JP5985607B2 - 盲リベットボルト - Google Patents

Description

本発明は、特に組立体（アセンブリ）の単一の側だけからのアクセスがある状況のための、部品の組立の分野に関する。

より具体的には、本発明は、組立体の単一の側だけからのアクセスを有するが或いは第２の側へのアクセスが困難であるが、２つ又は複数の部品を組み立てることを可能にする、盲（ブラインド）リベットボルトに関する。

支持体上のアクセサリ又は金属板の組立の分野では、組立体の単一の側だけからのアクセスが可能であるブラインド条件において操作しなければならないことが必要であることが多い。これは、例えば、壁又は枠組の上に金属板を固定する場合に当て嵌まり得る。その場合には、壁の両側から操作することが極めて困難であり、或いは、第２の人の介入を少なくとも必要とする。

塊内への釘打ち、リベット留め、又はネジ止めのための既知の解決策が存在し、それは単一の側からのアクセスを有する組立体を許容する。しかしながら、材料に依存して、これらの組立体モードは十分に堅固でないことがあり、そして、選択的な材料で作製されるナット又はインサートを固定するために、壁の他方の側を使用し得ることが必要であるか或いは望ましいことがある。

この目的のために、圧着（クリンピング）を用いてこの種類のナットを所定位置に置くことが知られている。圧着は、ヘッドと雌ネジ切り（タップ）付き部分とを含むインサートを使用すること、アクセス可能な側を介して雌ネジ切り付き部分を導入すること、及び、次に、雌ネジ切り部分及びヘッドが壁を掴むように、雌ネジ切り付き部分とヘッドとの間の牽引力を用いて中間部分、即ち、凹部を変形させることで構成される。

しかしながら、この種の組立体には、幾つかの不利点が観察されている。

具体的には、壁の上に部品を組み立てるためにネット内にネジを導入する間に、インサートのヘッドとナットとの間の締付けは、インサートがネジ止めの効果の下で回転するのを防止するのに十分でないことがある。その場合には、ナットの回転を防止するために何らの手段も設けられていないので、組立ては極めて困難になる。

文献ＦＲ２５１５２８３は、リベットナットを開示している。リベットナットはそのヘッドの下に溝を含み、溝は圧着中に壁に押し込まれ、よって、その回転を防止する。

次に、ナットとインサートヘッドとの間に牽引力を加える工具は、ナットの雌ネジ切りを損傷させることがあり、その工具を組立体ネジと共に使用することは困難であることが分かっている。

文献ＦＲ２６４２８０２は、ナットの雌ネジ切りと接触せずに圧着力（クリンプ力）を加えるよう設計されるステムを備えるリベットナットを記載している。よって、この雌ネジ切りは圧着力によって損傷させられない。

しかしながら、従来技術に従ったこれらの解決策は有意な不利点を有する。実際には、ネットが所定位置に置かれる瞬間とネジがナット内に導入される瞬間との間に時間が経過し、この時間の間に、汚物がナット内に導入されることがあり、その場合、汚物はネジ止めを妨げる。その場合には、２つの別個の操作、即ち、１つはネットを圧着するための操作、もう１つはネジを導入するための操作を組織化（オーガナイズ）することが必要であり、それは組立コストを増大させる。加えて、インサートの雌ネジ切りの軸に沿ってネジを整列させることは常に容易ではなく、それは組立ての困難性及び危険性も増大させる。雌ネジ切り付きインサート内へのネジの傾斜係合は、これらの組立体構成部品の破壊を引き起こし得る。加えて、ネジの導入に責任を有する操作者は、インサートを所定の場所に配置させる人でないことが極めて多く、それは責任を広げ、製造の効率に有害である。最後に、インサートを所定の場所に置くために雌ネジ切りが使用されないとき、雌ネジ切りの存在を確認するための機会が失われる。実際には、雌ネジ切りを備えないインサートが生産鎖から離れ、ネジ山が破壊され、これは複数のインサートが生産鎖を離れた後に考慮に入れられるに過ぎないということが起こり得る。その場合、壁は間違った雌ネジ切りを有するか或いは雌ネジ切りを有さない１つ又は複数のインサートを備え、その場合、壁は修復されるか或いは不合格にされる必要がある。

文献ＥＰ１９６１９７６は、インサートの圧着及びネジのネジ込みが単一の操作において実施されるリベットボルトを記載しており、インサートヘッドは、変形可能な部分を含み、変形可能な部分は、変形させられることによって、ネジヘッド（ネジ頭）がワッシャを固定されるべきアクセサリの上に支持することを可能にする。しかしながら、この解決策は、極めて少ない厚みの変動のみを補償することを可能にし、ボルト寸法を各種類の組立体に精密に適合させることを必要とする。加えて、この種の組立体を後に分解することは極めて困難である。

本発明の目的は、これらの不利点を少なくとも部分的に解消することである。

この目的のために、本発明は、ネジと、壁にある開口に挿入可能なインサートとを含み、インサートは、インサートヘッドと、凹部を含むシャフトとを含み、インサートヘッド及び凹部は、凹部の変形後、壁の上へのインサートの圧着を保証するよう構成されるボルトを提案する。

その装置は、ネジが割れリングを含み、割れリングは、ネジの回転による凹部の変形を創成し且つ圧着を得るためにインサートヘッド上に直接的又は間接的に支持されることによって、ネジをインサートヘッドに対して不動にするように設計され、圧着が実施されるや否や、割れリングは、ネジをインサートヘッドから解放するように破壊を生じさせ、それによって、壁の上でのアクセサリの締付けを許容するよう設計されることによって特徴付けられる。

