JP2005511319A - 締結方法 - Google Patents

Abstract

【解決手段】 有孔被加工物（５２）に１つまたは複数の有孔部材（４８）を締結する方法および締結具であって、部材または各部材（４８）の開口部（５０）は、被加工物（５２）の開口部（５４）と位置合わせされ、該方法は、上記位置合わせされた開口部に締結具（１０）を挿入するステップであって、締結具（１０）は、延性材料からなり、頭部（１４）、軸部（１２）、および該軸部（１２）を通って頭部（１４）に延びている軸孔（２２）を有し、軸部（１４）は、円周方向全体が雄ねじ山（１８）で形成され、締結具（１０）は、頭部（１４）が１つの部材（４８）の面と係合するように挿入され、軸部（１２）は、１つまたは複数の部材（４８）内を通って被加工物（５２）内に延び、ねじ山（１８）の少なくとも一部は、被加工物（５２）内にある、締結具を挿入するステップと、頭部（１４）で締結具（１０）を支持するとともに、尾部から頭部（１４）の方向に、孔（２２）を拡張することが可能なテーパ状に拡大したマンドレルヘッド（３２）を孔（２２）内に引き入れ、かつ孔（２２）から完全に引き抜くステップと、それにより、その長さにわたって均一に孔（２２）を拡大させ、かつ、雄ねじ山（１８）を嵌め込んで被加工物（５２）内に陥入するようにするのに十分な軸部（１２）を半径方向に拡張するように変形させ、および締結具（１０）の軸部（１２）の長さを軸方向に短縮するように変形させるステップとを含む、有孔被加工物（５２）に１つまたは複数の有孔部材（４８）を締結する方法および締結具。

Description

本発明は、米国特許第４，６４２，０１０号および第４，７０１，９９３号（これに関して、読者は本発明の背景で言及される）に記載のもののような締結具（fastener）を用いて締結（fastening）する方法に関する。

かかる従来技術のリベットでは、接合される構成部材のクランプ力（clamping force）は、リベットの頭部を変形させて、リベットの尾端側に向ってこの頭部の半径方向外側部分を移動させるようにすることによって達成される（米国特許第４，７０１，９９３号の請求項４）。これに伴う１つの問題は、実際に、所望の結果を達成するには、リベット頭部が著しい変形を被る、すなわち、頭部の幾何学形状は一般的に、１２０°挟角で穴が開けられている（countersunk）が、この頭部がリベットの取り付け時に１２０°の円錐形に変形する（米国特許第４，７０１，９９３号の図３と図４を比較）ことである。このことは、頭部の形が全く逆になることを示す。このことは、リベットに通常施される保護コーティング（例えば亜鉛めっきまたはニッケルめっき）を弱化させるまたは損傷させる影響を及ぼす可能性がある。また、顧客にとっては、結果として生じる円錐の頭部形状は、仕上げの観点から許容可能ではない。

従来技術のリベットでは、接合部の締着を行うことが必ずしも必要でないかまたは望ましくない用途について、非変形の頭部を有するリベットを用いることができる（米国特許４，７０１，９９３号の第７欄、７行目）。

本発明は、各種用途に使用するための、種々の設計の締結具を提供する必要性を減らすことを目的とし、また、その結果として得られる改善された締結を提供することを目的とする。

本発明は、その一態様において、添付特許請求の範囲の請求項１に記載の１つまたは複数の有孔部材を有孔被加工物に締結する方法を提供する。

本発明のさらに好適な特徴は、請求項２ないし８に記載される。

次に、本発明の実施形態を、添付の図面を参照して例として説明する。

図１を参照すると、締結具１０は、ほぼ円筒形の細長い軸部１２と、一端（軸部の頭部端）に半径方向に拡大した頭部１４を有する。軸部の一部１６の外表面は、ねじ山１８が形成されている。ねじ山１８は、断面がＶ字形であり、ある角度（本実施形態では９０°）でそのフランク（flank）が当合する頂き２０が設けられている。ねじ山の隣接ターン（turn）間で、そのフランクは、ほぼＶ字形の谷を形成している。

