(57)【要約】  自己装着ファスナは、中央の突出部と、底壁、内側の側壁及び外側の側壁を有する環状の溝を含み、突出部を囲む環状のフランジ部とを有する。底壁は、底壁の上方に傾斜された半径方向の上面をそれぞれが有する第１の複数の配置された回転防止要素と、底壁の下方に対向して傾斜された半径方向の上面をそれぞれが有する円周方向に配置された第２の複数の回転防止要素とを有し、装着方法は、雌型ファスナのねじ筒の歪みを回避する。
2006528333.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中央の突出部と、
前記突出部を囲み、平坦な端面を有する環状のフランジ部と、
前記突出部を囲み、底壁、前記突出部を囲む内側の側壁、及び対向する外側の側壁を有する、前記フランジ部の前記端面の環状の溝と、前記環状の溝の前記内側及び外側の側壁の一方が前記内側及び外側の側壁の他方に向かって傾斜されて、前記フランジ部の前記端面に隣接する前記環状の溝の制限された開口を規定し、
とを備え、
前記環状の溝の前記底壁は、前記環状の溝の前記底壁の平面上方に配置された半径方向の上面をそれぞれが有し、円周方向に配置された半径方向の複数の回転防止要素と、前記環状の溝の前記底壁の前記平面下方に配置された上面をそれぞれが有し、円周方向に配置された半径方向の第２の複数の回転防止要素とを有する、自己装着ファスナ。
【請求項２】
前記円周方向に配置された第１及び第２の複数の回転防止要素は、円周方向に交互に配列する、請求項１に記載の自己装着ファスナ。
【請求項３】
前記円周方向に配置された半径方向の第１及び第２の複数の回転防止要素の前記上面は、前記環状の溝の前記底壁に対して傾斜されている、請求項１に記載の自己装着ファスナ。
【請求項４】
前記円周方向に配置された半径方向の第２の複数の回転防止要素それぞれの上面は、前記環状の溝の前記底壁の中央部から下方に環状の溝の前記内側及び外側の側壁の前記一方に隣接して傾斜されており、前記内側及び外側の側壁の前記一方に隣接する前記環状の溝の前記底壁の前記平面の下方に配置された端部表面を有する、請求項３に記載の自己装着ファスナ。
【請求項５】
前記円周方向に配置された半径方向の第１の複数の回転防止要素は、前記環状の溝の前記底壁の中央部から上方に前記環状の溝の前記内側及び外側の側壁の一方に傾斜されており、それぞれが前記環状の溝の前記底壁の前記平面の上方に配置された端部表面を有する、請求項３に記載の自己装着ファスナ。
【請求項６】
前記環状の溝の前記底壁は、平坦で、前記環状のフランジ部の前記平坦な端面に概略平行に延びる、請求項３に記載の自己装着ファスナ。
【請求項７】
前記円周方向に配置された半径方向の第１及び第２の複数の回転防止要素それぞれの前記上面は、５度と１５度の間の角度で前記環状の溝の前記底壁に対して傾斜された、請求項３に記載の自己装着ファスナ。
【請求項８】
前記環状の溝の前記外壁は、前記突出部に向かって前記底壁から内側に傾斜され、前記円周方向に配置された第１の複数の回転防止要素それぞれの前記上面は、前記底壁から上方に前記外側の壁に傾斜されており、前記底壁の平面上方に配置され、前記外側の側壁に隣接する端部表面を有し、前記円周方向に配置された半径方向の第２の複数の回転防止要素それぞれの前記端面は、前記環状の溝の前記内壁に向かって下方に傾斜されており、前記環状の溝の前記底壁の前記平面の下方に配置され、前記内側の壁に隣接する端部表面をそれぞれが有する、請求項１に記載の自己装着ファスナ。
【請求項９】
前記円周方向に配置された半径方向の第１及び第２の回転防止要素それぞれの前記上面は、前記環状の溝の前記内側及び外側の側壁の一方に向かって前記底壁の中央部から傾斜された、請求項８に記載の自己装着ファスナ。
【請求項１０】
前記円周方向に配置された半径方向の第１及び第２の回転防止要素それぞれの前記上面は、前記環状の溝の前記底壁に対して、５度と１５度の間の角度で傾斜された、請求項８に記載の自己装着ファスナ。
【請求項１１】
中央の突出部と、
前記突出部を囲み、平坦な端面を有する環状のフランジ部と、
平坦な底壁、前記突出部を囲む内側の側壁、及び対向する外側の側壁を有し、前記突出部を囲む、前記フランジ部の前記端面の環状の溝と、前記環状の溝の前記内側及び外側の側壁の一方は、前記内側及び外側の側壁の他方に向かって傾斜されて前記フランジ部の前記端面に隣接する前記環状の溝の制限された開口を規定し、
を備え、
