JP2015223595A - リベット締結方法、リベット、リベット構造体及びリベット構造体の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】リベット締結作業の作業効率を向上させる。
【解決手段】リベット締結方法は、取付け工程と重ね合わせ工程と締結工程とを含む。取付け工程は、母材３０から離隔されている母材２０のリベット穴２１に、母材２０の母材３０を締結する締結面２０ａ側から挿入部１２を挿入することで、段差１４がリベット穴２１の開口に掛止されて、嵌合部１３が締結面２０ａから突出した状態でリベット１０を母材２０に取り付ける。重ね合わせ工程は、リベット１０の嵌合部１３を母材３０のリベット穴３１に嵌め込みつつ、母材３０を母材２０に重ね合わせる。締結工程は、リベット締結工具を用いて、フランジ部が形成された端部の反対側から、リベット本体１１の端部を圧縮してリベット本体１１から引き抜くことにより、挿入部１２及び嵌合部１３それぞれの一部を変形させて、母材２０に母材３０を締結する。
【選択図】図６

Description

本発明は、リベット締結方法、リベット、リベット構造体及びリベット構造体の製造方法に関する。

リベットを用いた締結方法は、例えば、複数の鋼板からなる母材を相互に固定する場合等に用いられる（例えば、特許文献１〜３参照）。

特開２０００−３２０５０９号公報 特開２００１−１２４０３８号公報 特開平１１−１３７２３号公報

複数の母材をリベットによって相互に固定する場合、作業者は、先ず、一方の母材に対して他方の母材を摺動させつつ、それぞれの母材に形成されたリベット穴を重ね合わせる。これにより、母材同士の位置決めを行う。しかしながら、両面テープを用いて母材同士を接着した後に母材の位置決めの微調整を行う場合や、重量物からなる母材の位置決めを行う場合には、母材同士の位置決めは、作業者にとって困難な作業となる。結果的に、リベット締結作業の作業効率が低くなるおそれがある。

本発明は、上述の問題を解決するためになされたもので、リベット締結作業の作業効率を向上させることを目的とする。

上述の目的を達成するために、本発明に係るリベット締結方法は、第１リベット穴が形成された第１母材に、第２リベット穴が形成された第２母材を、第１リベット穴に挿入される挿入部と、第２リベット穴に嵌合する形状に形成されるとともに、挿入部の外径よりも大きな外径の嵌合部と、挿入部と嵌合部との間に形成されている段差と、を有するリベット本体と、挿入部及び嵌合部を貫通する貫通孔に挿通され、挿入部側及び嵌合部側の少なくとも一方の端部にフランジ部が形成されているマンドレルと、を有するリベットを用いて締結するリベット締結方法であって、取付け工程と重ね合わせ工程と締結工程とを含む。取付け工程は、第２母材から離隔されている第１母材の第１リベット穴に、第１母材の第２母材を締結する締結面側から挿入部を挿入することで、段差が第１リベット穴の開口に掛止されて、嵌合部が締結面から突出した状態でリベットを第１母材に取り付ける。重ね合わせ工程は、リベットの嵌合部を第２母材の第２リベット穴に嵌め込みつつ、第２母材を第１母材に重ね合わせる。締結工程は、リベット締結工具を用いて、フランジ部が形成された端部の反対側から、リベット本体の端部を圧縮してリベット本体からマンドレルを引き抜くことにより、挿入部及び嵌合部それぞれの一部を変形させて、第１母材に第２母材を締結する。

本発明によれば、一方の母材に対して他方の母材を摺動させつつ、母材同士の位置決めを行う作業が不要になる。このため、リベット締結作業の作業効率を向上させることができる。

本発明の実施の形態に係るリベット構造体の斜視図である。 リベット締結前のリベット及び母材の斜視図である。 リベット締結前のリベット及び母材の断面図である。 リベット締結方法を示す断面図（その１）である。 リベット締結方法を示す断面図（その２）である。 リベット締結方法を示す断面図（その３）である。 リベット締結方法を示す断面図（その４）である。 リベット締結方法を示す断面図（その５）である。 リベット締結方法を示す断面図（その６）である。 リベット締結方法を示す断面図（その７）である。 従来のリベット締結方法を示す断面図（その１）である。 従来のリベット締結方法を示す断面図（その２）である。 従来のリベット締結方法を示す断面図（その３）である。 従来のリベット締結方法を示す断面図（その４）である。 従来のリベット締結方法を示す断面図（その５）である。

