(57)【要約】厚みのあるパネル用の自己装着ファスナ（２０）であって、パイロット部（２２）と、フランジ部（３０）と、フランジ部内に位置する溝（３４）とを備え、溝（３４）は傾斜した外壁（３８）と底壁とを備える。底壁は、パイロット（２２）の外面（３６）へと広がる傾斜部（４２）と底壁（４２）に隣接するパイロット（２２）の外面（３６）内にある凹面（４６）とを備える。様々なパネルの厚み用のダイセット（６０、６０Ａ、６０Ｂ）はそれぞれ突起した唇（６４、６４Ａ、６４Ｂ）を備える。突起した唇は、端面（７６、７６Ａ、７６Ｂ）と、第１および第２の傾斜面（７８、７８Ａ、７８Ｂ、８０、８０Ａ、８０Ｂ）を備え、パネル（８４）を傾斜した底壁（４２）に向かって、そしてパイロット（２２）の凹面（４６）の下へと変形する。そして、ファスナ（２０）を金属パネル（８４）に取り付ける方法であって、ダイ唇（６４、６４Ａ、６４Ｂ）はパネルをパイロット部に隣接する傾斜した底壁部（４２）に向かって、凹面（４６）内に内向きに、そして溝の外側の壁（３８）の下へと変形する。
2008501905.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ほぼ平坦な端面と前記端面を通じる孔とを備える中央パイロット部と、
前記パイロット部の平坦な端面とほぼ平行な、ほぼ平坦な支持面を備える、前記パイロット部の両側に配置されるフランジ部と、
前記パイロット部に隣接する前記フランジ部のパネル支持面内に位置する溝と、
を備え、
前記溝は、前記パイロット部の外面を形成し、前記パイロット部の端面に隣接する前記パイロット部の前記端面に対してほぼ直角に広がる、内側の側壁と、底壁と、そして、隣接する前記底壁から前記パイロット部へと向かって傾斜する外側の側壁と、を備え、前記底壁は前記溝の前記外側の側壁に隣接し、前記フランジ部の前記パネル支持面とほぼ平行して延びる第１の底壁部と、前記第１の底壁部から前記溝の内側の側壁へと上向きに傾斜する第２の底壁部と、を備える、
ことを特徴とする、金属パネルに取り付けるための自己装着型雌ファスナ。
【請求項２】
前記パイロット部の前記外面は前記端面と前記溝の前記内側の側壁との間に弓形の面を備える、
ことを特徴とする、請求項１に記載の自己装着型雌ファスナ。
【請求項３】
前記パイロット部の前記外面は前記パイロット部の前記端面に対しほぼ直角に、隣接する前記端面から前記溝の隣接する前記第２の底壁部へと広がる、
ことを特徴とする、請求項１に記載の自己装着型雌ファスナ。
【請求項４】
前記パイロット部の前記外面は、前記第２の底へ基部に隣接する凹型の弓型面と、前記凹型の弓形面を前記パイロット部の前記外面に融合する外側に傾斜した面と、を備え、パネルを受け入れるための切り込み(undercut)を形成する、
ことを特徴とする、請求項３に記載の自己装着型雌ファスナ。
【請求項５】
前記パイロット部の前記外面は平坦である、ことを特徴とする、請求項３に記載の自己装着型雌ファスナ。
【請求項６】
前記第１の底壁部は前記第２の底壁部と、弓形の面で交わる、ことを特徴とする、請求項１に記載の自己装着型雌ファスナ。
【請求項７】
前記第２の底壁部は前記第１の底壁部の幅とほぼ同じ幅を備える、ことを特徴とする、請求項１に記載の自己装着型雌ファスナ。
【請求項８】
前記第２の底壁部は前記第１の底壁部から１０度から３０度の間の角度で、上向きに傾斜している、ことを特徴とする、請求項１に記載の自己装着型雌ファスナ。
【請求項９】
前記自己装着型雌ファスナは圧延された長方形のファスナであって、前記溝の前記内側および外側の側壁、および前記第１と第２の底壁部は平坦である、ことを特徴とする、請求項１に記載の自己装着型雌ファスナ。
【請求項１０】
平坦な端面と、前記端面およびパイロット部を通じる孔と、を備えるパイロット部と、
前記パイロット部の前記端面の両側に配置され、それぞれが前記パイロット部の前記端面に対してほぼ平行な長方形のパネル支持面を備えるフランジ部と、
前記パイロット部に隣接する前記フランジ部のパネル支持面内に位置する細長い溝と、
を備え、
前記細長い溝は前記パイロット部の前記端面にほぼ垂直に延びる前記パイロット部の外面を形成するほぼ平坦な内側の側壁と、前記パイロット部の前記外面と、前記パイロット部の前記端面との間に位置する弓形の面と、底壁と、そして前記底壁から前記パイロット部へと内側に傾斜する平坦な外側の側壁と、を備え、前記溝の前記底壁は前記溝の前記外側の側壁に隣接し、前記フランジ部の前記パネル支持面とほぼ平行して延びる平坦な第１の底壁部と、前記底壁部から前記パイロット部の前記外面に向かって上向きに傾斜する平坦な第２の底壁部と、を備える、
ことを特徴とする、金属パネルに取り付けるための自己装着型雌ファスナ。
【請求項１１】
前記パイロット部の前記外面は、隣接する前記端面から、隣接する前記第２の底壁部へと、前記パイロット部の前記端面に対してほぼ垂直に広がる、
ことを特徴とする、請求項１０に記載の自己装着型雌ファスナ。
【請求項１２】
前記パイロット部の前記外面は、前記溝の前記第２の底壁部に隣接する凹型の弓形面と、前記凹型の弓形面と前記パイロット部の外面とが融合する弓形に傾斜した面と、を備え、パネルを受け入れるための切り込みを形成する、
ことを特徴とする、請求項１１に記載の自己装着型雌ファスナ。
【請求項１３】
前記第１の底壁部は前記第２の底壁部と、弓形面で交わる、
ことを特徴とする、請求項１０に記載の自己装着型雌ファスナ。
【請求項１４】
前記第２の底壁部は、前記第１の底壁部の幅とほぼ同じ幅を備える、
ことを特徴とする、請求項１０に記載の自己装着型雌ファスナ。
【請求項１５】
前記第２の底壁部は、前記第１の底壁部から１０度から３０度の間の角度で上向きに傾斜する、
ことを特徴とする、請求項１０に記載の自己装着型雌ファスナ。
【請求項１６】
長方形の平坦な端面と、前記端面およびパイロット部を通じる孔と、を備える長方形のパイロット部と、
前記パイロット部の両側に配置され、前記パイロット部の前記端面の平面よりも低い位置で、前記パイロット部の両側に配置される長方形のパネル支持面と、
前記パイロット部に隣接する前記フランジ部のパネル支持面内に位置する細長い溝と、
を備え、
前記細長い溝は、前記パイロット部の隣接する端面から隣接する溝の底壁部へと、前記パイロット部の前記端面に対しほぼ垂直に広がる前記パイロット部の外面を形成する平坦な内側の側壁と、前記底壁から前記パイロット部へと内側に傾斜する平坦な外側の側壁と、を備え、前記溝の前記底壁は前記溝の前記外側の側壁に隣接し、前記フランジ部の前記パネル支持面とほぼ平行して広がる平坦な第１の底壁部と、前記底壁部から前記パイロット部の前記外面に向かって、そして前記内側の側壁に向かって、上向きに傾斜する平坦な第２の底壁部と、第２の底壁部に隣接した切り込みを有する前記パイロット部の前記外面と、を備える、
