(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）一端のヘッド部と、他端のガイド部と、ダボ部とを有する第１管状要素であって、前記ガイド部は、前記第１管状要素のヘッド端部から前記第１管状要素の中心軸に平行な方向に離れて延材する複数のガイドを有し、前記ガイド間の空間はガイドチャネルを画定し、前記ガイド間の第１管状要素の一部はシルを画定する第１管状要素と、
ｂ）ねじ部およびアーム部を有する第２管状要素であって、前記ねじ部は、前記第２管状要素の中心軸に沿って内ねじ開口部を有し、前記アーム部は、前記ねじ部から前記第２管状要素の中心軸に平行な方向に離れて延在する複数の外方に偏倚可能な弾性を有するアームを有し、前記アームの数量は、前記第１管状要素上に設けられたガイドチャネルの数量と同一であり、前記第２管状要素の前記アームはそれぞれ端部を有する第２管状要素と、を備え、更に、
ｃ）ヘッド部およびねじ部を有する細長いねじ部材であって、使用時において、前記ねじ部は、前記第１管状要素、第２管状要素、およびねじ部材が同軸になるように、前記第１管状要素および第２管状要素の間に配置され、それにより、前記ねじ部材のヘッド部は、前記第１管状要素のヘッド部内に配置され、前記第２管状要素のアームが前記第１管状要素のガイドチャネルと係合可能となるよう、前記第２管状要素のねじ部は、前記ねじ部材のねじ部上にねじ止めされた細長いねじ部材を備え、
前記ブラインドファスナは、
前記第２管状要素におけるそれぞれの前記アームの前記端部は、各アームにおける該端部の後方に凹部を画定するように各アームの残部よりも分厚くなっており、各アームの端部の第２管状要素の中心軸に垂直な方向への厚みは、使用時において、該端部が前記第２管状要素の中心軸から離れて偏倚する距離を決定し、
（ｉ）前記ねじ部材の第１方向への回転により、前記第２管状要素が前記第１管状要素に向けてクランプ方向に移動し、この移動により、前記第２管状要素のアームは、前記第１管状要素のガイドチャネルに沿って移動して前記第１管状要素のシルと係合し、さらに前記ねじ部材の連続的な回転により、前記第２管状要素のアームは、前記第２管状要素の中心軸から離れて、前記第１管状要素のシルに対して外方に偏倚し、そして前記ダボ部に沿ってスライドするように構成されており、
（ｉｉ）第２方向への前記ねじ部材の回転により、前記第２管状要素は前記第１管状要素から開放方向に離間するように構成されたことを特徴とする、取り外し可能なブラインドファスナ。
【請求項２】
請求項１に記載の取り外し可能なブラインドファスナであって、前記第１管状要素のシルは、先細形状である、取り外し可能なブラインドファスナ。
【請求項３】
請求項１〜２のいずれか一項に記載の取り外し可能なブラインドファスナであって、前記第２管状要素の端部は、前記アームが外方に偏倚する際、前記第２管状要素の中心軸にほぼ垂直となるように、ある角度で配置されたクランプ面を有する、取り外し可能なブラインドファスナ。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の取り外し可能なブラインドファスナであって、前記第２管状要素のアームは、弓状端面を有する、取り外し可能なブラインドファスナ。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の取り外し可能なブラインドファスナであって、前記第１および第２管状要素は、２本、３本または４本のアームを有する、取り外し可能なブラインドファスナ。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の取り外し可能なブラインドファスナであって、使用するため組み立てる際、前記ファスナは、前記第１管状要素のヘッド部を除いて、その長さに沿って一定の外径を有し、前記第１管状要素のヘッド部は、外方にフレア部を備える、取り外し可能なブラインドファスナ。
【請求項７】
請求項６に記載の取り外し可能なブラインドファスナであって、外方への前記フレア部の端面は、複数の同等に離間した半径方向スロットを備える、取り外し可能なブラインドファスナ。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載の取り外し可能なブラインドファスナであって、前記細長いねじ部材のねじヘッドは、ファスナを使用中に、ツールを使用することにより、第１または第２方向のいずれかへのねじの回転を容易にするため、ブラインド開口部を備える、取り外し可能なブラインドファスナ。
【請求項９】
