(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象とするパネルへ取り付ける押し込み構造のファスナーを前記パネルに取り付けたファスナー装置において、
パネルに、円筒形状の細長いバレル部を有するファスナーを取り付け、
この円筒形状の細長いバレル部が、軸を中心とする貫通孔および外面を有し、そして、この円筒形状の細長いバレル部が前記貫通孔を上端部から下端部まで有し、さらに、この円筒形状の細長いバレル部に補強用カラー、環状変位フランジ、アンダーカット溝、外側フレア歯を順番に連続して接続し且つ最下端部分に押し込み構造を設けてあり、
前記円筒形状の細長いバレル部の基部に設けた補強用カラーであって、この補強用カラーが、前記円筒形状の細長いバレル部の前記外面よりも直径を大きくした外周面を有し、
且つ、下向きの押し込み力を受け取る環状上面と前記円筒形状の細長いバレル部を前記パネルに完全に取り付けた状態で前記パネルの上面に当接する環状下面とを備えており、
前記補強用カラーの直下に設けられた環状変位フランジであって、この環状変位フランジが、前記パネルの前記上面を前記下向きの押し込み力で強制的に変形させた後に前記パネルの前記上面の中に埋め込まれた円環下面を有しており、
前記環状変位フランジの直下の外側面に設けたアンダーカット溝であって、このアンダーカット溝が変形されたパネル材料の常温流れを受け入れた円周状に凹部を形成しており、
前記アンダーカット溝の直下に設け且つ外側部位に設けた前記外側フレア歯であって、
この外側フレア歯が、径方向の外側に向けて突出た円周上に形成された複数の歯であり、
前記外側フレア歯の径が前記アンダーカット溝の径よりも大きいが、前記環状変位フランジの径よりも小さく、
前記外側フレア歯の直下から下向き方向でさらに内向き方向に延長する円錐台形の面取り面と前記貫通孔に繋がる穴の内壁との交差部になる前記最下端部分に、前記パネルへ押し込むための切り込み縁部を有する前記押し込み構造を備え、
前記補強用カラーの前記環状下面から前記最下端部分までの長さを前記パネルの厚さよりも小さくして、
前記切り込み縁部を受け入れるための穴を設けていない前記パネルであって、このパネルの上面に前記切り込み縁部を押し込み、前記環状変位フランジと前記アンダーカット溝と前記外側フレア歯と前記押し込み構造とを前記パネルに完全に押し込んだことを特徴とするファスナー装置。
【請求項２】
前記貫通孔の上部にねじを刻設した請求項１に記載のファスナー装置。
【請求項３】
前記歯が外側方向に収束する三角形のナールである請求項１に記載のファスナー装置。
【請求項４】
前記パネルが金属シートである請求項１に記載のファスナー装置。
【請求項５】
前記内壁が前記最下端部分において円筒形かつ前記バレル部と同軸で、前記切り込み縁部の先端まで延長する請求項１に記載のファスナー装置。
【請求項６】
前記アンダーカット溝が、下方及び外側に向けて拡がる三角錐台形状の面になる外側フレア下面を備えた請求項１に記載のファスナー装置。
【請求項７】
対象とするパネルへ取り付ける押し込み構造のファスナーを前記パネルに取り付けたファスナー装置において、
パネルに、円筒形状のバレル部を形成するファスナーを取り付け、
前記バレル部が上端部から開放下端部まで延長する細長い外面を備え、
前記パネルの上面に押し込まれる鋭い円形の切り込み縁部に至るまで下部に向けて延長した内壁を前記バレル部の前記上端部から前記開放下端部まで形成した孔部、を前記バレル部の内部に備え、
前記バレル部の外面から半径方向に延長し、前記バレル部の基部に設けられた補強用カラーであって、前記バレル部が前記補強用カラーから上方に延長し、前記補強用カラーを前記バレル部の最も外径が大きい部分として構成し、下向きの押し込み力を受け取る環状上面を備えた前記補強用カラー、
