JP2006118672A - 組み合わせ式樹脂リベット - Google Patents

Abstract

【課題】 安定して高い締結強度が得られるとともに、同一軸長のリベットで多種類のワーク厚みに対応することができ、締結後のワークの位置ずれやリベット軸とワークとのがたつきが生じることがなく、しかもハンマー等での簡単なかしめが可能である組み合わせ式樹脂リベットを提供すること。
【解決手段】 頭部と脚部を有する合成樹脂製の雄リベット及び雌リベットからなり、雌リベットの中空の脚部内に雄リベットの脚部を嵌合させて両者を一体化する組み合わせ式リベットであって、前記雌リベットの脚部内面には周方向溝が形成され、前記雄リベットの脚部外面には周方向リブが形成されてなり、前記溝及びリブは、雌リベット脚部内への雄リベット脚部の圧入により噛み合う組み合わせ式樹脂リベットとする。
【選択図】 図１

Description

本発明は雄リベットと雌リベットからなる組み合わせ式リベットに関し、より詳しくは締結強度に優れるとともに多様な厚みのワークへの対応が可能である合成樹脂製の組み合わせ式リベットに関する。

従来より、リベットは、複数のワークを簡単且つ強固に結合するための結合部品として幅広く用いられており、金属製ワーク同士の結合は勿論のこと、布、紙、プラスチック等からなる非金属製のワーク同士の結合にも広く利用されており、結合対象となるワークの素材や性質等に応じて様々な種類のリベットが存在している。
このうち、雄リベットと雌リベットからなる組み合わせ式リベットは、締結後の外観が良好であるため、見栄えが要求される鞄等において特に好適に用いられている。

このような組み合わせ式リベットに関する技術としては、例えば本願出願人が先に出願した下記特許文献１の開示技術が存在している。
この特許文献１の開示技術は、従来の金属製リベットにより締結された製品が抱える問題点、具体的には金属製リベットにより締結された布製品や紙製品等を廃棄する際に分別廃棄が困難であるという問題点に鑑みて創出されたものであって、雄雌両リベットを合成樹脂製としたものである。

この特許文献１に開示されたリベットの具体的構成は、雄リベット及び雌リベットの脚部を中空筒状に形成し、雌リベットの脚部内径を、先端に向けてテーパ状に拡径させるとともに、雄リベットの脚部先端の外径と略等しくしてなるものである。
このリベットによれば、リベット脚部の弾性変形を利用して雄雌両リベットを結合させてワーク同士を締結することができるものの、通常の金属製リベットに比べると締結強度が大きく劣るという問題があった。
また、締結対象となるワークの厚みが、雌リベットの軸長に比べて厚いと、雄リベットの頭部下面と雌リベットの脚部先端面との間に隙間ができてしまうため、見本帳やカレンダーなど薄いワーク（紙等）を有する製品の場合、この隙間にワークが入り込むことにより、ワークの位置ずれが生じるという問題があった。
更に、雄リベットと雌リベットの嵌め合い部の寸法精度が出しにくいため、締結強度にばらつきが生じ易く、リベット軸とワークとのがたつきが生じたり、ハンマー等での簡単なかしめが困難となることがあった。

また、本願出願人は、樹脂リベットの欠点である経時的なかしめの緩みを防止し、高い締結強度を維持することが可能である樹脂リベットを特許文献２において提案している。
この特許文献２に開示された樹脂リベットは、常温かしめ時において脚部の先端部の内面がワークに当接するように巻き込まれて締結されるように構成したものであり、従来の樹脂リベットに比べて高い締結強度を得ることができるものであった。
しかしながら、この樹脂リベットでも通常の金属製リベットに比べるとやはり締結強度が大きく劣ることは否めなかった。また、この樹脂リベットは、従来の樹脂リベットよりも高い締結強度が得られるものの、締結後の外観に劣るために見栄えが要求される箇所には使用できなかった。