請求項７および８に記載の取り外し可能なブラインドファスナであって、前記ファスナを部品要素の一時的な相互接合用に使用中である場合、前記ツール要素を前記第１管状要素の離間した半径方向スロットと係合することにより、前記細長いねじ部材がその第１方向または第２方向のいずれかに回転する際に、前記ファスナの回転を防ぐ、取り外し可能なブラインドファスナ。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか一項に記載の取り外し可能なブラインドファスナであって、前記第１あるいは第２管状要素または細長いねじ部材は、鋼から製造される、取り外し可能なブラインドファスナ。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか一項に記載の取り外し可能なブラインドファスナであって、前記第１あるいは第２管状要素または細長いねじ部材は、炭素繊維強化プラスチック組成物から製造される、取り外し可能なブラインドファスナ。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか一項に記載の取り外し可能なブラインドファスナであって、前記ファスナから電気を放出するための電気接続を設けた、取り外し可能なブラインドファスナ。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか一項に記載の取り外し可能なブラインドファスナを使用して、第１部品および第２部品を一時的に相互接合する方法であって、前記部品に前記取り外し可能なブラインドファスナの直径よりも僅かに大きな直径の開口部を設け、
ａ）前記第１および第２部品の開口部を相互に整列するステップと、
ｂ）前記取り外し可能なブラインドファスナを整列された開口部を通じて挿入し、前記細長いねじ要素のヘッドをツールと係合するステップと、
ｃ）前記細長いねじ要素が時計回りに回転することにより、前記第１および第２管状要素の間に伸縮運動が生じることで、前記第２管状要素の端部が前記第１管状要素のシルと係合することにより、端部が取り外し可能なブラインドファスナの最大直径を超えて外方に広がるようにツールを操作するステップと、
ｄ）前記第２管状要素の外方に広がる端部が前記第２部品の下側と係合して、前記第１および第２部品を一時的に相互接合するまで、前記ツールを操作するステップと、
を含み、
前記第１管状要素のヘッド部の先細形状部は、前記第１部品のさら穴部に配置され、前記ツールは、前記第１部材のヘッド部における半径方向スロットおよび前記細長いねじ要素のブラインド開口部に配置する手段を備えることを特徴とする方法。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれか一項に記載の取り外し可能なブラインドファスナを相互接合された部品から除去する方法であって、前記取り外し可能なブラインドファスナを相互接合された部品から容易に引き抜くため、ツールを使用して、前記細長いねじ部材を前記第２方向に回転させて、前記第２管状要素の伸縮運動が生じることにより、前記第１管状要素のヘッド部から離間し、前記第２管状要素の端部が移動して前記第１管状要素のアーム部に整列させることを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、取り外し可能なブラインドファスナにおける改善に関するものであり、特に、航空機のフレームのウイング要素の一時的な相互接合において使用するための取り外し可能なブラインドファスナに関する。
【背景技術】
【０００２】
航空機のフレーム、特にウイング要素の製造において、取り外し可能なブラインドファスナは、該ファスナをウイング要素に設けられた開口部に挿入することによって、ウイング要素用の仮止め具として使用される。これは、必要に応じて、開口部を調節し、ウイング要素を整列することによる点検工程中において、相互接合された要素の適合性を判定するために実施される。点検および調節後、必要に応じて、取り外し可能なブラインドファスナは除去され、開口部に恒久的なブラインドファスナが設置される。
【０００３】
ウイング部分および胴体等の航空機構造は、シート材をスパー、リブ、ランナー、ストリンガー等の剛性部材に固定することによって組み立てられる。例えば、ウイングスキンパネルを多数のリブに固定するため、ウイングスキンパネルは、リブ上に整列され、かつしっかりと挟持固定して配置される。材料を通じて一連の孔部が穿孔され、リベット等の恒久的な締結具が配置され、固定される。小型の構造において、部品材料は、材料の端縁に沿ってクランプすることができる。しかしながら、大型の構造においては、この技法では正確に整列させることは不可能である。大型の構造を有するアセンブリにおいては、その構造に亘って選択された地点に一連のクランプ孔が穿孔される。続いて、それらの孔部に仮止め具を挿入して、部品材料を固定しつつ、恒久的なリベットファスナを受容するための更なる孔部が穿孔される。