この破壊は、割れリング又は筋交い手段内の機械的な破壊であり得る。

これらの構成を用いるならば、圧着前にネジをインサート内に導入可能であり、それは、第１に、圧着とネジ込みとの間にインサート内に汚物に導入される危険性を防止し、第２に、圧着及びネジ込みを単一の操作において許容する。加えて、単一のネジ寸法は、様々の厚みを備えるアクセサリの組立てを実施することを可能にし、或いは、複数の重なり合うアクセサリの組立てを実施することも可能にし、単にネジを緩めて外すことによってアクセサリを取り外し得る。

他の特徴によれば、
− 破壊は、割れリング内で起こり得る。

− インサートは、インサートの回転を妨げる手段を含み得る。これは、ネジが締め付けられるべきときに、インサートの回転を防止することを可能にする。従って、これは、トルクがネジに適用されるときに、ネジ込みが常に可能であることを保証する。この阻止手段は抵抗摩擦によって得られ、或いは、非円形の横断面を備える如何なる形態を用いても得られる。これはインサートの外部に配置される１つ又は複数の突起又は溝、或いは、楕円又は多角形の形態であり得る。

− 回転を阻止する手段は、外部の六角形の形態であってもよい。これは製造が容易な形態を提示し、インサートのシャフトに関してもよく、よって、壁に対して妨げられ、或いは、それはインサートヘッドに関してもよく、その場合、それは壁に対して或いはアクセサリに対して妨げられ得る。

− ボルトは、割れリングとインサートヘッドとの間に設けられる筋交い手段を追加的に含み、ワッシャを含む。この種類のワッシャは、割れリングのより小さい設計を可能にし、その外径は、ワッシャの内径よりも大きくある必要があるのに対し、この種のワッシャを備えないならば、一般的に、その外径は、インサートヘッドの上で支持されるのに十分でなければならない。この種のワッシャを可分の部品を用いて設計してもよく、その場合、割れリングは、この可分の部分の破壊を生じさせ、それ自体はネジ本体と一体的なままである。

− ボルトは、割れリングとインサートヘッドとの間に設けられる筋交い手段を追加的に含んでもよく、インサートヘッドに対して支持され得る径方向に広げられた部分を備える管状素子を含む。この場合には、割れリング内に起こる破壊及び／又は管状素子の径方向に広げられた部分の少なくとも一部を分離する破壊を創成することが可能である。特に、割れリングがネジヘッド自体によって構成されるときには、管状素子の径方向に広げられた部分の少なくとも一部を分離する破壊のみを創成することが可能である。

− ネジは、直接的に或いはワッシャを用いてアクセサリの上に支持されるよう設計されるベースを備えるネジヘッドを含み得、よって、アクセサリの上でのネジヘッドの支持の力のより十分な適用を保証する。

− 割れリング及び／又は筋交い手段を少なくとも部分的に収容するために、ベースより下に空洞を設け得る。

− 組立て位置において、アクセサリが回転及び／又は並進（平行移動）において壁に対して移動可能であるのを可能にする取付部を構成するよう、アクセサリの上で支持されることなく、ネジヘッドが割れリング及び／又は筋交い手段を用いてインサートの上に支持されるように、インサートヘッド、割れリング、及び、適用可能であるならば、筋交い手段を構成し得る。

− ネジは、割れリングの破壊に続くネジ込み段階の間に割れリングを拡幅部分に向かって滑動させることによって割れリングを固定することを可能にするよう設計され、よって、より大きな数のこの種のボルトが操作されるときに、ネジに対するこのリングの可動性に由来するあらゆる害、特に騒音害を回避することを可能にするよう設計される、拡幅部分を備える非ネジ山付き部分を含み得る。この拡幅部分は、幾つかの形態、即ち、直径の増大、溝等を有し得る。

− インサートは、圧着中の凹部の変形を促進するよう、凹部の弱化を有し得る。この弱化は、アンダーカットの形態、具体的には、３つのアンダーカットの形態と取るのが好ましい。これらのアンダーカットを凹部の周縁上で分布させて位置付け得るし、盲又は開放にし得る。

− インサートは、潤滑剤、好ましくは、グリースを含み得る。この潤滑剤は、摩擦を減少させることによってねじ込みを容易化し、次に、特に、表面の状態に影響を及ぼし且つ腐食に対する抵抗に影響を及ぼし得る破壊が行われる領域において、ボルトを腐食から保護する。

− ネジは、ネジヘッドとネジ山付き部分との間に拘束（制約）される非ネジ山付き部分を含み得る。それは、アクセサリ及び壁の厚さが極めて僅かである場合でさえ、締付け状況においてボルトの上でネジの張力を創成するのに必要な弾性をもたらすよう、インサートの雌ネジ切り部分と協働しない。

本発明は、本発明に従ったボルトを用いて壁の上にアクセサリを固定する方法にも関し、アクセサリは、インサートヘッドが通過するのを可能にするよう設計されるアクセサリ開口を含む。当該方法は、以下のステップを含む点において特徴付けられる。

ａ）アクセサリ開口及び壁開口を整列させるために、アクセサリを壁の上に配置するステップ。

ｂ）インサートヘッドが壁の上に適用されるまで、そのようにして整列させられる開口内に、アクセサリから壁に向かう方向において、ボルトを導入するステップ。

ｃ）インサートの雌ネジ切りと協働するネジのネジ山を用いて、ネジを回転させるステップであって、割れリングは、もし適用可能であるならば筋交い手段を用いて、インサートヘッドの上で支持され、よって、壁より下で凹部の変形を生成し、引き続き、壁の上でのインサートの圧着を実施するステップ。

