(57)【要約】複数のワークピース(24)(26)を締結するためのブラインドファスナー(10)であって、スリーブ(14)とピン部材(12)を具えている。他の実施例において、ブラインドファスナーは、スリーブ、ピン部材及びナットを有している。スリーブ(14)のヘッド部(42)には、後方に傾斜する複数の凹部(54)が設けられている。凹部(54)は、取付ツールに固定されたノーズ(58)の一方の端部に形成され、後方に傾斜する複数の凸部(56)と係合可能である。ピン部材(12)は、取付ツールに固定されたドライバー(62)のスプラインと係合可能なスプラインを有するヘッド部(38)を含んでいる。ピン部材(12)上にスプライン付ヘッド部(38)、スプライン付ドライバー、スリーブ(14)に形成された後方に傾斜する凹部(54)、及びノーズ(58)に形成された後方に傾斜する凸部(56)を用いることにより、ブラインドファスナー(10)の取付中、凸部(56)の凹部(54)からのカムアウトは起こらない。ブラインドファスナー(10)を取り付けるためのノーズ組立体(60)についても提供される。【選択図】  図１
2007500831.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アクセス側ワークピースとブラインド側ワークピースを有する複数のワークピースを締結するためのブラインドファスナーであって、スリーブとピン部材を具えており、
スリーブは、一方の端部に内ネジが形成された本体部と、他方の端部にヘッド部を有しており、スリーブの内ネジ部はスリーブの内側の平滑部に隣接しており、スリーブの内ネジ部はスリーブの平滑部に移行し、スリーブの平滑部の肉厚はスリーブの内ネジ部の肉厚よりも薄く、スリーブのヘッド部は略平滑な外面を有しており、前記外面には、後方に傾斜する複数の凹部が略環状に設けられ、前記凹部は、取付ツールに固定されたノーズの一方の端部に略環状に設けられた複数の後方に傾斜する凸部と係合可能であり、
ピン部材は、細長いシャンクを有し、該シャンクは、スリーブの平滑部の中に収容される真直な平滑部を有し、ピン部材の一方の端部にネジ部を有しており、前記ネジ部はスリーブの内ネジ部に螺合されるようになし、ピン部材は、シャンクに隣接してスリーブの中に収容される第１ヘッド部と、ピン部材の他方の端部位置にスプラインを有する第２ヘッド部とを有し、ピン部材は、第１ヘッド部と第２ヘッド部の間に破断溝を有しており、前記破断溝は、ピン部材のネジ部とスリーブの内ネジ部の螺合を容易に行なうための取付ツールを用いてファスナーに対して相対的回転力を作用させると、ねじれ剪断力で破断するようになっており、スリーブは、ブラインド側ワークピースの外面に隣接する部分は内ネジ部よりも肉厚が薄くなっており、前記部分は、取付ツールでファスナーに回転力を作用させたとき、複数のワークピースを締結するためのバルブ部への変形が容易に行われるように、アニーリングが施されている、ブラインドファスナー。
【請求項２】
スリーブの平滑部の肉厚は、スリーブの内ネジ部に隣接する位置からブラインド側ワークピースの外面まで徐々に減少している請求項１のブラインドファスナー。
【請求項３】
スリーブの平滑部は、スリーブの内ネジ部に隣接する位置での肉厚が、スリーブに形成された段部によって、スリーブのネジ部の肉厚よりも一気に減少している請求項１のブラインドファスナー。
【請求項４】
ノーズは、非変形性材料から作られた複数の凸部を有している請求項１のブラインドファスナー。
【請求項５】
スリーブの一部がピン部材と物理的に接触して、スリーブとピン部材とを摩擦力で固定するために、スリーブの本体部に、複数のディンプルが設けられている請求項１のブラインドファスナー。
【請求項６】
内孔を有し、一方の端部は、スリーブに形成された複数の後方に傾斜する凹部に係合可能であって後方に傾斜する複数の凸部を有し、他方の端部は取付ツールに係合可能であるノーズと、
内孔を有し、一方の端部は、ピン部材のヘッド部のスプラインと係合可能なスプラインを前記内孔の一部に有し、他方の端部は、取付ツールに係合可能であり、ノーズの内孔の中に、ノーズに対して回転可能及び移動可能に配備されたドライバーと、
ドライバーの内孔に配備され、ファスナーの取付けが完了した後、ピン部材のスプライン付ヘッド部を排出するためのエジェクターと、
ドライバーの内孔に配備され、エジェクターに相対的な軸方向の力を及ぼして、エジェクターをピン部材のスプライン付ヘッド部に当接させるスプリングと、をさらに具えている請求項１のブラインドファスナー。
【請求項７】
凹部は比較的浅い請求項１のブラインドファスナー。
【請求項８】
アクセス側ワークピースとブラインド側ワークピースを有する複数のワークピースを締結するためのブラインドファスナーであって、
ワークピースの孔に挿入されるほぼ筒状のスリーブ本体を具え、該スリーブ本体は、後方側にテーパ状端部を有し、該端部はブラインド側ワークピースを越えて後方に延びており、前記スリーブ本体は、アクセス側ワークピースの外面に当接する拡大ヘッド部を有しており、該ヘッド部は、外面が略平滑な面であり、前記外面には、後方に傾斜する複数の凹部が略環状に設けられ、前記凹部は、取付ツールに固定されたノーズの一方の端部に略環状に設けられた複数の後方に傾斜する凸部と係合可能であり、
