒形
   をした胴部を有しており、該マンドレルは該リベット本
   体の胴部の自由端が該マンドレルの頭部の下側面に接触
   するように該リベット本体に嵌め込まれているブライン
   ドリベット組立体であって、 前記リベット本体の胴部の自由端が、前記マンドレルの
   頭部の下側面に固着されることを特徴とする組立体。
2. 【請求項２】 前記リベット本体の胴部の自由端が、前
   記マンドレルの頭部の下側面に溶接されることを特徴と
   する請求項１に記載のブラインドリベット組立体。
3. 【請求項３】 組立前に、前記マンドレルは頭部下面に
   1個もしくはそれ以上の突出部(20)を有することを特徴
   とする請求項１または２のいずれかに記載のリベット組
   立体。
4. 【請求項４】 前記突出部(20)が前記マンドレル(2)の
   頭部(6)の下側面(18)から突き出た隆起(20a、20b)の形
   を取ることを特徴とする請求項３に記載のリベット組立
   体。
5. 【請求項５】 前記突出部(20)が軸方向のスプライン(2
   0c)の形を取り、前記マンドレル(2)のシャンク部(８)か
   ら突き出て、前記マンドレル(2)の頭部(6)の下側面(18)
   に隣接していることを特徴とする請求項４に記載のリベ
   ット組立体。
6. 【請求項６】 前記胴部の自由端が前記頭部の下側面に
   摩擦溶接されることを特徴とする請求項１または２のい
   ずれかに記載のブラインドリベット組立体。
7. 【請求項７】 前記マンドレル頭部の少なくとも一部及
   び前記リベット本体の少なくとも一部が、前記マンドレ
   ルと前記リベット本体を機械が容易につかんで互いに相
   対的に回転させ得るような形状に形成されていることを
   特徴とする前記請求項のいずれか１つに記載のブライン
   ドリベット組立体。
8. 【請求項８】 前記マンドレル頭部の少なくとも一部が
   平坦面を有するように形成されていることを特徴とする
   前記請求項のいずれか１つに記載のブラインドリベット
   組立体。
9. 【請求項９】 前記平坦面を有する前記マンドレル頭部
   の少なくとも一部が六角形または四角形の断面を有する
   ことを特徴とする請求項８に記載のブラインドリベット
   組立体。
10. 【請求項１０】 前記リベット本体の前記フランジが平
    坦面を有することを特徴とする請求項７ないし９のいず
    れか１つに記載のブラインドリベット組立体。
11. 【請求項１１】 組立前に、前記リベット本体の円筒部
    の自由端に凹部を設け、前記マンドレルの頭部をその対
    応する底部が前記凹部に配設できるように形成して、前
    記凹部の壁面の少なくとも一部が前記底部の表面の一部
    と接触するようにしたことを特徴とする前記請求項のい
    ずれか１つに記載のブラインドリベット組立体。
12. 【請求項１２】 前記凹部は、ほぼ一様な円形断面及び
    ほぼ一様な深さを持つことを特徴とする請求項１１に記
    載のブラインドリベット組立体。
13. 【請求項１３】 前記底部は、円形断面を有することを
    特徴とする請求項１１または１２のいずれかに記載のブ
    ラインドリベット組立体。
14. 【請求項１４】 組立時、前記マンドレルを前記リベッ
    ト本体内に配設する際に、前記凹部の末端表面が前記底
    部の下側面に係合することを特徴とする請求項１１ない
    し１３のいずれか１つに記載のブラインドリベット組立
    体。
15. 【請求項１５】 組立時、前記マンドレルが前記リベッ
    ト本体内に配設される際に、前記凹部の内側壁面と前記
    底部の壁面との間が環状になることを特徴とする請求項
    １１ないし１４のいずれか１つに記載のブラインドリベ
    ット組立体。
16. 【請求項１６】 前記凹部の壁面の少なくとも一部が傾
    斜していることを特徴とする請求項１１に記載のブライ
    ンドリベット組立体。
17. 【請求項１７】 前記底部の形状が円錐台であることを
    特徴とする請求項１１または１６のいずれかに記載のブ
    ラインドリベット組立体。
18. 【請求項１８】 組立時、前記マンドレルを前記リベッ
    ト本体内に配設する際に、前記底部の円錐台部の側面の
    少なくとも一部が前記凹部の傾斜面と接触していること
    を特徴とする請求項１７に記載のブラインドリベット組
    立体。
19. 【請求項１９】 組立時、前記マンドレルが前記リベッ
    ト本体内に配設される際に、前記リベット本体の自由端
    と前記マンドレル頭部の中間部の下側面との間に環状空
    間が形成されることを特徴とする請求項１６ないし１８
    のいずれか１つに記載のブラインドリベット組立体。
20. 【請求項２０】 請求項１ないし５のいずれか１つに記
    載するリベット組立体(10)を組み立てる方法であって、
    組立前にマンドレル(2)がその頭部(6)の下面に一個ある
    いはそれ以上の突出部(20)を有していることと、該リベ
    ット組立体(10)を組み立てる方法が、前記リベット本体
    (4)と前記マンドレルの突出部(20)との間に電流を流す
    ステップ、前記リベット本体(4)の自由端(16)と前記突
    出部(20)との双方を融解するステップ、電流を切るステ
    ップ、および前記マンドレル(2)の頭部(6)を前記リベッ
    ト本体(4)の自由端(16)に押圧するステップを有するこ
    ととを特徴とする方法。
21. 【請求項２１】 前記突出部(20)が、前記マンドレル
    (2)の頭部(6)の下側面(18)から突き出た隆起(20a、20b)
    の形であることを特徴とする請求項２０に記載のリベッ
    ト組立体(10)を組み立てる方法。
22. 【請求項２２】 前記突出部(20)が軸方向のスプライン
    (20c)の形を取り、前記マンドレル(2)のシャンク部(8)
    から突き出し、前記マンドレル(2)の頭部(6)の下側面(1
    8)に隣接していることを特徴とする請求項２１に記載の
    リベット組立体(10)を組み立てる方法。
23. 【請求項２３】 請求項２０ないし２２のいずれか１つ
    に記載の方法で製造されたブラインドリベット。
24. 【請求項２４】 請求項１１ないし１９のいずれか１つ
    に記載のリベット組立体を組み立てる方法であって、該
    方法は、前記底部を前記凹部に合わせ、前記凹部の壁面
    の少なくとも一部を前記底部の表面の一部と接触させて
    前記マンドレルを前記リベット本体内に配設するステッ
    プ、前記マンドレルを前記リベット本体と相対的に回転
    させ前記凹部の壁面と前記底部の表面との摩擦により熱
    を発生させるステップ、及び境界物質が融するとき、前
    記マンドレルの頭部を前記リベット本体の自由端に押圧
    すると同時に、境界物質が冷却するまで前記マンドレル
    と前記リベット本体とを動かないように保持しておくス
    テップを含むことを特徴とする方法。
25. 【請求項２５】 前記マンドレルの頭部を前記リベット
    本体の自由端に押圧する時、融解した界面物質が環状空
    間に押し込まれることを特徴とする請求項２４に記載の
    方法。
26. 【請求項２６】 請求項２５または２６のいずれかに記
    載の方法で製造されたリベット。