(57)【要約】【構成】ファスナーピンの最上端部のヘッド部は、ファスナーのうちで最大の直径を有する。ヘッド部から下向きに延びるショルダー部は、対象となるホスト体の材料を変位させる下面を有する。矩形形状を切断してホスト体に円形の装着孔を形成することによって、矩形の横方向横断面のブローチ作用部分がディスプレーサ部の直下に設けられる。ブローチ作用部の直下には、最下端部にテーパー状先端部を設ける。このテーパー状先端部は、矩形のピラミッド体として形成することができ、半径方向に回転して、すべてが平行な側縁部を有する他のファスナー構成部材とのアライメントから外れる。この個々のファスナーは、連続的なストリングのファスナーにおいて切断可能な接合部で上下に連続接合した一連の実質的な同じピンのうちの一つである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
間に切断可能点をおいて上下に接続したファスナーピンの細長いストリップであって、
各ファスナーそれぞれをホスト材料に強制的に挿入できるように構成した一連の切断可能に接合したファスナーからなり、
最上端部にあり、かつ第１の切断可能接合部に隣接したヘッド部、
下部においてホスト材料を変位させるディスプレーサ部を有する、前記ヘッド部に隣接したショルダー部、
前記ショルダー部に直接隣接し、前記ショルダー部によって変位された前記ホスト材料を受け取り、前記ファスナーを前記ホスト材料に固着するアンダーカット部、および
第２の切断可能接合部に隣接した最下部のテーパー状先端部を有することを特徴とするファスナーピンの細長いストリップ。
【請求項２】
さらに、前記アンダーカット部と前記先端部との間に横方向横断面が円形のバレル状バルブを設け、このバルブによって前記ホスト材料の円形の受け取り孔を半径方向に膨張させる請求項１に記載のファスナーのストリップ。
【請求項３】
前記ファスナーの横方向横断面が矩形である請求項１に記載のファスナーのストリップ。
【請求項４】
さらに、前記アンダーカット部と前記先端部との間にブローチ作用部を設けて、前記ホスト材料の受け取り孔の側部を成形する請求項３に記載のファスナーのストリップ。
【請求項５】
前記受け取り孔が円形である請求項４に記載のファスナーのストリップ。
【請求項６】
前記テーパー状先端部が矩形のピラミッド形状である請求項１に記載のファスナーのストリップ。
【請求項７】
前記ファスナーの横方向横断面が正方形である請求項６に記載のファスナーのストリップ。
【請求項８】
前記先端部が前記ショルダー部に対して４５°半径方向にオフセットしている請求項７に記載のファスナーのストリップ。
【請求項９】
ファスナーピンであって、
前記ファスナーの最大直径を構成する最上端部のヘッド部、
ホスト対象体の材料を変位させる下面を有する、前記ヘッド部から下向きに延びるショルダー部、
前記ディスプレーサ部の直下に設けられ、矩形形状を切断して前記ホスト体の円形の装着孔にする、矩形の横方向横断面がブローチ作用部、および
前記ファスナーの最下端部のテーパー状先端部からなることを特徴とするファスナーピン。
【請求項１０】
前記矩形の横方向横断面が正方形である請求項９に記載のファスナーピン。
【請求項１１】
前記テーパー状先端部が矩形のピラミッド形状である請求項１０に記載のファスナーピン。
【請求項１２】
前記テーパー状先端部が正方形のピラミッド体であり、このピラミッド体が半径方向に回転し、すべてが平行な側縁部を有する他のファスナー構成部材とのアライメント状態から外れる請求項１１に記載のファスナー。
【請求項１３】
前記ピンが、連続ストリングのファスナーにおいて切断可能接合部で接合された一連の実質的に同じピンのうちの一つである請求項１２に記載のファスナーピン。
【請求項１４】
前記ピンが前記切断可能接合部で上下に接合している請求項１３に記載のファスナーピン。
【発明の詳細な説明】
【関連出願に関する相互参照】
【０００１】
本特許出願は、２０１１年８月１日に出願した“小型タックピン”を発明の名称とする仮特許出願第６１/５１３，８４５号の非仮出願であり、その優先権を主張する出願である。
【技術分野】
【０００２】
本発明は、装着前に一度に一個ずつ切断できる開口を面対面関係でアライメントした(aligned)２枚のパネルに装着する小型のファスナー(a miniature fastener)に関する。特に、本発明は、下側パネルを変形させて両パネルをクリンチ作用によって接合するクリンチ作用ピン(a clinching pin)に関する。
