JP5736425B2 - 可変グリップ式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する。

ブラインドリベットは、薄板の固定から比較的厚い部品の固定まで、様々な用途に用いられ、鋼鉄からプラスチックまで様々な材料で用いられている。ブラインドリベットは、安価な組み立ての実現を可能にするだけではなく、結果として得られる接合部又は取り付けの強度及び完全性も寄与する。例えば、接合される１対の加工物のシートが僅かに湾曲している場合、リベットによりシートを互いにクランプする必要がある。

ブラインドリベットは、一般に、加工物のシートが加えられる振動により摩耗し又加えられる荷重により揺動するのを防ぐために、高い剪断強度を有すること、及び、リベット本体とリベットが挿入される加工物の穴との間のいずれかの隙間に膨張することが必要である。このことは、自動車産業において特に重要である。

一般的に、リベットは、取り付けられたとき、加工物のブラインド側上に単一のロール型の膨出した取り付け部を有し、美的外観を与えながら、加えられる荷重に対する増大した引張抵抗を与える必要もある。

さらに、一般的に、リベットのマンドレルは、リベットフランジの領域において同一平面になるように破断し、接合部の剪断抵抗の増大に寄与することが望ましい。これらの要件を達成するために、特により高い強度のブラインドリベットの場合、マンドレル頭部は、組み立て時にリベット本体の末端部に固定され、取り付け中及び取り付け後に所定の位置にとどまり、よって、リベット本体のボアを通る湿気の浸入に対する抵抗をもたらすことが必要である。さらに、マンドレル頭部をリベット本体内に固定することにより、取り付けられたリベット内のマンドレル頭部のがたつきが回避される。

特許文献１は、リベットのマンドレル頭部の下に凹部を有するブラインドリベットを開示する。リベット本体の末端部が、マンドレル頭部の下の楕円形状の凹部内にクリンプされ、リベット本体のフランジ部分に近くに、更に別の陥凹部が設けられる。

特許文献２は、頭部の下に面取りした面をもつマンドレル頭部を有するブラインドリベットを開示する。このリベットは、グリップ範囲が比較的狭いという欠点を有する。

特許文献３は、マンドレル頭部の下に溝が設けられたマンドレルを有するブラインドリベットを開示する。このリベットの組み立ての際、リベット本体の末端部は、溝の中にかしめられ、製造中にマンドレルを所定の位置に保持する。リベットを取り付けるためにマンドレル・ステムが引き込まれると、マンドレル頭部の下のマンドレルにかしめられたリベット本体のその部分が膨出して外方に押し出され、マンドレル・ステム内の溝との係合から外れるようになる。膨出プロセスが取り付けと共に進み、マンドレルが引き続きリベット本体を通って移動するに従って、マンドレル溝が内部の膨出したボアと係合するようになり、マンドレルが所定の位置に固定される。しかしながら、このリベットは、リベット本体に対するマンドレル頭部の移動を防止ために、リベット本体へのマンドレルの係合が不十分であることが多いという欠点を有する。さらに、最小のグリップ厚で取り付けられたとき、このリベットは、単一のロール型取り付け部ではなく、幾重にも折り畳まれた取り付け部が設けられるという不利な点を有する。

特許文献４は、マンドレル頭部の下に、マンドレルに溝が設けられた、ブラインドリベットを開示する。このリベットは、リベット本体が、鋼のようなより丈夫な材料で形成された場合、リベットを取り付けるのに必要な取り付け荷重がより大きくなることにより、取り付けが完了する前に、マンドレル頭部がリベット本体内に引き込まれてしまうという欠点を有する。

特許文献５は、マンドレル頭部の下に、リベット本体の末端部が形成される凹部を有するブラインドリベットを開示する。このリベットには、鋼のような特定の材料についての取り付け荷重が大きく、最大荷重に近づくにつれて、リベット本体の端部が変形し、内部ボアが、マンドレル頭部の下に形成された凹部から遠ざかるという欠点がある。これにより、間隙が凹部とリベット本体との間に形成され、そのため、マンドレルが破断したとき、マンドレル頭部がリベット本体に対して移動することが可能になる。

