JP2013528272A - ブラインドリベット及びブラインドリベットによる締結構成 - Google Patents

Abstract

プラスチック製構成部品を接合するためのブラインドリベット（１０）が、細長いシャンク（１３）及びフランジ（１５）を有する中空のリベット本体（１１）と、マンドレルシャンク（２４）、引き抜き端部（２６）、及びマンドレルヘッド（２５）を有する、リベット本体（１１）の孔内に配置されたマンドレル（１２）とを有する。該リベット本体（１１）のシャンク（１３）は、フランジ（１５）に隣接する第１の部分（２０）と、これに隣接する第２の部分（２１）とを有する。第２の部分（２１）は、アクセスできない側に位置する構成部品に対して平坦な状態にあるフランジを形成するように設計される。ブラインドリベットの締結動作中に、第１の部分（２０）の外径が増大しないか又はほんの僅かしか増大しないように、第１の部分（２０）の強度が、第２の部分（２１）の強度に対して増大されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、ブラインドリベットの長手方向中心軸に対して同軸状に延び、孔を有する細長いシャンク、構成部品のアクセス可能な側と接触できるように、シャンクの一端において半径方向に延びるフランジ、及びシャンクの反対端に位置し、構成部品内の開口部を貫通する足部端部を有する中空のリベット本体と、該リベット本体の孔内に配置され、マンドレルシャンク、リベット本体のフランジから外方に突出し、マンドレルシャンクから分離することができる引き抜き端部、及びブラインドリベットの締結動作中、力をリベット本体に伝達するようにリベット本体の足部端部と作動状態に接続されるマンドレルヘッドを有する、マンドレルと、を有する、特にプラスチック製構成部品を接合するためのブラインドリベットに関する。本発明は、さらに、そのようなブラインドリベットを有する締結構造に関する。

特定のタイプのブラインドリベットが、特許文献１により公知である。そのようなブラインドリベットは、互いに接触している加工物を恒久的に接合するために用いられる。これら加工物は、典型的には孔又は穴を有し、これらの孔又は穴は、互いに位置合わせされ、該孔又は穴を通してブラインドリベットが配置され、次に変形により締結される。締結されたブラインドリベットは、通常は、リベット本体が加工物の穴の中に間隙のない状態で収まって加工物を互いに結合する常態をもたらす。

自動車産業においては、ブラインドリベットの用途として、１つ又はそれ以上のブラインドリベットを用いて、パワーウィンドウ用モータ、ラウドスピーカ、その他の部品のような取付部品を、ドアモジュール支持部のような構成部品支持部に締結する場合がある。多くの場合、取付部品と構成部品支持部の取り付け部分はプラスチック製であり、ブラインドリベットによる締結は、プラスチック部品を補強するための金属製の付加的な構成部品を用いた場合にしか、満足のいくものにはならなかった。金属の補強部品を用いずにリベット接合部を形成すると、荷重を受けた場合に該接合部に分離を生じることがある。このような締結部は、ブラインドリベット締結動作中にブラインドヘッドが自然に形成されることが原因となってもたらされる。さらに、特定の状況下では、リベットの締結動作中にリベットシャンクが半径方向に拡大するため、プラスチック製構成部品内の取り付け穴が割れることがある。

国際公開２００９／０９８４３１ Ａ１号パンフレット

本発明の目的は、最初に述べた形式のブラインドリベットと、プラスチック製構成部品との改善された接合を可能にする、ブラインドリベットによる締結構成を生成することである。

本発明によれば、この目的は、請求項１に特定される特徴を有するブラインドリベット、及び請求項１１に特定される特徴を有する締結構成によって達成される。本発明の有利な改善点は、他の請求項において特定される。

本発明によれば、ブラインドリベットは、ブラインドリベットの長手方向中心軸に対して同軸状に延び、孔を有する細長いシャンクと、構成部品のアクセス可能な側と接触できるように、シャンクの一端において半径方向に延びるフランジと、シャンクの反対端に位置し、構成部品の開口部に通される足部端部とを有する中空のリベット本体、及び、リベット本体の孔内に配置され、マンドレルシャンクと、リベット本体のフランジから外方に突出し、マンドレルシャンクから分離することができる引き抜き端部と、ブラインドリベットの締結動作中に力をリベット本体に伝達するようにリベット本体の足部端部と作動状態で接続されるマンドレルヘッドとを有する、マンドレルを有し、リベット本体のシャンクは、フランジに隣接する第１の部分と、該第１の部分と隣接し足部端部まで延びる第２の部分とを有し、該第２の部分は、フランジが構成部品の一方の側に対して押し付けられ、足部端部が、マンドレルの助けにより構成部品の他方の側に向かって同時に引き抜かれる引抜動作の結果として、アクセスできない側に位置する構成部品に対して平坦な状態になるフランジが形成されるように設計され、この引抜動作の結果として、第１の部分の外径が増大しないか又はごく僅かしか増大しないように、シャンクの第１の部分の強度が、第２の部分の強度に対して増大されている。

