JP2004069051A - マルチグリップ・ブラインドリベット - Google Patents

Abstract

【課題】多種多様なプレート厚および大きな寸法の穴及び／又はスロットを有する加工物に利用できるマルチグリップ・ブラインドリベットを提供する。
【解決手段】マンドレル７６の一部を受けるようになったリベット本体８２を含み、軸方向に離間された３つの横断面の各々において、複数の陥凹部８８がリベット本体８２の外面８６に形成される。各々の陥凹部８８には、凸状部分を有する加工硬化された底面９０が形成され、非線形の部分を有する、軸方向に離間して配置された第１及び第２の横断面１０６及び１０８が該底面に形成される。隣接する陥凹部８８は、リブ８９によって分離される。フレア状の中間面１２２が、底面９０と外面８６との間に延びる。リベット７４は、位置合わせされた加工物のそれぞれ穴の内部に組み立てられ、リベットが取付けられると、陥凹部８８は潰れ、外面８６が穴の壁に当たるように膨らみ、加工物を互いに保持する。
【選択図】　　　　　図７

Description

【０００１】
本出願は、係属中の、２００２年５月２２日に出願された「マルチグリップ・ブラインドリベット」という名称の、本出願人による係属中の出願である米国出願番号第１０／１５３，７６１号の部分継続出願である。
【０００２】
【発明の属する技術分野】
本発明はマルチグリップ・ブラインドリベットに関し、具体的には、リベットのリベット本体の１つ又はそれ以上の横断面に形成された１つ又はそれ以上の半径方向の陥凹部を有するマルチグリップ・ブラインドリベットに関する。
【０００３】
【従来の技術】
典型的には、マルチグリップ・ブラインドリベットは、軸方向端部に頭部が形成されたマンドレル即ちステムと、それを貫通する通路を有し、軸方向端部にフランジを有するスリーブ即ちシャンクとして形成されたリベット本体とを含む。
マンドレル本体組立体は、マンドレルの頭部のない端部をリベット本体のフランジのない端部の通路に該通路を通して挿入することによって形成される。この組立体を用いる場合には、マンドレルの頭部は、最終的にはリベット本体のフランジのない端部に当たって停止し、該マンドレルの頭部のない端部は、本体のフランジ端部から外方に延びる。次に、組立体は、所定の横断面において溝又は複数の陥凹部がリベット本体の外周に形成される、形成作業を通して処理される。陥凹部の代わりに、間隔をもって配置された横断面において、リベット本体の軸方向長さに沿って該本体の外周に複数の溝を形成することもできる。
【０００４】
上述した種類の公知のマルチグリップ・リベットにおいて、溝は連続し、シャンクの外面に対して凹状になっており、凹状の加工硬化面が該溝の底部に形成される。陥凹部が形成された公知のマルチグリップ・リベットについては、そのような陥凹部の各々及び底部を、凹状の加工硬化された底部をもつ凹状のものにすることができる。或いは、この陥凹部に、リベット本体のシャンクの周面のセカントの形態の平坦な加工硬化面から延びるフレア状の上部壁及び下部壁を形成することもできる。
【０００５】
リベット本体における溝の形成に続いて、マンドレル本体組立体が、リベットにより互いに固定されることになる２つ又はそれ以上の加工物の位置合わせされた開口部内に配置される。位置合わせされた開口部の直径は、リベット本体のシャンクの外面の直径より大きい。この位置において、加工物の外面の１つは、リベット本体のフランジの裏面と界接係合する。その後、取付工具のノーズピースによってリベットのフランジを支持しながら、リベット本体のシャンクから外方に延びるマンドレルの部分に、フランジから遠ざかるように軸方向に引張荷重を加えることでリベットの取付けが開始する。マンドレルにかかる引張荷重は、圧縮荷重を受けて、リベット本体のシャンクに伝えられる。
【０００６】
引き続き引張荷重を加えることで、まず、離間して配置された平面の溝の間に軸方向に配置されたリベット本体が半径方向外方に膨らみ、続いて各々の溝がほぼ軸方向に閉じ、これに対応して該リベット本体が軸方向に短くなる。リベット本体の外方への膨出部分が加工物の外面に接触し、該リベット本体の軸方向長さが短くなると、加工物の部品は互いに締め付けられる。
最終的にマルチグリップ・ブラインドリベットが取り付けられ、これによりリベット本体の膨出部分は加工物の位置合わせされた穴の内壁としっかりと変形係合するようになり、該膨出部分と該内壁の間にグリップ動作が生じて、該加工物を互いに保持する。
【０００７】
一般にリベット本体に沿った溝又はかしめられた陥凹部を有するように構成された上述のマルチグリップ・ブラインドリベットの取付性能は、加工物の材料が柔らかく及び／又は砕けやすい場合、とりわけ、穴が大きすぎ、グリップ厚が非常に大きい場合にはうまく機能しない。
米国特許第４，９５８，９７１号及び第６，００４，０８６号に示され説明されるような、マルチグリップ・ブラインドリベットの一般的形状は、周方向の溝を有し、通常は半球の形状であり、リベット本体のシャンクの軸方向長さに沿って間隔をあけて配置されるものである。この溝は、リベット本体のシャンクの外面に対して凹状である。この種類のブラインドリベットが取付けられるとき、溝の間の平坦な円筒形のリベット本体部分が半径方向に膨張し、特徴的な「重ねパン」セットを形成するようになり、溝は軸方向に潰れ、幅広い加工物の厚さに対する能力が与えられる。
【０００８】
米国特許第６，２５４，３２４号に更に示され説明されるように、１つ又はそれ以上の補強リブを、周方向の凹状の溝の内部、又は周方向の溝状の陥凹部の間に形成することができ、このリブは、該溝の底部からリベット本体のシャンクの外周まで半径方向に延びることができる。
述べられた極限状態に適合させるためには、溝の深さの制御が重要である。例えば、溝が深すぎる場合には、リベットの取付時に該溝の底部にひび割れが生じる。溝が浅すぎる場合には、マンドレル頭部がリベット本体内に、或いはさらに該リベット本体を貫通して引き込まれるのを防止するのに十分な耐性がない。
【０００９】
