JP3348883B2 - ファスナー・アセンブリー及びファスナー・アセンブリーのパネルへの取付け方法 - Google Patents
ファスナー・アセンブリー及びファスナー・アセンブリーのパネルへの取付け方法Info
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、一般にはファスナ
ー、特に、スタッド、ボルト、ナット又はこれに類する
ものを含むセルフピアシング・リベッティング・ファス
ナー及びこれらのファスナーのパネルへの取付け方法に
関する。
ー、特に、スタッド、ボルト、ナット又はこれに類する
ものを含むセルフピアシング・リベッティング・ファス
ナー及びこれらのファスナーのパネルへの取付け方法に
関する。
【0002】
【従来の技術】米国特許第3,299,500号及び第
3,314,138号は、同時に締め付けてパネル開口
内に固定するナットを含むセルフピアシング雌ファスナ
ーを開示している。加えて、米国特許第3,938,2
39号及び第4,018,257号は、環状のスカート
又は胴部を有し、この胴部の自由端がダイス部材内で半
径方向外側に変形されパネルと機械的結合をするナット
を含むセルフリベッティング・ナットを開示している。
しかし、これらの引例の特許に開示されたセルフリベッ
ティング・ナットは、予め打抜かれたパネル開口を有す
るパネルに固定されている。これには、パネル開口を形
成することを含む第1工程と、雌ファスナーを取付ける
ことを含む第2工程という別々の2工程を必要とすると
いう欠点がある。加えて、これらのような方法は、又、
予め打抜かれたパネル開口に対してナットを非常に正確
に心決めすることが必要であり、この場合、取付け前、
ばね付勢されたピンがパネル開口を通して受けられ、取
付け前にナットがこのピン上で心決めされるようになっ
ている。米国特許第3,926,236号は、パネルが
ナット孔を貫通するパンチによって打抜かれ、連続運転
中にナットでパネルを打抜きかつこのナットをパネルに
固定するナットのパネルへの取付け方法を開示してい
る。しかし、このファスナーは、打抜かれたパネル開口
を貫通する胴部を有するリベッティング形ファスナーで
はない。
3,314,138号は、同時に締め付けてパネル開口
内に固定するナットを含むセルフピアシング雌ファスナ
ーを開示している。加えて、米国特許第3,938,2
39号及び第4,018,257号は、環状のスカート
又は胴部を有し、この胴部の自由端がダイス部材内で半
径方向外側に変形されパネルと機械的結合をするナット
を含むセルフリベッティング・ナットを開示している。
しかし、これらの引例の特許に開示されたセルフリベッ
ティング・ナットは、予め打抜かれたパネル開口を有す
るパネルに固定されている。これには、パネル開口を形
成することを含む第1工程と、雌ファスナーを取付ける
ことを含む第2工程という別々の2工程を必要とすると
いう欠点がある。加えて、これらのような方法は、又、
予め打抜かれたパネル開口に対してナットを非常に正確
に心決めすることが必要であり、この場合、取付け前、
ばね付勢されたピンがパネル開口を通して受けられ、取
付け前にナットがこのピン上で心決めされるようになっ
ている。米国特許第3,926,236号は、パネルが
ナット孔を貫通するパンチによって打抜かれ、連続運転
中にナットでパネルを打抜きかつこのナットをパネルに
固定するナットのパネルへの取付け方法を開示してい
る。しかし、このファスナーは、打抜かれたパネル開口
を貫通する胴部を有するリベッティング形ファスナーで
はない。
【0003】米国特許第3,800,401号は、連続
操作中にタグ・リングのようなコンテナに閉成部を取付
ける方法を開示している。この発明も上記の公知例も、
雄要素と雌要素を連続操作でパネルに取付ける方法及び
装置を開示している。ファスナーは予め打抜かれたパネ
ルの孔内に取り付けるのにも適しているが、望ましい取
付け方法では、パネルを予め打抜いて置く必要がない。
操作中にタグ・リングのようなコンテナに閉成部を取付
ける方法を開示している。この発明も上記の公知例も、
雄要素と雌要素を連続操作でパネルに取付ける方法及び
装置を開示している。ファスナーは予め打抜かれたパネ
ルの孔内に取り付けるのにも適しているが、望ましい取
付け方法では、パネルを予め打抜いて置く必要がない。
【0004】米国特許第4,193,333号及び第
3,871,264号は、プレート又は構造鋼部材を貫
通しパネルから打抜かれたプラグの周りに半径方向に変
形され得る環状端部を含むスタッド状ファスナーの取付
け手段を開示している。
3,871,264号は、プレート又は構造鋼部材を貫
通しパネルから打抜かれたプラグの周りに半径方向に変
形され得る環状端部を含むスタッド状ファスナーの取付
け手段を開示している。
【0005】米国特許第1,976,019号、第2,
456,118号、第2,521,505号、第3,4
36,803号、第3,754,731号、第4,03
9,099号及び第4,092,773号は、ファスナ
ーを環状端部でパネル内の開口を通して圧入嵌合させる
ことが出来る種々のリベッティング技術を開示してい
る。次いで、環状端部はリベット結合されるか、環状の
セミトリダルのダイス・キャビティを有するダイス部材
によって半径方向外側に変形されるようになっており、
ファスナーの環状リベッティング端内に受けられる突出
する中央ダイス部を含んでもよい。
456,118号、第2,521,505号、第3,4
36,803号、第3,754,731号、第4,03
9,099号及び第4,092,773号は、ファスナ
ーを環状端部でパネル内の開口を通して圧入嵌合させる
ことが出来る種々のリベッティング技術を開示してい
る。次いで、環状端部はリベット結合されるか、環状の
セミトリダルのダイス・キャビティを有するダイス部材
によって半径方向外側に変形されるようになっており、
ファスナーの環状リベッティング端内に受けられる突出
する中央ダイス部を含んでもよい。
【0006】上記引用の特許は、セルフリベッティング
雌ファスナー及び雄ファスナーとこれらの取付け方法と
を開示しているが、雄ファスナーに組込まれるセルフリ
