JP3441084B2 - 自動係止ファスナ - Google Patents
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- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
- F16B39/00—Locking of screws, bolts or nuts
- F16B39/02—Locking of screws, bolts or nuts in which the locking takes place after screwing down
- F16B39/026—Locking of screws, bolts or nuts in which the locking takes place after screwing down by swaging the nut on the bolt, i.e. by plastically deforming the nut
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
- F16B19/00—Bolts without screw-thread; Pins, including deformable elements; Rivets
- F16B19/04—Rivets; Spigots or the like fastened by riveting
- F16B19/05—Bolts fastening by swaged-on collars
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
- F16B31/00—Screwed connections specially modified in view of tensile load; Break-bolts
- F16B31/02—Screwed connections specially modified in view of tensile load; Break-bolts for indicating the attainment of a particular tensile load or limiting tensile load
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
- F16B33/00—Features common to bolt and nut
- F16B33/02—Shape of thread; Special thread-forms
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Insertion Pins And Rivets (AREA)
- Dowels (AREA)
- Connection Of Plates (AREA)
- Details Of Spanners, Wrenches, And Screw Drivers And Accessories (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は工作物に締付けると係止
効果をもたらし、締付けの過程で所定のクランプ荷重を
発生させるねじ付きファスナに係わる。
効果をもたらし、締付けの過程で所定のクランプ荷重を
発生させるねじ付きファスナに係わる。
【０００２】
【従来の技術】典型的なファスナはナットとボルトから
成り、ナットはボルトのおねじ部と螺合するめねじを有
する。ナット及びボルトのレンチ面にレンチを咬合させ
ることによりファスナと共に単数または複数の工作物を
結合させる。やや一般化した名称としてボルトをねじ付
きピン、ナットをカラーと呼称する。
成り、ナットはボルトのおねじ部と螺合するめねじを有
する。ナット及びボルトのレンチ面にレンチを咬合させ
ることによりファスナと共に単数または複数の工作物を
結合させる。やや一般化した名称としてボルトをねじ付
きピン、ナットをカラーと呼称する。
【０００３】多くのファスナ用途において、高い強度と
共に、結合を損う予期せぬゆるみに対しても高度の抵抗
を有するファスナであることが要求される。また、多く
の場合、ファスナは長手軸に沿った荷重だけでなく、こ
れと交差する方向の荷重にも耐えねばならない。特にフ
ァスナによって２枚以上のシートを結合する場合、個々
のシートにそれぞれ異なる荷重が加わることが多い。即
ち、一方のシートが他方のシート上を摺動する傾向があ
る。２枚のシートを貫通するファスナには、前記荷重に
抵抗する過程で剪断荷重が作用する。
共に、結合を損う予期せぬゆるみに対しても高度の抵抗
を有するファスナであることが要求される。また、多く
の場合、ファスナは長手軸に沿った荷重だけでなく、こ
れと交差する方向の荷重にも耐えねばならない。特にフ
ァスナによって２枚以上のシートを結合する場合、個々
のシートにそれぞれ異なる荷重が加わることが多い。即
ち、一方のシートが他方のシート上を摺動する傾向があ
る。２枚のシートを貫通するファスナには、前記荷重に
抵抗する過程で剪断荷重が作用する。
【０００４】シートの一方の側に位置するピンヘッドと
シートの他方の側に位置するカラーとの間にシートを締
付けることによって軸方向荷重が発生する。疲れ破損を
起こしそうな条件下で周期的に応力が加わるような用途
に充分耐え得るファスナであることが望ましく、工作物
に対してクランプ荷重の適正なファスナは締付けのゆる
いファスナに比較して疲れ破損に強い。ただし、クラン
プ荷重が大き過ぎると内部応力がピンに加わり、これに
工作物によって加えられる荷重と相俟ってファスナに無
理な応力が作用するおそれがある。
シートの他方の側に位置するカラーとの間にシートを締
