JP4364978B2 - 下孔開け機構付き締結具 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、例えば複数枚の板材を相互固定するのに用いられる下孔開け機構付き締結具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複数枚の板材を相互固定するための締結具として、従来よりブラインドリベットが用いられている。このブラインドリベットは、図８（ａ）に示すように、球状頭部を有した引抜棒体（ステム）５０ａと、鍔状頭部５０ｂを有し前記引抜棒体５０ａに外嵌されるスリーブ５０ｃとから成る。同図（ｂ）に示すように、ブラインドリベット５０にて板材５１，５２を相互固定するには、予め板材５１，５２にそれぞれ下孔５１ａ，５２ａを形成し、これらを位置を合わせする。そして、下孔５１，５２にブラインドリベット５０を挿入し、所定の工具にて引抜棒体５０ａを引き抜く。この引き抜きによってスリーブ５０ｃが塑性変形し、両板材５１，５２が相互締結されることになる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記ブラインドリベット５０を用いる締結では、板材５１，５２にそれぞれ下孔５１ａ，５２ａを予め加工しておく必要がある。そして、このように下孔５１ａ，５２ａを加工した後にこれらを精度良く位置合わせしてブラインドリベット５０を挿入する工程が必要になる。また、下孔形成とブラインドリベット５０の挿入工程が別であるため、下孔の形成に誤った寸法のドリルを用いてしまうおそれがあり、下孔径が狭いとブラインドリベット５０を挿入できなくなり、下孔径が広いと規定の締結力が得られなくなるという問題を生じる。
【０００４】
この発明は、上記の事情に鑑み、締結対象となる部材に下孔加工と締結具の挿入を同時に行うことができる下孔開け機構付き締結具を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明の下孔開け機構付き締結具は、上記の課題を解決するために、ドリル部を有した引抜棒体と、鍔状部を有し前記引抜棒体に外嵌されるスリーブと、前記スリーブの外径に対応した孔開けを担う径拡大用ドリル部とから成ることを特徴とする。
【０００６】
上記の構成であれば、引抜棒体のドリル部を締結対象となる部材に当てて回転させることにより、当該部材に孔が開き、更に径拡大用ドリル部によって前記スリーブの外径に対応した孔開け、すなわち下孔が開けられていくとともに、下孔開けの進行に伴って前記スリーブを当該下孔に挿入していくことが可能となる。すなわち、締結対象となる部材に下孔加工と締結具の挿入を同時に行うことが可能になる。
【０００７】
前記引抜棒体に前記スリーブを螺着し、前記引抜棒体を引くときに前記螺着箇所にてスリーブに変形力が付与されるように構成してもよい。この場合、前記引抜棒体に前記径拡大用ドリル部を設け、前記引抜棒体を前記スリーブから引き抜くときに前記径拡大用ドリル部が前記スリーブに当たって前記引抜棒体から離脱するように構成するのがよい。
【０００８】
前記引抜棒体に前記径拡大用ドリル部を設け、前記径拡大用ドリル部の後端面が前記スリーブの先端面に当接することで、前記引抜棒体を引くときにスリーブに変形力が付与されるように構成してもよい。この場合、前記スリーブを変形させた後の更なる引っ張り力によって前記引抜棒体が破断されるように構成するのがよい。
【０００９】
前記引抜棒体に前記径拡大用ドリル部を螺着し、前記径拡大用ドリル部の後端面が前記スリーブの先端面に当接することで、前記引抜棒体を引くときにスリーブに変形力が付与されるように構成してもよい。この場合、前記引抜棒体を前記スリーブから引き抜くときに前記径拡大用ドリル部が前記引抜棒体から離脱するように構成するのがよい。
【００１０】
前記スリーブと前記径拡大用ドリル部とを一体化し、前記引抜棒体に前記径拡大用ドリル部付きのスリーブを螺着し、引抜棒体の回転に伴って前記スリーブを回転させるとともに、前記引抜棒体を引くときに前記螺着箇所にてスリーブに変形力が付与されるように構成してもよい。
【００１１】
また、以上の構成において、前記引抜棒体のドリル部とは反対側に前記スリーブの内径よりも大径の頭部を設けてもよい。
【００１２】
【実施例】
（実施形態１）
以下、この発明の第１実施形態を図１および図２に基づいて説明する。図１はこの実施形態の下孔開け機構付き締結具１を示す図であり、図２は下孔開け機構付き締結具１による締結手順を示す図である。
【００１３】
図１（ａ）に示すように、下孔開け機構付き締結具（以下、単に締結具という）１は、引抜棒体（マンドレルビス）２と、スリーブ３と、径拡大用ドリル部４とから成る。引抜棒体２は、同図（ｃ）（ｄ）にも示しているように、先端にポンチ付きドリル部２ａを有し後端にはスリーブ３の内径よりも大径の頭部２ｂを有する。頭部２ｂの頂部には、図示しないドライバの先端形状に対応した溝部２ｃ（同図（ｅ）参照）が形成されている。また、引抜棒体２の胴体部の一部分には雄ねじ部２ｄが形成されている。
【００１４】
同図（ｃ）に示すように、ドリル部２ａと雄ねじ部２ｄとの間の胴体部に径拡大用ドリル部４が取り付けられている。この径拡大用ドリル部４は、複数個のひれ形状の刃体を胴体部外周に配して成り、スリーブ３の外径に対応した孔開けを担うようになっている。また、この径拡大用ドリル部４は、図の上から下方向に所定以上の力を受けると、同図（ｄ）に示しているように、引抜棒体２から離脱するように取り付けられている。
【００１５】
