(57)【要約】      （修正有）【課題】ブラインドリベットの取り付け後、組立部品のリベットグリップが低減した場合でも十分に機能的なファスナを提供する。【解決手段】貫通孔１４が軸方向に貫通し、一端に半径方向に拡大したリベットヘッド１６を有する管状リベットスリーブ１３と、貫通孔１４内に配置され、リベットスリーブ１３の足部端部１７に配置されたマンドレルヘッド２１を有し、ブラインドリベット１１の取り付け中に力をリベットスリーブ１３に伝達するように意図されたマンドレル１５とを有するブラインドリベット１１を含む、組立部品を接合するためのファスナである。ブラインドリベット１１が取り付けられたときに、ばね要素１２は、リベットヘッド１６に接触する位置を呈することができるように保持手段２５によってそこに保持され、その位置において、リベットヘッド１６を、ばね要素によって組立部品の表面上に支持することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
貫通孔（１４、３５）が軸方向に貫通し、一端に半径方向に拡大したリベットヘッド（１６、３４、５６、６３）を有する管状リベットスリーブ（１３、３３、５３）と、前記貫通孔（１４、３５）内に配置され、前記リベットヘッド（１６、３４、５６、６３）の反対側の前記リベットスリーブ（１３、３３、５３）の足部端部（１７、３７）に配置されたマンドレルヘッド（２１、３８）を有し、ブラインドリベット（１１、３１、５１、６１）の取り付け中に力を前記リベットスリーブ（１３、３３、５３）に伝達するように意図されたマンドレル（１５、３６）とを有するブラインドリベット（１１、３１、５１、６１）を含む、組立部品を接合するためのファスナであって、前記リベットスリーブを受ける孔（２３、３９）を有する少なくとも１つの環状ばね要素が、前記ブラインドリベット（１１、３１、５１、６１）上に配置され、前記ブラインドリベット（１１、３１、５１、６１）が取り付けられたときに、前記ばね要素は、前記リベットヘッド（１６、３４、５６、６３）に接触する位置を呈することができるように、保持手段（２５、５７）によってそこに保持され、その位置において、前記リベットヘッド（１６、３４、５６、６３）を、前記ばね要素によって組立部品の表面上に支持することができることを特徴とする、ファスナ。
【請求項２】
前記保持手段（２５）は、前記リベットスリーブ（１３、３３、５３）上又は前記マンドレルヘッド（２１、３８）上に実装され、前記ばね要素は、前記保持手段（２５）と前記リベットヘッド（１６、３４）との間に配置されることを特徴とする、請求項１に記載のファスナ。
【請求項３】
前記ばね要素は、特定の様式で前記リベットスリーブを受ける孔（２３、３９）を有する円盤状ばね座金（１２、３２、５２、６２、１０１）であることを特徴とする、請求項１〜請求項２のいずれかに記載のファスナ。
【請求項４】
前記リベットヘッド（５６）の外側を囲む保持手段（５７）は、前記ばね座金（５２）上に形成されることを特徴とする、請求項３に記載のファスナ。
【請求項５】
前記足部端部に向いた前記リベットヘッド（６３）の裏面は、前記ばね座金（６２）上に形成された保持手段（６７）に係合する軸方向に延びる凹部（６４）を有することを特徴とする、請求項３に記載のファスナ。
【請求項６】
前記ばね座金（１２、３２）は、凸状側が前記足部端部（１７、３７）を向いている切頭円錐形ベルビルばね座金であることを特徴とする、請求項３〜請求項５のいずれかに記載のファスナ。
【請求項７】
２つの円盤状のばね座金（１２、１０１）は、前記保持手段（２５）と前記リベットヘッド（１６）との間に配置されることを特徴とする、請求項３〜請求項６のいずれかに記載のファスナ。
【請求項８】
前記２つのばね座金（１２、１０１）は切頭円錐形ベルビルばね座金であり、前記ばね座金の前記凸状側は互いに外方を向くことを特徴とする、請求項７に記載のファスナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、貫通孔が軸方向に貫通し、一端に半径方向に拡大したリベットヘッドを有する管状リベットスリーブと、該貫通孔内に配置され、該リベットスリーブのリベットヘッドとは反対側の足部端部に配置されたマンドレルヘッドを有し、ブラインドリベットの取り付け中に力をリベット本体に伝達するように意図されたマンドレルと、を有するブラインドリベットを備えるファスナに関する。
