JP2005517876A - 拡大可能のコレットアンカー装置、その構成要素並びにそれの製造方法及び使用方法 - Google Patents

Abstract

【解決手段】 拡大可能のコレットアンカー装置は、少なくとも２つの目的物を留めるための手段を組み込んでいる。各目的物は、円形の穴を有しており、構造又は非構造の付属物を形成している。

Description

非永久床パネルの取り付けの分野においては、ナット及びボルトの組み合わせが通常使用されている。単純な方法は、ねじ付ボルト（又は、スタッド）を床パネルと基礎構造体（基礎構造物）との間の通路の正面側に直接通すことと、通路の裏側に配置された同様のねじナットをボルト（スタッド）に取り付けることとが含まれる（ねじ付スタッドの場合、ナットはスタッドに螺合するように通路の正面側及び背面側おかれる。）。次いで、床パネルを基礎構造体に堅固に取り付けるために、トルクがボルト（スタッド）に対してナットに加えられる。

高精度の設備においては、床パネルの拡大通路に配置された容器入りの挿入物を使用しており、この挿入物は一般的なスタッドやボルトを共同して受け入れる内部通路を有している。一般には、皿状の頭部とされた機械ねじが好まれている。これは、床パネルがトルク及び圧縮により容易に湾曲する蜂の巣状の合成材料で製作されて、挿入物がその合成材料に接着されるとき、特に有用である。通常の設備は、通路の前側（正面側）付近に存在する頂面と、床パネルと基礎構造体との間の介在物付近に存在しかつ拡大した結合フランジを有する下面とを有する挿入物を使用している。挿入物の頂面は床パネルの正面側に適するように据え込まれても据え込まれていなくてもよい。また、拡大された結合フランジは、結合面を有するため、床パネルへの挿入物の結合が容易になる。しかし、結合フランジと据え付け操作との組み合わせによって、２つの接合面のそれぞれを床パネルの各面に有する２分割挿入物を床パネルに設置してもよい。

さらに精巧で工業的な好ましい床パネルの基礎構造体への取り付け方法は、蜂の巣状又は同種の床パネルに設置された容器入り挿入物を使用すること、薄板のナット部を基礎構造体の通路の裏側に取り付けること、皿状頭部のねじが挿入物の通路に挿入されて、薄板のナットに対してトルクを与られ、薄板のナット部材が基礎構造体に種々の方法により維持されることを含む。トルクは、皿ねじを薄板ナット部材に対して回転させ、これにより床パネルを基礎構造体に締め付ける。

従来のナット要素には多くの変種があり、そのうち人気のある２つに薄板ナットとクリップナットとがある。薄板ナットの変種は、ナット部を形成された板に、その板の中心穴の上の中央に位置されて、小さな横方向非配列を与えるように捕捉されている。加えて、ナット要素を保持する板もまた少なくとも２つの穴を板の縁部付近に配置して、構造物への取り付け点としている。薄板ナット全体は、これ等の穴を通して前記中心穴が基礎構造体の通路に沿って位置するように、基礎構造体に鋲止めされる。

薄板ナットのクリップナットの変種は、ナットがＵ字状板に、捕捉されるか、形成されている。このＵ字状板の開口はこれが取り付けられる構造体（構造物）と調和する大きさとされており、またナット要素は構造体に沿うように配置されている。ナットは、形成されたリターンタブによりＵ字状の底面外部に密接に保持されている。リターンタブは、ナットが貫通穴又は通路の上で整列し、前記板部材に対して回転を阻止されるように構成されている。

航空宇宙産業における現在の製造方法は、上記のようにパネルを基礎構造体に取り付けるために薄板ナット及びクリップ式薄板ナットを一般に使用している。しかし、これら既存の方法は、高価な再工事や遅延等の本質的に有害な結果をともなうことがしばしばある。

既存の製造方法においては、クリップで留められた薄板ナットが通路と基礎構造体の縁部との間の距離をまたぐ適切なのど厚を持たない場所に、リベット留め薄板ナットを使用することができる。しかし、リベット留め薄板ナットは、時間消費型で高価な特殊設備を必要とする。特殊装置は、基礎構造体に主要中心穴と、それより小さい２つの穴をさらにあけて、そこからリベットを通すので、１つの設備を完成するのに１５分係るのが普通である。両リベットは、トルク反応部材として作用し、薄板ナットを結合に使用しないとき、構造体に保持する。薄板ナットは、その際、さらに特殊化された装置を使用して、基礎構造体にリベットで留めなければならない。この作業中、リベット又はリベット穴が非整列にならないように細心の注意が必要となる。そのような非整列は、例えば、構造体全体の取り替えのような諸問題や、非常に高価な作業をもたらす。

上記に加えて、リベット留めナット板の横フロート（lateral float）は、腐食防止をする後のコーティング工程において除去することができる。ナットは密閉材又は腐食防止剤により非整列におかれ、これにより引き続くトルク操作の間ボルトがナットと係合することが防止される、という問題がある。

クリップ留めナット板は、リベット留めの変種より好まれ、特殊化された設備及び方法を必要としない。上記のように、それらは構造体に単に横向きに取り付けられる。Ｕ字状の開放端は、クランプ力を持つスプリングを形成するように曲げられて、構造体がＵ字要素の頂部と底部との間に挟まれるように構造体に横に挿入される。Ｕ時要素の閉鎖側は、反トルク部として作用する。わずかに曲げられたＵ字要素（構造要素に挿入された後、開放されている）は、非係合時の位置に保持するように、わずかなスプリング状クランプを提供している。Ｕ字部の頂部は、曲げられたロケータ又はタブを有し、クリップ留めナット板を構造体の穴に配置している。このロケータタブ（locator tab）は、通常小型にされ、ナット板が構造体の穴とロケータタブとの間の寸法差により決定される範囲内で横に動くことを許す。

しかし、ロケータタブは、クリップナットの着脱時や、基礎構造物の腐食防止コーティング処理時に、基礎構造物の面を擦る鋭いエッジを有する。クリップナットの着脱の結果として生じる擦り傷は、腐食の開始箇所となる。加えて、トルク反作用部として作用するＵ字の背部は、基礎構造物に傷又は摩擦を生じさせて、腐食の開始箇所を形成する。

