JP2013527903A - ファスナー - Google Patents

Abstract

ワークピース（１２０，１２２）に取り付けるファスナーであって、該ファスナーは、ピン（１０６）と、シェル（１０８）及び放射状に大きくなっているヘッド（１１２）を有しているボディー（１０４）と備えており、ナイロンスリーブ（１１０）を備えている第１の係合手段はシェルの穴（１１６）に収納されており、複数のかえり（１１８）を備えている第２の係合手段はピンシャンク（１４２）の少なくとも一部の外部に設けられており、ピンシャンクはヘッド端から離れた位置にあるボディーの端からボディーの穴へと差し込み可能になっており、これによって、第１、第２の係合手段が互いに係合する。
【選択図】図９

Description

本発明は、位置合わせされた複数のワークピース部材の開口に差し込み、それによって部材をしっかりと固定するためのファスナーに関し、特に、低グリップ用途、即ち、一緒に固定されるワークピース部材の全幅（厚み）が比較的小さい場合の用途に好適なファスナーに関する。

位置合わせされた複数のワークピース部材の開口に差し込むのに用いる現在既知のファスナーは、図１ａ〜図３に示されているような登録商標ＡＶＴＡＩＮＥＲが商業上利用可能である。既知のファスナー２は、ピン６（図１ａに示されている）と、ボディー４（図１ｂに示されている）とを備えている。ピンは、シャフト４２と、ヘッド４４と、破壊点（ブレイクネックポイント）４６とを備えている。ボディーは、シェル８と、ナイロンスリーブ１０とを備えている。シェル８は、一方の端で放射状に大きくなっているヘッド１２と、前記一方の端から突出している細長いシャンク１４と、ボディー４を軸方向に貫通して伸びている穴１６と、を備えている。シェル８の細長いシャンク１４内側に配置されているスリーブ１０は、第１の係合手段を形成し、また、ピン６上に複数の環状のかえり（バーブ）１８を備えているかえりのついた部分５２は、第２の係合手段を形成する。

図２ａ、図２ｂは、ワークピース部材２０、２２を備えているワークピースへファスナー２を取り付ける手順を図示する。最初に、図２ａに示されるように、ピン６を、ピンヘッド４４に力を加えることにより、位置合わせされたワークピース部材２０、２２の開口５４および開口５６に叩き入れる。ピンシャンク４２の未加工部分７８を、ワークピース開口５４、５６内に圧入する。図２ａは、位置合わせされた開口５４、５６に叩き入れられた後のピン６を示す。

次に、スリーブ１０の先端がピン６のかえり（バーブ）のついた部分５２に接するまで、ボディー４を、シャンク１４側を上にして、ピンシャンク４２の突出している端部へと押し上げる。
図２ｂは、この工程が完了した後のファスナーを示す。

ファスナー２の取り付けは、ツール（図示せず）を用いて、ピンシャンク４２を引っ張ると同時に、ピンシャンク４２に沿ってボディー４にさらに力を加え、その結果、ピン６のかえり１８がボディー４のスリーブ１０に互いに係合し、かつ、シェルヘッド１２の下側面５８がピンヘッド４４から離れた位置にあるワークピース部材２２の外面７２に接するようにすることにより完了する。ピンシャンク１４２は、破壊点４６で引きちぎられるまで引っ張られる。

図３は、ワークピース部材２０、２２を一緒にしっかりと固定するため、ワークピースに完全に取り付けられたファスナー２を示す。ピン６のかえり１８は、ボディー４のスリーブ１０へはめ込まれている。グリップ部分、すなわちワークピース部材２０、２２の総厚みを、Ｓで表す。取り付けられたファスナー２に必要な引張強さを与えるため、全てのかえり１８がスリーブ１０に係合しなければならず、それ故、グリップ部分Ｓはシャンク１４の長さＬよりも長くなければなない。というのは、スリーブ１０はこの長さＬの範囲内に収められており、かつ、この長さＬは連結部をしっかりと固定するため、グリップ部分Ｓ以下でなければならないからである。最小のグリップ部分は、ファスナー２の長さを短くすることにより少なくできるが、このことは、また、取り付けられたファスナーの引張強さの許容しがたい減少を結果として生じる。かえり１８がスリーブ１０に互いに係合する長さの短縮は、取り付けられたファスナー２の引張強さの許容しがたい減少を結果として生じる。

