JP2008111536A

JP2008111536A - 部材の結合構造

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Publication number: JP2008111536A
Application number: JP2006296528A
Authority: JP
Inventors: Junichi Hashimoto; 淳一橋本
Original assignee: Sekisui Jushi Plametal Corp
Current assignee: Sekisui Jushi Plametal Corp
Priority date: 2006-10-31
Filing date: 2006-10-31
Publication date: 2008-05-15
Anticipated expiration: 2026-10-31
Also published as: JP4887477B2

Abstract

【課題】２個の部材をリベットにより結合させる際に、それぞれの部材に穿設された結合孔の位置合わせが容易であり、リベットによる結合に緩みが生じにくい部材の結合構造を提供する。
【解決手段】合成樹脂製の芯材２１の両面に金属シート２２を貼着させた第２の部材２と、第１の部材１とをリベット４で接合するための積層板の接合方法であって、リベット４は筒状のリベット本体４２を備え、リベット本体４２は第１の部材１に設けられた結合孔１３に貫通され、第２の部材２の背面に形成された結合孔２３に挿入され、その挿入端部が芯材２１の内部で拡開されると共に、結合孔１３の内径はリベット本体４２の外径より大きくなされ、且つ結合孔２３はこれを形成するドリル５を支持する孔開け治具３が係合可能となされれば、リベット４で接合する際に、第２の部材２と第１の部材１との接合強度にばらつきが生じにくくなる。
【選択図】図１

Description

本発明は、リベットによる部材の結合構造に関するものであり、詳しくは、大径の結合孔を穿設した部材と、この結合孔より小径の結合孔を穿設した部材とをリベットにより結合する部材の結合構造に関するものである。

一般に、２個の部材を結合させる手段としては様々な結合方法が提案されているが、中でもリベットによる結合方法は、比較的強固な結合力が得られると共に、通常は一方の側からのみの作業で部材どうしを結合できることから広く用いられている。通常は、２個の部材にそれぞれ結合孔を穿設すると共に、一方の結合孔から他方の結合孔にリベットを挿入して、２個の部材を結合するものである。

このリベットには、様々なものが提案されており、例えば、円筒状のリベット本体の先端がパネル材の内部で拡開可能となされたリベットが提案されている。例えば、円筒状の胴部の一端にフランジ状の頭部を有するリベット本体と、マンドレル本体の一端に拡大した頭部を有し前記胴部に挿通して組み付けられるマンドレルとからなり、前記マンドレル頭部の下面部分に放射状に延びる複数の切り刃部が設けられていて、前記マンドレル本体を引張ることにより前記切り刃部で前記胴部の他端開口部を切断して径方向に花弁状に開く複数の分割脚片が形成されるリベットが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

このリベットは、マンドレル頭部の下面部分に設けた切り刃部により、リベット本体の胴部における他端開口部の切断と径方向への拡開が容易になされるので、リベット本体の胴部の内壁面に切断を円滑にするための複数の溝を設けることなく、部材の結合作業が確実かつ均一に行なわれ、安定した結合力が得られるものである。
特開２０００−３４６０２３号公報

しかしながら、前記のリベットには次のような問題点があった。すなわち、リベットが挿入される部材の結合孔は位置合わせがなされているのが前提であるが、一般には、結合させる２個の部材は、それぞれ複数個の結合孔を穿設し複数箇所でリベットにより結合されるため、結合孔を穿設した後の結合孔の位置合わせに狂いが生じるとリベットによる結合ができなくなるため、高い加工精度が必要であり容易ではなかった。そこで、２個の部材を予め接着剤や粘着剤等で固着させ、その後に結合孔を穿設する方法や、それぞれの結合孔を穿設する際に一方の結合孔の外径をリベットの外径より大きくし、もって結合孔の加工誤差や施工誤差等の位置の誤差を吸収する方法が提案されている。前者は、部材に応じて接着剤を選択する必要があり、又、接着強度を発現させるために一定の養生期間が必要となり、その点に不足があるものであった。後者は、結合孔の位置の誤差を吸収しやすいが、結合孔がリベットの外径より大きくなされているので、リベットの挿入位置が中心軸からずれると、その偏りのために結合位置により結合強度が異なり、リベットの結合状態に緩みが生じやすくなったり、結合孔においてリベットにより塞がれない箇所が生じ、不必要な隙間が形成されたりする恐れがあり、その点が不足のあるものであった。

本発明は、前記の如き問題点を解消し、２個の部材をリベットにより結合させる際に、それぞれの部材に穿設された結合孔の位置合わせが容易であり、リベットによる結合に緩みが生じにくい部材の結合構造を提供せんとするものである。

