JPS5821125B2 - リベツト - Google Patents

リベツト

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JPS5821125B2
JPS5821125B2 JP52115460A JP11546077A JPS5821125B2 JP S5821125 B2 JPS5821125 B2 JP S5821125B2 JP 52115460 A JP52115460 A JP 52115460A JP 11546077 A JP11546077 A JP 11546077A JP S5821125 B2 JPS5821125 B2 JP S5821125B2
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JP
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rivet
head
counterbore
shank
face
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フランクリン・エス・ブライルズ
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Individual
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    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J15/00—Riveting
    • B21J15/02—Riveting procedures
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B19/00—Bolts without screw-thread; Pins, including deformable elements; Rivets
    • F16B19/04—Rivets; Spigots or the like fastened by riveting
    • F16B19/06—Solid rivets made in one piece
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49826—Assembling or joining
    • Y10T29/49908—Joining by deforming
    • Y10T29/49915—Overedge assembling of seated part
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10T29/49908—Joining by deforming
    • Y10T29/49938—Radially expanding part in cavity, aperture, or hollow body
    • Y10T29/49943—Riveting

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Insertion Pins And Rivets (AREA)
  • Connection Of Plates (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は固定具に関し、特にリベットに関する。
既知のリベットを航空機外板と機体構造との間の結合用
に使用する場合に種々の欠点及び問題点が生じ、特にシ
ャンク側ヘッド面をテーパ而とした皿リベットに問題点
が多い。
航空機の使用中の外板の曲りによって外板のテーパ孔が
伸びて非円形トなり、リベットヘッドとテーパ付き座と
の間に間隙が生ずる。
この結果、腐食性流体が間隙に侵入してリベット結合部
を腐食させる。
リベットヘッドは結合の際に皿穴内で揺動して外板材料
に歪みを生じ、外板材料の部分的弱点を生じ、疲労亀裂
が生じ易くなる。
リベットヘッドと外板との間に塗料又は封鎖材料を施す
場合には使用中の外板の曲りによって塗料等に亀裂を生
じ腐食性流体の侵入防止は無効となる。
更に塗料はリベットヘッド周面の環状間隙に充填され外
見が悪くなる。
更に通常の皿リベットの外径は比較的大きく、取り付け
のできるリベット数を制限する。
本発明の目的は、上述の問題点を解決し、多くの利点の
あるリベットを提供するにある。
すなわち、本発明に係るリベットは孔と、第１の端ぐり
と、核化及び第１の端ぐりとの間で孔の方向へ向けて先
細りとした切頭円錐形の第２の端ぐりとを有する加工材
に組合せるリベットであって、 加工材の孔内に軸線方向に延長するシャンクと、ヘッド
とを有し；該ヘッドには端面と、該端面からシャンクの
方向に延長する第１の部分と、該第１の部分とシャンク
との間でシャンクの方向に向けて先細りとした第２の部
