JP2011512265A - 少なくとも２つの既に穿孔済みの構造部材を予備組み立てするための再利用可能な一時的締結装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、ピン・クランプなど、再利用可能な一時的締結装置（１）であって、当該装置を受けるための同軸孔（２、３）を有する既に形成済みの少なくとも２つの構造部材（４、５）を予備組み立てするための装置であり、長て軸（ＸＸ’）に沿って延在する中空円筒体（１０）と、中空体（１０）の近位端部（１０ａ）に設けられ、構造部材（４、５）のうちの１つが、当該装置（１）の締結位置でそれに対して圧接することを意図される軸受リング（２０）と、中空体（１０）を通って延在し、それに対して同軸であり、取り付けられるべき構造部材（４、５）のそれぞれの同軸孔（２、３）内に挿入されることになる引っ張りねじ山付きロッド（４０）と、互いに接して構造部材（４、５）を保持するための、引っ張りねじ山付きロッドに接続される締結手段であって、引っ張りロッド（４０）の近位ねじ山付き端部（４０ａ）上に取り付けられるように適合されている少なくとも１つの取外し可能な管状エンド・ピース（５０）を含み、放射状ビード（１００）と軸受リング（２０）との間に構造部材（４、５）を挟むための放射状ビード（１００）を形成するために、前記引っ張りロッド上に印加される力の作用の下、局部的に軸方向に圧縮可能である、締結手段とを備え、管状エンド・ピース（５０）がそれに対して圧迫する軸受レッジ（３６）を有し、構造部材からのある距離に放射状ビード（１００）の形成を可能にする鞘部（３０）を備えることを特徴とする装置に関する。

Description

本発明は、構造体の片側にアクセスすることによって、少なくとも２つの既に穿孔済みの構造部材を予備組み立てするための再利用可能な一時的締結装置に関する。

ピン・クランプとしばしば呼ばれる一時的締結装置は、機械工学、具体的には、フレーム、ストリンガ、スティフナ、リブおよびスパー上に組み立てられる胴体パネル、または翼パネルなど、航空機を構成する構造部材を予備組み立てするための航空機構成において使用されることが多い。

従来技術で知られている装置は、一般に、組み立てられようとしている構造部材の第１の側面上で支持される中空円筒体を含み、それ自体がねじ山付きロッドから構成されるロッド／クランプのユニットは、２つのセミクランプが固定される第１の端部に、組み立てられようとしている構造部材の反対側面の第２の側面上で支持される退縮可能なスポイラを備えている。ナットが、ロッドの第２のねじ山付き端部に当てがわれ、中空体の後部側面上で支持される。

そのため、ナットは、ねじ留めタイプの組立工具によって、ねじ山付きロッドに対して回転して駆動され、それにより、スポイラが、定められた予荷重応力の下でしっかりと固着するために、組み立てられようとしている構造部材の反対側面上で支持されるようになるまで、ロッド／クランプのユニットの退縮がもたらされる。

予備組立て動作が完了した後、これらの装置はナットのねじを緩めることによって取外し可能であり、それにより、ロッド／クランプのユニットは、装置が構造部材内に穿孔済みの孔部から引き出されることを可能にするために、反対方向に、かつスポイラが放射状に退縮されることを可能にするように押し戻される。

このような一時的締結装置は、例えば、仏国特許第２５１３７０８号または欧州特許第３３６８０８号に記載されている。

これらの装置は、退縮可能なクランプの概念に伴う弱化させた軸受表面上にスポイラによってもたらされる高いレベルの局部的接触圧力を、いずれの大きな損傷も受けることなしに支持することが可能な機械的強度を有する、具体的には、アルミニウム合金から形成された金属構造部材を予備組み立てするために使用されることが多い。

現代の航空機に関しては、増加しつつある金属構造部材が、ガラス繊維または炭素繊維などの繊維により強化された複合材料によって取って代わられようとしている。これらの材料の多層構造は、それらを層間の剥離に対して敏感にする。このような材料の機械的強度を著しく損なう可能性があるこの形態の損傷はしばしば、特に、高いレベルの局部的接触圧力の下での複合材料内の穿孔済みの穴部、および従来技術で既に説明されているピン・クランプのスポイラの鋭利な縁部の周辺に生じる。

仏国特許第２５１３７０８号 欧州特許第３３６８０８号

そのため、本発明の１つの目的は、単純な設計による信頼できる解決策を使用して前述の問題を解決することである。

したがって、本明細書に後述する複合材料についての新規ピン・クランプの概念は、軸受表面積を実質的に増大させることによって、および鈍化効果により鋭利な縁部を取り除くことによって、局部的接触圧力を最小限のレベルに抑える正確な目的と利点とを有すると同時に、特に重要なその取外し可能、かつ再利用可能な特性に加えて、組立体の片側からのアクセス、および装着される予荷重の増大の利点を維持する。

具体的には、本発明は、ピン・クランプなど、再利用可能な一時的締結装置であって、当該装置を受けるための同軸孔を有する既に形成済みの少なくとも２つの構造部材を予備組み立てするための装置であり、
−長て軸に沿って延在する中空円筒体と、
−中空体の近位端部に設けられ、構造部材のうちの１つが、当該装置の締結位置でそれに対して圧接することを意図される軸受リングと、
−中空体を通って延在し、それに対して同軸であり、取り付けられるべき構造部材のそれぞれの同軸孔内に挿入されることになる引っ張りねじ山付きロッドと、
−互いに接して構造部材を保持するための、引っ張りねじ山付きロッドに接続される締結手段であって、引っ張りロッドの近位ねじ山付き端部上に取り付けられるように適合されている少なくとも１つの取外し可能な管状エンド・ピースを含み、放射状ビードと軸受リングとの間に構造部材を挟むための放射状ビードを形成するために、前記引っ張りロッド上に印加される力の作用の下、局部的に軸方向に圧縮可能である、締結手段と
を備え、
−管状エンド・ピースがそれに対して圧迫する軸受レッジを有し、構造部材からのある距離に放射状ビードの形成を可能にする鞘部を備える
ことを特徴とする装置に関する。