細長いシャンクを有するピン部材を具え、前記シャンクは、スリーブ本体に収容される真直な平滑部と、ピン部材の一方の端部に形成され、ブラインド側ワークピースを越えて後方に延びるネジ部とを有しており、ピン部材は、シャンクに隣接してスリーブ内に収容される第１ヘッド部と、ピン部材の他方の端部位置にあるスプライン付の第２ヘッド部とを有し、ピン部材は、第１ヘッド部と第２ヘッド部の間に破断溝を有しており、前記破断溝は、ピン部材のネジ部とスリーブのネジ部の螺合を容易に行なうための取付ツールを用いて、ファスナーに対して相対的回転力を作用させると、ねじれ剪断力で破断するようになし、
ピン部材のネジ部に螺合可能な内ネジ部を有するナットを具え、ナットの一方の端部は、スリーブ本体の後方テーパ状端部に隣接する位置にあり、ピン部材のネジ部とナットのネジ部の螺合を容易に行なうための取付ツールを用いて、ファスナーに対して相対的取付力を作用させると、スリーブ本体の後方テーパ状端部と係合可能であり、ナットがスリーブ本体部の後方テーパ状端部の上を引き寄せられると、ナットの一方の端部がバルブ状に変形し、複数のワークピースが締結される、ブラインドファスナー。
【請求項９】
ノーズは、非変形性材料から作られた複数の凸部を有している請求項８のブラインドファスナー。
【請求項１０】
ナットの一部をピン部材と物理的に係合させて、ナットとピン部材とを摩擦力で固定するために、ナットには、複数のディンプルが設けられている請求項８のブラインドファスナー。
【請求項１１】
ノーズ組立体をさらに具え、該ノーズ組立体は、ノーズ、ドライバー、エジェクター及びスプリングを具えており、
ノーズは内孔を有し、該ノーズの一方の端部は、後方に傾斜する複数の凸部を有し、該凸部は、スリーブに形成された後方に傾斜する凹部に係合可能であり、ノーズの他方の端部は取付ツールに係合可能であり、
ドライバーは内孔を有し、該ドライバーの一方の端部は、内孔の一部に、ピン部材のヘッド部のスプラインと係合可能なスプラインを有し、他方の端部は取付ツールに係合可能であり、前記ドライバーは、ノーズの内孔の中に、ノーズに対して回転可能及び移動可能に配備されており、
エジェクターはドライバーの内孔に配備され、ファスナーの取付けが完了した後、ピン部材のスプライン付ヘッド部を排出するようになし、
スプリングは、ドライバーの内孔に配備され、エジェクターに相対的な軸方向の力を及ぼして、エジェクターをピン部材のスプライン付ヘッド部に当接させるようにしている請求項８のブラインドファスナー。
【請求項１２】
凹部は比較的浅い請求項８のブラインドファスナー。
【請求項１３】
複数のワークピースを締結するためのブラインドファスナーを取り付けるのに用いられるノーズ組立体であって、ブラインドファスナーはスリーブとピン部材を有しており、スリーブは、略平滑な外面に、後方に傾斜する複数の凹部が略環状に配備されたヘッド部を有し、ピン部材は、ブラインドファスナーの取付けが完了した後、ブラインドファスナーから分離するスプライン付ヘッド部を有しており、前記ノーズ組立体は、
内孔を有し、一方の端部には、後方に傾斜する複数の凸部が略環状に配設され、該凸部は、スリーブの略平滑な外面に後方に傾斜するように形成された凹部に係合可能であり、他方の端部は取付ツールに係合可能であるノーズと、
内孔を有し、一方の端部は、内孔の一部に、ピン部材のヘッド部のスプラインと係合可能な部分を有し、他方の端部は取付ツールに係合可能であり、前記ノーズの内孔の中に、ノーズに対して回転可能及び移動可能に配備されたドライバーと、
ドライバーの内孔に配備され、ファスナーの取付けが完了した後、ピン部材のスプライン付ヘッド部を排出するためのエジェクターと、
ドライバーの内孔に配備され、エジェクターに相対的な軸方向の力を及ぼして、エジェクターをピン部材のスプライン付ヘッド部に当接させるスプリングと、を具えているノーズ組立体。
【請求項１４】
取付ツールは、ノーズ組立体に取り付けられる請求項１３のノーズ組立体。
【請求項１５】
ブラインドファスナーのスリーブは、ブラインドファスナーに取付力が作用すると、バルブ状に変形される請求項１３のノーズ組立体。
【請求項１６】
ピン部材に螺合可能な内ネジ部を有するナットをさらに具えており、ナットの一方の端部は、取付ツールでファスナーに取付力を作用させたとき、スリーブと係合可能であり、取付ツールを用いて、ピン部材のネジ部とナットが螺合し、ナットがスリーブ上を引き寄せられると、ナットの一方の端部がバルブ状に変形し、複数のワークピースが締結される請求項１３のノーズ組立体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のワークピースを締結するためのブラインドファスナー(blind fastner)に関し、より具体的には、ブラインドファスナーを取り付けるためのブラインドファスナー及びノーズ組立体(nose assembly)に関する。
【背景技術】
【０００２】
ブラインドファスナーは、典型的には、複数のワークピースのうちの１つのワークピースのブラインドサイドにアクセスできないワークピースを締結するのに用いられる。一般的には、使用者がアクセスできるワークピースは、アクセス側ワークピースと称され、使用者がアクセスできないワークピースはブラインド側ワークピースと称される。
【０００３】
ブラインドファスナーは、航空宇宙産業において広く用いられている。本発明のブラインドファスナーは、航空宇宙用として、アルミニウム合金、その他の金属合金、それらの複合材等から作られたワークピースを締結するのに用いることがができる。