ことを特徴とする、金属パネルに取り付けるための圧延された自己装着型雌ファスナ。
【請求項１７】
前記パイロット部の前記外面の前記切り込みは弓形である、
ことを特徴とする、請求項１６に記載の圧延された自己装着型雌ファスナ。
【請求項１８】
前記パイロット部の前記外面は前記外面から前記弓形の切り込みへと内側に傾斜する、
ことを特徴とする、請求項１７に記載の圧延された自己装着型雌ファスナ。
【請求項１９】
前記パイロット部の前記外面は前記端面と弓形面で交わる、
ことを特徴とする、請求項１６に記載の圧延された自己装着型雌ファスナ。
【請求項２０】
前記溝の前記第１の底壁部は第２の底壁部と弓形面で交わる、
ことを特徴とする、請求項１６に記載の圧延された自己装着型雌ファスナ。
【請求項２１】
前記第２の底壁部は前記第１の底壁部から、１０度から３０度の間の角度で上向きに傾斜する、
ことを特徴とする、請求項１６に記載の圧延された自己装着型雌ファスナ。
【請求項２２】
自己せん孔型雌ファスナを金属パネルへ取り付ける方法であって、
前記自己せん孔型雌ファスナは、
平坦な端面を備える中央パイロット部と、
前記パイロット部の両側に配置され、前記パイロット部の前記端面に対してほぼ平行なパネル支持面を備える、フランジ部と、
前記フランジ部の前記パネル支持面に配置され、前記パイロット部の外面を形成し、前記パイロット部の前記端面に対して、前記端面からほぼ垂直に延びる内側の側壁と、前記溝の外面に隣接し、前記パイロット支持面に対してほぼ平行な第１の底壁部と、第１の底壁部から前記パイロット部の前記外面へと上向きに傾斜する、前記パイロット部に隣接する第２の底壁部とを備える底壁と、を有する溝と、
を備え、
前記溝の前記外面は前記第１の底壁部から前記パイロット部の前記外面へと内側に傾斜することを特徴とし、
前記方法は、
前記パイロット部を受け入れるように構成された開口と、前記開口に隣接し、前記パイロット部の前記端面に対してほぼ平行に延びる端面と、前記端面から外側に傾斜した外面とを有する突起した唇と、を備えるダイ部上に、金属パネルを支えるステップと、
前記パイロット部の前記端面を前記パネルへ叩きつけ、前記パネルに開口を打ち抜くステップと、
前記端面と、前記ダイ部の前記突起した唇の前記外面と、を前記開口に隣接するパネル部に対して打ち付け、前記パネルを通じて前記溝内へ、前記第２の底壁部に対して打ち付けるステップと、
前記パネル部を前記第２の底壁部に対し、また第１の底壁部に対して外側にそして前記溝の前記外側の側壁の下に変形するステップと、
を備え、これにより自己装着型雌ファスナと前記パネルの間に機械的な相互結合を形成する、
ことを特徴とする自己せん孔型雌ファスナを金属パネルへ取り付ける方法。
【請求項２３】
前記パイロット部の前記外面は隣接する前記端面から隣接する前記溝の前記底壁部まで前記端面に対し垂直に延び、前記パイロット部の前記外面は前記第２の底壁部に隣接して切り込み部を備え、前記方法は前記パネル部前記第２の底壁部の対して、そして切り込みの下に内側に変形する、
ことを特徴とする、請求項２２に記載の自己せん孔型雌ファスナを金属パネルへ取り付ける方法。
【請求項２４】
前記切り込みは凹型の弓形面と傾斜面とをそなえ、前記方法は前記パイロット部を前記第２の底壁部に対し、そして凹型の弓形面および傾斜した切り込みの中へと変形する、
ことを特徴とする、請求項２２に記載の自己せん孔型雌ファスナを金属パネルへ取り付ける方法。
【請求項２５】
突起したパイロット部を備える自己装着型雌ファスナを金属パネルに取り付けるためのダイ部であって、
前記ダイ部は、
背面と、前記自己装着型雌ファスナのパイロット部を受け入れるように構成された、ボディ部を通り前記背面へと通じる開口と、を備えるボディ部と、
前記ダイ部の前記背面から突起し、前記開口と同軸上に位置合わせされた前記開口の外面を形成する内面を有する唇と、
を備え、
前記唇は、前記開口の軸に対してほぼ垂直な端面と、前記端面から前記背面へと前記端面に対して第１の角度で外側に傾斜する第１の傾斜面と、前記第１の傾斜面から前記背面へと前記端面に対して、前記第１の角度よりも大きい第２の角度で外側に傾斜した第２の傾斜面と、を備える、
ことを特徴とする、ダイ部。
【請求項２６】
第２の傾斜面は、前記ダイ部の前記背面と弓形面で交わる、ことを特徴とする、請求項２５に記載のダイ部。
【請求項２７】
前記第１の角度は２０度から５０度の間である、ことを特徴とする請求項２５に記載のダイ部。
【請求項２８】
前記第２の角度は６０度から７０度の間である、ことを特徴とする請求項２５に記載のダイ部。
【請求項２９】
前記端面は平坦である、
ことを特徴とする、請求項２５に記載のダイ部。
【請求項３０】
前記第１および第２の傾斜面は平坦である、
ことを特徴とする、請求項２５に記載のダイ部。
【請求項３１】
自己装着型雌ファスナを１．０から４．５ｍｍの範囲の厚みを有する金属パネルに取り付けるためのダイセットであって、
前記自己装着型ファスナは、中央に突起したパイロット部と、前記パイロット部の両側に配置されパネル支持面を備えるフランジ部と、前記パネル支持面内に配置される溝と、をそなえ、前記溝は内側の側壁と、前記内側の側壁から第２の底壁部へと傾斜する第１の底壁部を備える底壁と、そして前記第２の底壁産から前記パイロット部へと傾斜する外側の側壁と、を備え、
前記ダイセットは、
それぞれが、背面を備えるボディ部と、前記自己装着型雌ファスナのパイロット部を受け入れるように構成された、前記ボディ部および前記背面を通じる開口と、を備える複数のダイ部と、
前記背面から突起し、前記開口と同軸上に位置合わせされた前記開口の外面を形成する内面を備える唇と、を備え、
前記唇は、前記前記開口の軸に対して垂直な端面と、前記端面から前記背面へと前記端面に対し第１の角度で外側に傾斜した第１の傾斜面と、前記第１の傾斜面から前記背面へと前記端面に対して、前記第１の角度より大きな第２の角度で外側に傾斜した第２の傾斜面と、を備え、
前記複数のダイ部は、前記自己装着型雌ファスナを約１．２ｍｍから３．５ｍｍの範囲の厚みを有する金属パネルに装着するために、前記第１の角度が２０度から３０度である第１のダイ部と、前記自己装着型雌ファスナを約１．７ｍｍから４．５ｍｍの範囲の厚みを有する金属パネルに装着するために、前記第１の角度が３０度以上である第２のダイ部と、を含む
ことを特徴とするダイセット。
【請求項３２】
前記第２の角度は６５度から７５度の間である、ことを特徴とする、請求項３１に記載のダイセット。
