JP2004100944A

JP2004100944A - ブラインド式締結具及びその固着方法

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Publication number: JP2004100944A
Application number: JP2003150897A
Authority: JP
Inventors: Stephen Victor Jones; スティーブン　ビクター　ジョーンズ; Daniel Robin Smith; ダニエル　ロビン　スミス
Original assignee: Newfrey LLC
Current assignee: Newfrey LLC
Priority date: 2002-05-28
Filing date: 2003-05-28
Publication date: 2004-04-02
Also published as: US20040071503A1; GB2389882B; GB2389882A; GB2389882A9; EP1369599A1; GB0212190D0; PL360237A1

Abstract

【課題】軽量の複合パネル、例えば、ハニカム構造の複合パネルに使用するブラインド式締結具及びその固着方法を提供する。
【解決手段】ブラインド式締結具を複合材料に固着させる方法は、複合材料４０，４２の外壁４０に孔４８を形成する工程と、液体接着剤５０を孔４８から流し込んで、複合材料４０，４２の中に形成される室４４を充填する工程と、ブラインド式締結具１０の頭部１４が外壁４０に係合するまで、ブラインド式締結具１０を孔４８から液体接着剤５０の中に挿入する工程と、ブラインド式締結具１０の弱い領域６２を変形させ、この弱い領域６２を外壁４０の内面に係合させて、液体接着剤５０の硬化中、ブラインド式締結具１０を液体接着剤５０の中に支持する工程と、を有する。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、あらかじめ形成された孔に挿入した後に変形させて、即ち、その孔に取付けて係合させ、確実な係合状態を得る種類のブラインド式締結具即ちアンカに関する。特に、本発明は、軽量複合壁構造体に用いられるブラインド式締結具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
壁の上に適正な固定部又は取付け部を配置することを可能にする壁用アンカ即ち締結具を設けることが望ましい場合がしばしばある。これらの締結具を変形させて壁構造体自体と係合させても良いし、或いは、壁材料が比較的薄い場合には、通常、壁の外側部分と係合可能な拡張フランジ頭部を備えた締結具を準備し、締結具の内側部分を変形させ、それを壁の内側部と係合させ、変形部分と拡張頭部との間で壁を圧縮しても良い。上記変形及び係合が作業者によって観察できない壁の内側領域で起こるので、かかるアンカ即ち締結具をブラインド式アンカ又は締結具としばしば称する。かかるブラインド式締結具の一例は、本出願人によって登録商標ＰＯＰＮＵＴの名称で市販されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、剛性及び強度を維持しながら重量を軽くする最近の材料、特に、薄いアルミニウム箔の内部ハニカム構造の複合構造体を通常は薄いアルミニウムシートである２枚の薄い金属シート（板金）の間に横方向に延びるように挟んだ軽量の複合パネルが設計されている。これら材料は、当然のことながら比較的薄い外壁を有し、しかも、この外壁自体、通常は従来型締結具の使用によってかかる薄板材料に加わる引張力又は曲げ力に耐えるのに十分な剛性又は強度を有していない。このため、結果的に、この薄い壁に取り付けられた締結具に従来のように荷重が加えられて固定されたとき、この薄い壁が局部的に変形し、潜在的に破損する場合がある。強度をもたらしているのは、個々のシート要素の強度ではなく、かかる最新材料の複合構造、即ち、ハニカム内部である。
【０００４】
加えて、締結具をかかる複合構造体に取り付ける場合、湿気が入り込む恐れがあるという弱点を上記金属構成部品にもたらしてしまう孔を、他の密封ユニット内に設ける必要がある。湿気が入り込むと、かかる金属構成部品は、パネルの内部支持部材、即ち、ハニカム構造体と相互作用し、その結果、内部支持材料の一体性を腐食させ又は劣化させ、かくして、この場合も潜在的な破損領域が形成することがある。