【背景技術】
【０００２】
ブラインドリベットによって部品を接合するために、ブラインドリベットのリベットスリーブを部品内の孔に貫通させ、次いで、マンドレルにかかる軸方向の力を用いて、リベットヘッドの反対側のブラインド側で塑性的に変形させ、閉鎖ヘッドを形成する。このために、組立部品は、リベットヘッドと閉鎖ヘッドとの間に把持され、ある程度大きい軸方向のクランプ力で互いに押し付けられ、それにより互いにしっかりと接合される。リベット取り付け作業の終わりにマンドレルが破断すると、リベットスリーブ及び組立部品は、その弾性のために及び軸方向の取り付け力が取り除かれた結果として、再び僅かに膨張する。このことは、クランプ力の低減をもたらすことがある。取り付け後にリベットマンドレルは破断するため、リベット接続部を再度締め付けることはできない。
【０００３】
熱膨張の結果として、完成したリベット接合部のリベットヘッドと閉鎖ヘッドとの間でクランプされた組立部品のリベットグリップが増大した場合、これは、リベットスリーブの膨張によって限定的に補償することができる。対照的に、組立部品の収縮に起因してリベット取り付け作業後に存在するリベットグリップが減少する場合、ブラインドリベットはこれを補償することができない。その場合、リベット接合部は、軸方向のクランプ作用をなくし、緩くなることがある。
【０００４】
ブラインドリベットを有する締結構成が特許文献１により公知であり、ここでは、ブラインドリベットのリベットスリーブが、ブラインド側から組立部品の孔内に配置され、かつ、スリーブから半径方向外方に延び、ブラインド側の組立部品の表面に接触する一体の円錐台形ばね座金が、そのブラインド側端部に設けられた管状スリーブに挿入される。ブラインドリベットが取り付けられると、リベットスリーブは、該スリーブのブラインド側端部及びばね座金の内縁と重なり、しかるべき手段によってばね座金を軸方向に圧縮する閉鎖ヘッドを形成するので、組立部品は、ばね座金の軸方向ばね力によって互いに及びブラインドリベットのリベットヘッドに対してクランプされる。例えば、リベット接合部の後続の熱処理の結果として、組立部品のリベットグリップが収縮した場合、幾分弛緩したばね座金が収縮を補償し、低減したクランプ力でリベット接合部を把持し続けることができる。従来技術の締結構成の欠点は、組立部品に両側からアクセスできなければならず、ばね座金を有するスリーブの挿入のため及びブラインドリベットの挿入のために、別個の組み立て作業が必要であることである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第４，９７３，１０２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、ブラインドリベットにより生成されたリベット接合部が軸方向にクランプされたままであり、従って、ブラインドリベットの取り付け完了後に組立部品のリベットグリップが低減した場合でも十分に機能するように、最初に述べたタイプのファスナを改善し構成することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この目的は、請求項１に規定される特徴を有するファスナによって達成される。ファスナの有利な実施形態は、従属請求項において規定される。
【０００８】
本発明によるファスナにおいて、リベットスリーブを受ける孔を有する少なくとも１つの環状ばね要素が、ブラインドリベット上に配置され、ブラインドリベットが取り付けられたときに、ばね要素は、リベットヘッドに接触する位置を呈することができるように、保持手段によってそこに保持され、その位置において、リベットヘッドを、ばね要素によって組立部品の表面上に支持することができる。ばね要素は、リベットスリーブを受ける中央孔を有する環状ばね座金であることが好ましい。
【０００９】
本発明によるファスナは、個々のブラインドリベットのように取り扱うことができ、単一の取り付け作業で組立部品内に取り付けることができる。組立部品のブラインド側にアクセスする必要はない。取り付けプロセス後、ばね要素がリベットヘッドに接触した結果として、収縮により接合された組立部品の厚さが低減したとしても、ファスナによってクランプされた領域において、リベット接合部の軸方向のクランプ力が保持される。ブラインドリベット上に取り付けられたばね要素は、組立部品のクランプ厚の収縮に起因するクランプ力の低下が非常に僅かで済むばね定数を有することができ、それに対応して、残りのクランプ力は十分に大きいので、収縮により損なわれるリベット接合部の機能はほんの僅かである。