したがって、構造体上に装着中、バルブ形状で外に開く変形可能なエンド・ピースは、複合材料に対する局部的接触圧力のレベルが抑えられることを可能にする有効軸受表面を形成すると同時に、複合材料に損傷を及ぼしかねないいずれの鋭利な縁部の形成も防ぐ。このエンド・ピースは、ピン・クランプを取り外し易くするために、装着後、容易に分離可能である。このエンド・ピースは、消耗品であり、低価格で、ピン・クランプを再利用するように交換することが可能である。

好ましい実施形態によれば、本発明による装置はまた、以下の特徴のうちの少なくとも１つを含むことが可能である。
−管状エンド・ピースは、機械的に弱化範囲と局部的に嵌合して、ロッド上にもたらされる軸方向のけん引力の下で、ビードを形成する。
−機械的に弱化範囲は、拡大によりビードを形成するために、組み立てられようとしている構造部材の厚さよりも大きい軸受リングからの定められた距離に、外向きに放射状に変形するように適合されている管状エンド・ピースの厚さを縮小することによって画定される。
−鞘部は、円筒形であり、引っ張りロッドの近位端部上にねじ留めされる。
−鞘部は、前記鞘部に対して回転して管状エンド・ピースをロックするために、管状エンド・ピースの外側遠位部分上に形成された対応する多角形状部と密接に連携して働くように適合されている、形状が多角形の、例えば６角形の軸方向内部孔を有する。
−鞘部は、管状エンド・ピースの外径と実質的に等しい外径を有する。
−鞘部は、その長さの大部分にわたって、軸受リング内に形成された円形貫通孔内で最小隙間により摺動するように適合されている外径を有する。
−鞘部は、リングの端部の内側上で支持されることを意図される肩部と嵌合され、前記肩部はそれ自体、引っ張りロッドに対して並進して鞘部をロックするためのシステムの格納を可能にする複数の放射状の孔に穿孔されている。
−並進ロッキング・システムは、ねじ山付きロッド内に形成された、かつボールの直径のほぼ１倍だけ縮小した鞘部の外径と等しい直径を有するリング形状の溝部とともに働くボールを備え、それにより、ボールは、前記直径を超えることなく溝部内に退縮することが可能になる。
−代替としては、並進ロッキング・システムは、鞘部に接続された、かつ放射状の弾性スプラインを形成するために分割部によって分けられる複数のセグメントを備えるスプリット・リングから構成されており、それの端部は、円形チャネル内に退縮することが可能な疑似円環形状の放射状突起部を有する。
−リング形状の溝部は、その遠位縁部上に、引っ張りロッドの軸方向変位の下で、ボール、またはスプリット・リングの端部が前記溝部に入り／出る間、それらの放射状移動を誘導するための円錐形面取り部を有する。
−管状エンド・ピースは、閉鎖した近位端部と、引っ張りロッドの近位端部上に形成された外側ねじ山とともに働くための内側ねじ山とを有する。
−管状エンド・ピースは、その開放端部に、鞘部の近位端部において嵌合された対応する円錐形面取り部とともに働くための外側面取り部を有する。
−この装置は、特に、放射状ビードの形成中、引っ張りロッドを軸方向に摺動するために、引っ張りロッドの遠位端部に取り付けられたねじ留めドライバも備える。
−ドライバは、引っ張りロッドの外側ねじ山とともに働くための内側ねじ山を近位端部に備えている軸方向貫通孔に完全に穿孔された中空円筒部から構成される。
−ドライバの軸方向貫通孔はまた、引っ張りロッドにおいてその遠位端部に形成されたねじ山付き内側貫通孔内にセットされたストップねじに軸受表面として作用するために、ねじ山の直径よりも大きい直径を有する内側肩部を備える。
−ドライバの軸方向貫通孔は、その遠位端部に、その内径が内側ねじ山の直径よりも大きい円筒形孔を形成し、それにより、ロッキングねじは、この格納部によって挿入可能になる。
−中空体は、その近位端部に、軸受リングの内側ねじ山とともに働く外側ねじ山を有する。
−中空体は、その近位端部の近くに、放射ベースを有する内側凹部を含む。
−中空体は、その近位端部の近くに、平面ベースを有し、かつ放射ベースを有する取外し可能な、相互交換可能な摩耗リングを受けるのに適切な円筒形内側凹部を含む。
−この装置は、軸受リング、例えば、内側リング形状の溝部内に格納されているＯリングによって生じるシーリング手段を備える。
−この装置は、中空体内に、圧縮ばねとして作用する圧縮可能な部材を備える。
−圧縮可能な部材は、組み立てられようとしている構造部材への装置の装着段階の間に誘発される軸方向予荷重の下で、圧縮されることを意図される複数の同軸弾性ワッシャ、例えばベルビル・ワッシャから構成される。
−弾性ワッシャは、一方では、中空体の内側肩部に接して支持され、他方では、ドライバの近位端部に接して支持されるようになる。

本発明はまた、同軸孔を有する既に形成済みの少なくとも２つの構造部材を予備組み立てし、添付の請求項のいずれか一項に記載の装置を実装するための一時的締結方法であって、
−放射状ビードの形態で、前記部材、具体的には孔からのある距離に、構造部材を締結するための締結手段を形成するステップと、
−次いで、ビードを前記部材と接触させるステップとを含むことを特徴とする方法に関する。