締結具は、軸部および頭部を通る軸孔２２を有し、軸孔は直径がほぼ一定であるが、皿穴２４を頭部端に有する。

締結具は、炭素鋼からなり、例えばアルミニウム、マグネシウム、および締結具を取り付けることが望まれる被加工物を形成し得る広範のエンジニアリングプラスチック材料よりも硬い。

締結具の材料は、軸部がある程度まで半径方向に拡張して変形するのに十分な延性があり、拡張後の軸部の主要直径（すなわち、ねじ山の頂きにおいて測られる直径）が、拡張する前よりも少なくともねじ山の深さだけ大きくなるようになっている。

図２を参照すると、締結具１０は、マンドレル２６、環状アンビル２８、およびアンビルに対し軸方向にマンドレルを把持するおよび引き抜く手段（図示せず）を備える装置によって取り付けられる。

マンドレル２６は、締結具の孔内のクリアランスを通過することができる細長いステム３０、およびステムの一端に拡大ヘッド３２を有する。このマンドレルヘッド３２は、マンドレルの直径がステム３０から遠ざかるにつれ締結具の孔２２の直径よりも実質的に大きな直径へ漸進的に増加する円錐テーパ部分３４を有する。また、マンドレルヘッド３２は、マンドレルの断面形状が図示のように円形、または正六角形であってもよいヘッドを有する、幾分細長い部分３６へとつながる。マンドレルは、高張力鋼から形成される。

環状アンビル２８は、マンドレルのステムが把持および引き抜き手段と係合するように中を通ることができる軸路３８、およびその前方端に当接面４０を有する。図２ないし図１１に示す実施形態では、当接面は平坦である。図１２ないし図１５に示す実施形態では、当接面はほぼ部分球形の中央リセス４２を有する。アンビルは、その軸の長手方向に分割され、互いに同一であり共に協働して全アンビルを形成するほぼ２つの半環顎部４４、４６からなっている。顎部は、アンビルの軸部の直径方向に分離可能であり、締結具または一連の締結具が、分離した顎部内を通って、マンドレルのステムに沿ってマンドレルヘッド３２に向かって前方に送り込まれるようにすることができ、その後、顎部は再び協働して当接面４０を呈するよう締結具または各締結具の後ろで閉じ合わさることができる。

上記装置は、リベット打ちを繰り返す際に用いられるのとほぼ同様にして締結具を取り付けるのに用いることができる。

したがって、締結具１０は、マンドレルのステムに沿って送り込まれ、そのステムは孔２２内に延び、マンドレルヘッド３２は締結具の尾端付近にあるが孔の外側にあり、マンドレルのステムは、引き抜き手段と係合するようにアンビルの通路３８内を通って、締結具がマンドレルヘッドとアンビルの当接面４０との間にあるようにする。

複数のさらなる締結具（図示せず）を、一度に１つずつ顎部を介してマンドレルヘッドとアンビルの当接面との間の定位置に送り込まれる態勢が整った状態で、同時にアンビルの後ろのステムに配置してもよい。

したがって、取り付け装置と連係した締結具１０が、被加工物に提供され、アンビルが締結具の頭部を押して部材４８の近接面と係合させ、次に、部材４８を付勢して被加工物の近接面と当接させるまで、マンドレルヘッドおよび締結具の尾部は、部材４８の開口部５０を通って、被加工物５２の開口部５４に進入する。次に、取り付け装置は、締結具からマンドレルを引き抜くように作動し、そのため、マンドレルのヘッドを締結具の尾端内に、そして孔内に引き入れるとともに、締結具の頭部がアンビルの当接面により支持される。

マンドレルヘッドのテーパ部分３４は、円筒部分３６を締結具の孔に導き、そうすることで、軸部が尾端から頭部へ漸進的に拡張することを理解されたい。軸部の拡張が締結具の頭部の方に進むにつれ、軸部の漸進的に拡張する部分の前縁で雄ねじ山１６の頂き２０が被加工物５２の材料とまず係合し、材料に陥入し始める時がやってくる。この時点で、係合したねじ山の軸方向位置が概ね固定される。