特許文献６は、マンドレル頭部の下に一連の環状溝が設けられたブラインドリベットを開示する。この種のリベットは、適切なグリップ範囲を提供するが、リベットを取り付けるために必要とされる荷重が他のブラインドリベットと比較して高く、その結果、リベット取り付け完了時にマンドレルが破断するとき、反動力を受けてマンドレル頭部が緩みやすい。

欧州特許第０６７７６６６号 英国特許第４０２８１３号 英国特許第２２３１９３２号 米国特許第６００４０８６号 欧州特許第１１０６８４５号 英国特許第２４１６５７５号

従って、上記のリベットのいずれも、リベットの取り付け中に、マンドレル頭部を十分な程度までリベット本体内に固定するのが困難であるという欠点を有する。本発明の好ましい実施形態は、従来技術の上記の欠点の１つ又はそれ以上を克服しようと努める。

本発明によると、
加工物の穴に挿入されるように構成された第１のシャンクを有し、該第１のシャンクに軸方向ボアが形成され、該第１のシャンクは、該第１のシャンクが加工物の穴に挿入されたときに該加工物と当接するためのフランジを第１の端部に有するリベット本体と、
該第１のシャンクの第１の端部とは反対側の端部である第２の端部に係合するための頭部と、該頭部から第１シャンクの軸方向ボアを通って延びる第２のシャンクとを有し、リベットの取り付けに際して該第２のシャンクが工具によって引き込まれるように構成されたマンドレルと、
を含むリベットであって、
該マンドレルの頭部は、第１のシャンクの該第２の端部に当接するための当接部分を有し、
該第２のシャンクは、リベットの取り付け中に所定の引張荷重が加えられたとき破断するように構成された第１の直径減少部分と、リベットの取り付け中に該第１のシャンクの該第２の端部を受けるキャビティを頭部の当接部分との間に定めるように、該当接部分に隣接して形成された突起部とを有し、
マンドレルの頭部の周りには、リベットの取り付け中にリベット本体の材料が該マンドレルの該頭部の周りに移動するのに抵抗するように作用するリップが設けられ、
第２のシャンクには、該突起部と第１の直径減少部分との間に、さらに環状のリブが少なくとも１つ形成され、該環状のリブは第２のシャンクに溝を形成しており、
該環状のリブは、上記の突起部から第１の直径減少部分に向かって直径方向外向きに拡がるように、リベットの軸に対して１０度から２０度までの角度で傾斜した面を有する
ことを特徴とするリベットが提供される。

リベットの取り付け中に第１のシャンクの第１の端部を受ける凹部を定めるための、当接部分に隣接する少なくとも１つの突起部を設けることにより、リベットの取り付け中に、マンドレル頭部をリベット本体内により確実に保持するという利点がもたらされ、これにより、マンドレル頭部がリベット本体に対して動くのが防止され、その後、リベット取り付け後にマンドレル頭部がリベット本体内でがたつくのが防止される。

好ましい実施形態において、リベット本体は、マンドレルに取り付けられ、かつ、第１のシャンクの第１の端部に隣接する第２の直径減少部分と、第１のシャンクの第２の端部に隣接する第３の直径減少部分とを有する。

このことは、リベット取り付け中にリベット本体が膨出するのを助ける、リベット本体のバレル形状の部分をもたらするという利点を提供する。

リベット本体は、第２の直径減少部分と第３の直径減少部分との間に直径増加部分を有することができ、リベット本体の長手方向軸を通る、これと平行な平面において、最大外径の領域を最小外径の領域の少なくとも１つに結ぶ線と、リベット本体の長手方向軸との間の角度は、１．０度から１．９度までの間である。

