JPH05149313A

JPH05149313A - 高強度盲ボルト

Info

Publication number: JPH05149313A
Application number: JP4132101A
Authority: JP
Inventors: Shahriar M Sadri; モストフイサドリシヤリアー
Original assignee: HATSUKU INTERNATL Inc; Huck International Inc
Current assignee: HATSUKU INTERNATL Inc; Huck International Inc
Priority date: 1991-05-24
Filing date: 1992-05-25
Publication date: 1993-06-15
Also published as: PL294650A1; AU644330B2; HU9201579D0; US5178502A; HUT62381A; ZA923433B; CA2068508A1; MX9202365A; AU1620492A; EP0515066A1; CZ154292A3; KR920021885A

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】スエージ形式且つ引張り形式の新規な高強度
盲ボルトである盲ファスナーを提供することを目的とす
る。【構成】ワークピース５４，５６を所定のクランプ荷
重で固定する高強度盲ボルト１０であって、複数のロッ
ク溝２２を有するピン部材１２、主スリーブ１８、拡張
可能スリーブ１６およびロック溝２２の中にスエージ変
形されるカラー１４を有して構成される。主スリーブ１
８はピン部材１２とカラー１４との間に加えられた予め
選択された相対的な軸線方向力に応答して拡張可能なス
リーブ１６を半径方向に拡張させるテーパー付ノーズ部
分を有する。ノーズ部分のテーパーは小さな角度に形成
されて、拡張可能スリーブ１６の拡張を制限して隣接の
ワークピース５４，５６の盲側の面６０に係合する高強
度盲ヘッドを形成し且つワークピース５４，５６を大ク
ランプ荷重にて初期クランプして、ロック溝２２中への
カラー１４のスエージ変形によって最終的に大クランプ
荷重を与える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は複数部品で構成されるフ
ァスナーに係わり、更に詳しくはロックボルト状のスエ
ージ変形される構造体を使用して、互いに固定されるワ
ークピースに高い最終クランプ荷重を与える高強度盲ボ
ルトに係わり、更にまた、ボックスビームもしくはコラ
ム、ブリッジおよび同様部材を使用した構造体に特に適
用されるようになされた上述のような盲ボルトに関す
る。

【０００２】本発明は一般に、主スリーブ、拡張可能な
スリーブおよびピンを含み、拡張可能なスリーブが主ス
リーブに対して軸線方向に移動して、その上で半径方向
に拡張されるようなされた複数部品で構成されたボルト
ファスナーに関する。

【０００３】

【従来技術】この点において本発明の盲ボルトは、商標
ビス−ロック（Ｖｉｓｕ−ｌｏｋ）および／またはジョ
ー−ボルト（Ｊｏ−Ｂｏｌｔ）にて米国のヴォイーシャ
ン・マニファクチャリング・カンパニーによって販売さ
れてきた形式のファスナーのような、１９７２年２月２
２日付けでジョセフ・エッチ・メッサ氏に付与された米
国特許第３，６４３，５４４号に示されている形式のね
じ付き盲ファスナーに似た装置に関係する。また、１９
６６年７月２６日付けでアール・ウェルツ氏他に付与さ
れた米国特許第３，２６２，３５３号、１９５６年１０
月９日付けでジェー・ラットーレ氏に付与された米国特
許第２，７６５，６９９号、１９５９年５月１９日付け
でブリルメイヤー氏に付与された米国特許第２，８８
７，００３号、および、１９６３年１０月２２日付けで
オルロフ氏に付与された米国特許第３，１０７，５７２
号も参照されたい。

【０００４】

【発明の解決しようとする課題】本発明の一般的な目的
は、スエージ変形する形式の構造の新規な高強度盲ボル
トを提供することである。

【０００５】本発明の他の目的は、高強度盲ヘッドを有
する高強度盲ファスナーを形成する独特な盲ボルト構造
を提供することである。

【０００６】本発明の更に他の目的は、高強度ヘッドを
有し、且つまた高い隔離（ホールドオフ）能力を有する
カラーを使用したスエージ変形する形式の構造を含んで
なる高強度盲ファスナーを形成する独特な盲ボルト構造
を提供することである。

【０００７】

【課題を達成するための手段】本発明においては、高強
度盲ボルトはカラーを含み、このカラーはスエージ変形
する形式のファスナーのようにピンと協働して、盲ボル
トが形成された後にピンとカラーとの間に加えられた相
対的な軸線方向の力が増大することによって、取り付け
工具によるピンのロック溝の中へカラーが入り込むスエ
ージ変形が引き起こされるようにする。これに関して１
９３８年４月１９日付けでエル・シー・フック氏に付与
された米国特許第２，１１４，４９３号および１９５０
年１０月２４日付けでエル・シー・フック氏に付与され
た米国特許第２，５２７，３０７号は一般的に盲ファス
ナーにおけるピンとスリーブとの間のスエージ変形する
形式の連結を示している。

【０００８】本発明の高強度盲ボルトは、１９９０年５
月１日付けで付与されたケイス・ノルダイク氏による隔
離能力の高いカラーを備えたスエージ変形ファスナーに
関する米国特許第４，９２１，３８４号のカラー設計を
有利に使用できる。更に本発明は１９８８年４月２０日
付けで出願された高強度ファスナーおよび方法に関する
リチャード・ディー・ディクソン氏による米国特許出願
第１８５，３２７号の溝形状および概念を使用すること
ができる。上述した全ての特許およびディクソン氏の上
記特許出願は本発明が関係する従来技術として考えるこ
とができる。

【０００９】本発明の高強度ファスナーは、ピンと、拡
張可能すなわち第１のスリーブと、主すなわち第２のス
リーブと、ピンおよびカラーの間に加えられた予め定め
た相対的な軸線方向の力に応答してピンのロック溝の中
にスエージ変形されるようになされたカラーと、を含
む。本発明では、カラーがまず最初に軸線方向の力を取
り付け工具のスエージアンビルから主スリーブへ伝達す
る。ピンは拡大ヘッドを有し、この拡大ヘッドは工具に
よって付与された引張力によって拡張可能なスリーブに
対して反対方向の軸線方向の力を伝達する。この軸線方
向の力が増大すると、拡張可能なスリーブは主スリーブ
の盲側のテーパーを付形されたノーズ部分に対して軸線
方向へ移動され、半径方向に拡張されて主スリーブのそ
の端部に乗り上げ係合（オーバーエンゲージ）するよう
にされる。拡張可能なスリーブの軸線方向の移動および
半径方向の拡張は、形成される盲ヘッドが移動して緊締
されるべきワークピースの盲側の面と係合される迄、継
続される。これによりワークピースは、相対的な軸線方
向の引張力を更に加え且つ増大させることで互いに引張
られる。ワークピースを一緒にクランプする力は、カラ
ーがピンのロック溝の中にスエージ変形される迄増大す
る。ワークピースの最終的なクランプ荷重は、まず第１
にカラーがピン上にスエージ変形される直前に得られた
相対的な軸線方向の力の初期強さによって、また、しか
る後にスエージ変形に応答するカラーの伸長によって、
決定され得る。ワークピースの初期の軸線方向のクラン
プ力はしばしば“予備荷重”と称さる一方、完全にスエ
ージ変形した後の最終的なクランプ力は“最終クランプ
荷重”と称される。この予備荷重におけるスエージ変形
の開始はしばしば“初期クリンチ”と称される。

【００１０】本発明の高強度盲ボルトは、ＳＡＥ規格等
級５（ＡＳＴＭ規格Ａ３２５）またはそれ以上の高強度
のボルトがしばしば使用されるような応用例に使用され
るようになされる。盲溶接、ナットプレートおよびその
他の複雑な構造のファスナーが使用される箇所に使用す
ることも望まれる。これに関しては、本発明の盲ファス
ナーは、ビルディング、橋、そして高強度および耐久性
並びに組立部品に高いクランプ荷重を与える能力がかな
り重要視されるような同様箇所、を構成するのに特に好
適とされる。従って本発明の盲ボルトは、ＳＡＥ規格等
級５またはそれ以上の高引張強度および／または日本等
級Ｆ８Ｔまたはそれ以上の高引張強度を有する。これ
は、一部において高硬度の高強度鉄材料を使用すること
で達成される。このような材料によれば、切り欠き感
度、応力腐食のような要素および同様要素が特に高硬度
のピンの場合にいっそう重要となる。本発明ではこれら
の要素は、強度、材料および個々の部材の形状を独特に
バランス取りすることによって処理される。更に、高硬
度のピンに対する応力腐食の作用は、ピンの高い応力部
分を大気に対して露出および／またはアクセスさせるこ
とから保護するような自己シールによって、防止され
る。

【００１１】従って多くの応用例において、緊締結合部
に高レベルの最終クランプ荷重を与えることが望まれ
る。これは、盲ヘッドが形成され、この盲ヘッドが高レ
ベルの予備荷重に応答するだけでなく、しかる後の所望
の最終クランプ荷重にも応答して、一体性を保持するよ
うになされるのでない限り、問題となる。従って本発明
においては、高い予備荷重、およびしかる後の高い最終
クランプ荷重を維持するように高強度盲ヘッドが形成さ
れることがまた望まれるのである。しかし、このことは
付随的な問題を引き起こす。何故ならば、高い予備荷重
を得るために必要とされる実質的に高いレベルの相対的
な軸線方向の力を加えることは、スエージ変形による取
り付けにカラーが抵抗するように高い隔離能力を有する
ことを必要とするからである。このような場合、スエー
ジアンビルおよびカラー係合端部の相対的な幾何学形状
は、所望の予備荷重値が得られる迄は初期スエージ変形
の隔離すなわち防止を行うように選択される。

【００１２】本発明の盲ボルトは、高い隔離能力を有す
る一方で、ピンにおける溝のほぼ等しい充満を生じると
ともに局部的なピンの歪を最小限にすることができるよ
うなスエージ変形する盲ボルト形式のファスナーを提供
するために、ノルダイク氏の米国特許第４，９２１，３
８４号（上述した）の独特なカラー構造を使用する。

【００１３】本発明の１つの形態において、拡張可能な
スリーブの壁厚は最大とされて、これにより形成された
盲ヘッドの強度を増大させるようになす。理解されるよ
うにこれは独特の組立体および製造手順によって達成さ
れる。

【００１４】ある応用例において、予め定めた量の“オ
ーバーパック”が生じるようなピンおよびカラーの組み
合わせを与えることが望まれる。オーバーパックは、ピ
ンのロック溝の中にスエージ変形されるカラー材料の体
積がスエージアンビルのキャビティーおよびピンロック
溝が対面して形成される体積によって定められた利用可
能体積よりも大きい場合に、生じる。本発明のこのピン
およびカラーの構造は、そのスエージ変形可能な長さに
わたっていっそう均一なオーバーパック状態を与える。

【００１５】本発明の１つの形態において、ピンのロッ
ク溝は螺旋雄ねじとされる。この場合、カラーは予め定
めた範囲にわたって組み合う雌ねじを備えて、ファスナ
ーの部材の初期の予備組立が達成されるようになされ
る。このカラーの雌ねじは、相対的な軸線方向の力に応
答して、また、ピンのロック溝の中へのカラーの変形す
なわちスエージ変形（初期クリンチ）を開始される前の
レベルにおいてせん断もしくは変形を生じて、これによ
り前述したような雄ねじの形成されていない形状のカラ
ーと同様にカラーがピンの上を軸線方向に自由に移動
し、且つまた取り付け荷重に応答するように、選択され
る。これに関して、１９８９年９月１９日付けで付与さ
れたリチャード・ディクソン氏による可変クランプファ
スナーおよび方法に関する米国特許第４，８６７，６２
５号に示されているような構造が使用できる。同様に、
１９８９年３月２１日付けでウォルター・スミス氏に付
与された米国特許第４，８１３，８３４号に示されてい
るような装置が使用できる。これらの何れの特許も本発
明の従来技術として考えられる。

【００１６】ある応用例において、ファスナーが高強
度、クランプ締めおよび破壊の両方において高い性能特
性を有することが望まれる。この後者に関しては、ディ
クソン氏による米国特許出願第１８５，３２７号の発明
の溝形および概念を使用するのが有利である。