従って、ファスナーは、グリップ部分がシェルの長さ以下の場合に使用できないため、従来のファスナーの最小のグリップ部分は、シェルの長さによって制限されていた。

本発明の目的は、最小のグリップ部分の値がシェルの長さに制限されないファスナーを提供することである。

課題を解決するための手段及び効果

従って、本発明は、第１の態様において、添付されている請求項１に記載のファスナーを提供する。

ボディーのヘッドは、丸みをつけられた部材で形成されてもよい。アンダーヘッド側にあるコンタクト面は、前記丸みをつけられた部材の環状フランジに与えられる。

第１の係合手段は、好ましくはナイロンスリーブを備え、また、第２の係合手段は、好ましくは複数のかえりを備えている。

本発明は、更なる態様において、添付されている請求項５に記載のファスナーを使用して、ワークピースを一緒にしっかりと固定する方法を提供する。

本発明の実施態様は、一例として、添付の図面を参照しつつ、これより説明される。

既知のファスナーのピンの断面図。 既知のファスナーのボディーの断面図。 ワークピース部材を備えているワークピースへ既知のファスナーを取り付ける手順を図示する断面図。 ワークピース部材を備えているワークピースへ既知のファスナーを取り付ける手順を図示する断面図。 ワークピース部材を一緒にしっかりと固定するため、ワークピースに完全に取り付けられた既知のファスナーの断面図。 本発明によるファスナーのシェルの断面図。 本発明によるファスナーのボディーの断面図。 本発明によるファスナーのピンの側面図。 本発明によるファスナーのワークピースへの取り付けの第１工程の部分断面図。 本発明によるファスナーのワークピースへの取り付けの第２工程の部分断面図。 比較的大きなグリップ部分Ｓを有しているワークピースへ完全に取り付けられた状態の、比較的長いピンを有している本発明のファスナーの部分断面図。 比較的小さなグリップ部分Ｓを有しているワークピースへ完全に取り付けられた状態の、比較的短いピンを有している本発明のファスナーの部分断面図。

図４〜図６に示すように、本発明のファスナーは、ボディー１０４（図５）を備えている第１の部品と、ピン１０６（図６）を備えている第２の部品とを備える。ボディー１０４は、スチールシェル１０８（図４）と、ナイロンスリーブ１１０と、を備えている。シェル１０８は、ヘッドの端１６２に与えられている放射状に大きくなっているヘッド１１２と、ヘッド１１２から離れた位置へと伸びている管状の細長いシャンク１１４とを備えている。スリーブ１１０は、シェル１０８を貫通している円筒穴１１６内に配置されている。

シェルヘッド１１２は、第１の環状の丸みをつけられたエッジ１２６と、第１の環状の丸みをつけられたエッジ１２６よりもシェル１０８の軸の中心からさらに離れている第２の環状の丸みをつけられたエッジ１３２とを有している、外側へと伸びている部材によって形成されている。部材１２４の形状は、環状の空間１３０がシェルヘッド１１２の底に形成されたような形状である。第２の環状に持ち上げられたエッジ１３２を越えた位置において、シェルヘッド末端１８０（すなわちボディーシャンク１１４から最も遠くの位置にあるシェルヘッド１１２の部分）は、環状フランジ１３４によって形成されている。環状フランジ１３４は、アンダーヘッド側にある面１５８（それはワークピースへファスナーを取り付ける際のコンタクト面を形成する）を定める。

シェル１０８の末端１６４は、内側に伸びているフランジ１３６に形成されている。スリーブ１１０は、内側に伸びているフランジ１３６からシェルヘッド１１２の頂部付近にまで伸びており、即ち、シェルヘッド１１２の頂部の高さとスリーブ１１０の頂部の高さの間には、小さな空隙が残っている。スリーブ１１０の外径１３８は、スリーブ１１０をシェルシャンク１１４の穴１１６に押込んで嵌めることができる大きさで、スリーブ１１０の内径１４０は、シェル１０８の末端で内側に伸びているフランジ１３６の内部に区画されている開口よりも小さい。スリーブ１１０は、また、その長手方向を貫通している穴１８４を有している。