ベッティング雌ファスナーで1回の操作でファスナー・
アセンブリーがパネルに組込まれるようになっているも
のを開示していない。
雌ファスナー及び雄ファスナーとこれらの取付け方法と
を開示しているが、雄ファスナーに組込まれるセルフリ
ベッティング雌ファスナーで1回の操作でファスナー・
アセンブリーがパネルに組込まれるようになっているも
のを開示していない。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】従って、この発明の目
的は、単一の取付け操作でパネルに取付けられるように
された予組立ファスナー・アセンブリー及びファスナー
・アセンブリーのパネルへの取付け方法を提供すること
にある。更に、この発明のファスナー・アセンブリー及
び取付け方法は、特に、多量生産に適し、更に特に、自
動プレスを使用する自動車の生産に適するものである。
この発明のファスナー・アセンブリーは開口が予め打抜
かれたパネルに使用できるが、取付け作業中にファスナ
ー・アセンブリーがパネルを打抜くようになっている限
りは、予め打抜きを行なっている場合に限らない。
的は、単一の取付け操作でパネルに取付けられるように
された予組立ファスナー・アセンブリー及びファスナー
・アセンブリーのパネルへの取付け方法を提供すること
にある。更に、この発明のファスナー・アセンブリー及
び取付け方法は、特に、多量生産に適し、更に特に、自
動プレスを使用する自動車の生産に適するものである。
この発明のファスナー・アセンブリーは開口が予め打抜
かれたパネルに使用できるが、取付け作業中にファスナ
ー・アセンブリーがパネルを打抜くようになっている限
りは、予め打抜きを行なっている場合に限らない。
【0008】
【課題を解決するための手段】以上のようにこの発明
は、パネルに取付けられるファスナー・アセンブリー及
びそれのパネルへの取付け方法を提供するものである。
そして、この ファスナー・アセンブリーは雌ファスナ
ーと雄ファスナーを具備して成る。雌ファスナーは、軸
孔を貫設した本体部と、この本体部に一体に設けられ該
本体部を越えて軸方向へ延びるパネル・リベッティング
部を有する。雄ファスナーは、雌ファスナーの軸孔内に
保持されるシャンク部と、このシャンク部と一体のクイ
ル部とを含む。クイル部は雌ファスナーのパネル係合部
を越えて延びる。ファスナー・アセンブリーはパネル内
に受入れられるようになっており、雄ファスナーのクイ
ル部はパネル内の孔に係合し、これによって、パネルの
孔に対してファスナー・アセンブリーを概略位置決めす
る。そして、雌ファスナーのパネル・リベッティング部
がパネルに係合するようにし、これによって、ファスナ
ー・アセンブリーをパネルにリベット止めする。
は、パネルに取付けられるファスナー・アセンブリー及
びそれのパネルへの取付け方法を提供するものである。
そして、この ファスナー・アセンブリーは雌ファスナ
ーと雄ファスナーを具備して成る。雌ファスナーは、軸
孔を貫設した本体部と、この本体部に一体に設けられ該
本体部を越えて軸方向へ延びるパネル・リベッティング
部を有する。雄ファスナーは、雌ファスナーの軸孔内に
保持されるシャンク部と、このシャンク部と一体のクイ
ル部とを含む。クイル部は雌ファスナーのパネル係合部
を越えて延びる。ファスナー・アセンブリーはパネル内
に受入れられるようになっており、雄ファスナーのクイ
ル部はパネル内の孔に係合し、これによって、パネルの
孔に対してファスナー・アセンブリーを概略位置決めす
る。そして、雌ファスナーのパネル・リベッティング部
がパネルに係合するようにし、これによって、ファスナ
ー・アセンブリーをパネルにリベット止めする。
【0009】雌ファスナーのパネル・リベッティング部
が本体部から延びる概略管状の管状部を含むのが望まし
く、又、本体部の軸孔に共軸に整合させるのが望まし
い。雌ファスナーの本体部は多角形の外面を有し概略管
状にするのが望ましい。
が本体部から延びる概略管状の管状部を含むのが望まし
く、又、本体部の軸孔に共軸に整合させるのが望まし
い。雌ファスナーの本体部は多角形の外面を有し概略管
状にするのが望ましい。
【0010】この発明のファスナー・アセンブリーが予
め打抜かれた孔を含まないパネル内に組付けられる場
合、雄ファスナーのクイル部がパネルからスラグを打抜
いて取付け工程中にパネル内に孔を形成する手段を含む
ことが望ましい。雄ファスナーのシャンク部は雄ねじ面
を含むのが望ましく、雌ファスナーの軸孔は雌ねじを含
むのが望ましい。雌ファスナーと雄ファスナーのこれら
のねじ面は互いに螺合して雄ファスナーを雌ファスナー
の軸孔内に保持するようになっている。
め打抜かれた孔を含まないパネル内に組付けられる場
合、雄ファスナーのクイル部がパネルからスラグを打抜
いて取付け工程中にパネル内に孔を形成する手段を含む
ことが望ましい。雄ファスナーのシャンク部は雄ねじ面
を含むのが望ましく、雌ファスナーの軸孔は雌ねじを含
むのが望ましい。雌ファスナーと雄ファスナーのこれら
のねじ面は互いに螺合して雄ファスナーを雌ファスナー
の軸孔内に保持するようになっている。
【0011】雄ファスナーの望ましい実施例は、クイル
部と反対側のシャンク部に一体に結合されるヘッド部を
含む。ヘッド部は多角形になし得るし、ボール・スタッ
ド又はこれに類する任意の形状にすることも出来る。
部と反対側のシャンク部に一体に結合されるヘッド部を
含む。ヘッド部は多角形になし得るし、ボール・スタッ
ド又はこれに類する任意の形状にすることも出来る。
【0012】多面、この発明は、1部材に組込まれるフ
ァスナー・アセンブリーを提供する。このファスナー・
アセンブリーと部材は、雌ファスナーと、可塑変形可能
な金属パネル部材と、雄ファスナーとを含む。雌ファス
ナーは軸孔を貫設しパネル・リベッティング部内へ向け
て狭まっていく本体部を含むのが望ましい。パネル・リ
ベッティング部は半径方向外側に変形されたリップ部で
終わっている。金属パネル部材は雌ファスナーのパネル
・リベッティング部を密に囲繞する開口を含み、雌ファ
スナーが外側に変形されたリップ部と雌ファスナーの本
体部とによってこの開口内に捕捉されるようになってい