【００１７】従って本発明の１つの形態において、ピン
のロック溝は非常に浅く、流線形に似せた底（ルート）
を有するように構成される。しかしながら、この浅い溝
および流線形に似せた形状は、対照的なねじ付きファス
ナーの破壊寿命よりも優れた破壊寿命を生む。これまで
の構造は上述したディクソン氏による米国特許出願第１
８５，３２７号に示され記載されているので、また、本
発明はこのような構造に限定されないので、参照するこ
とでここに組み入れられるその詳細は簡略化の目的で省
略されている。

【００１８】本発明の高強度ファスナーは、ワークピー
スの穴寸法が多少オーバーサイズとされる応用例か、あ
るいはワークピースの盲側の材料が比較的柔軟で変形し
易い応用例に使用できる。比較的薄い壁を有し、それ故
に盲側の開口の回りで半径方向に押し潰されるようにな
すことによって、拡張可能なスリーブがオーバーサイズ
の穴の中に移動するのを防止し、および／または柔軟な
材料で作られたワークピースの盲側の面の変形を防止す
るようになすことによって、本発明の他の形態は上述し
たような状態を示すのである。

【００１９】本発明の他の目的、特徴および利点は、添
付図面に関連する以下の説明および特許請求の範囲の欄
の記載から、明白となろう。

【００２０】

【実施例】さて図１を参照すれば盲ファスナー１０は、
ピン１２と、チューブ状カラー１４と、第１すなわち拡
張可能なスリーブ１６と、第２すなわち主スリーブ１８
と、隔離ワッシャー２０と、を含んで構成されている。
見られるようにカラー１４は、ノルダイク氏に付与され
た米国特許第４，９２１，３８４号に示された形式で、
ピン１２の拡大されたシャンク２３のロック溝部分１９
にスエージ変形されるようになされている。図１に示さ
れた本発明の形態において、ロック溝２２は連続螺旋ね
じとされている。

【００２１】カラー１４は貫通穴２４を有する。この貫
通穴は、一端の第１のほぼ真っ直ぐな縮径穴部分２６お
よび反対側の外端の拡大された直径のほぼ真っ直ぐな穴
部分２８によって形成されている。中間穴部分３０は全
体的に切頭円錐形であり、穴部分２６および２８を連結
するように半径方向外方へ向けて傾斜すなわちテーパー
を付形されている。カラー１４は全体的に一様な壁厚を
有する。従って、カラー１４の外面３２はその内端部に
てほぼ真っ直ぐであり、半径方向に傾斜された中間穴部
分３０の上で全体的に切頭円錐形とされている。

【００２２】ある構造において隔離ワッシャー２０は省
略され、他の構造ではカラー１４がこのような隔離ワッ
シャーの代わりに拡大されたフランジを有して形成され
ることができる。見られるように、別個の隔離ワッシャ
ー２０を使用する１つの利点は、ワッシャー２０がある
材料および硬度で作られるように選択されて、これによ
り隔離を容易にし且つ支持荷重および変形に耐えるよう
にされる一方、カラー１４は別の材料および硬度に選択
されてロック溝２２の中に容易にスエージ変形されるよ
うになされる、ことができるということである。

【００２３】カラー１４の外側テーパー面はカラー１４
の反対側の外端部へ向かう面の大部分にわたって全体的
に同じ角度に傾斜を維持する。外端部の外面は隔離面取
り３４で終端している。ピン１２上でカラー１４を揺動
させるにおいて取り付け工具のスエージアンビルによっ
て加えられる半径方向の圧縮力の強さは、一部は隔離面
取り３４の角度によって決まる。この面取りは付与され
た力に関する荷重を、アンビルを介して軸線方向および
半径方向へ伝達する。取り付け工具およびスエージアン
ビルはこの分野で一般的に知られている構造とすること
ができる。それ故にその詳細は簡略化のために省略され
ている。

【００２４】ノルダイク氏の特許（前述）に記載されて
いるように、カラー１４の円錐部分外端部における壁厚
は、隔離面取り３４との交差位置にて最大厚さとなるよ
うに一般に僅かに厚さを増大される。この壁厚の増大
は、スエージ変形において前方へ押し出されるカラー材
料を補償する付加的な材料量を与える。それ故に、これ
はカラー１４のスエージ変形された部分の全長にわたっ
てピンロック溝のよりいっそう均一な充満を行わせるの
である。

【００２５】このようにカラー１４は、そのシャンクが
半径方向外方へテーパーを付形されている、すなわち円
錐形とされているので、所望の隔離を行う。更にまた、
その壁厚が全体的に均一であることから、ピン１２の過
大なネック形成を生じないで、それ故にロック溝２２の
変形が最小限とされて、ピン１２のロック溝２２の全体
的に均一な充満を行う。

【００２６】カラー１４は、その内端部の真っ直ぐな穴
部分２６の中に配置される制限された雌ねじ３６を備え
ている。制限された雌ねじ部分３６は、ピン１２のねじ
付きロック溝部分１９と螺合してファスナー１０の部材
を図１に示されたような組み立てられた関係状態に互い
に保持するように、なされている。

【００２７】ピン部材１２はピンシャンク２３の一端に
拡張ヘッド３７を有している。ピンシャンク２３は、ね
じ付きロック溝部分１９へ至る比較的滑らかな部分３８
を有している。縮径されたピンテール部分４０は複数の
引張り溝４４を形成され、破断ネック溝４２を介してロ
ック溝部分１９に連結されている。環状破断ネック溝４
２は縮小された横断面積を有し、これは予め定めた軸線
荷重によって破壊されるように設計されている。

【００２８】第２すなわち主スリーブ１８は、ほぼ一定
した外径Ｄの真っ直ぐなシャンク部分４６と、その内端
のテーパーを付形されたノーズ部分４８とを有してい
る。本発明の１つの形態において、テーパーを付形され
たノーズ部分４８は図３を参照してファスナー１０の軸
線Ｘと平行な直線との間に約１２°〜約１７°の間の角
度Ａを形成するのが好ましい。

【００２９】第２スリーブ１８のシャンク部分４６は１
組のワークピース５４および４６のそれぞれの整合され
た開口５０および５２を通して延在し、ワークピース５
６の外面５１が隔離ワッシャー２０と係合される。第２
スリーブ１８のシャンク部分４６の外径Ｄは、整合され
た開口５０および５２と間隙のある嵌め合いをするよう
に選択される。これに関してピンヘッド３７の直径およ
び拡張可能な第１スリーブ１６の外径はほぼ等しく、す
なわち直径Ｄとされ、それらの各々は間隙のある関係状
態で開口５０および５２を通して受け入れられることが
できる。拡張可能な第１スリーブ１６はほぼ均一な内径
および外径を有する全体的にチューブの形状とされてい
る。

【００３０】ファスナー１０をセットするためには、ピ
ン部材１２とカラー１４、第２スリーブ１８および拡張
可能な第１スリーブ１６との間に取り付け工具によって
相対的な軸線方向の力が加えられる。このように相対的
な軸線方向の力が加えられると、例えばピンヘッド３７
に隣接してピンシャンク２３上に配置される第１スリー
ブ１６は第２スリーブ１８に対して軸線方向に移動し、
盲側の面６０と係合される。

【００３１】拡張可能なスリーブ１６の自由端５８は第
２スリーブ１８のテーパーを付形されたノーズ４８と係
合される。しかしながら面取り５９は自由端５８にて約
２５％以下の壁厚だけ僅かに減少される。これに関し
て、面取り５９はスリーブ１６の両端に備えられ、これ
により何れかの端部が自由端５８として使用されて組み
立てを単純化させることができる。従ってスリーブ１６
が軸線方向へ移動すると、このスリーブはテーパーを付
形されたノーズ４８の上に乗り上げ係合して、半径方向
へ拡大される。相対的な軸線方向の力が増大して、ピン
１２がカラー１４を通して軸線方向へ移動を開始する
と、制限されているカラーのねじ３６がピン１２のカラ
ー１４を通る自由な移動を十分許容できるようにせん断
され、または変形される。しかしながらこの状態におい
て、ピンロック溝２２の中へのカラー１４の材料のスエ
ージすなわち変形はまだ始まっておらず、それ故にピン
１２およびカラー１４は典型的なスエージ形式のファス
ナーとして応答することができる。拡張可能な第１スリ
ーブ１６は軸線方向へ移動を続け、自由端５８がワーク
ピース５４の盲側の面６０に係合する迄、真っ直ぐなシ
ャンク部分４６の盲端部の上で半径方向に拡大する。こ
の係合は、ある意味でストップ面を形成する。同時に、
拡張可能なスリーブ１６の拡張された端部５８が盲ヘッ
ド６２を形成するのである。

【００３２】図３は拡張可能なスリーブ１６が主スリー
ブ１８のテーパーを付形されたノーズ部分４８と乗り上
げ係合したときの拡張可能なスリーブの形状を仮想線で
示している。図３および図４から、最初に半径方向外方
へ広がる（図３を参照）自由端５８は主スリーブ１８の
真っ直ぐなシャンク部分４６の上を軸線方向へ引き続き
移動する際に半径方向内方へ向けて戻され、盲側の面６
０と係合する、ことが判る。これに関して、盲ヘッド６
２が最終的に形成され、自由端５８は図４に示すように
ファスナー１０の軸線Ｘにほぼ平行に延在されるのが望
ましい。大きな鐘の形状すなわち円錐形が自由端５８を
主スリーブ１８から半径方向へ離れるように、軸線Ｘに
平行でない配向のもとで位置決めする。所定、この盲ヘ
ッドはコラム荷重に対して抵抗を殆ど有することがな
く、それ故に荷重用量は低減されるのである。大部分の
範囲に対して、図４に示された所望の平行構造となるよ
うな盲ヘッド６２の変形は、ノーズ部分４８の角度Ａの
大きさによって指示される。この角度Ａが大きくなれば
なるほど、外端５８はノーズ部分４８上を移動する際に
半径方向外方へ広げられる。これは、軸線Ｘと所望の平
行な配向となるためには、外端５８が十分に半径方向内
方へ移動する迄に大きな盲側距離Ｂ（図１）を必要とす
る。従って角度Ａが浅ければ浅いほど、すなわち小さけ
れば小さいほど外端５８の広がりは小さくなり、所望位
置へ向けて半径方向内方へ向けて容易に移動できるよう
になる。これに関して、約１２°〜約１７°の間の角度
Ａが望まれると見いだされた。このような浅い角度Ａ
は、短い長さの大きな角度Ａよりも大きな盲側間隙Ｂを
必要とするように見られるが、所望の平行位置へ向けて
拡張可能なスリーブ１６の自由端５８が半径方向内方へ
移動するのに必要な距離は小さく、短い距離で大きな角
度の場合を充分に補償する。従って１２°〜１４°の間
の角度Ａの範囲が好ましい。

【００３３】既に記載したように、本発明の第１の目的
は、従来の高強度ボルトが使用されている応用例に使用
されるような、その他全ての盲ファスナーにないような
非常に高強度の特性を有する盲ファスナーを提供するこ
とである。コラム座屈に対して幾何学形状的に高い抵抗
力を有する盲ヘッド６２を提供することに加えて、ファ
スナー１０の材料は高強度、それ故に高硬度となるよう
に選択される。従って本発明の１つの形態において、拡
張可能な第１スリーブ１６は比較的高強度で延性のある
材料、例えばロックウェル硬度が約２８Ｒｃ〜約３２Ｒ
ｃの航空機用品質の４１３０スチールのような材料、で
作られることができる。更に、ニッケル含有量が０．１
７重量％以上の航空機用品質の４１３０スチールを使用
するのが有利であると見いだされた。航空機用品質の４
１３０スチールの関係する詳細は０．２５重量％の最大
ニッケル含有量を与えている。付加的なニッケル量は拡
張可能なスリーブ１６の延性を十分に改善して、取り付
けにおいて半径方向の拡張および高フープ応力によるス
リーブ壁の軸線方向の割れが防止される。これに関し
て、上述材料で構成され、且つまた約１７．４ｍｍ
（０．６８５インチ）のスリーブ直径Ｄを有する拡張可
能なスリーブ１６を有するファスナー１０によれば、盲
ヘッド６２が適当な強さであることを保証するために壁
厚ｔは約２．５９ｍｍ（０．１０２インチ）であった。
この記載した寸法は、メートル系では一般に１６ｍｍの
ファスナーに応用される。