付けることによって軸方向荷重が発生する。疲れ破損を
起こしそうな条件下で周期的に応力が加わるような用途
に充分耐え得るファスナであることが望ましく、工作物
に対してクランプ荷重の適正なファスナは締付けのゆる
いファスナに比較して疲れ破損に強い。ただし、クラン
プ荷重が大き過ぎると内部応力がピンに加わり、これに
工作物によって加えられる荷重と相俟ってファスナに無
理な応力が作用するおそれがある。
【０００５】従って、ファスナが工作物に加えるクラン
プ荷重を知る必要がある。クランプ荷重はピンへの螺合
に対するカラーの抵抗と相関関係にある。クランプ荷重
が増大すると螺合抵抗も増大し、カラーを回転させるの
に必要なトルクが増大する。カラーの締付けにトルクレ
ンチが使用されるのはそのためである。トルクレンチが
用いにくいものであることはいうまでもない。
プ荷重を知る必要がある。クランプ荷重はピンへの螺合
に対するカラーの抵抗と相関関係にある。クランプ荷重
が増大すると螺合抵抗も増大し、カラーを回転させるの
に必要なトルクが増大する。カラーの締付けにトルクレ
ンチが使用されるのはそのためである。トルクレンチが
用いにくいものであることはいうまでもない。
【０００６】そこで、締付けに際して一定のクランプ荷
重を発生させるファスナが開発されている。例えば、所
要のクランプ荷重に対応する一定のトルクが加わると破
損する脆い頚部を介してレンチ咬合部がカラーにつなが
っているファスナが提案されている。この種のファスナ
は実用に供せられてはいるが、いくつかの欠点があるこ
とも判明している。
重を発生させるファスナが開発されている。例えば、所
要のクランプ荷重に対応する一定のトルクが加わると破
損する脆い頚部を介してレンチ咬合部がカラーにつなが
っているファスナが提案されている。この種のファスナ
は実用に供せられてはいるが、いくつかの欠点があるこ
とも判明している。
【０００７】所定のクランプ荷重を発生させる公知のフ
ァスナとして、発明者の名前エドガー・エル・ステンセ
ル（Edgar L. Stencel）に因んでエディボルトと呼ばれ
るファスナが米国特許第4,260,005 号に開示されてい
る。このファスナではカラーの外側に複数の、多くの場
合３本の長手方向突条が形成されている。エディボルト
カラーは側面が突条と咬合する三角空洞を有するドライ
バによってピンに螺着される。カラーが工作物の表面と
咬合したのちカラーの回転抵抗が所定のレベルまで増大
すると、突条が半径方向に押しつぶされてカラー材料を
半径方向に突条よりも内方へ変位させる。突条の変形は
突条の大きさ、形状、ファスナの大きさ、カラーの材質
など、種々の要因によって異なるが工作物に所定のクラ
ンプ荷重を加えることによって生じる。
ァスナとして、発明者の名前エドガー・エル・ステンセ
ル（Edgar L. Stencel）に因んでエディボルトと呼ばれ
るファスナが米国特許第4,260,005 号に開示されてい
る。このファスナではカラーの外側に複数の、多くの場
合３本の長手方向突条が形成されている。エディボルト
カラーは側面が突条と咬合する三角空洞を有するドライ
バによってピンに螺着される。カラーが工作物の表面と
咬合したのちカラーの回転抵抗が所定のレベルまで増大
すると、突条が半径方向に押しつぶされてカラー材料を
半径方向に突条よりも内方へ変位させる。突条の変形は
突条の大きさ、形状、ファスナの大きさ、カラーの材質
など、種々の要因によって異なるが工作物に所定のクラ
ンプ荷重を加えることによって生じる。
【０００８】使用中に分離しないことがファスナの必須
条件であることはいうまでもない。カラーとピンを結合
状態に維持するのに従来種々の装置が利用されている。
エディボルトファスナの場合、ピンのおねじ部の一部に
複数の長手方向溝があり、これがねじを中断する空隙を
形成している。突条が半径方向に押しつぶされると、カ
ラー材料から突条から半径方向に内方へ塑性変形し、前
記空隙内へ変位してピンと係合することによりカラーが
ピンからゆるむのを防止する。
条件であることはいうまでもない。カラーとピンを結合
状態に維持するのに従来種々の装置が利用されている。
エディボルトファスナの場合、ピンのおねじ部の一部に
複数の長手方向溝があり、これがねじを中断する空隙を
形成している。突条が半径方向に押しつぶされると、カ
ラー材料から突条から半径方向に内方へ塑性変形し、前
記空隙内へ変位してピンと係合することによりカラーが
ピンからゆるむのを防止する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】米国特許第4,260,005
号はカラーの外側に３本の長手方向突条を、ピンのおね
じ部に６本の長手方向溝をそれぞれ形成した戻り止めフ
ァスナを開示している。後で判明したことであるが、溝
の本数がカラーの突条本数の整数倍となるのは避けねば
ならない。即ち、そのように構成すると、カラーとピン
との相対位置によって突条が半径方向に溝と整列せず、
確実な係止効果が得られないからである。このような理
由から、現在市販されているエディボルトはねじ部周り
に約７２°の間隔で５本の溝を有し、対応のカラーは３
本の突条を有する。このような実施態様においても、突
条と溝が正しく整列しない回転位置が幾つかある。従っ
て、ピンに対するカラーのゆるみ抵抗がファスナごとに
異なる場合がある。ゆるみ抵抗の均一性が高いファスナ
を提供することが本発明の目的である。
号はカラーの外側に３本の長手方向突条を、ピンのおね
じ部に６本の長手方向溝をそれぞれ形成した戻り止めフ
ァスナを開示している。後で判明したことであるが、溝
の本数がカラーの突条本数の整数倍となるのは避けねば
ならない。即ち、そのように構成すると、カラーとピン
との相対位置によって突条が半径方向に溝と整列せず、
確実な係止効果が得られないからである。このような理