以下、本発明の実施の形態に係るリベット構造体１について、図１〜図１０を用いて説明する。なお、理解を容易にするために、ＸＹＺ座標を設定し、適宜参照する。

リベット構造体１は、図１に示すように、リベットを用いて母材２０に母材３０が締結されたものである。リベット構造体１は、母材２０、３０と、これらを締結するリベット変形体１０Ａと、を有する。なお、リベット変形体１０Ａは、後述するリベット１０が、リベット締結工具によって締結加工を施されることにより変形した部材である。

母材２０は、例えば、厚みが１．６ｍｍの鋼板から形成されている。ただし、母材２０は、鋼板に限らず、鋼以外の素材から形成される板材であってもよい。この母材２０には、図２に示すように、リベット穴２１が形成されている。リベット穴２１は、ＸＹ断面が真円形状に形成された円孔である。リベット穴２１は、Ｚ軸方向に貫通して形成されている。

母材３０は、母材２０の上側（＋Ｚ側）の面に重ね合わせて配置される。母材３０は、母材２０と同様に、例えば、厚みが１．６ｍｍの鋼板から形成されている。ただし、母材３０は、鋼板に限らず、鋼以外の素材から形成される板材であってもよい。この母材３０には、リベット穴３１が形成されている。リベット穴３１は、母材２０のリベット穴２１と同様に、ＸＹ断面が真円形状に形成された円孔である。リベット穴３１は、Ｚ軸方向に貫通して形成されている。また、リベット穴３１は、その内径が、リベット穴２１の内径よりも大きく形成されている。

リベット１０は、本実施の形態においては、作業者が母材３０の上側（＋Ｚ側）からのみで締結作業を行うことができるブラインドリベットから構成されている。このリベット１０は、リベット本体１１と、リベット本体１１に挿通されているマンドレル１５とを有する。

リベット本体１１は、図３に示すように、リベット穴２１に挿入される挿入部１２と、リベット穴３１に挿入される嵌合部１３と、挿入部１２と嵌合部１３との間に形成された段差１４と、を有している。

挿入部１２は、段差１４から下方（−Ｚ方向）に延びるように形成されている。挿入部１２は、その外径がリベット穴２１の内径と同等の略円筒形状に形成されている。

嵌合部１３は、段差１４よりも上側部分に径方向に膨出するように形成されている。この嵌合部１３は、リベット穴３１に嵌合可能な形状に形成されている。本実施の形態においては、リベット穴３１は円孔である。このため、円孔であるリベット穴３１に嵌め込めるように、嵌合部１３は、外径がリベット穴２１の内径と同等の略円筒形状に形成されている。また、嵌合部１３は、外径が、挿入部１２の外径及び母材２０のリベット穴２１の内径よりも大きく形成されている。この嵌合部１３の上部には、Ｚ軸方向に対して傾斜するテーパ面１３ａが形成されている。

段差１４は、挿入部１２がリベット穴２１に挿入された場合に、嵌合部１３が＋Ｚ方向に母材２０から突出した状態でリベット１０を支持するために用いられる。

マンドレル１５は、Ｚ軸方向を長手方向とする軸状部材である。マンドレル１５は、リベット本体１１にＺ軸方向に貫通して形成された貫通孔１１ａに挿通されている。マンドレル１５は、マンドレル本体１６と、マンドレル本体１６の先端部（−Ｚ側の端部）に形成されたフランジ部１７と、を有している。マンドレル１５は、マンドレル本体１６の＋Ｚ側の端部がリベット本体１１の上側から露出するとともに、フランジ部１７がリベット本体１１の下側から露出した状態で、貫通孔１１ａに挿通されている。また、マンドレル本体１６には、他の部分よりも小径に形成された括れ部１６ａが形成されている。

フランジ部１７は、略円筒形状に形成されている。フランジ部１７は、その外径が、リベット本体１１の挿入部１２の内径よりも大きく形成されている。これにより、フランジ部１７は、挿入部１２の−Ｙ側の端面１２ａに接している。