本発明によるブラインドリベットは、フランジに隣接するリベット本体のシャンクの第１の部分が、ブラインドリベットの締結動作中に拡大しないように又は僅かしか拡大しないように硬化されている点で、従来技術のブラインドリベットと区別される。従って、締結動作中にリベット部分と孔の壁との間の半径方向圧力が増大して構成部品に損傷を与える可能性がなくなり、部品の孔が僅かに大きいサイズとなる状態で、ブラインドリベットの硬化した部分を構成部品の孔内に配置することができる。従って、本発明によるブラインドリベットは、プラスチックのような、強度がより低い材料で作製された構成部品を締結するのに適しており、座金又は管状リベットのような付加的な金属製補強部品なしで済ますことが可能である。付加的な金属製補強部品をなくすことは、組み立ての際、費用面での優位性ももたらし、本発明によるブラインドリベットの適用可能性の範囲を広げる。

本発明の別の提案によれば、塑性変形により、リベット本体の第１の部分の強度の増大が達成される。塑性変形は、第１の部分が、その長さの本質的部分にわたって延びる多数の半径方向陥凹部、圧縮部、又はクランプ部を有するものとすることにより、達成することができる。塑性変形の結果として、第１の部分には、多数の長手方向リブを設けることもできる。この塑性変形により、第１の部分の領域に加工硬化が生成され、第１の部分の変形抵抗が第２の部分と比較して著しく増大される。従って、第１の部分が、リベット本体の第２の部分の変形中に生じる力に対し、より良く耐えることができるため、ブラインドリベットの締結動作中に、第１の部分の半径方向の変形が生じないか、又は、ごく僅かな半径方向の変形しか生じない。さらに、塑性変形により第１の部分を強化することは、第１の部分の直径が、本質的に、第２の部分の直径に対応することができ、リベット本体の製造が容易であるという利点を有する。リベット本体の足部端部も、締結動作中に作用する圧縮力に対し、より良く耐えることができるように、塑性変形により増大した強度を有するものとすることができる。

本発明の別の提案によれば、マンドレルシャンクが、足部端部の領域において、少なくとも１つの狭窄部及び／又は突出部を有し、この足部端部は、塑性変形によって、狭窄部内に及び／又は突出部の周りに係合する形状にすることができる。このようにして、リベット本体は、相互係合方式でリベットマンドレルに接合されるため、２つの部品は扱いやすい構造ユニットを形成する。ブラインドリベットの締結動作中、マンドレルヘッドが取り付けられたマンドレルシャンクは、この相互係合接続の結果として、リベット本体に対し、よりしっかりと保持される。このようにして、マンドレルヘッドとマンドレルシャンクが解放されることによりもたらされる不利な点が回避される。狭窄部及び／又は突出部は、環形態に設計することができ、塑性変形された足部端部と共に、リベット本体に対するマンドレルシャンクの改善されたシールを達成することができる。

本発明によれば、マンドレルシャンク及び引き抜き端部は、分離部分に隣接するマンドレルシャンクの端部がリベット本体の孔内に凹入されるように、リベット本体の孔内に配置される狭窄分離部分により接合される。このようにして、時としてマンドレルシャンクの先の鋭い切断端部により損傷する危険が回避される。

本発明によるブラインドリベットの締結動作によって互いに接合された少なくとも２つの構成部品を有する締結構成は、アクセス可能な第１の構成部品と、第１の構成部品の裏にアクセスできない状態で配置された第２の構成部品とを含み、これら２つの構成部品は、互いに位置合わせされた孔を有し、これらの孔にブラインドリベットが通され、ブラインドリベットのフランジは、第１の構成部品に押し当てられており、リベットのシャンクの第１の部分は、第１の構成部品を通り、シャンクの第２の部分は第２の構成部品の裏面に対して平坦な状態のフランジを形成し、シャンクの第１の部分の外径は、第１の構成部品の孔の元の内径と本質的に等しいか又はそれより小さい。

