(57)【要約】組立体が挿入される、従来の穿設された概ね整列された孔を有する２枚のパネルを、一時的に或いは永久的に固定するためのピンおよびナットファスナ組立体を製造する装置および方法。業界で制定された所定の強度基準を維持しながら、ピンとナットの重量が軽減される。ピンのねじ部が相手方のナットのねじ部に沿って減少される。ピンは境界領域が冷間加工されてもよい。
2004510102.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端にヘッドと、該ヘッドに一体の円筒状シャンクと、ねじ部と、該ねじ部および前記シャンクを相互に連結する過渡部とを有するピンを含むファスナ組立体であって、
前記ピンが、離隔したねじ部を有し、該ねじ部の各々が元のねじ山の外径（ｏｕｔｅｒ ｃｒｅｓｔ ｄｉａｍｅｔｅｒ）Ｄ、内側ねじ部の谷の径（ｍｉｎｏｒ ｉｎｎｅｒ ｔｈｒｅａｄｅｄ ｄｉａｍｅｔｅｒ）ｄとともに元の外側ねじ部の外径（ｔｈｒｅａｄｅｄ ｍａｊｏｒ ｄｉａｍｅｔｅｒ）Ｄ１を有し、内側ルート半径Ｒおよび谷の径ｄ１を有するねじを付与し、谷の径ｄ１と元のねじ部の外径 Ｄ１の距離は、元のねじ山の外径Ｄと元の谷の径ｄの間の距離Ｈの約５５％から６５％であり、ルート半径Ｒが前記ルート半径Ｒの１．２５−１．５０倍であることを特徴とするファスナ組立体。
【請求項２】
前記ピンの前記ねじ付きシャフト部に螺合可能に取り付けられるねじ付き貫通孔と一体の本体部を有するナットを備え、該ナットの前記ねじが前記ピンの前記ねじと螺合するよう形成されていることを特徴とする請求項１記載のファスナ組立体。
【請求項３】
前記ナットが、前記ピンの前記シャフトから離隔した外周を有し、該外周が同様形状の取付け工具によって係合するよう不規則に形成されていることを特徴とする請求項２記載の組立体。
【請求項４】
前記ナットを前記ピンのシャフト部に取り外し不可能にロックするナット錠止手段を含むことを特徴とする請求項２記載の組立体。
【請求項５】
前記ナット錠止手段が、前記ピンのねじ付きシャフト部に係合する、前記ナットの変形部を含むことを特徴とする請求項４記載の組立体。
【請求項６】
前記ナットが、前記ピンから延出した複数の突部を有し、該突部が同様な形状の取付け工具と係合することを特徴とする請求項２記載の組立体。
【請求項７】
前記ナットに、該ナットの一終端から他端にスロットが形成されており、該スロットが同様形状の取付具と係合することを特徴とする請求項２記載の組立体。
【請求項８】
前記ナットの前記本体部が周縁を有し、該周縁が、該周縁の周りに延出する複数の離隔した切欠部を有することを特徴とする請求項２記載の組立体。
【請求項９】
前記ナットが、前記ピンから離隔した前記ねじ貫通孔の前記終端に、取付工具と係合する６角形状のナット部を有することを特徴とする請求項２記載の組立体。
【請求項１０】
前記ナットが、前記ピンから離隔した前記ねじ貫通孔の前記終端に、前記ナットの中心縦軸に垂直な方向に延びる複数の離隔した突部を有し、該突部が同様な形状の取付け工具と係合することを特徴とする請求項２記載の組立体。
【請求項１１】
ｈがＨの５５−６５％の間であることを特徴とする請求項１記載の組立体。
【請求項１２】
一端にヘッド、他端にねじ付きシャフト部、および前記ヘッドを相互に連結する、一体の主本体部を備え、離隔したねじ部、各ねじ部が元のねじ山外径Ｄおよび元の内側ねじ部の谷の径ｄを有する元の外側ねじ部の外径Ｄ１を有し、ピンに内側ルート半径Ｒおよび谷の径ｄ１を付与し、該谷の径ｄ１と前記元のねじ外径Ｄ１との間の距離ｈは、前記元のねじ山の外径Ｄおよび前記元の谷の径ｄの間の距離Ｈの約５５％から６５％であり、ルート半径Ｒが、前記ルート半径の１．２５−１．５０倍であることを特徴とするファスナ組立体。