【０００５】
したがって、本発明の目的は、上述の問題を解決するブラインド式締結具及びかかるブラインド式締結具を固着させる方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
今、本発明によって、ブラインド式締結具を複合材料中に固着させる方法であって、孔を複合材料の外壁に形成する工程と、液体接着剤を孔から流し込んで孔の後方の複合材料の中に形成された室を充填する工程と、締結具の頭部が壁に係合するまで締結具を孔から液体接着剤中へ挿入する工程と、ブラインド式締結具の弱い領域を変形させ、この弱い領域を外壁の内面に係合させ、液体接着剤の硬化中、ブラインド式締結具を液体接着剤の中に支持する工程と、を有することを特徴とする方法が提供される。このように、ブラインド式締結具を、従来方法で複合材料の外壁と係合させるけれども、内部本体は、液体接着剤の塊によって包囲されている。かかる液体接着剤は、それが硬化したとき、締結具と係合して、その頭部から離れたところに追加の支持体を構成し、しかも、締結具に加えられた荷重を広い領域にわたって分配する相互作用を、硬化した接着剤と外壁との間の広い表面積にわたって付与する。
【０００７】
好ましくは、ブラインド式締結具自体、通常は締結具本体の周囲に沿って延びる少なくとも１つ、通常は一連の外部チャネルを備え、それにより、締結具を液体接着剤の中に挿入したとき、これらチャネルは、液体接着剤を受け入れることができる。液体接着剤が凝固して硬化すると、液体接着剤は、締結具頭部から離れた場所の締結具用の追加の支持体になる。接着剤は、締結具本体、特に、締結具に形成されたチャネルと結合するだけでなく、複合材料及びその壁の広い内部表面領域にわたって結合する。かくして、接着剤が硬化すると、締結具は、複合材料の薄い金属壁と単に係合するだけではなく、複合材料の内部支持構造体に、硬化した接着剤とのしっかりとした係合を介して結合され、したがって、荷重のより広い範囲への分配を可能にする。
【０００８】
さらに、ブラインド式締結具を変形させてこれを外壁に係合させる工程は、その結果として、締結具の変形後の弱い領域と孔の縁部との間の接着剤を圧縮し、接着剤を硬化させたとき、変形後の弱い領域と孔の縁部との間にシールを形成する。それにより、湿気が予備成形された孔から複合材料の中に入り込む可能性をなくす。
【０００９】
ブラインド式締結具を変形する工程は、締結具の頭部を複合材料の外壁に押し付けるように拘束し、締結具の反対側の端部を頭部の端部に向かって相対的に移動させて締結具の弱い領域を変形させ、弱い領域を外壁の内面に係合させ、外壁を頭部と弱い領域との間で壁を圧縮する工程を有する。通常、変形したアンカと複合材料の孔の縁部との間の接着剤を圧縮するのは、弱い領域の変形である。
【００１０】
通常、力伝達部材を、頭部から遠い方のブラインド式締結具の端部と係合させ、この端部に加えた力を、締結具本体の反対側の端部に伝達させて、締結具の遠い方の端部を締結具の頭部に引き寄せ、締結具の相対的な変形を生じさせる。通常、従来型ブラインド式締結具用取付け工具によって、力伝達部材に力が加えられる。
【００１１】
この方法は、複合材料が内部ハニカム構造体を有し、室が内部支持部材によって構成された内部ハニカム構造体のうちの少なくとも１つからなる場合、特に利用できる。
【００１２】
好ましくは、チャンバ内に挿入された締結具本体を完全に包み込むのに十分な量の液体接着剤を孔から室内に導入する。それにより、締結具全体の周りに非常に強固な支持体を構成して、荷重のより広い範囲への分配を可能にする。
【００１３】
さらに、本発明により、複合材料中に固着させるためのブラインド式締結具であって、適当な固定要素を受け入れるための細長く且つ中空の管状本体と、管状本体の一方の端部に設けられ且つブラインド式締結具の内部と連通させるために貫通させた孔を有する拡張頭部と、頭部とこの頭部から離れた管状本体の端部との間に配置された管状本体の弱い領域と、を有し、弱い領域は、管状本体の直径よりも大きい直径を有する膨らみ部を形成するように変形可能であり、管状本体は、弱い領域から離れたところの管状本体の外面に形成された少なくとも１つの接着剤受入れチャネルを有することを特徴とするブラインド式締結具が提供される。
【００１４】
