JP5382340B2 - ブラインドリベット - Google Patents

Description

本発明は、ブラインドリベットに関し、詳細には、締結した後において、破断後のヘッド付きマンドレル部分がリベット本体から脱落又は落下するのを防止できるブラインドリベットに関する。

ブラインドリベットは、中空筒状のスリーブとスリーブの一端に大径に形成された中空のフランジとを有するリベット本体と、リベット本体を貫通してフランジから延び出るように組み付けられる軸部とフランジと反対側のスリーブ端部に隣接配置されスリーブ内径より大径のヘッドとを有するマンドレルとから成る。ブラインドリベットの締結操作は、締結工具のノーズにリベット本体から延び出るマンドレル軸部を挿入把持させ、次に、被取付部材の取付穴に整列して重ねられた取付部品の取付穴に、マンドレルが貫通したリベット本体を、マンドレルヘッドを先頭にして挿入してマンドレルヘッドが被取付部材の裏面に出るとともにリベット本体フランジが取付部品に接面する状態にし、締結工具を動作させて取付部品側においてフランジから延び出るマンドレル軸部をフランジに対して破断する程に強く引き抜くことによって行われる。マンドレル軸部の前記の強い引き抜きによって被取付部材の裏面側のスリーブ部分がマンドレルヘッドによってフランジ側に引込まれてスリーブの一部（例えば、マンドレルヘッドに隣接する端部の部分）が半径方向に拡膨するように変形させられ、このスリーブの拡膨変形部分とフランジとの間に被取付部材と取付部品とが挟持された状態でブラインドリベットが被取付部材と取付部品とに締結され、この締結によって、被取付部材に取付部品が連結される。

前記スリーブの拡膨変形のために破断されたマンドレルのうち締結工具に保持されたマンドレル軸部部分は締結工具に収容されるので、締結動作の後、締結工具から確実に被取付部材等から離れた位置に廃棄できる。しかし、被取付部材に締結されたリベット本体の側には、マンドレルの破断した軸部部分がヘッドともに残ってしまう。このマンドレル部分はリベット本体へ連結されていないので、自重によってリベット本体から脱落又は落下してしまうおそれがある。落下したヘッド付きマンドレル軸部部分は、被取付部材の裏面側で空動きして、異音を生成したり被取付部材の裏面を損傷したりして好ましくない。従って、破断後のヘッド付きマンドレル部分がリベット本体から脱落又は落下するのを防止するのが望ましい。

特開平６−１４７２０８号公報 米国特許第２，７５６，６２４号明細書

特許文献１及び特許文献２に記載のブラインドリベットでは、破断後のヘッド付きマンドレル部分がリベット本体から脱落又は落下するのを防止する形状のヘッドを有する。特許文献１及び特許文献２のブラインドリベットでは、マンドレルヘッドが、マンドレル軸部に隣接する根元部分においてほぼ真円の断面を有する形状にされ、先端部分においては長円形断面を有する形状にされている。マンドレルヘッドで拡膨変形されるリベット本体のスリーブの端部の変形形状は、先ず真円形状の断面を有するヘッド部分で真円形状に拡膨変形された後、長円形状の断面を有するヘッド部分で、拡膨変形したスリーブ端部が真円形状から長円形状に変形させられ、その長円の一対の長辺部分がヘッド端面を覆うように相互に近接した形状に変形される。この変形によって、破断後のマンドレルヘッドの端面がスリーブ端面の変形部分で覆われて、破断後のヘッド付きマンドレル部分がリベット本体から脱落又は落下するのが防止される。

上記の特許文献１及び２に記載のブラインドリベットは、破断後のヘッド付きマンドレル部分がリベット本体から脱落又は落下するのを防止できる。しかしながら、特許文献１及び２のブラインドリベットにおいて、ほぼ真円の断面を有するヘッド部分で真円形状に拡膨変形されたスリーブが真円形状から長円形状に変形させられるとき、リベット本体のスリーブ端部が更に拡膨されてしまい、その変形拡膨したスリーブ部分の強度が低くなってしまっていた。既述のように、スリーブの拡膨変形部分とフランジとの間に被取付部材と取付部品とが挟持された状態でブラインドリベットが被取付部材と取付部品とに締結されて、この締結によって被取付部材に取付部品が連結される。スリーブの拡膨変形部分の強度が低くなると、ブラインドリベットの締結強度が低くなり、被取付部材と取付部品との連結強度が低くなってしまうので好ましくない。

従って、本発明の目的は、破断後のヘッド付きマンドレル部分が締結したリベット本体から脱落又は落下するのを防止でき且つブラインドリベットの締結強度を高く維持できるブラインドリベットを提供することにある。

かかる目的を達成するため、本発明に係るブラインドリベットは、中空のスリーブ及び該スリーブの一端に該スリーブより大径に形成された中空のフランジから成るリベット本体と、該リベット本体を貫通して前記フランジから延び出る軸部及び該軸部に一体に連結されて前記フランジと反対側のスリーブ端部に隣接配置される前記スリーブ内径より大径のヘッドから成るマンドレルとを備え、被取付部材及び取付部品の取付穴を貫通した前記リベット本体のスリーブの一部が拡膨されて該拡膨部分と前記フランジとの間に被取付部材と取付部品を挟持することによって被取付部材及び取付部品に締結されて該被取付部材及び取付部品を相互に連結する、ブラインドリベットであって、前記ヘッドが、該ヘッドの軸線が上下方向に延び該ヘッドの先端が下方にある状態において、正面視における最大直径部が前記軸部に隣接する根元部分に形成され且つ前記正面視に直交する方向の側面視における最大直径部が前記先端の側に形成されて前記正面視における最大直径部が前記側面視における最大直径部に対して軸方向に異なる位置に形成されており、前記ヘッドの横断面は、前記正面視における最大直径部において第１の長円に形成され且つ前記側面視における最大直径部において前記第１の長円の長軸に直交する長軸を有する第２の長円に形成されており、該ヘッドの横断面形状が、該ヘッドの軸方向において前記第１の長円から前記第２の長円に連続するように変化しており、更に、前記ヘッドの横断面は、その軸方向の異なる位置において同じ周長さを有するように形成されている、ことを特徴とする。

