JP5436560B2 - ブラインドファスナ及びブラインドファスナを製造する方法 - Google Patents

Description

本発明は、ブラインドファスナ、特に、一又はそれ以上の加工部材を備えた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（例えば、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。

一般的に、ブラインドファスナは、細長いステムを有するチューブ状の外殻と、この外殻の一端部において放射状に拡大された外殻ヘッドと、を備え、ステムは、外殻の芯部を通って伸び、ステムヘッドが、その先端部から離れた外殻の後端部に位置し、ステムの後端部が外殻の先端部から突き出ている。外殻は、一又はそれ以上の加工部材を備えた加工品の、直線状の開口に挿入されて、外殻ヘッドが、加工品に近接する表面と接し、外殻軸の後端部が加工品と離れた表面（ブラインド面）を越えて突き出ることにより、それらを固定する。次に、設置工具が、外殻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、外殻ヘッドによって反発力が付与され、ステムヘッドが、加工品のブラインド面に接するブラインドバルブを形成するため、外殻軸の後端部を、放射状外側に、及び外殻ヘッドに対して軸方向に変形させる。従って、加工品は、外殻ヘッド及びブラインドバルブの間に固定される。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、又は外殻の先端部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、外殻とブラインドバルブの間で、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、比較的大きく形成された外殻ヘッドを有し、また、ブラインドバルブと加工品のブラインド側との間に相対的に大きな接触領域を有することが望ましい。ブラインドバルブと加工品のブラインド側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る。そのようなブラインドファスナの例は、後述する英国特許２１５１７３８号公報に記載されているように、登録商標ＢＯＭ及びＨＥＭＬＯＫにより得られる。

また、広いグリップ範囲を有するブラインドファスナが記載されており、例えば、加工品の全圧が異なるような、異なる「グリップ」を有する一又はそれ以上の加工部材を固定することができる。

ＨＥＭＬＯＫ及びＢＯＭのファスナのグリップ範囲は限られており、例えば、直径６．５ｍｍのファスナについて２ｍｍ以下である。複数のバルビングリベットのグリップ範囲は、登録商標ＳＴＡＶＥＸ又はＭａｓｔｅｒｆｉｘ Ｋ−Ｌｏｃｋにより得られ、これは、二又はそれ以上のバルブが、加工品のブラインド側に形成されており、ＨＥＭＬＯＫ及びＢＯＭのものよりも大きい。しかしながら、複数のバルビングファスナのグリップ範囲内でのある厚みにおいて、締め付けられた加工品の近接する面に接するバルブの横断面積は非常に小さく、「離れている」に等しいものであり、最小の設置面が生成され、その結果、ファスナの取付によって付与される締め付け力を実質的に低減している。

ブラインドファスナのより好ましい特徴は、グリップ範囲のいずれかの端部において、同様の軸状のステムとなっていることである。これは、ステムの切断が、外殻の先端部内の位置で起こるように、切断頸部を配置することによって実現することができる。結果として、残存したステムは、全グリップ厚さにおいて取り付けられたリベット外殻の剪断強度に付加的に寄与する。

この特徴は、更に「面一切断」において見られ、現在では、登録商標ＭＯＮＯＢＯＬＴ及びＭＡＧＮＡＢＵＬＢにより得られることで知られ、ステムが切断されるときに、取り付けられたファスナに残存するステムの一部が、外殻の先端部に確実に固定し、グリップ範囲に亘って高い保持と最適な分担となるように、切断頸部が配置される。

英国特許２１５１７３８号公報

本発明は、改良されたブライドファスナであって、常に広いグリップ範囲と大きな設置面を付与するファスナを提供することを目的とする。

従って、本発明は、一つの態様として、添付の特許請求の範囲にある請求項１による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付によるバルブは、設置面とグリップ範囲の最適な組み合わせを提供する。