各ナット板は、また、それらの使用に関連して特有の問題を有しており、以下の共通の不利益をもたらす。両者の設計は、航空機の運転の間に時間の経過と共に留め状態を緩める傾向にある振動力に対する一定レベルの抵抗力を提供することが必要なねじによるロック装置を使用することになる。このねじロック装置は、最も一般的な機構であり、ナットを機械的に変形させる構成である。ねじの歪みは、振動に抗するねじに連続的な予負荷を提供する。それゆえに、ねじ式ロックを解決するために付加的なトルクを与えて所定のクランプ力を与えなければならない。

ねじ式ロック装置は、また、その寸法の正確さを制御することが難しい。ときには過激に変形し、スタッドが挿入されたナット内で固定される。他の場合、変形が不十分で、留め状態が時間経過と共に振動を生じる。

ナット板タイプの他の大きな不利益は、構造体の両側に接近することが必要なことにあり、正確な盲留め具とならない。例えば、個々のナット要素が損傷又は故障をしたり（ねじ式ロック装置の変形を無視できないように）、床パネルの取り付けの間に交換しなければならないと、不完全なナット板に接近するためには、全体の床パネル及び引き続き取り付けられた全てのスタッドを除去しなければならない。また、各ナット板を取り付け、床パネルを所定の位置におき、スタッドを所定の位置に取り付けてトルクを加えるために、付加的なラバーが必要である。

最後に、既存のナット板は、整列配置の困難性を有する。ナット要素は、スタッドの取り付け中心を見出すようには設計されていない。これは、ナット要素及びスタッドのいずれかのねじを損傷する。

本発明は、ブラインドサイド（blind side）の留め装置、その構成要素、それの製造方法及びそれの使用方法に関する。

本発明に係る拡大可能のコレットアンカー装置は、それぞれが円形の穴を有しかつ構造体状又は非構造体状の付属物を共に形成する少なくとも２つの目的物を留める手段を含む。

実施例にかかわらず、多くのブラインドサイド留め装置においては、コレット本体が使用される。コレット本体は、長手軸線を有しており、また円形の開口を形成する第１の端と、円形の開口を形成する第２の端とを含む。第１の端に隣接する部分は、内面、外面、漸進的な半径プロファイルを有する第１の壁部であり、第１の端から縦に伸びる少なくとも２つの第２のスロットを形成しており、それにより少なくとも２つのフィンガーが形成されている。第２の端に隣接する部分は、内面、外面、及び漸進半径プロファイルを有する第２の壁部である。ここで、用語「漸進半径プロファイル」は、対応する壁の外周に対しコレット本体の軸線に沿うセグメントにより得られる一連の半径寸法を意味する。プロファイルはプロファイルの開始点から決定される漸進的な、増大、減少、一定、又はそれらの組み合わせとしてもよい。

上記に加えて、各種の幾何学的断面の円形突出部は、第１の壁部から伸びている。２つの壁部の分割は、半径方向への変位に関係する又は名目(nominal的な中間本体部によってもよい。コレット本体は、第１の端から伸びる第１のスロットを有していてもよく、また必要ではないが、第１のスロットは第２の端まで伸びていてもよい。第１のスロットはコレット本体の軸線に平行であってもよいが、実施例においては前記軸線に対し曲がっているか螺旋である。

動作において、コレット本体は、先ず、第１の端を少なくとも２つの目的物の整列した穴に挿入される。本発明の目的のために、コレット本体の挿入により最初に遭遇した目的物は基部(proximal)目的物であり、コレット本体の挿入により最後に遭遇した目的物は末梢(distal)目的物である。挿入は、第１の壁部の円形突出部が末梢目的物を通り、第２の端が基部目的物(proximal object)に接する又は中間構造体を介して基部目的物に結合されるまで継続される。

一連の実施例において、フィンガーは、所定の状態、すなわち第１の壁部の漸進半径プロファイルが第１の端に対し一定の状態又は増大する（広がる）状態のいずれかである（減少する漸進半径プロファイルを用いてもよい。しかし、これは、挿入の間、引き続く集束の度合いがより制限される）。これらの実施例において、フィンガーは、末梢目的物の穴に対する円形突出部のために一時的な集束を受ける。そのようにした後、フィンガーは、それらを形成する材料に依存して、初期状態に戻る（形状記憶材料が選択される）。そのような例において、円形突出部は、コレット本体の移動を防止する。少なくともいくつかのフィンガーが非拡大状態又は集中状態を回復させるか、又は円形突出部の性質がそのような働き、例えば円形突出部が末梢目的物の化粧スロープ(facing slope)を含むことを容易にする。少なくとも２つのフィンガーがそれらの初期状態に戻らない（可鍛材料が選択される）と、留める目的を完成するために以下に説明するようなスタッドを使用することができる。

他の一連の実施例において、フィンガーは、集束状態、例えば第１の壁部の漸進半径プロファイルが第１の端に向けて集束する状態にある。この実施例において、円形突出部が末梢目的物を通過した後、フィンガーは、例えば以下に記載するスタッドの挿入により、半径方向に拡大される。さらに、フィンガーは、スタッド又は他の挿入物の援助なしに初期の半径への拡大の後、初期状態に戻されてもよいし、戻されなくてもよい。

上記のように、コレット本体の材料の性質は、コレット本体の性能に影響を与える。コレット本体を多くの材料から形成し得ると、コレット本体はそのような多くの材料で記憶特性又は可鍛特性若しくはそれら２つの組み合わせの特性を有することができる。記憶材料は、歪みが除去され、その後作用を受けた部分が初期状態に戻るまで、又はできるだけ初期状態に戻るまで、コレット本体のフィンガーが一時的に歪むことを許す。好ましい記憶材料は、スプリング鋼、プラスチック、コンポジット等を含む。可鍛材料は、作用を受けたコレット本体部分の物理的状態を永久的に変える少なくとも１つの力により歪み状態を生じる。好ましい可鍛材料は、鋼、アルミニウム、チタニウム等を含む。組み合わせ材料は、混成応答特性(hybrid response)、合成材料に大きく依存する性質を表す。コレット本体の意図する適用は、最も望ましい構成物決定する。

