JP2018141546A - Expansion-type fixture - Google Patents
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Abstract
Description
本願発明は、ワークの表面側から操作する拡張式固定具（ブラインドファスナー）に関するものである。 The present invention relates to an expandable fixture (blind fastener) operated from the surface side of a workpiece.
板材等のワークの表面側から操作して部材を板材の表面に固定する拡張式固定具は、広く使用されている。この拡張式固定具には様々なタイプがあるが、いずれも中空軸を有しており、中空軸に、スリットによって拡張部を形成して、ピンやボルト（ビス）によって拡張部を広げることにより、ワークに対して抜け不能に保持している。その例が特許文献１に記載されている。
2. Description of the Related Art Expandable fixtures that are operated from the surface side of a workpiece such as a plate material and fix a member to the surface of the plate material are widely used. There are various types of expansion fixtures, all of which have a hollow shaft. By forming an expansion portion with a slit in the hollow shaft and expanding the expansion portion with a pin or bolt (screw) , So that it cannot be removed from the workpiece. An example thereof is described in
特許文献１では、拡張部の内周面は、その前後中途部が最も小径となるようにくびれており、ボルトがねじ込まれると、拡張部は押し広げられてワークの裏面に係合するが、拡張部の曲がり方が一定せずに、品質の安定性が必ずしも良くないと懸念される。
In
更に述べると、特許文献１のように拡張部の内周が先窄まりのテーパ面になった構造では、テーパ面の内径は必然的に先端に向けて徐々に小さくなるため、ボルトとテーパ面とが点接触（或いは線接触）する傾向を呈しており、かつ、スリットで分断された各部分の内周面の巾は先端に向けて小さくなるため、ねじ山の引っ掛かり代（或いは接触面積）は先端に行くほど小さくなる。
More specifically, in the structure in which the inner periphery of the expansion portion is a tapered surface as in
このように、特許文献１では、ボルトと拡張部との接触面積が小さいことと、ボルトと拡張部とが線接触する傾向を呈することとにより、拡張部が窄まる方向に変形しやすくて、強い引き抜き抵抗を確保しにくいと懸念される。
As described above, in
本願発明は、このような現状を改善して抜け防止強度に優れた拡張式固定具を提供せんとするものである。 The present invention is intended to improve the current situation and provide an expandable fixture that is excellent in prevention strength.
本願発明は様々の構成を含んでおり、その典型を各請求項で例示している。請求項１の発明は、ワークに貫通した取付け穴に当該ワークの表面側から挿入される中空軸と、前記ワークの表面に重なるように前記中空軸に一体に又はねじ込みにて設けた頭とから成っており、前記中空軸は、前記ワークの裏側に露出する拡張部を有しており、前記拡張部の外周面には先広がりのテーパ状に形成されて、前記中空軸には前記拡張部の内周に至るまだストレート状の雌ねじが形成されており、かつ、前記拡張部は、複数のスリットで縦割りされて複数の舌状部に分断されている、という基本構成である。
The present invention includes various configurations, and typical examples are given in the claims. The invention of
そして、前記拡張部は、各舌状部を軸心側に向けて押し曲げることによって前記ワークの取付け穴への挿入が可能になっており、ワークの取付け穴への挿入後に基端からボルトをねじ込むと、前記各舌状部が広がり変形してワークから抜け不能に保持されるように設定されている。 The extension portion can be inserted into the workpiece mounting hole by pushing and bending each tongue-shaped portion toward the axial center side. When the screw is screwed in, each of the tongue-like portions is expanded and deformed so that it cannot be removed from the work.
請求項２の発明は、請求項１において、前記拡張部は、基端側の一部が前記ワークの取付け穴内に位置するように設定されていると共に、前記拡張部のうち前記ワークの裏側に露出する先端側の部位に、前記雌ねじの内径よりも小径の内向き顎部が形成されており、前記内向き顎部を前記ボルトで押し広げることによって拡張部が広がり変形するようになっている。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the extended portion is set so that a part of the base end side is positioned in the mounting hole of the workpiece, and the back portion of the extended portion of the extended portion is located on the back side of the workpiece. An inward jaw portion having a diameter smaller than the inner diameter of the female screw is formed at the exposed tip portion, and the extension portion is expanded and deformed by pushing the inward jaw portion with the bolt. .
そして、前記拡張部は、頭に近い一部が前記ワークの取付け穴に隠れた他の部分はワークの裏側に露出するように設定されており、前記拡張部の内部のうち軸方向の中途部に、前記ボルトのねじ込みによって広がり変形するための内向き顎部を形成している、前記拡張部のうち基端部の一部が前記ワークに食い込むことが許容されている。 The extension portion is set such that a portion close to the head is hidden behind the attachment hole of the workpiece, and the other portion is exposed to the back side of the workpiece, and the middle portion in the axial direction of the inside of the extension portion. In addition, it is allowed that a part of the base end portion of the extended portion that forms an inward jaw portion for spreading and deforming by screwing of the bolt bites into the workpiece.