上述の米国特許については、加工硬化された領域を溝の基部又は底部に形成することができ、マンドレル頭部がリベット本体内に引き込まれることに対する耐性が生じるようにする。また、マンドレル頭部により加えられる荷重は、リベット本体及び溝の外形に伝えられる。この荷重は、取付工具の動作の下で増加し、リベット本体が短くなるにつれて、該リベット本体を溝の間で半径方向に膨張させる。取付工程は、溝が閉じ又は潰れるところまで達し、これにより、リベットの取付けの完了が示される。
【００１０】
上述の米国特許に示され説明されるように、溝の溝深さにおける小さな違いが、潰れ荷重に著しい違いを生じさせることがある。この条件は、マンドレルのクリンプ破断荷重における通常の製造のばらつきと共に、早期のリベット本体の損傷、又はリベット本体へのマンドレル頭部の引き込みのいずれかをもたらすことがある。
米国特許第５，４９６，１４０号に示され説明されるように、別の種類のマルチグリップ・リベットにおいては、シャンクの周面のセカントの形態の平坦な加工硬化された底面から外方に延びるフレア状の上壁及び下壁を有するように、リベット本体のシャンクに沿って所定の距離で陥凹部を形成する。この種類のリベットの取付作業中、陥凹部が形成された部分の完全性が保持され、陥凹部間の中間部を潰すことが可能になる。
【００１１】
米国特許第５，４９６，１４０号について、上述のようにマンドレル本体組立体が形成された後、リベット本体には、該リベット本体の周りの共通の横断面において等間隔に配置された４つの同じ陥凹部といった、一連の平底の陥凹部が形成される。陥凹部の形成により、加工硬化された区域を有する４つの厚さを増した部分が形成される。この構造は、周方向に全体を加工硬化することを防ぎ、マンドレルにセット荷重を加える間にリベット本体がひび割れる危険を防ぐ。
【００１２】
米国特許第５，４９５，１４０号のリベットの取付において、リベットのセット荷重が加えられる際には、４つの厚さを増した部分及び陥凹部を含むリベット部分が、該セット荷重を支持している。また、リベットの取付を完了するために、セット荷重が加工硬化された区域及び陥凹部の潰れに対する耐性を超えるセットの外形上の点がある。この種類のリベットを用いる場合には、本体の破断は回避されるが、陥凹部の深さ及びマンドレルのクリンプ破断荷重におけるごく小さな違いによって、取付けが不完全なものになることがあり、或いはマンドレル頭部がリベット本体を通して引き込まれることもある。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
上述の種類のリベットを取付ける際に、対処しなければならない２つの基本的な問題がある。即ち、
ａ．柔らかい加工物材料に取付ける際には、マンドレル頭部がリベット本体を通って引き込まれるのを防止するために、溝又は陥凹部を通常より深くする必要がある。しかしながら、この構造は、一部には本体の材料の薄さのため、また一部には材料の加工硬化の程度のために、リベット本体の破断を引き起こすことがある。溝又は陥凹部が最適な深さでない場合には、マンドレルがリベット本体内に引き込まれ得る。
ｂ．取付け作業中に、溝又は陥凹部が最適値より小さい場合には、リベット本体により与えられる耐性が不十分であること、及び柔らかい加工物材料によって与えられる耐性が殆どないか又は全くないことにより、マンドレル頭部が該リベット本体を通して引き込まれ得る。極端な場合には、マンドレル頭部から延びるマンドレル・シャフト部分がフランジを突き出ることがあり、そのため潜在的に危険な状態を生じさせる結果になる。このような状態は、リベット本体の過剰な半径方向の膨張を引き起こすことがあり、この半径方向の膨張が加工物の穴の内部で起こった時には、該加工物材料が破断することになる。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
従って、本発明の目的は、種々の加工物材料と共に用いられる際に優れた性能をもたらし、多種多様なプレート厚および大きな寸法の穴及び／又はスロットを有する加工物を含む、マルチグリップ・ブラインドリベットを提供することである。
本発明の別の目的は、セット荷重に比較的広範囲の耐性を与えるマルチグリップ・ブラインドリベットを提供することである。
本発明の更に別の目的は、製造に比較的費用のかからないマルチグリップ・ブラインドリベットを提供することである。
【００１５】
これら及び他の目的を念頭に置いて、本発明は、マンドレルと、外面を有し、軸線の周りに形成され、該マンドレルの少なくとも一部を受けるようになった中空円筒形本体とを含むマルチグリップ・ブラインドリベットについて考察する。
複数の陥凹部が、円筒形本体の外面に形成され、該複数の陥凹部のうちの少なくとも１つの陥凹部に、凸状部分を有する底面が形成される。
さらに、本発明は、マンドレルと、外面を有し、軸線の周りに形成され、該マンドレルの少なくとも一部を受けるようになった中空円筒形本体とを含むマルチグリップ・ブラインドリベットについて考察する。複数の陥凹部が円筒形本体の外面に形成され、各々の陥凹部に、第１の横断縁と該第１の横断縁から軸方向に離間して配置された第２の横断縁とをもつ底面が形成される。第１の横断縁は非線形であり、該第１及び第２の横断縁における軸方向に間隔をもった点の対の複数について、その点の対の複数の軸方向距離が、該第１の横断縁の両端間で変化する。
【００１６】
更に、本発明は、マンドレルと、外面を有し、軸線の周りに形成され、該マンドレルの少なくとも一部を受けるようになった中空円筒形本体とを含むマルチグリップ・ブラインドリベットについて考察する。複数の陥凹部が、中空円筒形本体の外面に形成され、該複数の陥凹部のうちの少なくとも１つの陥凹部に、底面の周りにエンドレス外側縁をもつ底面が形成される。この少なくとも１つの陥凹部には、中空円筒形本体の外面と底面のエンドレス外側縁全体との間に延び、これらと連続する中間面が形成される。
【００１７】
さらに、本発明は、各々が複数の陥凹部の隣接する対を分離する、横断面に形成された複数のリブについて考察する。
