(57)【要約】  【課題】  最小数の部品で製造され、シュラウドを備え、迅速かつ容易に組み立て可能な密閉式リベットレスナット板を提供する  【解決手段】  リベットレスナット板は、保持器と、ナットと、ガスケットとを備え、これらは全てシュラウド内に保持される。ナットは、締結具を受け入れるためにネジ切りされた貫通穴を有すると共に、保持器上の対応する凸部または凹部を受けるための穴またはスリットを有する。この代わりに、ナットが凸部または凹部を有し、保持器が対応する穴またはスリットを与えるようにすることができる。にもかかわらず、この特徴は、ｘ軸およびｙ軸浮遊の具体的な量を与えるように構成される。シュラウドは、アセンブリを無傷に保つロール状端部を有する。シュラウドは、ナットの垂直軸方向の名目的な量の移動だけを許容する。設置前にマンドレルがアセンブリに係合される。設置中にマンドレルは引き出され、保持器の管状部分をワークピースに接して拡張させ、これにより密閉式リベットレスナット板を定位置に固定する。  【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シュラウドと、このシュラウド内に配設された保持器と、シュラウド内に配設されると共に締結具を受け入れるためにネジ切りされた貫通穴を有するナット部材とを備えるリベットレスナット板であって、ナット部材または保持器のいずれかは、その中に形成された開口部を有し、ナット部材または保持器のいずれかは、その上に凸部を有し、この凸部は前記開口部内に受け入れられると共に、ある程度の運動をナット部材に与えて、締結具との係合および整合を促進するものであることを特徴とするリベットレスナット板。
【請求項２】
ナット部材は、その中に形成された開口部を有し、保持器は、その上に凸部を有することを特徴とする請求項１に記載のリベットレスナット板。
【請求項３】
開口部は、凸部を受けるための穴またはスリットであることを特徴とする請求項１に記載のリベットレスナット板。
【請求項４】
シュラウドは、ベース部分有し、リベットレスナット板は、シュラウドのベース部分内に配設されるガスケットを更に備えることを特徴とする請求項１に記載のリベットレスナット板。
【請求項５】
ガスケットは、シュラウドのベース部分と保持器との間に概ね配設されることを特徴とする請求項４に記載のリベットレスナット板。
【請求項６】
ガスケットは、シュラウドに接触する封止リップを有することを特徴とする請求項５に記載のリベットレスナット板。
【請求項７】
ガスケットは、保持器に取り付けられることを特徴とする請求項４に記載のリベットレスナット板。
【請求項８】
シュラウドは、ロール状端部を有したベース部分を有し、ロール状端部は、保持器とナット部材をシュラウド内に概ね保持することを特徴とする請求項１に記載のリベットレスナット板。
【請求項９】
シュラウドは、ロール状端部を有したベース部分を有し、ロール状端部は、保持器とナット部材をシュラウド内に概ね保持し、ガスケットは、シュラウドのロール状端部に接触する封止リップを有することを特徴とする請求項１に記載のリベットレスナット板。
【請求項１０】
シュラウドは、ロール状端部を有したベース部分を有し、ロール状端部は、保持器、ナット部材及びガスケットをシュラウド内に概ね保持することを特徴とする請求項４に記載のリベットレスナット板。
【請求項１１】
保持器は、開口部を規定する管状部分を有し、リベットレスナット板は、頭部とステム部分とを有するマンドレルを更に備え、マンドレルの頭部は、マンドレルのステム部分が保持器の開口部から突出するように、概ね保持器内に保持され、マンドレルのステム部分は、マンドレルの頭部が保持器の開口部を通して移動して、これにより保持器の管状部分を拡張するするように、引き込み可能であり、保持器の管状部分の外面は、ワークピースに係合するために、その上にローブまたはリブのいずれかを有することを特徴とする請求項１に記載のリベットレスナット板。
【請求項１２】
シュラウドの表面は、シュラウドを安定させると共にナット部材のより大きな押出抵抗を与えるように構成された円周リブを有することを特徴とする請求項１に記載のリベットレスナット板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［関連出願（優先権主張）］
この出願は、２００４年８月３日に出願された米国仮出願第６０／５９８，５８０号の利益を主張し、ここにその全体を参照によって組み入れる。
【０００２】
