(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの部材間に接合部を形成する装置であって、前記装置は、細長い締結要素、回転可能な締付け要素および前記締結要素のスリーブを備え、前記締付け要素は、前記締結要素の頭部分と嵌合可能な少なくとも１つの弓形カム表面を備え、前記締付け要素の回転軸を中心とするその回転は、前記締結要素を、概ね前記回転軸へと引っ張り、前記スリーブは（ｉ）使用中にその前端部分が前記回転軸に対して固定位置に留まるようになっていて、（ｉｉ）前記締結要素を該２つの部材のうちの１つに固定するため、引っ張られると、前記締結要素によって容易に拡張できるようになっている反対端部分を有し、（ｉｉｉ）縦方向に部分的に圧壊可能である装置。
【請求項２】
前記スリーブが、圧壊手段を設けた壁を備え、それによってスリーブが縦方向に圧壊可能である、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記圧壊手段が、スリーブの長さに沿って間隔をあけた位置に複数の圧壊可能な領域を規定する、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記圧壊手段が、前記壁に規定された少なくとも１つの薄い部分を備える、請求項２または３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５】
前記薄い部分または少なくとも１つの前記薄い部分が、前記縦方向に延在する溝を規定する、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記圧壊手段が、前記壁内に規定された少なくとも１つの口を備える、請求項２から５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項７】
前記口または少なくとも１つの前記口が前記前端部分とスリーブの他方の端部分との間に延在する、請求項５に記載の装置。
【請求項８】
前記口または少なくとも１つの前記口が十字形の口である、請求項６または７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項９】
スリーブの前端部分が、締付け要素の周辺面と嵌合するよう配置されていることによって、前記固定位置に残る、請求項１から８のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１０】
締付け要素の前記周辺面が、前記回転軸から半径方向でほぼ一定の距離に配置される、請求項９に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
本発明は接合部形成装置、特に組立式家具の２つの部材間で接合部を形成する接合部形成装置に関するが、それに限定されるものではない。
出願人の米国特許第5567081号は、２つの部材間に接合部を形成する接合部形成装置を開示している。本出願の図面類の図１を参照すると、既知の接合部形成装置は、細長い締結要素１０および回転可能な締付け要素１２を備える。締結要素１０は、少なくとも頭部分１６が接合部材から突き出すよう、接合部材の第１（１４）に固定することができる。締付け要素１２は、接合部材の第２（２０）にある凹部１８に、回転可能な状態で装着され、締結要素の頭部分１６と嵌合可能な２つの弓形カム表面２２を有する。
接合部形成装置は、さらに、締結要素１０のスリーブ２４を備える。スリーブ２４の一方端は、第１接合部材１４の凹部２６に適合することができる。締結要素１０は、締結要素をスリーブに対して軸方向に移動させると、スリーブが拡張し、凹部２６の壁３０と強制的に嵌合するよう配置された複数テーパ付き端部分２８を有する。
使用時には、スリーブ２４を締結要素１０に取り付けて、第２接合部材２０の内腔３２に挿入する。内腔３２は凹部１８に対して直角に延在し、これと交差する。スリーブ２４を内腔３２に正しく挿入した状態で、カム表面２２が嵌合可能になるよう、締結要素の頭部分１６を締付け要素の中空の中心領域で受ける。これが基本的に、図１ａに示す締結要素、スリーブおよび締付け要素の位置である。