好ましくは、ビードは、この装置の引っ張りロッド上に取外し可能なやり方で取り付けられるように適合されており、かつ前記ビードを形成するために拡大によって放射状に変形するようになる機械的に弱化された弱化範囲を備えている管状エンド・ピース上に形成される。

次に、本発明は、例示目的のためのみに示され、添付の図面に示される特定の実施形態を参照してより詳細に説明されることになる。

エンド・ピースを有するその初期状態における本発明の一時的締結装置の断面図である。 組み立てられようとしている構造部材を通って取り付けられた装置の断面図である。 エンド・ピース上の締結ビードの形成における第１のステップを示す装置の断面図である。 そのビードを使用して構造部材を締結する際の第２のステップを示す装置の断面図である。 ビードを反転させることによって構造部材を解放する第３のステップを示す装置の断面図である。 エンド・ピースを押し出す第４のステップを示す装置の断面図である。 本発明の装置の近位部の拡大断面図である。 本発明の装置の遠位部の拡大断面図である。 本発明の装置の部材のうちの１つの実施形態における変形形態の斜視図である。 図９の部材の側面図である。 図１０の部材の長手方向断面図である。

本発明によるピン・クランプ１は、航空機など、組み立てられようとしている少なくとも２つの部材４および５から成る構造体における既に穿孔済みの同軸貫通孔２および３内に挿入される準備ができているその構成で、図１の断面図に示されている。図２から図６は、このピン・クランプを使用するための種々のステップを示しており、そのクランプは以下の部材を備える。

−対称軸ＸＸ’に沿って延在する中空円筒体１０。中空体１０は、近位端部１０ａに、図７に示す例ではベースを有する内側凹部１１を含み、それは、本明細書に後述する並進ロッキング・システム６０を受けるために意図される放射接続部１１ａを有する。図１から図６に示す例では、内側凹部１１は円筒形であり、取外し可能かつ相互交換可能な摩耗リング１１ｂを受けるための平面ベースを有する。典型的には、このリング１１ｂは、強度レベルが１，３００ＭＰａと１，５００ＭＰａの間の金属材料から形成されている。リング１１ｂは、図７の内側凹部１１のものと同じ放射ベース１１ａを有する。外側近位ねじ山１２はまた、本明細書に後述する軸受リング２０を取り付けるために、中空体１０の周辺上に嵌合される。中空体１０の遠位端部１０ｂは、ドライバ７０および弾性圧縮部材８０を受けるための平滑孔１３ならびに肩部１４を備え、本明細書に後述する。中空体１０は、その遠位端部１０ｂに、外側多角形の、例えば６角形の断面部１５を有し、フラット・キーまたは適切なねじ銃などの工具を受ける。ピン・クランプの構成要素の取付けに伴う実際上の理由で、およびこれらを中空体１０内に保持するために、中空体１０の直径は、本明細書に後述する構成要素の装着後、起始管状部分１６を折曲げおよびビーディング加工することによって、その遠位端部１０ｂの場所で縮小される。

−中空円筒体１０の近位外側ねじ山１２とともに働くための内側ねじ山２２と嵌合されるブランキング・プラグを形成する軸受リング２０、ならびに組み立てられようとしている構造部材４および５の厚さの範囲内でそれぞれ形成された孔２および３のものと実質的に等しい直径Ｄｂを有する同軸貫通孔２４を有する穿孔された軸受表面２３。軸受リング２０はまた、本明細書に後述する鞘部３０とのシーリング手段として作用するＯリング２６を受けるための内側溝部２５を有する。リング２０は、中空体１０上にねじ留めされると、中空体１０の近位端部１０ａで止まる。

−本明細書に後述する補完的な形状を有するカップリング５０を受けるように適合されている多角形の、例えば６角形の内側断面部を含む近位部分３１ａと、直径がＤｆ１である平滑孔を有する中央部分３１ｂと、直径Ｄｆ１より大きい直径Ｄｆ２の平滑孔を有する遠位部分３１ｃ（図７を参照のこと）とから構成される軸方向貫通孔３１を備えている管状鞘部３０。鞘部３０はまた、その近位部分３１ａおよび中央部分３１ｂに沿って、軸受リング２０の側面２３内に形成された円形貫通孔２４内で最小隙間により摺動するのに適合されている外径Ｄｆを有する。外形Ｄｆの部分は、リング２０の内側２８によって支持されることが意図される放射状肩部３４によって、鞘部３０の遠位端部３１ｃに向かって軸方向に延在し、その肩部３４はそれ自体、ボール６２に対するロッキング・システム６０を格納する複数の放射状の孔３５により穿孔されている。放射状肩部３４は、ロッド４０の回転を防ぐために、中空体１０の平滑部１３に沿って形成された補完的な形状とともに働く６角形の外形を有する。さらには、鞘部３０は、その近位端部３１ａで、管状エンド・ピース５０がそれに対して圧接する支持肩部を形成する円錐形面取り部３６と嵌合される。

