JP5421998B2 - ブラインドファスナ - Google Patents

Description

本発明は、ブラインドファスナ、特に、加工品にファスナを取り付ける際に、ファスナのバルブ化を要するブラインドファスナに関する。

ブライドファスナ（つまり、加工品の一側方のみから取り付けることができるファスナ）がよく知られている。

一般に、ブラインドファスナは、細長い柄を有するチューブ状の本体と、本体の先端部において、放射状に拡大された本体ヘッドと、一端部において放射状に拡大されたステムヘッドを有するステムと、を備え、ステムは本体の芯部を通って伸び、ステムヘッドが本体の先端部から離れた本体の後端部に位置し、ステムの後端部が本体の先端部から突出している。ファスナは、加工部材を備えた加工品の直線状の開口に挿入されて、互いに固定され、本体ヘッドが加工品に近接する表面と接し、本体柄の後端部が加工品と離れた表面（ブラインド面）を超えて突出する。次に、設置工具が、本体に対してステムの突出部への引張力を増大させるために用いられ、本体ヘッドにより反発力が付与され、ステムヘッドが、加工品のブラインド面と接するブラインドバルブを形成するため、本体柄の後端部を、放射状外側に及び本体ヘッドに対して軸方向に変形させる。従って、加工品は、本体ヘッドとブラインドバルブとの間に固定される。その後、通常、ステムはステムに沿って適切な位置に設けられた切断頸部において、面一に又は本体の先端の僅かに内側に折り取られる。切断頸部を切断する負荷は、ブラインドバルブを完成させるのに要する負荷よりも大きな引張負荷である。

静的及び動的な結合力を高レベルで付与するブラインドファスナは、本体ヘッドとブラインドバルブとの間で、加工品における圧縮力を高く保持するように改良する必要がある。従って、相対的に大きく形成された本体ヘッドを有し、また、加工品のブラインド側とブラインドバルブとの間で相対的に大きな接触領域を有することが望ましい。加工品のブラインド側とブラインドバルブとの間の接触領域は、ブラインド側の設置面として知られている。

例えば登録商標ＳＴＡＶＥＸ、又はＭａｓｔｅｒｆｉｘ Ｋ−Ｌｏｃｋの名で利用可能なファスナは、加工品への取り付けの際、複数のバルブを作り出し、従って、ファスナは大きなグリップ範囲を覆うことができる。つまり、様々な「グリップ」を有する加工品を互いに固定することができたり、加工部材が様々な総厚みをした加工品を互いに固定することができる。

しかしながら、複数のバルビングファスナの取り付けの際、バルブの各々は、取り付けの特定の時点、つまりファスナがスリーブに対して特定の量だけ引かれたときに形成されるであろう。特定のバルブが完成される前に取り付けは完了するので、複数のバルビングファスナのグリップ範囲がある一定の厚みのとき、固定された加工品の裏面に接したバルブの断面領域は非常に小さく、また、加工品の厚みが「中程度の」厚みのとき、「離れている」状態であり、最小の設置面が加工品のブラインド側に生成され、又は設置面が加工品のブラインド側に生成されない。その結果、ファスナの取り付けによって付与される締付力が実質的に低減されている。

上記の状況が図１に示されており、ファスナ２は、本体４と、ステムヘッド８を有するステム６と、を備え、このファスナ２の取り付けが、バルブ１０が形成され、設置面が加工品１４のブラインド側６に形成されない特定の時点で完了した。

理想的なファスナは、上記の「離れている」状況を防ぐために、加工品のブラインド側に１つのバルブを設け、大きなグリップ範囲にわたっても一貫してそのようにするであろう。

例えば登録商標ＡＶＩＢＵＬＢやＡＶＩＮＯＸという名で利用可能な、ある程度知られているファスナは、広いグリップ範囲を実現するために、１つのバルブを加工品のブラインド側に形成する一対のテーパ状のファスナ本体形状を用いている。図２に示されるように、このテーパ状の反対側の形状は、樽形状に見立てることができる。そのテーパ形状は図２のファスナ２’の本体４’に横転され、本体４’の最小の内径は、ファスナのステム６’の外径とおよそ等しい。従って、本体４’は、押しばめによりステム６’に組み合わされる。

