JPH0474561B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、錠止スピンドル盲ボルトに関し、特
にスリーブとピンを有し、かつピン停止部を支持
することによりスリーブの半径方向膨脹を防止す
る錠止カラーを有する錠止スピンドル盲ボルトに
関する。

本発明の型式の盲ボルトは、（通常非構造的用
途のためである多数の盲リベツトと対照をなし
て）構造的用途に使用するように設計されてい
る。加えて、本発明の盲ボルトはスリーブ一膨脹
または孔−充満型ではない（これもまた慣用の盲
リベツトと対照をなしている）。航空機の用途で
は、盲ボルトは最大強度を与えるために最大硬度
にまたはその近くにあるのが普通である。従つ
て、本発明の盲ボルトは、米国特許第3253495号
明細書に示されかつ記載された型式のものであ
る。従つて、本発明のボルトは、ほぼ上記の特許
に示されかつ記載されたように作用するスリー
ブ、ピンおよび錠止カラーからなる。上記の特許
は、スリーブに硬度の勾配を与えて球根状ふくら
みの形成を向上させるための独特の構造を教示し
たが、本発明は、盲頭部が形成された後にピンと
スリーブを一緒に錠止するための改良されたピン
停止および錠止構造を設けることに向けられてい
る。このことについては、ピンとスリーブの間の
最初の機械的停止部が係合した後、ピンとスリー
ブの向かい合う空洞により区画された錠止ポケツ
トの中へ動かされる錠止リングにより錠止が与え
られる。最初の機械的停止に達した後、本発明の
錠止構造が停止作用を補うように作用して、ピン
の移動を停止させるように一層確実に保証する。

前述したように、本発明の型式の盲ボルトは、
スリーブが膨脹しない。換言すれば、このような
盲ボルトは、スリーブの膨脹により被結合加工片
の相手孔を満たす作用を行わない。実際、本発明
の盲ボルトは、わずかな締めうしろから予め選択
された隙間まで変化する嵌合で孔に位置するよう
に設計されている。このような盲ボルトでは、ピ
ンを、ピンとスリーブの停止肩部（前記特許の肩
部３８と４８）の係合により停止させる。前述し
たように、停止肩部が係合したときに錠止ポケツ
トが適正に区画される。しかしながら、隙間を適
用する場合には、ピンとスリーブが適正に錠止空
洞を区画するように適正に整合されるときの荷重
で錠止を設定するように作用させなければ、ピン
停止肩部がスリーブを半径方向に膨脹させ、それ
によつてピン停止肩部がスリーブ停止肩部を乗り
越えることがある。このためピンとスリーブの錠
止空洞が所望の整合位置から外れ、その結果錠止
の配置が不適当になる。実際、錠止が構造的に満
足であるとしても、ピンがスリーブの所定の点を
越えて位置することは空気力学的に不満足であ
り、盲ボルトを除去するかまたは補助的機械加工
作業を必要とする。これらの問題に対し、従来の
構造では、錠止の公差や錠止設置機械の公差を注
意深く制御することにより留意した。さらに、隙
間を利用する間は、隙間の量を次のように厳密に
制御する。すなわち、停止肩部がなお適切にピン
を止めることができるように半径方向の膨脹の程
度（スリーブの膨脹により孔内壁に達するまで）
を制限する。これらの問題が本発明では大幅に減
少した。本発明を理解するのに、従来の盲ボルト
錠止構造の考察が役に立つだろう。

従来の盲ボルト錠止構造は次のものを含んでい
る。

(1) 複動工具を有する環状の錠止リング。

(2) 波形構造の錠止カラーを有する剪断フラン
ジ、および (3) 剪断キヤツプ。

最初の構造（複動工具）では、錠止の設定が工
具の移動機構に依存している。第二の構造では、
剪断フランジの極限剪断荷重が錠止カラー部分の
設置荷重を決める。剪断キヤツプは同様な仕方で
作用する。上記の全ては詳細に後述する。本発明
では、全ての荷重を直接錠止カラーにもつて行
き、その結果として摩擦力がピンに負荷される。
理解されるように、この負荷方式は、ピンとスリ
ーブの間の機械的停止に援助を与えるように制御
され、それによりこの停止部を通り過ぎたり、か
つ錠止ポケツトの位置が合わなくなつたりする可
能性をできるだけ少なくする。

盲ボルトが、実質的に最大の硬度と強度または
これらのうちの一方をもつスリーブを備えるのが
有利である。この点については、前述の特許の一
般的なスリーブ構造を有利に使用できる。スリー
ブ−膨脹および従つて孔−充填盲リベツトに関す
る関連した主題を米国特許第4127135号と第
4230017号および1980年７月24日に発行された日
本の公開公報昭55−97511号に見ることができる。
盲リベツトはいろいろに作用し、盲ボルトと実質
的に異なる目的に役立つ。盲リベツトの場合、後
者の特許により例証されるように、スリーブはピ
ンにより半径方向外方に膨脹されて、スリーブを
配置してある孔を満たすように特別に設計されて
いる。この点については、ピンには、通常破壊首
部溝の前方に位置した拡大環状突出ランド部分が
あり、このランド部分がスリーブの部分に係合し
てこれを膨脹させ、孔−充填部を形成するように
設計されている。しかしながら、盲ボルトは膨脹
して孔−充填部を形成するように意図されておら
ず、それなりにボルトはそのような膨脹するラン
ド部分を有しない。実際、盲ボルトでそのような
半径方向膨脹は望ましくなく、ピンがスリーブ内
を移動しすぎたときに起こる。従つて、盲ボルト
ではそのような過剰のピン運動と膨脹をできるだ
け少なくするように企てられている。このような
差異があるため、盲リベツトと盲ボルトの間の荷
重特性は全く異なつている。理解されるように、
本発明の構造は全く半径方向膨脹を保証しない。
かくして、前述した特許により示される盲リベツ
ト技術は本発明に適用できない。

