JP5165385B2 - クリンチ／ブローチコネクタ - Google Patents

Description

本出願は、“クリンチ/ブローチコネクタ”を発明の名称とする、２００５年２月８日に出願された米国仮特許出願第６０/６５０，５１９号に関するもので、この出願の優先権を主張する出願である。
本発明は２枚のシート材料を対面固定できる非変形性ファスナ装置に関する。具体的には、本発明は、２枚のシート材料に位置を揃えて形成した開口を通り、ファスナ装置への接合をシートの変形によって行うファスナ装置に関する。

リベットを用いて２枚のシートを締め付けることは知られているが、このファスナ装置は、完成した状態ではこれらのシートの高さが同一平面にないため、見た目にも外観が悪い欠陥がある。Ｄｕｐｒｅｅを発明者とする米国特許第３，２４２，９６２号明細書に示されているように高さを同一平面に維持する挿入装置を使用して２枚の金属シートをとりつけることも知られているが、この挿入装置に使用することができる材料は、高圧を作用させたときに、低温流動変形できる材料に限られる。また、このファスナ装置は、接合中のシート間のみに適用できるに過ぎない。クリンチ/ブローチファスナ装置の場合、２枚のシートのうち上部シートに外部から適用できるため、複数枚数であっても二つ以上に適用可能である。即ち、接合状態で高さが同一平面にあるように、広範囲の異種材料からなる２枚のシートを接合できる挿入装置が望まれている。
米国特許第３，２４２，９６２号明細書

本発明は、一方が非金属パネルで他方が金属パネルである２枚のパネルに適用でき、これらを効果的に締め付け、各表面を同一高さに維持した状態でパネル体を完成するコネクタ挿入装置に関する。リベットと同じようにパネルに適用でき、同じ高さが望まれるパネルに突出部を残すリベットの代わりとして利用できるものである。また、汚れやすく、コストの高いエポキシなどの接着剤を使用する必要もない。即ち、本発明は、エポキシの汚れもなく、またリベットの突出もない状態で、金属表面と非金属表面を同じ高さで接合するものである。また、本発明の挿入装置の場合、金属シートの盲孔に適用できるため、金属シートの外側に傷が残ることはまったくない。ナールをコネクタの金属ディスプレーサに形成できるため、接合が回転しない。リベットでは、この回転抑制効果は得られない。

具体的には、本発明は、位置を揃えて形成した開口をもつ平行シートを対面接合するクリンチ形ファスナ装置であって、一端にディスプレーサヘッド、そして対向端部に端面を有し、このヘッドが平面からなる上面を有するディスプレーサであるとともにファスナ装置の最も大きい直径を持つシャンクからなるクリンチ形ファスナ装置を提供するものである。上記ヘッド真下の上記シャンクにアンダーカット溝を設け、シャンクの一部に形成した複数の軸方向に走るブローチ歯をアンダーカット溝の真下に設ける。これらブローチ歯の外径は、アンダーカット溝の直径より大きく設定するとともに、上記ヘッドの直径より小さく設定する。上記端面は、シャンクのブローチ部分に隣接してその真下に設け、底面を平面で構成する。上記上面および上記端面の底面はいずれも円形表面である。

本発明ファスナ装置は、ファスナ装置の第１アンダーカット溝の実質的に全体を占める側壁をもつ第１孔を有する第１金属平面シートを有する２枚のシートを対面接合する。第２の非金属平面シートを第１シートに対面接合する。この第２シートは、第１シートの第１孔の直径より小さく、かつこれと同心の第２孔をもち、またファスナ装置のブローチ歯を第２孔の側壁に埋設形成する。ファスナ装置の上面は第１シートの外面と同じ高さにあり、また上記端面の底面は第２シートの外面と同じ高さにある。

好ましい実施態様を示す図面、およびその説明から、当業者ならば、本発明の目的が実現できたことを理解できるはずである。本発明を以下具体的に説明するが、この説明は例示を目的とするもので、本発明を制限するものではない。当業者ならば、本発明の真の精神および範囲から逸脱しなくても、好適な実施態様を種々変更できることを理解できるはずである。なお、理解をより促すために、同じ構成部材については、添付図面において同じ参照符号で示すものとする。

添付図面に、各種構成部材からなる本発明の実施態様をいくつか示す。一つの実施態様では、本発明は、一端にディスプレーサおよびアンダーカットを有し、そして他端にブローチ部分を有する短い金属スタッドである。図１〜８に示すように、ディスプレーサおよびアンダーカット溝が、相互に接合固定するシートにクリンチする。図１〜４に、上部シートが金属シートで、下部シートがプラスチックシートである実施態様を、そして図５〜８に、上部シートがプラスチックシートで、下部シートが金属シートである実施態様を示す。

図１について説明する。この実施態様は、上部シートが金属シートで、下部シートがプラスチックなどの非金属シートである場合に適用することができる。挿入装置は、一端にディスプレーサヘッド１１を有し、対向端部に端面１３を有する。ディスプレーサヘッド１１は上面１５が平面で、挿入装置の最も大きな外径になる部分である。ディスプレーサヘッド真下のシャンクのアンダーカット溝１７が第１の直径を設定する。アンダーカット１７真下のシャンク部分は軸方向に延びるブローチ歯１９を有し、この外径は、アンダーカット１７より大きく設定するが、ディスプレーサヘッド１１よりも小さく設定する。そして、挿入装置の端面１３は、平面であり、挿入装置シャンクのブローチ部分にすぐ隣接して設ける。

