JP5628932B2 - プッシュインファスナー組立体 - Google Patents

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エイチ.メルケ ベンジャミン
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Description

本願は、2009年11月2日に出願された米国仮出願番号61/257,913号の利益を主張するものである。
本発明は、概してファスナーに関するものであり、さらに具体的には、ファスナーを、開口部を通して少なくとも1つの構成部品に挿入することによって、例えばパネルをパネルに取り付けるため並びに他の部品及び物をパネルに取り付けるため等のように、ある部品を他の部品に取り付けるために用いられるプッシュインファスナーであって、ファスナーが、挿入中に構成部品を通して内側に曲がり且つ構成部品を通して十分奥まで挿入されると外側に広がり又は反発的に回復する弾性的保持部材を有する、プッシュインファスナーに関する。
様々なタイプのプッシュインファスナーが、様々な環境における用途及び様々な目的で公知である。プッシュインファスナーの共通する特徴は、ファスナーが穴又は開口部を通して挿入されるときに内側に曲げられ、且つ、ファスナーが十分奥まで挿入されたときにファスナーを保持するために外側に反発的に回復する、弾性的に曲げることができ又は撓ませることができる保持部材にある。保持部材の内側への曲げは、ファスナーが構成部品を通して挿入されるときに、構成部品の開口部表面に対する保持部材のスライド式係合によって生じ得る。
特許文献1は、圧縮部材を備えるファスナー組立体を開示している。ファスナー組立体は、軸棒(shank)の一方の端部にヘッドを備える軸棒を有するファスナーを有し、軸棒は、ヘッドと一体成形され且つヘッドの反対側のファスナーの遠位端で互いに連結した複数の弾性脚部を具備する。脚部は、ファスナーが挿入される、一つ又は複数の、パネル又は構成部品の、開口部寸法より大きな最大直径を画成するため外側に弓のように曲がっている。従って、脚部は、挿入中、開口部を通過するために内側に撓み、最大直径部が開口部を通過すると、外側に反発的に回復する。ファスナー組立体は更に、ファスナーが挿入されるパネル又は構成部品の開口部の直径より僅かに小さな径の中心先細り開口部を備えた圧縮性のリングを有する。リングは、ファスナー組立体の部品として使用される場合においてファスナーが挿入されるときに、パネル又は構成部品によって支持される。リングは、当該リング及びパネル若しくは構成部品の両方を通過するために脚部を圧縮させるような脚部に対する接触部を提供する。リングの開口部の僅かに小さな直径は、ファスナーの材料を磨耗させ得るパネル又は構成部品の開口部端部に対する滑り接触から離すように脚部を保持する。それ故、リングは、パネル又は構成部品の開口部がファスナーの材料に対して荒い場合(harsh)又は磨耗させ得る状態の場合(abrasive)に生じうる抗力又は摩耗を低減するのに有用である。リング及びファスナーは、互いに対して容易にスライドすることができるように、意図的に選択した材料で作ることができ、且つ、形作ることができ、それによって、ファスナーが使用されるパネル又は構成部品の開口部に対して脚部が直接スライドする場合に必要な力と比較した場合に、必要な挿入力が低減される。しかしながら、リングの脚部の形状及び位置によっては、リングに対して接触するある領域では、他の接触領域又は脚部がリングに接触しない領域よりも大きな抗力が生じる。よって、リングの形状は、挿入中に歪曲され、挿入の困難性を生じる。
米国特許第5301396号明細書
前述したファスナー組立体は、ファスナーを取り外す際に必要な比較的高い引張力を有することにより高い保持力を提供するファスナーと共に、挿入力を低減するために効果的に使われてきた。しかしながら、ある状況において必要とされる挿入力をさらに低減すること、及び/又は、リングが不注意でファスナーから外れてしまわないように作業中に固定するためのファスナーにおけるリングの予備挿入構造を備えることが望ましい。
