(57)【要約】【課題】筒型のシェルとマンドレルを組合せで備えてなるブラインドリベット及び組付けの方法を提供する。【解決手段】マンドレルは、ステムと半径方向に広がった頭部とを含み、頭部は使用時にリベットをセットするブラインドヘッドをシェルに対して形成し、マンドレルの頭部又はシェルの孔のいずれかに複数の窪みが形成される。窪みの底部は、マンドレルの頭部に窪みが形成される場合にはシェルの孔より小さく、窪みがシェルの孔に形成される場合にはマンドレルの頭部の直径より大きい直径の仮想円上に位置する。窪みは、好ましくは概して長手方向に設けられるが、その間にリブ、リッジ又はその他の突起を画定しており、これら突起は使用時及びマンドレルをシェル孔に引き込んだ時にシェルの孔を越えて半径方向に広がって、シェルの材料がリッジとの接触により変形されて、窪みを占めるようになる。この発明は、引通し式リベット又は自己詰栓式リベットに適用される。【選択図】図４
2004523704.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒形のシェルとマンドレルとを組み合わせて備えてなるブラインドリベットであって、
マンドレルは、ステムと半径方向に広がった頭部とを含み、頭部は使用時にリベットをセットするブラインドヘッドをシェルに対して形成し、
マンドレルの頭部又はシェルの孔のいずれかには複数の窪みが形成され、
その底部は、窪みがマンドレルの頭部に形成される場合はシェルの孔より小さく、窪みがシェルの孔に形成される場合はマンドレルの頭部の直径より大きい、直径の仮想円上に位置する
ことを特徴とするブラインドリベット。
【請求項２】
請求項１に記載のブラインドリベットにおいて、
前記窪みがマンドレルの頭部に形成されて半径方向に広がる凸部を画成し、
シェルの孔が平坦なシリンダを含む
ことを特徴とするブラインドリベット。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のブラインドリベットにおいて、
前記窪みが概して長手方向に配置され、リベットの軸と平行な主要構成要素を有する
ことを特徴とするブラインドリベット。
【請求項４】
先行請求項のいずれかに記載のブラインドリベットにおいて、
前記マンドレルの材料、又は少なくともその頭部が、シェルの材料より硬い
ことを特徴とするブラインドリベット。
【請求項５】
請求項２から４のいずれかに記載のブラインドリベットにおいて、
前記凸部の前縁が面取りをして形成されており、マンドレルのステムと頭部との間に環状の傾斜した分割肩部を形成している
ことを特徴とするブラインドリベット。
【請求項６】
先行請求項のいずれかに記載のブラインドリベットにおいて、
前記マンドレルのステムが、半径方向に広がった頭部に隣接した、破断首部を設けてなる
ことを特徴とするブラインドリベット。
【請求項７】
請求項１、２又は４から６のいずれかに記載のブラインドリベットにおいて、
前記窪みが、マンドレルの軸に対して載頭螺旋状に斜めに形成された切込み又は溝の形態である
ことを特徴とするブラインドリベット。
【請求項８】
請求項１乃至４のいずれかの従属項としての請求項１から５のいずれか又は７に記載のブラインドリベットにおいて、
２つ以上のシェルが共通のマンドレル上に担持される
ことを特徴とするブラインドリベット。
【請求項９】
先行請求項のいずれかに記載のシェル及びマンドレルから形成されセットされたブラインドリベットにおいて、
前記シェルの孔が、前記マンドレル頭部に間を通り抜ける切通しにより形成された複数の半径方向凸部突起を担持する
ことを特徴とするブラインドリベット。
【請求項１０】
穴を開けた複数部材にブラインドリベットをセットする方法であって、
予め形成された半径方向の頭部を有するリベット筒形シェルを前記穴に通して、頭部が前記部材のうちの１つに隣接するように当てがうステップと、
ステムと半径方向に広がった頭部とを備えたマンドレルをシェルに通して引っぱり、前記部材の他方に隣接してシェルに対するブラインドヘッドを形成するステップとを含んでなり、
前記マンドレルの頭部に複数の凸部を画成する複数の窪みが形成され、その底部は前記シェルの孔より小さい直径の仮想円上に位置し、それにより、シェルを通してマンドレルを引っぱる際に、前記凸部が前記シェルから材料を変位させて前記窪みに納める
ことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ブラインドリベットに関する。ブラインドリベットは、互いにリベット留めする穴開き部材の片側のみからアクセスして挿入及びセットができるものである。
【背景技術】
【０００２】