請求項３の発明は、ワークに貫通した取付け穴に当該ワークの表面側から挿入される中空軸と、中空軸に形成された雄ねじに螺合して前記ワークの表面に重なるナットと、前記中空軸の内部に打ち込み又はねじ込みされる拡張ピンとを有しており、前記中空軸には、前記拡張ピンの進入によって広がり変形して前記ワークに裏側から当接する拡張部が形成されており、前記拡張部は、複数のスリットで縦割りされて複数の舌状部に分断されている、という基本構成である。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a hollow shaft that is inserted into a mounting hole penetrating the workpiece from the surface side of the workpiece, a nut that is screwed into a male screw formed on the hollow shaft and overlaps the surface of the workpiece, and the hollow An expansion pin that is driven or screwed into the shaft, and the hollow shaft is formed with an expansion portion that expands and deforms due to the insertion of the expansion pin and contacts the workpiece from the back side. The part has a basic configuration in which it is vertically divided by a plurality of slits and divided into a plurality of tongue-like parts.
そして、前記拡張部は、頭に近い一部が前記ワークの取付け穴に隠れて他の部分はワークの裏側に露出するように設定されており、前記拡張部の内部のうち軸方向の中途部に、前記拡張ピンの進入によって広がり変形するための内向き顎部を形成しており、前記拡張部のうち基端部の一部が前記ワークに食い込むことが許容されている。 The extension part is set so that a part close to the head is hidden behind the attachment hole of the work and the other part is exposed on the back side of the work, and the middle part in the axial direction of the inside of the extension part Further, an inward jaw portion is formed for spreading and deforming by the advancement of the expansion pin, and a part of the base end portion of the expansion portion is allowed to bite into the workpiece.
請求項１の発明では、拡張部は、外周側に広がった状態に製造してから窄めるように曲げておいて、使用に際して、ボルトによって元の広がった状態に押し広げるものであるため、拡張部にはいわば曲がり癖がついていて、各舌状部の付け根箇所に曲げ力を集中させることができる。
In the invention of
また、雌ねじは拡張部が広がり変形させた状態で形成されていて、各舌状部の内径の曲率半径は全長に亙ってボルトの外径と同じであるため、ボルトの外周全体と雌ねじの内周全体とを密着させることができて、ねじ山の潰れも防止又は著しく抑制でき、その結果、拡張部に対して強い曲げ力を作用させることができる。 In addition, the female screw is formed in a state in which the extended portion is expanded and deformed, and the radius of curvature of the inner diameter of each tongue-like portion is the same as the outer diameter of the bolt over the entire length. The entire inner periphery can be brought into close contact with each other, and the crushing of the screw thread can be prevented or remarkably suppressed. As a result, a strong bending force can be applied to the expanded portion.
このように請求項１の発明では、各舌状部の付け根箇所に、強い曲げ力を集中的に作用させることができるため、舌状部の広がり変形の確実性に優れており、その結果、高い引き抵抗を確保しつつ品質も安定させることができる。
Thus, in the invention of
請求項１の構成では、ストレート状になっている雌ねじ穴を先窄まりに形成することにより、拡張部がワークの取付け穴に嵌まるように縮径しており、従って、スリットは、通常はＶ形に形成されていて、縮径によってその角度が小さくなったり、切り込み状になったりする。
In the configuration of
他方、請求項２の発明では、小径の内向き顎部を押し広げることによって拡張部を広げるものであるため、雌ねじ穴の窄まりの程度が小さくても、拡張部を大きく広げることができる。このため、雌ねじ穴をストレート状に形成した状態から窄めて拡張部がワークの取付け穴に嵌まるように縮径するに当たって、縮径の程度を小さくできる。請求項２でも、請求項１と同様に、スリットをＶ形に形成しておくのが好適であるが、縮径の程度を小さくできるため、Ｖ形のスリットの角度はできるだけ小さくすることができる。従って、カッターによる切削量は少なくてよく、このため、１回の切削で問題なく加工できる。 On the other hand, according to the second aspect of the present invention, since the expanded portion is expanded by pushing and expanding the small-diameter inward jaw portion, the expanded portion can be greatly expanded even if the degree of constriction of the female screw hole is small. For this reason, when the diameter of the expanded portion is reduced so as to fit into the attachment hole of the workpiece by narrowing the female screw hole from the straight shape, the degree of diameter reduction can be reduced. In the second aspect, similarly to the first aspect, it is preferable to form the slit in a V shape. However, since the degree of diameter reduction can be reduced, the angle of the V shape slit can be made as small as possible. . Therefore, the amount of cutting by the cutter may be small, and therefore it can be processed without any problem by one cutting.