上記のように、ヘッドが、正面視における最大直径部が軸部に隣接する根元部分に形成され側面視における最大直径部が先端の側に形成されて正面視における最大直径部が側面視における最大直径部に対して軸方向に異なる位置に形成され、ヘッドの横断面は、正面視における最大直径部において第１の長円に形成され且つ側面視における最大直径部において第２の長円に形成されており、ヘッドの横断面形状がヘッドの軸方向において第１の長円から第２の長円に連続するように変化し、更に、ヘッドの横断面はその軸方向の異なる位置において同じ周長さを有するように形成されているので、ヘッドによって拡膨変形されたスリーブの端部がヘッドの先端面の一部を覆って破断後のヘッド付きマンドレル部分が締結したリベット本体から脱落又は落下するのを防止でき、スリーブの拡膨変形においては該スリーブを一定厚さに保つようにヘッドの周長さが定められているので、ブラインドリベットの締結強度を高く維持できる。

上記ブラインドリベットの１実施形態において、前記ヘッドは、前記正面視において前記根元部分から前記先端に向けて直径が減少する半円形状に形成されており、前記側面視において前記根元部分において短辺を有し前記先端において長辺を有する台形形状に形成されている。この場合、前記ヘッドは、前記正面視において前記根元部分において前記スリーブ端部に当接する、一対の肩部を有し、前記側面視において前記根元部分から前記先端に向けて半径方向外方に拡径するように傾斜する、一対の斜面を有する。更に、前記ヘッドは、前記側面視において台形形状に形成された部分の前記ヘッドの先端側には、三角形の切込みが形成されていてもよい。これによって、材料の節約、重量の軽減を図ることができる
上記ブラインドリベットの他の実施形態において、前記ヘッドは、前記正面視において前記根元部分から前記先端に向けて直径が減少する三角形形状に形成されており、前記側面視において前記根元部分から前記先端に向けて直径が増大する、半円形状に形成されている。その場合、前記ヘッドは、前記正面視において前記根元部分において前記スリーブ端部に当接する、一対の湾曲肩部を有し、前記側面視において前記根元部分から前記先端に向けて半径方向外方に拡径するように傾斜する、一対の斜面を有する。

また、上記ブラインドリベットの更に別の実施形態において、前記ヘッドは、該ヘッドの先端から見た底面視において真円形状に形成されている。これによって、ヘッドと軸部で成るマンドレルを、丸棒から加工することができ、従来のマンドレルの加工と同様に、簡単に且つ工数を増加することなく、マンドレルを形成できる。また、上記ブラインドリベットの更に別の実施形態において、前記スリーブは、外周面に、軸方向に異なる位置に２つの周溝が形成されている。これによって、スリーブの先端（下端）の第１の拡膨変形部分に加えて、２つの周溝の間に第２の拡膨変形部分が、軸方向に重なって形成され、一層確実な締結が得られる。上記周溝は１つでもよい。

