セルフドリリング・ブラインドリベット締め機

【課題】マンドレルの引きちぎり機能しか備えていない汎用のブラインドリベット締め機に若干の改良を加えるだけで、マンドレル先端のドリル部に回転トルクを確実に伝達する機能と、マンドレルを引きちぎる機能とを兼ね備えた締め機が簡単に製作可能であるセルフドリリング・ブラインドリベット締め機を提供する。
【解決手段】前端部にノーズピース７が装着され、後端部に回転軸９が軸支されている筒状ハウジング２と、筒状ハウジング２内に軸方向へ摺動自在に嵌装され、ジョー２０及びその作動機構を収容した内筒体３とを備えているブラインドリベット締め機であって、ノーズピース７は、前端にリベット頭部３２が係合するの凹曲部１４を有し、該凹曲部１４の周辺近傍部分に、焼入れ硬化した複数の線状突起１５を放射状に突設して、ノーズピース７の初期押圧力が作用する圧接面１５′が形成され、リベット頭部３２に対する回転トルクの伝達機能を高めている。筒状ハウジング２の外周部に制動作用を付与するためのグリップ部５が設けられている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブラインドリベットのマンドレル先端に、被締結部材に取付孔を穿設するドリル部を備えたいわゆるセルフドリリング・ブラインドリベットの締め機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
セルフドリリング・ブラインドリベット締め機には、前記ドリル部に回転トルクを伝達して孔あけ加工を行なうための回転トルクの伝達機能と、前記マンドレルを軸方向に引張って引きちぎることによりリベット本体を緊結する締結機能とを具備していることが必要である。
【０００３】
本出願人は既に、セルフドリリング・ブラインドリベットの締め機について、特許文献１により提案している。
【０００４】
しかし、上記特許文献１に開示されている締め機では、マンドレルのドリル部に回転トルクを伝達する機能と、マンドレルを軸方向に引張って引きちぎる締結機能とを切り替えるクラッチ機構の構造が複雑で、装置全体が重くて大型になり、作業性に問題があることが判った。また、装置全体の部品点数が多く、コスト高になるという問題点があった。
【特許文献１】特開平３−１８９０４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記した従来の問題点に鑑みてなされるものであり、ドリル部を有しない通常のブラインドリベットの締め機であって、マンドレルの引きちぎり機能しか備えていない汎用のブラインドリベット締め機に若干の改良を加えるだけで、マンドレル先端のドリル部に回転トルクを伝達する機能と、マンドレルを引きちぎる機能とを兼ね備えた締め機が簡単に製作可能であるセルフドリリング・ブラインドリベット締め機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明は前端部にノーズピースが装着され、後端部に回転軸が軸支されている筒状ハウジングと、前記筒状ハウジング内に軸方向へ摺動自在に嵌装され、かつばね手段により前記ノーズピース側へ付勢されていて、前端部にジョーが係合するテーパ部を有し、後端部に前記回転軸が螺合する雌ねじ部を有している内筒体と、前記内筒体に嵌装された前記ジョー及びその作動機構と、を備えているブラインドリベット締め機であって、前記ノーズピースは、前端面にセルフドリリング・ブラインドリベットのリベット頭部が係合する凹部を有し、該凹部の周辺近傍部分に、前記ノーズピースの初期押圧力が作用する圧接面を設け、該圧接面を介して前記リベット頭部の周辺近傍部分から回転トルクが伝達されるように構成されており、前記筒状ハウジングの外周部に制動作用を付与するためのグリップ部が設けられていることを特徴とするセルフドリリング・ブラインドリベット締め機である。
【０００７】
前記圧接面は、具体的には、前記ノーズピースと一体の金属材料により形成され、該圧接面に焼入れ硬化した複数の線状突起が放射状に突設され、前記リベット頭部に対する回転トルクの伝達機能を高める構成とする。
【０００８】
また、前記圧接面は、前記ノーズピースの前端部に嵌装固定した弾性筒状体の突出端面により形成され、前記ノーズピースに作用する押圧力の増大により前記弾性筒状体が弾性変形して前記圧接面が増加し、前記リベット頭部に対する回転トルクの伝達機能を高める構成としてもよい。
【０００９】
