JP2005207594A - ブラインドリベットナット - Google Patents

Abstract

【課題】 ブラインドリベットナットの把持能力及びシーリング能力の改善。
【解決手段】 １つ又は幾つかの層を通して用いることができるブラインドリベットナット（１０）を提供する。溝（３２、３４）の形態である脆弱ラインが、ブラインドリベットナット（１０）の本体（１２）の一部に形成されて、材料が選択的に変形し、したがって、該ブラインドリベットナット（１０）の把持が改善される。フランジは、Ｏリングシール（１８）がより効率的に変形するのを可能にして、以前可能であったものより大きな「フットプリント」を与え、したがって、シーリングが高められる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ブラインドリベットナットに関する。より具体的には、本発明は、改善された把持能力及び改善されたシールを有するブラインドリベットナットに関する。

ブラインドリベットナットは、薄板の適用例においてねじ補強手段として、及び、二次的なリベット部品（ボルト）が固定される適用例において用いられる。場合によっては、これらのブラインドリベットナットは、例えば、ラック用の取り付け部品を自動車のルーフに連結するのに用いられ、この場合、ブラインドリベットナットは、いわゆる端部閉鎖型の種類のものである。
ブラインドリベットナットは、典型的には、断面がほぼ円筒形であるか又は六角形であり、その長さの大部分が中空の細長い本体を有し、その一端は閉鎖している（ブラインド）か又は開放しているものである。中空部分の一部は、取り付け工具又はボルトを受け取るように、ねじ切りされる。フランジが、ねじ付き端部から遠いブラインドリベットナットの開放端に形成され、そこから横方向に延びる。フランジは中空本体の周辺部を越えて延び、外層又は材料シートの表面に当接するほぼ平らな面を有する。

ブラインドリベットナットの取り付けは、ブラインドリベットナットが取り付け工具のねじ付きマンドレルにねじ込まれた状態で、ブラインドリベットを、材料シートの１つ又はそれ以上の層の予め成形された孔を通して挿入することにより開始する。取り付けサイクル開始の際、依然としてブラインドリベットナットと係合状態にある取り付け工具のマンドレルは、該ブラインドリベットナットのフランジの方向に後方に引っ張られ、これにより、ブラインドリベットナット本体の壁は、作業員から遠い側の加工物の側部を越えて変形して、材料シート又は各々の材料シートを該フランジ面に対して挟むようになる。

リベットナットとシールの組み合わせが存在することは知られている。このような構成の１つは、例えば、発行された国際特許出願ＷＯ‐Ａ１‐０２０８１９３６（Ｅｍｈａｒｔ ＬＬＣ）における例に見られるように、直接、ブラインドリベットナットのフランジに成形された周辺シールを設けることである。
発行された欧州特許出願ＥＰ‐Ａ‐０ ６３４ ５８２号（Ｅｔａｂｌｉｓｓｅｍｅｎｔｓ Ｄｅｊｏｎｄ）は、ねじ付き内部部分と、従来の電解質コーティングにより、完全にさびから保護できるように成形されたカラーとを有するブラインドリベットナットを開示する。ＥＰ‐Ａ‐０ ６３４ ５８２は、水分の浸入を阻止するＯリングシールを受け取るための凹部をもつフランジを有するブラインドリベットナットを開示する。

ブラインドリベットナットは、物品を材料の外面に連結すること、並びに、多数の材料層を互いに保持することに対して、極めて首尾のよい信頼性のある手段であることが分かっている。しかしながら、相当な圧縮力を材料の層又はシートにかけることができる一方で（例えば、ブラインドリベットが形成された材料の弾性限度を超えると、リベットの永久変形が生じる）、加工物の厚さの範囲に対応するブラインドリベットナットの許容範囲は比較的に低いことが理解されるであろう。すなわち、実際の変形量及び生じる変形量における許容範囲の程度は比較的に小さい。