実用新案登録第３０６６８３２号公報 特許第３０２９８２６号公報

本発明は上記した従来技術の問題点を解決すべくなされたものであって、安定して高い締結強度が得られるとともに、同一軸長のリベットで多種類のワーク厚みに対応することができ、締結後のワークの位置ずれやリベット軸とワークとのがたつきが生じることがなく、しかもハンマー等での簡単なかしめが可能である組み合わせ式樹脂リベットを提供するものである。

請求項１に係る発明は、頭部と脚部を有する合成樹脂製の雄リベット及び雌リベットからなり、雌リベットの中空の脚部内に雄リベットの脚部を嵌合させて両者を一体化する組み合わせ式リベットであって、前記雌リベットの脚部内面には周方向溝が形成され、前記雄リベットの脚部外面には周方向リブが形成されてなり、前記溝及びリブは、雌リベット脚部内への雄リベット脚部の圧入により噛み合うことを特徴とする組み合わせ式樹脂リベットに関する。

請求項２に係る発明は、前記雌リベットの脚部内面には、前記周方向溝を有する溝付き部が基端部に、前記周方向溝を有しない溝無し部が先端部に夫々設けられ、該溝無し部の内径は溝付き部の内径よりも大とされ、前記雄リベットは、頭部の外径が脚部に向けて次第に小さくなっており、前記溝無し部の内径は該頭部の最大径よりも小さく且つ最小径以上とされてなることを特徴とする請求項１記載の組み合わせ式樹脂リベットに関する。

請求項３に係る発明は、前記リブの外径が前記溝の内径よりも大とされてなることを特徴とする請求項１又は２記載の組み合わせ式樹脂リベットに関する。
請求項４に係る発明は、前記雌リベットの頭部に中空の脚部に向けて貫通する貫通孔が設けられてなることを特徴とする請求項１乃至３いずれかに記載の組み合わせ式樹脂リベットに関する。

請求項５に係る発明は、前記溝が雌ねじを形成し、前記リブが雄ねじを形成し、前記雄リベットの頭部にドライバ又はレンチが係合可能な溝又は穴が設けられてなることを特徴とする請求項１乃至４いずれかに記載の組み合わせ式樹脂リベットに関する。
請求項６に係る発明は、前記雄リベットの頭部にセンタ穴が設けられてなることを特徴とする請求項１乃至５いずれかに記載の組み合わせ式樹脂リベットに関する。

請求項１に係る発明によれば、雌リベットの脚部内への雄リベットの脚部の圧入により溝とリブが噛み合うため、この噛み合いが引張り方向に対する抜け止めの作用を発揮し、締結されたワークが分離しにくくなり、高い締結強度を得ることができ、しかもハンマーのみでも簡単にかしめることができる。
また、溝とリブの噛み合わせを利用することにより、嵌め合い部に高い寸法精度が要求されることなく、安定して高い締結強度を発揮することができる。

請求項２に係る発明によれば、締結時に雄リベットの頭部が雌リベットの脚部内に入り込むため、雄リベットの頭部下面と雌リベットの脚部先端面との間に隙間ができず、締結されたワークの位置ずれが生じることがない。
また、締結時に雄リベットの頭部により雌リベットの脚部がカールして拡径されるとともに、雄リベットの頭部がカール部の戻りを防ぐ栓の機能を発揮するため、カール径が縮まりにくく、高い締結強度を得ることができる。
また、カール部の戻りが起こりにくいため、カール径を大きくせずとも高い締結強度が得られる。そのため、締結されるワークの厚みがリベットの軸長に比べて多少増減しても、締結強度の変動が小さく抑えられ、１つの軸長さのリベットで多種類の厚みのワークに対応することができる。