ｄ）破壊が得られるまで、トルクを増大させ、よって、ネジをインサートヘッドから解放させるステップ。

ｅ）アクセサリが壁の上で締め付けられるまで、ネジの回転を継続するステップ。

添付の図面を参照してもたらされる以下の詳細な記載を判読することによって、本発明はより十分に理解されるであろう。

本発明の第１の実施態様に従ったボルトを備える組立体を示す部分断面斜視図である。 アクセサリを概略的に示す斜視図である。 壁を概略的に示す斜視図である。 図１中のボルトを示す断面図である。 図４中のボルトのネジを示す側面図である。 本発明の第２の実施態様に従ったボルトを示す断面図である。 図６中のボルトのネジを示す側面図である。 壁の上へのアクセサリの組立てのための本発明の第２の実施態様に従ったボルトの使用を示す部分断面図である。 壁の上へのアクセサリの組立てのための本発明の第２の実施態様に従ったボルトの使用を示す部分断面図である。 壁の上へのアクセサリの組立てのための本発明の第２の実施態様に従ったボルトの使用を示す部分断面図である。 壁の上へのアクセサリの組立てのための本発明の第２の実施態様に従ったボルトの使用を示す部分断面図である。 本発明の第２の実施態様に従ったボルトを用いた組立体の変形を示す断面図である。 本発明の第２の実施態様に従ったボルトを用いた組立体の変形を示す断面図である。 本発明の第２の実施態様の変形を示す断面図である。 本発明の第２の実施態様の変形を示す断面図である。 本発明の第２の実施態様の変形を示す断面図である。 本発明の第３の実施態様に従ったボルトを示す断面図である。 本発明の第３の実施態様に従ったボルトを示す断面図である。 本発明の第３の実施態様に従ったボルトを示す断面図である。

図１、４、及び５は、ボルト１がインサート２とネジ３とによって構成される、本発明の第１の実施態様を例示している。

ボルト１は、壁５の単一の側だけからのアクセスが可能である状況において、アクセサリ４（図２）を壁５（図３）の上に固定するのを可能にする。

インサート２は、インサートヘッド６と、シャフト７とを含み、シャフト７は、凹部８と、内ネジ山を備える雌ネジ切り部分９とを含む。

ネジ３は、圧痕１８を含むネジヘッド１０と、空洞１２（図４）を備えるベース１１と、外部にネジ山が付けられた部分１３と、割れリング１４とを含む。

ネジ３のネジ山付き部分１３は、ボルト１のインサート２の雌ネジ切り付き部分９内へのネジ３のネジ込み（螺入）を許容する。

インサートヘッド６の機能は、アクセサリ４が壁５の上に配置されることをネジ部分３が最早保証しないときに、並びに、ある力がインサート２を壁５のアクセス不能な部分に向かって推進させる傾向を有するときに、取外しに対する抵抗を先ず保証することである。

インサートヘッド６が使用に置かれるとき、その機能はボルト１を並進（平行移動）において位置付けることである。インサートヘッド６は壁５のアクセス可能な表面の上で支持され、それはネジ込みが開始し得ることを示す。インサートヘッド６は、アクセサリ４の上でのネジヘッド１０の十分な支持を許容するのに十分な直径及び高さを有さなければならない。アクセサリの厚さが大きい特定の場合には、アクセサリの組立てが再開するときに案内機能をもたらすために、及び／又は、取外しを強化するために、及び／又は、剪断に対する抵抗を強化するために、インサートヘッド６の高さを前述の限界内で増大させることが有利であり得る。インサートヘッドは、割れリング１４によって移転される圧着力（クリンプ力）並びにインサートヘッド６の上で支持される割れリング１４内の破壊力に耐えるのに十分な大きな寸法も有する。

シャフト７は、壁内の六角形の形態を備える開口内にインサート２を角度的に保持することを可能にする、六角形の外側形態を有し得る。これらの２つの相補的な六角形の形態を互いに適合させることによってもたらされるこの角度的な回転防止保持は、クリンピング（圧着）、締付け、及び緩めのステップの間に、インサート２がネジ３によってインサート２に移転されるトルク力に抗することを可能にする。本発明の脈絡内に留まりながら、インサート２の外部に設けられる１つ又は複数の隆起部溝、或いは楕円形又は多角形の形態のような、非円形の横断面を備える他の形態も可能であり、これらの形態をシャフト７及び／又はインサートヘッド６に適用し得ることが理解されよう。

シャフト７は、（外側形態のような）六角形の内側形態又は円形の形態を備える凹部８として知られる、シャフトの壁が薄い領域を含む。圧着中に凹部８がより容易に変形させられ、次に、インサート２に適用される力に耐える程に強いことを可能にするために、壁又はアンダーカットの任意の形態の弱化、例えば、円周の周りに分配された、開いた或いは開いていない３つのアンダーカットを想起し得る。凹部８の厚さ及び内側形態は、ネジヘッド１０に適用されるトルクから得られる軸張力によって移転される応力によって変形させられるよう調節される。凹部８の変形は、インサート２を壁５の上で圧着する(crimp)ことを可能にする。変形後、凹部８は環１５（軸鍔）の形態を取り、それは壁５のアクセス不能な側に配置される環１５とアクセス可能な側にあるインサートヘッド６との間で壁５を掴む。よって、圧着環１５は、多数の力、即ち、圧着、締付け、又は緩めのステップの間の捩りトルク、並びに圧着及び締付け中の捩り力(wrenching force)に耐える。従って、凹部８の寸法を選択するとき、これらのパラメータを考慮することは必須である。

シャフト７は、雌ネジ切り付き部分９も含み、雌ネジ切り付き部分９は、ネジ３のネジ山を受け入れ、ネジ３によって移転されるトルク力に耐え、且つ組立体の圧着及び締付け中にインサート２の雌ネジ切りに対して適用される捩り力及び組立体に対する応力に抗するような、寸法を有する。

シャフト７の端部は、実施態様に依存して開放又は盲であり得る。盲形態は、組立体を封止（シール）することを可能にする。

図４及び５においてネジ３をより良く見ることができる。

ネジヘッド１０は、雄又は雌の圧痕１８（例えば、六角形の６個の中空の切子面、又は６個のローブ）を含み、それらは締付け工具（スパナ、ネジ駆動機械、特殊工具）からネジ３へのトルクの伝動を許容する。