好ましくは、この弱い領域は、締結具の頭部に隣接して設けられる。
【００１５】
通常、このチャネルは、少なくとも２つの外部リブ相互間に形成され、好ましくは、複数の円周方向チャネルを形成するように締結具本体の外面の周りに延びる一連の外部円周方向リブが設けられる。変形例として、ねじの雄ねじを用いて少なくとも１つのチャネルを形成してもよいし、或いは、複数の外部突起によってチャネルを形成してもよい。
【００１６】
好ましくは、締結具の弱い領域は、主本体の肉厚と比較して厚さの減少した壁領域を有する。この厚さの減少は、管状リベットの全長にわたって一定の外径を維持し、弱い領域の内面が主本体部分の内面よりも直径が大きくすることによって達成できる。変形例として、管状リベットの内面が、その内面にわたって実質的に一定の直径を有し、本体の弱い領域が主本体部分よりも外径が小さくなるようにしてもよい。
【００１７】
ブラインド式締結具は、弱い領域から遠くのところにおいて、締結具内に挿入された適当なねじ付き部材と協働的に螺合する雌ねじを更に有し、かかるねじ付き部材は、固定要素又は力伝達取付け工具として働くことができるのが通例である。
【００１８】
かかる締結具の本体を密封すること、特に、かかる締結具の本体が頭部から遠い方の端部を閉鎖することが通例である。
【００１９】
さらに、本発明によれば、締結具を固着させる複合材料であって、締結具は、拡張頭部及び変形領域を有し、拡張頭部及び変形領域は、これらの間で複合材料の外壁を圧縮し、複合材料は、接着剤材料で満たされた少なくとも１つの内部室を有し、接着剤材料は、拡張頭部から遠くのところに締結具の追加の支持部を構成するために、接着剤材料の中に挿入された締結具の外面に形成された少なくとも１つのチャネルと係合することを特徴とする複合材料も提供する。
【００２０】
本発明の好ましい実施形態を添付の図面を参照して以下に例示として説明する。
【００２１】
【発明の実施の形態】
今、図１を参照すると、ブラインド式締結具１０を側面図で示し、その内部構造を点線で図示している。このアンカ即ち締結具１０は、その長手方向軸線Ａを中心として対称であり、実質的に一定の外径を備えた実質的に剛性の円筒形金属管１２を有している。締結具１０は、その一方の終端部に、金属管１２の半径方向外方に延びるフランジによって構成された拡張頭部１４を更に有している。この拡張頭部１４は、金属管１２の外面と当接する肩部１６を構成する。
【００２２】
締結具１０の反対側の終端部２０は、内方にテーパした部分１８を有し、したがって、金属管の外径は、第２の減少した外径を持つ終端部２０に向かって減少している。
【００２３】
締結具１０は、金属管に一体成形された円周方向リブ２２のアレイを更に備え、これら円周方向リブ２２の間には、複数の円周方向チャネル６４が形成されている。これらリブ２２は各々、金属管１２の直径よりも僅かに大きな直径を有している。終端部２０に最も近い端リブ２４は、内方にテーパした表面部１８と係合し、拡張頭部１４から遠い方の締結具１０の端部に向かって実質的に円周方向に傾斜した案内面２６を構成している。この案内面は、締結具の孔への挿入中、締結具を心合わせするのに役立つ。
【００２４】
リブ２２が最も大きな直径を有しているおかげで、リブ２２が締結具の外面を効果的に構成することが理解されよう。
【００２５】
今述べている実施形態は、リブ２２のアレイが締結具本体の周りに形成されたチャネル６４の相補的なアレイを構成している管状本体を示しているが、チャネル６４を管状本体の均一な外面１２に直接形成するだけでもよいことが理解されよう。このようにすると、管状本体の外径は、テーパした端部分１８と係合するまでその全長に沿って実質的に一定に保たれる。
【００２６】
しかしながら、図１の実施形態の場合、締結具１０の受入れのために工作物４０に形成される孔は、リブ２２の直径と同程度の最小直径を有することが必要であるけれども、肩部１６が工作物と係合できるように拡張頭部１４の直径よりも小さくなければならない。
【００２７】
締結具１０は内部が実質的に中空であり、リブ２２で包囲された主本体部分２６のところにおいて、主肉厚Ｄ（雌ねじの主直径と管１２の外面との差）を有している。主本体部分２６と拡張頭部１４との間に位置した外側本体部分２８は、これよりも薄い第２の肉厚ｄを有している。中空管１２の内面は、環状傾斜面３０を備えており、外側本体部分２８と主本体部分２６との間の肉厚が環状傾斜面３０に沿って次第に増加し、内部傾斜肩部を構成する。この内部傾斜肩部は、中空管内に挿入された固定要素を心合わせする案内面として働く。
