JPS61136009A - 盲締着具 - 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】 産業上の利用分野 この発明は、専らではないが、盲側の部材が大きな部分
的応力に抵抗するようできない軟いもろい材料でつくら
れた被加工片の孔あき部材を一緒に締着すべく特に適し
た盲締着具に関するものである。

この発明は、特にテーパ付のノーズ部を有する頭部本体
と管状スリーブとから成っていてスリーブを放射方向に
膨脹するよう本体のノーズ部の上をスリーブを押すこと
によって取付けでき、膨脹されたスリーブが本体に固着
されて被加工片の孔あき部材を一緒に固着するよう頭部
本体と協同できろ盲頭部を設けている通常の種類の締着
具に関連するものである。

従来の技術 この様な締着具は、本体のねじのきられた軸方向の孔に
ねじ係合して本体に対する回転によって軸心に沿って動
くようできるねじのきられた頭部付ボルトから普通成り
、従ってボルトの頭部が本体に向って動いて管状スリー
ブをテーパ付ノーズ部の上を押し、これによってスリー
ブを膨脹して盲頭部を設けて膨脹したスリーブを本体に
固着している。

発明が解決しようとする問題点 この種の成る締着具では、本体のノーズ部の上を通るス
リーブの先端部は、内径がスリーブに入る本体部分の最
大外径と同一になるかまたは多小とも大きくならないよ
うに膨脹される。

従って、形成された盲頭部の外径は、スリーブの膨脹し
た壁の厚さの２倍を加えた、スリーブ内の本体部分の最
大直径よりも一般に太きくない。従って、この様な盲頭
部は締着具が延びて辿る孔に直ぐに接する縁部の被加工
片に避けられずに係合し、従って軟いもろい材料にて盲
側の部材に損傷を生じ易い部分的応力を被加工片の盲側
の部材に受ける。従って、盲頭部が被加工片の盲側の部
材に係合する部分を大きくして、スリーブにより盲側部
材に作用される力が被加工片の大きな部分に亘って配分
されて孔の部分の被加工片の過度な局部的応力を避ける
ことが提案されている。

それにも拘らず、この様な問題を解決するよう試みる通
常の締着具は締着具が延びて通る孔に直ぐに接する部分
の被加工片に実質的な負荷を作用し、全負荷が実質的部
分に作用されても孔に直ちに隣接する部分に作用される
負荷が被加工片に損傷を生じることがあるように構成さ
れている。

英国特許第８，４００．！１４５号明細書には、通過す
る本体部分の外径よりも実質的に大きな内径にスリーブ
を膨脹すべくできるようにノーズ部が形成され、従って
スリーブの先端部が孔から放射方向に隔った部分で且つ
孔に直ぐ隣接した部分にて被加工片の盲側部材に係合す
るようになった通常の種類の３部材型の盲締着具が記載
されている。それにも拘らず、この締着具では、スリー
ブはスリーブの壁の横断面積より大きくない面積にて被
加工片の盲側部材と係合し、従って盲側部材が孔に接す
る縁部分から放射方向に隔った部分にて相当大きな局部
的応力をまだ受けろ。

問題点を解決するための手段 この発明は、締着具の本体から実質的に隔った部分の被
加工片の盲側部材に締着力の大半を作用するべく盲頭部
を形成し、スリーブの壁の横断面積よりも実質的に大き
な面積に亘って締着力を配分できるようにスリーブと本
体のノーズ部が形成された通常の種類の締着具を構成し
ている。

この発明に依れば、締着具取付の際に本体のノーズ部に
より先ず挿入されるスリーブの先端部に隣接した管状の
スリーブの端部が薄壁と、薄壁より大きな内径と、薄壁
部分により先端部から隔ったスリーブの厚壁部分の内径
とを有し、スリーブが薄壁部分と厚壁部分の間に肩部を
有し、スリーブの膨脹を生じるよう作動する本体のノー
ズ部の外面のテーパの角度が、スリーブがノーズ部上を
押されてスリーブの厚壁部分の一部がノーズ部を越える
ときに、厚壁部分が先端部からノーズ部の最大直径より
も実質的に大きな内径に次第に膨脹されて、これにより
薄壁部分が締着具の軸心に直角に外面が実質的に横方向
に位置するようになるはｙ平らな環状の形に再方向付け
されるような角度に本体の頭部に向って増大する種類の
３部材型の盲締着具が提供される。