本発明の他の目的、特徴、及び利点は、以下の好ましい実施形態の詳細な説明、添付の特許請求の範囲、及び添付の図面から、より完全に明らかとなるであろう。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１、図２及び図３を参照すると、従来技術のマルチグリップ・ブラインドリベット３０に、ステム３４及び引張頭部３６が形成されたマンドレル３２と、軸方向通路４０を有するリベット本体３８とを含む。リベット本体３８の外面４２には、横断面において、複数の陥凹部４４が形成され、各々の陥凹部は、該リベット本体の外側から見て凹状であり、ほぼ半球形の形状である。陥凹部４４の結果として形成された複数のリブ４６が、リベット本体３８の外面４２に形成され、各々のリブは、隣接する陥凹部を分離する。図１の交差ハッチングで表されるように、各々の陥凹部４４の最内部４８が加工硬化される。この種類のマルチグリップ・ブラインドリベットは、米国特許第６，２５４，３２４号に示され説明される。
【００１９】
図４、図５、及び図６を参照すると、別の従来技術のマルチグリップ・ブラインドリベット５０に、ステム５４及び引張頭部５６が形成されたマンドレル５２と、軸方向通路６０を有するリベット本体５８とを含む。リベット本体５８の外面６２には、横断面において、複数の陥凹部６４が形成され、各々の陥凹部には、該リベット本体の外側から見て平坦な内面６６と、該表面６６の軸方向両側に空間的に配置された一対のフレア状の過渡面６８及び７０とが形成される。図４を参照すると、平坦な内面６６の各々は、交差ハッチングで表されるように加工硬化され、図６を参照すると、リベット本体５８の外面６２の円形構成のセカントを形成する。陥凹部６４は、リベット本体の大部分７２が、隣接する陥凹部の間に残り且つこれらを分離するように構成される。この種類のマルチグリップ・ブラインドリベットは、米国特許第５，４９６，１４０号に示され説明される。
【００２０】
リベット３０及びリベット５０の各々の使用時には、加工物（図示せず）が、従来の方法で組み立てられ、そこでは、取付けられていないリベット部品がリベット本体の端部に形成されたフランジ（図示せず）にある。その後、リベット本体のフランジ端部から延びるマンドレル・ステムの自由端が把持され、該リベット本体から引き離される。ステムの引張動作の結果、図２及び図５の上列の矢印で示されるように、リベットのセット荷重が、マンドレル頭部を通して隣接するリベット本体の端部に加えられる。また、図２及び図５に示すように、荷重力が陥凹部の軸方向両側にかけられ、そのため、陥凹部は潰れはじめ、最終的には閉じることになる。また、リベット本体の外面が外側に膨らみ、即ち半径方向に膨張してリベットと加工物との間をしっかりと係合し、これにより加工物が互いに保持される。
【００２１】
上述のように、図１から図６までに示される種類のマルチグリップ・ブラインドリベットは、比較的硬い材料からなる加工物を固定するときには、うまく機能する。しかしながら、加工物が、柔らかく及び／又は砕けやすい材料からなるとき、特に、加工物の穴が大きい寸法で、グリップ厚に限界値があるときには、問題に遭遇することになる。また、より柔らかく及び／又は砕けやすい加工物の場合は、セット荷重を加える間、マンドレル頭部がリベット本体を通って望ましくなく引き込まれることも懸念される。さらに、上述のように、予想される問題は、陥凹部の深さが深すぎるか又は浅すぎるといった、陥凹部の深さに関するものである。
【００２２】
ここで図７及び図１５を参照すると、本発明の好ましい実施形態において、マルチグリップ・ブラインドリベット７４に、ステム７８と該ステムの一端にある引張頭部８０とが形成されたマンドレル７６を含む。引張頭部８０には、裏面１０２が形成される。
リベット７４は、リベット本体、即ち該リベット本体の軸線８５（図８）の周りに形成された軸方向通路８４を有する中空円筒形本体をさらに含む。リベット本体８２には、軸線８５の周りに所定の半径の外面８６が形成される。リベット本体８２にはまた、フランジ端部のフランジ９２も形成され、このフランジは、リベット本体のスリーブ状部分に面する平坦な面９４と、該スリーブ状部分から遠ざかる方向に面するドーム状面９６とを有する。破断用ネック９８が、フランジ９２近くのマンドレル７６のステム７８内に形成され、マンドレル頭部８０からかなりの間隔を置いて配置される。フランジのない端部１００が、リベット本体８２のフランジ端部と反対側にある端部に形成される。
【００２３】
リベット７４の部品の組立て中、マンドレル７６のステム７８は、マンドレル頭部８０の裏面１０２がフランジのない端部１００に係合するまで、リベット本体８２の該フランジのない端部の通路８４内に挿入される。マンドレル・ステム７８の軸方向長さは、該ステムの自由端部分１０３が、リベット本体８２のフランジ端部の通路８４から外方に延びる長さである。
その後、図７に示すように、リベット本体８２の外面８６に、軸方向に離間して配置された３つの横断面、即ち第１の横断面、第２の横断面、及び第３の横断面にそれぞれ位置する、第１の複数の陥凹部８８ａ、第２の複数の陥凹部８８ｂ、及び第３の複数の陥凹部８８ｃが形成される。好ましい実施形態において、３つの面のうちの中央の面である第２の横断面の複数の陥凹部８８ｂは、第１の横断面の複数の陥凹部８８ａよりも第３の横断面の複数の陥凹部８８ｃに近いことが注目される。
【００２４】
図７及び図１１に示され、変形されたセグメントとして図１２、図１３、図１４、及び図１６にも示されるように、３つの横断面は、リベット本体の両端間に、該リベット本体８２の４つのセグメント８７ａ、８７ｂ、８７ｃ、及び８７ｄを定める。４つのセグメントのうち、セグメント８７ａ及び８７ｄは、軸方向長さが最も短く、本発明の精神及び範囲から逸脱することなくこれらを等しい長さ又は等しくない長さとすることができる。セグメント８７ｂの軸方向長さが最も長く、セグメント８７ｃは、最短及び最長の軸方向長さと比べて中間の軸方向長さを有する。
【００２５】
好ましい実施形態において、リベット７４は、４つのセグメント８７ａ、８７ｂ、８７ｃ、及び８７ｄを有するように形成される。本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、２つのセグメント、３つのセグメント、又は４つ以上のセグメントを有するようにリベットを形成することができる。
以下、陥凹部全体を指すのに符号「８８」を用い、第１の横断面、第２の横断面、及び第３の横断面における特定の陥凹部を指すのに、それぞれ符号「８８ａ」、「８８ｂ」及び「８８ｃ」を用いる。