上述のように構成されたリベット１０を用いたリベット締結方法及びリベット構造体１の製造方法について、図４〜図１０を用いて説明する。

先ず、図４に示すように、リベット締結作業を行う作業者は、リベット１０の挿入部１２を、母材２０の母材３０を締結する締結面２０ａ側（＋Ｚ側）から母材２０のリベット穴２１に挿入する。すると、リベット１０の段差１４が、リベット穴２１の開口に掛止される。これにより、嵌合部１３が締結面２０ａからに突出した状態で、リベット１０は、母材２０に支持される。また、リベット本体１１の挿入部１２の一部及びマンドレル１５のフランジ部１７は、母材２０の下面（−Ｚ側の面）から露出する。

次に、図５及び図６に示すように、作業者は、母材３０のリベット穴３１に嵌合部１３を嵌め込みつつ、母材３０を母材２０に重ね合わせる。このとき、図５の矢印Ａ１を参照するとわかるように、嵌合部１３のテーパ面１３ａに、リベット穴３１の縁３１ａが接触することで、母材３０は、嵌合部１３のテーパ面１３ａによって適切な位置に案内されつつ、母材２０に重ね合わせられる。

次に、図７に示すように、作業者は、リベット締結工具Ｔの先端（ノーズピース）を、上方からリベット本体１１に押し当てる。なお、リベット締結工具Ｔは、空気圧によりリベット本体１１からマンドレル１５を引き抜くことができる空気圧式締結工具から構成されている。

次に、図８に示すように、作業者は、リベット締結工具Ｔの図示しないトリガーを引く。これにより、リベット締結工具Ｔ内に負圧が生じ、この負圧により、マンドレル１５がリベット本体１１から引き抜かれる。マンドレル１５が引き抜かれると、嵌合部１３の上部がリベット締結工具Ｔの先端から矢印Ａ２に示す押付力を受けて、嵌合部１３の一部がバレル状に塑性変形する。塑性変形された嵌合部１３の一部は、フランジ状のカシメ部４１を形成する。また、挿入部１２の下部がマンドレル１５のフランジ部１７から矢印Ａ３に示す押付力を受けて、挿入部１２の一部がバレル状に塑性変形する。塑性変形された挿入部１２の一部は、フランジ状のカシメ部４２を形成する。

図９に示すように、さらに、リベット締結工具Ｔを用いて、リベット本体１１からマンドレル１５を引き抜いていくと、やがて、マンドレル本体１６は、括れ部１６ａで破断する。そして、マンドレル本体１６の一部は、リベット締結工具Ｔに引き込まれる。これにより、リベット１０はリベット変形体１０Ａに変形するとともに、図１０に示すように、カシメ部４１、４２によって母材２０、３０が挟圧されることで、母材３０は母材２０に締結される。以上により、リベット１０を用いたリベット締結方法は終了し、リベット構造体１が完成する。

以上、説明したように、本実施の形態では、リベット１０を母材２０のリベット穴２１に挿入することで、リベット１０の嵌合部１３が突出した状態でリベット１０を母材２０に取り付ける。そして、嵌合部１３を母材３０のリベット穴３１に嵌め込みつつ、母材３０を母材２０に重ね合わせる。このため、母材２０に対して母材３０を摺動させて、母材２０に対する母材３０の位置決めを行う作業が不要になる。これにより、リベット１０の締結作業の作業効率を向上させることができる。

以下、比較例として従来のリベット１１０を用いたリベット締結方法を、図１１〜図１５を用いて説明する。

先ず、図１１に示すように、作業者は、母材２０に母材３０を重ね合わせる。続いて、矢印Ａ４を参照するとわかるように、母材２０に対して母材３０を摺動させつつ、それぞれの母材２０、３０に形成されたリベット穴２１、３１を重ね合わせて、母材２０に対する母材３０の位置決めを行う。

次に、図１２に示すように、従来のリベット１１０を上側（＋Ｚ側）から母材２０、３０のリベット穴２１、３１に挿入する。なお、従来のリベット１１０は、リベット本体１１１と、リベット本体１１１に挿通されたマンドレル１１５とを有する。そして、リベット本体１１１は、リベット穴２１、３１に挿入される挿入部１１２と、挿入部１１２の上端から径方向に張り出されたフランジ部１１３と、を有する。