螺旋溝の深さは、好ましくは、外殻の先端部から後端部へ小さくなっている。また、螺旋溝の側面の横断面積が、外殻の先端部から後端部へ小さくなっていてもよい。これらの特徴は、共に、最初に外殻ヘッドの最も近くにブライドバルブを形成することを促進する効果がある。これは、加工品が二つ又はそれ以上の加工部材を備えるものであれば、有効であり、最も近い加工部材（例えば外殻の先端部から最も遠い部材）が、外殻ヘッドに向けて引っ張られ、それにより、加工部材間の如何なるギャップを締め、より強固に締め付けることができる。

また、ファスナは、一つ又はそれ以上の環状の溝が、外殻の外側壁に備えられていてもよい。

別の形態においては、二つの螺旋溝が外殻の外側壁に備えられ、ファスナの取り付けにおいて、二重の突出部となるブラインド側の設置面を作成する。更に別の形態においては、複数の螺旋溝が外殻の外側壁に備えられ、取り付けにおいて、多重の突出部となるブラインド側の設置面を作成する。

本発明のファスナは引張タイプであり、例えば、ファスナが放射状の拡大ヘッドを有するステムを備え、ステムの一部が外殻の芯部に存在し、ステムの突出部が外殻ヘッドを越えて突き出ており、ファスナの取り付けが、外殻に対してステムに引張力を加えることによって、効果的になされる。この形態において、外殻の後端部を加工品に向けて圧する力が、ステムに加えられた引張力によって提供される。

他のものとして、ファスナは、外殻に内側ネジがあるタイプであってもよく、例えば、ファスナはステムを含まず、加工品へ向けて外殻の後端部を圧する力は、外殻の内側ネジに装着された外側ネジ部への引張力を加えることによって提供される。

本発明は、更なる一つの態様として、添付の特許請求の範囲にある請求項８によるブラインドファスナの製造方法を提供する。

螺旋溝は、好ましくは、外殻上で回転される。

螺旋溝は、好ましくは、螺旋溝の深さが、外殻の先端部から後端部へ小さくなるように、更に好ましくは、螺旋溝の横断面積が、外殻の先端部から後端部へ小さくなるように、形成される。加工品へのファスナの取り付けにおいて、これらの特徴は、最初に外殻の先端部の最も近くにブラインドバルブを形成することを促進する。

本発明による方法は、外殻の外側壁に少なくとも一つの環状溝を形成する付加的な工程を備える。環状溝もまたローリングによって形成される。

また、その方法は、外殻の芯部にステムを挿入した後に、ステム上の外殻の少なくとも一部にクリンプを形成する付加的な工程を備え、これは、取り付け前に、二つの部材を一時的に連結することができる。

クリンプを形成することにより、外殻の放射状内側の少なくとも一部を変形することができ、それにより、外殻の外径を部分的に小さくすることができる。クリンプが形成された外殻の一部は、好ましくは、外殻の後端部の近くにあり、それにより、最初に外殻の先端部に最も近くにブラインドバルブを形成することを促進する。バルブが外殻の後端部に向かって形成されると、バルブは薄い加工品を固定する十分なクリンプ力を提供できない、又は、加工品が二つ又はそれ以上の加工部材を備える場合、締め付けられるバルブと加工部材の最も近くの間に、短柱のような外殻軸があり、加工部材間が「離れている」ことによって、小さなギャップを近接させることができない。

外殻は、好ましくは、ステム上において後端部に向けて角度の大きなクリンプが形成される。例えば、クリンプの角度は、後端部からテーパ状である。これは、最初に外殻の先端部の最も近くにブラインドバルブを形成することを、より促進し、加えて、外殻の後端部に完全なるバルブが形成されることを抑制し、そのため、「ステムヘッドの侵入」の危険性を低減することができ、ステムヘッドが外殻の内径において正確性を得る。外殻は、外殻の全長に亘って、ステム上にクリンプが形成される。更なる別の形態においては、後端部の近くに、帯状となるように、ステム上に平行にクリンプが形成され、例えば、帯状に等しい角度でクリンプが形成される。