【０００４】
これまで使用されているブラインドファスナーの例は、米国特許第２９７１４２５号に記載されている。この米国特許のブラインドファスナーの主な要素は、スクリュー、ブッシング及びネジ付きナットである。一般的に、この特許のスクリュー、ブッシング及びネジ付きナットは、本発明のピン部材及びスリーブと、幾つかの点で構造が類似している。公知のファスナーと本発明のファスナーの違いは、ブッシングのヘッド部に凹部が形成され、標準の取付用ツールに取り付けられたノーズの凸部が受け入れられることである。
【０００５】
公知のファスナーを取り付けるには、外面の一方の面に複数の凸部が設けられたノーズが、標準の取付用ツールに取り付けられる。また、スクリューのドライバーヘッドに係合するよう構成されたドライバーが、標準の取付用ツールに取り付けられる。ドライバーは、スクリューのドライバーヘッドと係合され、ノーズの凸部はブッシングの凹部の中に配備されている。この公知のファスナーでは、ブッシングの凹部は、米国特許第５４９８１１０号に開示されたファスナーの商業的実施例で用いられた凹部のように比較的深くせねばならない。このように凹部を深くするのは、ノーズの凸部とブッシングの凹部との間の係合状態を良好にするためである。しかしながら、凹部を深くすると、ブッシングの強度が弱くなる不都合がある。使用に際しては、ブッシングがスクリューに関して回転しないように、ドライバーでスクリューを回転させて、ノーズの凸部をブッシングのヘッド部の凹部に係合させる。スクリューを固定ブッシングの中にネジ込むことにより、ブラインド側にバルブ部(bulb)の形成が容易に行なわれると考えられる。
【０００６】
しかしながら、この公知のファスナーは、取付作業中、ノーズの凸部が凹部からカムアウト(cam-out)するので、複数のワークピースをクランプするためのバルブ部を、ブラインド側に有効に形成することができない。凸部が凹部からカムアウトすると、ブッシングはノーズに関して回転し、凸部がブッシングのヘッド部に当たって擦れるため、ノーズの凸部が摩耗により損傷する。このようなシステムの場合、凸部に摩耗が生じるため、ノーズの交換を頻繁に行なう必要があることは理解されるであろう。さらに、ブッシングがスクリューに関して回転することは、ブラインド側にバルブ部を形成する点で好ましくない。このような方式では、バルブ部の形成において、最適な取付性能及び信頼性を達成することはできない。
【０００７】
ブッシングが回転すると、凸部が回転してブッシングのヘッド部に当たるので、ブッシングのヘッド部が擦れる。それらの擦り傷は、視覚的に損なわれるだけでなく、ブッシングの耐食性が低下する結果となる。バルブ部の形成が不適切であると、クランプ構造の向上と剪断強度の調和がとれず、これが公知のブラインドファスナーの完全性を低下させている。
【０００８】
この公知のファスナーの場合、ファスナーの使用者は、凸部とブッシングの凹部の係合を維持するために、取付用ツールに押圧力を作用させることにより、ブッシングの凹部から凸部がカムアウトしないような操作を行なう。このため、使用者は、そのような力を取付用ツールに作用させるのに疲れてしまう。
【０００９】
米国特許第２９７１４２５号と具体的に異なる点は、本発明は、スリーブのヘッド部の凹部が、ブラインド側ワークピースに向けて後方に傾斜していることである。これらの凹部は、標準の回転式取付用ツールに固定されたノーズ組立体のノーズの一端に配備された凸部と係合できるように形成される。これらの凸部もまた、ブラインド側ワークピースの方へ後方に傾斜している。傾斜凸部を傾斜凹部に係合させると、本発明のブラインドファスナーの取付作業中、スリーブのピン部材に関する回転が防止されるので特に有利である。傾斜凸部と傾斜凹部を用いると、カムアウトの問題はなくなる。それゆえ、米国特許第２９７１４２５号の構造におけるカムアウトに関する問題は解消される。さらに、本発明では、凸部と凹部が後方に傾斜するように形成されているので、従来のファスナーのカムアウトの問題は解消し、米国特許第５４９８１１０号及び第５６３４７５１号に開示されたファスナーの商業的実施例に用いられた凹部の深さと比べて、本発明の凹部の深さは比較的浅くすることができる。本発明の凹部の深さは浅いので、本発明のスリーブでは、従来の深い凹部の場合のような有意の強度低下は起こらない。
【００１０】
さらに、本発明のピン部材のドライバー用ヘッド部は、その外面にスプライン又はスレッドが形成されている。ここで用いられる「スプライン(splines)」という語は、スプライン又はスレッド(threads)を意味する。これらのスプラインは、標準の回転式取付ツールに取り付けられたノーズ組立体のドライバーのスプラインと係合可能に構成される。ドライバー用ヘッド部とドライバーがスプライン係合すると、取付ツールが作用している間、取付ツールをファスナーの方に同時に引き寄せるので、凸部と凹部との適切な接触は確実に行われ、ピン部材に対して回転トルクが与えられ、ファスナーのブラインド側にバルブ部が有効に形成される。ピン部材とドライバーとのスプライン係合によって取付ツールを引き寄せることにより、凸部と凹部は確実に係合され、米国特許第２９７１４２５号の構造におけるカムアウトに関する問題は解消する。
【００１１】
＜発明の要旨＞