また、請求項２では、拡張部の一部がワークの取付け穴に嵌まっているため、拡張部が広がり変形すると、拡張部を構成する各舌状部がワークに食い込んで、中空軸の回転を防止できる。従って、ボルトのねじ込みによって中空軸が連れ回転することを防止して、拡張部の広がりを確実化できる。また、中空軸は回転不能に保持されるため、固定具をワークに固定してから、中空軸にねじ込んだ他のボルトで部材をワークの表面に固定する場合、他のボルトのねじ込みを確実化して、高い締結強度を確保できる。
Further, in
請求項３の発明では、拡張部が内向き顎部の作用によって広がり変形し、ナットをねじ込んで中空軸をワークの外側に引き込むと、内向き顎部がワークの裏側につかえて、中空軸はワークにしっかりと固定される。この場合、拡張部は内向き顎部の作用によって広がり変形するため、請求項１，２と同様に、広がり角度を大きくして高い引き抜き強度を確保できる。また、拡張部の一部がワークに食い込むため、請求項２の場合と同様に、ナットと一緒に中空軸が連れ回転することはなくて、しっかりと固定できる。
In the invention of
次に、本願発明の実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態では、方向を特定するため前後の文言を使用するが、前後は、ワークへの差し込み方向に向いた方向として定義している。正面視は、ワークへの差し込み方向から見た状態であり、側面視は中空軸の軸心と直交した方向から見た状態である。 Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the present embodiment, the front and rear words are used to specify the direction, but the front and rear are defined as the direction facing the insertion direction into the workpiece. The front view is a state seen from the insertion direction into the workpiece, and the side view is a state seen from a direction orthogonal to the axis of the hollow shaft.
(1).第１実施形態（図１，２）
まず、図１，２に示す第１実施形態を説明する。本実施形態は、請求項１を具体化したものである。本実施形態の拡張式固定具１は、図２に示すように、板状の第１ワークＷ１に第２ワークＷ３を取り付けことに使用される。第１ワークＷ１としては、例えば角形鋼管のように、裏側に人の手を差し入れることができない構造材が挙げられる。
(1). First embodiment (FIGS. 1 and 2)
First, the first embodiment shown in FIGS. The present embodiment embodies
Ｈ型鋼のように表裏両面に人が手を差し入れることができる構造材の場合は、ボルトとナットを人が手で持ってねじ込みできるので、拡張式固定具１は必ずしも必要ないが、角形鋼管のように裏面に人の手を差し入れることができずに表面側からしか作業を行えない場合に、本実施形態の拡張式固定具１が有益である。
In the case of a structural material that can be inserted by humans on both the front and back sides, such as H-shaped steel, the bolt and nut can be screwed in by hand, so the
図１に示すように、拡張式固定具１は、一端（基端）に頭３を設けて内周はストレート穴になっている鋼製の中空軸２を有しており、ボルト４がセットで使用される。従って、実施形態の拡張式固定具１は、中空軸２とボルト４とで構成されていると見ることも可能である。図示の実施形態では頭３を六角に形成しているが、四角のような他の多角形や円形などの形態も採用可能である。
As shown in FIG. 1, the
中空軸２は第１第１ワークＷ１の板厚よりも長い寸法に設定されており、第１ワークＷ１に挿入した状態で第１ワークＷ１の裏側に露出する部分を拡張部５と成しており、この拡張部５の外周は、先広がりのテーパ状になっている。内周は、ストレート形状である。
The
中空軸２は、中空鋼材又は棒材を素材にして製造されるが、図１に示すように、まず、第１加工段階として、素材を、外周面を先広がりテーパ面と成した拡張部５を有する状態に製造する。従って、この状態では、中空軸２を第１ワークＷ１の取付け穴Ｗ２に挿入することはできない。
The
第２加工段階として、中空軸２の内周の全長に亙ってタップ７によって雌ねじ８（（Ｃ）（Ｇ）参照）を形成し、次いで、第３加工段階として、拡張部５に複数本のスリット９を形成することにより、拡張部５を、スリット９で縦割りされた複数の舌状部１０に分割する。雌ねじ８の加工はスリット９の加工前に行われるため、雌ねじ８は、中空軸２の内周にタップ９を回転させながら通すだけで簡単で加工できる。
As a second machining stage, a female thread 8 (see (C) and (G)) is formed by the