【請求項３３】
前記第１のダイ部において、前記ボディ部を通じる前記開口と前記第２の傾斜面との間を計測した幅は前記第２のダイ部のものよりも大きい、ことを特徴とする、請求項３１に記載のダイセット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、厚みのある金属パネルまたは重金属パネルに取り付ける、せん孔ナットを含む自己装着型雌ファスナと、自己装着型雌ファスナをパネルに取り付けるためのダイボタン、またはダイセットと、そしてその方法とに関する。
【背景技術】
【０００２】
せん孔ナット（pierce nut)やクリンチナットなどの、自己装着型雌ファスナは、パネルの厚みに応じて、その用途が限定される。通常自己装着型ナットは、突起したパイロット部と、パイロット部の端面に対しほぼ平行な平らなパネル支持面を備える、少なくともパイロット部の両側に配置されるフランジ部と、フランジ部のパネル支持面内に配置されるパイロット部に隣接する溝と、を有している。自己装着型ナットはせん孔ナットとして利用してもよく、この場合パネルはダイプレス内のダイ部の上に支持される。ダイ部は、フランジ部のパネル支持面内の溝によって受け入れられるように構成された突起したせん孔唇、またはクリンチ唇を有している。突起したパイロット部はパネルに打ち付けられることで、パネルに開口を貫き、パイロット部はこの開口内に受け入れられる。突起したせん孔唇は、続いて、パネル開口に隣接したパネル部をせん孔ナットの溝に打ち付け、パネルとせん孔ナット間に機械的な連結を作り出し、せん孔ナットをパネルへと装着する。自己装着型雌ファスナまたは、ナットは、クリンチナットとして利用してもよく、この場合パイロット部を受け入れるように構成されるパネル開口は、パネル内に前もって形成される。そしてせん孔ナットの場合と同様に、ダイボタンのクリンチナットはパネルを溝内へと変形する。
【０００３】
自己装着型雌ファスナは圧延処理によって形成されてもよい。この場合、スチール製の棒が、所望の自己装着型雌ファスナの断面を形成するように圧延され、所定の長さに切断され、パイロット部内を貫かれ、孔が形成される。この孔は用途に応じて、ねじ山を切られてもよい。或いは、孔は、ねじ山を切るために、または、ねじ山を生成する雄ファスナを受け入れるために滑らかであってもよい。当業者には明らかなように、圧延された自己装着型雌ファスナ、またはナットは、例えば、本願に関心を持つ先人に譲受された米国特許第４，９７１，４９９号に開示されるように、通常長方形の構成を有しており、パイロット部は長方形の端面を備え、パイロット部の両側にはフランジ部が配置される。フランジ部はそれぞれ長方形のパネル支持面を備え、溝は細長い。米公特許第４，９７１，４９９号に開示される自己装着型雌ファスナにおいて、溝は、フランジ部のパネル支持面にパイロット部に隣接して形成される。そして溝は、パイロット部の端面と、フランジ部のパネル支持面とに平行する底壁を備える。溝の外側の壁はパイロット部側に傾き、内側の壁は、フランジ部に向かって外側に傾いていることで、凹角の溝を形成する。
【０００４】
自己装着型雌ファスナの背面には細長いワイヤ溝が備わっていてもよい。このワイヤ溝は、本願譲受人が関心を持つ先人に譲受された、米国特許第３，７１１，９３１号に開示されるように、線状の壊れやすいコネクタ要素を受け入れる。この特許文献に開示される自己装着型雌ファスナの断面はＴ字型であり、パイロット部の側面に溝が形成される。自己装着型雌ファスナは冷間ヘッディング技術によって生成されてもよく、この場合、例えば、本願の譲受人が関心を持つ先人に譲受された米国特許第３，８１０、２９１号や、第４，９７１、４９９号に開示されるように、自己装着型雌ファスナはほぼ円形であり、フランジ部は通常パイロット部を取り囲む。溝はフランジ部のパネル支持面内に、パイロット部を取り囲み、パイロット部に隣接して形成される。本発明の自己装着型雌ファスナは、上記引例の米国特許第４，９７１，４９９号に開示されるようなタイプの圧延された自己装着型雌ファスナであることが好ましい。しかし、本発明の自己装着型雌ファスナは冷間ヘッディング技術によって生成されてもよい。この場合、上述のように、フランジ部はパイロット部を取り囲む構成を有する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述のように、本願に開示される種の自己装着型雌ファスナの用途は、パネルの厚みによって制限される。例えば、上記引例の米国特許第４，９７１，４９９号に開示されるような種のせん孔ナットで、直径８ｍｍの孔を有するものは０．６４から１．６５ｍｍであり、最も大きなこの種の自己装着型ファスナが対応する最も厚みのあるパネル幅は２．７９ｍｍである。自己装着型ファスナが２．７９ｍｍ以上の厚みを持つパネルに装着された場合、パネルへのファスナの維持力はとても小さいか、或いは全くなく、ねじシリンダ(thread cylinder)は取り付け時に変形されるか潰れてしまう。ここで、「ねじシリンダ」とは、内部にねじ切りが施してあるか否かに関係なく、ファスナの孔を意味する。よって、様々な用途、特に自動車に利用できる、２．７９ｍｍ以上の厚みを有する厚みのある金属パネル、または重金属パネルに装着可能な自己装着型雌ファスナが長きに渡って望まれていた。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述したように、本発明の自己装着型雌ファスナ、またはナットは、２．７９ｍｍ以上の厚みを有する重金属パネルへの装着に特に適しているが、これに限定するものではない。この自己装着型雌ファスナの装着は金属パネルへの保持力が強い。また、自己装着型雌ファスナの装着によって、ねじシリンダを変形したり破壊したりすることがない。本発明の自己装着型雌ファスナは、ファスナの大きさに応じて、４．５ｍｍ程度までの厚みのある金属パネルに取り付けることが可能であり、これにより、自己装着型雌ファスナの用途が大幅に広がることとなる。
【０００７】
本発明の自己装着型雌ファスナ、またはナットは、ほぼ平坦な端面と、端面を通じる孔と、を備える中央パイロット部と、パイロット部の両側に配置され、好ましくは、パイロット部の端面と平行しているほぼ平坦なパネル支持面を備える、フランジ部と、パイロット部に隣接するフランジ部のパネル支持面内に位置する溝と、を備える。上述するように、孔はその内部にねじ切りを施されていても、または、スクリューやボルトなど、ねじ山の形成あるいはねじ切り切りを行う雄ファスナを受け入れるために筒状であってもよい。好ましい実施形態において本発明の自己装着型雌ファスナは圧延によって形成されるが、本発明の自己装着型雌ファスナは冷間ヘッディング技術によって形成されてもよい。この場合、フランジ部はパイロット部を取り囲み、溝はパイロット部に隣接し、パイロット部を取り囲む。