【００３４】高強度材料で作られた拡張可能なスリーブ
１６は半径方向の降伏に抵抗し、また、ある程度の永久
変形を受ける間に、盲ヘッド６２の所望の平行形状へ向
けて半径方向に拡張することで発生されるフープ応力に
よって半径方向内方へ強制される。これに関して、テー
パーを付形されたノーズ部分４８にいっそう浅いノーズ
角度Ａを使用することは、拡張可能なスリーブ１６の自
由端５８の望ましくない半径方向外方へ向かう拡張の度
合いを軽減する助けをなす。

【００３５】記載した構造によれば、これらと同じ線に
沿って拡張可能なスリーブ１６の自由端５８はテーパー
を付形されたノーズ部分４８によって拡張された後、最
小軸線距離内で所望の平行形状に戻る。この結果は、拡
張可能なスリーブ１６が高強度で、それ故に高降伏点を
有するとともにノーズ部分４８の角度が比較的浅いこと
によって、達成される。この構成により本発明のファス
ナーは、主スリーブのテーパーを付形された部分に大き
な角度を使用し、および／または硬度が小さく降伏点も
低い、および／または低強度の材料の同様形式のファス
ナーよりも、実質的に大きな機能グリップ範囲を有する
ことが可能となる。これに関して、ファスナーの“グリ
ップ範囲”は、単一のファスナーが固定することのでき
るワークピースの最小全厚および最大全厚の間の差によ
って定義される。本発明のファスナーはこの大きなグリ
ップ範囲内で定格値、すなわち引張荷重、クランプ荷重
等を導くことができる。

【００３６】ピン部材１２の強度は大きく変化し、それ
故にピン部材１２は鉄または約３８Ｒｃ〜約４２Ｒｃの
間またはそれ以上のロックウェル硬度を有する例えば航
空機用品質の４１３０スチールのようなその他の材料で
構成されることができる。同時に、カラー１４は鉄また
は約６８Ｒｂ〜約７８Ｒｂの間のロックウェル硬度を有
する例えば１００８、１０１０、または１０１８の低炭
素鋼のようなその他の材料で構成されることができる。
第２すなわち主スリーブ１８は鉄または約４３Ｒｃ〜約
４７Ｒｃの間のロックウェル硬度を有する例えば４１３
０スチールのようなその他の材料で構成されることがで
きる。隔離ワッシャー２０は鉄または約４０Ｒｃ〜約４
５Ｒｃの間のロックウェル硬度を有する高炭素鋼のよう
なその他の材料で構成されることができる。ワッシャー
２０は従ってカラー１４よりも硬く、一般に第２のスリ
ーブ１８とほぼ等しい硬度で、それ故に一方の他方に対
する押出しに有効に抵抗することができる。本発明の１
つの形態において、第２のスリーブ１８が約１７．４ｍ
ｍ（０．６８５インチ）の外径Ｄを有し、拡張可能なス
リーブ１６が既に記載した寸法を有している場合に、ワ
ッシャー２０は約２．５４ｍｍ（０．１００インチ）の
厚さを有していた。

【００３７】記載したようにノーズ角度Ａとして小さい
すなわち浅い角度を使用する利点は盲側の間隙Ｂ（図１
参照）がかなり減少することである。これは、一部にお
いて主スリーブ１８の端部が盲側の面６０から所望の平
行状態に突出する長さが減少することによって生じる。
更に本発明によれば、ファスナーのグリップ範囲はノー
ズ角度Ａとして浅い角度を有することで大きくなる。上
述した全てはファスナー１０としての所望される強度特
性に合致した状態で達成することができる。

【００３８】このようにして、上述した寸法および材料
で構成されたファスナー１０の比較分析は、異なるノー
ズ角度Ａに関して次の結果を与えた。寸法単位はｍｍ
（インチ）である。

【００３９】

【表１】

【００４０】上記表のファスナーに関する盲側の突出量
の相違が、それぞれ１２°、１７°および２０°のノー
ズ角度を有するファスナーに関して図１８〜図２０に示
されている。更に、上記表のそれぞれ１２°、１７°お
よび２０°のノーズ角度を有するファスナーに関するグ
リップ範囲の相違は図２１〜図２３に示されている。

【００４１】図１８〜図２０をここで見れば、長さＳは
ファスナーの最大全厚のワークピースに関しての、すな
わち最大グリップ状態に関しての盲側の面６０からテー
パーを付形されたノーズ部分４８の内端すなわち大端迄
の距離である。距離Ｋはノーズ部分４８の軸線方向長さ
である。距離ＢＬは最大グリップ状態におけるファスナ
ー１０の主スリーブ１８の、ノーズ部分４８の盲側にお
ける突出長さである。上述の分析はスリーブ１８のよう
な主スリーブによって決定されるのであり、各々の主ス
リーブのノーズ部分４８の自由端は同じ外径Ｄ１（図３
および図１８〜図２０を参照）を有し、それ故に各々の
主スリーブは自由端に同じ最小壁厚を有している。

【００４２】ここで図１８〜図２０を参照すれば、１２
°のノーズ角度によってノーズ部分４８のテーパーは実
質的に盲側の面６０にて終端し、また、十分な平行の盲
ヘッド６２を形成して適当な強度特性を与える、という
ことが見られる。

【００４３】対比すれば、十分な平行部分を有する盲ヘ
ッド６２を形成して適当な特性を与えるためには、２０
°もの大きなノーズ角度では十分な長さＳが要求される
ことに注意されたい。このようにして、浅い角度Ａによ
れば、必要とされる盲側の間隙は最小限とされる。更
に、２０°のノーズ角度Ａは大きな円錐形すなわち鐘の
形状を与え、従って更に盲ヘッド６０を弱化させる。こ
れらの要素はまたファスナーのグリップ範囲に影響を及
ぼす。

【００４４】グリップ範囲は共通のファスナーによって
固定できる最大全厚と最小全厚との間の差である。対比
分析表に指示されているように、浅いノーズ角度Ａを有
する盲ボルトは大きなグリップ範囲を有する。これに関
して、２０°のノーズ角度Ａによれば、盲ヘッド６２の
自由端５８は平行部分を形成した後に半径方向内方へ向
けて移動を生じ、これが弱い湾曲形状を形成し、それ故
にグリップ範囲を制限する、ことに注目されたい。さて
図２１〜図２３を見れば、２０°のノーズ角度Ａは、こ
れは約１２°〜約１７°および／または好ましくは約１
２°〜約１４°の範囲のノーズ角度Ａを有するファスナ
ーよりも実質的に短いグリップ範囲を形成することにな
る、ことが見られる。図２１〜図２３において、拡張可
能なスリーブ１６は主スリーブ１８に対して最小グリッ
プ状態および最大グリップ状態の両方に関して示されて
いる。拡張可能なスリーブ１６は右側に最小グリップ状
態で、また、左側に最大グリップ状態で示されている。
テーパーを付形されたノーズ部分４８上に１２°の角度
Ａを有する主スリーブ１８を備えたファスナー１０は、
テーパーを付形されたノーズ部分４８の上に２０°の角
度Ａを有する主スリーブ１８を備えた同じファスナーの
３倍のグリップ範囲を有する。１２°のノーズ角度Ａを
有する主スリーブ１８を備えたファスナー１０は、１７
°以上のノーズ角度Ａを有する主スリーブ１８よりも十
分に大きいグリップ範囲を有する。これは、２０°のノ
ーズ角度Ａを有する主スリーブ１８に関する結果によっ
て見ることができる。

【００４５】このように、約１２°〜約１７°の間のノ
ーズ角度Ａを有するファスナー１０は２０°またはそれ
以上のノーズ角度Ａを有するファスナー１０よりも優れ
た重大な利点を与えることも見ることができる。記載し
たように約１２°〜約１７°の所望の範囲内にある場合
ですら、ノーズ角度Ａは既に論述した利点のある１つを
強調するように選択されることができる。

【００４６】高強度で高硬度の材料を使用することによ
り、応力腐食および応力集中がファスナーの荷重能力お
よび全体としての性能における要素となり得る。このよ
うにしてファスナーの高応力部分をその周囲から保護す
ることで応力腐食の発生を最小限に抑えることが望まれ
る。同時に、高荷重部分における応力集中を最小限に抑
えることが望まれる。

【００４７】このように、本発明のファスナーは高応力
の作用する内部を大気から実質的に１００％シールして
腐食を防止する構造である。これに関して、拡張可能な
スリーブ１６がノーズ部分４８を半径方向内方へ変形さ
せて滑らかなピンシャンク部分３８に密接に係合させる
ことが有利であると見いだされる。これは主スリーブ１
８とピン部材１２との間に良好なシールを形成し、湿気
および／または汚染物がピン部材１２に到達するのを防
止して、これにより応力腐食を抑制する。同時に、柔軟
な拡張可能なスリーブ１６の捕捉端部が変形してピンヘ
ッド３７の下にスエージ変形し、両者間に良好なシール
を形成する。更にこの柔軟なカラー１４はスエージ変形
した後、硬いピン部材１２の厚いロック溝と良好なシー
ルを形成し、主スリーブ１８およびワッシャー２０の係
合面もまた良好なシールを形成する。これに関して、フ
ァスナー１０の部材は更に腐食を抑止するように亜鉛め
っきやその他の被覆を施されることができる。

【００４８】図４に見られるように、主スリーブ１８の
約１２°〜約１７°の角度Ａを有するノーズ部分４８
は、拡張可能なスリーブ１６をピン１２の滑らかなシャ
ンク部分３８と係合させることによって半径方向内方へ
変形され、注目したシール効果を与えるのである。これ
はピン１２がノーズ部分４８の押し潰された部分を通し
て移動されるときに増大した摩擦力および高い取り付け
荷重を生じる。このような係合によって過剰な摩擦係合
が生じるのを回避している。ノーズ部分４８の外端５８
の終端部における最小壁厚が真っ直ぐなシャンク部分１
８の壁厚の約１７％以下とならないように選択される。
同時に、モリシバサルファイドのような乾燥フィルム潤
滑が使用されて、活動部品の間の摩擦力を低減する。エ
ヴァールーブ氏によるエコア・ルブ（ＥｃｏａＬｕ
ｂ）６４２のようなモリシバサルファイドが満足できる
ことが見いだされたのである。

【００４９】記載したように、応力腐食を抑止すること
に加えて、ピンヘッド３７の内面６５と滑らかなシャン
ク部分３８との間の結合部におけるような応力集中を軽
減するのが望まれる。これは、その結合部に位置された
隅肉６３に一般的な流線形状を形成することで達成され
る。このような流線形はＲ１およびＲ２（図２参照）の
二重半径を使用することで近似される。大きい方の半径
Ｒ１は一般にシャンク部分３８に対して接し、ピンヘッ
ド３７に対して全体的に接する半径Ｒ２のほぼ２倍であ
る。約１１．４３ｍｍ（０．４５インチ）の直径のピン
シャンク部分３８と、１７．４ｍｍ（０．６８５イン
チ）の外径を有するピンヘッド３７とを有するピン１２
に関しては、２．５９ｍｍ（０．１０２インチ）の半径
Ｒ１および１．２７ｍｍ（０．０５０インチ）のＲ２が
隅肉６３における応力集中比を低減するのに満足できる
ことが見いだされた。この状態において隅肉６３は軸線
方向に約２．０３２ｍｍ（０．０８０インチ）の軸線方
向距離だけ延在した。

【００５０】注目されるべきことは、拡張可能なスリー
ブ１６の反対両端の内径上の僅かな面取り５９、および
滑らかなピンシャンク部分３８との内部の半径方向間隙
がプラスされて拡張可能なスリーブ１６の前端が隅肉６
３と係合しないことを保証する。

【００５１】隅肉６３における応力集中の軽減に加え
て、記載したようにロック溝２２は既に論じたディクソ
ン氏の米国特許出願第１８５，３２７号に開示されたよ
うに、一般に浅い深さとなるように且つまた一般に流線
形の底を有するように、形成される。この底構造によ
り、ロック溝２２での応力集中もまた低減される。