実施形態では、拡張部５は６個の舌状部１０に分離しているが、舌状部１０の個数は、中空軸２の外径や肉厚などを勘案して任意に設定できる。なお、各舌状部１０の先端は自由端になっている。各舌状部１０は、第２実施形態以降の実施形態と同様に帯状部分と呼ぶことも可能である。
In the embodiment, the
スリット９を形成してから、（Ｄ）に示すように、第４加工段階として、各舌状部１０を軸心の側に曲げることにより、拡張部５の外周面をストレート状に形成する。中空軸２の内周は元々ストレート形状であるため、第４加工段階の後は、拡張部５の内周面は先窄まりのテーパ状になる。なお、各加工段階に応じて、第１中間品〜第４中間品と呼ぶことも可能である（この点は、他の実施形態も同様である。）。
After the
拡張式固定具１は、第４加工段階を経てから焼入れや塗装等の付帯加工が施され、その後に出荷される。そして、拡張部５の内周面は先窄まりのテーパになっているため、（Ｅ）に示すように、軸部を第１ワークＷ１の取付け穴Ｗ２に挿入してから、ボルト４を頭３の側からねじ込むと、（Ｆ）（Ｇ）に示すように、各舌状部１０は軸心から遠ざかる外側に起きるように変形して、拡張部５の外周面が元のテーパ状に戻り、これにより、中空軸２は抜け不能に保持される。
The
各舌状部１０は、第１ワークＷ１の内角１１を支点にして屈曲しようとするため、ボルト４をねじ込んでいくと、中空軸２は第１ワークＷ１の裏側に向けて引き寄せられて、頭３が第１ワークＷ１の表面に密着する。
Since each tongue-shaped
また、各舌状部１０は、いったん軸心側に押し曲げられていて曲がり癖がついているため、ボルト４をねじ込むと、付け根を中心にして精度良く変形する。なお、各舌状部１０の付け根箇所の外周面に、曲がりの支点となる環状溝を形成しておくと、各舌状部１０を軸心側に押し曲げるに際しても、ボルト４で戻し変形させるにしても、負担を軽減できる。特に、ボルト４によって外側に曲げるのは人手で行われるため、環状溝のような応力集中部を形成しておくと、作業者の負担を軽減できて好適である。
Further, each tongue-
拡張部５の内周はもともとストレートに形成されているため、ボルト４は、拡張部５の雌ねじ８に対してしっかりと螺合しており、ボルト４又は拡張部５のねじ山の潰れは全く又は殆ど発生しない。また、拡張部５を構成する各舌状部１０は、広い面積でボルト４と面接触しているため、ボルト４の回転による押圧力をしっかりと受けて、付け根を中心にして正確に変形する。従って、締結強度のバラ付きを無くして品質を安定化できる。
Since the inner periphery of the
部材Ｘ１の取付け方法として、図２（Ａ）では、頭４の頂面に部材Ｘ１を重ねてこれをボルト１２で固定している。ボルト４は、拡開に用いたものをそのまま使用してもよいし、別のものを使用してもよい。図２（Ｂ）に示す例では、第１ワークＷ１の表面に部材Ｘ１を重ねてから中空軸２を挿入しており、従って、拡張部５の拡開と部材Ｘ１の締結とが同時に行われる。
As a method for attaching the
(2).第１実施形態の加工方法（図３，４）
第１実施形態の固定具において、中空軸３にはスリット９が形成されるが、このスリット９は、図３（Ａ）に示すように、先広がりのＶ形に形成されており、これにより、切削量をできだけ少なく状態で拡張部５がストレート状に縮径することが許容されており、拡張部５がストレート状に縮径した後は、スリット９は切り込み状に近い状態になる。
(2). Processing method of the first embodiment (Figs. 3 and 4)
In the fixture according to the first embodiment, a
そして、図３では、スリット９は断面Ｖ形のフライスカッター１５で切削しており、Ｖ形のフライスカッター１５を使用すると、６本のスリット９は、フライスカッター１５を３回相対動させることによって形成できる。
In FIG. 3, the
この場合、１回目の切削時には拡張部５は安定した状態に保持されるので切削加工に問題はないが、Ｖ形のフライスカッター１５は側面で切削することになることから、切削に際しては、平カッターに比べて拡張部５には相当の抵抗が生じる（カッター１５には高い圧力が作用する。）。このため、２回目、３回目と切削が進むと、拡張部５が既に切削されていて安定性が悪くなっているため、拡張部５によってフライス拡張部５に触れ動きが発生して、その触れ動きがカッター１５に作用してビビリ現象が発生するなど、切削加工が非常に厄介になることがある。
In this case, there is no problem in the cutting because the
しかして、切削加工に関する上記の問題は、図４に示す方法によって克服できる。すなわち、図４の方法では、厚さが異なる３枚の平カッター１６，１７，１８を使用して、スリット９を、幅が相違する３つの部分９ａ，９ｂ，９ｃが繋がった状態に形成している。この方法において、平カッター１６，１７，１８は外周面に切削するため、切り進むうちに拡張部５でカッター１６，１７，１８が強く挟まれるようなことはなくて、拡張部５の安定性が低下していても、平カッター１６，１７，１８にビビリ現象を生じることなく、軽快に切削加工できる。そして、スリット９は全体として先広がりのＶ形になっているため、拡張部５をストレート状に縮径することに支障はない。
Thus, the above-described problems related to cutting can be overcome by the method shown in FIG. That is, in the method of FIG. 4, three