前記環状の溝の前記平坦な底壁は、前記環状の溝の前記内側及び外側の側壁の前記一方に向かって前記環状の溝の前記底壁から半径方向上方に傾斜された平坦な端面をそれぞれが有し、前記平坦な底壁の上方に配置された端部表面を有する円周方向に配置された半径方向の第１の複数の回転防止要素と、前記環状の溝の前記内側及び外側の前記一方に向かって前記底壁から下方に傾斜された平坦な端面をそれぞれが有し、前記環状の溝の前記底壁の下方に配置された端部表面をそれぞれが有する円周方向に配置された半径方向の第２の複数の回転防止要素とを有する、自己装着ファスナ。
【請求項１２】
前記円周方向に配置された半径方向の第１の回転防止要素のうちの１つが、前記円周方向に配置された半径方向の複数の回転防止要素のうちの２つの間に配置されるように、前記円周方向に配置された半径方向の第１及び第２の複数の回転防止要素は、円周方向に交互に配列される、請求項１１に記載の自己装着ファスナ。
【請求項１３】
前記円周方向に配置された半径方向の第１及び第２の回転防止要素は、前記環状の溝の前記内側及び外側の側壁の一方に向かって前記環状の溝の前記底壁の中央部から傾斜された、請求項１１に記載の自己装着ファスナ。
【請求項１４】
前記環状の溝の前記内側の壁は、前記外側の壁に向かって前記底壁から傾斜され、前記環状の溝の前記外側の壁は、前記内側の壁に向かって傾斜され、前記円周方向に配置された半径方向の第１の複数の回転防止要素は、前記底壁の中央部から上方に前記環状の溝の前記外側の壁に傾斜され、前記円周方向に配置された半径方向の回転防止要素は、前記環状の溝の前記内側の壁に向かって前記底壁の中央部から下方に傾斜された、請求項１３に記載の自己装着ファスナ。
【請求項１５】
前記円周方向に配置された半径方向の第２の複数の回転防止要素は、前記円周方向に配置された半径方向の第１の複数の回転防止要素の半径方向長さより大きい半径方向長さを有する、請求項１３に記載の自己装着ファスナ。
【請求項１６】
前記円周方向に配置された半径方向の第１及び第２の複数の回転防止要素それぞれの前記上面は、５度と１５度の間の角度で、前記平坦な底壁に対して傾斜された、請求項１１に記載の自己装着ファスナ。
【請求項１７】
端面と、前記端面を貫通し、前記突出部を通って延びる孔とを有する中央の突出部と、
前記突出部を囲み、平坦な端面を有する環状のフランジ部と、
平坦な底壁、前記突出部を囲む内側の側壁、及び対向する外側の側壁を有し、前記突出部を囲む、前記環状のフランジ部の前記端面の環状の溝と、前記内側及び外側の側壁の一方は、前記内側及び外側の側壁の他方に向かって傾斜されて前記フランジ部の前記端面に前記環状の溝の制限された開口を規定し、
を備え、
前記環状の溝の前記底壁は、前記環状の溝の前記底壁から上方に前記外側の壁に傾斜された半径方向の上面をそれぞれが有し、前記環状の溝の前記底壁の上方に配置された前記外側の壁に半径方向の端部表面を有する円周方向に配置された第１の複数の回転防止要素と、前記環状の溝の前記内側の側壁に向かって前記環状の溝の前記底壁から下方に傾斜された半径方向の上面をそれぞれが有し、前記環状の溝の前記底壁の下方に配置された半径方向の端部表面を有する円周方向に配置された第２の複数の回転防止要素とを有する、円周方向に配置された半径方向の複数の回転防止要素を有する、雌型自己装着ファスナ。
【請求項１８】
前記円周方向に配置された第１の回転防止要素のうちの１つが、前記円周方向に配置された第２の複数の回転防止要素のうちの２つの間に配置されるように、前記円周方向に配置された第１及び第２の複数の回転防止要素は、円周方向に交互に配列される、請求項１７に記載の雌型自己装着ファスナ。
【請求項１９】
前記円周方向に配置された第１及び第２の複数の回転防止要素それぞれの前記上面は、前記底壁の中央部から傾斜された、請求項１７に記載の雌型自己装着ファスナ。
【請求項２０】
前記円周方向に配置された第２の複数の回転防止要素それぞれの前記上面は、前記円周方向に配置された第１の複数の回転防止要素の前記上面より長い、請求項１９に記載の雌型自己装着ファスナ。
【請求項２１】
前記円周方向に配置された第１及び第２の複数の回転防止要素の前記上面は、５度と１５度の間の角度で、前記環状の溝の前記底壁から傾斜された、請求項１７に記載の雌型自己装着ファスナ。
【請求項２２】