２つの部材１４、２０間に接合部を形成するために、内腔３２で受けていないスリーブ２４の端部を第１接合部材１４の凹部２６に挿入する。次に、締付け要素を、締結要素の縦軸に対して垂直であるその回転軸を中心に回転させる。締付け要素をこのように回転させるにつれ、カム表面２２の動作が、締結要素を第１接合部材１４から軸方向に離れるよう引っ張る。スリーブは、第２接合部材の端面３６に突き当てられたスリーブ・カラー３４によって、締結要素とともに動くことができない。締結要素とスリーブとの相対的な動きにより、複数テーパ付き端部分２８はスリーブの内側に引っ張られるので、拡張し、凹部２６の壁３０と強制的に嵌合する。締結要素をさらに回転させると、接合部材同士がぴったり引き寄せられ、したがって接合部材が圧縮状態になり、締結要素が引張りの状態になる。
締付け要素を第２接合部材の端面３６に対して正しく配置しないと、このような接合部形成装置には問題が生じることがある。締付け要素をその縁に近づけすぎると、接合部を締め付けることが不可能なことが判明する。というのは、各カム表面の長さの小さい部分しか、締付け要素の回転時に有効でないからである。その結果、締結要素には非常に小さい引張り力しかかからず、接合部の圧縮が小さくなり、したがって接合が弱くなる。締付け要素が第２接合部材の縁から遠すぎると、不当な量の力をかけない限り、締付け方向に締付け要素を少量しか回転することができない。
既知のカム要素のカム表面は、通常、２段階の締付け作用を提供するようになっている縦方向の輪郭を有する。図１ｂは、従来の接合部形成装置で、カム要素の回転と締結要素の軸方向の動きとの関係を示すグラフであり、２段階の締付け作用を示す。縦軸に沿って軸方向の動きをmm単位で示し、横軸に沿って回転を度数で示す。第１段階では、比較的急な、またはきつい曲線、つまりカム要素の比較的小さい量の回転で、締結要素の比較的大きい量の軸方向の運動を提供するようになっている湾曲を有するカム表面の部分によって、ピンの比較的「粗い運動」が提供される。カム要素の回転と、それによって引き起こされた軸方向の運動との関係は非線形であり、通常は１０°の回転につき０．５mmを上回る。この「粗い運動」は、２枚のパネル間の空隙が閉じて、それがぴったり押し合うよう提供され、この運動は通常プルアップと呼ばれる。ピン運動の第２段階は、比較的平坦な曲線を有するカム表面の部分によって生じる。第２段階の運動は、接合部にかかる圧縮力を増加させ、カム表面の湾曲が減少すると、接合部形成装置をある程度ロックする。これは通常ロックアップと呼ばれる。ピンの頭部分と嵌合する時点で、カム表面の曲線が急であるほど、カム要素が後退する、つまり使用するパネルを装填した時に接合部を締め付けるために回転する向きとは反対の向きに回転する可能性が高いことが理解される。したがって、上述した２段階のピン運動を提供するよう設計されたカム要素は、ピンの頭部分とカム表面のより平坦な部分との嵌合を確保して、いわゆるロックアップを確保するため、接合部の締付け中に十分に回転するよう意図される。
図１ｂに従うカム要素の使用中に、カム要素は、カム表面が頭部分と嵌合するまでに、ピンの頭部分を中空領域に挿入した位置から、約５０°回転する。次に、カム要素は、接合部の有効なロックが獲得されるまでに、さらに７５°回転しなければならない。
これらの従来の接合部形成装置およびカム要素には、幾つか欠点がある。
一つの欠点は、プルアップ段階でカム要素を回転させるのに、比較的大きい回転力が必要なことである。カムは、プルアップ段階中には比較的高い「ギアが入り」、カム表面の曲線が急であるほど、使用者から多くのトルク入力を必要とすることが理解される。使用者に必要とされる努力を減少させることが望ましい。
この設計に関するさらなる問題は、これに作用する比較的大きい力に対処するため、カム要素を強固に製造しなければならないことである。カム要素が丈夫に作成されていないと、それにかかる荷重で破壊してしまうことがあり、カム破壊現象は、当業者にはよく知られている。
このようなカム要素は、通常はダイカスト技術で大量に生産されることが理解される。ダイカスト用金属は比較的高価であるから、強度を大幅に低下させることなく、各カム要素に必要な金属の重量を可能な限り減少させることが望ましい。
既知の接合部形成装置のさらなる欠点は、許容公差が少ないことである。つまり、装置の部品が填る凹部および内腔を正確に作成しないと、信頼できる接合部の形成が不可能になることがある。
