冷間成形リベット JIS B 1213 の指定——5種類の頭と材料、下穴・かしめと使ってはいけない所

中実リベットの JIS は B 1213 で、5 種類の頭と 4 種類の材料を規定する

リベットには、片側から作業できるブラインドリベットと、軸が中実で両側から頭を作る中実のリベット（ソリッドリベット）がある。この記事は、中実のリベットを工業用の部品として発注し、受け入れるときに何を書き、何を確かめるかを扱う。ブラインドリベットの選び方はブラインドリベットの選び方と指定で扱った。

JIS B 1213:1995（冷間成形リベット）は、鋼製・黄銅製・銅製・アルミニウム製のリベットを規定していて、2024 年 10 月 21 日に確認されている^[1]。規格は、リベットの種類を頭部の形状によって丸リベット、小形丸リベット、皿リベット、薄平リベット、なべリベットの 5 種類としている^[1]。

規格名の「冷間成形」には注が付いていて、冷間で、塑性加工によって頭部を成形することをいい、冷間で、かしめ成形することを意味するものではない、と書かれている^[1]。つまり、この規格はリベットという部品の作り方と寸法・材料を決めていて、組立のときにどうかしめるかは決めていない。発注側から見ると、リベット本体を JIS 品で買えても、かしめの出来は別に決める必要がある、ということになる。

材料と引張強さ：表 2 の 4 区分

規格の表 2 は、リベットの材料と、その材料の引張強さを次のように定めている。この表以外の材料を使う場合は受渡当事者間の協定による^[1]。

表の引用規格の番号は、1995 年の規格が書かれた時点のものである。冷間圧造用炭素鋼の線については、現行の JIS G 3507-2:2005（冷間圧造用炭素鋼－第 2 部：線）に SWCH6R・SWCH8R・SWCH10R・SWCH12R・SWCH17R などの記号があり、適用範囲にボルト、ナット、小ねじなどと並んでリベットが挙がっている^[3]。同じ規格は、注文者の要求がある場合の検査文書を受渡試験報告書（2.3）又は検査証明書 3.1.B としている^[3]。リベットの材料の成績書が要るなら、注文時に求めておく。冷間圧造用の線材の指定そのものは冷間圧造用線材 SWCH の指定で扱う。

アルミニウムリベットは、表では JIS H 4040 とだけあり、合金や質別の指定は表に無い^[1]。アルミのリベットを指定するときは、合金番号と質別まで書いてもらう。合金と質別の考え方はアルミは合金番号と質別で指定するで扱った。

寸法：丸リベットの呼び径と「穴の径（参考）」

規格は種類ごとに付表で形状と寸法を定めている。丸リベットの付表 1 では、呼び径 3 のリベットの軸径は 3 mm（許容差 +0.12／−0.03）、頭部直径は 5.7 mm（±0.2）、頭部高さは 2.1 mm（±0.15）で、穴の径は 3.2 mm が参考として示されている^[1]。呼び径 10 では軸径の許容差が +0.4／−0.08、頭部直径 16 mm、頭部高さ 7 mm、穴の径（参考）は 10.6 mm である^[1]。呼び径は 1 欄を優先的に、必要に応じて 2 欄、3 欄の順に選ぶ^[1]。

付表の「穴の径」は参考で、相手の板の穴の寸法を規格が要求しているわけではない。長さの許容差は長さの区分と呼び径で決まり、たとえば丸リベットで長さ 10 mm を超え 20 mm 以下なら +0.6／0 または +0.8／0 で、マイナス側は無い^[1]。首下には必ず丸みを付け、表の値はその最大である^[1]。呼び径 6 mm 以上のリベットには、指定によって先付け（先端の加工）を施すことができる^[1]。

本体の箇条には、かしめた後の寸法（かしめ代、作られた頭の直径や高さ）の規定は無い。ここが中実リベットの発注で一番抜けやすい所である。リベットの長さは、締結する板の合計の厚さ（締結厚さ）に、かしめて頭を作るための長さを足して決まるが、その足し分も、作られた頭の寸法も、規格からは決まらない。図面に、下穴の径、リベットの呼び径と長さ、かしめ後の頭の形と寸法（またはその確かめ方）を書いてもらう。