本発明にかかるプッシュインファスナー組立体は、車両板金に対する自動車のトリムのように、パネル又は構成部品の一方を他方へ取り付けるために、人間工学的に容易に操作できる装置である。ガイドリングは挿入時のファスナー及びパネル間の接触を低減する。挿入時にリングの楕円形歪みにより生じる抗力は、ガイドリングの形状変化に適応させるためにクリアランスを提供するようなリング中心開口部の変化及びファスナー固定翼に対する改良によって低減される。
一つの構造の態様において、プッシュインファスナー組立体は、ヘッドと、ヘッドに連結され最大直径の腰部領域を画成する可撓性の固定翼とを有する。可撓性の固定翼に沿ってスライド可能なガイドリングは、最大直径の腰部領域より小さな直径の開口部を有する。可撓性の固定翼はガイドスロットを画成し、且つ、ガイドリングはガイドスロット内に受容され且つガイドスロットに沿ってスライド可能な追従アームを画成する。ファスナー及びガイドリングの少なくとも一方は、ガイドリングが最大直径の腰部領域に亘ってスライドするときに生じるガイドリングの歪曲に適応するためのクリアランスを提供する構造的形状改良部を有する。
別の構造の態様において、プッシュインファスナー組立体は、ヘッドとヘッドに接続された可撓性の固定翼とを備えたファスナーを有し、可撓性の固定翼は、最大直径の腰部領域と、ヘッド及び最大直径の腰部領域間にあり直径が狭められた胴部領域とを画成する。ガイドリングは、可撓性の固定翼に沿ってスライドすることができ、且つ、最大直径の腰部領域より小さな直径の開口部を有する。可撓性の固定翼は、第一のガイドスロット及び第二のガイドスロットを画成し、且つ、ガイドリングは、第一のガイドスロット及び第二のガイドスロット内に受容され且つ第一のガイドスロット及び第二のガイドスロットに沿ってスライド可能な第一の追従アーム及び第二の追従アームを画成する。ファスナー及びガイドリングの少なくとも一方は、ガイドリングが最大直径の腰部領域に亘ってスライドするときに生じるガイドリングの歪曲部に適応するためのクリアランスを提供する構造的形状改良部であって、追従アームの領域内で開口部が狭められるためのクリアランスを提供する構造的形状改良部を有する。
さらなる構造の態様において、プッシュインファスナーは、ヘッド及びヘッドに連結された可撓性の固定翼を有するファスナーを有し、可撓性の固定翼は、最大直径の腰部領域とヘッド及び最大直径の腰部領域間で狭められた直径の胴部領域とを画成する。可撓性の固定翼に沿ってスライド可能なガイドリングは最大直径の腰部領域より小さな直径の開口部を有する。可撓性の固定翼は、第一のガイドスロット及び第二のガイドスロットを画成し、且つ、ガイドリングは、第一のガイドスロット及び第二のガイドスロット内に受容され且つ第一のガイドスロット及び第二のガイドスロットに沿ってスライド可能な第一の追従アーム及び第二の追従アームを画成する。少なくとも1つの固定翼は、最大直径の腰部領域を通して延在するガイドスロットの1つに隣接するクリアランスポケットを有する。
本発明の他の特徴及び利点は、以下の詳細な説明、特許請求の範囲、及び、特徴等を指定するために数字等が使用された図面の説明によって当業者に明らかとなるであろう。
プッシュインファスナー組立体の斜視図である。 図1に示した組立体を底部から見た、プッシュインファスナー組立体の平面図である。 図1に示したプッシュインファスナー組立体の正面図である。 プッシュインファスナー組立体の線4−4に沿った垂直断面図である。 プッシュインファスナー組立体のガイドリングが取り得る位置を示した部分断面図である。 プッシュインファスナー組立体のさらなる正面図である。 プッシュインファスナー組立体の水平方向断面図である。 プッシュインファスナー組立体のガイドリングのさらなる実施形態の平面図である。 プッシュインファスナー組立体のガイドリングのさらにもう一つの実施形態の平面図である。
本発明の実施形態の詳細を説明する前に、当然のことながら、本発明は、その適用を以下の記載で説明し又は図示する構成部品の構成や配置の細部に制限されない。本発明は、他の実施形態に適用することができ、且つ、様々な方法で試験又は実施することができる。さらに、当然のことながらここで用いる表現方法及び専門用語は説明のためのものであり、限定するものとみなすべきではない。ここでの「有する」及び「具備する」、それらのバリエーションの使用は、列記された事項及びそれと同等の事項、並びに、付加的事項及びそれと同様の内容を包含することを意味する。