図２に示されるように、上記の設計の結果は、かなりの量の隙間（１２で示される）が大部分の本体４’とステム６’との間にあるということである。本体４’とステム６’との間の隙間は、ファスナが加工品に取り付けられる間に形成される、ステム６’とバルブとの傾斜を導くので好ましくない。

例えばＡＶＩＢＵＬＢやＡＶＩＮＯＸのような複数のバルブを備えたファスナの更に不都合な点は、ステムが特定の寸法に合わせて作られなければならず、本体とステムとの組み合わせを容易にするために、外径が、ロールされた本体の最小の内径よりも小さくなっている。その結果、ファスナを取り付けるための引張力は、ステム６’の最大許容直径により制限され、従って、取り付けられたファスナにより与えられる剪断強さが制限される。

更に、ファスナのステムの制限された外径もまた、故障の危険を有し、つまり、取り付けの際、切断頸部溝以外の位置でのステムの破壊、滑り顎を引き起こす設置工具の顎に対して、接触領域が制限され、ファスナの組み立て及び加工品への取り付けの際、曲げ力に対して抵抗値が制限される。

本発明の目的は、上記の問題を解決又は少なくとも軽減し、一貫して広いグリップ範囲にわたって、大きなブラインド側の設置面を有する１つのバルブを備えた改良されたブラインドファスナを提供することである。

従って、本発明は、一形態において、添付の請求の範囲の請求項１によれば、ブラインドファスナを提供する。

本発明のブラインドファスナの取り付けに起因するバルブは、大きなグリップ範囲にわたって１つのブラインドバルブを提供する。本発明において、ステムの直径は、取り付け前において本体の最小の内径により制限されず、従って、ファスナを取り付けるために必要な引張力は制限されない。大きな直径を有するステムが使われるので、切断ステム溝以外の位置において、ステムが壊れる可能性が低減されており、設置工具が滑り顎を起こす危険性が低減されており、ファスナが組み合わされ、加工品へ取り付けられる際、曲げ力に対する抵抗値が増加している。

従って、本発明は、大きなグリップ範囲にわたって、高い剪断強度を有する締め具を形成して確実に取り付けられるファスナを提供する。

本体柄の材料を第１及び第２のくびれ領域に入り込ませるための本体のクリンピングの後、本体柄により樽形状が形成され、それにより、ファスナが加工品へ取り付けられるとき、バルブが、制御された又は予測できる方法により形成される。本発明の本体柄により形成される樽形状は、くびれ領域により、本体柄が直径を減少させるために変形することができ、ステムの残りは依然としてくびれ領域よりも大きな直径であるので、従来技術の形態の本体柄よりも改良されている。

テーパ部は、くびれ領域の少なくとも一方に設けられる。テーパ部は、切断頸部溝と第２のくびれ領域との間に位置することが好ましく、本体芯部の内面とステムの外面との間の隙間を最小にする効果を有する。本体とステムとの隙間を減らす利点は、加工品へファスナを取り付けている際に形成されるバルブ又はステムが傾斜する可能性を減らすことである。

第１のくびれ領域は、ステムヘッドに隣接して位置してもよく、第２のくびれ領域は、第１のくびれ領域よりもステムヘッドから離れて位置し、切断頸部溝が第１のくびれ領域と第２のくびれ領域との間に位置している。

段状部は第１のくびれ領域と切断頸部溝との間に設けられてもよく、段状部はステムヘッドの直径と第１のくびれ領域の最小の内径との中間の径を有する。段状部により、取り付けられたファスナからステムを取り出すための抵抗値が増大する。

１つ又はそれ以上の放射状の突出部が第１のくびれ領域においてステムに設けられてもよい。放射状の突出部は非対称な三角形の断面形状、及び／又は丸みのある先端を有してもよい。放射状の突出部により、ファスナが取り付けられた加工品からファスナを取り外すための抵抗値が増大する。

ファスナの本体は、環状のヘッド下のくぼみを含んでもよく、加工品の孔部の縁のバリを容易に除去することができ、取り付けられたファスナの疲労強度が強化される。

第１のくびれ領域は、複数の突出部を含んでもよく、従って、取り付けられたファスナからステムを取り外すための抵抗値が増大する。

ファスナのステムには、環状のヘッド下のくぼみが設けられている。加工品へのファスナの取り付けの際、本体の材料がくぼみに押し付けられ、それにより、“ステムヘッドが侵入する”失敗を防ぐことができ、本体の後端部が、ステムのヘッド下の領域からあふれ出している。