リベットを使ってはいけない所

NASA の締結部品の設計マニュアル（Reference Publication 1228）は、リベットについて次のような注意を書いている^[2]。

1. 厚い材料と引張の荷重
リベットは、引張強さがせん断強さに比べてかなり低いので、厚い材料や引張の用途に使うべきではない。締結する板の合計の厚さが長くなるほど、リベットを固定するのは難しくなる。

2. 気密・水密
リベット継手は、特別なシールやコーティングを使わない限り、気密でも水密でもない。

3. 取り外し
リベットは恒久的に取り付けるので、外すにはドリルで揉み取る手間の掛かる作業が要る。

4. ボルトとの併用
ボルトとリベットに同じ荷重を分け合わせてはいけない。リベットは通常しまりばめで取り付けられるので、板かリベットが降伏するまで、リベットが荷重を全部受けてしまう。

5. 複合材
取り付け時に膨らむ中実のリベットは、穴に過大な応力を掛けて層間のはく離を起こすので、複合材に使うべきではない。

ここに挙がっているのは航空宇宙の設計の指針だが、考え方は一般の機械や板金でも同じである。引張が掛かる所、気密が要る所に、中実リベットをそのまま使ってはいけない。リベットとボルトを同じ継手に混ぜている図面を見たら、設計に荷重の受け方を確かめる。

縁距離とピッチの目安

NASA のマニュアルは、リベットの配置の公称値として、縁距離（穴の中心から板の端まで）2D、ピッチ（穴の中心間）4D を挙げている（D はリベットの直径）。4D は、リベットの間のシールや、リベットの間の座屈が問題にならなければ広げてもよい、としている^[2]。米国連邦航空局（FAA）の航空機整備の指針（AC 43.13-1B）は、構造の不具合が疑われる場合の修理で使う最小値として、1 列のリベットで縁距離は直径の 2 倍以上、ピッチは直径の 3 倍以上としている。ただし不具合が疑われない限り、ピッチと縁距離は元の構造に合わせることを原則にしている^[4]。

二つの文書で数字が違うのは、片方が設計の公称値、もう片方が修理の最小値だからである。どちらも航空機の文書なので、一般の製品にそのまま当てはめず、目安として図面の配置が極端に縁に寄っていないかを見るのに使う。リベットの配置は設計が決める事柄で、発注側は図面に書いてあるかを確かめる。

材料の組合せと、置き換えの注意

NASA のマニュアルは、中実リベットの多くはアルミ製で、作業側の頭を空気ハンマーで打って冷間で成形するので、割れずに冷間成形できる性質が要る、と書いている。アルミのほかに黄銅、低炭素鋼、A286 ステンレス、チタンなどの中実リベットもある^[2]。同じマニュアルの表では、マグネシウムを含む継手には 5056-H32 の、ステンレス・チタン・インコネルの接合にはモネルのリベットが充てられている^[2]。母材とリベットの材料の組合せで、腐食やかしめやすさが変わるということである。

FAA の指針は、リベットを交換するときは同じ大きさと強さのものにし、強さの低い種類には、大きさや本数を増やして補わない限り置き換えてはならない、としている^[4]。航空機用のアルミ合金のリベットの一部は、焼入れした状態のままドライアイスか冷蔵で保管して打つまで保つか、打つ直前に熱処理し直す必要がある、とも書かれている^[4]。一般の製品でここまでの管理は求められないことが多いが、「材料を替えてもリベットは同じ」とは言えないことの例になる。仕入先から材料の置き換えを提案されたら、強さとかしめの条件が変わることを前提に設計の承認を取る。

異なる金属を重ねる継手の腐食についてはブラインドリベットの記事で扱ったので、そちらを参照してほしい。

受け入れるときに確かめること

JIS B 1213 の検査は、頭部と軸部のじん性を確かめる機械的性質の検査、形状・寸法の検査、外観の検査、材料の検査からなる^[1]。

1. 頭部と軸部のじん性
頭部は、垂直に対して 10 度傾けた試験用ジグの穴にリベットを差し込み、座面が平面に密着するまで常温で頭を打撃したとき、頭部と軸部の付け根で切損したり、首下の丸み部に割れが生じたりしてはならない。軸部は、軸部から切り出した試験片を常温で軸心方向に圧縮したとき、周辺に割れが生じてはならない^[1]。