同図（ａ）（ｂ）に示すように、スリーブ３は略円筒形状を成し、上端には鍔状部３ａを有している。このスリーブ３は塑性変形する素材から成る。スリーブ３の下端の内面側には、引抜棒体２の雄ねじ部２ｄに螺合する雌ねじ部３ｂが形成されている。引抜棒体２をスリーブ３内に装填して前記雄ねじ部２ｄを雌ねじ部３ｂに螺合させると、同図（ａ）に示している状態となる。この締結具１の製造手法としては、例えば、頭部２ｂが未装着の引抜棒体２をスリーブ３内に装填した後に引抜棒体２に頭部２ｂを圧入等により装着する方法などが考えられる。
【００１６】
図２に基づいて締結具１の締結手順を説明する。まず、同図（ａ）に示すように、締結対象となる２枚の板材５，６に締結具１を挿通させる。具体的に述べると、引抜棒体２のドリル部２ａを板材５に当接させて引抜棒体２を回転させる。引抜棒体２の回転によってドリル部２ａが回転するので板材５，６に孔が開く。更に径拡大用ドリル部４も回転するので、前記スリーブ３の外径に対応した孔開け、すなわち下孔が開けられていく。スリーブ３は引抜棒体２に螺着しているため、下孔開けの進行とともに当該下孔に挿入されていく。なお、この孔開けは、図示しない電動ドライバを引抜棒体２の頭部２ｂの溝部２ｃに係合させて電動ドライバを駆動することにより行うことができる。
【００１７】
次に、同図（ｂ）に示すように、引抜棒体２の頭部２ｂを図示しない工具にて把持して引き上げる。このとき、スリーブ３の鍔状部３ａを下方に押さえ付けておく。スリーブ３は引抜棒体２に螺合しているため、この引抜棒体２が引き上げられると、その力を螺合部分で受け、この力にスリーブ３が耐えられなくなると、スリーブ３の胴体部は図のごとく周囲側に広がるように塑性変形する。この塑性変形によるかしめ状態によって、板材５，６が相互固定されることになる。
【００１８】
次に、同図（ｃ）に示すように、引抜棒体２を孔開け時とは逆方向に回転させる。この逆方向回転によって螺合状態が徐々に解除されて引抜棒体２は上方向に移動する。この上方向移動によって径拡大用ドリル部４がスリーブ３の下面に衝突し、この衝突の衝撃力を受けて径拡大用ドリル部４が引抜棒体２から離脱する。これにより、引抜棒体２をスリーブ３から取り外すことができる。
【００１９】
なお、締結具１を板材５，６に挿通させるために電動ドリルを用い、引抜棒体２を引き抜くために別の専用工具を用いることとしたが、挿通と引き抜きを連続して実行できる工具を用いる方が締結の作業効率を高めることができる。また、引抜棒体２として低コストのものを用いることで、取り外した引抜棒体２を廃棄することも考えられるが、引抜棒体２が比較的高価である場合には、回収して再利用するのが望ましい。
【００２０】
（実施形態２）
以下、この発明の第２実施形態を図３に基づいて説明する。図３（ａ）はこの実施形態の締結具１１を示す正面図であり、同図（ｂ）は締結具１１の一部断面図であり、同図（ｃ）は締結具１１の締結状態を示す説明図である。
【００２１】
図３（ａ）（ｂ）に示すように、締結具１１は、引抜棒体１２と、スリーブ１３と、径拡大用ドリル部１４とから成る。引抜棒体１２は、先端にポンチ付きドリル部１２ａを有し後端にはスリーブ１３の内径より大径の頭部１２ｂを有する。頭部１２ｂの頂部には、図示しないドライバの先端形状に対応した溝部１２ｃが形成されている。ドリル部１２ａの少し上位置には径拡大用ドリル部１４が引抜棒体１２に一体的に形成されている。径拡大用ドリル部１４は、下端側に刃部を有した略円柱状を成し、スリーブ１３の外径に対応した孔開けを担うようになっている。スリーブ１３は略円筒形状を成し、上端には鍔状部１３ａを有している。このスリーブ１３は塑性変形する素材から成る。この締結具１１の製造手法としては、例えば、頭部１２ｂが未装着で径拡大用ドリル部１４が一体的に形成された引抜棒体１２をスリーブ１３内に装填した後に引抜棒体１２に頭部１２ｂを圧入等により装着する方法、或いは、頭部１２ｂが装着された引抜棒体１２をスリーブ１３内に装填した後に径拡大用ドリル部１４を圧入等により装着する方法などが考えられる。
【００２２】
図３（ｃ）に基づいて締結具１１の締結手順を説明する。まず、実施形態１と同様に、締結対象となる２枚の板材５，６に締結具１１を挿通させる。具体的に述べると、引抜棒体１２のドリル部１２ａを板材５に当接させて引抜棒体１２を回転させる。引抜棒体１２の回転によってドリル部１２ａが回転するので板材５，６に孔が開く。更に径拡大用ドリル部１４も回転するので、前記スリーブ１３の外径に対応した孔開け、すなわち下孔が開けられていく。そして、スリーブ１３は引抜棒体１２の頭部１２ｂに押されて下孔開けの進行とともに当該下孔に挿入されていく。
【００２３】
次に、引抜棒体１２を引き上げる。このとき、スリーブ１３の鍔状部１３ａを下方に押さえ付けておく。スリーブ１３の下面に径拡大用ドリル部１４の上面が当接するので、引抜棒体１２が引き上げられると、その力を前記当接部分で受け、この力にスリーブ１３が耐えられなくなると、スリーブ１３の胴体部は図のごとく周囲側に広がるように塑性変形する。この塑性変形によるかしめ状態によって、板材５，６が相互固定されることになる。そして、更に引抜棒体１２を引き上げると、引抜棒体１２の胴体部が耐えられなくなり、破断してスリーブ１３から外れることになる。なお、引抜棒体１２の破断を所望の箇所にて行わせるために、当該箇所にくびれ形状の部分を形成しておくことが考えられる。また、引抜棒体１２の破断ではなく、引抜棒体１２から径拡大用ドリル部１４が離脱する構成も考えられる。
【００２４】
（実施形態３）
