(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の端部と、
前記第１の端部の反対側にある第２の端部と、
前記第１の端部から前記第２の端部まで延びる貫通孔と、
前記第１の端部から前記第２の端部まで延びる内壁と、
前記第１の端部と前記第２の端部の間にあって、前記内壁から径方向内側に延びると共に周方向における所定範囲に延びるように構成されたタブと、
を有するシャンクを備えており、
前記内壁は、前記第２の端部から前記タブまで延びており、第１の内径を有する第１の部分と、前記タブから前記第１の端部に近接する第２の位置まで延びており、第２の内径を有する第２の部分とを含んでおり、
前記タブは、前記第１の部分から径方向内側に延びる第１の面と、前記第２の部分から径方向内側に延びる第２の面と、前記第１の面から前記第２の面に延びる頂面とを含んでおり、前記頂面は、径方向に沿った断面において弓形形状を含む、ロックボルトカラー。
【請求項２】
前記第１の端部に配置されたフランジをさらに備える、請求項１に記載のロックボルトカラー。
【請求項３】
前記タブは前記内壁と一体になっている、請求項１に記載のロックボルトカラー。
【請求項４】
前記タブは、前記内壁に固定された別個の構成要素である、請求項１に記載のロックボルトカラー。
【請求項５】
前記第１の面は、前記ロックボルトカラーの縦方向の軸に対して垂直に延びる、請求項１に記載のロックボルトカラー。
【請求項６】
前記第２の面は、前記ロックボルトカラーの縦方向の軸に対して斜めに延びる、請求項１に記載のロックボルトカラー。
【請求項７】
少なくとも１つのねじ山と少なくとも１つのロック溝とを有するねじ部を含む細長いシャンク部を有するピン部材と、
第１の端部と、前記第１の端部の反対側にある第２の端部と、前記第１の端部から前記第２の端部まで延びる貫通孔と、前記第１の端部から前記第２の端部まで延びる内壁と、前記第１の端部と前記第２の端部の間にあって、前記内壁から径方向内側に延びる共に周方向における所定範囲に延びるように構成されたタブとを有するシャンクを有するロックボルトカラーと、
を備えており、
前記内壁は、前記第２の端部から前記タブまで延びており、第１の内径を有する第１の部分と、前記タブから前記第１の端部に近接する第２の位置まで延びており、第２の内径を有する第２の部分とを含んでおり、
前記タブは、前記第１の部分から径方向内側に延びる第１の面と、前記第２の部分から径方向内側に延びる第２の面と、前記第１の面から前記第２の面に延びる頂面とを含んでおり、前記頂面は、径方向に沿った断面において弓形形状を含んでおり、
前記頂面の弓状形状は、前記ピン部材のねじ部の少なくとも１つのロック溝に嵌合する大きさ及び形状にされている、ファスナー。
【請求項８】
前記ロック溝は螺旋状である、請求項７に記載のファスナー。
【請求項９】
前記第１の端部に配置されたフランジをさらに備える、請求項７に記載のファスナー。
【請求項１０】
前記タブは前記内壁と一体になっている、請求項７に記載のファスナー。
【請求項１１】
前記タブは、前記内壁に固定された別個の構成要素である、請求項７に記載のファスナー。
【請求項１２】
前記少なくとも１つのロック溝は複数のロック溝を含む、請求項８に記載のファスナー。
【請求項１３】
前記第１の面は、前記ロックボルトカラーの縦方向の軸に対して垂直に延びる、請求項７に記載のファスナー。
【請求項１４】
前記第２の面は、前記ロックボルトカラーの縦方向の軸に対して斜めに延びる、請求項７に記載のファスナー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
＜関連出願の相互参照＞
この出願は、２０１７年７月３１日に出願されており、出願人を同じとする同時係属中の米国仮特許出願第６２／５３９，１７１号、掲題「ＴＡＢＢＥＤ  ＣＯＬＬＡＲ  ＦＯＲ  ＵＳＥ  ＷＩＴＨ  ＬＯＣＫ  ＢＯＬＴ」に関連しており、当該仮特許出願の利益を主張し、その全体が参照によって本明細書の一部となる。
