JP2005517131A - 種々のサイズのスタッドのためのファスナ - Google Patents

Abstract

開示されたファスナが、内部にキャビティを有する本体と、該キャビティを少なくとも部分的に囲む壁とを含む。ファスナはさらに、壁から延びる第１部材を有するフィンガを含む。第１部材は、ファスナをスタッド上に保持するために、遠位端に少なくとも１つの係合機構を有し、該スタッド上の第２係合機構と協働するようになった第２部材に取り付けられる。第１部材は壁から外側に延び、第２部材はキャビティ内に内側に延びる。複数のフィンガの各々が、キャビティの中央に向けて内側に角度が付けられるので、下面に接触するスタッドが該キャビティの中央に向けて移動させられる。

Description

本発明は、スタッドに取り付けるためのファスナに関し、より具体的には、プッシュオン方式のファスナである、そのようなファスナに関する。
（関連出願）
本出願は、２００２年２月７日に出願された米国仮出願第６０／３５５，５９０号の利益を主張するものである。上記出願の開示を引用により本明細書に組み入れる。

スタッドは、例えば自動車製造産業において、ファスナによる種々の部品の取付けを可能にするために使用される。スタッドは、例えば、当該技術分野で知られているような、突起溶接によって又は自動穿孔スタッドを用いることによって取り付けることができる。次いで、ファスナが、種々の部品を取り付けることが可能なスタッドに取り付けられる。例えば、ケーブル、ワイヤ、又はバンドルを取り付けることができ、或いは、ファスナを介して流体処理用チューブ（例えば、ブレーキ液、燃料、空気など）をスタッドに取り付けて、これらの要素の適切な経路を維持することができる。
用いられるスタッドは、種々のサイズ及び／又は構成（例えば、ねじのタイプ）を有することが多い。このことにより、製造者は、種々のサイズのファスナを多量に蓄えておかなければならなくなる。多数のファスナの在庫管理、及び増加した在庫自体に関連するコストは、種々のスタッドに１つのファスナを利用できる場合のコストに比べてずっと高くなる。したがって、種々のサイズ及び／又は構成をもつスタッドに取り付けることができるファスナを提供する必要が存在する。
本発明を適用できる更なる分野は、以下に与えられる詳細な説明から明らかになるであろう。詳細な説明及び特定の例は、本発明の好ましい実施形態を示すが、例示を目的とするものにすぎず、本発明の範囲を限定しようとするものではないことを理解すべきである。

本発明の１つの態様によると、種々のスタッドへの取付けに有用なファスナが提供される。このファスナは、内部にキャビティを有する本体と、該キャビティを少なくとも部分的に囲む壁とを含む。ファスナはさらに、壁から延びる第１部材を有するフィンガを含む。第１部材は、ファスナをスタッド上に保持するために、該スタッドの第２係合機構と協働するように適合された、少なくとも１つの係合機構を遠位端に有する第２部材に取り付けられる。
本発明の別の態様によると、第１部材が壁から外側に延び、第２部材がキャビティ内に内側に延びる。本発明のさらなる態様においては、複数のフィンガが含まれる。フィンガの各々は、キャビティの中央に向けて上向きに角度が付けられた下面を有するので、該下面に接触するスタッドが、該キャビティの中央に向けて移動させられる。
本発明のさらに別の態様においては、係合部材が、ファスナをスタッド上に保持するために、ねじと協働するように適合された、軸方向に配置された、複数の細長い歯を含む。フィンガは、スタッドをキャビティ内に挿入する時に横方向外側に移動するように適合され、軸方向に配置された歯の全てを、スタッドのねじとの係合配向関係を維持しながら、スタッドに力をかける。本発明の更なる態様においては、係合部材は、キャビティの寸法の少なくとも２０％だけ横方向に延びる。

