JPH09133117A - リベットの締結構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 突出する部分が太鼓形ヘッドを形成し、強度
の強い締結構造となる。 【解決手段】 軸端にめくら孔１３を設けたリベット１
０の被締め付け物１より突出する軸端１２ａを内側にカ
ールして太鼓形ヘッド１５を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、特に複合材の締結
に適する、リベットの締結構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】繊維で強化された樹脂系複合材は、比強
度（引張強さを密度で割った値）が高いので、軽量化や
高性能化を追求する航空機に適した材料として、整流部
材や翼および胴体の構造部材にも適用化されている。

【０００３】複合材の締結には、接着手段、ボルト締結
手段およびリベット締結手段が用いられている。接着手
段は、接着する複合材の間に接着剤をレイアップして長
時間高温炉内に置かなければならないなど大掛かりな設
備と工作費用を必要とする。ボルト締結手段は、リベッ
ト締結手段に比べて、締め付け作業に時間を要する上に
重く、大量に使えば重量増加割合も大きいので、強度や
保守作業孔のような脱着部等の設計上必要な部分での使
用に限られる。リベット締結手段は、上記のような設計
上必要な部分を除き、組立工程における複合材の締結に
採用されている。

【０００４】図３は、２つの被締め付け物１，２をハロ
ウエンドリベット（セミチューブラリベットの一種）３
を用いて一体的に締結した状態を示す。この場合、２つ
の被締め付け物１，２は、ハロウエンドリベット３の先
端側をフレアー加工で矢印で示す外方に拡径することで
かしめられる。

【０００５】図４は、２つの被締め付け物１，２をチュ
ーブラリベット４を用いて一体的に締結した状態を示
す。この場合、２つの被締め付け物１，２は、チューブ
ラリベット４のめくら孔を囲む周壁をフレアー加工で矢
印で示す外方に拡径することでかしめられる。

【０００６】なお、中実の軸部を有するリベットでは、
ワッシャをかしめ部に共締めすることで２つの被締め付
け物を締結する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】中実軸部のリベットを
用いる場合に、ワッシャを共締めするのは、軸部はかし
め荷重で拡径するが、かしめ頭近傍では特にその量が大
きくて複合材を圧する力も増加し、かしめ頭近傍に複合
材の層間割れが生じるので、ワッシャによりかしめ頭近
傍の拡径および局部面圧を抑え、複合材の層間割れを防
止するのが目的である。しかし、そのためには、ワッシ
ャの内径公差を複合材の孔径と関係させながら厳しく管
理しなければならず、また、ワッシャの使用は航空機の
重量を増加させる。

【０００８】また、チューブラリベットやセミチューブ
ラリベットでは、フレアー加工によりかしめるため、複
合材に皿取り加工の工程の追加が必要であり、しかも、
フレアー加工による締結では、強度を必要とする部分に
適しない。

【０００９】本発明は上記した点を考慮してなされたも
ので、締結強度が高く、しかも、締結にワッシャや皿取
り加工を必要としないリベットの締結構造を提供するこ
とを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明のリベットの締結
構造は、軸端にめくら孔を設け、リベットの被締め付け
物より突出する軸端を内側に潰して太鼓形ヘッドを形成
することで、強度を必要とする締結を可能にする。本発
明のリベットの締結構造は、複合材の締結に使用する場
合には、複合材に割れが発生せず、しかも、ワッシャを
必要としない。

【００１１】

【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。図１は本発明によるリベットの締結
構造に用いるリベット１０を示す。このリベット１０
は、皿形ヘッド１１と軸部１２とを有し、軸部１２の下
端にめくら孔１３が設けられている。皿形ヘッド１１は
丸形ヘッドであってもよい。

【００１２】上記軸部１２に設けためくら孔１３の深さ
Ｌは、軸部直径Ｄの１．１〜１．５倍であり、締結しよ
うとする被締め付け物１，２のうちの被締め付け物１の
端面１ａから突出する部分の長さであることが望まし
い。めくら孔１３の直径は、軸部１２の直径Ｄの０．５
〜０．６５倍であり、直径Ｄの０．６倍であることが望
ましい。めくら孔１３の底部の傾斜角度は、１０８〜１
１０度である。

