(57)【要約】【課題】締結時に大きな衝撃音が発生することがなく、しかも、管理等に難点がある熱源を使用する必要もないリベット及びその使用方法を提供する。【解決手段】結合すべき複数の被結合体に設けたリベット貫通孔６に貫入される軸２１、４１と、この軸２１、４１の少なくとも一端側に設けられ前記被結合体の外面に係接する鍔部２２、３２、４２と、前記軸２１、４１の一部に形成され前記鍔部２２、３２、４２と協働して前記被結合体同士を結合する変形膨出部８とを具備してなるリベット１、４であって、前記変形膨出部８が、結合時に発生する摩擦熱により前記軸２１、４１の一部を拡径方向に変形させることによって形成されるものであることを特徴とする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
結合すべき複数の被結合体に設けたリベット貫通孔に貫入される軸と、この軸の少なくとも一端側に設けられ前記被結合体の外面に係接する鍔部と、前記軸の一部に形成され前記鍔部と協働して前記被結合体同士を結合する変形膨出部とを具備してなるリベットであって、
前記変形膨出部が、結合時に発生する摩擦熱により前記軸の一部を拡径方向に変形させることによって形成されるものであることを特徴とするリベット。
【請求項２】
先端面に軸穴を開口させた軸及びこの軸の基端側に設けた鍔部を有してなる雌形部材と、この雌形部材の軸穴に圧入される挿入突起及びこの挿入突起の基端側に設けた鍔部を有してなる雄形部材とを具備してなり、これら雌形部材の軸穴に前記雄形部材の挿入突起を相対回転させながら圧入する際に発生する摩擦熱によって、少なくとも前記軸の一部を拡径変形させて前記変形膨出部を形成し得るように構成したものである請求項１記載のリベット。
【請求項３】
先端に向かって漸次小径となるテーパ状の軸と、この軸の基端側に設けた鍔部とを具備してなり、前記軸を被結合体に対して相対的に回転させながらリベット貫通孔に圧入する際に発生する摩擦熱によって、少なくとも前記軸の一部を拡径変形させて前記変形膨出部を形成し得るように構成したものである請求項１記載のリベット。
【請求項４】
請求項２記載のリベットを使用して複数の被結合体を締結する方法であって、結合すべき被結合体に、リベットの軸が嵌合するくびれ部と、前記軸の拡径を許容する非くびれ部とを具備してなるリベット貫通孔を設けておき、前記リベットの雄形部材と雌形部材とを相対的に回転させながら被結合体のリベット貫通孔内において圧接させ、その相対回転圧接動作により発生する摩擦熱により少なくとも前記軸の前記非くびれ部に対応する部位を拡径変形させて変形膨出部を形成し、前記雄形部材及び前記雌形部材の各鍔部と、前記非くびれ部内に形成された前記変形膨出部とによって、前記複数の被結合体同士を締結することを特徴とするリベットの使用方法。
【請求項５】
請求項３記載のリベットを使用して複数の被結合体を締結する方法であって、結合すべき被結合体に、リベットの軸が圧入されるくびれ部と、前記軸の拡径を許容する非くびれ部とを具備してなるリベット貫通孔を穿設しておき、前記リベット貫通孔のくびれ部の内径を、前記リベットの軸を無理に押し込む必要が生じる程度の小さな値に設定しておき、前記リベットを被結合体に対して軸心回りに相対回転させながら前記軸を前記リベット貫通孔に侵入させ、その相対回転圧入動作により前記軸と前記リベット貫通孔のくびれ部との間に発生する摩擦熱によってその軸の一部を拡径方向に変形させ、その拡径変形により前記軸の少なくとも前記くびれ部を通過した位置に変形膨出部をそれぞれ形成し、前記リベットの鍔部と前記変形膨出部とによって、前記複数の被結合体同士を締結することを特徴とするリベットの使用方法。
【請求項６】
前記被結合体が、表シートと裏シートとの間に空洞を有した中空板であり、前記リベット貫通孔の前記表シート及び裏シートに対応する部位を前記くびれ部とし、前記空洞に対応する部位を非くびれ部としている請求項４又は５記載のリベットの使用方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、部材を結合するためのリベット及びその使用方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常のリベットは、軸の基端側に鍔部を設けてなる。かかるリベットを用いて複数の被結合部材を締結するには、重合させた複数の被結合部材にリベット貫通孔を穿設しておき、そのリベット貫通孔に前記リベットの軸を挿通させ、その軸の貫通端を拡径方向に塑性変形させるのが一般的である（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、一方で、軸の貫通端を塑性変形させる代わりに、熱源により加熱して溶融変形させる技法も試みられている。