ここで、図についてより具体的に説明すると、図1は、ファスナー102及びガイドリング104を有するファスナー組立体100を示す。ファスナー組立体100は、ここに記載されたコンセプト及び原理の範囲内で異なる形状及び構成とすることができる。ファスナー102及びガイドリング104の両方を有するファスナー組立体100は、様々なタイプのプラスチックを含む、様々な異なる材質で作ることができる。ファスナー102及びガイドリング104は、同じ材質又は異なる材質で作ることができる。
ファスナー102は、キャップ108及びネック110を備えたヘッド106を有し、1つ又はそれ以上のフランジ112、114をさらに有してもよく、図1に示す例示的実施形態においては、2つのフランジ112、114を有している。ファスナー102はさらに、ヘッド106から突出し弾性的に可撓性の、複数の固定翼116、118を有する。当然のことながら、ファスナー102は、2つ以上の固定翼116、118を有してもよい。固定翼116、118は、ヘッド106から離間した遠位端又は遠位先端120で互いに連結している。固定翼116、118は、ファスナーが取り付けられるパネル又は構成部品の穴又は開口部を通してファスナー102が挿入されるとき、内側に曲げられ又は撓まされる。ファスナー102が十分に奥まで挿入されると、固定翼116、118は、ヘッド106の反対側にあるパネル又は構成部品を重ねるために外側に反発的に回復する。それにより、ファスナー102はパネル又は構成部品に固定され、且つ、ヘッド106はさらに他の物につなげることができる。当然のことながら、ヘッド106の他の物への接続は、ファスナー102がパネル又は構成部品の穴又は開口部を通して挿入され、それに対して固定翼116、118の撓み及び外側への押し返しによって接続される前又は後において可能である。
固定翼116、118は、少なくとも1つのガイドスロット122を画成し、図示された実施形態において、固定翼116、118は、遠位端又は遠位先端120からフランジ114へと延在する2つのガイドスロット122、124を画成する。固定翼116、118は、固定翼116、118が遠位端又は遠位先端120に向かって内側へ先細となる腰部領域126において、最大直径を集約的に画成する。腰部領域126及びフランジ114間の胴部領域128で、固定翼116、118は狭められる。
ガイドリング104は、開口部132と円環体130から内部に突出しガイドスロット122に受容される少なくとも一つの追従アーム134とを画成する円環体130である。例示的実施形態に示すように、ガイドリング104は、円環体130の内接面138から内側に突出し直径方向に対向する2つの追従アーム134、136を画成する。追従アーム134、136はそれぞれガイドスロット122、124内に受容される。
ファスナー組立体100の挿入の際、ガイドリング104は、ファスナー組立体が構成部品の穴に挿入されるにつれ固定翼116、118に沿ってスライドし、それによって、ガイドリング104の内接面138は、ガイドリング104が腰部領域126を越えて胴部領域128に到達するまで固定翼116、118に接触し、固定翼116、118を内側へ撓ませる。挿入中、追従アーム134、136は、固定翼116、118に対するガイドリング104の回転を制限するため、ガイドスロット122、124に沿ってスライドする。ガイドリング104が、腰部領域126を含み固定翼116、118で画成される最大幅領域を通過したとき、円環体130のほぼ円形の形状が、追従アーム134、136の全体領域の内側に円環体130が引きこまれながら歪曲する。
ファスナー組立体100は、ガイドリング104の歪曲に適応するため、且つ、ファスナー102とガイドリング104との間のスライドの干渉を低減させるために構造的改良部を有する。第一の歪曲に適応する構造的改良部は、最大直径となる腰部領域126へ導き且つ腰部領域126から離間した限られた領域においてガイドスロット122、124に隣接する1つ又は両方の固定翼116、118に設けられた、面取り、間隙、又は、リングクリアランスポケット140、142を有する。面取り、間隙、又は、リングクリアランスポケット140、142は、径方向に隣接した領域に対し縮径された切欠部である。よって、増大したクリアランスは、ファスナー組立体100が挿入されてガイドリング104が固定翼116、118に沿ってスライドし且つ腰部領域126を超える間に、開口部132が歪曲し且つ追従アーム134、136において円環体130が内側に引っ張られたときでさえ、面取り、間隙、又は、リングクリアランスポケット140、142の領域において、固定翼116、118に対するガイドリング104の抗力を低減させる。