選択された装置の実施例において、スタッド及び／又はスリーブ挿入物は、２つの目的物を一方側だけから互いに留めるように使用してもよい。スタッドは、第２の壁部の内径寸法に本質的に適合するように寸法付けられる（個々に使用するように、用語「本質的に適合する」は、第２の壁部の内径寸法より大きく、第１のスロットが第２の壁部を横切るとき半径方向に拡大する性質のためにコレット本体により適合されるスタッドの直径寸法を含む。）。コレット本体に挿入されたとき、スタッドはフィンガーを半径方向に拡大させる。

ある実施例においては、スタッドは、コレット本体の少なくとも一部に形成された相補的なねじ穴を有することが好ましい場合、連続的にねじ切りされている。そのようなねじは、コレットに対する回転を許しつつ、コレットに対しスタッドを安定させる目的で、いずれかの壁部に形成される。他の実施例においては、スタッドは、断続的なねじ、例えば鋸歯ねじを有する。その実施例において、相補的なねじをコレット本体内に形成してもよいし、形成しなくてもよい。これは、そのようなねじの目的がスタッドのコレット本体からの容易な脱落を防止することにあるためである。

選択された実施例において、コレット本体は、また、ねじ部材又はスタッドがコレット本体の内壁の部分に係合してトルクがコレット本体に作用したときに、コレット本体の回転を防止する回転防止手段を含む。非回転構造物は、機械的な基礎と係合し、また基部目的物であるか又は留めるべき目的物の１つに添えられるスリーブのような補助片である。

コレット本体に導入された回転に逆らう各種の手段を利用することができる。精巧に適合されたコレット本体及び挿入穴を仮定するに（スリーブ挿入物のような補助構造物により又は部分穴により決定されるか否かにかかわらず、）、一連の実施例においてはコレット本体の非円形断面部分の結合に依存する。これの単純な例は、キー及びスロットである。キーはコレット部分に備えられ、スロットは取り付けられる片（又はスリーブ挿入物のような補助構造体）に形成されていてもよく、またその逆であってもよい。当然、複数のキー及びスロットを使用してもよい。キーの幾何学的形状は、矩形、曲線のある形状又は多角形であってもよい。さらに、挿入穴がキーに幾何学的に補足的であることが好ましいが、挿入穴がキーで回転を妨げることが必要なだけである。このため、例えば、１つの主要な特徴はコレットにあってもよいし、挿入穴に形成されたいくつかの穴にあってもよい。その主要な特徴は、これがコレット本体の回転を防止するように動作しさえすれば、適宜な回転防止手段が考えられる。

上記のように、装置は、円形のベースであってそれから伸びるリム部を有するベースを含むことが好ましい挿入スリーブを使用している。しかし、ある実施例においては、そのような円形のベースを省略している。挿入物の目的は、２つの目的物の取り付けを容易にするための手段を提供することである。挿入物の第１の目的は、基部目的物の境界を越えて置換を停止する手段を提供することであり、スタッドヘッドはスリーブに対し直接的又は非直接的に共同し、他の末梢目的物の穴伸びていない。このため、スタッドヘッド座は、スリーブ挿入物の内面に沿って配置され、コレット本体とスタッドとが挿入されるリム部に又はその近くに配置されることが好ましい。挿入物の第２の目的は、ねじスタッドを使用するとき、コレット本体により発生されたトルクを妨害するように機械的ベースを提供することである。このため、スリーブ挿入物は、例えば鍵形、四角、六角（key, square, hex）等の回転防止の特徴を含み、コレット本体は補足的な配列を含み、スリーブ挿入物は、これが機械的ベースの拡大を形成するように、少なくとも一方の目的物に堅固に取り付けられる。挿入物の第３の目的は、円形のベースが削除されたとき、スリーブ挿入物のリムに外側フランジ部を提供することである。そのような実施例において、スタッドは、目的物に関係する外側フランジにより、スリーブ挿入物に関係する。これらの特徴のいくつか又は全ては、１つの又は両目的物が破壊力にさらされて相対的に壊れやすいとき、特に有利である。

同じ部材を同じ符号で示すいくつかの図を参照する。図５から図７は、コレット本体の第１の実施例を示す。他の方法が記載されていない限り、多くの記載されたコレット本体又はコレット装置は、単一のアタッチメントを形成すべく、少なくとも２つの目的物を互いに安定させるように、すなわち少なくとも２つの目的物を互いに確実に留めるように、意図されている。この例に対する他の例は図１７から図２２に示されており、それらの図において、スタッドは、１つの目的物に堅固に取り付けられて、これに第２の目的物を固定するように作用する。

図５〜図７を参照するに、コレット本体２０は、その意図する適用のために、金属、ポリマー及びコンポジットを含む適宜な任意の材料から形成することができる。図示の例においては、コレット本体２０は、金属から形成されており、また第１の端部３０と、突出部３４を含む第１の壁部３２であって複数のフィンガー３６を形成する第１の壁部３２と、中間本体部５０と、第２の端部６０であって第２の壁部６２及びフレア状のヘクス(hex)６６を含む第２の端部６０とを含む、各種の部分及び要素を含む。コレット本体２０は、また、コレット本体２０の内面２２から外面２４まで伸びる主スロット２６を有している。主スロット２６は、コレット本体２０のために使用する材料の性質、壁厚及び当業者に知られている他の要因により定まる半径方向へのコレット本体２０の選択的な拡大並びに収縮を許す。

第１の壁部３２を参照するに、各フィンガー３６は、圧力軽減部４０を含む第２のスロット３８により分離されている。設計上、各フィンガー３６の数は、図示の例では６であるが、２から多数までの範囲とすることができる。フィンガー３６の長さは、また、設計上適宜な値に決定される。突出部３４の目的は、以下により詳細に説明するように、末梢目的物に対しフランジとして、又は軸線方向への移動の障害要素として作用する。