本発明の第１実施形態に係るブラインドリベットを示しており、（Ａ）は、第１実施形態に係るブラインドリベットの正面図、（Ｂ）は、（Ａ）のブラインドリベットのリベット本体を縦断面して示す、ブラインドリベットの部分断面正面図、（Ｃ）は、（Ａ）のブラインドリベットのリベット本体を縦断面して示す、ブラインドリベットの部分断面側面図である。 図１のブラインドリベットを被取付部材と取付部品とに締結した後の状態を示しており、（Ａ）は、図１（Ｂ）のブラインドリベットを締結した後の、ブラインドリベットの部分断面正面図、（Ｂ）は、図１（Ｃ）のブラインドリベットを締結した後の、ブラインドリベットの部分断面側面図、（Ｃ）は、図２（Ａ）のブラインドリベットの底面図である。 図１のブラインドリベットのマンドレルのヘッド及び隣接する軸部の部分を示しており、（Ａ）はヘッド及び軸部部分の正面図、（Ｂ）は（Ａ）のヘッド及び軸部部分の側面図、（Ｃ）は（Ａ）のヘッドの底面図、（Ｄ）は（Ａ）のヘッド及び軸部部分の斜視図である。 図１のブラインドリベットのマンドレルのヘッドの横断面形状と周長さを、ヘッドの軸方向長さに従って示すグラフであって、図４のグラフは（Ａ）から（Ｂ）へ続いており、そのグラフにおいて、横軸は、ヘッドの軸方向長さを、軸部との境界部を原点として先端（図１の下端）に向かってｍｍ単位で示しており、縦軸は、ヘッドの横断面の周長さをｍｍ単位で示しており、グラフ（Ｂ）の上部に記載された横軸方向に並んだ複数の図形は、ヘッドの横断面形状をヘッドの前記軸方向長さに対応した位置で示している。 本発明の第２実施形態に係るブラインドリベットのマンドレルのヘッド及び隣接する軸部部分を示しており、（Ａ）はヘッド及び軸部部分の正面図、（Ｂ）は（Ａ）のヘッド及び軸部部分の側面図、（Ｃ）は（Ａ）のヘッドの底面図、（Ｄ）は（Ａ）のヘッド及び軸部部分の斜視図である。 図５のブラインドリベットのマンドレルのヘッドの横断面形状と周長さとをヘッドの軸方向長さに従って示すグラフであり、そのグラフにおいて、横軸は、ヘッドの軸方向長さを、軸部との境界部を原点として先端に向かってｍｍ単位で示しており、縦軸は、ヘッドの横断面の周長さをｍｍ単位で示しており、グラフの上部に記載された横軸方向に並んだ複数の図形は、ヘッドの横断面形状をヘッドの前記軸方向長さに対応した位置で示している。 本発明の第３実施形態に係るブラインドリベットのマンドレルのヘッド及び隣接する軸部部分を示しており、（Ａ）はヘッド及び軸部部分の正面図、（Ｂ）は（Ａ）のヘッド及び軸部部分の側面図、（Ｃ）は（Ａ）のヘッドの底面図、（Ｄ）は（Ａ）のヘッド及び軸部部分の斜視図である。 本発明の第４実施形態に係るブラインドリベットの正面図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態に係るブラインドリベットについて説明する。図１〜図４には、第１実施形態に係るブラインドリベット１と、締結後のブラインドリベット１の状態と、第１実施形態に係るブラインドリベット１のマンドレルのヘッド及び隣接する軸部部分と、そのマンドレルヘッドの軸方向長さによって変化する横断面形状及び周長さとが示されている。図５及び図６には、第２実施形態に係るブラインドリベットのマンドレルのヘッド及び隣接する軸部部分と、マンドレルヘッドの軸方向長さによって変化する横断面形状及び周長さとが示されている。図７には、第３実施形態に係るブラインドリベットのマンドレルのヘッド及び隣接する軸部部分が示されている。図８には、第４実施形態に係るブラインドリベットが示されている。

図１〜図４を参照して、第１実施形態に係るブラインドリベット１を説明する。図１の（Ａ）〜（Ｃ）には、ブラインドリベット１の全体形状が示されている。ブラインドリベット１は、中空筒状のスリーブ２とスリーブ２の一端に大径に形成された中空のフランジ３とから成るリベット本体５と、リベット本体５を貫通してフランジから延び出るように組み付けられる軸部６と該軸部６から一体に延び且つフランジ３と反対側のスリーブ２の端部に隣接配置されるスリーブ２の内径より大径のヘッド７とを有するマンドレル９とから成る。リベット本体５及びマンドレル９は、それぞれ、公知のブラインドリベットと同様に、金属材料で一体成形されており、リベット本体５及びマンドレル９の２部品は、図１（Ａ）〜（Ｃ）に図示のように、マンドレル９がリベット本体５を貫通した状態に組み付けられて１物品のブラインドリベット１となっている。マンドレル９及びリベット本体５を形成する金属材料の例として、鉄、ステンレス鋼、アルミニウム等が挙げられる。

マンドレル９の軸部５には、図１（Ｂ）、（Ｃ）に図示のように、ヘッド７に近い部分に、他の軸部部分より小径の破断可能部１０が形成されており、破断可能部１０は、締結前のリベット本体５のスリーブ２によって包囲されており、フランジ３とヘッド７の間に形成されている。破断可能部１０の破断強度は、ヘッド７によってスリーブ２を拡膨変形させるときのマンドレル９の引き抜き力とスリーブ２を拡膨変形させる力との兼ね合いによって定められる。すなわち、マンドレルを引き抜く力が、フランジ３とスリーブ２の拡膨変形部分とによって被取付部材と取付部品を強力に挟持するに至るまで破断しないが、被取付部材と取付部品とを過度には挟持しない程度に選定される。

図２は、ブラインドリベット１を締結することによって被取付部材１１に取付部品１３が連結された状態を示している。ブラインドリベット１の締結操作において、先ず、作業者は、締結工具（図示せず）のノーズに、リベット本体５のフランジ３から延び出るマンドレル９の軸部６を挿入把持させる。次に、被取付部材１１の取付穴に整列して重ねられた取付部品１３の取付穴に、マンドレル９が貫通したリベット本体５を、マンドレル９のヘッド７を先頭にして挿入し、マンドレル９のヘッド７を被取付部材１１の裏面に出すとともにリベット本体５のフランジ３を取付部品１３に接面させた状態に配置する。その状態で、作業者は締結工具を動作させて、取付部品１３の側にフランジ３から延び出るマンドレル９の軸部６をフランジ３に対して破断可能部１０で破断する程に強く引き抜く。軸部６の前記の強い引き抜きによって、マンドレル９のヘッド７がスリーブ２の端部に強力に押圧されて被取付部材１１の裏面側のスリーブ２の部分にヘッド７が強く引込まれ、スリーブ２の一部、すなわち、マンドレルヘッド７に隣接するスリーブ２の端部の部分が、半径方向に拡膨するように変形させられて、図２に示す拡膨変形部分１４を形成する。スリーブ２の拡膨変形部分１４は、マンドレルヘッド７によってフランジ２に向けて軸方向に強く引かれて形成されたので、拡膨変形部分１４に当接する被取付部材１１とフランジ３に接面する取付部品１３とを、フランジ３と協働して強く挟持する。従って、ブラインドリベット１は、図２に図示のように、スリーブ２の拡膨変形部分１４とフランジ３とによって被取付部材１１と取付部品１３とが挟持した状態で、被取付部材１１と取付部品１３とに締結され、この締結によって、被取付部材１１に取付部品１３が連結される。