分とを設け、 上記第１の部分の外周面の直径を上記第１の端ぐりの内
径にほぼ等しく僅かに小さい寸法とし、且つ上記リベッ
トのヘッド端面には上記シャンクの軸線を中心とする環
状で半径方向断面がほぼ三角形状の突起を設け、該突起
の頂点円かシャンクの外周面に当該リベットの軸線方向
で整合するようにして、リベットを固着して上記突起を
ヘッド端面の面まで押し潰した時に第１の部分が半径方
向外方に変形して当該第１の部分の外周面が第１の端ぐ
り内周面に緊密な係合を行うようにしたことを特徴とし
ている。
以上の構成から判るように、本発明に係るリベットにお
いては、それを固着するとヘッドが半径方向外方に変形
して外周面はパネルの第１の端ぐり内面に封鎖係合する
。
特に本発明では、リベットのヘッド端面に上述の如き環
状突起を設けたので、ヘッドの半径方向の膨張変形が良
好に行われヘッドと第２の端ぐりとの間が適正に封鎖係
合する。
また、リベットの第１の部分の半径方向の変形に応答し
てパネルの第１の端ぐりも半径方向外方に変形し使用中
パネルの曲りが生じても円形を保ち、ヘッドの円形の第
１の部分に対して長孔とはならない。
これによって腐食性流体がヘッドとパネルとの間に侵入
するのを防ぐ。
リベットとパネルとが異なる材料とする場合も考慮して
、第１の端ぐりの半径方向の変形は０．０００５〜０．
０１２”（約０．０１３〜０．３０ｉｎ）の範囲が好適
である。
ヘッドをパネルの端ぐりに挿入する時は前述した通り僅
な間隙を有するため、容易に完全に挿入でき、固着作業
に際してヘッド端面とパネル端面がはゾ平面となる。
パネルの第１の端ぐりとリベットの第１の部分との軸線
方向の長さははＸ′等しくし、対向面にはゾ円筒面とす
る。
端面の方向に僅にテーパした面とすることもできる。
通常はリベットはパネルよりも軟質の材料とする。
所要に応じてリベットを硬質材料とすることもできる。
リベット固着に際してリベットを両端から衝撃又は圧搾
成形することによってヘッドを半径方向外方に変形させ
ると共にシャンクに押潰係止突起を形成する。
本発明のリベットは航空機外皮パネルのリベット結合に
特に有効である。
結合後の外観は良く、リベットヘッドの削或は必要とし
ない。
本発明の目的と第１」点とを明らかにするための例示と
した実施例並びに図面について説明する。
第１，２図は本発明に係るリベット２１８により金属パ
ネル２１１，２１２を連結する状態が示されている。
主リベット孔２１３は両パネル内に延びている。
パネル２１１には第１の円筒形の端ぐり２１４と第２の
切頭円錐形の端ぐり２１５とが設けられている。
第２の端ぐり２１５は端ぐり２１４とリベット孔２１３
との間の皿孔を形成する。
リベット孔２１３．端ぐり２１４，２１５は共通軸線２
１６を有する。
第１図に示す金属等のリベット２１８の円筒形シャンク
２１９は孔２１３内に延長し、シャンク端２１９ａはパ
ネル２１２から前方に突出する。
説明を簡単にするために第１，２図の右方を前方、図の
左方を後方と称する。
シャンク２１９と孔２１３との間には間隙がある。
リベット２１８のヘッド２２０は後述する通り既知のリ
ベットよりも小さな直径とする。
ヘッドの端面２２１には環状突起２２１ａを有する。
該突起は半径方向断面がほぼ三角形状とさねでおり、そ
の頂部を結ぶ円の直径はシャンク２１９の外周面２１８
ａとはＸ゛同一直径とする。
端面２２１の中央部２２１ｂは凹面とし、突起２２１ａ
の半径方向外方斜面２２１ｃは軸線２１６に直角の而２
５０に対して角度αとしてパネル２１１の第１の端ぐり
端面に向う。
角度αは２°〜２５°の範囲とする。
ヘッドの第１の部分２２２は端面２２１に接して円筒形
であり、第２のテーパ部２２３は第１の部分２２２とシ
ャンク２１９の間で切頭円錐形とする。
第１の部分２２２は最初の即ちリベット固着前の外面２
２４は第１の端ぐり２１４の内径よりも僅に小さい直径
とし、は”０．０１０”（約０．２５ｍｍ）以下の寸法
差とする。
リベットを固着した後は第２図に示す通り、第１の部分
２２２は半径方向に膨張して第１の端ぐり２１４内面に
緊密に接触し、使用中に加工材１０の曲りが生じても外
部から腐食性流体が端ぐり２１４と部分２２２との間に
侵入することがない。
リベット固着に際して、リベットの第１の部分２２２の
膨張によって端ぐり２１４の内径も膨張し、膨張寸法範
囲を０．０００５〜０．０１２ｉｎ（約０．００１３〜
０、３ ｍｍ ）とするのが良い結果を得られる。
リベツト材料は加工材のパネル材料よりも軟質とするの
が好適である。
例えは、航空機外板用とした場合に、リベット抗張力を
１４，０００ ｐｓｉ（約９８０ｋｇ／＝ ＞以上とし
、パネル材料は上述の値よりも著しく高い抗張力とする
。
リベットとパネルとはアルミニウム、アルミニウム合金
、モネルメタル、チタニウム、チタニウム合金等とする
。
同質の材料とすれば温度変化に際してリベットとパネル
との間に間隙を生ずることはない。
リベットをパネルよりも硬い材料とすることもできる。