本発明は、詳細な説明及び添付の図面から、より完全に理解されるであろう。
次の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示的なものにすぎず、決して、本発明、その用途、又はその使用を限定しようとするものではない。例えば図１ａに見られるように、本発明は、例えば、ヘッド１２及びねじ部材１４を有する自動車のスタッド１０に取り付けるために使用されるファスナとして、全体を通して議論されるが、該ファスナは、そのように限定されるわけではなく、他の多くの状況に使用することができる。
図１を参照すると、本発明による種々のスタッドへの取付けに有用なファスナの好ましい実施形態が、全体的に２０と示される。このファスナ２０は、一般に、ハウジング２２又は本体から構成される。ハウジング２２は、熱可塑性材料で製造されるのが好ましい。好ましい例には、ナイロン、アセタール、ハイトレル、及びポリプロピレンが含まれる。
キャビティ２４は、ハウジング２２内に配置される。キャビティ２４は、ほぼ正方形の断面を有する壁２６によって囲まれている。キャビティ２４の寸法は、種々のねじスタッド１０を収容するのに十分な程である。例えば、キャビティ２４は、直径が８ミリメートルまでのねじ部材１４を有するスタッド１０を取り扱うのに必要な大きさにされる。同様に、キャビティ２４は、直径が５ミリメートルのねじ部材１４を有するスタッド１０を容易に収容することができる。勿論、例えば、この例におけるように４ミリメートルの差があるような、如何なるサイズのばらつきをも収容することができる。

図２を参照すると、２つの対向するフィンガ２８が、壁２６から外側に延びる。フィンガ２８の各々の第１部材３０が、約２６度の初期角度αで壁２６から片持ち状にされている。キャビティ２４の縦軸と各々の第１部材３０との間の初期角度αは、約１０度から約４０度までであることが好ましく、より好ましくは約２０度から約３０度までである。第１部材３０の下面は、約１．２ミリメートルの半径Ｒ１を用いて、壁２６に接合される。半径Ｒ１は、約０．８ミリメートルから約２ミリメートルまでであることが好ましい。第１部材３０は、約１．３ミリメートルの厚さを有する。第１部材３０の厚さは、約０．５ミリメートルから約２．５ミリメートルまでであること好ましく、より好ましくは約０．８ミリメートルから約１．８ミリメートルまでである。
各々のフィンガ２８の第２部材３２は、約２９度の初期角度βで、第１部材３０の遠位端に一体連結されている。この初期角度βは、約２０度から約４０度までであることが好ましく、より好ましくは約２５度から約３５度までである。２つの部材３０、３２の間の半径Ｒ２は、約０．６ミリメートルである。この半径Ｒ２は、約０．３ミリメートルから約３ミリメートルまでであることが好ましく、より好ましくは約０．４ミリメートルから約２ミリメートルまでである。第２部材３２が第１部材３０に連結する場所の近くの領域における該第２部材３２の厚さは、該第１部材３０に関して上述されたものと同じである。

第２部材３２は、スタッド１０のねじ１６と協働するように適合された複数の係合用突起部３４をその遠位端に有する。或いは、１つの歯３４を利用することもできる。このように、突起部３４は第１係合部材として働き、ねじ１６は第２係合部材として働く。スタッド１０のねじ１６は、例えば１ミリメートル・ピッチのメートルねじ、又は１．６ミリメートル・ピッチのねじとすることができる。係合用突起部３４は、横方向に細長い３つの歯として示されている。この係合用突起部３４は、好ましくは、キャビティ２４の幅の少なくとも約２０％、より好ましくは、少なくとも約５０％、さらに好ましくは少なくとも約７５％だけ延びることが好ましい。
各々の細長い歯３４は、好ましくはスタッドのねじ１６との間の形状と嵌合する輪郭をもつ。中央の歯が上部の歯と下部の歯の間の全体の間隔の約３分の１の間隔で該下部の歯の上方にくるように、歯３４が軸方向に割り当てられる。この全体の間隔は、約２ミリメートルから約４ミリメートルまでであることが好ましく、より好ましくは約３ミリメートルである。中央の歯はまた、わずかに、好ましくは約１ミリメートル後退させられる。フィンガ２８の１つの歯３４は、ねじ１６のピッチ間隔のおよそ半分だけ任意にオフセットされ、そのことが、実質的にあらゆる位置での確実な固定を保証するのを助ける。このオフセットは、約０．５ミリメートルから約０．８ミリメートルまでであることが好ましい。