以下、本発明の実施例について図面により説明
する。

第１図を見ると、盲ボルト組立体１０が、一緒
に固定すべき一対の加工片１２および１４と共に
示されている。加工片１４が前部（すなわちむき
出しの）加工片であり、加工片１２が後部（すな
わちめくら側）加工片である。盲ボルト１０は、
ピンすなわち心棒１６と、管状スリーブ１８と環
状錠止リングまたはカラー２０とからなる。

スリーブ１８は、拡大皿型頭部２４で終る直線
シヤンク部分２２を有する。シヤンク部分２２の
外径Ｄ１は、その長さに沿つてほぼ均等である。
スリーブ１８は中心貫通孔２６を有し、この中心
貫通孔には、拡大頭部２４の拡大孔部分２５で終
る直径Ｄ２の中間孔部分２７があり、拡大孔部２
５は、円錐形の孔部分２８と軸方向に真直な側壁
の皿ぐり部分３０とを有する。貫通孔２６の反対
端は直径Ｄ３の真直な拡大直径孔部分３２で終つ
ており、この拡大直径孔部分３２は、孔部分２７
との接合個所に環状の停止肩部３４を区画してい
る。皿頭の形状が示されているが、本発明の特徴
は、突出する頭部を有するスリーブの場合でも等
しく適用できることに留意されたい。見られる通
り、スリーブ１８の貫通孔２６が相手のピン１６
を収容している。

ピン１６が拡大頭部３６と細長いシヤンク３８
とを有する。頭部３６は、スリーブ１８の盲端部
と係合している。頭部３６に隣接して、シヤンク
３８が拡大直径シヤンク部分４０を有し、このシ
ヤンク部分４０に、拡大孔部分３２内に止まりば
めで受け入れられるようになつている。中間シヤ
ンク部分４２が続いていて、かつ孔部分２７内に
止まりばめで受け入れられるようにしてある小さ
な直径を有する。ピン停止肩部４４がシヤンク部
分４０と４２の接合部により区画され、かつフア
スナ１０の取付け中ピン１６の移動を終了させる
ようにスリーブ停止肩部３４と協働する。

環状の錠止溝４６が中間シヤンク部分４２に隣
接して位置し、かつ拡大孔部分２５と共に錠止ポ
ケツトを区画するようになつている。陰閉され
た、すなわち閉じられた環状の破壊首部すなわち
切欠き４８が、錠止溝４６の近くに位置した環状
ランド５０に区画されている。このような破壊首
部は米国特許第3292482号明細書に開示されてい
て、破壊首部が環状の錠止リング２０をなめらか
に移動できるように要求される。このことは、錠
止リング２０を通るピンの移動と干渉するような
従来の周知のむき出しの破壊首部とは著しく違つ
ている。環状のスプライン部分５２が破壊首部ラ
ンド５０と細長い引張り溝部５４の間に位置して
いる。引張り溝部５４は、取付工具により通常の
仕方で把持されるようになつている複数の環状引
張り溝５６で構成されている。

シヤンク部分４２の直径およびランド５０の最
大直径が中間孔部分２７の直径Ｄ２とほぼ同じで
あることに留意されたい。同様に、拡大シヤンク
部分４０の直径が拡大孔部分３２の直径Ｄ３とほ
ぼ同じである。かくして、ピン１６をスリーブ１
８を通して引つ張つたときに、スリーブ１８のシ
ヤンク２２の半径方向膨脹が引き起こされず、ま
た実際、ピン肩部４４がスリーブ肩部３４を通り
過ぎて、拡大シヤンク部分４０が中間孔部分２７
の中へ移動できなければ、そのような膨脹は起こ
り得ない。理解されるように、本発明の錠止構造
は停止肩部３４，４４と協働してピン１６がスリ
ーブ１８に対して軸方向に移動するのを防止し、
それによりピン１６をスリーブ１８に対して適正
に位置決めして錠止ポケツトを正確に区画する。

錠止リングまたはカラー２０は環状の割りリン
グ形部材であり、この割りリング形部材は、軽い
しまりばめでピン１６のスプライン部分を越えて
受け入れられるようになつている。スプライン部
分５２の直径はランド５０の直径より若干大き
く、それによつて錠止リング２０が組立後保持さ
れる。組立てたとき、錠止リングは拡大孔部分２
５の真直な対向孔部分３０内にとまりばめで受け
入れられている。対向孔部分３０は錠止リング２
０を支持するのを助け、かつ錠止ポケツト内へ軸
方向に移動する前に錠止リングが半径方向外方に
変形するのを防止する。

