JP2006528554A - 改善されたブラインドファスナ及び取り付け方法 - Google Patents

Abstract

ブラインドリベット（１０）のブラインド側端面を加工物（３０）に対して押圧し、次に、該加工物（３０）と当接した状態にしながら該ブラインドリベット（１０）の回転（４１）を行い、該加工物に加熱脆弱化領域を形成するステップを含み、これにより、こうしたブラインドリベット（１０）によって加工物（３０、３２）の穿孔を行うのに通常必要とされる押圧力より小さい押圧力によって、引き続きブラインドリベットを挿入することができるようになる、少なくとも２つの加工物（３０、３２）を互いに連結する方法が、ここに開示される。
【選択図】図１

Description

本発明は、加工物を通して挿入し、該加工物の一方の側から実行される取り付け作業によってそこに固定することができる種類のブラインドファスナに関する。より具体的には、本発明は、ファスナの管状本体を圧縮し変形させて、該加工物を、該本体の変形された部分と半径方向に延びるフランジとの間で圧縮することにより、取り付け作業を行う引張型マンドレルを用いるブラインドファスナと、これらファスナを取り付け、これにより加工物を連結する方法とに向けられる。幾多のブラインドファスナの変形体が周知であるが、最も一般的に入手可能なものは、一例として、登録商標ＰＯＰ（登録商標）のもとで本出願人が販売しているブラインドリベットである。

従来のブラインドリベットは、固定されるべき適切な加工物の両側へのアクセスが困難な領域又は不可能な領域に用いられる。次に、従来のブラインドリベットを加工物内に予め成形された穴を通して挿入し、続いてこうしたリベットのマンドレルに適用される圧縮力によってリベット本体を圧縮して該リベット本体を穴の中で拡大させ、また、該加工物のブラインド側に圧縮された接合部を形成し、該加工物をこうした変形された本体とマンドレル頭部との間で圧縮する。リベット本体はマンドレルによって圧縮されるので、該リベット本体が穴の中で拡大し、頑丈な接合部が達成され、加工物部分が引っ張られて互いに緊密に接触するようになる。従来のブラインドリベットは、加工物材料内に前もって準備された穴を必要とする。この結果、穴の位置合わせの困難さに起因して、及び／又は、穴の公差の蓄積作用の結果として、これらの穴が良好なブラインドリベットの使用のために指定されるものより大きくなることが頻繁に起こる。これは、特に自動車本体に用いられる比較的薄い材料の大きな加工物には一般的なことである。さらに、従来のブラインドリベットは、必要な穴の充填及びより大きい穴におけるクランプ性能の達成に困難を来たすことがあり、穴が互いに重なることに起因して、加工物を通してリベットを挿入する際の困難も伴う。特に接合部が振動又は撓みに曝され、リベットが良好な穴の充填及びクランプを達成できない場合には、加工物部分が互いに対して動き始め、きしみやがたつき又は穴の撓みさえ生じることがある。

こうした問題に対処するための１つの試みは、本出願人が保有する先の英国特許すなわち英国特許第１，４８４，２５９号に開示される自動穿孔ブラインドリベットの開発であった。ここで、ブラインドリベットには、加工物を貫通する穿孔作業を行うために、高速回転され、加工物と接触させられるマンドレル頭部に組み込まれた適切なドリル尖端が設けられる。この自動穿孔ブラインドリベットを用いて穴が穿孔されると、こうした穴を通して該自動穿孔ブラインドリベットを押し込み、従来の方法で取り付けることができる。しかしながら、こうした自動穿孔ブラインドリベットの重大な欠点は、これらの製造に費用がかかり、マンドレル頭部の上に特殊な切削端を形成する必要があり、さらに高価な適用工具を使用する必要があることである。こうした自動穿孔ブラインドリベットの更なる欠点は、穿孔作業の際、穿孔による小さい切り屑が生じることであり、密封された容器内又はアクセスが困難な領域内で生成された場合、完成品内に破片が残ることがある。

