(57)【要約】【構成】本発明の締め付け用スナップイン式ファスナー装置は、端部に向かって湾曲し、かつテーパー化した横方向に突在する弾性アームをもつヘッドを有する。アームの角度は下向きである。２つの弾性脚部はヘッドから下方に延在する。各脚部は返しをもつ足、遠位自由端部における外側に突在する踵、および踵と返しとの間のアンダーカットを有する。返しは脚部の長手軸線に対して実質的に垂直に延在する平面状上面、およびこの上面から内向きに踵に向かって延在する平面状下面を有する。アンダーカットは各脚部の底端部の下面と踵との間に位置する。本発明のファスナー装置を使用すると、パネルの整合開口を介して直接重ねられた２枚以上のパネルを接合することができる。接合後、ファスナー装置ヘッドと返しとの間にパネルを取り付けると、ヘッドのアームの撓みおよび弾性によって残留締め付け荷重が作用することになる。【選択図】図１ａ
2018526587.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スナップイン式ファスナー装置であって、
この装置に固定され、遠位自由端まで横方向に延在する対向弾性アームを有するヘッド、
このヘッドに固定され、遠位自由端まで延在する２つの弾性脚部、および
各脚部の自由端に近接して固定された足を有し、
各足が返し、前記遠位自由端における円形踵、および前記踵と前記返しとの間のアンダーカットを有することを特徴とするスナップイン式ファスナー装置。
【請求項２】
前記返しが、前記脚部の長手軸線に対して実質的に垂直に延在する平面状の上面を有する請求項１に記載のファスナー装置。
【請求項３】
前記返しが、前記上面から内向きに前記踵に向かって延在する平面状の下面を有する請求項２に記載のファスナー装置。
【請求項４】
前記下面と前記踵との交点に前記アンダーカットが位置する請求項３に記載のファスナー装置。
【請求項５】
各アームおよび各脚部をその遠位端に向けてテーパー化した請求項４に記載のファスナー装置。
【請求項６】
弾性材料から構成した請求項４に記載のファスナー装置。
【請求項７】
前記アームに前記脚部に向けて下向きの角度を付けた請求項１に記載のファスナー装置。
【請求項８】
前記ファスナー装置の横方向横断面がすべての点で矩形である請求項１に記載のファスナー装置。
【請求項９】
第１開口をもつ第１パネル、
この第１パネルに直接当接し、前記第１開口と整合する第２開口を有する第２パネル、および
前記開口を貫通延在するユニット式ファスナー装置を有するパネル体であって、
前記ユニット式ファスナー装置が、
この装置に固定され、遠位自由端まで横方向に延在する対向弾性アームを有するヘッド、
このヘッドに固定され、遠位自由端まで延在する２つの弾性脚部、および
各脚部の自由端に近接して固定された足を有し、
各足が、前記遠位自由端における踵、前記脚部の長手方向軸線に対して実質的に垂直に延在する平面状の上面、および前記上面から内向きに前記踵に向かって延在する平面状の下面をもつ返し、および前記踵と前記返しとの間のアンダーカットを有し、
前記ファスナーを構成する前記材料の弾性によってのみ、前記ファスナー装置のヘッドと前記返しとの間のパネルに残留締め付け力が印加されることを特徴とするパネル体。
【請求項１０】
前記パネルの合計厚さがほぼ０．６ｍｍである請求項９に記載のパネル体。
【請求項１１】
前記開口のうちの少なくとも一つが矩形である請求項９に記載のパネル体。
【請求項１２】
前記開口がいずれも矩形である請求項１１に記載のパネル体。
【請求項１３】
前記パネルの前記開口の内の少なくとも一つが円形である請求項９に記載のパネル体。
【請求項１４】
両パネルの前記開口が円形である請求項１３に記載のパネル体。
【請求項１５】
前記つま先と前記踵とのパネル接触点間の距離が前記下部パネルの幅よりも短い請求項９に記載のパネル体。
【請求項１６】
前記第２パネルの前記開口の係合寸法が、前記踵の最外側点間の自由長さ距離よりも小さい請求項１５に記載のパネル体。