ブラインドリベット１は、破断後のヘッド付きマンドレル部分の落下をリベット本体５から脱落又は防止する形状のヘッド７を有する。図３を参照する。図３（Ａ）及び（Ｂ）においては、ヘッド７が、根元部分すなわち軸部６との境界部２２が軸方向（図の上下方向）位置において一致するように記載されている。

ヘッド７には、図３（Ａ）の正面図に示すように、軸部６との境界部２２（すなわち根元部分）において、上下方向に延びるヘッド７（ひいては軸部６を含むマンドレル９）の軸線１５に対して直交する面において直径方向に対向する一対の肩部１７が形成されている。図３（Ａ）及び（Ｂ）において、ヘッド７は軸部６との境界部２２が軸方向（図の上下方向）位置において一致するように記載されているので、図３（Ａ）及び（Ｂ）に示す肩部１７は同じ軸方向高さ位置に示されている。ヘッド７は、例えば、肩部１７の部分の直径に対応した直径を有する丸棒を一定の形状に加工して得られる（図３（Ｄ）参照）。

ヘッド７は、ヘッド７の軸線１５が上下方向に延び且つヘッド７の先端が下方にある状態において、肩部１７から下端（すなわち先端）に向けて、正面視（図３（Ａ））においては、半円形状に直径が減少する（収束する）ように形成され、側面視（図３（Ｂ））においては、上端側が短い直径（軸部６とほぼ同じ直径）を有し且つ下端側すなわち先端側が長い直径（肩部１７の部分とほぼ同じ直径）を有する台形を形成するように形成されている。図３（Ｃ）の底面図に示すように、下端（先端）側から見た場合の形状は、丸棒に対応したほぼ真円形状である。そして、ヘッド７においては、正面図（図３（Ａ））における最大直径部１８の直径に対して、側面図（図３（Ｂ））における最大直径部１９は、ほぼ同じ直径に形成されている。図示のとおり、正面視での最大直径部１８と側面視での最大直径部１９とは軸線１５の方向において位置をずらして形成されている。また、直径方向に対向する一対の肩部１７と直交する、側面視での直径方向には、境界部２２から下端（先端）に向けて半径が半径方向外方に増大するように形成された斜面２１が一対形成されている。かかる最大直径部１８（及び最大直径部１９）の直径の長さは、該最大直径部１８（及び最大直径部１９）によって拡膨変形したスリーブ２の部分がフランジ３と協働して取付部品と被取付部材とを強固に挟持する長さであって且つスリーブ２の強度を維持するためにスリーブ２を拡膨変形し過ぎない程度の長さに選定される。他の実施形態でも同じように選定される。

上記のとおり、正面視（図３（Ａ））における最大直径部１８と側面視（図３（Ｂ））における最大直径部１９とは軸線１５の方向において位置をずらして形成され、最大直径部１８は軸線１５上の上方に、最大直径部１９が軸線１５上の下方にある。ヘッド７の横断面の形状は、ヘッド７の軸方向の位置に従って、正面視（図３（Ａ））における最大直径部１８を形成する部分に形成された第１の長円から、側面視（図３（Ｂ））における最大直径部１９を形成する部分に形成された、前記第１の長円の長軸に直交する長軸を有する第２の長円に連続するように変化している。このヘッド７の横断面形状が、図４の（Ｂ）に示されている。また、ヘッド７の横断面は、その軸方向の異なる位置において同じ周長さを有するように形成されている。

ブラインドリベット１の締結操作において、先ず、マンドレル９のヘッド７で拡膨変形されるリベット本体５のスリーブ２の端部は、締結工具からのマンドレル軸部６を引き抜く力によって、ヘッド７の一対の肩部１７から強力な軸方向変形力を受けるとともに、一対の肩部１７とは直交方向に対向する一対の斜面２１がスリーブ２の内側に潜り込む。一対の斜面２１がスリーブ２の内側に潜り込むことによって、斜面２１の部分においてスリーブ２の端部が半径を小さくするように変形でき、一対の肩部１７から受けていた強力な軸方向変形力がスリーブ２の端部を、肩部１７を受入れる半径になるように半径方向外側に拡膨変形せしめる。この拡膨変形によって、ヘッド７が、スリーブ２の端部から内側に入り込み、そのまま軸方向上方に移動させられるようになり、スリーブ２の内側は、ヘッド７の断面形状に従って半径方向外側へ変形させられる。かかる変形について図４のヘッド７の横断面形状も参照する。

