JP2004533587A - ファスナの製造方法及びその用途 - Google Patents

Abstract

本発明は、支持面（６）及び締結面（８）を有する基部部材（５）と、平らな部品（２）を固定するのに適当な、基部部材（５）の支持面（６）上に配置されたシャンク（９）とを備えた、特に、少なくとも１つの平らな部品（２）を基本構造部材（４）からある間隔（３）をもって固定するためのファスナに関し、締結面（８）は支持面（６）より小さい。このようなファスナ（１）を作るための本発明による方法は、基部部材（５）が、最初に一次成形又は再成形及び／又は機械加工法により作られ、次にシャンク（９）が接合技術、特定的には溶接により該基部部材（５）の支持面（６）に連結されるものである。代替的な提案は、ファスナ（１）全体を一次成形又は再成形及び／又は機械加工法により作ることである。本発明によるファスナ（１）は、好ましくは、少なくとも１つ任意の薄肉部品（２、２ａ、２ｂ）を予め設定可能な間隔（３）をもって基本構造部材（４）に固定するために適当であり、特定的には該基本構造部材（４）が金属材料で作られている場合に適当である。基本構造部材（４）は、例えばコンテナの壁又は車体部品とすることができる。

Description

【０００１】
（技術分野）
本発明は、ファスナに関し、特定的には、少なくとも１つの平らな部品を、ある間隔をもって基本構造部材に固定するファスナ、その製造方法、及び用途に関する。
【０００２】
（背景技術）
保守又は安全上の理由のために、例えば、種々の適用例において、コンテナの壁又は車体部品を出来るだけ完全に囲うか又は耐火壁のような部品で被覆することが必要である。例えば、火炎におけるように高い熱応力を受ける場合には、壁は、それぞれの基本構造部材が、付随する早期老化を受けて安全性を損なうものとなることがないようにする。この種類の耐火壁は、不燃性の材料で作られていることが好ましく、その壁が剛性構造であるか可撓性であるかは重要ではない。部品は、非常に複雑な形状を有するものもある基本構造部材に適当に締結されていなければならないという問題が生じる。幾つかの公知のファスナは、部分的に基本構造部材を貫通するが、これは、該ファスナを該基本構造部材により境界された空間を通過する熱ブリッジとして作用させることになる可能性がある。
【０００３】
したがって、公知の締結手段は、ほとんどの場合、いわゆる突起溶接方法によりキャリアに溶接されるものであり、スポット式の連結のために、限られた伝達、例えばトルク伝達しか示さない。さらに、この溶接方法は、対向力構造を必要とし、したがって、締結手段を固定するためには、基本構造部材の両側からの接近可能性が必要となる。
【０００４】
（発明の開示）
上記を基礎として、本発明の目的は、例えば耐火壁のような少なくとも一つの部品を、間隔をもって、基本構造部材に固定するか又は取り付けるのに適当なファスナを提供することである。特に、ファスナを基本構造部材に固定することは、一方の側からだけ行われなければならない。複数の、例えば薄い部品の取り付けは、さらに、主としてどんな支持上の誤差を生じることもなく、実行されかつ実現されなければならない。このようなファスナについての方法及び用途が、以下に提供される。
【０００５】
この問題は、請求項１の特徴をもったファスナ、及び請求項１３又は１４の特徴にしたがってファスナを作る方法により解決される。さらに、請求項１５の特徴には、用途が述べられている。単独で又は組み合わせて用いることができる本発明の他の有利な実施形態が、それぞれの特許請求の範囲の内容である。
【０００６】
本発明によるファスナ、特定的には、少なくとも１つの平らな部品を、特に、定めることができる又は定められた間隔をもって基本構造部材に固定するためのファスナは、支持面及び締結面を有する基部部材、及び該基部部材の該支持面上に配置することができるシャンクを備え、該平らな部品を固定するのに適当である。ファスナは、締結面が支持面よりも小さいという特徴がある。支持面は、平らな部品が、特に薄い金属板のために有利な比較的大きな面に対して置かれるようにすることを可能にし、オフセット穴をもった部品の取り付けを必ずしも除外するものではない。