【０００８】
パイロット部に隣接するフランジ部のパネル支持面内にある溝は、パイロット部の外面、または外側の側面を形成し、パイロット部の端面に対してほぼ垂直に、端面から延びる内側の側面と、底壁と、底壁に隣接する部分からパイロット部に向かって傾斜する外側の側壁と、を備える。これにより、フランジ部のパネル支持面の溝に制限された開口が形成される。溝の底壁は、溝の外側の側壁に隣接し、パネル支持面に対しほぼ平行に広がる第１の底壁と、第１の底壁部から溝の内側の底壁またはパイロット部の外面へと向かって上向きに、好ましくは１０度から３０度の間の角度で、さらに好ましくは１５度から２５度の間の角度で、または、好ましくは約２０度の角度で傾斜する、第２の底壁部とを備える。上述するように、傾斜する第２の底壁部は本発明の自己装着型雌ファスナを重金属パネルに取り付ける際に、ねじシリンダの破壊を阻止する。そして、自己装着型雌ファスナのパネルに対する、特に重金属パネルに対する、改善された保持力提供する。本発明の自己装着型雌ファスナが重金属パネルに取り付けられた場合、溝の内側の側壁またはパイロット部の外面はパイロット部の端面と弓形面で交わることが好ましい。弓形面は最大で０．０１５ｍｍの半径を備えることが好ましい。
【０００９】
上述するように、パイロット部の外面はパイロット部の端面に対し、ほぼ垂直に端面から広がる。好ましい実施形態において、パイロット部の外面は端面に対し垂直に、（パイロットの外面に）隣接する溝の第２の底壁部へと広がる。そして、溝の内側の側壁は第２の底壁部に隣接して小さな切り込み部（undercut）を備える。この切り込み部は、約０．１ｍｍの半径を備える凹型、または窪んだ弓形面を備えることが好ましい。また、パイロット部の外面は、端面に対して垂直に、パイロット部の外面の高さ（端面から第２の底壁部までとしたとき）の約２／３程度まで広がる。パイロット部の外面は凹型の弓形面へと融合する外側に傾斜する部分を備えることが好ましい。凹型の弓形部と傾斜した第２の底壁部の組み合わせも、本発明の自己装着型ファスナをパネルに取り付ける際に、ねじシリンダを損傷したり変形したりする確率を軽減する。用途に応じて、第１と第２の底壁部の相対的な幅は変えることができるが、好ましい実施形態において、溝の内側と外側の底壁の間の幅でみると第２の底壁部の幅は、第１の底壁部の幅とほぼ同じである。さらに、好ましい実施形態において、第１と第２の底壁部は弓形面にて交わる。
【００１０】
上述するように好ましい実施形態において、本発明の自己装着型雌ファスナは圧延プロセスによって形成される。この場合、スチール製の棒材から自己装着型雌ファスナの所望の断面が圧延される。続いて、パイロット部を通じて孔が貫通され、そして圧延された部分は所定の長さに切断される。よって、本発明の自己装着型雌ファスナの好ましい実施形態の１つにおいて、ファスナはパイロット部を挟んだ両側に細長い溝を備え、溝の第１と第２の底壁はほぼ平坦である。しかしながら、上述するように、本発明の自己装着型雌ファスナは冷間ヘッディング技術によって形成してもよく、この場合、フランジ部はパイロット部を取り囲み、さらにパイロット部に隣接するパネル支持面内の溝もパイロット部を取り囲んでもよい。明らかに、冷間ヘッディング技術によって形成される自己装着型雌ファスナのパイロット部の両側には、溝があり、パイロット部を取り囲む。パネルに本発明の自己装着型雌ファスナ取り付ける方法は、上述のように、ダイプレス内で行われてもよく、このとき上部ダイシューまたはダイプラテンは、例えば本願の譲受人に譲受された米国特許第６，６３１，８２７号に開示されるように、パネルに取り付けるためのナットを受け入れるナット供給通路を備えるナット取付ヘッドと、これに垂直なプランジャ通路と、プランジャ通路に面して配置されるパネルにナットを取り付けるためにプランジャ通路内を往復動するプランジャと、を備える。自己装着型雌ファスナは、取付ヘッドに一度に、または帯状に相互接続された形で、例えば上記引例の米国特許第３，７１１，９３１号に開示されるように供給されてもよい。せん孔ナットはパネルに面するパイロット部の端面によってプランジャ通路内で受け取られる。
【００１１】
典型的な用途において、ダイ部またはダイボタンはダイプレスの下部ダイシューまたはダイプラテンに位置し、金属パネルはダイボタン上に横たわる下部ダイプラテンに支持または付着される。ダイボタンは、せん孔唇とも呼ばれる、突起した唇を開口に隣接して備える。せん孔唇は、自己装着型雌ファスナのパイロット部を受けるために構成されている。上述するように、本発明の自己装着型雌ファスナが圧延によって形成される場合、パネル支持面内の溝は細長く、ダイボタンには２つのせん孔唇と、好ましくはこれに垂直に横断するクリンチ唇、または「叩きつけ」唇と、が含まれる。しかしながら、クリンチ唇は従来のものであってもよく、よって本発明の一部を構成するものではない。
【００１２】
金属パネルに本発明の自己装着型雌ファスナを取り付けるためのダイ部の好ましい実施形態は、背面を有するボディ部と、本発明の自己装着型雌ファスナのパイロット部を受け入れるために構成された、ボディ部を通じて背面に達する開口と、ボディ部を通じる開口の外面を形成する内面を備える、背面から突起する唇と、を備える。
【００１３】
せん孔唇とも呼ばれる突起した唇の好ましい実施形態は、開口または背面の軸に対してほぼ垂直な端面と、端面から背面に向かって外側に、端面に対して第１の角度で傾斜する第１の傾斜面と、第１の傾斜面から背面に向かって外側に、端面に対して第２の角度で傾斜する第２の傾斜面と、を備える。上述したように、自己装着型雌ファスナが長方形であって、パイロット部に隣接するパネル支持面内の溝が細長い場合、ダイ部はダイ部の背面上に２つの突起したせん孔唇を備え、ダイを通じる開口は自己装着型雌ファスナの長方形のパイロット部を受けるように長方形である。しかし、上述するように、本発明のダイ部は冷間ヘッディング技術によって形成される自己装着型雌ファスナを取り付けるために利用されてもよい。この場合、パイロット部はほぼ円形か、または楕円形であってもよく、ダイ部の突起した唇は、環状であって、上述のようにパイロット部を受け入れるように構成される。本発明のダイ部は圧延された長方形の自己装着型雌ファスナを取り付けるために利用される場合、ダイ部がせん孔ナット、またはクリンチナットを取り付けるために利用されるか否かに関係なく、ダイ部はクリンチ、または叩きつけ唇をせん孔唇の両側に備えてもよい。
【００１４】