上記の変形を生成するヘッド７の横断面が、図４の（Ｂ）のグラフの上部に、グラフの横軸のヘッド７の移動長さに対応した位置に並べて描かれている。図４（Ｂ）において、ヘッド７の前記第１の長円に対応する横断面形状（ａ）では、一対の肩部１７によって水平方向に拡径するように拡径変形させられる。ヘッド７が図１の上方に移動されるにつれてスリーブ２の端部に位置するヘッド７の横断面形状は、形状（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）と変化し、この形状変化に従って、スリーブ２の端部も（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）の形状に変形させられる。ヘッド７の横断面形状（ｅ）においては、側面視（図３（Ｂ））で台形に形成される斜面２１の部分の直径が正面視（図３（Ａ））で半円に形成される部分の直径にほぼ同じになるので、スリーブ２の変形部分がほぼ正方形また円形になる。その位置を越えると、ヘッド７の横断面形状は、前記第２の長円（ｉ）に近づくように形状（ｆ）、（ｇ）、（ｈ）と変化するので、側面視（図３（Ｂ））で台形に形成される長辺部分が作用して垂直方向に長い長円形状に変形させられる。更に、ヘッド７の横断面形状（ｈ）の形状を経て、前記第２の長円に対応する横断面形状（ｉ）の最終形状に至ると、スリーブ２の端部部分は、垂直方向に長く且つ水平方向に短い長円形状に拡膨変形させられる。これによって、水平方向に対向する一対の長辺部分が、図２の（Ａ）の拡膨変形部分１４に示すように、正面視（図３（Ａ））で半円に形成されるヘッド部分の下端すなわち先端を乗り越えて内側に位置するように変形させられる。すなわち、変形したスリーブ２の部分の長円の一対の長辺部分が、ヘッド７の端面を覆うように相互に近接した形状に変形されて、ヘッド７の端面がスリーブ２の端面の変形部分で覆われて、破断後のヘッド７付きのマンドレル軸部６がリベット本体５から脱落又は落下するのが防止される。

ヘッド７は、肩部１７から先端（下端）に向けて、正面視（図３（Ａ））で半円形状に直径が減少（収束）する形状であり、側面視（図３（Ｂ））で上端側が軸部６とほぼ同じ直径を有し且つ下端側すなわち先端側が長い直径（肩部１７の部分とほぼ同じ直径）を有する台形の形状に形成される。そして、ヘッド７は、図３（Ｃ）の底面図に示すように、先端（下端）側から見た場合の形状がほぼ真円形状であり、正面図（図３（Ａ））における最大直径部１８の直径と、側面図（図３（Ｂ））における最大直径部１９とが、ほぼ同じ直径に形成されている。マンドレル９は、既述のように、丸棒で形成することができ、軸部６の部分は小さい直径に形成され、ヘッド７の部分は、肩部１７を形成するように軸部６より大径の直径に形成され、更に、軸部６の部分には、破断可能部１０が形成され、ヘッド７には、半円形状で且つ台形形状に形成されるように、加工される。従って、かかるヘッド７を有するマンドレルは１工程で製造でき、かかるヘッドを形成するための工数は、従来のマンドレルと同じであり、コストを増大させることはない。

更に、ヘッド７は、ヘッド７の軸方向長さの各位置において、ヘッド７の横断面における周長さが、ほぼ一定の、同じ長さに形成される。実施した１つの具体例において、図４（Ａ）及び（Ｂ）に示すブラインドリベットのマンドレルのヘッドは、ヘッドの軸方向長さが、２ｍｍであり、０．１ｍｍ〜１．５ｍｍにおける軸方向長さのそれぞれにおける横断面の周長さは、９．００ｍｍ〜１１．００の範囲にあり、ほぼ１１．００ｍｍに定められている。詳細には、ヘッド７は、軸方向長さの０．０ｍｍ〜０．２ｍｍにおいてヘッドの横断面の周長さが９．００ｍｍ弱〜１０．００ｍｍ強であり、軸方向長さの０．５ｍｍ〜１．４ｍｍにおいてヘッドの横断面の周長さがほぼ１１．００ｍｍである。これらによって、スリーブ２の端部の拡膨変形の内周長さが一定に保たれるので、スリーブの拡膨変形による強度が一定に保たれて、拡膨変形の増大のようなスリーブの強度の低下が防止でき、拡膨変形部分の強度を一定に維持でき、ブラインドリベットの締結強度を一定に維持することができる。従って、被取付部材１１に取付部品１３を連結する強度が一定に維持され、高い連結強度のまま維持できる。また、ヘッド７は、軸部６との境界部２２から短い軸方向長さ位置における周長さは、それより長い軸方向位置における周長さより短く設定されているので、スリーブ２の端部の拡膨変形の開始におけるヘッド７のスリーブ２への挿入が容易になり、拡膨変形を容易にできる。

図５及び図６は、第２実施形態に係る、ブラインドリベットのマンドレルのヘッド７Ａを示している。ヘッド７Ａは、図５（Ａ）及び（Ｂ）において、軸部６との境界部２２が軸方向（図の上下方向）位置において一致するように示されている。ヘッド７Ａには、図５（Ａ）の正面図に示すように、軸部６との境界部２２において垂直の軸線１５に対して直交する水平方向の面に、直径方向に対向する一対の肩部１７Ａが形成されている。ヘッド７Ａは、ヘッド７と同様に、例えば、丸棒を一定の形状に加工して得られる。ヘッド７Ａは、ヘッド７の肩部１７とやや異なる形状に形成されており、最外周部分がフィレット（丸み）２３を有する湾曲肩部１７Ａとして形成されて、スリーブ２の端部の拡膨変形の開始におけるヘッド７Ａのスリーブ２への挿入が一層容易になり、スリーブ２の拡膨変形を一層容易に開始できる。ヘッド７Ａは、湾曲する肩部１７Ａ及びフィレット２３から下端（先端）に向けて、正面視（図５（Ａ））において三角形形状に直径が減少（収束）するように形成されるとともに、側面視（図５（Ｂ））において上端側で直径が減少又は収束する半円の形状に形成されている。図５（Ｃ）の底面図に示すように、下端（すなわち先端）側から見た場合のヘッド７Ａの形状は、丸棒に対応したほぼ真円形状であり、正面視（図５（Ａ））における最大直径部１８Ａの直径に対して、側面視（図５（Ｂ））における最大直径部１９Ａは、ほぼ同じ直径に形成されている。最大直径部１８Ａと最大直径部１９Ａとは、軸線１５の方向において位置をずらして形成されている。また、直径方向に対向する一対の肩部１７Ａと直交する直径方向には、境界部から下端（先端）側に向けて半径が増大するように斜面２１Ａが一対形成されている。