さらに詳細に述べると、使用時には、カム要素は通常、第１接合部材の主要表面にある凹部に填る。この凹部は、パネルの縁を破るか、凹部から縁へと延在する内腔によって縁と連絡する。この配置構成により、カム要素上で回転するとカム表面と嵌合できるよう、ピンの頭部分をカム要素に挿入することができる。
カム要素が接合部材の縁に近すぎると、接合部を締め付けることが不可能なことが判明する。というのは、各カム表面の長さの小さい部分しか、締付け要素の回転時に有効でないからである。その結果、締結要素には非常に小さい引張り力しかかからず、接合部の圧縮が小さくなり、したがって接合が弱くなる。
カム要素が接合部材の縁から遠すぎると、不当な量の力をかけない限り、締付け方向にカム要素を少量しか回転することができない。この場合、ロックアップを提供するカムの部分に頭部分が嵌合するのに、カム要素を十分に回転することが不可能であり、回転し続けると、カムが破裂してしまうことがある。その結果、有効なロック作用がなくなり、接合部に加重するとカム要素が後退する傾向があり、その結果、弱い接合部になる。
上述した問題を少なくとも部分的に克服することが、本発明の目的である。
本発明は、２つの部材間に接合部を形成する装置で、前記装置は、細長い締結要素、回転可能な締付け要素および前記締結要素のスリーブを備え、前記締付け要素は、前記締結要素の頭部分と嵌合可能な少なくとも１つの弓形カム表面を備え、したがって前記締付け要素の回転軸を中心とするその回転は、前記締結要素を、概ね前記回転軸へと引っ張り、前記スリーブは（ｉ）使用中にその前端部分が前記回転軸に対して固定位置に留まるようになっていて、（ｉｉ）前記締結要素をこのような１つの接合部材に固定するため、このように引っ張られると、前記締結要素によって容易に拡張できるようになっている反対端部分を有し、（ｉｉｉ）その縦方向に部分的に圧壊可能である装置を提供する。
スリーブは、圧壊手段を設けた壁を備え、それによってスリーブがその縦方向に部分的に圧壊可能であることが好ましい。
圧壊手段は、前記壁に規定された少なくとも１つの薄くなった部分を備えることができる。薄い前記部分または各前記部分は、前記縦方向に延在する溝を規定することができる。
圧壊手段は、前記壁に規定された少なくとも１つの口を備えることができる。前記口または各前記口は、スリーブの前記第１・第２端部分間に延在することができる。前記口または各前記口は十字形の口でもよい。
前記スリーブと嵌合可能なカム要素の周辺面は、締付け要素の回転軸から半径方向にほぼ等距離に配置することが好ましい。
本発明は、２つの部材間に接合部を形成する装置で、前記装置が（ｉ）第１のこのような接合部材に回転可能な状態で取り付けることができ、少なくとも１つの弓形カム表面を有する締付け要素と、（ｉｉ）、前記カム表面または各前記表面と嵌合可能な前端部分を有する細長い締結要素とを備え、したがって、使用中に前記締付け要素によって前記締結要素が前記締付け要素に向かう軸方向の運動を引き起こし、さらに（ｉｉｉ）前記締結要素のスリーブとを備え、前記スリーブが、第２のこのような接合部材の凹部に適合して、前記締結要素と協力することができる第１端部分を有し、したがって、前記軸方向の運動は、このような凹部の壁と強制的に嵌合するため、前記スリーブの第１端部分の半径方向の拡張を引き起こし、さらに前記前端部分が、前記嵌合表面とカム表面とがこのように嵌合した場合、締付け要素の前記回転範囲の少なくとも有意の部分にわたって、前記カム表面または各前記カム表面と嵌合する場合、前記締付け要素の周辺面と嵌合するよう配置された第２端部分を有する装置も提供する。
本発明について十分に理解するため、次に、本発明の実施形態について、例示のみを目的とする添付図面類を参照しながら述べる。
図１ａは、米国特許第5567081号で開示された既知の接合部形成装置の側断面図である。
図１ｂは、先行技術の締付け要素の回転量と、このような回転によって生じる細長い締結要素の軸方向の運動との関係を示すグラフである。
図２は、本発明による締結要素およびそのスリーブの側面図である。
図３は、締結要素の縦軸を中心に９０°回転した、図２の締結要素およびスリーブを示す。
図４は、図３の線IV−IV上の断面図である。
図５は、図３の線Ｖ−Ｖ上の断面図である。
図６は、図３の線VI−VI上の断面図である。
図７は、図３の線VII−VII上の断面図である。