本発明の方法は、外殻をアニールする付加的な工程を含む。外殻状の溝のローリングは、アニールに先立って行われ、ステムと共に組み立てられる。

ブラインドファスナの製造方法は、上述した引張式ファスナの製造に用いられる。この場合、その方法は、外殻の芯部にステムを挿入する更なる工程を含み、ステムヘッドは外殻の後端部に近接し、ステムの突出部がステムヘッドを越えて突き出る。

他にも、本発明によるブラインドファスナを製造する方法は、上述したように、内側ネジの外殻を有するファスナの製造に用いられる。この場合、その方法は、外殻における内側ネジを製造する付加的な工程を含む。

ここで、本発明の実施形態を、例によって記述し、また、添付の図面を以下の通りに参照する。

本発明に係るファスナの側方正面図。 図１のファスナの外殻の側方正面図。 図３ａは図１のファスナの外殻の縦断面図、図３ｂは図３ａのファスナの環状溝の詳細側面図。 図４ａ乃至図４ｃは仮想的に示す設置工具を用いて加工品に図１のファスナを取り付ける一連の工程を示す図。 図５ａは第１のグリップバリュー「Ｇ」の加工品に完全に取り付けた図１のファスナの側方正面図、図５ｂは第２のグリップバリュー「ｇ」の加工品に完全に取り付けた図１のファスナの側方正面図。 図５ａのファスナを取り付けた状態の縦断面図。 図５ａのファスナを取り付けた状態のブラインドバルブの下面図。 加工品のブラインド側から図５ａのファスナを取り付けた状態の同縮尺図。 加工品のブラインド側から図５ｂのファスナを取り付けた状態の同縮尺図。 加工品に取り付けられた本発明に係るファスナの別の形態を示す図。 本発明に係るファスナの別の形態を示す縦断面図。

図１に参照されるように、ファスナ２は、外殻４及びステム６を備える。ステム６は、ステムヘッド８を備え、外殻４は、芯部１０（図３ａ参照）と、先端部１２において放射状の拡大ヘッド３８と、先端部１２から離れた後端部１４とを備える。

ファスナ２の製造は、ローリングによって外殻４の外側壁２０に螺旋溝１６を形成することを含む。螺旋溝１６は、加工品に取り付けられる間、外殻４の傾きを防止するように、２，３回のネジを形成するように回転される。外殻４は、アニールされ、必要に応じて平面化又は表面処理がなされる。次に、ステム６は、外殻４の芯部１０にステム６の一部が存在するように、外殻４の芯部１０に差し込まれ、ステムヘッド８が外殻４の後端部１４に近接され、ステム６の突出部が、外殻ヘッド１４を越えて突き出る。

螺旋溝１６の深さは、外殻４の先端部１２から後端部１４に向けて、小さくなる。

ステム６が外殻４の芯部１０に差し込まれると、外殻４はステム６上においてクリンプを形成する。ステム６上の外殻４の材料を変形するため、外殻４に圧力を加えることにより、クリンプが形成される。クリンプは円錐状であり、その外殻は、外殻４の後端部１４に向けて角度が大きなクリンプとされ、クリンプの角度が先端部１０に向けてテーパ状となっている。

ファスナ２を、加工部材２６，２８を備える加工品２４に取り付ける方法は、加工部材を共に固定するものとして公知であり、本願のプレアンブル部に記載されている。図４ａ乃至図４ｃに、取り付けの一連の工程を示す。