第３Ａ図〜第３Ｄ図は、フアスナー１０を取り
つける際の種々の段階を示す。第３Ａ図は、加工
片１２と１４の整合した開口７６と７８にそれぞ
れ位置した盲ボルト組立体１０を示す。シヤンク
２２の直径Ｄ１は開口７６と７８の直径Ｄ４より
小さく（第１図参照）、それにより隙間の関係が
定められる。第３Ａ図は取付けサイクルの始めの
フアスナー１０を示し、かつこれに取付け工具５
７が当てられている所を示す。工具５７は周知の
構造の単動型工具であり、従つてその詳細を簡単
のために省略した。工具５７には、歯を有する複
数のチヤツクジヨー５８があり、歯は、ピン１６
のシヤンク３８を引張り溝部分５４で把持できる
ように引張り溝５６と補完的である。アンビル部
材６０は、環状の錠止リング２０と係合するよう
になつている細長い環状鼻部分６２を有する。こ
の鼻部分６２は、また拡大孔部分２５の対向孔３
０の中へ隙間をもつて軸方向に移動できる寸法で
もある。工具５７を作用させると、ジヨー５８を
保持するコレツト６４が前部側から軸方向に後方
へ（矢印の方向に）押圧され、鼻部６２と錠止リ
ング２０との係合個所を経てピン１６とスリーブ
１８の間に相対的な軸方向力を加える。第３ｂ図
には、相対的な軸方向力が続くと、ピン１６がス
リーブ１８に対して動かされ、そして拡大頭部３
６が柱荷重をスリーブ１８のシヤンク部分２２に
加える。柱荷重が連続的に増大し、ついには球根
状にふくらみ始め、それによつて盲頭部６６が加
工片１２にもたれて形成され、加工片１２を加工
片１４に当てて引つ張つて二つを一緒に締めつけ
る。

拡大直径の孔部分３２を予め選択された薄い壁
厚を持つような寸法に作つてあるので、球根状ふ
くらみがその弱くした区分に沿つて生ずる。ピン
１６の軸方向移動がピン肩部４４とスリーブ肩部
３４との接触により始めに停止されるまで球根状
ふくらみまたはすえ込みが続く。この接触位置
で、錠止溝４６が今や拡大孔部分２５の円錐形孔
部分２８と半径方向に整合し、そしてこれらが一
緒に、錠止リング２０を収容するようになつてい
る錠止空洞６８を区画する。ピン１６がスリーブ
のシヤンク２２を半径方向に膨脹させずにスリー
ブ１８に対して軸方向に移動し、従つてさらに軸
方向運動および半径方向膨脹に抵抗する唯一の構
造は停止肩部３４，４４の係合を介して作用する
ことに注目されたい。

第３Ｃ図は錠止空洞６８が今や区画されかつ錠
止リング２０に対し開放した状態で示したよう
に、（ピン１６とリング２０の間の）相対的な軸
方向力が錠止リング２０を錠止空洞６８の中へ移
動させる。錠止がこのように設定されたときに見
られるように、肩部３４と４４の停止作用が支持
され、それによりピン１６の付加的な軸方向運動
が除かれる。

従来の盲ボルト構造では、肩３４の直径と半径
方向幅の間の寸法関係は肩４４の寸法関係に対し
て臨界的であつた。本発明の盲ボルト組立体の場
合、錠止構造により与えられる停止支持がその寸
法関係からくる多少の臨界性を除去する。

さてピン１６が停止した状態で、相対的軸方向
力が増加し続けるので、ピン１６が破壊首部４８
で破壊する荷重に達し、シヤンク３８のその部分
をピンの残部から切断する。この時点で、フアス
ナーの取付けが完了する。

第２図の曲線Ａは、錠止リング２０を経たピン
１６とスリーブ１８の間の、本発明の相対的軸方
向荷重（ボンド）とピン１６の運動をグラフで表
示したものである。（ｏ”から“ａ”までの曲線
Ａの部分は、球根状ふくらんだ頭部６６を部分的
に形成させる荷重の蓄積とピン運動を表す。“ａ”
から“ｂ”までの曲線Ａの部分は、球根状にふく
らんだ頭部６６の最終的形成および肩部３４と４
４の係合（“ｂ”で）を表す。“ｂ”から“ｃ”ま
での曲線Ａの部分は、錠止リング２０の設置と
“ｃ”におけるピン破壊の達成を表す。信頼性を
高めるために、“ｂ”と“ｃ”の間の荷重レベル
に有意差をもたせて、公差、材料などの変化によ
り起こり得る早期のピン破壊を避けるのが望まし
い。この荷重レベルの差異は、本発明の構造によ
り容易に達成しかつ維持することができる。前述
したようにかつ理解されるように、本発明の構造
によれば、従来の盲ボルト構造に対し顕著な改良
が得られる。代表的な従来の盲ボルト構造を第４
図〜第６図に示してある。