【０００２】
本発明は、ファスナーに関しており、より詳細には、ロックボルトと係合するように構成された内側タブを有するロックボルトカラーを含むファスナーに関する。
【背景技術】
【０００３】
ツーピースのスエージングされるファスナーは、一般にロックボルトと呼ばれており、複数のワークピースを固定するために使用される。通常、スエージ型のファスナーは ロック溝付きシャフトを備えたピン部材と、ファスナー取付け工具によってピン部材のロック溝にスエージングされるように構成されたロックボルトカラーとを含んでいる。カラーは、貫通孔を囲む内壁を有する管状のシャンクを有しており、当該貫通孔は、組合せ中と取付け中とにおいてピン部材のシャフトを受け入れる。ロックボルトカラーはまた、内壁から突出しており、貫通孔内に部分的に延びる内側タブを備えていてよい。そのタブは、組合せ後であってスエージングによる取付けを待っている間に、ピン部材上の所定の位置にロックボルトカラーを保持し続ける働きをする。しかしながら、これらのタブは、ロックボルトカラーをピン部材にスエージングする際に尚早に破損することがあり、それによって、スエージング中にピン部材上でのロックボルトカラーの位置ずれが生じる。このような位置ずれによって、ファスナーの取付けが妨げられたり、取り付けられたファスナーが、意図した十分な強度を有していないことが起こり得る。
【発明の概要】
【０００４】
一実施形態では、ロックボルトカラーは、第１の端部と、前記第１の端部の反対側にある第２の端部と、前記第１の端部から前記第２の端部まで延びる貫通孔と、前記第１の端部から前記第２の端部まで延びる内壁と、前記内壁から径方向且つ外側に延びるタブとを有するシャンクを含んでおり、前記タブは、弓形形状を有する頂面を含んでいる。一実施形態では、前記タブは、前記第１の端部と前記第２の端部の間に配置される。一実施形態では、前記タブは前記第１の端部に近接して配置される。一実施形態では、ロックボルトカラーは、前記第１の端部に配置されたフランジをさらに備える。一実施形態では、前記タブは前記内壁と一体になっている。一実施形態では、前記タブは、前記内壁に固定された別個の構成要素である。
【０００５】
一実施形態では、ファスナーは、少なくとも１つのねじ山と少なくとも１つのロック溝とを有するねじ部を含む細長いシャンク部を有するピン部材と、第１の端部と、前記第１の端部の反対側にある第２の端部と、前記第１の端部から前記第２の端部まで延びる貫通孔と、前記第１の端部から前記第２の端部まで延びる内壁と、前記内壁から径方向且つ外側に延びるタブとを有するシャンクを有するロックボルトカラーとを含んでおり、前記タブは、弓形形状を有する頂面を含んでおり、前記タブの弓状形状は、前記ピン部材のねじ部の少なくとも１つのロック溝に嵌合する状にされている。一実施形態では、前記ロック溝は螺旋状である。一実施形態では、前記タブは、前記第１の端部と前記第２の端部の間に配置される。一実施形態では、前記タブは、前記第１の端部に近接して配置される。一実施形態では、ファスナーのロックボルトカラーは、前記第１の端部に配置されたフランジをさらに備える。一実施形態では、前記タブは前記内壁と一体になっている。一実施形態では、前記タブは、前記内壁に固定された別個の構成要素である。一実施形態では、前記少なくとも１つのロック溝は複数のロック溝を含む。
【０００６】
一実施形態では、タブは、その面積と体積ができるだけ大きなサイズ及び形状にされている一方で、ピン部材のシャフトのロック溝に自由に回転させて嵌合させることが可能とされている。より具体的には、タブのサイズ及び形状は、螺旋状ロック溝と接触及び係合できるようにタブの断面積及び/又は体積をより大きくしており、ピン部材のシャフト上でカラーをスエージングする間に、タブの引き剥がし又は破断に対するより高い強度がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、組み合わされた状態のファスナーの側面図であって、当該ファスナーは、本発明の実施形態に従って構成されており、ピン部材及びロックボルトカラーを含んでいる。