【請求項１７】
前記第２開口が前記第１開口よりも小さく、前記第２開口に隣接する第２パネルの縁部における前記第２パネルの上側の一部が露出している請求項９に記載のパネル体。
【請求項１８】
前記ファスナー装置の装着時に、前記ファスナー装置脚部と前記第２パネル開口との間に４つの接触点が生じる請求項１７に記載のパネル体。
【請求項１９】
前記接触点が、各脚部の足の返し下面と踵に生じる請求項１８に記載のパネル体。
【請求項２０】
前記ファスナー装置の脚部つま先と前記踵との間の距離が、前記第２パネルの幅よりも短い請求項９に記載のパネル体。
【発明の詳細な説明】
【関連出願】
【０００１】
本出願は、２０１５年６月３０日を出願日とし、“スナップイン式ファスナー装置”を発明の名称とする米国仮特許出願第６２/１８７，２０９号の非仮特許出願の優先権を主張する出願である。
【技術分野】
【０００２】
本発明は、小さなサイズのパネル体（ａｓｓｅｍｂｌｙ）を接続することを具体的な対象とするスナップイン式ファスナー装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
多くのスナップイン式ファスナー装置は公知であり、いずれも二枚のパネルを接合する弾性変形性ピンを有する。これらファスナー装置は各種の異なる構成を有し、異なる弾性材料から構成されている。Ｊａｃｏｂｓを発明者とするＵＳＰ４，９７３，２１２には、この種のスナップイン式ファスナー装置が開示されている。このＪａｃｏｂｓの装置は、ヘッド、およびこのヘッドに底部が固定され、遠位端（ｔｉｐ）まで延在する変形性のリードピンを有する。このピンは長手方向に二股に分岐し、変形性脚部１６、１８を有する。変形性リードピンの直径は、パネル開口の直径よりはるかに小さい遠位端（ｄｉｓｔａｌ  ｔｉｐ）の最小直径から漸増し、中間点２０ａ、２０ｂにおいて最大になる。この最大径は、緩和条件ではパネル開口の直径よりも大きい。ピンの“受座（ｓｅａｔ）”、即ち（装着後に）下部パネルの下側に当接し、構成部品を固定するのは、中間点２０ａ、２０ｂおよびピンの底部である。ピンが重ねられたパネル２４および３２の開口に挿入されると、脚部１６および１８が下部パネル２４に接触し、内側に圧接される。ヘッド２６の下側が上部パネル３２の上面に当接すると、脚部１６、１８の弾性および下側パネルの下側に当接する受座の逆テーパー作用によってパネル間に締め付け作用が残留する。
【０００４】
上記のスナップイン式ファスナー装置は大きなサイズのパネルを接合するさいには有利であるが、例えば約０．６ｍｍ程度の合計厚さをもつパネルなどの小さなサイズのパネルには有利ではない。このような用途では、従来のファスナー装置のテーパー式リードピンは効率が悪く、不十分である。上記ＵＳＰ公報記載などのように一つのリードテーパーは、小さなサイズのパネルでは安定性に欠ける。初期位置決め中に、第２パネルとの横方向の接触点が二点のみで、装着時にファスナー装置が正確に整合することはないからである。ただ一つのリードテーパーを検討した場合、実験的な分析と有限要素解析（ＦＥＡ）を併用した数値解析では、装着段階で構成部材が左か右に傾く傾向があり、これによって組立がうまくいかないことがわかる。現在この問題に対しては解決策が知られていないため、サイズの小さい組立用の、装着時に傾き整合しなくなることがないクリーンで、簡単な上に剛性が強いスナップイン式ファスナー装置が求められている。また、上記の公知ファスナー装置の問題に対して簡単な解決策を与えるファスナー装置でサイズの小さいパネルを組み立てることを可能にすることも望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】ＵＳＰ４，９７３，２１２
【発明の概要】
【０００６】
本発明の好適な実施態様のスナップイン式ファスナー装置を使用すると、上記従来のサイズの小さい組立用ファスナー装置の上記問題に対処することができる。本発明のスナップイン式ファスナー装置を使用すると、２枚のパネルの初期特性、即ち組立前の状態を変更することなくこれらを組み立てることができる。また、本発明のスナップイン式ファスナー装置を利用すると、異なる材料からなり、異なる厚さをもつパネルを接続することが可能になる。