第２に、自動穿孔ブラインドリベットの取り付け後、突出するドリル尖端が保持されるマンドレル頭部上に残り、鋭利で潜在的に危険な突起部を形成し、このことは、多くの場合、危険を呈する。

更に、予め成形された穴を必要とする形式で加工物を互いに保持するためのブラインドリベットを使用することに代わるものとして、半管状の形態により特徴付けられ、前もって準備された穴なしで２つの加工物を互いに固定するために用いることができる自動穿孔リベットが開発された。これらの自動穿孔リベットは、加工物の両側へのアクセスを必要とし、その状態で、単一のリベットを、第１の加工物に貫通させ、第２の加工物材料に対しては、これに貫入するが貫通はしない状態にし、該第２の刊行物好物材料内で拡大して２つの加工物を互いに固定するように構成することが可能である。しかしながら、こうした作業は、取り付け作業の前に加工物材料を確実に互いにクランプすることを必要とするもので（そのため、加工物の両側へのアクセスを必要とする）、下方の加工物材料の厚さの範囲内内で自動穿孔リベットの十分な変形が生じたかどうかを検知する視覚的手段がないので、良好な接合部が形成されたかどうかを判断することも非常に困難である。また、加工物厚が薄く、一般に１ｍｍより少ないか又は２ｍｍより少ない結合された厚さである場合、自動穿孔リベットが、これらの材料を貫通することなく、満足のいく接合部を達成するのは困難である。非金属の材料、特にプラスチック材料が用いられる場合には、自動穿孔リベットを適用することもできない。

したがって、予め成形された穴を必要とすることなく、ブラインドファスナを用いて、当該技術分野における上述の問題を緩和する形で、２つ又はそれ以上の加工物を互いに固定する方法を提供することが、本発明の目的である。更なる目的は、こうした新規な方法に用いるためのブラインドファスナを提供することである。

本発明によると、最初に少なくとも２つの加工物を当接状態に配置し、ブラインドリベットのブラインド側端面を該加工物の第１のものに対して位置決めし、そこに押圧力を適用して該リベットを該加工物と係合状態に維持し、押圧力を維持しながら一定速度で該リベットを回転させ、押圧力を用い、結果として加熱され脆弱化された加工物を通して回転ブラインドリベットを駆動し、挿入されたリベットの回転を停止し、加工物がリベット本体の変形された部分とそのフランジ部分との間で圧縮される状態になるようにブラインドリベットを締め付けるステップを含む、ブラインドリベットを用いて少なくとも２つの加工物を互いに連結する方法が提供される。当接状態が保持されるとき加工物に当接するリベット本体の回転に対する摩擦抵抗は、接触領域の周りに局所発熱を生じさせ、加工物を脆弱化するように働き、押圧力が、こうした脆弱化された材料を通してブラインドリベットを押し込むのに十分なものとなることを可能にし、これにより加工物を通してリベットを押し込むのに必要な力が最小になり、該リベットの挿入領域において加工物が変形する可能性が減少され、緩和される。

リベットは、少なくとも２００ｒｐｍの速度で回転されることが好ましい。
押圧力は、脆弱化されていない加工物を貫通してブラインドリベットを押し込むのに必要とされるものより小さくなくなるように予め定められることが好ましく、低炭素鋼加工物の場合、この押圧力は、４ｋＮから８ｋＮまでの間であることが好ましい。アルミニウムの場合、この押圧力は、２ｋＮから６ｋＮまでの間である。
これらの力は、従来の加工物を貫通してブラインドリベットの通常の移動を行うには不十分なものである。

加工物と当接状態にあるリベットの回転速度は、３００ｒｐｍから１，０００ｒｐｍまでの間である。
回転するリベットと加工物との間の摩擦抵抗を増大させるために、この方法は、ブラインド側端面が摩擦係合及びこうした相対的回転による熱生成を高めるように働き得る摩擦面を含むブラインドリベットを用いることができる。

