JP6355587B2 - リベット締結装置 - Google Patents

Description

本発明はリベット締結装置に関するものであって、特に、いかなる頭部を有するボルトも使用できるリベット締結装置に関するものである。

現在のリベット打ち工具はマンドレルを組み合わせる必要があり、リベットナットをマンドレル上に時計回りで締め付け、使用者が工具で力を加えてマンドレルを後方に引くことにより、リベット締結を果たす。締結完了後、ナットはワーク上に固定され、マンドレルを逆時計回りで回転させてマンドレルとワークを分離する必要がある。
現在市販されているリベット打ち工具は特製のマンドレルを採用している。つまり、製造者はそれぞれ独自にマンドレルを設計している。マンドレルとねじ部分の規格が合致していないと組み合わせて使えないため、使用者の手持ちのリベットナットと工具に付いているマンドレルが不適合という状況も起こってしまう。最も顕著な例は、使用者の工具に組み合わせるのがメートル法のマンドレルであり、使用者のリベットナットがインチねじの規格の場合である。もしマンドレルが破損したら、使用者は工具と同じメーカーのマンドレルを探す必要があるが、輸入元では入荷していない場合もある。

以上の状況は製造者にとっても悩みの種である。なぜなら、ねじ部分の規格は非常に多く、マンドレルはリベットナットのねじ部分の規格に合わせる必要があるので、在庫と製造時の数量が問題になってくる。中にはマイナーな規格もあり、このような規格のマンドレルは１０年で５０本も売れないかもしれない。しかし、製造時には大量生産する必要がある。時には、使用者が製造元にマンドレルについて直接問い合わせても、輸送費と国際送金時の手数料の関係で、双方にとって難しく割に合わない取引となることもある。
市販の空気圧式リベットツールは既存のボルトをマンドレルに用いる方式を採用しているが、現在市販されているのは六角穴付きボルト（Ｈｅｘａｇｏｎ ｓｏｃｋｅｔ ｈｅａｄ ｃａｐ ｓｃｒｅｗ）がマンドレルに使用されている物のみである。図１で示すように、スリーブ１０の大きさはボルト１２の直径の大きさにより変化する。固定素子１４はボルト１２と工具中の部品を合体させて同時回転させるのに必要な物である。
手動式リベット打ち工具においては、マンドレルの一端が工具内の部品に固定され、使用者がこの部品を回転させるとマンドレルが正逆回転する。つまり、マンドレルとこの部品は同時回転する必要がある。使用時には、まずリベットナットをマンドレル上に締め付け、かつ締結後にマンドレルを回転させてリベットナットから引き出す。空気圧式リベット打ち工具も同様であるが、この部品は空気圧モーターにより回転する。
現在の市販品の設計は、ボルト１２が勝手に単独回転するのを防ぐため、固定素子１４によるこのような方法を採用しているが、ここには大きな問題がある。１つ目は、使用者は六角穴付きボルトしかマンドレルとして使用できない点である。２つ目は、ボルトのサイズにより六角穴付きボルトの六角穴の大きさが異なる点である。つまり、六角穴付きボルトのサイズに基づきそれに合った固定素子１４を用いる必要がある。六角穴付きボルトに合う固定素子１４がない場合は、その六角穴付きボルトは使用できなくなる。

本発明は、上述の点を考慮し、従来技術が抱える問題を解決するためのリベット締結装置を提案する。

本発明の主な目的は、プッシュロッド、留めリングおよびアウタースリーブを利用してボルトを固定することで、ボルト頭部のサイズや形状の制限を受けることなく、さまざまな頭部を有するボルトを使用できるリベット締結装置を提供することにある。

上述の目的を達成するために、本発明が提供するリベット締結装置は、インナースリーブ、アウタースリーブ、留めリングおよびアクチュエータを含む。アクチュエータとインナースリーブとの間には第一スペースを形成する。インナースリーブは第一スペースと連通する第二スペースを有し、第一スペースは第二スペースを部分的に取り囲み、第一スペースと第二スペース中にはプッシュロッドが挿設される。アウタースリーブは、その一端の内円周に第一表面を有し、もう一端は第一スペース中に位置するとともに第二スペースを部分的に取り囲んでインナースリーブ上に冠設される。留めリングは互いに対応して設置される第二表面と第三表面を有し、留めリングはアウタースリーブ内に位置して第二表面を利用して第一表面に密着し、アウタースリーブと留めリングにはボルトが挿設され、ボルトのねじ体がアウタースリーブから露出してリベットナットと螺合し、ボルトの頭部は第一スペース中に位置し、かつ第三表面とプッシュロッドの間に密着し、プッシュロッド、留めリングおよびアウタースリーブによりボルトは固定される。アクチュエータはインナースリーブと組み付けられ、インナースリーブの動きによりインナースリーブ、プッシュロッド、アウタースリーブ、留めリングおよびリベットナットが連動してアクチュエータ上を同時に移動することでリベットナットが締結される。