端ぐり２１４とリベットの第１の部分の外面２２４とは
はゾ円筒形とするが、軸線２１６に対してＯ〜１０°の
間のテーパとすることもできる。
シャンク直径はパネル２１１，２１２の厚さの合計とは
ゾ゛等しい値とし、例えばパネル厚さを０．０３２〜３
．０１ｎ（約０．８〜７６ｍｍ）の間の値とする。
第２図に示す第１の部分２２２の厚さ、即ちヘッド端と
第２のテーパ部２２３との間の軸線方向の長すヲ約０．
００８〜０．１４０”（約０．２〜３、５ ｍｍ ）と
する。
第１図に示す環状突起２２１ａの容積は、ヘッド部が変
形して加工材とはゾ同一平面となった時に、第１の部分
２２２が膨張して端ぐり２１４に緊密に接触するように
定める。
第２図に示す通り、わずかに彎曲した前端面２２７を有
するハンマー又は工具２２６の衝撃接触によって、リベ
ット端面２２１は加工材面２２５とはゾ同一平面（図示
の例ではわずかに凹面）とする。
アンビル２２９をシャンク端２１９ａに押圧して第２図
に示す圧縮係止部２３０を形成する。
この間工具２２６は衝撃又は圧搾力を作用。する。
加工材の端ぐり２１５ぽ衝撃中リベットのテーパ部２２
３に接触してリベットが加工材内を前方に動くのを防ぐ
。
リベット材料は圧縮係止部２３０の形成に応答して裏込
め、即ち後方に動いて端ぐり２１４，２１５内に入る傾
向を生ずると共に、シャンク２１９も通常のリベットと
同様に半径方向に膨張して孔２１３を半径方向に最大０
．０１０１０（約０．２５ｍｍ）均等に膨張させる。
ハンマーによる衝撃伝達は、第１の端ぐり２１４か半径
方向外方に均等に変形してヘッドに半径方向の圧縮力を
作用し、加工品が端ぐりの内面の方向に張力を受けて接
触面間を封鎖するまで加えられる。
使用中に加工材が曲ってもこの封鎖は通常破れることは
ない。
パネル而２２５に塗装した時にリベットのヘッドの周囲
に凹みがないため塗料のリングが残ることはなく、使用
中にクラックの生ずることはない。
加工材の疲労強度は大きく、リベットヘッドの剪断強度
は大きい。
リベットは既知の例よりも互に近接させることができる
。
それは既知の皿孔リベットで必要な第２図に点線２３１
として示す寸法をなくすことができ、端ぐり２１４の内
径を小さくできるからである。
第３図は既知のリベット３２の取り付は状態を示し、テ
ーパ付き′−・ラドは孔３４との間に腐食流体の侵入可
能の間隙３３を形成する。
塗料を塗る場合には塗料は間隙内に入り、リングを形成
し外見を悪くする。
更に使用中にパネルが曲った時に塗料に電装が生じ、腐
食流体が間隙３３内に入る。
本発明はロールハンマ２２６によって容易に平なリベッ
ト打ちが可能であり、リベットのヘッドと加工材との境
介面で確実な封鎖を行う。
リベット打ちの間ヘッドの圧搾と揺動は少ない。
リベットの取外しには容易にドリルによって切取ること
ができる。
リベット打ちによる加工材の歪みは少ない。
リベットヘッドと加工材との間の封鎖によって、加工材
の曲りに際してリベットと加工材との間に開口が生ずる
のを防ぎ、腐食性流体の侵入を防ぐ。
これらの利点が得られ、しかも既知のりベットに比較し
て高価とならない。
第４ａ図は既知の大きな直径のリベットヘッド３５を示
し、加工材４０上で大きな面積を占める。
第４ｂ図は本発明による小さな直径のリベットヘッド２
２０を示し、加工材２２５上で占めるスペースは小さく
、従って同一面内では既知のリベットに比べ多くのリベ
ットを打つことができる。
第５ａ図は既知のリベット３５による一連のリベット打
ちによって生じた加工品の歪みを誤張して示す。
この歪みは、リベットを取り付ける際に、ヘッドは余り
半径方向に膨張しないのに対しシャンクが半径方向に膨
張し、このため下側のパネルが上側のパネルより伸ばさ
れるために生じる。
第５ｂ図は本発明のリベット２２０による一連のリベッ
ト打ちによって、既知の場合よりも加工材の歪みが著し
く少ないことを示す。
歪みの少いのは、本発明のリベットではそのヘッドも半
径方向に大きく膨張されるからである。
小型航空機の機体パネルのリベット作業等においては歪
みの少ないことは著しく重要である。
第６ａ 、６ｂ図は既知のリベット３５よりも本発明の
リベット２２０が大きな剪断強度を有することを示す。
本発明のリベット２０はヘッド部に横方向の力を受ける
支持面２２４があるため負荷支持面積が犬となり剪断強
度が犬となる。
パネルの厚さが減少すれば支持面２４の影響は著しく大
きくなる。
第３図に示す通り、従来のリベットでは、パネルの厚さ
が減少すれば、３７で示すシャンク部分における負荷支
持面積は著しく小さくなり、はとんど０になることもあ
り、剪断強度は小さくなる。
第７図は第１図と同じ型式のリベット２１８を示す。
このリベット２１８はヘッドの厚さを第１図よりも僅に
厚クシ、テーパ部２２３が端ぐり２１５に接触した時に
縁部２３０は加工材端面２２５よりも突出する。
ヘッドを変形させ突起２２１ａがなくなった時はヘッド
の平になった端面ば加工材端面２２５とほぼ同一平面で
あるが僅に端面２２５よりも突出する。