好ましくは、この方法は、リベットの断面積より小さい接触面積をもつ加工物係合部分を備えたブラインド側端面を有するブラインドリベットを使用し、これにより押圧力を介してリベットが加工物に及ぼす圧力が増大される。こうしたブラインドリベットには、通常、テーパ状又は切頭円錐形のブラインド側端面が設けられる。
ブラインドリベットを回転させ、続いてこれを取り付けるステップは、同じ工具すなわち専用回転ブラインドリベット取り付け工具を用いて実行できることが好ましい。このことは、１ステップの挿入及び取り付け作業を可能にし、よって、最初に穴を予め穿孔し、次にブラインドリベットを挿入し取り付ける、これまでの方法と比較すると、２つの加工物を互いに連結する際の時間よって関連した費用を著しく減少させる。

さらに、本発明によると、リベットの長手方向軸線と同軸に配置された放物線状に湾曲されたブラインド側端面を有する、上述の方法に用いるためのブラインドリベットも提供される。代替的に、リベットの長手方向軸線と同軸に配置された切頭円錐形ブラインド側端面を有し、好ましくはこうした切頭円錐形端面から同軸に延びる細長い円筒形突起部を有する、上述の方法に用いるためのブラインドリベットも提供される。
これらのブラインドリベットのいずれも、ブラインド側端面がマンドレル頭部上に形成され、こうしたリベット本体を超えて延びる開放端のリベット本体か、又は代替的に、ブラインド側端面がリベット本体の閉鎖端上に形成される閉鎖端のリベット本体を含むことができる。

さらに、本発明によると、こうした端面に摩擦面が設けられる加工物係合ブラインド側端面を含むブラインドリベットが提供される。
ここで、本発明の好ましい実施形態が、単なる例として、以下の例証としての図面を参照して説明される。

本発明は、ブラインドファスナ、特定的にはブラインドリベットを、予め準備された穴を持たない加工物材料に挿入する、特有で新規な手段に向けられる。最も簡単な形態において、本発明の狙いは、リベットを利用し、該リベットを回転させることでそれ自体の穴を生成し、同時に加工物に対してリベットに圧力を加えることによって達成される。リベットと加工物の表面との間の摩擦を克服する作業によって、リベットの回転により熱が生成され、この熱は、接触領域において局所的に加工物材料を柔らかくするか又は該加工物材料の強度を減少させ、脆弱化された加工物を通してずっと低い荷重のもとでリベットを挿入できるようになる。このことは、静止マルチヘッドリベット取り付け機械にアタッチメントを用いて、又は、リベットを回転する手段と、さらにこうしたブラインドリベットを回転後に締め付ける手段との両方を組み合わせて有する特殊用途の手持ち式工具によって達成することができる。

ここで図１を参照すると、ここで、本発明の基本的な作動及び原理が示される。リベット軸線（Ａ）を中心に同心円状に配置され、均一の外径を有する、ほぼ円筒形の管状本体（１２）を含む通常のブラインドリベット（１０）が示される。こうしたリベット本体の前端には、本体（１２）のものより大きい外径を持つ半径方向に延びるフランジ部分（１４）が設けられる。このフランジ部分は、リベット軸線（Ａ）に対しほぼ垂直に延びる半径方向の肩部分（１６）を形成する。リベット・マンドレル（１８）は、リベット軸線（Ａ）を中心にほぼ同軸になるように円筒形本体（１２）を通り、通常はリベット本体の内径内に密接に摩擦嵌合した状態で受けられる、円筒形マンドレル・ステム（２０）を含む。マンドレル（１８）の遠隔端部には、マンドレル・ステムより大きい直径を有するマンドレル頭部（２２）が設けられ、このマンドレル頭部の直径は、リベット本体（１０）の外径とほぼ等しいか又はこれよりわずかに大きい。肩部分がマンドレル頭部とマンドレル・ステム（２０）との間に形成され、この肩部分は、マンドレル頭部（２２）から遠い方のリベット本体（１２）の長手方向末端部分（２４）に着座し、これと当接する。これは、標準的なブラインドリベット構成であり、当業者には容易に理解されるものであり、ここで詳細に説明する必要はない。さらに、マンドレル・ステム（２０）には、所定の荷重のもとで、所定の位置における取り付け作業の際に該マンドレル・ステムを破断することができる、脆弱化されたネック部分、即ち狭いネック部分が設けられる。取り付け作業を以下に簡潔に説明する。