【請求項１３】
前記ナットが、前記ピンの前記シャフトから離隔した外周を有し、該外周が同様形状の取付け工具と係合するよう不規則に形成されていることを特徴とする請求項１２記載の組立体。
【請求項１４】
前記ナットが、前記ピンから延出した複数の突部を有し、該突部が同様な形状の取付け工具と係合することを特徴とする請求項１２記載の組立体。
【請求項１５】
前記ナットに、該ナットの一終端から他端にスロットが形成されており、該スロットが同様形状の取付具と係合することを特徴とする請求項１２記載の組立体。
【請求項１６】
前記ナットの前記本体部が周縁を有し、該周縁が、該周縁の周りに延出する複数の離隔した切欠部を有することを特徴とする請求項１２記載の組立体。
【請求項１７】
前記ナットが、前記ピンから離隔した前記ねじ貫通孔の前記終端に、取付工具と係合する６角形状のナット部を有することを特徴とする請求項１２記載の組立体。
【請求項１８】
前記ナットが、前記ピンから離隔した前記ねじ貫通孔の前記終端に、前記ナットの中心縦軸に垂直な方向に延びる複数の離隔した突部を有し、該突部が同様な形状の取付け工具と係合することを特徴とする請求項１２記載の組立体。
【請求項１９】
ｈがＨの５５−６５％の間であることを特徴とする請求項１２記載の組立体。
【請求項２０】
一端にヘッドと、他端にねじ付きシャフト部と、前記ヘッドおよび前記シャフト部を相互に連結する一体の主本体部とを有するピンおよび前記ピンの前記ねじ付きシャフト部に螺合可能に取り付けられるねじ付き貫通孔を有する主本体部を有し、前記ねじが前記ピンの前記ねじと係合するよう形成されているナットを備え、
前記ピンが離隔したねじ部を有し、各々のねじ部が元のねじ山外径Ｄおよび元のねじ部の谷の径ｄとともに元の外側ねじ部の外径Ｄ１を有するとともに、内側ルート半径Ｒおよび谷の径ｄ１を有するピンのねじ部を提供し、前記谷の径ｄ１と前記元のねじ部の外径Ｄ１との間の距離ｈは、前記元のねじ山外径Ｄおよび前記元の谷の径ｄとの間の距離Ｈの約５５％から６５％であり、ルート半径Ｒは、前記ルート半径Ｒの１．２５−１．５０倍であることを特徴とするファスナ組立体。
【請求項２１】
整列した孔を有する１対の合わせパネルをともに永久的に固定するためのねじ付きピンおよびナットの組合せを形成し、前記ピンが前記整列された孔を通って延出して、前記ピンの破断基準或いは張力基準に妥協することなくねじ付きナットの同様な形状のねじと螺合するための方法において、
ねじ部を有するピンを形成し、各々のねじ部が元のねじ山外径Ｄおよび元のねじ部の谷の径ｄとともに元の外側ねじ部の外径Ｄ１を有し、内側ルート半径Ｒおよび谷の径ｄ１を有するピンのねじ部を提供し、前記谷の径ｄ１と前記元のねじ部の外径Ｄ１との間の距離ｈは、前記元のねじ山外径Ｄおよび前記元の谷の径ｄとの間の距離Ｈの約５５％から６５％であり、ルート半径Ｒは、前記ルート半径Ｒの１．２５−１．５０倍であることを特徴とする方法。
【請求項２２】
前記ナットが前記ピンの修正されたねじと螺合するように、前記ピンのねじと螺合するように前記ナットにねじを形成することによって、各ピンのねじシャフト部に螺合可能に取り付けられるようになっている前記ネジ付き貫通孔を有する本体部を備えるナットを形成する工程を含むことを特徴とする請求項２１記載の方法。
【請求項２３】
ｈがＨの約５５−６５％であることを特徴とする請求項２１記載の方法。
【請求項２４】
前記ナットの外周を同様な形状の取付け工具と係合するように不規則に形成する工程を含むことを特徴とする請求項２２記載の方法。
【請求項２５】
材料を付加する前記工程が、金属材料を付加する工程を含むことを特徴とする請求項２１記載の方法。
【請求項２６】