【背景技術】
【０００３】
パネルを面対面関係で固着するクリンチタイプファスナー(clinch-type fasteners)は公知である。ピン軸のディスプレーサが下部パネル材料を変形させ、これをピン軸のアンダーカット（切欠き）に押し込んで、下部パネルにピンをロックし、ピンヘッドによって上部パネルを保持する。ファスナーのヘッド部が上側シートに当接し、ファスナーの圧嵌め時にこれを下側パネルに保持する。
【０００４】
クリンチタイプのタックピンを小型にした場合、これらを手作業で所定位置に設け、圧嵌めするさいに問題が生じる。より小型のタックピンを設計し、これを使用すると、向きを自動的に設定して装着することがより難しくなり、サイズがさらに小さくなると不可能になる場合がある。従って、自動プロセスで打ち込むことができ、２枚のパネルを効果的に装着できる機械打ち込み式小型タックピンが求められている。
【発明の概要】
【０００５】
本発明は、クリンチ作用を担うヘッド部、ショルダー部およびアンダーカット部を有するクリンチ作用ピンである。このピンを使用して、２枚の金属シートを保持する。すなわち、上部シートをピンのヘッド部の下に係留した状態で、ピン本体をシートの下部にクリンチする。本発明の一つの実施態様では、ピンは横断面が正方形か矩形であり、先端のブローチ作用部分が、下部シートの円形孔において正方形部分または矩形部分を形成し、直線状の縁部がクリンチ作用により係合する。ピンのすべての作用部は一回の成形工程またはエッチング工程で形成できる。別な実施態様では、複数のピンをストリング状に上下に、しかも切断可能に取り付け、リールにより取り付け位置に供給するため、供給/装着工程を簡単化することができる。
【０００６】
より具体的には、本発明は、最上端にヘッド部を有するファスナーピン(fastener pin)であって、このヘッド部の直径がファスナーピンのうちで最大であるファスナーピンである。このヘッド部から下向きに延びるショルダー部が、対象となるホスト体(host object)の材料を変位させる底面を有する。矩形形状を切断してホスト体に円形の装着孔を形成することによって、矩形の横方向横断面のブローチ作用部分がディスプレーサ部の直下に設けられる。ブローチ作用部の直下には、最下端部にテーパー状先端部を設ける。このテーパー状先端部は、矩形のピラミッド体として形成することができ、半径方向に回転して、すべてが平行な側縁部を有する他のファスナーピン構成部材とのアライメントから外れる。本発明では、さらに、個々のファスナーは、連続的なストリングのファスナーにおいて切断可能な接合部で上下に連続接合した一連の実質的な同じピンのうちの一つである。
【０００７】
この点に関連して、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、本発明はその用途において以下に説明し、あるいは添付図面に図示した構成および構成部材の配置の細部に制限されるものではないことを付言しておく。本発明の場合、他の実施態様も可能であり、各種の実施方法でも実施可能である。また、本明細書に使用する用語などは、例示を目的とするもので、制限を意図するものではないことを付言しておく。
【０００８】
また、当業者ならば、本発明の技術思想が、本発明のいくつかの目的を実現する他の構造、方法およびシステムを設計するさいの基礎として容易に利用できることを理解できるはずである。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】複数の図Ａ〜Ｄからなる。すなわち、図１Ａは本発明の正面からみた底面の等角投影図であり、図１Ｂおよび図１Ｃは本発明の装着状態を示す立断面図であり、そして図１Ｄは図１Ｃの底面を示す平面断面図である。
【図２】複数の図Ａ〜Ｄからなる。すなわち、図２Ａは底面右側からみた正面等角投影図であり、図２Ｂおよび図２Ｃは本発明の装着状態を示す立断面図であり、そして図２Ｄは図２Ｃの底面を示す平面断面図である。
【図３】複数の図Ａ〜Ｄからなる。すなわち、図３Ａは底面右側からみた正面等角投影図であり、図３Ｂおよび図３Ｃは本発明の装着状態を示す立断面図であり、そして図３Ｄは図３Ｃの底面を示す平面断面図である。
【図４】複数の図Ａ〜Ｄからなる。すなわち、図４Ａは底面右側からみた正面等角投影図であり、図４Ｂおよび図４Ｃは本発明の装着状態を示す立断面図であり、そして図４Ｄは図４Ｃの底面を示す平面断面図である。