請求項３に係る発明によれば、リブの外径が溝の内径よりも大きく設定されることにより、雌リベットの脚部内に雄リベットの脚部を圧入した際に雌リベットの脚部が膨張し、ワークとリベット軸とのがたつきを小さく抑えることが可能となる。
請求項４に係る発明によれば、雌リベットの頭部に中空の脚部に向けて貫通する貫通孔が設けられていることにより、締結後において、雌リベットの貫通孔を介して雄リベットの脚部先端に力を加えることができ、これにより両リベットを容易に分離することが可能となる。

請求項５に係る発明によれば、締結完了後において、雄リベットの頭部に設けられた溝又は穴にドライバ又はレンチを係合させて回転させることによって、雌リベットから雄リベットを容易に分離することが可能となる。
請求項６に係る発明によれば、雄リベットの頭部にセンタ穴が設けられていることにより、自動リベットかしめ機を用いてかしめ作業を行う際に、かしめ機の案内ピンの先端をセンタ穴に挿入してセンタ合わせを行うことができ、自動リベットかしめ機による高精度で安定したかしめ作業を効率良く行うことが可能となる。

以下、本発明に係る組み合わせ式樹脂リベットの好適な実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
図１は本発明に係る組み合わせ式樹脂リベットの実施形態の一例を示す図であって、（ａ）は雌リベット、（ｂ）は雄リベットを示す。
本発明において、雄リベット及び雌リベットは、共に全体が合成樹脂から成形されている。
合成樹脂の種類としては、ポリアセタール樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ナイロン樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂等を好適な例として挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
上記例示した樹脂の中では、ポリアセタール樹脂が適度な可撓性と機械的強さを兼ね備えているため最も好適に使用される。

雌リベット（１）は、頭部（２）と脚部（３）とから構成されている。
頭部（２）は、上面が球面状とされ、下面には環状溝（４）が形成されている。（尚、図１（ａ）において、左方向が雌リベットの上方向、右方向が雌リベットの下方向に相当する。）
脚部（３）は先端部において開口された中空筒状であって、その内部には、内面に周方向溝（５）が形成された溝付き部（６）と、周方向溝を有さない溝無し部（７）を有している。

溝付き部（６）は脚部（３）の基端側（上方側）に形成され、溝無し部（７）は脚部（３）の先端側（下方側）に形成されており、溝無し部（７）の内径は溝付き部（６）の内径よりも大きく形成されている。
溝付き部（６）と溝無し部（７）の長さの比率は、例えば６：４〜４：６の範囲に設定されるが、特にこの範囲に限定されるものではない。

周方向溝（５）の具体的形態は特に限定されず、複数のリング状の溝を間隔をあけて形成してもよいし、１本又は複数本の螺旋状の溝を先端側から基端側に向けて連続的に形成してもよい。
溝付き部（６）の中心軸に平行な線に沿って表れる周方向溝（５）の本数は、脚部（３）の長さに応じて任意に設定することが可能であって特に限定されず、１本又は複数本の任意の本数とされるが、好ましくは複数本とされる。
周方向溝（５）の本数は、後述する雄リベット（１１）の中心軸に平行な線に沿って表れるリブの本数と同数とすることが好ましい。
具体的な本数については、好ましくは３本以上、更に好ましくは５本以上とされる。これは、溝の本数が多いほど、雄リベット（１１）のリブとの噛み合いが多くなって、抜け止めの機能が効果的に発揮されるからである。

雄リベット（１１）は、頭部（１２）と脚部（１３）とから構成されている。
頭部（１２）は、上面が球面状とされ、下面はその外径が脚部に向けて次第に小さくなるようにアールが形成されている。（尚、図１（ｂ）において、右方向が雄リベットの上方向、左方向が雄リベットの下方向に相当する。）
上記した雌リベット（１）の溝無し部（７）の内径は、この頭部（１２）の最大径よりも小さく且つ最小径以上とされている。