第２の壁部６２は、中間本体部５０により第１の壁部３２から離されており、また第１の壁部３２の直径に比べ小さい内径を有するように示されている。そのような小さい直径はコレット本体の機能に必要ではない。第２の壁部６２はフレア状ヘクス６６を形成している。フレア状ヘクス６６は、第３のスロット６８により分離されている。以下に詳細に説明するように、フレア状ヘクス６６の目的は、いくつかの例においては反回転要素として作用し、他の例においてはその近くの物体に対するフランジとして作用することである。

多くの実施例においては、付加的な構造物がコレット本体の回転及びその軸線方向への変位の防止を容易にすることに用いられる。そのような付加的構造物は、スリーブ挿入物９０及び９２として図１から図４に示されている。スリーブ挿入物９０は、図１から図３に最良に示されており、また２つの主要素、すなわちシリンダ９２及びベース１０６を含む。コレット本体２０と同様に、スリーブ挿入物９０は、金属、ポリマー及びコンポジット等、目的とする適用のために最適な材料から構成することができる。好ましい形において、スリーブ挿入物９０は、これが他の部材に適宜に取り付けられる要素から構成されても、その性能に本質的な影響を受けることなく、単一の部材として構成される。

シリンダ９２は、外面９４と内面９６とを有し、また長い溝９８とリムすなわち棚１０４とを形成している。シリンダ９２は、さらに、スタッド８０の相補的なテーパー面の座として作用する斜面すなわちテーパー面１０２を上部リップ１００に隣接して又は上部リップ１００と一体に有すると共に、下部リップ１０８を有する。以下に説明するように、内面９６の幾何学的形状は、コレット本体に与えられた第２の端部６０の選択された要素と相互に作用するように意図されている。このため、図示の実施例においては、長い溝９８は、斜面すなわちテーパー面１０２からリムすなわち棚１０４まで伸びており、またシリンダ９０内におけるコレット本体２０の長手方向移動は許すが、シリンダ９０内におけるコレット本体２０の回転を阻止するようにフレア状ヘクス６６と相互作用をする。リムすなわち棚１０４は、コレット本体２０がフィレア状ヘクス６６との相互作用により下部リップ１０８を完全に超えて伸びることを防止する利点を有する。

前述のスリーブ挿入物は、基部目的物に機械的又は化学的に取り付けられるように、設計されている。しかし、ユーザーが基部目的物の底面に接近しないならば、図４に示すスリーブ挿入物９０‘を使用してもよい。図示のように、上部リップ１００‘は過剰挿入を防止するフランジすなわちフレア状プロファイルを有しており、ベース１０６は存在しない。ユーザーは、スリーブ挿入物９０‘を基部目的物の穴に下部リップ１８から挿入して接着し、次いで上部リップ１００７を基部目的物の上面に押圧して接触することを必要とする。この相互作用は、図１５及び図１６に詳細に示す。

図１３から図１６を参照するに、スタッド８０は、斜面すなわちテーパー面８４を有する頭部８２と、１以上のねじ８８を有する軸８６とを含む。設計上、ねじ８８は、（一重ねじ、二重ねじ又は三重ねじのように）連続していてもよいし、（例えば、鋸歯ねじ（buttress threads）のように）連続していなくてもよい。ねじ８８が連続していると、内面２２の内部ねじ６４はねじ８８と相補的な形状とされる。ねじ８８が非連続であると、内面２２は、設計上、平滑面であってもよいし、平滑面以外の他の面であってもよい。

図１３から図１６を引き続いて参照するに、既に述べた構成要素の相互作用は、基部パネル７２、厚い末梢パネル７６及び薄い末梢パネル７６‘についての説明に示されている。図１３及び図１４において、スリーブ挿入物９０は、パネル穴が整列した状態に、ベース１０６を基部パネル７２の底面に接着することにより、基部パネル７２に固定される。図１５及び図１６において、スリーブ挿入物９０‘は、外面９４を末梢パネル７６の穴に接着することにより、パネル７２の穴に固定される。これの代わりに、図示してはいないが、外面９４は、末梢パネルと物理的に係合するローレット又は羽根のように半径方向に伸びる複数の半径方向延在要素を含むことができる。また、コレット本体２０がスリーブ挿入物９０又は９０‘に挿入されて、突出部３４を有する第１の壁部３２の少なくとも一部がパネル７６又は７６’の穴を貫通するように付勢される。

図１５に示すように、全ての壁部３２又は中間本体部５０までもが末梢パネル７６を貫通していると、図示の例の機能性を低減させない。図１３及び図１５を参照するに、コレット本体２０の挿入後、同時に又は時間をおいて、ねじ８８が相補的な内部ねじ６４（図６参照）と係合するように、スタッド８０が第２の端部６０側から挿入される。スタッド８０は、トルクを与えられることにより、第１の端部３０に向けて移動され、それにより図１４及び図１６に示すように集束性フィンガー３６を半径方向に拡大させる。コレット本体は、スリーブ挿入物９０の溝とコレット本体のフレア状ヘクスとの間の物理的な相互作用によりスタッドの回転により作用するトルクに応答して回転を防止される。

図１４及び図１６に示すように、スタッド８０は、突出部３４が末梢パネル７６又は７６’の露出面に接触するまで、第１の端部３０に向けて及びそれを超えて連続的に移動される。コレット本体の上方への移動が末梢パネル７６又は７６’の露出面と突出部３４との間の相互作用により阻止されるので、スタッド８０は下方に移動される。当業者が認識するように、斜面８４が斜面すなわちテーパー面１０２と接触し、上方へのコレット本体の移動が次に生じるように、スタッド８０が回転の前又は回転の間軸線方向下方に駆動されるならば、前進の順序は逆になる。上記の結果、コレット本体２０は、スリーブ挿入物９０又は９０’の上部リップ１００又は１００’に向けて移動される。前進の結果、斜面８４はシリンダ９２の斜面すなわちテーパー面１０２に接触し、突出部３４は末梢パネル７６又は７６’に接触する。両パネルが圧縮状態にあるので、スタッド８０のさらなる回転はそれらのパネルをより強く圧縮する。