−その近位端部４０ａから連続的に、エンド・ピース５０とともに働くための外側ねじ山４１と、管状鞘部３０の中央部分３１ｂ内の最小隙間により摺動するのに適合されている較正された直径Ｄｔ１を有する第１の円筒形部分４２と、直径Ｄｔ１より大きい直径Ｄｔ２を有する第２の円筒形部分４３と、形状および寸法の詳細が本明細書に後述されるリング形状の溝部４４と、第２の円筒形部分４３のものと同じ直径Ｄｔ２を有する第３の円筒形部分４５と、その遠位端部４０ｂに配置され、ドライバ７０を受けるための外側ねじ山４６、およびストップねじ９０を受けるための内側ねじ山４７を示す第４の円筒形部分とを示す軸方向引っ張りロッド４０。図７に示すように、リング形状の溝部４４は、直径Ｄｔ１およびＤｔ２より小さい直径Ｄｔ３を有する。より正確には、直径Ｄｔ３は、ボール６２の直径のほぼ１倍だけ縮小した、その遠位端部での鞘部３０の外径Ｄｆ３と実質的に等しく、それにより、ボールは、その直径Ｄｆ３を超えることなく、溝部４４内に退縮することが可能になり、その縮小した直径Ｄｔ３は、適切な円錐形面取り部４７によって第３の円筒形部分４５に接続される。この溝部４４は、引っ張りロッド４０の近位端部４０ａからの所定の距離に配置される。

−鞘部の面取り軸受側面３６に対して圧迫することを意図される面取り軸受側面５１で途切れるように、その外径Ｄｅ１が管状鞘部３０の外形Ｄｆと同一である（図１）近位端部５０ａで閉鎖された取外し可能な管状エンド・ピース５０。エンド・ピース５０は、３つの連続する内側部分、すなわち、閉鎖した近位端部５０ａに、引っ張りロッド４０の外側ねじ山４１とともに働くための内側ねじ山５２と、遠位端部５０ｂに、引っ張りロッド４０の直径Ｄｔ１を有する第１の円筒形部分４２上の最小隙間により摺動するのに適合されている内径Ｄｅ２を有する部分５３と、軸方向の圧縮応力の下で、本明細書に後述するプラスチック変形を受けることを意図されるエンド・ピース５０の壁の厚さの局部的縮小部５６の形態で示す機械的な弱化範囲５５を有する中央部分５４とを有する。直径の局部的縮小部５６は、その軸方向応力の印加によって与えられる歪みの進行性変化を確実にするために、２つの浅傾斜の面取り部によって、２つの近位／遠位部分に接続される。エンド・ピース５０の外面は、面取り軸受側面５１の後ろのその遠位端部５０ｂに、前述の管状鞘部の多角形状部３１ａとともに働く多角形の、例えば６角形の形状部５７を有し、それらの多角形状部は、取外し可能なエンド・ピース５０が、ドライバ７０のねじ留めおよびねじ取外しの段階の間、回転して固定されることを可能にする。

−図２および図３に関連して本明細書に後述するように、ビード１００が、機械的な弱化範囲に形成された後に動作する、並進して鞘部／エンド・ピースのユニットをロックするためのシステム６０。このシステムは、引っ張りロッド４０の溝部４４の中に、またはその外側に格納されることを意図される一連のボール６２を備える。

−円筒形貫通孔に完全に軸方向に穿孔された中空円筒形部７１から構成されるドライバ７０。ドライバ７０は、近位端部７０ａに、ストップねじ９０の頭部に対して留め具として作用する増大した外径を有する肩部７３に加えて、引っ張りロッド４０の外側ねじ山４６とともに働くための内側ねじ山７２を備えている。肩部７３は、ドライバの遠位端部７０ｂに向かって軸方向に、内側ねじ山７２の直径より大きい内径を有する円筒形孔７４まで延在する。外側には、ドライバ７０は、キーまたはねじ銃などの適切な工具を受けるための多角形の、例えば６角形の駆動形状部７５を有する。

−組み立てられようとしている構造部材への装着段階の間に誘発される軸方向予荷重の下で、圧縮されることを意図される、剛性が高まった複数のベルビルタイプの同軸弾性ワッシャ８１から構成される圧縮ばね８０を形成する圧縮可能な部材。これらのワッシャ８１は、中空体１０の肩部１４と、ドライバ７０の近位端部７０ａとの間の中空体１０内で引っ張りロッド４０の周囲に保持される。

−引っ張りロッド４０の内側ねじ山４７内に挿入されるためのねじ山付き部分９１を有するストップねじ９０と、ドライバ７０内に形成された円筒形孔７４の内径よりわずかに小さい外形を有する頭部９２。その頭部９２は、キー差込み形状部、例えば、中空６角形差込み部を有する。このストップねじ９０は、固く締められ、次いで、ピン・クランプ１の構成要素の組立て中、引っ張りロッド４０の内側ねじ山４７内に接合される。それは、使用の際に、ドライバ７０が引っ張りロッド４０から離れることを防ぐ後方留め具としても、また動作部において、本明細書に後述する回転して引っ張りロッド４０を駆動するための手段としても作用する。

図１に示すように、組み立てられようとしている構造部材４および５内に既に形成済みの孔２および３内にクランプ１を導入する前の初期状態である取外し可能なエンド・ピース５０は、エンド・ピース５０の外側多角形状部５７が、回転してエンド・ピースを固定するために、鞘部３０の内側多角形状部３１ａ内に挿入されるように、管状鞘部３０の端部に位置付けられる。

したがって、引っ張りロッド４０のねじ山４１が、ストップねじ９０の中空頭部９２と接続するキーを使用して、取外し可能なエンド・ピース５０の内側ねじ山５２内にねじ込まれる。