第４図は、複動用工具で取り付けられる従来の
構造を示す。第４図の具体例では、第１図および
第３Ａ〜３Ｄ図の具体例の構成要素に類似した同
様な構成要素には同じ数字表示をして文字の後書
き“ａ”を付けてある。第４図には、複動用工具
７０を盲ボルト１０ａと共に示してある。工具７
０は、米国特許第3792645号明細書に示されかつ
記載された型式のものにできる。工具７０には、
スリーブ１８ａの拡大頭部と係合するようになつ
ている外側アンビル７２がある。かくして、初期
荷重が直接スリーブ１８ａとピン１６ａにより受
けられる。内側アンビル７４が錠止リング２０ａ
と係合できる間は、球根状ふくらみが形成されて
停止肩部３４ａと４４ａが係合するまで内側アン
ビル７４がそのリング２０ａに力を及ぼさない。
その係合時点で、工具７０により加えられる荷重
が増加し、かつこの荷重が予め選択された大きさ
を達成する時を感知する移動機構（図示省略）が
荷重を内側アンビル７４に、従つて錠止リング２
０ａに加えて錠止リングをその関連した錠止ポケ
ツトの中へ移動させる。

この作用もまた米国特許第2466811号明細書に
示されかつ記載された作用と同様である。その米
国特許では、錠止リングが別個の部片の代りにス
リーブの一部として形成されている。

第２図の曲線Ｂは、第４図のフアスナーと同様
なフアスナーのピン運動に対する軸方向荷重を例
示する。曲線Ｂにおいて、点“ｂ”は、工具７０
の移動が起こつて荷重を内側アンビル７４を経て
錠止リング２０ａに加える荷重を表す。“ｏ”か
ら“ｂ”までの初期荷重はただ単にスリーブ１８
ａとピン１６ａの間にあるので、その荷重は曲線
Ａの同じ範囲にわたる荷重よりも大体低い。これ
は、第１図のフアスナーでは、荷重が錠止リング
２０によりピン１６に少なくとも部分的に加えら
れるので、摩擦力が存在するからである。しかし
ながら、工具７０の移動機構の作用が変化し得る
ので、移動が起こる荷重範囲がある。これが線
“ｄ”と“ｅ”で表わされている。工具７０が移
動して錠止リング２０ａを高いレベルの荷重
“ｄ”に設置すれば、破壊首部の寸法上の変化や
他の変化のため早期のピン破壊に遭遇し得る。か
くして、錠止リング２０ａが設置される前にピン
破壊が起こることがある。フアスナーが不適正に
取りつけられることになる。加えて、工具の移動
を正確に維持しなければならず、かつ球根状ふく
らみが完了する（荷重線“ｆ”）前に工具移動が
起こつて錠止リング２０ａの早期設置を引き起こ
しうる。フアスナーの取付けに影響を与えるこれ
らの変化の可能性が本発明により減少した。

前述したすきまばめの問題は、本発明の構造に
より除去される。盲ボルトは、関連した加工片の
開口に、わずかな締りばめから予め選択された隙
間までの半径方向嵌合の範囲で利用される。この
ようにして、第１図のフアスナー１０のスリーブ
１８は、加工片１３と１４の整合された開口７６
および７８との間に隙間があるように示されてい
る。停止肩部３４と４４が係合したときの隙間の
関係には、ピンがスリーブを半径方向に膨脹させ
てスリーブ停止部３４を乗り越え、それにより停
止部を通り抜けることがあり得る。理解されるよ
うに、このためピンが運動し過ぎて、錠止溝４６
が孔部分２５と所望の半径方向整合ができなくな
る。その最後の結果は、錠止ポケツト６８が形成
できなくなるか、または悪い形で形成されたり、
および／または錠止可能性が低下するか、または
なくなることになる。

前述の停止部の通り抜けは第４図の構造では起
り得るが、それが第１図の構造により防止され
る。停止肩部３４と４４が係合すると、錠止ポケ
ツト６８が開放して錠止リング２０によりすぐに
ふさがり始める。このようにピン１６に初めは摩
擦力がそして最後に機械的な錠止力が加わるの
で、停止肩部の停止作用が増大し、かつこの停止
部を通り抜けないように確保するのが大いに助け
られる。

盲ボルトが、．000″（線対線嵌合）から．
300″（0.076mm）の隙間の加工片に対する公差を有
するのが通常である。時たま、盲ボルトは、．
002″（0.05mm）の締めしろから．001″（0.025mm）の
隙間の加工片開口に対する公差を有する用途に使
用される。ピン停止部を無傷に維持するのが困難
なため、従来の盲ボルトは前述の003″（0.076mm）
を超過する隙間には特に良く適していなかつた。
本発明の構造では、従来の許容隙間の少なくとも
二倍（．006″（0.152mm））の大きさまでの隙間を
利用することができる。上記の特定の公差は称呼
１／４″（6.35mm）のシヤンク直径Ｄ１（これは実際
には．260″（6.604mm）である）の盲ボルトに対す
る代表的なものであることに留意されたい。上記
の公差はＤ１の大きさが変るときに変る。

