JP2013096562A - リベット - Google Patents

Abstract

【課題】締結強度が確実に得られ、熱環境に強く多連式にも優れているリベットを得る。
【解決手段】上側周囲のフランジ１２及び上下端の間に設けられた座屈予定部１３を有している略筒形グロメット１と、該グロメットの筒内に貫通配置されて、下端側がグロメット下端に引き抜き不能に係合されていると共に上端側がフランジ１２を超えて伸びている樹脂製ピン２とを備え、グロメット１が複数の板部の各取付孔４ａ，５ａにフランジにより規制されるまで貫通され、かつピン２の引き抜き方向の応力により相対的な移動を伴って座屈予定部１３を介して拡径され、その拡径部１６とフランジ１２との間に各板部を挟んで締結可能にするリベット３において、グロメット１は金属製からなり、ピン２の射出成形時にインサート成形されて、樹脂形成されるピン２の周囲部分に固定され、該ピンの引き抜き方向の応力によりグロメット１が座屈して拡径されることを特徴としている。
【選択図】図３

Description

本発明は、複数の板部を締結したり一方の板部を他方の板部に締結するような場合に好適なリベットに関する。

図７及び図８は特許文献１と２に開示のリベット構造を示している。各リベット構造は次の点で同じ。すなわち、リベット１又は１０は、本願のグロメットに対応する略筒形のリベット本体２又は１２と、本願のピンに対応するマンドレル７又は１４とを備えている。また、各リベット本体２又は１４は、上側周囲に突設されたフランジ６又は１６と、上下端の間に設けられて径方向に変形可能にする座屈予定部５又は柱状部４３とを有している。マンドレル７又は１４は、リベット本体の筒内に貫通配置されて、下端側がリベット本体の下端に引き抜き不能に係合されていると共に上端側がフランジを超えて伸びている。

上記リベット１又は１０は、通常、マンドレル７又は１４をリベット本体の筒内に下側より貫通配置した組立状態で提供される。使用時は、図７（ｃ）に例示されるごとくリベット本体２が複数の板部２６，２７の各取付孔にフランジ６により規制されるまで貫通され、かつマンドレル７の引き抜き方向の応力により相対的な移動を伴って座屈予定部５を介して拡径され、その拡径部５とフランジ６との間に各板部を挟んで締結する。なお、以上のリベットは、例えば実公昭５８−１９３６３号公報に記載されているごとく複数のリベットを切断容易な接続部により一体化して多連式とすることがあり、またリベット締結用エアーツールなどの自動締結機により締結操作される。

特開２０１１−６９４４２号公報 特表２００９−５０９１０３号公報

上記従来リベットにおいて、材質的には次のような組み合わせのものが知られている。
（ア）リベット本体及びマンドレルが共に樹脂品からなる構成である。これには、引用文献１のごとく別々に射出成形したリベット本体及びマンドレルを後工程で組立てる構成と予め作った樹脂製のマンドレルをリべット本体の射出成形時にインサート成形する構成（実公昭５８−１９３６３号公報）がある。しかし、これらの構成では、樹脂製は金属に比べ耐熱性が低く、時間経過により拡径部が弾性変位してフランジとの間にガタなどが発生し易く、締結強度を安定に維持し難い。

（イ）リベット本体及びマンドレルが共に金属品からなる構成である。この構成は、金属製のリベット本体により樹脂製と比べ熱的に安定・確実な締結が出来る。しかし、この構成では、上記した多連式とする場合に連結用のテープ等の部材が必要となる。

（ウ）金属製のリベット本体及び樹脂製のマンドレルからなる構成である。この構成は、特許文献２のごとくリベット本体がアルミニウム又はステンレス・スチール製とすることで熱的に安定・確実な締結が出来、またマンドレルが樹脂製であるため上記した多連式も採用し易い。しかし、特許文献２の構成では、マンドレルをリベット本体の脚部先端側から挿入して組み付ける必要があるため多連式とする場合に連結部がマンドレルの先端側となってしまうという難点がある。

本発明の目的は、以上のような課題を解消して、上記（ア）〜（ウ）の各利点、締結強度が確実に得られ上記多連式にも優れているリベットを提供することにある。

上記目的を達成するため本発明は、図１〜図５を参照して特定すると、上側周囲に突設されたフランジ１２及び上下端の間に設けられて径方向に変形可能にする座屈予定部１３を有している略筒形のグロメット１と、前記グロメット１の筒内に貫通配置されて、下端側が前記グロメットの下端に引き抜き不能に係合されていると共に上端側が前記フランジを超えて伸びている樹脂製のピン２とを備え、前記グロメット１が複数の板部４，５の各取付孔４ａ，５ａに前記フランジにより規制されるまで貫通され、かつ前記ピン２の引き抜き方向の応力により相対的な移動を伴って前記座屈予定部１３を介して拡径され、その拡径部１８と前記フランジ１２との間に前記各板部を挟んで締結可能にするリベット３において、前記グロメット１は、金属製からなり、前記ピン２の射出成形時にインサート成形されて、樹脂形成される前記ピンの周囲部分に固定され、前記ピンの引き抜き方向の応力により前記グロメットが座屈して拡径されることを特徴としている。

