JPH0783222A - 冷間成形されたロックフランジを有する雌型クリンチ締結具とその取りつけ方法 - Google Patents
冷間成形されたロックフランジを有する雌型クリンチ締結具とその取りつけ方法Info
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- JPH0783222A JPH0783222A JP6195332A JP19533294A JPH0783222A JP H0783222 A JPH0783222 A JP H0783222A JP 6195332 A JP6195332 A JP 6195332A JP 19533294 A JP19533294 A JP 19533294A JP H0783222 A JPH0783222 A JP H0783222A
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-
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- 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
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
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-
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 冷間成形によって板材に固定されるようにな
った雌型クリンチ締結具を提供する。 【構成】 雌型クリンチ締結具２０は、円周方向に間隔
をもって形成された複数のスプライン３５を有するほぼ
管状の本体を備えている。スプラインの縦方向に延びる
部分は、冷間成形、即ちピーリングによって変形させら
れ、管状本体の中間部分に沿って横方向に延びるフラン
ジ３３を形成するようになっている。クリンチ締結具２
０は、冷間成形されたフランジ３３と協働して、板材内
の開口で形成されたパイロット、即ちカラー内に締結具
を固定するようになっている一端で横方向に延びるフラ
ンジ４０を備えている。端部フランジに隣接するスプラ
イン３５は板材内のパイロット内で固定されており、ク
リンチ締結具２０が回転するのを防いでいる。
った雌型クリンチ締結具を提供する。 【構成】 雌型クリンチ締結具２０は、円周方向に間隔
をもって形成された複数のスプライン３５を有するほぼ
管状の本体を備えている。スプラインの縦方向に延びる
部分は、冷間成形、即ちピーリングによって変形させら
れ、管状本体の中間部分に沿って横方向に延びるフラン
ジ３３を形成するようになっている。クリンチ締結具２
０は、冷間成形されたフランジ３３と協働して、板材内
の開口で形成されたパイロット、即ちカラー内に締結具
を固定するようになっている一端で横方向に延びるフラ
ンジ４０を備えている。端部フランジに隣接するスプラ
イン３５は板材内のパイロット内で固定されており、ク
リンチ締結具２０が回転するのを防いでいる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、締結装置に関する。よ
り詳細には、本発明は、板材に取りつけられる雌型クリ
ンチ締結具、即ちクリンチボルト及びこれに対応するク
リンチ締結具を取りつけるための方法に関する。
り詳細には、本発明は、板材に取りつけられる雌型クリ
ンチ締結具、即ちクリンチボルト及びこれに対応するク
リンチ締結具を取りつけるための方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の雌型クリンチ締結具、即ちクリン
チナットは、板金材の一部に永久的に取りつけられ、こ
のためナットは板金材の一体化した部分となる。このク
リンチナットは、板材或いはナットの金属を溶接するこ
とによって取りつけられるのではなく、冷間成形するこ
とによって取りつけられている。このため、クリンチナ
ットは、従来のボルトを板金材のみの開口を通して単に
ねじ込むことによって得ることのできる能力よりも大き
な維持能力を備えたねじ切りされた軸を提供する。この
ようなクリンチナットは、一般的に自動車に使用されて
おり、例えば板金材にボルトを固定する手段を提供して
いる。従来のクリンチナットのひとつには、ＲＢ＆Ｗ社
から入手可能なＳＰＡＣ（登録商標）ナットがある。Ｓ
ＰＡＣナットはテーパ状の多角形部分を備えており、板
材内のわずかに小さい開口に圧接される。板材材料がテ