【００２８】
主本体部分２６は、図１に概略的に示すように、厚い肉厚Ｄを有していることとは別に、雌ねじ３２を更に備えている。この雌ねじ３２は、締結具１０の内部と連通したフランジ頭部の孔３４から挿入されるねじ付き部材と螺合する従来設計のものである。
【００２９】
締結具１０の終端部２０は、実質的に中実であり、締結具１０の中空内部は、締結具の内部に挿入されるねじ付き部材のテーパ端部を受け入れることができるように、内部頂点３６に向かってテーパしている。以下に説明するように、締結具の好ましい適用例において接着剤の侵入を防止するために、締結具の密封本体部分を構成することが好ましい。
【００３０】
次に、図２を参照すると、建築業と製造業の両方に採用されている、軽量でしかも比較的高い強度及び剛性を維持した最新の複合材料を示す。軽量材料の利点は、重要である。一般的には、かかる複合材料は、２枚の比較的薄い金属シート４０、特に今説明している実施形態では、厚さが１ｍｍ〜５ｍｍのアルミニウムシートからなる外層又は外壁と、２枚の向かい合ったシート４０間に好ましい態様で延びる側壁を備えた薄いアルミニウム箔ハニカム横支持構造体４２とを有する。アルミニウム箔ハニカム壁は、外壁間に一連の個々の室又はポケット４４を形成し、そのうちの３つのポケットを図２に示している。ポケット４４は、単に空気で満たされたものであってよいし、或いは、更に、軽量の断熱材、例えば、フォーム又は気泡プラスチックを有してもよい。この軽量断熱材は又、追加の強度を付与する。また、変形例として、或る特定の用途について２つの向かい合った外壁４０間に十分な剛性を付与するために、アルミニウム箔ハニカムに代えて、フォーム又は気泡内側部材を用いてもよいことが理解されよう。
【００３１】
上述の軽量材料は、強度と重量に関して良好な性能を発揮するけれども、軽量材料の壁に固定部を設ける場合に問題が生じる。従来型の壁用締結具では、例えば壁プラグの場合のように、締結具を、それが取付けられる複合材料に形成された孔の側壁と係合するように変形させるか、或いは、ブラインド式締結具を用いて、締結具を壁面を貫くように挿入し、引続いて、締結具の内方に位置決めされた部分を変形させて締結具を変形させ、内方に位置決めされた部分を壁の後面と係合させて、この壁を変形部分と壁の外面上に残っている頭部との間にクランプさせるかの何れかである。
【００３２】
しかしながら、上述した複合材料の場合、壁４０は、壁の中で拡張する締結具と協働してこれと係合するには不十分な厚さのものであり、他方、軽量の薄壁４０は、重量即ち力が締結具に付与されたたとき、即ち、物品が締結具に取り付けられ又は引っ掛けられたときに受ける引張力又は曲げ力に耐えるのには不十分な剛性を有している。かかる締結具は、事実、かかる薄い材料を引き裂く場合がある。
【００３３】
したがって、本発明は、液体接着剤材料、通常は、硬化剤と促進剤を含む二液系接着剤を、向かい合った壁４０の間に形成された室４４に注入して、追加の局所的な構造剛性部を複合材料に形成することによって、この特定の問題を解決する。液体接着剤材料は、複合材料中に形成された種々のハニカム室４４に収容される。
【００３４】
図２に最もよく示されているように、最初、壁４０のうちの１つに孔４８をあけることによって、本発明方法を行う。孔４８は、実質的にリブ２２の最大直径に一致した直径を有していて、締結具１０をこの孔の中に挿入することができるようになっている。孔４８をいったん形成すると、今や、内部室４４に接近することができ、次に、接着剤材料５０をこの内部室に注入することができる。好ましい二液型接着剤の例として、エポキシ、ポリエステル又はアクリル系樹脂を基材とした接着剤が挙げられる。特に、この実施形態では、二液系エポキシアクリル系樹脂注入法を用いることが好ましい。
【００３５】
二液型接着剤をいったん混合したら、それを孔４８から注入する。二液型接着剤は、ハニカム構造体４２によって構成された室４４内に残留するのに十分な粘性のものである。予めあけられた孔４８が実際にハニカム構造体の支持壁４２のうちの１つに実際に破れ目を作った場合、孔４８をによって連通した全ての室を占めるのに十分な接着剤を注入する必要がある。
【００３６】