被加工物材料へのねじ山の食い込み（penetration）程度は、締結具の拡張された直径および被加工物の開口部５４の直径（ｄ_１）に基づき、締結具の拡張された直径は、締結具の孔２２の直径（ｄ_２）、締結具の軸部の最初の直径（ｄ_３）、およびマンドレルヘッドの円筒部分３６の直径（ｄ_４）に基づくことを理解されたい。直径ｄ_１、ｄ_２、ｄ_３、およびｄ_４は、被加工物へのねじ山の食い込みの程度がねじ山１８の全高の半分以下となるように選択される。したがって、図３を参照すると、拡張したねじ山のＶ字形谷の根元５８にスペース５６が残っている。寸法（dimension）ｄ_１、ｄ_２、ｄ_３、およびｄ_４は、根元５８が完全にまたはほぼ完全に被加工物材料で埋まるようなものである場合、結果として、締結具材内の拡張地点に非常に高い半径方向圧力が必要とされることになる。これは、２つの望ましくない影響を有する。第１に、マンドレルに作用する軸方向引抜き荷重がそれに対応して高くなり、このため、マンドレルのステム３０が過剰に応力をかけられる可能性がある。第２に、取り付けの際、締結具の軸部を延伸させる可能性がある。そのため、部材４８は、取り付けられた締結具により被加工物５２にしっかり締着されることができない。

寸法ｄ_１およびｄ_３、ならびにマンドレルヘッドの円錐テーパ部分３４の角度は、締結具の軸部の漸進的に拡張する部分がまず被加工物の材料と係合し、よって、概ね軸方向に固定されてからマンドレルの軸方向引抜き荷重が締結具を軸方向に圧縮するのに十分な大きさに達するように選択される。

部材４８の開口部５０は、締結具がいかなる実質的な半径方向の制約もない状態で開口部内で拡張することができる程度に十分に大きい。したがって、部材内の拡張したねじ山部分６０の直径は、図４に寸法「Ｘ」で示すように、被加工物内のねじ山部分６２の直径よりもわずかに大きい。開口部５０内のこのような制約されない拡張の効果は、部材内に入っている締結具軸部の部分の長さを軸方向に短くさせることである。例えば、鋼製の締結具の長さが少しだけ短くなっても、高い引張応力が得られ、これは、締結具の頭部と被加工物の間に高いクランプ力をもたらすことが理解されるであろう。ねじ山をすり減らす（strip）ことなく、このクランプ力を支持するのに十分な被加工物への拡張したねじ山の食い込みを与え、かつ取り付けられた締結具に、その作動中に常に引張力が加えられるように、寸法ｄ_１、ｄ_２、ｄ_３、およびｄ_４を選択することが必要である。

実験により、本例の、以下の寸法で製造される締結具が、５．４２ｍｍ穴径（ｄ_１）を有する鋳造マグネシウムの被加工物に取り付けられたときに意図したように機能することが分かっており、そのような被加工物に対し４ｍｍ厚、および６．３ｍｍ直径穴を有する鋼部材が、直径３．５ｍｍ（ｄ_４）のマンドレルを用いて締結具によって取着される。締結具の寸法は、孔２２の直径が２．７６ｍｍ（ｄ_２）、軸部の直径（ねじ山の頂きにおける直径）が５．３ｍｍ（ｄ_３）、軸部の長さが１６ｍｍ、ねじ山のピッチが１．０ｍｍである。このような場合、ねじ山の深さの３０％〜４０％の間の長さ分が被加工物へ拡張する。これは、作動中の締結具に作用するいかなる引張荷重も支持するのに十分な程度よりも大きい。実際に、この程度のねじ山の食い込みでの被加工物における締結具の保持力は、取り付けられた締結具に過剰な引張荷重が加えられたときに、ねじ山をすり減らすのではなく締結具を破損させるのに十分である。また、例えば、取り付けられた締結具に締付けトルクが加えられる場合、例えば、同等の六角形ヘッドマンドレルが用いられ、六角形レンチが用いられる場合では、ねじ山をすり減らすトルクは、同等のねじまたはボルト（この場合ではＭ６押しねじ、グレード８．８）の推奨最大締付けトルクを十分に超える。