この発明は、一般にはナット板設計に関し、より具体的には密閉式リベットレスナット板に関する。密閉式リベットレスナット板は、航空機の燃料タンクのような液体収納容器に関連して使用される。
【背景技術】
【０００３】
航空機等の燃料タンクや水タンクのような流体タンクに関連して使用される締結具は、締結具用の開口部を通る漏洩を防止する問題を呈する。そのような設置に使用される締結具は、アセンブリの一部であるナット板とナットとを備えることがある。今日使用されているナット板には、多くの異なる設計構成がある。２つの主たる種類は、リベット付きナット板とリベットレスナット板である。
【０００４】
リベット付きナット板においては、ナット板の本体をワークピースに取り付けるために、２つのリベットが使用される。漏洩の可能性を消去するために、構造物とナット板との間に、密閉剤が使用される。
【０００５】
リベットレスナット板は、基本的に５つの主要部品、即ちナット部材と、保持ブラケットまたは保持器と、取り付けスリーブと、シュラウドと、ガスケットとから構成され、ガスケットは、保持器と一体的に形成されることがある。しかしながら、いくつかのリベットレスナット板設計は、それらの総合的なアセンブリおよび機能に関して過剰な部品で構成される。例えば、いくつかの設計は、追加部品を組み入れて、過剰回転や浮揚を禁止しながら、ナットが浮遊できるようにする。さらには、いくつかのリベットレスナット板設計は、それらの不均一な形状または構成に起因して、高価な製造過程を必要とし、および／または複雑なアセンブリ方法を必要とする。
【０００６】
これら従来技術のナット板をワークピースに取り付けて、固定する方法は、２つの主要な特徴に基づいている。
【０００７】
（１）ブラケットアセンブリをワークピースの開口内に押し入れるか引き込むことによって、保持器のスリーブをワークピースの開口に挿入する。スリーブ上のセレーション／ローブの特徴は、ワークピースの壁面と係合して、埋め込まれ、外ネジ付き部材との係合時に、ナット板の回転に対して抵抗を与える。
【０００８】
（２）保持器のスリーブをワークピースの開口に挿入した後に、スリーブの一端は、ワークピースの逆側に接してフレア付けされ、ナット板の使用中に遭遇する押出力に対して抵抗を与える。ある従来技術の設計においては、スリーブもまた挿入後に拡張され、開口の壁面に係合し、その係合を強化する。それ故、スリーブの端部は、フレア付けされ、ワークピースの逆側に係合する。
【０００９】
現在の設計の工具によるリベットレスナット板の設置は、煩わしく、遅く、複雑で、コストがかかり、しばしば非機能的である。また、穴の準備は、正確であることを必要とし、同一平面設置用の皿もみ又は皿穴を必要とすることもある。これらの短所がリベットレスナット板の使用を制限してきた。
【００１０】
ワークピースの下側に係合するリベットレスナット板のフレア付けもまた、多くの理由で不利である。例えば、複雑な工具細工と、同一平面の設置を達成するための（皿穴や皿もみのような）特別な開口準備と、グリップ長の制限と、スリーブとワークピースの壁面との間の隙間の創生と、より長い長さとを必要とし、かくしてリベットレスナット板を比較的重い部品にしてしまう。
【００１１】
リベットレスナット板設計は、従来技術にある。いくつかの設計は、ナット板を構造物に取り付けるための接着剤に依存する。一方で、他の設計は、ナット板を構造物内に固定することに使用される接着剤やローブを有しない。接着剤に依存する代わりに、これら他の設計は、冷間加工された穴と高度な干渉係合とに激しく依存する。これは、スリーブ要素を拡張してワークピース構造体に係合させる設置工具として、硬化されたピンを利用する。スリーブは円滑であり、高レベルで拡張するため、発生された摩擦力は、ナット板を保持すると共に期待された機械的特性を与えることを意図されている。これらの設計の基本的な目的は、ジョイントの機械的疲労特性を強化することである。一般に、これらの設計のいくつかの部分は、非常に高価であって、設置はコスト高で、煩わしいものである。また、穴の準備は、非常に精密であることを必要とする。かくして、一般に、これらの設計の総合的コストは非常に高く、応用はそれにより制限される。この分野にはまた、必要とされる激しい拡張のため、受け止め構造体が許容可能な限界を超えて変形し、これにより穴構造の損傷と廃棄を生じさせるという報告がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