さらにファスナー202を図3で示す。ファスナー202は、ファスナー202が単一のフランジ114を有するという点を除き、ファスナー102と類似する。それ故、前述したファスナー102の構造と類似するファスナー202の構造は、先に使用した参照番号と同じ参照番号として扱った。図4及び5において最も明確に示されているように、ガイドリング104を予備的組立としてファスナー102に固定するために、中柱150は、底部材160、162を備えたポケット156、158を画成するキャッチ又はラッチ152、154を有している。追従アーム134、136は、予備的組立の間にポケット156、158に配置され、作業中はポケット156、158で保持され且つ底部材160、162によって支持される。追従アーム134、136の反対側に配置されたラッチ152、154及び底部材160、162は、ガイドリング104がファスナー102から不注意で容易に外れないようにするため、作業中に、ガイドリング104の傾斜及び追従アーム134、136の曲げの両方を防ぐ。ファスナー組立体100の構成部品に設けた穴への最初の挿入中、ヘッド106がガイドリング104に対して押し込まれ、ラッチ152、154が追従アーム134、136に対して押し込まれるため、追従アーム134、136が下方に撓む。それによって、追従アーム134、136はポケット156、158から解放される。キャッチ又はラッチ152、154は、ポケット156、158から中柱150に内側に向けて滑らかな輸送表面164、166を有している。それ故、追従アーム134、136は、追従アーム134、136が急に反発することなく且つ最後まで十分に挿入したときの最後のスナップ音と誤って解釈され得る大きな音を生じることなく、ラッチ152、154を通ってスライドし、且つ、輸送表面164、166に沿って、中柱150に沿った撓みなしポジションに到達するまでスムーズに移動するために、下方に曲げられる。ファスナー組立体の設置作業者は、ファスナーが十分奥まで設置されたと誤って解釈される可聴音によってミスを誘発されない。
防振止め168、170は、ヘッド106の下に中柱150から外側に突出しており、ファスナー202が十分奥までに設置されて且つガイドリング104が胴部領域128に到達したとき、ガイドリング104の追従アーム134、136と接触し且つ係合する。防振止め168、170は、ファスナー202がいくらかのパネル厚のものに設置されたとき、防振止めがなければ生じうるガイドリング104の緩みによってもたらされる振動及び望ましくないノイズを防ぐ。
ガイドリング104の歪曲に適応するためのさらなる構造的改良部として、ガイドリング104が固定翼116、118に対する抗力によって歪曲したときに改良されなければ生じ得る増大した抗力を、さらに克服するため、固定翼116、118及び中柱150はH型のような構造で構成されている。脚部172、174は対角線上で固定翼116、118にそれぞれつながっている。他の2つの対角線上で対向した脚部176、178は、固定翼116、118とは直接的につながっていない。脚部172、174、176、178の外縁面180、182、184、186は、ファスナーの軸方向の長さであって、少なくともガイドリング104が、輸送表面164、166に沿った拡張面によってカップ状を維持している間の長さに沿って増大したクリアランスを設けるために、傾斜が設けられ又は面取りされている。図5は、開口部132の第一の直径190を有し、歪曲されていないガイドリング104、及び、ガイドリング104を有する開口部132の狭められた第二の直径192を示し、第二のポジションは104aに図示する。接触する端部の面取り又は傾斜は、ガイドリング104がカップ状となっている間の狭められた直径に適応する。
パネル又は他の構造物の穴に対する芯出しのため、ファスナーが十分奥まで挿入された位置でパネル又は他の構造物と係合する領域において妥協しない(uncompromised)最大のファスナー102の直径を維持することが望ましい。しかしながら、他の領域におけるファスナーの構造的改良部は、ガイドリング104が固定翼116、118による楕円形歪曲又は輸送表面164、166によるカップ状凹みによって歪曲された状態の間にガイドリング104によって接触されているそれらの領域において、干渉を低減させることができる。