ブラインドリベットには、引通し型(pull-through type)と自己詰栓型(self-plugging type)がある。いずれの型でも、リベットは、その一端に予め形成された半径方向の頭部を有する筒形のシェルを備えてなり、このシェルは、このシェルの尾部端部に隣接する頭部を有するマンドレル上にねじ込まれている。使用時には、シェルは、尾部端から、シェル頭部が近い方の部材と接触し、そしてシェルの尾部が遠い方の部材を越えて突き出すまで、リベット留めすべき部材の穴を通して挿入される。リベットをセットするには、シェルを突当て体で支持してからマンドレルをシェルの孔を通して引っぱり、予め形成された頭部と協働して部材を１つに締め付けると同時にリベットのシャンクを拡張するブラインドヘッドを形成する。引通し式リベットでは、マンドレルは、完全に孔を完全に通り抜けて引かれ、別のリベットと再使用することができるが、自己詰栓式リベットでは、マンドレルのステムに破断首部として知られる細くなった首部が設けられていて、ブラインドヘッド形成時にセット工具によって加えられる張力でマンドレルがその首部の所で折れ、頭部及びステム遠隔部を、セットされたリベットの中に置き去りにする。
【０００３】
引通し型のリベットは周知であり、具体的デザインが英国特許第１３２３８７３号に記載されており、自己詰栓型のリベットは英国特許第２３３０６３９号に記載されている。
【特許文献１】
英国特許第１３２３８７３号明細書
【特許文献２】
英国特許第２３３０６３９号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来、引通し式リベットの性能は、自己詰栓式又はステム折り式リベットに比べて遙かに劣っていた。この発明の目的は、既存のシステムに比べて、複雑さ、コスト及び性能において明らかに優れたリベットシステムを提供することである。さらに、長いマンドレル上にリベットシェルがねじ込まれた引通し式反復リベット留めシステムの安全性は、深刻な問題である。というのは、もし、マンドレルがセッティングの負荷により折れると、不完全に置かれたリベットからマンドレルが高速で突び出すことがあるからである。この発明のさらなる目的は、マンドレルが折れた場合にマンドレルの一部分が飛び出すのを防いだ、リベット、特に反復リベットを設置する方法を提供することである。また、高性能の自己詰栓式リベットを提供することも目的の一つである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
一つの面では、この発明は、筒形のシェルとマンドレルとを組み合わせて備えてなるブラインドリベットであって、マンドレルは、ステムと半径方向に広がった頭部とを含み、頭部は使用時にリベットをセットするブラインドヘッドをシェルに対して形成し、マンドレルの頭部又はシェルの孔のいずれかには複数の窪みが形成され、その底部は、窪みがマンドレルの頭部に形成される場合はシェルの孔より小さく、窪みがシェルの孔に形成される場合はマンドレルの頭部の直径より大きい、直径の仮想円上に位置することを特徴とするブラインドリベットを提供する。
【０００６】
好ましくは、窪みはマンドレルの頭部内に形成され、シェルの孔は平坦なシリンダである。窪みは、好ましくは概して長手方向に設けられ、すなわち、リベットの軸と平行な主要構成要素を有し、窪みと窪みの間にリブ、リッジ又はその他の突起を画定しており、これら突起は使用時及びマンドレルをシェル孔に引き込んだ時にシェルの孔をより大きく半径方向に広がって、シェルの材料がリッジとの接触により変形されて、窪みを占めるようになる。マンドレルの材料、又は少なくともその頭部の材料は、シェルの材料より硬いことが好ましい。
【０００７】
マンドレルの頭部をシェルの孔に入れるようにするために、リッジの前縁を面取して、マンドレルのステムと頭部の間に、環状の傾斜した分割肩部を形成してもよい。
【０００８】
この発明による引通し式リベットとしては、マンドレルのステムは、平坦なシリンダであるが、自己詰栓式リベットでは、マンドレルのステムには、半径方向に広がった頭部に隣接して破断首部が設けられている。
【０００９】
使用時に、マンドレル頭部がシェル孔を通して引っぱられると、頭部は、最初にシェルの尾部を拡張してブラインドヘッドを形成し、それが、シェルの孔を実質的に歪めることなく、穴を開けた部材同士を互いにクランプする。しかし、マンドレルの頭部が、締め付け対象となる穴を開けた部材内にあるシェルの孔部分に侵入し始めると、マンドレル頭部内にある窪みで画成されたリブ、リッジ又はその他の凸部がリベットシェルからの材料を窪み内に移動させるとともにシェルを半径方向に拡張し、それによりシェルシャンクが穴を開けた部材の穴を効果的に満たすことが保証される。窪みがリッジによりシェルから移動される材料を収容するのに十分な容積を有することが必要であり、それが窪みの底部を通る円の直径を決定する。