次に、図１３に示すように、作業者は、リベット締結工具Ｔの先端部を、上方からリベット１１０のフランジ部１１３に押し当てる。続いて、リベット締結工具Ｔによって、マンドレル１１５をリベット本体１１１から引き抜く。マンドレル１１５がリベット本体１１１から引き抜かれると、リベット１１０のフランジ部１１３がリベット締結工具Ｔの先端からの押付力を受ける。また、挿入部１１２の下部がマンドレル１１５のフランジ部から矢印Ａ４に示す押付力を受けて、挿入部１１２の一部が塑性変形する。塑性変形された挿入部１１２の一部は、フランジ状のカシメ部１４０を形成する。

次に、図１４に示すように、さらに、リベット締結工具Ｔを用いて、リベット本体１１１からマンドレル１１５を引き抜いていくと、やがて、マンドレル１１５は破断し、マンドレル１１５の一部は、リベット本体１１１から引き抜かれる。これにより、リベット１１０は、リベット変形体１１０Ａに変形するとともに、図１５に示すように、フランジ部１１３とカシメ部１４０とによって、母材３０は母材２０に締結される。以上により、従来のリベット１１０を用いたリベット締結方法は終了し、従来のリベット構造体１０１が完成する。

したがって、以上の従来のリベット１１０を用いたリベット締結方法では、図１１に示すように、作業者は、先ず、母材２０に対して母材３０を摺動させつつ、母材２０に対して母材３０の位置決めを行う必要がある。しかしながら、母材２０、３０が重量物からなる場合には、母材２０に対する母材３０の位置決めは、作業者にとって困難な作業である。また、母材３０に母材２０を両面テープで接着して位置決めする場合、両面テープ接着後には、母材３０の位置を微調整することが困難である。また、位置決めのための治工具が必要になり、治工具を設置する工程数が増え、リベット構造体１０１の製造コストが増加するおそれも生じる。また、母材２０に対する母材３０の位置決めは、作業者が目視で行うため、母材２０に対して母材３０が規定の位置からずれやすく、リベット１１０をリベット穴２１、３１に挿入できない可能性もある。結果的に、リベット締結作業の作業効率が低くなるおそれがある。

しかしながら、本実施の形態では、図５及び図６に示すように、リベット１０の嵌合部１３を母材３０のリベット穴３１に嵌め込みつつ、母材３０を母材２０に重ね合わせている。このため、母材２０に対して母材３０を摺動させて、母材２０に対する母材３０の位置決めを行う作業が不要になる。また、従来の締結作業で必要だった位置決めのための治工具が不要になり、作業工程数の増加を抑制することができる。結果として、リベット１０の締結作業の作業効率を向上させることができる。また、リベット構造体１の品質や製造の歩留まりを向上させることができる。

また、本実施の形態では、図８に示すように、リベット締結工具Ｔを用いて、リベット本体１１からマンドレル１５を引き抜くことにより、リベット本体１１の嵌合部１３の一部を変形させて、カシメ部４１を形成している。このカシメ部４１は、挿入部１２の一部が変形することで形成されたカシメ部４２とともに、母材３０を母材２０に締結する。したがって、このカシメ部４１、４２が母材２０、３０を挟圧するため、母材３０を母材２０に強固に締結することができる。

例えば、従来では、図１３に示すように、母材２０の下側（−Ｚ側）のみでカシメ部１４０が形成され、母材３０の上側（＋Ｚ側）ではカシメ部は形成されていない。これに対して、母材３０の上側（＋Ｚ側）及び母材２０の下側（−Ｚ側）でカシメ部４１、４２が形成されるため、母材３０を母材２０に強固に締結することが可能になる。

また、本実施の形態では、図８に示すように、リベット締結工具Ｔを用いて、リベット本体１１からマンドレル１５を引き抜くことにより、２つのカシメ部４１、４２を同時に形成しているため、従来のリベット締結作業とくらべて、リベット１０の締結作業の作業効率が低下することもない。