貫通孔を有する中央の突出部と、前記突出部を囲み、端面を有する環状のフランジ部と、底壁、前記突出部を囲む内側の側壁、及び対向する外側の側壁を有する、前記フランジ部の前記端面の環状の溝とを有する雌型ファスナの金属パネルへの装着方法であって、前記環状の溝の前記底壁は、前記底壁から上方に前記環状の溝の前記外側の側壁に傾斜された半径方向の上面をそれぞれが有する円周方向に配置された第１の複数の回転防止要素と、前記底壁から下方に前記環状の溝の前記内側の側壁に傾斜された上面をそれぞれが有する円周方向に配置された第２の複数の回転防止要素とを有する円周方向に配置された複数の回転防止要素を有し、
金属パネルの開口を通って前記雌型ファスナの前記突出部を移動し、
前記環状の溝の前記底壁に当接し、かつ、前記円周方向に配置された複数の回転防止要素の前記端面に当接して前記開口を囲む前記パネルを移動し、
前記パネルを前記円周方向に配置された第１の複数の回転防止要素の周りに変形させ、前記底壁に当接し、かつ、前記円周方向に配置された第２の複数の回転防止要素の前記上面に当接させて、前記環状の溝の前記内側の側壁に当接して前記パネルを移動する、
ステップを備える雌型ファスナの金属パネルへの装着方法。
【請求項２３】
前記環状の溝の前記内側の側壁は、前記外側の側壁に向かって前記底壁から外側に傾斜され、
前記環状の溝の前記外側の側壁下方に、前記円周方向に配置された第２の複数の回転防止要素の前記上面に当接して前記パネルを移動することを含む、請求項２２に記載の雌型ファスナの金属パネルへの装着方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願）
本出願は、２００２年８月３０日に受理された出願番号１０／２３２，３３５の一部継続出願である２００３年５月１６日に受理された出願番号１０／４３９，５２６の一部継続出願である２００３年７月２日に受理された出願番号１０／６１２，４５５の一部継続出願である。
【０００２】
本発明は、特に、二次加工を含む従来の冷間ヘッダ手法により形成可能で、装着後のパネルに改良された保持特性及びファスナの回転抵抗を提供する穿孔及びクリンチナットとスタッドを含む自己装着ファスナに関する。
【背景技術】
【０００３】
冷間ヘッダ手法と二次プレス加工により形成される穿孔及びクリンチナットを含む自己装着雌型ファスナは、通常、端面を有し、貫通孔を含む中央の突出部と、突出部を囲み、平坦なパネル支持端面を有する環状のフランジ部と、突出部を囲み、底壁、突出部を囲む内側の側壁、及び対向する外側の側壁を含むフランジ部の端面の環状の溝とを有する。通常、環状の溝の内側及び外側の側壁の少なくとも一方は、他方の側壁に向かって傾斜されてフランジ部の端面に隣接する環状の溝に制限された開口部を提供し、パネルへの装着後のファスナの保持特性を改良する。パネルのファスナのさらなる改良された保持特性は、環状の溝の内側及び外側の側壁の両方を対向する側壁に向かって傾斜させて「蟻継ぎ」形状の再入可能な溝を形成することにより提供可能である。環状の溝に受け入れられるように構成された突出した環状のリップを有するダイ部材またはダイボタンにより、パネルが溝の底壁に対して変形されるとき、パネルは、同時に、環状の溝の傾斜された側壁または壁の下方に変形されてパネル上の固定要素の改良された保持特性を提供する。その代わりに、環状の溝の外側の側壁が突出部に向かって傾斜されてもよく、装着中、突出部が半径方向外側に変形されて、例えば米国特許第６，２７６，０４０号に開示されるように、改良された保持特性を提供可能である。しかし、特にファスナ及びパネル部材が、トルクレンチ等を用いてボルトまたは他の雄型ねじ切り部材により第２の部品要素に装着される場合、装着後のパネル上の自己装着ファスナの回転を防止するため、自己装着ファスナの装着の多くは、十分なトルク抵抗または回転防止手段を必要とする。
【０００４】
従来技術は、ここで開示されるタイプの自己装着雌型ファスナ用の種々の回転防止またはトルク抵抗手段を開示する。例えば、本出願の出願人の権利の被承継人に付与された米国特許第５，５３１，５５２号は、その間で溝の底壁に半径方向のチャネルを有し、改良されたトルク抵抗を提供する円周方向に配置された複数の突起を形成することを開示する。また、本出願の出願人の権利の被承継人に付与された米国特許第５，５４９，４３０号は、溝の底壁が、突出部と一体で、円周方向に配置され、改良されたトルク抵抗を提供するが、パネル金属を環状の溝の傾斜された外側の側壁の下方に変形させて、ナット及びパネル装着に対し、改良された押し離し強さを提供する複数のアーチ状のまたは半円の突起を有するこのタイプの自己装着ナットを開示する。