【図５】上下に連続的に接合した(joined toe-to-head)複数のファスナーピンの連続ストリングとして製造した、図１〜４に示す実施態様の上部右側からみた正面等角投影図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１Ａ〜１Ｄについて説明すると、ピン１７のヘッド部１１は上側シート１８を下側パネル１９に保持する。ピン本体のショルダー部１２によって上側シートに対して垂直なクリアランスが生じる。ショルダー部の一部が、ショルダー部１２の下部を形成するクリンチ作用ディスプレーサ部１３である。ショルダー部の下にあるアンダーカット部１４に、圧嵌め時に下部パネル１９の変位した材料が充填されるため、ファスナーを下部パネルに保持できる。装着工程時、締り嵌めバルブ１５が、ディスプレーサ部の直径部を受けとる装着孔のサイズにぴったり合うため、この直径部がバルブ１５に追従して装着孔に嵌合する。テーパー状先端部１６が装着孔に嵌合するため、タックピンのアライメントがスムーズになる。本発明の実施態様である円形のタックピンを示す図１Ｂおよび図１Ｃについて説明すると、締り嵌めバルブがこのタックピン(the part)の中心を有効に設定し、装着孔のサイズにぴったり合うため、変位した材料のすべてを利用してファスナーのアンダーカット部を充填でき、これによって本発明の締り嵌めバルブなどの締り嵌め孔のサイズに対処する手段をもたないクリンチファスナーの場合に必要となるファスナー周囲のクリアランス空間の充填の効率の悪さを排除できる。図１Ｄに、シート１９内の締り嵌めサイズ調節リングバンド突出領域２０および突出変位材料領域２１を示す。
【００１１】
図２、図３および図４に、本発明タックピンの他の構成形状を示す。ヘッド部、アンダーカット部、ディスプレーサ部およびテーパー状先端部各部の機能は当業者に公知であるため、図２、図３および図４に示す各実施態様において個々に説明する必要はないと考えられる。アンダーカット部およびディスプレーサ部を始めとするタックピンのすべての部分は同じであるが、クリンチ領域の長さをファスナーのプルアウト性能に比例するように設定しているため、クリンチ領域が長くなるほど、プルアウト強度が強くなる。ファスナーのヘッド部の強度がクリンチ装着強度よりかなり強いことを想定するならば、この強度はアンダーカット部における金属の耐せん断性によって例示できる。充填されたアンダーカット部が長くなるほど、プルアウト強度が強くなる。
【００１２】
図２について説明すると、図示の本発明の別な実施態様は、２つの縁部にクリンチする矩形のタックピンである。この実施態様のタックピンはヘッド部３１、ショルダー部３２、ディスプレーサ部３３、アンダーカット部３４およびテーパー状先端部３６を有し、先端部の形状は図１に示す実施態様の側面が平滑な円錐形状ではなく、矩形のピラミッド形状である。いずれの実施態様においても、テーパー状先端部がタックピン(the part)の中心を円形孔に設定するが、この場合には、図２Ｄに示すように、設定は装着孔との接線点を終了点とするピラミッド状先端部の基部の４つのコーナー部を使用して行う。タックピン(this part)の中心をいったん装着孔に設定した後は、圧嵌め装着が続いている間矩形のブローチ作用部３５が追従する。この構造が、あらゆる点において横断面が円形の円形タックピンを示す図１の実施態様に関連して説明した締り嵌めバルブの代わりになる。ピン３７の装着時、矩形のブローチ作用部３５によって下部パネルの円形孔の上部形状が効果的に変形し、クリンチ工程の用意が整い、矩形ディスプレーサ部が図２Ｃに示すように追従する。図２Ｄに装着孔４０、テーパー状先端部３６、ブローチ作用のサイズ調整突出領域４２および矩形変位部突出領域４３の関係を示す。ブローチ工程からの余った金属がファスナー下の装着孔の空隙に入り込む。クリンチ作用が生じる前に充填する必要があるファスナー周囲にクリアランス量がないため、ブローチ作用部によって効率が改善する。この矩形形状の必然性のため、すなわち２つの縁部のみがクリンチ作用を受ける事実のため、前の実施態様に記載された円形タックピンよりも性能が落ちることが考えられる。
【００１３】