由から、現在市販されているエディボルトはねじ部周り
に約７２°の間隔で５本の溝を有し、対応のカラーは３
本の突条を有する。このような実施態様においても、突
条と溝が正しく整列しない回転位置が幾つかある。従っ
て、ピンに対するカラーのゆるみ抵抗がファスナごとに
異なる場合がある。ゆるみ抵抗の均一性が高いファスナ
を提供することが本発明の目的である。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、おねじ部を有して工作物の孔に挿入され
るピンを含む自動係止ファスナを提案する。即ち、第一
の発明は、 おねじ部を有し、工作物の孔に挿入されるピ
ンと、おねじ部の長さの一部に沿って螺旋方向に延び、
少なくともねじ山の一部の先端を切り、おねじ部の長さ
の一部は完全な状態で残すように形成された複数の螺旋
溝であって、ある螺旋溝の下端と該螺旋溝に隣接する螺
旋溝の上端との間に円周方向のギャップを有すると共に
螺旋溝が全体でもおねじ部の全周に及ばないように設け
られた螺旋溝と、おねじ部と咬合するめねじ部を有し、
引張荷重を支持するカラーと、カラーの外側にドライバ
と咬合させるために形成された、長手方向に延びると 共
にその幅が前記ギャップよりも大きい複数の突条とから
成り、前記カラーを工作物と咬合させるとき、ドライバ
によって加えられる半径方向の押圧力に応じて、各突条
および該突条の半径方向内側のカラー材料が塑性変形
し、突条およびカラー材料が半径方向に塑性変形する際
に、カラー材料の少なくとも一部が螺旋溝に入り込ん
で、ピン及びカラーを回転不能に係止することを特徴と
する自動係止ファスナを提供する。 第一の発明の好適な
態様においては、前記螺旋溝が５本である。 上記目的を
達成するための第二の発明は、おねじ部を有し、工作物
の孔に挿入されるピンと、おねじ部の長さの一部を切断
し、おねじ部の他の部分は切断しないまま、全体でおね
じ部の周囲の少なくとも１周分に跨っている複数の螺旋
状に延びる螺旋溝と、おねじ部を咬合するめねじ部を有
し、引張荷重を支持するカラーと、ドライバによる押圧
咬合のためにカラー外側に形成した複数の長手方向に延
びる突条とを有して成り、前記カラーを工作物と咬合さ
せるとき、ドライバによって加えられる半径方向の押圧
力に応じて、各突条および該突条の半径方向内側のカラ
ー材料が塑性変形し、突条およびカラー材料が半径方向
に塑性変形する際に、カラー材料の少なくとも一部が螺
旋溝に入り込んで、ピン及びカラーを回転不能に係止す
ることを特徴とする自動係止ファスナである。 第二の発
明の好適な態様においては、自動係止ファスナが５本の
螺旋溝を有し、個々の螺旋溝のそれぞれが、おねじ部の
周囲を７２゜回って延びている。
め、本発明は、おねじ部を有して工作物の孔に挿入され
るピンを含む自動係止ファスナを提案する。即ち、第一
の発明は、 おねじ部を有し、工作物の孔に挿入されるピ
ンと、おねじ部の長さの一部に沿って螺旋方向に延び、
少なくともねじ山の一部の先端を切り、おねじ部の長さ
の一部は完全な状態で残すように形成された複数の螺旋
溝であって、ある螺旋溝の下端と該螺旋溝に隣接する螺
旋溝の上端との間に円周方向のギャップを有すると共に
螺旋溝が全体でもおねじ部の全周に及ばないように設け
られた螺旋溝と、おねじ部と咬合するめねじ部を有し、
引張荷重を支持するカラーと、カラーの外側にドライバ
と咬合させるために形成された、長手方向に延びると 共
にその幅が前記ギャップよりも大きい複数の突条とから
成り、前記カラーを工作物と咬合させるとき、ドライバ
によって加えられる半径方向の押圧力に応じて、各突条
および該突条の半径方向内側のカラー材料が塑性変形
し、突条およびカラー材料が半径方向に塑性変形する際
に、カラー材料の少なくとも一部が螺旋溝に入り込ん
で、ピン及びカラーを回転不能に係止することを特徴と
する自動係止ファスナを提供する。 第一の発明の好適な
態様においては、前記螺旋溝が５本である。 上記目的を
達成するための第二の発明は、おねじ部を有し、工作物
の孔に挿入されるピンと、おねじ部の長さの一部を切断
し、おねじ部の他の部分は切断しないまま、全体でおね
じ部の周囲の少なくとも１周分に跨っている複数の螺旋
状に延びる螺旋溝と、おねじ部を咬合するめねじ部を有
し、引張荷重を支持するカラーと、ドライバによる押圧
咬合のためにカラー外側に形成した複数の長手方向に延
びる突条とを有して成り、前記カラーを工作物と咬合さ
せるとき、ドライバによって加えられる半径方向の押圧
力に応じて、各突条および該突条の半径方向内側のカラ
ー材料が塑性変形し、突条およびカラー材料が半径方向
に塑性変形する際に、カラー材料の少なくとも一部が螺
旋溝に入り込んで、ピン及びカラーを回転不能に係止す
ることを特徴とする自動係止ファスナである。 第二の発
明の好適な態様においては、自動係止ファスナが５本の
螺旋溝を有し、個々の螺旋溝のそれぞれが、おねじ部の
周囲を７２゜回って延びている。
【００１１】この自動係止ファスナのピンはおねじの全
長の一部を中断する複数の溝部分が空隙となる。このピ
ンのおねじと螺合するめねじを有し、外側に複数の長手
方向突条を有するカラーは、前記ピンと併用したとき、
ピンに対するカラーのいかなる回転位置においても各突
条が半径方向に空隙と整列するように突条及び空隙を配
設することによって、ゆるみ抵抗の均一性が高く、確実
な係止効果を達成することのできる自動係止ファスナを
得ることができる。
長の一部を中断する複数の溝部分が空隙となる。このピ
ンのおねじと螺合するめねじを有し、外側に複数の長手
方向突条を有するカラーは、前記ピンと併用したとき、
ピンに対するカラーのいかなる回転位置においても各突
条が半径方向に空隙と整列するように突条及び空隙を配
設することによって、ゆるみ抵抗の均一性が高く、確実
な係止効果を達成することのできる自動係止ファスナを