この位置では、鞘部３０内に穿孔された放射状の孔３５内に位置付けられたボール６２が、引っ張りロッド４０の直径Ｄｔ２を有する円筒形部分４５の存在により、「放射状に配置した」位置に保持されるが、また放射ベース１１ａによって支持される。この位置では、ボール６２は、中空体１０内の鞘部３０のいずれの相対的並進移動も防ぐ。ボール６２は、バルブを形成するための軸方向応力に対して補完する放射ベース１１ａによって支持され、それに接して擦れ合うので、ベース１１ａは、使用の度に擦り減る。これは、図１から図６における本発明による装置の実施形態の例では、取外し可能な摩耗リング１１ｂが、その装置の最適かつ持続可能な動作を確実にするために、必要に応じて変化するからである。これを達成するために、単に軸受リング２０のねじを緩めて、摩耗した取外し可能なリング１１ｂを引き抜き、それを新しい取外し可能なリング１１ｂと交換し、その後、次いで、軸受リング２０は所定の場所にまたねじ留めされる。

さらには、ドライバ７０は、引っ張りロッド４０の端部に配置されたねじ山４７の端部分上に挿入される。この初期の構成においては、ピン・クランプ１は、組み立てられようとしている構造部材４および５の孔２および３内に自由に挿入可能であり、それにより、リング２０の軸受側面２３は、構造部材の第１の側面５と接触し始めるようになる（図２）。

ねじ銃または任意の他のねじ留め手段を使用して、ドライバ７０は、外側キー差込み部１５によって固定を維持された中空体１０に対して回転する（図３の矢印Ｒ１）。

ねじ留め方向のドライバ７０の回転により、引っ張りロッド４０がこれらの２つの部分間のねじ山付き接続部を介して並進して移動することがもたらされる。それ自体が取外し可能なエンド・ピース５０の内側ねじ山５２内にねじ留めされる引っ張りロッド４０は、エンド・ピース５０上にけん引応力の増大をもたらす一方、前記エンド・ピース５０は、面取り部５１および３６を介して鞘部３０の端側面によって支持される位置にロックされる。

この増大した応力下で、エンド・ピース５０の縮小した厚さ５６を有する中央部分５４は、座屈によって放射状変形を起こし始める。ロッド４０の引っ張り作用Ｔは、したがって、エンド・ピース５０の中央部分５４内に形成されたビード１００が、完全に平らになるまで継続する（図３の矢印Ｒ１、次いで図４の矢印Ｒ１）。この位置では、引っ張りロッド４０の中間部分に形成されたリング形状の溝部４４は、ボール６２と同じ高さに位置付けられるようになり、したがって、そのボールは、リング形状の溝部４４内に退縮し、鞘部４０を解放することが可能である。

そのため、動作のこの段階を実行するために、リング形状の溝部４４は、ビード１００を完全に平らにするのに必要な、かつこの溝部を放射ベース１１ａを有する凹部１１と、および管状鞘部３０内に格納されているボール６２と同じ高さにするのに必要な軸方向の距離などの、引っ張りロッド４０のねじ山付き端部４１からの定められた距離に位置付けられることが必要である。

ドライバ７０の回転による作用が維持され（図４の矢印Ｒ１）、ロッド／鞘部／エンド・ピースのユニットは、一方では中空体１０内に、および他方では構造部材４および５の孔２および３内に、ビード１００の軸受側面１０２が組み立てられようとしている構造部材４および５の第２の側面と接触し始めるまで、その並進して後退することを継続する。

したがって、ばね装置８０は、構造部材に対する等しい固着応力を含む定められた軸方向応力の下で、中空体１０の肩部１４と、ドライバ７０の近位端部７０ａから構成される内側軸受側面との間で徐々に圧縮される。

使用されるねじ留め手段は、所定のトルクの下でアクティブになる集積ダイナモメトリック解放システムを備えており、それにより、軸方向応力の下での回転および負荷は、所望の固着応力に達すると、止まる。

圧縮可能なばね装置８０の存在は、固着の機械的緩和が、特に、挿入充填剤または樹脂のクリープの下で生じた場合でも、高くなった固着応力レベルが維持されることを可能にする。

組立体の連結後、例えば、樹脂の充填剤のクリープおよび重合後、ピン・クランプは、ドライバ７０のねじを緩めることによって容易に位置決め可能である（図５および図６の矢印Ｒ２）。そのため、引っ張りロッド４０は、ボール６２が、それらの配置位置を中空体１０の前部における凹部１１内に元に戻すまで、かつストップねじ９０の頭部９２の軸受側面が、ドライバ７０の肩部７３上でブロックされるようになるまで、装着前のその初期位置に向かって押し返されるようになる。

この段階で、ドライバ７０の回転はロッド４０の回転をもたらし、そのロッドの内側ねじ山４１は、エンド・ピース５０が前記エンド・ピースの角形状部５７およびシャフト３０の角形状部３１ａそれぞれによって回転に際し固定されており、シャフト３０自体も、中空体１０内で回転に際して固定されているため、エンド・ピース５０の外側ねじ山５２においてねじを緩められるようになる。ねじを緩める作用は、エンド・ピース５０の内側ねじ山５２が、引っ張りロッド４０の外側ねじ山４１から離されるようになるまで続けられる。

したがって、操作者は、ピン・クランプを孔２および３から引き抜くことが可能である。次いで、ピン・クランプ１は、変形したエンド・ピース５０を単に新しいエンド・ピースと交換することによって再利用可能である。

装着中にもたらされる軸方向圧縮応力の下で、エンド・ピースの円錐形端側面５１、および鞘部の円錐形端側面３６は、互いと密接に接触して維持され、それにより、界面は、機構を妨害する可能性があり、破壊することなくピン・クランプを取り外すことができない可能性があるピン・クランプ内のいずれの樹脂または充填剤の浸透に対してもシーリングされるようになることに留意されたい。

さらには、鞘部３０の外径Ｄｆと、軸受リング２０の内径Ｄｂとの間のシーリングは、内側溝部２５内に格納されているＯリング２６を加えることによって強化される。

したがって、エンド・ピース５０は、鞘部３０から容易に分離可能な状態のままであり、新しいエンド・ピースとのその簡単な交換により、樹脂および充填剤がその中に浸透する退縮可能なクランプを備えている標準ピン・クランプには必要な、再利用する前の時間および費用がかかるピン・クランプの洗浄作業には頼る必要がなくなる。

