JPS58173046A - 加工硬化する金属よりなるピンの製造方法及びシエアピン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は螺子止具（ファスナー）更に詳細にはその長さ
と重量を最小にした止具に関する。

固定のトルクに制限された止具を含む螺子止具は従来の
技術でよく知られている。高品質の止具は全く高値で、
余分の重量がその材料のコストの故のみならず、重量に
比例する余分の作動コストの故に好ましくない。例えば
飛行機の重量に加わる各余分の重量は相当な年間飛行コ
ストを加える。

重量の減少は例えばアルミニウムのような軽重量材料の
使用によって達成されたが、材料の代替による重量の節
減は製造の困難性を増大させる。

本発明は止具の螺子長を減少させることができ、これに
よってピンの長さと重量を減少しうる構造を提供するこ
とによって止具の重量を減少させることを目的とする。

またこのような装置のカラーは常に適当のピンに形成さ
れる不完全螺旋を入れルだメツ太い孔（ｃｏｕｎｔｅｒ
ｂｏｒｅ　）があり、カラーはそれ自身の螺子の必要長
とこの太い孔のために充分長くなければならない。これ
はカラーをより長く、より重くする。より少い数の不完
全螺旋は太い孔を短くでき、故により短くかつ軽いカラ
ーを使用でき′る。

高品質で固有のトルク制御止具とその型のジヨイントは
１９８０年１１月る日に発行されたジョーク、ニス、ウ
ィングの特許４２２３４３３号に示されている。更に部
分的に加工硬化したピンも例えば１９７９年１２月３１
日ジョセフ、エフ、フオルクマシ；ニドウィン、イー、
バッタ及びミカエル、エム、シュスターにより提出され
た名称１シエア、フロージヨイント用のバランスピン２
の米国特許出願１０８９５９　でよく知られ、これは本
発明の出願と同じ譲受人によって所有されている。

本発明は固有のトルク制限装置を任意に設けることがで
きる改良された軽重量止具を提供するととを目的とする
。

本発明による止具はヘッド、シリンダ状のシャンク、こ
のシャンクと接近する直径の減少する肩、その領域を加
工硬化した肩の最小直径部のラジウス、及び螺子端をヘ
ッドより記載し丸顔に有するシェアピンを含む。この螺
子は肩の近くより延長し、その肩の最近側において不完
全螺旋が略１か−より多くない。

カラーは螺子に螺合でき、その不完全螺子を通すための
太い孔を有する。この太い孔の長さは止具の予想される
グリップ長プラス螺子の略１・主のピッチ長よシも大き
くない。故にカラーとピンは充分彦強度と適合性をもっ
て非常にコンパクトで最小の長さとなる。

本発明の好ましいオプションとしてカラーには例えば上
述のウィングの特許で示された固有のトルク制限の特徴
を含ませることができる。

また、その代りにカラーは所望によりカラーをピン上に
所定のトルクで保持する螺子ロック装置及びカラーにト
ルクを適用するレンチ係合装置を持たせることができる
。

本発明はまたこのピンを造る有用な方法を含む。

また本発明は以下の組合せも含む。

１、　カラーはボデーを有し、とのボデーは支持端を有
し、前記支持端は加工片に対して支持する平面部を有し
、前記ボデーは前記ピン奢押通しかつその支持端で開口
する通路を有し、螺子のない太い孔はその支持端から前
記螺子に延び、前記太い孔の軸方向長さは結合の予想さ
れるグリップ範囲１　　　。

プラス前記螺子の略１か丁のピッチ長よりも大きくなく
、このカラーと特許請求の範囲第７項に記載のシェアビ
ンとの組合せ。

２．前記カラーは固有のトルク制限装置を有する前項記
載の組合せ。

３、前記カラーはその固有のトルク設定装置の前にボデ
ーと一体に組合されたドライバ保合部を含み、これによ
って固有のトルクを作用させたとき前記ボデーよりドラ
イバ保合部は除去されるようにし九前項の組合せ。