図３および図４は、タックピンの別な２つの構成各部の正方形横断面を示す図である。これら実施態様におけるタックピンは４つの側部でクリンチ作用を発揮する。これら２つの実施態様における唯一の相違点は、引き込み先端部の向きである。図３Ａにヘッド部５１、ショルダー部５２、ディスプレーサ部５３、アンダーカット部５４、ブローチ作用部５５およびテーパー状先端部５６からなるタックピンを示す。図３Ｂおよび図３Ｃに示すように、装着工程時に強制圧嵌めによってタックピン５７をパネル５９にクリンチし、シート５８を保持する。図３に示す構成は回転式先端部を備え、これがブローチ作用を受けている材料をアライメントし、装着孔を正方形にするため、テーパー状先端部の平坦側部によって余分な材料が入り込む空間の制限がより小さくなる。図３Ｄに、パネル５９の装着孔６０、ファスナー６１のテーパー状先端部、正方形のブローチ作用部突出領域６２、および正方形のディスプレーサ部突出領域６３を示す。
【００１４】
図４に示す構成では、先端部はファスナーの他のすべての正方形の部分の側縁部と並列にアライメントしている。この実施態様の各部７１〜７６は、上記図３に関して説明した各部５１〜５６にそれぞれ対応する。相違点は、テーパー状先端部７６が回転して半径方向にアライメントから外れることはなく、他の平行部分の側縁部と並行関係を維持する点である。図４Ｂおよび図４Ｃに示す装着工程は、ファスナー７７がパネル７９の強制変形によってシート７８をパネル７９に固着する前記実施態様の場合と同じである。図４Ｄに装着孔８０、引き込みテーパー状先端部８１、および正方形のブローチ作用部８２および正方形のディスプレーサ部８３の突出領域を示す。
【００１５】
図３および図４のタックピンは、基部が正方形のピラミッド状引き込み先端部を備え、これがタックピンの打ち込み時にその中心を円形の装着孔に設定する。正方形のブローチ作用部が次に追従し、円形の装着孔の上部に正方形の開口を形成する。ブローチ作用部に側部が４つあるアンダーカット部およびディスプレーサ部が続く。この構成によって、本明細書に開示したすべての実施例のうちで最長のクリンチ作用長さを実現できる。例えば、図２および図３に示す正方形のタックピンのクリンチ作用長さは、図１に示す円形ファスナーのクリンチ作用長さよりも１．６倍長い。
【００１６】
図５について説明すると、図１〜４のタックピンの４つの構成すべては、それぞれ上下に連続的に接合したストリップ状１〜４になっている。タックピンをこのような連続ストリング形状で製造するためには、連続製造方法が必要である。例えば、円形の連続供給タックピンの場合、連続ワイヤ供給式ＣＮＣ装置を使用して製造できる。この装置の場合、ＣＮＣ旋盤への供給時に直線状ワイヤの軸にそって周回するカッターまたはロール成形機を設けてある。矩形の連続供給タックピンの場合、連続スタンピング(stamping)又は、リール/リール光エッチング装置のいずれかを使用して製造できる。正方形のピンの場合、リール/リール光エッチングおよびこの光エッチングに対して９０°で配向したレーザーカッティングが必要であり、光エッチングした各部の前側および後ろ側においてピンを切断する。これら各部は、ストリングの端部からせん断し、装着できる。必要なせん断力はヘッド部の先端、先端部および次の隣接タックピンのヘッド部の間の接触領域によって調節できる。次に、タックピンを標準リールにパックし、モジュールに装填し、ストリングから各部をせん断し、装着用パンチまで運ぶ。
【００１７】
以上の説明は、本発明の原理を説明することだけを目的とするものである。さらに、当業者にとって数多くの変更/変形が容易なため、本発明を図示し、説明してきた正確な構成に制限する意図はない。従って、すべての適切な変形および等価物は本発明の範囲内に含まれるものである。
【符号の説明】
【００１８】
１１,３１,５１：ヘッド部
１２,３２,５２：ショルダー部
１３,３３,５３：ディスプレーサ部
１４,３４,５４：アンダーカット部
１５：締り嵌めバルブ
１６,３６,５６,７６：テーパー状先端部
１７,３７,５７：ピン
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
2014525018.tif 000016
【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図５】
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【国際調査報告】
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