【特許文献１】特願２００７−１１８０４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
リベットの貫通端を塑性変形させるには、その軸に衝撃力を作用させる必要がある。そのため、大きな衝撃音が発生するという問題がある。
【０００５】
一方、熱源によりリベットの軸を加熱して変形させるものは、衝撃音の発生を防止することはできるが、リベット材料を溶融させるだけの熱源が不可欠となる。かかる熱源は、防火等の観点から管理に細心の注意を払う必要があり、取り扱いが難しいという問題がある。
【０００６】
本発明は、締結時に大きな衝撃音が発生することがなく、しかも、管理等に難点がある熱源を使用する必要もないリベット及びその使用方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、以上のような課題を解決するために、次のような構成を採用したものである。
【０００８】
すなわち、本発明に係るリベットは、結合すべき複数の被結合体に設けたリベット貫通孔に貫入される軸と、この軸の少なくとも一端側に設けられ前記被結合体の外面に係接する鍔部と、前記軸の一部に形成され前記鍔部と協働して前記被結合体同士を結合する変形膨出部とを具備してなるリベットであって、前記変形膨出部が、結合時に発生する摩擦熱により前記軸の一部を拡径方向に変形させることによって形成されるものである。
【０００９】
なお、リベットの材質は、樹脂に限られず、金属等であってもよい。
【００１０】
本発明のリベットの代表的な構成態様としては、２部品タイプと、１部品タイプを挙げることができる。
【００１１】
２部品タイプのリベットは、先端面に軸穴を開口させた軸及びこの軸の基端側に設けた鍔部を有してなる雌形部材と、この雌形部材の軸穴に圧入される挿入突起及びこの挿入突起の基端側に設けた鍔部を有してなる雄形部材とを具備してなり、これら雌形部材の軸穴に前記雄形部材の挿入突起を相対回転させながら圧入する際に発生する摩擦熱によって、少なくとも前記軸の一部を拡径変形させて前記変形膨出部を形成し得るように構成する。
【００１２】
１部品タイプのリベットは、先端に向かって漸次小径となるテーパ状の軸と、この軸の基端側に設けた鍔部とを具備してなり、前記軸を被結合体に対して相対的に回転させながらリベット貫通孔に圧入する際に発生する摩擦熱によって、少なくとも前記軸の一部を拡径変形させて前記変形膨出部を形成し得るように構成する。
【００１３】
２部品タイプのリベットの使用方法は、結合すべき被結合体に、リベットの軸が嵌合するくびれ部と、前記軸の拡径を許容する非くびれ部とを具備してなるリベット貫通孔を設けておき、前記リベットの雄形部材と雌形部材とを相対的に回転させながら被結合体のリベット貫通孔内において圧接させ、その相対回転圧接動作により発生する摩擦熱により少なくとも前記軸の前記非くびれ部に対応する部位を拡径変形させて変形膨出部を形成し、前記雄形部材及び前記雌形部材の各鍔部と、前記非くびれ部内に形成された前記変形膨出部とによって、前記複数の被結合体同士を締結する。
【００１４】
１部品タイプのリベットの使用方法は、結合すべき被結合体に、リベットの軸が圧入されるくびれ部と、前記軸の拡径を許容する非くびれ部とを具備してなるリベット貫通孔を穿設しておき、前記リベット貫通孔のくびれ部の内径を、前記リベットの軸を無理に押し込む必要が生じる程度の小さな値に設定しておき、前記リベットを被結合体に対して軸心回りに相対回転させながら前記軸を前記リベット貫通孔に侵入させ、その相対回転圧入動作により前記軸と前記リベット貫通孔のくびれ部との間に発生する摩擦熱によってその軸の一部を拡径方向に変形させ、その拡径変形により前記軸の少なくとも前記くびれ部を通過した位置に変形膨出部をそれぞれ形成し、前記リベットの鍔部と前記変形膨出部とによって、前記複数の被結合体同士を締結する。
【００１５】