図８は、締付け要素の下からの斜視図である。
図９は、本発明による代替締付け要素の前面図である。
図１０は、締付け要素の側面図である。
図１１は、締付け要素と一緒に使用する代替締結要素およびスリーブを示す。
図１２は、図１０および図１１の線Ｖ−Ｖに沿って見た締付け要素、締結要素およびスリーブの断面図である。
図１３は、図１２に対応する図で、締付け方向の最大回転位置にある締付け要素を示す。
図１４は、図９の締付け要素の回転量と、このような回転によって生じた図１１の細長い締結要素の軸方向の運動との関係を示すグラフである。
図２から図８を参照すると、接合部形成装置は、回転可能なドラム１１０の形態の締付け要素、細長いピン１１２の形態の締結要素、およびピン１１２のスリーブ１１４を備える。
図８に示す回転可能なドラム１１０は、開口１１６を有し、それを通ってピンの頭部分１１８をドラムの中心にある中空区域に挿入することができる。スロット１２０が開口１１６からドラムの周囲に円周方向に部分的に延在する。ドラムは２つの弓形カム表面１２２、１２４を規定し、これはスロット１２０によって互いから分離される。ドラムの上面１２６には、ドラムをねじ回しまたは六角レンチなどの手工具で回転できるよう、適切な手段（図示せず）を設ける。ピン１１２およびドラム１１０は、ピンを正確な位置に配置するため、最初に挿入すると、頭部分１１８がカム表面１２２と嵌合するよう設計することが好ましい。これは、ドラムの外周面１６６と嵌合するスリーブ１１４の前端１４８との組合せで生じることができる。
特に図６を参照すると、好ましくはダイカスト成形したピン１１２は、頭部分１１８、頭部分とは反対側のピンの端部に配置されたエキスパンダ部分、および頭部分とエキスパンダ部分との間に延在し、それを相互接続する胴１３４を備える。胴１３４は単純な円筒であり、エキスパンダ部分は、端と端とを接続した関係で配置された３つの円錐台部分１３６、１３８、１４０を備える。頭部分１１８が回転可能なドラム１１０の中空の内部に受容されると、カム表面１２２、１２４と協力するよう嵌合する凸状嵌合面１４２を備える。頭部分１１８はトロイド形であることが好ましい。
嵌合面１４２には、円周方向に間隔をあけてカム表面１２２、１２４、または特に好ましくはカム表面に設けた窪み（図示せず）と嵌合可能な複数の突起１４４を設けてもよい。突起および窪みを設けた場合、これはロック機構として働く。ロック機構の特徴に関するより詳細な記述については、出願人の英国特許第2246826号に注意されたい。
スリーブ１１４は、スリーブの対向する端部間に軸方向に延在する貫通穴を規定する、概ね環状の壁を備える。貫通穴は、一方端でピン１１２の円錐台１３６、１３８、１４０と対合するよう形成される。貫通穴の残りの部分は、ピンの胴１３４の周囲にぴったり適合するよう形成される。ピン１１２の前端およびエキスパンダ部分は、胴１３４を囲む貫通穴の部分より多少直径が大きいことが分かる。実際には、スリーブは、インサート成形として知られるプロセスによって、ピンに直接成形したプラスチック材料で作成することが考えられる。インサート成形は当業者には周知の技術であり、したがって本明細書ではこれ以上詳細には説明しない。あるいは、スリーブは、ピンの周囲で互いにスナップ留めする２つの部分を備えてもよく、その場合、スリーブの部分は蝶番式に接続することができる。
スリーブをピン１１２上に正しく適合させると、ピンの嵌合面１４２とスリーブの隣接する端面１４８との間にギャップがある。ドラム１１０とピン１１２とを組み付けると、嵌合面１４２と端面１４８との間のギャップに露出した胴１３４の部分を、ドラム・スロット１２０で受けることができる。これによって、ピンの頭部分１１８を中空の内部で受けた状態で、ドラムをその回転軸を中心に回転することができる。
ピンの円錐台部分１３６、１３８、１４０を収容するスリーブの端部では、スリーブの外表面に螺旋形に延在するかえし１４６を設け、スリーブと、かえしのある端部を受ける接合部材との間のグリップを改善させる。言うまでもなく、かえし１４６は螺旋形である必要はなく、当業者に周知のような同じ目的のため、スリーブにはどのような方法で突起を設けてもよい。
スリーブ１１４には圧壊手段を設け、これによってスリーブは縦方向に部分的に圧壊することができる。圧壊手段は、圧縮時のスリーブの強度を選択的に減少させるようになっている。