米国特許第５，７８２，５９４号は、内側の側壁と円周方向に配置され、パネル支持面に形成された複数の半径方向のノッチまたはポケットを有し、ダイ部材により形成されるとき、その側壁に半径方向内側に突起のように突出したビードを形成して改良されたトルク抵抗を提供する、溝ではない、中央の凹部を有する穿孔ナットを開示する。上で参照した米国特許第６，２７６，０４０号は、また、蟻継ぎ形状の環状の溝の底壁、及び環状の溝の対向する内側及び外側の側壁と一体の対向するＶ字形状のウェブを開示する。さらに、従来技術は、例えば米国特許第６，２２０，８０４号に開示されるように、環状の溝の底壁を跨ぎ、溝の内側及び外側の側壁の両方と一体である矩形のリブまたは突起を有するこのタイプの穿孔ナットを含む。しかし、この特許に開示された穿孔ナットは、多数の用途について、パネルに装着された穿孔ナットの十分な押し離し強さを有さず、突出部と一体のリブに対するパネルの変形が、穿孔またはクリンチナットのねじ筒の変形または歪みを発生させる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来技術の上の説明から理解されるであろうように、特にしかし限定的ではなく、改良されたファスナ及びパネル装着完全性を有し、押し離しまたは引き離し強さと、装着中、ねじ筒の歪みを回避するトルク抵抗とを有する穿孔及びクリンチナットを含む自己装着ファスナの必要性がなお存在する。本発明の自己装着ファスナと組立方法とは、改良されたトルク抵抗を有し、自己装着固定要素が穿孔またはクリンチナットのように雌型ファスナである場合に、ねじ筒の歪みを回避する、改良されたファスナ及びパネル完全性を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の自己装着ファスナは、上述したように、中央の突出部、中央の突出部を囲み、平坦な端面を有する環状のフランジ部、及び、突出部を囲み、底壁と、突出部を囲む内側の側壁と、対向する外側の側壁とを有する、フランジ部の平坦な端面の環状の溝を有する。本発明の自己装着ファスナの望ましい実施形態では、環状の溝の内側及び外側の側壁の少なくとも一方が、他方の側壁に向かって傾斜されて、フランジ部の平坦な端面に隣接する環状の溝の制限された開口部を規定する。本発明の自己装着雌型ファスナの開示された実施形態では、中央の突出部は、平坦な端面と、端面を貫通し、突出部を通って延び、ボルトのような雄型ねじ切りファスナを受け入れるようにねじ切られていてもよい孔とを有し、あるいは、孔は、ねじ形成またはねじ回転形成雄型ファスナを受け入れるようにねじ切られていなくてもよい。しかし、本発明の自己装着ファスナは、また、中央の突出部が雄型ねじ切りまたはねじなし胴部を有する雄型ファスナであり得る。したがって、本発明の自己装着ファスナは、雌型または雄型ファスナであり得る。
【０００７】
本発明の自己装着ファスナの環状の溝の底壁は、それぞれが環状の溝の底壁の平面上方に配置された上面を有し、円周方向に配置された半径方向の第１の複数の回転防止要素と、それぞれが環状の溝の底壁の平面下方に配置された上面を有し、円周方向に配置された半径方向の第２の複数の回転防止要素とを有し、円周方向に配置された半径方向の回転防止要素を有する。本発明の自己装着ファスナの開示された実施形態では、第１及び第２の複数の回転防止要素は、第１の回転防止要素が第２の回転防止要素の間に配置されるように、円周方向に交互に配列される。本発明の自己装着ファスナの望ましい実施形態では、円周方向に配置された回転防止要素それぞれの上面は、環状の溝の底壁に対して傾斜され、底壁の中央部から内側または外側の側壁の一方に延びて、その結果、円周方向に配置された第１の複数の回転防止要素の上側の端面が、底壁の平面上方に配置され、円周方向に配置された第２の複数の回転防止要素の下側の端面が、底壁の平面下方に配置される。
【０００８】