る。雄ファスナーは、雌ファスナーの軸孔内に保持され
たシャンク部と、このシャンク部と一体のクイル部とを
含む。クイル部は雌ファスナーのパネル・リベッティン
グ部の半径方向外側に変形されたリップ部を越えて延び
ている。
ァスナー・アセンブリーを提供する。このファスナー・
アセンブリーと部材は、雌ファスナーと、可塑変形可能
な金属パネル部材と、雄ファスナーとを含む。雌ファス
ナーは軸孔を貫設しパネル・リベッティング部内へ向け
て狭まっていく本体部を含むのが望ましい。パネル・リ
ベッティング部は半径方向外側に変形されたリップ部で
終わっている。金属パネル部材は雌ファスナーのパネル
・リベッティング部を密に囲繞する開口を含み、雌ファ
スナーが外側に変形されたリップ部と雌ファスナーの本
体部とによってこの開口内に捕捉されるようになってい
る。雄ファスナーは、雌ファスナーの軸孔内に保持され
たシャンク部と、このシャンク部と一体のクイル部とを
含む。クイル部は雌ファスナーのパネル・リベッティン
グ部の半径方向外側に変形されたリップ部を越えて延び
ている。
【0013】雌ファスナーのパネル・リベッティング部
は本体部から延びこの本体部の軸孔と共軸の概略管状の
管状部を含むのが望ましい。望ましい実施例において、
雌ファスナーの本体部は多角形の外面を有し概略管状に
なっている。
は本体部から延びこの本体部の軸孔と共軸の概略管状の
管状部を含むのが望ましい。望ましい実施例において、
雌ファスナーの本体部は多角形の外面を有し概略管状に
なっている。
【0014】ファスナー・アセンブリーがパネルからス
ラグを打抜くために適応される場合、雄ファスナーのク
イル部が、パネルからスラグを打抜き、このパネルに開
口を形成するための手段を含むことが望ましい。
ラグを打抜くために適応される場合、雄ファスナーのク
イル部が、パネルからスラグを打抜き、このパネルに開
口を形成するための手段を含むことが望ましい。
【0015】雄ファスナーのシャンク部が、雄ねじ面を
含み、雌ファスナーの軸孔が雌ねじ面を含むことが望ま
しい。両ねじ面は互いに螺合し、雄ファスナーを雌ファ
スナーの軸孔内に保持するようになっている。雄ファス
ナーはクイル部と反対側のシャンク部に一体に結合され
た任意のヘッド部を設けることが出来る。このようなヘ
ッド部は、多角形ヘッド及びボール・スタッド部を設け
たヘッドを含む。
含み、雌ファスナーの軸孔が雌ねじ面を含むことが望ま
しい。両ねじ面は互いに螺合し、雄ファスナーを雌ファ
スナーの軸孔内に保持するようになっている。雄ファス
ナーはクイル部と反対側のシャンク部に一体に結合され
た任意のヘッド部を設けることが出来る。このようなヘ
ッド部は、多角形ヘッド及びボール・スタッド部を設け
たヘッドを含む。
【0016】望ましい実施例において、雌ファスナーの
パネル・リベッティング部の半径方向外側に変形された
リップ部は雌ファスナーの本体部の方へ実質的に開放す
る概略U字形チャンネルを具備することが望ましい。
パネル・リベッティング部の半径方向外側に変形された
リップ部は雌ファスナーの本体部の方へ実質的に開放す
る概略U字形チャンネルを具備することが望ましい。
【0017】実施例の1つにおいて、金属パネル部材
は、パネルの開口の末端側の概略平面状の平面部と、こ
のパネルの開口の基端側の変形されたパネル部を含んで
いる。変形されたパネル部は平面部から変位され、望ま
しくは、半径方向内側に延びて雌ファスナーのパネル・
リベッティング部に係合するようになっている。
は、パネルの開口の末端側の概略平面状の平面部と、こ
のパネルの開口の基端側の変形されたパネル部を含んで
いる。変形されたパネル部は平面部から変位され、望ま
しくは、半径方向内側に延びて雌ファスナーのパネル・
リベッティング部に係合するようになっている。
【0018】この発明の望ましい方法において、雄ファ
スナーは雌ファスナーに組込まれ、雄ファスナーのクイ
ル部はパネルに隣接して配置される。それから、雄ファ
スナーのクイル部がパネルを通過させられ、次いで、雌
ファスナーのパネル・リベッティング部はパネルを通し
て打込まれる。雌ファスナーのパネル・リベッティング
部は半径方向へ変形されて、パネル内にファスナー・ア
センブリーを捕捉する。この方法は、クイル部をパネル
を通過させると同時にパネルからスラグを打出すために
クイル部を使用することを含むことが望ましい。又、フ
ァスナー・アセンブリーとパネルとを優れて一体に結合
するために、この発明の方法は、雌ファスナーのパネル
・リベッティング部を変形してこの雌ファスナーの本体
部の方へ開口するU字形チャンネルにすることを含み、
パネルが実質的にU字形のチャンネルを充填するように
なっている。望ましくは、雌ファスナーのパネル・リベ
ッティング部がパネルを通して打込まれている間、この
雌ファスナーのパネル・リベッティング部がパネルを変
形するために用いられるのが望ましい。
スナーは雌ファスナーに組込まれ、雄ファスナーのクイ
ル部はパネルに隣接して配置される。それから、雄ファ
スナーのクイル部がパネルを通過させられ、次いで、雌
ファスナーのパネル・リベッティング部はパネルを通し
て打込まれる。雌ファスナーのパネル・リベッティング
部は半径方向へ変形されて、パネル内にファスナー・ア
センブリーを捕捉する。この方法は、クイル部をパネル
を通過させると同時にパネルからスラグを打出すために
クイル部を使用することを含むことが望ましい。又、フ
ァスナー・アセンブリーとパネルとを優れて一体に結合
するために、この発明の方法は、雌ファスナーのパネル
・リベッティング部を変形してこの雌ファスナーの本体
部の方へ開口するU字形チャンネルにすることを含み、
パネルが実質的にU字形のチャンネルを充填するように
なっている。望ましくは、雌ファスナーのパネル・リベ
ッティング部がパネルを通して打込まれている間、この
雌ファスナーのパネル・リベッティング部がパネルを変
形するために用いられるのが望ましい。
【0019】この発明のファスナー・アセンブリーは、
特に、ホッパー又は他の供給源から取付け装置へ搬送す
るのに適している。ファスナー・アセンブリーは、組み