【０００７】
本発明の新規なスナップイン式ファスナー装置の一つの好適な実施態様の場合、全体として矩形のほぼ平面のヘッドを有し、このヘッドは横方向に突在する弾性アームを有する。各アームは、その基部においてヘッドの対向側部に固定する。これらアームについては、下向きに、即ち脚部に向けて角度を付ける。また、アームはヘッドと一体化しているのが好ましく、また長さ方向に湾曲し、かつテーパー化しているのが好ましい。好適な実施態様では、各アームの横断面は基部から遠位端部に向かって狭くなっている。
【０００８】
２つの弾性脚部は基部で固定し、ヘッド平面に対して横断延在する。各脚部は遠位端に足を有する。各足は、各脚部の遠位端に位置する踵を有し、かつこの踵と脚部基部との中間に返し（ｂａｒｂ）を有する。この返しは、脚部の長手軸線に対して横断方向に突在する。返しの上面、即ち（脚部基部に対する）近位面については、脚部の長さ軸線に対して実質的に垂直であることが好ましい。また、返しの底面、即ち（脚部基部に対する）遠位面については、上面の遠位端から内向きにテーパー化し、返しと踵との間にあるアンダーカット（ｕｎｄｅｒｃｕｔ、切り欠き）で終端するのが好ましい。踵については、湾曲した球根状で、脚部の端部を構成するのが好ましい。この踵は、スナップイン式ファスナー装置の装着時に案内部として機能する。アンダーカットは返しと踵との間に位置する。
【０００９】
装着時、本発明のファスナー装置は構成材料の弾性域で変形する。案内部として踵を設けたため、ファスナー装置を自動案内することができる。本発明のファスナー装置は、パネルの矩形か、あるいは円形の開口に装着できるため、パネル体に対して永久的な残留締め付け負荷を与えることができる。本発明の一つの大きな作用効果は、返しの前に、組立パネルに対して複数の接触点を形成する案内踵を設けることによって得られる安定な整合特性である。下部パネルの開口が矩形の場合、ファスナー装置が、ファスナー装置１１がパネル体に最初に位置している間、足６と下部パネル２との間に二次元平面内に４つの接触点（実際には四本の線）を維持する。下部パネルの開口が円形の場合、ファスナー装置は８つの接触点を維持する。
【００１０】
上記およびその他の作用効果については、以上の説明および本発明を示す添付図面および以下の説明から明らかになるはずである。当業者ならば、本発明の好適な実施態様から本発明を十分に理解できるはずである。また、従来技術よりもすぐれた各種の作用効果をもつ小さなサイズのパネル体を対象とするスナップイン式ファスナー装置を提供する本発明の目的は十分に実現できたことも理解できるはずである。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１ａ】本発明の好適な実施態様のスナップイン式ファスナー装置を示す側面図である。
【図１ｂ】図１ａの拡大断面図である。
【図２】本発明の好適な実施態様における一連の装着工程にある図１のファスナー装置を示す側面図である。
【図３】本発明の好適な実施態様における一連の装着工程にある図１のファスナー装置を示す側面図である。
【図４】本発明の好適な実施態様における一連の装着工程にある図１のファスナー装置を示す側面図である。
【図５】２枚のパネルに使用する前の複数のファスナー装置を示す上部右側斜視図である。
【図６】２枚のパネルに装着した後の図５の複数のファスナー装置を示す上部平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明のスナップイン式ファスナー装置は、装着時その脚部の弾性変形（内向き撓みおよび外向き開放、即ちスナップ嵌め作用）に基づくもので、アームの弾性変形（負荷撓み）を併用して、パネル体に正確かつ永久的な締め付け負荷を確実に作用させるものである。スナップイン式ファスナー装置の構造部分は、弾性応力が作用する横断面が可変の直線的なビームの設計理論に基づく。スナップイン式ファスナー装置の構造は、全体として、装置の機能および動作を制御する２つの部分、即ち主にヘッドおよび上部アームを有する上部部分、および下部脚部、有効作用の返しおよび踵を有する下部部分を有する。