かくして、従来技術のリベットレスナット板設計の欠点を克服するリベットレスナット板設計に対する必要性がある。本発明は、そのようなリベットレスナット板設計を提供するものであり、更には上述した米国特許第４，２２７，５６１号に示されている一般的なタイプおよび種類の密閉式アセンブリを備えるものである。
【００１３】
本発明の一実施形態の目的は、最小数の部品で製造される密閉式リベットレスナット板を提供することである。
【００１４】
本発明の一実施形態の別の目的は、押出の失敗を回避し、部品の部分組立（サブアセンブル）を維持し、そして封止効果を強化するように構成されたシュラウドを備えた密閉式リベットレスナット板を提供することである。
【００１５】
本発明の一実施形態の異なる目的は、迅速かつ容易に組み立て可能な密閉式リベットレスナット板を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
簡単に、そして前述した目的の少なくとも１つに従って、本発明の一実施形態は、保持器と、ナット部材と、ガスケットとを備え、これらの全てがシュラウド（shroud）によってサブアセンブルの方位に概ね保持された密閉式リベットレスナット板を提供する。ナットは、ベース部分だけでなく、締結具を受け入れるためにネジ切りされた貫通穴を有する。ベース部分は、保持器上の対応する凸部または押出成形された凹部を受け入れるための特大の穴またはスロットを有して、ある程度の運動をナットに与えて、雄ネジ部材との係合および整合を促進する。この代わりに、ナットのベース部分が凸部または押出成形された凹部を有し、保持器が対応する穴またはスリットを与えるようにすることができる。にもかかわらず、この特徴は、ｘ軸及びｙ軸浮遊の具体的な量（ナット板に対する工業基準の浮遊は、０．０３０インチ（半径方向に０．０１５インチ）である）を与えるように構成される。シュラウドは、ナット、保持器及びガスケットからなる部分組立（サブアセンブル）に重なり、さらに保持器の下側で折り曲げられ、それによりアセンブリを無傷に保つ。シュラウドは、ナットの垂直軸方向の名目的な量の制限された移動を許容するが、機能性を妥協しないことが好ましい。ガスケットは独立した部品であるか、あるいは保持器の下面上に密着されるか、取り付けられる。シュラウドを保持器およびナットの部分組立（サブアセンブル）に対し組み付ける前に、図１に示されるように、設置時に保持器のスリーブを拡張するためのステムまたはマンドレルが、ナットおよび保持器の部分組立（サブアセンブル）の間に位置決めされる。しかる後、シュラウドは、部分組立（サブアセンブル）上に配置され、保持器およびガスケットの下側に折り曲げられる。これにより、部品の総合的アセンブリを設置前に維持する。ワークピースへの設置中、部分組立（サブアセンブル）はワークピースの開口の下側に位置決めされる。次に、ステムまたはマンドレルが、ナット板アセンブリから引き出され、保持器の管状スリーブ部分をワークピースの開口壁面に接して拡張させる。これにより、密閉式リベットレスナット板を定位置に固定する。このとき、ガスケット部品の封止部分は、ワークピースの隣接表面に係合する。そのようなものとして、ガスケットおよびシュラウドは、結果として生ずるジョイントを漏洩しないように封止する。
【００１７】
この発明の構造および動作の組織および手法は、その更なる目的および利点と共に、添付の図面に関連してなされる以下の説明を参照することによって、最も良く理解される。図面では、同様の参照符号は同様の要素を識別している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明は、異なる形の実施形態に受け入れ可能であるが、実施形態が図面に示され、ここで詳細に説明される。但し、この説明は、発明の原理の例示と考えられるべきものであって、この発明を、ここに図示され、説明されたものに制限することを意図したものではない、と理解されるべきである。
【００１９】
図１及び２は、本発明の一実施形態に係る密閉式リベットレスナット板１０を示している。この密閉式リベットレスナット板１０は、最小数の部品を備え、迅速かつ容易に組み立て可能である。
【００２０】