【０００７】
基部部材は、金属材料で作られていることが好ましく、支持面及び締結面は、ファスナの両側に配置されていることが好ましい。
【０００８】
ファスナは、キャリアに溶接された締結面を有することが好ましい。薄い金属板に対する適用例においては、溶接部が補強されるという利点がある。さらに環状フランジは、一般的なファスナが既知の突起溶接法により溶接される場合よりも、相当少ない電力消費で溶接することができるという利点を有する。溶接された突起、すなわちスポット式の連結を省くことは、特に、高いトルクの伝達が可能になるという利点を有し、かつ、突起溶接に必要な対向力構造とは対照的に一方の側からの接近しか必要としないという利点を有する。したがって、資本コストは、既知の突起溶接法におけるものよりも低くなり、時には大幅に近くなる。
【０００９】
ファスナの好ましい実施形態においては、支持面は軸対称であり、１つの直径を有し、締結面は環状である。環状の締結面は、内径及び支持面の直径と等しい外径を有することは特に有利である。ファスナの軸対称形態は、特定的には、基部部材における取付エラーを避けることを助けるという利点を有する。一定の外径及び直径をもった基部部材の構造は、その外部形状が円筒形であることを確実にし、そのような形状は、特に、ロボットのような供給手段に適当な支持体のために選択することができる。
【００１０】
代替的な提案は、締結面が多角形であり、したがって基部部材に多角形の外部形状を与えるというものである。そのような形状のファスナは、特に、他の取付部品のための反ねじれ装置としての使用、及び溶接ガンによる支持及び処理のために適当である。
【００１１】
別の実施形態においては、締結面は、支持面の８０％よりも小さく、特定的には７０％よりも小さく、好ましくは６５％よりも小さい。基部部材が環状の締結面を有する上述の場合においては、このことは、その部材の内部に比較的大きなキャビティを形成することになる。それにもかかわらず、締結面は、恒久的に基部部材を基本構造部材上に確実に正しく嵌合し固定することを確実にするのに十分なほど大きい。
【００１２】
さらに別の実施形態においては、基部部材は、軸方向に、３ｍｍから１０ｍｍの間の高さを有する。好ましい配置においては、締結面から始まり、基部部材は、高さの少なくとも２０％、特定的には少なくとも４０％、好ましくは少なくとも５０％を超える高さにわたって、支持面よりも小さい断面又は断面積を有する。実質的には、基部部材の高さが、取り付けられた状態での平らな部品と基本構造部材との間の間隔を定める。基部部材が、支持面に対して小さい断面積を有する所定の百分率範囲は、実質的に、環状の締結面により形成されたキャビティの高さを決定する。比率は、第１に、基部材料を製造するのに必要な材料の量が最少となるように、第２に、支持体面の安定性及び強度が損なわれないように選択されなければならない。
【００１３】
別の実施形態においては、ファスナは、モジュール式の、特定的には２部品構造である。このことは、例えば、基部部材及びシャンクが、組み立て行程の段階までは、接合されないということを意味する。このことは、このようなファスナの設計をより融通性のあるものとし、さらに、平らな部品を基部部材の支持面に対して固定又はクランプするのに異なる方法を使用できるようにするという利点を有する。
【００１４】
さらに別の実施形態においては、シャンクを基部部材の支持面上に位置決めし、該シャンクは好ましくは接合技術により該基部部材に連結されるようにする手段が提供される。そのような位置決め手段は、例えば、凹部、縁部、止め具及びそれに類するものであり、シャンクの断面と実質的に対応するものであることが好ましい。それらは、基部部材に対するシャンクの全自動位置決めを助け、これは特に、連続又は大量生産のために有利となる。
【００１５】