ここで、「相対回転させながら圧入する」とは、相対的に一定方向に回転させながら圧入する動作のみならず、相対的に正逆回転を繰り返しながら圧入する動作をも意味するものとする。相対的な正逆回転運動には、種々の周期で正逆を繰り返すものが含まれるものであり、振動と称される程度の微細な正逆回転運動もその一例として挙げることができる。
【００１６】
このリベットを使用する好適な被結合体としては、表シートと裏シートとの間に空洞を有した中空板であり、前記リベット貫通孔の前記表シート及び裏シートに対応する部位を前記くびれ部とし、前記空洞に対応する部位を非くびれ部とするものが望ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、締結時に衝撃音を発することがなく、しかも、管理等に難点がある熱源を準備する必要もないリベット及びその使用方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の第一実施形態を、図１ないし図３を参照して説明する。
【００１９】
本発明の第一実施形態のリベット１は、図１に示すように互いに連結される一対の雌形部材２と雄形部材３とから構成され、両部材は熱可塑性樹脂でそれぞれ一体的に形成されている。
【００２０】
雌形部材２は、先端面に軸穴２１１を開口させた軸２１と、この軸２１の基端側に設けた鍔部２２と、鍔部２２の中心部から前記軸２１と反対側に突設したチャッキング用突部２３とを備えたものである。軸２１は、先端に向かって漸次小径となるテーパ状をなしており、先端面が円形で鍔部２２に向かって円錐形を成した開口を有しており、この開口を軸穴２１１として利用する。鍔部２２は、前記軸２１の基端部半径より大きい半径を有する円形である。チャッキング用突部２３は、円柱形をなしており、雌形部材２を回転工具７１や固定治具７２に装着するためのものである。このチャッキング用突部２３は、締結後必要に応じて切除される。
【００２１】
雄形部材３は、前記雌形部材２の軸穴２１１に圧入される挿入突起３１と、この挿入突起３１の基端側に設けた鍔部３２と、鍔部３２の中心部から前記挿入突起３１と反対側に突設したチャッキング用突部３３とを備えたものである。挿入突起３１は、先端に向かって漸次小径となるテーパ状をなしており、鍔部３２と隣接する部分が円形で先端に向かって円錐形をなしている。挿入突起３１の円錐形は、前記軸２１に設けられた円錐形の軸穴２１１とほぼ同じ傾斜を有しており、挿入突起３１の先端３分の２程度の部分が前記軸２１に設けられた軸穴２１１に密接する程度の大きさである。鍔部３２は、前記挿入突起３１の基端部半径より大きい半径を有する円形である。チャッキング用突部３３は、円柱形をなしており、雄形部材３を回転工具７１や固定治具７２に装着するためのものである。このチャッキング用突部３３は、締結後必要に応じて切除される。
【００２２】
次に、本発明の第一実施形態のリベット１の使用方法を図２及び図３を用いて説明する。本実施形態の被結合体は、表シート５１と裏シート５２との間に空洞５３を有した中空板５を用いる。
【００２３】
まず、結合すべき複数の中空板５に、雌形部材２及び雄形部材３を貫入するためのリベット貫通孔６を設ける。リベット貫通孔６は、中空板５にリベット１の軸２１が嵌合するくびれ部６１と、前記軸２１の拡径を許容する非くびれ部６２とからなるものであり、前記くびれ部６１の内径は、リベット１の軸２１の直径よりもやや小さく設定する。
【００２４】
雌形部材２の軸２１に設けられた軸穴２１１が上方を向くように、雌形部材２のチャッキング用突部２３を固定治具７２に装着する。その後、結合すべき複数の中空板５に設けたリベット貫通孔６に前記軸２１を貫入させる。
【００２５】
また、雄形部材３の挿入突起３１の先端が下方を向くように、雄形部材３のチャッキング用突部３３を回転工具７１に装着する。前記回転工具７１を用いて、雄形部材３の挿入突起３１を雌形部材２の軸穴２１１に相対回転させながら圧入し、雌形部材２及び雄形部材３の各鍔部２２、３２が、それぞれ中空板５、５の表シート５１、５１に係接するまで当該操作を続ける。ここで、「相対回転させながら圧入する」とは、相対的に一定方向に回転させながら圧入する動作のみならず、相対的に正逆回転を繰り返しながら圧入する動作をも意味するものとする。相対的な正逆回転運動には、種々の周期で正逆を繰り返すものが含まれるものであり、振動と称される程度の微細な正逆回転運動もその一例として挙げることができる。
【００２６】