接着剤をいったん室４２に挿入したら、次に、締結具１０を孔４８から挿入し、締結具１０と接着剤５０とを係合させ、締結具１０を接着剤５０によって実質的に包み込むようにするのがよい。
【００３７】
この種の締結具は、締結具本体の内部に挿入した部分を変形させて、この変形部分と締結具頭部との間で壁４０を圧縮することが必要であるので、ブラインド式締結具として構成される。この特定の実施形態では、ボルト部材（図示せず）を挿入して、それを締結具１０の雌ねじと従来方法で螺合させる。次に、図示のように、締結具を、拡張頭部１４の肩部１６が壁４０の外面と当接するまで孔４８から挿入する。次に、専用取付け工具を用いて、かかる締結具を取付ける。基本的には、かかるブラインド式締結具取付け工具は、従来型のものであり、拡張頭部１４が工具に向かって移動しないように拡張頭部１４の外周部に係合する外側ノーズを有し、他方、取付け工具のノーズの孔を貫通するねじ付き部材（図示せず）が、取付け工具のノーズに対して長手方向に移動可能な１組のジョーによってクランプされる。このように、取付け工具のノーズによって、拡張頭部１４を壁４０と係合した状態に保持し、ねじ付き部材をジョーによってクランプし、ねじ付き部材を拡張頭部１４に対して図２における左から右の方向に移動させる。このように、締結具１０の幅の狭い方の壁部分２８が弱い部分を構成し、挿入されたねじ付き部材及び主本体部分２６の移動によって十分な取付け力を伝達させるとき、取付け時に弱い部分がつぶれることが理解されよう。このように、壁２８がつぶれて、図示のように拡張して、膨らみ部又は拡張円周方向リング６２を形成し、この膨らみ部は、図２に示すように壁４０の内面と係合し、それにより、壁４０をフランジ肩部１６と変形部分又は膨らみ部６２との間で圧縮し、壁用締結具を壁４０と係合させた状態でしっかりと保持する。これは、ブラインド式締結具で行われる従来の取付け作業である。
【００３８】
次いで、接着剤材料５０が一連の半径方向チャネル６４に完全に係合し、接着剤を硬化させて、接着剤材料と５０とチャネル６４との強固な結合部を形成する。第２に、変形部分６２と壁４０との間で圧縮された接着剤材料５０が、湿気の侵入を防止する実質的に水密且つ気密なシール変形部分６２と壁４０との間に形成する。このように、いったん接着剤５０が硬化して剛性になると、接着剤は、この中に挿入されている締結具１０の長手方向長さ全体にわたって追加の支持及び構造剛性部を締結具１０に対して与えるのに役立つ。かくして、締結具１０に付与される荷重は、締結具が接着剤によって壁４０に結合させられているので、壁４０の広い表面領域全体にわたって均一に分配され、それだけでなく更に、上記荷重は、凝固した接着剤５０によって締結具がハニカム構造体と結合しているので、ハニカム構造体４２にも均一に分配される。
【００３９】
図２から理解できるように、引続いて締結具１０に挿入された固定要素に引抜き力Ｆを付与すると、この引き抜き力が変形領域６２と薄壁４０との間の境界面に直接予め伝えられ、硬化した接着剤材料全体により、壁４０と係合するずっと大きい横断面領域を形成し、かくして、力がより均一に分配される。加えて、接着剤がハニカム室４２の側壁と結合しているので、引抜き力は効果的に相互に連結されたハニカム構造体４２全体に伝えられ、かくして、この力は次に図２に示す単一の室４４よりも広い表面領域に分配される。この力の分配により、取付けられた締結具１０の領域における薄い壁材料４０の潜在的な破断又は破損が著しく防止される。加えて、締結具１０は今やその長さ全体にわたって支持されているので、締結具１０内に固定した要素に加えられる図２における下向きの力は、荷重全体を支持している締結具１０と壁４０との間の下側境界面だけではなく、広い表面領域全体にわたって均一に分配される。この場合も又、かかる力は、壁４０の広い領域全体及びハニカム構造体４２にわたって分配される。
【００４０】
取付け作業中における締結具１０の変形により、チャネル６４が図２において左から右に移動することも理解されよう。これは、チャネル６４の周りの流動性液体接着剤を圧縮し且つ移動させ、液体接着剤をチャネル６４に確実に押し込むのに役立ち、液体接着剤とチャネル６４との間に良好な結合部を生じさせる。
【００４１】