ステムは、くぼみに隣接するステムの材料の突出した隆起部を更に備えている。くぼみと隆起部との組み合わせは、ヘッド下領域において、ステムの軸の方向へ本体を固定するように作用する。

ブラインドファスナの製造方法は、ステムの第１及び第２のくびれ領域を形成する工程を含み、本体を変形させる工程の後、本体は樽形状を含み、従って、本体とステムとの間に隙間がなくなり、また、従って、ステム及び／又は取り付けられたファスナのバルブが傾斜する可能性を低減することができる。

第１及び第２のくびれ領域を形成する工程はローリングを含んでもよく、本体を変形させる工程はクリンピングを含んでもよい。

その方法は、くびれ領域において１つ以上の放射状の突出部の形成を含んでもよく、本体を変形させる工程は、少なくとも１つの放射状の突出部を本体に入れ込ませる。

第１のくびれ領域は複数の段状部へと形成されてもよい。

ファスナの製造はヘッド下のくぼみを形成する工程を更に含んでもよい。くぼみは、冷間圧造工程において形成されてもよく、隆起部はローリングにより形成されてもよく、ローリングの際、第１のくびれ領域から移動された材料がくぼみに隣接するステムの材料の突出した隆起部を形成する。

本発明の一実施形態について添付図面を参照して説明する。

加工品へ取り付けられた、従来の複数のバルビングファスナの断面図。 加工品への取り付け前の、従来の一対のテーパ状のファスナの断面図。 本体のクリンピング及び加工品への取り付け前の、本発明の前提となるファスナの側面図（本体は断面図で示される）。 ４ａは図３のファスナのステムの側断面図、４ｂは図４ａのＤにおけるステムの詳細なヘッド下の図、４ｃは図４ａのステムの引き溝の詳細な図。 ５ａは図３のファスナの本体の縦断面図、５ｂは図５ａの本体の先端部の正面図、５ｃは図５ａの本体の詳細なヘッド下の図。 加工品への取り付け前及びステムへの本体のクリンピング後の、図３のファスナの断面図。 最小のグリップ範囲で加工品へ取り付けられている間の図３のファスナの断面図。 加工品へ完全に取り付けられた図７のファスナの断面図。 加工品のブラインド側から取り付けられた図８のファスナの等角図。 最大のグリップ範囲で加工品へ取り付けられている際の図３のファスナの断面図。 加工品へ完全に取り付けられた図１０のファスナの断面図。 加工品のブラインド側から取り付けられた図１１のファスナの等角図。 本体のクリンピング及び加工品へのファスナの取り付け前の、本発明の前提となる実施形態の側面図（本体は断面図で示される）。 １４ａは図１３のファスナのステムの側面図、１４ｂは図１３のＤにおけるステムの詳細なヘッド下の図。 加工品へ取り付けられた図１３のファスナの断面図。 加工品へのファスナの取り付け前及び本体のクリンピング後の、本発明の実施形態の側面図（本体は断面図で示される）。 加工品へのファスナの取り付け前及び本体のクリンピング後の、図１６のファスナの一部断面図。 １８ａは図１６のファスナのステムの側面図、１８ｂは図１８ａのＤにおけるステムの詳細な図、１８ｃはＣ−Ｃ線に沿った図１８ａのステムの一部断面図。 加工品へ取り付けられた図１６のファスナの断面図。

図３を参照して、ファスナ２０は、本体２２と、ステム２６と、を備える。ステム２６（図４ａ）は、シャフト６０と、非対称の切断頸部溝４４と、円錐状の後端形状を有するステムヘッド２８と、複数の引き溝６４と、を含む。本体２２（図５ａ）は、芯部３０と、先端部３２及び先端部３２から離れた後端部３６と、先端部３２で放射状に拡大された本体ヘッド３４と、を含む。本体は、図５ｂに詳細が示されるように、環状のヘッド下のくぼみ４６を含む。

ファスナ２０の製造は、ステム２６の第１のくびれ領域３８及び第２のくびれ領域４０をローリングすることを含む。くびれ領域３８，４０は、残りのステム２６よりも小さい直径を有する。第１のくびれ領域３８はステムヘッド２８に隣接して位置し、第２のくびれ領域４０は切断頸部溝４４を超えて、ステムヘッド２８から離れて位置し、つまり、切断頸部溝４４が、第１のくびれ領域３８と第２のくびれ領域４０との間にある。