次に、図２、３および４について説明する。挿入装置２１を使用して、２枚のシート２３、２５を接合する。図２に示すように、位置を揃えて形成した円形開口２４、２６をもつ２枚のシートに挿入装置を適用する。開口２４の直径は、開口２６よりも大きく設定する。そして、図３および図４に示すように、可動ラム３１とアンビル３３との間において２枚のシートに挿入装置を圧入する。図４に示すように、挿入装置を強制挿入すると、上部シート３４の材料が流動してアンダーカット溝に流れ込み、シャンクのブローチ部分の歯が第２シートの開口（孔）の内壁３５に食い込むことで、複数のシートを接合する。

次に、図５〜８について説明する。挿入装置の取り付け順序を逆にして、上部シートがプラスチックなどの非低温流動材料からなるシートで、第２シートが金属シートである場合に適用できるようにした点を除けば、この挿入装置は、図１〜４に示す挿入装置と同じである。図５に示すように、この場合のファスナ装置は、シャンクの最上部に、平面で構成される上面５１と軸方向に延びるブローチ歯５３を有する。シャンクのこの最上部が、挿入装置の最大直径になる。このブローチ部分にすぐ隣接して、ディスプレーサ５４と、挿入装置の最小直径になるエンドキャップ５７が続くアンダーカット溝５５を形成する。図６、７、８について説明すると、機械分野の当業者ならば、図７、８に示す大きな力を下向きに作用させて、挿入装置６０をシート６１、６３に適用すると、２枚のシートを対面接合でき、完成した状態では、２枚のシートの外面が図８に示すように同じ高さに設定できることを理解できるはずである。これは、図３、４に示す第１実施態様の接合方法と同じである。

いずれの実施態様の場合も、図２、６に示すように、上部シートの取り付け開口は下部シート開口よりも大きいため、下部シートのクリンチ作用によりこの開口に挿入できる。図３、７に示すように、二枚のシートは、一回のプレス作業で同時に取り付けることができる。また、図４、８に示すように、一端のブローチ部分が、対向端部のクリンチ部分が金属シートにロックするのと同時に、非金属シートにロックする。

一方が非金属パネルで他方が金属パネルである２枚のパネルに適用でき、これらを効果的に対面接合でき、各表面を同一高さに維持した状態でパネル体を完成する挿入装置を提供することによって、本発明の目的を達成することができる。当業者ならば、本発明の特性および精神から逸脱せずに、図示し、以上説明してきた装置で別な作用効果を実現できることや、あるいはこの装置を各種変更できることは理解できるはずである。また、以上の説明から、当業者にとって自明な各種変更を本発明に適用することは可能であるが、本発明は、特許請求の範囲およびその法的な等価物によってのみ制限されるものである。

本発明のコネクタ装置の正面図である。 ２枚のパネルに適用した本発明装置の右側展開上面図である。 本発明の一実施態様における、２工程からなる本発明装置の取り付けプロセスを示す正面断面図である。 本発明の一実施態様における、２工程からなる本発明装置の取り付けプロセスを示す正面断面図である。 本発明の別な実施態様を示す正面図である。 ２枚のパネルに適用した本発明装置の別な実施態様を示す右側展開上面図である。 本発明の別な実施態様における、２工程からなる本発明装置の取り付けプロセスを示す正面断面図である。 本発明の別な実施態様における、２工程からなる本発明装置の取り付けプロセスを示す正面断面図である。

符号の説明

１１：ディスプレーサヘッド、
１３：端面、
１５：平面からなる上面、
１７：アンダーカット溝、
１９：ブローチ歯、
２３、２５：シート、
２４、２６：開口（孔）、
３１：ラム、
３３：アンビル、
３４：上部シート、
３５：内壁。

Claims (7)

1. 単一のクリンチ形ファスナ装置であって、これと共に、複数の平行シートを直接係合することによって対面接合するクリンチ形ファスナ装置において、
   一端に平面からなる上面、そして対向端部にエンドキャップを有するシャンク、
   複数の各ブローチ歯が前記シャンクの上部に沿って軸方向に延びており、前記上面真下に設けられた放射状に拡がる前記ブローチ歯、
   前記シャンクと一体をなし且つ前記エンドキャップよりも大きな直径のフランジであり、前記ブローチ歯の真下に設けられた放射状に延びた前記フランジであるディスプレーサ、
   前記エンドキャップと実質的に平行の対向する側面を有し、前記ディスプレーサにより変位された材料の低温流動を受けるために前記ディスプレーサ真下の前記シャンクに設けられたアンダーカット溝、
   から成ることを特徴とする単一のクリンチ形ファスナ装置。
2. 前記エンドキャップが前記アンダーカット溝の真下に設けられた請求項１記載のファスナ装置。
3. 前記上面及び前記エンドキャップが円形である請求項２記載のファスナ装置。
4. 前記上部の直径が前記ファスナ装置の最も大きな直径となる請求項３記載のファスナ装置。
5. 請求項１に記載のファスナ装置を含む装置であって、さらに、
   請求項１に記載の単一ファスナ装置と直接係合することにより対面接合される２つのシート、
   前記ファスナ装置の前記上部が挿入され前記上部によって占められる第１の孔であって、前記ブローチ歯が前記孔の側壁に埋設される第１孔を有する第１平面シート、
   前記第１シートの第１孔と軸方向に位置を合わせた第２の孔であって、前記ディスプレーサにより生じる第２のシートのシート材の低温流動により前記アンダーカット溝の実質的に全体を占める変形する側壁を持つ第２孔を有する第２平面シート、
   から成る装置。
6. 前記第２孔の直径が前記第１孔の直径より小さい請求項５に記載の装置。
7. 前記ファスナ装置の上面が前記第１シートの外面と同じ高さであり、前記エンドキャップが前記第２シートの外面と同じ高さである請求項６に記載の装置。

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