本発明による締結構成において、２つの構成部品は、フランジとフランジ内に形成された第２の部分との間で互いに結合される。しかしながら、ブラインドリベットの第１の部分の拡大が十分に低減されるので、その外径が、本質的に第１の構成部品内の孔の内径を超えて増大しない。締結動作中、ブラインドリベットの拡大により構成部品が過度の応力にさらされることが回避されるため、構成部品の割れも起こり得ない。従って、第１の構成部品は、プラスチックで作製することができ、どのような金属製の補強も必要としない。

両方の構成部品がプラスチック製である場合には、シャンクの第１の部分の長さが、本質的に、ブラインドリベットが貫通する孔の領域における第１及び第２の構成部品の厚さの和と等しいか、又は、この和より小さいようにすることが有利である。そうすれば、ブラインドリベットの拡大の低減は、第２の構成部品にとっても有効となる。

締結構成の緊密なシールのために、本発明によると、マンドレルシャンクが、リベット本体の足部端部により、相互係合方式で密閉され、このようにして、マンドレルシャンクは、リベット本体の孔のブラインド側の端部に対するシールを、マンドレルヘッドと共に形成する。

本発明は、図面に示される例示的な実施形態を参照して以下で詳細に説明される。

本発明によるブラインドリベットの断面である。 本発明による締結構成の部分的な断面である。

図１は、アルミニウム製のリベット本体１１及び鋼製のマンドレル１２で構成されたブラインドリベット１０を示す。リベット本体１１は、マンドレル１２に取り付けられ、かつ、マンドレルが配置される貫通孔１４を備えた細長いシャンク１３を有する。シャンク１３のヘッド端部には、環状ディスクの形態をとり、加工物と接触することが意図されるフランジ１５が形成される。シャンク１３から見て外方に向いたフランジ１５の側には、リベット締結動作工具の前端部を支持することを目的とする平坦な支持面１６が設けられる。

フランジ１５とは反対側の端部において、シャンク１３は、第１の狭窄部１８によってシャンク１３からオフセットされた足部端部１７を形成する。第２の狭窄部１９は、シャンク１３を、本質的に円筒形の第１の部分２０と、僅かに外方に湾曲するバレル状の第２の部分２１とに分ける。その外側上には、第１の部分２０には、互いに規則的な間隔で離間配置された多数の平坦な陥凹部２２が設けられ、これらは、第１の部分２０のほぼ全長にわたって軸方向に延びる。陥凹部２２が冷間成形により生成された結果として、第１の部分２０の領域におけるシャンク１３の強度が増大し、その結果、ブラインドリベット１０の締結動作中、第１の部分２０はもはや拡大されなくなるか又はほんの僅かしか拡大されなくなる。第１の部分２０の領域及び足部端部１７の領域において、リベット本体１１はマンドレル１２と接触状態にあり、外方に湾曲する中央領域においては、リベット本体１１とマンドレル１２との間に環状の隙間が存在する。

マンドレル１２は、一端においてマンドレルヘッド２５を支持し、他端において細長い引き抜き端部２６を有するマンドレルシャンク２４を有する。マンドレルヘッド２５は、マンドレルシャンク２４より大きい直径を有し、かつ、マンドレルシャンク２４に向いている裏面上に、シャンク１３の足部端部１７のための平坦な接触面２７を有する。接触面２７は、マンドレル１２の長手方向軸に対して約７０°乃至８０°の鋭角で傾斜される。平坦な接触面２７の代わりに、対応する傾斜を有する凹状の円錐面を設けることもできる。接触面２７とは反対側のマンドレルヘッド２５の端部は、加工物の孔内にブラインドリベット１０を挿入するのを容易にするように円錐台の形状である。

マンドレルシャンク２４は、その長さの一部分の上に、互いから離間配置され、かつ、円錐面と半径方向面から成る鋸歯状断面を有する、環状リブ２８の形態のロック手段を有し、これは互いに離間されており、円錐面と半径方向表面とで構成された鋸歯状断面を有する。リブ２８の円錐面は、マンドレルヘッド２５に向いている。マンドレルヘッド２５とこれに隣接するリブ２８との間には、リブ２９が配置され、このリブ２９は、足部端部１７の溝３１内に埋め込まれ、ブラインドリベットの締結動作中に引き抜き端部２６が引き抜かれるとき、マンドレル１２をリベット本体１１から外に駆動させようとする反跳に対抗して、マンドレル１２をリベット本体１１内の適所に保持する。リブ２９はまた、ブラインドリベットが締結された後のリベット本体１１とマンドレル１２との間の有効なシールも保証する。孔１４は、リベット本体の半径方向の変形によってリブ２８、２９の外側輪郭に適合され、マンドレルシャンク２５とシャンク１３との間の相互係合結合を形成し、これにより、ブラインドリベットの締結動作中、リベット本体に張力が伝達される。さらに、マンドレル１２は、シャンク１３の孔１４内にしっかりと保持されるので、リベット本体１１とマンドレル１２は、操作が容易なユニットを構成する。