スリーブはほゞ円筒状外面とすることができる。

厚壁部分と薄壁部分の間の肩部は大体子らにできる。

薄壁部分の軸方向長さは、スリーブの膨脹の後に、厚壁
部分への取付点と柄部との間の放射方向の間隔内に薄壁
部分が適合できるようになし得る。

薄壁部分の軸方向長さは厚壁部分の壁厚さの１乃至３倍
の間にできる。

この発明では、薄壁部分の長さが厚壁部分の壁厚さより
長く、厚壁部分の壁厚さの約２倍が最も好適である。

薄壁部分の壁厚さは厚壁部分の壁厚さの１Ａ乃至１／４
の間にすることができる。

薄壁部分は全長に亘って一定の直径にすることができろ
。

ノーズ部の角度は連続凹状曲線を介して本体の頭部に向
って増大できる。曲線は円の円弧を形成できる。ノーズ
部の直径はナツトの孔の直径より僅かに大きな直径に次
第に小さくできる。

ノーズ部の表面の長手方向の曲率は、ノーズ部が円筒状
柄部と出会う点で曲線に対する接線がナツトの軸と６０
°乃至９０°の角度を形成するようにできる。この角度
を３５°にできる。

この発明の実施例が添付図面を参照して例により以下に
詳細に説明されよう。

実施例 図面の第１図を先ず参照するに、盲締着具１０は３つの
部材から成り、１つの部材を他の部材に対して回転する
ことによって取付けるようできる。盲締着具１０は、ナ
ツトを成す管状の本体１２と、ボルト１４と、膨脹可能
なスリーブ１３、とから成る。

ナツト１２は細長い管状柄部１８と、柄部１８の一端の
拡大された６角形の頭部２０と、頭部２０と反対側の柄
部１８の端のノーズ部２２とから成っている。ノーズ部
２２は頭部２０から離れる方に小さな直径にテーノくが
付けられている。ナツト１２は、頭部２０と柄部１８と
ノーズ部２２とを通って軸方向に延びるねじ孔２４を有
する。

ボルト１４は細長いステム３０と、ステム３０の一端の
拡大頭部３２とを有する。ステム６０はナツト１２のね
じ孔２４とねじ係合すべくねじが切られ、ナツト１２と
スリーブ１３、の組合った長さより長い。ボルト１４の
頭部３２はナツト１２の柄部１８とはマ同−直径を有し
ている。ボルト１４のステム３０は頭部３２と反対側に
尾部６６を有する。尾部６６には一対の直径方向に対向
した平坦部６８が設けられていてボルト１４の握持と回
転を容易にしており、破断頚部３４によりステム３０の
残りの部分に連結されていて予定の値のトルクを受けた
ときにステム３０が破断頚部３４にて破断して、取付け
られた盲締着具の実質的部分として残るボルト１４の残
りの部分から尾部３６が分離するようできろ。

スリーブ１３、は管状で、ナツト１２の柄部１８の直径
と大体同一直径の円筒状の外面と、長さ方向に亘って軸
方向に延びる段付孔４０とを有している。

使用の前に、ナツト１２とボルト１４とスリーブ１３、
は一緒に組合せられ、ボルト１４のステム３０がスリー
ブ１３、を通って挿入されて尾部３６がナラ）１−２’
“の頭部端から突出するまで６角形の頭部２０から離れ
たナツト１２の端部内にねじ着され、スリーブ１３、が
ナツト１２のテーパ付のノーズ部２２に隣接して保持さ
れる。

組合せられた盲締着具は、互に固着されるべき被加工片
の部材４６．４８の整列した孔４２゜４４内に挿入で禽
、従って柄部１８は被加工片・の近接の而５０に当接す
る頭部２０と一緒に部材４６．４８を通って延び、ボル
トの頭部３２とスリーブ１３、とノーズ部２２と柄部１
８の部分は、作業者が触れることができない被加工片の
反対側の盲の面５２を越えて突出する。