【００１０】
材料がリベット孔に引き込まれるにつれて、ステム内の窪みがシェル材料により満たされるようになるので、マンドレルが押し出されるのが積極的に防がれることになり、その結果たとえセッティング工程中にマンドレルが折れたとしても、危険な事態が防止される。
【００１１】
在来の引通し式リベット留めシステムでは、セットされたリベットの孔の直径がマンドレルの頭部の直径に等しい。この発明では、セットされたリベットの孔の主要な直径はマンドレル頭部の主要な直径により決まるものの、マンドレル頭部にある窪みが孔内への半径方向の保護になるので、それがセットされたリベットの強度を実質的に大きくする。この発明のさらなる面は、リベット孔に凸部を担持するセットされたリベットを提供することである。
【００１２】
在来の自己詰栓式リベットシステムでは、マンドレルの頭部及び遠隔ステム端部は、セットされたリベット内に残り、一部の僅かに埋没した部分を除き、マンドレルの頭部は、完全にセットされたリベットのシェル孔に入らない。この発明では、引通し式リベットの場合と同様に、マンドレルの頭部は、最初に孔の尾部端部領域からシェル孔に入ってブラインドヘッドを形成してから、締め合わせられる穴を開けた部材内にある孔のその部分に入る。しかし、この場合、設置工具先端部の孔は、マンドレルに密に嵌合し、マンドレルの頭部が設置工具先端部に接すると、マンドレルのステム内の張力が増して、ステムが破断首部で折れて、その結果リベットシャンクの孔は、その中に残ったマンドレルの頭部で満たされることになる。マンドレルの頭部内の窪み内にシェル材料が移動して入る結果、一旦ステムが折れた後は、シェルとマンドレル頭部が共にロックされて、より強力なセットされたリベットとなる。
【発明の効果】
【００１３】
この発明によるブラインドリベットでは、窪みは、好ましくは、切込み又は溝の形態であり、そして好ましくは、マンドレルの長手方向の軸と実質的に平行に配向される。しかし、この切込み又は溝は、載頭螺旋状に斜めに形成され、それによってセッティング力が加わったときに、マンドレルの頭部がシェルの孔に係合していくに従って、マンドレルがその長手方向の軸の回りに捩れる傾向がある。この形は、ステムの破断が、ステムの近い側すなわち近位端と頭部に隣接する離れた側すなわち遠位端の間に張力と剪断力が組み合わさって加わったときに起こる、自己詰栓型のリベットにおいて、特に好都合であろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
この発明の実施態様を、例示の形で、そして添付の図面を参照しながら、以下に説明する。
【００１５】
まず、図１を参照すると、シェル１７は、同心の孔１２と一端で半径方向に広がっていて凹所１５が設けられた頭部１３とを有する筒形の本体１１を備えてなる。シェルの尾部端１６は、平坦でシェルの軸に対し直角である。
【００１６】
図２に示されたマンドレルは、細長く、概して円筒形である。その一端には半径方向に広がった頭部２２があり、それはマンドレルの一体部分となっていて、マンドレル２１のシャンクにテーパ部２３により接合されている。シャンクは、後に記述するように、設置工具で掴むために頭部から遠い端部分３２を有する。マンドレルのシャンクは、好ましくは、十分に長くて、複数のリベットシェルをその上にねじ込むことができて、合わせてリベット留めされる板に前のリベットシェルが配置されたときにリベットシェルを順にマンドレルの頭部端に送るように構成されているリベット設置工具に適合するようになっている。このタイプの道具は周知なので、ここではこれ以上記述しない。マンドレルの頭部には、その根本の円の直径が軸２１の直径より小さい複数の凹所２４があり、頭部の外面は複数のリブ３３を含む。凹所２４の終端部は、マンドレルシャンクに隣接する箇所で外側テーパと相補的な内側テーパ２６で終わっており、マンドレルの全体としての断面がほぼ一定となっている。図では、四本のリブ及びそれに対応する４本の凹所が示されている。実際では、これが多分使用可能なリブの最低本数であり、大径のリベットのためには、もっと多いリブを使うこともできる。マンドレル２１のシャンクは、リベット１７の孔１２にぴったりと合う。
【００１７】
図３は、マンドレルの頭部の断面を示す。
【００１８】
図４は、マンドレルシャンク２１にねじ込まれ、板２９と３０それぞれの中の穴２７と２８に挿入されたリベットシェル１７を示す。リベット頭部は、ステム部分３２をリベット本体に対し引き込んでリベットをセットする適切な設置工具３１の先端部に支えられる。
【００１９】
図５では、マンドレル３２がリベットの尾部に引き込まれ、それを広げてブラインドヘッド３５を形成し、板２９と２０を一緒に引いて、板の間の隙間３４を閉じ始めている。