ここで、『インサート成形』とは、金型内に予めインサート品としてグロメットを装着した後、金型を閉じてピン用樹脂を注入し、樹脂で形成されるピンとインサート品であるグロメットが一体化した複合部品としてのリベットを得ることである。

以上の本発明は、請求項２〜５で特定したように具体化されることがより好ましい。
(１)、前記座屈予定部は、長手方向に延び、かつ径方向の断面が略Ｖ形又は略Ｙ形からなる複数の座屈用溝を有し、前記座屈用溝により拡径される構成である（請求項２）。
(２)、前記座屈用溝は、成形時樹脂漏れしないよう溝底部を閉じた状態に形成されている構成である（請求項３）。
(３)、前記グロメットは、下端座屈部を有し、前記下端座屈部を前記ピンに食い込んだ状態に埋設している構成である（請求項４）。
(４）、前記ピンは、上端側に設けられた頭部同士を切断用接続部を介して互いに連結されている構成である（請求項５）。

請求項１の発明では、金属製のグロメットであるため樹脂品に比べ熱環境に対し安定・確実性を付与でき、またピンの樹脂成形時にグロメットをインサート成形するため特に複数のリベットを一体化つまり多連式も容易に採用できそれにより締結工数削減に優れたものとなる。

請求項２の発明では、座屈予定部が長手方向に延び、径方向の断面が略Ｖ形又は略Ｙ形からなる複数の座屈用溝を介して拡径される。更に請求項３の発明では、座屈用溝が樹脂漏れしないよう溝底部を閉じた状態に形成されている。これらは、座屈予定部が単純形状でシンプルな座屈用溝であり、ピンの射出成形時に溶融樹脂が溝内へ漏れない機能を有する。換言すると、溝底部を閉じるのは、インサート成形時、座屈用溝内に樹脂が入り込まないようにするためである。これは、溝底部が開口していると樹脂が溝内に入って、締結操作時のピン引抜時に大きな抵抗となり過大な引抜力を要するため、そのような問題を防ぐ。

それに対し、溝底部が開口しており、溝内に樹脂を流しても成立する図４（ｃ）の様な構造のグロメットとインサートレイアウトもあるが、グロメットのフランジまでスリットを精度良く生成する事が困難で、かつフランジまで伸びたスリットによりフランジ自体の強度が低下する。締結操作時のピン引抜時、溝内に入り込んだ樹脂の抵抗とフランジ強度低下の相乗効果により、フランジが破損してしまう恐れがある。本発明の溝底部を閉じる構成は、そのような加工精度とピン引き抜きに対する阻害要因がない点で優れており、引用文献１や２のスリット構成と相違する点である。

請求項４の発明では、グロメットの下端座屈部がピンに食い込んで強固に結合されているため、部材間の遊びがなくなり、それにより締結操作での座屈予定部における拡径部も設計通り精度よく形成できる。これに対し、請求項５の発明は、以上の発明だと上記した多連式を採用する場合にも好適なものとなる点を特定したものである。

発明形態として多連式リベットの一部を示し、（ａ）は上面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は下面図である。 図１の多連式リベットから分離した単一のリベットを示し、（ａ）は上面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は下面図、（ｄ）は左側面図である。 図２のリベットを示し、（ａ）と（ｂ）は図２のＡ−Ａ線とＢ−Ｂ線断面図、（ｃ）は図２のＣ−Ｃ線拡大断面図、（ｄ）は図２のＤ−Ｄ線拡大断面図である。 （ａ）上記リベットを構成しているグロメット単品の上面図、（ｂ）は（ａ）のＥ−Ｅ線断面図、（ｃ）は説明用概念図である。 上記リベットを用いた締結手順を示し、（ａ）は板部同士の取付孔にリベットを貫通配置した図、（ｂ）はピンを引き抜き方向に引っ張って締結した図、（ｃ）はピンの一部を切断した図である。 上記リベットの変形例を示し、（ａ）は上面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は下面図、（ｄ）は左側面図、（ｅ）は（ｄ）のＦ−Ｆ線拡大断面図である。 特許文献１のリベットを示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は断面図、（ｃ）は同リベットを用いて板部同士を締結した状態図である。 特許文献２のリベットを示し、（ａ）は側面図、（ｂ）は断面図、（ｃ）は同リベットを用いて板部同士を締結した状態図である。