【００５２】注目したように、拡大された直径のテーパ
ーを付形されたカラー１４の外側部分１４はスエージ変
形、すなわち初期クリンチ、を開始することに抵抗する
隔離を与える。スエージアンビルの面および隔離面取り
３４の角度の相互作用は予め定めた隔離を形成するのに
助成するようになされて、これによりロック溝２２に対
するカラー１４のスエージ変形の開始は、盲ヘッド６２
を形成するのに十分な小さな相対的な軸線方向の力が得
られるまで、始まらない。

【００５３】ディクソンの特許願に記載したように、ピ
ン溝２２は全体的に流線形をした浅い螺旋構造とされ、
これにより高強度構造が所望の高クランプ荷重を有して
達成できるようになされることができる。記載した浅い
溝構造により、カラー１４のシャンク３２の体積は全体
的に“過剰パッキング”を行うように選択される。すな
わち、材料の体積がカラー材料の体積以上を実質的に形
成するように選択され、スエージアンビルのキャビティ
ーおよび対面するロック溝２２によって形成されるスエ
ージ空間内で利用できるようになされる。この構造にお
いて、少なくとも約１４％〜約１６％の過剰量を有する
カラー材料の体積を与えるのが望ましいと見いだされ
た。

【００５４】ファスナー１０の強度を高めるために、ピ
ン溝２２および隣接するピンショルダー、および補完的
なスエージ変形したカラー１４の溝およびショルダーが
ピン１２およびカラー１４の材料のそれぞれのせん断強
さに対して幅を比例され、これによりピン１２のピン溝
２２によって形成されたショルダーおよびスエージ変形
されたカラー１４の相互ロック溝によって形成されたシ
ョルダーの両方が、組み合わされたワークピース５４お
よび５６に設定された予め定めた最小限の最終的な設計
引張荷重またはそれ以上で同時にせん断破壊するように
なされる。この設計はカラー１４の溝によって形成され
たショルダーをピンロック溝２２によって形成されたシ
ョルダーよりも先に破壊するようにし、すなわちピンロ
ック溝２２のショルダーはカラー１４のショルダーが破
壊される引張荷重の約１１０％にてせん断破壊するよう
になす、のが好ましい。記載したように溝を比例させる
ことによって、ピンおよびカラーの係合長さは与えられ
た引張荷重に関して最小限とされる。勿論十分なカラー
長さを与えることで、上述したせん断強さの関係はピン
ロック溝部分１９を直径方向に横断して引張破壊するよ
うになされる一方で保持されるのである。

【００５５】記載したように、本発明の高強度ファスナ
ーは緊締結合された部分に高い最終クランプ荷重を加え
ることが望まれる。この結果を達成するために、破断ネ
ック溝４２における最終的ピン破断荷重を含む高い取り
付け荷重が取り付け工具によって必要とされる。しかし
ながらこれらの荷重は一般に工具で吸収され、従って取
り付け工具を操作している作業者には全く伝達されるこ
とはない。従って、破断ネック溝４２でピン破壊を生じ
る高荷重は、スエージ変形されたカラーが工具のスエー
ジアンビル内に緊密に配置されているという事実によっ
て、工具により実質的に吸収される。

【００５６】従って破断ネック溝４２は、早期の破断が
望ましくないショック荷重を作業者に伝えることから、
早期に破壊しないということが重要である。

【００５７】図５は取り付け工具とファスナー１０のよ
うなファスナーとの間の取り付け工程に際しての典型的
な相対荷重を示すグラフである。使用された例において
は、ファスナー１０は１７．４ｍｍ（０．６８５イン
チ）の主スリーブ１８の外径Ｄを有し、既に説明した材
料で全体的に構成されていた。取り付け工具はハック・
マニファクチャリング・カンパニーによって製造且つ販
売されているＨＰＴ３５Ｌモデルの工具であった。

【００５８】曲線Ｔは、上述したような１６ミリメート
ルのファスナーのためのファスナー１０のようなファス
ナーをセットするにおいての、工具における単位面積当
たりの荷重とされた作動流体圧の大きさ（Ｖｘ軸）対時
間（Ｖｙ軸）を表している。これに関して、圧力曲線Ｔ
はまた取り付け工程においてファスナー１０に作用する
相対的な軸線方向の力（キログラム）の関係をもグラフ
で表している。曲線Ｆは取り付け工程における取り付け
工具を介してファスナーによって加えられるクランプ荷
重（キログラム）（Ｖｙ軸）の結果的な大きさを表して
いる。

【００５９】圧力レベルＴ１は、主スリーブ１８上で拡
張可能なスリーブ１６を拡張させ、且つまたそれを盲側
の面６０に対して最初に着座させ、これにより盲ヘッド
６２を形成するのに必要とされる値である。取り付け工
程のこの部分の間、全ての相対的な軸線方向の力はファ
スナー１０のようなファスナーに実質的に単独に加えら
れ、ワークピース５４、５６のようなワークピースには
加えられない。それ故にワークピース５４、５６のクラ
ンプ荷重Ｆ１は、圧力Ｔ１が約１．４０〜２．１１ｋｇ
／ｃｍ²（２０００〜３０００ｐｓｉ）である間、実質
的にゼロであった。

【００６０】この段階の後、工具からファスナー１０へ
至る相対的な軸線方向の力がワークピース５４、５６上
にクランプ荷重を加え、これはロック溝２２の中に入り
込むカラー１４の初期スエージ変形が“初期クリンチ”
を生じる迄続く。また、Ｆ２の予備荷重すなわちカラー
１４の隔離は負かされる。同時に、工具に対する作動流
体圧はレベルＴ２迄増大する。記載した工具およびファ
スナーに関しては、圧力Ｔ２は約２．４６〜３．１６ｋ
ｇ／ｃｍ²（３，５００〜４，５００ｐｓｉ）であり、
一方、ワークピース５４、５６の予備荷重Ｆ２は約２７
１８〜３６２４ｋｇ（６，０００〜８，０００ポンド）
であった。ここで、カラー１４によって与えられた高い
隔離が超えられることによって、カラー１４のスエージ
変形は継続して行え、このスエージ変形を継続するため
に工具によって加えられる相対的な軸線方向の力は実際
に減少され、得られたＴ３の圧力は約２．２８〜２．６
４ｋｇ／ｃｍ²（３，２５０〜３，７５０ｐｓｉ）であ
った。この工程のこのスエージ変形の部分で、カラー１
４は伸長されて約１０．１９〜１０．９０ｋｇ／ｃｍ²
（１４，５００〜１５，５００ｐｓｉ）のＦ３の大きさ
に迄、クランプ荷重は本質的に増大する。

【００６１】ここで残る仕事は破断ネック溝４２にてピ
ンテールをせん断することである。再び述べるが、相対
的な軸線方向の荷重の増大は主としてファスナー１０に
加えられ、ワークピース５４、５６によるものとは実質
的に見ることができない。相対的な軸線方向の力は、工
具圧力が約４．１１〜５．２７ｋｇ／ｃｍ²（５，８５
０〜７，５００ｐｓｉ）のＴ４に迄増加することにより
破断ネック溝４２が破断してセット工程が終了される
迄、増大する。取り付け工具はこの時点で工程を逆転さ
れ、スエージ変形されたカラー１４は低圧力Ｔ５のもと
で工具のスエージアンビルから排出されて取り付け工程
が終了される。ワークピース５４，５６は約１２．６５
〜約１３．３６ｋｇ／ｃｍ²（１８，０００〜１９，０
００ｐｓｉ）のＦ４レベル迄の適当な一時的なクランプ
荷重の増大を経験し、しかる後ピンの破断が行われて約
８．７９〜９．４９ｋｇ／ｃｍ²（１２，５００〜１
３，５００ｐｓｉ）のＦ３の最終的なクランプ荷重にセ
ットされるのである。

【００６２】記載したように、圧力曲線Ｔ４は取り付け
工程にわたってファスナー１０に加えられた相対的な軸
線方向の力の大きさを表していると考えられる。早期の
ピン破壊を破断ネック溝にて生じないで、カラー１４の
スエージ変形を完了させるために、カラー１４をスエー
ジ変形させるための相対的な軸線方向の力Ｄｓの大きさ
と、破断ネック溝４２でピン破断を引き起こすための相
対的な軸線方向の力Ｄｂとの間の大きさの差が、早期の
ピン破断を回避でき、且つまた、望ましくないショック
荷重が作業者に伝わるのを回避できる程度の大きさとさ
れるべきことが、望まれる。記載した例では、差Ｄｆは
ピン破壊荷重Ｄｂの約４０％であり、スエージ変形荷重
Ｄｓはピン破壊荷重Ｄｂの約４０％であった。また、発
生する大きな相対的な軸線方向のセット荷重によって引
張り溝４４にて引張破断が生じるのを避けるため、約
０．８２：１の比率とされる引張り溝の低の直径に対す
る破断ネック溝４２の底の直径の比率を有するのが望ま
れると見いだされた。

【００６３】取り付けられたファスナー１０によれば、
スエージカラー１４は貫通穴２４の中に形成された補完
的な雌ねじを有する。

【００６４】ここで図６および図７を見れば、ボックス
ビーム／コラム構造７０が示されている。これは垂直に
取り付けられたボックスビーム／コラム７２を含み、こ
のボックスビーム／コラム７２は組をなすフランジ付き
取り付けブラケット７６によって水平に延在したＩビー
ムを固定している。このブラケットにはボックスビーム
／コラム７２に対して本発明のファスナーによって取り
付けられるようになされている。

【００６５】従来の構造では、図６および図７に示され
たような結合部は盲溶接、ナットプレート等の比較的複
雑な手順および／または緊締構造を必要としていた。本
発明によれば、簡単でしかも効果的な取り付け構造が使
用できる。

【００６６】このように、各々のフランジ付き取り付け
ブラケット７６は全体的にＴ形で、ベース部分７８およ
びそこから横方向へ延在する中央レッグ部分８０を有し
ている。ベース部分７８は複数の穴８２を備えており、
これらの穴はボックスビーム／コラム７２の隣接壁部分
８６に形成されている複数の同様な穴８４と合致するよ
うになされている。Ｉビーム７４が協働する１組のブラ
ケット７６の中央レッグ部分７８の間に配置され、複数
のファスナー８６によってそれに固定されている。これ
らのファスナーはねじ付きファスナーまたはその他の形
式の非盲ファスナーとされることができる。ここで図１
の盲ファスナー１０がブラケット７６のベース部分７８
と壁部分８６との間に応用されており、２つの部材を固
定するようになされている。

【００６７】ボックスビーム／コラム７２は標準寸法を
有する標準的な構造で作られ、壁８６の間の内部寸法Ｎ
は約５．９インチすなわち約１５０ｍｍとされることが
できる。同時に、受け入れ穴８４の中心線の間の距離Ｇ
は約３．１５インチすなわち８０ｍｍとされる。これは
次に、２つまたはそれ以上のＩビーム７４またはその他
の構造体がブラケット７６によって異なる側壁８６にお
いてボックスビーム／コラム７２に取り付けられるよう
になされている箇所で、盲側のファスナー１０の間隙に
制限が与えられる。図５は各々にブラケット７６が取り
付けられた４つのＩビーム７４を示す断面図である。予
備セット状態では、ファスナー１０の盲側はボックスビ
ーム／コラム７２の内側の開口部分の中に長い距離にわ
たって延在する。このような応用例ではセットファスナ
ーは最小限の盲側突出量を有するのが望まれる。これは
図５に示されており、セットファスナーは符号１０′で
示され、プリセットファスナーは符号１０で示されてい
る。従って本発明では、プリセットファスナー１０およ
びセットファスナー１０′に要求される盲側間隙は制限
され、および／または最小限とされるのが重要である。
これは一部では少なくとも約１２°〜約１７°の角度Ａ
を形成するノーズ部分４８を備えることによって達成で
きる。対比分析表から、約１２°〜約１７°のノーズ角
度Ａを有するファスナー１０が２０°の角度を有し且つ
短い盲側突出量ＢＬを有するファスナーと同じまたはそ
れ以上のグリップ範囲を有するように構成できることが
判る。逆に、同じグリップ範囲に関して、拡張可能なス
リーブ１６が短縮されて盲側の全突出量Ｂを減少する優
れた改良を行えるのである。