加えて、好ましい実施形態を、内部ハニカム構造体を備えた複合材料内への挿入に関連して説明しているけれども、本発明は、薄壁４０を備えた他の軽量複合材料にもそのまま適用できる。例えば、かかる複合材料について、ハニカム構造体を、２つの向かい合った壁４０の間に十分な剛性をもたらす内部フォーム又は気泡構造に置き換えても良い。この実施形態では、図２に形成されている六角形ハニカム室のうちの１つと同等として取扱われる予備形成室が作られていない。しかしながら、本明細書において、用語「室」は、接着剤材料が流入し且つ締結具１０と結合できる締結具１０の周りの領域をも意味するものである。したがって、いったんかかるフォーム構造の壁４０を貫いて孔を形成してしまえば、接着剤を孔に注入することができ、接着剤は、形成された孔の周りのフォーム材料内を自由に流れ、引続いて、フォーム材料を接着剤で実質的に飽和させ、それにより、接着剤は、孔自体の中に液体充填部を構成する。このように、締結具１０を孔に挿入すると、締結具は、接着剤を締結具１０の周りに効果的に圧縮して接着剤をチャネル６４に係合させると共に、包囲されているフォーム又は気泡材料中に接着剤を押し込む。。この場合も又、締結具１０の取付けにより、壁４０を変形領域６２と拡張頭部１４との間で圧縮し、次いで接着剤を硬化させる間、荷重を受けていない締結具をその好ましい位置に支持する。気泡構造又はフォーム構造内での接着剤の硬化はまた、広い面積、特に、孔４８を包囲している広い支持領域においてフォーム材料と一体化された剛性の凝固接着剤材料を構成し、締結具１０とフォーム材料とを広い面積にわたって結合させ、締結具に加えられた力を分配させる。したがって、室は、ハニカム複合材料と関連して考慮した規定寸法のものであっても良いし、フォーム又は気泡材料と関連して考慮した不定形状及び寸法のものであってもよい。簡単に説明すれば、接着剤が、あらかじめ形成された孔４８の周りに流れ、孔４８の中に挿入された締結具を包み込み、締結具を複合材料の広い領域と結合させることができるのが良い。
【００４２】
本発明の更なる利点は、接着剤を硬化させる間、フランジ１６と変形領域６２との間に壁４０を係合させることにより、締結具を所望の向きに十分保持することである。接着剤をいったん硬化させてしまえば、ねじ付き部材を必要に応じて取り外したり再び取り付けることができる。変形例として、ねじ付き部材の代わりに、異なる固定要素を用いてもよく、この固定要素は、締結具を取付けるために用いられる専用工具であっても良い。
【００４３】
上記説明は、本発明の第１の好ましい実施形態についてのものであり、本発明の範囲に属するこの特定の実施形態の多くの変形例があることは理解されよう。例えば、この好ましい実施形態は、取付け位置における接着剤との係合ための適当なチャネル６４を形成するために、アンカ即ち締結具１０の周囲にぐるりと延びる円周方向のリブ２２を用いている。これらのリブは、通常、円周方向でしかも互いに対して約１ｍｍずれているけれども、変形例として、これらのリブを連続した雄ねじとして形成してもよいし、外面が事実上刻み付きであってもよい。好ましいリブは矩形であり、矩形の溝を形成しているけれども、変形例として、溝を丸い頂部を持ったリブによって形成し、アクメ（ａｃｍｅ）構造のものであってもよい。しかしながら、適当な荷重を加えたときに変形することが必要な弱い部分２８に影響を及ぼさないように又はこれを補強しないように、かかるリブを主本体部分２６に限定することが重要である。
【００４４】
加えて、この好ましい実施形態では、薄壁部分２８を形成するに当たり、薄壁部分２８を貫通する内部開口を拡大させているけれども、変形例として、この薄壁部分の外径を減少させることによって形成することも、等しく本発明の範囲に属する。薄壁２８の主目的は、十分な荷重が上述したように主本体部分２６に加えられたとき、薄壁２８がつぶれることにある。
【００４５】
さらに、好ましい取付け方法は、ねじ付き部材とこれに対応する締結具１０の雌ねじ構造との係合を利用しているが、変形例として、取付けマンドレル構造を採用しても良い。この場合、取付け目的の細長い部材と締結具との間の螺合に代えて、破断ネック（ｂｒｅａｋｎｅｃｋ）（通常、所定の荷重で破損する幅の狭い領域）を備えた剛性マンドレルを、かかる締結具１０の後壁２０と係合させても良いし、これと一体化させても良い。この場合、類似の取付け工具がマンドレルに係合すると、上述したように、力をマンドレルの長さに沿って端壁２０に加えて、弱い領域２８に類似した変形を行わせる。かかる変形がいったん生じたら、引き続き荷重をマンドレルに加えることにより、マンドレルがその所定の破断点のところで破損して、締結具を取付け位置に残すようにする。この場合も又、マンドレルの目的は、力を図２における左から右に加えて、弱い領域２８をアンカ又は締結具の主本体部分２６と拡張頭部１４との間で圧縮し、弱い領域２８を変形させることにある。何れの場合においても、雌ねじを締結具１０の内面の周りに設けて適当な締結要素と協働して螺合させることが好ましい。しかしながら、締結要素と締結具１０との摩擦係合を利用しても良い。