従来、隙間の寸法は部分的には停止肩部３４と
４４の半径方向幅により決められた。換言すれ
ば、前述の公差は、開口７６の側壁に係合するよ
うな若干の半径方向膨脹を許すように設定され
た。係合が起つたときに、多分なおピンを止める
ために停止肩部の間に十分な半径方向（幅）の面
係合を残してさらに半径方向に膨脹するのが除か
れた。時にはそれが微妙なバランスであると認め
ることができる。このことは、複動用工具の移動
荷重が、例えば高い側へ変化し、孔係合条件すら
がピンを止めるのを困難にすることがあるときに
特に正しい。本発明の盲ボルトおよび比較上の従
来の装置は、孔をうめるフアスナーではなく、従
つて前述の孔係合の型式が非常に制限され、かつ
特に望まれるものではなく、単に望ましくない条
件を補償する試みの結果にすぎないことに留意し
なければならない。

本発明では、スリーブ１８が半径方向に膨脹し
ようとする傾向を、錠止リング２０と停止肩部３
４および４４の協働により防止し、これが一緒に
作用してピン１６が望ましくない軸方向移動をし
ないようにピン１６を保持する。これにより、盲
ボルトを使用できる隙間を著しく増加させること
ができる。それがまた、孔の調整の臨界性を小さ
くする。

第５図と第６図の他の従来の構造には、第４図
の構造と同じ欠点がある。第５図と第６図の記載
において、第１図の実施例の構成要素に類似した
同様な構成要素には同じ数字表示をしてそれぞれ
文字の後書き“ｂ”と“ｃ”を付けてある。

第４図の具体例と異なり、第５図と第６図は単
動型工具を利用している。第５図では、フアスナ
ー１０ｂは、米国特許第2887003号明細書に示さ
れかつ記載された構造の錠止リング２０ｂを利用
した。リング２０ｂは剪断フランジ部分８０と錠
止リング部分８２を有する。単動工具５７ｂが使
用されかつ荷重がリング２０ｂを経てスリーブ１
８ｂに加えられるが、リング２０ｂからピン１６
ｂに加えられる摩擦力が存在しない。なぜなら、
剪断フランジ部分８０がリング２０ｂをスリーブ
１８ｂの頭部外面に支持するからである。この支
持はスリーブ頭部の拡大孔の外側に起る。わずか
な真直の対向孔部分が外端に設けられている有効
な剪断面を与える。構造は、停止肩部３４ｂ，４
４ｂが係合した後、リング２０ｂに加わる荷重が
増大し、ついには剪断フランジの極限剪断応力に
達し、錠止部分８２を剪断フランジ部分８０から
剪断して錠止部分を錠止ポケツトに押し込む（第
２図、曲線Ｂ、点“ｂ”参照）。再び、寸法上の
変化や他の変化のため、剪断フランジ部分８０の
剪断荷重に範囲すなわち変化があり、それによつ
て第４図の具体例で注目した同じ困難が存在す
る。また、望ましくないピンのはね返りを引き起
こすことがある剪断の瞬間に起こる動的荷重状態
もある。リング２０ｂは、その輪かくのためだけ
ではなく、その極限剪断荷重の大きさを制御する
ことが必要なため比較的費用のかかる部品である
ことに注目しなければならない。実際、種々の剪
断特性のリング２０ｂを設けて、寸法や材料の変
化を有するピンとスリーブを調和させることは普
通のことである。さらに、リング２０ｂを使用す
ると、剪断作用によりまたその結果として破壊さ
れて分離される剪断フランジ部分８０′（仮想線
で示した）の形の破片が生ずることになる。

A286のような材料が使用されるある用途では、
リング２０ｂのような適当な剪断型錠止リングを
容易に得ることができない。これらの用途には、
一層複雑な錠止組立体が利用されるが、これを第
６図に示してある。第６図の具体例は、剪断キヤ
ツプ８４を錠止リング２０ｃと組合わせて、剪断
型部材２０ｂとほとんど同じ仕方で利用した。か
くして、剪断キヤツプ８４が、外側剪断リング部
分８６と内側剪断フランジ部分８８を有する。キ
ヤツプ８４内には錠止リング２０ｃが入れ子式に
入つている。工具５７ｃが内側剪断フランジ部分
８８と係合し、そして外側リング部分８６と拡大
孔部分の周りのスリーブ１８ｃの頭部との係合個
所を経て軸方向荷重をスリーブ１８ｃに伝達す
る。球根状ふくらみが形成されかつ停止肩部３４
ｃと４４ｃが係合した後、ピン１６ｃとスリーブ
１８ｃの間の荷重が増加し、ついにはキヤツプ８
４の極限剪断荷重を超過する（第２図、曲線Ｂの
点“ｂ”を参照）。この荷重で、内側フランジ部
分８８が外側リング部分８６から剪断されて、今
や錠止リング２０ｃが錠止ポケツトの中へ設置さ
れる。理解される通り、第５図の具体例に対する
解説と同じ解説が当てはまる。また、種々の剪断
特性のキヤツプ８４を利用してピンとスリーブの
寸法や材料の変化に調和させる。このような複数
の部品は本発明では必要としない。停止部を通り
過ぎるという困難に加えて、内側剪断リング部分
８８′と外側リング部分８６′（仮想線で示す）が
切断されて分離されるときに破片が生ずる。