付け準備の出来たファスナーを積層し整合させる自動手
段によって組み付け装置内に配設させてもよい。
特に、ホッパー又は他の供給源から取付け装置へ搬送す
るのに適している。ファスナー・アセンブリーは、組み
付け準備の出来たファスナーを積層し整合させる自動手
段によって組み付け装置内に配設させてもよい。
【0020】この発明の雌ファスナー及び雄ファスナー
は任意の形状で良い。ここで、「ファスナー」は1つの
構造部材をパネルに取付けるためのファスナーの機能に
関連しているのみならず、ファスナーをパネルに取付け
る手段に関連している。
は任意の形状で良い。ここで、「ファスナー」は1つの
構造部材をパネルに取付けるためのファスナーの機能に
関連しているのみならず、ファスナーをパネルに取付け
る手段に関連している。
【0021】
【実施例】この発明のファスナー・アセンブリーは、特
に、自動車産業に使用されるようなプレート又はパネル
、取り分け、メタル・シート又はこれに類するものに
ファスナー・アセンブリーを永久的に取付けるようにし
たものである。ファスナー・アセンブリーは、特に、ボ
デー・パネル及びこれに類するものを含むシートメタル
部品を成形するため自動車産業において用いられるよう
な従来のプレスによって取付けるのに適している。この
発明の方法も、従来のプレスを用いて実行するのに適し
ている。このような場合に、プレスはその1ストローク
毎に1以上のファスナー・アセンブリーを取付け、ファ
スナー・アセンブリーがパネルの永久部分になり、ブラ
ケット又はこれに類するもののような他の構造部材をパ
ネルに固定するのに用いられる。更に、この発明のファ
スナー・アセンブリーは、特に、自動車産業及び設備産
業によって使用されるような比較的に薄いシート又はパ
ネルへの取付けに適している。従って、ここで用いられ
る「パネル」とは、雌ファスナーのパネル・リベッティ
ング部をこのパネルに実用的に取付けるために充分に薄
い厚さを有する任意のプレート、パネル又はメタルシー
トのことを言うことにする。
に、自動車産業に使用されるようなプレート又はパネル
、取り分け、メタル・シート又はこれに類するものに
ファスナー・アセンブリーを永久的に取付けるようにし
たものである。ファスナー・アセンブリーは、特に、ボ
デー・パネル及びこれに類するものを含むシートメタル
部品を成形するため自動車産業において用いられるよう
な従来のプレスによって取付けるのに適している。この
発明の方法も、従来のプレスを用いて実行するのに適し
ている。このような場合に、プレスはその1ストローク
毎に1以上のファスナー・アセンブリーを取付け、ファ
スナー・アセンブリーがパネルの永久部分になり、ブラ
ケット又はこれに類するもののような他の構造部材をパ
ネルに固定するのに用いられる。更に、この発明のファ
スナー・アセンブリーは、特に、自動車産業及び設備産
業によって使用されるような比較的に薄いシート又はパ
ネルへの取付けに適している。従って、ここで用いられ
る「パネル」とは、雌ファスナーのパネル・リベッティ
ング部をこのパネルに実用的に取付けるために充分に薄
い厚さを有する任意のプレート、パネル又はメタルシー
トのことを言うことにする。
【0022】図1を参照して、ファスナ・アセンブリー
10は雄ファスナー12及び雌ファスナー14から成
る。
10は雄ファスナー12及び雌ファスナー14から成
る。
【0023】図1及び図2を参照して、雄ファスナー1
2は、ヘッド部16、シャンク部18、クイル部20を
含む。雌ファスナー14は、リベッティング24の方へ
狭まっていく本体部22を含む。又、雌ファスナー14
は、雄ファスナー12を受け内部にこれを保持する孔
(軸孔)26を含む。雄ファスナー12に係合しこれを
雌ファスナー14の軸孔26内に保持するために、多く
の技法を用いることが出来るが、雄ファスナー12のシ
ャンク部18にねじ(雄ねじ)28が形成され、雌ファ
スナー14の軸孔26にねじ(雌ねじ)30が形成され
ている。ねじ28はねじ30に螺合し、雄ファスナー1
2を雌ファスナー14内にしっかりと係合させると共
に、必要な場合は、雄ファスナー12を雌ファスナー1
4から容易に外せるようになっている。
2は、ヘッド部16、シャンク部18、クイル部20を
含む。雌ファスナー14は、リベッティング24の方へ
狭まっていく本体部22を含む。又、雌ファスナー14
は、雄ファスナー12を受け内部にこれを保持する孔
(軸孔)26を含む。雄ファスナー12に係合しこれを
雌ファスナー14の軸孔26内に保持するために、多く
の技法を用いることが出来るが、雄ファスナー12のシ
ャンク部18にねじ(雄ねじ)28が形成され、雌ファ
スナー14の軸孔26にねじ(雌ねじ)30が形成され
ている。ねじ28はねじ30に螺合し、雄ファスナー1
2を雌ファスナー14内にしっかりと係合させると共
に、必要な場合は、雄ファスナー12を雌ファスナー1
4から容易に外せるようになっている。
【0024】米国特許第4,831,698号、第4,
555,838号及び第4,610,072号に開示さ
れていると同様に、雌ファスナー14はパネル33にリ
ベット止めされるようになっている。米国特許第4,8
31,698号及び第4,610,072号に示すと同
様に、リベッティング部24は、管状胴部32の形状に
なっているのが望ましい。胴部32は自由端34を含
む。
555,838号及び第4,610,072号に開示さ
れていると同様に、雌ファスナー14はパネル33にリ
ベット止めされるようになっている。米国特許第4,8
31,698号及び第4,610,072号に示すと同
様に、リベッティング部24は、管状胴部32の形状に
なっているのが望ましい。胴部32は自由端34を含
む。
【0025】クイル部20は、望ましくはねじが形成さ
れておらず、管状胴部32の自由端34から36で示す
分だけ延出し、概略円筒状の打抜き面39を有する自由
端38で終わっている。打抜き面39は概略的に円筒形
のものが望ましいが、多角形、長円形及びこれに類する
形状のような他の幾何学的形状も考えられる。雌ファス
ナーの取付け中にパネルを打抜くためにプレスに固定さ
れるパンチを用いる米国特許第4,831,698号の