【００４６】
好ましい実施形態は、固定要素を挿入させることができるブラインド式締結具要素に関連しているが、変形例として、壁４０と肩部１６との間に位置した第２の工作物工作物を複合材料の壁４０に直接クランプするように、ブラインド式締結具を用いてもよい。かかる場合、弱い領域６２が主本体部分２６と、拡張頭部に隣接して厚さＤを有する第２の本体部分との間に位置し、変形領域が第２の工作物の挿入を補償するのに十分な距離のものであるように、弱い領域６２を拡張頭部から遠くの場所に設けのがよい。変形例として、図１に示すような弱い領域２８は、工作物の挟み具合を補償するよう長さを増大させただけでもよい。孔４８自体の直径が、その孔４８を通過した弱い領域の変形を拘束するので、変形領域６２が壁４０の内方でのみ生じうることが理解されよう。
【００４７】
チャネル６４は締結具１０の周囲全体に延びるよう示されているが、かかるチャネルは、断続的なものであっても良いし、事実上、本体の途中まで貫いて延びる一連の個々の孔であっても良い。これらの目的は、単に、硬化したときに良好な係合部を形成するように接着剤材料が流入できる凹部を構成することにある。
【００４８】
本発明の第２の実施形態を、図３及び図４に示す。図３及び図４は、図１及び図２に示すブラインド式締結具１０と実質的に同一の基本構造を持つ第２のブラインド式締結具１０′を図示する。したがって、締結具１０′の同一部品には、図１及び図２のブラインド式締結具１０の符号と同一の符号が付けられている。
【００４９】
図３及び図４の変形実施形態としてのブラインド式締結具１０′は、金属管１２の外面に沿って設けられた追加のリブ１２２から成る別のアレイを備え、追加のリブ１２２は、締結具１０′の終端部２０と円周方向の突起又はリブ２２のアレイとの間に設けられ、これらの間を長手方向に延びている。これら長手方向即ち軸線方向に延びるリブ１２２の間にも、一連のチャネル１６４が形成され、これらのチャネル１６４は、ブラインド式締結具１０と関連して説明したときに金属管１２の外面上に形成されていた円周方向チャネル６４に対して実質的に垂直になるように、金属管１２の外面上を軸線方向に延びている。
【００５０】
接着剤５０とチャネル６４との係合は、いったん硬化すると、孔４８からのブラインド式締結具１０′の軸線方向の離脱を阻止するのに役立つ。接着剤５０と軸線方向に延びるチャネル１６４との間の係合は、硬化したとき、複合材料内でのアンカ即ち締結具の回転移動を拘束するのに更に役立つ。かくして、取付けられた締結具１０′内にねじ付き係合部材を挿入するとき、ねじ付き部材と締結具１０′との間の過剰トルクが、硬化した接着剤中に直接分配され、かくして、非常に広い表面領域全体に及ぼされる。これは、取付けられた締結具１０′の回転滑りの恐れを無くすのに役立つ。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のブラインド式締結具の側面図である。
【図２】図１のブラインド式締結具を係合させた複合材料パネルの部分断面図である。
【図３】本発明の変形例のブラインド式締結具の側面図である。
【図４】図３のブラインド式締結具を係合させた複合材料パネルの部分断面図である。
【符号の説明】
１０　ブラインド式締結具
１２　円筒形金属管
１４　拡張頭部
１６　肩部
２０　端部
２２　リブ
２６　主本体部分
２８　弱い領域
３２　雌ねじ
３４　孔
４０　金属シート、外壁
４２　ハニカム構造体
４４　ハニカム室
４８　孔
５０　接着剤材料
６２　膨らみ部
６４　チャネル

Claims

ブラインド式締結具を複合材料の中に固着させる方法であって、
複合材料の外壁に孔を形成する工程と、
液体接着剤を前記孔から流し込んで、前記孔の後方の前記複合材料の中に形成された室を充填する工程と、
前記ブラインド式締結具の頭部が前記外壁に係合するまで、前記ブラインド式締結具を前記孔から前記液体接着剤の中に挿入する工程と、