この種のブラインドリベット（１０）は、こうした加工物の遠隔側すなわちブラインド側へのアクセスが多くの場合困難であるか又は不可能である、２つ又はそれ以上の加工物を互いに連結するために用いられるものである。こうしたアクセスできない加工物の例としては、はしごの段又は踏み板の形態である第１の加工物を、家庭用踏み台組立体の一部として、アルミニウムの箱型断面部材に接続する場合がある。箱型断面部材は、その内面へのアクセスが可能でなく、よって、どんなファスナも外部からの係合によって固定することしかできない。このことは、はしごの踏み板が加工物（３０）として概略的に示され、箱型断面部材の部分断面が参照符号（３２）で示される、図１に概略的に示される。

第１の加工物（３０）が配置され、アクセスできない第２の加工物（３２）に対して正確に位置合わせされた状態で、リベット（１０）のブラインド側、特に本実施形態においてはマンドレル頭部（２２）が該第１の加工物（３０）と係合するように移動され、矢印（４０）で概略的に示されるように適切な係合力が適用され、該リベット頭部（２２）が該加工物（３０）に係合させられる。リベットに適用され、該リベットを加工物に対して係合状態に維持する押圧力として効果的に働く係合力は、以下に説明されるように加工物が脆弱化されたとき、続いて該加工物を通して該リベットを押し込むことを可能にするのに十分であるが、脆弱化されていない条件のもとでは該加工物を通してブラインドリベットを移動させるのには不充分であるように、予め定められる。また、ブラインドリベットの領域において加工物が不当に変形するのを回避するように、押圧力が予め選択されることも好ましい。したがって、押圧力は、２ｋＮから１０ｋＮまでの間であることが好ましい。この押圧力は、４ｋＮから８ｋＮまでの間であることが好ましく、もちろん異なる加工物材料によって変わる。例えば、アルミニウム加工物の場合、押圧力は２ｋＮから６ｋＮまでの範囲とし、プラスチック材料の場合、こうした押圧力は２ｋＮから４ｋＮまでの範囲とすることができる。明らかに、異なる材料及び材料のグレード並びに厚さにより、回転速度及び押圧力の選択が決まる。

図１に示される実施形態において、マンドレル頭部（２２）は、適切な回転ブラインドリベット締結に適するように修正されている。事実、マンドレル頭部全体の断面積より小さい断面の端面を有する接触突起部（４２）が設けられる。明らかに、ブラインドリベットと加工物との間の接触断面積が小さい程、リベット（１０）によって該加工物に適用される圧力が増大する。本実施形態においては、マンドレル頭部の断面積全体の１０％から５０％までの間の断面積を有する遠隔端突起部（４２）が設けられる。

マンドレル頭部が加工物に対して摩擦係合させられた状態で、次に、マンドレルは、１分当たり少なくとも２００ｒｐｍ回転の速度で回転させられる（図１の矢印４１で示される）。実際の回転速度は、リベット及び加工物の両方に用いられる材料によって決まり、３００ｒｐｍから１０００ｒｐｍまでの範囲のいずれかとすることができ、４００ｒｐｍから８００ｒｐｍまでの範囲であることが好ましい。リベットのマンドレル頭部と加工物との間の摩擦抵抗のために、回転速度が高い程、熱生成が大きい。本出願人にとってさらに驚くことは、加工物の適切な脆弱化をもたらす十分な熱を生成するためには高い回転速度が有効であるが、２００ｒｐｍといった極めて低い回転速度で、同様な満足のいく加工物の脆弱化を達成することができるということである。

リベットを回転させる結果として生成される熱は、局所的に該リベットと係合する領域において、加工物材料（３０）を柔らかくするか又はその強度を減少させるように働くので、加工物を通して穴を開けるのに通常必要とされる力よりかなり低い挿入力のもとで、この脆弱化された材料を通して、リベットを挿入することができる。加工物（３０）と加工物（３２）とが近接し、かつ、係合しているために、２つの加工物間の伝導によって伝えられる熱の伝達が、外側加工物（３０）及び内側加工物（３２）の両方を脆弱化するように働き、自動突き通し作業においてこの脆弱化された材料を通してリベットを押し込むことが可能になる。この突き通し作業は、リベット本体と加工物との間の小さい接触領域が及ぼす高い圧力によって増強される。