場合と対照的に、この発明のファスナー・アセンブリー
10は、これの取付け中に、(予め打抜きをしていない
場合は)パネル33を打抜くためにクイル部20の端部
38を使用する。従って、この発明のファスナー・アセ
ンブリー10はそれ自体の取付け工具として機能し得、
これによって、クイル部20の端部38はパネル33内
に開口を効果的に打抜く。
れておらず、管状胴部32の自由端34から36で示す
分だけ延出し、概略円筒状の打抜き面39を有する自由
端38で終わっている。打抜き面39は概略的に円筒形
のものが望ましいが、多角形、長円形及びこれに類する
形状のような他の幾何学的形状も考えられる。雌ファス
ナーの取付け中にパネルを打抜くためにプレスに固定さ
れるパンチを用いる米国特許第4,831,698号の
場合と対照的に、この発明のファスナー・アセンブリー
10は、これの取付け中に、(予め打抜きをしていない
場合は)パネル33を打抜くためにクイル部20の端部
38を使用する。従って、この発明のファスナー・アセ
ンブリー10はそれ自体の取付け工具として機能し得、
これによって、クイル部20の端部38はパネル33内
に開口を効果的に打抜く。
【0026】米国特許第4,831,698号に開示さ
れていると同様に、ダイス部材40がパネル33及び雌
ファスナー14の管状胴部32と共同して雌ファスナー
14をパネル33にリベット結合し、これによって、雌
ファスナー14とパネル33との間を確実に機械結合す
る。この明細書の今後の部分はファスナー・アセンブリ
ー10がセルフピアシング形のものであることに絞って
説明されるが、ファスナー10は孔が予め打抜かれたパ
ネルに同じに作用するものである。
れていると同様に、ダイス部材40がパネル33及び雌
ファスナー14の管状胴部32と共同して雌ファスナー
14をパネル33にリベット結合し、これによって、雌
ファスナー14とパネル33との間を確実に機械結合す
る。この明細書の今後の部分はファスナー・アセンブリ
ー10がセルフピアシング形のものであることに絞って
説明されるが、ファスナー10は孔が予め打抜かれたパ
ネルに同じに作用するものである。
【0027】次に、この発明の方法について図3乃至図
5を参照して説明する。
5を参照して説明する。
【0028】図3乃至図5を参照して、ファスナー・ア
センブリー10がダイ・プレスによって取付けられる場
合は、このファスナー・アセンブリー10は、取付けヘ
ッド(図示せず)を介してプランジャ42に隣接する位
置へ送られる。プランジャ42はダイス・プレスの第1
のプラテンによって打込まれる。ダイス部材40はダイ
ス・プレスの第2のプラテンに固定され、これによっ
て、プランジャ42とファスナー・アセンブリー10と
を所定関係に維持する。一度、ファスナー・アセンブリ
ー10がプランジャ42とダイス部材40との間のファ
スナー・アセンブリーの取付け位置に設置されると、プ
ランジャ42は雄ファスナー12のヘッド部16に抗し
て矢印44の方向へ移動され、ファスナー・アセンブリ
ー10を打込んでパネル33に接触させる。米国特許第
4,610,072号及び第4,831,698号は、
両方とも、ここに開示されている形式のセルフピアシン
グ・リベッティング・ファスナーを取付けるのに適する
取付けヘッド及びダイス部材の適当な実施例が開示され
ている。プランジャ42は、ファスナー・アセンブリー
10をダイス部材40上に支持されているパネル33内
に取付けるのに充分な力でダイス部材40の方へ打込ま
れる。この取付け方法を次に説明する。
センブリー10がダイ・プレスによって取付けられる場
合は、このファスナー・アセンブリー10は、取付けヘ
ッド(図示せず)を介してプランジャ42に隣接する位
置へ送られる。プランジャ42はダイス・プレスの第1
のプラテンによって打込まれる。ダイス部材40はダイ
ス・プレスの第2のプラテンに固定され、これによっ
て、プランジャ42とファスナー・アセンブリー10と
を所定関係に維持する。一度、ファスナー・アセンブリ
ー10がプランジャ42とダイス部材40との間のファ
スナー・アセンブリーの取付け位置に設置されると、プ
ランジャ42は雄ファスナー12のヘッド部16に抗し
て矢印44の方向へ移動され、ファスナー・アセンブリ
ー10を打込んでパネル33に接触させる。米国特許第
4,610,072号及び第4,831,698号は、
両方とも、ここに開示されている形式のセルフピアシン
グ・リベッティング・ファスナーを取付けるのに適する
取付けヘッド及びダイス部材の適当な実施例が開示され
ている。プランジャ42は、ファスナー・アセンブリー
10をダイス部材40上に支持されているパネル33内
に取付けるのに充分な力でダイス部材40の方へ打込ま
れる。この取付け方法を次に説明する。
【0029】クイル部20の端部38がダイス部材40
の中央ばね付勢部46に抗して打込まれると、クイル部
20の打抜き面39によってパネル33に充分な剪断力
が作用し、このパネル20からスラグ48を打抜く。こ
の打抜きによってパネル33内に開口50が形成され
る。スラグ48は、中央ばね付勢部(ダイス中心部)4
6の通し孔52を通して落下し廃棄される。
の中央ばね付勢部46に抗して打込まれると、クイル部
20の打抜き面39によってパネル33に充分な剪断力
が作用し、このパネル20からスラグ48を打抜く。こ
の打抜きによってパネル33内に開口50が形成され
る。スラグ48は、中央ばね付勢部(ダイス中心部)4
6の通し孔52を通して落下し廃棄される。
【0030】図4を参照して、プランジャ42が下降を
続けると、ダイス部材40の中央ばね付勢部46は結局
はその最下降位置に到達し、(中央ばね付勢部46を更
に下降させない機構は示されていないが)更に下降する
ことが阻止される。この時点で、プランジャ42が更に
下降すると、雌ファスナー14の管状胴部32がダイス
部材40のトロイダル状の凹部56の形状に従って54
で示すように半径方向外側へ押し広げられる。雌ファス
ナー14が下降運動をしている間、パネル33の、雌フ
ァスナー14に隣接する部分58がダイス部材40のト
ロイダル状の凹部56内に下向に変形されて行く。