【００１３】
まず図１ａおよび図１ｂについて説明する。全体として、好適な実施態様のファスナー装置１１はヘッド３を有し、２本のアーム４をヘッド３の対向側部に固定するとともに、これら対向側部から横方向に延設する。各アーム４はその長さにそって湾曲し、テーパー化する。図３に示す好適な実施態様では、各アーム４は脚部に対して凹曲率を有し、各アーム４の横断面積はその基部からその遠位端に向かって狭くなっている。
【００１４】
二つの変形可能な弾性脚部５はその基部をアーム４の中間にあるヘッドの一方の側部に固定し、ヘッド３の平面に対して横断延設する。脚部５はそれぞれ（ヘッドに対して）遠位端に足６を有する。各足６については、脚部５の遠位端に一体化するのが好ましい。各足６は、各脚部５の遠位端に設けられた案内踵９、および踵９および脚部基部の中間に返し７を有する。返し７は、脚部５の長手軸線に対して全体に横断方向に突在する。（脚部基部に対して）上面１４、即ち近位面１４については、平面かつ脚部５の軸線に対して実質的に垂直であるのが好ましい。（脚部基部に対して）底面１３、即ち遠位面１３については、上面１４の遠位端から内向きにテーパー化し、返し７と踵９との間にあるアンダーカット８で終端するのが好ましい。底面１３の内向きテーパーについては、図１ｂに点線で示す。底面１３の遠位端が踵９の上部境界を定める。踵９については、湾曲した球根状で、脚部５の端部を定めるのが好ましい。踵９は、スナップイン式ファスナー装置１１の装着時に案内部として機能する。足６の好適な実施態様の形状については、図１ｂに示す。底面１３にそった理論的な延長については、図１ｂに点線で示す。なお、この点線が踵９の上部境界を定める。返し７と踵９との間の距離については、下部パネル２の厚さよりも短く、また下部パネル２の開口の内部寸法（形状依存の幅または直径）については、開放状態において一方の踵９からもう一つの踵９までの最大幅よりもわずかに小さくなければならない。
【００１５】
本発明の好適な実施態様のファスナー装置の装着方法および２枚のパネルの接合方法を図２、図３および図４に示す。向かい合った状態で重ねた２枚の（上下）パネル１、２の整合開口にファスナー装置１１を延設する。下部パネル２の開口は上部パネル１よりも小さく、従ってファスナー装置の足６が係合可能な下部パネル２に肩部１６が生じる。ファスナー装置１１の装着前に、脚部５を開放し、踵９を含む足６が、第２パネル２の開口の直径（矩形開口の場合は幅）よりも長い距離幅方向に繰り出す。
【００１６】
図２は、パネル１、２を重ねたパネル体に装着する用意の整った、全体が開放位置におけるゼロ時間時のファスナー装置１１を示す。ファスナー装置１１の踵９は、開口の縁部において下部パネル２に干渉する位置にある。踵９が積極的に係合し、かつ同時に返し７の底面１３に接触するため、足６に誘導される応力は無視することができる。まず、パンチ１０を図示のようにファスナー装置のヘッド３に打ち当てる。ファスナー装置１１を下向きに押圧して第２パネル２の開口に押し込んだ後、踵９が（肩部１６の下の）パネルの側壁に接触し、相互に押圧されて、脚部５が弾性変形する。また、返し７の底面１３が下部パネル２の側壁に接触する。この位置では、踵９が肩部１６の下に来る。好ましくは、各脚部のつま先/踵接触点間の距離については、下部パネルの幅よりも短く、また下部パネルの開口の寸法については、踵９上の最外側点間の最大自由長さ距離よりも短くなければならない。
【００１７】