さらに別の実施形態においては、シャンクは、支持面の５０％、特定的には４５％、好ましくは４０％よりも小さい当接面を有する。特に、シャンクが基部部材の支持面と同軸に配置されている場合には、このことは、該シャンクがその当接面によって該基部部材上に固定される場合でも、利用可能な支持面の大きさが、基本構造部材から間隔をもって平らな部品を安定して位置決めすることを可能にするのに十分であることを確実にする。
【００１６】
別の実施形態においては、シャンクは平らな部品を固定する手段を有する。シャンクが、少なくとも部分的に半径方向外向きに延びる少なくとも１つの隆起部分を有することが特に有利であり、該隆起部分の周辺部は係止用段部又はねじ山として成形されていることが好ましい。そのような係止用段部の機能は、例えば、平らな部品を支持面に対して押し付け、それをその面に対して横方向に固定することを助けるものである。しかしながら、係止用段部又はねじ山は、付加的なクランプ要素をシャンクに固定するために、及び取り付け状態において、その平らな部品を基部部材の支持面に対して押し付けるためにも等しく用いることができる。述べることができる幾つかの例は、クリスマスツリー構造、ナット、シャンクを貫通する横方向ピンなどである。
【００１７】
本発明の別の態様は、上述のファスナの生成方法、特定的には、基部部材が最初に一次成形又は再成形及び／又は機械加工法により生成され、次に、接合技術によりシャンクが該基部部材の支持面に連結されるものについて述べられる。一次成形法は、特定的には鋳造法又は押出し法とすることができる。再成形生産法に関しては、ここに与えられる幾つかの例は、圧力下の再成形又はフリーフォーミングである。
【００１８】
例えばプレス法による固体の再成形によって、単一部品のファスナを生成することが特に好ましい。
【００１９】
上述の一次成形又は再成形技術に代わり又はこれに付加する形で、好ましくは、基部部材又はファスナ全体を、少なくとも１つの機械加工法、例えば、所定高さの基部要素を軸対称の又は多角形の原材料から切り出し（例えば、のこぎりにより）、次に、締結面側に削減された断面を穿孔又は旋削により形成することによって生成することが提案される。利用可能な機械加工法は、特定的には、研削のような仕上げ行程を含む。
【００２０】
シャンクはスタッド・ボルト、溶接スタッド、或いはそれに類するもので形成されることが好ましい。ファスナがモジュール構造である場合には、例えば異なる材料をシャンク及び基部部材のために用いることができる。さらに、異なる熱伝導率の材料を用いて、このようにして耐火壁から基本構造部材への如何なる熱伝達も出来る限り削減することが有利である。
【００２１】
シャンクが基部部材に溶接されることは、特に有利である。このことは、高温及び動的応力の場合でさえも、該シャンクと該基部部材との間に耐久性のある連結を保証する。
【００２２】
本発明によるファスナは、特に、基本構造部材が金属材料で作られている場合に、例えば不燃性の壁のような少なくとも１つの部品を、該基本構造部材に、そこから所定の間隔をもって固定することにより、該基本構造部材を安全性に関連した装置で囲うために用いることが好ましい。基本構造部材は、特定的には、コンテナの壁又は車体部品である。
【００２３】
（発明を実施するための最良の形態）
ここで、本発明を利点及び特に好ましい実施形態のみを示す添付の図面に関して詳細に説明する。本発明は、図示される実施形態の制限されるものではない。
図は概略的なものである。
【００２４】
図１は、基本構造部材４から間隔３で、平らな、例えば圧肉部品２を固定するようにされたファスナ１の第１の実施形態の断面図である。ファスナ１は、支持面６と締結面８とをもった基部部材５を備える。さらに、基部部材５の支持面６上に配置されたシャンク９を備え、平らな部品を固定するように働く。図示実施形態においては、ファスナ１は、軸対称の支持面６を有する。締結面８は、支持面６よりも小さい。面８の環状の形態が図１に示されており、この形状が、基部部材５の内部にキャビティ２０を形成する。締結面８は、支持面６の６５％よりも小さい。
【００２５】