本発明の自己装着ファスナの１つの望ましい実施形態では、環状の溝の内側の側壁は、外側の側壁に向かって傾斜され、円周方向に配置された第２の複数の回転防止要素それぞれの上面は、底壁の平面下方で、環状の溝の内側の側壁に向かって下方に傾斜され、円周方向に配置された第１の複数の回転防止要素それぞれの上面は、環状の溝の外側の側壁に上方に傾斜され、環状の溝の外側の側壁と一体で、底壁の上方に配置された端面を有する。本発明の自己装着ファスナが、上述したように、ねじ孔を有する雌型ファスナである場合、本発明の自己装着ファスナのこの構成は、以下に説明するように、ダイ部材による雌型ファスナのパネルへの装着中、ねじ筒の歪みを回避する。さらに、上述したように、第１及び第２の回転防止要素の交互配列の使用の結果、ファスナがねじ歪みなくパネルに装着されたとき、トルク抵抗の大きな改良を発生させる。
【０００９】
また、ファスナ及びパネル部材の引き離し強さのさらなる改良は、本発明の自己装着ファスナにより提供され、ここで、環状の溝の外側の側壁は、内側の側壁に向かって傾斜され、円周方向に配置された第１の複数の回転防止要素は、外側の側壁と一体で、底壁の中央部から外側の側壁まで上方に傾斜されている。本発明の１つの望ましい実施形態では、円周方向に配置された第２の複数の回転防止要素は、円周方向に配置された第１の複数の回転防止要素の半径方向長さより大きい半径方向長さを有する。本発明の自己装着ファスナの開示された実施形態では、円周方向に配置された第１の複数の回転防止要素の上面は、底壁の概略中央から環状の溝の外側の側壁に延び、円周方向に配置された第２の複数の回転防止要素の上面は、環状の溝の底壁の中央部から、底壁の半径方向の幅の概略２／３延びる。再度、この構成は、大きく改良されたトルク抵抗を有し、自己装着ファスナのパネルへの装着中、ねじ孔の歪みを回避することが判明した。ここで使用されるように、用語「ねじ筒孔」は、雌型ねじ切り孔、あるいは、ねじ形成またはねじ回転形成雄型ねじ切り要素を受け入れるのに適した平滑孔を含む。
【００１０】
本発明の自己装着ファスナの装着方法は、金属パネルの開口を通って自己装着ファスナの突出部を移動することを含む。自己装着ファスナが自己穿孔ナットまたはスタッドである場合には、突出部の端面が、最初に、ダイ部材により支持されたパネルに対して移動され、パネルからスラグを穿孔し、パネルにそれを通して突出部を受け入れる開口を形成する。その代わりに、開口は、パネルに予め形成されてもよい。次いで、パネル開口を囲むパネルが、環状の溝の底壁と円周方向に配置された回転防止要素の上面とに当接して環状の溝内に移動される。最後に、パネルは、円周方向に配置された第１の複数の回転防止要素の上面の周りに、そして円周方向に配置された第２の複数の回転防止要素により形成されるチャネルに変形される。上述したように、第２の複数の回転防止要素の上面が突出部に向かって底壁から下方に傾斜され、環状の溝の内側の側壁が外側に傾斜されている場合には、パネルは、同時に、環状の溝の傾斜された内側の側壁下方に変形されて、トルク抵抗を改良し、改良された押し離し強さを提供し、自己装着ファスナが雌型ファスナである場合に、ねじ孔の歪みを回避する。環状の溝の外側の側壁が半径方向内側に傾斜されている場合には、パネルは、同時に、外側の側壁下方に変形される。その代わりに、環状の溝の外側または内側の側壁は、自己装着ファスナのパネルへの装着中、半径方向内側または外側に変形可能である。
【００１１】
上述したように、本発明の自己装着ファスナの装着方法は、突出部を通るねじ筒を変形または歪ませることなく、改良された押し離し及び引き離し強さとトルク抵抗とを提供する。本発明の他の利点及び有利な特徴は、以下の望ましい実施形態の説明、添付のクレーム、及びその簡単な説明が続く図面から、より完全に理解されるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
理解されるであろうように、本発明の自己装着ファスナ２０の開示された実施形態は、図解目的のためのみであり、種々の変形が、さらに以下に説明するように、添付のクレームの範囲内で、開示された実施形態になされ得る。上述したように、本発明の自己装着ファスナは、改良された、トルク抵抗、ファスナ及びパネル部材の押し離しまたは引き離し強さを有するが、雌型ファスナのねじ筒の歪みを回避する追加の利点を有する。このため、自己装着ファスナ２０は、本発明の自己装着ファスナの１つの望ましい実施形態を示すために開示される。しかし、さらに以下に述べるように、本発明の自己装着ファスナの開示された改良は、また、ねじ切りまたはねじ切られていない胴部を有する雄型固定要素と組み合わせ可能である。
【００１３】