ーパされた部分により形成された空間を充填するように
流れるときに、ナットは板材内にコイニング加工により
ロックされる。マックリンフォッグ社によるＳＴＲＵＸ
−Ｎｕｔとポップリベットファスナー社のＨＴ−Ｎｕｔ
はＳＰＡＣナットに類似している。これらクリンチナッ
トのそれぞれは板材からの母材の体積変化により、アン
ダーカット、或いはテーパを充填して、締結部と板材と
の間に一種のあり継ぎ手を形成している。しかしなが
ら、このようなクリンチナットは引き抜きや押し抜き抵
抗、及び締めつけトルク低下抵抗のような高い性能特性
を充分に備えていない。
チナットは、板金材の一部に永久的に取りつけられ、こ
のためナットは板金材の一体化した部分となる。このク
リンチナットは、板材或いはナットの金属を溶接するこ
とによって取りつけられるのではなく、冷間成形するこ
とによって取りつけられている。このため、クリンチナ
ットは、従来のボルトを板金材のみの開口を通して単に
ねじ込むことによって得ることのできる能力よりも大き
な維持能力を備えたねじ切りされた軸を提供する。この
ようなクリンチナットは、一般的に自動車に使用されて
おり、例えば板金材にボルトを固定する手段を提供して
いる。従来のクリンチナットのひとつには、ＲＢ＆Ｗ社
から入手可能なＳＰＡＣ（登録商標）ナットがある。Ｓ
ＰＡＣナットはテーパ状の多角形部分を備えており、板
材内のわずかに小さい開口に圧接される。板材材料がテ
ーパされた部分により形成された空間を充填するように
流れるときに、ナットは板材内にコイニング加工により
ロックされる。マックリンフォッグ社によるＳＴＲＵＸ
−Ｎｕｔとポップリベットファスナー社のＨＴ−Ｎｕｔ
はＳＰＡＣナットに類似している。これらクリンチナッ
トのそれぞれは板材からの母材の体積変化により、アン
ダーカット、或いはテーパを充填して、締結部と板材と
の間に一種のあり継ぎ手を形成している。しかしなが
ら、このようなクリンチナットは引き抜きや押し抜き抵
抗、及び締めつけトルク低下抵抗のような高い性能特性
を充分に備えていない。
【０００３】本発明の出願人により提案された他の従来
のクリンチナットでは、クリンチナットの八角形の本体
に合うように八角形開口が板材に開けられることを必要
としている。即ち、クリンチナットは方向性ナットであ
り、開口の適当な配向と、開口内でのナットの適当な並
びを必要としている。ＲＢ＆Ｗ社の登録商標フランジフ
ォーム（ＦＬＡＮＧＥＦＯＲＭ）として商業的に知られ
ている従来のクリンチナットが、米国特許第４、０１
８、２５７号に開示されている。フランジフォームナッ
トは、ナットが押し込まれたカラー即ちパイロットを板
材内に形成して、次いでカラー即ちパイロットを包む。
ナットは板材内の僅かに小さな開口に圧接され、このた
めに板材の端部は下側に折れ曲がり、パイロットを形成
してナットの管状本体を受け取るようになっている。管
状本体の端部上の横方向に延びるフランジは、板材の表
面と同じ高さで着座する。管状本体はヘッドに隣接する
第一部分上にねじ孔を備えている。管状本体の第二部分
は、半径方向かつ外方向に管状本体の側壁を折り返し
て、板材のパイロット内にナットを固定するように第二
ロックフランジを形成し易くする拡大された孔を有して
いる。円周方向に間隔をもって形成された相対的に少数
のリブが管状本体の第一部分に沿って縦方向に延びてお
り、ナットの回転、即ちナットの締めつけトルクの減少
を防いでいる。
のクリンチナットでは、クリンチナットの八角形の本体
に合うように八角形開口が板材に開けられることを必要
としている。即ち、クリンチナットは方向性ナットであ
り、開口の適当な配向と、開口内でのナットの適当な並
びを必要としている。ＲＢ＆Ｗ社の登録商標フランジフ
ォーム（ＦＬＡＮＧＥＦＯＲＭ）として商業的に知られ
ている従来のクリンチナットが、米国特許第４、０１
８、２５７号に開示されている。フランジフォームナッ
トは、ナットが押し込まれたカラー即ちパイロットを板
材内に形成して、次いでカラー即ちパイロットを包む。
ナットは板材内の僅かに小さな開口に圧接され、このた
めに板材の端部は下側に折れ曲がり、パイロットを形成
してナットの管状本体を受け取るようになっている。管
状本体の端部上の横方向に延びるフランジは、板材の表
面と同じ高さで着座する。管状本体はヘッドに隣接する
第一部分上にねじ孔を備えている。管状本体の第二部分
は、半径方向かつ外方向に管状本体の側壁を折り返し
て、板材のパイロット内にナットを固定するように第二
ロックフランジを形成し易くする拡大された孔を有して