自動車のルーフは、多くの場合、異なる材料シートの複数の層を備えており、したがって、多くの場合、多数の異なる長さのブラインドリベットナットを用いる必要がある。ブラインドリベットナットの各々の長さは、その位置及び用途に対応する。例えば、厚い材料の多数の層がある位置には、長いブラインドリベットナットが要求され、より少数の層又はより少ない材料がある区域においては、短いブラインドリベットナットが用いられる。幾つかの異なる長さのブラインドリベットナットに対するこの要求は、不適当なブラインドリベットナットが特定の厚さのパネルに用いられる付帯リスクをもち、不適切な挿入、或いはその上に、さらに破損というリスクが結果として生じる。さらに、ブラインドリベットナットの幅広い選択に関連して、付加的な製造費、多数のブラインドリベットナット長のための工具に対する付加的な製造費、及び保管、標識付け及び配送に関連する費用がある。

本発明の目的は、改善された把持能力をもち、これまでに達成されたものより広範囲の材料厚と併せて用いるのに適したブラインドリベットナットを提供することである。
本発明のさらに別の目的は、例えば、水分が、該リベットナットのフランジの下及び本体に沿って、適用個所の内側に浸入するのを阻止するように、改善されたシールをブラインドリベットナットのフランジに形成することである。さらに及び具体的には、幾つかの材料層があり、リベットナットを通過させるのに、穴の十分な整合を確実にするように、孔の大きさを拡げなければならない場合には、リベットのフランジ及び関連するシールは対応して大きくなければならない。さらに、シーリングに加えて、より広い荷重支持区域を与えるためには、大きいフランジがもたらす広い金属対金属の接触を有することが有利であることが見出された。

本発明の第１の態様によれば、実質的に中空で長手方向軸を有する細長い本体と、該軸に対してほぼ直角の平面に形成され、シールを受け取るようにされたフランジとを備えた、１つ又はそれ以上の材料層に形成された孔の中に挿入するためのブラインドリベットナットであって、該本体の中には、少なくとも１つの脆弱ラインがあり、使用中に、該本体が該少なくとも１つの脆弱ラインにおいて又はその周りで変形して、該ブラインドリベットナットと該材料層又は各々の材料層との間の把持が高められるようになったことを特徴とするブラインドリベットナットが提供される。

本発明の利点は、ブラインドリベットナットが通る材料の厚さが変化する状況で、該ブラインドリベットナットを用いるのを可能にし、したがって、ブラインドリベットナットの多種多様な長さに対する必要性を克服することである。
脆弱ライン又は各々の脆弱ラインは、六角形の本体の一部に形成された溝であり、材料をより容易に変形させて、ブラインドリベットナットの把持能力を高めるように寸法決めされ配置されることが好ましい。
ブラインドリベットは端部閉鎖型ブラインドリベットナットであり、溝又は各々の溝が、機械加工されるか、又は、例えば、その崩壊可能部分の外面でロール加工されることにより形成されることが理想的である。

円筒形の本体をもつブラインドリベットナットの場合には、溝の深さは、典型的には、０．１と０．３ｍｍとの間である。六角形の形状の場合には、０．１ｍｍと０．０５ｍｍとの間の溝の深さは、典型的には、本体の壁厚が最小である対辺間寸法におけるものであり、したがって、コーナにおける溝の深さは、より深い。

溝は、フランジと平行する平面に形成された環状凹部であることが有益である。１つ以上の溝を形成することができ、その場合には、取り付け時に生じるブラインドリベットナット本体の変形により、半径方向の拡がりが複数の位置で大きくなる。このことは、脆弱ライン又は各々の脆弱ラインが、孔内にあるリベットナット部分に定められた場合に、変形するリベットナット部分によって、付加的な横方向の把持が与えられるという事実に帰することができる、本発明の別の利点をもたらす。ブラインドリベットナットと孔の内部側との間にわずかな遊びがある場合には、該ブラインドリベットナット本体を形成している材料の半径方向の拡がりが、この遊びを減少させる傾向をもち、したがって、材料を、ブラインドリベットの軸に対して平行な軸方向に把持するだけでなく、横方向にも把持して、該孔内での該ブラインドリベットの回転を阻止するか又は減少させる。この特定の特徴は、ブラインドリベットを複数の材料層において用いる場合に、有益であると考えられる。