本発明の目的は、ブラインドファスナーの取付中、取付ツールがブラインドファスナーの方へ引き寄せられるブラインドファスナーを提供することである。
【００１２】
本発明の他の目的は、ブラインドファスナーの取付中、取付ツールがブラインドファスナーからカムアウトしないブラインドファスナーを提供することである。
【００１３】
本発明の他の目的は、スリーブ要素の凹部が比較的浅く、スリーブの強度を有意に低下させることのないブラインドファスナーを提供することである。
【００１４】
本発明の他の目的は、ブラインドファスナーの取付中、取付ツールをブラインドファスナーの方へ引き寄せるノーズ組立体を提供することである。
【００１５】
本発明の他の目的は、ブラインドファスナーの取付中、ブラインドファスナーのカムアウトが起こらないノーズ組立体を提供することである。
【００１６】
本発明の幾つかの目的は、複数のワークピースを締結するためのブラインドファスナーを提供することによって達成される。ワークピースは、アクセス側ワークピースとブラインド側ワークピースを有している。ブラインドファスナーは、スリーブを有しており、該スリーブは、一方の端部に内ネジが形成された本体部と、他方の端部にヘッド部を有している。スリーブのネジ部は、スリーブの内側の平滑部に隣接している。スリーブのネジ部は、スリーブの平滑部に移行し、スリーブの平滑部は、スリーブのネジ部よりも肉厚が薄い。ヘッド部は、後方に傾斜する複数の凹部(rearwardly sloping recesses)を有しており、該凹部は、取付ツールに固定されたノーズの一方の端部に配備された複数の後方に傾斜する凸部(reawardly sloping nibs)と係合可能である。凹部の深さは比較的浅い。ブラインドファスナーは、細長いシャンクを有するピン部材をさらに有している。シャンクは、スリーブの平滑部の中に収容される真直な平滑部を有し、一方の端部に、スリーブのネジ部と螺合可能なネジ部を有している。ピン部材は、シャンクに隣接して、スリーブの中に載置される第１ヘッド部を有し、ピン部材の他方の端部に、スプラインが形成された第２ヘッド部を有している。ピン部材は、第１ヘッド部と第２ヘッド部の間に破断溝を有している。破断溝は、取付ツールからファスナーに相対的回転力が加えられたとき、ねじれ剪断力で破断するようになっている。取付ツールによって、ピン部材のネジ部とスリーブのネジ部の螺合が進行し、ブラインド側ワークピースの外面に隣接する箇所で、スリーブのネジ部よりも肉厚が薄い部分はバルブ状に変形する。
【００１７】
本発明の他の目的は、複数のワークピースを締結するための他の実施例にかかるブラインドファスナーを提供することによって達成される。ブラインドファスナーは、ワークピースの孔の中に挿入される筒状のスリーブ本体を具えている。スリーブ本体は、ブラインド側ワークピースを越えて後方に延びる後方テーパ状端部と、アクセス側ワークピースの外面に当接する拡大ヘッド部とを有している。スリーブのヘッド部には、後方に傾斜する複数の凹部が形成され、該凹部は、取付ツールに固定されたノーズの一方の端部に設けられた後方に傾斜する複数の凸部と係合可能である。凹部は比較的浅い。ブラインドファスナーはまた、前記実施例のピン部材と同一のピン部材を有している。ブラインドファスナーはナットを有し、該ナットは、ピン部材のネジ部に螺合可能なネジ部を有する内孔を有している。ナットの一方の端部は、スリーブ本体の後方テーパ状端部に隣接する位置にあり、取付ツールからファスナーに相対的取付力が加えられたとき、スリーブ本体の後方テーパ状端部と係合可能であり、取付ツールによって、ピン部材のネジ部とナットのネジ部の螺合が進行し、ナットがスリーブ本体部の後方テーパ状端部の上を引き寄せられると、ナットの一方の端部がバルブ状に変形し、複数のワークピースが締結される。
【００１８】
本発明の他の目的は、前記ブラインドファスナーのどちらか一方を取り付けるためのノーズ組立体を提供することによって達成される。ノーズ組立体は、ノーズ、ドライバー、エジェクター及びスプリングを有している。ノーズは内孔を有し、該ノーズの一方の端部は、後方に傾斜する複数の凸部を有しており、該凸部は、ブラインドファスナーのスリーブの中に設けられて、後方に傾斜する凹部と係合可能であり、前記ノーズの他方の端部は取付ツールに係合可能である。ドライバーは内孔を有し、該ドライバーの一方の端部は、内孔の一部に、ピン部材のスプライン付ヘッド部と係合可能なスプラインが形成されている。ドライバーの他方の端部は、取付ツールに係合可能である。ドライバーは、ノーズの内孔の中に、ノーズに対して回転可能及び移動可能に配備される。エジェクターは、ドライバーの内孔に配備され、ファスナーの取付けが完了した後、ピン部材のスプライン付ヘッド部を排出するために用いられる。スプリングが、ドライバーの内孔に配備されており、該スプリングは、エジェクターがピン部材のスプライン付ヘッド部に当接するように、エジェクターに相対的な軸方向の力を及ぼす。
【００１９】
＜望ましい実施例の詳細な説明＞