以下、この発明の第３実施形態を図４および図５に基づいて説明する。図４はこの実施形態の締結具２１を示す図であり、図５は締結具２１による締結手順を示す図である。
【００２５】
図４（ａ）に示すように、締結具２１は、引抜棒体（マンドレルビス）２２とスリーブ２３と径拡大用ドリル部２４とから成る。引抜棒体２２は、同図（ｂ）（ｃ）にも示しているように、先端にポンチ付きドリル部２２ａを有する。また、引抜棒体２２の胴体部の一部分（ドリル部２２ａの近傍）には雄ねじ部２２ｂが形成されている。ドリル部１２ａの少し上位置に設けられた径拡大用ドリル部２４は、下端側に刃部を有した略円筒状を成し、スリーブ１３の外径に対応した孔開けを担うようになっている。径拡大用ドリル部２４の内周面には、同図（ｄ）に示しているように、雌ねじ部２４ａが形成されている。この雌ねじ部２４ａに引抜棒体２２の雄ねじ部２２ｂをねじ込むことにより、径拡大用ドリル部２４が引抜棒体２２に螺着される。スリーブ２３は略円筒形状を成し、上端には鍔状部２３ａを有している。このスリーブ２３は塑性変形する素材から成る。スリーブ２３の内径は、引抜棒体２における雄ねじ部２２ｂの外径に対応している。
【００２６】
図５に基づいて締結具１の締結手順を説明する。まず、同図（ａ）に示すように、締結対象となる２枚の板材５，６に締結具２１を挿通させる。ここで、引抜棒体２２の後端部分は、電動回転工具（図示せず）のチャック部７にて把持されている。このチャック部７は回転駆動に加えて回転軸に平行な方向に進退移動もできるようになっている。また、この電動回転工具の前記チャック部７の周囲側には、円筒形状の押さえ部材８を設けてある。引抜棒体２２のドリル部２２ａを板材５に当接させて引抜棒体２２を回転させる。引抜棒体２２の回転によってドリル部２２ａが回転して板材５，６に孔が開く。更に引抜棒体２２に螺合している径拡大用ドリル部２４も回転するので、前記スリーブ２３の外径に対応した孔開け、すなわち下孔が開けられていく。そして、スリーブ２３はその鍔状部２３ａを前記押さえ部材８に押されて、下孔開けの進行とともに当該下孔に挿入されていく。
【００２７】
次に、同図（ｂ）に示すように、チャック部７を上方向に後退させて引抜棒体２２を引き上げる。このとき、スリーブ２３の鍔状部２３ａは押さえ部材８によって下方に押さえ付けられている。スリーブ２３の下面に径拡大用ドリル部２４の上面が当接するため、引抜棒体２２が引き上げられると、その力を前記当接部分で受け、この力にスリーブ２３が耐えられなくなると、スリーブ２３の胴体部は図のごとく周囲側に広がるように塑性変形する。この塑性変形によるかしめ状態によって、板材５，６が相互固定されることになる。
【００２８】
次に、同図（ｃ）に示すように、更に引抜棒体２を引き上げていくと、その力に径拡大用ドリル部２４の雌ねじ２４ａが耐えられなくなり、径拡大用ドリル部２４が引抜棒体２２から離脱する。これにより、引抜棒体２２をスリーブ２３から取り外すことができる。
【００２９】
この実施形態の締結具２１であれば、引抜棒体２２をチャック７に装着したままの状態で、この引抜棒体２２に新たなスリーブ２３及び径拡大用ドリル部２４を装着して次の締結作業に取りかかることができる。これは、引抜棒体２２を繰り返し用いる形態として好適であり、この引抜棒体２２は工具鋼を用いたものとするのがよい。
【００３０】
（実施形態４）
以下、この発明の第４実施形態を図６および図７に基づいて説明する。図６はこの実施形態の締結具３１を示す図であり、図７は締結具３１による締結手順を示す図である。
【００３１】
図６（ａ）に示すように、締結具３１は、引抜棒体（マンドレルビス）３２とスリーブ３３とから成る。引抜棒体３２は、同図（ｂ）（ｃ）にも示しているように、先端にポンチ付きドリル部３２ａを有する。また、引抜棒体３２の胴体部の一部分（ドリル部３２ａの近傍）には雄ねじ部３２ｂが形成されている。
【００３２】
同図（ｂ）（ｄ）に示すように、スリーブ３３は略円筒形状を成し、一端側には径拡大用ドリル部３３ａを具備し、他端には鍔状部３３ｂを有している。このスリーブ３３は、その胴体部分が塑性変形する素材から成り、前記径拡大用ドリル部３３ａとなる部分は孔開けに適した素材から成るのが望ましい。スリーブ３３の胴体部の内径は、引抜棒体３２における雄ねじ部３２ｄの外径に対応している。また、スリーブ３３における径拡大用ドリル部３３ａの内面には、引抜棒体３２の雄ねじ部３２ｂが螺合する雌ねじ部３３ｃが形成されている。
【００３３】
図７に基づいて締結具３１の締結手順を説明する。まず、同図（ａ）に示すように、締結対象となる２枚の板材５，６に締結具３１を挿通させる。実施形態３と同様、引抜棒体３２の後端部分は、電動回転工具（図示せず）のチャック部７にて保持されている。このチャック部７は回転駆動に加えて回転軸に平行な方向に進退移動もできるようになっている。この電動回転工具の前記チャック部７の周囲側には、円筒形状の押さえ部材８を設けてある。引抜棒体３２のドリル部３２ａを板材５に当接させて引抜棒体３２を回転させる。引抜棒体３２の回転によってドリル部３２ａが回転するので板材５，６に孔が開く。更に、引抜棒体３２に螺合しているスリーブ３３（径拡大用ドリル部３３ａ）も回転し、スリーブ３３が自らその外径に対応した孔開け、すなわち下孔を開けながら、この下孔に挿入されていく。
【００３４】
次に、同図（ｂ）に示すように、チャック部７を上方向に後退させて引抜棒体２２を引き上げる。このとき、スリーブ３３の鍔状部３３ｂを押さえ部材８によって下方に押さえ付けておく。引抜棒体３２が引き上げられ、その力にスリーブ３３の胴体部が耐えられなくなると、スリーブ３３の胴体部は図のごとく周囲側に広がるように塑性変形する。この塑性変形によるかしめ状態によって、板材５，６が相互固定されることになる。