コレット本体及び締め留め装置の他の実施例は、図１７から図２２に示されている。この実施例において、コレット本体１２０は、例えば、第１の壁部１３２、突出部１３４、複数のフィンガー１３６、複数の第２のスロット１３８、中間本体部１５０、及び内部ねじ１６４等、コレット本体２０において見られる多くの基本要素及び特徴を含む（この実施例において、中間本体は、第１の壁部に併合されているが、フィンガーを第２の端部から分離している。）。しかし、コレット本体２０のようにフレア状ヘクスを用いる代わりに、フレア状のフランジ１６６が用いられ、このフランジ１６６は斜面１７０を含む。

回転阻止のための手段として、第２の端部１６０と共同するフレア状ヘクス又は同種の構造体に依存する代わりに、コレット本体２０は、同じ回転の間スタッド８０によりコレット本体１２０にトルクを与える間に遭遇する逆回転力に対する第１の壁部１３２の直線により囲まれた外面１４６と穴１７４との性質に依存している。このアプローチは、スタッドの回転の間、コレット本体の回転を防止するための付加的手段を意味する。

好ましくは、穴１７４は、少なくとも部分的に直線で囲われているか、又は円に対向するように非対称である。すなわち、穴の少なくとも一部、好ましくは４つの部分が直線であるか、又は穴がこれの軸線の周りに非対称である。作動点から、目標は、取り付ける目的物に対してコレット本体の軸線方向への回転を阻止する間、軸方向への移動を許すことにある。したがって、コレット本体の軸線方向移動のプロファイルは、スリーブ挿入物又は同種の構造物との接触において、コレット本体の適切な範囲における軸線方向プロファイルが一定であるかぎり、一定である。

取り付ける多くの目的物に直線で囲まれた又は非対称の穴を創造することが可能でない場合、クリップ１１０のような補助構造物を使用することが望ましい。クリップ１１０は、図２１及び図２２に示されている。クリップ１１０は、基部穴１１４に加えて、直線状縁部により形成された直線状穴１１２を含む（当業者は、直線で囲まれた末梢穴の特性に加えて、又はそれの代わりに、基部穴が直線で囲まれた形状を有してもよいことを認識されるであろう。）。選択的適用のために、図２０に示すクリップ１１０’のような部分的なクリップを用いてもよい。いずれの実施レにおいても、クリップはトルク力をコレット本体から、取り付けるべき１以上の目的物に伝達する。

これまで、コレット本体が主スロット２６又は１２６を含むように説明した。これらのスロットは好ましくはコレット本体の軸線と平行であるが、多くのスロットはそれに関して曲げられるか又は螺旋とされてもよい。さらに、そのようなスロットを含むことは、本発明の作用においては必要としない。したがって、図７から図１２は、それらコレット本体の代わりに、コレット本体２２０を用いている。コレット本体１２０と同様に、コレット本体２２０は、金属から形成することが好ましい。コレット本体２２０は、コレット本体２０及び１２０と同様の各種の要素及び部分、すなわち、第１の壁部２３２、突出部２３４、フィンガー２３６、第２のスロット２３８、第２の壁部２６２及び内部ねじ２６４を含む（この実施例においては、中間本体部は存在するが、名目的であり、またその同定は説明に関係しない。）。取り付けの間コレットの回転を防止するフレア状ヘクスを有するよりも、コレット本体２０のように、小面に刻まれたいわゆる切り子状のフランジ２６６が直線で囲まれた複数の面を創造するために使用される。これら直線で囲まれた面（又は、それら面の間の部位）は、それらが本質的に形成されたスリーブ挿入物の複数の縦面に配置されるという点において、フレア状ヘクサ６６又は直線で囲まれた面１４６と同様に機能し、それによりトルクを受けたときにコレット本体の回転を阻止する手段を提供する。図示のように、スリーブ挿入物９０は、フレア状ヘクサ６６を有するコレット本体２０、又は、切り子状のフランジ２２６を有するコレット本体２２０のいずれかを受ける能力を有する。

この例においては、コレット本体の第１の端部に適合して閉鎖されるように、末梢目的物の穴の直径を最小化することが望ましい。これの代わりに又は加えて、突出部３４（使用するコレット本体に応じて、１３４及び２３４）により課せられる圧縮力を末梢目的物にその開口で分散させることが好ましい。図２３から図２６は図８のコレット本体２２０を説明しており、弾性材料から形成された割ワッシャー１２０がフランジ２６６と突出部２３４との間に拘束状態に配置されている。割ワッシャー１２０が切り子面状のフランジ２６６と関連して示されているが、コレット本体２２０のそのような態様は、望ましいことではあるが、必要ではない。

割ワッシャー１２０は収縮要素として作用し、そのため組み合わせは、使用に先立って、複数のフィンガー２３６が収斂している図１０に似ている。図示のように、端部要素１２２及び１２４は大きく重ねられており、このため割ワッシャー１２０は非常に小さい直径寸法を有する。この手法において、フィンガー２３６は有意に半径方向に収縮される。締め付け又は収斂の度合いは、取り付けるべき片の穴の直径と割ワッシャーの外径とにより決定される。挿入及び拡張に基づいて、コレット本体２２０と割ワッシャー１２０とは、図２５及び図２６に示す幾何学的形状を有する。ここでは、コレット本体２２０は本質的に円筒形であり、また割ワッシャー１２０の端部要素１２２及び１２４は、末梢パネル７６’と突出部２３４との間で圧縮されるまで、わずかにずらされて、パネルの外にある。このため、割ワッシャー１２０は、末梢パネル７６’に対し軸線方向に圧縮するとき突出部２３４により形成される点負荷を均一に分配するトラストワッシャーとして作用する。さらに、パネルの圧縮に課せられる高トルクの間、最初の回転阻止に失敗したとき、割ワッシャー１２０は第２の回転防止手段として機能する。