本発明の自己装着ファスナ２０の図解された実施形態は、端面２４を有する中央の突出部２２、突出部２２を囲み、端面２８を有する環状のフランジ部２６、及び、環状のフランジ部２６の端面２８の環状の溝３０を有する。環状の溝３０は、底壁３２、突出部２２を囲む内側の側壁３４、及び対向する外側の側壁３６を有する。自己装着ファスナ２０の図解された実施形態は、さらに、バレル部３８、及び、突出部２２の端面２４とバレル部３８の端面４２とを通って延びる孔４０を有する。示すように、孔４０は、ボルトのような雄型ねじ切りファスナを受け入れるようにねじ切られていてもよく、あるいは、ねじ形成またはねじ回転形成雄型ファスナを受け入れるようにねじ切られていなくてもよい。その代わりに、本発明の自己装着ファスナが、雄型ファスナである場合には、孔４０は省略可能であり、バレル３８は、用途に対する適切な直径を有し、外部からねじ切り可能である。自己装着ファスナ２０が自己穿孔ファスナとして使用される場合には、突出部２２の端面２４は、望ましくは平坦で、突出部は、円筒状の外表面４４を有し、図示するように、円筒状の表面４４と端面２４との結合部に、相対的に鋭利な円形の端部を形成する。また、フランジ部２６の環状の端面２８は、望ましくは平坦で、ファスナ内のパネルと以下に説明するパネル部材とを支持し、突出部２２の環状の端面２２と平行である。開示された実施形態では、フランジ部２６の環状の端面２８は、突出部２２の環状の端面２４の平面の下方に配置される。その代わりに、フランジ部２６の端面２８は、突出部２２の端面２４と並んで配置されてもよい。
【００１４】
本発明の自己装着ファスナ２０の１つの望ましい実施形態では、環状の溝３０の内側の側壁３４は、フランジ部２６に向かって半径方向外側に傾斜され、開示された実施形態では、環状の溝３０の外側の側壁３６は、底壁３２から突出部２２に向かって半径方向内側に傾斜されて「再入溝」を形成し、ここで、図３に最良に示されるように、フランジ部２６の端面２８に隣接する環状の溝３０への開口は、底壁３２における環状の溝３０の半径方向の幅より小さい。当業者により理解されるであろうように、再入溝の使用の結果、特に、以下に説明する本発明の回転防止要素と組み合わせて、ファスナ及びパネル部材の押し離し完全性の大きな改良を発生させる。その代わりに、フランジ部２６は、半径方向内側に変形可能であり、あるいは、突出部２２が、上述したように、自己装着ファスナの装着中、半径方向外側に変形して再入溝を形成可能である。その代わりに、内側及び外側の側壁３４，３６の一方のみが、それぞれ、対向する側壁に向かって傾斜されてもよい。
【００１５】
本発明の自己装着ファスナ２０の望ましい実施形態では、環状の溝３０の底壁３２は、以下に説明するように、ねじ孔４０を歪ませることなく、改良された押し離し強さをさらに提供し、円周方向に配置された半径方向の複数の回転防止要素を有する。図６に最良に示されるように、以下に説明する回転防止要素の間の底壁３２は、開示された実施形態では平坦で、フランジ部２６の平坦な環状の端面２８に平行である。回転防止要素は、円周方向に配置された第１の複数の回転防止要素４６と、円周方向に配置された第２の複数の回転防止要素４８とを有する。各回転防止要素４６，４８は、それぞれ、平坦な半径方向の上面５０，５２を有する。円周方向に配置された第１の複数の回転防止要素４６の上面５０は、図４に示すように、環状の溝３０の底壁３２の平面上方に配置され、円周方向に配置された第２の複数の回転防止要素４８の上面５２は、図５に示すように、環状の溝３０の底壁３２の平面下方に配置される。
【００１６】
本発明の自己装着ファスナ２０の望ましい実施形態では、円周方向に配置された第１の複数の回転防止要素４６それぞれの上面５０は、図４に示すように、環状の溝３０の底壁３２の中央部から半径方向上方に傾斜され、底壁３２の平面上方に配置されたアーチ状の端部表面５４を有する。同様に、円周方向に配置された第２の複数の回転防止要素４８の上面５２は、環状の溝３０の底壁３２の中央部から下方に傾斜され、それぞれが環状の溝の底壁３２の平面下方に配置されたアーチ状の端部表面５６を有する。ここで使用されるように、「中央部」は、環状の溝３０の対向する内側及び外側の側壁３４，３６それぞれの間に配置されていることを意味する。しかし、図２に最良に示されるように、円周方向に配置された第２の複数の回転防止要素４８の上面５２の半径方向長さは、望ましくは、円周方向に配置された第１の複数の回転防止要素４６の上面５０の半径方向長さより大きい半径方向の長さを有する。