(3).第２実施形態（図５，６）
次に、図５，６に示す第２実施形態を説明する。この実施形態は請求項２を具体化したもので、基本的には、第１実施形態と同様に、中空軸２の一端に頭１３が一体に形成されていて、頭１３と反対側に拡張部５が形成されている。
(3). Second embodiment (FIGS. 5 and 6)
Next, a second embodiment shown in FIGS. 5 and 6 will be described. This embodiment embodies
そして、この実施形態では、縮径前の状態で、拡張部５は、頭１３の側に位置した先広がりのテーパ部（基端側部位）５ａと、その先端側に位置したストレート部（先端部位）５ｂとから成っている。本実施形態の特徴として、ストレート部５ｂの外径は第１ワークＷ１の取付け穴Ｗ２の内径よりもやや大径になっており、第１実施形態における拡張部５の最大径によりは遥かに小さくなっている。
In this embodiment, in the state before the diameter reduction, the expanded
従って、スリット９はＶ形であるものの、その広がり角度は第１実施形態に比べて相当に小さくなっている。そして、スリット９の容積が小さいため、図３（Ｂ）のようにカッター１５で切削するに際して切削抵抗は小さい。このため、各スリット９を、１枚のカッター１５で容易に加工できる。
Therefore, although the
更に、第２実施形態の特徴として、雌ねじ８は全体に貫通してはおらず、拡張部５のうち先端側の部位には、雌ねじ８よりも遥かに小径の内向き顎部１８が形成れている。内向き顎部１８の後面（頭１３の側を向いた面）は、先広がりのテーパ面１８ａになっている。テーパ面１８ａは、拡張部５のうちストレート部５ｂの箇所に位置している。この実施形態では、拡張部５を縮径すると外周面はストレート状になり、この状態では、拡張部５の内周面は先窄まりのテーパ形状（角度が途中で変わるテーパ形状）になる。また、スリット９は殆ど切り線のような状態になる。
Further, as a feature of the second embodiment, the
図６（Ａ）で第２実施形態の使用状態を示しているが、（Ａ）に示すように、拡張部５のテーパ部５ａは、部分的に第１ワークＷ１の取付け穴Ｗ２に残るように設定している。見方を変えて述べると、第１ワークＷ１の厚さが多少相違しても、取付け穴Ｗ２とテーパ部５ａとが一部でも重複していたら、本実施形態の固定具１を使用できる。従って、本実施形態は、第１ワークＷ１のある程度の厚さの違いに対応できる。この点、本実施形態の大きな特徴の一つである。
FIG. 6 (A) shows the usage state of the second embodiment. As shown in FIG. 6 (A), the tapered
この固定具１には、拡張用ボルト１９として、六角レンチ２０で回転操作される頭なしのソケット穴付きボルトが使用される。拡張用ボルト１９の先端部は、先窄まりのテーパ部１９ａになっている。そして、ボルト１９のねじ込みにより、まず、拡張部５を構成する各舌状部１０のテーパ部５ａが広がるが、このテーパ部５ａは、その中途部が取付け穴Ｗ２の先端縁に当たるため、テーパ部５ａは少し曲がりつつ、第１ワークＷ１に食い込んでいく。各舌状部１０がそれぞれ第１ワークＷ１に食い込むため、いわば、拡張部５は花びら状に広がった状態で第１ワークＷ１に食い込むことになり、これにより、中空軸２は回転不能に保持される。従って、レンチ２０をねじ込んでも、中空軸２が連れ回転することはない。
In this
そして、中空軸２の先端部には小径の内向き顎部１８が形成されているため、拡張部５のストレート部５ｂを大きな角度に広げることができる。図１の実線では、ボルト１９のテーパ部１９ｂが内向き顎部１８のテーパ面１８ａに至って状態を示しているが、ボルト１９は更にねじ込むことが可能であり、拡張部５の露出部を、更に大きく外向きに広げることができる。従って、第１ワークＷ１に対する中空軸２の引っ掛かり性能は極めて高い。従って、土木・建築の構造材への取付けなどに有益である。
And since the small diameter
図６（Ｂ）では、第１及び第２の２枚のワークＷ１，Ｗ３の締結に使用した例を表示している。この例でも、拡張部５の中途部が、裏側に位置した第１ワークＷ１の開口縁に位置するように設定している。作用は（Ａ）と同じであるが、締結用ボルト１９として、頭付きボルトを使用している（ソケット穴付きボルトでもよい。）。
FIG. 6B shows an example used for fastening the first and second workpieces W1 and W3. Also in this example, the midway part of the
既述のように、ボルト１９をねじ込んでいくと各舌状部１０が途中で屈曲して露出部か広がり変形するが、広がり変形した部分が第１ワークＷ１の裏面に強く当たるため、結果として、２枚のワークＷ１，Ｗ２は、拡張部５と頭１３とで強く挟まれる。従って、いわばリベットで締結したようなで状態や、ボルト及びナットで締結したような状態に、極めて強固に締結される。
As described above, when the
(4).第３実施形態（図７）