上記の実施例、設計依存性及び開示された他のファクターに関し、複数のフィンガーを含むコレット本体の第１の壁部は、以下の特徴、すなわち、コレット本体の軸線に関して集中する又は離れる（すなわち、減少する漸進的な半径プロファイル又は増大する漸進的な半径プロファイル）の特徴、若しくはコレット本体の軸線に平行（すなわち、名目状態）になる特徴を有する。

複数のフィンガーが、使用に先立って、集束状態にある、すなわち第１の壁部の漸進的な半径プロファイルにある実施例においては、第１の端部は、留めるべき目的物の穴に通されて挿入され、それにより環状の突出部は末梢目的物の穴に通される。フィンガーは、コレット本体と目的物との間に所望の状態に適合するように、スタッドの挿入により半径方向に拡開される。そのようなコレット本体は、フィンガーが少なくとも突出部と末梢目的物の穴との間に接触を維持するのに十分な状態に半径方向へ拡大されることなく、それぞれの穴に自己保持されない。さらに、コレット本体が形状記憶材料から形成されていると、半径方向への拡大は、スタッドのような付加的な構造物により維持されなければならない。そのようにしないと、少なくともフィンガーと突出部とが集束状態に戻ってしまう。

フィンガーが使用に先立って拡大状態にある、すなわち第１の壁部の漸進的な半径プロファイルが第１の端部に向けて増大する実施例、又はフィンガーが名目状態にある、すなわち第１の壁部の斬新的な半径プロファイルが一定である実施例においては、第１の端部は留めるべき目的物の穴に通されて挿入するように半径方向に圧縮され、それにより環状の突出部は、末梢目的物の穴に通される。コレット本体が形状記憶合金から構成されていると、それらフィンガーは、基の拡開状態又は定常状態に戻り、それにより目的物の穴にコレット本体を自己保持させる作用をする。しかし、コレット本体が鍛造金属から構成されていると、そのようなコレット本体は、スタッドの挿入により裾広がりの又は定常のフィンガープロファイルに再度なるようにすることが必要である。

上記した拡実施例において、突出部は、スタッドの頭部又は末梢目的物のフレア状タブ／フランジにより導入される力に抗して、末梢目的物に対し圧縮力を提供する補助部として作用している。設計上、先導面及びこれに続く続き面（各種の図面に、先導面４２、１４２又は２４２として示されていると共に、続き面４４、１４４又は２４４として示されている。）は、各種の幾何学的形状と相互関係を有することができる。例えば、コレット本体の軸線に対する先導面の角度が鋭いほど、目的物の穴へのコレット本体の移動が容易になる。また、コレット本体の軸線に対する続き面の角度が鋭いほど、望むならば目的物の穴からのコレット本体の除去が容易になる（付随的に、スリーブ挿入物９０の下部リップ１０８に形成された面取り部からの除去が容易になる。）。続き面がそのような軸線に対し垂直であると、圧縮負荷は末梢目的物に都合よく分配される。最後に、続き面がそのような軸線に対して鈍角であると（すなわち、その斜面が続き面の斜面に近いと）、続き面は、末梢目的物と係合する戻りとして作用し、またコレット本体の除去をより困難にする。

スリーブ挿入物の透視図。 シリンダの内面の特徴を示すべく図１に示す実施例を縦断面の状態で示す透視図。 図１及び図２に示す実施例の縦断面図。 物体面の係合のために半径方向に伸びるフランジを有する上部リムを備えたスリーブ挿入物の他の実施例を示す図。 コレット本体の第１の実施例を示す透視図であって、フィンガーを所定の又は一定の半径を有するプロファイルの状態で示す透視図。 図５に示す実施例を断面で示す透視図。 図５及び図６に示す実施例を断面で示す透視図であって、フィンガーを半径方向に集束させた又は漸次減少させたプロファイルの状態で示す図である。 コレット本体の第２の実施例を示す透視図であって、フィンガーを所定の又は一定の半径を有するプロファイルの状態で示す透視図。 第２の実施例の他の透視図。 図９に示す第２の実施例の他の透視図であって、フィンガーを半径方向に集束させた又は漸次減少させたプロファイルの状態で示す図。 図８及び図９に示す第２の実施例縦断面図。 図１０に示す第２の実施例の縦断面図。 ねじスタッドを使用する２つの厚いパネルを圧縮状態で取り付けるとき、図１に示すスリーブ挿入物に関連して使用される図５に示す第１のコレット本体の実施例の縦断面図。 コレット本体に回転係合させてコレット本体フィンガーを半径方向に拡大させた後の図１３の装置を示す図。 ねじスタッドを使用する薄いパネルに厚いパネルを圧縮状態に取り付けるとき、図１１のスリーブ挿入物に関連して図５の第１のコレット本体の実施例の縦断面図。 コレット本体に回転係合させてコレット本体フィンガーを半径方向に拡大させた後の図１５の装置を示す縦断面図。 ２つの回転防止手段の一部を有するコレット本体の第３の実施例を示す透視図であって、フィンガーを所定の又は一定の半径を有するプロファイルの状態で示す透視図。 図１７に示すコレット本体の第３の実施例の立面図。 ねじスタッドを使用する少なくとも２つのパネルを圧縮状態で取り付けるとき、図１７の第３のコレット本体の実施例の縦断面図であって、一方のパネルが第３のコレットの実施例の外面の幾何学的形状に類似の穴径の形において２つの回転防止手段の一部を有する図。 第３のコレットの実施例の外面の幾何学的形状に類似の穴径の形において２つの回転防止手段の一方を提供する第１のクリップの実施例を用いた透視図。 第３のコレットの実施例の外面の幾何学的形状に類似した内径の穴径の形において２つの部分的回転防止手段の一方を提供する第２のスリップの実施例を示す透視図。 図１７の第３のコレット本体とスタッドとの関連において使用されるときの、図２１のクリップの斜視図。 コレット本体の切り子状頭部より小さい直径寸法を有するように集束された割ロックワッシャーとの関連において使用されるときの、図８に示すコレット本体の斜視図。 図２３のロックワッシャーとコレット本体との結合状態を示す立面図。 図２４のコレット本体とロックワッシャーとの結合状態を示す斜視図であって、コレット本体とロックワッシャーとを拡大して示す斜視図。 図２５のロックワッシャーとコレット本体との組み合わせを示す縦断面図であって、ねじスタッドを使用するサブ構造体にパネルを取り付けるときの構造体を示す図。