脚部（１３）は、略円柱状の中実体であって、その外面には周方向リブ（１４）が形成されている。
周方向リブ（１４）の具体的形態は特に限定されず、複数のリング状のリブを間隔をあけて形成してもよいし、１本又は複数本の螺旋状のリブを基端側から先端側に向けて連続的に形成してもよい。
脚部（１３）の中心軸に平行な線に沿って表れる周方向リブ（１４）の本数は、脚部（１３）の長さに応じて任意に設定することが可能で特に限定されず、１本又は複数本とされるが、好ましくは複数本とされる。
好適には、前述した如く、雌リベット（１）の中心軸に平行な線に沿って表れる溝の本数と同数とされ、具体的には３本以上とすることが好ましく、更に好ましくは５本以上とされる。

上記した雄リベット（１１）の周方向リブ（１４）の外径は、雌リベット（１）の周方向溝（５）の外径よりも僅かに（例えば０．１ｍｍ程度）大きく設定されている。
そして、雌リベット（１）の周方向溝（５）と、雄リベット（１１）の周方向リブ（１４）は、雄リベット（１１）の脚部（１３）を雌リベット（１）の脚部（３）内に圧入したときに、雌リベットの脚部が弾性変形して拡がることにより、互いに噛み合うことができる。
この噛み合い時において、雌リベット（１）の脚部（３）は、雄リベット（１１）の脚部（１３）によって押し広げられてその外径が膨張する。

雄リベット（１１）の全体の長さは、雌リベット（１）の脚部（３）の長さよりも短く設定される。
雄リベット（１１）の脚部（１３）の長さは、雌リベット（１）の脚部（３）の溝付き部（６）の長さと同じかもしくはやや短い長さに設定される。そして、雄リベット（１１）の頭部（１２）の長さ（厚さ）は、雌リベット（１）の脚部（３）の溝無し部（７）の長さよりも短く、好ましくは２分の１程度の長さに設定される。

図２は本発明に係る組み合わせ式樹脂リベットの使用状態を示す図であって、（ａ）は雄リベットと雌リベットの結合の初期状態、（ｂ）は雄リベットと雌リベットの結合の完了状態を夫々示している。
本発明に係る組み合わせ式樹脂リベットを使用してワークを締結する場合、先ず雌リベット（１）の脚部（３）をワークに形成された貫通孔に挿入した状態で、（ａ）図に示される如く、雄リベット（１１）の脚部（１３）を雌リベット（１）の脚部（３）の内部に圧入し、その先端のリブ（１４）を溝（４）に噛み合わせる。
雄リベット（１１）の雌リベット（１）への圧入は、ハンマー等を用いて手動で行うこともできるし、リベットかしめ機を用いて自動で行うこともできる。

リブ（１４）と溝（４）が一部でのみ噛み合っているこの初期状態においては、雌リベット（１）の脚部（３）は僅かに膨張するものの、雄リベット（１１）の頭部（１２）は下端部のみしか雌リベット（１）の脚部（３）内に挿入されていないため、外側へのカール変形は未だ生じない。

図２（ａ）の状態から更に雄リベット（１１）の圧入をすすめると、雄リベット（１１）のリブ（１４）が雌リベット（１）の溝（４）に次々と噛み合って雌リベット（１）の脚部（３）を更に膨張させ、同時に雄リベット（１１）の頭部（１２）は、外径を膨張させながら雌リベット（１）の脚部（３）の先端を押し拡げる。このとき、頭部（１２）の下面（裏面）に形成されたアールにより、押し広げられた脚部（３）の先端は良好にカールされる。
そして、図２（ｂ）に示される如く、雄リベット（１１）の頭部（１２）の下面が雌リベット（１）の溝無し部（７）の基端部に達すると、雄リベット（１１）の脚部（１３）全体が溝付き部（６）内に納まるとともに、雌リベット（１）の脚部（３）先端のカール変形も終わり、ワークの締結が完了する。

この締結完了状態においては、雄リベット（１１）の脚部（１３）に形成されたリブ（１４）と、雌リベット（１）の脚部（３）に形成された溝（４）の全てが噛み合った状態となるので、引張り方向に対する抜け止め機能が大きく発揮され、高い締結強度を得ることができる。
また、雌リベット（１）の脚部（３）が膨張してワークの貫通孔内面に密接するので、ワークとリベット軸とのがたつきを小さく抑えることが可能となる。