【００３５】
次に、同図（ｃ）に示すように、更に引抜棒体２を引き上げると、その力にスリーブ３３の雌ねじ３３ｃが耐えられなくなり、引抜棒体３２がスリーブ３３から離脱する。なお、引抜棒体３２を孔開け時とは逆方向に回転させることにより、螺合状態を解除して引抜棒体３２をスリーブ３３から取り外すようにしてもよい。
【００３６】
この実施形態の締結具３１も、実施形態３と同様、引抜棒体３２をチャック７に装着したままの状態で、この引抜棒体３２に新たな径拡大用ドリル部３３ａ付きのスリーブ３３を装着して次の締結作業に取りかかることができる。これは、引抜棒体３２を繰り返し用いる形態として好適であり、この引抜棒体３２は適当な工具鋼を用いたものとするのがよい。
【００３７】
なお、以上説明した実施形態では、板材同士を締結する場合について説明したが、これに限るものではなく、例えば、家の外壁となる外装材にその支持部材を締結するといった場合にも用いることが可能である。また、スリーブの胴体部に縦方向の切れ目を設けておけば、スリーブ３３の胴体部は塑性変形し易くなることになる。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明の下孔開け機構付き締結具によれば、引抜棒体のドリル部を締結対象となる部材に当てて回転させることで当該部材に孔が開き、更に径拡大用ドリル部によってスリーブの外径に対応した孔開け、すなわち下孔が開けられていくとともに、下孔開けの進行に伴ってスリーブを当該下孔に挿入していくことが可能となる。すなわち、締結対象となる部材に下孔加工と締結具の挿入を同時に行うことができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】同図（ａ）は実施形態１の下孔開け機構付き締結具を示す正面図であり、同図（ｂ）はスリーブの断面図であり、同図（ｃ）は引抜棒体の正面図であり、同図（ｄ）は径拡大用ドリル部が離脱した状態の引抜棒体の正面図であり、同図（ｅ）は引抜棒体の頭部を示す平面図である。
【図２】同図（ａ）は下孔開け機構付き締結具の挿通状態を示した説明図であり、同図（ｂ）は引抜棒体を引き上げた状態を示した説明図であり、同図（ｃ）はスリーブから引抜棒体を取り外した状態の説明図である。
【図３】同図（ａ）は実施形態２の下孔開け機構付き締結具を示す正面図であり、同図（ｂ）はスリーブの外嵌の様子を示した図であり、同図（ｃ）はかしめ状態のスリーブから引抜棒体を取り外した状態の説明図である。
【図４】同図（ａ）は実施形態３の下孔開け機構付き締結具を示す正面図であり、同図（ｂ）はスリーブおよび径拡大用ドリル部の外嵌の様子を示した図であり、同図（ｃ）は引抜棒体の正面図であり、同図（ｄ）はスリーブおよび径拡大用ドリル部の断面図である。
【図５】同図（ａ）は下孔開け機構付き締結具の挿通状態を示した説明図であり、同図（ｂ）は引抜棒体を引き上げた状態を示した説明図であり、同図（ｃ）はスリーブから引抜棒体を取り外した状態の説明図である。
【図６】同図（ａ）は実施形態４の下孔開け機構付き締結具を示す正面図であり、同図（ｂ）は径拡大用ドリル部付きのスリーブの外嵌の様子を示した図であり、同図（ｃ）は引抜棒体の正面図であり、同図（ｄ）は径拡大用ドリル部付きのスリーブの断面図である。
【図７】同図（ａ）は下孔開け機構付き締結具の挿通状態を示した説明図であり、同図（ｂ）は引抜棒体を引き上げた状態を示した説明図であり、同図（ｃ）はスリーブから引抜棒体を取り外した状態の説明図である。
【図８】同図（ａ）はブラインドリベットの一部断面図であり、同図（ｂ）はブラインドリベットを用いた締結の様子を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 下孔開け機構付き締結具
２ 引抜棒体
２ａ ドリル部
３ スリーブ
３ａ 鍔状部
４ 径拡大用ドリル部
１１ 下孔開け機構付き締結具
１２ 引抜棒体
１２ａドリル部
１３ スリーブ
１３ａ鍔状部
１４ 径拡大用ドリル部
２１ 下孔開け機構付き締結具
２２ 引抜棒体
２２ａドリル部
２３ スリーブ
２３ａ鍔状部
２４ 径拡大用ドリル部
３１ 下孔開け機構付き締結具
３２ 引抜棒体
３２ａドリル部
３３ スリーブ
３３ａ径拡大用ドリル部
３３ａ鍔状部
【産業上の利用分野】
この発明は、例えば複数枚の板材を相互固定するのに用いられる下孔開け機構付き締結具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複数枚の板材を相互固定するための締結具として、従来よりブラインドリベットが用いられている。このブラインドリベットは、図８（ａ）に示すように、球状頭部を有した引抜棒体（ステム）５０ａと、鍔状頭部５０ｂを有し前記引抜棒体５０ａに外嵌されるスリーブ５０ｃとから成る。同図（ｂ）に示すように、ブラインドリベット５０にて板材５１，５２を相互固定するには、予め板材５１，５２にそれぞれ下孔５１ａ，５２ａを形成し、これらを位置を合わせする。そして、下孔５１，５２にブラインドリベット５０を挿入し、所定の工具にて引抜棒体５０ａを引き抜く。この引き抜きによってスリーブ５０ｃが塑性変形し、両板材５１，５２が相互締結されることになる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記ブラインドリベット５０を用いる締結では、板材５１，５２にそれぞれ下孔５１ａ，５２ａを予め加工しておく必要がある。そして、このように下孔５１ａ，５２ａを加工した後にこれらを精度良く位置合わせしてブラインドリベット５０を挿入する工程が必要になる。また、下孔形成とブラインドリベット５０の挿入工程が別であるため、下孔の形成に誤った寸法のドリルを用いてしまうおそれがあり、下孔径が狭いとブラインドリベット５０を挿入できなくなり、下孔径が広いと規定の締結力が得られなくなるという問題を生じる。