以下、本発明の形態例について添付図面を参照しながら説明する。この説明では、リベット構造、使用例、変形例の順に詳述する。

（リベット構造）形態例のリベット３は、図１〜図５に示されるごとく略筒形をなした金属製のグロメット１と、グロメット１の筒内に貫通配置された樹脂製のピン２とからなり、グロメット１がピン２の射出成形時にインサート成形されて、樹脂形成されるピン２の周囲部分に固定されている。通常は、図１の多連式リベット３０のごとく複数のリベット３が各ピン２の頭部２２，２３同士を破断用接続部２７，２８により連結された態様で提供される。多連式リベット３０は、例えば、リベット３の個数として４〜２０個を組とした構成である。図２と図３及び図６は、図１の多連式リベット３０から分離した単一のリベット３を示している。

ここで、グロメット１は、材質がアルミニウムなどの金属であり、図４のごとく円形筒部１０の上端側周囲に突出されたフランジ１２と、筒部１０の上下端の間にあって座屈用溝１５を介して径方向に変形可能になっている座屈予定部１３と、下端側を内側に屈曲した下端座屈部１４とを一体に形成している。これに対し、ピン２は、グロメット１の筒部内を貫通している軸部２０と、軸部２０の下端膨出部２１と、軸部２０の上端頭部２２，２３とを一体に形成している。

詳述すると、グロメット１において、フランジ１２は、筒部１０の上端周囲に鍔状に設けられ、下面が板部に密接されるよう平坦面に形成されている。座屈予定部１３は、図３（ｄ）のごとく筒部１０の周囲にあって、筒部周囲を４等分するよう設けられた複数の座屈用溝１５を介在して周囲を４つの領域に区画形成されている。なお、筒部１０の内部１１は、図４のごとく上端から下端の手前、つまり下端座屈部１４までがほぼ同じ内径であり、下端座屈部１４が最小の内径となっている。

座屈用溝１５は、長手方向の形状として、中間部分が一定の幅寸法に設定され、上下端側が次第に狭まる溝部分に形成されている。径方向の断面形状は、例えば、約６０°〜１１０°程度開いた略Ｖ形である。溝底面１５ａは、作図の制約から模式化されているが、実際は筒部の肉厚の１／１０〜４／１０程度、或いは半分以下と薄く形成されている。要は、グロメット１２をピン２の射出成形時にインサート成形した場合、ピン形成用の溶融樹脂が筒部１０の外へ、つまり溝１５内に樹脂漏れしない溝形状として設計される。下端座屈部１４は、グロメット１２をピン２の射出成形時にインサート成形した状態で、ピンの下端膨出部２１の肉厚内に埋設され易い形状となっている。

ピン２において、軸部２０は、筒部の内部１１にある軸部分２０ａと、フランジ１２より上へ突出して上端頭部２２，２３との間にある軸部分２０ｂとからなる。軸部分２０ａは、断面が円形であり、ピン２の射出成形時に溶融樹脂によりグロメット側筒部の内部１１（の内周面）に樹脂を介して接続一体化されている。

下端膨出部２１は、軸部２０より大径となっており、グロメット側筒部１０に引き抜き不能に係合されるようにしたり、下端座屈部１４を肉厚内に確実に埋設されるようにする。上端頭部２２は、軸部１０の上端に連結されて左右に長い矩形立体に形成されている。上端頭部２３は、図２のごとく軸部１０の上両側に位置して、上端頭部２２の下面と軸部１０とに連結されており、上端頭部２２よりも薄い片状に形成されている。なお、図１の多連式リベット３０は、リベット３とリベット３とが上端頭部２２同士を連結している接続部２７と、上端頭部２３同士を連結している接続部２８とを介して一体化されている。接続部２７，２８は、薄片状となっていて切断し易くなっている。

（使用例）図５は以上のリベット３を用いて第１板部４に第２板部５を締結する一例を示している。ここで、各板部４，５は、一方の板部を他方の板部に締結したり、板部同士を重合する関係であればよい。各板部４，５には、取付孔４ａ，５ａが同軸線上に貫通形成されている。取付孔４ａ，５ａは、リベット１を構成しているピン側下端膨出部２１やグロメット側筒部１０が抵抗無く挿通される孔径となっている。なお、各板部４，５には取付孔４ａ，５ａが複数箇所に設けられ、複数のリベット３により締結される。

符号６はリベット１を機械的に締結操作するための自動締結機６である。この自動締結機６は、模式化されており、例えばスライド部材７の内側に配置されたピストン側シャフト８と、スライド部材７に支持されたカッターピース９とを有している。ピストン側シャフト８は、ピン側の上端頭部２２を装着した状態でリベット３を移動可能に支持する。カッターピース９は、図５（ｂ）の状態でピン側の軸部分２０ａを切断する。