反対の場合を第８図に示し、ヘッド部の厚さは第１０図
の場合よりモ僅に薄くシ、リベットのテーパ部２２３が
パネルの第２の端ぐり２１５に接触した時に、縁部２３
０ａはパネルの第１の端ぐり端面よりも０．１ｍｍ程度
内方とする。
それ故環状突起の容積は、リベット打ち作業によって突
起が平になり、ヘッド部が半径方向に膨張した時に縁部
２３０ａはパネル端面２２５とはゾ同一平面となるよう
に定める。
例えば環状突起の頂部の突出寸法は、縁部２３０ａを通
る平面から０．５ ｍｍ以下とする。
第８図の例ではシャンク２１８ｂは前方に、即ち右方に
先細とし、同様に先細の孔２１３ｂに係合する。
テーパ付きの孔及び端ぐりは直線の孔と端ぐりの例より
も狭い公差で製造可能であり、硬い材料の使用を可能に
する。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明に係るリベットを用いて二枚のパネル
を固着する場合の、固着操作をする直前の状態を示す一
部切欠側面図；第２図は、同リベットを固着した状態を
示す一部切欠側面図：第３図は、従来のリベットを固着
した状態を示す側面図：第４ａ図及び第４ｂ図は、それ
ぞれ従来のりベットを本発明のリベットとの固着した状
態の平面図；第５ａ図及び第５ｂ図は、それぞれ従来の
リベットと本発明のリベットとの固着した状態における
パネルの歪みを示す断面側面図；第６ａ図及び第６ｂ図
は、それぞれ従来のリベットと本発明のリベットとの剪
断強度に関し説明するための断面側面図；第７図及び第
８図は、それぞれ第１図のリベットの変形例を示す部分
断面図；である。 ２１０・・・・・・加工材；２１３・・・・・・孔；２
１４・・・・・・第１の端ぐり；２１５・・・・・第２
の端ぐり；２１９・・・・・・シャンク；２２０・・・
・・・ヘッド；２２１・・・・・・端面；２２２・・・
・・・第１の部分：２２３・・・・・・第２の部分：２
２１ａ・・・・・・環状突起。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 孔と、第１の端ぐりと、核化及び第１の端ぐりとの
    間で孔の方向へ向けて先細りとした切頭円錐形の第２の
    端ぐりとを有する加工材に組合せるリベットであって、 加工材の孔内に軸線方向に延長するシャンクと、ヘッド
    とを有し：該ヘッドには端面と、該端面からシャンクの
    方向に延長する第１の部分と、該第１の部分とシャンク
    との間でシャンクの方向に向けて先細りとした第２の部
    分とを設け、 上記第１の部分の外周面の直径を上記第１の端ぐりの内
    径にほぼ等しく僅かに小さい寸法とし、且つ、上記リベ
    ットのヘッド端面には上記シャンクの軸線を中心とする
    環状で半径方向断面がほぼ三角形状の突起を設け、該突
    起の頂点円かシャンクの外周面に当該リベットの軸線方
    向で整合するようにして、リベットを固着して上記突起
    をヘッド端面の面まで押し潰した時に第１の部分が半径
    方向外方に変形して当該第１の部分の外周面が第■の端
    ぐり内周面に緊密な係合を行うようにしたことを特徴と
    するリベット。 ２、特許請求の範囲１項に記載するリベットにおいて、
    前記環状の突起の頂点円より半径方向外方の環状傾斜面
    を前記軸線に垂直な平面に対して２〜２５°の範囲内の
    傾き角をもって前記ヘッドの外周面に向けて拡がるよう
    にすることを特徴とするリベット。
JP52115460A 1976-10-15 1977-09-26 リベツト Expired JPS5821125B2 (ja)

Applications Claiming Priority (1)

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US05/732,869 US4051592A (en) 1975-12-29 1976-10-15 Expanding head riveting method

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Publication Number Publication Date
JPS5349665A JPS5349665A (en) 1978-05-06
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ID=24945278

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US (2) US4086839A (ja)
JP (1) JPS5821125B2 (ja)
CA (1) CA1093354A (ja)
DE (1) DE2744336A1 (ja)
FR (1) FR2392266A1 (ja)
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