外殻４は、加工部材の所定の開口に差し込まれる。加工品２４に向けて外殻４の後端部１４を圧するように、ヘッド１４によって付与される反発力と共に、外殻４に力が付与され、それによって、外殻４の放射状の拡大可能部が、放射状外側に、且つ外殻ヘッド１４に向かう軸方向に変形されて、螺旋ブラインドバルブ３０を形成し、その螺旋が、外殻４の長さに沿い、また、ステムヘッド８と最も近接する加工部材２６の反対側に位置して、加工品２４のブラインド面と接し、ブラインド側の設置面３６を形成する。

図４ｂに示されるように、ファスナ２の加工品２４への取り付けにおいて、ブラインドバルブ３０は、まず、外殻４の先端部１２に最も近くに形成され、その結果、後端部１４に比べて、先端部１２の最も近くにおいて、螺旋溝１６の深さが大きくなり、ステム６上の外殻４にクリンプを形成する。

図４ｃは、加工品へのファスナの取付の最終工程を示す。ステムは、ステム切断位置で切断され、これは、残存するステムに比べて断面積が小さくなるように規定されている切断頸部３２によって規定される。ステムの分離された部分３４は、除去される。

ファスナ２が加工品２４に完全に取り付けられると、図５ａ及び図５ｂに示すように、ブラインドバルブ３０が加工品２４に接触することによって、ブラインド側の設置面３６が形成される。取り付けられたファスナの全長Ｌは、両実施形態とも同じである。図５ａにおける加工品の第１グリップ値Ｇは、図５ｂにおける加工品の第２グリップ値ｇよりも相対的に厚い。

図５ｂは、グリップｇを有する薄い方の加工品に取り付けられたファスナ２を示す。ブラインド側における螺旋バルブを形成する外殻の長さの量は、図５ａの厚い方の加工品よりも多い。両方の場合で、取り付けられたファスナの全体的な長さ「Ｌ」は実質的には同じである。（これにより、ステム切断位置は、本体の先端部を面一とし、ステムを固定する特徴部がこの領域に組み込まれる。）

図６は、ステム切断部が、ファスナ本体のヘッド領域内にあることを示す。取り付けられたファスナの長さは、実質的に、厚い及び薄い加工品の両方で同じままなので、ステム切断部は、先端部領域に含まれる。そのため、ステムの断面は、取り付けられたファスナの剪断強度に十分に寄与する。

図７に示されるように、ファスナ２の加工品２４への取り付けの後、加工品のブラインド側における設置面は、略楕円形状の一つの突出部に形成される。

本実施形態において、二つの螺旋溝１６が外殻４に形成されると、一重突出部のブラインド側の設置面の形状となる。しかしながら、二つの螺旋溝１６が外殻４に形成されると、例えば、ブラインド側の設置面が、二つの実質的な楕円形状が重複して構成されて、２重突出部のブラインド側の設置面の形状となる。或いは、複数の螺旋溝１６が外殻４に形成され、例えば、複数の実質的な楕円形状が重複して形成され、多重突出部のブラインド側の設置面となる。

本実施形態においては、螺旋溝１６が外側壁２０にローリングによって形成されるものとして記載したが、他の方法に従って溝が形成されてもよい。

別の形態においては、螺旋溝１６の側面は、螺旋溝１６の横断面積が、外殻４の先端部１２から後端部１４へ減少するように、外殻４の長さに沿って変わる。この特徴は、単独で、又は加工品へのファスナ２の取り付けにおいて、まず、先端部１２にブラインドバルブ３０を形成することを促進するため、螺旋溝１６の深さが先端部１２から後端部１４へ減少することと組み合わせて用いられる。

上記形態において、加工品は二つの加工部材を備える。また、本発明は、単一の加工部材を備えた加工品、及び２以上の加工部材を備えた加工品にも適用することができる。

また、本発明はステム無しのファスナにも適用することができる。図１０に記載されたファスナ２’は、外殻４’を備える。第１実施形態と同様に、外殻４’は、芯部１０’と、先端部１２’と、先端部１２から離れた後端部１４’と、先端部１２’において放射状の拡大された外殻ヘッド１４’（３８’）とを備える。ファスナ２’の製造は、第１実施形態２と同じ最初の工程を含み、螺旋溝１６が、ローリングによって外殻４の外側壁２０に形成される。しかしながら、この別の形態において、芯部１０’は、内側ネジ５０を備える。