得ることができる。
【００１２】
【作用】本発明に係るファスナにあっては、突条の塑性
変形によって半径方向に内方へ変位したカラー材料の少
なくとも一部は螺旋溝によって形成されている空隙内へ
移動する。カラーから変位したこの材料はピンの螺旋溝
付き部分におけるねじの残余の部分と咬合してカラーが
ピンから螺脱するのを阻止する。ピンに対するカラー組
付け、工作物に所要のプレロードが加わるまでのクラン
プ、及びファスナの自動係止はすべて単一の工具によっ
て行うことができる。
変形によって半径方向に内方へ変位したカラー材料の少
なくとも一部は螺旋溝によって形成されている空隙内へ
移動する。カラーから変位したこの材料はピンの螺旋溝
付き部分におけるねじの残余の部分と咬合してカラーが
ピンから螺脱するのを阻止する。ピンに対するカラー組
付け、工作物に所要のプレロードが加わるまでのクラン
プ、及びファスナの自動係止はすべて単一の工具によっ
て行うことができる。
【００１３】
【実施例】本発明の特徴と利点を添付図面に示す実施例
に関連して以下に詳述する。図１はファスナシステムを
形成する締付けカラー１０及びピン１２を示す。カラー
１０及びピン１２は共通の軸線１３を有する。２枚のシ
ート１４，１６がピンによって互いに一体的に結合され
る。カラー１０はその内側にめねじ孔１８を有する。ピ
ン１２はその一端におねじ部２０を有し、締付けカラー
１０のめねじがこれと螺合する。詳しくは後述するよう
に、ピン１２のおねじ部は複数の螺旋溝２２によって中
断されている。
に関連して以下に詳述する。図１はファスナシステムを
形成する締付けカラー１０及びピン１２を示す。カラー
１０及びピン１２は共通の軸線１３を有する。２枚のシ
ート１４，１６がピンによって互いに一体的に結合され
る。カラー１０はその内側にめねじ孔１８を有する。ピ
ン１２はその一端におねじ部２０を有し、締付けカラー
１０のめねじがこれと螺合する。詳しくは後述するよう
に、ピン１２のおねじ部は複数の螺旋溝２２によって中
断されている。
【００１４】ピンはねじなし軸部２４を有し、図示の実
施例ではシート１４，１６の形態をとる工作物に形成し
てある整列孔にこの軸部２４が嵌入する。ピン１２のヘ
ッド２６が一方のシートの露出面に圧接することにより
締付けカラーと協働して、両シートに作用する軸方向ク
ランプ荷重を発生させる。図示の実施例ではピン１２の
ヘッド２６をレンチと咬合する六角ヘッドとしてある
が、皿穴のあるヘッド、レンチ咬合面のないヘッドな
ど、任意の形態のヘッドを採用することができる。この
ような場合にはピンのねじ付き端に（図示しないが）レ
ンチ穴が設けられる。
施例ではシート１４，１６の形態をとる工作物に形成し
てある整列孔にこの軸部２４が嵌入する。ピン１２のヘ
ッド２６が一方のシートの露出面に圧接することにより
締付けカラーと協働して、両シートに作用する軸方向ク
ランプ荷重を発生させる。図示の実施例ではピン１２の
ヘッド２６をレンチと咬合する六角ヘッドとしてある
が、皿穴のあるヘッド、レンチ咬合面のないヘッドな
ど、任意の形態のヘッドを採用することができる。この
ような場合にはピンのねじ付き端に（図示しないが）レ
ンチ穴が設けられる。
【００１５】ピンに沿って軸方向におねじ部２０の全長
よりも短い距離に亘って螺旋溝２２が形成されている。
従って、おねじは完全に連続してはおらず、螺旋溝２２
の位置で途切れている。螺旋溝２２の端部と軸部２４と
の間に位置するおねじ部２０の残り部分の軸方向荷重支
持能力は前記途切れた部分よりも十分に大きい。
よりも短い距離に亘って螺旋溝２２が形成されている。
従って、おねじは完全に連続してはおらず、螺旋溝２２
の位置で途切れている。螺旋溝２２の端部と軸部２４と
の間に位置するおねじ部２０の残り部分の軸方向荷重支
持能力は前記途切れた部分よりも十分に大きい。
【００１６】締付けカラー１０はその外周面に等間隔に
形成された複数の軸方向の突条２８を有する。カラー１
０に３本の突条を設ける場合にはその間隔は１２０°と
なる。カラー１０の軸線に対し半径方向の平面内に前記
突条はいずれも同じ曲率半径の外方へ突出した円形弯曲
を有する。突条間におけるカラーの軸壁３１は軸線１３
を弯曲の中心とする円筒状に弯曲している。カラー１０
の基部３０の直径を残り部分よりも大きく設定すること
によりシートに作用する単位面積当りの負荷を軽減して
いる。基部６０の内側に公知の態様で遊隙孔６２を形成
する。
形成された複数の軸方向の突条２８を有する。カラー１
０に３本の突条を設ける場合にはその間隔は１２０°と
なる。カラー１０の軸線に対し半径方向の平面内に前記
突条はいずれも同じ曲率半径の外方へ突出した円形弯曲
を有する。突条間におけるカラーの軸壁３１は軸線１３
を弯曲の中心とする円筒状に弯曲している。カラー１０
の基部３０の直径を残り部分よりも大きく設定すること
によりシートに作用する単位面積当りの負荷を軽減して
いる。基部６０の内側に公知の態様で遊隙孔６２を形成
する。
【００１７】軸方向溝を有するピン１２に対するこのよ
うなカラー１０の取付け内容は米国特許第4,260,005 号
に開示されている。一般に、三角ソケットを有するドラ
イバをカラー１０と咬合させ、三角ソケットの壁を突条
に圧接させてカラーをピンに螺合する。この取付け段階
では回転抵抗が小さいから、ドライバが突条２８を変形
させることはない。
うなカラー１０の取付け内容は米国特許第4,260,005 号
に開示されている。一般に、三角ソケットを有するドラ
イバをカラー１０と咬合させ、三角ソケットの壁を突条
に圧接させてカラーをピンに螺合する。この取付け段階
では回転抵抗が小さいから、ドライバが突条２８を変形
させることはない。
【００１８】さらに回転を続けてカラーをシート１４
（または介在させたウォッシャ）と咬合させると、両シ
ートが引き寄せられ密着してクランプ荷重が増大し、カ