各々の第２部材３２の最下面３６には、通常、キャビティ２４の中央に向けて傾斜がつけられている。これらの最下面の水平面からの角度は約４４度である。この角度は、約３０度から約６０度までであることが好ましく、より好ましくは約４０度から約５０度までである。この角度により、スタッド１０がキャビティ２４内に挿入される時に、これらの下面３６が心出し調整機能を提供するように働く。挿入中にスタッド１０を心出し調整する結果として、各々のフィンガ２８上にかかる力が等しくなる。その結果、各々のフィンガ２８の移動が最小限に抑えられ、よって挿入力が最小限にされる。また、下部の歯をもつ下面の水平面からの角度は、少なくとも約３０度であることが好ましい。
図３を参照すると、点線が、スタッド１０をキャビティ２４内に挿入する前のフィンガ２８の最初の位置を示している。左側のフィンガ２８は、相対的に小さい直径のスタッド１０が挿入された時の最終の位置を示している。右側のフィンガ２８は、相対的に大きい直径のスタッド１０が挿入された時の最終の位置を示している。いずれの場合も、フィンガ２８が、その最初の位置から横方向に移動されることが分かる。この横方向の移動によって、挿入されたスタッド１０のねじ部材１４にかかる付勢力、圧縮力がもたらされる。このように、フィンガ２８は、種々のスタッド・サイズのいずれが用いられるかに関係なく、歯３４とスタッド部材１４のねじ１６との係合を確実なものにする。

フィンガ２８の遠位端間の間隔は、相対的に小さい直径のスタッド１０の場合は、最初の間隔から約２．２ミリメートルだけ増加し、相対的に大きい直径のスタッド１０の場合は、約５．０ミリメートルだけ増加する。所定の適切なスタッド部材を挿入する結果として、この間隔は、好ましくは約１．５ミリメートルから約６．０ミリメートルまで、より好ましくは２．０ミリメートルから５．５ミリメートルまで増加する。係合用歯３４の間の最初の間隔は、約２．９ミリメートルである。
フィンガ２８が外側に移動する際は、それらの複合特性により、歯３４をほぼ縦方向に位置合わせしたままにすることが可能になる。このように、歯３４は、種々のスタッド１０のいずれのサイズが挿入されるかに関係なく、スタッド部材１４に対して適切な角度で位置合わせされた状態が維持される。フィンガ２８の部材３０、３２を、互いに対して撓み、移動することができるように構成することによって、この維持された縦方向の位置合わせが可能になる。例えば、相対的に小さいスタッド１０の場合は、角度αは、最初の約２６度から約３３度まで変化し、相対的に大きいスタッド１０の場合は、約４６度まで変化する。このように、上記の間隔と同様に、角度αは、大きい直径のスタッド１０の場合はおよそ２倍になり、小さい直径のスタッド１０の場合は約５０％だけ増加する。同様に、角度βは、相対的に小さいスタッド１０の場合は、最初の約２９度から約２１度まで変化し、相対的に大きいスタッド１０の場合は、約１４度まで変化する。この減少は、大きいスタッド１０の場合は約５０％だけであり、小さいスタッド１０の場合は約２５％だけである。したがって、種々の位置の間の均衡は全て、ほぼ一定のままである。