ヘッド部と、
該ヘッド部と一体の円筒形シャンク部と、
該円筒形シャンク部と一体の過渡部と、
相手方のドライブナットに前記ピンを固定するようにした前記過渡部と一体の取付手段と、
前記シャンク部および前記過渡部と軸方向に整列した、前記ピンの前記取付手段に一体に形成されたドライブソケットとを備え、
前記取付手段が、各々が元の外側ねじ山外径Ｄおよび元の内側ねじ部の谷の径ｄ１とともに元の外側ねじ部外径Ｄ１を有して内側ルート半径Ｒおよび谷の径ｄ１を有するピンねじ部を提供する離隔したねじ部を有し、前記谷の径ｄ１と前記元のねじ部外径Ｄ１との間の距離ｈは、前記元のねじ山外径Ｄと前記元の谷の径ｄとの間の距離Ｈの５５−６５％であり、ルート半径Ｒは前記ルート半径Ｒの１．２５−１．５０倍であることを特徴とするピン。
【請求項２７】
前記ヘッドが、前記シャンク部の前記直径に対し拡大していることを特徴とする請求項２６記載のピン。
【請求項２８】
前記取付手段が、離隔したねじ部を有する螺旋ねじであることを特徴とする請求項２６記載のピン。
【請求項２９】
前記取付手段が、互いに離隔した複数の環状ねじ部を有することを特徴とする請求項２６記載のピン。
【請求項３０】
前記ヘッドが、前記シャンク部の前記直径に対し直径が拡大しているとともに冷間加工された下側を有することを特徴とする請求項２６記載のピン。
【請求項３１】
前記過渡部が、冷間加工されていることを特徴とする請求項２６記載のピン。
【請求項３２】
前記過渡部が、前記シャンク部から前記取付手段につながる湾曲した肩部を含むことを特徴とする請求項２６記載のピン。
【請求項３３】
前記取付手段が、転造螺旋ねじであることを特徴とする請求項２６記載のピン。
【請求項３４】
前記ヘッドが、前記シャンク部と反対側に、前記ヘッドから削り出された材料部分を有する突出ヘッドであることを特徴とする請求項２６記載の方法。
【請求項３５】
細長い室が、前記ドライブソケットに軸方向に整列して、前記ピンの内側に設けられていることを特徴とする請求項２６記載のピン。
【請求項３６】
過渡部が、ピンの取付けの際、パネルの整列に役立つよう付与されていることを特徴とする請求項２６記載のピン。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
発明の背景
発明の分野
本発明は、ファスナ組立体に関し、特に、航空機パネル等のための取り外し不可能な構造のファスナ組立体に関するものである。
【０００２】
関連する技術の説明
ファスナは、多様な用途に用いられており、ともに連結されている表面により、ファスナが特に適合しなければならない独自の厳しい要件が課せられている。
【０００３】
航空機の構造においては、リベット或いは構造的なファスナが用いられている用途により、最も厳しい要件のいくつかが課せられる。特に、ファスナは、航空機の異なる部材を固定しなければならないが、それらが用いられる厳しい環境によって、それらが受ける力および振動のもとで、締付力がなくなるのを阻止しなければならない。
【０００４】
航空機の構造体にパネルを組み付けるのに、航空機のボディにパネルが取り付けられる場合に位置合わせの問題が生じるかもしれない。航空会社は、何年にも亘って、パネルとボディの基礎構造に線状に穴開けをするような、この問題の解決策を探し求めた。パネルの寸法および孔の数によって、パネルや基礎構造の孔は、今もなお位置ずれが生じ、従来のファスナの取付けには多くの課題が提起されている。従って、取付の間、穿設された孔に位置合わせする能力のあるファスナが必要とされている。これによって、航空機のパネルにファスナを取り付けるのに必要とされる努力が軽減されよう。
【０００５】