さらには、密閉式リベットレスナット板１０は、押出の失敗を回避すると共に封止機能を強化するように構成されたシュラウド１２を備える。シュラウド１２は、ベース部分１６だけでなく、ドーム部分１４を有する。ベース部分１６は、ロール状端部を有する。この端部は、リップ１８をその端２０に有し、このリップ１８はガスケット２２に接して丸められている。加えて、シュラウド１２のベース部分１６の表面２１は、シュラウド１２を安定させて、ナット３２のより大きな押出抵抗を与える円周リブ２３を有する。シュラウド１２は、ステンレス鋼を打ち抜き形成したものであり、またガスケット２２はゴム製であることが好ましい。ガスケット２２の好ましい形態が図８〜１０に示されている。図示のように、ガスケット２２は円形で、封止リップまたはリッジ２４および８０をその底面２６上に有する。図６に示されるように、封止リップ８０が設置後に完全に押し下げられる間に、他方の封止リップ２４がシュラウド１２のリップ１８を超えて軸方向に延びることが好ましい。
【００２１】
シュラウド１２のリップ１８がガスケット２２に接して丸められているという事実は、シュラウド１２が総合的アセンブリ１０を概ね一緒に保持して、シュラウド１２が押されて保持器３０およびナット３２から離されることがないようにする。ガスケット２２は、保持器３０の下面に密着されていることが好ましい。この代わりに、ガスケット２２は、保持器３０に密着されていない別部品として設けることもできる。あるいは、接着剤または他の形態の取り付けによって保持器３０に固定され得る。
【００２２】
シュラウド１２およびガスケット２２に加えて、密閉式リベットレスナット板１０は、保持器３０と、ナット３２とを備える。これらは互いに係合して、ナット３２が所定量、例えば０．０３０インチ、ｘ軸３４およびｙ軸３６の方向に浮遊できるようにする（図３参照）。このために、ナット３２は、外ネジ付きの締結具を受け入れるためのネジ付きの貫通孔３８だけでなく、ベース部分４０をも有する。ベース部分４０は、穴４２（図５参照）またはスロット４４（図７参照）のいずれかの形態の開口部を有する。この開口部は、保持器３０上の対応する凸部または押出成形された凹部４６（図１，２，３，５および６参照）を受けるためのものである。図面は、４つの凸部または押出成形された凹部４６を有する保持器３０と、４つの対応する穴４２またはスロット４４を有するナット３２とを示しているが、４以外の数を設けることもできる。この代わりに、ナット３２のベース部分４０が凸部または押出成形された凹部を有し、保持器３０が対応する穴またはスロットを有することもできる。穴４２またはスロット４４を凸部または凹部４６よりも大きなサイズにして、雄ネジ付きの締結具（図示せず）との整合および係合を可能とするに必要なｘ−ｙ方向の所望の移動を与えるようにしてもよい。しかしながら、保持器３０が凸部または押出成形された凹部４６を有するようにすると、ガスケット２２が故障した場合に、流体漏洩に対する追加の境界を与える。にもかかわらず、この特徴（即ち、保持器３０とナット３２との係合）は、過大なスロットおよび開口部に関して、ナット３２のｘ軸およびｙ軸浮遊の具体的な量を与えるように構成されている。シュラウド１２は、ナット３２が垂直軸５０（図１及び３参照）の方向に名目的な量だけ移動することを可能にする。これにより、ナット３２の浮遊を可能にしながら、一貫したアセンブリを可能にする。加えて、上述したように、シュラウド１２は（即ち、そのリップ１８を介して）、シュラウド１２が押されて保持器３０およびナット３２から離れないように構成されている。
【００２３】
保持器３０は、中央開口５４を与える管状部分またはスリーブ５２を有する。この中央開口は、締結具が保持器３０を通して延びると共にナット３２の内ネジ付き貫通孔３８に係合することを可能にする。図１に示されているように、中央開口５４の形状は、最初に保持器３０内に係合されるマンドレル５８の頭部５６よりも小さめになるように設定されている。図４に最も明瞭に示されているように、保持器３０の管状部分５２の外面６０は、ローブまたはリブ６２を有することが好ましい。
【００２４】
設置中にマンドレル５８が引き出されると、保持器３０の管状部分５２は変形し、半径方向外側に拡張する。この結果、ローブまたはリブ６２は、ワークピース６６の壁面６４（図６参照）に埋め込まれる。この設置プロセスは、２００１年１０月１７日に出願された特許出願第１０／２７２，７２１号（公開番号ＵＳ２００３／００９１４０８Ａ１）に記載されている。この特許出願は、参照によりその全体がここに組み入れられる。
【００２５】
上述したように、ナット３２のベース部分４０は、保持器３０上の対応するスタッド、凸部または押出成形された凹部４６（図１，２，３，５および６参照）を受け入れる（図５に示されているような）過大な穴４２または（図７に示されているような）過大なスロット４４のいずれかを有することが好ましい。この特徴は、ナット３２の所定量のｘ軸およびｙ軸浮遊を与える。保持器３０上の対応する凸部または押出成形された凹部４６を受け入れる穴４２またはスロット４４のいずれかをナット３２が有するようにする変形例として、ナット３２のベース部分４０が、保持器３０上の対応する穴またはスロットに係合する凸部または押出成形された凹部を有してもよい。