雄形部材３の挿入突起３１を雌形部材２の軸穴２１１に相対回転させながら中空板５のリベット貫通孔６内において圧接させ、その相対圧接動作により発生する摩擦熱により、前記軸２１の非くびれ部６２に対応する部位が拡径変形する。より具体的には、前記軸２１の先端側半分の空洞５３部分、及び軸２１の基端側の裏シート５２近傍に軸２１の一部が拡径変形した変形膨出部８が形成される。
【００２７】
中空板５の表シート５１に係接する前記雌形部材２及び前記雄形部材３の各鍔部２２、３２と、前記非くびれ部６２内に形成された前記変形膨出部８とによって、前記複数の中空板５同士を締結することが可能となる。
【００２８】
このような締結態様によれば、中空板５同士を引き離す力が作用した場合、変形膨出部８の存在によって各鍔部２２、３２に作用する剪断力を効果的に低減させることができる。したがって、樹脂製のリベットであっても強力な締結力を発揮することになる。
【００２９】
次に、本実施形態の変形例を図４ないし図６に示す。なお、以下の変形例において上記実施形態に対応する構成要素には同様の符号に「Ａ」を付して示すものとし、具体的な説明を省略する。
【００３０】
本変形例のリベットＡ１は、図４に示すように互いに連結される一対の雌形部材Ａ２と雄形部材Ａ３とから構成され、両部材は熱可塑性樹脂でそれぞれ一体的に形成されている。
【００３１】
雌形部材Ａ２は、先端面に軸穴Ａ２１１を開口させた軸Ａ２１と、この軸Ａ２１の基端側に設けた鍔部Ａ２２と、鍔部Ａ２２の中心部から前記軸Ａ２１と反対側に突設したチャッキング用突部Ａ２３とを備えたものである。軸Ａ２１は、円筒形であり、先端面が円形で鍔部Ａ２２に向かって軸Ａ２１の高さ方向半分程度の円筒形を成した開口を有しており、この開口を軸穴Ａ２１１として利用する。鍔部Ａ２２及びチャッキング用突部Ａ２３の形状等は、第一実施形態と同様である。
【００３２】
雄形部材Ａ３は、前記雌形部材Ａ２の軸穴Ａ２１１に圧入される挿入突起Ａ３１と、この挿入突起Ａ３１の基端側に設けた鍔部Ａ３２と、挿入突起Ａ３１と鍔部Ａ３２との間に設けた溝Ａ３４と、鍔部Ａ３２の中心部から前記挿入突起Ａ３１と反対側に突設したチャッキング用突部Ａ３３とを備えたものである。挿入突起Ａ３１は、先端に向かって漸次小径となるテーパ状をなしている。鍔部Ａ３２及びチャッキング用突部Ａ３３の形状等は、第一実施形態と同様である。
【００３３】
次に、本変形例のリベットＡ１の使用方法を図５及び図６を用いて説明する。本変形例の被結合体においても、第一実施形態と同様の中空板５を用いる。
【００３４】
まず、結合すべき複数の中空板５に、雌形部材Ａ２及び雄形部材Ａ３を貫入するためのリベット貫通孔６を設ける。リベット貫通孔６は、中空板５にリベットＡ１の軸Ａ２１が嵌合するくびれ部６１と、前記軸Ａ２１の拡径を許容する非くびれ部６２とからなるものであり、前記くびれ部６１の内径は、リベットＡ１の軸Ａ２１の直径よりもやや小さく設定する。
【００３５】
雌形部材Ａ２の軸Ａ２１に設けられた軸穴Ａ２１１が上方を向くように、雌形部材Ａ２のチャッキング用突部Ａ２３を固定治具７２に装着する。その後、結合すべき複数の中空板５に設けたリベット貫通孔６に軸Ａ２１を貫入させる。
【００３６】
また、雄形部材Ａ３の挿入突起Ａ３１の先端が下方を向くように、雄形部材Ａ３のチャッキング用突部Ａ３３を回転工具７１に装着する。前記回転工具７１を用いて、雄形部材Ａ３の挿入突起Ａ３１を雌形部材Ａ２の軸穴Ａ２１１に相対回転させながら圧入し、雌形部材Ａ２及び雄形部材Ａ３の各鍔部Ａ２２、Ａ３２が、それぞれ中空板５、５の表シート５１、５１に係接するまで当該操作を続ける。
【００３７】
雄形部材Ａ３の挿入突起Ａ３１を雌形部材Ａ２の軸穴Ａ２１１に相対回転させながら中空板５のリベット貫通孔６内において圧接させ、その相対圧接動作により発生する摩擦熱により、前記軸Ａ２１の非くびれ部６２に対応する部位が拡径変形する。より具体的には、前記軸Ａ２１の先端側半分の空洞５３部分に、軸Ａ２１の一部が拡径変形した変形膨出部８が形成される。
【００３８】
中空板５の表シート５１に係接する前記雌形部材Ａ２及び前記雄形部材Ａ３の各鍔部Ａ２２、Ａ３２と、前記非くびれ部６２内に形成された前記変形膨出部８とによって、前記複数の中空板５同士を締結することが可能となる。
【００３９】
このような締結態様によれば、第一実施形態と同様に、中空板５同士を引き離す力が作用した場合、変形膨出部８の存在によって各鍔部Ａ２２、Ａ３２に作用する剪断力を効果的に低減させることができ、樹脂製のリベットであっても強力な締結力を発揮することになる。