本発明のダイ部の好ましい実施形態の１つにおいて、突起した唇または複数の突起した唇の第２の傾斜面はダイ部の背面と弓形の面において交わる。本発明のダイ部の好ましい実施形態において、第１の傾斜面の第１の角度は２０度から５０度の間であり、第２の傾斜面の第２の角度は６０度から８０度の間であることが好ましい。上記説明からも明らかなように、本発明のダイ部が長方形の自己装着型雌ファスナを取り付けるために利用され、ダイ部が２つのせん孔唇を備える場合、第１及び第２の傾斜面は平坦であることが好ましい。しかし、第１の傾斜面の好ましい角度は本発明の自己装着型雌ファスナが取り付けられる金属パネルの厚みによって変わる。金属パネルが１．２ｍｍから３．５ｍｍの厚みを有する場合、第１の角度は約２０度から３０度の間であることが好ましい。パネルの厚みが１．７ｍｍから４．５ｍｍの厚みを有する場合、第２の角度は６０度から８０度の間であることが好ましい。いずれの実施形態においても、第２の角度は６０度から８０度の間、さらに好ましくは約７０度である。そして突起した唇は、薄いパネル用に対しては広く、厚みのあるパネル用に対しては薄い。よって、本発明の自己装着型雌ファスナの取り付けられる金属パネルの厚みに応じて、約１．２ｍｍから４．５ｍｍの範囲の厚みの金属パネルに本発明の自己装着型雌ファスナを取り付けるための複数のダイ部を備えるダイセットを本発明は備える。したがって、本発明のせん孔ナットを取り付けるための方法は、上述するように、パイロット部の端面を、ダイ部の突起した唇上に支持されるパネルに面して配置する。このとき、パイロット部はダイ部を通じる開口と位置合わせされる。そして、パネルに対して、パイロット部の端面が打ち付けられ、パネルに開口を貫通する。本発明の方法は、続いて、ダイボタンの端面と突起した唇の第１の傾斜面とをパネルを通じる開口に隣接するパネル部に対し溝内へと打ち付け、さらに溝の傾斜した第２の底壁部に対して打ち付けるステップを含む。最後に、本発明の方法は、パネル部を第２の底壁部に対して変形するステップを含む。これにより、パネル部を溝の第１の底壁部に対して外側に、溝の傾斜した外側の側壁の下に変形し、さらに傾斜した第２の底壁部に隣接した切り込み内へと変形し、自己装着型雌ファスナとパネルの間に機械的な相互結合を形成することで、ファスナをパネルに取り外せないように装着する。上述するように、本発明の自己装着型雌ファスナは、クリンチナットとしても利用することが可能であり、この場合、パネルの開口は前もって形成される。
【００１５】
上述したように、本発明の自己装着型雌ファスナおよび方法は、自己装着型雌ファスナの大きさに応じて、４．５ｍｍあるいはそれ以上の厚みを備える、厚みのある金属、または重金属に取り付けるために利用することが可能である。雌ファスナ直径８ｍｍの孔を備える場合、雌ファスナは１．５０から３．５０ｍｍの間の厚みを備えるパネルに取り付けることが出来る。雌ファスナの孔が１２ｍｍの直径を有する場合、１．７５から４．０ｍｍの間の厚みを備えるパネルにファスナを取り付けることが可能である。しかしながら、自己装着型雌ファスナが１４または１６ｍｍの孔を備える場合、雌ファスナは２．０から４．５ｍｍの間の厚みを備えるパネルに取り付けることが可能となる。よって、本発明の自己装着型雌ファスナおよび方法は、取り付けることの可能なパネルの厚みの範囲を著しく広げるものであり、ねじシリンダを損傷したり変形したりすることなく、優れた保持力、または接着強度を備えるものである。本発明の自己装着型雌ファスナおよび取付方法のその他の利点や優位な特徴は、後述する好ましい実施形態、付随する請求の範囲、図面、および図面の簡単な説明などの説明によってより理解を深めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１および２は、本願発明の自己装着型雌ファスナ２０の好ましい実施例の１つを示す。しかし、当然のことながら、本願発明の自己装着型雌ファスナ、ダイ部またはダイセット、そして装着方法は、単なる例示に過ぎず、付随の請求の範囲にそのように記載している場合を除いて、本発明を制限するものではない。上述のように、本願発明の好ましい実施形態において、自己装着型雌ファスナはスチール製の棒材を圧延することで形成され、その結果図示するように、ほぼ長方形の自己装着型雌ファスナ２０が得られる。しかしながら、本願発明の自己装着型雌ファスナは冷間ヘッダ技術や、順送り型技術によっても形成することが可能である。この場合、自己装着型雌ファスナは、円形、八角形、楕円形など、その形や構成が異なってもよい。
【００１７】
図１および２に示す自己装着型雌ファスナ２０は、せん孔面とも呼ばれることのある平坦な端面２４を有する中央パイロット部２２と、パイロット部２２の端面２４から背面２８へと通じる孔２６と、それぞれが平坦なパネル支持面３２を有する、パイロット部２２の両側に配置されるフランジ部３０と、パネル支持面３２内にパイロット部２２に隣接して配置される溝３４と、を備える。上述のように、本発明に開示される自己装着型雌ファスナ２０は、圧延技術によって形成されてもよい。この場合、図２に示す自己装着型雌ファスナの断面が得られるように、スチール製の棒を圧延機で圧延する。続いて孔２６が、ナット部から貫通される。そして、図示するように、ナット部は所定の長さに切断される。次に、孔内にはねじ山が切られるか、または雌ねじ切り(tap)が施される。或いは、ねじ切りする雄ねじ（図示せず）を受け入れるために、孔内にはねじ切りを施さなくてもよい。当業者に明らかなように、この種の圧延されたファスナの構成は、ほぼ長方形であり、長方形の端面２４を有する長方形のパイロット部２２と、それぞれが長方形の端面３２を有する長方形のフランジ部３０と、を備える。しかしながら、本発明の自己装着型雌ファスナは冷間形成や冷間ヘッディング加工技術により形成されてもよい。この場合、パイロット部２２は円形、或いは楕円形であってもよく、フランジ部３０は全体、或いは部分的にパイロット部２２の周囲を取り囲んでもよい。また、溝３４は環状であってもよく、全体、或いは部分的にパイロット部２２を取り囲んでいてもよい。しかし、このような実施形態において、溝３４は少なくともパイロット部２２の両側に配置される。これまでに述べた自己装着型ファスナ２０は、例えば、上記引例の米国特許第４，９７１，４９９号に開示されるもののように、従来のものであってもよい。このような自己装着型雌ファスナはせん孔ナット、或いはクリンチナットとして利用可能である。当業者には明らかなように、自己装着型雌ファスナがせん孔ナットとして利用される場合、パイロット部の端面２４は、ダイ部またはダイボタン上に支持されるパネルに開口を貫通する。貫通されたパネル開口付近のパネルが、ナット溝または複数のナット溝内に変形されることで、自己装着型雌ファスナは取り外せないようにパネルに装着される。自己装着型雌ファスナはクリンチナットとして利用される場合、パイロット部を受け入れるためのパネルを貫通する開口は、予め形成または貫通される。そして、取り外せないように、ダイ部によってファスナがパネルに装着または折れ曲がって固定（clinch）される。しかしながら、上述したように、上記引例の米国特許第４，９７１，４９９号に示されるような種の自己装着型雌ファスナは、約２．８０ｍｍ未満の厚みを有する金属パネルへの用途に限定される。したがって、本発明の第一の目的は、本発明における自己装着型雌ファスナの対応するパネル幅の範囲を広げ、よってその用途の幅を広げることである。