【図２】図２は、Ａ−Ａ線に沿って破断して矢印の方向に見た、図１の組み合わせられたファスナーの断面図である。
【図３】図３は、Ｂ−Ｂ線に沿って破断して矢印の方向に見た、図１の組み合わせられたファスナーの断面図である。
【図４】図４は、図３に示された領域Ｅの拡大図であって、ピン部材の螺旋状ロック溝に係合したロックボルトカラーの径方向タブを示している。
【図５】図５は、本発明の実施形態に従っており、径方向タブを有するロックボルトカラーの平面図である。
【図６】図６は、Ｔ−Ｔ線に沿って破断して矢印の方向に見た、図５のロックボルトカラーの断面図である。
【図７】図７は、図６に示された領域Ｔ２の拡大図であって、径方向タブを示している。
【図８】図８は、Ｎ−Ｎ線に沿って破断して矢印の方向に見た、図５のロックボルトカラーの断面図である。
【図９】図９は、図８に示された領域Ｎ２の拡大図であって、径方向タブを示している。
【図１０】図１０は、本発明の実施形態に従っており、組み合わせ状態における、ピン部材上の螺旋状ロック溝の谷径及び大径とロックボルトカラーの径方向タブとの相対的サイズを示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
図１及び図３を参照すると、ある実施形態では、ファスナー１０は、ピン部材１２と、ロックボルトカラー１４とを含んでおり、ロックボルトカラー１４は、ピン部材１２に嵌まって、ピン部材１２にスエージングされる大きさ及び形状にされている。図１及び図３に示されたピン部材１２及びロックボルトカラー１４は、スエージング前において嵌め合されて、組み合わされた状態にある。
【０００９】
一実施形態では、ピン部材１２は、ヘッド１８の一端で終端する細長いシャフト部１６を含んでいる。一実施形態では、シャフト部１６は、ピンテール部２６と、ねじ部２０とを含んでおり、ねじ部２０は、螺旋状ロック溝２４を伴った１又は複数のねじ山２２を有する。 一実施形態では、ねじ部２０は単一のねじ山２２を含む。別の実施形態では、ピンテール部２６は単一の溝を含む。別の実施形態では、ピンテール部２６は複数の溝を含む。別の実施形態では、ピンテール部２６は少なくとも１つの溝を含む。別の実施形態では、ピンテール部２６は環状溝を含む。別の実施形態では、ピンテール部２６は螺旋状溝を含む。一実施形態では、ピン部材１２は中炭素合金鋼から作られる。一実施形態では、ピン部材１２は、グレード９（クラス１２．９）強度レベルのボルトである。他の実施形態では、ピン部材１２は、例えば、グレード２、グレード５、グレード８、クラス８．８、及びクラス１０．９のような、当該技術分野で知られている任意の等級によって特徴付けられてよい。他の実施形態では、ピン部材１２は、当技術分野で知られている他の適切な材料から作られてよい。他の実施形態では、ピン部材１２は、マーサーらによる米国特許第４，７４０，５３９号に開示及び記載されているようなピン部材の何れかで構成されてよい。米国特許第７，２９３，３３９号は、参照により本明細書の一部となる。
【００１０】
ここで図１、３、５、６及び８を参照すると、ロックボルトカラー１４は、第１の端部３２と、第１の端部３２の反対側にある第２の端部３４と、フランジ３６を有する管状シャンク３０を含んでおり、フランジ３６は、第１の端部３２から外周に延びており、第１の端部３２に近接している。ロックボルトカラー１４はまた、第１の端部３２から第２の端部３４まで延びており、カラー１４の内壁４０を形成する貫通孔３８（特に図５、図６及び図８を参照）を含む。図１では、ピン部材１２のシャフト１６のねじ部２０の部分は、ロックボルトカラー１４の貫通孔３８内に配置されて見えないことから、透視図で示されている。
【００１１】