【００２６】
好ましい実施形態においては、第１、第２、及び第３の横断面の各々に、４つの陥凹部８８がある。本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、わずか２つの陥凹部８８、また実行可能な数、例えば少なくとも８つの陥凹部８８を、第１、第２、及び第３の横断面のうちのいずれか１つ又はそれ以上に形成することができる。
さらに、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、単一の面の複数の陥凹部のうちの少なくとも１つの陥凹部が、陥凹部８８の構造に合致するように、好ましい実施形態の３つの横断面の代わりに、単一の横断面のリベット本体８２の外面８６に複数の陥凹部を形成することができる。
リベット本体８２には、第１、第２及び第３の横断面において、複数のリブ８９が形成され、各々のリブは、３つの面のうちのそれぞれにおいて隣接する陥凹部８８を分離する。図８の交差ハッチングにより表されるように、各々の陥凹部８８には、加工硬化される最内方の底面９０が形成される。
【００２７】
図８を参照すると、各々の陥凹部８８の底面９０に、該底面の周りにエンドレス外側縁１０４が形成される。このエンドレス外側縁１０４は、第１の横断縁１０６と、該第１の横断縁から軸方向に離間して配置された第２の横断縁１０８とを含む。エンドレス外側縁１０４は、互いに軸方向に位置合わせされ、互いに周方向に離間して配置された第１の側縁１１０及び第２の側縁１１２を更に含む。
第１の側縁１１０及び第２の側縁１１２は、第１の横断縁１０６及び第２の横断縁１０８のそれぞれの両端と一体に接合され、これにより底面９０のエンドレス外側縁１０４が形成される。
リベット７４の外側から見て、陥凹部８８の形状は、人間の「目」の形状に概ね類似していることが注目される。
【００２８】
底面９０の第１の横断縁１０６は、その両端間で非線形であり、第１及び第２の横断縁１０６及び１０８における軸方向に間隔をもった点の対の複数について、その点の対の軸方向距離が、該第１の横断縁の両端間で変化する。例えば、図８に示されるように、第１の横断縁１０６が、第２の横断縁１０８から遠ざかるように軸方向に延びる弧の形状にされ、この例のために、第２の横断縁１０８がその両端間で線形であると仮定する。次に、第１及び第２の横断縁１０６及び１０８における間隔をもった点の第１の対を、その点の対が、軸方向に位置合わせされ、第２の側縁１１２に隣接するように選択する。この例においては、その点における非線形の第１の横断縁１０６の弧が僅かに持ち上がっているため、点の第１の対間の距離が、第２の側縁１１２の長さより僅かに大きい。
【００２９】
次に、例えば、第１の側縁１１０及び第２の側縁１１２から等しく周方向に離間して配置された位置において、軸方向に位置合わせされた第１の横断縁１０６の点の第２の対及び軸方向に位置合わせされた第２の横断縁１０８の点の第２の対を選択する。この位置において、非線形の第１の横断縁１０６の弧は、点の第２の対間の距離を表す、第２の横断縁１０８から最も遠い軸方向距離にある。比較すると、点の第２の対間の距離は、点の第１の対間の距離よりも大きい。この例は、軸方向に離間して配置された第１の横断縁１０６の複数の点と軸方向に離間して配置された第２の横断縁１０８の複数の点の間の軸方向距離が、第１の横断縁の両端間で変化する手法を表す。
【００３０】
好ましい実施形態において、第１の横断縁１０６及び第２の横断縁１０８の両方が、その両端間で非線形であることが注目される。しかしながら、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、上記の例におけるように第１の横断縁１０６又は第２の横断縁１０８の両方ではなくいずれかを線形とすることができ、もう一方を非線形とすることもできる。更に、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、第１の横断縁１０６又は第２の横断縁１０８のいずれか或いは両方を、縁全体を非線形にするのではなく、非線形の部分を有するように形成することもできる。
さらに、図８に示すように、第２の横断縁１０８を、第１の横断縁１０６から遠ざかるように軸方向に延びる弧の形状で形成することができる。好ましい実施形態において、各底面９０の第１の横断縁１０６の弧及び第２の横断縁１０８の弧は、同一の形状を有し、第１の横断縁及び第２の横断縁が互いに対して凹状となるように配向される。
【００３１】
図８を参照すると、底面９０の内側範囲は、リベット７４の半径方向両側にある２つの陥凹部８８内部の垂線として示される。図１０を参照すると、各々の陥凹部８８の底面９０は、外側に延び、リベット本体８２の外側から見て、該底面９０には、第１の側縁１１０と第２の側縁１１２との間に凸状部分が形成される。更に、図１０に示されるように、各々の陥凹部８８の底面９０は、リベット本体８２の軸線８５（図８）から遠ざかる方向に面する弧状の面を形成し、該リベット本体の外面８６の所定の半径より小さい半径で、該リベット本体の該軸線の周りに形成される。
従って、第１、第２、又は第３の横断面のいずれか１つに底面によって形成された弧状の面は、リベット本体８２の外面８６の周囲と一致する円と同心で且つ該円内にある想像上の円の離間して配置された部分にそれぞれ配置される。
【００３２】
再び図８を参照すると、各々の陥凹部８８は、底面９０の第１の横断縁１０６と連続し、該陥凹部には、リベット本体８２のフランジのない端部１００と該本体の外面８６に向けて該底面から遠ざかるように広がる第１の境界面１１４とが形成される。また、各々の陥凹部８８は、底面９０の第２の横断縁１０８と連続し、該陥凹部には、リベット本体８２のフランジ９２（図７）と該本体の外面８６に向けて該底面から遠ざかるように広がる第２の境界面１１６とも形成される。
リベット７４の好ましい実施形態には、それぞれ第１の横断縁１０６及び第２の横断縁１０８と連続するフレア状の第１の境界面１１４と、フレア状の第２の境界面１１６とが形成され、底面９０とリベット本体８２の外面８６との間に過渡部を形成する。底面と外面８６との間の過渡面は、必ずしもフレア状である必要はないが、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、例えば底面９０に直角な面とすることができる。