大部分の航空機の締め付け用途において、ファスナは、結合部（ｊｏｉｎｔ）の強度より概ね強く形成される。殆どの場合、ファスナが、まだ無傷であっても結合部は破損する（例えば、孔が延びたり、エッジに亀裂が入ったり等）。従って、結合部の強度をよりよく補足するとともに、航空機産業によって求められている、相当な重量軽減をもたらすファスナが必要とされている。
【０００６】
航空機産業によって、制定された基準に妥協することなく、この目標を実現することが重要である。このような基準は、業界によって承認された専門職業人組織（例えば、航空宇宙規格（ＮＡＳ））によって発表され、或いは、Ｂｏｅｉｎｇ Ａｉｒｐｌａｎｅ Ｃｏ．或いは、Ｌｏｃｋｈｅｅｄ Ｍａｒｔｉｎのような業界のリーダーによって制定される。
【０００７】
発明の概要
２枚の航空機パネルをともに永久的に取り付けるための装置を提供することが本発明の目的である。
【０００８】
さらに、本発明の他の目的は、過去に用いられたものより軽い部品を用いて、航空機全体の重量を相当低減して、前述の目的を達成することである。特に、標準的な構造のファスナ用途については、本発明は、同等な直径のファスナに用いられているねじ径よりも小さなねじ径を用いている。例えば、直径６．３５ｍｍ（１／４”）のピンは、一般的に直径６．３５ｍｍ（１／４”）のねじを使用するが、本発明では、６．３５ｍｍ（１／４”）のボルトは、修正された谷の径およびルート半径を有する直径５．４９ｍｍ（０．２１６”）のねじを取り入れている。
【０００９】
航空機の構造体の孔と航空機のパネルの孔とを位置合わせすることができるピンを提供することも本発明の目的である。この特徴により、締付、取付工程の間、孔が位置ずれしていた殆どの場合にファスナの取付けが容易になる。
【００１０】
前述の目的を達成する方法を提供することも本発明の別の目的である。
【００１１】
これらの目的および他の目的は、一端にヘッド、他端にねじシャフト部を有するピンを提供することによって好ましく実現される。ヘッドとシャフト部を連結する過渡部、外側外径Ｄ１および内側ねじの谷の径ｄ１のねじを提供するために、外側外径Ｄおよび内側谷の径ｄの標準ねじを使用してもたらされる特別の特性を有するねじ。外径と谷の径の間の距離ｈは、元の外径Ｄと元の谷の径ｄとの間の距離の約５５％から６５％の間である。ねじ貫通孔を有する主本体部を備えるナットは、ピンのねじシャフト部に螺合可能に取り付けられてもよく、ナットのねじは、ピンのねじと螺合するようになっている。（溝によって分割された環状のねじ山（ｒｉｄｇｅ）によって錠止要素が設けられてもよい。）前述のことにより、通常の本体直径および修正されたより小さい直径のねじと一体のファスナが製造され、制定された基準の厳しい要件に合致するためのピンおよびナットのこの組合せを可能にする特徴がもたらされる。
【００１２】
好ましい実施形態の説明
本出願の図１を参照すると、１対の合わせパネル１１、１２（図８も参照）を、ともに永久的に固定するファスナ組立体１０が示されている。組立体１０は、一端のヘッド１４、および他端のねじシャフト部１５が、一体の主本体部１６によって相互に連結されたピン１３（図１）を含む。ヘッド１４は、その下側１７にテーパが付けられていてもよい。６角形のドライブソケット（ｈｅｘ ｄｒｉｖｅ ｓｏｃｋｅｔ）１８は、議論すべき理由によりねじシャフト部１５の終端部に形成されてもよい。
【００１３】
パネル１１は、主外部パネルであり、航空機の外板等になってもよいものであり、座ぐり（ｃｏｕｎｔｅｒｓｕｎｋ）２０（図８参照）で皿もみした孔１９を有する。パネル１１は、貫通する孔２１（図１）を有する内側パネル１２に当接するようになっている。孔２１は、孔１９と概ね整列している（しかし、後述するように僅かに位置ずれしていることがある）。