このように、第６図の構造にまさる第１図の構
造の利点を上記のことからも理解することができ
る。さらに、第１図の構造では、種々の材料を有
する単動工具用の種々の型式の錠止リング（第５
図と第６図に示す）を使用する必要がない。なぜ
なら、第１図の環状リング構造は、第５図と第６
図の構造が用いられる両方の場合に十分であるか
らである。

第７図は、取り付けられた盲ボルトにおけるピ
ンの位置の臨界的性質を示す。第７図において、
第１図および第３Ａ−３Ｄ図の具体例の構成要素
と同様な構成要素には同じ数字表示をして文字の
後書き“ｄ”を付けてある。第７図にピン位置を
示すようにしてあるので、錠止リングは簡単にす
るために省略してある。

第７図の左側において、寸法Ｂ１は、スリーブ
１８ｄの頭部２４ｄより上の破壊首部ランド５０
ｄの残余の最大許容距離を示す。右側の寸法Ｂ２
は、頭部２４ｄより下の破壊首部ランド５０ｄの
最大許容距離を示す。頭部２４ｄより上に突出し
すぎることは、たとえば錠止の強度が適当であつ
ても空気力学的に望ましくないことがあり得るこ
とに注目されたい。

第８図は、設置された盲ボルトにおける錠止位
置の臨界的性質を示す。第８図において、第１図
および第３Ａ−３Ｄ図の具体例の構成要素と同様
な構成要素には、同じ数字表示をして文字の後書
き“ｅ”を付けてある。

第８図の左側において、寸法Ａ１は、スリーブ
１８ｅの頭部２４ｅより上の錠止リング２０ｅの
最大許容距離を示す。右側の寸法Ａ２は、頭部２
４ｅより下の錠止リング２０ｅの最大許容距離を
示す。再び、錠止リング２０ｅが頭部２４ｅより
上に突出しすぎるのは、たとえ錠止の強さが適当
であつても空気力学的に望ましくないことがあり
得る。

さらに、両方の第７図と第８図は、早期に打ち
込まれる錠止リングが望ましくないことを示して
いる。本発明の構造はピン位置を安定化させるこ
とによりＡ１，Ａ２およびＢ１，Ｂ２の基準を満
たすのを助ける。

フアスナー１０は最大強さを有するのが望まし
い。また、ピン１６の材料が高い強度を有するの
が望ましい。盲ボルト構造では、約95KSI以上の
引張強さを有するピンとスリーブを有するのが普
通である。フアスナー１０の場合、設置荷重をリ
ング２０に加えることに起因する摩擦力を考慮し
て、所望の球根状にふくらんだ頭部を形成するの
に必要な本来の荷重を受容しなければならない。

ピン１６とスリーブ１８の間に加えられる相対
的な力がもつぱら錠止リング２０を介して加えら
れるので、摩擦力がリング２０とピン１６の間に
生じ、作用荷重レベルを増加させる。この摩擦荷
重の大きさは、円錐形孔部分２８の角度“Ｘ”の
大きさに関係する。角度“Ｘ”が減少するにつれ
て、半径方向内向きの運動に抵抗できる錠止カラ
ー１０の可能性が減少し、かつピン１６に加わる
摩擦荷重が増大する。角度“Ｘ”が増加するにつ
れて、半径方向内向きの運動に対する抵抗が増加
するが、同時に錠止リング２０の材料を錠止ポケ
ツト６８の中へ移動させるのに必要な荷重が増大
する。第４図〜第６図に示した型式のフアスナー
の場合、約38゜の角度“Ｘ”を用いるのが通常で
あつた。これは図示の構造では錠止リングを打ち
込みやすくしたが、そのような角度は第１図の構
造の場合摩擦力が過剰になるだろう。同時に、角
度“Ｘ”が大きすぎれば、錠止リングを設置する
のに必要な荷重が過剰になり、早期にピンが破壊
することになる（第２図の曲線Ａ参照）。角度
“Ｘ”が38゜の場合、錠止ポケツト６８が錠止リン
グ２０が不適当にも近寄らせず、その結果ピン１
６に加わる摩擦力が高くなる。錠止ポケツト６８
について角度“Ｘ”が90゜の場合には、錠止カラ
ー２０がピン１６から十分に離れた状態におかれ
て摩擦荷重が低く維持される。しかしながら、錠
止リングを錠止ポケツトに効果的に設置するに
は、早期のピン破壊になり得るような大きさの荷
重を必要とするだろう。同時に、このように離し
ておく荷重が大きいと、錠止の有効性を減少させ
て肩部３４，４４がピンを停止させるのを助け
る。同時に、盲ボルトの皿頭２４が、フアスナー
の構造性のため拡大され、すなわち慣用の盲リベ
ツト頭より大きくなる。角度“Ｘ”が小さすぎる
場合には、同様に角度のついた相手孔表面から離
れるようにデイツシングが生ずるだろう。これを
避けるには、角度“Ｘ”を約60゜より大きく選択
すれば良い。このようにして、角度“Ｘ”が約
70゜〜85゜の範囲になければならないと信ずる。本
発明の一つの形態において、80゜の角度“Ｘ”が
満足であることが分つた。円錐形の孔部分２８
が、ほぼ一様に傾斜した、真直な面を区画する。
この形状が、錠止リング２０を錠止ポケツトに打
ち込むのを助けると信ずる。