当然のことながら、ねじ山すり減らしトルクおよび引き抜き引張荷重は、被加工物に係合する締結具の軸部の量（すなわち長さ）の程度によって決まり、この程度は、被加工物に取着される部材（単数または複数）の厚みによって決まることが理解される。軸部の少なくとも半分の長さが被加工物に係合する場合、上述の取り付けられた締結具の強度特性が維持される、すなわち本例では８ｍｍに維持されることが分かっている。

部材４８が非常に薄い場合、すなわち上記例では１．５ｍｍ未満の場合、締結具の頭部付近のねじ山位置が半径方向の制約なしに拡張したときに生じるクランプ作用を得るために、被加工物の開口部５４のカウンタボアを生成することが必要となる場合がある。示した例と同じ構成の締結具、および厚さが例えば１ｍｍの部材では、カウンタボアの深さは２ｍｍで十分である。

図４を参照すると、被加工物内に嵌め込まれた締結具の部分のねじ山ピッチ６４は、概ね変わらないままである、すなわち、示した例では１．０ｍｍのままである。しかしながら、部材４８内に嵌め込まれた締結具の部分のねじ山ピッチ６６は、示した例では０．９４ｍｍに減少している。この作用は、図５に示すグラフに示される。

ある用途では、締結具を受容する開口部が鋳造作業によって形成される被加工物に締結具を使用することが好ましい。この場合、開口部は、好ましくはテーパ（またはドラフト）を有し、ドラフトの角度は通常、１°〜１．５°（１°と１．５°も含む）である。本発明の締結具は、このようなテーパ状の穴において申し分なく機能する。図６および対応する図７のねじ山ピッチのグラフを参照すると、被加工物の開口部６８は、例示目的のために誇張したテーパを有して示されている。締結具および開口部の直径は、最小厚の部材の場合、締結具を阻害せずに穴に完全に挿入することができるように（そうでなければ、部材と被加工物の上面の間および／または部材の上面と締結具の間に間隙があるはずである）選択される。

図６は、取り付け前の締結具が部材の開口部を通って被加工物の開口部６８に挿入されたときに、部材と被加工物の間または部材と締結具の頭部の間に間隙を有さずに、軸部の遠位端が開口部６８のテーパ状壁とただ接触している極端な例の場合の取り付けられた締結具を示す。この場合、軸部の部分７２での拡張したねじ山の食い込みの深さがねじ山深さの５０％を上回る可能性があり、締結具がこの領域で拡張したときに締結具の過度の半径方向の制約が生じるため、この領域において軸部の延伸の可能性がある。１°のテーパを有する被加工物開口部に取り付けられた締結具の例では、拡張した締結具のねじ山ピッチは、部分７２では１．０３ｍｍとすることができる。しかしながら、開口部が被加工物の上面に向かって漸進的に拡大するにつれて、半径方向の制約はそれに対応して低減し、ねじ山の食い込みの深さは、ねじ山の深さの半分未満に減る可能性がある。全体の作用は、取り付けられた締結具の長さが短くなり、したがって部材上に所要のクランプ力をもたらすことである。

被加工物に取着すべき部材が弾性材のような非剛性部材から製造される用途では、取り付けプロセスの際に起こる締結具の長さの短縮は、図８〜図１１に示すように部材を圧縮する作用を有する。先の場合のように、締結具は、部材の開口部を通って、先に説明したのと同様にして被加工物の開口部に進入する。この場合、部材７４（図８）は弾性材である。取り付け装置によってマンドレルヘッドがリベット孔内に引き入れられると、図９に示すように、軸部の漸進的に拡張した部分の前端がまず被加工物の材料と係合し、その被加工物の材料に陥入し始め、前述したように、係合したねじ山７６（図９）が概ね固定される。取り付け装置によりマンドレルステムに加えられる軸方向引き力が増すと、締結具の頭部および係合したねじ山７６の間の締結具軸部の部分７８の圧縮力も増す。力がさらに増すと、軸部７８（図１０）が、残りのねじ山８０（図１０）が被加工物の開口部との接触および弾性部材の変形に対する抗力により拡張を制約されるまで可塑的に圧縮する。力がさらに増すと、マンドレルヘッドは、締結具の孔から完全に引き抜かれ、これによる作用は、先に説明したのと同様にして締結具軸部をさらに短くさせることである。これにより、部材７４（図１１）に作用するクランプ荷重が増大し、部材が後続してさらに圧縮される。