【００１４】
組立体１０は、略円筒形の主本体部２６および内側ね貫通孔２７を有するナット２４を含む。ナット２４もまた、主本体部２６と一体且つ主本体部２６から延出する円筒部３０に終端する円形の外向きフレア・スカート部２８を有する。ナット２４の外部ドライブ方式は、主本体部２６の外周の周りに延びる複数の離隔した突部２９の形で設けられてもよい。これらの突部２９は、主本体部２６の周辺に矩形の離隔した領域を切削により形成するか、或いは、図８に明瞭に見られるように、主本体部から離れるように延びるスロットにより形成される。
【００１５】
図１のピン１３は、一端に、拡大してもよいヘッド１４、円筒形のシャンク部１６，６角形のドライブソケット１８および端部１０１を有するピンブランク１００（図２）から形成されてもよい。縮径した過渡部１０２は、シャンク部１６と端部１０１との間に設けられる。過渡部１０２によって、シャンク部１６と端部１０１につながる頸部１０３が相互に連結される。それは、シャンク部１６に隣接する丸い肩１０４、および頸部１０３につながる交差部１０５を含む。ブランク１００の、ヘッド１４における通常の鍛粒線（ｇｒａｉｎ ｆｌｏｗ）を流れ線１０６で示す。縮径した過渡部１０２、肩１０４、交差部１０５および頸部１０３での通常の鍛粒線を流れ線１０７で示す。
【００１６】
図３に見られるように、シャンク部１６につながるヘッド１４の下側１７の部分は、線１０８で示すように、従来周知の技術である冷間加工がなされてもよい。肩１０４と頸部１０３の間の交差部１０５の領域は、線１０９で示すように技術分野において周知の冷間加工であってもよい。
【００１７】
図２および図３に見られるように、シャンク部１６の外径は、端部１０１の外径より相当大きい。例えば、シャンク部１６は、直径が約６．３５ｍｍ（０．２５０インチ）であってもよく、端部１０１は、直径が約５．４９ｍｍ（０．２１６インチ）であってもよい。このように、ねじシャフト部１５のねじ外径は、シャンク部１６の外径より約１４％小さい。
【００１８】
修正された螺旋ねじ（図４）は、図４に示すねじシャフト部１５を形成する端部１０１に形成される。ねじは、転造の如き任意の適切な方法で形成され、また、ねじに沿った粒子材料ｌの流れを鍛粒線１１０で示す。
【００１９】
ヘッド部１４は、皿頭（ｃｏｕｎｔｅｒｓｉｎｋ ｈｅａｄ）として、図１から図４に示すが、所望により、異なる形状、例えば、突出ヘッド（ｐｒｏｔｒｕｄｉｎｇ ｈｅａｄ）等にしてもよい。
【００２０】
ねじ部１５の詳細図を図５に示す。従来のねじの同様な図を図６に示す。図６に見られるように、ねじ部３０は、谷の径ｄを有する溝３２によって、ねじ部３１から分離している。各ねじ部は、外径Ｄを有する、台形の歯が形成される前の元の頂点３３を有する。ねじ部間の交差部は、半径Ｒを有する直径ｄ１に湾曲形成されている。ねじ部３０、３１の側部は水平に対して約６０°の角度ａを形成してもよい。ピッチ即ちねじ部３０の外側および隣接するねじ部３１の内側の間の距離Ｐはピンによって異なる。個々のピンは、２５．４ｍｍ（１インチ）あたり約２０から３２のねじ部のピッチを有してもよい。図６におけるＤ１とｄ１の距離ｈは約０．６７Ｈであり、ここで、ＨはＤとｄの間の距離である。
【００２１】
本発明において特に意図することとして、図５に見られる類似の寸法は、図６における類似の寸法と同様であり、同様なねじ部３４、３５間の距離Ｐは、図６のものと同じである。Ｄ１とｄ１の間の距離ｈは、約０．５５Ｈ−０．６５Ｈである。半径Ｒは、図６の標準ピンの半径の約１．２５−１．５０である。角度ａはなお６０°である。
【００２２】