リベットが配置され、固定されると、仮止め具は除去され、続いて、恒久的リベットファスナと交換される。仮止め具の数量および位置は、用途に応じて変化するが、大型の商業用旅客機用の典型的な対となるウイング、即ち、２つの完全なウイングにおいては、使用される仮止め具の数量は約２５，０００に到達し得る。そのような仮止め具においては、ワークピースの片側のみから操作すること、即ち、ワークピースの下側で、例えば、ねじ止めや締結等の操作をする必要なしに、ワークピース上からファスナを挿入し作動させ得る点で便利である。片側での操作は、組み立て工程を簡素化するだけでなく、ワークピースの下側は完全にアクセス不能であることが多い。ワークピースの片側から操作可能なファスナは、「ブラインド」ファスナと称される。
【０００４】
従来、図１１に示すタイプのバネ付仮止め具が使用されてきた。ファスナは、本体１０１、キャップ１０２および顎部１０３を有する。ファスナの顎部１０３は、配置ストリップ１０４に偏倚しており、かつ、配置ストリップ１０４に休止している。顎部１０３は、キャップ１０２を内部バネ（図示せず）の動作に対して押下することによって延在している。顎部１０３が延在することにより、顎部は、配置ストリップ１０４に沿って移動する。顎部１０３がストリップの端部に到達すると、顎部の幅は狭まる。続いて、顎部１０３は、ワークピースＡおよびＢの間の孔部を通過する。キャップ１０２上の圧力が取り除かれると、顎部１０３は反応し、顎部は配置ストリップ１０４に沿って本体１０１に向かって移動する。顎部が拡張すると、顎部はワークピースＢの外面を把持し、ワークピースＢをワークピースＡに向かって引き込む。
【０００５】
図１１から分かるように、ファスナの嵩は、ワークピースの頂面よりも高いため、露出しており、かつ脆弱であって、ワークピースの表面上において障害物となる。これは、ツールヘッドが材料の表面に亘って迅速にスイープする自動化された組み立て工程において、凸留め具がこれらの自動化されたツールの移動を妨害するため、特に問題となる。図１１に示した先行技術における別の問題として、最大挟圧力が内部バネの強度によって決定されることが挙げられる。
【発明の概要】
【０００６】
従って、本発明は、先行技術における短所の克服、または、少なくとも先行技術における短所の軽減を目的とするものである。即ち、本発明は、
ａ）一端にヘッド部を有し、他端にガイド部を有する第１管状要素であって、ガイド部は、第１管状要素のヘッド端部から第１管状要素の中心軸に平行な方向に離れて延材する複数のガイドを有し、ガイド間の空間はガイドチャネルを画定し、ガイド間の第１管状要素の一部はシルを画定する第１管状要素と、
ｂ）ねじ部およびアーム部を有する第２管状要素であって、ねじ部は、第２管状要素の中心軸に沿って内ねじ開口部を有し、アーム部は、ねじ部から第２管状要素の中心軸に平行な方向に離れて延在する複数の外方に偏倚可能な弾性アームを有し、アームの数量は、第１管状要素上に設けられたガイドチャネルの数量と同一であり、第２管状部材のアーム部の端部は、アーム部の端部の後方に凹部を画定するようにアーム部の残部よりも分厚い第２管状要素と、
を備え、更に、
ｃ）ヘッド部およびねじ部を有する細長いねじ部材であって、使用時において、ねじ部は、第１管状要素、第２管状要素、およびねじ部材が同軸になるように、第１管状要素および第２管状要素の間に配置され、それにより、ねじ部材のヘッド部は、第１管状要素のヘッド部内に配置され、第２管状要素のアームが第１管状要素のガイドチャネルと係合可能となるよう、第２管状要素のねじ部は、ねじ部材のねじ部上にねじ止めされた細長いねじ部材を備え、
（ｉ）ねじ部材の第１方向への回転により、第２管状要素が第１管状要素に向けてクランプ方向に移動し、この移動により、第２管状要素のアームは、第１管状要素のガイドチャネルに沿って移動し、第１管状要素のシルと係合することによって、ねじ部の連続的な回転が生じ、第２管状要素のアームは、第２管状要素の中心軸から離れて、第１管状要素のシルに向けて外方に偏倚し、
（ii）第２方向へのねじ部材の回転により、第２管状要素は第１管状要素から開放方向に離間する
ように構成された、取り外し可能なブラインドファスナを簡便に提供する。
【０００７】
ねじが更に締め付けられるとき、ねじが所定の距離において締結され、留まるように、アーム部の端部の後方の凹部により、アームは、外方に所定の距離だけ偏倚可能である。
【０００８】
第１管状要素のシルは、先細形状であるか、またはステップ状であってもよい。
【０００９】
第２管状要素の各アーム部は、端部を有し、アーム部の端部の第２管状要素の中心軸に垂直な方向への厚みは、使用時において、端部が第２管状要素の中心軸から離れて偏倚する距離を決定し得る。
【００１０】