前記補強用カラーの直下に設けられた環状変位フランジであって、この環状変位フランジの外径よりも前記補強用カラーの前記外径が大きく、前記パネルを強制的に変形させる環状下面を備えた前記環状変位フランジ、
前記環状変位フランジの直下の前記外面に、変形されたパネル材料の常温流れを受け取るために刻設されたアンダーカット溝、
前記外面の前記アンダーカット溝直下に設けられ、前記アンダーカット溝よりも径が大きいが、前記環状変位フランジよりも径を小さくして径方向に突き出た複数の円周歯、および
前記円周歯から下向き方向かつ内向き方向に前記円形の切り込み縁部まで延長する円錐台形の面取り面であって、前記補強用カラーより下の前記バレル部の長さが前記パネルの厚さよりも小さい円錐台形の前記面取り面を備え、
前記切り込み縁部を受け入れるための穴を設けていない前記パネルであって、このパネルの上面に前記切り込み縁部を押し込こむことを特徴とする押し込み式ファスナー装置。
【請求項８】
前記外面にねじを刻設した請求項７に記載のファスナー装置。
【請求項９】
前記円周歯が三角形のナールである請求項７に記載のファスナー装置。
【発明の詳細な説明】
【関連出願】
【０００１】
本出願は２００８年１１月２１日に出願され、発明の名称を“Ｐｉｅｒｃｉｎｇ  Ｓｔａｎｄｏｆｆ”とした仮特許出願第６１／１１６，８６３号に対応し、その優先権を主張する出願である。
【技術分野】
【０００２】
本発明は、ファスナー装置（ｆａｓｔｅｎｅｒｓ）であって、ファスナー装置の押し込み端部が変形している間にシート材料に強制的に埋設することによってシートに取り付けることができ、シートからのファスナー装置の引き抜きに対して抵抗できるファスナー装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
ヘッド隠蔽式自動クリンチ型スタッド及びスタンドオフ（ｈｅａｄ  ｓｅｌｆ−ｃｌｉｎｃｈｉｎｇ  ｓｔｕｄ  ａｎｄ  ｓｔａｎｄｏｆｆ）の大きな欠点は、ファスナー装置を装着する場合には必ず最初に平エンドミルを使用してドリル加工を行なわなければならないことである。基材にドリル加工を行う必要のない自動押し込み式ファスナー装置や自動装着型ファスナー装置の従来設計の場合、ファスナー装置の硬度よりも硬度が低い、柔らかい基材に打ち込むことができる鋲／リベットを利用する。これら従来設計の多くの場合、ファスナー装置の打ち込まれた押し込み端部の形状と作用しあって、押し込み端が変形してシートにクリンチできるシートの後側を支持するために特殊なアンビルが必要である。ファスナー装置の押し込み端部は、ファスナー装置を装着する構造上の金属部材の硬度よりも硬くなるように熱処理してもよい。従来のこのような設計努力にもかかわらず、ファスナー装置を支持基材に確実に装着するために装着孔や特殊な形状構成の支持アンビルを必要としない経済的な上に効果の高い自動装着型ファスナー装置が依然として求められている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明はスタンドオフ装置（ｓｔａｎｄｏｆｆ）かあるいはスタッド装置（ｓｔｕｄ）いずれかの形で実施態様化でき、クリンチ作用構成を備え、そしてクリンチ作用部の手前に切り込みリード縁部を備える。そしてファスナー装置の中心は中空化してあるため、金属に押し込まれる突出領域を小さく抑え、かつファスナー装置の中心に金属を流し込むことができる。変位素子（ｄｉｓｐｌａｃｅｒ）ではなく、シャンク部をナーリング加工してあるため、トルク抵抗が発生し、孔を設けることなく実装面に押し込む必要のある突出領域を小さくできる付加価値が得られる。材料変位量および硬化処理量が大きくなるため、パネルとクリンチ式ファスナー装置との間にはより大きな硬度差が必要である。