JPS6127136B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、管状リベツト本体と、延長ステムと
拡大ヘツドを形成したマンドレルを有する型式の
セルフプラツギング型盲リベツトもしくは差込プ
ラグ型盲リベツトの製造方法に関する。とくに本
発明は、盲リベツトの頭部がブラインド頭部を形
成するように径方向に拡大されて本体中に引張ら
れ、マンドレル頭部が本体の内孔を埋めるように
して残される型式の盲リベツトの製造方法に関す
る。

さらに本発明は、マンドレル頭部が変形可能な
スカートを有し、リベツトがセツトされたのち、
このスカート部がリベツト本体と結合するように
変形されてマンドレル頭部を本体中に確保する型
式のマンドレルの製造方法に関する。

従来、かかるマンドレルを製造するための各種
の方法が知られている。この方法は、形成される
マンドレルの形状によつて若干異なる。その基体
となる好ましい方法は、丸棒材から延長ステム部
と拡大頭部を有するマンドレルのブランク材を作
り、これを圧延ねじ形成工程のような圧延手段を
用いてマンドレルの特徴と外形を有するものに加
工する。

この方法は米国特許第3044332号明細書中に開
示されており、この開示にしたがえば、ブランク
材を、まず、引抜きまたはその他の従来の方法に
よつて形成し、適切な一対の形成ダイス間にこの
ブランク材を一回通すことにより圧延する。この
ダイス中を通過させる間、ブランク材に幾つかの
加工操作が与えられる。これらの操作は、ブラン
ク材を頭部（以下シヤンクと称する）とステム部
に区分する周囲グループを圧延形成することによ
りこのグループに隣り合うフランジを頭部上に形
成し；このフランジをグルーブ上に圧延してこの
フランジをグルーブとステムの一部分にまたがる
周囲スカート部を形成し、閉ざされた環状溝とな
るグルーブをフランジが包み込み、前記スカート
部が前記溝と向い合う円筒形の放射状内表面と、
頭部の直径と同一の基部からステム側に接続され
る円すい台形の外表面を有するように形成する。

この方法によつて形成されるマンドレルは２つ
の本質的な欠点を有しており、この欠点は上述の
方法を若干修正しただけでは解決しえない。これ
らの欠点は、製品の品質を確かめるために前記溝
部（頭部からステム部を切断するに要する力、な
らびに切断位置を決定するためのブレーカー グ
ルーブ（breaker grooveの役目を果す）を観察
することができないこと、および、スカート部が
ステム側に外部から傾けられているため、リベツ
ト本体中にマンドレル頭部を結合するためのロツ
キング フランジを形成するために利用しうる材
料部分が少なく、したがつて結合力が弱く、この
結合を別の構成部分によつておこなわねばならな
いことが指摘される。

本発明の目的は上述の欠点を解決するにある。

本発明によれば、一般的に円筒状のステム部と
頭部を有するマンドレルのブランク材を形成し、
該頭部は、ステム部に隣接し、かつこれとほぼ等
しい直径を有する心部と、この心部によりステム
部から隔てられ、かつ心部よりも大なる直径のボ
ス部と、このボス部に隣接するとともにボス部よ
りも大なる直径を有するものであり、該ボス部を
該心部側に圧延して心部の周囲をかこみ、かつ、
ステム部よりも大なる直径のスカート部をし、該
スカート部を形成するためのボス部の材料を圧延
してステム部側と対面し、かつ、ステム側に心部
をこえてのびないような肩部を形成することを特
徴とする盲リベツト用のマンドレルの製造方法が
提供される。

本発明の別の特徴によれば、前記ブランク材は
円筒状ステム部と頭部を有する予備ブランク材よ
り形成され、該頭部はステム部に隣接し、かつ、
このステム部よりも若干直径の大きい第１部分
と、この第１部分よりも大径の端部を有するもの
を形成する方法によつても得られる。この方法
は、前記心部をステム部とほぼ同一の直径とし、
ステムから離れる方向に予備ブランク材の第１部
分の表面から、その周囲の材料部分を移動させ、
この心部から移動された周囲の材料によつてステ
ム部から離れた位置にボス部を形成する工程を有
する。

前記周囲材料部分を頭部の端部側へ掻きよせる
ことによりこの材料部分を第１部分の表面から移
動させることが出来る。

つぎに本発明の一実施態様を図にしたがつて説
明する。図において、マンドレルのブランク材
（blank）は通常の構造のヘツダー中で、第１図
ないし第４図に示す４段階の冷間加工法によつて
丸棒材を切断して形成する。第１図は第１段階の
終了直前を示しており、丸棒材が可動型２２の打
込み作用によつて固定型２０中で造形される。こ
の可動型２２は丸棒材を固定型２０中で軸方向に
圧縮することにより頭部２４とステム部２６が形
成された予備ブランク材にする。