装着プロセスにおけるこの位置では、ファスナー装置１１は、第２パネル２と複数の点で接触する。これら接触点で、踵９および第２パネル２の開口の側壁が接触する。また、これら接触点で、返しの底面１３および第２パネルが接触する。下部パネルの開口が矩形の場合、ファスナー装置１１が、重ねられたパネル体の最初の位置にある間、足６と下部パネル２が二次元平面断面（実際には４本の線）内で４つの接触点を維持する。下部パネルの開口が円形の場合、ファスナー装置は８つの接触点を維持する。各脚部５の踵９と返し７とはアンダーカット８によって接触が可能になる。このように複数の接触点があるため、パネルの初期位置決め時だけでなく、第１装着工程時に、ファスナー装置１１が一方の側かあるいは他方の側に傾くことを十分に防止することができる。ファスナー装置１１の回転中心または回転軸になる一つの接触点または一本の接触線をもつ従来のファスナー装置とは異なり、複数の接触点があるため、従来例には認められない自立できる特徴、即ち直立できる特徴が実現できる。複数の接触点を可能にするファスナー装置の構成によって、本発明は従来例とは異なるものになる。
【００１８】
図３に、パンチ１０がヘッド３に垂直下方力を印加し、ファスナー装置１１を図示の位置に押し込んだ後のファスナー装置１１の状態を示す。この状態では、下部脚部５が内側に湾曲し、足６が下部パネル２の開口内で下向きに移動する。図５に示す位置では、下部脚部５に内向きに弾性応力が作用する。脚部が弾性材料でない場合には、足６が下部パネル２に損傷を与える恐れがある。弾性応力が作用するビームの横断面可変設計理論に従ってテーパー化設計を採用しているため、各脚部５の曲げ応力がその長さにそって均一に分布する。
【００１９】
図４に示す最終位置に近づくと、挿入距離が下部パネル２の厚さに等しくなる前に、ヘッド３が作用し始め、上部パネル１によってアーム４が上向きに撓む。ファスナー装置１１がさらに下向きに押圧されると、アーム４の平坦化が継続し、返し７が開口から抜け出るため、脚部５がその初期（開放）横方向位置に外向きに跳ね返る。この位置では、つま先７の上面１４が下部パネル２の下側に係合する。
【００２０】
図４に示す最終動作位置に達すると、ファスナー装置は、十分な弾性作用を発揮して、材料の弾性域内で上部アーム４を変形させる必要がある。これらアーム４は、（ファスナー装置の開放座標に対して）その初期位置に到達することはなく、応力が保持されるため、装着プロセスの最後で圧縮されたパネル１、２に作用する永久的な弾性締め付け荷重を確保することができる。上部アーム４についても、上記理論に従ってテーパー化を行うため、活性域内に応力を均一に分布させることができる。
【００２１】
図５に、ファスナー装置１１を使用できる各種方法を示す。中央のファスナー装置１１ａについては、円形開口に挿入できるように整合する。周囲のファスナー装置１１ｂ、１１ｃおよび１１ｄについては、個々に、あるいは他のファスナー装置１１ｄと組み合わせて異なる配向角度（０度、３０度、６０度、９０度など）で配列した矩形開口に挿入できるように整合する。また図５には、他のファスナー装置１１ａ−１１ｄとは異なる厚さをもつファスナー装置１１ｅも示す。図６には、ファスナー装置１１ａ−１１ｅを装着した図５のパネル体を示す。
【符号の説明】
【００２２】
１、３２：上部パネル、パネル
２：下部パネル、第２パネル、パネル
３、２６：ヘッド
４：上部アーム、アーム
５：弾性脚部、下部脚部、脚部
６：足
７：返し、つま先
８：アンダーカット
９：案内踵、踵
１０：パンチ
１１：スナップイン式ファスナー装置、ファスナー装置
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅ：ファスナー装置
１３：底面、遠位面
１４：上面、近位面
１６：変形性脚部、脚部、肩部
１８：変形性脚部、脚部
２０ａ、２０ｂ：中間点
２４：下部パネル、パネル
【図１Ａ−１Ｂ】
2018526587.tif 000003
【図２】
2018526587.tif 000004
【図３】
2018526587.tif 000005
【図４】
2018526587.tif 000006
【図５】