リベットは、第２のシャンクの部分を受け、第３の直径減少部分を定めるための、第２のシャンク上の少なくとも１つの第１の溝をさらに含むことができる。

少なくとも１つの第１の溝は、第２のシャンクの長手方向軸に対して第１の鋭角で傾斜した、それぞれの第１の面を定めることができる。

少なくとも１つの第１の鋭角は、第２のシャンクの長手方向軸に対して１０度から２０度までの間とすることができる。

リベット本体の直径減少部分は、リベットが組み立てられたとき、第１の直径減少部分の両側に配置することができる。

第１の直径減少部分は、複数の陥凹部によって定めることができる。

当接部分は、第２のシャンクの長手方向軸に対して、それぞれの第２の鋭角で傾斜した少なくとも１つの第２の表面を含むことができる。

少なくとも１つの第２の鋭角は、第２のシャンクの長手方向軸に対して、７３度から７８度までの間とすることができる。

当接部分は、第１の表面から又は該第１の表面の各々から半径方向に外方に配置されたリップをさらに含み、このリップは、第２の表面の各々に隣接するそれぞれの第３の表面を定め、第３の表面又は第３の表面の各々は、第２のシャンクの長手方向軸に対して、対応する第２の鋭角より小さいそれぞれの第３の鋭角で傾斜する。

少なくとも１つの突起部は、それぞれの第１のリブを含むことができる。

マンドレル頭部は、加工物の穴にリベットを挿入するのを助けるための、第２のシャンクの長手方向軸に対して傾斜した少なくとも１つの第４の表面を含むことができる。

ここで、本発明の好ましい実施形態を、添付の図面を参照して、限定的な意味ではなく、単なる例証として説明する。

本発明を具体化する、組み立てられたブラインドリベットの断面立面図である。 図１のリベットのマンドレル頭部の側立面図である。 図２のマンドレル頭部の下からの断面図である。 図３の線Ａ−Ａに沿った断面立面図である。 図３の線Ｂ−Ｂに沿った断面立面図である。 種々の厚さで取り付けられた、図１のリベットを示す。

図１は、本発明を具体化する、組み立てられたブラインドリベット２の断面立面図を示す。リベット２は、マンドレル６に取り付けられたリベット本体４を有し、このリベット本体は、第１のシャンク８と、該第１のシャンク８が加工物（図示せず）の穴に挿入されたときに該加工物に当接するように設計された直径拡大フランジ部分１０とを有する。２つの直径減少部分１４、１６により形成されたバレル部分１２がフランジ部分１０から延び、リベット本体４の末端部１８がマンドレル６の頭部２０の下面に当接する。

図２乃至図５を参照すると、マンドレル頭部２０は、リベット２が加工物の穴に容易に入るのを可能にするための面取りした外面２２を有し、第２のシャンク２４が、マンドレル頭部２０から延び、かつ、マンドレル６に加えられる特定の引張荷重を超えたときに、第２のシャンクが破断するのを可能にするように設けられた、４つの陥凹部によって形成された破断ネック２６を有する。

各々がマンドレル６のシャンク２４の接線２５を形成する４つの傾斜面２８が、マンドレル頭部２０の下側に設けられ、この面２８の各々は、第２のシャンク２４の長手方向軸に対して、７３度から７８度までの間、好ましくは７５度の角度で傾斜される。リベットが取り付けられるにつれてリベット本体の材料がマンドレル頭部２０の周りに移動する傾向に対する抵抗を与えるために、マンドレル頭部２０の周りにリップ３０も設けられる。

一連の溝３２が、破断ネック２６とマンドレル頭部２０との間に設けられ、これらの溝３２は、一連の環状リブ３４、３６を定める。最上部のリブ３４は、マンドレル頭部２０と第２のシャンク２４との間にキャビティ３８を形成し、取り付けプロセス中及び取り付けプロセス後、このキャビティ３８の中にリベット本体４の材料が閉じ込められ、閉じ込められたままになる。最上部のリブ３４の存在は、マンドレル６が破断するときにマンドレル頭部２０がリベット本体４内に移動する傾向、又は、マンドレル６の破断により生じる反動力の下でマンドレル頭部２０がリベット本体４に対して上方に移動する傾向を抑える。