【００６８】従って図７において、盲側のセットファス
ナー１０′の突出量は記載したように減少され、中心線
の距離Ｇが最大とされて隣接するプリセットファスナー
１０がセットファスナー１０′の盲側に接近されるが間
隙を有する関係で挿入できるようになされている。１
７．４ｍｍ（０．６８５インチ）の直径Ｄの第２すなわ
ち主スリーブ１８に対して、第１すなわち拡張可能なス
リーブ１６は１６．２６ｍｍ（０．６４０インチ）から
１６．７６ｍｍ（０．６６０インチ）までの長さＬを有
することができ、盲側突出量Ｂはファスナーのグリップ
範囲にわたって３５．０５ｍｍ（１．３８インチ）〜３
７．６ｍｍ（１．４８インチ）とされる。図６のような
応用例における本発明のファスナーの他の利点は、取り
外しが容易なことである。従ってセットカラーは切り離
され、また、ファスナーの残る部分は押し通されて後で
新しいファスナーと交換されることだけを必要とする。

【００６９】新しく建設されたり補修される橋や道路
は、一方の側から一般にアクセスできないような箇所
や、比較的複雑な手順によってのみアクセスできるよう
な箇所にしばしばビーム、支持ブラケットおよび同様装
置の取り付けを必要とする。図８は典型的な構造を示し
ている。これにおいては、構造の一方の側に対するアク
セスは一般にブロックされている。図８の実施例の説明
で、図１〜図４の実施例の部材と同様な部材は同じ数字
に文字“ａ”を付して与えられている。

【００７０】このようにしてコンクリート（またはその
他の形式）の路面８１が構造体の上に支持されている。
この構造体は一般に水平支持プレート８３を含む。支持
プレート８３は更にまた一般にＴ形の垂直構造体９１に
よって支持されており、この垂直構造体は垂直プレート
８５、８７およびＬ形ブラケット８９によって形成され
ている。Ｔ形構造体９１は複数のファスナー１０ａおよ
び１０ａ′によって支持プレート８３に固定されてお
り、これらのファスナーはファスナー１０のように構成
されている。ファスナー１０ａはプリセット状態で示さ
れ、一方、ファスナー１０ａ′はセット状態で示されて
いる。従ってファスナー１０ａは、細長いピンヘッド３
７ａを有するピン１２ａ、そして拡張可能なスリーブ１
６ａ、主スリーブ１８ａ、隔離ワッシャー２０ａおよび
スエージ変形可能なカラー１４ａを含んでいる。注目さ
れることは、結合部の盲側はキャビティー９０を備え、
これは空間的なドリル加工技術によって形成され、支持
プレート８３が所定位置に配置されている。ここで、キ
ャビティー９０の深さＭは最小限に保持されるのが望ま
れる。従って、最小限の盲側間隙を要求するファスナー
１０ａがこのような応用例に好適であり、それ故にキャ
ビティー９０は盲側間隙Ｂよりも僅かに大きな深さＭと
されるのが必要である。これはプリセットファスナー１
０ａから見ることができ、このファスナーは図２０に示
すように最大グリップ状態に関して最小限の盲側の間隙
を有するように成形できる。従来のボルトはこのような
応用例に使用することはできるが、それは複雑な手順に
よってのみ可能とされ、これによれば開口が支持プレー
ト８３に形成されてコンクリートまたは支持プレート８
３の盲側にアクセスできるようになされる。

【００７１】図９は他のボックスビーム形式の構造体を
示している。これにおいて、本発明のファスナーは有利
に使用できる。図９の実施例の説明において、図１〜図
４および図６の実施例の部材と同様な部材は同じ数字に
文字“ｂ”を付して与えられている。

【００７２】このようにして、図９においては１組のボ
ックスビーム７２ｂ（図６のボックスビーム７２と同
様）が端部を接して全体的にフラットなブラケット９２
によって互いに固定されている。ここでは、盲ファスナ
ー１０ｂの列がビーム７２ｂおよびブラケット９２に形
成されて整合された開口９４および９６を通して使用さ
れ、ビーム７２ｂを互いに端部を接して図示のように配
向されて固定するようになされる。他の構造は溶接ナッ
ト、ナットプレート、溶接またはその他の比較的複雑な
構造および／または手順を必要とする。

【００７３】盲側の開口が多少不規則および／または過
大寸法とされるような多くの応用例がある。このような
場合には、拡張可能なスリーブで形成された盲ヘッドの
不均等な支持、および／または開口の中への盲ヘッドの
起こり得るような部分的な押込みを生じることになる。
他の状況においては、盲側の面は拡張可能なスリーブが
形成する盲ヘッドよりもかなり柔軟な材料で形成される
ことがあり、それ故に過剰変形を受けてしまう。何れの
場合の影響も、盲側の開口の回りに容易に押し潰れるよ
うに、且つまた盲ヘッドの大きな支持荷重を許容するよ
うに、値かスリーブを使用することで、最小限に抑える
ことができる。このような構造が図１０、図１１および
図１２に示されている。図１０〜図１２の実施例の説明
において図１〜図４の実施例の部材と同じ部材には同じ
数字に文字“ｃ”を付して与えられている。

【００７４】図１０〜図１２を参照すれば、高強度盲フ
ァスナー１０ｃはピン１２ｃと、チューブ状のカラー１
４ｃと、拡張可能なスリーブ１６ｃと、主スリーブ１８
ｃと、隔離ワッシャー２０ｃを含んでいる。ファスナー
１０ｃはワークピース５４ｃおよび５６ｃのそれぞれの
整合された開口５０ｃおよび５２ｃの中に配置される。
記載した部材は図１〜図４のファスナー１０の部材と実
質的に同じである。しかしながら注目しなければならな
いこととして、拡張可能なスリーブ１６ｃは面取り５９
のような面取りがないか、あるいは十分に小さな面取り
を有して構成されるということである。これは自由端５
８ｃに大きな支持面を形成し、それ故に高強度盲ヘッド
を形成する。更に中間スリーブ９４が拡張可能なスリー
ブ１６ｃおよび主スリーブ１８ｃの間に配置される。こ
の中間スリーブ９４は全体的に薄壁構造とされ、外径に
対して一般に約８％の壁厚を有している。図１０に示さ
れるように、中間スリーブ９４は実質的に中央位置にて
容易に座屈するように、長さ部分に沿った中央で僅かに
半径方向外方ヘ湾曲するように予備成形されている。ま
た、中間スリーブ９４は主スリーブ１８ｃのノーズ部分
４８ｃの上で半径方向に拡張される前に座屈を生じるこ
とを保証するようになされている。注目した部材が既に
説明した材料で作られている本発明の１つの形態におい
て、中間スリーブ９４は合金スチールで構成され、ロッ
クウェル硬度で８０Ｒｂを有するのが適当であると見い
だされた。

【００７５】図１１に示されるように、取り付け工程の
第１段階において中間スリーブ９４の座屈が開始される
が、ノーズ部分４８ｃの上での半径方向の拡張はまだ行
われていない。同様に注目すべきこととして、拡張可能
なスリーブ１６ｃの自由端５８ｃの多少の半径方向の拡
張は中間スリーブ９４との結合の結果として開始され得
るのである。

【００７６】図１２は取り付け工程の完了後のファスナ
ー１０ｃを示している。ここで中間スリーブ９４は完全
に押し潰されて平たいリング形状９４′となり、主スリ
ーブ１８ｃのシャンク部分４６ｃの外面と閉じた半径方
向の係合状態にてワークピース５４ｃの盲側の面６０ｃ
に対して支持される。この平たいリング９４′はこのよ
うにして主スリーブ１８ｃのシャンク部分４６ｃの外面
とワークピース５４ｃの盲開口５０ｃとの間に形成され
たあらゆる間隙をカバーするのである。同時に、拡張可
能なスリーブ１６ｃの盲ヘッド６２ｃは平たいリング９
４′の比較的高強度の材料に対して支持されて、固定的
な支持面を形成するように、また、盲側の面６０ｃが盲
ヘッド６２ｃによって与えられる荷重を支持することか
ら隔離するようになされる。中間スリーブ９４の軸線方
向の長さは、平たいリング９４′が主スリーブ１８ｃの
真っ直ぐなシャンク部分４６ｃの外径の約１４０％の外
径を有することになるように、選択される。

【００７７】本発明の盲ファスナーの全長、それ故に負
荷能力、を決定する要素の１つは盲ヘッドの強度であ
る。これに関して、コラム荷重に対する最高の抵抗力を
与えるように拡張可能なスリーブおよび形成される盲ヘ
ッドの壁厚が最大限とされるのが望まれる。しかしなが
ら壁厚はピンヘッドの外径およびピンの隣接する滑らか
なシャンク部分の直径に直接に影響を受ける。図１の実
施例では、拡張可能なスリーブ１６（それ故に成形され
る盲ヘッド６２）の壁厚はピンヘッド３７の直径および
滑らかなピンシャンク部分３８の直径によって制限され
る。しかしながらピンの製造工程においてロック溝部分
１９は、均一な直径のシャンクを有するピン素材を圧延
加工して形成され、ロック溝３６のクレスト径は滑らか
なピンシャンク部分３８の直径よりも僅かに大きくな
る。従って組み立てのために、拡張可能なスリーブ１６
の内径はピンシャンク部分３８の外径よりも大きくされ
て、ロック溝部分１９のクレスト径を受け入れることが
できるようになされねばならない。これにより拡張可能
なスリーブ１６の壁厚はファスナー１０の幾何学形状に
関する最大値よりも小さくなる。これは、図１３〜図１
５の実施例に示されている。

【００７８】この実施例において図１〜図４のファスナ
ーにおける部材に似た部材は同じ数字に文字“ｄ”を付
して与えられている。

【００７９】従ってここで図１３を参照すれば、ピン１
２ｄは未完の形状で示されており、第１シャンク部分９
６が縮径された第２のシャンク部分９８に連結されて形
成された段付きピン素材を含んでなる。第１シャンク部
分９６は滑らかなシャンク部分３８ｄ（図１４を参照）
の最終直径とされている。ロック溝部分１９ｄを圧延加
工する前に、拡張可能なスリーブ１６ｄは第１シャンク
部分９６の上に組み立てられる。図１〜図４のスリーブ
１６の場合と同様に、スリーブ１６ｄはピンヘッド１７
ｄの外径と実質的に等しい外径Ｄを有している。しかし
ながらスリーブ１６ｄはここでは滑らかなシャンク部分
３８ｄの直径と実質的に同様な内径を有している。従っ
てスリーブ１６ｄの壁厚は最大となり、図１〜図４のス
リーブ１６の壁厚よりも大きくなる。次に、ロック溝部
分１９ｄおよび引張り溝部分４０ｄは圧延加工され、破
断ネック溝４２ｄが形成される。ここで主スリーブ１８
ｄ、隔離ワッシャー２０ｄおよびカラー１４ｄはピン１
２ｄに組み付けられる。組み立てが完了すれば、ファス
ナー１０ｄはワークピース５４ｄ、５６ｄを固定するの
に使用できる。ロック溝部分１９ｄのクレスト径は滑ら
かなシャンク部分３８ｄの直径の約１０４％である。拡
張可能なスリーブ１６を上回る拡張可能なスリーブ１６
ｄの壁厚の増大は、コラム強度を約１０〜１５％増大さ
せることになる。

【００８０】これ迄の実施例に示された高強度ファスナ
ーは記載したような理由によって良好なシール能力を有
するが、このシール能力は図１６および図１７に示した
実施例によって更に高めることができる。そこで、図１
〜図４のファスナーの部材に似たその実施例における部
材は同じ数字に文字“ｅ”を付して与えられる。