【０００４】
この発明は、上記の事情に鑑み、締結対象となる部材に下孔加工と締結具の挿入を同時に行うことができる下孔開け機構付き締結具を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明の下孔開け機構付き締結具は、上記の課題を解決するために、ドリル部を有した引抜棒体と、鍔状部を有し前記引抜棒体に外嵌されるスリーブと、前記スリーブの外径に対応した孔開けを担う径拡大用ドリル部とから成ることを特徴とする。
【０００６】
上記の構成であれば、引抜棒体のドリル部を締結対象となる部材に当てて回転させることにより、当該部材に孔が開き、更に径拡大用ドリル部によって前記スリーブの外径に対応した孔開け、すなわち下孔が開けられていくとともに、下孔開けの進行に伴って前記スリーブを当該下孔に挿入していくことが可能となる。すなわち、締結対象となる部材に下孔加工と締結具の挿入を同時に行うことが可能になる。
【０００７】
前記引抜棒体に前記スリーブを螺着し、前記引抜棒体を引くときに前記螺着箇所にてスリーブに変形力が付与されるように構成してもよい。この場合、前記引抜棒体に前記径拡大用ドリル部を設け、前記引抜棒体を前記スリーブから引き抜くときに前記径拡大用ドリル部が前記スリーブに当たって前記引抜棒体から離脱するように構成するのがよい。
【０００８】
前記引抜棒体に前記径拡大用ドリル部を設け、前記径拡大用ドリル部の後端面が前記スリーブの先端面に当接することで、前記引抜棒体を引くときにスリーブに変形力が付与されるように構成してもよい。この場合、前記スリーブを変形させた後の更なる引っ張り力によって前記引抜棒体が破断されるように構成するのがよい。
【０００９】
前記引抜棒体に前記径拡大用ドリル部を螺着し、前記径拡大用ドリル部の後端面が前記スリーブの先端面に当接することで、前記引抜棒体を引くときにスリーブに変形力が付与されるように構成してもよい。この場合、前記引抜棒体を前記スリーブから引き抜くときに前記径拡大用ドリル部が前記引抜棒体から離脱するように構成するのがよい。
【００１０】
前記スリーブと前記径拡大用ドリル部とを一体化し、前記引抜棒体に前記径拡大用ドリル部付きのスリーブを螺着し、引抜棒体の回転に伴って前記スリーブを回転させるとともに、前記引抜棒体を引くときに前記螺着箇所にてスリーブに変形力が付与されるように構成してもよい。
【００１１】
また、以上の構成において、前記引抜棒体のドリル部とは反対側に前記スリーブの内径よりも大径の頭部を設けてもよい。
【００１２】
【実施例】
（実施形態１）
以下、この発明の第１実施形態を図１および図２に基づいて説明する。図１はこの実施形態の下孔開け機構付き締結具１を示す図であり、図２は下孔開け機構付き締結具１による締結手順を示す図である。
【００１３】
図１（ａ）に示すように、下孔開け機構付き締結具（以下、単に締結具という）１は、引抜棒体（マンドレルビス）２と、スリーブ３と、径拡大用ドリル部４とから成る。引抜棒体２は、同図（ｃ）（ｄ）にも示しているように、先端にポンチ付きドリル部２ａを有し後端にはスリーブ３の内径よりも大径の頭部２ｂを有する。頭部２ｂの頂部には、図示しないドライバの先端形状に対応した溝部２ｃ（同図（ｅ）参照）が形成されている。また、引抜棒体２の胴体部の一部分には雄ねじ部２ｄが形成されている。
【００１４】
同図（ｃ）に示すように、ドリル部２ａと雄ねじ部２ｄとの間の胴体部に径拡大用ドリル部４が取り付けられている。この径拡大用ドリル部４は、複数個のひれ形状の刃体を胴体部外周に配して成り、スリーブ３の外径に対応した孔開けを担うようになっている。また、この径拡大用ドリル部４は、図の上から下方向に所定以上の力を受けると、同図（ｄ）に示しているように、引抜棒体２から離脱するように取り付けられている。
【００１５】
同図（ａ）（ｂ）に示すように、スリーブ３は略円筒形状を成し、上端には鍔状部３ａを有している。このスリーブ３は塑性変形する素材から成る。スリーブ３の下端の内面側には、引抜棒体２の雄ねじ部２ｄに螺合する雌ねじ部３ｂが形成されている。引抜棒体２をスリーブ３内に装填して前記雄ねじ部２ｄを雌ねじ部３ｂに螺合させると、同図（ａ）に示している状態となる。この締結具１の製造手法としては、例えば、頭部２ｂが未装着の引抜棒体２をスリーブ３内に装填した後に引抜棒体２に頭部２ｂを圧入等により装着する方法などが考えられる。
【００１６】
図２に基づいて締結具１の締結手順を説明する。まず、同図（ａ）に示すように、締結対象となる２枚の板材５，６に締結具１を挿通させる。具体的に述べると、引抜棒体２のドリル部２ａを板材５に当接させて引抜棒体２を回転させる。引抜棒体２の回転によってドリル部２ａが回転するので板材５，６に孔が開く。更に径拡大用ドリル部４も回転するので、前記スリーブ３の外径に対応した孔開け、すなわち下孔が開けられていく。スリーブ３は引抜棒体２に螺着しているため、下孔開けの進行とともに当該下孔に挿入されていく。なお、この孔開けは、図示しない電動ドライバを引抜棒体２の頭部２ｂの溝部２ｃに係合させて電動ドライバを駆動することにより行うことができる。