本発明の自己装着ファスナ２０の開示された実施形態では、円周方向に配置された第１の複数の回転防止要素４６の上面５０の半径方向長さは、底壁３２の半径方向の幅の概略１／２延び、円周方向に配置された第２の複数の回転防止要素４８の上面５２の半径方向の幅は、底壁３２の半径方向の幅の概略２／３延びる。さらに、円周方向に配置された第１及び第２の複数の回転防止要素４６，４８の上面５０，５２は、それぞれ、相対的に僅かな角度で、望ましくは５度と１５度の間で、望ましくは環状の溝３０の底壁３２に対して傾斜される。本発明の自己装着ファスナ２０の開示された実施形態では、上面５０，５２は、約１０度の角度で、底壁３２に対して傾斜される。さらに、望ましい実施形態では、上面５０，５２は、図２に最良に示されるように、矩形である。
【００１７】
上述したように、本発明の自己装着ファスナ２０は、図示するように雌型ファスナとして使用するとき、改良された、トルク抵抗及び押し離し強さを発生する一方で、ねじ筒または孔４０の歪みを回避する。自己装着ファスナが雌型ファスナである場合、円周方向に配置された第１の複数の回転防止要素４６の上面５０のアーチ状の端部表面５４は、望ましくは、外側の側壁３６と一体で、改良されたトルク抵抗を提供し、図４に示すように傾斜された外側の側壁３６を補強する。図１に示すように、円周方向に配置された第１の複数の回転防止要素４６は、底壁３２に垂直に延び、パネルに装着されたとき、固定要素２０の回転を防止する三角形の側面５８を有する。同様に、円周方向に配置された第２の複数の回転防止要素４８の下方に傾斜された上面５２は、図１に示すように三角形の側面６０を有し、望ましくは、底壁３２に概略垂直に延びる半径方向のチャネルを規定する。理解されるであろうように、用語「上方に」及び「下方に」は、相対的な用語である。ここで使用するように、「上方に」は、突出部２２及びフランジ部２６の端面２４，２８に向かう底壁３２からの方向それぞれを参照する。用語「下方に」は、反対の方向を参照する。パネルは、底壁３２に当接して移動されるので、パネルは、同時に、円周方向に配置された複数の第２の回転防止要素４８の下方に傾斜された上面５２により規定されるチャネル形状の凹部に移動されて、さらなる改良されたトルク抵抗を提供する。
【００１８】
本発明の自己装着ファスナ２０により提供されるトルク抵抗の改良は、完全には理解されていないが、試験は、底壁３２から上方に突出し、環状の溝３０の内側の側壁３４と一体のリブの使用の結果、ねじ筒４０の変形を発生させることを示す。チャネル形状の凹部が提供され、底壁３２の中央部から下方に傾斜された上面５２を有する場合には、ねじ筒のいかなる変形も見られなかった。さらに、本発明の自己装着ファスナは、例えば米国特許第６，２２０，８０４号に開示されるような、底壁から突出し、底壁を跨ぎ、内側及び外側の側壁３４，３６と一体のリブまたは突起を有するこの通常のタイプのファスナに比較して、トルク抵抗の２５％の改良を発生させる。上面５０，５２の傾斜の相対的に浅い角度と底壁３２の環状の溝３０の端面２８に平行に延びる広い領域との使用により、外側の溝壁３６と一体で、円周方向に配置され、上方に傾斜された第１の複数の回転防止要素４６と円周方向に配置され、チャネル形状の第２の複数の回転防止要素４８の周りのパネル金属の良好な材料流れを発生させる、と考えられる。さらに、内側の側壁３４と一体または隣接するリブの省略は、ねじ筒４０の歪みを排除する。
【００１９】
最後に、図７は、自己装着ファスナ２０のパネル７０への１つの望ましい装着方法を図解する。当業者に理解されるであろうように、自己装着ファスナは、典型的には、往復プランジャ６４を有する装着ヘッドを有するダイプレス（図示せず）に装備される。この実施形態では、プランジャ６４は、ファスナ２０のバレル部３８を受け入れる軸方向の開口６６と、フランジ部２６の背面６２に当接して移動される環状の端面６８とを有する。パネル７０は、円錐台形状の外表面７６を有する突出した環状のリップ７４と、環状のリップ７４を囲む平坦な背面７８とを有するダイ部材またはダイボタン７２により支持される。さらに、ダイボタン７２は、円筒状の開口８０を有し、ダイボタン７２は、典型的には、ダイプレス（図示せず）の下側ダイシューの装着ブロック８２に支持される。自己装着ファスナ２０が、穿孔ナットまたは穿孔スタッドのような自己穿孔ファスナとして使用される場合には、突出部２２の平坦な端面２４は、始めに、円筒状の内表面８０と環状のリップ７４の端面との間に規定される鋭利な端部と協働して、パネルからパネルスラグ８４を穿孔し、次いで、突出部２２は、図７に示すように、穿孔されたパネル開口に受け入れられる。その代わりに、自己装着ファスナ２０は、装着前にパネルを貫通する開口が形成されるクリンチファスナとして、使用可能である。