４、　カラーのボデーの軸方向に延びるシリンダ状の壁
は特許請求の範囲第１２項記載のシェアビンの螺子にス
ェージ（導入）される組合せ。

本発明の上記及び他の特徴は以下の図面に関する詳細な
説明より明らかとなる。

以下図面につき本発明の一実施例を詳細に説明する。

第１図は本発明によるビン４５を造る一部加工した素材
１０を示す。この素材１０は予め成形されたヘッド１１
と、中心軸１２と、シリンダ状のシャンク１３含有する
。

溝１５は切削によって縮径する肩１６を形成するように
形成される。

この肩柘は傾斜で示しであるが、その代りに中心軸１２
に対し垂直な面にある平坦な面状の屑にしてもよい。こ
の肩１６の最小径の位置にラジウス（アール）１７があ
る。他の肩１８は切削工程によって上記溝１５の他の側
には他の肩１８を形成する。端部１９はカット或は回転
螺子を設けるために形成される。溝１５の底加は平坦で
も彎曲していてもよい。

この底の長さは０から最大値の何れでもよいが、一般に
は以下に明らかとなる理由によって最小値である。

図示しない回転装置によってシジウス（アール）１７を
含む領域（この領域はラジウス１７の手前を越えること
かで奪るが越える必要はない）は加工硬化させるように
圧延（ローリング）させる。この素材は巻の一鮪慰硬化
しうる材料よｐ造られるので、ラジウスを含む領域及び
所望によりその近くの面積は作用する疲労抵抗及びその
位置の強度を強くするために硬化することができる。

この硬化操作の次に螺子δが端部１９４ｃ形成される。

この螺子加工ダイは端部に適用で巷、まだ溝１５に延長
でもかつそのダイの導入部分が溝上に重なるので、不完
全な最小限度の螺子のみが形成される。この特徴は底の
長さを決定する。それは記載したように形成さるべき最
小不完全の螺子ができるに充分な軸方向の長さのみでな
ければならない。本発明によれば螺子の螺旋の略１−Ｈ
以上でないものは不完全である。残りの長さのものは完
全螺子である。＃＃の適当に傾斜ずゐ肩によって想像上
溝に実質的な底がない機能を有し、最適な止具ではシリ
ンダ状のシャンクの長さの減少をもたらすことは望まれ
ない。故に好ましい実施例では溝内には少くとも若干の
底が常にある。

第５図はその端部にレンチ保合溝τを所望に応じて設け
たものを示す。これはキー型のレンチを受けるため六角
形状にするのが便利であるが、しかしこのレンチ保合溝
は他の非円形でもよい。またこれらはステムの外形に形
成してもよい。若しこのビンのヘッド１１がレンチに保
合できるなら、このレンチ係合溝は不必要である。

従って上述のビンは丸い突出するヘッドの代りに穴をあ
けたヘッドのような予め成形したヘッドにしてもよく、
例えば六角形の突出するヘッド或は他の形状にしてもよ
い。これらのヘッドよりシリンダ状のシャンク、縮径す
る溝、最小の屑径領域における硬化したラジウス及び螺
子を順次設ける。

このビンは内面に螺子を設けたカラーに用いることを意
図するものである。この内部螺子は勿論適当な連結をさ
せるに充分な螺旋を有する。しかしながらこの連結は完
全な螺子螺旋で、不完全なものであってはならないっこ
の理由のため、カラーには一般に太い孔をあけ、その軸
方向の長さは不完全な螺旋を通すには充分な長さで、螺
旋の不完全な保合をあらかじめ排除する。実際の止具装
置は各寸法は全グリップ（締付）範囲に亘って用いるこ
とができるように設計され、その太い孔の長さがグリッ
プ（締付）範囲外で不完全螺旋のピップ長さの位置で働
くように設計する。故に不完全螺旋は太い孔の長さを増
加し、故にビンとカラ−の組合せの重量と長さを増加す
る。

第６図は前述のウィングの特許と１９６０年６月１４日
発行された米国特許２９４０４９５に示され九公知の“
ハイロック”型のカラー閏を示す。

この図示の実施例ではカラー加は中心軸３２を有するボ
デー３１と軸方向通路おを有する。このボデー３１は内
螺子調と太い孔３５を有し、この太い孔あの軸方向長さ
は予想される握如範囲Ｎプラス螺旋の１・ｉヒツチより
大きくないようにする。ボデー３１の外壁あけ重量を減
少するため減少させ、支持端３７から駆動端３８まで延
長する。この駆動端の近くには構造を強くするための拡
大部３９がある。

この拡大部３９は任意である。ピンをその中に螺合させ
る場合には円よりも僅かにプレスで変形させ、非円形に
してそのスプリング戻り力にょシ螺子をロックするよう
にする。