実施形態では、圧壊手段は、それぞれがスリーブの円周方向に部分的に延在する２つの対向する口１５０、および２つの十字形の口１５２の形態をとる。十字形の口１５２は、スリーブの対向する側に配置され、それぞれ縦方向に延在する部分を有し、これはほぼスリーブの全長にわたって延在する。
口１５０は、スリーブの（図２、図３および図６で見て）左側に配置され、十字形の口１５２の縦方向に延在する部分の左端とともに４つのリブ１５４を規定し、これはスリーブの輪のような前端部分１５６をスリーブの残りの部分と接続する。
十字形スロット１５２の横方向の部分１５８は２つの対向するリブ１６０を規定するよう配置され、これはリブ１５４と半径方向に偏り、半径方向でそれに対して概ね垂直に延在する。口１５０および十字形の口１５２は、その間に２つの弓形区画１５２を追加的に規定する。リブ１６０は、弓形区画１６２、リブ１５４および輪状の前端部分１５６をスリーブの残りの部分と接続する。この口、相互接続するリブおよび弓形区画の配置構成は、スリーブｂの前端１５６に隣接する圧壊可能な領域を規定することが理解される。横方向の部分１６０からスリーブのかえし付きの端部まで縦方向に延在するスリーブの十字形の口１５２の部分も、わずかな程度ながら、スリーブの圧壊可能性に寄与していることも理解される。
使用時には、部材間に接合部を形成するため、図１ａに示した既知の接合部形成装置の締結要素１０、締付け要素１２およびスリーブ２４とほぼ同じ方法で、回転可能なドラム１１０、ピン１１２およびスリーブ１１４を、接合部材に設けた適切な凹部および内腔の中で互いに適合させる。締付け手順も同様にほぼ同じである。したがって、以下の記述では、２つの部材間に接合部を形成する実施形態の用法を、図１ａに示した接合部材に関連させて述べ、接合部材およびその関連の内腔および凹部を指定するのに、同様の参照番号を使用する。
図１ａの既知の装置と図２から８に示す装置との違いは、回転可能なドラム１１０のカム表面１２２、１２４がピン１１２の嵌合表面１４２と嵌合すると、スリーブの輪状前端部分１５６の端面１４８が、スロット１２０の両側のドラムの周辺面１６４、１６６と嵌合することである。これによって、ドラムに対するスリーブの軸方向の動きが防止され、したがってドラムを締付け方向に回転するにつれ、スリーブとピンとの間の相対的な動きがあり、これによって円錐台部分１３６、１３８がスリーブの軸方向内側に引っ張られ、スリーブのかえし付きの端部が半径方向に拡大する。
図１ａに示した既知の配置構成に対するこの配置構成の一つの利点は、締付けプロセスの開始時に、嵌合表面１４２がカム表面１４２と嵌合した状態で、ピンの頭部分１１８が常に正確に配置されることであるのが理解される。これは、カム表面に対するピンの嵌合表面の初期位置が、ドラム１１０、ピン１１２およびスリーブ１１４の幾何学的形状によって決定されるせいである。これに対して図１ａに示す既知の装置の場合は、接合部材２０の端面３６と、ドラムに設けた凹部１８との間の距離によって決定される。したがって、ドラムが常に、カム表面とピンの嵌合表面との最適な嵌合が達成される位置に回転可能なので、良好な接合部が作成されることを保証することができる。
実施形態の接合部形成装置のさらなる利点は、スリーブ１１４の圧壊可能性によって獲得される。前述したように、ドラムの初期の引張り行為によってピンとスリーブとが相対的に移動し、その結果、スリーブのかえし付きの端部が強制的に凹部２６の壁３０と嵌合する。この位置に到達したら、ドラムをさらに回転すると、スリーブの圧縮力が生じ、リブ１５４、１６０の領域でスリーブが部分的に圧壊する。圧縮力が発生するのは、スリーブの位置がドラムの周辺面１６４、１６６と凹部の壁３０との間に固定されているせいであり、スリーブが圧壊できなかった場合は、従来通りの手工具でドラムをさらに回転させることが、不可能ではないまでも、極めて困難になることが理解される。
スリーブの圧壊によってドラムがさらに回転すると、２つの利点がある。第１に、第２接合部材１４と第１接合部材の端面３６との間に何らかのギャップがあると、ピンをドラムの内側に引っ張るにつれ、ギャップが閉じる。第２に、スリーブの圧壊によって、２つの接合部材が、突き合わせた関係にある時にぴったり引き合わされ、接合部材が接合領域で圧縮される。
