JP3866827B2 - ブラインドリベット、及び、ブラインドリベット構造体 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、片面から操作することができるブラインドリベット、ブラインドリベット構造体、ブラインドリベットに用いるマンドレルおよび環状ボディに関し、特に複写機等の締結に好適なマンドレル、環状ボディ、ブラインドリベットおよびブラインドリベット構造体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１３に示すように、複写機の構造体としては、主として上から順に、スキャナユニット（読取部分）５１と、本体ユニット（感光体等が入っている部分）５２と、給紙ユニット５３との３つに分かれている。従来では、量産段階の製造効率を上げるため、荷重のあまりかからないスキャナユニット５１にのみリベット５４を使用していた。
【０００３】
このリベット５４は、例えば、側面同士を板金で折った形にして穴を開けて止めている。このような締結では、片面から締結操作ができるブラインドリベット５４が使用されている。このブラインドリベット５４は、図１５に示すように、塑性変形される環状のボディ５５とこのボディ５５を塑性変形するマンドレル５６とを備えている。
【０００４】
前記ボディ５５は、マンドレル５６を挿通する同径の筒部の一端に被締結部材に当接するフランジ部５５ａを備えている。前記マンドレル５６は、先端にボディ５５の筒部を座屈させるヘッド部５６ａおよびヘッド部５６ａの後方に突出する同径の円柱部５６ｂを備え、この円柱部５６ｂには締結後に破断される括れを形成した破断部５６ｃが設けられている。
【０００５】
このようなブラインドリベットを用いて、被締結部材である第１部材３および第２部材４を締結するには、先ず、図１４（Ａ）に示すように、リベッター５７にリベット５４を装着し、結合部分である第１部材３および第２部材４の穴に差し込む。次に、図１４（Ｂ）に示すように、リベッター５７のハンドル（不図示）を握ってマンドレル５６を方向α（図１５参照）に引いて、ボディ５５を座屈させる。次に、図１４（Ｃ）に示すように、さらにマンドレル５６を引いて破断部５６ｃから破断させて締結が完了する。
【０００６】
通常、ブラインドリベットで板金と板金とを締結するとき、ブラインドリベットを挿通する穴径３ａ，４ａをブラインドリベットの挿通部分の外径より充分に大きくして余裕をもたせている。その理由は、リベット５４を入れやすくする点と、寸法精度を上げるとコスト増となる点と、穴径に余裕が少ないと反りを抑えるための治具が必要になる点とを避けるためである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようなブラインドリベットを本体ユニット５２や給紙ユニット５３に使用するには、先ず、スキャナユニット５１との荷重のかかり方の違いを考慮する必要がある。締結したときに従来のブラインドリベットでは、穴径に余裕をもたせた分、隙間が残っている。したがって、大きな荷重がかかるとずれてしまうという問題があった。
【０００８】
即ち、図１６に示すように、従来のブラインドリベットにおいては、締結後に環状ボディ５５と締結される第１部材３及び第２部材４との間に隙間Ｓが発生していた。第１部材３及び第２部材４の穴径を環状ボディ５５の外径と同径、またはそれに近い径にしておけば、隙間Ｓを少なくすることは可能である。しかし、隙間Ｓを少なくした場合には、加工性や組み付け性が悪くなるという欠点がある。
【０００９】
第２部材４に関しては、環状ボディ５５の変形による喰い付き部により、力を受けても環状ボディ５５と第２部材４との相対的な位置関係は保たれるが、環状ボディ５５と第１部材３との位置関係は、リベット締結により得た締結力Ｆ１に基づく力に依存している。つまり、図１６、１７に示すように第１部材３および第２部材４が、環状ボディ５５に対してせん断力を与えるような力ｆ２を受け、かつせん断力ｆ２の大きさが締結力Ｆ１と摩擦係数との積を越えたときに、環状ボディ５５と第１部材３は相対的に隙間Ｓの量だけ移動してしまう。
【００１０】
締結力Ｆ１の大きさや、摩擦係数は、環状ボディ５５、第１部材３および第２部材４の表面の状態などによる影響が大きく、小さい力によってでも移動が起きてしまう場合がある。つまり、第１部材３と第２部材４とを高位置精度でブラインドリベットにより締結する場合に、隙間Ｓがあることによって構造体、あるいは機構部品として位置関係が変化してしまうという問題があった。
【００１１】
そこで本発明の目的は、締結後に生じていた隙間をなくし、加工性及び組み付け性を損なうことがなく、複写機の最下段等の荷重が大きくかかる部分に適用しても経時的に位置の変化の発生しない締結を行うことができるマンドレル、環状ボディ、ブラインドリベットおよびブラインドリベット構造体を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１のブラインドリベットは、被締結部材に挿通される環状ボディと、該環状ボディに挿通して該環状ボディを塑性変形させるマンドレルとを備えたブラインドリベットにおいて、前記マンドレルは、前記環状ボディの一端部に当接されるヘッド部と、該ヘッド部に連結され、前記環状ボディに挿通されるシャフト部とを有し、該シャフト部は、前記ヘッド部に連結される太径の第１胴部と、第１胴部より細径に形成された第２胴部と、前記第１胴部と第２胴部との間に設けられた段差部とを備えるとともに、前記環状ボディは、太径の第１穴部と、該第１穴部に段差部を介して連続する、前記第１穴部より細径の第２穴部と、該第２穴部の端部に設けたフランジ部とを備え、かつ、前記環状ボディの段差部の傾斜角より前記マンドレルの段差部の傾斜角の方が緩やかであることを特徴とするブラインドリベットである。
【００１３】
また、請求項２のブラインドリベットは、請求項１に記載のブラインドリベットにおいて、上記マンドレルのヘッド部とシャフト部との間に、シャフト部の先端径より小径の小径部分が形成されていることを特徴とする。
【００１４】
また、請求項３のブラインドリベットは、請求項１または請求項２に記載のブラインドリベットにおいて、前記環状ボディは、前記第２穴部を構成する第２環状胴部における膨径による有効容積が被締結体の穴部と環状ボディの外周との間の隙間の容積より大きい場合に、この膨径による有効容積が隙間からはみ出した部分を吸収する吸収部を備えているとともに、少なくとも被締結部材と環状ボディとにより形成される隙間の端部まで前記環状ボディの膨径により充填される大きさを有する環状溝部を備えていることを特徴とする。
【００１５】
また、請求項４のブラインドリベット構造体は、請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のブラインドリベットにより被締結部材が締結されてなることを特徴とするブラインドリベット構造体である。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。なお、重複した繁雑な説明を避けるため、同一の構成、同様な構成は、共通の符号をもって示し、その説明を割愛する。
【００２４】
図１は本発明の実施形態に係わるブラインドリベットの断面図である。
図１に示すように、このブラインドリベットは、塑性変形される環状ボディ２とこの環状ボディ２を塑性変形するマンドレル１とを備えている。
【００２５】
前記環状ボディ２は、マンドレル１を挿通する第２環状胴部２ｇの基端に被締結部材（図２の第１部材３および第２部材４）に当接するフランジ部２ｈを備えるとともに、環状ボディ２の内径には膨径手段である環状の段差部２ｄを備えている。即ち、先端寄りの第１環状胴部２ｆに第１穴部である太径穴部２ｂが形成され、この太径穴部２ｂに段差部２ｄを介して第２環状胴部２ｇの第２穴部である細径穴部２ｃが連続し、太径穴部２ｂ、段差部２ｄおよび細径穴部２ｃで貫通穴が形成されている。前記細径穴部２ｃの基端側には、膨径による有効容積が隙間Ｓ（図１６参照）からはみ出した部分を吸収する吸収部である環状溝部２ｉが、細径穴部２ｃに対応する環状ボディ２の外周、即ち第２環状胴部２ｇに連続して形成されている。前記環状溝部２ｉは、被締結部材と環状ボディ２とにより形成される隙間Ｓの端部まで環状ボディ２の膨径により充分に充填される大きさを有している。前記段差部２ｄは所定角度、本実施形態ではマンドレル１の軸に対して４５度の傾斜面である。
【００２６】
前記マンドレル１は、環状ボディ２の一端部に当接されるヘッド部１ｆと、ヘッド部１ｆに連結され、環状ボディ２に挿通されるシャフト部１ａとを有している。このシャフト部１ａは、ヘッド部１ｆに連結される太径の第１胴部１ｂと、第１胴部１ｂより細径に形成された第２胴部１ｃと、第１胴部１ｂと第２胴部１ｃとの間に設けられた段差部１ｄとを備えている。この段差部１ｄは、マンドレル１の引き抜き方向αに対して傾斜面に形成されている。また、環状ボディ２の段差部２ｄもマンドレル１と同様にマンドレル１の引き抜き方向αに対して傾斜面に形成されている。