更に、雄リベット（１１）の頭部（１２）が、カール部の戻りを防ぐ栓の機能を発揮するため、カール径が縮まりにくくなり、高い締結強度を長期間に亘って維持することができる。また、カール径が縮まりにくいことでカール径を大きくせずとも高い締結強度が得られるため、締結されるワークの厚みの増減による締結強度の変動が小さくなり、１つの軸長さのリベットで多種類の厚みのワークに対応することができる。
しかも、雄リベット（１１）の頭部（１２）が、雌リベット（１）の脚部（３）内に入り込んだ形でワークが締結されるため、雄リベットの頭部下面と雌リベットの脚部先端面との間に隙間ができず、締結されたワークの位置ずれが生じることがない。

また、本発明においては、図３に示す如く、雌リベット（１）の頭部（２）に、中空の脚部（３）に向けて貫通する貫通孔（８）を設ける構成を採用することもできる。
かかる構成を採用した場合、締結完了後において、雌リベット（１）の貫通孔（８）にドライバの先端等の細い棒状物を挿入して、雄リベット（１１）の脚部（１３）の先端を押圧することができるので、結合された両リベットを容易に分離することが可能となる。

更に、本発明においては、図４に示す如く、雄リベット（１１）の頭部（１２）にドライバ又はレンチが係合可能な溝（１５）又は穴を設ける構成を採用することもできる。
具体的には、溝（１５）としては、マイナスドライバを係合可能なマイナス溝や、プラスドライバを係合可能なプラス溝などを設けることができ、穴としては六角レンチを係合可能な六角形穴を設けることができる。
かかる構成を採用する場合、雌リベット（１）の周方向溝（５）と、雄リベット（１１）の周方向リブ（１４）を、互いに螺合可能な雌ねじと雄ねじに形成しておく。そうすると、締結完了後に、雄リベットの頭部に設けられた溝又は穴にドライバ又はレンチを係合させて回転させることによって、雌リベットから雄リベットを容易に分離することが可能となる。

更に、本発明においては、図５に示す如く、雄リベット（１１）の頭部（１２）にセンタ穴（１６）を設ける構成を採用することもできる。
かかる構成を採用した場合、自動リベットかしめ機の案内ピンの先端を、センタ穴（１６）に挿入してセンタ合わせを行うことができ、自動リベットかしめ機による高精度で安定したかしめ作業を効率良く行うことが可能となる。

以下、本発明に係る組み合わせ式樹脂リベットの実施例及び比較例を示すことにより、本発明の効果をより明確なものとする。但し、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではない。
１．実施例サンプル
本発明の実施例のサンプルとして、図１に示す形状の組み合わせ式樹脂リベット（材質：ポリアセタール樹脂）を使用した。
雌リベットの寸法は、脚部外径：φ５ｍｍ、脚部溝付き部の内径（周方向溝の径）：φ２．５ｍｍ、脚部溝無し部の内径：φ３．５ｍｍ、全長：１０ｍｍ、脚部長さ：７ｍｍとし、雄リベットの寸法は、脚部外径（周方向リブの径）：φ２．６ｍｍ、全長：５．７５ｍｍ、脚部長さ：４ｍｍ、頭部最大径：φ５ｍｍ、頭部最小径：φ３．５ｍｍとした。

２．比較例１サンプル
比較例１のサンプルとして、組み合わせ式リベットではない通常の中空リベット（材質：アルミニウム、脚部外径：φ５ｍｍ、脚部長さ：７ｍｍ）を使用した。
３．比較例２サンプル
比較例２のサンプルとして、組み合わせ式リベットではない特許文献２に開示された中空リベット（材質：ポリアセタール樹脂、脚部外径：φ５ｍｍ、脚部長さ：７ｍｍ）を使用した。