【００１０】
本発明によれば、ばね要素を締結するための保持手段は、リベットスリーブ上又はマンドレルヘッド上に実装することができ、ばね要素は、リベットスリーブ上の保持手段とリベットヘッドとの間に配置される。リベットスリーブ上の保持手段は、リベットスリーブの壁の塑性変形により形成することができ、それによって、リベットスリーブのセクションは、より大きい外径を得る。マンドレルヘッド上の保持手段は、リベットスリーブより大きい外径を有するマンドレルヘッドのセクションで構成することができる。
【００１１】
ファスナの好ましい実施形態において、ばね要素は、リベットスリーブを受ける中央孔を有する円盤状のばね座金である。
【００１２】
ばね座金をブラインドリベットに接続するためには、保持手段、例えば、リベットヘッドの外側を囲む一体成形されたばねタブをばね座金上に有利に形成することができる。
【００１３】
別の有利な実施形態は、足部端部に向いたリベットヘッドの裏面に、ばね座金上に形成された保持手段、例えば型打ちしたばねタブに係合する軸方向に延びる凹部があるという点に存在し得る。
【００１４】
ばね座金は、その凸状側がリベットスリーブの足部端部を向いている円錐台形ベルビルばね座金であることが好ましい。ばね定数に影響を与えるために、本発明の別の提案によれば、２つ又はそれ以上の円錐形ばね座金を保持手段とリベットヘッドとの間に配置することができる。ばね座金は、切頭円錐形とすることができ、ばね力を増大させるように同じ向きに配置してもよく、又は、同じばね力によるばね移動を増大させるように互いに反対向きに配置してもよい。
【００１５】
本発明は、図面に示される例示的な実施形態を参照して以下で詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明によるファスナの第１の実施形態である。
【図２】本発明によるファスナの第２の実施形態である。
【図３】リベットヘッドの周りを把持する保持手段を有するばね座金である。
【図４】リベットヘッドの裏側の凹部と係合する保持手段を有するばね座金である。
【図５】本発明によるファスナにより締結された接合部である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１は、ブラインドリベット１１及びばね座金１２で構成されるファスナ１０を示す。ブラインドリベット１１は、軸方向に貫通する貫通穴１４を備えた管状リベットスリーブ１３を有し、その中にマンドレル１５が配置される。リベットスリーブ１３の一端には、フランジのように半径方向外方に延びるリベットヘッド１６が設けられる。リベットヘッド１６は、リベットスリーブ１３の反対の足部端部１７に向いた裏面上に、凹状の環状凹部１８と、ばね座金１２に接触しこれを支持するように意図された環状支持面１９とを有する。マンドレル１５の細長い円筒形シャフト２０が貫通孔１４を通って延び、グリッパによって把持することができるマンドレルのセクションが、リベットヘッド１６から外に突出する。マンドレル１５の反対端には、シャフト２０より大きい外径を有し、足部端部１７の端面に接触するマンドレルヘッド２１が配置される。マンドレルヘッド２１の付近では、シャフト２０が所定の破断点を形成する環状ノッチ２２を有し、この破断点において、ブラインドリベット１１の取り付け中、所定の破断点により定められるようなマンドレル１５に作用する軸方向力の最大値に達すると、マンドレルが破断する。
【００１８】
ばね座金１２は、リベットスリーブ１３が貫通し、ばね座金１２をリベットスリーブ１３に対して中心に置く中央孔２３を備えた切頭円錐形ベルビルばね座金である。ばね座金１２は、その凸状側が足部端部１７に向き、凹状側がリベットヘッド１６に対向するように、リベットスリーブ１３上に配置される。ばね座金１２の外径は、本質的にリベットヘッド１６の外径と等しく、ばね座金１２の凹状側の外縁が支持面１９上に載ることができる。
【００１９】