【００１８】
図２に最もよく示されるように、本発明の自己装着型雌ファスナ２０の溝３４はそれぞれパイロット部２２の外壁を構成し、パイロット部２２の端面またはせん孔面２４とほぼ直角をなして広がる内溝壁３６と、傾斜した外側壁３８と、外側壁３８に隣接しフランジ部３０のパネル支持面とほぼ平行な第１の底壁部４０と、第１の底壁部４０からパイロット部の外面３６に向かって上向きに傾いている第２の傾斜した底壁部４２と、を備える。好ましい実施形態において、溝３４の外壁３８は、第１の底壁部４０から、内溝壁またはパイロット部の外面３６の方向へと傾斜し、フランジ部３８の端面３２とアーチ型の面５０にて交わる。図２に示すように、パイロット部２２の外面、または溝３６の内面は、端面２４に対して垂直に、隣接する傾斜した第２の底壁部４２へと広がる。さらに内溝壁３６は傾斜した第２の底壁部４２に凹面または窪んだ弓形の面４６と、外向きに傾斜した面４８とを備える。このとき、図２に示すように、窪んだ弓形面４６は傾斜した第２の底壁部４２と融合し、外側へと傾斜する面４８はパイロット部の外面３６と融合する。好ましい実施形態において、第２の底壁部４２からパイロット部２２の端面２４までをその全体とした場合、パイロット部２２の外面３６は、端面２４に対して垂直に外面３６の高さの５割程度まで広がり、さらに好ましくは、パイロット部２２の外面３６の全体の高さの６割程度まで垂直に広がる。
【００１９】
本発明の自己装着型雌ファスナ２０の好ましい実施形態において、第１の底壁部４０の幅は底壁の約半分であることが好ましく、そして第１の底壁部４０は弓形の面４４にて第２の底壁４２と交わる。しかしながら、さらに好ましい実施形態においては、図２に示すように、傾斜した第２の底壁部４２は第１の底壁部４０よりも幅広である。このとき、第２の底壁部４２の幅は、第１の底壁部４２の幅よりも約５から１５パーセント程度広い。図示するように、本発明の自己装着型雌ファスナ２０の好ましい実施形態において、特に厚みのある重金属への適用のために、パイロット部２２の外面３６は弓形面５０にて端面２４と交わる。
【００２０】
自己装着型雌ファスナ２０の側面は重量を減らすように適合されており、米国特許第４，９７１，４９９号に記載されるように、パネル支持面３２に対して垂直に広がる第１の面５２と、第１の面５２から背面へと傾斜する第２の面５４と、を備える。自己装着型雌ファスナ２０の背面２８は孔２６を挟んで両側に細長いワイヤ溝５６を備えてもよい。ワイヤ溝５６は、例えば、本願譲受人が関心を持つ先人に譲受された米国特許第３，７１１，９３１号に開示されるような、複数の自己装着型ファスナを継続して帯状に相互接続するための壊れやすいワイヤを受け入れるために、溝３４の裏に備わっていることが好ましい。上述するように、本発明の自己装着型雌ファスナ２０の開示された実施形態は、せん孔ナット、或いはクリンチナットとして利用されてもよく、幅広い厚みを持つパネル、特に少なくとも４．５ｍｍの厚みを有する比較的厚い金属パネル、に取り付けられてもよい。
【００２１】
図３から６は、ダイ部またはダイボタンの実施形態を示す。これらを組み合わせると、本発明の自己装着ファスナ２０を、様々な幅の金属パネルに取り付けるためのダイセットが形成される。すなわち、後述するように、図３および４は比較的薄い金属パネル用のダイボタン６０の実施形態の一つを示し、図５は中程度の厚みを備える金属パネル用のダイ部６０Ａのせん孔唇を示し、そして図６は厚みのあるパネル用のダイボタン６０Ｂのせん孔唇を示す。これらを組み合わせると、様々な幅の金属パネル用のダイセットが形成される。しかしながら、今述べたように、どのダイボタンの実施形態においても、構成は同様である。まず、図３を参照すると、ダイボタン６０は、好ましくは平坦であり、磨かれた背面６２を備える。本発明のダイ部６０の開示された実施形態において、背面６２は、当業者にはよく知られるように、平行する細長い突起したせん孔唇６４と、好ましくは弓形の角７０を備えるほぼ長方形の開口６８を取り囲み、せん孔唇６４を横断する、叩きつけ（spanking）唇６６と、を備える。叩きつけ唇６６のそれぞれは、ダイ部６０の背面６２と平行する端面７２と、端面７２から背面６２へと傾斜する傾斜面７４と、を備える従来型のものであってもよい。しかしながら、叩きつけ唇６６は本発明の一部を構成するものではなく、従来のものであってもよい。よって、叩きつけ唇６６のさらなる説明は不要とする。
【００２２】
図４に、比較的薄い金属パネル用のせん孔唇または唇６４の好ましい実施形態を詳しく示す。せん孔唇６４は背面６２と平行するまたは開口６８の軸と垂直な平坦な端面７６と、端面７６から背面６２に向かって傾斜する第１の傾斜面７８と、第１の傾斜面７８から背面６２に隣接する部分へと向かって傾斜する第２の傾斜面８０と、を備える。好ましい実施形態において、第２の傾斜面８０は背面６２と大きな半径をなして、すなわち弓形面８２において融合する。後述するように、端面７６に対する第１の傾斜面７８の好ましい角度、第１の傾斜面７８の好ましい幅、そして背面６２から計測されるせん孔唇６４の好ましい高さは、本発明の自己装着型雌ファスナ２０が取り付けられるパネルの幅に依存する。
【００２３】
上述するように、ダイ部６０は自己装着型雌ファスナ２０を異なる幅を有する金属パネルに取り付けるためのダイセットの一つである。図４に示すように、ダイ部６０Ａはダイ部６０とほぼ同じであり、端面６２Ａと好ましくは平行する平坦な端面７６Ａと、端面７６Ａから背面６２Ａへと傾斜する第１の傾斜面７８Ａと、第１の傾斜面７８Ａから、背面６２Ａへと傾斜し、背面６２Ａと弓形面８２Ａにおいて接合してもよい第２の傾斜面８０Ａと、を備える。上述するように、そしてさらに後述するように、ダイ部６０Ａは自己装着型雌ファスナ２０を中程度の圧みを備える金属パネルに取り付けるように設計されたものである。図４および図５と比較することで明確なように、ダイボタン６０Ａの第１の傾斜面７８Ａの幅はダイ部６０の第１の傾斜面７８のそれよりも小さく、ダイボタン６０Ａの第２の傾斜面８０Ａの幅はダイボタン６０の第２の傾斜面８０の幅よりも大きいが、背面６２または６２Ａから７６または７６Ａまでの高さ「ｈ」はほぼ同じである。