このように、本発明は、図５に示すようなねじを使用することを意図しており、このねじは、図５に示すように、ｄ１がある値になるまで溝３２に追加の材料を維持することで、図６に示す標準的なねじと比較され、図５の（図６のものと同じ）Ｄ１とｄ１の相異は、０．５５Ｈ−０．６５Ｈである。もちろん、寸法の異なるねじは、異なるピッチ（Ｐ）およびルート半径（Ｒ）を有するが、比例した寸法は同じになる。
【００２３】
前述のことは、制定された業界の基準に規定された破壊要件或いは張力要件に妥協することなく重量軽減に大きな役割を果たす。
【００２４】
ナット２４（図７）の内部ねじ２７は、ねじシャフト１５と螺合し、更なる説明は必要ないと思われる。このようなねじ２７は、このように同等な強度のナットとともに使用されれば、同じ負荷要件に適合する。ナット２４のねじの重量が低減されたことによって、さらに節約される。加えて、ナットは重量軽減に寄与する軽量の材料からなる。
【００２５】
ピン１３とナット２４のねじ形状は、このように従来のピンの通常の外径６．３５ｍｍ（１／４”）より小さいが、ここに開示された特徴のある新規なねじ形状は、外径が６．３５ｍｍより実際小さいが、６．３５ｍｍ径のピンに課せられた、業界で制定された要件を満足する。
【００２６】
試験では、ここに開示されたピン１３を使用すると、従来のピンより約８％の重量の節約となる。ここに開示されたナットを使用すると、従来のナットより約４％の重量の節約となる。
【００２７】
使用するには、図８に示すように、ピン１３は、パネル１１、１２の整列された貫通孔１９、２１に、ヘッド１４のテーパの付いた下側１７が、パネル１１の座ぐり２０に着座するまで挿入される。孔１９、２１が僅かに位置ずれしている場合、シャフト１５がパネルの１つの孔から他方へ通過する際に、丸い肩１０４が、パネルを整列するのに役立つ。この肩１０４には、さらに整列するのに役立つようにテーパが付けられてもよい。ナット２４は、ねじシャフト１５上で、パネル１２に当接するまで矢印３５の方向に回転される。このねじ込は、手動でも、任意の適切な方法で行ってもよい。しかし、六角形工具（ｈｅｘ ｔｏｏｌ）（図示せず）をピン１３の六角形ソケット（ｈｅｘ ｓｏｃｋｅｔ）１８に挿入して、ピン１３を所定の位置に保持し、他方、他の工具（図示せず）を突部２９にロックし、ナット２４を矢印３５の方向に回転させることが好ましい。ピン１３を保持する間、ねじシャフト１５上でナット２４を回転させることによって、シャフト１５とナット２４との螺合が確実になされ、パネルが完全に固定される。ナット２４は、変形部（ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ）３６（或いはさらに離隔した位置で）のように、その外部で突き当或いは変形されて内部ねじに変形を起こさせて、ナット２４をシャフト１５に取り外し不可能に確実に固定してもよい。
【００２８】
特定のナット２４が開示されたが、多種類のナットが使用可能である。これらのナットは、ねじ部がナット２４と同じであり、図９から図１２に、ナット４０から４３までが夫々図示されている。各ケースにおいては、図１のナット２４と同様な部品には、同じ参照数字が引用されている。このように、図９を参照すると、ナット４０は、ナット２４の部分３０と同様な略円形の端部４４、テーパの付いた主本体部４５、および略円形の小直径の端部４６を有する。複数の離隔した細長いスロット４７が、部分４４と部分４６を相互に連絡している。スロット４７は、ナット２４の突部２９と同様に機能して、適切な取付け工具（図示せず）に把持面を付与する。
【００２９】
図１０のナット４１は、略円形のベース部４８および小直径の端部４９を有する。端部４９は、離隔した複数の略矩形の切欠領域５１を有するテーパの付いた主本体部５０につながる。これらの領域（５１）は適切な取付け工具（図示せず）の把持面を付与する。