【００２０】
自己装着ファスナ２０は、プランジャ６４により、パネル７０に当接して移動され、同時に、環状のリップ７４が、穿孔されたパネル開口を囲むパネル部８６に当接して移動されるので、パネル部８６は、図７の左側に示すように、円周方向に配置された第１の複数の回転防止要素４６の上方に傾斜された上面５０に当接して環状の再入溝３０内に移動され、かつ、円周方向に配置された第２の複数の回転防止要素の下方に傾斜された上面５２に当接する。図７に示す自己装着ファスナ２０の断面は、図２において視矢３−３により示すような図３の断面と同一であるが、１８０度回転されている。最後に、パネル部８６は、底壁３２に当接して上方に傾斜された半径方向の上面５０の周り、及び、円周方向に配置された第２の複数の回転防止要素により形成されるチャネル形状の凹部の内側の側壁３４の下方で、変形される。
【００２１】
このため、本発明の自己装着ファスナ２０の装着方法は、突出部２２をダイボタン７２の円筒状の開口８０と共軸に配置すること、パネルに当接して突出部２２を移動してパネルからスラグ８４を穿孔すること、パネルの開口を通って突出部２２を移動し、パネル開口を囲むパネル部８６を、環状の溝３０の底壁３２、円周方向に配置された第１の複数の回転防止要素４６の突出し、上方に傾斜された上面５０に当接し、かつ下方に傾斜された上面５２に当接して、円周方向に配置され、チャネル形状の第２の複数の回転防止要素４８内に移動することを含み、その結果、パネル部８６は、環状の溝３０を実質的に充填して、対向し、相対的に傾斜された側壁３４，３６に結合する。しかし、理解されるであろうように、パネル部８６は、完全には再入溝３０を充填せず、ねじ歪みを回避する。
【００２２】
上述したように、種々の変形が、添付のクレームの範囲内で、本発明の自己装着ファスナにされ得る。図示された自己装着ファスナ２０の開示された実施形態では、円周方向に配置された第１及び第２の複数の回転防止要素４６，４８は、円周方向に交互に配列され、その結果、円周方向に配置された第１の複数の回転防止要素４６の回転防止要素は、図１及び図２に示すように、円周方向に配置された第２の複数の回転防止要素４８の２つの回転防止要素の間に、円周方向に配置される。この交互に配列された関係は、多くの用途について、望ましいが、代替的な配置は、使用可能である。さらに、円周方向に配置された第１の複数の回転防止要素４６の上面５０は、望ましくは、環状の溝３０の底壁３２の中央部から傾斜されるが、円周方向に配置された第１の複数の回転防止要素４６の上面５０は、底壁に平行であってもよく、あるいは、底壁が傾斜されてもよい。環状の再入溝３０は、多くの用途について望ましいが、外側の壁３６は、底壁３２に垂直であってもよく、あるいは、外側の壁３６が、上述したように、自己装着ファスナのパネルへの装着中、半径方向内側に変形されてもよい。最後に、自己装着ファスナ２０は、ねじ切られたまたはねじ切られていない孔を有する雌型ファスナとしての特別の利点を有するが、本発明の自己装着ファスナ、上述したように、自己装着雄型ファスナであり得る。本発明の自己装着ファスナ及び装着方法の望ましい実施形態を説明したので、これから以下のように本発明がクレームされる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の自己装着ファスナの１つの実施形態の斜視上面図である。
【図２】図１に示す自己装着ファスナの上面図である。
【図３】視矢３−３方向の図２の断面図である。
【図４】図３の囲み領域４の部分拡大図である。
【図５】図３の囲み領域５の拡大断面図である。
【図６】視矢６−６方向の図２の部分側断面図である。
【図７】先行図面に示すファスナの金属パネルへの装着方法を図解するファスナ及びパネル部材の側断面図である。
【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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【国際調査報告】
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