図２に示されるように、マンドレル頭部（２２）が両方の加工物（３０、３２）に突き通された状態になると、挿入力（４０）は、フランジ部分（１４）の肩部（１６）が外側加工物（３０）と当接するまで、これらの加工物内に新しく成形された穴を通してブラインドリベット（１０）を動かし続けるように働く。この位置において、リベットは、最初にリベット本体（１２）の回転を止め、次に、適切な締付け工具を用いてフランジ部分（１４）を加工物（３０）と係合状態に維持しながら、締め付け力（４６）（図１に示されるような）をマドレル・ステム（２０）に適用することによって、通常のブラインドリベット取り付け作業でリベットを取り付けることができる。次に、この締め付け力は、リベット本体（１２）がこうした圧縮力のもとで通常の手法におけるようにつぶされるまで、マンドレル頭部（２２）を通して該リベット本体の末端部分に圧縮力を及ぼし、この圧縮力は、加工物（３０、３２）のブラインド側に該リベット本体の変形した部分（５０）を形成し、この種のブラインドリベットにおいては一般的であるように、該加工物（３０）及び（３２）を、こうした変形された部分（５０）とフランジ部分（１４）との間で圧縮するように働く。加工物（３２）の後部により与えられる抵抗のために、マンドレル頭部はそれ以上移動できないので、締め付け力（４６）を引き続き適用すると、通常のように、マンドレル・ステムが所定の破断ネック部分（図示せず）で破断するまで、マンドレル・ステム（２０）にかかる応力が増大する。リベット（１０）がこの標準的な方法で取り付けられると、用いられるブラインドリベットの特有の性質及び設計に応じて、マンドレル頭部をリベット本体（１２）から取り出すか又はそこに保持することができる。同じく、どちらの選択肢もブラインドリベットの技術分野において通常のことであり、この広い本発明の概念内に含まれると考えられる。

このようにしてブラインドリベットを取り付ける方法の特定の利点は、リベットに作用させ、加工物（３０）及び（３２）を通してリベットを押し込む必要がある挿入力（４０）は、加工物の脆弱化がこうしたリベットの回転により結果として生じた熱によって達成されなかった場合に関連したものと比べて、かなり減少されることである。このことにより、こうしたブラインドリベットが用いられる分野、特に自動車産業において極めて望ましくない、取り付けられたリベットの領域における加工物の変形が著しく減少され、緩和される。

さらに、本発明においては、ブラインドリベットを回転させる作業も、加工物を通して挿入して従来のブラインドリベット取り付け作業を行うこともできる、適切な取り付け工具を用いて行うことが好ましい。しかしながら、本発明は、最初にブラインドリベットの回転及び加工物への挿入を可能にし、続いて第２の及び別個のブラインドリベット取り付け工具を用いて取り付け作業を行うことができる、専用の回転工具の利用にも等しく適用可能である。

さらに、ブラインドリベットの特定の設計が、この回転リベット取り付け作業に用いるのに有利であることが分かった。図３を参照すると、特定の設計構成として３つのブラインドリベットの変形（７０、８０、９０）が示されており、これらの各々は、特定の作業に有利な特定の回転リベット取り付け特性を示すものである。特に、本実施形態においては、マンドレル頭部（２２）を含むリベット（７０、８０、９０）の加工物係合端面には、回転リベット締結に用いられるときに各々が特定の有利な機能を有する特有の形状が与えられる。リベット（７０）のマンドレル頭部（２２）には、ほぼ放物線状に湾曲した端面と、この特定の実施形態においては、双曲線状に湾曲した断面形状とが与えられる。このことは、最初の回転可能な係合の際にリベット頭部と加工物との間に非常にわずかな初期接触面積を提供し、そのため、こうした双曲線状の曲線により生成される形状は、最初に、接触点に熱の生成が集中し、次に、軍事用弾丸が材料を通過するのと類似した方法で、相対的に柔らかくされた加工物材料が湾曲面を通過するときに迅速な挿入を行う。加工物とこのリベットとの間の狭い接触面積から生じる、挿入の際に該リベットに適用される最小の力から及ぼされる非常に高い圧力によって、この穿孔動作が増大される。この種のリベットは、特定の形態の硬質プラスチック、例えば、ガラス強化材料のようなより可塑性の薄板材料に適している。