図７では、請求項３に対応した第３実施形態を示している。この実施形態では、中空軸２は当初からストレート状に形成されており、縮径の工程は存在しない。そして、この実施形態では、中空軸２の外周に雄ねじが形成されていて、これにナット２２が基端から螺合している。中空軸２の先端部には、スリット９で複数の舌状部１０に割られた拡張部５が形成されており、拡張部５のうち基端側に寄った部位に環状溝２３を形成している（環状溝２３は存在しなくてもよい。）。
(4) Third embodiment (FIG. 7)
FIG. 7 shows a third embodiment corresponding to the third aspect. In this embodiment, the
中空軸２のうち拡張部５を除いた部分には、拡張ピン２４の頭２４ａが嵌まる中空穴２５が後ろ向きに開口するように形成されており、拡張部５には、スリット９で構成された穴が中心線上に空いている。このため、拡張部５の基端部には、中空穴２５から大きく窄まった内向き顎部２６が形成されている。
A
拡張ピン２４の先端は釘状の尖り先になっており、拡張ピン２４をロッド２７によって拡張部５に打ち込むと、拡張部５が第１ワークＷ１の裏側で広がり変形する。そして、ナット２２をねじ込んでいくと、中空軸２が引っ張られていき、やがて、拡張部５は変形不能になって、２枚のワークＷ１，Ｗ３が強固に締結される。
The tip of the
この実施形態の特徴は、ナット２２の位置を変えることにより、ワークＷ１，Ｗ３の厚さに自在に対応できることであり、締結できるワークＷ１，Ｗ３の総厚さの範囲が大きい。なお、３枚以上のワークの締結にも適用できる。この実施形態でも、拡張部５を部分的に第１ワークＷ１の取付け穴Ｗ２に嵌まった状態に設定すると、第１ワークＷ１に対する拡張部５（舌状部１０）の食い込みが良好になる。
The feature of this embodiment is that the thickness of the workpieces W1, W3 can be freely adjusted by changing the position of the
(5).第４，５実施形態（図８，９）
図８に示す第４実施形態も請求項３を具体化したものであり、基本的な構造は第３実施形態と同じである。従って、第３実施形態と同じ要素は同じ符号を付して、説明は省略することとする。
(5) Fourth and fifth embodiments (FIGS. 8 and 9)
The fourth embodiment shown in FIG. 8 also embodies
この実施形態では、拡張ピン２４の頭２４ａは中空軸２の外側に露出するようになっている。このため、中空穴２５は、拡張ピン２４の軸径も僅かに大きいだけである。従って、中空軸２の強度は第３実施形態よりも格段に高くなっている。なお、本実施形態にしても第３実施形態にもしても、拡張ピン１４は、叩き込み式に代えてねじ込み式（ボルトタイプ）を採用することも可能である。
In this embodiment, the
次に、第４実施形態では、拡張部５は雄ねじ部よりも大径になっており、かつ、雄ねじ部の側に位置した小径部（基端側部位）５ｃと、先端側に位置した大径部（先端側部位）５との２段階の外径になっている。大径部５ｄは、第１ワークＷ１の取付け穴Ｗ２に嵌まる大きさである。中空穴２５は小径部５ｃの中途部まで至っている。従って、内向き顎部２６は小径部５ｃの箇所に位置している。なお、スリット９は十文字状に形成されており、従って拡張部５は４つ割り状になっている（６つ割りや８つ割りなどであってもよい。）。
Next, in the fourth embodiment, the expanded
この実施形態では、第１及び第２のワークＷ１，Ｗ３の締結に使用しているが、拡張部５の小径部５ｃが第１ワークＷ１の取付け穴Ｗ２に部分的に残るように設定している。また、内向き顎部２６も第１ワークＷ１の取付け穴Ｗ２の箇所に位置するように設定している（但し、内向き顎部２６を第１ワークＷ１の裏側に位置させることは可能である。）。
In this embodiment, the first and second workpieces W1 and W3 are used for fastening, but the small diameter portion 5c of the
この実施形態でも、第３実施形態と同様に、拡張ピン２４の打ち込みによって拡張部５が広がり変形し、ナット２２のねじ込みによって中空軸２が引っ張られる。中空軸２の引っ張りにより、拡張部５における小径部５ｃが第１ワークＷ１に部分的に食い込みつつ、拡張部５は元の状態に戻ろうと変形するが、やがて、（Ｃ）に点線２８で示すように、第１ワークＷ１に対する拡張部５の食い込みが停止して、拡張部５は広がった状態のままに保持される。これにより、両ワークＷ１，Ｗ３の締結が行われる。
In this embodiment, similarly to the third embodiment, the
この実施形態でも、拡張部５を構成する各舌状部１０が第１ワークＷ１に食い込むため、中空軸２は回転不能に保持されて、中空軸２がナット２２と一緒に連れ回りすることはない。
Also in this embodiment, since each tongue-shaped
また、拡張部５は、拡張ピン２４で広げられてから、ナット２２による引っ張りに伴い、第１ワークＷ１に当接して小径部５ｃが窄まろうとするため、最終体には、２段階で曲がった状態になる。すなわち、小径部５ｃのうち第１ワークＷ１に食い込んでいる部分の曲がり角度θ１が、大径部５ｄの曲がり角度θ２よりも小さくなっている。このため、第１ワークＷ１に対する拡張部５の引っ掛かり抵抗は非常に大きくて、極めて高い締結強度を確保できる。従って、角形鋼管やＨ型鋼などの構造部材の締結や補強に最適である。