第２図に示す第２段階では、この予備ブランク
材は可動型３０により固定型２８中で加工され頭
部に隣接するステムの部分３２の直径が大きくさ
れ、頭部が前記ステムに隣接する第１部分３４と
なり、これはステム３２の直径よりも大であり、
かつ、第１部分３４よりもさらに大きい直径を有
する端部３６が出来るように加工される。

第３図に示す第３段階では、頭部は可動ピン３
８をその中に軸方向に挿入されることにより、ピ
ンのまわりに膨隆することにより頭部にくぼみ部
が形成される。第３ａ図は、頭部の膨隆が不完全
である、第３段階の初期状態を示す。図において
断面で示す予備ブランク材は、突出しピン４２に
よつて固定型４０により軸方向に動かないように
保持され、可動貫入ピン３８が予備ブランク材の
頭部に、たてに入つており、このピンの周囲に頭
部の一部を膨隆させている。この貫入ピン３８を
かこむスリーブ４４はピン３８とともに動き、予
備ブランク材の頭部に貫入するピンの端部から離
れている。第３ａ図に示すように、予備ブランク
材の膨隆が完了しない頭部はスリーブ４４から離
れている。ピン３８の貫入による予備ブランク材
の頭部は、第３図に示すように、この頭部がスリ
ーブ４４に接するまで膨隆を継続する。

第４図に示す第４段階においては、ブランク材
４５はマンドレルに形成されている。第４ａ図お
よび第４ｂ図は、この段階の初期の連続した状態
を示しており、頭部の第１部分３４は、予備ブラ
ンク材と環状の固定スクレープ型（scraping
die）４６間の相対運動によりステム部とは反対
方向にこすり寄せられ、この予備ブランク材の相
対運動は、この頭部のくぼみ部中に入つて、これ
をステム先端側に押す、ラムピン４８の運動によ
つて与えられる。

第４段階でおこなわれるこすり寄せ操作によ
り、スクレープ型４６によつて予備ブランク材の
頭部の第１部分の周囲表面から不要部分がこすり
寄せられ、ステム部とは反対方向に移動される。
この頭部の第１部分の周囲部分が除去されること
によりその直径が細くなり、ステム部の太い部分
３２と同じか、又はこれよりもわずかだけ直径が
大きい心部５０が残こされる。頭部の第１部分３
４の周囲からこすり寄せられる材料の部分は頭部
から離れて落ちるのではなく、心部５０と、完成
されたマンドレル４５の頭部の大径端部３６間の
部分に、周囲フランジ状ボス５２として形成され
る。

第４段階の初期状態を示す第４ａ図において、
スクレープ型４６が環状ボルスタ５４上に置か
れ、かつ、この型４６とボルスタ５４が予備ブラ
ンク材のステム部２６に密着していることがわか
る。突出しピン５６はこのボルスタ中でスライド
可能に置かれ、型４６とボルスタ中から形成され
たマンドレルを突出す役目を果す。スクレープ型
４６の上部表面は、そのオリフイスの周囲に円す
い状突出部５８を有し、この突出部は上向きのテ
ーパ部を有しており、鋭い環状端部６０で終つて
いる。スクレープ型のオリフイスの直径は、前記
尖鋭端部６０がステムの大径部３２のまわりにす
べり接触をしうるが、頭部の第１部分３４の直径
よりも細くなるように形成されている。

予備ブランク材を第４段階の尖鋭端部型とボル
スタ中に入れる場合、予備ブランク材の頭部の第
１部分３４を尖鋭端部型６０に載せるので、突出
しピン５６は、頭部とは反対側のステム２６の端
部とは離れている。可動ラムピン４８が予備ブラ
ンク材側に動かされ、その頭部のくぼみ部中に入
り、ステム２６が突出しピンに接触するまで突出
しピン側に予備ブランク材を押す。突出ピンは、
この位置でストツパして作用する。この突出ピン
と接触するまでの運動の間に、円すい突出部５８
は、その突出形状により頭部の第１部分３４の全
周面から材料をそぎ落して、このそぎ落された材
料を第４ｂ図に示すように外径方向に膨隆させ
て、アンダーカツトの形態のボス５２を形成させ
ながらボスを移動ステム２６から相対的に離す。
第４ｂ図に示すように、ステム２６と突出ピン間
の距離は第４ａ図中に示す状態における距離より
も小で、第４段階は終了真近である。ステム２６
が最後に突出しピンに接触するとき、こすり寄せ
および移動工程は終り、形成された材料の部分は
ボス５２となり、このボスはひき続いて心部の上
部に圧延される。このようにしてマンドレルを形
成する第１の操作が完了する。