図１を参照すると、図示のファスナー(10)は、ピン部材(12)とスリーブ(14)を含んでいる。ファスナーの分野において、ピン部材(12)は、ボルト、スクリュー、スピンドル又はステムと称されることもあり、スリーブ(14)は、ブッシング、ナット又はナット本体と称されることがある。ピン部材(12)は細長いシャンク(18)を有し、該シャンクは、締結されるべき一対のワークピース(24)(26)の夫々の孔(20)(22)を貫通する。シャンク(18)の一方の端部にはネジ部(28)があり、該ネジ部は、スリーブ(14)の一体構成要素である内ネジ部(30)と螺合可能である。シャンク(18)のネジ部(28)の直径は、ネジ部(28)に隣接する平滑部(smooth portion)(32)の直径よりも小さい。ピン部材(12)は、平滑部(32)に隣接してヘッド部(34)が設けられており、該ヘッド部は、スリーブ(14)の外端部の外方に向かう環状シート部(36)に載置されることができる。図示された具体的構造では、ヘッド部(34)は切頭円錐形であり、シート部(36)は、ピン部材(12)がスリーブ(14)の中へ収容されるように、相補的なテーパ状である。また、ヘッド部(34)に隣接して、第２ヘッド部(38)がピン部材(12)の一部として形成されており、該ヘッド部(38)は、取付ツールに取り付けられた適当なドライバーに係合可能なスプライン又はスレッド(40)を有している。ヘッド部(34)と第２ヘッド部(38)の間には、ピン部材(12)の強度が最も弱い箇所である破断溝(41)があり、ファスナー(10)がセットされた後、ヘッド部(38)に回転力が加えられると、破断溝(41)にねじり剪断力が作用して破損するようになっており、これによって、ピン部材(12)はスリーブ(14)と同一平面上になる。
【００２０】
スリーブ(14)は、平滑な外表面を有する円筒形の本体部を有しており、ワークピース(24)(26)の孔(20)(22)の中に軽い隙間嵌め又は圧入される。また、スリーブ(14)は、一方の端部にヘッド部(42)があり、該ヘッド部(42)は、典型的には、アクセス側ワークピース(24)の外部面と同一平面となるように収容される。或いはまた、ヘッド部(42)は、アクセス側ワークピース(24)の外部面から突出させることもできる。ヘッド部(42)の形状は、丸い形、六角形その他ファスナー分野で良く知られている適当な形状であってよい。スリーブ(14)は、他方の端部に内ネジ部(30)があり、該内ネジ部(30)は、ピン部材(12)のネジ部(28)と螺合可能である。スリーブ(14)の内ネジ部(30)は、スリーブ(14)の内側の平滑部(46)よりも肉厚が大きい。平滑部(46)の肉厚は、内ネジ部(30)に隣接する箇所が最も大きい。一実施例において、平滑部(46)の肉厚は、スリーブ(14)のテーパ部(48)に沿って、ブラインド側ワークピース(26)の外部の位置(50)まで、徐々に小さくなっている。スリーブ(14)の平滑部(46)の肉厚は、前記位置(50)からスリーブ(14)のヘッド部(42)まで略同じである。スリーブ(14)のテーパ部(48)はバルブ部(52)が形成される部位であるが、前記バルブ部(52)を形成し易くするために、所望により、局部的に高周波によるアニーリングを施すこともできる。テーパ部(48)は、ファスナー(10)のグリップのほぼ全範囲において、ブラインド側ワークピース(26)に当たってバルブ部を形成し易くする。他の実施例として、スリーブ(14)に段部(図示せず)を設けて厚さを一気に減じた後、スリーブ(14)のヘッド部(42)に達するまでほぼ同じ厚さにすることもできる。スリーブ(14)の平滑部(46)は、ワークピース(26)の外面に隣接する部分の肉厚を、内ネジ部(30)よりも薄肉にしてあり、バルブ部(52)を形成し易くするために、局部的に高周波によるアニーリングを行なうこともできる。
【００２１】
図３を参照すると、スリーブ(14)のヘッド部(42)には、図４のノーズ(58)に設けられた複数の凸部(56)を受け入れることのできる複数の凹部(54)が形成されている。望ましくは、凹部(54)は、ブラインド側ワークピース(26)に向かって後方に傾斜しており、その深さは比較的浅い。凹部(54)の深さを比較的浅くすることにより、従来のブラインドファスナーに形成される深い凹部と比べて、本発明のスリーブ(14)の強度低下は少なくて済む。複数の凹部(54)は、スリーブ(14)のヘッド部(42)に、ほぼ環状に形成される。環状の配置は、十字形の穴(cross recesses)を用いることにより、ヘッド部(42)の強度を低下させないので有利である。或いはまた、凹部(54)は、スリーブ(14)のヘッド部(42)が凸部(56)と係合できる任意の形状に形成することもできる。例えば、ノーズ(58)の凸部(56)が凹部(54)に対応する形状を有しさえすれば、凹部(54)は、六角形、四角形、プラス溝、又は単一溝に形成することができる。
【００２２】
凹部(54)の場合と同様、凸部(56)についても、個数を変えることもできるし、異なる多くの配置及び形態が可能である。複数の凸部(56)は、スリーブ(14)のヘッド部(42)がノーズ(58)と係合できる任意の形状に形成することができる。図４において、凸部(56)は、ノーズ(58)上に、ほぼ環状に配置される。或いはまた、スリーブ(14)の凹部(54)が凸部(56)に対応する形状を有する限り、凸部(56)は、六角形、四角形、プラス溝、又は単一溝に形成することができる。望ましくは、凹部(54)の場合と同様、凸部(56)はブラインド側ワークピース(26)に向かって後方に傾斜している。前述したように、凹部(54)及び凸部(56)の後方傾斜面が特に有利な点は、ファスナー(10)の取付中、スリーブ(14)からノーズ(58)のカムアウト(camming out)が起こらないようにすることである。また、凸部(56)は、ファスナーの取付中に変形しないように、非変形性材料から作られることが好ましい。