【００３３】
更に、図８及び図１０を参照すると、各々の陥凹部８８は、底面９０の第１の側縁１１０と連続し、該陥凹部には、周方向に且つリベット本体８２の外面８６に向けて該底面から遠ざかるように広がる第３の境界面１１８が形成される。更に、各々の陥凹部８８は、底面９０の第２の側縁１１２と連続し、該陥凹部には、周方向に且つリベット本体８２の外面８６に向けて該底面から遠ざかるように広がる第４の境界面１２０が形成される。
第１の境界面１１４、第２の境界面１１６、第３の境界面１１８、及び第４の境界面１２０は、底面９０のエンドレス外側縁１０４の周りに一体に且つ連続的に接合され、異なるように配向された複数の面の形態であり、中間面１２２を形成する。中間面１２２は、底面９０のエンドレス外側縁１０４から遠ざかるように異なる方向に外方に広がり、リベット本体８２の外面８６とエンドレス外側縁１０４との間に延び、これらと連続する。
【００３４】
図１１を参照すると、第１の加工物１２４及び第２の加工物１２６が、セットされたリベットによって互いに保持されるようになっている。加工物１２４及び加工物１２６は、ほぼ同じ厚さであり、それぞれ大きな寸法の穴１２８及び１３０を有するように形成される。穴１２８及び穴１３０の直径は、リベット本体８２の外面８６の直径より大きく、そのためリベット本体に比較すると大きな寸法になっている。図１１に示されるように、まず、加工物１２４及び加工物１２６は、リベット７４と共に組み立てられる。マンドレル・ステム７８の自由端１０３が把持され、引張荷重又はセット荷重が図９に示される矢印の方向に生じるようにフランジ９２から遠ざかるように引き込まれる。
セグメント８７ａ、８７ｂ、８７ｃ、及び８７ｄの膨出部分を視覚化できるように、加工物１２４及び１２６は図１２及び図１３に示されていない。図１２に示されるように、セット荷重を加えると、陥凹部８８は潰れはじめ、リベット本体８２のセグメント８７ａ、８７ｂ、８７ｃ、及び８７ｄは、半径方向外方に膨らみはじめる。この状態において、セグメント８７ｄは、穴１２８及び１３０（図１１）の壁に係合するように膨らみ、セグメント８７ａ、８７ｂ、及び８７ｃもまた膨らむ。
【００３５】
図１３を参照すると、マンドレル・ステム７８の自由端１０３を引き続き引っ張ると、陥凹部８８は殆ど閉じ、セグメント８７ａ、８７ｂ、８７ｃ及び８７ｄは、半径方向外方に膨らみ続ける。また、マンドレル頭部８０は、リベット本体８２のフランジのない端部１００（図７）にあるセグメント８７ａ内に引き込まれる。
最終的には、図１４に示されるように、リベット７４が取付けられ、これにより、陥凹部８８は完全に潰されて閉じ、リベット本体８２のセグメント８７ａ、８７ｂ、８７ｃ及び８７ｄは最大の膨らみに達する。セグメント８７ｄは、半径方向外方に膨張して、加工物１２４の開口部１２８の壁及び加工物１２６の開口部１３０の壁に完全に係合し、加工物を互いに保持するのを助ける。また、セグメント８７ｃは、半径方向外方に膨張して、加工物１２４の開口部１２８に隣接する該加工物の外面の一部に重なり、フランジ９２と該セグメント８７ｃとの間に加工物１２４及び１２６を捕捉する。このように、加工物１２４及び１２６が互いに保持される。
【００３６】
さらに、リベットが取付けられた後、マンドレル７６をリベット本体８２と共に保持するのを助けるように、セグメントが頭部の周りを部分的且つ僅かに包む部分１３４を有した状態で、マンドレル頭部８０が、リベット本体８２のセグメント８７ａ内に深く引き込まれる。また、この時、自由端１０３を含むマンドレル・ステム７８の部分は、破断用ネック９８（図７）で該破断用ネックの残りの部分から分離され取り除かれる。
図１５に示されるように、加工物の組立ての別の例には、図１１に示される工程段階におけるように、第１の加工物１２４及び第２の加工物１２６と共に組み立てられた第３の加工物１３２が含まれる。第３の加工物１３２は、第１の加工物及び第２の加工物のいずれかより厚い厚さからなる。リベット７４が取り付けられると、上述のように、膨張したセグメント８７ｄが、第１の加工物１２４及び第２の加工物１２６を互いに保持するのを助ける。第３の加工物の軸方向の穴１３３内に配置されたセグメント８７ｂ及び８７ｃが半径方向外方に膨張することにより、第３の加工物を第１の加工物及び第２の加工物と共に保持することが容易になる。
【００３７】
さらに、セグメント８７ａが半径方向外方に膨張し、穴１３３に隣接する第３の加工物１３２の外面１３５の一部に重なり、第１の加工物１２４、第２の加工物１２６、及び該第３の加工物１３２をフランジ９２と膨張したセグメント８７ａとの間に捕捉して、３つの加工物を互いに保持するのをさらに容易にする程度まで、マンドレル頭部８０が下方に引き込まれる。また、セグメント８７ａの部分１３４は、頭部８０を部分的に囲み、リベット７４が取付けられた後、マンドレル７６をリベット本体８２と共に保持する。
【００３８】
図１６に示されるように、厚さの薄い加工物１２６及び厚さの厚い加工物１３６が、図１１に示される工程段階に従って、取付けられていないリベット７４と共に組み立てられた。リベット７４が取付けられると、膨張したセグメント８７ｃ及び８７ｄにより、加工物１２６及び加工物１３６を互いに保持することが容易になる。セグメント８７ｄの一部が膨張して加工物１２６の穴１３０と係合し、該セグメント８７ｄの残りの部分は、膨張して加工物１３６の穴１３８の一部と係合することに注意する。セグメント８７ｃは、膨張して穴１３８の残りの部分と係合する。さらに、マンドレル頭部８０は、セグメント８７ｂが半径方向外方に膨張し、穴１３８に隣接する第３の加工物１３６の外面の一部に重なって、加工物１２４及び１２６をフランジ９２と該セグメント８７ｂとの間に捕捉し、加工物を互いに保持するのを容易にする程度まで下方に引き込まれる。また、セグメント８７ａの部分１３４が頭部８０を部分的に囲み、リベット７４が取り付けられた後、マンドレル７６をリベット本体８２と共に保持する。