【００３０】
図１１のナット４２は、より小直径の一体の円筒部５４につながるテーパ部５３および一体の円形の端部５２を有する。円筒部５４は、六角形のナット部５５と一体であり、ナット部５５には適切な取付け工具（図示せず）により把持されるのに適した複数の平面５６が形成されている。所望であれば、ナット部５５は、従来技術で周知のように、取付け後にナットの残余部から分離する折取部を含んでもよい。
【００３１】
最後に、図１２のナット４３は、円形のベース部５７と、一体のテーパの付いた主本体部５８とを有し、主本体部５８は、より小直径の一体の略円筒部５９につながっている。複数の離隔した一体の突起６０は、適切な取付け工具（図示せず）により把持されるために円筒部５９から外方に離れて延出する。
【００３２】
多くのナットおよび把持面の変形例が、技術者に明瞭に思い浮かぶかもしれない。
【００３３】
ピッチの直径、ねじ高さ、ねじの形状およびねじの谷の径でルート半径を変えてピンおよびナットのねじを変え、それにより、強度を維持しながらナットおよびピンの重量を軽減する方法がここに開示された。例えば、従来の直径６．３５ｍｍ（１／４”）のピンは、ここに開示されたように変更することができ、多くの用途、特に、非常に多くのナットとピンの組合せを使用する航空機において相当な重量の節約をする。ピンおよびナットの破壊要件或いは張力要件への妥協は全くない。
【００３４】
ナットは、軽量材料からなり、取付け工具によって係合される形状は、ナット或いは米国特許第５，７０２，２１４号公報のナットに、なお一層の重量軽減をもたらす。
【００３５】
ステンレス鋼の如き任意の適切な材料が使用できる。この発明は、Ｈとｈの比率が維持される限り、とのような特別のねじ直径のピンに適用してもよい。この比率は、約５５％から６５％である。
【００３６】
ルート半径に沿って、開示されたようにねじ部の谷の径を増大することによって、ファスナが業界標準の破壊要件および張力要件に適合することが可能となる。
【００３７】
さらに、用途によって、なお一層の重量軽減が可能である。例えば、ある用途は突出型のピンヘッドを必要とするかもしれない。図１３の従来技術のピンに見られるように、線２０１はヘッドの冷間加工を示す。図１４に見られるように、さらに重量を低減するために、半円形の材料のキャビティ２０２をヘッド２００に彫り込んでもよい。
【００３８】
図１５に見られるように、図１のピン１３と同様な、加工前のピン３００は、ヘッド３０１、円筒形のシャンク部３０２、連続的にねじが形成される端部３０５および（図１のソケット１８と同様な）内部ドライブソケット３０３を有してもよい。さらに細長いキャビティ３０４は、さらに重量を軽減するために、ソケット３０３と軸方向に整列して、ピン３００の内部に沿って延出してもよい。
【００３９】
全て軸方向に整列したヘッド部、円筒形シャンク、過渡部を備えたピンおよびドライブソケットを有するナットを含むファスナ組立体が開示されている。ヘッド部は、ファスナが取り付けられる用途に適応するように、テーパ付きであったり、突出したり等、従来技術で周知の種々の形状に形成してもよい。シャンクは、用途に必要な軸方向の剪断強度および破断強度を有するように寸法決めされてもよく、そして過渡部は、取付けを容易にし、且つピンのシャンクからねじ部まで負荷の伝達が可能になるように形成される。後者は、強度がピンヘッド部と等しく、そして、ドライブソケットにより、ピンのねじ部にナットのねじ部を締める手段が提供される。
【００４０】