ブラインドリベットナットが数層の材料層で用いられる場合には、一方の穴に対する別の穴の相対的な中心は異なることがあると考えることができる。穴の中心位置に対するこれらの差異に対応して、穴又は孔の位置合わせを確実にするためには、板金プレッシングの穴又は孔の大きさを増加させるのが一般的な方法である。これらの穴は、オーバーサイズと呼ばれることがある。

層又はパネルの組み合わせにおける、具体的には、ルーフ構築における接合部は、防水性であることが必要であり、水分の浸入を阻止するためには、ブラインドリベットナットのフランジは、このようなオーバーサイズの穴に重なるように大きいものである傾向がある。フランジ自体は防水性ではなく、フランジの下にある「Ｏリング」シール又は該フランジに対する成形周辺リムシールのような何らかのシーリング能力を加える必要がある。シール溝は、ブラインドリベットナットの適用例において、取り付けが行われる場合に、シールが適切な程度にまで圧縮されて、フランジと加工物の外面との間にシールをもたらす寸法にされる。シール溝が深過ぎる場合には、圧縮程度は、水分の浸入を阻止するのに十分なものにならない。

さらに、パネルに予め打ち抜かれた穴は異なる大きさであり、したがって、該パネルの大きさ及び形態は、ブラインドリベットナットの大きさに対してかなりオーバーサイズになることも知られている。その結果、各々の材料シートに形成された穴は、多数の層を整合する場合に少量の許容差を与えるようにオーバーサイズのものでなくてはならず、ブラインドリベットのフランジもまた、フランジの面により与えられる、孔の周辺領域に当接する十分な材料があることを確実にするように、並びに、水分の浸入を阻止するためのシーリングリングに対応するように、ブラインドリベット本体よりかなり大きいものでなくてはならないことになる。

リベットのフランジ直径に対して、大きいサイズの穴の結果として、ブラインドリベットナットが時々ずれることがあり、したがって、例えば、Ｏリングシールにより与えられる相対的に狭いシーリングバンドがホールの部分に当たって、シーリングの効果が少なくなるか又はシールの損傷をもたらすという大きなリスクがある。
ブラインドリベットナットにボルト留めされた二次的な部品によりかけられる荷重が、加工物に伝達されることは、大きいブラインドリベットナットのさらに別の属性であり、大きいフランジ直径は、特に、金属対金属の接触がある場合、すなわち、最小のシール圧縮がある場合に、このような荷重を支持する、より広い支持区域を与えることが容易に理解されるであろう。

本発明の第２の態様によれば、実質的に中空で長手方向軸を有する細長い本体と、該本体の第１端に形成されたフランジとを備え、該フランジは、第１部分が除去されてシールを受け取る凹部を形成しているブラインドリベットナットであって、第２部分が該フランジから除去され、使用中に、該シールが該第１部分から横方向に変形して、シールが該第２部分に形成されるようになったことを特徴とするブラインドリベットナットが提供される。シールは、加工物と第２部分との間の間隙を充填するように横方向に変形され、したがって水分が浸入するのを阻止するようにしているため、このことは、フランジの下側表面を該加工物に対して押し付けて、金属対金属の接触を与えることを可能にする。
第２部分は、好ましくは、シールに対応するようにフランジの周辺領域に機械加工された環状凹部であり、したがって、該フランジの周囲付近で耐水浸入シールを形成する。

本発明の２つの態様は、ブラインドリベットナットの把持能力を高める溝をもつブラインドリベットナット、及び、水分が穴の中及び材料シート間に浸入するのを阻止するシールを与えるように、さらに、大きいフランジにより、かけられた荷重を支持する大きい区域を与えるように組み合わせることができる。このようなブラインドリベットは、特に、単一の材料層における使用にも多数の材料層における使用にも良好に適していると考えられる。