アームが外方に偏倚する際、クランプ面が第２管状要素の中心軸にほぼ垂直になるように、第２管状要素の端部は、ある角度で配置されたクランプ面を有してもよい。これにより、表面の端縁のみがクランプされる部品と係合する場合よりもより広い領域に亘って、クランプ負荷を分散する。
【００１１】
第２管状要素のアームは、強度のために弓状断面を有することができる。
【００１２】
第２管状要素のアームの数量は、第１管状要素のガイドチャネルの数量と同一であってもよい。
【００１３】
第１および第２管状要素は、２本、３本または４本以上のアームを有することができる。
【００１４】
使用するため組み立てる際、ファスナは、第１管状要素のヘッド部を除いて、その長さに沿って一定の外径を有してよく、第１管状要素のヘッド部は、外方にフレア部を備え得る。
【００１５】
外方へのフレア部の端面は、複数の同等に離間した半径方向スロットを備えてもよい。
【００１６】
細長いねじ部材のねじヘッドは、ファスナを使用中に、ツールを使用することにより、第１または第２方向のいずれかへのねじの回転を容易にするため、ブラインド開口部を備えてもよい。
【００１７】
ファスナを部品要素の一時的な相互接合用に使用中である場合、ツール要素を第１管状要素の離間した半径方向スロットと係合することにより、細長いねじ部材がその第１方向または第２方向のいずれかに回転する際に、ファスナの回転を防ぐ。
【００１８】
第１あるいは第２管状要素または細長いねじ部材は、鋼または炭素繊維強化プラスチック組成物から製造され得る。
【００１９】
ファスナから電気を放出するための電気接続を設けてもよい。
【００２０】
一実施形態において、取り外し可能なブラインドファスナを使用して、第１部品および第２部品を一時的に相互接合する方法を提供する。ここでは、部品に取り外し可能なブラインドファスナの直径よりも僅かに大きな直径の開口部を設ける。この方法は、
ａ）第１および第２部品の開口部を相互に整列するステップと、
ｂ）取り外し可能なブラインドファスナを、第１部品のさら穴部に配置された第１管状要素のヘッド部の先細形状部によって、整列された開口部を通じて挿入するステップと、
ｃ）細長いねじ要素のヘッドを、半径方向スロットおよび細長いねじ要素のブラインド開口部に配置するための手段を備えるツールと係合するステップと、
ｄ）細長いねじ要素が時計回りに回転することにより、第１および第２管状要素の間に伸縮運動が生じることで、第２管状要素の端部が第１管状要素のシルと係合することにより、端部が取り外し可能なブラインドファスナの最大直径を超えて外方に広がるようにツールを操作するステップと、
ｅ）第２管状要素の外方に広がる端部が第２部品の下側と係合して、第１および第２部品を一時的に相互接合するまで、ツールを操作するステップと、
を含む。
【００２１】
取り外し可能なブラインドファスナを相互接合された部品から除去する方法も提供する。この方法は、取り外し可能なブラインドファスナを相互接合された部品から容易に引き抜くため、ツールを使用して、細長いねじ部材を第１方向に回転させて、第２管状要素の伸縮運動を生じさせることにより、第１管状要素のヘッド部から離間し、第２管状要素の端部が移動して第１管状要素のアーム部に整列させる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】動作状態にある、本発明により提供される取り外し可能なブラインドファスナの上方斜視図である。
【図２】図１に示すファスナの第１管状要素の上方斜視図である。
【図３】図１に示すファスナの第２管状要素の上方斜視図である。
【図４】図１に示すファスナの細長いねじ部材の上方斜視図である。
【図５Ａ】操作の第１段階にあり、第２管状要素のアームは、第１管状要素の外面と面一であって、相互接合される部品間の共通開口部に挿入されるファスナの一実施形態を示す側面図である。
【図５Ｂ】操作の第２段階にあり、第２管状要素のアームは、ねじ部材の特徴に対して外方に広がり始めた状態であって、相互接合される部品間の共通開口部に挿入される際のファスナの一実施形態を示す側面図である。
【図５Ｃ】操作の第３段階かつクランプ前の状態であって、第２管状要素のアームは、第１管状要素の特徴に対して完全に外方に広がっており、相互接合される部品間の共通開口部に挿入された際のファスナの一実施形態を示す側面図である。
【図５Ｄ】操作の第３段階かつ部品をクランプ後の状態であって、第２管状要素のアームは、外方に広がり、かつ、ファスナのヘッド端部に向けて引き込まれることにより、部品をクランプした、相互接合される部品間の共通開口部に挿入された際のファスナの一実施形態を示す側面図である。
【図６】ナットにより組み立てられたファスナの説明図である。
【図７】２本のアームを有する第２管状要素を有するファスナの組立図である。
