JP2000505526A - 仮止めファスナー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 隣接する２つの母材（４０、４２）を固定する一時的ファスナー（１０）である。ファスナーは母材（４０、４２）の穴を貫いて延びるシャンク（１２）を含んでいる。シャンクの一端からは円錐形ヘッド（２０）が延びている。ファスナーは更に、シャンクのブラインド端部に隣接して位置するヘッド（２８）を有する引張りステムも含んでいる。ステム・ヘッド（２８）はシャンク（１２）を通して引張られ、シャンク（１２）を拡張させ、シャンク（１２）を母材（４０、４２）に固く固定する。ファスナーはヘッドとシャンクを貫いて穿孔されることによって除去される。円錐形シャンク・ヘッドの直径はドリル・ビット（５４）の直径よりも小さいので、ヘッド（２０）の部分がドリル・ビットに接触して母材（４０）を傷つけることがない。ヘッドの形状が円錐形であるので、ファスナー材料の容積も縮小し、穿孔プロセス中の穿孔屑のサイズと量も縮小する。シャンクが固く嵌合することによって、穿孔作業中にファスナーが回転することが防止される。

Description

【発明の詳細な説明】 仮止めファスナー 発明の背景 １．発明分野 本発明は隣接する２つの母材を一時的に固定するためのファスナーに関する。 ２．従来の技術 航空機の胴体は複数個のリベットによってフレームに固定された多数の個々の パネルから構成されている。一時的ファスナーは一般には、永久固定リベットの 打ち込み中に母材が分離しないように、隣接する部品に取付けられる。一時的フ ァスナーは最終的には除去され、永久固定リベットに取って代わられる。 航空機には十分完全に手が届かない部分があるので、母材の片側だけから打ち 込めるブラインド・リベットを使用する必要がある。一時的ブラインド・ファス ナーは、一般には、母材を貫いて穿孔された穴を通って延びるシャンクを備えて いる。シャンクはファスナーがアセンブリの「ブラインド」側に落ち込むことを 防止するヘッドを有している。ファスナーは更に、シャンクのブラインド端部に 位置するステム・ヘッドも有している。シャンクを拡張し、ファスナーを母材に 固定するために、ステム・ヘッドはシャンクを通して引張られる。一時的ファス ナーは最終的には、打ち込まれる永久リベットのシャンクに適当な直径のドリル でヘッドとシャンクを貫いて穿孔されて除去される。 従来形の一時的ブラインド・ファスナーを穿孔すると裂片が生じ、ヘッド部分 が外側の母材の表面に掻き傷を生ずる場合があることが判明している。加えて、 ヘッドと拡張したシャンク端部によってファスナーは穴から落ち込むことが防止 されるものの、シャンクは、ヘッドが完全に穿孔される前にドリル・ビットと共 に回転して、ドリルが更に進入するすることが妨害されることが判明している。 更にシャンクとヘッドの残留部分が裂片と穿孔屑とを回転させて母材の表面を更 に傷つける。従って、除去し易く、母材の表面に掻き傷を生じない一時的ファス ナーを提供することが望まれる。発明の大要 本発明は２つ以上の隣接する母材を固定するための一時的ファスナーである。 ファスナーは母材の穴を貫いて延びるシャンクを含んでいる。シャンクの一端か らは円錐形のヘッドが延びている。ファスナーは更に、シャンクのブラインド端 部に隣接して位置するヘッドを有する引張りステムを含んでいる。ステム・ヘッ ドはシャンクを通して引張られ、シャンクを拡張させて、シャンクを母材にしっ かりと固定する。ファスナーはヘッドとシャンクを貫いて穿孔されることによっ て除去される。 円錐形のシャンク・ヘッドの直径はドリルの直径よりも小さいので、ヘッドの 部分はドリル・ビットに接触して母材を傷つけることはない。ヘッドの形状が円 錐形であることによって、ファスナー材料の容積も縮小し、更に穿孔プロセス中 に発生する穿孔屑のサイズと量が減少する。シャンクが固く嵌合することによっ てファスナーが穿孔動作中に回転することが防止される。 図面の簡単な説明 本発明の目的と利点は当該技術分野の常の専門家には、以下の詳細な説明と添 付図面を参照することによって通更に容易に明らかになろう。 