図１及び１ａを参照すると、ハウジング２２はさらに、キャビティ２４の大きな寸法の部分を囲む基部３８を含む。キャビティ２４のこの部分は、種々のサイズのスタッド１０のうち最大のヘッド１２を収容するような大きさ及び形状にされる。基部３８は、一般に、スタッド１０が通常溶接によって取り付けられる面に接触する下面を含む。代替的に、基部３８の下面は、スタッドのヘッド１２、中間部分に接触してもよく、又はいずれとも接触しなくてもよい。
ハウジング２２はまた、ケーブル、ワイヤ、バンドル、又は流体処理用チューブを保持するために用いることができる保持部材４０も含む。図１の保持部材４０は、凹状の溝を有する細長い保持部材４０である。ワイヤ又はチューブは、凹部内に少なくとも部分的に配置される。次いで、細長い保持部材４０の少なくとも一端の周りにテープが巻かれ、該ワイヤ又はチューブを取り付け、これらを所定の位置に保持する。延長壁４２が、細長い保持部材４０の各々の端部に配置され、テープが両端から引っ張られるのを防止するように働く。

図４を参照すると、別の保持部材１４０が示される。この保持部材１４０は、ハウジング２２に取り付けられたワイヤを結合するために一般に使用される、本質的に調整可能な標準的固定用プラスチックバンド１４２である。このバンド１４２は、一連の鋸歯状の縁部１４４を含み、この縁部１４４は、該バンド１４２がハウジング２２の開口部を通って一方向に挿入されることを可能にするが、該バンド１４２が反対方向に引き戻されるのを防止するために、該鋸歯状の縁部１４４に押し当てて固定する突起部（図示せず）と連動する。
ファスナ２０は、一般に、一旦該ファスナ２０がスタッド１０に固定されると、該スタッド１０上に留まるが、ファスナ２０をスタッド１０から取り外すことが望ましい幾つかの状況もある。スタッド１０からねじ戻すことによって、ファスナ２０を取り外すことができる。しかしながら、フィンガ２８の一部が組み合わせられている、及び／又は壁２６の外側にあるという事実により、取り外しのための付加的な選択肢が与えられる。例えば、フィンガ２８をつかみ、横方向外側に引っ張って、歯３４をねじ１６と分離させることができ、これによりファスナ２０をスタッド１０から外してまっすぐ上方に引き抜くことが可能になる。ワイヤ又はチューブを保持部材４０、１４０から取り外す必要がなく、ファスナ２０をねじ戻すために必要な取り外しが容易になるので、これは有益である。例えば工具によって、第１部材３０及び第２部材３２の連結部付近の該第２部材３２の底部に、上向きの力を共に与えることもできる。また、この上向きの力はまた、係合歯３４を解放し、上向きの力単独での取り外しを可能にする。

本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、説明された実施形態に他の多くの修正を加えることができる。例えば、２つのフィンガ２８が示されているが、如何なる数を用いてもよい。１つのフィンガ２８が用いられる代替例においては、キャビティ２４の別の側を滑らかにしてもよく、又は内面に不動歯３４を組み込むこともできる。別の例として、ねじ１６と協働する係合用突起部３４が示されるが、他の多くの係合機構を用いることができる。１つの代替例においては、歯３４の代わりに、スタッド部材１４上の係合用突起部が、フィンガ２８上の凹部と協働することもできる。
本発明の説明は、本質的に単なる例示にすぎず、よって本発明の主旨から逸脱しない変形は、本発明の範囲内にあるように意図される。このような変形は、本発明の精神及び範囲から逸脱するものとみなされるべきではない。

本発明のファスナの好ましい実施形態の斜視図である。 図１のファスナの中心を通って取られた、スタッドを含む斜視断面図である。 図１のファスナの部分正面図である。 図１のファスナの壁から延びるフィンガの種々の位置を示す。 本発明のファスナの別の好ましい実施形態の斜視図である。

Claims (18)