圧壊可能な手段は、実施形態で示す形態に制限されないことが理解される。例えば、１つの口または口のグループをスリーブに沿って間隔をあけて設け、複数の間隔をあけた圧壊可能な領域を規定することができる。
圧壊手段は、スリーブの壁に設けた口に制限されないことも理解される。例えば、薄い部分を規定する凹部をスリーブの壁に設け、それによってスリーブの圧壊可能性を高めることができる。
実施形態では、スリーブの前端部分１５６の位置は、ドラム１１０の回転軸に対して固定されたままである。スリーブがドラムに対して固定されたままであるので、締結要素は、スリーブを拡張するために、これに対して移動することができる。スリーブの位置をドラムの回転軸に対して固定するために、スリーブの前端はドラムの周辺に嵌合することが必須ではないことが理解される。
図９から図１３を参照すると、２つの部材間に接合部を形成する接合部形成装置は、締付け要素１０、ピン１２の形態の締結要素、およびピンのスリーブ１４を備える。締付け要素１０は、ウェブ１８によって相互接続される２つの概ね円筒形の部分１５、１６を備える円筒形のドラム様本体を有する。ドラム様本体は、ピン１２の頭部分を受ける、中心に配置された空隙２０、頭部分２２を空隙２０に挿入するのに通す概ね長方形の開口２６、および本体の周囲に円周方向に延在するスロット２８を規定する。スロット２８は、使用時に締付け要素が、空隙２０に受けた頭部分２２と一緒に（図１２および図１３で見て）時計回りに回転すると、ピン１２の首部分３０を受けるようなサイズにする。
ねじ回しなどのような適切な工具で締付け要素を回転できるよう、本体部分１５の（図９および図１０で見て）最も外側の表面に適切な口を設ける。
ドラム様本体は、さらに、スロット２８の各側に１つずつ配置された２つのカム表面３２、３４を規定する。カム表面３２、３４は、頭部分２２の嵌合表面３６と嵌合するようになっている。その縦方向で、カム表面は弓形の輪郭を有し、それは、頭部分２２をカム表面３２、３４と嵌合させながら、締付け要素を時計回りに回転させると、ピン１２が締付け要素の回転軸４０に向かってその軸方向に移動するよう構成される。
カム表面の弓形輪郭の湾曲は、以下でさらに詳細に説明し、図１４で示すように、締付け要素の回転量とピン１２の軸方向の運動量との間に、このような運動の大部分にわたってほぼ線形の関係を提供するようになっている。
弓形の長さに対して横方向に、カム表面３２、３４は凹状であり、したがってピンの凸状、好ましくはトロイド形の嵌合表面３６と接触する広範囲な表面を提供する。
カム表面３２、３４には、表面の長さに沿って間隔をあけた位置に複数の窪み４２を設ける。窪み４２は、嵌合表面３６でほぼ間隔をあけた位置に設けた円錐形突起４４と対合するよう形成される。窪み４２と突起４４との相互嵌合は、ラチェット様のロック機構を提供し、これは時計回りおよび反時計回りの方向で回転に対する抵抗を提供する。ロック機構の特徴に関するさらに詳細な説明については、本出願人の英国特許第2246826B号に注意されたい。
図１２および図１３を参照すると、ウェブ１８は概ねＵ字形の断面を有し、比較的薄い壁によって規定されることが分かる。実施形態では、壁は０．４から１．０mmの範囲の厚さを有する。この形状は、ウェブの金属重量を大幅に削減し、それと同時に本体部分１５、１６を固定した間隔の関係に維持するのに必要な強度を提供する。
締付け要素の形成に使用する金属の量をさらに削減するため、円筒形の本体部分１５、１６は、本体部分１５、１６から突き出す個々のリブ５４、５６上にカム表面が規定されるよう、開口２６の半径方向反対側で締付け要素の後部に位置する領域５０、５２を薄くする。
ウェブ１８は、図１３に示すように、締付け方向に締付け要素の限界を規定する。ウェブは、締付け要素が、ピンを開口に挿入した位置から２２５°である角度φだけ、回転軸４０を中心に回転できるよう配置される。
締付け要素は、適切な亜鉛ダイカスト合金を使用し、ダイカスト法で形成することが好ましい。
ピン１２はダイカスト成形品で、頭部分２２、エキスパンダ部分６０、および頭部分とエキスパンダ部分とを接続する胴６２を備えることが好ましい。胴６２は単純な円筒形であり、エキスパンダ部分６０は、端と端とを接続した関係で配置された３つの円錐台部分６４、６６、６８を備える。