ナットは、相手方のピンのねじ部にナットを締め付けるのに役立つ、セルフロッキング特性を持つ外形形状を有してもよい。ピンヘッドは、ねじシャフトと略同じ強度を有してもよく、突出型、皿頭型、或いは従来技術において知られた任意の他の適切な型式であってもよい。ピンシャンクは、特定の用途に必要な剪断荷重を実現するために十分な強度を有してもよい。螺旋ねじが開示されているが、ピンシャフトの縦軸に垂直な面内にある一連の環状の離隔したねじ或いは溝によって分離されたねじ山を使用してもよい。ピンは、さらに重量を軽減するために、およびドライブナットがピンに締め付けられるとき、ピンを所定の位置に保持するのに役立つように内部ドライブソケットを有してもよい。
【００４１】
重量を低減する減少したねじ径を有するピンが開示されている。この修正されたねじによりピンが、制定された業界の基準に適合することが可能となる。このねじは、ねじを通過する荷重の剪断流れ（ｓｈｅａｒ ｆｌｏｗ）を改善する減少したねじ高さを有する。ねじは、応力集中を減少させ、そして剪断流れ範囲を増大してファスナの破断性能を改善する増大したルート半径を有する。ピンの冷間加工により、ピンの全体に亘って鍛粒線が増大して、構造的な強度および破断性能が改善される。
【００４２】
ピンの過渡部により、航空機の構造内の概ね整列された孔に、ファスナが挿入されるときに自動調心が可能となる。湾曲部１０４は、ねじ部が第２のパネルの孔を通過すると、第２のパネルの孔に当接して第２のパネルを移動させて、第１のパネルと孔が整列する。ピンシャンクには、位置合わせを改善するためにテーパをつけてもよい。ねじの転造によりピンの破断能力が改善される。
【００４３】
「ねじ」という用語は、各々が溝により互いに分離された、離隔したねじ部或いは複数の離隔した環状ねじ部或いはねじ山を有する螺旋ねじを含む。図５に示された要素および比率が維持される限り、任意の適切な寸法を使用してもよい。例えば、６．３５ｍｍ（０．２５０インチ）の円筒形シャンク部を有するピンが使用されてもよく、ここに示された発明は、５．４８ｍｍ（０．２１６インチ）のねじ直径を有することになる。ねじは、このように修正されて、業界の強度基準に適合するピンが提供される。
【００４４】
本発明は、特定用途の強度基準に妥協することなく、ファスナ組立体の重量を大きく低減する。
【００４５】
本発明の特定実施形態を開示したが、当業者には種々の変形例が想到され、本発明の範囲は添付の請求の範囲によってのみ限定されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明によるファスナ組立体の分解図であり、ファスナが取り付けられる１対のパネルを示す。
【図２】
図１のファスナ組立体のピンを形成するピンブランクの正面図
【図３】
図１のファスナ組立体のピンの形成段階を示す、図２と同様な図
【図４】
図１のファスナ組立体のピンの形成段階を示す、図２と同様な図
【図５】
図１のピンのねじ部の概略図
【図６】
従来のピンのねじの、図５と同様な図
【図７】
図１の組立体のナット単体の斜視図
【図８】
図１の組み立てられたファスナ組立体のナット締付の最終段階を示す正面図
【図９】
図７のナットの変形例の斜視図
【図１０】
図７のナットの変形例の斜視図
【図１１】
図７のナットの変形例の斜視図
【図１２】
図７のナットの変形例の斜視図
【図１３】
従来のピンヘッド部の正面図
【図１４】
図１３のヘッドの切取部を示す、図１３と同様な図
【図１５】
図１のピンのさらなる変形例を示す平面図
【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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2004510102.tif 000029
【国際調査報告】
2004510102.tif 000030