【００１７】
次に、同図（ｂ）に示すように、引抜棒体２の頭部２ｂを図示しない工具にて把持して引き上げる。このとき、スリーブ３の鍔状部３ａを下方に押さえ付けておく。スリーブ３は引抜棒体２に螺合しているため、この引抜棒体２が引き上げられると、その力を螺合部分で受け、この力にスリーブ３が耐えられなくなると、スリーブ３の胴体部は図のごとく周囲側に広がるように塑性変形する。この塑性変形によるかしめ状態によって、板材５，６が相互固定されることになる。
【００１８】
次に、同図（ｃ）に示すように、引抜棒体２を孔開け時とは逆方向に回転させる。この逆方向回転によって螺合状態が徐々に解除されて引抜棒体２は上方向に移動する。この上方向移動によって径拡大用ドリル部４がスリーブ３の下面に衝突し、この衝突の衝撃力を受けて径拡大用ドリル部４が引抜棒体２から離脱する。これにより、引抜棒体２をスリーブ３から取り外すことができる。
【００１９】
なお、締結具１を板材５，６に挿通させるために電動ドリルを用い、引抜棒体２を引き抜くために別の専用工具を用いることとしたが、挿通と引き抜きを連続して実行できる工具を用いる方が締結の作業効率を高めることができる。また、引抜棒体２として低コストのものを用いることで、取り外した引抜棒体２を廃棄することも考えられるが、引抜棒体２が比較的高価である場合には、回収して再利用するのが望ましい。
【００２０】
（実施形態２）
以下、この発明の第２実施形態を図３に基づいて説明する。図３（ａ）はこの実施形態の締結具１１を示す正面図であり、同図（ｂ）は締結具１１の一部断面図であり、同図（ｃ）は締結具１１の締結状態を示す説明図である。
【００２１】
図３（ａ）（ｂ）に示すように、締結具１１は、引抜棒体１２と、スリーブ１３と、径拡大用ドリル部１４とから成る。引抜棒体１２は、先端にポンチ付きドリル部１２ａを有し後端にはスリーブ１３の内径より大径の頭部１２ｂを有する。頭部１２ｂの頂部には、図示しないドライバの先端形状に対応した溝部１２ｃが形成されている。ドリル部１２ａの少し上位置には径拡大用ドリル部１４が引抜棒体１２に一体的に形成されている。径拡大用ドリル部１４は、下端側に刃部を有した略円柱状を成し、スリーブ１３の外径に対応した孔開けを担うようになっている。スリーブ１３は略円筒形状を成し、上端には鍔状部１３ａを有している。このスリーブ１３は塑性変形する素材から成る。この締結具１１の製造手法としては、例えば、頭部１２ｂが未装着で径拡大用ドリル部１４が一体的に形成された引抜棒体１２をスリーブ１３内に装填した後に引抜棒体１２に頭部１２ｂを圧入等により装着する方法、或いは、頭部１２ｂが装着された引抜棒体１２をスリーブ１３内に装填した後に径拡大用ドリル部１４を圧入等により装着する方法などが考えられる。
【００２２】
図３（ｃ）に基づいて締結具１１の締結手順を説明する。まず、実施形態１と同様に、締結対象となる２枚の板材５，６に締結具１１を挿通させる。具体的に述べると、引抜棒体１２のドリル部１２ａを板材５に当接させて引抜棒体１２を回転させる。引抜棒体１２の回転によってドリル部１２ａが回転するので板材５，６に孔が開く。更に径拡大用ドリル部１４も回転するので、前記スリーブ１３の外径に対応した孔開け、すなわち下孔が開けられていく。そして、スリーブ１３は引抜棒体１２の頭部１２ｂに押されて下孔開けの進行とともに当該下孔に挿入されていく。
【００２３】
次に、引抜棒体１２を引き上げる。このとき、スリーブ１３の鍔状部１３ａを下方に押さえ付けておく。スリーブ１３の下面に径拡大用ドリル部１４の上面が当接するので、引抜棒体１２が引き上げられると、その力を前記当接部分で受け、この力にスリーブ１３が耐えられなくなると、スリーブ１３の胴体部は図のごとく周囲側に広がるように塑性変形する。この塑性変形によるかしめ状態によって、板材５，６が相互固定されることになる。そして、更に引抜棒体１２を引き上げると、引抜棒体１２の胴体部が耐えられなくなり、破断してスリーブ１３から外れることになる。なお、引抜棒体１２の破断を所望の箇所にて行わせるために、当該箇所にくびれ形状の部分を形成しておくことが考えられる。また、引抜棒体１２の破断ではなく、引抜棒体１２から径拡大用ドリル部１４が離脱する構成も考えられる。
【００２４】
（実施形態３）
以下、この発明の第３実施形態を図４および図５に基づいて説明する。図４はこの実施形態の締結具２１を示す図であり、図５は締結具２１による締結手順を示す図である。
【００２５】
図４（ａ）に示すように、締結具２１は、引抜棒体（マンドレルビス）２２とスリーブ２３と径拡大用ドリル部２４とから成る。引抜棒体２２は、同図（ｂ）（ｃ）にも示しているように、先端にポンチ付きドリル部２２ａを有する。また、引抜棒体２２の胴体部の一部分（ドリル部２２ａの近傍）には雄ねじ部２２ｂが形成されている。ドリル部１２ａの少し上位置に設けられた径拡大用ドリル部２４は、下端側に刃部を有した略円筒状を成し、スリーブ１３の外径に対応した孔開けを担うようになっている。径拡大用ドリル部２４の内周面には、同図（ｄ）に示しているように、雌ねじ部２４ａが形成されている。この雌ねじ部２４ａに引抜棒体２２の雄ねじ部２２ｂをねじ込むことにより、径拡大用ドリル部２４が引抜棒体２２に螺着される。スリーブ２３は略円筒形状を成し、上端には鍔状部２３ａを有している。このスリーブ２３は塑性変形する素材から成る。スリーブ２３の内径は、引抜棒体２における雄ねじ部２２ｂの外径に対応している。
【００２６】