【図８】４本のアームを有する第２管状要素を有するファスナの組立図である。
【図９】導通するために設けられた電気接続を有するファスナの更なる実施形態の説明図である。
【図１０Ａ】第２管状要素の一実施形態の断面図である。
【図１０Ｂ】第２管状要素のアームの端部から見た、図１０Ａの第２管状要素の一実施形態の端面図である。
【図１１】先行技術の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
図１を参照すると、本発明は、２つ以上の部品をクランプする際に使用するための取り外し可能なブラインドファスナ２を提供する。部品は、典型的に、１０および１２等のシート材料である。ファスナは、部品を一時的にクランプすることを意図したものであるため、設置および除去が容易である。
【００２４】
取り外し可能なブラインドファスナは、３つの主要部分、即ち、（ｉ）図２に示すような第１管状要素４と、（ii）図３に示すような第２管状要素６と、（iii）図４に示すような細長いねじ部材８とを有する。
【００２５】
第１管状要素４は、その全長に亘る内部開口部を有する中空の管である。第１管状要素は、上側端部にヘッド部１４を有し、このヘッド部１４は、外方へのフレア部１８と共に形成される。ファスナがクランプされる材料の上面と面一になるように、フレア部１８によりファスナをさら穴に埋める。ファスナが固定される間、第１管状要素を静止状態に保持するため、ヘッド部は、８つの同等に離間した半径方向スロット２０を有する。以下により詳細に説明するが、ヘッド部１４は、ねじ部材８のフランジ付きヘッドを受容するための凹部１５も有する。第１管状要素は、図１にＡ−Ａ´として示され、管状要素の中心に沿って通る中心軸を有する。
【００２６】
第１管状要素４は、ヘッド部の下に、平滑な円筒形の外面を有するダボ部１６を有する。この部分は、通常、部品１０，１２における孔部にぴったりとフィットしてクランプされ、かつ部品が相互に移動するのを防ぐ。ダボ部の長さは、接合される２つの部品１０，１２を組み合わせた厚みに応じて選択され得る。
【００２７】
第１管状要素４は、ダボ部１６の下にガイド部２２を有する。ガイド部２２は、図２に示すように、ガイド２４，２６，２８として作用する３本の細長いアームと、ガイド２４，２６，２８の間に３つのシル３４，３６とを備える。ガイド２４，２６，２８は、第１管状要素４の端部から中心軸Ａ−Ａ´と平行な方向に突出している。代替的に、第１管状要素４は、２つのみのガイドを有してもよく、または、ファスナ２全体が大きな直径である必要がある場合は、４つ以上のガイドを有してもよい。第１管状要素のガイド２４，２６，２８は、（好ましくは、第１管状要素４の一部として統合的に形成されることによって）一端において固定され、他端は自由であり、各ガイド間に空間が画定される。各ガイドロッド間の空間は、ガイドチャネルを画定し、各ガイド２４，２６，２８の側面は、ガイド面を形成する。各ガイドの外面は、円筒形の外面部分として成形される。シル３４，３６は、ガイドチャネルからガイド部の外面に変遷する。シル３４，３６は、作動面を提供する。シルは、先細形状であり、第１管状要素の内部および外部の間に平面スロープを形成する。
【００２８】
代替的に、シルは、ファスナの外面に垂直であり、アームの端部は、先細形状である。代替的に、シルは、平面でなくてもよく、例えば、屈曲しているか、任意の他の形状であってもよい。
【００２９】
第２管状要素６は、全長を通る内部開口部を有する中空の管である。第１管状要素は、図３に示すように、３本の細長いアーム３０，３１，３２を備えるアーム部２８を備える。ダボ部において説明したシリンダと、第１管状要素のガイド部と、第２管状要素のアーム部の外径は、ほぼ同一である。第２管状要素６は、２本のアーム、または４本以上のアームを有することができ、第２管状要素６上のアームの数量は、第１管状要素のガイドチャネル２４，２６，２８の数量と同一でなければならない。
【００３０】
図３に示すように、内ねじ管状部３４は、第２管状要素６の端部において、第２管状要素６のアーム部に接続されている。第２管状要素の外部は円筒形である。第２管状要素のアーム３０，３１，３２は、（好ましくは、第２管状要素６の一部として、統合的に形成されることによって）一端において固定され、他端は自由であり、各アームの間に空間が画定される。各アームの外面は、円筒形の一部として成形される。アームは、弾性的に外方に偏倚可能であり、即ち、アームはバネがあり、アームが外方に変形されるとき、アームは元の位置まで跳ね返る。これにより、ファスナは、取り外し可能となり、かつ再利用可能となる。換言すると、第２管状要素のアームは、可撓性を有する。アーム３０，３１，３２は、端部３０ａ，３１ａ，３２ａを有する。
【００３１】