また、本実施の形態では、リベット本体１１の嵌合部１３は、母材３０のリベット穴３１に嵌合する形状に形成されている。このため、母材２０に母材３０を重ね合わせる際に、母材３０のリベット穴３１が嵌合部１３の外形に案内されて、母材３０が母材２０上の適切な位置で重ね合わされる。これにより、図６に示す母材２０に母材３０を重ね合わせる作業を精度良く、効率的に行うことができる。結果として、リベット１０の締結作業の作業効率を向上させることができる。

また、本実施の形態では、リベット本体１１は、段差１４を有している。この段差１４が、リベット穴２１の開口に掛止されるため、リベット本体１１の挿入部１２がリベット穴２１に挿入された場合に、嵌合部１３が＋Ｚ方向に母材２０から突出した状態でリベット１０を支持できる。これにより、リベット１０の嵌合部１３を母材３０のリベット穴３１に嵌め込みつつ、母材３０を母材２０に重ね合わせる作業を効率的に行うことができる。結果として、リベット１０の締結作業の作業効率を向上させることができる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態によって限定されるものではない。

例えば、本実施の形態では、図１に示すように、リベット構造体１は、１つのリベット１０を用いて母材２０に母材３０が締結されたものである。しかしながら、これに限らず、リベット構造体１は、２つ以上のリベット１０を用いて母材２０に母材３０が締結されたものであってもよい。

また、本実施の形態では、フランジ部１７は、マンドレル１５の挿入部１２側の端部に形成されている。しかしながら、これに限られない、フランジ部１７は、マンドレル１５の嵌合部１３側の端部に形成されていてもよい。この場合、締結工程において、マンドレル１５は、リベット本体１１から−Ｚ方向に引き抜かれる。この変形例においても、上記実施の形態と同様に、母材２０に対する母材３０の位置決めを効率的に行うことができる。結果として、リベット１０の締結作業の作業効率を向上させることができる。ただし、この変形例では、マンドレル１５を引き抜く作業のみを下側（−Ｚ側）から行うことになるため、リベット１０の締結作業全てを一方の面側（＋Ｚ側）だけで行える観点からは、上記実施の形態の方が好ましい。

本発明は、本発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施の形態及び変形が可能とされるものである。上述した実施の形態は、本発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。

１，１０１ リベット構造体、１０，１１０ リベット、１０Ａ，１１０Ａ リベット変形体、１１，１１１ リベット本体、１１ａ 貫通孔、１２，１１２ 挿入部、１２ａ 端面、１３ 嵌合部、１３ａ テーパ面、１４ 段差、１５，１１５ マンドレル、１６ マンドレル本体、１６ａ 括れ部、１７ フランジ部、２０，３０ 母材、２０ａ 締結面、２１，３１ リベット穴、３１ａ 縁、４１，４２ カシメ部、１１３ フランジ部、１４０ カシメ部、Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５ 矢印、Ｔ リベット締結工具。

Claims (8)