４．引張り強度試験
上記実施例及び比較例１，２のリベットを使用して２つのワークをかしめ締結し、締結された２つのワークを互いに逆方向に引張り、ワーク同士が完全に分離した時点の引張り力を測定した。尚、実施例及び比較例１，２それぞれ３つのサンプルを用意し、合計３回の試験を行った。
試験結果を下記表１に示す。尚、比較例については測定値の平均値のみ示し、実施例については平均値と各回の測定値を合わせて示している。

表１の結果から明らかなように、比較例２の樹脂リベットでは、比較例１の金属製リベットの約２４％という低い締結強度しか得られなかったが、実施例のリベットでは３つのサンプル全てにおいて比較例１の金属製リベットの５０％以上という高い締結強度が安定して得られた。
この結果から、実施例、即ち本発明に係るリベットでは、通常の金属製リベットの５０％以上という従来の樹脂リベットの２倍以上の高い締結強度が安定して得られることが確認された。

本発明に係るリベットは、プラスチックや紙等からなるワークの締結に好適に用いられ、特に高い締結強度が要求される分厚い（台紙が多い）見本帳等に対して好適に用いられる。

本発明に係る組み合わせ式樹脂リベットの実施形態の一例を示す図であって、（ａ）は雌リベット、（ｂ）は雄リベットを示す。 本発明に係る組み合わせ式樹脂リベットの使用状態を示す図であって、（ａ）は雄リベットと雌リベットの結合の初期状態、（ｂ）は雄リベットと雌リベットの結合の完了状態を夫々示している。 本発明に係る雌リベットの変更例を示す断面図である。 本発明に係る雄リベットの変更例を示す側面図である。 本発明に係る雄リベットの変更例を示す側面図である。

符号の説明

１ 雌リベット
２ 頭部
３ 脚部
４ 環状溝
５ 周方向溝
６ 溝付き部
７ 溝無し部
８ 貫通孔
１１ 雄リベット
１２ 頭部
１３ 脚部
１４ 周方向リブ
１５ 溝（又は穴）
１６ センタ穴

Claims (6)

1. 頭部と脚部を有する合成樹脂製の雄リベット及び雌リベットからなり、雌リベットの中空の脚部内に雄リベットの脚部を嵌合させて両者を一体化する組み合わせ式リベットであって、前記雌リベットの脚部内面には周方向溝が形成され、前記雄リベットの脚部外面には周方向リブが形成されてなり、前記溝及びリブは、雌リベット脚部内への雄リベット脚部の圧入により噛み合うことを特徴とする組み合わせ式樹脂リベット。
2. 前記雌リベットの脚部内面には、前記周方向溝を有する溝付き部が基端部に、前記周方向溝を有しない溝無し部が先端部に夫々設けられ、該溝無し部の内径は溝付き部の内径よりも大とされ、前記雄リベットは、頭部の外径が脚部に向けて次第に小さくなっており、前記溝無し部の内径は該頭部の最大径よりも小さく且つ最小径以上とされてなることを特徴とする請求項１記載の組み合わせ式樹脂リベット。
3. 前記リブの外径が前記溝の内径よりも大とされてなることを特徴とする請求項１又は２記載の組み合わせ式樹脂リベット。
4. 前記雌リベットの頭部に中空の脚部に向けて貫通する貫通孔が設けられてなることを特徴とする請求項１乃至３いずれかに記載の組み合わせ式樹脂リベット。
5. 前記溝が雌ねじを形成し、前記リブが雄ねじを形成し、前記雄リベットの頭部にドライバ又はレンチが係合可能な溝又は穴が設けられてなることを特徴とする請求項１乃至４いずれかに記載の組み合わせ式樹脂リベット。
6. 前記雄リベットの頭部にセンタ穴が設けられてなることを特徴とする請求項１乃至５いずれかに記載の組み合わせ式樹脂リベット。
   
   

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