ばね座金１２は、足部端部１７に向いたばね座金１２の凸状側で、リベットヘッド１６の近くに配置された保持手段２５によってブラインドリベット１１上に保持される。保持手段２５は、互いに周方向に離間配置され、リベットヘッド１６から一定の距離を置いてリベットスリーブ１３上に形成された複数の半径方向突出部で構成することができる。保持手段２５は、リベットスリーブ１３がばね座金１２の孔２３に挿入された後、リベットスリーブ１３の塑性変形によって形成され、孔２３の内径を上回る外径を達成する。このように、ばね座金１２は、リベットヘッド１６と保持手段２５との間に閉じ込められた状態で、ブラインドリベット１１上に保持される。マンドレル１５もまた、例えばリベットスリーブ１３をノッチ２２に半径方向に押し込むことによって、慣習的な方法で貫通孔１４内に固定される。このように、ファスナ１０は、単一の構成部品のように取り扱うことができ、リベット取り付け機によって、一方のアクセス側のみから組立部品内に取り付けることができる構造ユニットを形成する。
【００２０】
図２は、ブラインドリベット３１上にばね座金３２を保持する保持手段の設計が異なる点でファスナ１０とは異なる、ブラインドリベット３１及びばね座金３２を含む別のファスナ３０を示す。この設計のブラインドリベット３１は、リベットヘッド３４と、マンドレル３６が貫通する貫通孔３５とを備えたリベットスリーブ３３を有する。マンドレル３６は、リベットスリーブ３３の足部端部３７に接触するマンドレルヘッド３８を有する。切頭円錐形ベルビルばね座金の形態のばね座金３２は、リベットスリーブ３３が貫通する中央孔３９を有する。孔３９の内径は、ばね座金３２が、本質的にリベットスリーブ３３対して中心に置かれた位置を呈するような寸法にされる。
【００２１】
ばね座金３２をリベットスリーブ３３上に保持するために、マンドレルヘッド３８には、孔３９の内径より大きい外径が与えられる。従って、リベットスリーブ３３上に配置されたばね座金３２は、リベットスリーブ３３の足部端部３７に接触するマンドレルヘッド３８によって、リベットヘッド３３から滑り落ちないようにされる。
【００２２】
この設計では、マンドレルを貫通孔３５に挿入する前しか、ばね座金３２をリベットスリーブ３３の上に嵌合することができない。ひとたびばね座金３２とマンドレル３６がブラインドリベット３１上に取り付けられると、マンドレル３６は、例えば足部端部３７の領域において、リベットスリーブ３３を、マンドレル３６内に形成された環状溝４０に半径方向内方に押し込むことによって、緩まないようにさらに固定することができる。
【００２３】
図３は、ばね座金５２に接続されたブラインドリベット５１を有するファスナ５０を示す。切頭円錐形のばね座金５２は、その中央孔を貫通するブラインドリベット５１のリベットスリーブ５３を囲み、その外縁５４は、リベットヘッド５６の裏面に押し当たる。ブラインドリベット５１上へのばね座金５２の保持は、ばね座金５２上に配置された保持手段５７によって達成される。保持手段５７は、ばね座金５２の外縁５４上に互いから等距離の所に配置され、軸方向に延びる多数の弾性フィンガ５８で構成される。ばね座金５２がブラインドリベット５１上に配置されると、弾性フィンガ５８は、リベットヘッドの上部に向かって円錐状に先細になるリベットヘッド５６の外縁の上にスナップ嵌めされ、それによって、リベットヘッド５６の周りを把持する保持位置が達成され、その位置において、ばね座金５２がリベットヘッド５６上に固定される。この保持手段５７の実施形態は、リベットスリーブ５３の後続処理を必要とせずに、ばね座金５２をブラインドリベット５１上に配置することができるという利点を有する。
【００２４】
図４は、ばね座金６２がブラインドリベット６１のリベットヘッド６３の裏面上の所定位置に保持されたファスナ６０の異なる実施形態を示す。このために、リベットヘッド６３の裏面には、環状支持面６５内に半径方向に配置された軸方向環状凹部６４が設けられる。ばね座金６２は、その凹状側に、半径方向ノッチ及び屈曲により生成される複数の規則的間隔の弾性フィンガ６６の形態の保持手段６７を有し、この保持手段６７は、軸方向に延び、凹部６４に係合して、半径方向の予荷重により凹部６４の軸方向内面に当たる。フィンガ６６の弾性予荷重及び凹部６４の可能なアンダーカット形状の結果として、ばね座金６２をリベットヘッド６３上にしっかりと保持することができる。
【００２５】
ファスナ６０は、ばね座金６２の保持手段がリベットヘッド６３の外縁を超えて突出しないという点で、ファスナ５０に勝る利点を有する。