前記ブラインド式締結具の弱い領域を変形させ、この弱い領域を前記外壁の内面に係合させて、前記液体接着剤の硬化中、前記ブラインド式締結具を前記液体接着剤の中に支持する工程と、を有することを特徴とする方法。
更に、少なくとも１つの外部チャネルを備えた前記ブラインド式締結具を準備する工程と、
前記外部チャネルが液体接着剤を受け入れるように、前記ブラインド式締結具を前記孔から前記液体接着剤の中へ挿入し、前記液体接着剤を硬化させ、前記頭部から離れたところに前記ブラインド式締結具の追加の支持体を構成する工程と、を有する請求項１に記載の方法。
更に、前記ブラインド式締結具を変形させ、これを前記外壁に係合させ、前記ブラインド式締結具の変形後の弱い領域と前記孔の縁部との間の前記液体接着剤を圧縮し、前記液体接着剤を硬化させ、前記変形後の弱い領域と前記孔の縁部との間にシールを形成する工程を有する、請求項１又は２に記載の方法。
前記ブラインド式締結具を変形させる工程は、前記ブラインド式締結具の頭部を前記複合材料の外壁に押付けるように拘束する工程と、前記ブラインド式締結具の反対側の端部を前記頭部の端部に向かって相対的に移動させて、前記ブラインド式締結具の弱い領域を変形させ、この弱い領域を前記外壁の内面に係合させ、前記外壁を前記頭部と前記弱い領域との間で圧縮する工程と、を有する請求項１〜３の何れか１項に記載の方法。
前記弱い領域を変形させ、この弱い領域を前記外壁の内面に係合させることにより、前記変形後の弱い領域と前記孔の縁部との間の前記液体接着剤を圧縮する、請求項３の従属項としての請求項４に記載の方法。
力伝達部材を、前記ブラインド式締結具の前記反対側の端部と係合させ、前記ブラインド式締結具の相対移動を行わせる力を前記反対側の端部に加える、請求項４又は請求項４の従属項としての請求項５に記載の方法。
ブラインド式締結具用取付け工具によって、前記力伝達部材に力を加える、請求項５に記載の方法。
内部ハニカム構造体を備えた複合材料中にブラインド式締結具を固着させるための、請求項１〜７の何れか１項に記載の方法であって、前記室は、前記ハニカムの少なくとも１つから成る、方法。
前記室内に挿入されている締結具本体を完全に包み込むのに十分な液体接着剤を前記室内に流し込む、請求項１〜８の何れか１項に記載の方法。
複合材料中に固着させるためのブラインド式締結具であって、
適当な固定要素を受け入れるための細長く且つ中空の管状本体と、
前記管状本体の一方の端部に設けられ且つ前記ブラインド式締結具の内部と連通させるために貫通させた孔を有する拡張頭部と、
前記頭部とこの頭部から離れた前記管状本体の端部との間に配置された前記管状本体の弱い領域と、を有し、
前記弱い領域は、前記管状本体の直径よりも大きい直径を有する膨らみ部を形成するように変形可能であり、前記管状本体は、前記弱い領域から離れたところの前記管状本体の外面に形成された少なくとも１つの接着剤受入れチャネルを有する、ことを特徴とするブラインド式締結具。
前記少なくとも１つの接着剤受入れチャネルは、前記ブラインド式締結具に設けられた少なくとも２つの外部リブの間に形成されている、請求項７記載のブラインド式締結具。
更に、前記少なくとも１つの接着剤受入れチャネルを形成する雄ねじを有する、請求項７又は８記載のブラインド式締結具。
前記弱い領域は、厚さを減少させた壁部分を有する、請求項７〜９の何れか１項に記載のブラインド式締結具。
前記ブラインド式締結具は、前記弱い領域から離れたところにおいて、前記ブラインド式締結具内に挿入される適当なねじ付き部材と螺合する雌ねじを有する、請求項１〜１３の何れか１項に記載のブラインド式締結具。
締結具を固着させる複合材料であって、前記締結具は、拡張頭部及び変形領域を有し、前記拡張頭部及び前記変形領域は、これらの間で前記複合材料の外壁を圧縮し、前記複合材料は、接着剤材料で満たされた少なくとも１つの内部室を有し、前記頭部から遠くのところに前記締結具の追加の支持部を構成するために、前記接着剤材料は、前記接着剤材料の中に挿入された前記締結具の外面に形成された少なくとも１つのチャネルと係合することを特徴とする複合材料。
添付の図面を参照して実質的に説明したブラインド式締結具を固着させる方法。
添付の図面を参照して実質的に説明したブラインド式締結具。
添付の図面を参照して実質的に説明したブラインド式締結具が固定された複合材料。