図５に基づいて締結具１の締結手順を説明する。まず、同図（ａ）に示すように、締結対象となる２枚の板材５，６に締結具２１を挿通させる。ここで、引抜棒体２２の後端部分は、電動回転工具（図示せず）のチャック部７にて把持されている。このチャック部７は回転駆動に加えて回転軸に平行な方向に進退移動もできるようになっている。また、この電動回転工具の前記チャック部７の周囲側には、円筒形状の押さえ部材８を設けてある。引抜棒体２２のドリル部２２ａを板材５に当接させて引抜棒体２２を回転させる。引抜棒体２２の回転によってドリル部２２ａが回転して板材５，６に孔が開く。更に引抜棒体２２に螺合している径拡大用ドリル部２４も回転するので、前記スリーブ２３の外径に対応した孔開け、すなわち下孔が開けられていく。そして、スリーブ２３はその鍔状部２３ａを前記押さえ部材８に押されて、下孔開けの進行とともに当該下孔に挿入されていく。
【００２７】
次に、同図（ｂ）に示すように、チャック部７を上方向に後退させて引抜棒体２２を引き上げる。このとき、スリーブ２３の鍔状部２３ａは押さえ部材８によって下方に押さえ付けられている。スリーブ２３の下面に径拡大用ドリル部２４の上面が当接するため、引抜棒体２２が引き上げられると、その力を前記当接部分で受け、この力にスリーブ２３が耐えられなくなると、スリーブ２３の胴体部は図のごとく周囲側に広がるように塑性変形する。この塑性変形によるかしめ状態によって、板材５，６が相互固定されることになる。
【００２８】
次に、同図（ｃ）に示すように、更に引抜棒体２を引き上げていくと、その力に径拡大用ドリル部２４の雌ねじ２４ａが耐えられなくなり、径拡大用ドリル部２４が引抜棒体２２から離脱する。これにより、引抜棒体２２をスリーブ２３から取り外すことができる。
【００２９】
この実施形態の締結具２１であれば、引抜棒体２２をチャック７に装着したままの状態で、この引抜棒体２２に新たなスリーブ２３及び径拡大用ドリル部２４を装着して次の締結作業に取りかかることができる。これは、引抜棒体２２を繰り返し用いる形態として好適であり、この引抜棒体２２は工具鋼を用いたものとするのがよい。
【００３０】
（実施形態４）
以下、この発明の第４実施形態を図６および図７に基づいて説明する。図６はこの実施形態の締結具３１を示す図であり、図７は締結具３１による締結手順を示す図である。
【００３１】
図６（ａ）に示すように、締結具３１は、引抜棒体（マンドレルビス）３２とスリーブ３３とから成る。引抜棒体３２は、同図（ｂ）（ｃ）にも示しているように、先端にポンチ付きドリル部３２ａを有する。また、引抜棒体３２の胴体部の一部分（ドリル部３２ａの近傍）には雄ねじ部３２ｂが形成されている。
【００３２】
同図（ｂ）（ｄ）に示すように、スリーブ３３は略円筒形状を成し、一端側には径拡大用ドリル部３３ａを具備し、他端には鍔状部３３ｂを有している。このスリーブ３３は、その胴体部分が塑性変形する素材から成り、前記径拡大用ドリル部３３ａとなる部分は孔開けに適した素材から成るのが望ましい。スリーブ３３の胴体部の内径は、引抜棒体３２における雄ねじ部３２ｄの外径に対応している。また、スリーブ３３における径拡大用ドリル部３３ａの内面には、引抜棒体３２の雄ねじ部３２ｂが螺合する雌ねじ部３３ｃが形成されている。
【００３３】
図７に基づいて締結具３１の締結手順を説明する。まず、同図（ａ）に示すように、締結対象となる２枚の板材５，６に締結具３１を挿通させる。実施形態３と同様、引抜棒体３２の後端部分は、電動回転工具（図示せず）のチャック部７にて保持されている。このチャック部７は回転駆動に加えて回転軸に平行な方向に進退移動もできるようになっている。この電動回転工具の前記チャック部７の周囲側には、円筒形状の押さえ部材８を設けてある。引抜棒体３２のドリル部３２ａを板材５に当接させて引抜棒体３２を回転させる。引抜棒体３２の回転によってドリル部３２ａが回転するので板材５，６に孔が開く。更に、引抜棒体３２に螺合しているスリーブ３３（径拡大用ドリル部３３ａ）も回転し、スリーブ３３が自らその外径に対応した孔開け、すなわち下孔を開けながら、この下孔に挿入されていく。
【００３４】
次に、同図（ｂ）に示すように、チャック部７を上方向に後退させて引抜棒体２２を引き上げる。このとき、スリーブ３３の鍔状部３３ｂを押さえ部材８によって下方に押さえ付けておく。引抜棒体３２が引き上げられ、その力にスリーブ３３の胴体部が耐えられなくなると、スリーブ３３の胴体部は図のごとく周囲側に広がるように塑性変形する。この塑性変形によるかしめ状態によって、板材５，６が相互固定されることになる。
【００３５】
次に、同図（ｃ）に示すように、更に引抜棒体２を引き上げると、その力にスリーブ３３の雌ねじ３３ｃが耐えられなくなり、引抜棒体３２がスリーブ３３から離脱する。なお、引抜棒体３２を孔開け時とは逆方向に回転させることにより、螺合状態を解除して引抜棒体３２をスリーブ３３から取り外すようにしてもよい。
【００３６】
この実施形態の締結具３１も、実施形態３と同様、引抜棒体３２をチャック７に装着したままの状態で、この引抜棒体３２に新たな径拡大用ドリル部３３ａ付きのスリーブ３３を装着して次の締結作業に取りかかることができる。これは、引抜棒体３２を繰り返し用いる形態として好適であり、この引抜棒体３２は適当な工具鋼を用いたものとするのがよい。
【００３７】