ここで、本発明の好ましい実施形態を、単なる一例に過ぎないものとして、以下の図面を参照して述べる。

図を参照すると、本体１２及びフランジ１４を有するブラインドリベットナット１０が示されている。ブラインドリベットナット１０は、内ねじ付き部分１６を有し、フランジ１４の裏面１５に当接するブラインドリベットナットのシャンク部分に沿って六角形形態をもつ、完全に機械加工された、標準的な端部閉鎖型ブラインドリベットナットの形態である。面１５には、図１Ａに示されるシール１８のための位置を形成する環状凹部２０が形成又は機械加工される。代替的なシールの形態は、半球形状１８ａを示す図１Ｂ、及び正方形のシール１８ｂを示す図１Ｃに示される。

ブラインドリベットナット１０の六角形形態２２は、加工物パネル２６における対応する六角形形状の穴又は孔２４に入るように成形され、取り付けの際には、例えば、ボルト（図示せず）を固定する用途において、ブラインドリベットナット１０の長手方向軸に対して直角に適用されるトルクに抵抗を与える。

図１、図３、図３Ａ、図５及び図６は、２つの溝３２及び３４を示すが、本体１２の六角形部分２２においては、１つだけ又は２つ以上の溝があってよい。これらの溝３２及び３４は円周状のものであり、ブラインドリベットナット１０の長手方向軸の周りに形成される。図３Ａにおいては、溝３２及び３４は、これらの溝がより小さい直径の方向に次第に狭くなる「Ｖ」字形状部分として示される。この形状は、通常の機械加工工程又はロール加工工程を用いることにより容易に達成できる。
溝の断面は変更することができる。例えば、図３に示されるように、溝は６０度の包括的な角度及び最も広い地点では１．５ｍｍ幅の「Ｖ」形状にされる。他の変形体は、それぞれ、半円の形状を示す図３Ａ、正方形の形状を示す図３Ｂ、及び長方形の形状を示す図３Ｃに示される。溝３２及び３４の目的は、軸方向の取り付け荷重の下で、ブラインドリベットナットが優先的につぶれる断面を与え、該リベットナット本体を短くし、次いで、該ブラインドリベット本体の中間部分が拡がり、より良好な把持範囲が達成されるのを確実にすることである。

溝３２及び３４の断面の形状は、溝の深さがその幅より大きい長方形でであってもよいし、その幅が深さより大きい正方形であってもよい。溝３２及び３４の目的は、ブラインドリベットナット１０を取り付ける（挿入する）ときに応力集中を与えて、迅速で制御された予測可能な材料の変形を可能にし、したがって、該ブラインドリベットナット１０とこれが取り付けられている材料シート２６との間に良好な把持が得られるようにするのを確実にすることである。ブラインドリベットナット１０の本体１２を構成する材料が、取り付け工具（図示せず）の軸方向荷重下で変形すると、材料２６の厚さに応じて、溝３２及び３４の一方又は両方の材料が変形する。
２つの溝が示されるが、溝の数はもっと多くてもよく、より大きな加工物厚の変化に対応するように増やしてもよい。ブラインドリベットナット１０の本体１２に溝を付けるこの技術は、六角形ではないリベット本体又は円形ではないリベット本体に適用することもできる。ブラインドリベット１０の本体１２に沿った溝の位置及び間隔は、特定の適用例に適合させるためのものであるが、各々の寸法を、特定の適用例のために変更してもよい。典型的には、ブラインドリベットナット１０のこの好ましい実施形態は、２ｍｍの把持範囲を有するのに対し、通常のブラインドリベットナットの把持範囲は、典型的には、約１ｍｍである。

