リベットの種類：ソリッドリベット、ブラインドリベット、チューブラーリベットについて解説

7種類の鋲を比較

リベットは、恒久的な機械的締結具です。円筒形の軸を持ち、片端に頭部があります。リベットを取り付けると尾部が変形し、これにより材料がしっかりと固定され、強固で振動のない接合部が形成されます。 

リベット留め具には多くの種類があり、それぞれ異なる用途があります。 プロリアンテック当社の熟練した組立および DFM チームは、航空宇宙、自動車、または シートメタル製作当社には、耐腐食性に優れた素材が豊富に揃っており、熟練のリベット加工技術も有しています。 

 

リベットの動作原理

リベットは、シャンクの変形によって恒久的な機械的接続を確立します。シャンクは穴に合わせて拡張し、テールエンドに締め付けヘッドを形成します。様々な種類のリベットの取り付けプロセスは、荷重分散を実現するための塑性変形に依存します。

• ソリッドリベット: リベットガンとバッキングバーは圧縮力を加えてテール部分を変形させ、シャンク径の1.5倍の高さを持つショップヘッドを形成します。この設計のモノリシック構造は、一体成形されているため高いせん断強度を発揮します。
• ブラインドリベット: このツールは、管状のシャンクからマンドレルを引き抜くことで、本体が半径方向と軸方向の両方に膨張し、設計された破断点に達して、背面へのアクセスができないブラインドサイドヘッドを形成する。
• せん断強度計算： 荷重分布はτ = F / (πd²/4)という式で表され、τはせん断応力、Fは加えた力、dはシャンクの直径を表します。破壊前の最大せん断応力値は、材料の降伏強度に依存します。

 

リベットによく使われる材料

• アルミニウム合金（2117-T4、5056）：  2117-T4や5056などのアルミニウム合金の強度対重量比性能は、 航空機のファスナー この材料は最大40ksiの引張強度を実現できるため、様々な用途に利用されています。延性に優れているため、冷間成形加工でも割れを起こさずに済み、自然酸化膜は大気腐食に対して十分な保護性能を発揮しますが、陽極酸化処理を施すことで湿度の高い環境下での性能が向上します。
• 炭素鋼（A307グレードA）： 炭素鋼リベットは、硬度成分を含み、繰り返し荷重下で優れた疲労耐性を発揮するため、引張強度が60ksiを超え、橋桁の接合部に適しています。亜鉛めっき処理を施すことで、湿潤環境下における錆の発生を防ぎます。これは、めっきされていない表面は急速に酸化するためです。
• ステンレス鋼（304、316）： ステンレス鋼製リベットの耐食性は、クロム含有量に由来する。クロムは保護酸化皮膜を形成し、海洋環境や化学処理環境における孔食や隙間腐食を防ぐ。また、これらのリベットのオーステナイト組織は極低温下でも延性を有するため、圧力容器の製造に適している。
• 銅と真鍮: 銅は高い電気伝導率（58 MS/m）と熱安定性を備えているため、接地連続性が求められる電気機器筐体用途に適しています。真鍮は亜鉛を含んでいるため、加工性が向上し、抗菌性も備えています。そのため、生物付着を防ぐ必要がある配管設備に適しています。
• モネル（ニッケル銅合金）： モネル製リベットは耐腐食性に優れているため、酸性および塩分を含む環境下でも最大70ksiの引張強度を維持できることから、海洋石油プラットフォームでの使用に適しています。
• チタン合金（Ti 6Al-4V）： これらは高い強度対重量比（引張強度最大130ksi）と優れた生体適合性を備えており、クリープに強く、400℃を超える温度でも構造的完全性を維持するため、極端な温度にさらされる医療用インプラントや航空宇宙部品にとって不可欠です。

 