最上部リブ３４以外に、リブ３６の各々は、マンドレル・シャンク２４の長手方向軸に対して１０度から２０度までの間、好ましくは１５度で傾斜した傾斜面４０を有する。

組み立てられたリベット２を形成するために、リベット本体の材料を溝３２内にかしめて上部直径減少部分１６と、下部直径減少部分１４とを形成し、直径減少部分１４、１６を形成することにより、リベット本体４の僅かな湾曲によりバレル部分１２が形成され、リベット本体４のボアとマンドレル６のシャンク２４との間に僅かな間隙４２（図１）が生じる。リベット本体４の外面の湾曲角度（すなわち、リベット本体４の長手方向軸４６を通って、これに平行な平面において、最大外径５２の領域を、最小外径５４、５６の領域のそれぞれと結ぶそれぞれの線４８、５０と、リベット本体４の長手方向軸４６との間の角度Ａ₁又はＡ₂）は、１．０度から１．９度までの間であり、好ましくは１．５度である。

リベット２を取り付けるために、取り付け工具のノーズピースでフランジ１０を支持しながら、取り付け工具（図示せず）により、マンドレル６のシャンク２４が引き込まれる。図６に最も良く示されるように、マンドレル６のシャンク２４が引き込まれると、リベット本体４は、膨出し、長さが短くなって加工物の穴を充填し、次に、崩壊してブラインド側膨出部４４をもたらす。リベット本体４の膨出部又は崩壊部は、他の種類のリベットよりも本体の端部の近くに生じるので、膨出部は小さいものの、該膨出部により、本体材料は、マンドレル・シャンク２４の溝との係合から外れるように移動する。しかしながら、本体材料がマンドレル頭部２０の下の凹部３８内に保持され、マンドレル６をリベット本体４に閉じ込めるので、リベットの取り付け中及び取り付け後、マンドレル頭部２０及びリベット本体４が互いによりしっかりと取り付けられる。このように、その後のリベットのがたつきが回避され、リベット接合部の完全性及び強度が向上する。

当業者であれば、上記の実施形態は、限定的な意味ではなく、単なる例示として説明され、添付の特許請求の範囲に定められたような本発明の範囲から逸脱することなく、様々な変更及び修正が可能であることを理解するであろう。

２：ブラインドリベット
４：リベット本体
６：マンドレル
８：第１のシャンク
１０：フランジ部分
１２：バレル部分
１４、１６：直径減少部分
１８：末端部
２０：マンドレル頭部
２２：面取りした外面
２４：第２のシャンク
２６：破断ネック
２８：傾斜面
３２：溝
３４、３６：環状リブ
３８：キャビティ
４０：傾斜面
４２：間隙
４６：長手方向軸
５２：最大外径
５４、５６：最小外径

Claims (12)