ベース１１は、アクセサリ４の上で支持を形成し、アセンブリを張力下に置くことを可能にする。ベース１１は、ネジヘッド１０より下に空洞１２（キャビティ）を備える。空洞１２の目的は、アクセサリ４が壁５の上に配置されることを保証するために割れリング１４の一部又は全部を受け入れることである。この空洞１２は、引き続き記載する任意の筋交い手段も少なくとも部分的に収容し得る。

割れリング１４は、凹部８の変形のために必要な、よって、インサート２の圧着のための環１５の変形のために必要な力の伝動中に、インサートヘッド６に対する並進（平行移動）においてネジ３を不動にするような寸法を有する。

図１、４、及び５に例示する第１の実施態様において、割れリング１４は、インサートヘッド６に対して直接的に支持されるよう設計され、圧着のために必要な荷重よりも大きいがネジ組立体の機能に有害な塑性変形に晒されずにネジ３が受け入れ得る荷重よりも小さい荷重の下で破壊するような寸法も有する。割れリング１４における割れ目はネジ３が組立ての締付けの段階に入るのを可能にするが、それはネジヘッド１０及びアクセサリ４の表面が互いに向かって移動するのを妨げる割れリング１４の存在によって今まで妨げられてきた。割れリング１４は三次元、即ち、所与の力での調節された破壊を許容するその厚さ、インサートヘッド６の頂部での十分な支持を保証するためのその直径、及びネジヘッド１０の下面からのその距離によって特徴付けられ、その変動は壁５に固定されるべきアクセサリ４の極めて異なる厚さに適合させることを可能にする。

割れリング１４は、破壊を助ける破壊開始地点２１も含み得る。破壊開始地点は、図４に例示するように、ネジ３の本体の直径の近傍における割れリング１４の厚さの弱化の形態を取る。

この第１の実施態様において、割れリング１４が破壊され、ネジ３のステムの周縁部に如何なる径方向の突起をも残さないとき、インサート２内へのネジ３のネジ込みによる進入に更に抗するものはない。結果的に、単一ボルト１の構造を用いるならば、広い範囲の厚さ内で異なり得る厚さを伴って壁５とアクセサリ４とを組み立てることが可能である。一例として、Ｍ６の種類のネジ３を備えるボルト１を用いるならば、１ｍｍ（０．５ｍｍの壁５及び０．５ｍｍのアクセサリ４）の厚さから８ｍｍ（３ｍｍの壁５及び５ｍｍのアクセサリ）の厚さまでに適合させることが可能である。

本発明に従ったボルト１の第２の実施態様によれば、ボルト１は、ワッシャ１６を含む筋交い手段２２（押さえ手段）を追加的に含む（図６及び７）。

筋交い手段２２は、インサートヘッド６と割れリング１４との間に介装されるよう設計される。その場合、割れリング１４は、ワッシャ１６の存在を考慮に入れて、凹部８の変形のために必要な、よって、インサート２の圧着のための環１５の形成のために必要な力の伝動中に、インサート２内の並進においてネジ３を不動にするような寸法を有する。

第２の実施態様の第１の変形において、割れリング１４は、圧着のために必要な荷重よりも大きいがネジ組立体の機能に有害な塑性変形に晒されずにネジ３が受け入れ得る荷重よりも小さい荷重の下で破壊するような寸法も有する。割れリング１４における割れ目は、ネジ３が組立ての締付けの段階に入るのを可能にするが、それはネジヘッド１０及びアクセサリ４の表面が互いに向かって移動するのを妨げる割れリング１４の存在によって今まで妨げられてきた。割れリング１４は三次元、即ち、所与の力での調節された破壊を許容するその厚さ、ワッシャ１６の上での十分な支持を保証するためのその直径、及びネジヘッド１０の下面からのその距離によって特徴付けられ、その変動は壁５に固定されるべきアクセサリ４の異なる厚さに適合させることを可能にする。

筋交い手段２２のワッシャ１６は、インサートヘッド６と割れリング１４との間の機械的接続を形成するのを可能にする。このワッシャ１６は、ネジ３のステムに可能な限り近接する領域における割れリング１４の支持を許容するその内径を介して並びに組立て作業を中断させてならないその厚さを介して圧着力を伝動するようインサートヘッド６の上での支持を保証しなければならないその外径によって特徴付けられ、並びに、それが機械的張力に晒されることによって特徴付けられる。破壊に対するその抵抗は、割れリング１４における破壊を許容しなければならず、その場合、それは完全に或いは部分的にネジ３から分離されるようになる。

ワッシャ１６は、割れリング１４の破壊力をネジ３のステムに近接してより良好に局所化することを可能にする。加えて、圧着段階の間に、それは摩擦力の適用の平均直径の減少によって割れリング１４の摩擦力を低減させることを可能にする。

第２の実施態様の第１の変形は、壁５及びアクセサリ４の広範囲の厚さに対する適合に関して、第１の実施態様と同じ利点を有する。

図１４乃至１６に例示する第２の実施態様の第２の変形において、割れリング１４は、圧着段階の間、ワッシャ１６を用いてインサートヘッド６の上で支持され、次に、ワッシャ１６内に破壊が生じ、それはネジ３をインサートヘッド６から解放するので、ネジ３の締付けを続けることによってアクセサリ４を締め付け得る。その場合、割れリング１４はネジ３の本体と一体的であり続ける。

図８乃至１１は、本発明の第２の実施態様の第１の変形の実施の４つのステップを例示している。

壁５の背後へのアクセスが可能でない状態で或いはアクセスが可能な状態で壁５の上に１つ又は複数のアクセサリ４を固定することが望まれるが、それは困難である。壁５の場所において、アクセサリを固定することが望まれるあらゆる支持体を考慮することも可能である。操作全体は壁５の単一のアクセス可能な側から実施されなければならない。この種のアクセサリ４を固定するためには、複数の固定地点を有することが概ね必要である。記載の簡潔性のために、単一のボルト１を用いた壁５の上へのアクセサリ４の配置の記載が以下にもたらされる。複数のアクセサリ４、壁５、及び／又はボルト１を用いて、或いは、壁以外の支持体の上への固定を用いて操作を組織化（オーガナイズ）することは当業者に容易である。