【００３９】
マルチグリップ・ブラインドリベット７４は、種々の加工物材料において、多種多様な加工物の厚さ、大きな寸法の穴及び／又はスロットに優れた性能を提供するものである。この優れた性能は、上述の特徴をリベット本体８２に組み込むことによって達成され、セット荷重に広範囲の耐性を与え、よって、リベット本体８２の半径方向の膨張即ち膨出を制御するようになった。これにより、マンドレル頭部８０がリベット本体８２に貫入する程度が制限されることになる。
上述のように、マンドレル７６をリベット本体８２と共に組み立てた後、該リベット本体に沿って、選択された横断面の複数の陥凹部８８を該リベット本体内に形成する。様々な距離又は幅をもたらすために、第１の横断縁１０６及び第２の横断縁１０の非線形性によって明らかにされたように、陥凹部の潰れの改善された制御を行う能力をマルチグリップ・ブラインドリベット７４に与えるのは、該陥凹部８８の形状である。さらに、陥凹部８８の底面９０の凸形状が、陥凹部の潰れの更なる制御のために、マルチグリップ・ブラインドリベット７４の向上した能力をもたらす。
【００４０】
工具の接触面積を比較的大きくすることによって、陥凹部８８の第１の横断縁１０６と第２の横断縁１０８との間の様々な距離又は幅の深さをより正確に制御することができる。このことにより、より良く、より予測可能な製品性能がもたらされる。さらに、マンドレルの破断用ネック９８が、マンドレル頭部８０から遠く離れているので、リベット７４の取付の際に比較的大きな安定性と、取付後の改善されたせん断への耐性を得ることができる。
リベット本体８２のセグメント８７ａ、８７ｂ、８７ｃ及び８７ｄは、取付工具の動作の下でリベット本体が短くなるにつれて、順次膨らみ即ち膨張する。陥凹部８８の加工硬化された底面９０は、該陥凹部の形状内の潰れ速度を制御する。
【００４１】
陥凹部８８の底面９０は、様々な距離又は幅と同様に、リベット本体８２の直径の形状に従うが、中断されて４つのリブ８９を形成する。陥凹部８８の材料は、該陥凹部間にリブ８９を形成する材料と比べて、硬さがより硬い。リブ８９は、陥凹部８８の潰れに対する耐性を付加するものである。
上述のように、陥凹部８８の形状は線形ではなく、軸方向距離又は幅が変化し、図８に示されるように「目」の形状の外形を提供する。この形状の配置は、陥凹部８８の様々な距離又は幅のために、セット荷重の範囲にわたって大きなセット安定性をもたらす。従って、陥凹部８８の「目」の形状の様々な幾何学的形状は、より良い制御、該陥凹部の安定した潰れ、及び広範囲のセット荷重にわたって徐々に進行する該陥凹部の潰れの形態をとって生じた利点をもたらすことになる。
【００４２】
リベット７４の取付けのより良い制御は、陥凹部８８の深さ及びマンドレルの破断用ネック９８の破断荷重の大きなばらつきを適合させる広い加工硬化面積によって達成される。同時に、様々な距離又は幅の部分をその最大幅まで漸進的に異なるようにすることができるので、このことにより、リベット本体８２がリベットの端部から漸進的に膨らむことが保証される。
一般に、上述の実施形態は本発明の範囲を制限するものとして解釈されるべきではない。添付の特許請求の範囲によって定められる本発明の精神及び範囲内にある修正及び他の構成が明らかとなるであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の従来技術のマルチグリップ・ブラインドリベットの一部を示す側面図である。
【図２】第１の従来技術のリベットのマンドレルに加えられた引張荷重又はセット荷重から生じたセット荷重の方向を示す矢印を有する、図１のリベットの側面図である。
【図３】第１の従来技術のリベットの特定の構造的特徴を示す、図１の線３−３に沿って取った断面図である。
【図４】第２の従来技術のマルチグリップ・ブラインドリベットの一部を示す側面図である。
【図５】第２の従来技術のリベットのマンドレルに加えられた引張荷重又はセット荷重から生じたセット荷重の方向を示す矢印を有する、図２のリベットの側面図である。
【図６】第２の従来技術のリベットの特定の構造的特徴を示す、図２の線６−６に沿って取った断面図である。
【図７】本発明の特定の原理による、外面に陥凹部が形成されたリベット本体と共に組み立てられたマンドレルを含む、マルチグリップ・ブラインドリベットを示す部分側断面図である。
【図８】本発明の特定の原理による、図７のリベット本体に形成された陥凹部を示す部分側断面図である。
【図９】本発明の特定の原理による、マンドレルに加えられた引張荷重から生じたセット荷重の方向を示す矢印を有する、図７のリベットの側面図である。
【図１０】本発明の特定の原理による、図７のリベットの陥凹部の部分の構造的特徴を示す、図８の線１０−１０に沿って取った断面図である。
【図１１】本発明の特定の原理による、リベットの最終的な取付けによって互いに保持されることになる、ほぼ等しい厚さの２つの加工物と共に組み立てられたときの、図７のマルチグリップ・ブラインドリベットを示す側面図である。
【図１２】図１１の加工物が明確にする目的のために示されていない、本発明の特定の原理による、図１１のリベット本体の初期段階の半径方向の膨出と、図７の陥凹部が潰れる又は閉じる初期段階とを示す側面図である。
【図１３】図１１の加工物が明確にする目的のため示されていない、本発明の特定の原理による、図１１のリベット本体の後期段階の半径方向の膨出と、該本体に形成された図７の陥凹部の潰れが続いた後期段階とを示す側面図である。
【図１４】図１１の加工物が示されている、本発明の特定の原理による、図１１のリベット本体の最終段階の半径方向の膨出、及び該本体に形成された図７の陥凹部の潰れの完了後の取付け済みのリベットを示す側面図である。
【図１５】本発明の特定の原理による、３つの加工物を互いに保持するために、図１１の２つの加工物、及びより厚さの厚い第３の加工物と共に組み立てられた時の取付け済みのリベットを示す側面図である。
【図１６】本発明の特定の原理による、２つの加工物を互いに保持するために、所定の厚さの第１の加工物と、該所定の厚さより厚い第２の加工物と共に組み立てられた時の取付け済みのリベットを示す側面図である。