2. 形状・寸法
直接測定、限界ゲージその他の方法で付表に合うかを確かめる^[1]。

3. 外観
表面は滑らかで、割れ、使用上有害なきず、かえり、ばり、はく離などの欠陥があってはならない^[1]。

4. 材料
伸線したリベットの材料検査は、引張試験で表 2 の引張強さを満たすかを確かめる^[1]。

ロット検査の抜取検査方式は受渡当事者間の協定による^[1]。包装には、種類、d×l、材料、数量・指定事項、製造業者名又はその略号を表示する^[1]。締結用部品の受入検査の手順は JIS B 1091:2023 が定めていて、適用範囲にリベットを含む^[5]。この規格は、購入者が変更や追加の加工を施した場合、その工程で変わった全ての特性の適合に購入者が責任を負うとしている^[5]。リベットをかしめたあとの継手の品質は、部品の規格ではなく組立の側で確かめる事柄だ、ということでもある。

注文書の書き方の例

規格の呼び方は、規格番号、種類、呼び径×長さ、材料の順で、特に指定事項がある場合はその後に付け加える。規格番号を用いない場合は、種類の名称に「冷間」と冠する^[1]。たとえば「JIS B 1213 丸リベット 4×10 鋼」、規格番号を省くなら「冷間丸リベット 4×10 鋼」のように書く。

リベットでかしめた組品を外注する場合は、部品の呼びに加えて、図面か注文書に次のことを書いてもらう。「下穴：φ4.2（＋0.1／0）。かしめ後の頭：丸頭、直径・高さは図面寸法による。締結厚さ 3.2 mm。リベット材料の変更は事前承認を要する。かしめ後、頭の割れと板の浮きを目視で確認すること。」下穴の値は付表の穴の径（参考）を出発点に、設計が決める。

よくある質問

ソリッドリベットとブラインドリベットはどう選びますか

中実のリベットは両側から作業できる所で使い、片側からしか作業できない所ではブラインドリベットを使う。どちらでも、リベットは引張強さがせん断強さに比べて低いので、引張の荷重が掛かる所には向かない^[2]。ブラインドリベットの指定はブラインドリベットの選び方と指定で扱った。

リベット継手は水が漏れませんか

NASA のマニュアルは、リベット継手は特別なシールやコーティングを使わない限り気密でも水密でもないとしている^[2]。水や空気を止めたい所では、シールの方法を図面で指定する。

JIS B 1213 で「冷間」とあるのは、冷間でかしめるという意味ですか

違う。規格は、冷間で塑性加工によって頭部を成形することをいい、冷間でかしめ成形することを意味するものではない、と注で断っている^[1]。

まとめ

中実のリベットは JIS B 1213 で、頭の形で 5 種類、材料で鋼・黄銅・銅・アルミの 4 区分を規定している。「冷間成形」は頭部の作り方の話で、かしめ方の規定ではない。付表の穴の径は参考で、かしめ後の寸法は本体の箇条で規定されていないので、下穴とかしめ後の頭は図面で決める。引張が掛かる所、気密が要る所、ボルトと荷重を分け合う所、複合材には中実リベットを使わない。材料の置き換えは強さとかしめの条件が変わるので設計の承認を取る。受け入れでは頭部・軸部のじん性、寸法、外観、材料の強さを確かめ、かしめた継手は組立の側で確かめる。

同じ束では、止め輪、圧入ナット（クリンチナット）、溶接ナット・溶接ボルト、センタ穴の指定も扱う。

出典・参考資料

1. JIS B 1213:1995 冷間成形リベット（日本産業標準調査会 JIS 検索で閲覧／1995 年 2 月 1 日改正・2024 年 10 月 21 日確認）
2. Fastener Design Manual（NASA Reference Publication 1228）（米国航空宇宙局／1990 年）
3. JIS G 3507-2:2005 冷間圧造用炭素鋼－第 2 部：線（日本産業標準調査会 JIS 検索で閲覧／2005 年 1 月 20 日制定・2024 年 10 月 21 日確認）
4. AC 43.13-1B Acceptable Methods, Techniques, and Practices－Aircraft Inspection and Repair（第 4 章）（米国連邦航空局／2001 年 9 月 Change 1）
5. JIS B 1091:2023 締結用部品－受入検査（日本産業標準調査会 JIS 検索で閲覧）

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