1. 種々のスタッドへの取付けに有用なファスナであって、
   内部のキャビティと前記キャビティを少なくとも部分的に囲む壁とを有する本体と、
   前記壁から外側に延び、前記キャビティ内に内側に延びる第２部材に取り付けられた第１部材を有するフィンガと、
   を備え、
   前記第２部材が、前記ファスナを前記スタッド上に保持するために、該スタッドの第２係合機構と協働するようになった第１係合機構を有することを特徴とするファスナ。
2. 前記第２係合機構が前記スタッドの複数のねじであり、前記第１係合機構が突起部であることを特徴とする請求項１に記載のファスナ。
3. 前記本体から延び、物体を前記ファスナに保持するようになった保持部材をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のファスナ。
4. 前記フィンガが複数のフィンガであることを特徴とする請求項１に記載のファスナ。
5. 前記第１係合機構が複数の歯であることを特徴とする請求項１に記載のファスナ。
6. 種々の異なるスタッドへの取付けに有用なファスナであって、
   前記種々のスタッドを収容するようになった内部のキャビティと、前記キャビティを少なくとも部分的に囲む壁とを有する本体と、
   前記壁から延び、前記ファスナを前記スタッド上に保持するために、該スタッドの第２係合機構と協働するようになった第１係合機構をもつ遠位端を有するフィンガと、
   を備え、
   前記フィンガが、前記壁から第１の角度で延びる第１部材と前記第１部材から第２の角度で延びる第２部材とを有し、前記種々のねじスタッドのいずれが前記キャビティ内に挿入されるかに関係なく、力が前記スタッド部材にかけられ、前記協働する係合機構に係合することを特徴とするファスナ。
7. 前記第１角度が約１０度から約４０度までであることを特徴とする請求項６に記載のファスナ。
8. 前記第２角度が約２０度から約４０度までであることを特徴とする請求項６に記載のファスナ。
9. 前記第１部材を前記第２部材に接合する内面が、約０．３ミリメートルから約０．９ミリメートルまでの半径を有することを特徴とする請求項６に記載のファスナ。
10. 前記壁を接合する前記第１部材の下面が、約０．８ミリメートルから約１．４ミリメートルまでの半径を有することを特徴とする請求項６に記載のファスナ。
11. 種々のねじスタッドへの取付けに有用なファスナであって、
    前記種々のねじスタッドを収容するようになった内部のキャビティを有する本体と、
    前記ファスナをスタッド部材上に保持するために、前記スタッドの前記ねじと協働するようになった遠位端を有する前記本体から延びる少なくとも２つのフィンガと、
    を備え、
    前記フィンガの各々が、前記キャビティの中心に向けて上方に角度が付けられた下面を有し、前記下面に接触するスタッドが該キャビティの中心に向けて移動させられるようになったことを特徴とするファスナ。
12. 前記フィンガの１つの前記ねじと協働するようになった端部が、該フィンガの別のもののねじと協働するようになった端部から軸方向にオフセットしていることを特徴とする請求項１１に記載のファスナ。
13. 前記軸方向のオフセットが、前記ねじのピッチのほぼ半分に等しいことを特徴とする請求項１２に記載のファスナ。
14. 前記本体から延び、物体を前記ファスナに保持するようになった保持部材をさらに備えることを特徴とする請求項１１に記載のファスナ。
15. 種々のねじスタッドへの取付けに有用なファスナであって、
    前記種々のねじスタッドを収容するようになった内部のキャビティを有する本体と、
    前記本体から延び、前記ファスナをスタッド部材上に保持するために、ねじと協働するようになった遠位端上に細長い係合部材を有するフィンガと、
    を備え、
    前記細長い係合部材が、該係合部材に沿った方向に前記キャビティの寸法の少なくとも２０％だけ延びることを特徴とするファスナ。
16. 前記本体から延び、物体を前記ファスナに保持するようになった保持部材をさらに備えることを特徴とする請求項１５に記載のファスナ。
17. 前記フィンガが複数のフィンガであることを特徴とする請求項１５に記載のファスナ。
18. 前記細長い係合部材が複数の歯であることを特徴とする請求項１５に記載のファスナ。

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