軽量化を図るため、前記筒状ハウジングをプラスチック成形品とし、前記ノーズピースが、前記プラスチック製筒状ハウジングの前端開口部に装着した金属製キャップに螺着されている構造にすることが望ましい。
【００１０】
前記グリップ部が前記筒状ハウジングの後端部に一体に形成した径大筒状体により構成されていると、制動作用を付与させ易いので、好適である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、市販されている汎用のブラインドリベット締め機に僅かな改良を加えるだけの簡単な手段によって、ドリル部への回転トルクの伝達が確実で、しかも軽量で、作業性にすぐれたセルフドリリング・ブラインドリベット締め機が得られ、安価に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】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１３】
図１は、本発明に係るセルフドリリング・ブラインドリベット締め機を示している。
【００１４】
該締め機１は、前端部にノーズピース７を装着する筒状ハウジング２と、該筒状ハウジング２内に軸方向へ摺動自在に嵌装され、ジョー２０及びその作動機構を収容する内筒体３とを備えている。
【００１５】
筒状ハウジング２は、プラスチック材料により断面非円形状の貫通孔４を有する円筒体（図３参照）に成形されていて、外周部に制動作用を付与するため滑り止め用凹凸を設けたグリップ部５（図６参照）が一体に形成されている。該筒状ハウジング２の前端開口部には金属製のキャップ６が螺着され、該キャップ６の前端部にノーズピース７が螺合により装着されている。また、筒状ハウジング２の後端開口部にはスラスト軸受８を介して回転軸９が軸支されている。回転軸９は、スラスト軸受８を貫通して筒状ハウジング２の貫通孔４内に延びる前端部分に、後述する内筒体３の雌ねじ部１９に螺合する雄ねじ部１０を有し、筒状ハウジング２の後方に突出する後端部分に回転駆動装置（例えば、図６に示す電動回転工具２６）に連動連結される連結軸部１１を有している。
【００１６】
ノーズピース７は、炭素鋼等の金属材料からなり、筒軸部１２の端部に頭部１３が連設された構造で、頭部１３の前端にリベット頭部３２（図５参照）が係合する凹曲部１４を有し、図２に示すように、該凹曲部１４の周辺近傍部分に、焼入れ硬化した複数の線状突起１５が放射状に突設された圧接面１５′が設けらており、頭部１３に隣接する筒軸部１２の首部に設けたねじ部１６をキャップ６の先端開口部に螺着して、頭部１３がキャップ６から突出し、筒軸部１２が筒状ハウジング２内に延びた姿勢で装着される。
【００１７】
内筒体３は、金属製の筒状体で、前端開口部にジョー２０が係合するテーパ部１７を有し、後端開口部に嵌着した蓋体１８に回転軸９の雄ねじ部１０が螺合する雌ねじ部１９が設けられており、内部にはテーパ部１７に係合する半割りのジョー２０と、該ジョー２０の押し筒２１と、該押し筒２１を介してジョー２０をテーパ部１７に押し付けて閉じ勝手に付勢する押しばね２２とが嵌装されている。また、図４に示すように、内筒体３の外周部には筒状ハウジング２の貫通孔４に嵌合する非円形状軸部分２３を有し、該内筒体３は非円形状軸部分２３を介して筒状ハウジング２に回転不可で軸方向へ摺動自在に嵌装され、かつ、筒状ハウジング２の後部に嵌装した押しばね２４によりノーズピース７側へ付勢されており、この付勢状態において、図１に示すように、相対的にノーズピース７の筒軸部１２の後端部分がテーパ部１７の前端開口から内筒体３内に進入し、押しばね２２に抗してジョー２０を押圧して開き状態にしている。
【００１８】
上記構成の締め機１は、図６に示すように、回転軸９の連結軸部１１を電動回転工具２６のチャック２７に取り付けて連動連結し、セルフドリリング・ブラインドリベット３０を締結するのに使用する。
【００１９】
セルフドリリング・ブラインドリベット３０は、図５に示すように、一端に頭部（リベット頭部）３２を有する管状のリベット本体３１と、該リベット本体３１の中空孔を貫通して組み付けられる長いマンドレル３３とで構成され、マンドレル３３の一端にはドリル部３４が連設されていて、該ドリル部３４に隣接するマンドレル３４の端部にローレット加工部３５と破断小径部３６が設けられている。そして、マンドレル３３をリベット本体３１に組み付けたとき、ローレット加工部３５がリベット本体３１の頭部３２とは反対側の開口端部に喰い込んで両者が固定されるようになっている。なお、後述するリベットの締結作業時に、リベット本体３１の座屈膨出を容易にするため、マンドレル３３に連設したドリル部３４の基端外周部３７は面取り加工して、リベット本体３１の開口端部に対する圧入抵抗を小さくしてある。