駆動部４０は六角形の駆動係合アレイ４１、管状部。

非螺子部４２及び溝４３を有し、この溝４３はよ９小さ
い断面積部分を提供し、かつカラーにトルク力最低部分
を形成する。それはトルクを与えられ九トルクに上昇さ
せるまでは一定の抵抗を保持する。

与えられたトルク或はそれ以上になるとこの駆動部は＠
４３において折れ、力を弛めるのでナンドを意図する固
有のトルクに保持する。

非円形螺子ロックは拡大部がないときでも用いることが
でき、例えばナツトを壁厚をその自由端で充分に厚くし
てプレスで非円形にし、それをピンに螺合したときにピ
ンに充分な圧力を保持するようにする。また若しトルク
制限をする必要がないときには可動駆動部は除去でき、
また力２−のボデー上にレンチ係合装置を設ける。六角
形のレンチ面或は一群のレンチ係合指は適当なレンチ係
合装置の２例である。

第７図はセットカラーの駆動部をトルクオンし、ピン４
５のある加工片４４を最大グリップ状態で支持している
状態を示す。第８図は同じピンの最小グリップ状態を示
す。この状態ではカラー３１内の螺子はピンの肩の非常
に近くに達していることに注意すべきである。勿論ヘッ
ドは加工片４４０反対側を支持しているが図面を簡単に
するために図示しないっしかしこのピン４５は前述のよ
うにヘッドとシリンダ状のシャンクを有する。

既に示した方法と構造に加えて他の方法と構造がある。

例えば好ましい構造のピンを造る好ましい構造を第９図
に示す。素材間はヘッド５１．中心軸５２及びシリンダ
状のシャンク５３を有する。稍縮径した端部間は溝５５
の他側にある。溝５５は回転圧延によって肩５７の最小
直径部の位置のラジウス（アール）５６の領域が加工硬
化するように形成される。そうすることによって屑５７
と溝５５の底部も加工硬化する。端部のｉａ径は押出、
研磨或は旋盤加工によって形成してもよい。

次に第１０図示のように端部上には螺子ｅｏｔ＆ｌＮＲ
に向かって好ましくは肩には到達し々いが非常にれは最
適の螺子の最適の加工硬化ピンである。

レンチ保合溝６１をピンの頭部のないピンに形成するこ
とができる。

第１１図示のように肩の加工硬化により螺子螺旋以外の
カラー係合装置例えば同辺溝がカラーのスェージ部を受
けるスェージ型（ｓｗａｇｅ）の止具を用いることがで
きる。公知のフック（Ｈｕａｋ）型止共がこの型の例で
ある。このような装置のピン６５はヘッド６６、中心軸
６７、好ましくは第９図示のような圧延によって形成さ
れた溝６８．肩６９の最小直径部にあるラジウス６８　
ａにおける加工硬化領域及び切削或は圧延によって形成
された複数個の同辺＠７０を有する端部を持つ。ピンを
引張るため反対にカラーをピンに係合させるべく押ス（
スェージブツシュ）ためにステム７１を設けるのが常で
おる。

第１２図はその螺子７６の直径がヘッド端より離れるに
従って増加する点以外は第１０図示のものと凡てが同じ
ピン７５を示す。

第１３図はその螺子８１がヘッド端よシ離れるに従って
減少する点以外は第１０図示のものと凡てが同じピン７
５を示す。

螺子の直径が増大成は減少するピンを用いたビンカラー
結合体には応用があ如、また不完全螺旋が略１・ｉ以下
の加工硬化し友ものはその据付けに有用である。

素材の減少した端部は例えば押出、切削、研磨或は圧延
（ローリング）等の適当な技術によって造ることができ
る。

ラジウスにおける加工硬化した部分は疲労に抵抗し、形
状が急激に変化する螺子に真近の部分の強度を強める。

不完全螺旋の最小量は溝の存在に応じて形成される。そ
れらは少くと４屑に最も接近できる通常の切削工具或は
圧延ダイによって形成することができる。通常の螺子圧
延透方法では通常１つから２つの不完全螺旋が形成され
る。これは通常の止具に比べて互いに係合するビンの長
さとカラーの長さの両方の実質上の長さを非常に大きく
する。

本発明の目的のためにはドライバ保合溝を設けたり、固
有のトルク制限装置を設けたシすることは不必要である
。本発明は通常のヘッドを有するボルトナツトと同様史
に複雑な装置において有用であるが、更に本発明は重量
に余裕がなく、最少にせねばならない。更に複雑な装置
で大きな用途があることが期待される。勿論目的はビン
に螺旋を形成するときに螺旋が延び出さないための逃げ
の必要のない構造を提供することである。