固定翼116、118の構造的改良部に加えて又はその構造的改良部に代えて、ファスナー組立体のガイドリングに構造的収容部を設けることもできる。例えば、ノッチ又は切欠部をガイドリングに用いることができる。図8は、開口部232と、接面238から内部に突出した第一の追従アーム234及び第二の追従アーム236を画成する円環体230とを有するガイドリング204のさらなる実施形態を示す。切欠部244、246は、ファスナー組立体が共に連結された構成部品の内部に挿入され且つガイドリング204が歪曲するときにそれらの領域において切欠部がなければ生じ得る増加抗力を減少させるため、追従アーム234、236に隣接したガイドリング204に設けられている。
図9はさらに、円状よりむしろ楕円開口部332を画成するボディ330を有するガイドリング304の、さらなる改良を示す。追従アーム334、336は、接面338から内側に突出している。追従アーム334、336は楕円開口部332の長軸上に設けられている。ファスナーの挿入中、リングが歪曲されている場合でさえ抗力を低減させることができる。
前述のバリエーション及び改良は本発明の範囲に属する。当然のことながら、ここで開示され且つ定義された本発明は、文章及び/又は図によって言及され又は明らかな個々の特徴の二又はそれ以上の選択可能な組合せ全てに拡張する。これら全ての異なる組合せは本発明の様々な選択的態様を構成する。ここで図示された実施形態は本発明を実施する上で知られる最良の形態を示し、且つ、当業者が本発明を利用することを可能とする。請求項の範囲は、先行技術の許す範囲において、選択的実施形態を含むものと解釈されるものとする。
本発明の様々な特徴を以下の請求項の範囲で説明する。

Claims (15)

  1. ヘッド(106)と該ヘッドに連結された複数の可撓性の固定翼(116、118)であって最大直径の腰部領域(126)を画成する前記可撓性の固定翼とを有するファスナー(102)と、
    前記可撓性の固定翼(116、118)に沿ってスライド可能なガイドリング(104;204;304)と、を具備するプッシュインファスナー組立体(100)において、
    前記ガイドリング(104;204;304)が、前記最大直径の腰部領域(126)より小さな直径の開口部(132;232;332)を有し、
    前記可撓性の固定翼(116、118)はガイドスロット(122、124)を画成し、前記ガイドリング(104;204;304)は、前記ガイドスロット内に受容され且つ前記ガイドスロットに沿ってスライド可能な追従アーム(134、136;234、236;334、336)を画成し、
    前記ファスナー(102)及び前記ガイドリング(104;204;304)のうち少なくとも一方が前記ガイドリング(104;204;304)が前記最大直径の腰部領域(126)に亘ってスライドしたときに生じる前記ガイドリングの歪曲に適応させるためのクリアランスを設ける構造的形状改良部を有することを特徴とするプッシュインファスナー組立体(100)
  2. 前記構造的形状改良部が、前記最大直径の腰部領域(126)を通る、前記ガイドスロット(122、124)に隣接したクリアランスポケット(140、142)含む請求項1に記載のファスナー組立体。
  3. 前記構造的形状改良が、前記追従アーム(234、236)に隣接した、前記ガイドリング(204)における切欠部(244、246)含む請求項1又は請求項2のいずれか1つに記載のファスナー組立体。
  4. 前記ファスナー(102)がポケット(156、158)を画成する中柱(150)を有し、前記追従アーム(134、136)が前記ファスナー(102)及び前記ガイドリング(104)の予備挿入組立において前記ポケットに配置された請求項1から請求項3のいずれか1つに記載のファスナー組立体。
  5. 前記ポケット(156、158)から前記中柱(150)への先細の移動面(164、166)を有する請求項4に記載のファスナー組立体。
  6. 前記ガイドリング(304)が、前記固定翼(116、118)に亘ってスライド可能な接面を画成する楕円開口部(332)を有する請求項1から請求項5のいずれか1つに記載のファスナー組立体。