リベットのクイックセレクションテーブル

リベットタイプ	一般的なリベット	主な用途	主な利点
高荷重構造	ソリッド、ハック（ロックボルト）、ブラインドリベット	橋梁や航空宇宙などの構造物	高いせん断強度と引張強度
片面リベット	ブラインドリベット、クローズドエンド、マルチグリップ	片面組立、産業機械	中強度
薄型リベット、低荷重リベット	管状、分割型	革、プラスチック、木材	低強度

 

リベットヘッドにはどのような種類がありますか？

丸頭

丸頭ソリッドリベット

丸型のヘッドは凸状のドーム形状をしており、接触面積を拡大（シャンク径の1.5～2倍）することで圧力を均等に分散させます。ヘッドの製造工程では、シートの引き抜きを防ぎつつ、直径の0.4倍の高さを維持するための機械加工または成形が行われます。

フラットヘッド

皿頭フラットヘッドリベット

平頭は、材料と面一の平面を提供し、滑らかな外面が求められる用途において突出を最小限に抑えます。ヘッド径はシャンク径の2倍に標準化されており、皿穴加工なしで安定したクランプを実現します。

皿頭

皿頭ソリッドリベット

皿頭リベットの100°または120°のテーパー形状により、面取りされた穴にぴったりと収まります。これにより滑らかな表面が作られ、特に次のような場合に便利です。 板金アセンブリ 航空宇宙、自動車、その他、空気抵抗の低減と美しい仕上がりが重要な用途に適しています。また、100°のヘッド角度により、ジョイント周辺の荷重を均等に分散できます。

なべ頭

パンヘッドソリッドリベット

パンヘッドのデザインは、丸みを帯びた上部と平らな底部が接合する形状で、構造的な安定性と優れた視認性を兼ね備えています。ヘッドの高さは直径の0.6倍で、完全な埋め込みを必要としない、適度な振動のある環境に適しています。

トラスヘッド

トラスヘッドソリッドリベット

トラスヘッドの設計は、平らで幅広のドーム状の形状に内側に湾曲を持たせることで、シャンクの直径の3倍の範囲に重量を分散させ、複合材料のひび割れを防ぐ。

大型フランジヘッド

大型フランジブラインドリベット

大型フランジヘッドの延長されたワッシャー状のベースは、軟質材料を扱う際に優れた引き抜き抵抗を発揮します。これらのファスナーのフランジ径はシャンク径の4倍以上に達するため、高い張力を必要とするプラスチック接合用途に適しています。

さまざまな種類のリベット

ソリッドリベット

真鍮製ソリッドリベットの比較

ソリッドリベットの取り付けには、材料を冷間または熱間変形させてテールを曲げ、二次ヘッドを形成する工程が必要です。ソリッドリベットを採用した一体構造により、母材の引張強度の80～90%に達する高いせん断強度が得られるとともに、繰り返し荷重下でも優れた疲労性能を発揮します。製造工程には、正確な寸法を実現するためのヘッディングおよびトリミング作業が含まれており、深挿入用途向けにシャンク長を直径の10倍まで伸ばすことができます。

• 航空宇宙機の胴体や翼の外板の構造部品には、10⁶サイクルを超える耐振動性が求められる。
• 造船では、運航中に腐食性の高い海水にさらされるのに耐えるために、船体鋼板が使用されます。
• 重機のフレームは、50トンを超える静荷重下で稼働する。

ブラインド（ポップ）リベット

標準オープンエンドブラインドリベット

ブラインドリベット（ポップリベットとも呼ばれる）は、管状の本体から引き抜かれたマンドレルによってシャンクが拡張し、隠れたヘッド部が形成される構造になっています。空気圧工具を使用すれば、これらのリベットの取り付けは5秒未満で完了し、直径1/8インチの場合、200～500ポンドのせん断強度が得られます。シャンク径によってグリップ範囲が決まり、その範囲はシャンク径の0.5～2倍です。

• 自動車用ファスナー 車体パネルは、高速組立生産ラインの稼働を支える重要な構成要素として機能します。
• HVACダクトは、空気の漏れを防ぐためにすべての継ぎ目を密閉します。
• 筐体設計によりプリント基板の裏面へのアクセスを遮断することで、薄型プリント基板を実現している。