本発明によるピン・クランプの独創性は、第１には、エンド・ピース５０の内側の設計上の理由により、ビード１００の放射状の拡大が、組み立てられようとしている構造部材からの十分大きい距離に起始されることが必要であり、孔２の留め具が、その構造部材に損傷をもたらしかねないいずれの放射状拡張歪みからも保護されることを可能にする。この特異性は、変形可能な管状エンド・ピース５０が鞘部３０から独立している部材を構成しているという事実、およびそれは、ビード１００に対する全フレアリング／拡大段階の間、構造部材４および５の孔２および３から完全に離れて配置されるという事実から生じる。第２には、エンド・ピース／鞘部のユニットは、ビード１００の軸受側面１０２が、構造部材４および５の反対側面と接触し始め、軸受リングと連携して、それらの部材に所定の固着応力をもたらすまで、前記部材の孔２および３内に引っ張りロッド４０によって引き込まれる。

これらの２つのステップは、ロッドの同じ継続的なけん引作用の間、次々に自動的に生じ（図３および図４）、ビード１００の形成ステップから固着ステップまでの流れは、中空体の凹部のベースと同じレベルに位置付けされるようになるロッド４０の円形チャネル４４の移動によって起始され、一方、ボール６２は、円形チャネル内に退縮されるようになる。したがって、ボール６２によって、もはや保持されていない鞘部３０は、摺動することが可能であり、ビードの軸受側面１０２が構造部材の反対側面と接触し始めるまで、孔２および３内に退縮することが可能である。ボール６２の移動によって制御される、次々に自動的に生じる２つの連続的なステップに基づくこの動作原理は、いずれの他のブラインド・ファスナ・システムにも存在しない。

このピン・クランプの別の有利な特徴は、変形可能なエンド・ピース５０が、取外し可能であり、相互交換可能であるという事実の中に存在する。さらには、そのエンド・ピースは、一方の端部５０ａで閉じており、管状鞘部３０の円錐形面取り部３６上で支持される外側円錐形面取り部５１を他方の端部に有する。したがって、装着中に印加される軸方向圧縮応力の下で、これらの２つの面取り部は、密接に接触して維持され、重合後、機構を妨害する可能性があるピン・クランプ内のいずれの樹脂または充填剤の浸透に対しても、エンド・ピース／鞘部の界面をシーリングする。したがって、その場合、ピン・クランプは、ねじを緩める作用によって容易に取外し可能であり、引っ張りロッドおよびエンド・ピース／鞘部のユニットを、そのユニットが引っ張りロッド４０の外側ねじ山４１と離れるまで、押し戻す。したがって、ピン・クランプは、孔２および３から容易に引抜き可能である。

重合可能な製品が機構に貫通することができないという事実により、費用も、または時間もかからない動作が、標準のクランプベースのピン・クランプの場合のように、ピン・クランプを洗浄し／除去するために必要である。さらには、（再利用不可能な）変形したエンド・ピースは、低価格で、同じピン・クランプを再利用することを考慮すると、新しい取外し可能なエンド・ピースと容易に交換可能である。

取外し可能なエンド・ピース５０により、これは、アルミニウム合金、オーステナイト・ステンレス鋼、ニッケルもしくはチタン合金、またはさらにはいくつかのエラストマー材料など、様々な塑性的に変形可能な材料、金属またはその他から形成可能であり、それにより、ビード１００の機械的強度に加えてその形成応力は、所望のレベルの固着応力により調整可能になる。

ピン・クランプの別の興味深い態様は、取外し可能なエンド・ピース５０、および鞘部３０は、多角形の、例えば６角形の機械的カプリングによって互いに対して回転して固定されるという事実の中に存在する。したがって、変形可能なエンド・ピース５０が、ビード１００を形成するために、その中央部分５４において拡大する場合、およびビード１００が構造部材の側面上で支持される場合、ビード１００の軸方向回転移動は不可能であり、したがって、ねじ留め作用によって装着される他のブラインド・ファスナ・システムの場合にはあり得るが、ビードがその上で支持される構造部材４への摩擦によって生じるいずれの損傷も防ぐ。これは、ビードが孔における材料を取り除くこと（剥離すること）を防ぐために、複合材料から形成された構造部材については特に重要である。

大きい直径を有するピン・クランプの例では、装着中に発生する軸方向応力は、ボールと、放射ベースを有する凹部との間の局部的接触圧力が接触表面の対合をもたらしかねない過度のレベルに達する危険性がある上昇した値に達する可能性がある。図９から図１１に関して本明細書に後述する実施形態の変形形態は、この問題を解決する。

この変形形態においては、ボール６２は、鞘部３０に接続される弾性スプリット・リング１６２と置き換えられ、したがって、放射状の弾力性により得られるブレードを設けるのに十分な長い長さに沿って延在する分割部１６４によって分けられる複数のセグメント１６３を示す。したがって、スプリット・リング１６２は、引っ張りロッド４０の第２の円筒形部分の通過を可能にするために、および中空体１０の凹部１１の放射ベースによって支持されるようになることを可能にするために、放射状に開放されていることが可能である。

組み立てられようとしている構造部材４および５へのクランプ１の装着中、引っ張りロッド４０は、ビード１００が放射状に拡大する間に軸方向に移動し、円形チャネル４４は、弾性ブレード内に生じる「ばね」効果のため、円形チャネル内に退縮するセグメント１６３の端部１６５と同じ高さに位置付けられるようになる。