引き抜き端部２６は、所定の破壊点を形成する狭窄分離部分３０によって、マンドレルシャンク２４に接続される。分離部分は、リベット本体１１の孔１４内に配置されており、かつ、ブラインドリベット１０の締結後でも、マンドレルシャンク２４上の破壊点が孔１４内に配置されるように、フランジ１５から間隔をあけている。

図２は、ブラインドリベット１０により接合される２つの構成部品３２、３３を有する締結構成を示す。構成部品３２、３３は、孔３４、３５を有する。接合するために、ブラインドリベット１０を、構成部品３２、３３の位置合わせされた孔３４、３５内に挿入する。ブラインドリベット１０の支持面１６上に当たる締結動作工具を用いて、次に、張力をマンドレル１２の引き抜き端部２６上にかけ、リベット本体を変形させ、足部端部１７をフランジ１５に接近させる。このプロセス中、構成部品３２、３３のブラインド側上のバレル状の第２の部分２１は、折り重なって、構成部品３３にぴったり接しており、かつ、構成部品３２、３３を互いに及びフランジ１５に対して押し付けるフランジ３６を形成する。その結果、フランジ３６は、事実上、構成部品３３にぴったり接しているため、プラスチック製の構成部品は、金属製の付加的な構成部品による如何なる補強も必要としない。フランジ３６は、円錐形状ではなく、ディスク形状として形成されるため、構成部品３３は、低減された半径方向荷重しか受けない。円筒形部分２０は、孔３４、３５内に配置され、これにかけられる張力により圧縮荷重される。陥凹部２２によりもたらされる部分２０の強度の増大により、部分２０における半径方向の拡大が阻止又は低減されるが、部分２０と孔３４、３５の壁との間には、半径方向圧力が生じないか、又は最大限でも僅かな半径方向圧力しか生じない。その結果、構成部品３２、３３にかかる半径方向の応力は小さく、ブラインドリベットの締結動作中、構成部品に過度な負荷がかかるリスク又は損傷が与えられるリスクが回避される。ブラインドリベットと構成部品３３との間により良好なシールを達成するために、構成部品３３内の孔３５のブラインド側端部領域においてのみ、制限された半径方向圧力が、シャンク１３の半径方向の拡大の結果生じることが望ましい。

１０：ブラインドリベット
１１：リベット本体
１２：マンドレル
１３：シャンク
１４：貫通孔
１５：フランジ
１６：支持面
１７：足部端部
１８：第１の狭窄部
１９：第２の狭窄部
２０：第１の部分
２１：第２の部分
２２：陥凹部
２４：マンドレルシャンク
２５：マンドレルヘッド
２６：引き抜き端部
２７：接触面
２８、２９：リブ
３０：分離部分
３２、３３：構成部品
３４、３５：構成部品の孔
３６：フランジ

Claims (16)