ファスナ１は、ここでは、モジュール構造であることが好ましく、基部部材５及びシャンク９の他にナット１９を備え、該シャンク９上に形成されたねじ山を用いて、平らな部品２が支持面６に対して押し付けられるようにする。このことは、平らな部品２が、恒久的に基本構造部材４から間隔３をもった位置に保持されることを確実にする。シャンク９は、基部部材５内の凹部１５内に、軸１２と同軸上に配置される。これはさらに、支持面の４０％よりも小さい当接面１６を有する。
【００２６】
図２は、本発明によるファスナ１の代替的な実施形態を示す。取り付けられた状態において、基部部材５も又、接合技術、特定的には溶接により基本構造部材４に締結面８で連結される。基部部材５の高さ１３は、さらに、例えば点線で示される耐火壁２と基本構造部材４との間に維持される間隔３を定める。シャンク９を基部部材５に対して同軸に位置決めすることを助けるために、後者の支持面６は、該シャンク９の外形と実質的に対応する縁部２１を有する。基部部材５から遠い側では、シャンク９は、点線で示される平らな部品が該基部部材５の支持面６に対して押し付けられ、このようにして固定されるように成形された隆起部分１７を有する。隆起部分１７は、半径方向外向きに延び、周辺部は、接触状態にある平らな部品の部分に力が均一に作用することを確実にする。
【００２７】
図３は、例えば、さらに、図示されるように構成することができる薄肉部材２が取り付けられた状態における図１の実施形態を断面で示す。座金２２が、薄肉部品２を保護するために、ナット１９と該薄肉部品２との間に配置される。或いは、ファスナ１自体が、前に述べられたように、有利に、取付部品２を予め設定可能な定められた間隔３をもって溶接部材４に締結されるようにすることを可能にする。
【００２８】
図４は、２つの薄肉部品２ａ、２ｂが取り付けられた状態における図１の実施形態を断面で示す。図に明らかに示されるように、比較的大きな支持面６は、オフセット穴をもった部品２ａ、２ｂの取り付けを必ずしも除外するわけではないという利点を有する。
【００２９】
図５は、図２に示されたファスナの断面図である。図示される基部部材５は、予め設定可能な直径７をもった支持面６を有する。点線で示される締結面８は、内径１０及び外径１１を有する。その外径１１は、支持面６の直径７と等しい。内径１０は、支持面６の好ましくは６５％より小さい締結面８を定めるように選択することができる。中心のシャンク９（図示せず）は、当接面１６が基部部材５の凹部１５にあるように配置される。当接面１６は、支持面６の４０％より小さいことが好ましい。
【００３０】
図６は、基部５の一実施形態を通る断面を概略的にかつ全体的に示すものである。この図においては、基部部材５は、削減された断面１４をもった管状部分と、支持面６をもったディスク形状部分とを有することが分かる。締結面８は、支持面６とは反対側に位置している。基部部材５は、半径１８が軸１２に対して垂直な状態で、該軸１２と軸対称に構成される。
【００３１】
図７は、ファスナ１が取り付けられていない状態の概略的な斜視図である。特に、有利な支持面６がはっきりと見える。シャンク９は、用途に応じて、ナット１９、クリップ、クランプ、又は対応するファスナに嵌まるように成形されることが好ましい。
【００３２】
図８は、周辺部上に溶接されたファスナ１の断面における剛性勾配Ｉをグラフに概略的に示すものである。周辺部の溶接部２３は、特に薄い基本構造部材４に対する用途においては、補強されるという利点がある。
【００３３】
本発明によるファスナ１は、特に基本構造部材４が金属材料で作られている場合に、該基本構造部材４から予め設定可能な間隔３をもって、好ましくは、少なくとも１つの任意の薄肉部品２を固定するのに適当である。基本構造部材４は、例えば、コンテナの壁或いは車体部品とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】厚肉部品のためのファスナが取り付けられた状態の第１の実施形態の断面図である。
【図２】ファスナの第２の実施形態を通る断面である。
【図３】薄肉部品が取り付けられた状態の図１の実施形態を通る断面である。