続けると、ダイス部材40の中央ばね付勢部46は結局
はその最下降位置に到達し、(中央ばね付勢部46を更
に下降させない機構は示されていないが)更に下降する
ことが阻止される。この時点で、プランジャ42が更に
下降すると、雌ファスナー14の管状胴部32がダイス
部材40のトロイダル状の凹部56の形状に従って54
で示すように半径方向外側へ押し広げられる。雌ファス
ナー14が下降運動をしている間、パネル33の、雌フ
ァスナー14に隣接する部分58がダイス部材40のト
ロイダル状の凹部56内に下向に変形されて行く。
【0031】図5を参照して、プランジャ42がそのス
トロークの最下位置に到達すると、雌ファスナー14の
管状胴部32が、リップ部又は望ましくは雌ファスナー
14の本体部22の方に開口するU字形チャンネルを形
成するように、半径方向外側へ広げられる。U字形チャ
ンネル近傍の押圧されたパネルの部分58は実質的にU
字形チャンネルを充填し、管状胴部32とパネル33と
の間を確実に機械的に結合する。
トロークの最下位置に到達すると、雌ファスナー14の
管状胴部32が、リップ部又は望ましくは雌ファスナー
14の本体部22の方に開口するU字形チャンネルを形
成するように、半径方向外側へ広げられる。U字形チャ
ンネル近傍の押圧されたパネルの部分58は実質的にU
字形チャンネルを充填し、管状胴部32とパネル33と
の間を確実に機械的に結合する。
【0032】当業者が理解する通り、ダイス部材40の
トロイダル状の凹面56は、胴部32の半径方向外側へ
の変形を制御するために、望ましくは、円滑であって研
磨されたものであるとよい。
トロイダル状の凹面56は、胴部32の半径方向外側へ
の変形を制御するために、望ましくは、円滑であって研
磨されたものであるとよい。
【0033】図6を参照して、最終的に組み付けられた
時には、ファスナー・アセンブリー10はパネル33に
しっかりとリベット結合される。ねじ部28及び30が
設けられているので、雄ファスナー12は雌ファスナー
14から容易に外すことが出来る。従って、雄ファスナ
ー12は他のパネル、部材、ブレース(受け部材)又は
これに類するものに取付けるために使用され得ることが
容易に判る。又は、他の態様では、雄ファスナー12
は、自動車のオイルパンその他のような、流体が定期的
にドレーンされたり供給されたりしなければならない装
置にドレーン・プラグとして使用してもよい。
時には、ファスナー・アセンブリー10はパネル33に
しっかりとリベット結合される。ねじ部28及び30が
設けられているので、雄ファスナー12は雌ファスナー
14から容易に外すことが出来る。従って、雄ファスナ
ー12は他のパネル、部材、ブレース(受け部材)又は
これに類するものに取付けるために使用され得ることが
容易に判る。又は、他の態様では、雄ファスナー12
は、自動車のオイルパンその他のような、流体が定期的
にドレーンされたり供給されたりしなければならない装
置にドレーン・プラグとして使用してもよい。
【0034】図7を参照して、雄ファスナー12のヘッ
ド部16は適用されるものに応じて様々な形状を取り得
る。例えば、ヘッド部16は加圧ガス・ショク及び他の
同様な用途に用いられるような枢動アームに係合し取付
けられるようになっているボール・スタッド・アダプタ
(ボール・スタッド部)60を含んでもよい。他の形態
のヘッドとして、リング、ピボット・ポスト、ねじ軸、
ねじ付きナット、その他これに類するものを含む。ヘッ
ド16がボール・スタッド・アダプタ60等の種々の不
規則な面を含む場合には、プランジャ42をこのような
構造物に適合するように設計し、取付け作業中これらの
構造物を破損しないようにすればよい。
ド部16は適用されるものに応じて様々な形状を取り得
る。例えば、ヘッド部16は加圧ガス・ショク及び他の
同様な用途に用いられるような枢動アームに係合し取付
けられるようになっているボール・スタッド・アダプタ
(ボール・スタッド部)60を含んでもよい。他の形態
のヘッドとして、リング、ピボット・ポスト、ねじ軸、
ねじ付きナット、その他これに類するものを含む。ヘッ
ド16がボール・スタッド・アダプタ60等の種々の不
規則な面を含む場合には、プランジャ42をこのような
構造物に適合するように設計し、取付け作業中これらの
構造物を破損しないようにすればよい。
【0035】以上この発明のファスナー・アセンブリー
及びファスナー・アセンブリーのパネルへの取付け方法
を実施例に基づいて述べたが、この発明はこれらの実施
例に限定されるものではなくて、この発明の要旨を逸脱
しない限り種々の実施例を包含するものである。例え
ば、ここに開示した雄ファスナー及び雌ファスナーの寸
法は、どのような特定の適応例に用いるかパネル厚さを
どのように選択されたものにするかに大きく依存する。
ここに開示しているように、この発明のファスナー・ア
センブリー及び方法は、自動車工業と装置工業でボデー
及び構造部品に用いられるようなパネルに取付けるため
に特に適している。この発明のファスナー・アセンブリ
ーは、可塑的に変形可能な金属、望ましくは、所望の面
硬さ、延性等を得るために熱処理され得る鋼鉄製である
ことが望ましい。ここに開示されているファスナーの材
料で適当なものは、SAE1022、1023及び10
30鋼を含む、冷間成形に適する中炭素鋼である。所
で、SAE1020からSAE1040の範囲内の鋼を
用いて優れた結果が得られた。
及びファスナー・アセンブリーのパネルへの取付け方法
を実施例に基づいて述べたが、この発明はこれらの実施
例に限定されるものではなくて、この発明の要旨を逸脱
しない限り種々の実施例を包含するものである。例え
ば、ここに開示した雄ファスナー及び雌ファスナーの寸
法は、どのような特定の適応例に用いるかパネル厚さを
どのように選択されたものにするかに大きく依存する。
ここに開示しているように、この発明のファスナー・ア
センブリー及び方法は、自動車工業と装置工業でボデー
及び構造部品に用いられるようなパネルに取付けるため
に特に適している。この発明のファスナー・アセンブリ
ーは、可塑的に変形可能な金属、望ましくは、所望の面
硬さ、延性等を得るために熱処理され得る鋼鉄製である