【００２３】
図６を参照すると、図示のノーズ組立体(60)は、標準の回転式取付ツール(図示せず)に取り付けられている。なお、図面を簡略化するために、取付ツールの詳細を省略している。ノーズ組立体(60)は、任意の数の標準回転式取付ツールに取り付けられることができ、ノーズ組立体(60)が前記取付ツールに取り付けられるように、ノーズ組立体(60)に多少の変形が施される。図６に示されるように、ノーズ組立体(60)は、ノーズ(58)、ドライバー(62)、エジェクター(64)及びスプリング(66)から構成される。ノーズ(58)の内孔(68)は、ドライバー(62)を収容できるようになっており、前記ドライバー(62)の内孔(70)は、エジェクター(64)とスプリング(66)を収容できるようになっている。図４に示されるように、ノーズ(58)は、一方の端部に複数の凸部(56)が設けられている。図４は、外観を簡略化するために、ノーズ(58)に形成されたフランジ(図６及び図７参照)の図示は省略されている。ドライバー(62)は、ノーズ(58)の内孔(68)の中に配備される。ドライバー(62)の内孔(70)の一方の端部には、ピン部材(12)の相補的形状を有するスプライン又はスレッド(40)と係合可能なスプライン又はスレッド(72)が形成される。前述したように、ドライバー(62)とピン部材(12)のスプライン係合は、凸部(56)と凹部(54)のツール係合が確実に行われるように、取付ツールをスリーブの方へ引き寄せる点において特に有利である。必要に応じて、ドライバー(62)の外面に、レンチフラット(wrenching flats)(74)が設けられる。レンチフラット(74)は、ドライバー(62)のスレッドが、標準の回転式取付ツール(図示せず)の回転ドライブシャフト(図示せず)に螺合できるように、標準ツールと係合することができる。取付ツールは、その使用中、ドライバー(62)を回転可能に駆動するが、ノーズ(58)は回転可能なドライバー(62)に関して固定されている。エジェクター(64)は、ファスナー(10)の取付完了後、ヘッド部(38)を排出する役割を有する。エジェクター(64)とスプリング(66)は、ドライバー(62)の内孔(70)の中に配備される。スプリング(66)は、エジェクター(64)と回転駆動シャフト(図示せず)との間で、圧縮状態で保持される。エジェクター(64)は、第１の直径部(78)と第２の直径部(80)を有している。エジェクター(64)の第１直径部(78)は、内孔(70)のスプライン(72)が形成されていない箇所の直径よりも僅かに小さく、内孔(70)のスプライン(72)が形成された箇所の直径よりも大きい。エジェクター(64)の第２直径部(80)は、内孔(70)のスプライン(72)が形成された箇所の直径よりも僅かに小さいので、図７に示されるように、ファスナー(10)の取付完了後、ヘッド部(38)をノーズ組立体(60)から排出するために、エジェクター(64)の第２直径部(80)は、内孔(70)のスプライン領域を通ることができる。第１直径部(78)の直径は、内孔(70)のスプライン(72)が形成された箇所の直径よりも大きいので、ファスナー(10)の取付完了後も、エジェクター(64)は依然として内孔(70)の中にある。図７に示されるように、エジェクター(64)は、第２直径部(80)に隣接してヘッド部(82)があり、該ヘッド部(82)は、ドライバー(62)のスプライン(72)に隣接する領域で、外方に向かう環状シート部(84)に載置されることができる。図示の具体的実施例において、ヘッド部(82)は、切頭円錐形であり、シート部(84)はそれに相補的形状のテーパ状であるので、ヘッド部(38)がノ��ズ組立体(60)から排出された後、エジェクターはドライバー(62)の中に残る。
【００２４】
ファスナーの組立ては、ファスナー(10)をワークピース(24)(26)の中へ取り付ける前に行われる。図１を参照して組立工程を説明すると、まず、スリーブ(14)の螺合されるべき部分が、ピン部材(12)に螺合される。次は、スリーブ(14)の本体のディンプル形成工程であり、スリーブ(14)の本体の外面の僅かな部分がピン部材(12)に当たって物理的に変形される。ディンプル形成により、スリーブ(14)の材料の一部分がピン部材(12)に対して変位し、十分な係合が達成され、ファスナー取付け後、振動によるピン部材(12)の緩みが防止される。好ましくは、ディンプルは、スリーブ(14)の外面で、ピン部材(12)と螺合される部分に隣接する位置に形成される。ファスナー(10)の組立工程は完了し、ファスナー(10)は取付可能な状態になる。
【００２５】
組み立てられたファスナー(10)は、複数のワークピース(24)(26)を締結するために用いられる。ファスナー(10)は、ワークピース(24)(26)の位置合わせした孔(20)(22)の中に挿入され、スリーブ(14)のヘッド部(42)はアクセス側ワークピース(24)の外面に当たって収まり、スリーブ(14)の内ネジ部(30)の一部はワークピース(26)の中から出て、ブラインド側ワークピース(26)の外面に隣接する。
【００２６】