【図４】２つの薄肉部品が取り付けられた状態の第１の実施形態を通る断面である。
【図５】ファスナの図２の実施形態を通る断面である。
【図６】基部部材の概略的な斜視図である。
【図７】基部部材の概略的な斜視図である。
【図８】溶接されたファスナの断面における力の勾配を示すものである。

Claims (15)

1. 支持面（６）及び締結面（８）を有する基部部材（５）と、平らな部品（２）を固定するための前記基部部材（５）の前記支持面（６）上に配置されたシャンク（９）とを備えた、特に、少なくとも１つの前記平らな部品（２）を基本構造部材（４）からある間隔（３）をもって固定するためのファスナであって、前記締結面（８）は前記支持面（６）より小さいことを特徴とするファスナ（１）。
2. 前記支持面（６）が直径（７）と軸対称であり、前記締結面（８）が環状であることを特徴とする請求項１に記載のファスナ（１）。
3. 前記環状の締結面（８）が、内径（１０）及び外径（１１）を有し、前記外径（１１）が前記支持面（６）の前記直径（７）と等しいことを特徴とする請求項２に記載のファスナ（１）。
4. 前記締結面（８）が多角形であることを特徴とする請求項１に記載のファスナ（１）。
5. 前記締結面（８）は、前記支持面（６）の８０％より小さく、特定的には７０％より小さく、好ましくは６５％より小さいことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載のファスナ（１）。
6. 前記基部部材（５）が軸（１２）の方向に３ｍｍから１０ｍｍの間の高さを有することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載のファスナ（１）。
7. 前記基部部材（５）が、前記軸（１２）の方向に高さ（１３）を有し、前記締結面（８）から始まり、前記高さ（１３）の少なくとも２０％、特定的には少なくとも４０％、好ましくは少なくとも５０％を超える高さにわたって、前記支持面（６）より小さい断面領域（１４）を有することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載のファスナ（１）。
8. 前記ファスナ（１）がモジュール構造、特定的には２部品（５、９）構造であることを特徴とする請求項１から請求項７に記載のファスナ（１）。
9. シャンク（１５）を前記基部部材（５）の前記支持面（６）上に位置させるための手段が設けられ、前記シャンク（９）が好ましくは接合技術により前記基部部材（５）に連結されたことを特徴とする請求項８に記載のファスナ。
10. 前記シャンク（９）が、前記支持面（６）の５０％より小さい、特定的には４５％より小さい、好ましくは４０％より小さい当接面（１６）を有することを特徴とする請求項１から請求項９のいずれかに記載のファスナ（１）。
11. 前記シャンク（９）が平らな部品（２）を固定するための手段（１７）を有することを特徴とする請求項１から請求項１０に記載のファスナ（１）
12. 前記シャンク（９）が、少なくとも部分的に半径方向（１８）外向きに延びる少なくとも１つの隆起部分（１７）を有し、前記少なくとも１つの隆起部分（１７）の周辺部が好ましくは、係止用段部又はねじ山として形成された請求項１１に記載のファスナ（１）。
13. 前記基部部材（５）が、最初に、一次成形又は再成形及び／又は機械加工法により生成され、次に前記シャンク（９）が接合技術、特定的には溶接により前記基部部材（５）の前記支持面（６）に連結される請求項１から請求項１２のいずれかに記載のファスナ（１）を生製造る方法。
14. 前記ファスナ（１）全体が一次成形又は再成形及び／又は機械加工法により作られる請求項１から請求項１２のいずれかに記載のファスナ（１）を生成する方法。
15. 少なくとも１つの部品（２、２ａ、２ｂ）を予め設定可能な間隔をもって基本構造部材（４）、特定的には金属の基本構造部材（４）、好ましくはコンテナの壁又は車体部品に固定するための前記請求項のいずれかに記載のファスナ（１）の用途。