【００２４】
図６に示すように、せん孔唇６４Ｂもせん孔唇６４および６４Ａと同様の構成を備え、上述するように、背面６２Ｂと平行する、または開口６８Ｂの軸と垂直な平坦な端面７６Ｂと、端面７６Ｂから背面６２Ｂに向かって傾斜する第１の傾斜面７８Ｂと、第１の傾斜面７８Ｂから背面６２Ｂに隣接する部分へと傾斜する第２の傾斜面８０Ｂと、を有する。第２の傾斜面８０Ｂは、好ましくは、第２の傾斜面８０Ｂと背面６２Ｂとを接合する弓形面８２Ｂを備える。上述するように、そしてさらに後述するように、ダイボタン６０Ｂはダイボタン６０、および６０Ａと比べてより厚みのある金属パネルに自己装着型雌ファスナ２０を取り付けるために適合されている。ダイボタン６０Ｂとダイボタン６０Ａおよび６０とを比較すると明らかなように、第１の傾斜面７８Ｂの幅は、ダイボタン６０Ａおよび６０の第１の傾斜面７８Ａおよび７８の幅よりも小さく、ダイボタン６０Ｂの第２の傾斜面８０Ｂの幅はダイボタン６０Ａの第２の傾斜面８０Ａおよび、ダイボタン６０の第２の傾斜面８０の幅よりも大きい。せん孔唇６４Ｂの高さ「ｈｂ」は、せん孔唇６４Ａおよび６４の高さ「ｈ」よりも大きいことが好ましい。
【００２５】
図７から１４を参照して後述する本発明の自己装着型雌ファスナを取り付ける方法の好ましい実施形態からさらに理解できるように、広い範囲の厚み備えるパネルに自己装着型雌ファスナ２０をしっかりと装着するには、せん孔唇６４、６４Ａ、６４Ｂの相対的な角度、幅、そして高さが重要となる。第１の傾斜面（７８、７８Ａ、７８Ｂ）と端面（７６、７６Ａ、７６Ｂ）とが成す角度（以降「第１の角度」と呼ぶ）、は２０度から５０度の間であることが好ましい。しかし、せん孔唇６４および６４Ａの実施例では、第１の角度が２０度から３０度の間、あるいは約２５度であるのに対し、せん孔唇６４の第１の傾斜面７８の幅と長さは、せん孔唇６４Ａの第１の傾斜面７８Ａの幅と長さと比較して実質的に大きく、約２倍である。せん孔唇６４Ｂの第１の傾斜面７８Ｂと端面７６Ｂとの間に形成される第１の角度は３０度から５０度であることが好ましい。これは、せん孔唇６４および６４Ａの実施例における第１の角度のおよそ倍であり、第１の傾斜面７８Ｂの長さと幅は、第１の傾斜面７８Ａの幅と長さの約１／２である。端面（７６、７６Ａ、７６Ｂ）と第２の傾斜面（８０、８０Ａ、８０Ｂ）とが成す角度（以降「第２の角度」と呼ぶ）、は６０度から８０度の間、あるいは約７０度であることが好ましい。しかし、第２の傾斜面の幅と長さは開示された各実施形態６０、６０Ａ、６０Ｂの順で、大きくなる。すなわち、せん孔唇６４Ａの第２の傾斜面８０Ａの長さと幅はダイ部６０の実施形態における第２の傾斜面８０の長さと幅よりも大きく、第２の傾斜面８０Ｂの長さと幅は、せん孔唇６４の８０Ａよりも大きい。上述するように、本発明の自己装着型雌ファスナの好ましい実施形態は、パイロット部２２を挟んで両側に溝３４が細長くなるように、圧延により形成されるが、本発明の自己装着型雌ファスナは冷間ヘッディング技術によって形成されてもよい。この場合、溝３４は環状であってもよく、それとともに、ダイ部６０、６０Ａ、および６０Ｂのせん孔唇６４、６４Ａ、そして６４Ｂのそれぞれの実施形態も環状となり、自己装着型雌ファスナのパネル支持面内の環状の溝を受け入れるように構成される。
【００２６】
図７から１０はパネル８４に自己装着型雌ファスナ２０を取り付ける方法を示す。開示される雌ファスナ２０は、上記引例の米国特許第３，７１１，９３１号に開示されるように、連続して帯状に、壊れやすいワイヤ８６によって相互接続されている。当業者には明らかなように、本願に開示される種の自己装着型雌ファスナは、ダイプレス（図示せず）の上部のダイシュー、またはダイプラテンに通常装着される取付ヘッド（図示せず）に受け入れられる。取付ヘッドは、プランジャ通路（図示せず）を往復動する往復動プランジャ８８を備え、往復動プランジャ８８の端面は自己装着型雌ファスナ２０の背面２８と係合し、パネル８４に向かって、自己装着型雌ファスナを打ち付ける。ダイボタン６０は通常ダイプレスの下部のダイシュー、またはダイプラテンに装着される。そして、取付ヘッド（図示せず）のプランジャ通路とダイボタン６０を通じる開口６８とを位置合わせすることにより、中央パイロット部２２はダイボタン６０を通じる開口６８と位置合わせされる。図７に示されるように、開口６８に隣接するダイボタン６０の端面７６は傾斜する第２の底壁４２と位置合わせされており、第１の傾斜面７８も傾斜する第２の底壁４２と位置合わせされているが、弓形面４４と第１の底壁部４０にも掛かっている。図７に示すように、ダイボタン６０の第２の傾斜面８０は主に溝３４の突起の外側に位置するが、図１０を参照して後述するように、自己装着型雌ファスナ２０を取り付けるのに重要な役割を担う。自己装着型雌ファスナ２０の背面２８に向かってプランジャ８８が打ち付けられると、端面２４はパネル８４に打ち付けられ、パネルから金属の小塊（slug）９０を打ち抜き、パイロット部２２の端面２４と同様の構成を有する、パネル８４を通じる開口９２を形成する。図８に最も良く示されるように、パネル８４は実際には、パイロット部２２の端面２４と開口６８に隣接するダイボタン６０の端面７６との相互作用によって打ち抜かれる。または、上述するように、開口９２は、パイロット部２２を受け入れるように構成するために、予めパネル内に形成しておくか、またはパネルをうち抜いておいてもよい。続いて、図８に示されるように、フランジ部３０のパネル支持面３２はパネル８４に受け入れられ、パネル８４を通じる開口９２はパイロット部２２の外面３６に受け入れられる。
【００２７】
図９に示されるように、プランジャ８８が自己装着型雌ファスナ２０の背面２８に対して打ち付けられると、パネル８４の貫通された開口９２に隣接するパネル部９４はダイボタン６０の端面７６および、第１の傾斜面７８によって、溝３４内の底壁の第２の傾斜面４２に向かって、凹面状の弓形面４６内へと、そして外側に傾斜する面４８の下へと打ち付けられる。パイロット部２２の端面２４および自由端部はダイボタン６０の開口６８内に受け入れられる。最終的に、図１０に示すように、パネル部９４は傾斜する外壁３８の下に外側に向かって変形され、パネル部９４と、自己装着型雌ファスナ２０との間に機械的な連結(mechanical interlock)を形成する。図示されるように、フランジ部３０のパネル支持面３２はパネル８４上に完全に乗っておりパネル部９４は第１の底壁部４０に向かって変形される。これにより、パネル部９４は、傾斜した外壁３８と完全に契合し、溝３４をしっかりと埋める。パイロット部２２の端面２４はダイ部またはダイボタン６０の開口６８内に受け入れられ、ダイボタン６０の第２の傾斜面８０はパネル支持面３２に隣接するパネル８４を薄くすることによって、溝３４が完全に埋められることを確実にする。