ラーの回転抵抗も増大する。ドライバの三角ソケットが
突条と咬合すると、突条２８に作用する力の半径方向及
び接線方向成分が発生する。上記力の半径方向成分は突
条２８をカラー１０の本体内へ押入し始める。こうして
変位される材料はカラー内側の材料を、螺旋溝２２によ
って画定された空隙内へ押入する。
（または介在させたウォッシャ）と咬合させると、両シ
ートが引き寄せられ密着してクランプ荷重が増大し、カ
ラーの回転抵抗も増大する。ドライバの三角ソケットが
突条と咬合すると、突条２８に作用する力の半径方向及
び接線方向成分が発生する。上記力の半径方向成分は突
条２８をカラー１０の本体内へ押入し始める。こうして
変位される材料はカラー内側の材料を、螺旋溝２２によ
って画定された空隙内へ押入する。
【００１９】ドライバが塑性変形によって突条２８を完
全に消すと、ドライバはカラー１０の周りで空転状態と
なり、オペレータは結合が達成されたことを知る。突条
２８とドライバは突条消失と同時にカラー１０及びピン
１２が工作物に対して所定のクランプ荷重を加えるよう
に寸法設定する。
全に消すと、ドライバはカラー１０の周りで空転状態と
なり、オペレータは結合が達成されたことを知る。突条
２８とドライバは突条消失と同時にカラー１０及びピン
１２が工作物に対して所定のクランプ荷重を加えるよう
に寸法設定する。
【００２０】図１乃至図３に示す戻り止めファスナの実
施例では、カラーをピンに据付ける時突条から半径方向
に内方へ材料を変位させて押入することのできる空隙を
形成するため５本の螺旋溝で少なくともねじ山の頭を中
断している。５本の溝はねじの周りに７２°の等間隔に
配設されている。また、それぞれの螺旋溝はピンの周り
の約 1／5 回転の範囲に亘って螺旋状に形成されてい
る。即ち、円周方向に１本の溝の上端３４と隣接溝の下
端３６との間にギャップがあるとしても極めて小さい。
施例では、カラーをピンに据付ける時突条から半径方向
に内方へ材料を変位させて押入することのできる空隙を
形成するため５本の螺旋溝で少なくともねじ山の頭を中
断している。５本の溝はねじの周りに７２°の等間隔に
配設されている。また、それぞれの螺旋溝はピンの周り
の約 1／5 回転の範囲に亘って螺旋状に形成されてい
る。即ち、円周方向に１本の溝の上端３４と隣接溝の下
端３６との間にギャップがあるとしても極めて小さい。
【００２１】実質的に、螺旋溝はピンの荷重を支持する
おねじと重なる５本のカラー係止ねじと考えることがで
きる。カラー係止ねじ、即ち、螺旋溝は荷重支持ねじピ
ッチの倍数に相当するピッチ長さを有する。カラー係止
ねじのそれぞれはピンの長手方向に沿って１回転以下の
範囲に亘って形成されている。
おねじと重なる５本のカラー係止ねじと考えることがで
きる。カラー係止ねじ、即ち、螺旋溝は荷重支持ねじピ
ッチの倍数に相当するピッチ長さを有する。カラー係止
ねじのそれぞれはピンの長手方向に沿って１回転以下の
範囲に亘って形成されている。
【００２２】螺旋溝は荷重支持ねじの方向とは逆の螺旋
方向に形成することが好ましい。即ち、荷重支持ねじが
従来のように右ねじなら、カラー係止ねじは左巻きであ
ることが好ましい。このようにすれば螺旋溝が荷重支持
ねじに対してほぼ直交関係となり、ねじのゆるみに対す
る抵抗が増大すると考えられる。
方向に形成することが好ましい。即ち、荷重支持ねじが
従来のように右ねじなら、カラー係止ねじは左巻きであ
ることが好ましい。このようにすれば螺旋溝が荷重支持
ねじに対してほぼ直交関係となり、ねじのゆるみに対す
る抵抗が増大すると考えられる。
【００２３】この実施例では、溝は全体でおねじのほぼ
全周に及んでいる。従って、ピンに対するカラーの回転
位置に関係なく、カラーの各突条が螺旋溝によって形成
される空隙の一部と半径方向に整列する。従って、すべ
ての突条がピンに対するカラーの係止に寄与する。さら
にまた、ピンに対するカラーの回転位置に関係なく、半
径方向に内方へ螺旋溝内へ変位するカラー材料の量はほ
ぼ同じである。このことはゆるみ抵抗の均一性を高め
る。１本の突条も螺旋溝と整列しないような回転位置は
存在しない。
全周に及んでいる。従って、ピンに対するカラーの回転
位置に関係なく、カラーの各突条が螺旋溝によって形成
される空隙の一部と半径方向に整列する。従って、すべ
ての突条がピンに対するカラーの係止に寄与する。さら
にまた、ピンに対するカラーの回転位置に関係なく、半
径方向に内方へ螺旋溝内へ変位するカラー材料の量はほ
ぼ同じである。このことはゆるみ抵抗の均一性を高め
る。１本の突条も螺旋溝と整列しないような回転位置は
存在しない。
【００２４】螺旋溝はねじ転造の前後にピンの上端に形
成する。例えば、形成すべき螺旋溝に対応する螺旋状
“フラット”即ち螺旋溝を上端に形成してあるピン粗材
を使用すればよい。この粗材にねじを転造すれば螺旋溝
で途切れたねじが形成される。或いは通常の円筒状粗材
にねじを転造してから、このねじと交差させて螺旋溝を
切削してもよい。いずれの加工方法を採用するにして
も、ピンの横断面で見た螺旋溝の形状は図３に示すよう
な凹面を呈するか、あるいは平らでもよく、場合によっ
ては中央がやや膨らんでいてもよい。ただし、やや凹面
状に形成すれば明らかにゆるみ抵抗が最大になる。
成する。例えば、形成すべき螺旋溝に対応する螺旋状
“フラット”即ち螺旋溝を上端に形成してあるピン粗材
を使用すればよい。この粗材にねじを転造すれば螺旋溝
で途切れたねじが形成される。或いは通常の円筒状粗材
にねじを転造してから、このねじと交差させて螺旋溝を
切削してもよい。いずれの加工方法を採用するにして
も、ピンの横断面で見た螺旋溝の形状は図３に示すよう
な凹面を呈するか、あるいは平らでもよく、場合によっ
ては中央がやや膨らんでいてもよい。ただし、やや凹面
状に形成すれば明らかにゆるみ抵抗が最大になる。