【図１７】本発明の特定の原理による、内部に陥凹部が形成された図７のリベット本体の一部を示す斜視図である。
【符号の説明】
３０、５０、７４　マルチグリップ・ブラインドリベット
３２、５２、７６　マンドレル
３８、５８、８２　リベット本体
４２、６２、８６　外面
４４、６４、８８　陥凹部
８０　マンドレル頭部
８９　リブ
９０　底面
９２　フランジ
１０６、１０８　横断縁
１１０、１１２　側縁
１２２　中間面
１２４、１２６、１３２　加工物

Claims (29)

1. マンドレルと、
   外面を有し、軸線の周りに形成され、前記マンドレルの少なくとも一部を受けるようになった中空円筒形本体と、
   第１の横断面において、前記中空円筒形本体の外面に形成された第１の複数の陥凹部と、
   前記第１の横断面から軸方向に離間して配置された第２の横断面において、前記中空円筒形本体の外面に形成された第２の複数の陥凹部と、
   を備え、
   前記第１及び第２の複数の陥凹部のうちの少なくとも１つの陥凹部に、凸状部分をもつ底面が形成されたことを特徴とするマルチグリップ・ブラインドリベット。
2. さらに、前記第１及び第２の複数の陥凹部のうちの前記少なくとも１つの陥凹部の前記底面に、第１の横断縁と、前記第１の横断縁から軸方向に離間して配置された第２の横断縁とが形成され、
   前記第１の横断縁が非線形の部分を有し、前記第１及び第２の横断縁における軸方向に間隔をもった点の対の複数について、その点の対の軸方向距離が、該第１の横断縁の前記非線形の部分に沿って変化することを特徴とする請求項１に記載のマルチグリップ・ブラインドリベット。
3. さらに、前記第２の横断縁が非線形の部分を有し、前記第１及び第２の横断縁における軸方向に間隔をもった点の対の複数について、その点の対の軸方向距離が、該第１及び第２の横断縁の前記非線形の部分に沿って変化することを特徴とする請求項２に記載のマルチグリップ・ブラインドリベット。
4. さらに、前記第１の横断縁が、前記第２の横断縁から遠ざかるように軸方向に延びる弧の形状で形成されたことを特徴とする請求項２に記載のマルチグリップ・ブラインドリベット。
5. さらに、前記第２の横断縁が、前記第１の横断縁から遠ざかるように軸方向に延びる弧の形状で形成されたことを特徴とする請求項４に記載のマルチグリップ・ブラインドリベット。
6. さらに、前記底面の前記第１及び第２の横断縁の前記弧が同じ形状を有し、該第１及び第２の横断縁が互いに対して凹状であるように配向されたことを特徴とする請求項５に記載のマルチグリップ・ブラインドリベット。
7. さらに、前記第１及び第２の複数の陥凹部の各々の陥凹部に、凸状部分を含む前記底面が形成されたことを特徴とする請求項１に記載のマルチグリップ・ブラインドリベット。
8. さらに、前記第１及び第２の複数の陥凹部のうちの前記少なくとも１つの陥凹部の前記底面の周りに、エンドレス外側縁が形成され、
   前記少なくとも１つの陥凹部に、前記中空円筒形本体と前記底面の前記エンドレス外側縁全体との間を延び且つこれらと連続している中間面が形成されたことを特徴とする請求項１に記載のマルチグリップ・ブラインドリベット。
9. さらに、前記第１及び第２の複数の陥凹部のうちの前記少なくとも１つの陥凹部の前記底面の周りに、エンドレス外側縁が形成され、
   前記少なくとも１つの陥凹部に、前記中空円筒形本体と前記底面の前記エンドレス外側縁全体との間を延び且つこれらと連続している中間面が形成されたことを特徴とする請求項２に記載のマルチグリップ・ブラインドリベット。
10. さらに、前記中間面が、前記底面の前記エンドレス外側縁から遠ざかる方向に外方に広がることを特徴とする請求項９に記載のマルチグリップ・ブラインドリベット。
11. さらに、様々に配向された複数の面が、前記底面の前記エンドレス外側縁の周りに一体且つ連続的に接合され、前記中間面を形成するようになったことを特徴とする請求項９に記載のマルチグリップ・ブラインドリベット。
12. さらに、前記第１及び第２の横断面から軸方向に離間して配置された第３の横断面において、前記中空円筒形本体の外面に形成された第３の複数の陥凹部を備え、
    前記第２の横断面が、前記第１及び第３の横断面の間に配置され、他の面よりも該第１及び第３の横断面のうちの１つに近いことを特徴とする請求項１に記載のマルチグリップ・ブラインドリベット。
13. さらに、前記第１及び第２の複数の陥凹部のうちの前記少なくとも１つの陥凹部の前記底面が、加工硬化面として形成されたことを特徴とする請求項９に記載のマルチグリップ・ブラインドリベット。
14. マンドレルと、
    外面を有し、軸線の周りに形成され、前記マンドレルの少なくとも一部を受けるようになった中空円筒形本体と、
    第１の横断面において、前記中空円筒形本体の外面に形成された第１の複数の陥凹部と、
    前記第１の横断面から軸方向に離間して配置された第２の横断面において、前記中空円筒形本体の外面に形成された第２の複数の陥凹部と、
    を備え、
    前記第１及び第２の複数の陥凹部の各々に、第１の横断縁と、前記第１の横断縁から軸方向に離間して配置された第２の横断縁とを有する底面が形成され、
    前記第１の横断縁が非線形の部分を有し、前記第１及び第２の横断縁における軸方向に間隔をもった点の対の複数について、その点の対の軸方向距離が、該第１の横断縁の前記非線形の部分に沿って変化することを特徴とするマルチグリップ・ブラインドリベット。
15. さらに、前記第２の横断縁が非線形の部分を有し、前記第１及び第２の横断縁における軸方向に間隔をもった点の対の複数について、その点の対の軸方向距離が、該第１及び第２の横断縁の前記非線形の部分に沿って変化することを特徴とする請求項１４に記載のマルチグリップ・ブラインドリベット。
16. さらに、前記第１の横断縁が、前記第２の横断縁から遠ざかるように軸方向に延びる弧の形状で形成されたことを特徴とする請求項１４に記載のマルチグリップ・ブラインドリベット。
17. さらに、前記第２の横断縁が、前記第１の横断縁から遠ざかるように軸方向に延びる弧の形状で形成されたことを特徴とする請求項１６に記載のマルチグリップ・ブラインドリベット。