管状リベット

管状リベット詰め合わせ

管状リベットは、中空のシャンクを持つリベットの一種です。管状リベットの取り付け工程では、部分的に中空になったシャンクを通してクリンチ接合部が形成され、シャンクの末端部はロール状またはフレア状に成形されます。この中空構造により、中実リベットに比べて30～40%の軽量化が実現し、取り付けに必要な変形力も50%削減できるため、自動プレス加工に適しています。

• 革製品や室内装飾品の素材は、柔らかい素材を貫通するだけで裂け目が生じないため、そのままの状態を保つ。
• デザインには以下が含まれます 板金のリベット 回転機構によって機器を保護する。
• 消費者向け包装におけるプラスチック製アセンブリの応用には、最小限のせん断力しか必要とされない。

半管状リベット

半管状リベットは、尾部に浅いディンプル（シャンク長の0.2～0.3倍）があり、これにより、ソリッドリベットよりも20～30%少ない力で変形させることができ、同時に70～80%のせん断耐力を維持します。このディンプルは、アップセットを抑制する働きをし、材料の不規則な流れを防ぐのに役立ちます。

• 車両のブレーキライニングやクラッチプレートは、継続的な摩擦によって摩耗する。
• はしごや足場は、人が移動する際に人間の体重を支えるために、その位置を維持する。
• 家具のフレームや内装材は、費用対効果が高く、永続的な接続を提供する。

フルチューブラーリベット

フルチューブラーリベットは、全長のおよそ70～80%を占める深い中空シャンクを備えており、最小限の軸方向力で完全なかしめが可能です。ただし、中空構造のため、せん断強度はソリッドリベットの50～60%に低下します。この設計は、ワイヤーや流体を通す必要がある用途に適しています。

• 照明器具と看板部分は、接合部を介して配管接続ポイントを備えている。
• 柔らかくしなやかな装丁は、本にかけられたり、バッグのストラップに仕立てられたりするなど、保護膜のような役割を果たし、本の表面を損傷から守ります。
• 医療機器の筐体は、滅菌された液体の排出を可能にする役割を果たします。

スプリットリベット

スプリットリベット

分割式リベットは、挿入時にシャンクが広がる構造になっており、事前に穴を開ける必要なく繊維質の材料を固定できます。リベットの爪は45～60°の角度で広がり、最大300ポンドの木材引き抜き力を発生させます。また、セルフピアシング機能により、現場での取り付けが容易です。

• 室内装飾やキャンバステントの製作工程では、フレームを使って生地を所定の位置に固定します。
• このシステムは、必要に応じて分解できる木箱とパレットを特徴としています。
• 張力は革製のベルトやハーネスによって分散され、均一な応力分布が維持される。

圧縮リベット

圧縮リベット部品

圧縮リベットは、管状の本体と中実のステムという2つの部品で構成されており、これらが圧入によって接合されることで、シャンク径が0.01～0.02インチ拡大します。この設計により、標準的な工具で均一な締め付け圧力が得られるため、大量生産に適しています。

• これらはハンドバッグなどの革製品によく使われます。
• 帆に使用されている繊維補強材は、風によるせん断力に抵抗する役割を果たす。
• パッケージには、改ざん防止シールとなるストラップが付いています。

ドライブリベット

ドライブリベット（ペア）

ドライブリベットは、シャンクから伸びる短いマンドレルが特徴で、ハンマーで叩くと半径方向に膨張し、工具の抜き取りが不要になります。取り付けに必要な力はポップリベットよりも40～50%少なく、マンドレルは内部に留まるため、最大400ポンドのせん断強度が得られます。

• 建設工程では、仮設の合板下地材として機能する型枠を所定の位置に固定する必要がある。
• 船舶の甲板金具は、波の衝撃に耐える必要がある。

フラッシュ（皿頭）リベット

フラッシュリベットのテーパー状の頭部は皿穴に完全に収まり、材料からはみ出さないため滑らかな表面が得られます。100°の角度は変形しても維持され、支持面は接合面全体に作用する引張力に対して最大限の強度を発揮します。