盲締着具はそこでナツト１２に対してボルト１４を回転
するよう突出する尾部６６を握持して回転し、スリーブ
１３、がナツト１２の頭部２０に対して緊密に被加工片
の部材４６．４８をスリーブ１３、が締付けるまでスリ
ーブ１３、をナツト１２のノーズ部２２に対して押圧す
るようできる。この段階で、ボルト１４を回転するに必
要なトルクは更に急激に増え、従って回転を続ける結果
ボルト１４は破断頚部３４にて破断して尾部６６を放出
するようでき、取付けられた締着具の一体部分としてボ
ルト１４の残りの部分が残されろ。この発明に従って、
ナツト１２のノーズ部２２とスリーブ１３、は、スリー
ブ１３、がナツト１２の頭部２ｏに向がう方向にノーズ
部２２の上に押されるときに、スリーブ１３、はノーズ
部２２を乗り毬え、ノーズ部２２を乗り越えたスリーブ
１３、の部分は、ナツト１２の柄部１８の直径よりも実
質的に大きな直径を有した部分の被加工片の盲側の部材
４８と係合できる前頭部を形成すべく膨脹するよう構成
されている。スリーブ１３、のこの動きは、動く方向に
”導く′″考えの端部に対して持上るようなす。

従って、図面の第１図を特に参照するに、スリーブ１３
、は組合せた盲締着具においてナツト１２のテーパ付の
ノーズ部２２に隣接した先端部６０を有し、他方スリー
ブ１３、の他端はボルト１４の頭部３２に隣接している
。先に示した様に、スリーブ１３、の段付孔４０は先端
部６０に隣接した区分６２を有するよう段付になってい
て、段付孔４０の直径がスリーブ１３、の他端に隣接し
た孔の区分６４の直径よりも太き（なっている。大小の
直径の区分６２．６４間の孔の段付部はスリーブ１３、
の先端部６０に向って軸方向に面したはｇ平らな肩部６
６を設けている。スリーブ１３、は外方に円筒状になっ
ているために、孔の区分６２を取囲むスリーブ１３、の
部分６８が薄壁になっていて孔の小直径の区分６４を囲
む壁が比較的厚い残りの部分７０よりも薄くなっている
ことが明らかになろう。

盲締着具の取付けの際に、スリーブ１３、は先端部６０
から延びる長さ部分に亘って膨脹されるので、厚壁部分
７０は第２乃至７図、特に第６図に示される様に鈎鍾状
になって、薄壁部分６８は盲締着具の軸心に対して横方
向に、はｙ直角に延びるように再方向付けされて肩部６
６の周辺の厚壁部分７０の先端に取付けられて残る。ま
た、厚壁部分７０の先端の内径は柄部１８の外径８７も
実質的に大きな内径に膨脹されることが特に第６，７図
から注意されよう。薄壁部分６８の軸方向の長さは、柄
部１８の外面とスリーブ１３、の膨脹の後の厚壁部分７
０への取付個所との間の放射方向の間隔内に適合できる
ような長さに従ってつくられる。再方向付けされる薄壁
部分６８に適合するようできる間隔は、厚壁部分７０の
先端がナツト１２のノーズ部２２によって膨脹される大
きさにもとづいているので、薄壁部分６８の軸方向長さ
が厚壁部分７０の壁厚さの１〜６倍の間にあって、先端
部６０と柄部１８の外面との間の僅かな間隔をもって好
適に再方向付けされた薄壁部分６８が適合すべくできる
十分な大きさによりスリーブ１３、を膨脹するようにナ
ツト１２のノーズ部２２が形成されるべく構成すること
をこの発明は好む。図示される様に、薄壁部分６８の軸
方向長さがスリーブ１３、の厚壁部分７０の壁厚さより
も僅かに長いので、取付けの間と薄壁部分６８が再方向
付げされた後に、先端部６０は厚壁部分７０の先端の内
面の放射方向内方にある。