前述したように、工具５７の鼻部分６２は、真
直な対向孔３０内に嵌まるように寸法決めされて
いる。錠止リング２０を設置する際に、鼻部６２
を真直な対向孔３０の中へ延ばして、錠止リング
２０の材料が錠止空洞の中へ十分に詰め込まれて
その結果としての錠止を向上させるように保証す
る。

盲ボルトを、最大強度を有し、かつこのことに
ついては材料をその最大硬度で利用するように形
成するのが望ましい。同時に、全厚さの変化する
材料を一緒に締め付けることができる広がつた把
持範囲にわたつてフアスナーを使用できるのが望
ましい。もちろん、問題は、球根状ふくらみが、
最後の加工片−すなわち加工片１２の裏のシート
ラインに起るように確保することである。これを
達成するには、加工片の盲すなわち球根状ふくら
みを形成する側、すなわち加工片１２のより遠い
側へ向う方向に減少する硬度の勾配を有する硬化
スリーブを設ければ良い。所望の勾配を与えるに
は、スリーブ１８の周りの狭い環状区分を、最大
および最小把持線MxとMnの間の位置でそれぞ
れ焼鈍するかまたは焼戻しすれば良い。スリーブ
１８の残りはその元の高い硬度にまたはほぼその
硬度に維持される。これにより、所望の位置に球
根状ふくらみが生ずるように確保されながら、最
大許容硬度に熱的に硬化されたスリーブ１８の使
用が可能となる。勾配を与える他の手段を用いる
ことができる。

本発明の構造の場合、A286のような耐蝕性鋼、
モネルまたは同様なものだけではなく、4027，
4037のような合金鋼または同様なもので焼鈍を利
用できることが分つた。