【００２７】
前記マンドレル１には、段差部１ｄに連続してマンドレル１の最小径である破断部１ｅが段差部１ｄを挟んでヘッド部１ｆと反対側に配置されて形成されている。この破断部１ｅは本実施形態では段差部１ｄに連続してＶ溝に形成されている。この破断部１ｅはＶ溝以外にもＵ溝等でもよいが、Ｖ溝とすることにより破断位置を正確に設定することができる。前記段差部１ｄは所定角度、本実施形態ではマンドレル１の軸に対して４５度の傾斜面である。
【００２８】
前記第１胴部１ｂは、被締結部材の厚さに応じた締結用有効長さＹを有している。また、前記第２胴部１ｃは図１４に示すようなチャックで保持される。
前記第１胴部１ｂの断面積から第２胴部１ｃの断面積を除いた環状面積は、環状ボディ２を挿入する被締結部材の穴部４ａの断面積から環状ボディ２の外形の断面積を除いた環状面積に比べて同一又は大きく形成されている。
【００２９】
図２（Ａ）に示すように、このようなブラインドリベットを用いて、被締結部材である第１部材３および第２部材４を締結するには、先ず、第１部材３および第２部材４の穴部３ａ，４ａに環状ボディ２および環状ボディ２に挿通したマンドレル１を、マンドレル２を引き抜く側から差し込み、次に、マンドレル１を引き抜き方向αに引いて環状ボディ２を座屈させるとともに、図２（Ｂ）に示すように、環状ボディ２の段差部２ｄとマンドレル１の段差部１ｄとを圧接させる。これによりマンドレル１の段差部１ｄから環状ボディ２の段差部２ｄの内部へ外力ｆ３を作用させる。
【００３０】
この外力ｆ３により、第１部材３および第２部材４の穴部３ａ，４ａに対応する第２環状胴部２ｇが膨径、即ち、第２環状胴部２ｇの外径が膨らむ。そして、マンドレル１の引き抜き量が大きくなるとともに、膨径量が増大して、第１部材３および第２部材４の穴部３ａ，４ａの内径と第２環状胴部２ｇの外径との間の隙間Ｓが減少する。
【００３１】
このとき前記細径穴部２ｃの基端側には、膨径による有効容積が隙間Ｓからはみ出した部分を吸収する吸収部である環状溝部２ｊが形成されているので、細径穴部２ｃを構成する第２環状胴部２ｇが膨径して有効容積が被締結体の穴部３ａ，４ａと第２環状胴部２ｇの外周との間の隙間Ｓの容積より大きい場合に吸収することができる。したがって、膨径量を隙間Ｓより充分に大きくすることができる。
【００３２】
このようにして、環状ボディ２の第１胴部１ｂを座屈する「ボディ座屈工程」と隙間Ｓを充填する「ボディ膨径工程」とがほぼ同時に終了する。この終了状態では、環状ボディ２の座屈部分とフランジ部２ｈとの間で第１部材３および第２部材４を締結することが出来るとともに、環状ボディ２の膨径部分により環状ボディ２の外径と第１部材３および第２部材４の穴部３ａ，４ａとが密着される。次に、マンドレル１をさらに引き抜くことにより、図２（Ｃ）に示すように、マンドレル１の最小径である破断部１ｅで破断されて締結が完了する。
【００３３】
この実施形態のブラインドリベットによれば、環状ボディ２の第２環状胴部２ｇの外径と第１部材３および第２部材４の穴部３ａ，４ａとの間に隙間Ｓがほとんどないので、環状ボディ２に対してせん断力を与えるような外力ｆ２（図１７参照）を受けたときにも第１部材３および第２部材４が移動することがない。即ち、締結前の環状ボディ２の第２環状胴部２ｇの外径と穴部３ａ，４ａとの間に余裕があっても、締結後の経時的な位置変化が発生することがない。また、経時的な位置変化を防止出来るにも拘わらず、ブラインドリベットを挿入する被締結部材の穴部３ａ，４ａの穴径を充分に大きくすることができ、加工性や組み付き性を悪化させることがない。
【００３４】
また、締結時に第１部材３および第２部材４の反りを矯正するための治具を用いる必要がない。その上、従来と比べて環状ボディ２と被締結部材との接触部分が多く、強固に固定されるので、リベットの打点数を少なくすることが出来る。
【００３５】
さらに、膨径が環状ボディ２の径方向にほぼ均等に発生するので、第１部材３の穴部３ａと第２部材４の穴部４ａとが自動的に調芯されるので、穴部３ａ，４ａに遊びがあっても締結後に第１部材３と第２部材４とがずれて締結されることがない。
【００３６】
なお、環状ボディ２とマンドレル１とは、同じ硬さであっても良いが、マンドレル２の方が硬い方が望ましい。例えば、冷間圧造用炭素鋼線のＪＩＳ規格として、「ＪＩＳ Ｇ ３５３９」があるが、この中の２種類のうち硬さ（ＨＲＢ）の硬い方をマンドレル１に用い、軟らかい方を環状ボディ２に用いることが出来る。傾斜面の角度に応じて材料の硬さを適宜選択することができる。
【００３７】
なお、図１のブラインドリベットの環状ボディ２は、少なくともフランジ部２ｈと反対側の端部が他の部分より強度が高い高強度部分２ｅとしたので、マンドレル１ヘッドが環状ボディ２の第１環状胴部２ｆの太径穴部２ｂ内にもぐり込むことがなく、安定して座屈を行うことができる。なお、前記高強度部分２ｅはスウェージング加工（槌打ち鍛造）等により加工することができる。
【００３８】
図３は他の実施形態に係わるブラインドリベットの断面図であり、（Ａ）は全体図、（Ｂ）は段差部の拡大図である。図３の実施形態のブラインドリベットでは、図１の実施形態に比べて段差部１ｄ，２ｄが異なっている。この実施形態では、図３（Ａ），（Ｂ）に示すように、段差部１ｄ，２ｄを断面円弧状に形成したものである。このように断面円弧状またはその他の曲線状に形成することにより、膨径する部分の形状を変えることが出来る。
【００３９】
図４はその他の実施形態に係わるブラインドリベットの断面図であり、（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれブラインドリベットの断面図である。図４（Ａ）の実施形態のブラインドリベットにおいて、図１の実施形態のブラインドリベットと異なる点は、マンドレル１の段差部１ｄをマンドレル１の引き抜き方向αに対して直交方向の面にしたことにある。このようにマンドレル１の段差部１ｄを引き抜き方向αに直交させてもマンドレル１の第１胴部１ｂの方が環状ボディ２の細径穴部２ｃより太いので環状ボディ２を膨径させることが出来る。
【００４０】
図４（Ｂ）の実施形態のブラインドリベットでは、図１の実施形態のブラインドリベットと異なる点は、環状ボディ２の段差部２ｄをマンドレル１の引き抜き方向αに対して直交方向の面にしたことにある。このように環状ボディ２の段差部２ｄを引き抜き方向αに直交させてもマンドレル１の第１胴部１ｂの方が環状ボディ２の細径穴部２ｃより太いので環状ボディ２を膨径させることが出来る。
【００４１】
図４（Ｃ）の実施形態のブラインドリベットでは、図１の実施形態のブラインドリベットと異なる点は、環状ボディ２の段差部２ｄおよびマンドレル１の段差部１ｄを共にマンドレル１の引き抜き方向αに対して直交方向の面にしたことにある。このように環状ボディ２の段差部２ｄおよびマンドレル１の段差部１ｄを共に引き抜き方向αに直交させてもマンドレル１の第１胴部１ｂの方が環状ボディ２の細径穴部２ｃより太いので環状ボディ２を膨径させることが出来る。
【００４２】
図５はその他の実施形態に係わるブラインドリベットの断面図であり、（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）はそれぞれブラインドリベットの断面図である。図５（Ａ）の実施形態のブラインドリベットでは、図３（Ａ）の実施形態のブラインドリベットと異なる点は、破断部１ｅを段差部１ｄに連続させずにマンドレル１の引き抜き方向αに分離させたことにある。このようにマンドレル１の破断部１ｅを引き抜き方向αに分離させることにより、段差部１ｄと独立して破断位置を設定することができる。
【００４３】
図５（Ｂ）の実施形態のブラインドリベットでは、図４（Ａ）の実施形態のブラインドリベットと異なる点は、破断部１ｅを段差部１ｄに連続させずにマンドレル１の引き抜き方向αに分離させたことにある。このようにマンドレルの破断部を引き抜き方向αに分離させることにより、段差部１ｄと独立して破断位置を設定することができる。
【００４４】
図５（Ｃ）の実施形態のブラインドリベットでは、図４（Ｂ）の実施形態のブラインドリベットと異なる点は、破断部１ｅを段差部１ｄに連続させずにマンドレル１の引き抜き方向αに分離させたことにある。このようにマンドレル１の破断部１ｅを引き抜き方向αに分離させることにより、段差部１ｄと独立して破断位置を設定することができる。
【００４５】