第１に、壁５に開口、例えば、図３に例示するような六角形の開口を設けることが必要である。この開口を切断、穿孔、又は任意の他の手段を用いて得ることができる。これを成形によって直接的に得ることもできる。その場合、これは壁開口１９として知られるものをもたらす。

次に、アクセサリ４に開口を設けることが必要である。この開口を切断、穿孔、又は成形によって得ることができるが、ドリルを用いても得ることができ、アクセサリ開口２０として知られる開口は円形であり得る（図２を参照）。このアクセサリ開口２０は、回転中のインサートヘッドを阻むための手段として六角形の形態も有し得る。アクセサリ開口２０は、細長い形態も有し得る。例えば、アクセサリ開口２０は、さもなければ複数のボルト１の存在の故に複雑になり得る壁５の上でのアクセサリ４の位置付けを容易化するために、長円形の孔の形態を有し得る。実際には、製造コストを削減するために、過剰に狭い公差によって制約されないことが有利であり得る。その結果は、他の開口に対する一部の開口の位置付けが公差のある程度の逸脱も可能にし、その逸脱をアクセサリ開口２０の細長い形態を用いて排除し得ることである。

次に、アクセサリ２０を壁５の上に位置付け得る。アクセサリ４の重量及び大きさに依存して、アクセサリを運ぶ操作者によって、或いは、テンプレートを用いて、或いは、組立体取付けによって、アクセサリを位置付け得る。重要なことは、ボルト１の導入を許容するために、アクセサリ２０と壁開口１９を整列させることである。

ボルト１は、インサート２と、インサート２内に事前に組み立てられるネジ３とで構成され、割れリング１４がワッシャ１６を用いてインサートヘッド６に対して支持される位置までネジ込まれる（図８を参照）。インサート２はグリースのような潤滑剤２５を含む。インサート２及びネジ３が組み立てられる前に潤滑剤２５をインサート２及び／又はネジ３内に適用し得る。

割れリング１４がインサートヘッド６上で支持されない状態で、ボルト１を、インサート２内に余り深くなく係入させられるネジ３と事前に組み立て得ることが理解されよう。その場合、ワッシャ１６を備える筋交い手段２２を用いた割れリング１４とインサートヘッド６との間の接触は、動力ボルト打設機(power bolter)によって実施されるネジの第１の回転の後に所定の場所で得られる。

一方では、インサート２と共に組み立てられていない、並びに、筋交い手段２２を適用可能であるならば、他方では、ネジ３と共に組み立てられていない、ボルト１を供給することも可能である。

次に、このボルト１は、特殊な動力ボルト打設機又は他の適切な据付け工具のノーズ(nose)上にもたらされる。次に、ボルト１は開口内に、アクセサリ開口２０で始めて、次に、壁開口１９に導入される。開口内に導入されるのはボルト１のインサート２側であり、ネジヘッド１０は、引き続きねじ込みを実施するために、据付け工具のノーズ内に留まる。ボルト１は、インサートヘッド６の下面が壁５と平坦に接触するときに所定の位置にあると考えられる（図８を参照）。次に、インサートヘッド６は、アクセサリ開口２０を通過し、アクセサリ開口２０は、インサートヘッド６がアクセサリ開口２０を通過するのを許容する寸法を有する。

次に、ネジ３のネジ込みが開始させられる。圧痕１８を用いて動力ボルト打設機によってネジヘッド１０に対してトルクが適用される。ネジ込みはインサート２の雌ネジ切り領域の上昇を生じさせ、よって、シャフト７のレベルでの環１５の形成を生じさせる（図９を参照）。次に、そのように形成される環１５は、壁５の裏面の上に支持される表面を生成する。次に、インサート２は、壁５の上で圧着される。

次に、ネジ込みが継続させられ、ネジ込みは、割れリング１４の少なくとも一部の破壊が引き起こされるまで、割れリング１４内に剪断力をもたらす。次に、割れリング１４の破壊される部分は、ネジ３の非ネジ山付き部分に沿って並進（平行移動）において滑動し、インサート６内へのネジ３のネジ込みによる進入に最早抗しない。

次に、ネジヘッド１０がアクセサリ４に対して締め付けられるまで、ねじ込みは継続させられる（図１０を参照）。次に、アクセサリ４及び壁５は、環１５及びネジヘッド１０に対して張力下で配置される。割れリング１４とネジヘッド１０の内表面との間に位置付けられるネジ３のネジ山付き部分の直径の拡径１７を用いて、割れリングの破壊に続くネジ込み段階の間に、割れリング１４はこの増大される直径に沿って滑動させられる。よって、割れリング１４はネジ３の上に固定され、それによって、あらゆる害を回避し得る、特に、取外しの後の操作中の振動に由来し得る騒音害を回避し得る。

ネジ込みの終わりに（図１０）、破壊の前に割れリング１４が接続された領域２６はグリースで塗工され、従って、腐食から保護される。

アクセサリ４を取り外すためには、ネジ３を緩め、ネジを取り外し、次に、アクセサリ４を取り外せば十分である。インサート２は所定の場所に留まり、壁５と一体的であり（図１１を参照）、他の組立体を形成し且つ他のネジ３を受け入れ或いは同じネジをもう一度受け入れるためにインサート２をもう一度使用し得る。