リベット（８０）として示される実施形態には、より広い点面積にわたって熱を生成し、よって、広い面積にわたって加工物材料を柔らかくする、切頭円錐形マンドレル頭部が設けられ、この切頭円錐形マンドレル頭部もまた、マンドレル頭部（２２）のこの円錐面の通過中に加工物の両縁部に係合する円錐面（８１）の次の係合から生じる、リベットの回転の結果生成される熱を生成し続ける。この種のリベットは、より厚く可塑性が低い材料に用いるのに有利であり、かつ、適しており、より柔らかいプラスチック材料にも適している。

リベット（９０）として示される実施形態は、図１に示されるものに実質的に対応するが、これには、通常は円筒形構成である中央の同軸切頭部分（９２）をもつほぼ円錐形の外面（９１）を有するマンドレル頭部がさらに設けられる。この中央切頭部分（９２）を用いて、局所的熱源又は溶融金属点さえ生成することができ、より厚く可塑性が低いシート材料に適している。また、こうした挿入の際にリベットの回転が続けられるとき、マンドレル頭部が加工物を通過し、形成された穴の周囲の周りで該加工物に係合するので、該マンドレル頭部（９１）の円錐形の外側部分が熱を生成し続ける。

これらの特定のリベット設計は、前に説明されたこの回転リベット締結方法に用いるのに有利なものであるが、これらは、作業に必須のものではなく、如何なる形態のマンドレル頭部も、加工物との回転係合により熱を生成し、こうした加工物を柔らかくすることが可能であり、通常、穿孔に関連し、これに必要なものより低い力でリベットを駆動することが可能になる。

本発明の付加的な特徴は、マンドレル頭部又はリベット本体の端部に係合する加工物上に適切な研磨性の面を設け、取り付け作業時のリベットの回転に対する摩擦抵抗を高め、これにより熱生成を著しく高めることができるというものである。さらに、研磨性の面は、研磨し、腐食するように働き、加工物内に脆弱区域を生成し、そこを通るリベットの挿入も助ける。こうした研磨性の面の例は、マンドレル頭部の上へのカーボランダム又はダイアモンドの粉末のような相対的に硬い材料の取り付けとすることができ、或いは適切なハッチング又は他の外面の粗面処理を有する加工硬化したマンドレル頭部を生成することによって簡単に達成することもできる。リベット本体に対して、マンドレル、よってマンドレル頭部が別個の構成になっているので、異なる材料を用いて、異なるテキスチャ仕上げ及びマンドレル頭部の硬さを達成して摩擦抵抗を高め、これにより適切なつぶれ及び取り付けを行うのに必要なリベット本体の可塑性又は強度に影響を与えることなく、回転時に加熱が行われるようにすることができる。

ここで図４を参照すると、従来の「Ｃ」型フレームに取り付けられた静止型ブラインドリベット挿入工具の概略的な例が示される。こうした「Ｃ」型フレーム（６０）は、一方のアーム（６２）が回転可能なリベット取り付け頭部（６４）を支持し、「Ｃ」型の第２の下部アーム（６６）が複数の加工物のための適切な支持を提供する（（６８）で概略的に示される）通常の設計のものである。こうした静止型リベット挿入工具は、製造ライン上で用いられるものであるので、これらは、通常のブラインドリベット供給機構（７０）に連結することが可能であり、これら供給機構は当該技術分野内で標準的なものであり、従来の振動ボール型供給装置からエスケープメントを介して従来のブレース路に沿って該リベット供給機構に複数のブラインドリベットを運ぶことができ、取り付け頭部（６４）によって通常の方法で容易にアクセス可能であるということを除き、ここで詳細に説明する必要はない。取り付け頭部（６４）は、適切に前進挿入を行うために、通常の主ラム（７６）を用いて、加圧空気によって通常の方法で駆動される。回転取り付け頭部（６４）は、取り付け作業の前にブラインドリベットの回転を行う組合せ手段を提供し、前述のように、主ラム（７６）は、リベットを加工物（６８）との摩擦係合状態に維持する適切な挿入力を提供する。上述のように回転力と前進力を組み合わせて適用することによって、リベット（７４）が加工物を通して挿入された状態で、取り付け頭部は、有効なブラインドリベット取り付け作業が通常の方法で実行される間、さらに移動しないように抑制される。