このようにして形成されたマンドレルは通常の
構造のねじ転造機で加工される。この通常のねじ
転造盤のかわりに、１対のマンドレルねじ切り圧
延ダイスを用いてもよく、これらのダイスは本発
明による工程においては少なくとも概略的には互
いに同一であり、マンドレル圧延ダイスはマンド
レルを外形形成するための加工表面を有する。

第５図と第６図に概略的に示すように、一方の
圧延ダイス６２は、部分的に示すねじ圧延機の固
定部材６４上に取付けられており、これと対をな
す他方の圧延ダイス６６は前記圧延機の往復運動
自在の可動部材６８上に取付けられている。この
ため、第５図および第６図を比較すると分かるよ
うに、ダイス６６はダイス６２に対して前後に第
５図の矢印方向に往復移動でき、このストローク
運動の間にマンドレル材料が圧延されて外形を与
えられたのち取出される。前記矢印の反対方向の
動作は戻りストロークであつて、この間はマンド
レルの加工がおこなわれず、可動ダイス６６は単
に加工ストロークを開始するための位置に戻され
る。

各ダイス６２，６６は延長された形状であつ
て、それぞれ前端７０，７２と、これらとは反対
側にある後端７４，７６を有する。。これら１対
のダイスのわずかな相異点は、可動ダイス６６が
固定ダイス６２よりもやゝ大きく、始端７２にマ
ンドレル被加工部分の先導部（lead−in）７８と
なる短かい延長部を有しており、この先導部が加
工ストロークを開始する際に固定ダイスの前端と
重なるようになつている。

各ダイス６２，６６はそれぞれ加工面６２ａお
よび６６ａを有しており、これら２種のダイスの
加工面はこれらの間に間隙を有して相対して置か
れており、その間に圧延されるマンドレルのブラ
ンク材８０が加工ストロークの開始時に入れられ
ることにより、ダイス６６の移動方向を横切る長
軸先端の先導部７８の上に乗るようにする。それ
からダイス６６が第６図と反対の第５図の矢印方
向に固定ダイスに関して動くことによりマンドレ
ルのブランク材が２種のダイスの前端から加工面
の間で圧延され、後端から出される。

各ダイスは多数の独立した部分から構成された
構造体であり、第７図および第８図ないし第１２
図に示すように組み立てられている。各ダイス
は、プル・グルーブ形成部（pull−groove
former）８２、スペーサ８４、ブレーカー グ
ルーブ ローラー（breaker groove roller）８
６、フランジローラー８８およびボス ローラー
９０から構成されている。スペーサー８４を除
き、これらの部分はマンドレルの最終仕上げ形状
が得られるようにマンドレルのブランク材を加工
できるような加工面を有している。このように、
プル・グルーブ形成部８２は、ダイスの後端付近
の部分９２ａにおいて高さが最大となり、かつ、
マンドレルのブランク材がダイスの後端に向つて
圧延されるにしたがい複数の圧延グルーブを形成
するためマンドレルのステム中に次第に押圧する
複数の平行ランド９２を有する。スペーサー８４
により、プル・グルーブ形成部は、ダイスの前端
から後端に近い位置まで圧延グルーブ形成ランド
９２と平行にのびる単一のナイフエツジランドを
有するブレーカー グルーブ ローラー８６から
隔てられている。ブレーカー グルーブ ローラ
ー８６と後端の間の残りの距離はフランジ ロー
ラー８８によつて占められている。使用に際して
は、ブレーカー グルーブ ローラー８６がステ
ムの大径部３２と頭部の心部間の部分でマンドレ
ルブランク材を次第に押圧して、マンドレルブラ
ンク材を若干延長させて、頭部とステム部間の部
分に環状のブレーカー グルーブ８７を形成す
る。このブレーカー グルーブ８７を圧延する間
に、変位した材料からなるフランジはブレーカー
グルーブの近くに押し上げられ、このフランジ
はブレーカー グルーブ ローラー８６のつぎに
フランジ ローラー８８の作用を受けて再び下方
に圧延されることにより、ステムの大径部３２は
その長さにわたつて一定した直径にされる。