1. ブラインドリベットの長手方向中心軸に対して同軸状に延び、孔を有する細長いシャンクと、構成部品のアクセス可能な側と接触できるように、前記シャンクの一端において半径方向に延びるフランジと、前記シャンクの反対側の端部に位置し、前記構成部品内の開口部を通る足部端部とを有する中空のリベット本体、
   前記リベット本体の前記孔内に配置され、マンドレルシャンクと、前記リベット本体の前記フランジから外方に突出し、前記マンドレルシャンクから分離することができる引き抜き端部と、前記ブラインドリベットの締結動作中に力を前記リベット本体に伝達するように前記リベット本体の前記足部端部と作動状態に接続されるマンドレルヘッドとを有する、マンドレルと、
   を有する、少なくとも２つの構成部品、特にプラスチック製構成部品を接合するためのブラインドリベットであって、
   前記リベット本体（１１）の前記シャンク（１３）は、前記フランジ（１５）に隣接する第１の部分（２０）と、該第１の部分（２０）に隣接し前記足部端部（１７）まで延びる第２の部分（２１）とを有し、
   前記第２の部分（２１）は、前記フランジ（１５）が前記構成部品の一方の側に対して押し付けられ、前記足部端部（１７）が、前記マンドレル（１２）の助けにより前記構成部品の他方の側に向かって同時に引き抜かれる引抜動作の結果、アクセスできない側に位置する構成部品に対して平坦な状態になるフランジ（３６）が形成されるように設計され、
   前記引抜動作によっても前記第１の部分（２０）の外径が増大しないか又はごく僅かしか増大しないように、前記シャンク（１３）の前記第１の部分（２０）の強度が前記第２の部分（２１）の強度に対して増大されている
   ことを特徴とするブラインドリベット。
2. 前記第１の部分（２０）は、その強度を増大させるために塑性変形されることを特徴とする、請求項１に記載のブラインドリベット。
3. 前記第１の部分（２０）は、その長さの本質的部分にわたって延びる複数の半径方向陥凹部（２２）、圧縮部、又はクランプ部を有することを特徴とする、請求項１〜請求項２のいずれかに記載のブラインドリベット。
4. 前記第１の部分は、塑性変形によって形成された多数の長手方向リブを有することを特徴とする、請求項２〜請求項３のいずれかに記載のブラインドリベット。
5. 前記シャンク（１３）の前記足部端部（１７）は、前記第２の部分（２１）と比較して増大した強度を有することを特徴とする、請求項１〜請求項４のいずれかに記載のブラインドリベット。
6. 前記シャンク（１３）の前記第２部分（２１）は、外方に湾曲するバレル状の形状を有することを特徴とする、請求項１〜請求項５のいずれかに記載のブラインドリベット。
7. 前記マンドレルシャンク（２４）は、前記足部端部（１７）の領域において、少なくとも１つの狭窄部及び／又は突出部を有し、前記足部端部は、塑性変形によって、前記狭窄部内に係合する及び／又は前記突出部の周りに係合する形状にされることを特徴とする、請求項１〜請求項６のいずれかに記載のブラインドリベット。
8. 前記マンドレルシャンク（２４）及び前記引き抜き端部（２６）は、前記リベット本体（１１）の前記孔（１４）内に配置される狭窄分離部分（３０）により接合されていることを特徴とする、請求項１〜請求項７のいずれかに記載のブラインドリベット。
9. 前記マンドレルヘッド（２５）は、前記マンドレル（１２）の前記長手方向軸に対して鋭角をなすように傾斜された前記足部端部（１７）を支持するための、接触面（２７）を有することを特徴とする、請求項１〜請求項８のいずれかに記載のブラインドリベット。
10. 前記リベット本体（１１）はアルミニウム製であり、前記マンドレル（１２）は鋼製であることを特徴とする、請求項１〜請求項９のいずれかに記載のブラインドリベット。
11. アクセス可能な第１の部品（３２）と前記第１の部品（３２）の裏にアクセスできない状態で配置された第２の構成部品（３３）とを含み、請求項１から請求項１０までのいずれかに記載のブラインドリベットの締結により接合された少なくとも２つの構成部品を有する締結構成であって、
    前記２つの構成部品（３２、３３）は、互いに位置合わせされた孔（３４、３５）を有し、こらの孔（３４、３５）に前記ブラインドリベット（１０）が通されており、
    前記ブラインドリベット（１０）のフランジ（１５）は前記第１の構成部品（３２）に押し当てられ、前記リベットのシャンク（１３）の前記第１の部分（２０）は前記第１の構成部品（３２）を通って延びており、前記シャンク（１３）の前記第２の部分（２１）は前記第２の構成部品（３３）の裏面に対して平坦な状態のフランジ（３６）を形成しており、前記第１の部分（２０）の外径は、前記アクセス可能な第１の構成部品（３２）の前記孔（３４）の元の内径と本質的に等しいか又はこれより小さいことを特徴とする締結構成。
12. 前記シャンクの前記第１の部分（２０）の長さは、前記ブラインドリベット（１０）が貫通する前記孔（３４、３５）の領域における前記接合された構成部品（３２、３３）の厚さの和と本質的に等しいか又は前記和より小さいことを特徴とする、請求項１１に記載の締結構成。
13. 前記リベット本体（１１）の前記足部端部（１７）は前記マンドレルシャンク（２４）を囲み、かつ、前記リベット本体（１１）の前記孔（１４）内にこれを相互係合方式で保持することを特徴とする、請求項１１〜請求項１２のいずれかに記載の締結構成。
14. 前記引き抜き端部（２６）から分離された前記マンドレルシャンク（２４）の端部は、前記リベット本体（１１）の前記孔（１４）内に陥凹されることを特徴とする、請求項１３に記載の締結構成。
15. 前記アクセス可能な第１の構成部品（３２）はプラスチック製であることを特徴とする、請求項１１〜請求項１４のいずれかに記載の締結構成。
16. 前記構成部品（３２、３３）の両方ともプラスチック製であることを特徴とする、請求項１１〜請求項１５のいずれかに記載の締結構成。

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