【００２０】
次に、上記したセルフドリリング・ブラインドリベット（以下、リベットという）３０の締結作業について説明する。
【００２１】
図７に示すように、リベット３０はリベット本体３１の頭部３２から延出するマンドレル３３をノーズピース７に挿通し、頭部３２を凹曲部１４に係合させて締め機１にセットする。このセット状態において、マンドレル３３の先端はジョー２０を貫通して押し筒２１まで延びているが、マンドレル３３自体はジョー２０で挟持されていない。このようにセットされたリベット３０のドリル部３４の先端を被締結部材４１，４２の所定位置に押し当てた状態で、電動回転工具２６を作動させて、回転軸９を回転させると、該回転軸９と内筒体３を介して一体的に回転する筒状ハウジング２に装着されたノーズピース７の初期押圧力でリベット頭部３２を介してリベット本体３１及びマンドレル３３が回転せしめられ、ドリル部３４により部材４１，４２に孔あけ加工を開始する。このノーズピース７の初期押圧力によるドリル部３４の孔あけ加工が開始すると同時に、その切削抵抗によって筒状ハウジング２に制動作用が働き、その結果、回転軸９の雄ねじ部１０に螺合する雌ねじ部１９の自進作用によって、内筒体３が筒状ハウジング２内で軸方向後方へ移動する。この移動に伴い、ノーズピース７の筒軸部１２によるジョー２０の押し込み作用が解除されると共に、押し筒２１による押し付け作用でジョー２０がテーパ部１７に係合して閉じ状態となり、マンドレル３３を挟持して後方へ少し引っ張る。このマンドレル３３に対する引張り力とノーズピース７の押圧力との相乗作用によって、ノーズピース７の圧接面１５′に設けられた線状突起１５がリベット頭部３２に喰い込み、トルク伝達効率の高いリベット頭部３２の周辺近傍部分から回転トルクが伝達され、ノーズピース７からリベット頭部３２を介したリベット本体３１によるドリル部３４への回転トルクの伝達が確実になる（図８参照）。この状態で、回転軸９の回転力が内筒体３及び筒状ハウジング２を介してドリル部３４に伝達され、該ドリル部３４の切削作用により被締結部材４１，４２に孔あけ加工が行なわれる。被締結部材４１，４２に対する取付孔４３の孔あけ加工が完了し、ドリル部３４が切削した取付孔４３を貫通すると、ノーズピース７でリベット頭部３２を被締結部材４１に押し付けながら、グリップ部５を把持して筒状ハウジング２に制動作用を付与し、その回転を停止させる。この回転停止に伴い、回転軸９の回転に連動する雌ねじ部１９の自進作用によって内筒体３が急速に軸方向後方へ移動せしめられる。この内筒体３の移動に連動して、ジョー２０により挟持されたマンドレル３３が引っ張られる。マンドレル３３の引張り作用によって、ドリル部３４の基端部３７が管状のリベット本体３１に圧入し、図９に示すように、リベット本体３１が座屈して半径方向へ膨出変形し、該膨出本体３１′と頭部３２とで被締結部材４１，４２を挟み付けるように緊結したのち、マンドレル３３が破断小径部３６で破断する。
【００２２】
このようにしてリベット３０による被締結部材４１，４２の締結が終了すると、ノーズピース７を被締結部材４１から離し、筒状ハウジング２のグリップ部５を把持して制動作用を付与した状態で、回転軸９を逆回転させる。該回転軸９の逆回転により内筒体３が雌ねじ部１９の自進作用でノーズピース７側へ移動し、図７に示すジョー２０が開いた状態に戻るので、ノーズピース７を少し下向きに傾けると、破断されたマンドレル３３が筒軸部１２を通じて排出される。
【００２３】
以下、上記同様の作業工程を繰り返してリベット３０の締結作業が能率よく行なえる。
【００２４】
図１０及び図１１は、ノーズピースの別の実施形態を示している。該ノーズピース４７は、金属製の筒軸部１２の端部に頭部１３が連設され、筒軸部１２にねじ部１６が設けられている構造は先のノーズピース７と同様であるが、頭部１３が六角形状のフランジ部１３ａと円筒部１３ｂとから成り、円筒部１３ｂにナイロン樹脂又はウレタンゴム等の弾性材料で成形した弾性筒状体４８が嵌装固定されている。該弾性筒状体４８は、前端部が円筒部１３ｂの前端面より突出して、前端中央部位にリベット頭部３２を係合する凹部４９が形成されていると共に、該凹部４９の周辺部分に弾性筒状体４８の突出端面によってノーズピース４７の初期押圧力が作用する圧接面５０が形成されている。
【００２５】