図１２は、壁５の上への複数のアクセサリ４の固定を例示している。

図１３は、インサートヘッド６、割れリング１４、ワッシャ１６を備える筋交い手段２２が、ネジヘッド１０が筋交い手段２２（この場合にはワッシャ１６）を用いてインサートヘッド６の上に支持されるような寸法を有する、第２の実施態様の変形を例示している。この構成は、例えば、旋回型の組立体をもたらすことを可能にし、ネジヘッド１０のベース１１はアクセサリ４の上で支持されないので、アクセサリ４は壁５に対して回転する。

代替として、ワッシャ１６及び割れリング１４を用いて、或いは、筋交い手段２２がないときには、割れリング１４のみを用いて、インサートヘッド６の上にネジヘッド１０を支持することによって、アクセサリ４から離間するベース１１の保持を保証し得る。

他の変形によれば、インサートヘッド６、及び割れリング１４、もし適用可能であるならば、並びに筋交い手段２２は、ネジヘッド１０がアクセサリ４の上で支持されるが、アクセサリ４の僅かに較正された変形の後、ネジヘッド１０が割れリング１４及び／又は筋交い手段２２を用いてインサートヘッド６の上で支持されるような寸法を有する。この構成を得るために、筋交い手段２２の厚さ、割れリング１４の厚さ、インサートヘッド６の厚さ、及び／又はネジヘッド１０の幾何学的構成を適合させること（例えば、ベース１１より下の空洞１２の削減又は排除）が可能である。この構成は圧縮リミッタの機能性を備える本発明に従ったボルト１を使用することを可能にし、それは、さもなければネジヘッド１０によって適用される応力の下で変形させられ、よって、組立体の緩みを生じさせる特定のアクセサリ４、特に、プラスチック材料で作製されるアクセサリを固定するのに有利である。

図１７乃至１９は、本発明の第３の実施態様を例示している。本発明の第２の実施態様におけるように、第３の実施態様は、筋交い手段２２を含む。この第３の実施態様において、割れリング１４は、ネジヘッド１０によって構成される。よって、筋交い手段２２は、インサートヘッド６とネジ３の割れリング１４との間に配置される。よって、割れリング１４は、筋交い手段２２を用いてインサートヘッド６に対して間接的に支持される。

筋交い手段２２は、インサートヘッド６に対して支持し得る径方向に広げられた部分２４を備える管状素子２３を含む。

本発明に従ったこの第３の実施態様の使用中、ボルト１は、先ず図１７に例示するように配置される。次に、ネジ３が工具を用いてネジ込みによって回転させられる。筋交い手段２２及び割れリング１４によってインサートヘッド６及び壁５に対して不動に維持されるネジ３を用いるならば、ネジ込みは、インサート２が壁５の上に圧着されるまで、凹部８の変形及びインサート２の雌ネジ切り領域の上昇を生じさせる（図１８）。

次に、ネジ込みが継続され、それは、管状素子２３と径方向に広げられた部分２４とを分離させる破壊が引き起こされるまで、筋交い手段２２内に剪断力を生成する。次に、管状素子２３は、インサート２の変形された凹部８内に進入する。ネジ３は壁５に対して最早不動とされず、よって、圧着されたインサート２内にネジ込まれることによって、そのネジヘッド１０を用いて、壁５の上にアクセサリ４を締め付け得る。

本発明のこの第３の実施態様は、標準的なネジ３を使用することを可能にし、従って、それはコスト削減を有する。即ち、図１及び４乃至１６に例示する実施態様におけるように、ネジ３のステムの中間区画に設けられる代わりに、この場合、割れリング１４は、ネジヘッド１０自体によって構成される。

しかしながら、ネジ３のステムの中間区画に設けられる割れリング１４を含む図１及び４乃至１６に例示するようなネジ３を、図１７乃至１９に例示するネジの代わりに使用し得る。この場合には、（管状素子２３と径方向に広げられた部分２４との間の分離によって）割れリング１４内で又は筋交い手段２２内のいずれかにおいて起こる破壊を生成することが可能である。

本発明の全ての実施態様において、割れリング１４は、ネジ３（単一部品における或いは追加される部分）に固定される環状ショルダ（肩）の形態にあり、それは環状支持表面に従った或いは円形リングの形態の筋交い手段２２又はインサートヘッド６と接触するようになる。

割れるように設計される筋交い手段２２が使用される場合には、割れリング１４は、ネジヘッド１０から延びるネジ３の近位区画と近位区画の外径よりも小さい外径を備えるネジ山付き遠位区画との間のショルダの形態にあり得る。この目的のために、標準的なショルダネジを使用することが可能である。

特にプラスチック材料製の部品のために、冷間圧造、ネジ切り、又は切断及び引抜き、又は射出のような既知の技法に従って、インサート２、ネジ３、及び筋交い手段２２を製造し得る。その製造方法によれば、インサート２に雌ネジを切り、ネジ３のネジ山１３を回し、次に、必要であるならば、熱処理及び／又は表面処理を実施することが次に必要である。ネジ３がインサート２内に導入されるときにネジ３がインサート２の雌ネジ切り９を実施するようにされることも可能である。

インサート２及び／又はネジ３を炭素鋼、ステンレス鋼、チタン、アルミニウム、ポリマ、又は構成部品若しくはアクセサリを固定するために使用される任意の他の材料で作製し得る。

壁５を金属板で作製し得るし、或いは、壁５は鋼、ステンレス鋼、アルミニウム、銅、真鍮、チタン、炭素繊維、プラスチック、木等で作製される中空本体であり得る。

アクセサリ４を鋼、ステンレス鋼、アルミニウム、銅、真鍮、チタン、炭素繊維、プラスチック、木等で作製し得る。アクセサリ４は、パネル又は電気制御ボックスのようなアクセサリであり得る。