前述の方法でブラインドリベットを回転させ、引き続き取り付けも行うことができるブラインドリベット取り付け工具の特定の例が、本出願人の先の英国特許第１，４８４，２５９号に明確に説明されており、この特許は、この刊行物に開示される特定の工具の技術的説明及び図面を引用により本明細書に組み込むものとして考えられており、ここに詳細を説明する必要はない。しかしながら、回転可能なブラインドリベットの取り付け工具のこの例は、単なる例としてのみ与えられるものであり、多くの変形が可能であることが理解されるであろう。こうした組合せ回転取り付け工具は、単に、従来の取り付け工具構成のノーズピースを必要とするだけであり、マンドレル係合ジョーが、取り付け作業の際、該マンドレル係合ジョーの取り付け移動前に回転可能である。さらに、英国特許第ＧＢ１，４８４，２５９号に示される手動又は手持ち式取り付け工具は、操作者が十分な挿入力を適用してブラインドリベットが加工物と係合した状態を維持し、回転の際に摩擦力を生成することを可能にするが、図４に示されるもののような固定リベット取り付け構造体が用いられる場合には、挿入力を取り付け工具に適用するのに適切な油圧式又電動式モータ手段が十分なものであることが理解されるであろう。

さらに、本発明は、ここに説明されるブラインドリベットの特定の設計に制限されるものではない。特に、本発明は、如何なる形態のブラインドファスナにも等しく適用可能であり、具体的には、マンドレル頭部がリベット本体の長手方向の末端面を超えて延びず、その中に保持されるようになった、閉鎖型ブラインドリベットのような他の種類のブラインドリベットを含むこともできる。こうした実施形態において、こうしたブラインドリベットの末端の閉鎖端面は、回転の際に加工物と摩擦係合するための接触面を提供し、これにより、こうした摩擦係合が十分な熱を生成し、柔らかくされた加工物を通してリベットが駆動されることを可能にする。ここで、端面は、単に平坦で、リベット軸線に垂直なものであってもよく、又はテーパ状にしてもよく、或いは図３に示されるマンドレル頭部の形状に類似した形状にしてもよい。マンドレル頭部がリベット本体内に保持される位置では、マンドレルと該リベット本体との間の摩擦係合は、多くの場合、加工物に対して回転する際に、マンドレル・ステムを通して回転力を該リベット本体に伝えるのに十分なものである。しかしながら、マンドレル・ステムとリベット本体との間のこうした係合は、該リベット本体の内部断面形状とマンドレル・ステムの外部断面形状とを、回転の際に該マンドレル・ステムと該リベット本体とを、摩擦係合ではなく、積極的な係合を形成する幾何学的形状とすることによって増強することができる。例えば、マンドレル・ステムを正方形にし、これがリベット本体の対応する形状及びサイズの正方形アパーチャ内に受けられるようにすることができる。同様に、マンドレル・ステムの断面形状は、三角形、正方形、又は他のいずれかの形態の幾何学形状となるような幾何学的形状にして、リベット取り付け工具とマンドレル・ステムの把持ジョーとマンドレル・ステムとの間により積極的な係合を提供するようにすることができる。回転力を適用し、前述の方法に用いるためのブラインドリベットの回転を行うために、こうした把持工具が用いられる。