ノーズピース４７は、先のノーズピース７と同様にねじ部１６をキャップ６の先端開口部に螺着して、頭部１３（１３ａ，１３ｂ）がキャップ６から突出し、筒軸部１２が筒状ハウジング２内に延びた姿勢で装着される。
【００２６】
次に、上記構成を有するノーズピース４７を用いた本発明の締め機１によるセルフドリリングリベット（以下、リベットという）３０の締結作業について説明する。
【００２７】
図１２に示すように、リベット３０はリベット本体３１の頭部３２から延出するマンドレル３３をノーズピース４７の筒軸部１２に挿通し、頭部３２を凹部４９に係合させて締め機１にセットする。このセット状態において、マンドレル３３の先端はジョー２０を貫通して押し筒２１まで延びているが、マンドレル３３自体はジョー２０で挟持されていない。このようにセットされたリベット３０のドリル部３４の先端を被締結部材４１，４２の所定位置に押し当てた状態で、電動回転工具２６（図６参照）を作動させて、回転軸９を回転させると、該回転軸９と内筒体３を介して一体的に回転する筒状ハウジング２に装着されたノーズピース４７の初期押圧力でリベット頭部３２を介してリベット本体３１及びマンドレル３３が回転せしめられ、ドリル部３４により部材４１，４２に孔あけ加工を開始する。このノーズピース４７の初期押圧力によるドリル部３４の孔あけ加工が開始すると同時に、その切削抵抗によって筒状ハウジング２に制動作用が働き、その結果、回転軸９の雄ねじ部１０に螺合する雌ねじ部１９の自進作用によって、内筒体３が筒状ハウジング２内で軸方向後方へ移動する。この移動に伴い、ノーズピース４７の筒軸部１２によるジョー２０の押し込み作用が解除されると共に、押し筒２１による押し付け作用でジョー２０がテーパ部１７に係合して閉じ状態となり、マンドレル３３を挟持して後方へ少し引っ張る。このマンドレル３３に対する引張り力とノーズピース４７の押圧力との相乗作用によって、リベット頭部３２に対するノーズピース４７の押圧力が増大し、その結果、図１３に示すように、弾性筒状体４８の前端部分が弾性変形して、リベット頭部３２に接触する圧接面５０が増加し、リベット頭部３２の周辺近傍部分から伝達される回転トルクが増大し、ノーズピース４７からリベット頭部３２を介してリベット本体３１からドリル部３４への回転トルクの伝達が確実になる。この状態で、回転軸９の回転力が内筒体３及び筒状ハウジング２を介してドリル部３４に伝達され、該ドリル部３４の切削作用により被締結部材４１，４２に孔あけ加工が行なわれる。被締結部材４１，４２に対する取付孔４３の孔あけ加工が完了し、ドリル部３４が切削した取付孔４３を貫通すると、ノーズピース４７でリベット頭部３２を被締結部材４１に押し付けながら、グリップ部５を把持して筒状ハウジング２に制動作用を付与し、その回転を停止させる。この回転停止に伴い、回転軸９の回転に連動する雌ねじ部１９の自進作用によって内筒体３が急速に軸方向後方へ移動せしめられる。この内筒体３の移動に連動して、ジョー２０により挟持されたマンドレル３３が引っ張られる。マンドレル３３の引張り作用によって、ドリル部３４の基端部３７が管状のリベット本体３１に圧入し、図１４に示すように、リベット本体３１が座屈して半径方向へ膨出変形し、該膨出本体３１′と頭部３２とで被締結部材４１，４２を挟み付けるように緊結したのち、マンドレル３３が破断小径部３６で破断する。
【００２８】
このようにしてリベット３０による被締結部材４１，４２の締結が終了すると、ノーズピース４７を被締結部材４１から離し、筒状ハウジング２のグリップ部５を把持して制動作用を付与した状態で、回転軸９を逆回転させる。該回転軸９の逆回転により内筒体３が雌ねじ部１９の自進作用でノーズピース４７側へ移動し、図１７に示すジョー２０が開いた状態に戻るので、ノーズピース４７を少し下向きに傾けると、破断されたマンドレル３３が筒軸部１２を通じて排出される。
【００２９】
上記のように弾性筒状体４８を嵌装したノーズピース４７を用いると、先のノーズピース７のようにリベット頭部３２に線状突起１５が喰い込むことによる圧入痕は生じない。
【００３０】
図１５及び図１６は、本発明に係る締め機１の別の実施形態を示している。この実施の形態では、筒状ハウジング２の後端部に径大筒状体２８を一体的に成形し、該径大筒状体２８をグリップ部としたもので、このような径大グリップ部２８にすると、全体が大きくなるけれども筒状ハウジング２に対して制動作用を付与させ易い利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明に係るセルフドリリング・ブラインドリベット締め機の縦断側面図である。