さらに、必要な材料変位はそれほど大きくないため、変位素子リングの有効深さはきわめて小さく設定できるが、実装時にせん断力による離脱を避けるためには、硬化処理かあるいはシートに埋設されない厚み部分に補強材料を設けるかのいずれかによってこのリングを補強することが必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明のファスナー装置は押し込み作用（ｐｉｅｒｃｉｎｇ  ｆｕｎｃｔｉｏｎ）をもつため、孔を開設するドリル作業は必要ない。ファスナー装置を金属の平坦シートに押し込むと、シャンク部のリード縁部が表面に切り込む。シート材料がファスナー装置内部を上向きに流れ、その中心に流れ込む。変位素子が金属を下向きに押し込み、シャンク部の外側にあるアンダーカットにこれを押し込んだときに、アンダーカットが充填される。シャンク部のナールによってトルク抵抗が発現する。シートに押し込むと、変位した金属がアンダーカットを充填し、ナール上部を埋めるため、ファスナー装置が所定位置に強くロックされる。表面積および表面直径が最大になるファスナー装置の外面にそって実装体が配置されているため、ファスナー装置とパネルとの間の接合がきわめて強くなる。
【０００６】
より具体的には、本発明は、パネルに装着でき、かつ軸方向貫通内孔および上端部から開放した下端部まで延長する外面をもつバレル部からなる装置をパネルに装着する手段を備えた押し込み式ファスナー装置であって、上記貫通内孔が、上記パネルに押し込まれる鋭い円形縁部まで延長する下部において大きな径の内壁を備えた押し込み式ファスナー装置を提供するものである。補強用カラーはその下端部付近においてバレル部の外面から半径方向に延長するとともに、ファスナー装置の最大径を構成するもので、その環状上面が下向きに作用する押し込み力を受け取る。カラー部の直下に設けた環状変位素子は、パネルを強制変形させる環状下面を備え、また変形したパネル材料の常温流れを受け取るアンダーカット溝は、変位素子直下の外面に設ける。複数の軸方向に延長する円周歯は、上記外面のアンダーカットの直下に設ける。これら歯の直径はアンダーカットよりも大きく設定するが、変位素子よりも小さく設定する。下向きで内向きに延長する面取り面は、上記歯からファスナー装置の下端部における円形切り込みリップまで延長する。
【０００７】
本発明の押し込み式ファスナー装置の場合、金属シートであるパネルに使用するのが好ましい。貫通内孔の上部にねじを刻設すると、これが対象装置への取り付け部になり、従って装置をパネルに装着することができる。上記の歯としては、ファスナー装置の装着時にシートに貫通する鋭い刃をもつ三角形ナールを使用できる。ナールの三角形は、上記アンダーカットのフレア付き下面およびその直下の面取り面によって構成される。シートへの貫入を促進するために、バレル部の内壁は、切り込みリップの貫入縁部まで延長するその下部にそって円筒形に構成する。変形パネル材料のアンダーカットへの充填は、アンダーカットの外向きフレア付き下面によって容易になる。
【０００８】
ここで、本発明の少なくとも一つの実施態様を詳しく説明する前に、本発明は構成の細部には制限されず、また以下の説明において開示されるか、あるいは添付図面に示される構成成分の構成配置に制限されないことを指摘しておく。また、本発明は他の実施態様も可能であり、各種の方法で実施でき、そして本開示に用いる用語術語などは、例示を目的とするもので、限定を意図するものではない。
【０００９】
また、当業者ならば、本開示の基礎をなす考えかたは、本発明のいくつかの目的を実現する他の構造体、他の方法や他のシステムを設計するさいの基礎として応用できることを理解できるはずである。従って、本発明の精神および範囲から逸脱しない限り、特許請求の範囲の記述はこのような等価な構成を含むものとして解釈することが大切である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明のファスナー装置を示す部分断面正面図である。
【図１ａ】図１の一部の拡大図である。
【図２】ファスナー装置を使用する実装構成を示す部分断面正面図である。