In addition, since the
拡張部５は全長に亙って同径に形成することも可能であるが、実施形態のように、拡張部５を小径部５ｃと大径部５ｄとで構成すると、ナット２２のねじ込みによって中空軸２を引っ張っていったときに、小径部５ｃと大径部５ｄとの境界の段部が第１ワークＷ１に引っ掛かるため、引き抜き抵抗を一層向上できる利点である。
The
図８（Ｄ）に変形例として示すように、小径部５ｃの箇所の外周面を断面鋸歯形の凹凸形状に形成することも可能である。このように構成すると、応力集中によって小径部５ｃがシャープに曲がるため、引き抜き抵抗の増大に貢献できるといえる。拡張部５の広がりの程度は、内向き顎部２６の段差寸法Ｅ（分図（Ｂ）参照）の大きさに依存する。従って、この寸法Ｅを適宜選択することにより、固定具としてのスペックを設定できる。
As shown in FIG. 8D as a modified example, the outer peripheral surface of the small diameter portion 5c can be formed in an uneven shape having a sawtooth cross section. If comprised in this way, since the small diameter part 5c bends sharply by stress concentration, it can be said that it can contribute to increase of drawing resistance. The extent of expansion of the
分図（Ａ）に一点鎖線で示すように、拡張部５の小径部５ｃに、各舌状部１０に対応して平坦面２９を形成しておくことも可能である。このように平坦面２９を形成しておくと、平坦面２９の縁に角ができるため、第１ワークＷ１への食い込みとが良好になって、回り止め機能が一層向上する。
As indicated by the alternate long and short dash line in the partial diagram (A), it is also possible to form a
また、（Ｄ）に二点鎖線で示すように、中空軸２に、ワークＷ１，Ｗ３の取付け穴Ｗ２に嵌まるカラー（筒体）３０を嵌め込んでおくことも可能である。このようにカラー３０を使用すると、中空軸２を取付け穴Ｗ２と同心に保持できるため、締結強度をより一層向上できると共、ワークＷ１，Ｗ３相互間の位置決め機能も格段に向上できるといえる。
Further, as indicated by a two-dot chain line in (D), a collar (tubular body) 30 that fits into the mounting hole W2 of the workpieces W1, W3 can be fitted into the
カラー２９の先端部を第１ワークＷ１の裏側に露出させると共に、露出部をスリット（切り線）で複数に割った状態にしておくことにより、カラー２９にも引っ掛かり機能を持たせることが可能である。
By exposing the tip of the
図９に示す第５実施形態では、拡張部５は全長に亙って同径のストレート状に形成しており、中空穴２５の先端部を小径部２５ａに形成する一方、拡張ピン１４にも、中空穴２５に対応した小径部１４ａを形成している。従って、小径内向き顎部２６ａと大径内向き顎部２６ｂとの２つの内向き顎部が形成されている。そして、拡張ピン１４の小径部１４ａの長さＬ２を、中空穴２５の小径部２５ａの長さＬ１よりも長く設定している。
In the fifth embodiment shown in FIG. 9, the
従って、拡張ピン１４を打ち込むと、拡張部５は、まず拡張ピン１４の小径部１４ａで広げられてから、次に、拡張ピン１４の大径部（基準径部）で広げられる。すなわち、２段階で広げよれる。そして、小径部１４ａによる広がりにおいては、中空穴２５における小径部２５ａの先端がスリット９の基端から遠くに位置していることより、舌状部１０に大きなモーメントをかけることができ、これにより、拡張部５を軽快に曲げることができる。また、小径部１４ａによって予備拡張が行われているため、拡張ピン１４の大径部による拡張も軽い力で行える。
Therefore, when the
以上、本願発明の実施形態を説明したが、本願発明は他にも様々に具体化できる。例えば、中空軸２の外径は円形には限らず、六角形や八角形等の多角形にすることも可能である。図１〜５では、頭３をナットに置き換えることも可能である。
The embodiment of the present invention has been described above, but the present invention can be embodied in various ways. For example, the outer diameter of the
本願発明は、拡張式固定具に具体化できる。従って、産業上利用できる。 The present invention can be embodied in an expandable fixture. Therefore, it can be used industrially.