本発明は、インナースリーブ２０、留めリング２４およびプッシュロッド１６を利用してボルト１８を固定することでボルト頭部の形状の制限を受けることがなくなる。

先行技術のボルト、スリーブおよび締結素子の構造分解図である。 本発明の構造外観図である。 本発明の構造断面図である。 本発明の構造分解外観図である。 本発明の構造分解断面図である。 本発明の円錐状リングの前方を捉えた構造斜視図である。 本発明の円錐状リングの後方を捉えた構造斜視図である。 本発明のインナースリーブ、アウタースリーブ、ボルトおよびプッシュロッドの分解外観図である。 本発明のインナースリーブ、アウタースリーブ、ボルトおよびプッシュロッドの構造断面図である。

本発明の構造特徴と達成される効果の更なる理解と認識のため、以下に図面を参照しながら好ましい実施例について説明する。

図２、図３、図４、図５、図６および図７を参照されたい。本発明のリベット締結装置はプッシュロッド１６、ボルト１８、インナースリーブ２０、アウタースリーブ２２、留めリング２４、アクチュエータ２６、外部保護管２８および内部保護管３０を含む。
プッシュロッド１６は金属プッシュロッドであり、ボルト１８は金属ボルトであってマンドレルとなり、このボルト１８の形状は制限されない。インナースリーブ２０は金属インナースリーブであり、アウタースリーブ２２は金属アウタースリーブであり、留めリング２４は金属留めリングである。ここでのアクチュエータ２６は手動式のアクチュエータを例にとり、手動式ハンドルのように、インナースリーブ２０と相互に組み付けて固定される。アクチュエータ２６とインナースリーブ２０との間には第一スペース３２を形成する。インナースリーブ２０は第一スペース３２と連通する第二スペース３４を有し、第一スペース３２は第二スペース３４を部分的に取り囲む。プッシュロッド１６の頭部の側壁には第一ねじ部を有し、第二スペース３４の側壁には第二ねじ部を有し、プッシュロッド１６は第一ねじ部と第二ねじ部を利用してインナースリーブ２０と相互に螺合して第一スペース３２と第二スペース３４中に挿設される。

アウタースリーブ２２は、その一端の内周縁が第一表面３６を有し、もう一端が第一スペース３２中に位置するとともに第二スペース３４を部分的に取り囲むことにより、インナースリーブ２０上に冠設される。留めリング２４は互いに対応して設置される第二表面３８と第三表面４０を有する。留めリング２４はアウタースリーブ２２内に位置して第二表面３８を利用して第一表面３６に密着し、留めリング２４とそれに密着するアウタースリーブ２２の一端はいずれも第一スペース３２中に位置する。アウタースリーブ２２と留めリング２４にはボルト１８が挿設され、このボルト１８のねじ体がアウタースリーブ２２から露出してリベットナット４２と螺合する。
ボルト１８のボルト頭部は第一スペース３２中に位置し、かつ第三表面４０とプッシュロッド１６の間に密着し、かつこのボルト頭部の上面には凹部４４が設けられ、プッシュロッド１６は凹部４４中に挿設されてボルト頭部に密着するとともに、プッシュロッド１６、留めリング２４およびアウタースリーブ２２によりボルトは固定される。ボルト１８が単独で回転するのを効果的に防止するために、たとえば留めリング２４は円錐状のリングの設計にするが、これに限定されない。第一表面３６はアウタースリーブ２２の内側から外側に向かって徐々に窄まってゆく第一円錐面であり、第二表面３８は第一円錐面に対応する第二円錐面であり、第三表面４０は平面である。
プッシュロッド１６が第一ねじ部と第二ねじ部を利用してインナースリーブ２０と相互に螺合する時、プッシュロッド１６はボルト１８を前方に押し、ボルト１８が前方に押される時、留めリング２４はボルト１８をきつく挟む。第二円錐面の傾斜は第一円錐面の傾斜に沿って小さくなり、留めリング２４の金属の靭性の関係で、逆に傾斜にそってボルト１８を後方に押し出す。この原理は筒（コレット）と同様である。このような、相互の押し合いと金属間の摩擦によりプッシュロッド１６、ボルト１８、インナースリーブ２０、アウタースリーブ２２および留めリング２４が合体して同時に動作する部品ユニットを形成する。
本発明は、プッシュロッド１６、アウタースリーブ２２および留めリング２４を利用してボルト１８を固定するので、ボルト１８の頭部の凹部４４のサイズや形状の制限を受けなくてすみ、さまざまな頭部のボルト１８を使用することができる。アクチュエータ２６はインナースリーブ２０の動きを利用し、インナースリーブ２０、プッシュロッド１６、アウタースリーブ２２、留めリング２４、ボルト１８およびリベットナット４２が連動してアクチュエータ２６上を同時に移動することでリベットナット４２が締結される。

外部保護管２８の一部は第一スペース３２中に位置してアウタースリーブ２２上に冠設され、ボルト１８のねじ体は外部保護管２８を貫通するとともに外部保護管２８から露出する。内部保護管３０の一部は外部保護管２８の内壁上に挿設され、ボルト１８のねじ体は内部保護管３０を貫通するとともに内部保護管３０から露出してリベットナット４２と螺合する。