図５（Ｄ）の実施形態のブラインドリベットでは、図４（Ｃ）の実施形態のブラインドリベットと異なる点は、破断部１ｅを段差部１ｄに連続させずにマンドレル１の引き抜き方向αに分離させたことにある。このようにマンドレル１の破断部１ｅを引き抜き方向αに分離させることにより、段差部１ｄと独立して破断位置を設定することができる。
【００４６】
図６はその他の実施形態に係わるブラインドリベットの断面図であり、（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれブラインドリベットの断面図である。
図６（Ａ）の実施形態のブラインドリベットでは、図５（Ａ）の実施形態のブラインドリベットと異なる点は、環状ボディ１２の細径穴部１２ｃと太径穴部１２ｂとを同一の円錐状にして貫通穴を構成したことにある。即ち、環状ボディ１２は、その穴部１２ｂ，１２ｃがフランジ１２ｈ側から他端に向かってテーパ状に拡開しているので、環状ボディ１２の貫通穴を容易に加工することができる。
【００４７】
図６（Ｂ）の実施形態のブラインドリベットでは、図６（Ａ）の実施形態のブラインドリベットと異なる点は、環状ボディ２２の細径穴部２２ｃと太径穴部２２ｂとを同径の円柱状にして貫通穴を構成するとともに、マンドレル１１のシャフト部２１ａの段差部２１ｄと第２胴部２１ｃとを同一の円錐状にしたことにある。このように構成することにより、環状ボディ２２およびマンドレル２１を容易に加工することができる。
【００４８】
なお、図６（Ａ），（Ｂ）に示すように、マンドレル１１，２１のヘッド部１１ｆ，２１ｆとシャフト部１１ａ，２１ａとの間にはシャフト部１１ａ，２１ａの先端径より小径の小径部分１１ｋ，２１ｋを形成したので、締結後に環状ボディ１２，２２の先端部がこの凹部にくい込み一体化される。
【００４９】
図７はその他の実施形態に係わるブラインドリベットの断面図である。図８は図７のブラインドリベットを被締結体に挿入した状態を示す断面図、図９は図８の状態からマンドレルを少し引き抜いて膨径が開始した状態を示す断面図、図１０は図９の状態からマンドレルをさらに引き抜いて膨径が終了した状態を示す断面図、図１１は図１０の状態からマンドレルをさらに引き抜いて座屈が終了して締結が完了した状態を示す断面図である。
【００５０】
図７に示すように、このブラインドリベットは、塑性変形される環状ボディ３２とこの環状ボディ３２を塑性変形するマンドレル３１とを備えている。
前記環状ボディ３２は、マンドレル３１を挿通する筒部３２ｂの基端に被締結部材に当接するフランジ部３２ｈを備えるとともに、筒部３２ｂの内径には膨径手段である環状の段差部３２ｄを備えている。即ち、先端寄りの第１環状胴部３２ｆに太径穴部３２ｂが形成され、この太径穴部３２ｂに段差部３２ｄを介して第２環状胴部３２ｇの細径穴部３２ｃが連続し、太径穴部３２ｂ、段差部３２ｄおよび細径穴部３２ｃで貫通穴が形成されている。前記細径穴部３２ｃの基端側には、膨径による有効容積が隙間Ｓからはみ出した部分を吸収する吸収部である環状溝部３２ｊが形成されている。
【００５１】
前記マンドレル３１は、環状ボディ３２の一端部に当接されるヘッド部３１ｆと、ヘッド部３１ｆに連結され、環状ボディ３２に挿通されるシャフト部３１ａとを有している。このシャフト部３１ａは、ヘッド部３１ｆに連結される太径の第１胴部３１ｂと、本実施形態ではこの第１胴部３１ｂとほぼ同径であって破断部３１ｅを介して連結される第３胴部３１ｍと、第１胴部３１ｂより細径に形成された第２胴部３１ｃと、第１胴部３１ｂと第２胴部３１ｃの間に設けられた段差部３１ｄとを備えている。この段差部３１ｄは、マンドレル３１の引き抜き方向αに対して傾斜面に形成されている。また、環状ボディ３２の段差部３２ｄもマンドレル３１と同様にマンドレル３１の引き抜き方向αに対して傾斜面に形成されている。前記破断部３１ｅは、マンドレル３１の最小径である。また、図７に示すように、環状ボディ３２に備える段差部３２ｄのマンドレル３１の軸に対する傾斜角よりマンドレル３１に備える段差部３１ｄのマンドレル３１の軸に対する傾斜角の方が緩やかである。
【００５２】
前記ブラインドリベットにおいて、図７に示すように、Ｗはマンドレル３１のヘッド部３１ｆの後面と環状ボディ３２の先端との距離、Ｘは膨径用締結有効部の長さで被締結部材の合計厚さに依存する長さ、Ｙは座屈用締結有効部の長さでＸと同様に被締結部材の合計厚さに依存する長さ、Ｚ１は膨径開始位置からフランジ３２ｈの後端までの距離、Ｚ２は膨径開始位置からフランジ面までの距離である。ここで、Ｘ≧Ｚ２は充分に膨径するための条件であり、Ｗ≧Ｖは膨径後に座屈させるための条件である。
【００５３】
このようなブラインドリベットを用いて、被締結部材である第１部材および第２部材を締結するには、先ず、図８に示すように、第１部材３および第２部材４の穴部３ａ，４ａに環状ボディ３２および環状ボディ３２に挿通したマンドレル３１を、マンドレル３１を引き抜く側から差し込む。この差し込んだ状態では、第１部材３および第２部材４の穴部内周と環状ボディ３２の第２環状筒部３２ｇの外周との間には隙間Ｓが生じている。
【００５４】
次に、図９に示すように、マンドレル３１を引き抜き方向αに引いてマンドレル３１の段差部３１ｄを環状ボディ３２の段差部３２ｄに圧接させ、膨径を開始する。これによりマンドレル３１の段差部３１ｄから環状ボディ３２の段差部３２ｄの内部へ外力ｆ３を作用させる。この外力ｆ３により、第１部材３および第２部材４の穴部３ａ，４ａに対応する環状ボディ３２の部分が膨径する。そして、マンドレル３１の引き抜き量が大きくなるとともに、膨径量が増大して、第１部材３および第２部材４の穴部３ａ，４ａの内径と環状ボディ３２の外径との間の隙間Ｓが減少する。
【００５５】
このとき前記細径穴部３２ｃの基端側には、膨径による有効容積が隙間Ｓからはみ出した部分を吸収する吸収部である環状溝部３２ｊが形成されているので、第２穴部４ａを構成する第２環状胴部３２ｇが膨径して有効容積が被締結体の穴部３ａ，４ａと環状ボディ３２の外周との間の隙間Ｓの容積より大きい場合に吸収することができる。
【００５６】
次に、図１０に示すように、図９の状態からさらにマンドレル３１を引き抜き方向αに引いて膨径を終了させ、「ボディ膨径工程」が終了する。この「ボディ膨径工程」が終了した状態では、第１部材３および第２部材４の穴部３ａ，４ａ内周と環状ボディ３２の第２環状筒部３２ｇの外周との間に生じていた隙間Ｓに第２環状筒部３２ｇの膨径した部分が充填している。また、環状ボディ３２のフランジ部３２ｈの根元に設けられた環状凹部３２ｉにより、第２環状筒部３２ｇの膨径した部分が隙間Ｓの端部まで拡大する。これにより、第１部材３および第２部材４と環状ボディ３２の第２環状筒部３２ｇとは密着する。そして、マンドレル３１のヘッド部３１ｆが環状ボディ３２の先端部に当接する。
【００５７】
次に、図１１に示すように、図１０の状態からさらにマンドレル３１を引き抜き方向αに引いて環状ボディ３２の第１環状胴部３２ｆを座屈させて「ボディ座屈工程」を終了させ、さらにマンドレルを引き抜き方向αに引いて破断部３１ｅで破断させることにより、締結が完了する。
【００５８】
この実施形態のブラインドリベットによれば、環状ボディ３２の外径と第１部材３および第２部材４の穴部との間に隙間Ｓがほとんどないので、環状ボディ３１に対してせん断力を与えるような外力を受けたときにも第１部材３および第２部材４が移動することがない。即ち、締結前の環状ボディ３２の外径と穴部３ａ，４ａとの間に余裕があっても、締結後の経時的な位置変化が発生することがない。
【００５９】
また、締結時に第１部材３および第２部材４の反りを矯正するための治具を用いる必要がない。その上、従来と比べて環状ボディ３２と被締結部材との接触部分が多く、強固に固定されるので、リベットの打点数を少なくすることが出来る。
【００６０】
さらに、膨径が環状ボディ３２の径方向にほぼ均等に発生するので、第１部材３の穴部３ａと第２部材４の穴部４ａとが自動的に調芯されるので、穴部３ａ，４ａに遊びがあっても締結後に第１部材３と第２部材４とがずれて締結されることがない。
【００６１】
さらに、「ボディ膨径工程」が終了した後に「ボディ座屈工程」を開始させるので、「ボディ膨径工程」に必要なマンドレル３１の引き抜き力と「ボディ座屈工程」に必要なマンドレル３１の引き抜き力とを同時に作用させる必要がなく、締結時にマンドレル３１にかかる負荷を分割することができ、これにより、締結時に必要な引き抜き力を小さくすることができる。また、マンドレル３１自体の引っ張り強度も少ないものを使用することができる。
【００６２】
なお、本発明のブラインドリベットが有している環状ボディ３２とマンドレル３１との段差部３２ｄ，３１ｄの形状は図７のようなテーパ形状以外に、図１２のような断面円弧状を有した形状の段差部３２ｄ，３１ｄとしてもよい。
【００６３】
以上において、段差部は、第１胴部と第２胴部との間に形成された所定角度の傾斜面であるので、マンドレルの引き抜きをスムーズ且つ効率的に行うことが出来る。