【図２】同上締め機の前端正面図である。
【図３】同主要部である筒状ハウジングの縦断正面図である。
【図４】同主要部である内筒体の外観図である。
【図５】同上締め機に適用するセルフドリリング・ブラインドリベットの一部縦断正面図である。
【図６】同上締め機を回転電動工具に装着した使用状態を示す外観図である。
【図７】同上締め機にリベットをセットして被締結部材に押し当てた締結作業開始位置を示す要部縦断側面図である。
【図８】同上締め機にセットしたリベットのドリル部による孔あけ加工の初期切削状態を示す要部縦断側面図である。
【図９】同上締め機にセットしたリベットの締結完了状態を示す要部縦断側面図である。
【図１０】本発明に係る締め機のノーズピースの別の実施形態を示す要部縦断側面図である。
【図１１】同上ノーズピースの前端正面図である。
【図１２】同上ノーズピースを用いた本発明の締め機にリベットをセットして被締結部材に押し当てた締結作業開始位置を示す要部縦断側面図である。
【図１３】同上締め機にセットしたリベットのドリル部による孔あけ加工の初期切削状態を示す要部縦断側面図である。
【図１４】同上締め機にセットしたリベットの締結完了状態を示す要部縦断側面図である。
【図１５】本発明に係る締め機の別の実施形態を示す縦断側面図である。
【図１６】図１５の右側面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１締め機
２筒状ハウジング
３内筒体
４非円形状貫通孔
５グリップ部
６キャップ
７ノーズピース
９回転軸
１０雄ねじ部
１１連結軸部
１２筒軸部
１３頭部
１３ａフランジ部
１３ｂ円筒部
１４凹曲部
１５線状突起
１５′ 圧接面
１６雄ねじ部
１７テーパ部
１８蓋体
１９雌ねじ部
２０ジョー
２１押し筒
２２押しばね
２３非円形状軸部分
２４押しばね
２６電動回転工具
２７チャック
２８径大グリップ部
３０セルフドリリング・ブラインドリベット
３１リベット本体
３２リベット頭部
３３マンドレル
３４ドリル部
３５ローレット加工部
３６破断小径部
３７基端外周部
４１，４２被締結部材
４３取付孔
４７ノーズピース
４８弾性筒状体
４９凹部
５０圧接面

【特許請求の範囲】
【請求項１】
前端部にノーズピースが装着され、後端部に回転軸が軸支されている筒状ハウジングと、
前記筒状ハウジング内に軸方向へ摺動自在に嵌装され、かつばね手段により前記ノーズピース側へ付勢されていて、前端部にジョーが係合するテーパ部を有し、後端部に前記回転軸が螺合する雌ねじ部を有している内筒体と、
前記内筒体に嵌装された前記ジョー及びその作動機構と、を備えているブラインドリベット締め機であって、
前記ノーズピースは、前端面にセルフドリリング・ブラインドリベットのリベット頭部が係合する凹部を有し、該凹部の周辺近傍部分に、前記ノーズピースの初期押圧力が作用する圧接面を設け、該圧接面を介して前記リベット頭部の周辺近傍部分から回転トルクが伝達されるように構成されており、
一方、前記筒状ハウジングの外周部に制動作用を付与するためのグリップ部が設けられていることを特徴とするセルフドリリング・ブラインドリベット締め機。
【請求項２】
前記圧接面が、前記ノーズピースと一体の金属材料により形成され、該圧接面に焼入れ硬化した複数の線状突起が放射状に突設され、前記リベット頭部に対する回転トルクの伝達機能を高めていることを特徴とする請求項１記載のセルフドリリング・ブラインドリベット締め機。
【請求項３】
前記圧接面が、前記ノーズピースの前端部に嵌装固定した弾性筒状体の突出端面により形成され、前記ノーズピースに作用する押圧力の増大により前記弾性筒状体が弾性変形して前記圧接面が増加し、前記リベット頭部に対する回転トルクの伝達機能を高めていることを特徴とする請求項１記載のセルフドリリング・ブラインドリベット締め機。
【請求項４】
前記弾性筒状体が、ナイロン樹脂又はウレタンゴムである請求項３記載のセルフドリリング・ブラインドリベット締め機。
【請求項５】
前記筒状ハウジングがプラスチック成形品であり、
前記ノーズピースが、前記プラスチック製筒状ハウジングの前端開口部に装着した金属製キャップに螺着されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のセルフドリリング・ブラインドリベット締め機。
【請求項６】
前記グリップ部が、前記筒状ハウジングの後端部に一体に形成した径大筒状体である請求項１ないし５のいずれかに記載のセルフドリリング・ブラインドリベット締め機。

【図１】