• 航空機の外板は、遷音速飛行時に抗力を低減する役割を果たす。
• 自動車のトリムパネルは、美観の統一性を高める。
• 自転車フレームの設計においては、空気力学的性能を維持しながら、使用する材料を最小限に抑えることで軽量化を実現している。

フリクションロックリベット

マルチグリップブラインドリベット

摩擦ロック式リベットのロックカラーは、溝付きピンの軸方向圧縮により、100 ksiを超える摩擦せん断抵抗を生み出します。0.005～0.010インチの圧入により、接着剤を必要とせずに振動に強い保持システムが実現します。

• 片側からのアクセスしかできない軽飛行機の修理作業で使用される。
• ミサイルの外殻は、発射時に発生する爆発力からミサイルを保護する役割を果たす。
• 海洋掘削プラットフォームは、塩分を含む環境にさらされるため、腐食しやすい。

ハックリベット（ロックボルト）

ハック構造用リベット

ハックリベットシステムは、ねじ付きまたは溝付きのピンとカラーを使用し、20～30フィートポンドのトルクをかけることで圧着ロックを形成し、力を均等に分散させます。このシステムは、多方向の安定性を向上させるための保持ステムを含む設計により、150 ksiの引張強度を実現しています。

• トラックのシャーシアセンブリには、過度のねじり応力がかかる。
• 風力タービンの塔は、強風にも耐えられるように設計されています。
• このロックボルトには、高疲労条件下で動作する鉄道車両用連結器が必要です。

爆発性リベット

爆薬リベット内部の火薬は、熱または誘導によって点火し、シャンクを急速に膨張させ、秒速1000～2000フィートの速度で密閉接続を確立します。完全な変形プロセスはミリ秒単位で発生するため、危険な場所や遠隔地での使用に適しています。

• 油田パイプラインの修理工程では、部品を分解することなく、高圧下で密閉接続を行う。
• このシステムには、格納容器の完全性を維持するための原子炉バッフルが含まれています。
• 衛星の太陽電池アレイは、システムを展開する際に真空空間で動作する。

ピールリベット

ピールブラインドリベット

マンドレル破断により、同心円状のピールリベットが複数形成され、シャンク層が除去されて延性材料の空隙が埋められるため、標準的なブラインドリベットに比べて引き抜き抵抗が50%向上します。これらのリベットの把持範囲は、材料の直径の3倍に達します。

• 風力タービンのブレードは、複合材パネルをハニカムコアに接着加工で取り付けた構造になっている。
• プラスチック製の自動車内装材は、ひび割れの拡大を防ぐのに役立ちます。
• 脆いセラミック製の固定具は、特定の箇所に集中する力を分散させる役割を果たす。

溝付リベット

溝付きブラインドリベット

溝付きリベットのシャンクには、膨張時に基材に食い込む円周状の鋸歯が刻まれており、多孔質材料では元の強度の2～3倍に達する強力な摩擦結合を形成します。溝の深さは0.005インチで、トルクが加わった際にリベットが回転するのを防ぎます。

• 木製の構造梁は、引き抜きに対する耐性を向上させる役割を果たします。
• グラスファイバー製の船体は、船内への水の浸入を防ぐ役割を果たします。
• 発泡断熱パネルは、低密度建築構造における建材として用いられる。

マルチグリップリベット

マルチグリップブラインドリベット

マルチグリップリベットは、段階的なマンドレル破断プロセスを採用しており、段階的に膨らみを形成することで均一な締め付け力を実現します。せん断値は様々な肉厚範囲で安定した値を維持するため、在庫量を70%削減できます。

• HVACコイルのフィンは、さまざまなフィン間隔構成で動作します。
• 機器の筐体は、異なる厚さの板金を組み合わせて作られています。
• 太陽光パネルのフレームは、熱膨張に対応できる構造にする必要がある。