【００６４】
マンドレルは、前記環状ボディに挿通されるシャフト部と、該シャフト部の一端に連結されるヘッド部とを備えるとともに、前記シャフト部は、前記ヘッド部側から順に、被締結部材の締結用有効長さを有する第１胴部と、前記環状ボディの外径を膨径する膨径部と、該膨径部に連結され、前記環状ボディを塑性変形するために保持される第２胴部とを備えているので、強度上有利である。
【００６５】
シャフト部は、締結後に破断される破断部を有しているので、締結後に任意の長さとすることができる。
破断部は段差部に連続しているので、加工が容易である。
破断部はＶ溝であるので、破断位置を正確に設定することができる。
破断部の径はマンドレル全体の最小径であるので、マンドレルに張力を作用させることにより破断することができる。
【００６６】
第１胴部の断面積から前記第２胴部の断面積を除いた環状面積は、前記環状ボディを挿入する被締結部材の穴の断面積から環状ボディ外形の断面積を除いた環状面積に比べて同一又は大きいので、膨径により隙間を充分に埋めることができる。
段差部と第２胴部とは、先細テーパ形状に連続しているので、加工が容易である。
段差部は傾斜面であるので、効率的に膨径することができる。
環状ボディのフランジ部には被締結部材が接触する面に環状溝部が設けられているので、隙間の端部まで膨径することができる。
【００６７】
環状溝部は、少なくとも被締結部材と環状ボディとにより形成される隙間の端部まで前記環状ボディの膨径により充填される大きさを有しているので、隙間の端部まで十分に膨径することができる。
【００６８】
環状溝部は、第２穴部に対応する環状ボディの外周に連続しているので、環状ボディの膨径のはみ出し量を効率的に吸収することができる。
環状ボディは、少なくともフランジ部と反対側の端部が他の部分より強度が高い高強度部分であるので、安定した座屈を行うことができる。
吸収部は、フランジの穴部開口部に穴部の内径に連通して形成された環状溝部であるので、隙間の充填を充分に行うことができる。
【００６９】
マンドレルは、前記環状ボディの一端部に当接されるヘッド部と、該ヘッド部に連結され、前記環状ボディに挿通されるシャフト部とを有し、該シャフト部は、前記ヘッド部に連結される太径の第１胴部と、第１胴部より細径に形成された第２胴部と、前記第１胴部と第２胴部との間に設けられた段差部とを備え、前記段差部は、前記第１胴部と第２胴部との間に形成された所定角度の傾斜面であるとともに、前記環状ボディは、太径の第１穴部と、該第１穴部に段差部を介して連続する、前記第１穴部より細径の第２穴部と、該第２穴部の端部に設けたフランジ部とを備え、前記段差部は傾斜面であり、前記環状ボディの傾斜面より前記マンドレルの傾斜面の方が緩やかであるので、マンドレルが環状ボディにくい込みにくく効率的に膨径することができる。
マンドレルのヘッド部とシャフト部との間にはシャフト部先端径より小径の小径部分があるので、締結後に環状ボディの先端部がこの凹部にくい込みマンドレルと一体化される。
【００７０】
【発明の効果】
以上の説明から明らかな如く本発明のブラインドリベットによれば、被締結部材により形成されている隙間を環状ボディにより充填させる手段を備えているので、環状ボディと被締結手段との隙間を小さくすることができ、環状ボディに対するせん断力を受けたときにも被締結部材の移動を防止することができる。
【００７１】
マンドレルは、前記環状ボディの一端部に当接されるヘッド部と、該ヘッド部に連結され、前記環状ボディに挿通されるシャフト部とを有し、該シャフト部は、前記ヘッド部に連結される太径の第１胴部と、第１胴部より細径に形成された第２胴部と、前記第１胴部と第２胴部との間に設けられた段差部とを備えているので、マンドレルを引き抜くことにより環状ボディに対するせん断力を受けたときにも被締結部材の移動を防止することができる。
【００７２】
環状ボディは、太径の第１穴部と、該第１穴部に段差部を介して連続する、前記第１穴部より細径の第２穴部と、該第２穴部の端部に設けたフランジ部とを備えているので、環状ボディの段差部にマンドレルを係合させることにより膨径することができる。
【００７３】
環状ボディの段差部の傾斜角よりマンドレルの段差部の傾斜角の方が緩やかであるので、効率良く膨径することができる。
【００７４】
環状ボディは、その穴部がフランジ側から他端に向かってテーパ状に拡開しているので、環状ボディの加工が容易である。
第２穴部を構成する第２環状胴部における膨径による有効容積が被締結体の穴部と環状ボディの外周との間の隙間の容積より大きい場合に、この膨径による有効容積が隙間からはみ出した部分を吸収する吸収部を備えているので、隙間の充填を充分に行うことができる。
【００７５】
マンドレルは、環状ボディの一端部に当接されるヘッド部と、該ヘッド部に連結され、前記環状ボディに挿通されるシャフト部とを有し、該シャフト部は、前記ヘッド部に連結される太径の第１胴部と、第１胴部より細径に形成された第２胴部と、前記第１胴部と第２胴部との間に設けられた段差部とを備えるとともに、前記環状ボディは、太径の第１穴部と、該第１穴部に段差部を介して連続する、前記第１穴部より細径の第２穴部と、該第２穴部の端部に設けたフランジ部とを備えているので、隙間のない締結を行うことができる。
【００７６】
環状ボディは、前記第２穴部を構成する第２環状胴部における膨径による有効容積が被締結体の穴部と環状ボディの外周との間の隙間の容積より大きい場合に、この膨径による有効容積が隙間からはみ出した部分を吸収する吸収部を備えているとともに、少なくとも被締結部材と環状ボディとにより形成される隙間の端部まで前記環状ボディの膨径により充填される大きさを有する環状溝部を備えているので、隙間の端部まで充填することができる。
【００７７】
環状ボディは、被締結部材と環状ボディとにより形成される隙間に前記環状ボディの膨径による充填がなされているものであるので、締結後に生じていた隙間をなくし、加工性及び組み付け性を損なうことがなく、複写機の最下段等の荷重が大きくかかる部分に適用しても経時的に位置の変化の発生しない締結を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係わるブラインドリベットの断面図である。
【図２】図１のブラインドリベットの締結を説明するための図である。
【図３】図１のブラインドリベットの変形例を説明するための図である。
【図４】図１のブラインドリベットの変形例を説明するための図である。
【図５】図１のブラインドリベットの変形例を説明するための図である。
【図６】本発明のブラインドリベットの他の実施形態を説明するための図である。
【図７】本発明のブラインドリベットの他の実施形態を説明するための図である。
【図８】図７のブラインドリベットの締結を説明するための図である。
【図９】図７のブラインドリベットの締結を説明するための図である。
【図１０】図７のブラインドリベットの締結を説明するための図である。
【図１１】図７のブラインドリベットの締結を説明するための図である。
【図１２】図７のブラインドリベットの変形例を説明するための図である。
【図１３】複写機の各ユニットの概略を説明するための図である。
【図１４】従来のブラインドリベットの締結を説明するための図である。
【図１５】従来のブラインドリベットの断面図である。
【図１６】従来のブラインドリベットの締結状態を説明するための図である。
【図１７】従来のブラインドリベットに作用するせん断力を説明するための図である。
【符号の説明】
１ マンドレル
１ａ シャフト部
１ｂ 第１胴部
１ｃ 第２胴部
１ｄ 段差部
１ｅ 破断部
１ｆ ヘッド部
２ 環状ボディ
２ｂ 太径穴部
２ｃ 細径穴部
２ｄ 段差部
２ｅ 高強度部分
２ｆ １環状胴部
２ｇ 第２環状胴部
２ｈ フランジ部
３ 第１部材
４ 第２部材
【発明の属する技術分野】
本発明は、片面から操作することができるブラインドリベット、ブラインドリベット構造体、ブラインドリベットに用いるマンドレルおよび環状ボディに関し、特に複写機等の締結に好適なマンドレル、環状ボディ、ブラインドリベットおよびブラインドリベット構造体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１３に示すように、複写機の構造体としては、主として上から順に、スキャナユニット（読取部分）５１と、本体ユニット（感光体等が入っている部分）５２と、給紙ユニット５３との３つに分かれている。従来では、量産段階の製造効率を上げるため、荷重のあまりかからないスキャナユニット５１にのみリベット５４を使用していた。
【０００３】