図１は本発明の仮止めファスナーの側面図である。 図２は図１の仮止めファスナーの前部端面図である。 図３は図１の仮止めファスナーの後部端面図である。 図４は隣接する２つの母材の穴に挿入されたファスナーを示した側面断面図で ある。 図５はファスナーのシャンクを通して引張られたステムを示した図４と同様の 側面図である。 図６は母材内に圧入されたシャンク・ヘッドの拡大側面図である。 図７は穿孔を開始する位置に置かれたドリルを示す側面図である。 図８はシャンク・ヘッドを貫いて穿孔するドリルを示した図７と同様の側面図 である。 発明の詳細な説明 図面を参照番号によってより具体的に参照すると、図１から図３は本発明の仮 止めファスナー１０を示している。仮止めファスナー１０は一般的には隣接する ２つの母材を一時的に固定するために使用される。ファスナー１０は第１端部１ ４と、第２端部１６と、内部を貫いて延びる内部管路１８とを有するシャンク１ ２を含んでいる。シャンク１２の第１端部１４からは円錐形のヘッド２０が延び ている。ヘッド２０はテーパ部分２４によって第１端部から隔てられた環状のリ ップ部分２２を有している。 ファスナー１０はシャンク１２の内部管路１８を貫いて延びる引張りステム２ ６を含んでいる。引張りステム２６はシャンク１２の第２端部１６と隣接して位 置するステム・ヘッド２８を有している。ステム２６は更にのこ刃状の引張り部 分３０も有しており、これはヘッド２８をシャンク１２の内部管路１８を通して 引張るために引張りガン（図示せず）によって把持される。ステム・ヘッド２８ はヘッド２８を内部管路３４内に誘導するテーパ部分３２を有している。このテ ーパ部分３２は環状の先端部３４へと延びている。先端部３４の直径は一般的に は内部管路１８の直径よりも大きい。したがって、ステム２６が管路１８を通し て引張られるとヘッド２８はシャンク１２を拡張させる。ステム・ヘッド２８は 内部空洞３６を有していてもよく、それによってヘッド２８はステム２６がシャ ンク１２を通して引張られる際に、特にシャンクが母材内の周囲穴内にしっかり と広がる際に収縮することができる。 好適な実施形態では、シャンク１２はアルミニウム材料から製造され、引張り ステム２６はスチール材料から製造される。ファスナー１０は好適には表Ｉにリ ストされた寸法を有している。種々の実施形態がリストされているが、各実施形 態は仮止めファスナー１０に取って代わる永久ファスナーの特定のサイズに対応 している。例えば、第１行の数値は、直径が０．１５６２インチである永久ファ スナーに対応する仮止めファスナー１０の寸法を示し、第２行は直径が０．１８ ７５インチの永久ファスナーに関する寸法を示し、以下同様である。寸法の単位 はすべてインチである。 図４から図８は第１の母材４０を隣接する第２の母材４２に一時的に固定する ためにファスナー１０を取付けた状態を示している。第１の母材４０は一般には 平坦な外表面４４を有している。第２の母材４２はブラインド面４６を有してい る。ブラインド面４６は一般にはファスナー１０を取付ける作業員の手が届かな い。 図４に示すように、最初に穴４８が第１の母材４０と第２の母材４２を貫いて 穿孔される。穴４８の直径は一般にシャンク１２の直径よりも大きいので、シャ ンク１２とステム・ヘッド２８は容易に母材４０と４２内に挿入することができ る。ステム・ヘッド２６とシャンク１６の第２端部１６は第２の母材４２のブラ インド面４６から突き出ている。 図５に示すように、ステム２６はシャンク１２を通して引張られる。ステム・ ヘッド２８は最初にシャンク１２の第２端部１６を拡張させ、第２の母材４２を 圧迫するアップセット部５０が形成される。ヘッド２８が母材を通して引張られ ると、ヘッド２８はシャンクの内部５２を拡張させて、部品４０と４２とにぴっ たりと嵌合する。ヘッド２８が母材を通して移動することによって更に、環状の 先端部３４がヘッドの空洞３６内へと収縮され、ステム・ヘッド２８の直径が縮 小する。