  7. 前記固定翼(116、118)は第一のガイドスロット(122)及び第二のガイドスロット(124)を画成し、且つ、前記ガイドリング(304)は前記第一のガイドスロット(122)及び前記第二ガイドスロット(124)内に受容され且つ前記第一のガイドスロット(122)及び前記第二のガイドスロット(124)に沿ってスライド可能な第一の追従アーム(334)及び第二の追従アーム(336)を画成し、前記第一の追従アーム及び前記第二の追従アームは前記楕円開口部(332)の長軸上に設けられている請求項6に記載のファスナー組立体。
  8. 前記ヘッド(106)と前記最大直径の腰部領域(126)との間の狭められた直径の胴部領域(128)を更に具備し、
    前記可撓性の固定翼(116、118)が、第一のガイドスロット(122)及び第二のガイドスロット(124)を画成し、前記ガイドリング(104;204;304)が、前記第一のガイドスロット及び前記第二のガイドスロット内に受容され且つ前記第一のガイドスロット及び前記第二のガイドスロットに沿ってスライド可能な第一の追従アーム(134;234;334)及び第二の追従アーム(136;236;336)を画成し、
    前記ファスナー(102)及び前記ガイドリング(104;204;304)のうち少なくとも一方が、前記ガイドリングが前記最大直径の腰部領域(126)に亘ってスライドしたときに生じる、前記ガイドリングの歪曲に適応させるためのクリアランスを設ける構造的形状改良部を有し、前記構造的形状改良部が、前記追従アーム(134、136;234、236;334、336)の領域において前記開口部(132;232;332)の狭められた部分にクリアランスを提供する請求項1に記載のファスナー組立体。
  9. 前記構造的形状改良部が、前記最大直径の腰部領域(126)を通る、前記ガイドスロット(122、124)のうちの1つと隣接したクリアランスポケット(140、142)を有し、又は、
    前記構造的形状改良部が、前記最大直径の腰部領域(126)を通る、前記ガイドスロット(122、124)のそれぞれに隣接したクリアランスポケット(140、142)を有する請求項8に記載のファスナー組立体。
  10. 前記構造的形状改良部が、前記追従アーム(234、236)のうちの1つと隣接する前記ガイドリング(204)における切欠部(244、246)を有し、又は、
    前記構造的形状改良部が前記追従アーム(234、236)にそれぞれ隣接した、前記ガイドリング(204)における切欠部(244、246)を有する請求項8又は請求項9のいずれか1つに記載のファスナー組立体。
  11. 前記ファスナーが第一のポケット(156)及び第二のポケット(158)を画成する中柱(150)を有し、前記追従アーム(134、136;234、236;334、336)のうちの1つが、前記ファスナー(102)及び前記ガイドリング(104;204;304)の予備挿入組立において前記ポケットのそれぞれに配置され、
    当該ファスナー組立体が、前記ポケット(156、158)の各々から前記中柱(150)への先細の移動面(164、166)を有する請求項8から請求項10のいずれか1つに記載のファスナー組立体。
  12. 前記ヘッド(106)の下に第一の防振止め(168)及び第二の防振止め(170)を有し、前記防振止めは前記ファスナー(102)が十分奥まで挿入されたときに前記追従アーム(134、136;234、236;334、336)と係合するように位置する請求項11に記載のファスナー組立体。
  13. 前記ファスナー(102)が、面取りされた外縁面(180、182、184、186)を備えたH型の断面構造を有する中柱(150)を有する請求項1から請求項12のいずれか1つに記載のファスナー組立体。
  14. 前記ガイドリング(304)が、前記固定翼(116、118)に亘ってスライド可能な接面を画成する楕円開口部(332)を有する請求項8から請求項13のいずれか1つに記載のファスナー組立体。
  15. 前記第一の追従アーム(334)及び第二の追従アーム(336)が、前記楕円開口部(332)の長軸上に設けられた請求項14に記載のファスナー組立体。
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