用途によっては、部材と被加工物の間に間隙が存在する可能性があり、この間隙は、作業者が部材と被加工物に締結具を係合させる際に行う通常の押し込み作用では詰めることはできないことが実際に分かっている。間隙が小さい場合、本発明によるリベットにおけるリベット軸部の短縮作用が、間隙を詰め、部材にクランプ力を生じさせるのに十分である可能性がある。部材と被加工物の間により大きな間隙が存在し得る用途では、上述したリベットは、本発明に従って、締結具の頭部が当接する面にリセス４２を有するアンビル８２（図１２）とともに用いることができる。リセス４２の幾何形状および深さは、第１に、締結具頭部８４（図１５）の最終的に変形した形状の外観が仕上げの点から許容可能であるように、第２に、締結具の取り付けに起因する頭部の変形の程度が頭部の保護コーティングを損傷させるほど大きくないように、第３に、軸部に対する締結具頭部の周辺の軸方向移動が、被加工物に向かって部材を移動させ、かつ所定の間隙を詰めるのに十分であるように構成される。本発明の実施形態を次に、図１２〜図１５を参照して詳細に説明する。

図１２を参照すると、先の場合でのように、締結具は、アンビルが締結具の頭部を押して部材４８の近接面と係合するまで、部材４８の開口部５０を通って、被加工物５２の開口部５４に進入する。この場合では、部材と被加工物の間に間隙８６がある。次に、取り付け装置が、締結具からマンドレルを引き抜くように作動し、そのため、マンドレルのヘッド３２が孔内に引き入れられるとともに、締結具の頭部がアンビルの当接面８８によって支持される。取り付けプロセスの初期の段階において、図１２および図１３に示すように、アンビルの当接面８８は、その周辺付近の締結具頭部と接触する。この状態は、マンドレルヘッドが軸部の端部でねじ山部分９０（図１３）を拡張させて被加工物と係合するようにまでそのままであるため、被加工物に対し軸部の端部が軸方向に固定される。さらなる引き荷重をマンドレルに加えると、ねじ山のより大きな部分９２（図１４）が拡張して被加工物と係合する。アンビル８２と締結具の頭部の間の反力が、頭部の周縁が被加工物側に変形するように頭部を十分に変形させることで、部材４８を被加工物５２に向かって移動させて被加工物５２と接触させるため、部材と被加工物の間に存在する可能性があるいかなる間隙もなくなる。締結具の頭部を変形させる荷重は、所与の締結具材および冶金条件の場合、締結具の頭部およびアンビルリセスの幾何学形状の慎重な選択により管理され、頭部は、係合したねじ山部分９０（図１３）を形成する必要があるよりも大きく、かつ締結具の孔から完全にマンドレルヘッドを引き抜くのに要される最大引き荷重よりも小さいマンドレル引き荷重で必要なだけ変形するようになっている。先の例におけるように、部材４８の開口部５０（図１５）内に嵌め込んだ拡張した締結具軸部の部分は、被加工物中で拡張する軸部の部分の半径方向の制約を有さない。先の例におけるように、開口部５０のこの非制約拡張の作用は、部材内に嵌め込まれる締結具の部分の長さを軸方向に短くさせることであり、その結果、締結部の頭部と被加工物の間にクランプ力が生じる。部材が被加工物に締結されることが必要とされる多くの用途では、種々の位置で複数の締結具が用いられることが理解されよう。これらの位置によっては、特定の部材および被加工物に応じて、８６（図１２）に示すように部材と被加工物の間に間隙がある可能性があり、位置によっては、間隙が存在しない。かかる用途では、間隙があるか否かにかかわらず、各位置で同一の締結具および同じタイプの取り付け装置を用いることが望ましいことは明らかである。本実施形態の締結具および取り付け装置は、部材と被加工物の間に間隙がない場合、申し分なく機能するであろう。この場合、締結具軸部の第１のいくつかのねじ山が被加工物と係合すると（図１３に対応）、軸の端部を被加工物に軸方向へ固定し、さらなる引き荷重がマンドレルに加えられると、締結具頭部のアンビルの反力負荷が頭部を付勢して変形させる。しかしながら、部材と被加工物の間に間隙がなく、部材が比較的硬い材料、例えばアルミニウム、または炭素繊維複合物、または鋼から製造される場合、締結具の頭部の周縁は、被加工物側に変形することを防止され、頭部の形状は、締結具の取り付け前と取り付け後とで概ね変わらない。部材４８がプラスチック材料、たとえばナイロン、またはポリウレタンから製造されている場合、頭部の周縁は、アンビルに作用する反応力と部材の変形を抗する力の影響下で、ある程度変形することが理解されるであろう。この場合、締結具頭部は、図１５に示す程度ほど変形することはないが、図１２と図１５に示した程度の中間程度に変形する。部材４８が非常に軟質の材料、例えばゴムまたはプラスチック発泡体から製造される場合、変形に対し耐性が低く、取り付けられた締結具は、図１４および図１５に示すような頭部形状、すなわち、アンビルのリセス４２（図１２）の幾何形状よって完全に決まる形状を有する。