【００２５】図４及び図５は螺旋溝のあるねじ付きピン
の他の実施例を示す。これらの実施例においては、螺旋
溝が荷重支持ねじの螺旋方向と同じ方向に螺旋を形成し
ているが、反対方向に形成してもよい。図４に示す実施
例ではカラー係止溝のピッチが図１に示した実施例の場
合よりも長いから、螺旋溝の下端４２と隣接螺旋溝の上
端４３との間に狭い円周方向の“ギャップ”Ｇが生じ
る。螺旋溝が全体としておねじ部の全周に及ばないこの
ような実施例でも、突条はカラー周りにある程度の円周
方向幅を有するから各突条から内方へ変位するカラー材
料が確実に螺旋溝と咬合する。換言すれば、螺旋溝の下
端４２と隣接螺旋溝の上端４３との間のギャップが狭い
のに対し、カラーに設けられた突条はある程度の円周方
向の幅、即ち、ギャップよりは広い幅を有しているの
で、突条の一部がギャップ上に位置することになっても
残りの部分は螺旋溝に咬合する。したがって、この態様
においても本発明のねじ付きピンは確実にカラーを係止
することができる。
の他の実施例を示す。これらの実施例においては、螺旋
溝が荷重支持ねじの螺旋方向と同じ方向に螺旋を形成し
ているが、反対方向に形成してもよい。図４に示す実施
例ではカラー係止溝のピッチが図１に示した実施例の場
合よりも長いから、螺旋溝の下端４２と隣接螺旋溝の上
端４３との間に狭い円周方向の“ギャップ”Ｇが生じ
る。螺旋溝が全体としておねじ部の全周に及ばないこの
ような実施例でも、突条はカラー周りにある程度の円周
方向幅を有するから各突条から内方へ変位するカラー材
料が確実に螺旋溝と咬合する。換言すれば、螺旋溝の下
端４２と隣接螺旋溝の上端４３との間のギャップが狭い
のに対し、カラーに設けられた突条はある程度の円周方
向の幅、即ち、ギャップよりは広い幅を有しているの
で、突条の一部がギャップ上に位置することになっても
残りの部分は螺旋溝に咬合する。したがって、この態様
においても本発明のねじ付きピンは確実にカラーを係止
することができる。
【００２６】一方、図５に示す実施例のように螺旋溝の
下端４２と隣接螺旋溝の上端４３との間にオーバラップ
Ｏを設けることが望ましい場合もある。オーバラップ量
を適正に選択することにより、ファスナ転造過程を通し
てねじ転造ダイスに作用する圧力を終始均一に維持する
ことができ、これにより、予め螺旋溝が形成されている
粗材にねじを転造する際に、ねじ形状の均一性を高める
ことができる。
下端４２と隣接螺旋溝の上端４３との間にオーバラップ
Ｏを設けることが望ましい場合もある。オーバラップ量
を適正に選択することにより、ファスナ転造過程を通し
てねじ転造ダイスに作用する圧力を終始均一に維持する
ことができ、これにより、予め螺旋溝が形成されている
粗材にねじを転造する際に、ねじ形状の均一性を高める
ことができる。
【００２７】ピンに対するカラーのゆるみ抵抗をある程
度確保するためには、ねじ山を浅い溝によって切除する
だけでよいが、溝をねじ底まで切削することが好まし
い。溝がねじの中へ深く達していれば、溝へ変位する材
料の量も多くなり、その分だけゆるみ抵抗も増大する。
ただし、おねじよりも深く溝を切削すると組立てられた
ファスナの引張荷重支持能力が低下するから、これは避
けた方がよい。なお、ファスナに加わる主な荷重が軸方
向である場合ではなく、シートをその下方の構造に接合
する剪断荷重の場合には、原則としてエディタイプのフ
ァスナが使用される。
度確保するためには、ねじ山を浅い溝によって切除する
だけでよいが、溝をねじ底まで切削することが好まし
い。溝がねじの中へ深く達していれば、溝へ変位する材
料の量も多くなり、その分だけゆるみ抵抗も増大する。
ただし、おねじよりも深く溝を切削すると組立てられた
ファスナの引張荷重支持能力が低下するから、これは避
けた方がよい。なお、ファスナに加わる主な荷重が軸方
向である場合ではなく、シートをその下方の構造に接合
する剪断荷重の場合には、原則としてエディタイプのフ
ァスナが使用される。
【００２８】以上に本発明の原理に従って構成された戻
り止め機能を有する自動係止ファスナの実施例を図面に
沿って説明したが、当業者ならば多様な変更を容易に試
みることができるであろう。例えば、図示の実施例では
カラーに３本の突条を、ピンに５本の溝を形成してある
が、溝及び突条の本数は任意である。
り止め機能を有する自動係止ファスナの実施例を図面に
沿って説明したが、当業者ならば多様な変更を容易に試
みることができるであろう。例えば、図示の実施例では
カラーに３本の突条を、ピンに５本の溝を形成してある
が、溝及び突条の本数は任意である。
【００２９】
【発明の効果】以上説明したとおり、本発明に係るファ
スナは、ピンの空隙を螺旋状に設けたのでカラー材料の
一部が各突条から溝へ確実に変位するので、ゆるみ抵抗
の均一性が高く、確実な係止効果を達成することのでき
る自動係止ファスナを得ることができる。また、溝の本
数が突条の本数の整数倍となるのを避ける必要はない。
即ち、ピンが６本の螺旋溝を有するファスナを３本の長
手方向突条を有するカラーと併用することができる。
スナは、ピンの空隙を螺旋状に設けたのでカラー材料の
一部が各突条から溝へ確実に変位するので、ゆるみ抵抗
の均一性が高く、確実な係止効果を達成することのでき
る自動係止ファスナを得ることができる。また、溝の本
数が突条の本数の整数倍となるのを避ける必要はない。
即ち、ピンが６本の螺旋溝を有するファスナを３本の長
手方向突条を有するカラーと併用することができる。
【００３０】当業者なら他にも種々の変更を試みること
ができるから、本発明の範囲は頭書した特許請求の範囲
によってのみ制限される。
ができるから、本発明の範囲は頭書した特許請求の範囲
によってのみ制限される。
【図１】カラーを一部断面で示すと共にピンを２枚のシ
ート内に示した本発明のカラー及びピンの分解立面図で
ある。