上記目的を達成するために、本発明は次のような構成としている。すなわちこの発明に係る部材の結合構造は、大径の結合孔を穿設した第1の部材と前記結合孔より小径の結合孔を穿設した第２の部材とをリベットにより結合する部材の結合構造であって、予め大径の結合孔が穿設された第1の部材の裏面に第２の部材を重ね合わせ、次いで、孔開け治具のガイド部を第1の部材の表面に当接させると共に、前記ガイド部から下方に垂下した位置決め部を大径の結合孔に挿入させ、しかる後、前記ガイド部から位置決め部に貫通するドリル挿入孔に挿入したドリルにより、第２の部材に第１の部材の結合孔より小径の結合孔を穿設し、もって前記大径の結合孔から小径の結合孔にリベットを挿入して両部材を結合するようにしたことを特徴とするものである。

本発明によれば、予め大径の結合孔が穿設された第1の部材の裏面に第２の部材を重ね合わせ、次いで、孔開け治具のガイド部を第1の部材の表面に当接させると共に、前記ガイド部から下方に垂下した位置決め部を大径の結合孔に挿入させるので、孔開け治具は部材の結合孔の中心軸とは垂直方向には不用意に位置ずれすることがない。又、ガイド部から位置決め部に貫通するドリル挿入孔に挿入したドリルにより、第２の部材に第１の部材の結合孔より小径の結合孔を穿設するようになされているので、第２の部材に形成される結合孔は、ドリル挿入孔の中心軸方向に沿って形成することができる。従って、２個の部材において位置合わせがなされた結合孔の作成が容易になされると共に、リベットの挿入位置に偏りが生じにくくなり、従ってリベットの結合強度に偏りが生じにくく、緩みや部分的な変形等の不具合が生じにくくなる。

次に、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照し、具体的に説明する。

すなわち、図１は本発明に係るパネル材の実施の一形態を断面図であり、図３は穴開け治具の使用状態を示す説明図であり、図４は本発明に係る部材の結合方法の一例を示す説明図である。

図面において、１は第１の部材、２は第２の部材であり、本発明に係る部材の結合構造は、第１の部材１と第２の部材２から主に構成され、リベット４により両部材１、２を結合させると共に、ビス等によって天井面等の壁面Ｗに取付けられるものである。

まず、第１の部材１は、平板状に形成され、その裏面側に第２の部材２と重ね合わせられる重合面１１が形成されたものであり、重合面１１と対向する当接面１２に向けて貫通された結合孔１３が設けられ、リベット４が挿入されるようになされている。本形態では、図１及び図２に示すように、天井面等の壁面Ｗに固定するための２個の固定部１４を備え、固定部１４は当接面１２の両側端部から２個の固定部１４に向けてそれぞれ延設された連結部１５を介して連結されたものである。尚、第１の部材１は、固定部１４を有しない形態でもよく、固定部１４を１個あるいは３個以上の複数個備えた形態でもよい。又、連結部１５において当接面１２からの延接位置は、当接面１２の側端部に限定されるものではなく、第２の部材２との結合の妨げにならない箇所に適宜設けることができる。

第１の部材１は、一般にはアルミニウムや合成樹脂を押出成型して得られる長尺の型材を適宜長さに切断した部材からなるものであるが、アルミニウム以外の金属、または金属や無機材料と合成樹脂との複合材料等、第１の部材１の長さや必要な強度に応じて、適宜使用できる。

続いて、第２の部材２は、図１に示すように、略矩形に形成され芯材２１の表裏両面に金属シート２２が貼付されたものである。芯材２１は、一般には、厚さが１〜５ｍｍとなされ、ポリエチレンやポリプロピレン等の熱可塑性合成樹脂から押出成型により作製されるものであり、ポリエチレン、ポリプロピレン単独のもの、或いはこれらを適宜混練されたものを用いてもよく、これらに水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム等の無機材料を適宜混練し、難燃性を向上させたものを用いてもよい。又、本形態では、第２の部材２の表面の周端部に沿って第１の部材１が重ね合わされると共に、リベット４によって結合されたものであるが、この結合位置は、使用状態によって適宜設定することができる。

次に金属シート２２は、一般にはアルミニウム合金、ステンレス鋼、銅等の金属箔からなり、その厚さは０．１〜５ｍｍである。その表面には、装飾性を高めるために塗装が施されてもよく、装飾用のシートやフィルムを貼着されてもよいが、そのまま用いてもよい。

第２の部材２の形態は、本形態に限られるものではなく、芯材２１の片面のみに金属シートが貼着されたものでもよく、芯材２１のみから形成されたものでもよく、金属製のシート状物や板状物のみから形成されたものでもよい。