くびれ領域３８，４０の形成の際、テーパ部７０もまたステム２８に形成され、切断頸部溝４４側から徐々に第２のくびれ領域４０へ至る。放射状の突出部５８もまた第１のくびれ領域３８に形成され、段状部６６もまた第１のくびれ領域３８とステム２８との間に形成される。段状部６６の直径は、第１のくびれ領域３８とステムヘッド２８との直径の中間である。

ステム２６が上記のように形成された後、ステム２６は本体２２の芯部３０内に押しばめにより差し込まれる（ステム２６の直径４４１及び４４２による）。図３及び５ａに示されるように、本体２２の柄２４は、初めは真っ直ぐな円筒形状を有し、つまり、柄２４の長さに沿って外径が等しい。ステム２６に本体２２を組み合せた後、本体２２は、図３のＡに示されるように、ステム２６の部分を覆う。芯部３０の輪郭を定める本体２２の内面７２とステム２６の外面との間の隙間４８は、図３のＢに示されるように、ステム２６の第１及び第２のくびれ領域３８，４０を直接取り巻いている領域は別として、Ａの大部分の長さにとって最小であると考えられる。

本体の柄２４は、一対のテーパ状のクリンプにより変形される。クリンピングは、図３のＢ領域における本体の柄、つまり、ステム２６の第１のくびれ領域３８と第２のくびれ領域４０とを直接取り巻く領域に行われる。従って、第１及び第２のくびれ領域３８，４０は、クリンピングにより変形された本体の柄２４の材料を収容する。

本体の柄２４の材料が、第１のくびれ領域３８及び第２のくびれ領域４０へ入り込む結果、本体の柄２４の部分は「樽形状」に形成される。つまり、図６のｂに示されるように、縮小された直径を有する２つの部分と、図６のＣに示されるように、その２つの縮小された直径の部分ｂの間にある拡大された直径を有する部分と、を含む。樽形状の結果、本体の柄２４をクリンピングした後、隙間６８が芯部３０の輪郭を定める本体の柄２４の内面７２とステム２６の外面７４との間にほとんど、又は全くなくなっている。テーパ部７０により、第２のくびれ領域において、本体の柄２４の内周面７２とステム２６の外周７４との間の隙間が更に小さくなっている。

また、図６に示されるように、クリンピングの結果、放射状の突出部５８は、第１のくびれ領域３８にクリンピングされた本体の柄２４の材料に埋め込まれる。

複数の加工部材５２，５４を備える加工品５０へのファスナの取り付けは、従来の形態において前述したような同様の方法で行われる。

取り付けの際、本体の柄２４の樽形状は、制御された又は予測できる方法によって、バルブ４２（図７，８，１０及び１１）を確実に形成させる。本体２２に関して、ステム２６へ加えられる力は増加し、バルブ４２は所定の引張力で形成され始める。

低いグリップ値、つまり総厚みが薄い加工品において、テーパ部７０及び直径４４２は、加工品５０のブラインド側に最も近いクリンピングされた本体の材料を次第に広げることにより、裏側の加工部材５４に対してバルブ４２の形成を援助する。従って、前述したような「離れている」状態が避けられる。最小のグリップ値において形成されたバルブ４２が、図７及び８に示されている。最小のグリップ値におけるブラインド側の設置面５６が、図９に示されている。

一旦ファスナ２０が加工品５０へ取り付けられると、ステム２６の第１のくびれ領域３８の間の段状部６６により、取り付けられたファスナの本体２２からステム２６を取り外すための抵抗値が増加する。

環状のヘッド下のくぼみ４６により、取り付けられたファスナの疲労強度を向上させ、バリを容易に取り除くことができる。

図１０及び１１は、最大のグリップ値におけるバルブ４２の形成を示し、図１２は最大のグリップ値におけるブラインド側の設置面５６を示している。

複数の放射状の突出部５８’が、第１のくびれ領域３８に備えられてもよい。この別のファスナ２０’は、図１２乃至１５に示されている。ステム２６’への本体２２’のクリンピングにおいて、複数の突出部５８’は、上記実施形態の１つの突出部５８と同様にして、本体２２’へ埋め込まれる。

放射状の突出部５８，５８’又はその各々は、例えば非対称な三角形状、若しくは丸い先端を有する形状、又はその両方の形状の組み合わせ等のような別の断面形状を有してもよい。