本発明の利点は、具体的には、以下の通りである。
ａ）盲リベットナット又は壁５に盲に組み込み得る任意の他の雌ネジ切り付き装置を第１の段階において所定の場所に置き、次に、組み立てられるべきアクセサリ４を通過し且つ壁を装備する雌ネジ切り付きインサートの雌ネジ切り内に配置されるネジを第２の段階においてネジ込むことによって組立てを完了させることが今まで必要であったのに対して、単一の構成部品を使用して単一の組立て操作において２つの盲素子をボルト締めすることを可能にする。盲雄リベットインサート及びナットを使用することによって、逆の組立ても可能である。従来技術における多くの場合において、雌ネジ切り付きインサート及びネジの取付けは、２つの異なる人々によって実施されるのに対し、本発明のボルト１を用いるならば、この種類の取付けは、単一の操作者によって実施される。

ｂ）組立て作業の削減を用いた組立て回数の最適化、よって、生産性の向上をもたらし、それは組立て機能に関連するコストの削減を可能にする。インサートを所定の場所に配置することに関連する最も費用と時間がかかる作業が排除される。

ｃ）ネジ込みに関連する問題の全てを排除することによって、組立てプロセスを容易化する。

− インサートのネジ山付き／雌ネジ切り付き部分上に堆積させられる塗料に関連するネジ込み可能性の問題は最早ない。

− インサートが溶接される構成部品であるか或いはインサートが所定の場所に配置された後に実施される溶接作業によって影響を受ける領域付近で使用される構成部品であるならば、インサートのネジ山付き／雌ネジ切り付き部分上の溶接スラグの堆積に関連するネジ込み可能性の問題は最早ない。

− 実装プロセスによって生成される、インサートの雌ネジ切り又はネジ山付き領域の劣化に関連するネジ込み可能性の問題、即ち、応力の下でのインサートの破砕、ネジ山が据付けのために使用されるときのネジ山の変形（例えば、盲雄又は雌リベットインサート）は最早ない。

− 所定の場所に配置されるインサートの雌ネジ切り又はネジ山の不十分な同軸性に関連するネジ込み可能性の問題は最早ない。

− 所定の場所に配置されるネジの雌ネジ切り又はネジ山の不足に関連する問題は最早ない。

− 所定の場所に配置されるインサートの雌ネジ切り又はネジ山の不足に関連する問題は最早ない。

− インサートの不足に関連する問題は最早ない。

− ネジが従来的な組立手段（圧着、溶接等）によって組み立てられるとき、ネジの係合中にインサートがその支持体から分離する問題は最早ない。

− インサートが従来的な組立手段（圧着、溶接等）によって組み立てられるとき、このインサートを備える壁の取扱い中にインサートがその支持体から分離する問題は最早ない。

− インサートとネジとの間の不適合と関連する組立て張力の問題は最早ない。

− インサートとネジとの間の（ボルト及びネジアクセサリをそれらの機械的強度に従って分類することを可能にする）等級の相違に関連する組立て張力の問題は最早ない。

− ネジがネジ込まれるときのインサートのトルクに関連する問題は最早ない（例えば、詰まりの問題は最早ない）。

ｄ）品質管理の適用の理由の排除による品質管理段階の排除、従って、コストの削減、及び品質の最適化。実際には、品質管理は対症的な解決策であるに過ぎず、それらの原因を排除することがより関連性がある。

ｅ）インサートとネジとの間の表面処理の不適合性に関連する腐食の進展の問題は最早ない。

ｆ）インサートとネジとの間の表面処理の不適合性に関連する詰まりの問題は最早ない。

ｇ）ケージナット(cage nut)又は盲リベットナットの場合におけるように、アクセサリ４と壁５との間の突起の不存在を用いた、組み立てられるべき２つの壁の完全な位置付け。

ｈ）ネジ３部分の等級に対応する実質的に制御された位置決め力（例えば、８．８、１０．９、．．．）。

ｉ）アクセサリ４及び壁５の相互の滑りを制限する実質的な位置決め力の故の高いレベルの剪断抵抗。

ｊ）較正され且つ制御された締付けトルクによって生成される組立体の張力によって保証される、並びに、ネジヘッド１０とネジ山１３の始点との間に保証される最小距離の故の、位置決め力によって引き起こされる振動に対する最適化された抵抗、よって、最小の弾性を備えるネジ３をもたらす。

ｋ）摩擦係数の不適合に関連する相補的な構成部品の緩みの問題は最早ない。

ｌ）締付けトルクの不十分な制御に関連する相補的な構成部品のネジ込みの問題は最早ない。

ｍ）壁５の製造範囲内に組み込まれる溶接ビードの製造後に可能な取付け（嵌込み）。

ｎ）壁５の表面処理（例えば、塗装、めっき、電気泳動等）の実施後に可能な取付け（嵌込み）。

ｏ）特定の溶接又は圧着据付けのための数十又は数百ユーロと比べて、単純な動力ボルト打設機又はネジ駆動機械（数千ユーロ）を用いたインサート２の実施と関連する投資の制約。

ｐ）数千回の取付け（嵌込み）運転後の疲労によって破壊する圧着タイロッドのような工具の摩耗を伴わない取付け（嵌込み）。

ｑ）溶接（電気、ガス、工具等）の場合におけるような実質的なエネルギ消費を伴わない取付け（嵌込み）。

これらの利点の全ては、壁５又は支持体内に固定されるための第１の素子のようなインサート２と、アクセサリ４の固定のための相補的な素子としてのネジ３とを用いて記載される。これらの利点は、任意の完全に異なる壁５内に固定される第１の固定素子又はアクセサリ４の固定のための相補的な固定素子若しくは支持体を用いても全く同様に現実であることが理解されよう。

特定の実施態様に従って本発明を記載したが、本発明は如何様にもこの実施態様に限定されない。本発明の脈絡から逸脱せずに、それに変形を加え得るし、既述の変形の組み合わせも加え得る。