図４はブラインドリベットナット１０の上方部分を示し、通常のものより大幅に大きいフランジ１４を詳細に示す。例えば、フランジ１４の直径は２０ｍｍから３０ｍｍとすることができるが、標準的な１３ｍｍ直径ではなく、およそ２３ｍｍ直径であることが理想的である。フランジ１４の下側は、一方が、本体１２の当接部から凹部２０の内径まで延びる面１５によって定められる角度区域と、他方が、該凹部２０の外径と間隙４０により定められる異なる厚さのフランジ１４の外径との間で定められる環状区域１７との２つの区域に分けられる。間隙４０の目的は、凹部２０が充填されたときに、シール１８を、圧力下で、該間隙４０から押し出すのを可能にして、図５Ａに示されるように、加工物材料に対する面１５のシーリング及び金属対金属の接触の両方を可能にすることである。

Ｏリングシール１８は、Ｎｅｏｐｒｅｎｅ（商標）のようなゴム状材料又は同様のエラストマー材料から作られる。シールの形状はＯリングのような円形の断面であってもよいし、さらに、材料が凹部を越えて、フランジ１４の下側表面の上に十分に押し出されて、フランジ１４と加工物２６との間に耐水浸入シールを形成するように平らなものであってもよい。

ここで、本発明の理解をさらに助けるために、ブラインドリベットナット１０の挿入（取り付け）方法を簡単に説明する。
ブラインドリベットナット１０が、取り付け工具（図示せず）のマンドレル上にねじ込まれて、１つ又はそれ以上の加工物２６に形成された穴２４又は各々の穴２４の中に押し込まれる。これは、次いで、ブラインドリベットナットのフランジ１４を取り付け工具（図示せず）のノーズピース上に支持して、マンドレル及び協働するブラインドリベットナットのねじ付き部分１６を加工物２６のブラインド側方向に引き込むことにより、通常の方法で取り付けられる。この工程において、ねじ付き部分１６に隣接するブラインドリベットナット１０の本体１２の部分がつぶれて、半径方向に拡がる領域がフランジ１４とは反対側にある材料又は加工物２６に形成される。ブラインドリベットナット本体の半径方向の拡がりは、さらに、加工物２６の穴２４の中でも生じ、これにより、穴の充填が可能になり、接合部の一体性が増加する。取り付け工程中には、リベットナットの一部を永久変形させて、加工物２６の下側を把持するようにするのに十分な力がかけられ、したがって、密接な面対面の接触がもたらされる。典型的な取り付けにより、最大及び最小の把持厚で取り付けが与えられることが分っている。

ブラインドリベットナットの本体に２つ以上の溝があり、最小のシート厚を取り付ける場合には、１つ以上の半径方向の取り付けによる膨らみが示されることになるのを理解できるであろう。
本発明は、単なる一例に過ぎないものとして説明され、本発明の範囲から離れることなく、実施形態に対して変更を加えてよいことが理解されるであろう。

ブラインドリベットナットの側面図である。 Ｏリングシールの進行する変形を概略的に示す。 Ｏリングシールの進行する変形を概略的に示す。 Ｏリングシールの進行する変形を概略的に示す。 図１の上方からの平面図である。 図２の線Ａ‐Ａに沿った部分断面図である。 半円形の溝の代替的な実施形態を示す、異なるブラインドリベットナットの部分断面図である。 正方形の溝の代替的な実施形態を示す、異なるブラインドリベットナットの部分断面図である。 長方形の溝の代替的な実施形態を示す、異なるブラインドリベットナットの部分断面図である。 図１のブラインドリベットナットの上方部分及び陥凹フランジの部分断面図を示す。 単一の材料シートにおけるブラインドリベットナットの部分断面図である。 Ｏリングシールの変形を示す図５の分解部分断面図である。 幾つかの材料シート又はより厚い材料シートにおけるブラインドリベットナットの部分断面図である。

符号の説明

１０：ブラインドリベットナット
１２：本体
１４：フランジ
１５：下側面
１６：ねじ付き部分
１７：環状区域
１８：Ｏリングシール
２０：凹部
２２：六角形の形態
２４：孔
２６：加工物
３２、３４：溝
４０：間隙