ファスナー(10)を取り付けるのに、ノーズ組立体(60)を有する回転式取付ツール(図示せず)が用いられる。ピン部材(12)のスプライン又はスレッド(40)は、相補的形状を有するドライバーのスプライン又はスレッド(72)と係合する。使用者がツールを作用させると、ドライバー(62)はノーズ(58)の内孔(68)の中で回転されるが、ノーズ(58)はドライバー(62)に関して動かない。ピン部材(12)とノーズ組立体(60)のスプライン係合により、ノーズ組立体を、ファスナー(10)の方へ引き寄せるので、凸部(56)と凹部(54)の適切な係合が達成され、ピン部材(12)に回転トルクが与えられて、ファスナー(10)にバルブ部(52)が効果的に形成される。ヘッド部(38)の軸方向に相対移動により、図６に示される如く、エジェクター(64)を、ドライバー(62)の内孔(70)の中を押しやり、スプリング(66)を圧縮する。ピン部材(12)は回転トルクが与えられ、取付ツールの使用中、ノーズ組立体に対して相対的な軸方向の力が作用するので、ノーズ(58)の凸部(56)は、スリーブ(14)の相補的形状の凹部(54)と係合し、ノーズ(58)は回転駆動されたドライバー(62)に関して固定されるので、ノーズ(58)に関するスリーブ(14)の回転は防止される。また、凸部(56)とノーズ(58)は、ブラインド側ワークピース(26)に向けて後方に傾斜しているので、ファスナー(10)の取付中、ノーズ(58)の凹部(54)からのカムアウトは防止される。前述したように、本発明では、米国特許第２９７１４２５号の構造におけるカムアウトに関する問題は解消される。
【００２７】
取付ツールによってピン部材(12)が回転し、スリーブ(14)が固定されるので、スリーブ(14)のヘッド部(42)は、ノーズ(58)の凸部(56)による摩耗又は擦過傷が起こらないことに意義がある。ファスナー(10)の取付中、凸部(56)と凹部(54)の間は係合が維持されるので、ノーズ(58)に対するスリーブ(14)のスリップは起こらない。凹部(54)と凸部(56)は、ブラインド側ワークピース(26)に向けて後方に傾斜しているので、一貫した予測可能な結果がもたらされ、スリーブ(14)とノーズ(58)との間で、カムアウト(cam-outs)によるスリップは起こらない。
【００２８】
取付ツールによって取付荷重が加えられると、ピン部材(12)はスリーブ(14)にさらにネジ込まれ、ブラインド側ワークピース(26)の外面に隣接するスリーブ(14)のネジ部(30)よりも肉厚が薄いスリーブ(14)の部分は変形して、図２に示されるバルブ部(52)が形成される。十分な大きさのバルブ部(52)が形成されると、ピン部材(12)のさらなる回転は停止する。この位置で、ねじれ負荷がピン部材(12)に蓄積され、破断溝(41)はねじれ剪断力で破損し、図２及び図７に示されるように、ヘッド部(38)が破断する。この位置で、スプリング(66)はエジェクター(64)を付勢し、切断されたヘッド部(38)はノーズ組立体(60)から排出される。第１直径部(78)の直径は、内孔(70)のスプライン(72)が形成された部分の直径よりも大きいので、ファスナー(10)の取付完了後、エジェクター(64)は内孔(70)の中に残る。図２及び図７に示されるように、ヘッド部(38)は、ヘッド部(42)に損傷を与えることなく、ピン部材(12)から分離する。ピン部材(12)の残りの部分は、スリーブ(14)のヘッド部(42)の外面と同一面上にある。
【００２９】
本発明の他の実施例では、複数のピースからなるブラインドファスナーにおいて、ピン部材(12)のスプライン又はスレッド(40)、後方に傾斜する凹部(54)及び凸部(56)、並びに比較的浅い凹部(54)を利用することができる。例えば、本発明におけるピン部材(12)のスプライン(40)付ヘッド部(38)、後方に傾斜する凹部(54)及び凸部(56)、並びに比較的浅い凹部(54)は、米国特許第２９７１４２５号、第５４９８１１０号及び第５６３４７５１号に開示されたブラインドファスナーに用いられることができる。これら特許の内容については、その引用を以て本願への記載加入とする。米国特許第２９７１４２５号、第５４９８１１０号及び第５６３４７５１号に開示されたブラインドファスナーに対して、ピン部材(12)のスプライン(40)付ヘッド部(38)、後方に傾斜する凹部(54)及び凸部(56)、並びに比較的浅い凹部(54)を使用することについて、その説明を省略するが、当該分野の専門家であれば、本発明の開示を用いるために、米国特許第２９７１４２５号、第５４９８１１０号及び第５６３４７５１号のファスナーを改変することができるであろう。
【００３０】
本発明の実施例について記載したが、本発明は、特許請求の範囲の記載の範囲内で、異なる態様で具体化されることは理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明のファスナーの部分断面図であって、複数のワークピースの位置合わせされた孔の中に挿入されたファスナーの構成要素を示す図である。
【図２】本発明のファスナーの部分断面図であって、複数のワークピースの位置合わせされた孔の中に挿入され、取付けが完了したファスナーの構成要素を示す図である。
【図３】本発明のスリーブの横断面斜視図であって、スリーブのヘッド部に形成された複数の傾斜凹部を示す図である。
【図４】本発明のノーズの底部斜視図であって、該ノーズの一端部に形成された複数の傾斜凸部を示す図である。