しかし、この発明は、薄壁部分６８の軸方向長さが柄部
１８の厚壁部分７０の壁厚さのはｙ２倍になろととを一
般に好む。薄壁部分６８の長さは薄壁の厚さと厚壁部分
７０の厚さとナツト１２のノーズ部２２のテーパ角度と
に、薄壁部分６８の先端部６０にて内面と同時に係合す
ることなく厚壁部分７０の先端部の膨脹を生じるようナ
ツト１２のノーズ部２２が肩部６６にて厚壁部分の放射
方向内面と係合するように関連している。更に、薄壁部
分６８の壁厚さは厚壁部分７０の壁厚さの半分を越えず
、成可く半分以下である。薄壁部分６８の壁厚さは厚壁
部分７０の壁厚さの１／８〜１／４の間で、この実施例
では薄壁部分６８の壁厚さは厚壁部分７０の壁厚さの２
／９であることをこの発明は好む。

ノーズ部２２は、構成された円の円弧を形成する連続凹
状曲線をナツト１２の長手方向に形成する外面を有する
ので、ノーズ部２２の直径はナツト１２の孔２４の直径
よりも僅かに太きい直径に長さ方向に亘って次第に小さ
くなり、従ってナツト１２は柄部１８から離れたノーズ
部２２の端装置て適宜な壁厚さを有しており、従ってス
リーブ１３、がノーズ部２２の上に押圧されるときにナ
ツト１２に作用する圧縮力に抵抗するようできる。ノー
ズ部２２の長手方向の彎曲面の曲率半径は、円筒状柄部
１８と出会う点において彎曲面に対する接線がナツト１
２の軸心に対して少なくとも３０°〜９０°の角度を形
成し、この実施例では角度は３５°である。

官給着具は、ボルト１４の突出する尾部３６を握持して
回転し、本体に対してボルト１４を回転すると共に、適
宜な工具によって６角形の頭部２０を握持して本体の回
転を抑制することによって取付けられ、ナツト１２のノ
ーズ部２２に向ってボルト１４の頭部３２を動かすよう
成る程度適宜にボルト１４が回転され、これによってス
リーブ１３、はノーズ部２２上を押圧される。スリーブ
１３、は、薄壁部分６８のどの部分とも係合することな
く肩部６６の放射方向内縁にて厚壁部分７０の内面と係
合するノーズ部２２の小直径端部により先ず係合する。