【００２８】
図１１から１４は本発明の自己装着型雌ファスナ２０をパネル８４よりも厚みのあるパネル８４Ｂに取り付ける様子を示す。ダイボタン６０Ｂは図６に示すように、せん孔唇６４Ｂを備える。すなわち、自己装着型雌ファスナ２０のパイロット部２２はダイボタン６０Ｂを通じる開口６８Ｂと位置合わせされており、自己装着型雌ファスナ２０の背面２８をプランジャ８８が打ち付けることによって、自己装着型雌ファスナ２０はパネル８４Ｂに打ち付けられる。図７を参照して上記に説明したように、パネル８４Ｂはダイボタン６０Ｂの端面７６Ｂの上に支持される。図１２では、パネルの一部が打ち抜かれている様子を示しているが、続いてプランジャ８８は自己装着型雌ファスナ２０の端面２４をパネルに対して打ち付けることで、図１２に示すように金属の小塊９０Ｂをパネル８４Ｂから打ち抜く。フランジ部３０のパネル支持面３２は、図１２に示すようにパネル８４Ｂに対して打ち付けられ、平坦面７６Ｂおよび第一の傾斜面７８Ｂをパネルに内へと打ち込む。端面７６Ｂと第一の傾斜面７８Ｂがパネル内に打ち込まれるに従って、貫通されたパネル開口９２Ｂに隣接するパネル部９４Ｂは溝３４内へと打ち込まれ、そして最終的には図１４に示すように溝３４の第２の傾斜した底壁部４２に打ち込まれる。これにより、図１４に示すように、パネル部９４Ｂは、溝３８の傾斜した外壁３８の下へと外側に、凹型の弓形面４６内に、そして外側に傾斜した面４８の下へと変形され、打ち込まれる。第２の傾斜面８０Ｂはパネル部９４Ｂを薄くすることで、自己装着型雌ファスナ２０とパネル８４Ｂとの間に連結を形成する。図１４にしめすように、パネル部９４Ｂはパネル８４Ｂに厚みがあるため、溝３４を完全に埋めることはない。しかし、上記引例の米国特許第４，９７１，４９９号に開示されるようにパネル８４Ｂが従来のせん孔ナットの対応範囲を超えているにも関わらず、自己装着ファスナと金属パネル８４Ｂとの間の機会的な連結は優れた一体性、および装着強度を備えている。
【００２９】
明らかに、本発明の自己装着型雌ファスナを装着するのに適したパネル幅の範囲はファスナの大きさにも依存する。例えば、１６ｍｍの孔を備える自己装着型雌ファスナ２０は６ｍｍの孔を備える同様の小さいファスナと比較すると、より厚みのあるパネルに対応している。図７から１４に示す自己装着型雌ファスナ２０は１０ｍｍの孔を備え、図７から１０に示すパネルは２ｍｍ厚みを備える。しかし、図１１から１４に示すパネル８４Ｂは３．３ｍｍの厚みを備える。これは、上記引例の米国特許第４，９７１，４９９号に開示されるように、従来の自己装着型雌ファスナが対応できる範囲をはるかに超えている。上記引例の米国特許第５，５４９，４３０号に開示される自己装着ファスナにおいては、自己装着型雌ファスナを装着することのできる金属パネルの厚みは、上述するように２．８ｍｍ以下のおよそ２．７９ｍｍであるのに対し、図１および２に示される直径１４ｍｍおよび１６ｍｍの孔を備える自己装着型雌ファスナ２０は、２．０ｍｍから４．５ｍｍの厚みを備える金属パネルに対応する。すなわち、本発明の自己装着型雌ファスナおよびダイセットは、パネル幅が６０％増のものにまで対応する。
【００３０】
本発明の自己装着型雌ファスナ、取付方法、そしてダイボタンまたはダイセットは従来技術と比較して重要な利点を備え、この種のファスナの用途を大幅に広げる。しかしながら、明らかに、付随する請求の範囲内で様々な改良を加えても良い。例えば、上述のように、本発明の自己装着型雌ファスナの好ましい実施形態においては、圧延によって形成されるが、本発明の自己装着型雌ファスナは冷間形成、または冷間ヘッディング技術によって形成されてもよい。この場合、自己装着型雌ファスナほぼ円形で、筒状、または楕円形の中央パイロット部と、パイロット部を部分的にまたは完全に取り囲むフランジ部と、そして環状の溝を備えてもよい。以上好ましい実施の形態について説明した上で、次のように本発明を請求する。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の自己装着型雌ファスナの好ましい実施形態の１つを上部からみた斜視図である。
【図２】図１に示す自己装着型雌ファスナの実施形態の側部から見た断面図である。
【図３】本発明のダイ部の実施形態の１つを上部からみた図である。
【図４】ダイセットの第１の実施形態において、図３を矢印Ａ−Ａの方向に側部から見た部分的な断面図である。
【図５】ダイセットの第２の実施形態において、図３を矢印Ａ−Ａの方向に側部から見た部分的な断面図である。
【図６】ダイセットの第３の実施形態において、図３を矢印Ａ−Ａの方向に側部から見た部分的な断面図である。
【図７】図１および２に示す自己装着型雌ファスナが図３および４に示す構成を備えるダイボタンを有する取付装置内に配置される実施形態の側部から見た部分的な断面図である。
【図８】パネルに図１、２、および７に示す自己装着型雌ファスナを取り付ける際の図７と同様に側部から見た断面図である。
【図９】図７および８と同様に側部から見た部分的な断面図であって、本発明の自己装着型雌ファスナを取り付ける一連の手順の内、さらに進んだステップにおける様子を示す図である。
【図１０】図７から９と同様に側部から見た部分的な断面図であって、自己装着型雌ファスナをパネルに取り付けた後の様子を示す図である。
【図１１】図３および６に示すダイボタンを備える取付装置内に、図１および２に示す自己装着型雌ファスナを配置した際の取り付け前の側部から見た部分的な断面図である。
【図１２】図１１と同様に、本発明の自己装着型雌ファスナをパネルに取り付ける際の側部から見た部分的な断面図である。
【図１３】図１１および１２と同様に、自己装着型雌ファスナをパネルに取り付ける一連の手順の内、さらに進んだステップにおける様子を示す側部から見た部分的な断面図である。
【図１４】図１１から１３と同様に自己装着型雌ファスナをパネルに取り付けた後の様子を示す、側部から見た部分的な断面図である。
【図１】
2008501905.tif 000003
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【国際調査報告】
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