ボス ローラー９０は単一のランド９０ａを有
し、この横断面形状は、第８図ないし第１２図の
比較によつて明らかなように、ダイスの前端から
後端まで、ランドの長さにわたつて変化してい
る。このランド９０ａはマンドレルのブランク材
８０のボス５２とかかり合い、ブレーカー グル
ーブをブレーカー グルーブ ローラー８６によ
つて形成し、次いで、フランジ ローラー８８に
よりブレーカー グルーブの圧延中に形成される
フランジを圧延しながら、ボスを構成する材料が
マンドレルのステム方向に次第に塑性変形させら
れるように、ランド９０ａによりボスを押圧す
る。

ボス部を構成する材料はステム側に押し出さ
れ、マンドレルの頭部から心部５０のこすり寄せ
られた表面に移動されて心部５０の周囲をかこむ
スカート部８９を形成する。このボス部を構成す
る材料を心部においてステム側にこすり寄せると
ともに、ボス ローラー９０のランド９０ａが、
スカート部の外表面をステムの大径部３２よりも
大きな直径を有する環状に圧延する。ボス部を構
成する材料がステム側に移動するにつれて、ブレ
ーカー グルーブ ローラー８６の側面９４と接
触し、つぎに、フランジ ローラー８８の側面と
接触させられる（第１０図ないし第１２図参
照）。これらの側面９４，９６はプル・グルーブ
形成部から離れた側の側面であり、マンドレルの
ブランクの軸線と実質的に直角に置かれている。
図から明らかなように、ブレーカー グルーブ
ローラーの側面９４はステムよりも頭部に近いブ
レーカー グルーブの側部と整列関係にあり、フ
ランジ ローラー８８の側面は前記側面９４と整
列して置かれているため、フランジ ローラーは
ブレーカー グルーブ ローラーによりあらかじ
め形成されるブレーカー グルーブ上にのびてい
る。理解しうるように、ボス部５２を構成する材
料はステム側に圧延されるため、側面９４および
９６と接触され、したがつて、それ以上ステム側
に押し出されない。このように、これらの側面は
ボス部を構成する材料を頭部の心部周囲に集める
ため、ボス部を構成する材料がブレーカー グル
ーブ上に押し出されることがなく、側部９４およ
び９６に隣接し、かつ、マンドレルの軸線とほぼ
直交するとともに、ステムから離れたブレーカー
グルーブの側部よりもステム側に向いた肩部を
形成する。本発明による方法により成形したマン
ドレルのスカート部近傍の一例を拡大断面図で示
した第１３図から明らかなように、ボス部を構成
する材料により心部５０のまわりにスカート部８
９が形成され、このボス部の材料は心部５０上に
圧延されるため、心部５０とスカート部８９間に
環状溝９９が形成され、これは差込型盲リベツト
のためにマンドレルを用いる場合、容易にスカー
ト部を心部から外径方向に変形させてリベツト本
体と固着せしめることができる。

本発明の特定の態様において、ボス ローラー
のランド９０ａはスカートの外表面を円筒状に形
成し、かつ、圧延工程で、溝の長さよりもやや長
い距離によつてブレーカー グルーブと隔てられ
た位置に浅い円周グルーブ８９ａを形成するよう
な断面形状を有する。このため、グルーブ８９ａ
はその外表面と溝の間のスカートの厚さを縮小し
ない。