ヘッド７Ａにおいても、ヘッド７と同様に、ヘッド７Ａの横断面の形状は、ヘッド７Ａの軸方向の位置に従って、正面視（図５（Ａ））における最大直径部１８Ａを形成する部分に形成された第１の長円から、側面視（図５（Ｂ））における最大直径部１９Ａを形成する部分に形成された、前記第１の長円の長軸に直交する長軸を有する第２の長円に連続するように変化している。このヘッド７Ａの横断面形状が、図６に示されている。また、ヘッド７Ａの横断面は、その軸方向の異なる位置において同じ周長さを有するように形成されている。

締結操作において、先ず、マンドレル９のヘッド７Ａで拡膨変形されるスリーブ２の端部は、締結工具からの軸部６を引き抜く力によって、ヘッド７Ａの一対の肩部１７Ａから強力な軸方向変形力を受けるとともに、一対の肩部１７Ａとは直交方向に対向する一対の斜面２１Ａがスリーブ２の内側に潜り込む。一対の斜面２１Ａの部分においてスリーブ２の端部が半径を小さくするように変形できるとともに、一対の肩部１７Ａの部分においてスリーブ２の端部が肩部１７Ａを受入れる半径になるように半径方向外側に拡膨変形させられる。ヘッド７Ａがスリーブ２の内側を軸方向上方に移動させられ，スリーブ２の内側は、ヘッド７Ａの断面形状に従って半径方向外側へ変形させられる。

上記の変形を生成するヘッド７Ａの横断面が、図６のグラフの上部に、グラフの横軸のヘッド７Ａの移動長さに対応した位置に並べて描かれている。図６において、ヘッド７Ａは、第１の長円である横断面形状（ａ）では一対の肩部１７Ａによってスリーブ２の端部が水平方向に拡径するように拡径変形させられる。ヘッド７Ａが軸部１５の上方（図１の上方）に移動させられるにつれて、ヘッド７Ａの横断面形状（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）の形状に従ってスリーブ２の端部が変形させられる。ヘッド７Ａの横断面形状（ｅ）においては、側面視（図５（Ｂ））で形成される斜面２１Ａの部分の直径が正面視（図６（Ａ））の直径にほぼ同じになるので、スリーブ２の変形部分がほぼ正方形又は円形になる。そして、ヘッド７Ａがその位置を越えると、ヘッド７Ａの横断面形状（ｆ）、（ｇ）、（ｈ）に見られるように、側面視（図６（Ｂ））で半円に形成される部分が作用して、スリーブ２が垂直方向に長い長円形状に変形させられ、更に、スリーブ２の拡膨変形は、ヘッド７Ａの横断面形状（ｈ）の形状を経て横断面（ｉ）の最終形状に至る。スリーブ２の端部がヘッド７Ａの第２の長円である横断面形状（ｉ）に対応する形状に変形させられると、垂直方向に長く且つ水平方向に短い長円形状に拡膨変形させられて、図２（Ａ）の拡膨変形部分１４に図示のように、ヘッド７Ａの下端すなわち先端を乗り越えて内側に位置するように変形させられ、変形スリーブ部分の長円の一対の長辺部分が、ヘッド７の端面を覆うように相互に近接した形状に変形され、ヘッド７Ａの端面がスリーブ２の端面の変形部分で覆われ、破断後のヘッド７付きのマンドレル軸部６がリベット本体５から脱落又は落下するのが防止される。

第２実施形態においても、ヘッド７Ａは、図５（Ｃ）の底面図に示すように先端（端）側から見た場合の形状がほぼ真円形状であり、正面図（図５（Ａ））における最大直径部１８Ａの直径と、側面図（図５（Ｂ））における最大直径部１９Ａとが、ほぼ同じ直径に形成されている。マンドレルは、丸棒で形成することができ、軸部６の部分は小さい直径に形成され、ヘッド７Ａの部分は、肩部１７Ａを形成するように軸部６より大径の直径に形成され、更に、軸部６の部分には、破断可能部が形成され、ヘッド７Ａには、正面視で三角形形状で且つ側面視で半円形状に形成されるように、加工される。従って、ヘッド７Ａを形成するための工数は、従来のマンドレルと同じであり、コストを増大させることはない。