上述の実施形態は、締結具軸部の端部の下側に延在する被加工物の止り穴（blind hole：盲穴）に取り付けられた例の締結具を示す。このことは、被加工物の穴が貫通していても、また、締結具のねじ山軸部の部分が締結具のヘッドから離れて被加工物の端面を超えて突出するとしても、締結具は本発明に従って機能するため、必要不可欠ではない。

例において、マンドレルヘッドは、円形断面を有するものとして示されている。複数のレンチ面を提供するために多角形のヘッド断面形状を有するとともに、軸部を半径方向に均等に拡張できる延性を提供するマンドレルを用いることができることが理解されよう。

上記の例は、リベットの頭部を著しく変形させる必要なく、取り付けられたリベットのリベット頭部の幾何学形状が最初に製造された形と概ね変わらないように、接合した部材に高いクランプ力を生じさせる締結方法を提供することを含む。

軸部が半径方向に拡張すると同時に長さを軸方向に短くして、例えばリベットにより被加工物に接合される非剛性部材の圧縮をもたらす締結方法も提供される。

リベットおよびその取り付け工具が、リベットの取り付けの際に、リベットの頭部が、接合された部材と被加工物の間に存在する可能性があるいかなる間隙も詰めるのに効果的な、リベットの尾端側に向って変形するように構成される締結方法も提供される。

締結具を取り付けるべき被加工物は、リベットの材料よりも硬くない材料からなるべきであることが分かるであろう。リベットは、アルミニウムおよびマグネシウムなどの軟金属、ならびにプラスチックでの使用を意図されている。

被加工物は、リベットの軸部を、好ましくは軸部の周縁が最小のクリアランスで挿入することができる開口部を有するものとする。開口部は、均一な直径を有するか、またはアルミニウムまたはマグネシウム鋳造での鋳造により形成された穴に典型的な傾斜の小さいテーパを有することができる止り穴であるべきである。