ピン１２のスリーブ１４は、スリーブの対向する端部間に軸方向に延在する貫通穴を規定する、概ね環状の壁を備える。貫通穴は、一方端でピン１１２の円錐台部分６４、６６、６８と対合するよう形成される。貫通穴の残りの部分は、ピンの胴６２の周囲にぴったり適合するよう形成される。ピン１２の頭部分およびエキスパンダ部分は、胴６２を囲む貫通穴の部分より多少直径が大きいことが分かる。実際には、スリーブは、インサート成形として知られるプロセスによって、ピンに直接成形したプラスチック材料で作成することが考えられる。インサート成形は当業者には周知の技術であり、したがって本明細書ではこれ以上詳細には説明しない。あるいは、スリーブは、ピンの周囲で互いにスナップ留めする２つの部分を備えてもよく、その場合、スリーブの部分は蝶番式に接続することができる。
スリーブをピン上に正しく適合させると、ピンの嵌合面３６とスリーブの隣接する端面７４との間にギャップがある。このギャップに露出した胴６２の部分が、ピン１２の首部分３０を規定する。
ピンの円錐台部分６４、６６、６８を収容するスリーブの端部では、スリーブの外表面に螺旋形に延在するかえし７４を設け、スリーブと、使用時にかえしのある端部を受ける接合部材との間のグリップを改善させる。言うまでもなく、かえし７４は螺旋形である必要はなく、当業者に周知のような同じ目的のため、スリーブにはどのような方法で突起を設けてもよい。
スリーブ１４には圧壊手段を設け、これによってスリーブは縦方向に部分的に圧壊することができる。圧壊手段は、圧縮時のスリーブの強度を選択的に減少させるようになっている。
実施形態では、圧壊手段は、それぞれがスリーブの円周方向に部分的に延在する２つの対向する口７６、および２つの十字形の口７８によって規定される。十字形の口７８は、スリーブの対向する側に配置され、それぞれ縦方向に延在する部分を有し、これはほぼスリーブの全長にわたって延在する。
口７６は、スリーブの（図１１で見て）左側に配置され、十字形の口７８の縦方向に延在する部分の左端とともに４つのリブ８０を規定し、これはスリーブの輪のような前端部分８２をスリーブの残りの部分と接続する。
十字形スロット７８の横方向の部分８４は２つの対向するリブ８６を規定するよう配置され、これはリブ８０に対して半径方向に偏り、半径方向でそれに対して概ね垂直に延在する。口７６および十字形の口７８は、その間に２つの弓形区画８８を追加的に規定する。リブ８６は、弓形区画８８、リブ８０および輪状の前端部分８２をスリーブの残りの部分と接続する。この口、相互接続するリブおよび弓形区画の配置構成は、スリーブの前端７２に隣接する圧壊可能な領域を規定することが理解される。横方向の部分８４からスリーブのかえし付きの端部まで縦方向に延在するスリーブの十字形の口７８の部分も、わずかな程度ながら、スリーブの圧壊可能性に寄与していることも理解される。
使用時には、部材間に接合部を形成するため、締付け要素１０、ピン１２およびスリーブ１４を、接合部材に設けた適切な内腔および凹部中で互いに適合させる。さらに詳細に述べると、締付け要素を、第１接合部材の一方縁の主要面に形成され、接合部材の縁から所定の距離だけ間隔をあけた凹部に填める。締付け要素を収容する凹部は、凹部の軸に対して垂直に延在する内腔によって、第１接合部材の縁と連絡する。長方形の開口２６を第１接合部材の内腔と整列させ、ピン１２およびスリーブ１４を内腔に挿入することにより、ピン１２の頭部分２２を、締付け要素の空隙２０に挿入することができる。このように填めると、かえし７４を設けたスリーブの端部が接合部材から突き出す。このスリーブ端部を、第２接合部材の縁に規定された凹部に押込嵌めし、これによって２つの部材間に緩やかな接合部を形成する。
２つの部材間の接合部を締め付けるため、締付け要素１０を回転軸を中心に回転させ、カム表面３２、３４をピン１２の嵌合表面３６と嵌合させる。締付け要素をこのように回転させるにつれ、首３０がスロット２８に入り、スリーブ１４の端面７２がスロットのいずれかの側で締付け要素の周辺にもたれかかる。スリーブ１４と締付け要素との嵌合により、締付け要素に対するスリーブの軸方向の運動が防止され、したがって締付け要素によってピンが回転軸４０へと移動するにつれ、スリーブ１４とピン１２とが相対的に動くことになる。このピンとスリーブとの相対的な動きにより、円錐台部分６４、６６、６８がスリーブの軸方向内側に引っ張られ、スリーブのかえし付き端部が半径方向に拡張する。十字形の口７８がスリーブのかえし付き端部へと延長しているので、スリーブの拡張が容易になることが理解される。このスリーブの拡張により、スリーブおよびピン１２が第２接合部材の凹部にしっかり取り付けられる。