図５は孔開け治具３の説明図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（Ｃ）は側面図である。孔開け治具３は、平板状に形成されたガイド部３１と、その裏面側に設けられた突起３２とを備えたものである。突起３２は円筒形状であり、第１の部材１の結合孔１３に挿入可能であり、又、孔開け治具３の表面側から突起３２に向けて貫通されたドリル挿入孔３３が形成されている。尚、図６に示すように、穴開け治具６においてドリル挿入孔３３の周縁部３４にドリル５よりもより硬質な材質を使用してドリル挿入孔３３の周縁部の耐磨耗性を向上させてもよい。

リベット４は、図４に示すように、筒状に形成されると共にその頭部の円周方向に亘って突出したリング状部４１を有するリベット本体４２と、リベット本体４２に挿通されると共にその一端がリベット本体４２の内径より大きくなされた膨出部４３を有する棒状体のマンドレル４４とからなる。

次に、第２の部材２に結合孔２３を作成する方法について詳しく説明する。本形態では、図２に示すように、第１の部材１の重合部１２の当接面１２には長手方向に向けて相対向する２個の凸条１６が設けられると共に、２個の凸条１６の間に結合孔１３が形成されている。これにより、結合孔１３の作成においては、第１の部材１の長手方向に対して位置決めすれば、この長手方向と直交方向には位置ずれせず、所定の位置に作成することができる。

続いて、図３の（ａ）に示すように、第１の部材１の重合面１１側に第２の部材２を配置すると共に、万力等を用いて第１の部材１が第２の部材２に対して位置ずれしないように固定する。次に、孔開け治具３を第１の部材１の当接面１２側に載置し、ガイド部３１の下面を第１の部材１の表面に当接させる。本形態では、相対向する凸条１６の上面に孔開け治具３のガイド部３１の下面が当接されるようになされている。そして、結合孔１３に孔開け治具３の突起３２を挿入し、（ｂ）に示すように、孔開け治具３のドリル挿入孔３３にドリル５を挿入し、第２の部材２に結合孔２３を作成する。

第１の部材１の結合孔１３において、第２の部材２側の出入口端部を円周方向に沿って切り欠いて座繰り（図示せず）を設けていてもよい。これにより、孔開け時に第２の部材２の表面側に生じたばりを座繰りの切り欠き箇所に収めることができるので、前記ばりにより第１の部材１と第２の部材２との間に不必要な隙間が生じたり、それに伴う各部材の変形や歪み等が生じたりしにくくなる。

孔開け治具３に突起３２がない場合、あるいは、第１の部材１の重合部１２に凸条１６が形成されていない場合に比べると、本形態は、ドリル挿入孔３３がより長くなっているので、ドリル５をドリル挿入孔３３に挿入した際に、ドリル５は傾きにくくなり、ドリル挿入孔３３の中心軸方向に沿って案内されやすくなる。又、結合孔１３と結合孔２３との位置合わせが容易になり、リベット４を結合孔１３、２３に挿入した際に、挿入位置の偏りが生じにくくなる。本形態では、相対向する凸条１６の上面に孔開け治具３のガイド部３１の下面が当接されるようになされているので、凸条１６の長さに応じて、ドリル挿入孔３３の長さが長くなり、前記の効果をより奏しやすくなる。凸条１６は形成しなくてもよいが、凸条１６を形成することにより、前記の如く孔開け作業がより精度よく、より容易となる。

次に、リベット４による第１の部材１と第２の部材２との結合方法について説明する。まず、図４の（ａ）に示すように、リベット４を第１の部材１の結合孔１３を通して、第２の部材２の結合孔２３に挿入し、リベット本体４１のリング部材４２の下面が第１の部材１の当接面１２側に当接させる。次に、エアリベッター６を用いて、マンドレル４４をリベット本体４２のリング部材４２側に向けて引き抜くと、リベット本体４２の脚部４５は、図１に示すように、マンドレル６２の膨出部４３によって側方に向けて花弁状に拡開される。これにより、リベット４により第２の部材２と第１の部材１とが結合される。尚、リベット本体４２の脚部４５を拡開させさすいように、脚部４５において、その先端から長手方向に向かって切れ目や溝を設けていてもよい。

次に図７に示された形態について説明する。
図１に示された部材の結合構造においては、第２の部材２の結合孔２３が貫通されているのに対して、図７に示された部材の結合構造においては、結合孔２３が底部２４が設けられた有底孔となされ、リベット４の端部が第２の部材２の内部に埋設された点において相違するのみで、その他の点については図１に示された形態と同様である。