ボルト１４の頭部６２によりスリーブ１３、の頭部６２
によりスリーブ１３、に作用される軸方向を向いた力は
ノーズ部２２のテーバ付外ｆｆ１Ｋ　ヨって肩部６６の
放射方向内縁にてスリーブ１３、の厚壁部分７０に先ず
作用する放射方向外方を向いた力に一部分変換され、ス
リーブ１３、がナツト１２の頭部２０に向って軸方向に
動くときに大きな軸方向長さの厚壁部分７０に順次作用
し、次第に大きな長さの厚壁部分が放射方向外方に次第
に膨脹されるようになる。これは先端部に隣接した厚壁
部分７０の一部の内径および外径を大きくして末広り形
を得るようにする。薄壁部分６８の先端部６０や他の部
分がナツト１２のノーズ部２２によって係合されないと
きに、ノーズ部２２により生じられる放射方向外方の力
が何等薄壁部分６８に直接作用されない。しかし、厚壁
部分７０の放射方向外方に動く先端部に対する薄壁部分
６８の取付げにもとづき、肩部６６に隣接した薄壁部分
６８の一部が厚壁部分７０の隣接部分と共に放射方向外
方に支持されるので、薄壁部分６８の直径が大きくなり
、薄壁部分６８のフープ応力が薄壁部分６８の先端部６
０に向って増大する大きさに薄壁部分６８の膨脹に抵抗
するようなり、従って薄壁部分６８の先端部６０により
受けろ放射方向の膨脹は厚壁部分７０への取付部分の薄
壁部分６８によって受ける膨脹よりも小さい。従って、
厚壁部分７０に薄壁部分６８が取付けられた部分の放射
方向内方に先端部６０が位置するようになるまで、薄壁
部分６８は次第に再方向付けされる。この状態が先ず第
３図に明示されており、これに続く段階が次の図面に示
されている。スリーブ１３、がノーズ部２２に沿って進
むときに、肩部６６はノーズ部２２の更に一層急なテー
パ部分に出会い、厚壁部分７０の先端部は放射方向に次
第に大きな割合で膨脹され、厚壁部分７０の長さ方向ｒ
沿って膨脹が次第に大きくなる。結局、肩部６６は、ノ
ーズ部２２のテーパ角度が最大になる点で一ノーズ部２
２のテーパ面と柄部１８の円筒面との間の交叉点を到達
通過する。スリーブ１３、の材料の成る固有強さにもと
づき、厚壁部分の先端部は短い間隔で柄部との交叉点で
ノーズ部２２に対し接線と一線に大体動くよう続け、従
って最終的に膨脹を続けるよう厚壁部分７０の先端にお
ける傾向を材料のフープ応力が打勝つまで放射方向に更
に膨脹するよう続ける。膨脹の割合は従って急に減少す
るので、ボルト１４の軸心と一層平行に近い通路に沿っ
て再び動くよう始める。この段階の開始が第５図に示さ
れており、第６図には後の段階で厚壁部分７０の先端部
が柄部１８の外径より大きな内径の実質的な円筒形状を
とっているのが理解できる。また、第６図にては盲締着
具の縦軸心と直角で且つ被加工片の盲部５２とはＶ平行
な実質的に平らな面内に再方向付けされた薄壁部分６８
が位置するようもってこられ、この状態では放射方向外
部が厚壁部分７０に取付げられた円盤７２の形をとって
いて円盤７２により盲部５２に作用される荷重を配分す
るよう十分な面積をなす被加工片の盲部５２と係合する
面を形成できるので、被加工片に生じた応力は、膨脹さ
れたスリーブ１３、の厚壁か薄壁部分かのいずれかの横
断面積に対応する面積においてだけ被加工片が係合され
る場合におけるよりも少なく集中される。、更に、厚壁
部分７ｏの先端部が柄部１８の外径よりも実際に大きな
直径に膨脹されることにもとづいて、スリーブ１３、を
介して被加工片に作用される締着力の大半は円盤７２の
放射方向外方部分を介して伝えられ、ナツト１２の柄部
１８から実際に隔った部分にて主に盲部５２に従って作
用される。従って、柄部１８の直径よりも直径が実際に
大きくない孔を通って締着具が取付けられ、盲頭部によ
って盲部５２に作用される全締着力は孔を縁取りする被
加工片の材料の縁から放射方向外方向に隔った区分にて
作用できる。従って、第７図に示される様に、スリーブ
１３、の先端部６０によって先に構成される円盤７２の
放射力が肩部６６から短い間隔をもって隔てられている
ことが見られよう。

ナツト１２に対するボルト１４の連続した回転によって
、円盤７２が被加工片の盲側の部材４８の盲部５２と当
接してナツト１２の頭部２０に向って押圧し、ナツト１
２の頭部２０と盲頭部を構成する膨脹されたスリーブ１
３、との間に被加工片を締着するまで更にスリーブ１３
、を回転し続けろ。被加工片を圧縮するようスリーブ１
３、が押圧され続けるときに、円盤７２と肩部６６の間
の隙間は次第に閉じられ、これが完了して被加工片が適
切に圧縮されるときに、ボルト１４を回転するに必要な
トルクは更に急激に増大し、破断頭部３６を破断するに
必要な予定トルクに到達したときに、ボルト１４は破断
頚部３４にて破断されて尾部３６が切離され、締着具が
被加工片に十分に取付けられる。

スリーブ１３、に初め適宜な腎さの薄壁部分６８を設け
ることによって、薄壁部分６８の再方向付げにより形成
された円盤７２は、盲頭部曲内縁は盲側の部材４８の孔
４４の縁の放射方向外方に隔てられる。更に、第７図か
ら明らかな様に、最終的に膨脹された厚壁部分７０は、
ナツト１２の柄部１８から、従って締着具が取付けられ
る孔の縁から隔った部分の主にボルト１４から得られる
締着力を作用する柱として作用する。