ビンに適当な材料は加工硬化しかつ優れた応力強度特性
を有する７０７５Ｔ７３アルミニウム合金である。他の
適当な材料は例えば６Ａ１−４Ｖチタニウム合金、Ａ２
８６対蝕性スチール、及びスチール合金で、また他の加
工硬化しうる金材材料も同様である。

本発明の目的のため第１０図の外周の溝も螺子と呼ぶっ
この実施例では不完全螺旋のないことは明らかである。

本発明は図示の実施例に限らず、記載されたものは添附
の特許請求の範囲内の例示であって限定ではない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるビンを造る素材の軸方向断面図、
第２図は第１図２−２線よりみたその右端面図、第３図
は更に加工した状態の素材の軸方向断面図、第４図はビ
ンをオプション加工した場合の部分断面図、第５図は第
４図４−４線よりみた右端面図、第６図はビンに用いる
好ましいカラーの軸方向断面図、第７．８図は前述のビ
ンとカラーを用いて最大グリップと最小グリップを夫々
造ったジヨイントの一部を示す組立図、第９図は異った
処理をした第１図と同様の素材を示す軸方向断面図、第
１０図はその第９図示の螺溝を形成した素材の軸方向断
面図、第１１図は外用溝を設けた第１図或は第９図示の
素材の軸方向断面図、第１２゜１３図は山部の径が増加
或は減少する第１図或は第９図示の素材の軸方向断面図
である。 １１・・・・・・・・・ヘット、１３・・・・・・・・
・シャンク、１６・・・・・・・・・肩、１７・・・・
・・・・・ラジウス、１９・・・・・・・・・螺子端、
加・・・・・・・・・周辺溝、δ・・・・・・・・・螺
子。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　シリンダ状のシャンクと、このシャンク上の
   ヘッドのある端部と、螺子のある端部とよりなり、その
   上の不完全螺旋の量を最小にすることによって前記螺子
   端部の長さを最小にした加工硬化する金属よりなるビン
   の製造方法において、前記シャンクに近接して前記ピン
   上に両辺溝を造シ、前記溝は前記シャンクに接近する肩
   を有し、また前記溝の底には前記肩に接近するラジウス
   を有し、少くとも前記ラジウスの領域において金属を加
   工硬化させるため圧延し、前記シャンクの肩と反対側の
   螺子端上に螺子を造り、前記螺子は前記肩に接近するま
   で延びかつ肩に最も近い端部で螺子の不完全螺旋が略１
   ・１以上にならないようにした加工硬化する金属よりな
   るビンの製造方法。
2. （２）溝は最初に形成するときには一対の側壁を有し、
   その一方には前記肩を形成し、その他方はシャンクの中
   心軸から離れるように延長して前記螺子の一部を形成す
   るよう変形させる％許趙求の範囲第１項記載の方法っ
3. （３）前記溝と螺子は圧延（ローリング）によって製造
   してなる特許請求の範囲第１項記載の方法。
4. （４）前記溝は圧延（ローリング）によって造υ、螺子
   は切削によって造る特許請求の範囲第１項記載の方法。
5. （５）前記溝は切削によって造９、螺子は圧延（ローリ
   ング）によって造る特許請求の範囲第１項記載の方法っ
6. （６）前記溝と螺子の両方を切削によって造る特許請求
   の範囲第１項記載の方法。
7. （７）　　ヘッド、シリンダ状のシャンク、このシャン
   クに接近して直径が減少する屑、この屑の最小直径部の
   ラジウス（アール）及び螺子をヘッドより記載された順
   序に有し、前記ラジウスは部分的に加工硬化され、前記
   螺子は前記肩に隣接する近くに延長し、かつ前記屑に最
   も近い端部における螺子の不完全螺旋は略１−Ｈより多
   くないシェアピン。
8. （８）前記溝と螺子は圧延（ローリング）により造った
   ％許請求の範囲第７項記載のシェアビン。
9. （９）溝は圧延で造ｐ１螺子は切削で造った特許請求の
   範囲第７項記載のシェアビン。 （１時　　溝は切削で造９、螺子は圧延（ローリング）
   で造った特許請求の範囲第７項記載のシェアピン０ αめ　溝と螺子の両方を切削で造った特許請求の範囲第
   ７項記載の７エアピン。 α→　前記螺子は複数個の環状溝である特許請求の範囲
   第７項記載のシェアピン。