リベットとは|定義・構造・製造方法・種類と歴史・用途ガイド
リベットとは、金属板などの部材を永久に締結するための機械的なファスナーです。円筒形の軸(シャンク)と片側または両側に形成された頭部を持ち、取り付け後にシャンクの反対側を塑性変形させて第2の頭部(バックヘッド)を作ることで部材を締め付けます。歴史的には金属製の船や橋、建築構造物などの製造に多用され、産業革命期に広く普及しました。現在は多くの場面で溶接や高強度ボルトに置き換えられていますが、航空機など軽量化と高信頼性が求められる分野や、現場での簡便な施工が必要な場合には今なお重要な接合技術として使われています(例:航空機の構造部など)。
構造と材質
- 基本構造 — 頭部(ヘッド)と軸(シャンク)から成り、取り付け後にシャンク端を打ち広げて第二の頭を形成することで締結を完了します。
- 頭部の形状 — 丸頭(カボット)、皿頭(カウンターシンク)、フラットヘッドなど用途に応じた形があり、面当たりや見た目を考慮して選択されます。
- 材質 — 鋼、アルミニウム、銅、真鍮、ステンレスなど。用途に応じて強度や耐食性、導電性を考慮して選びます。
代表的な種類
- ソリッドリベット(固体リベット) — 最も古典的で強度が高い。船舶・橋梁・航空機の主要接合部に使用されることが多い。
- ブラインドリベット(ポップリベット) — 裏側に回れない場所からでも挿入・締結が可能。ハンドツールやエアツールで施工することが多い。
- セミチューブリベット(中空リベット) — 中空のため少ない材料で成形しやすい。軽負荷用途に適する。
- ドライブリベット、セルフピアシングリベット — 下穴不要で薄板同士の接合や自動車の組立で使われるタイプなど、用途に特化したものがあります。
製造方法と施工(代表例)
熱間リベッティング(ホットリベット) — 歴史的によく使われた工法。リベットを赤熱する(高温にする)→あらかじめ開けた穴に差し込む→外側で大きなハンマーや空気式ハンマーで打ち、対向側にバッキングバーで支えて欠き取るようにして反対側を成形する。大型構造物(船、橋)で採用されていた。熱を扱うため作業は騒音・危険を伴い、熟練工が必要でした。
冷間ヘッディング(コールドヘッディング) — 金属を加熱せずにプレスやヘッダーでリベット形状を作る方法。量産性が高く自動化に適します。
ブラインドリベッティング — 一方から施工可能なため現場作業で多用。工具でピン(マンドレル)を引き抜き、ボディ側を膨らませて成形し、マンドレルが折れて完了します(いわゆる「ポップリベット」)。
セルフピアシング/セルフピアスリベット — 穴あけとリベット成形を同時に行うタイプで、コーティングした薄板の接合や自動車ボディの大量生産に適します。
使用される工具は、自動ジャックハンマーや空気式ハンマー、バッキングバー、リベットガン、リベットスキージ、ポップリベットツールなど多岐にわたります。
施工の実際(歴史的な現場作業)
従来の大規模な熱間リベッティングでは、作業は熟練工によるチーム作業でした。典型的には4人ほどのチームで、リベットを加熱して穴に差し込み、反対側でバッキングバーを押さえながらハンマーで打ち、形を整えます。加熱工程の簡略化や機械化が進んでも、当時はコストと労働集約性が高い作業でした。また、施工後に金属が冷えて収縮することで強固な締結が得られる特性がありました。
検査と品質管理
- 簡易検査として「打音試験」:しっかりセットされたリベットは明瞭な高い音(リング)を出し、緩いものは低く鈍い音を出すため現場での判別によく使われます。
- 目視検査、寸法測定、非破壊検査(超音波、X線)などで内部欠陥や十分な変形が施されているかを確認します。
利点と欠点・注意点
- 利点 — 永久的で振動に強く、異種金属の接合や局所加熱が難しい箇所でも使用可能。施工が比較的迅速で現場対応しやすいタイプもある。
- 欠点 — 一度取り付けると除去・再利用が難しいものが多い。熱間リベットは労力・騒音が大きく、自動化以前はコストが嵩んだ。異種金属接合では接触腐食(ガルバニック腐食)に注意が必要。
- 材料の選定 — 異なる材料同士をリベットで接合する場合、腐食を防ぐために適切な材質選定や防食処置(絶縁、塗装、シーリング)が重要。
歴史的背景と現代の用途
リベットは産業革命以降の大型構造物の建設を支え、20世紀半ばまでは主要な締結方法でした。しかし、溶接技術の進展や高強度ボルトの普及により多くの用途で代替されました。一方で、航空機のアルミ外板接合部や、アクセスしにくい現場、修理や補修作業、装飾的な用途などでは現在も活用されています。自動車産業では、従来のリベットに代わりセルフピアシングリベットやスポットリベット(摩擦や圧接を利用した手法)などが導入され、大量生産に適したリベット技術が発展しています。
以上のように、リベットは設計・施工・維持管理の観点から依然として重要な接合手段であり、用途に応じた種類と施工法の選択が信頼性の高い構造を作る鍵となります。


古いリベットを所定の位置に設置


ソリッドリベット

メディアを再生する リバティ号SSジョン・W・ブラウン号のリベッター作業(2014年12月
例としては、以下のようなものがあります。
- エッフェル塔
- シドニーハーバーブリッジ
質問と回答
Q:リベットとは何ですか?
A:リベットは、金属の板を一緒に固定するボルトの一種です。
Q: 産業革命の時代、金属製の物を作る主な方法は何でしたか?
A:リベットは、産業革命期の金属製品の主な製造方法でした。
Q: リベットはどのようにして打ち込まれるのですか?
A:金属の塊は、打ち込まれるときに赤熱し、その結果、金属の塊はダンベル状になり、2枚の金属板をつなぎ合わせることができます。
Q: リベット打ちの際、金属を所定の位置に押し込むために何を使用したのですか?
A:リベッティングの際に金属を所定の位置に押し込むために、自動ジャックハンマーが使用されました。
Q: なぜリベッターは熟練した仕事だと思われていたのですか?
A:リベッターは、リベットを加熱し、2つのファスナーに渡すために2人、合計4人のチームを必要とするため、熟練労働とみなされました。
Q: リベットはどのようにテストされるのですか?
A: リベットのテストは、単に叩いて行うことができます。リベットがしっかりと穴に収まっている場合は澄んだ音がし、緩んでいる場合は違う音がします。
Q: リベッティングは現在もどこで使われていますか?
A: リベットは、航空機のように軽量で高強度であることが重要な場合、現在でも使用されています。