18. さらに、前記底面の前記第１及び第２の横断縁の前記弧が同じ形状を有し、該第１及び第２の横断縁が互いに対して凹状であるように配向されたことを特徴とする請求項１７に記載のマルチグリップ・ブラインドリベット。
19. さらに、各々の底面が、それぞれの底面の周りにエンドレス外側縁を有し、
    前記第１及び第２の複数の陥凹部の各々に、前記中空円筒形本体と前記底面のエンドレス外側縁全体との間に延び且つこれらと連続している中間面が形成されたことを特徴とする請求項１４に記載のマルチグリップ・ブラインドリベット。
20. マンドレルと、
    外面を有し、軸線の周りに形成され、前記マンドレルの少なくとも一部を受けるようになった中空円筒形本体と、
    第１の横断面において、前記中空円筒形本体の外面に形成された第１の複数の陥凹部と、
    前記第１の横断面から軸方向に離間して配置された第２の横断面において、前記中空円筒形本体の外面に形成された第２の複数の陥凹部と、
    を備え、
    前記第１及び第２の複数の陥凹部の各々に、第１の横断縁と、前記第１の横断縁から軸方向に離間して配置された第２の横断縁とを有する底面が形成され、
    前記第１及び第２の複数の陥凹部の各々に、前記中空円筒形本体と前記底面の前記エンドレス外側縁全体との間に延び且つこれらと連続している中間面が形成されたことを特徴とするマルチグリップ・ブラインドリベット。
21. マンドレルと、
    外面を有し、軸線の周りに形成され、前記マンドレルの少なくとも一部を受けるようになった中空円筒形本体と、
    第１の位置において、前記円筒形本体の外面に形成された第１の複数の陥凹部と、
    前記第１の位置から軸方向に離間して配置された第２の位置において、前記円筒形本体の外面に形成された第２の複数の陥凹部と、
    を備え、
    組み合わせられた前記第１及び第２の複数の陥凹部のうちの少なくとも１つの陥凹部に、第１の横断縁と、前記第１の横断縁から軸方向に離間して配置された第２の横断縁とを有する底面が形成され、
    所定の距離だけ前記第２の横断縁の第１の部分から軸方向に離間して配置された前記第１の横断縁の第１の部分と、
    前記第１の部分から横方向に離間して配置され、前記所定の距離とは異なる距離だけ前記第２の横断縁の第２の部分から軸方向に離間して配置された前記第１の横断縁の第２の部分と、
    が設けられたことを特徴とするマルチグリップ・ブラインドリベット。
22. マンドレルと、
    所定の半径で軸線の周りに形成された周方向の外面を有し、前記マンドレルの少なくとも一部を受けるようになった中空円筒形本体と、
    第１の位置において、前記中空円筒形本体の外面に形成された第１の複数の陥凹部と、
    前記第１の位置から軸方向に離間して配置された第２の位置において、前記中空円筒形本体の外面に形成された第２の複数の陥凹部と、
    を備え、
    組み合わせられた前記第１及び第２の複数の陥凹部のうちの少なくとも１つの陥凹部に、前記所定の半径より小さい半径によって前記中空円筒形本体の前記軸線の周りに部分的に形成された弧状の外面を有する底面が形成されたことを特徴とするマルチグリップ・ブラインドリベット。
23. マンドレルと、
    所定の半径で軸線の周りに形成された外面を有し、前記マンドレルの少なくとも一部を受けるようになった中空円筒形本体と、
    横断面において、前記円筒形本体の外面に形成された複数の陥凹部と、
    を備え、
    前記複数の陥凹部の各々の陥凹部が、前記中空円筒形本体の外方に面する弧状の面を有し、前記所定の半径より小さい直径で、前記中空円筒形本体の前記軸線の周りに形成されたことを特徴とするマルチグリップ・ブラインドリベット。
24. さらに、各々の陥凹部の前記弧状の面が、前記中空円筒形本体の外面の周囲と一致する円と同心であり且つ前記円の中にある想像上の円上に配置されたことを特徴とする請求項２３に記載のマルチグリップ・ブラインドリベット。
25. さらに、各々が隣接する対の陥凹部を分離するように前記横断面に配置された複数のリブを含むことを特徴とする請求項２３に記載のマルチグリップ・ブラインドリベット。
26. さらに、前記複数のリブの各々が、前記中空円筒形本体の外面のそれぞれの部分によって形成された外面を有することを特徴とする請求項２５に記載のマルチグリップ・ブラインドリベット。
27. マンドレルと、
    外面を有し、軸線の周りに形成され、前記マンドレルの少なくとも一部を受けるようになった中空円筒形本体と、
    前記円筒形本体の外面に形成された複数の陥凹部と、
    を備え、
    前記複数の陥凹部のうちの少なくとも１つの陥凹部に、凸状部分を有する底面が形成されたことを特徴とするマルチグリップ・ブラインドリベット。
28. マンドレルと、
    外面を有し、軸線の周りに形成され、前記マンドレルの少なくとも一部を受けるようになった中空円筒形本体と、
    前記円筒形本体の外面に形成された複数の陥凹部と、
    を備え、
    前記複数の陥凹部のうちの少なくとも１つの陥凹部に、長さに沿って延びる第１の横断縁と、前記第１の横断縁から軸方向に離間して配置された第２の横断縁とを有する底面が形成され、
    前記第１の横断縁が非線形の部分を有し、前記第１及び第２の横断縁における軸方向に間隔をもった点の対の複数について、その点の対の軸方向距離が、該第１の横断縁の前記長さに沿って変化することを特徴とするマルチグリップ・ブラインドリベット。
29. マンドレルと、
    外面を有し、軸線の周りに形成され、前記マンドレルの少なくとも一部を受けるようになった中空円筒形本体と、
    前記円筒形本体の外面に形成された複数の陥凹部と、
    を備え、
    前記複数の陥凹部のうちの少なくとも１つの周りに、エンドレス外側縁を有する底面が形成され、
    前記複数の陥凹部のうちの前記少なくとも１つの陥凹部に、前記中空円筒形本体と前記底面の前記エンドレス外側縁全体との間に延び且つこれらと連続している中間面が形成されたことを特徴とするマルチグリップ・ブラインドリベット。

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