一実施形態では、ロックボルトカラー１４は、内壁４０から突出して貫通孔３８内に延びる径方向タブ４４を有する。径方向タブ４４は、管状シャンク３０と一体として形成されてよく、又は管状シャンク３０とは独立に形成されて、接着剤又は他の適切な固定手段などでそれに固定される別個の要素であってよい。一実施形態では、径方向タブ４４は、弓形形状を有する径方向頂面４６を含む（例えば、図２及び図１０を参照）。一実施形態では、径方向タブ４４は、ロックボルトカラー１４のシャンク３０の第１の端部３２と第２の端部３４の間に配置される。一実施形態では、径方向タブ４４は、第１の端部３２に近接して配置される。別の実施形態では、径方向タブ４４は、第２の端部３４に近接して配置される。図１及び図２の各々に示すように、ピン部材１２及びロックボルトカラー１４がスエージングの前に組み合わせられると、径方向タブ４４はピン部材１２のシャフト１６の螺旋状ロック溝２４と係合する。径方向タブ４４は、その面積及び体積をできるだけ大きくするサイズ及び形状にされる一方で、ピン部材１２のシャフト１６の螺旋状ロック溝２４上で自由に回転して嵌合することができる。
【００１２】
一実施形態では、ロックボルトカラー１４の管状シャンク３０は、その第２の端部３４に近接して配置される幅広部５０を更に含んでよい。一実施形態では、幅広部５０は、シャンク３０の主部分の外径よりも大きい外径を有する。
【００１３】
一実施形態では、ロックボルトカラー１４は、低炭素鋼で作られる。別の実施形態では、ロックボルトカラー１４は、アニールされていない低炭素鋼から作られる。別の実施形態では、ロックボルトカラー１４は、アニールされた低炭素鋼から作られる。別の実施形態では、ロックボルトカラー１４は、例えば１０Ｂ２２鋼のような中炭素ホウ素鋼から作られる。別の実施形態では、ロックボルトカラー１４は、例えば１０３８鋼などの中炭素鋼から作られる。別の実施形態では、ロックボルトカラー１４は、「アズヘッデッド（as-headed）」であって、前述のマーサーらの米国特許第７，２９３，３３９号に開示及び記載されているように、熱処理を必要としない。本明細書では、「アズヘッデッド」という用語は、熱処理（例えば、クエンチと焼戻し、応力緩和など）を使用して硬さを変えるのではなく、例えば冷間加工によりひずみ硬化さえたカラーを示す。一実施形態では、ロックボルトカラー１４及び径方向タブ４４は、同じ種類の材料から作られている。一実施形態では、ロックボルトカラー１４及び径方向タブ４４は、別個の材料から作られる。一実施形態では、径方向タブ４４は金属製である。別の実施形態では、径方向タブ４４はゴム製である。別の実施形態では、径方向タブ４４はプラスチック製である。一実施形態では、径方向タブ４４はナイロン製である。
【００１４】
図２は、Ａ−Ａ線に沿って破断して矢印の方向に見た、図１の組み合わられたファスナーの断面図である。この断面図に見られるように、ファスナー１０が組み合わせられてスエージングされる前に、カラー１４の径方向タブ４４は、ピン部材１２のシャフト１６の螺旋状ロック溝２４に係合する。より具体的には、図２に示すように、径方向タブ４４の径方向頂面４６は、螺旋状ロック溝２４におけるシャフト１６の曲線に適合する弓形形状を有しており、ピン部材１２とロックボルトカラー１４が組み合わせられると、径方向タブ４４の大部分が螺旋状ロック溝２４に挿入されて、従来の設計のタブ付きロックボルトカラーよりもシャフト１６と接触する。図４は、図３に示された領域Ｅの拡大図であって、隣接するねじ山２２ａとねじ山２２ｂの間の螺旋状ロック溝２４に係合した径方向タブ４４を示す。
【００１５】
さらに、本明細書に記載される例示的な実施形態について、図７及び図９は夫々、図６及び図８に示された部分Ｔ２及び部分Ｎ２の拡大図であって、長さＬ及び高さＨを有する径方向タブ４４を示している。例えば、一実施形態では、図９を参照すると、径方向タブ４４の中心（即ち、図５のＮ−Ｎ線がタブ４４を通過する所）では、径方向タブ４４の長さＬは約０．０２７インチであって、高さＨ（即ち、カラー１４の内壁４０と径方向タブ４４の径方向頂面４６との間の距離）は約０．００９インチである。図７を参照すると、一実施形態では、径方向タブ４４の中心から外れた場所（例えば、図５のＴ−Ｔ線がタブ４４を通る所）で、径方向タブ４４の長さＬは約０．０２５インチであり、高さＨは約０．００９インチである。故に、内壁４０に対する一定の高さＨは、弓形形状を有する径方向頂面４６を有する径方向タブ４４を形成することにより達成される。関連技術分野における通常の知識を有する者によって理解されるように、径方向タブ４４の前述の寸法、つまり、長さＬ及び高さＨは、カラー１４の全体的なサイズと、それが作られる特定の材料とに基づいて変化し得ることに留意のこと。