従って、このようにして生じた内部管路１８はシャンク部５２内ではア ップセット部５０よりも小さい。 図６に示すように、円錐形のヘッド２０は、ステム２６がシャンク１２を通し て引張られると第１の母材４０内に侵入するように留められる。穴の直径が定格 寸法とは異なる場合でもヘッド２０のテーパ面２４によってシャンク１２は穴４ ８の中心に心合わせされる。取付けられたファスナー１０は一般に、作業員が永 久ファスナーを母材４０と４２に取付けている間、第１の母材４０と第２の母材 ４２とを互いに保持する。一時的ファスナー１０は最終的には除去され、永久フ ァスナーに取り替えられる。 図７および８に示すように、ドリル・ビット５４はヘッド２０、シャンク１２ および母材４０および４２を貫いて穿孔して、一時的ファスナー１０を除去し、 永久ファスナー（図示せず）用の穴を形成する。ヘッド２０の直径はドリル・ビ ット５４の直径よりも小さい。ヘッドの直径の方が小さいことによって、ヘッド 材料が裂開したり、その他の態様でドリル５４に突き刺さったり、外表面４４を 傷つける可能性が少なくなる。加えて、ヘッド２０の形状が円錐形であるので、 穿孔によって除去されるファスナー材料の量が減少し、ひいては穿孔動作中に生 ずる穿孔屑の量が減少する。 拡張したシャンク１２は母材と密着して嵌合するので、ファスナーは穿孔プロ セス中に回転しない。加えて、円錐形ヘッド２０の角度Ａは好適にはドリル・ビ ット５４の穿孔角とは異なっている。角度が異なっていることによって、ビット ５４とヘッド２０との間のすべりの量が減少する。好適な実施形態では、角度Ａ は１００°であり、対応する穿孔角は１２０°である。それによって、ヘッドは 最終的に外径から内径まで穿孔されることにより、ヘッドのワッシャ状部分が切 り離されてドリルを詰まらせ、それによって穿孔が停止され、場合によっては逸 脱して母材を損傷することが防止さる。このように、本発明は穿孔によって除去 されるときに回転せず、かつ母材に傷をつけない一時的ファスナーを提供するも のである。 これまで例示的な実施形態を記載し、添付図面に図示してきたが、このような 実施形態は広い本発明を説明するだけのものであり、限定するものではないこと 、および様々な他の修正が当該技術分野の通常の専門家には可能であるので、本 発明は図示し、説明した特定の構造および構成に限定されるものではないことを 理 解されたい。

【手続補正書】 【提出日】１９９９年８月３日（１９９９．８．３） 【補正内容】 請求の範囲 １．第１母材を隣接する第２母材に固定する永久ファスナー用の穴を作成するた めの方法において、 ａ）内部管路と、第１端部と、第２端部と、前記第１端部から延びた円錐形の ヘッドとを有するシャンクを含み、更に、前記シャンクの前記内部管路を貫いて 延び、前記シャンクの前記第２端部に隣接して位置するヘッドを有するステムを 含む仮止めファスナーを用意するステップと、 ｂ）第１と第２の母材を貫いて第１穴を穿孔するステップと、 ｃ）前記ステム・ヘッドが前記第２母材から突き出て、前記円錐形のヘッドが 第１母材に隣接するように前記シャンクと前記ステムを前記第１穴内に挿入する ステップと、 ｄ）前記ステム・ヘッドを前記内部管路を通して引張って、前記シャンクを拡 張し、前記シャンクを第１と第２の母材に固定するステップと、 ｅ）前記円錐形ヘッドと、前記シャンクと、第１と第２の母材とを、前記円錐 形ヘッドの直径よりも直径が大きいドリル・ビットで穿孔するステップと、 からなることを特徴とする方法。 ２．前記ステム・ヘッドが前記シャンクの前記内部管路を通して引張られると、 前記ステム・ヘッドが撓むことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の方法。 ３．前記ドリル・ビットの穿孔角が、前記円錐形ヘッドの角度とは異なることを 特徴とする請求の範囲第１項に記載の方法。 ４．ステップ（ｅ）の後に永久ファスナーを挿入するステップを更に含むことを 特徴とする請求の範囲第１項に記載の方法。 ５．