図１０のファスナ２’を、加工部材２６’を備える加工品２４’に取り付けるために、外殻４’が加工品の所定の開口に差し込まれ、取付工具の外側にネジ部（図示せず）が、外殻４’の芯部１０’の内側ネジ５０に装着される。取付工具が動作されたとき、外側ネジは、外殻４に対して引張力を付与し、また、外殻ヘッド３８’によって反発力が付与される。外殻における力は、外殻の後端部を加工品に向けて圧迫し、そのため、外殻の放射状の拡大可能部は、放射状の外側に、且つ外殻ヘッドに向かう軸方向に変形されて、ブラインドバルブ３０’を形成する。従って、ブラインドバルブ３０’は、本発明の第１実施形態と同様に、複数の突出部として形成される。

図１０の形態において、ファスナ（外殻４’）が取付けられると、内側ネジ５０が、更なる加工部材を、加工部材２６’の表面に位置づけ、内側ネジ５０に締め付けられたスクリュー又はボルトによって、所定位置に固定する。

別の形態においては、ファスナは、ローリングによって外殻４の外側壁２０に形成される一又はそれ以上の環状の溝を含む。

ファスナを製造する他の方法においては、ステム６上の外殻４にクリンプを形成すことが、外殻４の全長さに亘って行われてもよい。更に他の方法においては、クリンプが、外殻４の後端部１４に向けて小さな帯状に形成される。この別の形態において、クリンプの角度は、前述の実施形態と同様に、テーパ状にすることができ、又は、例えば、クリンプが形成された場所を通して角度が等しくなるように、平行にすることができる。

Claims (22)