このリベット５４は、例えば、側面同士を板金で折った形にして穴を開けて止めている。このような締結では、片面から締結操作ができるブラインドリベット５４が使用されている。このブラインドリベット５４は、図１５に示すように、塑性変形される環状のボディ５５とこのボディ５５を塑性変形するマンドレル５６とを備えている。
【０００４】
前記ボディ５５は、マンドレル５６を挿通する同径の筒部の一端に被締結部材に当接するフランジ部５５ａを備えている。前記マンドレル５６は、先端にボディ５５の筒部を座屈させるヘッド部５６ａおよびヘッド部５６ａの後方に突出する同径の円柱部５６ｂを備え、この円柱部５６ｂには締結後に破断される括れを形成した破断部５６ｃが設けられている。
【０００５】
このようなブラインドリベットを用いて、被締結部材である第１部材３および第２部材４を締結するには、先ず、図１４（Ａ）に示すように、リベッター５７にリベット５４を装着し、結合部分である第１部材３および第２部材４の穴に差し込む。次に、図１４（Ｂ）に示すように、リベッター５７のハンドル（不図示）を握ってマンドレル５６を方向α（図１５参照）に引いて、ボディ５５を座屈させる。次に、図１４（Ｃ）に示すように、さらにマンドレル５６を引いて破断部５６ｃから破断させて締結が完了する。
【０００６】
通常、ブラインドリベットで板金と板金とを締結するとき、ブラインドリベットを挿通する穴径３ａ，４ａをブラインドリベットの挿通部分の外径より充分に大きくして余裕をもたせている。その理由は、リベット５４を入れやすくする点と、寸法精度を上げるとコスト増となる点と、穴径に余裕が少ないと反りを抑えるための治具が必要になる点とを避けるためである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようなブラインドリベットを本体ユニット５２や給紙ユニット５３に使用するには、先ず、スキャナユニット５１との荷重のかかり方の違いを考慮する必要がある。締結したときに従来のブラインドリベットでは、穴径に余裕をもたせた分、隙間が残っている。したがって、大きな荷重がかかるとずれてしまうという問題があった。
【０００８】
即ち、図１６に示すように、従来のブラインドリベットにおいては、締結後に環状ボディ５５と締結される第１部材３及び第２部材４との間に隙間Ｓが発生していた。第１部材３及び第２部材４の穴径を環状ボディ５５の外径と同径、またはそれに近い径にしておけば、隙間Ｓを少なくすることは可能である。しかし、隙間Ｓを少なくした場合には、加工性や組み付け性が悪くなるという欠点がある。
【０００９】
第２部材４に関しては、環状ボディ５５の変形による喰い付き部により、力を受けても環状ボディ５５と第２部材４との相対的な位置関係は保たれるが、環状ボディ５５と第１部材３との位置関係は、リベット締結により得た締結力Ｆ１に基づく力に依存している。つまり、図１６、１７に示すように第１部材３および第２部材４が、環状ボディ５５に対してせん断力を与えるような力ｆ２を受け、かつせん断力ｆ２の大きさが締結力Ｆ１と摩擦係数との積を越えたときに、環状ボディ５５と第１部材３は相対的に隙間Ｓの量だけ移動してしまう。
【００１０】
締結力Ｆ１の大きさや、摩擦係数は、環状ボディ５５、第１部材３および第２部材４の表面の状態などによる影響が大きく、小さい力によってでも移動が起きてしまう場合がある。つまり、第１部材３と第２部材４とを高位置精度でブラインドリベットにより締結する場合に、隙間Ｓがあることによって構造体、あるいは機構部品として位置関係が変化してしまうという問題があった。
【００１１】
そこで本発明の目的は、締結後に生じていた隙間をなくし、加工性及び組み付け性を損なうことがなく、複写機の最下段等の荷重が大きくかかる部分に適用しても経時的に位置の変化の発生しない締結を行うことができるマンドレル、環状ボディ、ブラインドリベットおよびブラインドリベット構造体を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１のブラインドリベットは、被締結部材に挿通される環状ボディと、該環状ボディに挿通して該環状ボディを塑性変形させるマンドレルとを備えたブラインドリベットにおいて、前記マンドレルは、前記環状ボディの一端部に当接されるヘッド部と、該ヘッド部に連結され、前記環状ボディに挿通されるシャフト部とを有し、該シャフト部は、前記ヘッド部に連結される太径の第１胴部と、第１胴部より細径に形成された第２胴部と、前記第１胴部と第２胴部との間に設けられた段差部とを備えるとともに、前記環状ボディは、太径の第１穴部と、該第１穴部に段差部を介して連続する、前記第１穴部より細径の第２穴部と、該第２穴部の端部に設けたフランジ部とを備え、かつ、前記環状ボディの段差部の傾斜角より前記マンドレルの段差部の傾斜角の方が緩やかであることを特徴とするブラインドリベットである。
【００１３】
また、請求項２のブラインドリベットは、請求項１に記載のブラインドリベットにおいて、上記マンドレルのヘッド部とシャフト部との間に、シャフト部の先端径より小径の小径部分が形成されていることを特徴とする。
【００１４】
また、請求項３のブラインドリベットは、請求項１または請求項２に記載のブラインドリベットにおいて、前記環状ボディは、前記第２穴部を構成する第２環状胴部における膨径による有効容積が被締結体の穴部と環状ボディの外周との間の隙間の容積より大きい場合に、この膨径による有効容積が隙間からはみ出した部分を吸収する吸収部を備えているとともに、少なくとも被締結部材と環状ボディとにより形成される隙間の端部まで前記環状ボディの膨径により充填される大きさを有する環状溝部を備えていることを特徴とする。
【００１５】
また、請求項４のブラインドリベット構造体は、請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のブラインドリベットにより被締結部材が締結されてなることを特徴とするブラインドリベット構造体である。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。なお、重複した繁雑な説明を避けるため、同一の構成、同様な構成は、共通の符号をもって示し、その説明を割愛する。
【００２４】
図１は本発明の実施形態に係わるブラインドリベットの断面図である。
図１に示すように、このブラインドリベットは、塑性変形される環状ボディ２とこの環状ボディ２を塑性変形するマンドレル１とを備えている。
【００２５】
前記環状ボディ２は、マンドレル１を挿通する第２環状胴部２ｇの基端に被締結部材（図２の第１部材３および第２部材４）に当接するフランジ部２ｈを備えるとともに、環状ボディ２の内径には膨径手段である環状の段差部２ｄを備えている。即ち、先端寄りの第１環状胴部２ｆに第１穴部である太径穴部２ｂが形成され、この太径穴部２ｂに段差部２ｄを介して第２環状胴部２ｇの第２穴部である細径穴部２ｃが連続し、太径穴部２ｂ、段差部２ｄおよび細径穴部２ｃで貫通穴が形成されている。前記細径穴部２ｃの基端側には、膨径による有効容積が隙間Ｓ（図１６参照）からはみ出した部分を吸収する吸収部である環状溝部２ｉが、細径穴部２ｃに対応する環状ボディ２の外周、即ち第２環状胴部２ｇに連続して形成されている。前記環状溝部２ｉは、被締結部材と環状ボディ２とにより形成される隙間Ｓの端部まで環状ボディ２の膨径により充分に充填される大きさを有している。前記段差部２ｄは所定角度、本実施形態ではマンドレル１の軸に対して４５度の傾斜面である。
【００２６】
前記マンドレル１は、環状ボディ２の一端部に当接されるヘッド部１ｆと、ヘッド部１ｆに連結され、環状ボディ２に挿通されるシャフト部１ａとを有している。このシャフト部１ａは、ヘッド部１ｆに連結される太径の第１胴部１ｂと、第１胴部１ｂより細径に形成された第２胴部１ｃと、第１胴部１ｂと第２胴部１ｃとの間に設けられた段差部１ｄとを備えている。この段差部１ｄは、マンドレル１の引き抜き方向αに対して傾斜面に形成されている。また、環状ボディ２の段差部２ｄもマンドレル１と同様にマンドレル１の引き抜き方向αに対して傾斜面に形成されている。
【００２７】
前記マンドレル１には、段差部１ｄに連続してマンドレル１の最小径である破断部１ｅが段差部１ｄを挟んでヘッド部１ｆと反対側に配置されて形成されている。この破断部１ｅは本実施形態では段差部１ｄに連続してＶ溝に形成されている。この破断部１ｅはＶ溝以外にもＵ溝等でもよいが、Ｖ溝とすることにより破断位置を正確に設定することができる。前記段差部１ｄは所定角度、本実施形態ではマンドレル１の軸に対して４５度の傾斜面である。
【００２８】
前記第１胴部１ｂは、被締結部材の厚さに応じた締結用有効長さＹを有している。また、前記第２胴部１ｃは図１４に示すようなチャックで保持される。
前記第１胴部１ｂの断面積から第２胴部１ｃの断面積を除いた環状面積は、環状ボディ２を挿入する被締結部材の穴部４ａの断面積から環状ボディ２の外形の断面積を除いた環状面積に比べて同一又は大きく形成されている。