本発明によるブラインドリベットの回転及び挿入を概略的に示す側面図である。 図１のブラインドリベットが取り付けられた状態を示す側面図である。 図１に示され、説明される方法を用いて挿入されるブラインドリベットの３つの変形形態設計の側面図である。 本発明の方法を用いるブラインドリベット取り付け工具の側面図である。

Claims (19)

1. ブラインドリベットを用いて少なくとも２つの加工物を互いに連結する方法であって、
   前記少なくとも２つの加工物を当接状態に配置し、
   ブラインドリベットのブラインド側端面を前記加工物の第１のものに対して位置決めし、押圧力を適用して前記リベットを該加工物と係合状態に維持し、
   前記押圧力を維持しながら一定速度で前記リベットを回転させ、
   前記押圧力を用い、結果として加熱され脆弱化された加工物を通して前記回転ブラインドリベットを駆動し、
   前記挿入されたリベットの回転を停止し、前記加工物がリベット本体の変形された部分とフランジ部分との間で圧縮される状態になるように前記ブラインドリベットを締め付ける、
   ステップを含むことを特徴とする方法。
2. 前記ブラインドリベットが少なくとも２００ｒｐｍの速度で回転されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記押圧力は、前記ブラインドリベットが脆弱化されていない加工物を貫通するのに必要とされるものより小さく定められることを特徴とする請求項１又請求項２のいずれかに記載の方法。
4. 前記押圧力が２ｋＮから１０ｋＮまでの間であることを特徴とする前記請求項のいずれかに記載の方法。
5. 前記押圧力が４ｋＮから８ｋＮまでの間であることを特徴とする請求項４に記載の方法。
6. 前記リベットが、３００ｒｐｍから１０００ｒｐｍまでの間の速度で回転されることを特徴とする前記請求項のいずれかに記載の方法。
7. 前記ブラインド側端面が摩擦面を含むブラインドリベットを用いることを特徴とする前記請求項のいずれか１項に記載の方法。
8. 前記リベットの断面積より小さい接触面積を有する加工物係合部分をもつブラインド側端面を有するブラインドリベットを用いることを特徴とする前記請求項のいずれか１項に記載の方法。
9. テーパ状又は切頭円錐形のブラインド側端面を有するブラインドリベットを用いることを特徴とする請求項８に記載の方法。
10. 前記ブラインドリベットを回転させ、取り付ける前記ステップが、同じ工具を用いて実行されることを特徴とする前記請求項のいずれか１項に記載の方法。
11. 前記リベットの長手方向軸線と同軸に配置された放物線状に湾曲されたブラインド側端面を有することを特徴とする請求項１から請求項１０までのいずれか１項に記載の方法に用いるためのブラインドリベット。
12. 前記リベットの長手方向軸線と同軸に配置された切頭円錐形ブラインド側端面を有することを特徴とする請求項１から請求項１０までのいずれか１項に記載の方法に用いるためのブラインドリベット。
13. 前記切頭円錐形端面から同軸に延びる細長い円筒形突起部を有することを特徴とする請求項１２に記載のブラインドリベット。
14. 前記ブラインド側端面がマンドレル頭部上に形成され、前記リベット本体を超えて延びる開放端のリベット本体を含むことを特徴とする請求項１１から請求項１３までのいずれか１項に記載のブラインドリベット。
15. 前記ブラインド側端面が前記リベット本体の前記閉鎖端上に形成される、閉鎖端のリベット本体を含むことを特徴とする請求項１１から請求項１３までのいずれか１項に記載のブラインドリベット。
16. 前記ブラインド側端面が研磨性の面を有するように形成されることを特徴とする請求項１１から請求項１５までのいずれか１項に記載のブラインドリベット。
17. 前記研磨性の面が研磨材料のコーティングを含むことを特徴とする請求項１６に記載のブラウザ。
18. 加工物係合ブラインド側端面を含み、前記端面に研磨性の面が設けられたことを特徴とするブラインドリベット。
19. 例示的な添付図面を参照して本明細書に実質的に説明されたようなブラインドリベットを有する、少なくとも２つの加工物を互いに連結する方法。

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