各アームの端部３０ａ，３１ａ，３２ａは、以下により詳細に説明するように、自由端において、クランプされるワークピースと係合するための平面を有する。より大きな開口部には、より多くのアームを設けて、クランプされるワークピースの表面上のクランプ負荷を分散することができる。
【００３２】
細長いねじ部材８は、図４に示されており、ヘッド部４０を備える。ヘッド部４０は、フランジ４１と、ねじ部材８のヘッド５２にツールを受容するための六角形のブラインド開口部５０とを含む。ねじ部材８は、更に、下方端部４８に外ねじ部分４６を備える。
【００３３】
図３に示すように、第２管状要素６のアームは、その全長に沿って同一の厚みを有することができ、アームの断面は、その長さに沿ってどの地点においても同一である。代替的に、アームの端部３０ａ，３１ａ，３２ａは、第２管状要素６の断面を示す図１０Ａに示されるように、プロファイルされてもよい。アームの端部は、アームの残部よりも分厚いことを理解されよう。各アームの端部３０ａ，３１ａ，３２ａは、ワークピース係合面６０１またはクランプ面を備え、ファスナが使用中であり、ワークピースをクランプするとき、このクランプ面はワークピースに接触する。クランプ負荷は、クランプ面６０１を介してワークピースに加わる。クランプ面６０１は、アームが使用中に外方に広がるとき、クランプ面がワークピースの平面と平行になるように整列されるため、クランプ負荷は、クランプ面６０１に亘って均一に加わる。クランプ面６０１は、使用中におけるワークピースのマーキングを減らすため、研磨されてもよい。ワークピースのマーキングを防ぐため、クランプ負荷を分散するのに、クランプ面は可能な限り大きいことが有利である。各アーム端部３０ａ，３１ａ，３２ａは、アームの端部からクランプ面６０１よりも更に配置された先細形状係合面６０２も有し、以下により詳述するように、これは、使用時において、第１管状要素４のシル３４,３６と係合する。
【００３４】
代替的な実施形態（図示せず）において、第１管状要素は、先細形状のシル３４,３６を有せず、段差遷移部を有してもよい。この実施形態において、アーム３０，３１，３２が段差上を平滑に走行できるよう、先細形状係合面６０２は角度付けされる。先細形状のシル３４，３６を作動特性として設ける更なる実施形態においては、続いて、アーム端部３０ａ，３１ａ，３２ａの先細形状係合面６０２は省いてもよい。しかしながら、シル３４，３６およびアーム端部３０ａ，３１ａ，３２ａの先細形状係合面６０２の組み合わせが好ましい。
【００３５】
各アームは、第１管状要素のシルと係合後、第１管状要素のダボ部１６と係合するためのダボ係合面６０３も有する。ダボ係合面６０３をアームの端部３０，３２から先細形状係合面６０２よりも先に設ける。ダボ係合面６０３は、第２管状要素６の外側体と平行であり、使用時において、第１管状要素のダボ部に沿ってスライドするとき、アームの外方への偏倚を維持する。上部係合面６０３と、アーム３０，３１，３２の外側との間の距離（ｄ）は、使用時にアームの広がり量を画定する。アームは、アーム３０，３１，３２の端部から、上部係合面６０３よりも先に凹面６０４も有する。凹面６０４は、切り取られ、かつ、使用中において、ダボ係合面６０３が第１管状部材のダボ部１６と接触し続けるように、排除される。
【００３６】
図１０Ｂは、第２管状要素６のアーム３０，３２の端面図である。アームは屈曲した断面を有することを理解されよう。これにより、アームの強度が増し、平坦な断面よりもワークピースにより大きなクランプ負荷を加えることができる。
【００３７】
アームが弾性限度内で偏倚されるように、第２管状要素６のアーム３０，３１，３２の長さは、構造材に応じて選択される。アーム３０，３１，３２は、バネ付きであると見なすことができ、それらは、力によって外方に偏倚可能であり、続いて、力が取り除かれると同一の休止位置に戻る。直径が５ｍｍで鋼から製造されたファスナにおいては、第２管状要素のアーム３０，３１，３２の長さは、約３０ｍｍであり、厚みは０．５ｍｍである。
【００３８】
２つのエアフレーム部品１０および１２（本明細書においてワークピースとも称する）を相互接合するため、取り外し可能なブラインドファスナ２が使用される場合、第１管状要素４および第２管状要素６並びに細長いねじ部材８を組み立てて、単一のユニットを形成する（図１参照）。ファスナの３つの部品は、組み立てられると同軸に整列する。組み立て用に、ねじ要素が第１管状要素４の頂部を通じて挿入される。ねじ要素８のフランジは、第１管状要素６のヘッド部と係合し、ねじ要素８が第１管状要素４を通過しないようにする。続いて、第２管状要素は、アームの自由端を第１管状要素に向けて指向することによって、ねじ部材まで延長される。ねじ要素は第２管状要素８のねじ開口部と係合するように回転され、第２管状要素のアームが第１管状要素４のガイドチャネルと係合するまで回転され続ける。第２管状要素６のアーム部２８のアーム３０，３１，３２は、第１管状要素４のアーム２４，２６，２８間において画定される空間の少なくとも一部を占領するように配置されることにより、第１および第２管状要素のアームは、摺動可能に相互に係合可能となり、ファスナ２用の、全体的に円筒形の本体を画定する。第１管状要素のアーム２４，２６，２８間の空間は、第２管状要素６のアームのガイドとしての役割を果たし、第１管状要素４のアームの端縁は、ガイド表面としての役割を果たし、ねじ部材８の回転により付与されるねじり運動に対する反力を供給する。