また、本発明の場合、半径方向膨脹が防止され
るので、一層軟質の加工片および／または半径方
向膨脹で損傷を一層受けやすい加工片と共に盲ボ
ルトを一層容易に使用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は若干の部分を断面しかつ他の部分を破
断して示した盲ボルトの図で、この盲ボルトは取
付け前の状態で示されかつ本発明の特徴を具体化
している。第２図は本発明の盲ボルトと従来の盲
ボルトについてピンの運動に対してピンとスリー
ブに加えられた荷重（ポンド）をグラフで表示し
た図、第３Ａ図〜第３Ｄ図は第３Ａ図で工具を盲
ボルトに適用するときから第３Ｄ図で盲ボルトを
最終的に設置するまで第１図の盲ボルトの取付け
を示す一連の図、第４図は複動工具を必要とする
従来の盲ボルトを、若干の部分を断面しかつ他の
部分を破断して示した（第３Ａ図と同様な）図、
第５図は剪断フランジ型錠止を利用する従来の盲
ボルト構造を、若干の部分を断面しかつ他の部分
を破断して示す（第３Ａ図と同様な）図、第６図
は剪断キヤツプ型錠止組立体を利用する従来の盲
ボルト構造を、若干の部分を断面しかつ他の部分
を破断して示す（第３Ａ図と同様な）図、第７図
は若干の部分を断面しかつ他の部分を破断して示
す、設置されたフアスナーの部分分割側面図で、
ピン位置の公差限界を示す図、第８図は若干の部
分を断面しかつ他の部分を破断して示す、設置さ
れたフアスナーの部分側面図で、錠止位置の公差
限界を示す図である。 １０……盲ボルト、１２，１４……加工片、１
６……ピン、１８……管状スリーブ、２０……錠
止カラー、２２……スリーブシヤンク部分、２４
……拡大スリーブ頭、２７……中間直径孔部分、
２８……拡大円錐形孔部分、３２……拡大直径孔
部分、３４……スリーブ停止肩部、３６……拡大
ピン頭部、３８……ピンシヤンク部分、４０……
拡大直径シヤンク部分、４２……中間シヤンク部
分、４４……ピン係止肩部、４６……錠止溝、５
７……工具、６２……アンビル鼻部分、６６……
球根状頭部、６８……錠止ポケツト、７６，７８
……加工片の開口。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 管状スリーブ、ピンおよびほぼ環状の錠止カ
   ラーからなり、ピンとスリーブの間に錠止カラー
   を経て相対的軸方向力を加える工具を用いて複数
   の加工片を一緒に固定するための盲ボルトであつ
   て、管状スリーブが加工片の整合された開口に配
   置されかつ相対的な軸方向力に応答して加工片の
   盲側に球根状にふくらんだ頭部を形成するように
   なつており、前記スリーブが、一端で拡大スリー
   ブ頭で終る比較的真直なスリーブシヤンク部分を
   有し、前記スリーブには、前記拡大スリーブ頭の
   反対側にある拡大した直径の孔部分と、中間の縮
   小した直径の孔部分と、前記拡大スリーブ頭にあ
   る拡大円錐形孔部分とを有する貫通孔があり、ス
   リーブ停止肩部が前記拡大孔部分と中間孔部分の
   接合個所により区画され、前記ピンは、一端で拡
   大ピン頭部で終るピンシヤンク部分を有し、かつ
   前記ピン頭部が前記拡大スリーブ頭と反対端でス
   リーブシヤンク部分の上に係合するようにスリー
   ブ内に挿入され、前記ピンシヤンク部分には、前
   記ピン頭部に隣接する位置に前記拡大孔部分内に
   受け入れられる直径の拡大直径シヤンク部分と、
   前記拡大孔部分に隣接する中間孔部分内に受け入
   れられる縮小直径の中間シヤンク部分とが形成さ
   れ、ピン停止肩部が前記拡大シヤンク部分と中間
   シヤンク部分の接合個所により区画され、環状の
   錠止溝が前記ピンシヤンクの中間シヤンク部分に
   隣接して位置している盲ボルトにおいて、前記円
   錐孔部分２８の外端が軸方向に直真な壁の対向孔
   ３０で終つており、前記錠止カラー２０が前記対
   向孔内に位置し、前記スリーブ停止肩部３４と係
   合したときに、前記錠止溝が円錐孔部分２８と半
   径方向に整合した状態で位置して錠止ポケツト６
   ８を区画するように前記ピン肩部４４が前記錠止
   溝４６から予め選択された距離をおいて位置し、
   前記錠止カラー２０の外端が工具のアンビル鼻部
   分と係合されるように露出され、工具はまた、前
   記ピンシヤンクの他端にあるピンの前記シヤンク
   ３８の引張り部分を把持するための把持手段を有
   し、それにより前記工具が鼻部分と錠止カラーの
   係合個所を経てピンとスリーブの間に相対的な軸
   方向力を加えることによつてピンがスリーブに対
   して軸方向に移動して拡大直径の孔部分を球根状
   にふくらませ盲頭部を形成させ、前記ピン肩部４
   ４がスリーブ肩部３４と係合してさらにピンが軸
   方向に移動するのを初期に停止させるまで前記工
   具が前記の相対的軸方向力を加え続けるように作
   用可能であり、前記拡大直径の孔部分３２は前記
   拡大直径シヤンク部分４０の直径とほぼ同一であ
   り、中間直径の孔部分２７は前記中間シヤンク部
   分４２の直径とほぼ同一であり、ピンとスリーブ
   の停止肩部が係合するまでのピンの軸方向運動中
   スリーブシヤンク部分の半径方向膨脹を実質的に
   与えないようにされており、前記錠止カラー２０
   を錠止ポケツト６８の中へ移動させて、ピン１６
   とスリーブ１８の肩部４４，３４により生じた停
   止を支持することにより、ピンの拡大直径シヤン
   ク部分４０によるスリーブの中間直径部分２７の
   半径方向膨脹が防止され、前記円錐形孔部分２８
   が70゜から85゜までの範囲の狭角を有し、その設置
   荷重で前記錠止カラー２０が、中間孔部分２７へ
   の拡大シヤンク部分４０の移動を経た、スリーブ
   １８のシヤンクの半径方向膨脹に起因するピンの
   過剰の軸方向運動を除去するようにピンの停止を
   助け、前記スリーブが、予め選択された締めしろ
   から限定されない〓間までの嵌合で前記の整合さ
   れた開口に受け入れられるようになつている、こ
   とを特徴とする盲ボルト。 ２ 前記狭角を、拡大スリーブ頭のデイツシング
   が生ずる狭角より大きくした、特許請求の範囲第
   １項記載の盲ボルト。 ３ 拡大スリーブ頭部が皿形であり、かつ整合さ
   れた開口の同様に形成された皿穴位置に受入れら
   れるようになつているときに、狭角を拡大スリー
   ブ頭のデイツシングが生ずる狭角より大きくして
   ある、特許請求の範囲第２項記載の盲ボルト。 ４ 狭角が約80゜である、特許請求の範囲第１項
   記載の盲ボルト。 ５ 円錐形の孔部分２８が直線のテーパー面であ
   る、特許請求の範囲第１項から第４項までのうち
   のいずれか一つに記載の盲ボルト。 ６ 環状の錠止溝４６に隣接した環状ランド５０
   に位置する、閉じられた破壊首部溝４８を備え
   た、特許請求の範囲第１項から第５項までのうち
   のいずれか一つに記載の盲ボルト。 ７ ピンとスリーブが、95KSIより大きい引張強
   さに硬化された材料で作られている、特許請求の
   範囲第１項から第６項までのうちのいずれか一つ
   に記載の盲ボルト。 ８ スリーブを熱的に硬化し、かつ前記スリーブ
   シヤンク部分を、硬度の減少する勾配を与えるよ
   うに焼鈍して、加工片の選択された把持範囲にわ
   たつて前記盲側に隣接する球根状にふくらんだ頭
   部の形成を容易にした、特許請求の範囲第１項か
   ら第７項までのうちいずれか一つに記載の盲ボル
   ト。