更に、ヘッド７Ａは、ヘッド７Ａの軸方向長さの各位置において、ヘッド７Ａの横断面における周長さが、ほぼ一定の、同じ長さに形成される。実施した具体例において、図６に示すブラインドリベットのマンドレルのヘッドは、ヘッドの軸方向長さが、２．３ｍｍであり、０．１ｍｍ〜１．５ｍｍにおける軸方向長さのそれぞれにおける横断面の周長さは、９．００ｍｍ〜１１．００の範囲にあり、ほぼ１１．００ｍｍに定められている。詳細には、ヘッド７Ａは、軸方向長さの０．０ｍｍ〜０．２ｍｍにおいてヘッド横断面の周長さが９．００ｍｍ弱〜１１．００ｍｍ弱であり、軸方向長さの０．３ｍｍ〜１．１ｍｍにおいてヘッド横断面の周長さがほぼ１１．００ｍｍである。これらによって、スリーブ２の端部の拡膨変形の内周長さが一定に保たれるので、スリーブの拡膨変形による強度が一定に保たれて、拡膨変形の増大のようなスリーブの強度の低下が防止でき、拡膨変形部分の強度を一定に維持でき、ブラインドリベットの締結強度を一定に維持することができる。従って、被取付部材１１に取付部品１３を連結する強度が一定に維持され、高い連結強度のまま維持できる。また、ヘッド７Ａは、フィレット２３を有し且つ軸部６との境界部２２から短い軸方向長さ位置における周長さが長い軸方向位置における周長さより短く設定されているので、ヘッド７Ａがスリーブ２の端部に拡膨変形の開始におけるヘッド７のスリーブ２への一層挿入が容易になり、拡膨変形を一層容易にできる。

図７は、第３実施形態に係る、ブラインドリベットのマンドレルのヘッド７Ｂを示している。ヘッド７Ｂは、図７（Ａ）、（Ｂ）において、軸部６との境界部２２が軸方向（軸線１５の方向）位置において一致するように記載されている。ヘッド７Ｂは、第１実施形態に係るヘッド７に近い形状であるが、側面視（図７（Ｂ））における形状が、ヘッド７のように台形ではなく、下部（先端部）を三角形に切り込んだ、肉抜き用の切込み２５を有する形状に形成されている。切込み２５の形状は、ヘッド７Ｂの下端（先端）側の強度を保つのであれば、三角形に限らず、円形状であっても、方形であっても、ヘッド７Ｂの下部（先端部）の肉抜きとなる切込みでよい。ヘッド７Ｂには、図７（Ａ）の正面図に示すように、軸部６との境界部２２において垂直の軸線１５に対して水平方向に直交する面に、直径方向に対向する位置に一対の肩部１７Ｂが形成されている。ヘッド７Ｂは、ヘッド７と同様に、例えば、丸棒を一定の形状に加工して得られる。ヘッド７Ｂは、肩部１７Ｂから下端（先端）に向けて、正面視（図７（Ａ））において半円形状に直径が収束するように形成されるとともに、側面視（図５（Ｂ））において上端側では短く下端側で長い台形形状の下部を切込み２５で切込んだ形状に形成されている。図７（Ｃ）の底面図に示すように、下端（先端）側から見た場合のヘッド７Ｂの形状は、丸棒に対応したほぼ真円形状であり、正面視（図７（Ａ））における最大直径部１８Ｂの直径に対して、側面視（図７（Ｂ））における最大直径部１９Ｂは、ほぼ同じ直径に形成される。最大直径部１８Ｂと最大直径部１９Ｂとは軸線１５上で位置をずらして形成され、最大直径部１８Ｂを形成する部分に形成された第１の長円から、最大直径部１９Ｂを形成する部分に形成された、前記第１の長円の長軸に直交する長軸を有する第２の長円に連続するように変化している。また、直径方向に対向する一対の肩部１７Ｂと直交する直径方向には、境界部２２から下端（先端）側に向けて半径が増大するように斜面２１Ｂが一対形成されている。ヘッド７Ｂにおいても、ヘッド７と同様に、ヘッド７Ｂの軸方向長さの各位置において、ヘッド７Ｂの横断面における周長さが、ほぼ一定の、同じ長さに形成される。従って、ヘッド７Ｂは、締結後において、ヘッド７Ｂの端面がスリーブ２の端面の変形部分で覆われて、破断後のヘッド７Ｂ及び軸部６がリベット本体５から脱落又は落下するのが防止される。

また、スリーブ２の端部の拡膨変形の内周長さが一定に保たれており、スリーブの拡膨変形による強度が一定に保たれ、拡膨変形の増大のようなスリーブの強度の低下が防止でき、拡膨変形部分の強度を一定に維持でき、ブラインドリベットの締結強度を一定に維持することができる。従って、被取付部材１１に取付部品１３を連結する強度が一定に維持され、高い連結強度のまま維持できる。なお、切込み２５を形成したことによって、ヘッド部分の材料の節約と重量の軽減化を図ることができる。

図８は、第４実施形態に係るブラインドリベット２６は、リベット本体２７のスリーブ２９の外周に、軸方向に異なる位置に、２つの周溝３０を有する。かかる周溝３０は、図示の例では２つであるが、１つの周溝であってもよい。あるいは、複数の周溝が形成されてもよい。他の構成は、図１〜図４に示されるブラインドリベット１と同じであるので、説明を省略する。図示の２つの周溝３０は、締結操作によって、図２の拡膨変形部分１４に加えて、２つの周溝の中間のスリーブ２９の部分に、もう１つの拡膨変形部分を形成する。従って、スリーブ２９には、先端（下端）の第１の拡膨変形部分に加えて、２つの周溝３０の間の第２の拡膨変形部分が、軸方向に重なって形成され、一層確実な締結が得られる。１つの周溝の場合も同様に、スリーブには２つの拡膨変形部分が形成される。