図１６乃至１９は、ファスナ２０”の本発明の実施形態を示し、ステム２６”の第１のくびれ領域３８”が段１００，１０２及び１０４を備える。本実施形態は、図１８ｂ及び１８ｃに詳細に示されるように、第１のくびれ領域３８”に隆起部１０６、ステムヘッド２８の下にくぼみ１０８を更に備える。隆起部１０６及びくぼみ１０８は、ステム２６の製造の際に作られる。くぼみは冷間圧造段階において作られ、隆起部１０６は第１のくびれ領域３８をローリングの際に副次的に製造されたものであり、つまり、ローリングの際、段１０４から移動されたステム２６”の材料により形成される。

図１７に示されるように、上述の突出部５８，５８’と対照して、隆起部１０６は、本体２２のクリンピングの間、本体２２の材料へ埋め込まれない。本体２２の材料は、加工品５０へのファスナ２０”の取り付けの間においてのみ、隆起部１０６の周り、及びくぼみ１０８へと押しつけられる。図１８に示されるように、本体２２の材料は、取り付けの間、くぼみ１０８へ押しつけられ、それにより、くぼみ１０８と隆起部１０６との間で「ステムヘッドの侵入」を防止し、ヘッド下の領域において本体をステムの軸方向へ固定することができる。

Claims (9)

1. 加工品へ取り付けられるブラインドファスナであって、前記ファスナは、本体と、ステムと、を備え、
   前記本体は、芯部と、前記本体の先端部におけるヘッドと、前記先端部から離れた後端部と、前記先端部と前記後端部との間にある放射状の拡張可能部と、を含み、
   前記ステムは、シャフトと、放射状に拡大されたヘッドと、切断頸部溝と、を含み、
   前記本体が、前記加工品における所定の開口に差し込まれ、所定の力が、前記加工品に向かって前記本体の前記後端部を圧するように、前記本体に加えられたとき、前記本体の前記先端部によって反発力が付与され、前記本体の前記放射状の拡大可能部が、放射状外側に且つ前記本体の先端に向かう軸方向に変形され、前記加工品のブラインド面に接すると共にブラインド側の設置面を形成するブラインドバルブを形成し、
   少なくとも第１のくびれ領域及び第２のくびれ領域は、前記ステムの外側壁に設けられ、前記第１のくびれ領域及び前記第２のくびれ領域は、前記ステムのシャフトの最小直径よりも小さい最小直径を有し、
   前記ファスナの組み合わせにおいて、前記本体は変形され、前記本体の材料が前記くびれ領域に入ることにより、前記本体は樽形状を含み、前記第１のくびれ領域は、前記ステムヘッドに隣接して位置し、前記第２のくびれ領域は、前記第１のくびれ領域よりも前記ステムヘッドから離れて位置し、前記切断頸部溝は、前記第１のくびれ領域と前記第２のくびれ領域との間に存在し、
   前記ステムは、環状のヘッド下のくぼみを更に備え、
   前記第１のくびれ領域は、前記くぼみに隣接するステムの材料の突出した隆起部を更に備えることを特徴とするブラインドファスナ。
2. 前記ステムは、第１のくびれ領域及び第２のくびれ領域の少なくとも一方につながるテーパ部を更に備えることを特徴とする請求項１に記載のブラインドファスナ。
3. 前記テーパ部は、前記切断頸部溝と前記第２のくびれ領域との間に位置していることを特徴とする請求項２に記載のブラインドファスナ。
4. 前記ステムは、前記ステムヘッドと前記第１のくびれ領域との間に段状部を更に含み、前記段状部は、前記ステムヘッドの直径と前記第１のくびれ領域の最小の直径との中間の直径を有することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載のブラインドファスナ。
5. １つ又はそれ以上の放射状の突出部が、前記ステムのくびれ領域に設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載のブラインドファスナ。
6. 前記放射状の突出部又はその各々は、非対称な三角形状の断面形状を有することを特徴とする請求項５に記載のブラインドファスナ。
7. 前記放射状の突出部又はその各々は、丸い先端を有することを特徴とする請求項５又は請求項６に記載のブラインドファスナ。
8. 前記本体部は、環状のヘッド下のくぼみを更に備えることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載のブラインドファスナ。
9. 前記第１のくびれ領域は、複数の突出部を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか一項に記載のブラインドファスナ。

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