上述のボルト１８の頭部上面には凹部を設けず、この上面が平面であってもよい。プッシュロッド１６がこのボルト頭部の上面に密着するだけで、プッシュロッド１６、留めリング２４およびアウタースリーブ２２を利用してボルト１８を固定できるので、ボルト頭部の外観設計を考慮する必要がない。

アクチュエータ２６については、手動式アクチュエータにより実行する以外にも、油圧式、電動式または気圧式のアクチュエータにより実行することもできる。図８と図９を参照されたい。ここでは空気圧式アクチュエータ上のプッシュロッド１６、ボルト１８、インナースリーブ２０、アウタースリーブ２２および留めリング２４が図示されている。このインナースリーブ２０は空気圧式アクチュエータと取り外し可能な方法で組み付けられているため、インナースリーブ２０とプッシュロッド１６はいずれも交換可能である。

１０ スリーブ
１２ ボルト
１４ 締結素子
１６ プッシュロッド
１８ ボルト
２０ インナースリーブ
２２ アウタースリーブ
２４ 留めリング
２６ アクチュエータ
２８ 外部保護管
３０ 内部保護管
３２ 第一スペース
３４ 第二スペース
３６ 第一表面
３８ 第二表面
４０ 第三表面
４２ リベットナット
４４ 凹部

Claims (12)

1. 第一スペースと、
   前記第一スペースと連通する第二スペースを有するインナースリーブであって、前記第一スペースは前記第二スペースを部分的に取り囲み、前記第一スペースと前記第二スペース中にはプッシュロッドが挿設される、インナースリーブと、
   一端の内周縁に第一表面を有し、別の一端は前記第一スペース中に位置し、かつ前記第二スペースを部分的に取り囲んで前記インナースリーブ上に冠設される、アウタースリーブと、
   互いに対応して設置される第二表面と第三表面を有する留めリングであって、前記留めリングは前記アウタースリーブ内に位置して前記第二表面を利用して前記第一表面に密着し、前記アウタースリーブと前記留めリングにはボルトが挿設され、前記ボルトのねじ体は前記アウタースリーブから露出してリベットナットと螺合し、前記ボルトのボルト頭部は前記第一スペース中に位置し、かつ前記第三表面と前記プッシュロッドの間に密着し、前記プッシュロッド、前記留めリングおよび前記アウタースリーブにより前記ボルトは固定される、留めリングと、
   前記インナースリーブと組み付けられるアクチュエータであって、前記インナースリーブの動きを利用し、前記インナースリーブ、前記プッシュロッド、前記アウタースリーブ、前記留めリングおよび前記リベットナットが連動して前記アクチュエータ上を同時に移動することで前記リベットナットを締結する、アクチュエータと、を含み、
   前記第一スペースは、前記アクチュエータと前記インナースリーブとの間に形成する、
   リベット締結装置。
2. 前記留めリングとそれに密着する前記アウタースリーブの一端はいずれも前記第一スペース中に位置する、請求項１に記載のリベット締結装置。
3. 一部が前記第一スペース中に位置して前記アウタースリーブ上に冠設される外部保護管であって、前記ねじ体は前記外部保護管を貫通するとともに前記外部保護管から露出して前記リベットナットと螺合する、外部保護管をさらに含む、請求項２に記載のリベット締結装置。
4. 一部が前記外部保護管の内側壁上に挿設される内部保護管であって、前記ねじ体が前記内部保護管を貫通するとともに前記内部保護管から露出して前記リベットナットと螺合する、内部保護管をさらに含む、請求項３に記載のリベット締結装置。
5. 前記プッシュロッドの側壁に第一ねじ部を有し、前記第二スペースの側壁に第二ねじ部を有し、前記プッシュロッドは前記第一ねじ部と前記第二ねじ部を利用して前記インナースリーブと相互に螺合することで前記第一スペースと前記第二スペース中に挿設される、請求項１に記載のリベット締結装置。
6. 前記プッシュロッドのロッド頭部の前記側壁に前記第一ねじ部を有する、請求項５に記載のリベット締結装置。
7. 前記ボルト頭部の上面に凹部が設けられ、前記プッシュロッドは前記凹部中に挿設されて前記ボルト頭部に密着する、請求項１に記載のリベット締結装置。
8. 前記留めリングは円錐状のリングであり、前記第一表面は前記アウタースリーブの内側から外側に向かって徐々に窄まってゆく第一円錐面であり、前記第二表面は前記第一円錐面に対応する第二円錐面であり、前記第三表面は平面である、請求項１に記載のリベット締結装置。
9. 前記留めリングは金属留めリングであり、前記アウタースリーブは金属アウタースリーブである、請求項１に記載のリベット締結装置。
10. 前記インナースリーブは金属インナースリーブであり、前記プッシュロッドは金属プッシュロッドであり、前記ボルトは金属ボルトである、請求項１に記載のリベット締結装置。
11. 前記アクチュエータは手動式、電動式、油圧式または空気圧式いずれかのアクチュエータである、請求項１に記載のリベット締結装置。
12. 前記手動式アクチュエータは手動式ハンドルである、請求項１１に記載のリベット締結装置。

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