【００３９】
ねじ部材８を回転すると、第２管状要素６は、第１管状要素４に向けて引き込まれ、各管状要素のアームは、相互に通過しつつ、相互に対して反力も提供することにより、第２管状要素６がねじ部材８と回転しないようにする。第２要素６の外径は、第１要素の内径よりも大きいため、第２要素６は、第１要素４のヘッド端部から除去されないようにする。ファスナ２は、各部品を別個に挿入し、ファスナをインサイチュで組み立てるのとは逆に、開口部内にユニット全体として挿入される。
【００４０】
第１および第２管状要素が相互に係合する前に、第２管状要素６のねじ部３４がねじ部材８のねじ部４６と係合するように、ねじ部材８の外ねじ部４６は、アームの長さに関連して長く製造され得る。これは、ねじ部材８を回転して、ワークピースからファスナ２を解放する際、管状要素４，６のアームが解放されるまで相互に摺動し、更に、ねじ部材８の回転により、ねじ部材８の端部を外すのではなく、回復が困難である第２管状要素６をねじ部材８と共に単に回転するため、有利である。これは、機械を使用してファスナを解放する場合に有利である。
【００４１】
図５Ａに示すように、エアフレーム部品１０および１２を一時的に組み立てるため、取り外し可能なブラインドファスナ２は、部品１０および１２に設けられた整列された開口部を通じて挿入される。
【００４２】
ねじ部材８のブラインド開口部５０において、ツール（図示せず）を使用して、ねじ部材を時計回りに回転することによって、第２管状要素６は、第１管状要素４に関連して上方に移動する。図５Ｂに示すように、この動作により、アーム３０，３１，３２の各端部３０ａ，３１ａ，３２ａは、第１管状要素の先細形状のシル３４，３６と係合することにより、アーム３０，３１，３２は、外方に広がる。
【００４３】
図３に示すように、アームが一定の厚さである場合、続いて、アームは、ねじが回転するように外方に移動し続ける。図１０Ａに示すように、アームがプロファイル端部を有する場合、図５Ｃに示すように、アームの端部３０ａ，３２ａが第１管状要素６のダボ部に到達すると、アーム３０，３１，３２は、外側方向に最大限まで広げられる。更に、ねじ部材８の回転により、アーム３０，３２は、ファスナの主軸と平行な方向にワークピースに向けて移動し、ファスナの主軸に垂直な方向への更なる移動は生じない。
【００４４】
アーム３０および３２がワークピースに向けて移動し続けるとき、アーム３０および３２は、部品１２の下側と係合することにより、部品１２は、エアフレームの部品１０に向けて移動することによって、図５Ｄに示すように、部品１０および１２を相互接合する。
【００４５】
アームの端部がプロファイルされる場合、締結中におけるクランプ動作の三段階が画定される。これらの段階を、ファスナの主軸を参照して、以下に説明する。この主軸は、図１にＡＡ´として示される、ねじ部材の中心に沿って通る軸として画定される。ねじ部材８が時計回りに回転する第１段階においては、第２管状要素６は、ファスナの外面、即ち第１管状要素４の外面と面一のアーム３０,３２によって、第１管状要素４に向けて移動する。第２段階は、アーム３０,３１，３２の端部３０ａ，３１ａ，３２ａが第１管状要素の先細形状のシル３４，３６と係合し始め、アームがファスナの主軸に平行な方向に移動し続けると共に離れて、即ち、ファスナの主軸に垂直な方向に広がり始めると、開始する。第２段階は、端部３０ａ，３１ａ，３２ａが第１管状要素６の先細形状のシル３４，３６の端部に到達するまで継続する。第３段階は、アーム３０，３１，３２の端部３０ａ，３１ａ，３２ａが第１管状要素６の平滑なダボ部上を移動する際に生じ、この第３段階は、アームがファスナの主軸と平行な方向にのみ移動することを特徴とする。アームが部品上にクランプするとき、アームが部品を削り取るか、または部品内に食い込まないように、アームがファスナの主軸に垂直な方向にもはや移動しないとき、ファスナが第３段階になるまで、アーム３０，３１，３２の端部３０ａ，３１ａ，３２ａは、部品１２の下側に接触しないことが好ましい。クランプ負荷全体がファスナの主軸に平行な方向に加わるように、第３段階において、クランプ動作が生じることが最適である。