１ ボルト (bolt)
２ インサート (insert)
３ ネジ (screw)
４ アクセサリ (accessory)
５ 壁 (wall)
６ インサートヘッド (insert head)
７ シャフト (shaft)
８ 凹部 (recess)
９ 雌ネジ切り付き部分 (tapped part)
１０ ネジヘッド (screw head)
１１ ベース (base)
１２ 空洞 (recess)
１３ ネジ山付き部分 (threaded part)
１４ 割れリング (break ring)
１５ 圧着環 (crimping collar)
１６ ワッシャ (washer)
１７ 拡幅部分 (widened part)
１８ 圧痕 (indentation)
１９ 壁開口 (wall opening)
２０ アクセサリ開口 (accessory opening)
２１ 破壊の開始地点 (staring point of breakage)
２２ 筋交い手段 (bracing means)
２３ 管状素子 (tubular element)
２４ 径方向に広げられた部分 (radial spread part)
２５ 潤滑剤 (lubricant)
２６ 領域 (area)

Claims (16)

1. ネジと、壁にある開口に挿入可能なインサートとを含み、該インサートは、インサートヘッドと、凹部を含むシャフトとを含み、前記インサートヘッド及び前記凹部は、前記凹部の変形後、前記壁上への前記インサートの圧着を保証するよう構成される、ボルトであって、
   前記ネジは、割れリングを含み、該割れリングは、前記ネジの回転による前記凹部の変形を創成し且つ前記圧着を得るために、前記インサートヘッドの上に直接的又は間接的に支持されることによって、前記ネジを前記インサートヘッドに対して不動にするように設計され、前記圧着が実施されるや否や、前記割れリングは、前記ネジを前記インサートヘッドから解放するように破壊を生じさせ、それによって、前記壁の上でのアクセサリの締付けを許容するよう設計される、
   ボルト。
2. 前記割れリングは、前記インサートヘッドに対して直接的に支持される、請求項１に記載のボルト。
3. 前記割れリングは、筋交い手段を用いて前記インサートヘッドに対して間接的に支持される、請求項１に記載のボルト。
4. 前記筋交い手段は、前記割れリングと前記インサートヘッドとの間に設けられるワッシャを含む、請求項３に記載のボルト。
5. 前記筋交い手段は、前記インサートヘッドに対して支持され得る径方向に広げられた部分を備える管状素子を含む、請求項３に記載のボルト。
6. 前記割れリングは、ネジヘッドによって構成される、請求項５に記載のボルト。
7. 前記破壊は、前記割れリング内で起こる、請求項１に記載のボルト。
8. 前記破壊は、前記筋交い手段内で起こる、請求項３に記載のボルト。
9. 前記インサートは、前記インサートの回転を妨げる手段を含む、請求項１に記載のボルト。
10. 前記ネジは、ベースを含むネジヘッドを含み、前記ベースは、前記割れリング及び／又は筋交い手段を少なくとも部分的に前記ベース内に収容するために、前記アクセサリの上で支持されるよう設計される、請求項１に記載のボルト。
11. 前記インサートヘッド及び前記割れリングは、或いは、当該ボルトが筋交い手段を含む場合、前記インサートヘッド、前記割れリング及び前記筋交い手段は、前記アクセサリが前記壁に対して回転し或いは並進することを可能にする取付部を構成するよう、組立て位置において、ネジヘッドが、前記アクセサリの上に支持されることなく、前記割れリング及び／又は前記筋交い手段を用いて前記インサートの上に支持されるように構成される、請求項１に記載のボルト。
12. 前記ネジは、ネジヘッドとネジ山付き部分との間に拘束される非ネジ山付き部分を含み、前記非ネジ山付き部分は、前記アクセサリ及び前記壁の厚さが極めて僅かであるときでさえ、前記ネジヘッドが前記アクセサリに対して締め付けられる状況において当該ボルト上で前記ネジの張力を創成するのに必要な弾性をもたらすよう、前記インサートの雌ネジ切り付き部分と協働しない、請求項１に記載のボルト。
13. 前記インサートは、圧着中の前記凹部の変形を促進するために、前記凹部の弱化を有する、請求項１に記載のボルト。
14. 前記ネジは、ネジヘッドとネジ山付き部分との間に拘束される非ネジ山付き部分を含み、該非ネジ山付き部分は、前記インサートの雌ネジ切り付き部分と協働せず、前記非ネジ山付き部分は、拡幅部分を備え、該拡幅部分は、その破壊に続くネジ込み段階中に前記拡幅部分に向かって滑動させることによって、前記割れリングの破壊部分を固定するのを可能にするよう設計される、請求項７に記載のボルト。
15. 前記インサートは、潤滑剤を含むことを特徴とする、請求項１に記載のボルト。
16. 請求項１に記載のボルトを用いて壁の上にアクセサリを固定する方法であって、
    前記アクセサリは、前記インサートヘッドが通過するのを可能にするよう設計されるアクセサリ開口を含み、
    当該方法は、
    ａ）前記アクセサリ開口及び壁開口を整列させるために、前記アクセサリを前記壁の上に配置するステップと、
    ｂ）前記インサートヘッドが前記壁の上に適用されるまで、そのようにして整列させられる前記開口内に、前記アクセサリから前記壁に向かう方向において、前記ボルトを導入するステップと、
    ｃ）前記インサートの雌ネジ切りと協働する前記ネジのネジ山を用いて、前記ネジを回転させるステップであって、前記割れリングは、もし適用可能であるならば筋交い手段を用いて、前記インサートヘッド上で支持され、よって、前記壁より下で前記凹部の変形を生成し、引き続き、前記壁の上での前記インサートの圧着を実施するステップと、
    ｄ）前記破壊が得られるまで、トルクを増大させ、よって、前記ネジを前記インサートヘッドから解放させるステップと、
    ｅ）前記アクセサリが前記壁の上で締め付けられるまで、前記ネジの回転を継続するステップと、を含む、
    方法。

Images