1. 加工品に取り付けられるブラインドファスナであって、前記ファスナは外殻を備え、
   前記外殻は、芯部と、前記外殻の先端にある先端部と、前記先端部から離れた後端部と、前記先端部及び前記後端部の間にある放射状の拡大可能部と、を含み、
   前記外殻は、前記加工品における所定の開口に差し込まれ、前記加工品に向かって前記外殻の前記後端部を圧するように、所定の力が前記外殻に加えられたとき、前記外殻の前記先端部によって反発力が付与され、前記放射状の拡大可能部が、放射状外側に且つ前記外殻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、
   少なくとも一つの螺旋溝が、前記外殻の前記放射状の拡大可能部の外側壁に設けられ、前記ブラインド側の設置面が少なくとも一つの突出部を形成し、
   前記少なくとも一つの螺旋溝の深さが、前記外殻の前記先端部から前記後端部へ小さくなっていることを特徴とするブラインドファスナ。
2. 前記螺旋溝の側面の横断面積が、前記外殻の前記先端部から前記後端部へ小さくなってい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. 少なくとも一つの環状の溝が、前記外殻の前記外側壁に備えられてい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。
4. 二つの螺旋溝が前記外殻の前記外側壁に形成され、前記ブラインド側の設置面が二重の突出部であ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. 複数の螺旋溝が前記外殻の前記外側壁に形成され、前記ブラインド側の設置面が多重の突出部であ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。
6. 前記ファスナは、ステムを更に備え、前記ステムは、放射状に拡大されたステムヘッドを含み、
   前記ステムの一部が前記外殻の前記芯部内に存在し、前記ステムヘッドは前記外殻の前記後端部に接し、前記ステムの突出部が前記外殻ヘッドを越えて突き出ており、
   引張力が前記外殻に対する前記ステムに加えられ、前記ステムヘッドは、前記加工品に向けて前記外殻の前記後端部を圧するように、前記外殻に前記力を加えることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載のブラインドファスナ。
7. 前記外殻の前記芯部は、内側ネジを有し、
   外側ネジ部が前記外殻の前記芯部内に装着され、引張力が前記外殻に対する前記外側ネジに加えられ、前記外側ネジ部が、前記加工品に向けて前記外殻の前記後端部を圧する前記力を、前記外殻に加えることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載のファスナ。
8. ブラインドファスナを製造する方法であって、前記ファスナは外殻を備え、
   前記外殻は、芯部と、先端部と、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の間に放射状の拡大可能部と、を含み、
   前記方法は、前記外殻の外側壁に少なくとも一つの螺旋溝を形成する工程を備え、
   前記少なくとも一つの螺旋溝の深さが、前記外殻の前記先端部から前記後端部に小さくなっていることを特徴とするブラインドファスナを製造する方法。
9. 前記少なくとも一つの螺旋溝は、ローリングによって形成されることを特徴とする請求項８に記載のブラインドファスナを製造する方法。
10. 前記螺旋溝の横断面積が、前記外殻の前記先端部から前記後端部に小さくなっていることを特徴とする請求項８又は請求項９に記載のブラインドファスナを製造する方法。
11. 前記外殻の前記外側壁に少なくとも一つの環状溝を形成する更なる工程を備えることを特徴とする請求項８乃至請求項１０のいずれか一項に記載のブラインドファスナを製造する方法。
12. 前記少なくとも一つの環状溝は、ローリングによって形成されていることを特徴とする請求項１１に記載のブラインドファスナを製造する方法。
13. 前記ステムを前記外殻の前記芯部に挿入した後に、少なくとも前記ステム上の前記外殻の一部にクリンプを形成する付加的な工程を備えることを特徴とする請求項８乃至請求項１２のいずれか一項に記載のブラインドファスナを製造する方法。
14. 前記ステム上にクリンプが形成された前記外殻の一部は、前記外殻の後端部に、又はその近くに存在することを特徴とする請求項１３に記載のブラインドファスナを製造する方法。
15. 前記外殻は、前記ステム上で、前記先端部よりも前記後端部に向けて、大きな角度でクリンプが形成されていることを特徴とする請求項１３又は請求項１４に記載のブラインドファスナを製造する方法。
16. 前記クリンプの角度は、前記外殻の後端部からテーパ状になっていることを特徴とする請求項１５に記載のブラインドファスナを製造する方法。
17. 前記外殻は、前記外殻の全長に亘って前記ステム上にクリンプが形成されていることを特徴とする請求項１３乃至請求項１６のいずれか一項に記載のブラインドファスナを製造する方法。
18. 前記外殻は、前記外殻の前記後端部に、又はその近くにおいて、帯状に横切る平行なクランプが形成されていることを特徴とする請求項１３乃至請求項１７のいずれか一項に記載のブラインドファスナを製造する方法。
19. 前記外殻をアニールする付加的な工程を含むことを特徴とする請求項１３乃至請求項１８のいずれか一項に記載のブラインドファスナを製造する方法。
20. 前記外殻をアニールする工程は、前記外殻に何らかの溝を形成する前に行われることを特徴とする請求項１９に記載のブラインドファスナを製造する方法。
21. 前記ファスナーは、放射状の拡大ヘッドを含むステムを更に備え、
    前記方法は、前記ステムの一部が前記外殻の前記芯部に存在するように、前記ステムを前記外殻の前記芯部に挿入する工程を更に含み、前記ステムヘッドは、前記外殻の前記後端部に近接し、前記ステムの突出部が、前記外殻ヘッドを越えて突き出ることを特徴とする請求項８乃至請求項２０のいずれか一項に記載のブラインドファスナを製造する方法。
22. 前記方法は、前記外殻の前記芯部における内側ネジを形成する工程を更に備えることを特徴とする請求項８乃至請求項２１のいずれか一項に記載のブラインドファスナを製造する方法。

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