実際には、これらの端部１６５は、それらが疑似円環形状を有する第１の実施形態のボール６２とかなり類似するバルブ状の突起部を形成する。したがって、これらの突起部は、ボール６２と同じ機能、すなわち、まず、引っ張りロッド３０が摺動することを可能にし、次いで、局部的圧力を抑え、対合現象を防ぐために、接触表面積を大幅に増大させる利点により、エンド・ピース５０がビード１００を形成するように駆動されることを可能にする機能を有する。

ピン・クランプの装着、およびそれの後の取外しに含まれる全ての他のステップは、図１から図８に関して示された概括的な説明と同一のままである。

図８に示す本発明の別の実施形態によれば、種々の部材が中空体内で軸方向にロックされることを可能にする閉鎖部１６は、中空体の遠位端部１０ｂ上にねじ留めされるナット１１６と置き換えられる。

例示の目的のみのため意図される本発明の目的の詳細な説明が、本発明の範囲にも含まれる技術的な均等物により本発明の範囲を一切限定するものでないことは言うまでもない。

したがって、Ｏリング２６はこのタイプのピン・クランプに適合されている任意の他のタイプのシーリング手段と置換え可能である。

同様に、ベルビル・ワッシャは、他の圧縮部材、例えば、螺旋ばねと置換え可能である。

１ ピン・クランプ； ２，３ 孔； ４，５ 構造部材；
１０ 中空円筒体； １０ａ 近位端部； １０ｂ 遠位端部；
２０ 軸受リング； ３０ 鞘部； ４０ ロッド；
５０ 管状エンド・ピース； １００ 放射状ビード。

Claims (25)