１ ブラインドリベット
２ スリーブ
３ フランジ
５ リベット本体
６ 軸部
７：７Ａ：７Ｂ マンドレルのヘッド
９ マンドレル
１０ 破断可能部
１１ 被取付部材
１３ 取付部品
１４ 拡膨変形部分
１５ 軸線
１７：１７Ａ：１７Ｂ 肩部
１８：１８Ａ：１８Ｂ 正面視における最大直径部
１９：１９Ａ：１９Ｂ 側面視における最大直径部
２１：２１Ａ：２１Ｂ 斜面
２２ 境界部
２３ フィレット
２５ 切込み
２６ ブラインドリベット
２７ リベット本体
２９ スリーブ
３０ 周溝

Claims (7)

1. 中空のスリーブ及び該スリーブの一端に該スリーブより大径に形成された中空のフランジから成るリベット本体と、前記リベット本体を貫通して前記フランジから延び出る軸部及び該軸部に一体に連結されて前記フランジと反対側のスリーブ端部に隣接配置される前記スリーブ内径より大径のヘッドから成るマンドレルとを備え、被取付部材及び取付部品の取付穴を貫通した前記リベット本体のスリーブの一部が拡膨されて該拡膨部分と前記フランジとの間に被取付部材と取付部品を挟持することによって被取付部材及び取付部品に締結されて該被取付部材及び取付部品を相互に連結する、ブラインドリベットであって、 前記ヘッドが、該ヘッドの軸線が上下方向に延び該ヘッドの先端が下方にある状態において、正面視における最大直径部が前記軸部に隣接する根元部分に形成され且つ前記正面視に直交する方向の側面視における最大直径部が前記先端の側に形成されて、前記正面視における最大直径部が前記側面視における最大直径部に対して軸方向に異なる位置に形成されており、
   前記ヘッドの横断面は、前記正面視における最大直径部において第１の長円に形成され且つ前記側面視における最大直径部において前記第１の長円の長軸に直交する長軸を有する第２の長円に形成されており、該ヘッドの横断面形状が、該ヘッドの軸方向において前記第１の長円から前記第２の長円に連続するように変化しており、更に、前記ヘッドの横断面は、その軸方向の異なる位置において同じ周長さを有するように形成され、
   前記ヘッドは、前記正面視において前記根元部分から前記先端に向けて直径が減少する半円形状に形成されており、前記側面視において前記根元部分において短辺を有し前記先端において長辺を有する台形形状に形成されている、ことを特徴とするブラインドリベット。
2. 請求項１に記載のブラインドリベットにおいて、前記ヘッドは、前記正面視において前記根元部分において前記スリーブ端部に当接する、一対の肩部を有し、前記側面視において前記根元部分から前記先端に向けて半径方向外方に拡径するように傾斜する、一対の斜面を有する、ことを特徴とするブラインドリベット。
3. 中空のスリーブ及び該スリーブの一端に該スリーブより大径に形成された中空のフランジから成るリベット本体と、前記リベット本体を貫通して前記フランジから延び出る軸部及び該軸部に一体に連結されて前記フランジと反対側のスリーブ端部に隣接配置される前記スリーブ内径より大径のヘッドから成るマンドレルとを備え、被取付部材及び取付部品の取付穴を貫通した前記リベット本体のスリーブの一部が拡膨されて該拡膨部分と前記フランジとの間に被取付部材と取付部品を挟持することによって被取付部材及び取付部品に締結されて該被取付部材及び取付部品を相互に連結する、ブラインドリベットであって、 前記ヘッドが、該ヘッドの軸線が上下方向に延び該ヘッドの先端が下方にある状態において、正面視における最大直径部が前記軸部に隣接する根元部分に形成され且つ前記正面視に直交する方向の側面視における最大直径部が前記先端の側に形成されて、前記正面視における最大直径部が前記側面視における最大直径部に対して軸方向に異なる位置に形成されており、
   前記ヘッドの横断面は、前記正面視における最大直径部において第１の長円に形成され且つ前記側面視における最大直径部において前記第１の長円の長軸に直交する長軸を有する第２の長円に形成されており、該ヘッドの横断面形状が、該ヘッドの軸方向において前記第１の長円から前記第２の長円に連続するように変化しており、更に、前記ヘッドの横断面は、その軸方向の異なる位置において同じ周長さを有するように形成され、
   前記ヘッドは、前記正面視において前記根元部分から前記先端に向けて直径が減少する三角形形状に形成されており、前記側面視において前記根元部分から前記先端に向けて直径が増大する、半円形状に形成されている、ことを特徴とするブラインドリベット。
4. 請求項３に記載のブラインドリベットにおいて、前記ヘッドは、前記正面視において前記根元部分において前記スリーブ端部に当接する、一対の湾曲肩部を有し、前記側面視において前記根元部分から前記先端に向けて半径方向外方に拡径するように傾斜する、一対の斜面を有する、ことを特徴とするブラインドリベット。
5. 請求項１又は２に記載のブラインドリベットにおいて、前記ヘッドは、前記側面視において台形形状に形成された部分の前記ヘッドの先端側には、肉抜き用の切込みが形成されている、ことを特徴とするブラインドリベット。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載のブラインドリベットにおいて、前記ヘッドは、該ヘッドの先端から見た底面視において真円形状に形成されている、ことを特徴とするブラインドリベット。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載のブラインドリベットにおいて、前記スリーブは、外周面に、軸方向に異なる位置に１つ又は複数の周溝が形成されている、ことを特徴とするブラインドリベット。

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