なお、以上説明した実施形態では、板材同士を締結する場合について説明したが、これに限るものではなく、例えば、家の外壁となる外装材にその支持部材を締結するといった場合にも用いることが可能である。また、スリーブの胴体部に縦方向の切れ目を設けておけば、スリーブ３３の胴体部は塑性変形し易くなることになる。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明の下孔開け機構付き締結具によれば、引抜棒体のドリル部を締結対象となる部材に当てて回転させることで当該部材に孔が開き、更に径拡大用ドリル部によってスリーブの外径に対応した孔開け、すなわち下孔が開けられていくとともに、下孔開けの進行に伴ってスリーブを当該下孔に挿入していくことが可能となる。すなわち、締結対象となる部材に下孔加工と締結具の挿入を同時に行うことができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】同図（ａ）は実施形態１の下孔開け機構付き締結具を示す正面図であり、同図（ｂ）はスリーブの断面図であり、同図（ｃ）は引抜棒体の正面図であり、同図（ｄ）は径拡大用ドリル部が離脱した状態の引抜棒体の正面図であり、同図（ｅ）は引抜棒体の頭部を示す平面図である。
【図２】同図（ａ）は下孔開け機構付き締結具の挿通状態を示した説明図であり、同図（ｂ）は引抜棒体を引き上げた状態を示した説明図であり、同図（ｃ）はスリーブから引抜棒体を取り外した状態の説明図である。
【図３】同図（ａ）は実施形態２の下孔開け機構付き締結具を示す正面図であり、同図（ｂ）はスリーブの外嵌の様子を示した図であり、同図（ｃ）はかしめ状態のスリーブから引抜棒体を取り外した状態の説明図である。
【図４】同図（ａ）は実施形態３の下孔開け機構付き締結具を示す正面図であり、同図（ｂ）はスリーブおよび径拡大用ドリル部の外嵌の様子を示した図であり、同図（ｃ）は引抜棒体の正面図であり、同図（ｄ）はスリーブおよび径拡大用ドリル部の断面図である。
【図５】同図（ａ）は下孔開け機構付き締結具の挿通状態を示した説明図であり、同図（ｂ）は引抜棒体を引き上げた状態を示した説明図であり、同図（ｃ）はスリーブから引抜棒体を取り外した状態の説明図である。
【図６】同図（ａ）は実施形態４の下孔開け機構付き締結具を示す正面図であり、同図（ｂ）は径拡大用ドリル部付きのスリーブの外嵌の様子を示した図であり、同図（ｃ）は引抜棒体の正面図であり、同図（ｄ）は径拡大用ドリル部付きのスリーブの断面図である。
【図７】同図（ａ）は下孔開け機構付き締結具の挿通状態を示した説明図であり、同図（ｂ）は引抜棒体を引き上げた状態を示した説明図であり、同図（ｃ）はスリーブから引抜棒体を取り外した状態の説明図である。
【図８】同図（ａ）はブラインドリベットの一部断面図であり、同図（ｂ）はブラインドリベットを用いた締結の様子を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 下孔開け機構付き締結具
２ 引抜棒体
２ａ ドリル部
３ スリーブ
３ａ 鍔状部
４ 径拡大用ドリル部
１１ 下孔開け機構付き締結具
１２ 引抜棒体
１２ａドリル部
１３ スリーブ
１３ａ鍔状部
１４ 径拡大用ドリル部
２１ 下孔開け機構付き締結具
２２ 引抜棒体
２２ａドリル部
２３ スリーブ
２３ａ鍔状部
２４ 径拡大用ドリル部
３１ 下孔開け機構付き締結具
３２ 引抜棒体
３２ａドリル部
３３ スリーブ
３３ａ径拡大用ドリル部
３３ａ鍔状部
Claims (4)
- ドリル部と螺子部を有した引抜棒体と、鍔状部を有し前記ドリル部よりも大きな内径を有して前記引抜棒体に外嵌されるスリーブと、前記引抜棒体に設けられ前記スリーブの外径に対応した孔開けを担う径拡大用ドリル部とから成り、前記引抜棒体の前記螺子部に前記スリーブが螺着され、前記引抜棒体を引くときに前記螺子部にてスリーブに変形力が付与され且つ当該変形後のスリーブから前記引抜棒体を外す際に前記径拡大用ドリル部が前記スリーブに当たって前記引抜棒体から離脱し前記ドリル部は前記引抜棒体に残ることを特徴とする下孔開け機構付き締結具。
- ドリル部と螺子部を有した引抜棒体と、鍔状部を有し前記ドリル部よりも大きな内径を有して前記引抜棒体に外嵌されるスリーブと、前記スリーブの外径に対応した孔開けを担う径拡大用ドリル部とから成り、前記引抜棒体の前記螺子部に前記径拡大用ドリル部が螺着され、前記径拡大用ドリル部の後端面が前記スリーブの先端面に当接することで、前記引抜棒体を引くときに前記スリーブに変形力が付与され且つ当該変形後のスリーブから更に前記引抜棒体を引き抜くときに前記径拡大用ドリル部が前記引抜棒体の螺子部から離脱し前記ドリル部は前記引抜棒体に残ることを特徴とする下孔開け機構付き締結具。
- ドリル部と螺子部を有した引抜棒体と、鍔状部を有し前記ドリル部よりも大きな内径を有して前記引抜棒体に外嵌されるスリーブと、前記スリーブの外径に対応した孔開けを担う径拡大用ドリル部とから成り、前記スリーブと前記径拡大用ドリル部とが一体化され、前記引抜棒体の前記螺子部に前記径拡大用ドリル部付きのスリーブが螺着され、引抜棒体の回転に伴って前記スリーブが回転されるとともに、前記引抜棒体を引くときに前記スリーブに変形力が付与され且つ当該変形後のスリーブから前記引抜棒体を逆回転によって外す際に前記径拡大用ドリル部が前記引抜棒体の螺子部から離脱し前記ドリル部は前記引抜棒体に残ることを特徴とする下孔開け機構付き締結具。
- 前記引抜棒体のドリル部とは反対側に前記スリーブの内径より大径の頭部を設けたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の下孔開け機構付き締結具。
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