Claims (16)

1. 実質的に中空で長手方向軸を有する細長い本体（１２）と、前記軸に対してほぼ直角の平面に形成されたフランジ（１４）とを備えた、１つ又はそれ以上の材料層（２６）に形成された孔（２４）に挿入するためのブラインドリベットナット（１０）であって、前記本体（１２）には、少なくとも１つの脆弱ライン（３２、３４）があり、使用中に、該本体（１２）が前記少なくとも１つの脆弱ライン（３２、３４）において又はその周りで変形して、前記ブラインドリベットナット（１０）と前記材料層（２６）又は各々の材料層（２６）との間の把持が高められるようになったことを特徴とするブラインドリベットナット。
2. 前記フランジ（１４）がシール（１８）を受け取るようにされたことをさらに特徴とする請求項１に記載のブラインドリベットナット（１０）。
3. 前記脆弱ライン（３２、３４）又は各々の脆弱ライン（３２、３４）が、前記ナット（１０）の前記本体に形成された溝の形態であることをさらに特徴とする請求項１又は請求項２に記載のブラインドリベットナット（１０）。
4. 前記溝（３２、３４）又は各々の溝（３２、３４）が、前記ブラインドリベットナット（１０）の前記本体（１２）の六角形部分（２２）に形成されたことをさらに特徴とする請求項３に記載のブラインドリベットナット（１０）。
5. 前記溝がＶ字形態であることをさらに特徴とする請求項３又は請求項４のいずれか１項に記載のブラインドリベットナット。
6. 前記Ｖ字形態の溝が切断される角度が、４０°より大きく、８０°より小さいものであり、好ましくはほぼ６０°であることをさらに特徴とする請求項５に記載のブラインドリベットナット。
7. 前記ブラインドリベットナット本体の中にＵ字形態の溝が形成されたことをさらに特徴とする請求項３に記載のブラインドリベットナット。
8. 前記脆弱ライン（３２、３４）又は各々の脆弱ライン（３２、３４）が、前記ナット（１０）の前記本体（１２）に形成されたチャネル形態であることをさらに特徴とする請求項１に記載のブラインドリベットナット。
9. 前記ブラインドリベットナット本体の中に複数の溝が形成されたことをさらに特徴とする請求項１に記載のブラインドリベットナット。
10. 前記ブラインドリベットナット本体がシリンダ形態であることをさらに特徴とする請求項１に記載のブラインドリベットナット。
11. 実質的に中空で長手方向軸を有する細長い本体（１２）と、前記本体（１２）の第１端に形成されたフランジ（１４）とを備え、前記フランジ（１４）は、第１部分が除去されてシール（１８）を受け取る凹部（２０）を形成して、ブラインドリベットナット（１０）であって、第２部分（４０）が前記フランジ（１４）から除去され、使用中に、前記シールが前記第１部分（２０）から横方向に変形して、シールが前記第２部分（４０）に形成され、より大きいシーリング面が生成されるようになったことを特徴とするブラインドリベットナット（１０）。
12. 前記第２部分（４０）が、前記シール（１８）に対応するように前記フランジ（１４）の周辺領域に形成された環状凹部であり、これにより、該フランジ（１４）の周囲付近まで延びるシールが形成されるようになったことをさらに特徴とする請求項１１に記載のブラインドリベットナット（１０）。
13. 前記シール（１８）が前記フランジ（１４）の縁の周りに成形されたことをさらに特徴とする請求項１１に記載のブラインドリベットナット（１０）。
14. フランジ（１４）と本体（１２）とを有し、前記本体（１２）の長さに対する前記フランジ（１４）の直径の比率が０．７５より大きく、好ましくは０．８５より大きいブラインドリベットナット（１０）
15. 請求項１から請求項１４までのいずれか１項に記載の前記ブラインドリベットナット（１０）により互いに保持された複数のパネル（２６）。
16. 図を参照して実質的にここで説明されたブラインドリベットナット（１０）。

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