クローズドエンドリベット

クローズドエンドブラインドリベット

密閉型リベットは、端部がシールされており、取り付け後にシールとして機能して液体やガスの侵入を防ぎ、同時に環境要因に対するIP67レベルの保護性能を実現します。筐体内部のマンドレルは引張強度を20%向上させ、最大100psiの圧力差に耐えることができます。

• 防水電子機器は、船舶航行システムに不可欠な構成要素である。
• 燃料タンクの仕切り板には揮発性の蒸気が含まれている。
• 医療用チューブコネクタは、滅菌状態を維持および確認する役割を果たします。

構造ブラインドリベット

構造用ブラインドリベットの取り付け

構造用ブラインドリベットのマンドレルは、インターロッキングシステムによって所定の位置に保持され、片側からのアクセスが可能となるため、ボルトと同等の引張強度（最大200ksi）を実現できます。このリベットは、標準直径の120%大きい穴にも対応できるため、製造上のばらつきにも対応可能です。

• 橋桁の補強システムは、車両が衝突した際にその強度を発揮する。
• このシステムはクレーンのブーム部分として機能し、強風から機器を保護する。
• 耐震構造のブレースは、地震に対する耐性システムとして機能する。

適切なリベットの選び方

1. 負荷要件を評価する: 有限要素解析により、設計に必要なせん断、引張、疲労の要件が決定され、ソリッドボルトまたはロックボルトが選択されます。 留め具の種類 荷重が1000ポンドを超える場合、最低安全率1.5を維持する。
2. 材料の適合性を評価する: リベット合金の選定は、腐食防止のため、ガルバニック試験によって基材との適合性を確認する必要があります。過酷な化学環境にはステンレス鋼が最適であり、非鉄金属にはアルミニウムが適しています。
3. グリップ範囲と穴の適合性を判断する： 把持範囲と穴の適合性を評価するには、全体の厚みに直径の1.5倍を加えた突出長を測定する必要があります。厚みのばらつきが20%を超える場合は、複数の把持バリエーションを用意する必要があります。
4. インストール時のアクセスとツールについて検討してください。 片面加工ではブラインドリベットの選定が必要となるが、ユーザーは1箇所あたり10秒以内に使用する工具が生産要件に適合していることを確認しなければならない。
5. 環境要因を考慮する： 選定プロセスでは、湿度や200℃を超える温度変動、および化学物質への曝露がある環境向けに、密閉型または耐腐食性のオプションが求められます。ASTM F606規格に従って試験を実施してください。
6. コストと組み立て効率の見直し： 初期費用と運用効率のどちらを優先するかを評価する必要がある。なぜなら、管状リベットは、低負荷・大量生産用途において、変形エネルギーを40%削減できるからである。

カスタム板金加工

Bodaは、材料選定、検査、組立サービスを含む高品質な板金加工サービスを提供しています。当社では、以下のような様々な後加工および加工後の表面仕上げと接合方法を提供しています。 

• リベット
• 溶接（レーザー溶接およびスポット溶接）
• はんだ付け
• ろう付け
• ボルト締めと裾上げ

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結論

リベットは板金加工において重要な役割を果たし、熱を加えたり材料に影響を与えたりすることなくパネルや金属板を接合する標準的な方法です。構造的な完全性と信頼性の高い接合部を確保するには、適切なリベットを選択することが重要です。リベットの種類によって振動減衰性、せん断強度、材質などが異なるため、接合部の長寿命化と摩耗や衝撃への耐性を確保できます。

 

FAQ

リベットは何に使用されますか?

リベットは、材料を恒久的に接合するために使用されます。板金加工、航空宇宙分野、自動車パネルなどで広く用いられており、強力で振動のない接合を実現します。 

リベット留めと溶接の違いは何ですか？

の主な違い リベット留め vs 溶接 接合方法の種類は様々です。リベットは、熱や材料の直接的な変形を伴わずに機械的に材料を接合します。溶接は、熱を利用して材料を熱的に融合させます。