リベットにより被加工物に取着される部材は、リベットの拡張直径よりも直径が大きい開口部を有するものとする。

本発明は、上記の例の詳細に限定されない。たとえば、用いられる締結具の孔は、その長さに沿って寸法が均一である必要はない。

図１は、製造されたままの、使用前の一形態の締結具の側部上面図である。 被加工物への図１の締結具の取り付けの初期の段階を示した、部分断面の側部上面図である。 取り付けの完了を示す、図２と同様の断面図である。 取り付けられた締結具の一部の断面拡大図である。 取り付けられた締結具のねじ山ピッチの変化を示すグラフである。 テーパ状の穴を有する被加工物に取り付けられた図１の締結具の断面図である。 図６に示された締結具のねじ山ピッチの変化を示すグラフである。 一形態の取り付け装置の部分も示した、非剛性部材が被加工物に取着される接合部に取り付けられている、図１の締結具の順次的段階を部分断面で示す図である。 一形態の取り付け装置の部分も示した、非剛性部材が被加工物に取着される接合部に取り付けられている、図１の締結具の順次的段階を部分断面で示す図である。 一形態の取り付け装置の部分も示した、非剛性部材が被加工物に取着される接合部に取り付けられている、図１の締結具の順次的段階を部分断面で示す図である。 一形態の取り付け装置の部分も示した、非剛性部材が被加工物に取着される接合部に取り付けられている、図１の締結具の順次的段階を部分断面で示す図である。 接合部材間との間隙が締結具によって詰められる接合部に取り付けられている、別の形態の取り付け装置の部分を含む、図１の締結具の順次的段階を部分断面で示す図である。 接合部材間との間隙が締結具によって詰められる接合部に取り付けられている、別の形態の取り付け装置の部分を含む、図１の締結具の順次的段階を部分断面で示す図である。 接合部材間との間隙が締結具によって詰められる接合部に取り付けられている、別の形態の取り付け装置の部分を含む、図１の締結具の順次的段階を部分断面で示す図である。 接合部材間との間隙が締結具によって詰められる接合部に取り付けられている、別の形態の取り付け装置の部分を含む、図１の締結具の順次的段階を部分断面で示す図である。

Claims (7)

1. 有孔被加工物に１つまたは複数の有孔部材を締結する方法であって、前記部材または各部材の開口部は、前記被加工物の開口部と位置合わせされ、該方法は、
   前記位置合わせされた開口部に締結具を挿入するステップであって、前記締結具は、延性材料からなり、頭部、軸部、および該軸部を通って前記頭部に延びている軸孔を有し、前記軸部は、円周方向全体に雄ねじ山が切られ、前記締結具は、前記頭部が前記１つの部材の面と係合するように挿入され、前記軸部は、前記１つの部材または前記複数の部材内を通って前記被加工物内に延び、前記ねじ山の少なくとも一部は、前記被加工物内にある、締結具を挿入するステップと、
   前記頭部で前記締結具を支持するとともに、尾部から前記頭部の方向に、前記孔を拡張することが可能なテーパ状に拡大したマンドレルヘッドを前記孔内に引き入れ、かつ前記孔から完全に引き抜くステップと、
   それにより、前記孔の長さにわたって均一に前記孔を拡大させ、かつ、前記雄ねじ山を嵌め込んで前記被加工物内に陥入するのに十分なだけ前記軸部を半径方向に拡張するように変形させ、および前記締結具の前記軸部の長さを軸方向に短縮するように変形させるステップと
   を含む、有孔被加工物に１つまたは複数の有孔部材を締結する方法。
2. 前記締結具の前記軸部の前記雄ねじ山の一部分が前記被加工物内に陥入した後、長さが軸方向に短縮するように変形する、請求項１に記載の締結する方法。
3. 前記ねじ山部分が前記被加工物と係合した後、前記締結具の前記頭部の１つまたは複数の半径方向外側部分を前記軸部の前記尾部の方向に移動させるように、前記締結具の前記頭部を変形させ、それによって、前記締結具の前記頭部と前記被加工物の間で前記部材の他の部材をしっかり締着することを含む、請求項１に記載の締結する方法。
4. 前記締結具を拡張するとともに、前記孔の断面形状をその最初の形状から複数のレンチ面を呈する多角形キーイング形状に変え、それによって、キーイング係合及び、拡張後に、適したレンチ工具により前記締結具を回転させることを可能にすることを含む、請求項１に記載の締結する方法。
5. 前記多角形キーイング形状は正六角形状である、請求項２に記載の締結する方法。
6. 前記締結具の前記軸部の前記半径方向の拡張は、前記軸部のねじ山の前記被加工物への食い込みの程度が前記ねじ山の全高の半分以下であるようにする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の締結する方法。
7. 請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法により達成される締結。
   

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