【００１６】
径方向タブ４４のサイズ及び形状は、螺旋状ロック溝２４と接触及び係合する径方向タブ４４の断面積及び／又は体積をより大きくしており、故に、ピン部材１２のシャフト１６上にカラー１４をスエージングしている間に、径方向タブ４４のストリップの引き剥がし又は破断に対してより高い強度を提供する。図１０は、ピン部材１２のシャフト１６のねじ部２０におけるねじ山２２及び螺旋状ロック溝２４のサイズに対して径方向タブ４４の寸法を決定するための指針をもたらす。各螺旋状ロック溝２４の深さは、ねじ山２２の最外径に対応する大径Ｄｍａｘと、螺旋状ロック溝２４の最内径に対応する谷径Ｄｍｉｎとによって決定される。大径Ｄｍａｘは、当然のことながら、ロックボルトカラー１４の貫通孔３８の孔径Ｄｂｏｒｅよりもわずかに小さく、ピン部材１２のシャフト１６のねじ部２０が、カラー１４の貫通孔３８内で密接にしかしながら自由に嵌まるようにされる。径方向タブ４４は、弓形形状を有する径方向頂面４６を有しており、弓形形状は、螺旋状ロック溝２４の谷径Ｄｍｉｎよりもわずかに大きい直径を有するサイズに形成される。図１０に示されるように、より大きな断面積（図１０に斜線ハッチングで示す）が、即ち従来のタブよりも約２７％大きい断面積が、本発明に従ったロックボルトカラー１４の径方向タブ４４によってもたらされる。
【００１７】
図示されてはいないが、複数のワークピースを互いに固定するためのファスナー１０の使用は、一般に当業者に知られており、理解されている。より具体的には、より詳細には、ピン部材１２のシャフト１６は、２つ又は３つ以上の積み重ねられたワークピース（図には示されていない）の揃えられた孔を通して挿入された後、ピン部材１２のヘッド１８は、積み重ねられたワークピースの一方の側と係合し、シャフト１６は、積み重ねられたワークピースの反対側を越えて延びる。次に、シャフト１６を貫通孔３８に通して、カラー１４のシャンク３０を通過させて、カラー１４の第１の端部３２とフランジ３６とを積み重ねられたワークピース（図には示されていない）の反対側に係合させることで、ロックボルトカラー１４がピン部材１２と組み合わせられる。この組み合わせられた状態では、上述したように、径方向タブ４４は、ピン部材１２のシャフト１６のねじ部２０の螺旋状ロック溝２４に位置して、カラー１４をピン部材１２に保持して、スエージングによる装着を待っている。ファスナー１０の組み合わせ後、取付工具（図示せず）を使用して、シャフト１６上のねじ山２２を把持し、カラー１４のシャンク３０に相対的な軸方向のスエージ荷重を加える。これにより、カラー１４はピン部材１２のシャフト１６にスエージングされる。
【００１８】
本明細書に記載された実施形態は単なる例示であって、当業者であれば、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく多くの変形及び変更を行うことができることを理解のこと。そのような変形及び変更は全て、特許請求の範囲に含まれることが意図されている。
【図１】
0006963093.tif 000002
【図２】
0006963093.tif 000003
【図３】
0006963093.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0006963093.tif 000008
【図８】
0006963093.tif 000009
【図９】
0006963093.tif 000010
【図１０】
0006963093.tif 000011