図５（ａ）はリベット３が各板部側の取付孔４ａ，５ａに配置されたピン引き抜き前の状態を示している。リベット３は、自動締結機６によりフランジ１２が板部５の対応面に当たって規制されるまで各取付孔４ａ，５ａに挿通され、グロメット側筒部１０及び軸部２０ａが板部４の外へ大きく突出されている。

図５（ｂ）はピン２が自動締結機６により引き抜き方向に引っ張られて、グロメット１に対する相対的な移動を伴って座屈予定部１３が上記座屈用溝１５を介して拡径された状態を示している。すなわち、グロメット側筒部１０は、下端膨出部２１が下端座屈部１４より大径であり、かつ下端座屈部１４を肉厚内に埋設一体化している。このため、この筒部１０は、ピン２が引き抜き方向に引っ張られると、リベット３が座屈し、最終的に同図の拡径部１６を形成して、板部４，５同士をフランジ１２と拡径部１６とで挟持して締結する。拡径部１６は、グロメット１が金属製であるため、同図のごとく座屈予定部１３ないしは溝１５の長手方向の約中間部を境にして二つ折りで重なった状態に塑性変形する。従って、この拡径部１６は、ピン２に対する引き力を開放しても復元せず、ガタ付きを生じない締結状態を確実・安定に維持可能となる。

図５（ｃ）はピン２の不要部、つまりフランジ１２よりも左側に突出した部分が自動締結機６のカッターピース９により切断された状態を示している。勿論、使い方としては、ピン２の不要部が邪魔にならない場合は敢えて切断しなくても差し支えない。

（変形例）図６は以上のリベット３において、座屈用溝の形状を変更した一例を示している。この変形例では、座屈用溝の形状を除いて上記形態例と同じため、上記形態例と同じ部材及び箇所に同じ符号を付けて変更点のみ説明する。この座屈用溝１８は、長手方向の形状として、溝幅がスリット状に狭く設定されている。径方向の断面形状は、同（ｅ）の拡大図から分かるごとく略Ｙ形になっている。要は、この変形例でもグロメット１２をピン２の射出成形時にインサート成形した場合、ピン形成用の溶融樹脂が筒部１０の溝内へ樹脂漏れしない溝形状として設計されている。

なお、本発明のリベットは、請求項１で特定される構成を備えておればよく、細部は以上の説明を参考にして変更したり展開可能なものである。その一例として、リベットの使用態様としては、フランジ１２が図５の例のごとく第２板部５の外面に当接する構成に限られず、フランジ１２がシール部材などを介して第２板部５の外面に水密に当接される構成も本発明に含まれる。

１・・・グロメット（１０は筒部、１２はフランジ、１４は下端座屈部）
２・・・ピン（２０は軸部、２１は下端膨出部、２２と２３は上端頭部）
３・・・リベット（３０は多連式リベット）
４・・・第１板部（４ａは取付孔）
５・・・第２板部（５ａは取付孔）
１３・・・座屈予定部（１５と１８は座屈用溝、１５ａと１８ａは溝底面）
１６・・・拡径部
２７，２８・・・接続部

Claims (5)

1. 上側周囲に突設されたフランジ及び上下端の間に設けられて径方向に変形可能にする座屈予定部を有している略筒形のグロメットと、前記グロメットの筒内に貫通配置されて、下端側が前記グロメットの下端に引き抜き不能に係合されていると共に上端側が前記フランジを超えて伸びている樹脂製のピンとを備え、前記グロメットが複数の板部の各取付孔に前記フランジにより規制されるまで貫通され、かつ前記ピンの引き抜き方向の応力により相対的な移動を伴って前記座屈予定部を介して拡径され、その拡径部と前記フランジとの間に前記各板部を挟んで締結可能にするリベットにおいて、
   前記グロメットは、金属製からなり、前記ピンの射出成形時にインサート成形されて、樹脂形成される前記ピンの周囲部分に固定され、前記ピンの引き抜き方向の応力により前記グロメットが座屈して拡径されることを特徴とするリベット。
2. 前記座屈予定部は、長手方向に延び、かつ径方向の断面が略Ｖ形又は略Ｙ形からなる複数の座屈用溝を有し、前記座屈用溝により拡径されることを特徴とする請求項１に記載のリベット。
3. 前記座屈用溝は、樹脂漏れしないよう溝底部を閉じた状態に形成されていることを特徴とする請求項２に記載のリベット。
4. 前記グロメットは、下端座屈部を有し、前記下端座屈部を前記ピンに食い込んだ状態に埋設していることを特徴とする請求項１から３の何れかに記載のリベット。
5. 前記ピンは、上端側に設けられた頭部同士を切断用接続部を介して互いに連結されていることを特徴とする請求項１から４の何れかに記載のリベット。

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