ート内に示した本発明のカラー及びピンの分解立面図で
ある。
【図２】図１に示したカラーの頂面図である。
【図３】図１に示したピンのおねじの一部における３−
３線に沿った横断面図である。
３線に沿った横断面図である。
【図４】本発明の原理に従って構成されたピンの他の実
施例におけるおねじを示す部分立面図である。
施例におけるおねじを示す部分立面図である。
【図５】ピンのさらに他の実施例を示す図４と同様の図
である。
である。
１０ カラー
１２ ピン
１８ めねじ孔
２０ おねじ
２２ 螺旋溝
２８ 突条
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 昭54−99860（ＪＰ，Ａ)
特開 昭61−36510（ＪＰ，Ａ)
実開 昭51−3760（ＪＰ，Ｕ)
実開 昭59−79613（ＪＰ，Ｕ)
実開 昭58−49013（ＪＰ，Ｕ)
特公 昭48−34422（ＪＰ，Ｂ１)
仏国特許出願公開2624928（ＦＲ，Ａ
１)
米国特許4260005（ＵＳ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F16B 23/00 - 43/02
Claims (4)
- 【請求項１】 おねじ部を有し、工作物の孔に挿入され
るピンと、 おねじ部の長さの一部に沿って螺旋方向に延び、少なく
ともねじ山の一部の先端を切り、おねじ部の長さの一部
は完全な状態で残すように形成された複数の螺旋溝であ
って、ある螺旋溝の下端と該螺旋溝に隣接する螺旋溝の
上端との間に円周方向のギャップを有すると共に螺旋溝
が全体でもおねじ部の全周に及ばないように設けられた
螺旋溝と、 おねじ部と咬合するめねじ部を有し、引張荷重を支持す
るカラーと、 カラーの外側にドライバと咬合させるために形成され
た、長手方向に延びると共にその幅が前記ギャップより
も大きい複数の突条とから成り、 前記カラーを工作物と咬合させるとき、ドライバによっ
て加えられる半径方向の押圧力に応じて、各突条および
該突条の半径方向内側のカラー材料が塑性変形し、突条
およびカラー材料が半径方向に塑性変形する際に、カラ
ー材料の少なくとも一部が螺旋溝に入り込んで、ピン及
びカラーを回転不能に係止することを特徴とする自動係
止ファスナ。 - 【請求項２】 螺旋溝が５本であることを特徴とする請
求項１に記載の自動係止ファスナ。 - 【請求項３】 おねじ部を有し、工作物の孔に挿入され
るピンと、 おねじ部の長さの一部を切断し、おねじ部の他の部分は
切断しないまま、全体でおねじ部の周囲の少なくとも１
周分に跨っている複数の螺旋状に延びる螺旋溝と、 おねじ部を咬合するめねじ部を有し、引張荷重を支持す
るカラーと、 ドライバによる押圧咬合のためにカラー外側に形成した
複数の長手方向に延びる突条とを有して成り、 前記カラーを工作物と咬合させるとき、ドライバによっ
て加えられる半径方向の押圧力に応じて、各突条および
該突条の半径方向内側のカラー材料が塑性変形し、突条
およびカラー材料が半径方向に塑性変形する際に、カラ
ー材料の少なくとも一部が螺旋溝に入り込んで、ピン及
びカラーを回転不能に係止することを特徴とする自動係
止ファスナ。 - 【請求項４】 ５本の螺旋溝を有し、個々の螺旋溝のそ
れぞれが、おねじ部の周囲を７２゜回って延びているこ
とを特徴とする請求項３に記載の自動係止ファスナ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/589,314 US5061132A (en) | 1990-09-27 | 1990-09-27 | Self-locking fastener |
| US07/589314 | 1990-09-27 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04244612A JPH04244612A (ja) | 1992-09-01 |
| JP3441084B2 true JP3441084B2 (ja) | 2003-08-25 |
Family
ID=24357489
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24932691A Expired - Fee Related JP3441084B2 (ja) | 1990-09-27 | 1991-09-27 | 自動係止ファスナ |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5061132A (ja) |
| EP (1) | EP0477517B1 (ja) |
| JP (1) | JP3441084B2 (ja) |
| DE (1) | DE69105433T2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5228817A (en) * | 1992-09-23 | 1993-07-20 | Vsi Corporation | Lightweight lockbolt fastener system |
| EP0705391B1 (en) * | 1993-03-25 | 2001-12-12 | Holland Neway International, Inc. | Spring brake actuator and caging bolt therefor |
| US5692863A (en) * | 1996-01-25 | 1997-12-02 | Fairchild Fasteners-U.S. | Self-locking preload controlling nut |