【００２０】
図６は、ブラインドヘッドが完全に形成され、板２９と３０が一緒に引かれて隙間３４が閉じたところを示す。
【００２１】
図７では、マンドレルが板２９と３０の間のリベット孔に入っている。リベットシャンクが広げられて板の間の穴を埋め、リブ３３により移動された余剰材料が凹所２４の中に収容されてリベットをセットするのに必要な力を軽減し、接合を緩める傾向のあるリベットシャンクの伸びを最小にする。
【００２２】
図８は、図７の途中までセットされたリベットの断面図である。
【００２３】
図９は、完全に設置されたリベットを示す。この型のリベットにおいては、若干のシェル材料がリベット孔を通って引っ張られることもあり、この材料はリベットシェルの凹所１５に収容される。
【００２４】
図１０は、図９の設置されたリベットのシャンクの断面図で、リベット孔の中の突起３５を示す。これがリベットの剪断強度を増す。
【００２５】
図１１を参照して、自己詰栓式リベットに用いるのに適したリベットシェル４２の断面図を示す。このシェルは、シャンク４１と頭部４６からなり、図１に示したシェルとは、図１の凹所１５が３６に示す形状に変わって、設置工具の先端部分の形状に一致させてある点が異なる。
【００２６】
図１２は、自己詰栓式リベット用のマンドレル４３を示す。これには、ピンテール３８と頭部３９との間の接合部４０に破断首部３７が設けてある。頭部の断面は、図３に示す引通し式リベットマンドレルの頭部と同様であるが、頭部３９の長さはリベットシェル４１のシャンクの長さに実質的に等しい。
【００２７】
図１３は、設置された自己詰栓式リベットを示す。シェル４２は、マンドレル４３上にねじ込まれて板４４と４５を通って挿入されている。リベットの頭部４６は、設置工具の先端部４７に支持されている。先端部の孔４８は、リベットステムのピンテール３８に密に嵌合している。先端部４７の前面にある凸部４９が、リベットの頭部にある窪み３６にぴったり嵌っている。
【００２８】
操作に当たっては、設置工具の作用によりピンテール３８を先端部４７に対して引く。リベット尾部の形成及び板の間でのシャンクの拡張は、前述の引通し式リベットの場合と同様であるが、設置シーケンスが完了すると、破断首部に隣接するマンドレルの頭部３９の肩部５０を設置工具４７の先端部にある凸部４９が捕らえて、ピンテールが破断首部４０の場所で折れる。このようにして、リベットシェルは、その長さ全体が完全に詰め込まれて、マンドレル破断は、リベットの頭部と実質的に面一になる。
【００２９】
このリベットには、掴み代、すなわち、一緒に接合することの出来る板厚の範囲、があることに注意されたい。その上限は、リベットシェルの長さだけで定まる。未加工材料の過剰な重量及び使用という不利のため、リベットシェルが過剰に長くなることは、明らかに望ましくない。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】引通し式リベットのシェルの長手方向断面図である。
【図２】図１のシェルと共に使用されるマンドレルの側面図である。
【図３】図２の線Ａ−Ａ’線に沿った断面図である。
【図４】マンドレル上に組み付けられ、合わせてリベット締めされる板内に挿入された状態のリベットである。
【図５】リベットをセットする初期段階を示す。
【図６】完全に形成されたブラインドヘッドである。
【図７】リベット孔を通って途中まで引き出された状態のマンドレルを示す。
【図８】図７のリベットのシャンクの断面図である。
【図９】完全にセットされたリベットを示す。
【図１０】セットされたリベットのシャンクの断面図である。
【図１１】自己詰栓式リベットに好適なシェルの長手方向断面図である。
【図１２】自己詰栓式リベット用のマンドレルの側面図である。
【図１３】セットされた自己詰栓式リベットの断面図である。
【国際公開パンフレット】
2004523704.tif 000003
2004523704.tif 000004
2004523704.tif 000005
2004523704.tif 000006
2004523704.tif 000007
2004523704.tif 000008
2004523704.tif 000009
2004523704.tif 000010
2004523704.tif 000011
2004523704.tif 000012
2004523704.tif 000013
2004523704.tif 000014
2004523704.tif 000015
2004523704.tif 000016
2004523704.tif 000017
【国際調査報告】
2004523704.tif 000018
2004523704.tif 000019
2004523704.tif 000020