【００８１】図１６において、ファスナー１０ｅは、軸
線方向に延在する連続した環状リッジすなわち突出部１
００を各端部に有する拡張可能なスリーブ１６ｅを備え
ている。この突出部１００は拡張可能なスリーブ１６ｅ
の主壁厚の約１０％〜約６０％である実質的に減少され
た壁厚とされている。主スリーブ１８ｅの外径が１７．
４ｍｍ（０．６８５インチ）で、拡張可能なスリーブ１
６ｅに関して約２．５９ｍｍ（０．１０２インチ）の壁
厚ｔを有するファスナー１０ｅに関して、突出部１００
の半径方向の幅は約０．２５４ｍｍ（０．０１０イン
チ）〜約１．５２４ｍｍ（０．０６０インチ）の間であ
った。突出部１００の軸線方向の長さは約０．２５４ｍ
ｍ（０．０１０インチ）であった。

【００８２】図１５に示されたようなファスナー１０ｅ
の取り付けにおいて、拡張可能なスリーブ１６ｅの自由
端５８ｅの突出部１００はそれ自体がワークピース５４
ｅの盲側の面６０ｅの柔軟な材料の中に食い込んで、そ
の連結部でのシール係合を高めるようになされる。反対
側の自由端５８ｅの突出部１００は半径方向に押し潰さ
れてピンヘッド３７ｅの係合内面６５ｅと従動し、これ
もまたその連結部におけるシール作用を高める。拡張可
能なスリーブ１６ｅの両端に突出部を備えることは対称
的な構造を形成して、ピン１２ｅに対する配向を容易に
しているのである。

【００８３】同時に、隔離ワッシャー２０ｅはその各側
に、軸線方向に延在する連続した環状のリッジすなわち
突出部１０２を備えている。この突出部１０２の半径方
向の幅および軸線方向の長さは突出部１００の幅および
長さとほぼ同じである。

【００８４】図１７に示すファスナー１０ｅの取り付け
において、外側の突出部１０２はそれ自体がカラー１４
ｅの対面する面の中に食い込み、また、内側の突出部１
０２は押し潰されて主スリーブ１８ｅの係合面に従動し
て、これもまたそれらの結合部におけるシール性を高め
る。突出部１０２は隔離ワッシャー２０ｅの反対両側で
同じ位置に形成されて対称構造を形成し、これによりピ
ン１２ｅに対する組み付けに際しての配向上の問題を回
避する。

【００８５】上述に加えて、ロック溝部分１９ｅは螺旋
形に形成されて示されているが、複数の別個の環状ロッ
ク溝として形成されることができる。これはまたスエー
ジから４ｅとロック溝部分１９ｅとの間のシール係合を
高めることができる。

【００８６】本発明の好ましい実施例は前述した目的を
満たすように十分に意図されているものであることが明
白となろうが、本発明は本発明の適正な範囲、すなわち
真の意味あいから逸脱せずに変更、変形および変化を行
い得ることを予測できることが明白となろう。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の盲ファスナーの、幾つかの部品を断面
で示した長手方向の図面であって、ピン、カラー、第１
すなわち拡張可能なスリーブ、第２すなわち主スリーブ
および隔離ワッシャーを固定すべきワークピースに組み
付けた状態で含む長手方向の図面。

【図２】図１のピン部材の、図１の円２の面積部分にお
ける拡大した破断図。

【図３】拡張可能なスリーブおよび主スリーブの組み合
う部分の、図１の円３における拡大した破断図であっ
て、更に、初期の半径方向に拡張され且つ主スリーブの
組み合う端部の上を移動開始する際の拡大した拡張可能
なスリーブを仮想線にて示す破断図。

【図４】盲ヘッドが形成されてファスナーがセットされ
た後の盲ファスナーを示す図１と同様な図面。

【図５】工具に対する単位面積当たりの荷重とされた作
動流体圧対時間、そして緊締されるワークピースの荷重
とされたクランプ荷重対時間、を示すグラフであって、
何れも本発明のファスナーの取り付けにおける異なる段
階に関する工具荷重とクランプ荷重との間の差を示して
いるグラフ。

【図６】幾つかの部品が取り外され且つまた他の部品は
断面とされた、１本のＩビームが予備組み立てされて示
された複数のＩビームを固定するようにボックスビーム
／コラムに使用される本発明の盲ファスナーを示す斜視
図。

【図７】図６の矢印７−７の方向に全体的に見た、幾つ
かの盲ファスナーがセットされて示され且つまた他のフ
ァスナーはセットされる前とされている図６の構造の断
面図。

【図８】橋構造に使用するような、幾つかの部品が取り
外され且つまた他の部品は断面とされた本発明のファス
ナーの側面立面図。

【図９】１組のボックスビームを互いに固定するのに使
用されるような本発明の高強度ファスナーの使用を示す
斜視図。

【図１０】本発明の変形形態の図１に似た断面図であっ
て、追加の座屈スリーブが使用されて固定されるワーク
ピースの盲側に所定の支持面を形成するようになされた
断面図。

【図１１】取り付けの間で盲ヘッドが形成される前の変
更された盲ファスナーを示す図１０に似た図面。

【図１２】盲ヘッドが形成されてファスナーがセットさ
れた後の盲ファスナーを示す図１０に似た図面。

【図１３】ピンのロック溝が形成される前の予備組み立
てされたピン素材および拡張可能なスリーブの、幾つか
の部分が断面で示された長手方向の図面。

【図１４】ロック溝が形成された後のピン素材および拡
張可能なスリーブの長手方向の図面。

【図１５】図１２のピンおよび拡張可能なスリーブを使
用した盲ファスナーの他の形態を示す図１に似た図面。

【図１６】ファスナーのシール性を高めた構造の図１の
ファスナーの改良した形態を示す破断した長手方向の図
面。

【図１７】ファスナーがセットされた後の図１６のファ
スナーを示す破断した図面。

【図１８】最大グリップ状態に関しての、主スリーブの
ノーズ角度が１２°の場合の盲ヘッドを適当に形成する
盲側の側方突出量を示す、本発明のファスナーの拡大破
断図。

【図１９】最大グリップ状態に関しての、主スリーブの
ノーズ角度が１７°の場合の盲ヘッドを適当に形成する
盲側の側方突出量を示す、本発明のファスナーの拡大破
断図。

【図２０】最大グリップ状態に関しての、主スリーブの
ノーズ角度が２０°の場合の盲ヘッドを適当に形成する
盲側の側方突出量を示す、本発明のファスナーの拡大破
断図。

【図２１】それぞれ最小グリップ状態が右側に、最大グ
リップ状態が外側に示された、主スリーブのノーズ角度
が１２°のファスナーのグリップ範囲の差を示す、本発
明ファスナーの拡大破断図。

【図２２】それぞれ最小グリップ状態が右側に、最大グ
リップ状態が外側に示された、主スリーブのノーズ角度
が１７°のファスナーのグリップ範囲の差を示す、本発
明ファスナーの拡大破断図。

【図２３】それぞれ最小グリップ状態が右側に、最大グ
リップ状態が外側に示された、主スリーブのノーズ角度
が２０°のファスナーのグリップ範囲の差を示す、本発
明ファスナーの拡大破断図。