ことが望ましい。ここに開示されているファスナーの材
料で適当なものは、SAE1022、1023及び10
30鋼を含む、冷間成形に適する中炭素鋼である。所
で、SAE1020からSAE1040の範囲内の鋼を
用いて優れた結果が得られた。
【0036】
【発明の効果】上述の通り、この発明によれば、ファス
ナー・アセンブリーは、1回だけの打込みにより、パネ
ルに確実に取付けられるという効果があり、特に、多量
生産に適している。更に、この発明は、セルフピアシン
グ用に適しているという利点を有する。
ナー・アセンブリーは、1回だけの打込みにより、パネ
ルに確実に取付けられるという効果があり、特に、多量
生産に適している。更に、この発明は、セルフピアシン
グ用に適しているという利点を有する。
【図1】この発明のファスナー・アセンブリーの1実施
例の斜視図である。
例の斜視図である。
【図2】図1のファスナー・アセンブリーをパネルに取
付けるために設置した時の側面図で、一部を縦断面で示
したものである。
付けるために設置した時の側面図で、一部を縦断面で示
したものである。
【図3】取付けの初期段階での図1のファスナー・アセ
ンブリーの側面図で、一部を縦断面で示したものであ
る。
ンブリーの側面図で、一部を縦断面で示したものであ
る。
【図4】取付けの中間段階での図1のファスナー・アセ
ンブリーの側面図で、一部を縦断面で示したものであ
る。
ンブリーの側面図で、一部を縦断面で示したものであ
る。
【図5】取付けの最終段階での図1のファスナー・アセ
ンブリーの側面図で、一部を縦断面で示したものであ
る。
ンブリーの側面図で、一部を縦断面で示したものであ
る。
【図6】パネルに完全に取付けられた時の図1のファス
ナー・アセンブリーの側面図で、一部を縦断面で示した
ものである。
ナー・アセンブリーの側面図で、一部を縦断面で示した
ものである。
【図7】パネルに完全に取付けられた時のスタッドを有
する第2の実施例のファスナー・アセンブリの側面図
で、一部を縦断面で示したものである。
する第2の実施例のファスナー・アセンブリの側面図
で、一部を縦断面で示したものである。
10 ファスナー・アセンブリー 12 雄ファスナー 14 雌ファスナー 16 ヘッド部 18 シャンク部 20 クイル部 22 本体部 24 リベッティング部 26 孔(軸孔) 28 ねじ(雄ねじ) 30 ねじ(雌ねじ) 32 管状胴部 33 パネル 39 打抜き面 40 ダイス部材 50 開口部 56 凹部 58 部分 60 ボール・スタッド・アダプタ(ボール・スタ
ッド部)
ッド部)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭52−93863(JP,A) 特開 昭50−18850(JP,A) 実開 昭61−67929(JP,U) 実開 平2−85007(JP,U) 実公 昭48−6125(JP,Y1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F16B 37/04
Claims (29)
- 【請求項1】 パネルに装着されるファスナー・アセン
ブリーであって、 (a)軸孔が貫設された本体部と、該本体部と一体に設
けられ実質的に該本体部を軸方向に越えて延びるリベッ
ティング部とを有する雌ファスナーと、 (b)該雌ファスナーの前記軸孔内に保持されるシャン
ク部と、該シャンク部と一体に設けられ前記雌ファスナ
ーの前記リベッティング部を越えて延びるクイル部とを
有する雄ファスナーとを具備し、 前記ファスナー・アセンブリーは前記パネル内に受けら
れ、前記雄ファスナーの前記クイル部が前記パネル内に
形成された開口に係合して該ファスナー・アセンブリー
を該パネル内の該開口に対して概略位置決めし、前記雌
ファスナーの前記リベッティング部の端部を外向きにU
字形に変形して形成された変形部を前記パネルに係合さ
せて該ファスナー・アセンブリーを該パネルにリベット
結合する構成にしたファスナー・アセンブリー。 - 【請求項2】 前記雌ファスナーの前記リベッティング
部は、前記本体部から延びる実質的に管状の管状部を包
含し、前記本体部の前記軸孔に共軸に形成されている請
求項1に記載のファスナー・アセンブリー。 - 【請求項3】 前記雌ファスナーの前記本体部は実質的
に管状であり、多角形の外面を有する請求項1又は2に
記載のファスナー・アセンブリー。 - 【請求項4】 前記クイル部の一端で前記パネルからス
ラグを打ち抜いて該パネルに前記開口を形成し、更に前
記の該クイル部を該開口を係合させることを行う請求項
1乃至3のいずれかの1に記載のファスナー・アセンブ
リー。 - 【請求項5】 前記雄ファスナーの前記シャンク部は雄
ねじ面を含み、前記雌ファスナーの前記軸孔は、該雄フ
ァスナーの該雄ねじ面に螺合し該雄ファスナーを該雌フ
ァスナーの前記軸孔内に保持する雌ねじ面を含む請求項
1乃至4のいずれかの1に記載のファスナー・アセンブ
リー。 - 【請求項6】 前記雄ファスナーは、前記クイル部と反
対側の前記シャンク部に一体的に結合されるヘッド部を
含む請求項1乃至5のいずれかの1に記載のファスナー
・アセンブリー。 - 【請求項7】 前記ヘッド部は多角形の外面を有する請
求項6に記載のファスナー・アセンブリー。 - 【請求項8】 前記ヘッド部はボール・スタッド部を含
む請求項7に記載のファスナー・アセンブリー。 - 【請求項9】 前記雌ファスナーの前記リベッティング
部を越えて延びる前記クイル部の部分は実質的に円筒形
の打抜き面を含む請求項1乃至8のいずれかの1に記載
のファスナー・アセンブリー。 - 【請求項10】 前記クイル部の前記の円筒形の打抜き
面はねじが形成されていない請求項9に記載のファスナ
ー・アセンブリー。 - 【請求項11】 部材に組付けられるファスナー・アセ
ンブリーであって、 (a)半径方向外側へ変形された変形部で終わるリベッ
ティング部に向けて狭まって行きかつ軸孔が貫設された
本体部を有する雌ファスナーと (b)前記雌ファスナーの前記リベッティング部を密に
囲繞し該雌ファスナーの前記変形部と前記本体部間で該
雌ファスナーを内部に捕捉する開口を有し該変形部と該