【００２６】
図５は、本発明によるファスナ１００を用いて生成された２つの組立部品７０、７１の締結接合部を示す。ファスナ１００は、ファスナ１０に対応する。従って、ファスナ１００の対応する部品は、ファスナ１０と同じ参照符号で表示される。ファスナ１０とは異なり、ファスナ１００は、ばね座金１２とリベットヘッド１６との間に配置された第２のばね座金１０１を有する。ばね座金１０１も同様に、リベットスリーブ１３上にその中央孔１０２により案内され、中心に置かれた切頭円錐形ベルビルばね座金である。ばね座金１０１は、ばね座金１２とは反対方向に配置される。従って、２つのばね座金１２、１０１の凹状側は互いに向き合い、その外縁が互いに接触する。ばね座金１０１の凸状側はリベットヘッド１６に当たり、ばね座金１２の凸状側は組立部品７０に当たる。
【００２７】
ブラインドリベット１１が、組立部品７０、７１内の開口部７３を貫通し、取り付けによって変形された状態で図に示される。この状態には、リベット取り付け機を用いて、ブラインドリベット１１のリベットヘッド１６及びばね座金１２、１０１を組立部品７１上に載っている組立部品７０に押し付けると同時に、軸方向の力によりリベットヘッド１６から突出するマンドレル１５の端部を引き抜くことによって到達する。このプロセスにおいて、マンドレルヘッド２１がリベットスリーブ１３に伝達する軸方向の力によって、リベットスリーブ１３は、足部端部１７付近でフランジ様の閉鎖ヘッド１０３の形になり、この閉鎖ヘッドは、リベット取り付け機とは反対に向いた組立部品７１のブラインド側に接触する。説明された取り付け作業は、マンドレル１５が所定の破断点で破断すると終了する。破断力は、説明された取り付け作業をもたらす軸方向の力の最大値である。これは、所定の破断点を形成するノッチ２２の形状及び深さを変えることに影響を受け得る。
【００２８】
ブラインドリベット１１の取り付け後、図５の右側に示されるように、ばね座金１２、１０１は大きく押しつぶされ、それに対応して張力がかけられる。リベットヘッド１６に対して支持されるそれらのばね力の結果として、組立部品７０、７１は互いに押し付けられ、組立部品７１は閉鎖ヘッド１０３に押し付けられる。この設計における軸方向のばね力の大きさは、ばね座金１２、１０１の軸方向の変形の程度によって決まり、従って、取り付け作業の完了後の組立部品７０の表面とリベットヘッド１６の支持面１９との間に存在する距離ｘによって決まる。この距離は、いわゆるリベットグリップ、すなわち、リベットヘッド１６の支持面１９と閉鎖ヘッド７５が組立部品７１に当たる表面との間の軸方向距離、及び締結接合部付近の組立部品７０、７１の全厚によって決まる。ここで、図５の左側に示されるように、組立部品７０、７１一方又は両方の厚さが、例えば収縮のために低減する一方で、ブラインドリベット１１のリベットグリップは変化しないままである場合、ばね座金１２、１０１のクランプ長（距離ｘ）は、これに応じて増大する。この結果、ばね座金１２、１０１の軸方向力はそれらのばね特性によって幾分低減するが、適切な設計により十分な程度には維持されることになる。従って、ばね座金１２、１０１は、ばねの力が僅かに低減しても、締結接合部をクランプされた状態に保持し続け、締結接合部が緩まないことを保証する。
【００２９】
２つのばね座金の構成は、単なる一例として図５に示されるものである。適用例の大部分においては、組立部品の収縮の発生を補償するのに、単一のばね座金で十分である。
【符号の説明】
【００３０】
１０、３０、５０、６０、１００：ファスナ
１１、３１、５１、６１：ブラインドリベット
１２、３２、５２、６２、１０１：ばね座金
１３、３３、５３：リベットスリーブ
１４、３５：貫通孔
１５、３６：マンドレル
１６、３４、５６、６３：リベットヘッド
１７、３７：足部端部
１８、６４：環状凹部
１９、６５：支持面
２０：シャフト
２１、３８：マンドレルヘッド
２２：ノッチ
２３、３９、１０２：中央孔
２５、５７、６７：保持手段
４０：溝
５４：ばね座金の外縁
５８、６６：弾性フィンガ
７０、７１：組立部品
７３：開口部
１０３：閉鎖ヘッド
【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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