このグルーブ８９ａは管状盲リベツト本体を保
持するマンドレルの組立を容易にするように形成
されている。しかしながら、この周囲グルーブを
必要としない場合は、グルーブを形成せずに、単
にボス部を圧延して円筒外表面のスカート部を形
成するためのランド９０ａを設けることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は、本発明による丸棒材か
らマンドレルを形成するための製造方法の第１段
階ないし第４段階の冷間圧延工程を示す概略断面
説明図；第３ａ図は、第３図と同様であるが第３
段階の冷間圧延工程の初期状態を示す説明図；第
４ａ図および第４ｂ図は、第４図と同様である
が、第４段階の冷間圧延工程の２種の初期状態を
示す説明図；第５図および第６図は本発明による
方法を実施するためのねじ圧延形成機の圧延ダイ
スの動作説明図；第７図は、第５図および第６図
に示すダイスの一方の加工面を示す平面図；第８
図ないし第１２図は、マンドレルの圧延操作中の
第７図の８−８ないし１２−１２の線断面図；第
１３図は、本発明による方法により成形したマン
ドレルのスカート部近傍の一例の拡大断面図であ
る。 ２０……固定型、２２……可動型、２４……頭
部、２６……ステム部、３０……可動型、３２…
…ステム部、３４……第１部分、３８……ピン、
４２……突出しピン、４４……スリーブ、４６…
…スクレープ型、５０……心部、５４……ボルス
タ、５８……円すい状突出部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ まず、概ね円筒形状のステムと頭部を備えた
   ブランク材であつて、該頭部が、該ステムに隣接
   しこれと実質的に等しい直径の円筒形心部と、該
   心部により該ステムから隔てられ該心部より直径
   が大であるボスと、該ボスに隣接しこれよりも直
   径が大である端部とからなるものを形成し、 次いで、該ボスを構成する材料を該心部の表面
   上に該ステムの方に塑性変形させることにより、
   該心部の周りを囲み該ステムよりも直径が大であ
   るスカートを形成することを特徴とする、盲リベ
   ツト用マンドレルの製造方法。 ２ 前記ボスを構成する材料が、前記心部を越え
   て塑性変形されないようにすることにより、前記
   スカートを前記心部の周囲位置にとどめることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の製造方
   法。 ３ 前記ステムと前記心部の接続部にブレーカー
   グループを形成し、前記ボスを構成する材料の塑
   性変形を、前記スカートが該ブレーカーグルーブ
   の方に突出しないようにとどめることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項に記載の製造方法。 ４ 前記ボスを構成する材料を塑性変形させて、
   前記ブランク材の軸線に対して実質的に垂直な表
   面に接触させることにより、該ボスを構成する材
   料を、前記頭部から遠ざかる前記ステムの方向を
   向いた環状肩部をなすスカートに形成することを
   特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の製造方
   法。 ５ 前記ブランク材を、一対のねじ転造ダイスで
   転造することにより前記スカートを形成すること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第４項の
   いずれかに記載の製造方法。 ６ まず、概ね円筒形状のステムと頭部を備えた
   ブランク材であつて、該頭部が、該ステムに隣接
   しこれと実質的に等しい直径の円筒形心部と、該
   心部により該ステムから隔てられ該心部より直径
   が大であるボスと、該ボスに隣接しこれよりも直
   径が大である端部とからなるものを形成し、 次いで、該ボス部を該心部上に圧延することに
   より、該心部の周りを囲み該ステムよりも直径が
   大であるスカートを形成し、 該スカートが、該ステムの方を向いた肩部をな
   すようにするとともに、該スカートが該ステムの
   方に該心部を越えて突出しないように、該スカー
   トを形成する該ボスの構成材料の移動を留める盲
   リベツト用マンドレルの製造方法。 ７ 前記ブランク材は、概ね円筒形状のステムと
   頭部を備えた予備ブランク材であつて、該頭部
   が、該ステムに隣接しこれよりも実質的に直径が
   大である第１部分と、該第１部分よりも直径が大
   である端部とからなるものから形成されるもので
   あり、 該予備ブランク材の該第１部分の表面から周囲
   の構成材料を、該ステムから遠ざかる方向に移動
   させることにより、該ステムと実質的に等しい直
   径の前記心部を残し、 該ステムとは隔てられた位置で、前記ボスを該
   心部から移動させた構成材料から形成する特許請
   求の範囲第６項に記載の製造方法。 ８ 前記周囲の構成材料を、前記頭部の前記端部
   の方にこすり寄せることにより、該構成材料を前
   記第１部分の表面から移動させる特許請求の範囲
   第７項に記載の製造方法。 ９ 概ね円筒形状のステムと頭部を備えた予備ブ
   ランク材であつて、該頭部が、該ステムに隣接し
   これと実質的に等しい直径の第１部分と、該第１
   部分よりも直径が大である端部とからなるものを
   形成し、 次いで、該頭部の該第１部分の表面から周囲の
   構成材料を該ステムから遠ざかる方向にこすり寄
   せることにより、該ステムに隣接しこれと直径が
   同じか又は若干大である円筒形心部を残し、 該円筒形心部により、該ステムから離れた位置
   で該周囲の構成材料からフランジ状ボスを周囲に
   形成することによつて、マンドレルのブランク材
   を形成し、次いで、該フランジ状ボスの構成材料
   を該ステムの方向に該心部上に塑性変更させるよ
   うに、該マンドレルのブランク材を圧延すること
   により、該心部の周囲を囲むスカートと、該スカ
   ートと該心部間の円筒形状溝を形成することを特
   徴とする盲リベツト用マンドレルの製造方法。