【００２６】
上述したように、シュラウド１２は、ステンレス鋼を打ち抜き加工したものであることが好ましい。ナット３２と保持器３０もまた、ステンレス鋼を打ち抜き加工したものであることが好ましい。設置時に廃棄されるマンドレル５８は、通常の金属、例えば鋼またはステンレス鋼で形成され得る。
【００２７】
密閉式リベットレスナット板１０を組み立てるために、保持器３０とナット３２は互いに整列され（即ち、押出成形された凹部または凸部４６および穴４２またはスロット４４に対して）、そして事前組み立てされる。組立中は、デザイン全体計が対照的であるので、ナット３２と保持器３０との間に如何なる方位が使用されても関係ない。丸いデザインでは、密閉式リベットレスナット板１０をその応用に組み立てる際の方向の問題も存在しない。この点において、マンドレル５８はその所望の方位に配置される。
【００２８】
この事前組み立て中に、ガスケット２２もまた、その適切な方位に配置される。このとき、マンドレル５８の頭部５６は保持器３０の開口５４内に配置される。シュラウド１２は、その部分組立（サブアセンブル）上に係合し、シュラウド１２のリップ１８は、ガスケット２２に接して丸められて、封止を与え、これにより総合的アセンブリ１０を一緒に固定する。代替的な解決法として、種々の部品がシュラウド１２内で組み立てられる。この場合、リップ１８の丸め処理は、組立の最終工程となる。続いて、この分野では、密閉式リベットレスナット板１０（マンドレル５８付き）は、ワークピース６６の開口７０に挿入され、そしてマンドレル５８は引き出されて、スリーブ５２を拡張する。この結果、保持器３０の管状スリーブ部分５２上のローブまたはリブ６２は、ワークピース６６の壁面６４内に埋め込まれる（図６参照）。総合的アセンブリは、それからワークピース６６に設置され、そして上記で論じた外ネジに関する後続の搭載動作に備える。
【００２９】
上述した本発明の一実施形態に係るリベットレスナット板１０は、ナット３２の浮遊を与える他に、優れた封止特性を与える。リベットレスナット板１０は、ガスケット２２上の封止リップ２４および８０や、シュラウド１２のベース部分１６上に設けられた円周リブ２３のような構造体に起因して、優れた封止特性を与える。
【００３０】
本発明の実施形態がここに図示され、説明されたが、開示の精神及び範囲を逸脱すること無しに、当業者が本発明の種々の変形例を工夫することは想像される。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の一実施形態に係る密閉式リベットレスナット板アセンブリの設置前の断面図である。
【図２】図１に示された密閉式リベットレスナット板の分解斜視図である。
【図３】図１および２に示された密閉式リベットレスナット板の保持器部品の頂部斜視図である。
【図４】図３に示された保持器の底部斜視図である。
【図５】図３と同様の図であるが、ナットを示し、また保持器上の凸部または押出成形された凹部とナットのベース部分の対応する過大な穴との関係を示している。
【図６】図１と同様の図であるが、マンドレルが引き出されて、保持器のスリーブが拡張した結果、ワークピース中に設置された密閉式リベットレスナット板を示している。
【図７】図５に示されたナットの変形例として使用されるナットの頂部斜視図である。
【図８】図１および２に示された密閉式リベットレスナット板のガスケット部品の底部斜視図である。
【図９】図８に示されたガスケットの上面図である。
【図１０】図８及び９に示されたガスケットの図９の線１０−１０に沿った断面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１０：密閉式リベットレスナット板
１２：シュラウド
１６：ベース部分
２２：ガスケット
２３：円周リブ
３０：保持器
３２：ナット
３８：貫通孔
４２：穴
４４：スロット
４６：凸部または凹部
５２：管状部分
５８：マンドレル
６２：ローブまたはリブ
６６：ワークピース
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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