【００４６】
アームは、凹部面６０４と、その長さに沿って端部よりも細くなるアームとのおかげで、ファスナの主軸に平行な方向のみに移動可能である。この凹部により、第３段階中にアームの端部およびシルの間に隙間が設けられる。
【００４７】
ツールの使用中に、取り外し可能なブラインドファスナ２の回転を防ぐため、ツールは、半径方向スロット２０と係合する手段（図示せず）も備え、細長いねじ部材８が本明細書に記載のように回転される際に、取り外し可能なブラインドファスナの回転を防ぐ。
【００４８】
ファスナ２を相互接合された部品１０および１２から除去することが望ましい場合、ツール（図示せず）を使用して、ねじ部材８を反時計回りに回転することによって、第２管状要素６は、第１管状要素４に関連して下方に移動することにより、アーム３０，３１，３２の各端部３０ａ，３１ａ，３２ａは、管状要素４によって相互に整列された非作動状態まで移動されることによって、取り外し可能なブラインドファスナ２は、整列された開口部１０ａおよび１２ａから除去される。
【００４９】
ファスナを使用することができる開口部の典型的な寸法は、４ｍｍ〜９ｍｍであるが、例えば１０ｍｍ〜２０ｍｍ等、他の寸法も勿論可能である。より大きな開口部において、３つのガイドチャネル／第１および第２部材のアームは、ワークピース１２の下側に均一なクランプ負荷が加わるように、４本以上のアームに置き換えられてもよい。
【００５０】
第１管状要素４および第２管状要素６並びに細長いねじ部材８は、鋼等の任意の好適な材料から製造され得る。また、代替的に、これらの部分は、炭素繊維強化プラスチック組成物から製造されてもよい。代替的に、ファスナのパーツは、異なる材料から製造されてもよく、例えば、第１および第２管状要素は、プラスチック組成物から製造される一方、ねじ部材は鋼から製造されてもよい。
【００５１】
図６は、ねじ部材６０３の端部に停止ナット６０５を設けた３本のアーム付きファスナを示す。このナット６０５は、第２管状要素６０２のアーム６０２ａが第１管状要素６０１のアーム６０１ａから開放されないように、ねじ部材のねじに固定可能であり、第２管状要素６０２がネット６０５に到達すると、ねじ部材６０３の回転が妨げられるが、第１および第２管状要素は、相互に解除することはできない。
【００５２】
より分厚い部品をクランプするため、第１管状要素のダボ部は延在させてもよい。
【００５３】
ファスナは、この構造の外側および内側の間において、電気の効率的な導電体となり得る。例えば、ファスナを使用して、航空機構造の複合材等の電気絶縁性部品を固定する場合、ファスナは、効率的な点灯導電体になり得る。ファスナから航空機の好適な地点に電荷を放散することができる。図９に示すように、ファスナに電気接続を設けてもよい。ねじ部材９０３上の停止ナット９０５に、例えば、雄ブレードコネクタ９０６を設ける。続いて、雄ブレードコネクタ９０６に取り付けられた雌ブレードコネクタ９０７によってファスナに電気ケーブル９０８を取り付け可能である。電気ケーブルをファスナに取り付ける任意の他の既知の手段を使用することができる。コネクタは、ナットと共に回転してもよく、または、例えば、入れ子式接続手段等、コネクタがナットと回転しないような構成を設けてもよい。代替的に、電気ケーブルは、ねじ部材８の中心に固定され得る。更に、第１管状要素９０１および第２管状要素９０２は、両方とも、断熱材から製造される一方、ねじ部材９０３は、導電体から製造されてもよく、これにより、断熱性の構成要素を通じて導電路を供給する。
【００５４】
本発明の技術的範囲には、本明細書に詳細に説明されていない取り外し可能なブラインドファスナ２も含まれる。
【００５５】
本明細書には、エアフレームの構成部品を相互接合する上で使用するための取り外し可能なブラインドファスナ２について記載したが、ファスナ２は、そのような部品間に挿入され得る付加的な要素と共に、または付加的な要素なしに、任意の部品を一時的に相互接合するために使用できるものである。
【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５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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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１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１】
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