Claims (46)

1. 長手軸線を有する拡大可能のコレット本体であって、
   円形の開口を形成する第１の端と、
   該第１の端に隣接する第１の壁部であって、内面、外面、漸進する半径プロファイル、及び、前記第１の端から長手方向に伸びる少なくとも２つの第２のスロットを有し、それにより末端を前記第１の端に有する少なくとも２つのフィンガーを形成する第１の壁部と、
   円形の開口を形成する第２の端と、
   該第２の端に隣接する第２の壁部であって、内面、外面、及び漸進する半径プロファイルを有する第２の壁部と、
   前記第１の壁部から突出する円形の突出部であって、リーディング面及びトレーリング面を有する突出部と、
   補助構造体と係合するためのコレット本体回転防止手段とを含む、コレット本体。
2. 当該コレット本体は、さらに、前記第１の端から前記第２の端まで延びる第１のスロットを形成している、請求項１に記載のコレット本体。
3. 前記少なくとも２つのフィンガーの少なくとも一部は、当該コレット本体の使用の前において前記第１の端に向けて集中されている、請求項１に記載のコレット本体。
4. 前記少なくとも２つのフィンガーの少なくとも一部は、当該コレット本体の使用の前において前記第１の端から拡大されている、請求項１に記載のコレット本体。
5. 前記少なくとも２つのフィンガーの少なくとも一部は、当該コレット本体の使用の前において当該コレット本体の長手軸線と同軸である、請求項１に記載のコレット本体。
6. 前記第１の壁部の内面の少なくとも一部は、前記第２の端内に適合するように寸法付けられたねじ部材と係合するねじを含む、請求項１に記載のコレット本体。
7. 前記第１の壁部の内面の少なくとも一部は、前記第２の端内に適合するように寸法付けられたねじ部材と係合するねじを含む、請求項２に記載のコレット本体。
8. 前記第２の壁部の内面の少なくとも一部は、前記第２の端内に適合するように寸法付けられたねじ部材と係合するねじを含む、請求項１に記載のコレット本体。
9. 前記第２の壁部の内面の少なくとも一部は、前記第２の端内に適合するように寸法付けられたねじ部材と係合するねじを含む、請求項２に記載のコレット本体。
10. 前記第１の壁部の内面の少なくとも一部及び前記第２の壁部の内面の少なくとも一部は、前記第２の端内に適合するように寸法付けられたねじ部材と係合するねじを含む、請求項１に記載のコレット本体。
11. 前記第１の壁部の内面の少なくとも一部及び前記第２の壁部の内面の少なくとも一部は、前記第２の端内に適合するように寸法付けられたねじ部材と係合するねじを含む、請求項２に記載のコレット本体。
12. 前記円形の突出部は、少なくとも前記第１の端を部分的に形成している、請求項１に記載のコレット本体。
13. 前記第１の壁部は、一定の部分的な厚さを有し、前記環状突出部を含む、請求項２に記載のコレット本体。
14. 前記回転防止手段は、前記第２の壁部の最大外径寸法以上の最大寸法を有する、外側に伸びるフレア状部を含む、請求項１に記載のコレット本体。
15. 前記フレア状部は、複数のタブを形成するように分割されている、請求項１４に記載のコレット本体。
16. 前記回転防止手段は、前記第２の端にあって前記第２の壁部の最大外径寸法より大きい最大外径寸法を有する切り子部を含む、請求項１に記載のコレット本体。
    