【図５】本発明の取付ツールのドライバーの横断面図であって、該ドライバーの内孔に形成されたスプラインを示す図である。
【図６】本発明のファスナー・ノーズ組立体の部分断面図であって、ファスナーが複数のワークピースの位置合わせされた孔の中に挿入された後、該ファスナーに係合されたファスナー・ノーズ組立体の構成要素を示す図である。
【図７】本発明のファスナー・ノーズ組立体のスプライン付ヘッド部の部分断面図であって、ファスナーの取付けが完了した後、ファスナー・ノーズ組立体の構成要素を示す図である。
【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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【手続補正書】
【提出日】平成18年3月8日(2006.3.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
取付ツールと組み合わせて用いられるブラインドファスナーであって、該ブラインドファスナーに相対的回転力が加えられると、アクセス側ワークピースとブラインド側ワークピースを有する複数のワークピースが締結されるようになっており、前記ブラインドファスナーは、スリーブとピン部材を具えており、
スリーブは、一方の端部の内側にネジが形成された本体部と、他方の端部にヘッド部を有しており、スリーブのネジ部はスリーブの内側の平滑部に隣接しており、スリーブのネジ部はスリーブの平滑部に移行し、スリーブの平滑部の肉厚はスリーブの内ネジ部の肉厚よりも薄く、スリーブのヘッド部は略平滑な外面を有しており、前記外面には、後方に傾斜する複数の凹部が略環状に設けられており、
ピン部材は、細長いシャンクを有し、該シャンクは、スリーブの平滑部の中に収容される真直な平滑部と、ピン部材の一方の端部にスリーブのネジ部と螺合されるネジ部とを有しており、ピン部材は、シャンクに隣接してスリーブの中に収容される第１ヘッド部と、該第１ヘッド部に隣接する第２ヘッド部とを有しており、ピン部材は、第１ヘッド部と第２ヘッド部の間に破断溝を有し、スプライン付ドライバーを第２のスプライン付ヘッド部と係合させることにより、スプライン付ドライバーに取り付けられた取付ツールの使用中、ピン部材のネジ部とスリーブのネジ部の螺合が容易に行なわれ、ファスナーに対して相対的な回転力が作用して、前記破断溝は、ねじれ剪断力で破断するようになっており、
取付ツールは、後方に傾斜する複数の凸部が、ノーズの一方の端部に略環状に設けられており、
前記凸部は、スリーブのヘッド部に形成された凹部と係合し、取付ツールの使用中、凸部は凹部からカムアウトすることなく、スリーブを固定状態に維持し、
スリーブは、ブラインド側ワークピースの外面に隣接する部分はネジ部よりも肉厚が薄くなっており、前記部分は、取付ツールでファスナーに回転力が加えられたとき、複数のワークピースを締結するためのバルブ部への変形が容易に行われるように、アニーリングが施されている、ブラインドファスナー。
【請求項２】
スリーブの平滑部の肉厚は、スリーブのネジ部に隣接する位置からブラインド側ワークピースの外面まで徐々に減少している請求項１のブラインドファスナー。
【請求項３】
スリーブの平滑部は、スリーブのネジ部に隣接する位置での肉厚が、スリーブに形成された段部によって、スリーブのネジ部の肉厚よりも一気に減少している請求項１のブラインドファスナー。
【請求項４】
ノーズは、非変形性材料から作られた複数の凸部を有している請求項１のブラインドファスナー。
【請求項５】
スリーブの一部がピン部材と物理的に接触して、スリーブとピン部材とを摩擦力で固定するために、スリーブの本体部に、複数のディンプルが設けられている請求項１のブラインドファスナー。
【請求項６】
凹部は比較的浅い請求項１のブラインドファスナー。
【請求項７】
複数のワークピースを締結するために、取付ツールに固定されたノーズ組立体と組み合わせて用いられるブラインドファスナーであって、
前記ブラインドファスナーは、スリーブとピン部材を具えており、スリーブは、略平滑な外面に、後方に傾斜する複数の凹部が略環状に配備されたヘッド部を有し、ピン部材は、ブラインドファスナーの取付けが完了した後、ブラインドファスナーから分離するスプライン付ヘッド部を有しており、
内孔を有するノーズを具え、該ノーズの一方の端部は、後方に傾斜する複数の凸部が略環状に配設され、該凸部は、スリーブの略平滑な外面に後方に傾斜するように形成された凹部に係合可能であり、前記ノーズの他方の端部は取付ツールに係合可能であり、
内孔を有するドライバーを具え、該ドライバーでファスナーに相対的回転力が加えられたとき、ピン部材とスリーブの螺合が容易に行われるように、ドライバーの一方の端部は、内孔の一部に、ピン部材のスプライン付ヘッド部と係合するスプラインが設けられており、ドライバーの他方の端部は取付ツールに取付可能であり、前記ドライバーは、前記ノーズの内孔の中に、ノーズに対して回転可能及び移動可能に配備され、
取付ツールの使用中、凸部は凹部からカムアウトすることなく、スリーブを固定状態に維持する、ブラインドファスナー。
【請求項８】
ブラインドファスナーのスリーブは、ブラインドファスナーに取付力が作用すると、バルブ状に変形される請求項７のブラインドファスナー。
【国際調査報告】
2007500831.tif 000010