1. 第１リベット穴が形成された第１母材に、第２リベット穴が形成された第２母材を、前記第１リベット穴に挿入される挿入部と、前記第２リベット穴に嵌合する形状に形成されるとともに、前記挿入部の外径よりも大きな外径の嵌合部と、前記挿入部と前記嵌合部との間に形成されている段差と、を有するリベット本体と、前記挿入部及び前記嵌合部を貫通する貫通孔に挿通され、前記挿入部側及び前記嵌合部側の少なくとも一方の端部にフランジ部が形成されているマンドレルと、を有するリベットを用いて締結するリベット締結方法であって、
   前記第２母材から離隔されている前記第１母材の前記第１リベット穴に、前記第１母材の前記第２母材を締結する締結面側から前記挿入部を挿入することで、前記段差が前記第１リベット穴の開口に掛止されて、前記嵌合部が前記締結面から突出した状態で前記リベットを前記第１母材に取り付ける取付け工程と、
   前記リベットの前記嵌合部を前記第２母材の前記第２リベット穴に嵌め込みつつ、前記第２母材を前記第１母材に重ね合わせる重ね合わせ工程と、
   リベット締結工具を用いて、前記フランジ部が形成された端部の反対側から、前記リベット本体の端部を圧縮して前記リベット本体から前記マンドレルを引き抜くことにより、前記挿入部及び前記嵌合部それぞれの一部を変形させて、前記第１母材に前記第２母材を締結する締結工程と、
   を含むリベット締結方法。
2. 前記フランジ部は、前記マンドレルの前記挿入部側の端部に形成され、
   前記締結工程では、前記マンドレルを前記嵌合部側に引き抜く請求項１に記載のリベット締結方法。
3. 第１リベット穴が形成された第１母材に、第２リベット穴が形成された第２母材を締結するためのリベットであって、
   前記第１リベット穴に挿入される挿入部と、前記第２リベット穴に嵌合する形状に形成されるとともに、前記挿入部の外径よりも大きな外径の嵌合部と、前記挿入部と前記嵌合部との間に形成されている段差と、を有するリベット本体と、
   前記挿入部及び前記嵌合部を貫通する貫通孔に挿通され、前記挿入部側及び前記嵌合部側の一方の端部にフランジ部が形成され、リベット締結工具によって、前記フランジ部が形成された端部の反対側から、前記リベット本体の端部を圧縮して前記リベット本体から引き抜かれることにより、前記挿入部及び前記嵌合部それぞれの一部を変形させて、前記第１母材に前記第２母材を締結するためのマンドレルと、
   を有するリベット。
4. 前記フランジ部は、前記マンドレルの前記挿入部側の端部に形成されている請求項３に記載のリベット。
5. 第１リベット穴が形成された第１母材と、
   第２リベット穴が形成された第２母材と、
   前記第１リベット穴に挿入され、一部がリベット締結工具によって変形されて第１カシメ部を構成する挿入部と、前記第２リベット穴に嵌合する形状に形成され、一部が前記リベット締結工具によって変形されて第２カシメ部を構成するともに、前記挿入部の外径よりも大きな外径の嵌合部と、前記挿入部と前記嵌合部との間に形成されている段差と、を有するリベット変形体と、
   を有し、
   前記第１カシメ部と前記第２カシメ部とが、前記第１母材及び前記第２母材を挟圧することにより、前記第２母材が前記第１母材に締結されているリベット構造体。
6. 前記リベット変形体は、前記挿入部及び前記嵌合部を貫通する貫通孔に挿通され、前記挿入部側の端部にフランジ部が形成され、締結加工が施される前のリベットのリベット本体の端部を圧縮して前記リベット本体から引き抜かれることにより、前記挿入部及び前記嵌合部それぞれの一部を変形させて、前記第１母材に前記第２母材を締結するために用いられるマンドレルの少なくとも一部を有する請求項５に記載のリベット構造体。
7. 第１リベット穴が形成された第１母材に、第２リベット穴が形成された第２母材を、前記第１リベット穴に挿入される挿入部と、前記第２リベット穴に嵌合する形状に形成されるとともに、前記挿入部の外径よりも大きな外径の嵌合部と、前記挿入部と前記嵌合部との間に形成されている段差と、を有するリベット本体と、前記挿入部及び前記嵌合部を貫通する貫通孔に挿通され、前記挿入部側及び前記嵌合部側の少なくとも一方の端部にフランジ部が形成されているマンドレルと、を有するリベットを用いて締結されるリベット構造体の製造方法であって、
   前記第２母材から離隔されている前記第１母材の前記第１リベット穴に、前記第１母材の前記第２母材を締結する締結面側から前記挿入部を挿入することで、前記段差が前記第１リベット穴の開口に掛止されて、前記嵌合部が前記締結面から突出した状態で前記リベットを前記第１母材に取り付ける取付け工程と、
   前記リベットの前記嵌合部を前記第２母材の前記第２リベット穴に嵌め込みつつ、前記第２母材を前記第１母材に重ね合わせる重ね合わせ工程と、
   リベット締結工具を用いて、前記フランジ部が形成された端部の反対側から、前記リベット本体の端部を圧縮して前記リベット本体から前記マンドレルを引き抜くことにより、前記挿入部及び前記嵌合部それぞれの一部を変形させて、前記第１母材に前記第２母材を締結する締結工程と、
   を含むリベット構造体の製造方法。
8. 前記フランジ部は、前記マンドレルの前記挿入部側の端部に形成され、
   前記締結工程では、前記マンドレルを前記嵌合部側に引き抜く請求項７に記載のリベット構造体の製造方法。

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