１ 拡張式固定具
２ 中空軸
３ 頭
４ 拡張用のボルト
５ 拡張部
８ 雌ねじ穴
９ スリット
１０ 舌状部
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記中空軸は、前記ワークの裏側に露出する拡張部を有しており、前記拡張部の外周面には先広がりのテーパ状に形成されて、前記中空軸には前記拡張部の内周に至るまでストレート状の雌ねじが形成されており、かつ、前記拡張部は、複数のスリットで縦割りされて複数の舌状部に分断されている構成であって、
前記拡張部は、各舌状部を軸心側に向けて押し曲げることによって前記ワークの取付け穴への挿入が可能になっており、ワークの取付け穴への挿入後に基端からボルトをねじ込むと、前記各舌状部が広がり変形してワークから抜け不能に保持されるように設定されている、
拡張式固定具。 It consists of a hollow shaft that is inserted from the surface side of the workpiece into a mounting hole that penetrates the workpiece, and a head that is provided integrally or screwed on the hollow shaft so as to overlap the surface of the workpiece,
The hollow shaft has an extended portion exposed on the back side of the workpiece, the outer peripheral surface of the extended portion is formed in a tapered shape, and the hollow shaft has an inner periphery of the extended portion. A straight female screw is formed to the end, and the extension part is divided by a plurality of slits and divided into a plurality of tongue parts,
The extension portion can be inserted into the mounting hole of the workpiece by pushing and bending each tongue-shaped portion toward the axial center side, and after inserting the bolt into the mounting hole of the workpiece, , Each tongue-like portion is set so as to spread and deform so that it cannot be removed from the workpiece.
Expandable fixture.
請求項１に記載した拡張式固定具。 The extension portion is set so that a part of the base end side is positioned in the mounting hole of the workpiece, and an inner diameter of the female screw is provided at a portion of the extension portion that is exposed on the back side of the workpiece. An inward jaw portion having a smaller diameter is formed, and by extending the inward jaw portion with the bolt, the extension portion is expanded and deformed.
The expandable fixture according to claim 1.
前記中空軸には、前記拡張ピンの進入によって広がり変形して前記ワークに裏側から当接する拡張部が形成されており、前記拡張部は、複数のスリットで縦割りされて複数の舌状部に分断されている構成であって、
前記拡張部は、頭に近い一部が前記ワークの取付け穴に隠れて他の部分はワークの裏側に露出するように設定されており、前記拡張部の内部のうち軸方向の中途部に、前記拡張ピンの進入によって広がり変形するための内向き顎部を形成しており、前記拡張部のうち基端部の一部が前記ワークに食い込むことが許容されている、
拡張式固定具。 A hollow shaft that is inserted from the surface side of the workpiece into a mounting hole that penetrates the workpiece, a nut that engages with a male screw formed on the hollow shaft and overlaps the surface of the workpiece, and is driven or screwed into the hollow shaft And an expansion pin to be
The hollow shaft is formed with an extension portion that spreads and deforms by the entrance of the extension pin and comes into contact with the workpiece from the back side. The configuration is divided,
The extension part is set so that a part close to the head is hidden in the mounting hole of the work and the other part is exposed on the back side of the work, and in the middle part in the axial direction of the inside of the extension part, Forming an inward jaw portion for spreading and deforming by entering the extension pin, and allowing a part of the base end portion of the extension portion to bite into the workpiece;
Expandable fixture.
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-
2017
- 2017-02-28 JP JP2017037594A patent/JP7096641B2/en active Active
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