【００１３】上記リベット１０は、被締め付け物が炭素
または炭化珪素もしくはボロン繊維で強化された複合材
である場合には、組成がチタン−４５ニオブであるチタ
ン合金やステンレスにより成形される。複合材をチタン
合金やステンレスのリベットで締結すると、チタン合金
やステンレスの電位と複合材の電位が近似しているの
で、チタン合金リベットやステンレスリベットの電気的
安定性により、電食を起こすことがない。

【００１４】しかして、リベット１０を用いて、被締め
付け物１，２を締結するには、図２に示すように、リベ
ット１０を重ね合わせた被締め付け物１，２にセット
し、被締め付け物１の端面１ａから突出する部分１２ａ
を、加圧治具１４により軸線方向に加圧する。加圧治具
１４をリベット１０に対して垂直方向に加圧することに
より、突出する部分１２ａは、半径方向内側に潰され、
突出する部分１２ａが太鼓形ヘッド１５を形成する。こ
のように、リベット１０を垂直方向に加圧して太鼓形ヘ
ッド１５を形成することで、被締め付け物１，２を高い
強度で締結することができる。

【００１５】なお、加圧治具１４の加圧面は、単純な平
面でよく、また、リベット１０を潰す時の制御は、従来
と同じ荷重制御で行ない、荷重の大きさは実体に即した
試験片で試験を行ない決定しておく。

【００１６】図２で示すように、リベット１０に加えら
れた荷重は、リベット軸端の中空部を内側に潰して太鼓
形ヘッド１５を形成するが、その大きさはリベット軸の
中実部分の変形で複合材に層間割れを生じるほどではな
い。また、潰し荷重は、リベット部で受ける分も多いの
で、設定する荷重の公差を従来のチューブラリベットの
場合よりも広く設定することができる。

【００１７】リベット軸端の孔径を大きくすると、かし
め荷重は小さくなるが、締結強度が低下し、逆に、リベ
ット軸端の孔径を小さくすると、かしめ荷重が大きくな
り、かしめ頭近傍でリベット軸の拡径が大きくなり、複
合材に層間割れが発生する。

【００１８】そして、本発明の範囲内であれば、十分な
締結強度と複合材に層間割れを起こさない容易な締結作
業を提供する。

【００１９】なお、本発明によるリベットの軸径と複合
材の孔径とのクリアランスは、ハイロックボルトおよび
カラーで複合材を締結する際のクリアランスを準用して
いる。

【００２０】ＪＩＳ規格（Ｂ１２１５）によれば、めく
ら孔の深さが軸径の１．１２倍以上の平行孔を有するも
のをフルチューブラリベットと定義し、めくら孔の深さ
が軸径の１．１２倍以下の平行孔あるいはテーパ孔を有
するものをセミチューブラリベットと定義して、チュー
ブラリベットの孔径／軸径比は略０．７に規定している
が、本発明のリベットの孔径／軸径比は０．５〜０．６
５であり、この範囲はＪＩＳ規格（Ｂ１２１５）による
ものではなく、本発明者の独自の試験により得られたも
のである。

【００２１】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、突出
する部分が太鼓形ヘッドを形成し、類似のチューブラリ
ベットやセミチューブラリベットより高い強度の締結構
造となる。

【００２２】また、リベットをチタン合金材料で成形
し、複合材の締結に使用した場合には、ワッシャを使用
しなくとも複合材に割れが発生せず、電食が発生しな
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるリベットの締結構造のリベットの
断面図。

【図２】本発明によるリベットの締結構造を示す図。

【図３】ハロウエンドリベットによる締結構造を示す
図。

【図４】従来のチューブラリベットによる締結構造を示
す図。

【符号の説明】

１ 被締め付け物 ２ 被締め付け物 １０ リベット １２ 軸部 １２ａ 突出軸部 １３ めくら孔 １４ 加圧治具 １５ 太鼓形ヘッド

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】軸端にめくら孔を設けたリベットを、被締
   め付け物より突出するように装着し、突出した軸端を内
   側にカールして太鼓形ヘッドを形成したことを特徴とす
   るリベットの締結構造。
2. 【請求項２】リベットのめくら孔の直径が軸部直径の
   ０．５〜０．６５倍であり、めくら孔の深さが軸部直径
   の１．１〜１．５倍であることを特徴とする請求項１に
   記載のリベットの締結構造。
3. 【請求項３】被締め付け物が複合材であることを特徴と
   する請求項１に記載のリベットの締結構造。