締付け要素をさらに回転すると、スリーブに圧縮力が生じ、リブ８０、８６の領域でスリーブが部分的に圧壊する。圧縮力が発生するのは、スリーブの位置が第２接合部材の凹部と締付け要素の周辺との間に固定されているせいであり、スリーブが圧壊できなかった場合は、従来通りの手工具で締付け要素をさらに回転させることが、不可能ではないまでも、極めて困難になることが理解される。
スリーブ１４の圧壊によってドラムがさらに回転すると、２つの利点がある。第１に、接合部材間に何らかのギャップがある場合、スリーブのかえし付き端部が拡張して第２接合部材の凹部に入ると、ギャップが閉じる。第２に、スリーブの圧壊によって、２つの接合部材が、突き合わせた関係にある時にぴったり引き合わされ、接合部材が接合領域で圧縮される。
図１４は、締付け要素１０の回転量と、このような回転によって生じたピン１２の軸方向の運動との関係を示す。グラフの縦軸に沿って軸方向の運動量をmm単位で示し、横軸に沿って回転を度数で示す。回転と軸方向の運動との間の関係は、ピンの軸方向の運動の範囲を通してほぼ線形であることが分かる。実施形態では、締付け要素が締付け方向に１０°回転するごとに、ピンは軸方向に約０．２５mm動く。
これは、図１ｂに関して検討した従来の先行技術の締付け要素と比較して、ギア比が比較的小さく、したがって締付け要素を回転するために使用者が入力しなければならないトルクが小さくなる。これが好ましい実施形態であることが理解される。実際には、この「低トルク」効果を獲得するには、カム表面の弓形の輪郭を、１０°回転するごとにピンの動きが０．３mm未満になるようにするとよいことが認識される。
弓形カム表面の湾曲を比較的浅くすることのさらなる利点は、嵌合表面とカム表面との嵌合のほぼ全てのポイントでロックアップが達成できることである。好ましい実施形態では、このロックアップが、確実な接合部を提供するために、窪み４２と突起４４との相互嵌合によって得られるロック機構によって強化される。
実施形態では、締付け要素の回転とピンの軸方向の運動との線形の関係が、ピンの運動のほぼ全範囲で存在する。実際には、範囲の両端でこの線形の関係から多少逸脱することがあるのが認識される。最高回転の位置では、成形プロセスのコアリングの問題により、カム表面の湾曲を変更する必要があることがある。頭部分２２との嵌合が最初に発生するカム表面の反対側の端では、締付け表面を規定するリブがドラムの周辺で薄くなりすぎるのを防止するため、より急な曲線を提供する必要があることがある。しかし、カム要素の回転とピンの運動との間の線形の関係が、前記ピン運動の範囲の少なくとも７５％にわたってあることが好ましい。
図１ｂおよび図１４を参照すると、５０〜７０°の角度にわたって回転しなければ、カム表面とピンの頭部分との嵌合が発生しないことが分かる。この嵌合前の回転の範囲は、頭部分を締付け要素の中心空隙に挿入するのに通す開口の寸法、および締付け要素の周辺に対するカム表面の位置によって決定される。
スロット２８を１９０°を超える回転が可能なように構成することにより、ピンの軸方向の運動範囲が、従来通りの締付け要素を使用して獲得されるのと同等の状態で、締付け要素１０は線形のカム動作を提供することができ、必要な入力トルクが小さくなる。これは、締付け要素を実施形態のスリーブのような圧壊可能なスリーブと一緒に使用する場合に、特に有用である。これによって、スリーブのかえし付きの端部を拡張させ、スリーブの反対側の端部を圧壊させるのに十分な軸方向の運動を提供するよう、締付け要素を構成することができる。
締付け要素１０および本明細書で述べた接合部形成装置は、接合部材の縁に対する締付け要素の凹部の配置に比較的広い範囲の不正確さがあっても、満足できる接合部を形成するよう機能することが理解される。したがって、締付け要素および接合部形成装置は、従来の締付け要素および接合部形成装置より許容値が大きいことを特徴とすることができる。
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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