【符号の説明】

１０盲ファスナー１２ピン部材１４カラー１６拡張可能なスリーブ１８主スリーブ１９ロック溝部分２０隔離ワッシャー２２ロック溝２３ピンシャンク２４貫通穴２６，２８穴部分３０中間穴部分３４面取り３７ピンヘッド４０ピンテール部分４２破断ネック溝４４引張り溝４６シャンク部分４８ノーズ部分５０，５２開口５４，５６ワークピース５８自由端５９面取り６０盲側の面７０ボックスビーム／コラム構造７２ボックスビーム／コラム７４Ｉビーム８１コンクリート荷重面８３支持プレート８５，８７垂直プレート８９ブラケット９２ブラケット９４，９６開口９４′ 平たいリング形１００，１０２突出部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】整合される開口を有しており、また、ア
クセスできる面および盲となる側の面を有し、アクセス
できる面の側から取り付け工具によって加えられる相対
的な軸線方向の力によって取り付けられるようになされ
た複数のワークピースを所望のクランプ荷重で固定する
ための高強度盲ボルトであって、一端が拡大ピンヘッドで終端する細長いピンシャンクを
有するピン部材と、前記ピンシャンクが、複数のロック溝を有して構成され
たロック部分と、複数の引張り溝を有して構成された引
張り部分とを有していることと、主スリーブ部材であって、内端がテーパーを付形された
ノーズ部分にて終端する細長いスリーブシャンクを有
し、前記スリーブシャンクはワークピースの整合された
開口の中に位置されるようになされており、また、前記
ピンシャンクを受け入れるようになされる第１貫通穴を
有し、前記第１貫通穴が中心軸線を有している、ような
主スリーブ部材と、前記ピンシャンクを受け入れるようになされた第２貫通
穴を有し、前記ピンヘッドと前記ねじ付きノーズ部分と
の間にて前記ピンシャンク上に配置される拡張可能なス
リーブ部材と、ワークピースのアクセス可能な面側において前記ピンシ
ャンク上に配置されたカラーであって、取り付け工具に
よって前記ピンと前記カラーとの間に加えられた相対的
な軸線方向の力に応答して前記ロック溝の中にスエージ
変形されるようになされたカラーと、前記テーパーを付形されたノーズ部分が前記中心軸線と
約１２°〜約１７°の間の角度を形成することと、相対的な軸線方向の力に応答して盲側の面に対して反作
用する拡大盲ヘッドを形成するために、前記拡張可能な
スリーブ部材が前記ノーズ部分の上で軸線方向に相対的
に移動し且つまた半径方向に拡張することと、を包含し
て構成されたことを特徴とする高強度盲ボルト。
【請求項２】請求項１に記載された高強度盲ボルトで
あって、前記テーパーを付形されたノーズ部分が前記中
心軸線と約１２°〜約１４°の間の角度を形成すること
を特徴とする高強度盲ボルト。
【請求項３】整合される開口を有しており、また、ア
クセスできる面および盲となる側の面を有し、アクセス
できる面の側から取り付け工具によって加えられる相対
的な軸線方向の力によって取り付けられるようになされ
た複数のワークピースを所望のクランプ荷重で固定する
ための高強度盲ボルトであって、一端が拡大ピンヘッドで終端する細長いピンシャンクを
有するピン部材と、前記ピンシャンクが、複数のロック溝を有して構成され
たロック部分と、複数の引張り溝を有して構成された引
張り部分とを有していることと、主スリーブ部材であって、内端がテーパーを付形された
ノーズ部分にて終端する細長いスリーブシャンクを有
し、前記スリーブシャンクはワークピースの整合された
開口の中に位置されるようになされており、また、前記
ピンシャンクを受け入れるようになされる第１貫通穴を
有し、前記第１貫通穴が中心軸線を有している、ような
主スリーブ部材と、前記ピンシャンクを受け入れるようになされた第２貫通
穴を有し、前記ピンヘッドと前記ねじ付きノーズ部分と
の間にて前記ピンシャンク上に配置される拡張可能なス
リーブ部材と、ワークピースのアクセス可能な面側において前記ピンシ
ャンク上に配置されたカラーであって、取り付け工具に
よって前記ピンと前記カラーとの間に加えられた相対的
な軸線方向の力に応答して前記ロック溝の中にスエージ
変形されるようになされたカラーと、前記テーパーを付形されたノーズ部分が前記中心軸線と
約１２°〜約１７°の間の角度を形成することと、相対的な軸線方向の力に応答して盲側の面に対して反作
用する拡大盲ヘッドを形成するために、前記拡張可能な
スリーブ部材が前記ノーズ部分の上で軸線方向に相対的
に移動し且つまた半径方向に拡張することと、前記拡張可能なスリーブ部材がロックウェル硬度で約２
８Ｒｃ〜約３２Ｒｃを有することと、前記主スリーブ部材がロックウェル硬度で約４３Ｒｃ〜
約４７Ｒｃを有することと、前記ピン部材がロックウェル硬度で約３８Ｒｃ〜約４２
Ｒｃを有し、これにより高強度盲ボルトが形成されるこ
とと、を包含して構成されたことを特徴とする高強度盲
ボルト。
【請求項４】請求項３に記載された高強度盲ボルトで
あって、前記テーパーを付形されたノーズ部分が前記中
心軸線と約１２°〜約１４°の間の角度を形成すること
を特徴とする高強度盲ボルト。
【請求項５】請求項３に記載された高強度盲ボルトで
あって、前記カラーがロックウェル硬度で約６８Ｒｂ〜
約７８Ｒｂを有することを特徴とする高強度盲ボルト。
【請求項６】請求項３に記載された高強度盲ボルトで
あって、前記拡張可能なスリーブ部材が０．１７重量％
以上のニッケル成分を含有した航空機用品質のスチール
で構成されたことを特徴とする高強度盲ボルト。
【請求項７】請求項３に記載された高強度盲ボルトで
あって、前記拡張可能なスリーブ部材が０．１７重量％
以上のニッケル成分を含有した航空機用品質の４１３０
スチールで構成されたことを特徴とする高強度盲ボル
ト。
【請求項８】請求項３に記載された高強度盲ボルトで
あって、前記カラーと前記主スリーブ部材の外端との間
に配置され、ワークピースのアクセスできる側の面と係
合するようになされた拡大された隔離（ホールドオフ）
ワッシャーを更に含み、前記隔離ワッシャーが約４０Ｒｃ〜約４５Ｒｃの間のロ
ックウェル硬度を有している、ことを特徴とする高強度
盲ボルト。
【請求項９】整合される開口を有しており、また、ア
クセスできる面および盲となる側の面を有し、アクセス
できる面の側から取り付け工具によって加えられる相対
的な軸線方向の力によって取り付けられるようになされ
た複数のワークピースを所望のクランプ荷重で固定する
ための高強度盲ボルトであって、一端が拡大ピンヘッドで終端する細長いピンシャンクを
有するピン部材と、前記ピンシャンクが、複数のロック溝を有して構成され
たロック部分と、複数の引張り溝を有して構成された引
張り部分とを有していることと、主スリーブ部材であって、内端がテーパーを付形された
ノーズ部分にて終端する細長いスリーブシャンクを有
し、前記スリーブシャンクはワークピースの整合された
開口の中に位置されるようになされており、また、前記
ピンシャンクを受け入れるようになされる第１貫通穴を
有し、前記第１貫通穴が中心軸線を有している、ような
主スリーブ部材と、前記ピンシャンクを受け入れるようになされた第２貫通
穴を有し、前記ピンヘッドと前記ねじ付きノーズ部分と
の間にて前記ピンシャンク上に配置される拡張可能なス
リーブ部材と、ワークピースのアクセス可能な面側において前記ピンシ
ャンク上に配置されたカラーであって、取り付け工具に
よって前記ピンと前記カラーとの間に加えられた相対的
な軸線方向の力に応答して前記ロック溝の中にスエージ
変形されるようになされたカラーと、前記カラーと前記主スリーブ部材の外端との間に配置さ
れ、ワークピースのアクセスできる側の面と係合するよ
うになされた拡大された隔離ワッシャーと、前記テーパーを付形されたノーズ部分が前記中心軸線と
約１２°〜約１７°の間の角度を形成することと、相対的な軸線方向の力に応答して盲側の面に対して反作
用する拡大盲ヘッドを形成するために、前記拡張可能な
スリーブ部材が前記ノーズ部分の上で軸線方向に相対的
に移動し且つまた半径方向に拡張することと、前記拡張可能なスリーブ部材がロックウェル硬度で約２
８Ｒｃ〜約３２Ｒｃを有することと、前記主スリーブ部材がロックウェル硬度で約４３Ｒｃ〜
約４７Ｒｃを有することと、前記ピン部材がロックウェル硬度で約３８Ｒｃ〜約４２
Ｒｃを有することと、前記カラーがロックウェル硬度で約６８Ｒｂ〜約７８Ｒ
ｂを有することと、前記拡張可能なスリーブ部材が０．１７重量％以上のニ
ッケル成分を含有した航空機用品質のスチールで構成さ
れたことを特徴とと、前記隔離ワッシャーが約４０Ｒｃ〜約４５Ｒｃの間のロ
ックウェル硬度を有していて、これにより高強度盲ボル
トが形成されるような隔離ワッシャーと、を包含して構
成されたことを特徴とする高強度盲ボルト。
【請求項１０】請求項９に記載された高強度盲ボルト
であって、前記テーパーを付形されたノーズ部分が前記
中心軸線と約１２°〜約１４°の間の角度を形成するこ
とを特徴とする高強度盲ボルト。
【請求項１１】整合される開口を有しており、また、
アクセスできる面および盲となる側の面を有し、アクセ
スできる面の側から取り付け工具によって加えられる相
対的な軸線方向の力によって取り付けられるようになさ
れた複数のワークピースを所望のクランプ荷重で固定す
るための高強度盲ボルトであって、一端が拡大ピンヘッドで終端する細長いピンシャンクを
有するピン部材と、前記ピンシャンクが、複数のロック溝を有して構成され
たロック部分と、複数の引張り溝を有して構成された引
張り部分とを有していることと、主スリーブ部材であって、内端がテーパーを付形された
ノーズ部分にて終端する細長いスリーブシャンクを有
し、前記スリーブシャンクはワークピースの整合された
開口の中に位置されるようになされており、また、前記
ピンシャンクを受け入れるようになされる第１貫通穴を
有し、前記第１貫通穴が中心軸線を有している、ような
主スリーブ部材と、前記ピンシャンクを受け入れるようになされた第２貫通
穴を有し、前記ピンヘッドと前記ねじ付きノーズ部分と
の間にて前記ピンシャンク上に配置される拡張可能なス
リーブ部材と、ワークピースのアクセス可能な面側において前記ピンシ
ャンク上に配置されたカラーであって、取り付け工具に
よって前記ピンと前記カラーとの間に加えられた相対的
な軸線方向の力に応答して前記ロック溝の中にエスージ
変形されるようになされたカラーと、前記テーパーを付形されたノーズ部分が前記中心軸線と
約１２°〜約１７°の間の角度を形成することと、相対的な軸線方向の力に応答して盲側の面に対して反作
用する拡大盲ヘッドを形成するために、前記拡張可能な
スリーブ部材が前記ノーズ部分の上で軸線方向に相対的
に移動し且つまた半径方向に拡張することと、前記カラーと前記主スリーブ部材の外端との間に配置さ
れ、ワークピースのアクセスできる側の面と係合するよ
うになされた拡大された隔離ワッシャーと、前記ピンシャンクが一般に前記ピンヘッドから前記ロッ
ク溝へ延在する全体的に滑らかな部分を有することと、前記ノーズ部分の上での前記拡張可能なスリーブ部材の
軸線方向の動きおよび半径方向の拡張に応答して、前記
ノーズ部分が前記ピンシャンクの前記滑らかな部分上に
シール変形するようになされた予め定めた最小壁厚を有
することと、前記隔離ワッシャーが前記ピン部材の前記シャンクをシ
ールするために前記カラーおよび前記主スリーブ部材の
隣接された端部をシール係合させることと、を包含して
構成されたことを特徴とする高強度盲ボルト。
【請求項１２】請求項１１に記載された高強度盲ボル
トであって、前記テーパーを付形されたノーズ部分が前
記中心軸線と約１２°〜約１４°の間の角度を形成する
ことを特徴とする高強度盲ボルト。
【請求項１３】請求項１１に記載された高強度盲ボル
トであって、前記隔離ワッシャーと前記カラーおよび前
記主スリーブ部材との間にシール係合を形成するために
それらの間に環状突出手段が作用することを特徴とする
高強度盲ボルト。
【請求項１４】請求項１１に記載された高強度盲ボル
トであって、前記拡張可能なスリーブ部材が前記ピンヘ
ッドの対面する面とシール係合することを特徴とする高
強度盲ボルト。
【請求項１５】請求項１１に記載された高強度盲ボル
トであって、前記隔離ワッシャーと前記カラーおよび前
記主スリーブ部材との間にシール係合を形成するために
それらの間に環状突出手段が作用し、前記拡張可能なスリーブ部材が前記ピンヘッドの対面す
る面とシール係合し、前記拡張可能なスリーブ部材と前記ピンヘッドの前記対
面する面との間にシール係合を形成するためにそれらの
間に第２環状突出手段が作用する、ことを特徴とする高
強度盲ボルト。
【請求項１６】請求項１５に記載された高強度盲ボル
トであって、前記ピンヘッドと反対側にて前記拡張可能
なスリーブ部材上に第３環状突出手段が備えられて盲側
の面にシール係合するようになされたことを特徴とする
高強度盲ボルト。
【請求項１７】整合される開口を有しており、また、
アクセスできる面および盲となる側の面を有し、アクセ
スできる面の側から取り付け工具によって加えられる相
対的な軸線方向の力によって取り付けられるようになさ
れた複数のワークピースを所望のクランプ荷重で固定す
るための高強度盲ボルトであって、一端が拡大ピンヘッドで終端する細長いピンシャンクを
有するピン部材と、前記ピンシャンクが、複数のロック溝を有して構成され
たロック部分と、複数の引張り溝を有して構成された引
張り部分とを有していることと、主スリーブ部材であって、内端がテーパーを付形された
ノーズ部分にて終端する細長いスリーブシャンクを有
し、前記スリーブシャンクはワークピースの整合された
開口の中に位置されるようになされており、また、前記
ピンシャンクを受け入れるようになされる第１貫通穴を
有し、前記第１貫通穴が中心軸線を有している、ような
主スリーブ部材と、前記ピンシャンクを受け入れるようになされた第２貫通
穴を有し、前記ピンヘッドと前記ねじ付きノーズ部分と
の間にて前記ピンシャンク上に配置される拡張可能なス
リーブ部材と、ワークピースのアクセス可能な面側において前記ピンシ
ャンク上に配置されたカラーであって、取り付け工具に