スリーブ１１０は、先端１６６と、終端１６８と、を有している。図示されるように、シェルヘッド１１２のアンダーヘッド側にある面１５８は、スリーブ１１０の先端１６６からアキシアル距離“ｘ”で、かつ、スリーブ１１０の終端１６８からアキシアル距離“ｙ”に位置している。従って、シェルヘッド１１２の末端１８０およびアンダーヘッド側にある面１５８は、両方とも、スリーブ１１０の中間点にある軸高さに配置される。

また、ピン１０６は、スチール製であり、かつ、ピン１０６は、長方形のシャンク１４２と、アンダーヘッド側にある面１７６を有しており放射状に大きくなっているヘッド１４４とを備えている。ピンシャンク１４２は、ピンヘッド１４４の直下にある未加工部分１７８と、未加工部分１７８の下にあり、複数のかえり１１８を備えているかえりのついた部分１５２（第２の係合手段を形成する部分）と、破壊点（ブレイクネックポイント）１４６と、ファスナー１０２の取り付けを可能にするための引っ張るための溝１５０を伴うピンテール１４８と、を備えている。

ピンテール１４８の外径は、スリーブの穴１８４にスライドさせながら嵌めることができる大きさで、また、かえりのついた部分１５２の最大外径は、スリーブ１１０の内径１４０より大きい。

図７、図８は、第１のワークピース部材１２０と第２のワークピース部材１２２とを備えているワークピースを取り付ける第１工程、第２工程を示す。

取り付けの第１工程では、ワークピース部材１２０、１２２に設けられている開口１５４、１５６を通るようにピンシャンク１４２を差し込む。ピンヘッド１４４の下側表面１７６が第１のワークピース部材１２０の外表面１７０に接し、かつ、ピンテール１４８が第２のワークピース部材１２２の外表面１７２から突出するまで、ピンシャンク１４２の未加工部分１７８は、ワークピース開口１５４、１５６に圧入される。図７は、上記のように開口１５４、１５６に完全に差し込まれたピン１０６を示す。

取り付けの第２工程では、スリーブ１１０の先端６６がピン１０６のかえりのついた部分１５２に接するまで、ボディー１０４を、シャンク１１４を上にして、ピンテール１４８の上方に手動で位置決めする。スリーブ１１０の内径１４０より大きいかえりのついた部分１５２の最大外径に起因して、それ以上ボディー１０６をピンシャンク１４２に沿って手動で差し込むことはできない。

その後、適切なツールが、ファスナー１０２の取り付けを完了するために使用される。その取り付け工程は既知であるため、ここでは詳細に説明しない。要約すると、ツールは、シェルヘッド１１２の第１の丸みをつけられたエッジ１２６に圧力を加え、かつ、ピンシャンク１４２上に設けられている引っ張るための溝１５０を引っ張ることによって、ボディー１０４に対してピンシャンク１４２を引っ張ることができるようにする。ピンシャンク１４２を引っ張っている間、かえりのついた部分１５２をスリーブ１１０へ無理やり押し込み、それによって、かえりのついた部分１５２とスリーブ１１０とを互いに係合させる。シェルヘッド１１２のアンダーヘッド側にある面１５８が第２のワークピース部材１２２の外表面１７２に接し、そしてピンシャンク１４２が、破壊点１４６で引きちぎられるまで、ピンシャンク１４２は引っ張られる。これにより、ワークピース部材１２０、１２２はしっかりと固定される。

破壊点１４６は、かえりのついた部分１５２に十分近くにあり（すなわち、スリーブ１１０の終端１６８とシェルヘッド１１２のトップの間の空隙が十分であり）、ピン１０６の破壊された端は、シェルヘッド１１２の端部の高さを越えて突出しない。

図９、図１０は、ワークピース部材１２０、１２２を一緒にしっかりと固定するため、完全に取り付けられたファスナー１０２を示す。図９は、比較的大きなグリップ部分Ｓを有しているワークピースへと取り付けられたファスナー１０２を示し、図１０は、比較的小さなグリップ部分Ｓを有しているものについて示す（図９、図１０の何れにおいても、シェルは等しい長さＬである。しかしながら、図９のピン６は図１０ものよりも長い）。