【００４０】
以下、本発明の第二実施形態を、図７ないし図９を参照して説明する。
【００４１】
第二実施形態のリベット４は、図７に示すように、先端に向かって漸次小径となるテーパ状をなす軸４１と、この軸４１の基端側に設けた鍔部４２と、この鍔部４２の中心部から前記軸４１と反対側に突設したチャッキング用突部４３とを備えたもので、熱可塑性樹脂によって一体成形されている。
【００４２】
軸４１は、先端に向かって漸次小径となるテーパ状をなしており、先端面が円形で鍔部４２に向かって軸４１の高さ方向半分程度の円筒形を成した開口を有している。鍔部４２は、前記軸４１の基端部半径より大きい半径を有する円形である。チャッキング用突部４３は、円柱形をなしており、雌形部材２を回転工具７１や固定治具７２に装着するためのものである。このチャッキング用突部４３は、締結後必要に応じて切除される。
【００４３】
次に、本実施形態のリベット４の使用方法を図８及び図９を用いて説明する。本実施形態の被結合体においても、第一実施形態と同様の中空板５を用いる。
【００４４】
まず、結合すべき複数の中空板５に、リベット４を貫入するためのリベット貫通孔６を設ける。リベット貫通孔６は、中空板５にリベット４の軸４１が嵌合するくびれ部６１と、前記軸４１の拡径を許容する非くびれ部６２とからなるものであり、前記くびれ部６１におけるリベット貫通孔６の大きさは、前記リベット貫通孔６のくびれ部６１の内径を、前記リベット４の軸４１を無理に押し込む必要が生じる程度の小さな値に設定しておく。
【００４５】
軸４１に設けられた開口が下方を向くように、チャッキング用突部４３を回転工具７１に装着する。また、結合すべき複数の中空板５に設けたリベット貫通孔６に軸４１を貫入させる。その後、前記回転工具７１を用いて、前記軸４１を中空板５に対して相対的に回転させながら圧入し、鍔部４２が中空板５の表シート５１に係接するまで当該操作を続ける。
【００４６】
その相対回転圧入動作により前記軸４１と前記リベット貫通孔６のくびれ部６１との間に発生する摩擦熱によって、その軸４１の非くびれ部６２に対応する部位が拡径方向に変形する。より具体的には、中空板５の表シート５１及び裏シート５２近傍の空洞５３、特に前記軸４１が前記くびれ部６１を通過した位置に、軸４１の一部が拡径変形した変形膨出部８が形成される。
【００４７】
中空板５の表シート５１に係接する鍔部４２と、前記非くびれ部６２内に形成された前記変形膨出部８とによって、前記複数の中空板５同士を締結することが可能となる。
【００４８】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。
【００４９】
本実施形態で結合される被結合体は、表シートと裏シートとの間に非くびれ部を形成することができるものであればよく、空洞を有する中空板に限られない。
【００５０】
また、リベットの材質は、樹脂に限られず、金属等であってもよい。
【００５１】
その他各部の具体的構成についても上記実施の形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の第一実施形態を示す斜視図。
【図２】同第一実施形態の締結前の使用状態を示す参考図。
【図３】同第一実施形態の締結後の使用状態を示す参考図。
【図４】本発明の第一実施形態変形例を示す斜視図。
【図５】同変形例の締結前の使用状態を示す参考図。
【図６】同変形例の締結後の使用状態を示す参考図。
【図７】本発明の第二実施形態を示す斜視図。
【図８】同第二実施形態の締結前の使用状態を示す参考図。
【図９】同第二実施形態の締結後の使用状態を示す参考図。
【符号の説明】
【００５３】
１、Ａ１…リベット（２部品タイプ）
２、Ａ２…雌形部材
２１、Ａ２１…軸（２部品タイプ）
２１１、Ａ２１１…軸穴
２２、Ａ２２…鍔部（雌形部材）
３、Ａ３…雄形部材
３１、Ａ３１…挿入突起
３２、Ａ３２…鍔部（雄形部材）
４…リベット（１部品タイプ）
４１…軸（１部品タイプ）
４２…鍔部（１部品タイプ）
５…中空板
５１…表シート
５２…裏シート
５３…空洞
６…リベット貫通孔
６１…くびれ部
６２…非くびれ部
８…変形膨出部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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