すなわち、この形態に係る第２の部材２も、前記と同様な方法によって結合孔２３が作成させるものであるが、図８に示すように、結合孔２３を作成するドリル５の頭部には、孔開け治具３のガイド孔４４の外径より大きくなされた段部５１が形成されている。これにより、ドリル５で第２の部材２に結合孔２３を形成する際に、ドリル５が第２の部材２の方向に移動し、段部５１の下面が孔開け治具３のガイド部３１の上面に当接すると、ドリル５は第２の部材２の方向への移動が規制される。従って、結合孔２３は底部２４が残存した有底孔となすことが可能となると共に、その深さを一定にすることができる。尚、結合孔２３の深さを調整する手段としては、ドリル５の頭部５１の形成位置をドリル５の長手方向に適宜設定してもよく、孔開け治具３のガイド部３１の厚さを適宜設定してもよく、第１の部材１の凸条１６の高さを適宜設定してもよい。

次に、この形態に係るリベット４による第１の部材１と第２の部材２との結合方法について説明する。まず、図９の（ａ）に示すように、リベット４を第１の部材１の結合孔１３を通して、第２の部材２の結合孔２３に挿入する。この際、リベット本体４２のリング状部４１の下面と、第１の部材１の当接面１２との間には隙間が形成されるように挿入する。次に、（ｂ）に示すように、エアリベッター６を用いて、リベット本体４２を第２の部材２の内部に向けて押し込む。これにより、リベット本体４２の脚部４５は、マンドレル６２の膨出部４３によって側方に向けて花弁状に拡開される。そして、図７に示すように、リベット本体４２をリング状部４１が第１の部材１の当接面１２に当接するまで移動させると、リベット本体４２の脚部４５が所定の長さ拡開され、リベット４により第１の部材１と第２の部材２とが結合される。

結合孔２３は、所定の深さとなされているので、結合孔２３が浅いためにリベット本体４２の拡開が不十分になってリベット４による接合強度が不足したり、結合孔２３が深いためにリベット本体４２の拡開が大きくなって、芯材２１が押されて第２の部材２の前面１４側に膨らみや歪み等が生じたりする恐れは少なくなる。又、作成された結合孔２３は、いずれもほぼ同じ深さに容易になされるので、局所的にも前記のような不具合は生じ難くなる。

又、リベット本体４２が第２の部材２の芯材２１の内部で拡開される際、それに応じて、芯材２１に応力が発生するが、この応力はリベット本体４２と第１の部材１の結合孔１３との隙間の方向に逃げやすくなるため、芯材２１の内部の応力が解消されやすく、第２の部材２の裏面側に膨らみや歪み等が生じたりする恐れは少なくなる。

本発明によれば、２個の部材をリベットにより結合させる際に、それぞれの部材に穿設された結合孔の位置合わせが容易であり、リベットによる結合に緩みが生じにくくなるようになされるので、比較的大きな面積を有する面材に枠材やフレーム材を取付ける場合のようなリベットによる結合箇所が比較的多い、例えば既設建築物の屋内壁面や天井面の表面装飾に用いられる面材に対して好適に利用できる。

本発明に係る部材の結合構造の実施の一形態を断面図である。図１の第１の部材を示す斜視図である。支持部材の使用状態を示す説明図である。本発明に係る接合方法の一例を示す説明図である。支持部材の説明図である。図５のＡ−Ａ断面図である。本発明に係る部材の結合構造の実施の他の形態を断面図である。図７に示された実施形態に係る支持部材の使用状態を示す説明図である。図７に示された実施形態に係る結合方法の一例を示す説明図である。

符号の説明

１第１の部材
１１重合面
１２当接面
１３結合孔
１６凸条
２第２の部材
２１芯材
２２金属シート
２３結合孔
３孔開け治具
３１ガイド部
３２突起
３３ドリル挿入孔
４リベット
４１リベット本体
４２リング状部
４３膨出部
４４マンドレル
４５脚部
５ドリル
５１頭部
６エアリベッター

Claims

大径の結合孔を穿設した第1の部材と前記結合孔より小径の結合孔を穿設した第２の部材とをリベットにより結合する部材の結合構造であって、予め大径の結合孔が穿設された第1の部材の裏面に第２の部材を重ね合わせ、次いで、孔開け治具のガイド部を第1の部材の表面に当接させると共に、前記ガイド部から下方に垂下した位置決め部を大径の結合孔に挿入させ、しかる後、前記ガイド部から位置決め部に貫通するドリル挿入孔に挿入したドリルにより、第２の部材に第１の部材の結合孔より小径の結合孔を穿設し、もって前記大径の結合孔から小径の結合孔にリベットを挿入して両部材を結合するようにしたことを特徴とする部材の結合構造。