1. 加工物の穴に挿入されるように構成された第１のシャンク（８）を有し、前記第１のシャンク（８）に軸方向ボアが形成され、前記第１のシャンクは、該第１のシャンクが前記加工物の前記穴に挿入されたときに該加工物と当接するためのフランジ（１０）を第１の端部に有するリベット本体（４）と、
   前記第１のシャンク（８）の前記第１の端部とは反対側の端部である第２の端部に係合するための頭部（２０）と、前記頭部から前記第１シャンクの前記軸方向ボアを通って延びる第２のシャンク（２４）とを有し、前記リベットの取り付けに際して前記第２のシャンクが工具によって引き込まれるように構成されたマンドレル（６）と、
   を含むリベットであって、
   前記マンドレル（６）の前記頭部（２０）は、前記第１のシャンクの前記第２の端部に当接するための当接部分を有し、
   前記第２のシャンクは、前記リベットの取り付け中に所定の引張荷重が加えられたとき破断するように構成された第１の直径減少部分（２６）と、リベットの取り付け中に該第１のシャンクの該第２の端部を受けるキャビティ（３８）を前記頭部（２０）の前記当接部分との間に定めるように、前記当接部分に隣接して形成された突起部（３４）とを有し、
   前記マンドレルの前記頭部の周りには、リベットの取り付け中に前記リベット本体の材料が該マンドレルの該頭部の周りに移動するのに抵抗するように作用するリップ（３０）が設けられ、
   前記第２のシャンクには、前記突起部と前記第１の直径減少部分との間に、さらに環状のリブ（３６）が少なくとも１つ形成され、該環状のリブは前記第２のシャンクに溝を形成しており、
   前記環状のリブ（３６）は、前記突起部から前記第１の直径減少部分に向かって直径方向外向きに拡がるように、リベットの軸に対して１０度から２０度までの角度で傾斜した面（４０）を有する
   ことを特徴とするリベット。
2. 前記リベット本体は、前記マンドレルに取り付けられており、前記第１のシャンクは、該第１のシャンクの前記第１の端部に隣接して第２の直径減少部分が形成され、該第１のシャンクの前記第２の端部に隣接して第３の直径減少部分が形成されたことを特徴とする、請求項１に記載のリベット。
3. 前記リベット本体は、前記第２の直径減少部分と前記第３の直径減少部分との間に直径増加部分を有し、該リベット本体の長手方向軸を通る、これと平行な平面において、最大外径の領域を最小外径の領域の少なくとも１つに結ぶ線と、該リベット本体の長手方向軸との間の角度は、１．０度から１．９度までの間であることを特徴とする、請求項２に記載のリベット。
4. 前記第２のシャンクの部分を受け、前記第３の直径減少部分を定めるための、該第２のシャンク上の少なくとも１つの第１の溝をさらに含むことを特徴とする、請求項２又は請求項３に記載のリベット。
5. 少なくとも１つの前記第１の溝は、前記第２のシャンクの長手方向軸に対してそれぞれの第１の鋭角で傾斜された、それぞれの第１の面を定めることを特徴とする、請求項４に記載のリベット。
6. 少なくとも１つの前記第１の鋭角は、前記第２のシャンクの長手方向軸に対して１０度から２０度までの間であることを特徴とする、請求項５に記載のリベット。
7. 前記リベット本体の前記直径減少部分は、該リベットが組み立てられたとき、前記第１の直径減少部分の両側に配置されることを特徴とする、請求項３から請求項６までのいずれか１項に記載のリベット。
8. 前記第１の直径減少部分は、複数の陥凹部によって定められることを特徴とする、前記請求項のいずれか１項に記載のリベット。
9. 前記マンドレルの前記頭部に設けられた前記当接部分は、前記第２のシャンクの長手方向軸に対して、それぞれの第２の鋭角で傾斜した少なくとも１つの第２の表面を含むことを特徴とする、前記請求項のいずれか１項に記載のリベット。
10. 少なくとも１つの前記第２の鋭角は、前記第２のシャンクの長手方向軸に対して７３度から７８度までの間であることを特徴とする、請求項９に記載のリベット。
11. 前記当接部分は、前記第２の表面から又は該第２の表面の各々から半径方向に外方に配置されて前記リップを形成する部分をさらに含み、前記リップは該第２の表面の各々に隣接するそれぞれの第３の表面を定め、前記第３の表面又は該第３の表面の各々は、前記第２のシャンクの長手方向軸に対して、対応する前記第２の鋭角より小さい第３の鋭角で傾斜することを特徴とする請求項９又は請求項１０に記載のリベット。
12. 前記マンドレル頭部は、前記加工物の穴に前記リベットを挿入するのを助けるための、前記第２のシャンクの長手方向軸に対して傾斜した少なくとも１つの第４の表面を有することを特徴とする、前記請求項のいずれか１項に記載のリベット。

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