2018526587.tif 000007
【図６】
2018526587.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成29年5月1日(2017.5.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スナップイン式ファスナー装置であって、
この装置に固定され、遠位自由端まで横方向に延在する対向弾性アームを有するヘッド、
このヘッドに固定され、遠位自由端まで延在する２つの弾性脚部、および
各脚部の自由端に近接して固定された足を有し、
各足が返し、前記遠位自由端における円形踵、および前記踵と前記返しとの間の凹状アンダーカットを有することを特徴とするスナップイン式ファスナー装置。
【請求項２】
前記返しが、前記脚部の長手軸線に対して実質的に垂直に延在する平面状の上面を有する請求項１に記載のファスナー装置。
【請求項３】
前記返しが、前記上面から内向きに前記踵に向かって延在する平面状の下面を有する請求項２に記載のファスナー装置。
【請求項４】
前記下面と前記アンダーカットから外向きに延在する前記踵との交点に前記アンダーカットが位置する請求項３に記載のファスナー装置。
【請求項５】
各アームおよび各脚部をその遠位端に向けてテーパー化した請求項４に記載のファスナー装置。
【請求項６】
弾性材料から構成した請求項４に記載のファスナー装置。
【請求項７】
前記アームに前記脚部に向けて下向きの角度を付けた請求項１に記載のファスナー装置。
【請求項８】
前記ファスナー装置の横方向横断面がすべての点で矩形である請求項１に記載のファスナー装置。
【請求項９】
第１開口をもつ第１パネル、
この第１パネルに直接当接し、前記第１開口と整合する第２開口を有する第２パネル、および
前記開口を貫通延在するユニット式ファスナー装置を有するパネル体であって、
前記ユニット式ファスナー装置が、
この装置に固定され、遠位自由端まで横方向に延在する対向弾性アームを有するヘッド、
このヘッドに固定され、遠位自由端まで延在する２つの弾性脚部、および
各脚部の自由端に近接して固定された足を有し、
各足が、前記遠位自由端における踵、前記脚部の長手方向軸線に対して実質的に垂直に延在する平面状の上面、および前記上面から内向きに前記踵に向かって延在する平面状の下面をもつ返し、および前記踵と前記返しとの間の凹状のアンダーカットを有し、
前記ファスナーを構成する前記材料の弾性によってのみ、前記ファスナー装置と前記返しとの間のパネルに残留締め付け力が印加されることを特徴とするパネル体。
【請求項１０】
前記パネルの合計厚さがほぼ０．６ｍｍである請求項９に記載のパネル体。
【請求項１１】
前記開口のうちの少なくとも一つが矩形である請求項９に記載のパネル体。
【請求項１２】
前記開口がいずれも矩形である請求項１１に記載のパネル体。
【請求項１３】
前記パネルの前記開口の内の少なくとも一つが円形である請求項９に記載のパネル体。
【請求項１４】
両パネルの前記開口が円形である請求項１３に記載のパネル体。
【請求項１５】
前記返しと前記踵とのパネル接触点間の距離が前記下部パネルの幅よりも短い請求項９に記載のパネル体。
【請求項１６】
前記第２パネルの前記開口の係合寸法が、前記踵の最外側点間の自由長さ距離よりも小さい請求項１５に記載のパネル体。
【請求項１７】
前記第２開口が前記第１開口よりも小さく、前記第２パネルの上側の肩部が前記第２開口に隣接する第２パネルの縁部に露出している請求項９に記載のパネル体。
【請求項１８】
前記ファスナー装置の装着時に、前記ファスナー装置脚部と前記第２パネル肩部との間に４つの接触点が生じる請求項１７に記載のパネル体。
【請求項１９】
前記接触点が、各脚部の足の返し下面と踵に生じる請求項１８に記載のパネル体。
【請求項２０】
前記ファスナー装置の脚部返しと前記踵との間の距離が、前記第２パネルの幅よりも短い請求項９に記載のパネル体。
【国際調査報告】
2018526587.tif 000009