【００２９】
図２（Ａ）に示すように、このようなブラインドリベットを用いて、被締結部材である第１部材３および第２部材４を締結するには、先ず、第１部材３および第２部材４の穴部３ａ，４ａに環状ボディ２および環状ボディ２に挿通したマンドレル１を、マンドレル２を引き抜く側から差し込み、次に、マンドレル１を引き抜き方向αに引いて環状ボディ２を座屈させるとともに、図２（Ｂ）に示すように、環状ボディ２の段差部２ｄとマンドレル１の段差部１ｄとを圧接させる。これによりマンドレル１の段差部１ｄから環状ボディ２の段差部２ｄの内部へ外力ｆ３を作用させる。
【００３０】
この外力ｆ３により、第１部材３および第２部材４の穴部３ａ，４ａに対応する第２環状胴部２ｇが膨径、即ち、第２環状胴部２ｇの外径が膨らむ。そして、マンドレル１の引き抜き量が大きくなるとともに、膨径量が増大して、第１部材３および第２部材４の穴部３ａ，４ａの内径と第２環状胴部２ｇの外径との間の隙間Ｓが減少する。
【００３１】
このとき前記細径穴部２ｃの基端側には、膨径による有効容積が隙間Ｓからはみ出した部分を吸収する吸収部である環状溝部２ｊが形成されているので、細径穴部２ｃを構成する第２環状胴部２ｇが膨径して有効容積が被締結体の穴部３ａ，４ａと第２環状胴部２ｇの外周との間の隙間Ｓの容積より大きい場合に吸収することができる。したがって、膨径量を隙間Ｓより充分に大きくすることができる。
【００３２】
このようにして、環状ボディ２の第１胴部１ｂを座屈する「ボディ座屈工程」と隙間Ｓを充填する「ボディ膨径工程」とがほぼ同時に終了する。この終了状態では、環状ボディ２の座屈部分とフランジ部２ｈとの間で第１部材３および第２部材４を締結することが出来るとともに、環状ボディ２の膨径部分により環状ボディ２の外径と第１部材３および第２部材４の穴部３ａ，４ａとが密着される。次に、マンドレル１をさらに引き抜くことにより、図２（Ｃ）に示すように、マンドレル１の最小径である破断部１ｅで破断されて締結が完了する。
【００３３】
この実施形態のブラインドリベットによれば、環状ボディ２の第２環状胴部２ｇの外径と第１部材３および第２部材４の穴部３ａ，４ａとの間に隙間Ｓがほとんどないので、環状ボディ２に対してせん断力を与えるような外力ｆ２（図１７参照）を受けたときにも第１部材３および第２部材４が移動することがない。即ち、締結前の環状ボディ２の第２環状胴部２ｇの外径と穴部３ａ，４ａとの間に余裕があっても、締結後の経時的な位置変化が発生することがない。また、経時的な位置変化を防止出来るにも拘わらず、ブラインドリベットを挿入する被締結部材の穴部３ａ，４ａの穴径を充分に大きくすることができ、加工性や組み付き性を悪化させることがない。
【００３４】
また、締結時に第１部材３および第２部材４の反りを矯正するための治具を用いる必要がない。その上、従来と比べて環状ボディ２と被締結部材との接触部分が多く、強固に固定されるので、リベットの打点数を少なくすることが出来る。
【００３５】
さらに、膨径が環状ボディ２の径方向にほぼ均等に発生するので、第１部材３の穴部３ａと第２部材４の穴部４ａとが自動的に調芯されるので、穴部３ａ，４ａに遊びがあっても締結後に第１部材３と第２部材４とがずれて締結されることがない。
【００３６】
なお、環状ボディ２とマンドレル１とは、同じ硬さであっても良いが、マンドレル２の方が硬い方が望ましい。例えば、冷間圧造用炭素鋼線のＪＩＳ規格として、「ＪＩＳ Ｇ ３５３９」があるが、この中の２種類のうち硬さ（ＨＲＢ）の硬い方をマンドレル１に用い、軟らかい方を環状ボディ２に用いることが出来る。傾斜面の角度に応じて材料の硬さを適宜選択することができる。
【００３７】
なお、図１のブラインドリベットの環状ボディ２は、少なくともフランジ部２ｈと反対側の端部が他の部分より強度が高い高強度部分２ｅとしたので、マンドレル１ヘッドが環状ボディ２の第１環状胴部２ｆの太径穴部２ｂ内にもぐり込むことがなく、安定して座屈を行うことができる。なお、前記高強度部分２ｅはスウェージング加工（槌打ち鍛造）等により加工することができる。
【００３８】
図３は他の実施形態に係わるブラインドリベットの断面図であり、（Ａ）は全体図、（Ｂ）は段差部の拡大図である。図３の実施形態のブラインドリベットでは、図１の実施形態に比べて段差部１ｄ，２ｄが異なっている。この実施形態では、図３（Ａ），（Ｂ）に示すように、段差部１ｄ，２ｄを断面円弧状に形成したものである。このように断面円弧状またはその他の曲線状に形成することにより、膨径する部分の形状を変えることが出来る。
【００３９】
図４はその他の実施形態に係わるブラインドリベットの断面図であり、（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれブラインドリベットの断面図である。図４（Ａ）の実施形態のブラインドリベットにおいて、図１の実施形態のブラインドリベットと異なる点は、マンドレル１の段差部１ｄをマンドレル１の引き抜き方向αに対して直交方向の面にしたことにある。このようにマンドレル１の段差部１ｄを引き抜き方向αに直交させてもマンドレル１の第１胴部１ｂの方が環状ボディ２の細径穴部２ｃより太いので環状ボディ２を膨径させることが出来る。
【００４０】
図４（Ｂ）の実施形態のブラインドリベットでは、図１の実施形態のブラインドリベットと異なる点は、環状ボディ２の段差部２ｄをマンドレル１の引き抜き方向αに対して直交方向の面にしたことにある。このように環状ボディ２の段差部２ｄを引き抜き方向αに直交させてもマンドレル１の第１胴部１ｂの方が環状ボディ２の細径穴部２ｃより太いので環状ボディ２を膨径させることが出来る。
【００４１】
図４（Ｃ）の実施形態のブラインドリベットでは、図１の実施形態のブラインドリベットと異なる点は、環状ボディ２の段差部２ｄおよびマンドレル１の段差部１ｄを共にマンドレル１の引き抜き方向αに対して直交方向の面にしたことにある。このように環状ボディ２の段差部２ｄおよびマンドレル１の段差部１ｄを共に引き抜き方向αに直交させてもマンドレル１の第１胴部１ｂの方が環状ボディ２の細径穴部２ｃより太いので環状ボディ２を膨径させることが出来る。
【００４２】
図５はその他の実施形態に係わるブラインドリベットの断面図であり、（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）はそれぞれブラインドリベットの断面図である。図５（Ａ）の実施形態のブラインドリベットでは、図３（Ａ）の実施形態のブラインドリベットと異なる点は、破断部１ｅを段差部１ｄに連続させずにマンドレル１の引き抜き方向αに分離させたことにある。このようにマンドレル１の破断部１ｅを引き抜き方向αに分離させることにより、段差部１ｄと独立して破断位置を設定することができる。
【００４３】
図５（Ｂ）の実施形態のブラインドリベットでは、図４（Ａ）の実施形態のブラインドリベットと異なる点は、破断部１ｅを段差部１ｄに連続させずにマンドレル１の引き抜き方向αに分離させたことにある。このようにマンドレルの破断部を引き抜き方向αに分離させることにより、段差部１ｄと独立して破断位置を設定することができる。
【００４４】
図５（Ｃ）の実施形態のブラインドリベットでは、図４（Ｂ）の実施形態のブラインドリベットと異なる点は、破断部１ｅを段差部１ｄに連続させずにマンドレル１の引き抜き方向αに分離させたことにある。このようにマンドレル１の破断部１ｅを引き抜き方向αに分離させることにより、段差部１ｄと独立して破断位置を設定することができる。
【００４５】
図５（Ｄ）の実施形態のブラインドリベットでは、図４（Ｃ）の実施形態のブラインドリベットと異なる点は、破断部１ｅを段差部１ｄに連続させずにマンドレル１の引き抜き方向αに分離させたことにある。このようにマンドレル１の破断部１ｅを引き抜き方向αに分離させることにより、段差部１ｄと独立して破断位置を設定することができる。
【００４６】
図６はその他の実施形態に係わるブラインドリベットの断面図であり、（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれブラインドリベットの断面図である。
図６（Ａ）の実施形態のブラインドリベットでは、図５（Ａ）の実施形態のブラインドリベットと異なる点は、環状ボディ１２の細径穴部１２ｃと太径穴部１２ｂとを同一の円錐状にして貫通穴を構成したことにある。即ち、環状ボディ１２は、その穴部１２ｂ，１２ｃがフランジ１２ｈ側から他端に向かってテーパ状に拡開しているので、環状ボディ１２の貫通穴を容易に加工することができる。
【００４７】