それは、第２のワークピース部材１２２の外表面１７２と接しているシェルヘッド１１２のアンダーヘッド側にある面１５８が、スリーブ１１０の先端１６６と終端１６８との間の中間の高さであって、スリーブ１１０の一部分までの高さ、スリーブ１１０を囲んでいるシェルシャンク１１４の一部分までの高さ、またさらに第２のワークピース部材１２２の外側表面１７２を越えて伸びているかえりのついた部分１５２の一部分までの高さにあるように見える。従って、たとえワークピースのグリップ部分がシェル１１０の長さより少なくても、かえりのついた部分１５２とスリーブ１１０との完全な係合が、常にファスナー１０２の取り付け時に到達される。このことは図１０に図示されており、たとえ比較的小さなワークピースグリップ部分“Ｓ”が、シェルの長さ“Ｌ”未満でも、かえり１１８のスリーブ１１０への完全な係合が達成される。図１０に示される実施態様では、ワークピースのグリップ“Ｓ”はシェルの長さ“Ｌ”と同等又はおよそ半分以上である。

１０４ ボディー
１０６ ピン
１０８ シェル
１１０ スリーブ(第１の係合手段)
１１２ シェルヘッド
１１４ シェルシャンク
１１８ かえり
１２０、１２２ ワークピース
１４２ ピンシャンク
１４４ ピンヘッド
１４６ 破壊点
１５２ かえりのついた部分(第２の係合手段）
１５８ アンダーヘッド側にある面(コンタクト面)

Claims (6)

1. ピンとボディーとを備えるファスナーにおいて、
   前記ピンは、一方の端で放射状に大きくなっているピンヘッドと、前記一方の端から突出している細長いピンシャンクとを備えており、
   前記ボディーは、ヘッド端で放射状に、かつ軸方向に大きくなっているシェルヘッドと、前記ヘッド端から突出している細長いシェルシャンクとを有しているシェルを備えており、アンダーヘッド側にあるコンタクト面が、前記シェルヘッドに設けられており、そして、穴が前記シェルヘッドおよび前記シェルシャンクを通って軸方向に伸びており、
   前記ボディーは、更に、第１の係合手段を備えており、前記第１の係合手段が、前記穴の少なくとも一部に位置しており、かつ、先端及び末端を有しており、前記先端は、前記末端よりも前記シェルの前記ヘッド端から更に離れた位置にあり、
   第２の係合手段が、前記ピンシャンクの少なくとも一部分の外側に位置しており、
   前記ピンシャンクは、前記ヘッド端から離れた前記ボディーの端から前記ボディーの穴へと差し込み可能となっており、これによって前記第１及び第２の係合手段は互いに係合しており、
   前記シェルヘッドの前記アンダーヘッド側にあるコンタクト面は、前記第１の係合手段の前記先端と前記末端との間に、ある軸方向高さの位置に設けられている、ことを特徴とするファスナー。
2. 前記ボディーのシェルヘッドが、丸みをつけられた部材で形成されており、前記アンダーヘッド側にあるコンタクト面が、前記丸みをつけられた部材の環状のフランジに設けられている、請求項１に記載のファスナー。
3. 前記第１の係合手段が、ナイロンスリーブを備えている、請求項１又は請求項２に記載のファスナー。
4. 前記第２の係合手段が、複数のかえりを備えている、請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載のファスナー。
5. 前記請求項１に記載されるようなファスナーを用いてワークピースを一緒にしっかりと固定するための方法であって、前記ワークピースは、第１、第２のワークピース部材を備えており、
   前記方法は、
   前記ピンヘッドの下側面が前記第１のワークピース部材の外表面に接し、ピンシャンクの一部が前記第２のワークピース部材の外表面から突出するまで、位置合わせされた前記第１、第２のワークピース部材の開口に前記ファスナーの前記ピンを差し込み、
   続いて、前記第１の係合手段の先端が前記第２の係合手段に接するまで、前記ファスナーの前記ボディーを、前記シェルシャンクを上にして、前記ピンシャンクの突出端の上方に位置決めし、
   続いて、前記アンダーヘッド側にあるコンタクト面が前記第２のワークピース部材の前記外表面に接するまで、前記ボディーに圧力を加え、前記ボディーを前記第１、第２のワークピース部材の開口に差し込み、
   そして、前記ボディーに対して前記ピンシャンクの前記突出端を引っ張り、それによって、前記第１、第２の係合手段を互いに係合させる工程を含み、
   前記ピンシャンクが破壊点でちぎれるまで、前記ピンシャンクの前記突出端を、前記ボディーに対して引っ張ることを特徴とする方法。
6. 添付の図４乃至図１０を参照して、前述したようなファスナー。

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