1. ピン・クランプのような再利用可能な一時的締結装置（１）であって、当該装置を受けるための同軸貫通孔（２、３）をそれぞれ有する形成済みの少なくとも２つの構造部材（４、５）を予備組み立てするための装置であり、
   長て軸（ＸＸ’）に沿って延在する中空円筒体（１０）と、
   当該中空体（１０）の近位端部（１０ａ）に設けられ、前記構造部材（４、５）のうちの１つが、前記装置（１）の締結位置でそれに対して圧接する軸受リング（２０）と、
   前記中空体（１０）を通って延在し、それに対して同軸であり、取り付けられるべき前記構造部材（４、５）の前記それぞれの同軸貫通孔（２、３）内に挿入されることになる引っ張りねじ山付きロッド（４０）と、
   互いに接して前記構造部材（４、５）を保持するための、前記引っ張りねじ山付きロッドに接続される締結手段であって、前記引っ張りロッド（４０）の近位ねじ山付き端部（４０ａ）上に取り付けられるように構成されている少なくとも１つの取外し可能な管状エンド・ピース（５０）を含み、放射状ビード（１００）を、それと前記軸受リング（２０）との間に前記構造部材（４、５）を挟み得るように形成するために、前記引っ張りロッド上に印加される力の作用でもって局部的に軸方向に圧縮可能である、締結手段と
   を備え、
   前記管状エンド・ピース（５０）がそれに対して圧接する支持肩部（３６）を有し、前記構造部材からのある距離に前記放射状ビード（１００）の形成を可能にする鞘部（３０）を備える
   ことを特徴とする装置。
2. 前記管状エンド・ピース（５０）は、機械的な弱化範囲（５５）と局部的に嵌合して、前記ロッド（４０）上にもたらされる前記軸方向のけん引力の下で、前記ビード（１００）を形成することを特徴とする、請求項１に記載の装置。
3. 前記機械的な弱化範囲（５５）は、拡大により前記ビード（１００）を形成するために、前記軸受リング（２０）からの定められた距離（Ｆ）に、外向きに放射状に変形するように適合されている前記管状エンド・ピース（５０）の厚さ（５６）を縮小することによって画定されることを特徴とする、請求項２に記載の装置。
4. 前記管状エンド・ピース（５０）は、円筒形であり、前記引っ張りロッド（４０）の前記近位端部（４０ａ）上にねじ留めされることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の装置。
5. 前記鞘部（３０）は、前記鞘部（３０）に対して回転して前記管状エンド・ピース（５０）をロックするために、前記管状エンド・ピース（５０）の外側遠位端部（５０ｂ）上に形成された対応する多角形状部（５７）と密接に連携して働くように適合されている、形状が多角形の、例えば６角形の軸方向内部孔（３１ａ）を有することを特徴とする、請求項１に記載の装置。
6. 前記鞘部（３０）は、前記管状エンド・ピース（５０）の外径Ｄｅ１と実質的に等しい外径Ｄｆを有することを特徴とする、請求項４または５に記載の装置。
7. 前記鞘部（３０）は、その長さの大部分にわたって、前記軸受リング（２０）内に形成された円形貫通孔（２４）内で最小隙間により摺動するように適合されている外径Ｄｆを有することを特徴とする、請求項４から６のいずれか一項に記載の装置。
8. 前記鞘部（３０）は、直径Ｄｆを有する部分を超えて、その遠位端部（３０ｂ）に向いて、前記リング（２０）の端部の内側（２５）上で支持されることを意図される肩部（３４）と嵌合され、前記肩部（３４）はそれ自体、前記引っ張りロッド（４０）に対して並進して前記鞘部（３０）をロックするためのシステム（６０）の格納を可能にする複数の放射状の孔（３５）に穿孔されていることを特徴とする、請求項６から７のいずれか一項に記載の装置。
9. 前記並進ロッキング・システム（６０）は、前記ねじ山付きロッド（４０）内に形成された、かつその遠位端部で測定されたボール（６２）の直径のほぼ１倍だけ縮小した前記鞘部（３０）の外径Ｄｆ３と等しい直径を有するリング形状の溝部（４４）とともに働く前記ボール（６２）を備え、それにより、前記ボールは、前記直径Ｄｆ３を超えることなく溝部（４４）内に退縮することが可能になることを特徴とする、請求項８に記載の装置。
10. 前記並進ロッキング・システム（６０）は、前記鞘部（３０）に接続された、かつ放射状の弾性スプラインを形成するために分割部（１６４）によって分けられる複数のセグメント（１６３）を備えるスプリット・リング（１６２）から構成されており、それの端部（１６５）は、前記円形チャネル（４４）内に退縮することが可能な疑似円環形状の放射状突起部を有することを特徴とする、請求項８に記載の装置。
11. 前記リング形状の溝部（４４）は、その遠位縁部上に、前記引っ張りロッド（４０）の軸方向変位の下で、前記ボール（６２）、または前記スプリット・リング（１６２）の前記端部（１６５）が、前記溝部（４４）に入り／出る間、それらの放射状移動を誘導するための円錐形面取り部（４７）を有することを特徴とする、請求項９または１０に記載の装置。
12. 前記管状エンド・ピース（５０）は、その開放端部（５０ｂ）に、前記鞘部（３０）の前記近位端部（３０ａ）において嵌合された対応する円錐形面取り部（３６）とともに働くための外側面取り部（５１）を有することを特徴とする、請求項１から１１のいずれか一項に記載の装置。
13. 前記管状エンド・ピース（５０）は、閉鎖した近位端部（５０ａ）と、前記引っ張りロッド（４０）の前記近位端部（４０ａ）上に形成された外側ねじ山（４１）とともに働くための内側ねじ山（５２）とを有することを特徴とする、請求項１から１２のいずれか一項に記載の装置。
14. 特に、前記放射状ビード（１００）の形成中、前記引っ張りロッドを軸方向に摺動するために、前記引っ張りロッド（４０）の前記遠位端部（４０ｂ）に取り付けられたねじ留めドライバ（７０）も備えることを特徴とする、請求項１から１３のいずれか一項に記載の装置。
15. 前記ドライバ（７０）は、前記引っ張りロッド（４０）の外側ねじ山（４６）とともに働くための内側ねじ山（７２）を近位端部（７１ａ）に備えている軸方向貫通孔（７１）により完全に穿孔された中空円筒形部から構成されることを特徴とする、請求項１４に記載の装置。
16. 前記ドライバ（７０）の前記軸方向貫通孔（７１）はまた、前記引っ張りロッド（４０）の前記遠位端部（７０ｂ）に形成されたねじ山付き内側貫通孔（４７）内にセットされたストップねじ（９０）に軸受表面として作用するために、前記ねじ山（７２）の直径よりも大きい直径を有する内側肩部（７３）を備えることを特徴とする、請求項１５に記載の装置。
17. 前記ドライバ（７０）の前記軸方向貫通孔（７１）は、その遠位端部（７１ａ）に、その内径が前記内側ねじ山（７２）の直径よりも大きい円筒形孔（７４）を形成し、それにより、前記ロッキングねじ（９０）は、この格納部によって挿入可能になることを特徴とする、請求項１６に記載の装置。
18. 前記中空体（１０）は、その近位端部（１０ａ）に、前記軸受リング（２０）の内側ねじ山（２２）とともに働く外側ねじ山（１２）を有することを特徴とする、請求項１から１７のいずれか一項に記載の装置。
19. 前記中空体（１０）は、その近位端部（１０ａ）の近くに、放射ベース（１１ａ）を有する内側凹部（１１）を含むことを特徴とする、請求項１から１８のいずれか一項に記載の装置。
20. 前記中空体（１０）は、その近位端部（１０ａ）の近くに、平面ベースを有し、かつ放射ベース（１１ａ）を有する取外し可能な、相互交換可能な摩耗リング（１１ｂ）を受けるのに適切な円筒形内側凹部（１１）を含むことを特徴とする、請求項１から１８のいずれか一項に記載の装置。
21. 前記軸受リング（２０）、例えば、内側リング形状の溝部（２５）内に格納されているＯリングによって生じるシーリング手段（２６）を備えることを特徴とする、請求項１から２０のいずれか一項に記載の装置。
22. 前記中空体（１０）内に、圧縮ばね（８０）として作用する圧縮可能な部材を備えることを特徴とする、請求項１から２１のいずれか一項に記載の装置。
23. 前記圧縮可能な部材、例えば、ベルビル・ワッシャは、一方では、前記中空体（１０）の内側肩部（１４）に接して支持され、他方では、前記ドライバ（７０）の前記近位端部（７０ａ）に接して支持されることを特徴とする、請求項２２、および請求項１４から１８のいずれか一項に記載の装置。
24. 同軸貫通孔（２、３）を有する既に形成済みの少なくとも２つの構造部材（４、５）を予備組み立てし、前記請求項のいずれか一項に記載の装置（１）を実装するための一時的締結方法であって、
    放射状ビード（１００）の形態で、前記部材、具体的には貫通孔（２、３）からのある距離に、前記構造部材（４、５）を締結するための締結手段を形成するステップと、
    次いで、前記ビード（１００）を前記部材と接触させるステップと
    を含むことを特徴とする方法。
25. 前記ビード（１００）は、前記装置（１）の引っ張りロッド（４０）上に取外し可能なやり方で取り付けられるように適合されており、かつ前記ビード（１００）を形成するために拡大によって放射状に変形するようになる機械的な弱化範囲（５５）を備えている管状エンド・ピース（５０）上に形成されることを特徴とする、請求項２４に記載の方法。

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