図６（Ｂ）の実施形態のブラインドリベットでは、図６（Ａ）の実施形態のブラインドリベットと異なる点は、環状ボディ２２の細径穴部２２ｃと太径穴部２２ｂとを同径の円柱状にして貫通穴を構成するとともに、マンドレル１１のシャフト部２１ａの段差部２１ｄと第２胴部２１ｃとを同一の円錐状にしたことにある。このように構成することにより、環状ボディ２２およびマンドレル２１を容易に加工することができる。
【００４８】
なお、図６（Ａ），（Ｂ）に示すように、マンドレル１１，２１のヘッド部１１ｆ，２１ｆとシャフト部１１ａ，２１ａとの間にはシャフト部１１ａ，２１ａの先端径より小径の小径部分１１ｋ，２１ｋを形成したので、締結後に環状ボディ１２，２２の先端部がこの凹部にくい込み一体化される。
【００４９】
図７はその他の実施形態に係わるブラインドリベットの断面図である。図８は図７のブラインドリベットを被締結体に挿入した状態を示す断面図、図９は図８の状態からマンドレルを少し引き抜いて膨径が開始した状態を示す断面図、図１０は図９の状態からマンドレルをさらに引き抜いて膨径が終了した状態を示す断面図、図１１は図１０の状態からマンドレルをさらに引き抜いて座屈が終了して締結が完了した状態を示す断面図である。
【００５０】
図７に示すように、このブラインドリベットは、塑性変形される環状ボディ３２とこの環状ボディ３２を塑性変形するマンドレル３１とを備えている。
前記環状ボディ３２は、マンドレル３１を挿通する筒部３２ｂの基端に被締結部材に当接するフランジ部３２ｈを備えるとともに、筒部３２ｂの内径には膨径手段である環状の段差部３２ｄを備えている。即ち、先端寄りの第１環状胴部３２ｆに太径穴部３２ｂが形成され、この太径穴部３２ｂに段差部３２ｄを介して第２環状胴部３２ｇの細径穴部３２ｃが連続し、太径穴部３２ｂ、段差部３２ｄおよび細径穴部３２ｃで貫通穴が形成されている。前記細径穴部３２ｃの基端側には、膨径による有効容積が隙間Ｓからはみ出した部分を吸収する吸収部である環状溝部３２ｊが形成されている。
【００５１】
前記マンドレル３１は、環状ボディ３２の一端部に当接されるヘッド部３１ｆと、ヘッド部３１ｆに連結され、環状ボディ３２に挿通されるシャフト部３１ａとを有している。このシャフト部３１ａは、ヘッド部３１ｆに連結される太径の第１胴部３１ｂと、本実施形態ではこの第１胴部３１ｂとほぼ同径であって破断部３１ｅを介して連結される第３胴部３１ｍと、第１胴部３１ｂより細径に形成された第２胴部３１ｃと、第１胴部３１ｂと第２胴部３１ｃの間に設けられた段差部３１ｄとを備えている。この段差部３１ｄは、マンドレル３１の引き抜き方向αに対して傾斜面に形成されている。また、環状ボディ３２の段差部３２ｄもマンドレル３１と同様にマンドレル３１の引き抜き方向αに対して傾斜面に形成されている。前記破断部３１ｅは、マンドレル３１の最小径である。また、図７に示すように、環状ボディ３２に備える段差部３２ｄのマンドレル３１の軸に対する傾斜角よりマンドレル３１に備える段差部３１ｄのマンドレル３１の軸に対する傾斜角の方が緩やかである。
【００５２】
前記ブラインドリベットにおいて、図７に示すように、Ｗはマンドレル３１のヘッド部３１ｆの後面と環状ボディ３２の先端との距離、Ｘは膨径用締結有効部の長さで被締結部材の合計厚さに依存する長さ、Ｙは座屈用締結有効部の長さでＸと同様に被締結部材の合計厚さに依存する長さ、Ｚ１は膨径開始位置からフランジ３２ｈの後端までの距離、Ｚ２は膨径開始位置からフランジ面までの距離である。ここで、Ｘ≧Ｚ２は充分に膨径するための条件であり、Ｗ≧Ｖは膨径後に座屈させるための条件である。
【００５３】
このようなブラインドリベットを用いて、被締結部材である第１部材および第２部材を締結するには、先ず、図８に示すように、第１部材３および第２部材４の穴部３ａ，４ａに環状ボディ３２および環状ボディ３２に挿通したマンドレル３１を、マンドレル３１を引き抜く側から差し込む。この差し込んだ状態では、第１部材３および第２部材４の穴部内周と環状ボディ３２の第２環状筒部３２ｇの外周との間には隙間Ｓが生じている。
【００５４】
次に、図９に示すように、マンドレル３１を引き抜き方向αに引いてマンドレル３１の段差部３１ｄを環状ボディ３２の段差部３２ｄに圧接させ、膨径を開始する。これによりマンドレル３１の段差部３１ｄから環状ボディ３２の段差部３２ｄの内部へ外力ｆ３を作用させる。この外力ｆ３により、第１部材３および第２部材４の穴部３ａ，４ａに対応する環状ボディ３２の部分が膨径する。そして、マンドレル３１の引き抜き量が大きくなるとともに、膨径量が増大して、第１部材３および第２部材４の穴部３ａ，４ａの内径と環状ボディ３２の外径との間の隙間Ｓが減少する。
【００５５】
このとき前記細径穴部３２ｃの基端側には、膨径による有効容積が隙間Ｓからはみ出した部分を吸収する吸収部である環状溝部３２ｊが形成されているので、第２穴部４ａを構成する第２環状胴部３２ｇが膨径して有効容積が被締結体の穴部３ａ，４ａと環状ボディ３２の外周との間の隙間Ｓの容積より大きい場合に吸収することができる。
【００５６】
次に、図１０に示すように、図９の状態からさらにマンドレル３１を引き抜き方向αに引いて膨径を終了させ、「ボディ膨径工程」が終了する。この「ボディ膨径工程」が終了した状態では、第１部材３および第２部材４の穴部３ａ，４ａ内周と環状ボディ３２の第２環状筒部３２ｇの外周との間に生じていた隙間Ｓに第２環状筒部３２ｇの膨径した部分が充填している。また、環状ボディ３２のフランジ部３２ｈの根元に設けられた環状凹部３２ｉにより、第２環状筒部３２ｇの膨径した部分が隙間Ｓの端部まで拡大する。これにより、第１部材３および第２部材４と環状ボディ３２の第２環状筒部３２ｇとは密着する。そして、マンドレル３１のヘッド部３１ｆが環状ボディ３２の先端部に当接する。
【００５７】
次に、図１１に示すように、図１０の状態からさらにマンドレル３１を引き抜き方向αに引いて環状ボディ３２の第１環状胴部３２ｆを座屈させて「ボディ座屈工程」を終了させ、さらにマンドレルを引き抜き方向αに引いて破断部３１ｅで破断させることにより、締結が完了する。
【００５８】
この実施形態のブラインドリベットによれば、環状ボディ３２の外径と第１部材３および第２部材４の穴部との間に隙間Ｓがほとんどないので、環状ボディ３１に対してせん断力を与えるような外力を受けたときにも第１部材３および第２部材４が移動することがない。即ち、締結前の環状ボディ３２の外径と穴部３ａ，４ａとの間に余裕があっても、締結後の経時的な位置変化が発生することがない。
【００５９】
また、締結時に第１部材３および第２部材４の反りを矯正するための治具を用いる必要がない。その上、従来と比べて環状ボディ３２と被締結部材との接触部分が多く、強固に固定されるので、リベットの打点数を少なくすることが出来る。
【００６０】
さらに、膨径が環状ボディ３２の径方向にほぼ均等に発生するので、第１部材３の穴部３ａと第２部材４の穴部４ａとが自動的に調芯されるので、穴部３ａ，４ａに遊びがあっても締結後に第１部材３と第２部材４とがずれて締結されることがない。
【００６１】
さらに、「ボディ膨径工程」が終了した後に「ボディ座屈工程」を開始させるので、「ボディ膨径工程」に必要なマンドレル３１の引き抜き力と「ボディ座屈工程」に必要なマンドレル３１の引き抜き力とを同時に作用させる必要がなく、締結時にマンドレル３１にかかる負荷を分割することができ、これにより、締結時に必要な引き抜き力を小さくすることができる。また、マンドレル３１自体の引っ張り強度も少ないものを使用することができる。
【００６２】
なお、本発明のブラインドリベットが有している環状ボディ３２とマンドレル３１との段差部３２ｄ，３１ｄの形状は図７のようなテーパ形状以外に、図１２のような断面円弧状を有した形状の段差部３２ｄ，３１ｄとしてもよい。
【００６３】
以上において、段差部は、第１胴部と第２胴部との間に形成された所定角度の傾斜面であるので、マンドレルの引き抜きをスムーズ且つ効率的に行うことが出来る。
【００６４】
マンドレルは、前記環状ボディに挿通されるシャフト部と、該シャフト部の一端に連結されるヘッド部とを備えるとともに、前記シャフト部は、前記ヘッド部側から順に、被締結部材の締結用有効長さを有する第１胴部と、前記環状ボディの外径を膨径する膨径部と、該膨径部に連結され、前記環状ボディを塑性変形するために保持される第２胴部とを備えているので、強度上有利である。
【００６５】
シャフト部は、締結後に破断される破断部を有しているので、締結後に任意の長さとすることができる。
破断部は段差部に連続しているので、加工が容易である。
破断部はＶ溝であるので、破断位置を正確に設定することができる。
破断部の径はマンドレル全体の最小径であるので、マンドレルに張力を作用させることにより破断することができる。
【００６６】
第１胴部の断面積から前記第２胴部の断面積を除いた環状面積は、前記環状ボディを挿入する被締結部材の穴の断面積から環状ボディ外形の断面積を除いた環状面積に比べて同一又は大きいので、膨径により隙間を充分に埋めることができる。