第１母材を隣接する第２母材に固定する永久ファスナー用の穴を作成する方 法において、 ａ）内部管路と、第１端部と、第２端部と、前記第１端部から延びたシャンク ・ヘッドとを有するシャンクを含み、更に、前記シャンクの前記内部管路を貫い て延び、前記シャンクの前記第２端部に隣接して位置するヘッドを有するステム を含む仮止めファスナーを用意するステップと、 ｂ）第１と第２の母材を貫いて第１穴を穿孔するステップと、 ｃ）前記ステム・ヘッドが前記第２母材から突き出て、前記円錐形のヘッドが 第１母材に隣接するように前記シャンクと前記ステムを前記第１穴内に挿入する ステップと、 ｄ）前記ステム・ヘッドを前記内部管路を通して引張って、前記シャンクを拡 張し、前記シャンクを第１と第２の母材に固定するステップと、 ｅ）前記シャンク・ヘッドと、前記シャンクと、第１と第２の母材とを、前記 シャンク・ヘッドの直径よりも直径が大きいドリル・ビットで穿孔するステップ と、 からなることを特徴とする方法。 ６．前記ステム・ヘッドが前記シャンクの前記内部管路を通して引張られると、 前記ステム・ヘッドが撓むことを特徴とする請求の範囲第５項に記載の方法。 ７．ステップ（ｅ）の後に永久ファスナーを挿入するステップを更に含むことを 特徴とする請求の範囲第５項に記載の方法。 ８．平坦な外表面を有する第１母材を隣接する第２母材に固定する永久ファスナ ー用の穴を作成する方法において、 ａ）内部管路と、第１端部と、第２端部と、前記第１端部から延びた円錐形の ヘッドとを有するシャンクを含み、更に、前記シャンクの前記内部管路を貫いて 延び、前記シャンクの前記第２端部に隣接して位置するヘッドを有するステムを 含む仮止めファスナーを用意するステップと、 ｂ）第１と第２の母材を貫いて第１穴を穿孔するステップと、 ｃ）前記ステム・ヘッドが前記第２母材から延び、前記円錐形のヘッドが第１ 母材の平坦な外表面から突き出るように前記シャンクと前記ステムを前記第１穴 内に挿入するステップと、 ｄ）前記ステム・ヘッドを前記内部管路を通して引張って、前記シャンクを拡 張し、前記シャンクを第１と第２の母材に固定するステップと、 ｅ）前記円錐形ヘッドと、前記シャンクと、第１と第２の母材とを前記円錐形 ヘッドの直径より大きな直径を有するドリル・ビットで穿孔するステップと、 からなることを特徴とする方法。 ９．前記ステム・ヘッドが前記シャンクの前記内部管路を通して引張られると、 前記ステム・ヘッドが撓むことを特徴とする請求の範囲第８項に記載の方法。 １０．前記ドリル・ビットの穿項角が前記円錐形ヘッドの角度とは異なることを 特徴とする請求の範囲第８項に記載の方法。 １１．ステップ（ｅ）の後に永久ファスナーを挿入するステップを更に含むこと を特徴とする請求の範囲第８項に記載の方法。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，Ｓ Ｚ，ＵＧ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＴ，ＡＵ ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ， ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＫ，Ｅ Ｅ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＬ ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ， ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，Ｍ Ｋ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＫ，ＴＪ， ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．