17. 前記回転防止手段は、前記突出部のトレーリング面と前記第２の端との間に配置されて当該コレット本体の周りを伸びるロックワッシャーを含む、請求項１に記載のコレット本体。
18. 前記回転防止手段は、当該コレット本体の外面にあって前記円形の突出部のトレーリング面から前記第２の端に向けて伸びる少なくとも１つの平面を含む、請求項１に記載のコレット本体。
19. さらに、少なくとも１つのオリフィスを有するＬ字状又はＵ字状の少なくとも１つのクリップを含み、前記オリフィスは、少なくとも１つの平面を有する部分において当該コレット本体の断面に対して作動的及び補足的な周囲長さを有し、それにより、当該コレット本体が貫通して挿入されるとき、当該コレット本体と前記クリップとの間の相互作用が前記クリップに対する当該コレット本体の本質的な回転を防止する、請求項１８に記載のコレット本体。
20. 少なくとも第１の壁部は、記憶材料、可鍛材料、及び、記憶材料と可鍛材料との組み合わせからなるグループから選択された材料から構成されている、請求項１に記載のコレット本体。
21. 長手軸線を有するコレット本体と、スタッドヘッド及びスタッド本体を備えるスタッドとを含み、
    前記コレット本体は、
    円形の開口を形成する第１の端と、
    該第１の端に隣接する第１の壁部であって、内面、外面、及び漸進する半径プロファイルを有し、また前記第１の端から長手方向に伸びる少なくとも２つの第２のスロットを形成し、それにより末端を前記第１の端に有する少なくとも２つのフィンガーを形成する第１の壁部と、
    円形の開口を形成する第２の端と、
    該第２の端に隣接する第２の壁部であって、内面、外面、及び漸進する半径プロファイルを有する第２の壁部と、
    前記第１の壁部から突出する円形の突出部であって、リーディング面及びトレーリング面を有する突出部と、
    補助構造体と係合するためのコレット本体回転防止手段とを含み
    前記スタッド本体は前記第２の端の前記開口を経て適合されるように寸法付けられている、拡大可能のコレットアンカー装置。
22. さらに、内面を備えるシリンダを有する挿入スリーブを含み、前記シリンダは第１及び第２の端を含み、該第２の端はこれから半径方向外方に伸びるフランジ部を含む、請求項２１に記載の装置。
23. さらに、ベースを有する挿入スリーブと、直交するように向けられたシリンダであってこれから伸びてリム部に終了するシリンダとを含み、前記シリンダは内面を有する、請求項２１に記載の装置。
24. 前記挿入スリーブは、さらに、前記コレット本体回転防止手段に補足的な少なくとも１つの縦の特徴を含み、また直線状の凹所、直線状の凸部又は切り子の１つである、請求項２２に記載の装置。
25. 前記挿入スリーブは、さらに、前記コレット本体回転防止手段に補足的な少なくとも１つの縦の特徴を含み、また直線状の凹所、直線状の凸部及び切り子の１つである、請求項２３に記載の装置。
26. 前記コレット本体回転防止手段は、前記コレット本体から半径方向に伸びる少なくとも１つの突出部を含む、請求項２１に記載の装置。
27. 前記コレット本体回転防止手段は、前記コレット本体により形成された少なくとも１つの外面特徴を含み、前記特徴は、溝、ギャップ及び直線で囲まれた面の１つである、請求項２１に記載の装置。
28. 前記リム部は、内向きの伸びるリップ部を含む、請求項２３に記載の装置。
29. 前記スタッドは、さらに、１以上の外側ねじを含み、前記第１及び第２の壁部のいずれかの内面は前記スタッドのねじに補足的なねじ切り面を有する、請求項２１に記載の装置。
30. 前記スタッドは、さらに、１以上の外側鋸歯ねじを含む、請求項２１に記載の装置。
31. 前記第１の壁部の漸進する半径プロファイルは、少なくとも第２のスロットの始めから前記第１の端の開口まで減少する、請求項２１に記載の装置。
32. 前記第１の壁部の漸進する半径プロファイルは、少なくとも第２のスロットの始めから前記第１の端の開口まで増大する、請求項２１に記載の装置。
33. 前記第１の壁部の漸進する半径プロファイルは、少なくとも中間本体部から前記第１の端の開口まで一定である、請求項２１に記載の装置。
34. 前記コレット本体回転防止手段は、前記第２の壁部最大外形寸法以上の最小外径寸法を有する、外側に伸びるフレア状部を含む、請求項２１に記載の装置。
35. 前記外側に伸びるフレア状部は分割されている、請求項３４に記載の装置。
36. 前記回転防止手段は、前記第２の壁部最大外形寸法より大きい最大外径寸法を有する切り子部を前記第２の端に含む、請求項２１に記載の装置。
37. 前記回転防止手段は、前記コレット本体の周りのロックワッシャーであって、前記円形の突出部のトレーリング面と前記第２の端との間に配置されたロックワッシャーを含む、請求項２１に記載の装置。
38. 前記回転防止手段は、前記コレット本体の外面にあって前記円形の突出部のトレーリング面から前記第２の端に向けて伸びる少なくとも１つの平面を含む、請求項２１に記載の装置。
39. 前記コレット本体は、さらに、前記第１の端から前記第２の端まで伸びる第１のスロットを含む、請求項２１に記載の装置。
40. さらに、少なくとも１つのオリフィスを有する少なくとも１つのＬ字状又はＵ字状のクリップを含み、前記オリフィスは、少なくとも１つの平面を有する部分において前記コレット本体の断面に対して作動的及び補足的な周囲長さを有し、それにより、前記コレット本体が貫通して挿入されるとき、当該コレット本体と前記クリップとの間の相互作用が前記クリップに対する前記コレット本体の本質的な回転を防止する、請求項２１に記載の装置。
41. それぞれが同じ直径の穴を有する少なくとも第１及び第２の片を相互に留める方法であって、
    a) コレット本体であって、これが、
    円形の開口を形成する第１の端と、
    該第１の端に隣接する第１の壁部であって、内面、外面、及び漸進する半径プロファイルを有し、また前記第１の端から長手方向に伸びる少なくとも２つの第２のスロットを形成し、それにより末端を前記第１の端に有する少なくとも２つのフィンガーを形成する第１の壁部と、
    円形の開口を形成する第２の端と、
    該第２の端に隣接する第２の壁部であって、内面、外面、及び漸進する半径プロファイルを有する第２の壁部と、
    前記第１の壁部から突出する円形の突出部であって、リーディング面及びトレーリング面を有する突出部と、
    補助構造体と係合するためのコレット本体回転防止手段とを含む、コレット本体を前記第１及び第２の片の穴に挿入することと、
    b) 前記コレット本体の回転を前記回転阻止手段により妨げられるように前記コレット本体回転防止手段を前記補助構造体に係合させることと、
    c) 少なくとも前記第１の壁部の一部が前記コレット本体の軸線方向変位を制限すべく少なくとも１つの片と接触するように、前記第１の壁部の内面に半径方向外側に向かう力を提供することとを含む、方法。
42. 前記補助構造物は、前記第１及び第２の片で構成されるグループから選択される、請求項４１に記載の方法。
43. 前記補助構造物は挿入スリーブである、請求項４１に記載の方法。
44. 内壁部にねじ切りがされており、その内壁に補足的な円柱状ねじスタッドが、前記コレット本体中に挿入されたとき半径方向外向きの力を提供する、請求項４１に記載の方法。
45. 長手軸線を有する拡大可能のコレット本体であって、
    円形の開口を形成する第１の端と、
    該第１の端に隣接する第１の壁部であって、内面、外面、及び漸進する半径プロファイル、及び半径方向に収縮又は拡大する少なくとも２つのフィンガー手段を有する第１の壁部と、
    円形の開口を形成する第２の端と、
    該第２の端に隣接する第２の壁部であって、内面、外面、及び漸進する半径プロファイルを有する第２の壁部と、
    前記第１の壁部から突出する円形の突出部であって留めるべき片と係合する突出部と、
    補助構造体と係合するためのコレット本体回転防止手段とを含む、コレット本体。
46. 前記補助構造体は、留められるべき片、Ｌ字状のクリップ、Ｕ字状のクリップ及び挿入スリーブからなるグループから選択される、請求項４５に記載のコレット本体。

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