段差部と第２胴部とは、先細テーパ形状に連続しているので、加工が容易である。
段差部は傾斜面であるので、効率的に膨径することができる。
環状ボディのフランジ部には被締結部材が接触する面に環状溝部が設けられているので、隙間の端部まで膨径することができる。
【００６７】
環状溝部は、少なくとも被締結部材と環状ボディとにより形成される隙間の端部まで前記環状ボディの膨径により充填される大きさを有しているので、隙間の端部まで十分に膨径することができる。
【００６８】
環状溝部は、第２穴部に対応する環状ボディの外周に連続しているので、環状ボディの膨径のはみ出し量を効率的に吸収することができる。
環状ボディは、少なくともフランジ部と反対側の端部が他の部分より強度が高い高強度部分であるので、安定した座屈を行うことができる。
吸収部は、フランジの穴部開口部に穴部の内径に連通して形成された環状溝部であるので、隙間の充填を充分に行うことができる。
【００６９】
マンドレルは、前記環状ボディの一端部に当接されるヘッド部と、該ヘッド部に連結され、前記環状ボディに挿通されるシャフト部とを有し、該シャフト部は、前記ヘッド部に連結される太径の第１胴部と、第１胴部より細径に形成された第２胴部と、前記第１胴部と第２胴部との間に設けられた段差部とを備え、前記段差部は、前記第１胴部と第２胴部との間に形成された所定角度の傾斜面であるとともに、前記環状ボディは、太径の第１穴部と、該第１穴部に段差部を介して連続する、前記第１穴部より細径の第２穴部と、該第２穴部の端部に設けたフランジ部とを備え、前記段差部は傾斜面であり、前記環状ボディの傾斜面より前記マンドレルの傾斜面の方が緩やかであるので、マンドレルが環状ボディにくい込みにくく効率的に膨径することができる。
マンドレルのヘッド部とシャフト部との間にはシャフト部先端径より小径の小径部分があるので、締結後に環状ボディの先端部がこの凹部にくい込みマンドレルと一体化される。
【００７０】
【発明の効果】
以上の説明から明らかな如く本発明のブラインドリベットによれば、被締結部材により形成されている隙間を環状ボディにより充填させる手段を備えているので、環状ボディと被締結手段との隙間を小さくすることができ、環状ボディに対するせん断力を受けたときにも被締結部材の移動を防止することができる。
【００７１】
マンドレルは、前記環状ボディの一端部に当接されるヘッド部と、該ヘッド部に連結され、前記環状ボディに挿通されるシャフト部とを有し、該シャフト部は、前記ヘッド部に連結される太径の第１胴部と、第１胴部より細径に形成された第２胴部と、前記第１胴部と第２胴部との間に設けられた段差部とを備えているので、マンドレルを引き抜くことにより環状ボディに対するせん断力を受けたときにも被締結部材の移動を防止することができる。
【００７２】
環状ボディは、太径の第１穴部と、該第１穴部に段差部を介して連続する、前記第１穴部より細径の第２穴部と、該第２穴部の端部に設けたフランジ部とを備えているので、環状ボディの段差部にマンドレルを係合させることにより膨径することができる。
【００７３】
環状ボディの段差部の傾斜角よりマンドレルの段差部の傾斜角の方が緩やかであるので、効率良く膨径することができる。
【００７４】
環状ボディは、その穴部がフランジ側から他端に向かってテーパ状に拡開しているので、環状ボディの加工が容易である。
第２穴部を構成する第２環状胴部における膨径による有効容積が被締結体の穴部と環状ボディの外周との間の隙間の容積より大きい場合に、この膨径による有効容積が隙間からはみ出した部分を吸収する吸収部を備えているので、隙間の充填を充分に行うことができる。
【００７５】
マンドレルは、環状ボディの一端部に当接されるヘッド部と、該ヘッド部に連結され、前記環状ボディに挿通されるシャフト部とを有し、該シャフト部は、前記ヘッド部に連結される太径の第１胴部と、第１胴部より細径に形成された第２胴部と、前記第１胴部と第２胴部との間に設けられた段差部とを備えるとともに、前記環状ボディは、太径の第１穴部と、該第１穴部に段差部を介して連続する、前記第１穴部より細径の第２穴部と、該第２穴部の端部に設けたフランジ部とを備えているので、隙間のない締結を行うことができる。
【００７６】
環状ボディは、前記第２穴部を構成する第２環状胴部における膨径による有効容積が被締結体の穴部と環状ボディの外周との間の隙間の容積より大きい場合に、この膨径による有効容積が隙間からはみ出した部分を吸収する吸収部を備えているとともに、少なくとも被締結部材と環状ボディとにより形成される隙間の端部まで前記環状ボディの膨径により充填される大きさを有する環状溝部を備えているので、隙間の端部まで充填することができる。
【００７７】
環状ボディは、被締結部材と環状ボディとにより形成される隙間に前記環状ボディの膨径による充填がなされているものであるので、締結後に生じていた隙間をなくし、加工性及び組み付け性を損なうことがなく、複写機の最下段等の荷重が大きくかかる部分に適用しても経時的に位置の変化の発生しない締結を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係わるブラインドリベットの断面図である。
【図２】図１のブラインドリベットの締結を説明するための図である。
【図３】図１のブラインドリベットの変形例を説明するための図である。
【図４】図１のブラインドリベットの変形例を説明するための図である。
【図５】図１のブラインドリベットの変形例を説明するための図である。
【図６】本発明のブラインドリベットの他の実施形態を説明するための図である。
【図７】本発明のブラインドリベットの他の実施形態を説明するための図である。
【図８】図７のブラインドリベットの締結を説明するための図である。
【図９】図７のブラインドリベットの締結を説明するための図である。
【図１０】図７のブラインドリベットの締結を説明するための図である。
【図１１】図７のブラインドリベットの締結を説明するための図である。
【図１２】図７のブラインドリベットの変形例を説明するための図である。
【図１３】複写機の各ユニットの概略を説明するための図である。
【図１４】従来のブラインドリベットの締結を説明するための図である。
【図１５】従来のブラインドリベットの断面図である。
【図１６】従来のブラインドリベットの締結状態を説明するための図である。
【図１７】従来のブラインドリベットに作用するせん断力を説明するための図である。
【符号の説明】
１ マンドレル
１ａ シャフト部
１ｂ 第１胴部
１ｃ 第２胴部
１ｄ 段差部
１ｅ 破断部
１ｆ ヘッド部
２ 環状ボディ
２ｂ 太径穴部
２ｃ 細径穴部
２ｄ 段差部
２ｅ 高強度部分
２ｆ １環状胴部
２ｇ 第２環状胴部
２ｈ フランジ部
３ 第１部材
４ 第２部材
Claims (4)
- 被締結部材に挿通される環状ボディと、該環状ボディに挿通して該環状ボディを塑性変形させるマンドレルとを備えたブラインドリベットにおいて、
前記マンドレルは、前記環状ボディの一端部に当接されるヘッド部と、該ヘッド部に連結され、前記環状ボディに挿通されるシャフト部とを有し、該シャフト部は、前記ヘッド部に連結される太径の第１胴部と、第１胴部より細径に形成された第２胴部と、前記第１胴部と第２胴部との間に設けられた段差部とを備えるとともに、
前記環状ボディは、太径の第１穴部と、該第１穴部に段差部を介して連続する、前記第１穴部より細径の第２穴部と、該第２穴部の端部に設けたフランジ部とを備え、かつ、
前記環状ボディの段差部の傾斜角より前記マンドレルの段差部の傾斜角の方が緩やかであることを特徴とするブラインドリベット。 - 上記マンドレルのヘッド部とシャフト部との間に、シャフト部の先端径より小径の小径部分が形成されてい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。
- 前記環状ボディは、前記第２穴部を構成する第２環状胴部における膨径による有効容積が被締結体の穴部と環状ボディの外周との間の隙間の容積より大きい場合に、この膨径による有効容積が隙間からはみ出した部分を吸収する吸収部を備えているとともに、少なくとも被締結部材と環状ボディとにより形成される隙間の端部まで前記環状ボディの膨径により充填される大きさを有する環状溝部を備えていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のブラインドリベット。
- 請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のブラインドリベットにより被締結部材が締結されてなることを特徴とするブラインドリベット構造体。
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