第１母材を隣接する第２母材に固定する永久ファスナー用の穴を作成するた めの方法において、 ａ）内部管路と、第１端部と、第２端部と、前記第１端部から延びた円錐形の ヘッドとを有するシャンクを含み、更に、前記シャンクの前記内部管路を貫いて 延び、前記シャンクの前記第２端部に隣接して位置するヘッドを有するステムを 含む仮止めファスナーを用意するステップと、 ｂ）第１と第２の母材を貫いて第１穴を穿孔するステップと、 ｃ）前記ステム・ヘッドが前記第２母材から突き出て、前記円錐形のヘッドが 第１母材に隣接するように前記シャンクと前記ステムを前記第１穴内に挿入する ステップと、 ｄ）前記ステム・ヘッドを前記内部管路を通して引張って、前記シャンクを拡 張し、前記シャンクを第１と第２の母材に固定するステップと、 ｅ）前記円錐形ヘッドと、前記シャンクと、第１と第２の母材とを、前記円錐 形ヘッドの直径よりも直径が大きいドリルで穿孔するステップと、 からなることを特徴とする方法。 ２．前記ステム・ヘッドが前記シャンクの前記内部管路を通して引張られると、 前記ステム・ヘッドが撓むことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の方法。 ３．前記ドリルの穿孔角が、前記円錐形ヘッドの角度とは異なることを特徴とす る請求の範囲第１項に記載の方法。 ４．ステップ（ｅ）の後に永久ファスナーを挿入するステップを更に含むことを 特徴とする請求の範囲第１項に記載の方法。 ５．第１母材を隣接する第２母材に固定する永久ファスナー用の穴を作成する方 法において、 ａ）内部管路と、第１端部と、第２端部と、前記第１端部から延びたシャンク ・ヘッドとを有するシャンクを含み、更に、前記シャンクの前記内部管路を貫い て延び、前記シャンクの前記第２端部に隣接して位置するヘッドを有するステム を含む仮止めファスナーを用意するステップと、 ｂ）第１と第２の母材を貫いて第１穴を穿孔するステップと、 ｃ）前記ステム・ヘッドが前記第２母材から突き出て、前記円錐形のヘッドが 第１母材に隣接するように前記シャンクと前記ステムを前記第１穴内に挿入する ステップと、 ｄ）前記ステム・ヘッドを前記内部管路を通して引張って、前記シャンクを拡 張し、前記シャンクを第１と第２の母材に固定するステップと、 ｅ）前記シャンク・ヘッドと、前記シャンクと、第１と第２の母材とを、前記 円錐形ヘッドの直径よりも直径が大きいドリルで穿孔するステップと、 からなることを特徴とする方法。 ６．前記ステム・ヘッドが前記シャンクの前記内部管路を通して引張られると、 前記ステム・ヘッドが撓むことを特徴とする請求の範囲第５項に記載の方法。 ７．ステップ（ｅ）の後に永久ファスナーを挿入するステップを更に含むことを 特徴とする請求の範囲第５項に記載の方法。 ８．平坦な外表面を有する第１母材を隣接する第２母材に固定する永久ファスナ ー用の穴を作成する方法において、 ａ）内部管路と、第１端部と、第２端部と、前記第１端部から延びた円錐形の ヘッドとを有するシャンクを含み、更に、前記シャンクの前記内部管路を貫いて 延び、前記シャンクの前記第２端部に隣接して位置するヘッドを有するステムを 含む仮止めファスナーを用意するステップと、 ｂ）第１と第２の母材を貫いて第１穴を穿孔するステップと、 ｃ）前記ステム・ヘッドが前記第２母材から延び、前記円錐形のヘッドが第１ 母材の平坦な外表面から突き出るように前記シャンクと前記ステムを前記第１穴 内に挿入するステップと、 ｄ）前記ステム・ヘッドを前記内部管路を通して引張って、前記シャンクを拡 張し、前記シャンクを第１と第２の母材に固定するステップと、 ｅ）前記円錐形ヘッドと、前記シャンクと、第１と第２の母材とをドリルで穿 孔するステップと、 からなることを特徴とする方法。 ９．前記ドリルの直径が前記円錐形ヘッドの直径よりも大きいことを特徴とする 請求の範囲第８項に記載の方法。 １０．前記ステム・ヘッドが前記シャンクの前記内部管路を通して引張られると 、前記ステム・ヘッドが撓むことを特徴とする請求の範囲第８項に記載の方法。 １１．前記ドリルの穿項角が前記円錐形ヘッドの角度とは異なることを特徴とす る請求の範囲第８項に記載の方法。 １２．ステップ（ｅ）の後に永久ファスナーを挿入するステップを更に含むこと を特徴とする請求の範囲第８項に記載の方法。