【図３ａ】実装工程を示す部分断面図である。
【図３ｂ】実装工程を示す部分断面図である。
【図３ｃ】実装工程を示す部分断面図である。
【図３ｄ】実装工程を示す部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１について説明する。図１は、本発明のスタンドオフ式ファスナー装置１１を示す部分断面図である。本発明のファスナー装置は、上端部および下端部において開口する内孔１９を穿設したバレル部１３を備える。本実施態様における内孔は、めねじ１５が刻設され、ここに、部品などを取り付ける同様なねじ式のファスナー装置が受け取られる。スタンドオフ式ファスナー装置の基部には補強用カラー１７が形成され、スタンドオフ式ファスナー装置を取り付け、かつ下部においてファスナー装置の押し込み端部１６の変形を制御するために必要な駆動力を受け取る構造力を確保する。
【００１２】
図１ａは、図１の円で囲んだ部分の拡大図である。即ち、本発明のスタンドオフ式ファスナー装置の押し込み端部の細部を示す図である。内孔１９は、スタンドオフ式ファスナー装置の下部ないし取り付け端部において開口し、広い領域２３をもつ。ファスナー装置の最下端縁部には、表面２９にそって基材を内向きにテーパ加工しているため、円形の切り込みリップ２１がある。本実施態様のファスナー装置の場合、ファスナー装置と基材が相互に変形して確実なクリンチ式実装を実現するために、変位カラー（変位つば）２７と、小径アンダーカット２８を利用する。このアンダーカット２８は、変位カラー２７と、いったん取り付けられた後は基材に食い込みファスナー装置の回転に抵抗する外側フレア歯２５との間に位置する。別な実施態様（図示省略）の場合、内孔は補強用カラーまでで抑え、バレル部の外面にねじを刻設し、ナットなどのめねじを刻設しためねじ部材を受け取るように構成する。
【００１３】
図２に、本発明ファスナー装置を実装する実装構成を示す。ファスナー装置の基部において下向き力Ｆを加える部材３１を補強用カラー１７に押し込むことによってシート３３にファスナー装置１１を強制的に作用させる。力Ｆが連続的に作用すると、切り込みリップ２１が、アンビル３７によって後側で支持された状態で、シート３３の表面に切り込み始める。
【００１４】
実装工程は図３ａ〜３ｄに示す通りである。図示のように、シャンク部の前縁部にある切り込みリップ２１がシート３３の表面に切り込む。シート材料が軟質であるため、ファスナー装置の中心において上方に流れるとともに、半径方向に突き出た三角形のナール２５を備えたシャンク部の外面の周囲に流れる。シャンク部の外側には、アンダーカット２８を刻設する。ナール上を閉じている間、変位カラー２７が金属材料をアンダーカット２８に押し込むと、このアンダーカットが金属材料で充填され、従って各部材を所定位置にロックすることになる。
【００１５】
以上の説明は、例示のみを目的とするものである。また、当業者ならば、数多くの変更などを加えることができるはずである。即ち、本発明は、以上説明し、かつ図面に示す構成、実施態様に制限されるものではなく、好適な変更例や等価例はいずれも本発明の範囲にあるものとする。
【００１６】
本発明の権利対象となるものを特許請求の範囲に記載する。
【符号の説明】
【００１７】
１１：スタンドオフ式ファスナー装置
１３：バレル部
１５：めねじ
１７：補強用カラー
１９：内孔
２１：切り込みリップ
２３：広い領域
２５：歯（ナール）
２７：変位カラー
２８：アンダーカット
３３：シート
【図１】
0005753092.tif 000002
【図１ａ】
0005753092.tif 000003
【図２】
0005753092.tif 000004
【図３ａ】
0005753092.tif 000005
【図３ｂ】
0005753092.tif 000006
【図３ｃ】
0005753092.tif 000007
【図３ｄ】
0005753092.tif 000008