この発明を１つの特別な実施例に就いて説明したが、こ
の発明がこの実施例に限定されろものではなく形状の詳
細と相対的寸法の変更をなすようできることが明らかで
あろう。例えば、長手方向に彎曲する代りに、テーパ付
ノーズ部が複数個の截頭円錐部でつくって１つ以上の円
錐部を必要ならば適宜な凹状彎曲形状の一部によって次
のものに１つとなるよってできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は締着具が取付けられる被加工片を断面で示すこ
の発明に従った締着具の軸方向断面図、第２．３，４，
５，６，７図は被加工片に取付けるときの締着具の連続
した段階を夫々示す第１図と同様な概略断面図である。 図中、１０：官給着具、１２：ナツト、１４：ボルト、
１３、：スリーブ、１８：柄部、２０　、３２　：頭部
、２２：ノーズ部、２４：ステム、３４：破断頚部、３
６：尾部、６８：平坦部、４０：段付孔、４２．４４：
孔、４６，４８：部材、５０：而、５２：盲部、６０：
先端部、６２゜６４：区分、６６：肩部、６８：薄壁部
分、７０：厚壁部分、７２二円盤。 を−−−□−１−′

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、締着具取付の際に本体のノーズ部により先ず挿入さ
   れるスリーブの先端部に隣接した管状のスリーブの端部
   は薄壁と、薄壁より大きな内径と、薄壁部分により先端
   部から隔つたスリーブの厚壁部分の内径とを有し、該ス
   リーブは薄壁部分と厚壁部分の間に肩部を有し、スリー
   ブの膨脹を生じるよう作動する本体のノーズ部の外面の
   テーパの角度は、スリーブがノーズ部上を押されてスリ
   ーブの厚壁部分の一部がノーズ部を越えるときに、厚壁
   部分が先端部からノーズ部の最大直径よりも実質的に大
   きな内径に次第に膨脹されて、これによつて薄壁部分が
   締着具の軸心に直角に外面が実質的に横方向に位置する
   ようになるほゞ平らな環状の形に再方向付けされるよう
   な角度に本体の頭部に向つて増大することを特徴とする
   部材型の盲締着具。 ２、スリーブはほゞ円筒状外面を有していることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の盲締着具。 ３、厚壁部分と薄壁部分の間の肩部はほゞ平らであるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の盲締着具。 ４、薄壁部分の軸方向長さは、スリーブの膨脹の後に薄
   壁部分が厚壁部分への取付点と柄部との間の放射方向の
   間隔に適合できるようになつていることを特徴とする特
   許請求の範囲第１乃至３項いずれか１項記載の盲締着具
   。 ５、薄壁部分の軸方向長さが厚壁部分の壁厚さの１乃至
   ３倍の間であることを特徴とする特許請求の範囲第１乃
   至４項記載の盲締着具。 ６、薄壁部分の軸方向長さが厚壁部分の壁厚さより大き
   いことを特徴とする特許請求の範囲第１乃至５項いずれ
   か１項記載の盲締着具。 ７、薄壁部分の軸方向長さが厚壁部分の壁厚さの約２倍
   であることを特徴とする特許請求の範囲第１乃至６項い
   ずれか１項記載の盲締着具。 ８、薄壁部分の壁厚さが厚壁部分の壁厚さの１／８乃至
   １／４の間にあることを特徴とする特許請求の範囲第１
   乃至７項いずれか１項記載の盲締着具。 ９、薄壁部分が全長に亘つて一定の直径を有することを
   特徴とする特許請求の範囲第１乃至８項記載の盲締着具
   。 １０、ノーズ部のテーパの角度が連続凹状曲線を介して
   本体の頭部に向つて増大することを特徴とする特許請求
   の範囲第１乃至９項いずれか１項記載の盲締着具。 １１、曲線が円の円弧を形成していることを特徴とする
   特許請求の範囲第１０項記載の盲締着具。 １２、ノーズ部の面の長手方向曲率は、ノーズ部が円筒
   状の柄部に出会う点での曲線に対する接線がナットの軸
   心と３０°乃至９０°の角度を形成するようなしている
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１０項または第１１
   項記載の盲締着具。 １３、角度が３５°であることを特徴とする特許請求の
   範囲第１２項記載の盲締着具。 １４、ノーズ部の直径がナットの孔の直径よりも僅かに
   大きな直径に次第に小さくなることを特徴とする特許請
   求の範囲第１乃至１３項いずれか１項記載の盲締着具。