本体部との間に保持されて該雌ファスナーに接続される
可塑変形可能な金属パネル部材と、 (c)前記雌ファスナーの前記軸孔内に保持されるシャ
ンク部と、前記雌ファスナーの前記リベッティング部の
半径方向外側へ変形した前記変形部を越えて延び前記シ
ャンク部と一体のクイル部とを有する雄ファスナーとを
具備して成るファスナー・アセンブリー。 - 【請求項12】 前記雌ファスナーの前記リベッティン
グ部は、前記本体部から延びる実質的に管状の管状部を
包含し、前記本体部の前記軸孔に共軸に形成されている
請求項11に記載のファスナー・アセンブリー。 - 【請求項13】 前記雌ファスナーの前記本体部は実質
的に管状であり、多角形の外面を有する請求項11又は
12に記載のファスナー・アセンブリー。 - 【請求項14】 前記雄ファスナーの前記クイル部は、
前記パネルからスラグを打抜いて該パネル内に前記開口
を形成する請求項11乃至13のいずれかの1に記載の
ファスナー・アセンブリー。 - 【請求項15】 前記雄ファスナーの前記シャンク部は
雄ねじ面を含み、前記雌ファスナーの前記軸孔は、該雄
ファスナーの該雄ねじ面に螺合し該雄ファスナーを該雌
ファスナーの前記軸孔内に保持する雌ねじ面を含む請求
項11乃至14のいずれかの1に記載のファスナー・ア
センブリー。 - 【請求項16】 前記雄ファスナーは、前記クイル部と
反対側の前記シャンク部に一体的に結合されるヘッド部
を含む請求項11乃至15のいずれかの1に記載のファ
スナー・アセンブリー。 - 【請求項17】 前記ヘッド部は多角形の外面を含む請
求項16に記載のファスナー・アセンブリー。 - 【請求項18】 前記ヘッド部はボール・スタッド部を
含む請求項17に記載のファスナー・アセンブリー。 - 【請求項19】 半径方向に変形した前記変形部は半径
方向外側へ変形し、かつ、実質的に前記雌ファスナーの
前記本体部の方へ開口する実質的にU字形のチャンネル
を形成する請求項11乃至18ののいずれかの1に記載
のファスナー・アセンブリー。 - 【請求項20】 前記雌ファスナーは環状胴部を有し、
前記パネルの前記開口に隣接する部分が該胴部に機械的
に結合されるように変形される請求項11乃至19のい
ずれかの1に記載のファスナー・アセンブリー。 - 【請求項21】 変形された前記変形部は半径方向外側
へ変形される請求項11乃至19のいずれかの1に記載
のファスナー・アセンブリー。 - 【請求項22】 軸孔が貫設された本体部と該本体部と
一体に設けられたリベッティング部を有する雌ファスナ
ーと、該雌ファスナーの前記軸孔内に保持されているシ
ャンク部と該シャンク部と一体に設けられ前記雌ファス
ナーの前記リベッティング部を越えて延びるクイル部と
を有する雄ファスナーとを具備して成るファスナー・ア
センブリーのパネルへの取付方法において、 (a)前記シャンクが前記軸孔に保持されている前記雄
ファスナーの前記クイル部を前記パネルに隣接して設置
し、 (b)該クイル部を前記パネルを通過させ、 (c)ついで、該(b)工程後、前記雌ファスナーの前
記リベッティング部を前記パネルを通して打込み、 (d)前記雌ファスナーの前記リベッティング部を半径
方向へ変形して前記ファスナー・アセンブリーを前記パ
ネル内に捕捉する工程から成るファスナー・アセンブリ
ーのパネルへの取付け方法。 - 【請求項23】 前記(b)行程は同時に前記クイル部
を前記パネルからスラグを打抜くことに使用することを
含む請求項22に記載のファスナー・アセンブリーのパ
ネルへの取付け方法。 - 【請求項24】 前記(d)行程は、前記雌ファスナー
の前記リベッティング部を、実質的に前記雌ファスナー
の前記本体部の方へ開口するU字形チャンネルに変形さ
せることを含み、前記パネルを実質的に前記U字形チャ
ンネルに充填させ該U字形チャンネルに連結係合させる
請求項22又は23に記載のファスナー・アセンブリー
のパネルへの取付け方法。 - 【請求項25】 前記行程(c)は、同時に前記雌ファ
スナーの前記リベッティング部を、前記パネルを変形さ
せるために使用することを含む請求項22乃至24のい
ずれかの1に記載のファスナー・アセンブリーのパネル
への取付け方法。 - 【請求項26】 軸孔が貫設された本体部と該本体部と
一体に設けられたリベッティング部とを有する雌ファス
ナーと、該雌ファスナーの前記軸孔内に保持されている
シャンク部と該シャンク部に一体に設けられ前記雌ファ
スナーの前記リベッティング部を越えて延びるクイル部
とを有する雄ファスナーとを具備して成るファスナー・
アセンブリーのパネルへの取付け方法において、 (a)前記シャンクが前記軸孔に保持されている前記雄
ファスナーの前記クイル部を前記パネルに隣接して設置
し、 (b)前記ファスナー・アセンブリーを前記パネルの方
へ打込み、該パネルを絞って該パネルに凹部を形成し、 (c)該クイル部を前記パネルを通過させ、(d)ついで、 該(c)工程後、前記雌ファスナーの前
記リベッティング部を前記パネルを通して打込み、 (e)前記雌ファスナーの前記リベッティング部を半径
方向へ変形して前記ファスナー・アセンブリーを前記パ
ネル内に捕捉する工程から成るファスナー・アセンブリ
ーのパネルへの取付け方法。 - 【請求項27】 前記行程(c)は同時に前記クイル部
を前記パネルからスラグを打抜くことにも使用すること
を含む請求項26に記載のファスナー・アセンブリーの
パネルへの取付け方法。 - 【請求項28】 前記行程(e)は、前記雌ファスナー
の前記リベッティング部を、実質的に前記雌ファスナー
の前記本体部の方へ開口するU字形チャンネルに変形さ
せることを含み、前記パネルを実質的に前記U字形チャ
ンネルに充填させ該U字形チャンネルに連結係合させる
請求項26又は27に記載のファスナー・アセンブリー
のパネルへの取付け方法。 - 【請求項29】 前記行程(e)は、前記雌ファスナー
の前記リベッティング部を半径方向外側へ変形すること
を含む請求項26乃至28のいずれかの1に記載のファ
スナー・アセンブリーのパネルへの取付け方法。
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