よって前記ピンと前記カラーとの間に加えられた相対的
な軸線方向の力に応答して前記ロック溝の中にスエージ
変形されるようになされたカラーと、前記テーパーを付形されたノーズ部分が前記中心軸線と
約１２°〜約１７°の間の角度を形成することと、相対的な軸線方向の力に応答して盲側の面に対して反作
用する拡大盲ヘッドを形成するために、前記拡張可能な
スリーブ部材が前記ノーズ部分の上で軸線方向に相対的
に移動し且つまた半径方向に拡張することと、前記拡張可能なスリーブと前記ノーズ部分との間にて前
記ピンシャンク上に配置された中間スリーブ部材と、盲側の面に対して支持される平たい拡大盲ヘッドを形成
するために、前記拡張可能なスリーブ部材に加えられた
相対的な軸線方向の力に応答して、前記中間スリーブが
前記ノーズ部分上で軸線方向に相対的に移動し且つまた
半径方向に拡張することと、を包含して構成されたこと
を特徴とする高強度盲ボルト。
【請求項１８】請求項１７に記載された高強度盲ボル
トであって、前記テーパーを付形されたノーズ部分が前
記中心軸線と約１２°〜約１４°の間の角度を形成する
ことを特徴とする高強度盲ボルト。
【請求項１９】請求項１７に記載された高強度盲ボル
トであって、前記中間スリーブ部材が前記拡張可能なス
リーブ部材よりも薄い壁厚を有し、前記主スリーブ部材
の前記ノーズ部分上で半径方向に拡張するより前に座屈
を促進するように全体的にバレル形状とされていること
を特徴とする高強度盲ボルト。
【請求項２０】整合される開口を有しており、また、
アクセスできる面および盲となる側の面を有し、アクセ
スできる面の側から取り付け工具によって加えられる相
対的な軸線方向の力によって取り付けられるようになさ
れた複数のワークピースを所望のクランプ荷重で固定す
るための高強度盲ボルトであって、一端が拡大ピンヘッドで終端する細長いピンシャンクを
有するピン部材と、前記ピンシャンクが、複数のロック溝を有して構成され
たロック部分と、複数の引張り溝を有して構成された引
張り部分とを有していることと、主スリーブ部材であって、内端がテーパーを付形された
ノーズ部分にて終端する細長いスリーブシャンクを有
し、前記スリーブシャンクはワークピースの整合された
開口の中に位置されるようになされており、また、前記
ピンシャンクを受け入れるようになされる第１貫通穴を
有し、前記第１貫通穴が中心軸線を有している、ような
主スリーブ部材と、前記ピンシャンクを受け入れるようになされた第２貫通
穴を有し、前記ピンヘッドと前記ねじ付きノーズ部分と
の間にて前記ピンシャンク上に配置される拡張可能なス
リーブ部材と、ワークピースのアクセス可能な面側において前記ピンシ
ャンク上に配置されたカラーであって、取り付け工具に
よって前記ピンと前記カラーとの間に加えられた相対的
な軸線方向の力に応答して前記ロック溝の中にエスージ
変形されるようになされたカラーと、前記テーパーを付形されたノーズ部分が前記中心軸線と
約１２°〜約１７°の間の角度を形成することと、相対的な軸線方向の力に応答して盲側の面に対して反作
用する拡大盲ヘッドを形成するために、前記拡張可能な
スリーブ部材が前記ノーズ部分の上で軸線方向に相対的
に移動し且つまた半径方向に拡張することと、前記ロック溝がクレスト（頂点）直径を有する複数のシ
ョルダーで形成されていることと、前記ピンシャンクが一般に前記ピンヘッドから前記ロッ
ク溝まで延在する全体的に滑らかな部分を有すること
と、前記滑らかな部分が前記クレスト直径よりも小さい直径
であることと、前記拡張可能なスリーブ部材が、前記滑らかな部分上に
配置され、前記第２貫通穴が前記滑らかな部分の直径に
近い直径とされており、また、前記ピンヘッドの直径に
ほぼ等しい外径を有しており、これにより前記拡張可能
なスリーブ部材の壁厚が最大となされていることと、を
包含して構成されたことを特徴とする高強度盲ボルト。
【請求項２１】請求項２０に記載された高強度盲ボル
トであって、前記テーパーを付形されたノーズ部分が前
記中心軸線と約１２°〜約１４°の間の角度を形成する
ことを特徴とする高強度盲ボルト。
【請求項２２】整合される開口を有しており、また、
アクセスできる面および盲となる側の面を有し、アクセ
スできる面の側から取り付け工具によって加えられる相
対的な軸線方向の力によって取り付けられるようになさ
れた複数のワークピースを所望のクランプ荷重で固定す
るための高強度盲ボルトであって、一端が拡大ピンヘッドで終端する細長いピンシャンクを
有するピン部材と、前記ピンシャンクが、複数のロック溝を有して構成され
たロック部分と、複数の引張り溝を有して構成された引
張り部分とを有していることと、主スリーブ部材であって、内端がテーパーを付形された
ノーズ部分にて終端する細長いスリーブシャンクを有
し、前記スリーブシャンクはワークピースの整合された
開口の中に位置されるようになされており、また、前記
ピンシャンクを受け入れるようになされる第１貫通穴を
有し、前記第１貫通穴が中心軸線を有している、ような
主スリーブ部材と、前記ピンシャンクを受け入れるようになされた第２貫通
穴を有し、前記ピンヘッドと前記ねじ付きノーズ部分と
の間にて前記ピンシャンク上に配置される拡張可能なス
リーブ部材と、ワークピースのアクセス可能な面側において前記ピンシ
ャンク上に配置されたカラーであって、取り付け工具に
よって前記ピンと前記カラーとの間に加えられた相対的
な軸線方向の力に応答して前記ロック溝の中にスエージ
変形されるようになされたカラーと、前記テーパーを付形されたノーズ部分が前記中心軸線と
約１２°〜約１７°の間の角度を形成することと、相対的な軸線方向の力に応答して盲側の面に対して反作
用する拡大盲ヘッドを形成するために、前記拡張可能な
スリーブ部材が前記ノーズ部分の上で軸線方向に相対的
に移動し且つまた半径方向に拡張することと、前記ピンシャンクが一般に前記ピンヘッドから前記ロッ
ク溝へ延在する全体的に滑らかな部分を有することと、前記滑らかなシャンクにほぼ接する第１半径値と、前記
ピンヘッドの内面にほぼ接する第２半径値とにより全体
的に形成された流線フィレットによって、前記滑らかな
シャンクに連結されたことと、前記第１半径値が第２半径値の約２倍であることと、を
包含して構成されたことを特徴とする高強度盲ボルト。
【請求項２３】請求項２２に記載された高強度盲ボル
トであって、前記テーパーを付形されたノーズ部分が前
記中心軸線と約１２°〜約１４°の間の角度を形成する
ことを特徴とする高強度盲ボルト。
【請求項２４】整合される開口を有しており、また、
アクセスできる面および盲となる側の面を有し、アクセ
スできる面の側から取り付け工具によって加えられる相
対的な軸線方向の力によって取り付けられるようになさ
れた複数のワークピースを所望のクランプ荷重で固定す
るための高強度盲ボルトであって、一端が拡大ピンヘッドで終端する細長いピンシャンクを
有するピン部材と、前記ピンシャンクが、複数のロック溝を有して構成され
たロック部分と、複数の引張り溝を有して構成された引
張り部分とを有していることと、主スリーブ部材であって、内端がテーパーを付形された
ノーズ部分にて終端する細長いスリーブシャンクを有
し、前記スリーブシャンクはワークピースの整合された
開口の中に位置されるようになされており、また、前記
ピンシャンクを受け入れるようになされる第１貫通穴を
有し、前記第１貫通穴が中心軸線を有している、ような
主スリーブ部材と、前記ピンシャンクを受け入れるようになされた第２貫通
穴を有し、前記ピンヘッドと前記ねじ付きノーズ部分と
の間にて前記ピンシャンク上に配置される拡張可能なス
リーブ部材と、ワークピースのアクセス可能な面側において前記ピンシ
ャンク上に配置されたカラーであって、取り付け工具に
よって前記ピンと前記カラーとの間に加えられた相対的
な軸線方向の力に応答して前記ロック溝の中にスエージ
変形されるようになされたカラーと、前記テーパーを付形されたノーズ部分が前記中心軸線と
約１２°〜約１７°の間の角度を形成することと、相対的な軸線方向の力に応答して盲側の面に対して反作
用する拡大盲ヘッドを形成するために、前記拡張可能な
スリーブ部材が前記ノーズ部分の上で軸線方向に相対的
に移動し且つまた半径方向に拡張することと、前記ピンシャンクが前記ロック溝と前記引張り溝との間
に位置されていて、前記カラーが前記ロック溝の中に完
全にスエージ変形された後に予め定めた強さの相対的な
軸線方向の力において破壊されるようになされた破断ネ
ック溝を有することと、前記引張り溝の底（ルート）の直径に対する前記破断ネ
ック溝の底の直径の比率が約０．８２：１とされ、前記
破断ネック溝の予め定めた強さの相対的な軸線方向の力
よりも小さな軸線方向の力において前記引張り溝の１つ
で破壊が生じるのを防止するようになされていること
と、を包含して構成されたことを特徴とする高強度盲ボ
ルト。
【請求項２５】請求項２４に記載された高強度盲ボル
トであって、前記テーパーを付形されたノーズ部分が前
記中心軸線と約１２°〜約１４°の間の角度を形成する
ことを特徴とする高強度盲ボルト。
【請求項２６】複数のワークピースおよびそれらのワ
ークピースを所望のクランプ荷重で互いに固定するため
の高強度盲ボルトを含んで構成され、ワークピースは複
数組の組み合わされて整合された開口を備えていて、整
合された各々の組をなす開口がアクセスできる面および
盲側の面を有するとともに、盲ボルトが各々の組をなす
整合された開口の中に取り付けられるようになされてお
り、また、ワークピースはそのアクセスできる面の側か
ら取り付け工具によって加えられる相対的な軸線方向の
力によって取り付けられるようになされている緊締装置
であって、前記盲ボルトが、一端が拡大ピンヘッドで終端する細長いピンシャンクを
有するピン部材と、前記ピンシャンクが、複数のロック溝を有して構成され
たロック部分と、複数の引張り溝を有して構成された引
張り部分とを有していることと、主スリーブ部材であって、内端がテーパーを付形された
ノーズ部分にて終端する細長いスリーブシャンクを有
し、前記スリーブシャンクはワークピースの整合された
開口の中に位置されるようになされており、また、前記
ピンシャンクを受け入れるようになされる第１貫通穴を
有し、前記第１貫通穴が中心軸線を有している、ような
主スリーブ部材と、前記ピンシャンクを受け入れるようになされた第２貫通
穴を有し、前記ピンヘッドと前記ねじ付きノーズ部分と
の間にて前記ピンシャンク上に配置される拡張可能なス
リーブ部材と、ワークピースのアクセス可能な面側において前記ピンシ
ャンク上に配置されたカラーであって、取り付け工具に
よって前記ピンと前記カラーとの間に加えられた相対的
な軸線方向の力に応答して前記ロック溝の中にスエージ
変形されるようになされたカラーと、前記テーパーを付形されたノーズ部分が前記中心軸線と
約１２°〜約１７°の間の角度を形成することと、相対的な軸線方向の力に応答して盲側の面に対して反作
用する拡大盲ヘッドを形成するために、前記拡張可能な
スリーブ部材が前記ノーズ部分の上で軸線方向に相対的
に移動し且つまた半径方向に拡張することと、前記ワークピースが、ボックスビームと、このボックス
ビームの少なくとも２つの隣接する横方向側部に固定さ
れるようになされる構造体とを含んで構成されたこと
と、前記隣接する横方向側部がコーナーを形成していること
と、整合された前記組をなす開口が共通平面内の軸線を有
し、整合された開口の少なくとも２つの組が前記コーナ
ーにおいて隣接する横方向側部の各々に位置されている
ことと、前記コーナーにおける整合された開口の前記各々の組の
中に１つの前記盲ボルトが配置されており、取り付けら
れた前記盲ボルトの１つが前記ボックスビーム内に間隙
を形成しており、前記コーナーには１つの予備取り付け
された盲ボルトが備えられていることと、を包含して構
成されたことを特徴とする緊締装置。
【請求項２７】複数のワークピースおよびそれらのワ
ークピースを所望のクランプ荷重で互いに固定するため
の高強度盲ボルトを含んで構成され、ワークピースは整
合された開口を備えているとともにアクセスできる面お
よび盲側の面を有していて、ワークピースのアクセスで
きる面の側から取り付け工具によって加えられる相対的
な軸線方向の力によって取り付けられるようになされて
いる緊締装置であって、前記盲ボルトが、一端が拡大ピンヘッドで終端する細長いピンシャンクを
有するピン部材と、前記ピンシャンクが、複数のロック溝を有して構成され
たロック部分と、複数の引張り溝を有して構成された引
張り部分とを有していることと、主スリーブ部材であって、内端がテーパーを付形された
ノーズ部分にて終端する細長いスリーブシャンクを有
し、前記スリーブシャンクはワークピースの整合された
開口の中に位置されるようになされており、また、前記
ピンシャンクを受け入れるようになされる第１貫通穴を
有し、前記第１貫通穴が中心軸線を有している、ような
主スリーブ部材と、前記ピンシャンクを受け入れるようになされた第２貫通
穴を有し、前記ピンヘッドと前記ねじ付きノーズ部分と
の間にて前記ピンシャンク上に配置される拡張可能なス
リーブ部材と、ワークピースのアクセス可能な面側において前記ピンシ
ャンク上に配置されたカラーであって、取り付け工具に
よって前記ピンと前記カラーとの間に加えられた相対的
な軸線方向の力に応答して前記ロック溝の中にスエージ
変形されるようになされたカラーと、前記テーパーを付形されたノーズ部分が前記中心軸線と
約１２°〜約１７°の間の角度を形成することと、相対的な軸線方向の力に応答して盲側の面に対して反作
用する拡大盲ヘッドを形成するために、前記拡張可能な
スリーブ部材が前記ノーズ部分の上で軸線方向に相対的
に移動し且つまた半径方向に拡張することと、前記ワークピースが少なくとも１組のプレート状部材を
含んで構成され、前記プレート状部材の一方は全体的に
比較的固体状の基体と係合して配置されていることと、前記１組のプレート状部材における前記整合された開口
が前記基体の盲凹部と整列されており、前記盲凹部は前
記基体が前記プレート状部材の前記一方に隣接している
間に形成されることと、を包含して構成されたことを特
徴とする緊締装置。