| DE10118973A1 (de) * | 2001-04-18 | 2002-10-24 | Profil Verbindungstechnik Gmbh | Verfahren zum Anbringen eines Funktionselements in Form eines Gewindestifts in ein Blechteil |
| GB2390656B (en) * | 2001-05-23 | 2004-07-14 | Huck Patents Inc | Self-locking fastener with threaded swageable collar |
| US6749386B2 (en) | 2001-08-20 | 2004-06-15 | Maclean-Fogg Company | Locking fastener assembly |
| US7017952B2 (en) * | 2002-06-21 | 2006-03-28 | Maclean-Fogg Company | Fluid connector |
| US6840139B2 (en) * | 2003-05-08 | 2005-01-11 | Alcoa Global Fasteners, Inc. | Tapered installation tool |
| US6878069B2 (en) * | 2003-06-05 | 2005-04-12 | Sps Technologies, Inc. | Helical groove fasteners and methods for making same |
| CZ299242B6 (cs) * | 2004-02-05 | 2008-05-28 | Škoda Auto a. s. | Spojovací šroub pro vysoké predpetí |
| US9644659B2 (en) * | 2014-03-17 | 2017-05-09 | The Boeing Company | Temporary clamp up system for sealant squeeze out in lock bolt installations |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3139786A (en) * | 1958-01-06 | 1964-07-07 | Lockheed Aircraft Corp | Fastening device |
| FR1271881A (fr) * | 1959-10-23 | 1961-09-15 | Huck Mfg Co | Axe pour dispositif de fixation |
| US4260005A (en) * | 1977-11-09 | 1981-04-07 | Vsi Corporation | Self-locking fastener, fastener system, and process |
| CA1251343A (en) * | 1981-03-17 | 1989-03-21 | Edgar L. Stencel | Pin and process for its manufacture |
| US4544312A (en) * | 1981-03-17 | 1985-10-01 | Vsi Corporation | Pin and process for its manufacture |
| US4682520A (en) * | 1984-11-15 | 1987-07-28 | Northrop Corporation | Mechanically lockable fastener assembly |
| FR2624928B1 (fr) * | 1987-12-18 | 1990-03-30 | Peugeot | Assemblage d'un tube interieurement filete et d'une tige exterieurement filetee et procede de realisation de cet assemblage |
-
1990
- 1990-09-27 US US07/589,314 patent/US5061132A/en not_active Expired - Lifetime
-
1991
- 1991-08-12 EP EP91113524A patent/EP0477517B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-08-12 DE DE69105433T patent/DE69105433T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1991-09-27 JP JP24932691A patent/JP3441084B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0477517A3 (en) | 1992-06-03 |
| DE69105433T2 (de) | 1995-04-06 |
| EP0477517A2 (en) | 1992-04-01 |
| JPH04244612A (ja) | 1992-09-01 |
| EP0477517B1 (en) | 1994-11-30 |
| DE69105433D1 (de) | 1995-01-12 |
| US5061132A (en) | 1991-10-29 |
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|---|---|---|---|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20020719 |
|
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