いる。円周方向に間隔をもって形成された相対的に少数
のリブが管状本体の第一部分に沿って縦方向に延びてお
り、ナットの回転、即ちナットの締めつけトルクの減少
を防いでいる。
【０００４】フランジフォームナットは方向性のないク
リンチナットである、即ちナットの管状本体と開口の相
対的な回転方向に関係なく、フランジフォームは円形開
口に取りつけることができる。その上、このナットは、
板材から母材を体積変化することに存する上述した従来
のナットを越えるような向上した性能特性を提供してい
る。しかしながら、フランジフォームナットは、製造に
おいて、少なくとも部分的に、断面形状が変化するため
に比較的コストが高いというような幾つかの欠点があ
る。更に、与えられたナットの大きさに対して板材材料
の厚さと開口の大きさにおいて限られた範囲内のみのも
のに適用される。即ち、管状本体の所定の部分が、与え
られた大きさのナットに対して折り返されるので、管状
本体と折り返されたロックフランジとの間で効果的に固
定できるパイロットの長さは正確に制御されなければな
らない。フランジフォームナットの他の欠点は、いわゆ
る“卓越した（ｐｒｅｖａｉｌｉｎｇ）トルク”特性を
容易に有することができないということである。卓越し
たトルク締結具は、僅かに変形したねじをふくんでお
り、相手方となる締結具を所定位置内にロックし、締結
具の予期せぬゆるみを防ぐようになっている。フランジ
フォームナットは、長手方向に部分的にのみ延びている
ねじ孔を含んでいるので、卓越したトルク特性を得るこ
とができない。
リンチナットである、即ちナットの管状本体と開口の相
対的な回転方向に関係なく、フランジフォームは円形開
口に取りつけることができる。その上、このナットは、
板材から母材を体積変化することに存する上述した従来
のナットを越えるような向上した性能特性を提供してい
る。しかしながら、フランジフォームナットは、製造に
おいて、少なくとも部分的に、断面形状が変化するため
に比較的コストが高いというような幾つかの欠点があ
る。更に、与えられたナットの大きさに対して板材材料
の厚さと開口の大きさにおいて限られた範囲内のみのも
のに適用される。即ち、管状本体の所定の部分が、与え
られた大きさのナットに対して折り返されるので、管状
本体と折り返されたロックフランジとの間で効果的に固
定できるパイロットの長さは正確に制御されなければな
らない。フランジフォームナットの他の欠点は、いわゆ
る“卓越した（ｐｒｅｖａｉｌｉｎｇ）トルク”特性を
容易に有することができないということである。卓越し
たトルク締結具は、僅かに変形したねじをふくんでお
り、相手方となる締結具を所定位置内にロックし、締結
具の予期せぬゆるみを防ぐようになっている。フランジ
フォームナットは、長手方向に部分的にのみ延びている
ねじ孔を含んでいるので、卓越したトルク特性を得るこ
とができない。
【０００５】フランジフォームナットは、管状本体の一
部分を折り曲げたり、折り返したりして板材内に形成さ
れたパイロットの端部に当接させることによって形成さ
れた第二の金属フランジによって固定されている。ロッ
クフランジを冷間成形するためのこの種の折り曲げによ
って、引き抜き特性が減少するナットを形成する比較的
弱い金属フランジが形成される。キーン社のピアスフォ
ーム（ＰＩＥＲＣＥＦＯＲＭ（登録商標））スタッドは
フランジフォームナットに類似している。ピアスフォー
ムスタッドは、雄型クリンチナット、即ちクリンチボル
トであり、ヘッドから外方向に延びるネジスタッドを有
している。ヘッドはフランジフォームナットと類似して
おり、上述したように板材内に形成されたパイロット内
に固定されている。ヘッドの一部分は壁を有する中空状
の管であり、折り返されてロックフランジを形成する。
従って、ピアスフォームスタッドはフランジフォームク
リンチナットと同じような欠点を有している。
部分を折り曲げたり、折り返したりして板材内に形成さ
れたパイロットの端部に当接させることによって形成さ
れた第二の金属フランジによって固定されている。ロッ
クフランジを冷間成形するためのこの種の折り曲げによ
って、引き抜き特性が減少するナットを形成する比較的
弱い金属フランジが形成される。キーン社のピアスフォ
ーム（ＰＩＥＲＣＥＦＯＲＭ（登録商標））スタッドは
フランジフォームナットに類似している。ピアスフォー
ムスタッドは、雄型クリンチナット、即ちクリンチボル
トであり、ヘッドから外方向に延びるネジスタッドを有
している。ヘッドはフランジフォームナットと類似して
おり、上述したように板材内に形成されたパイロット内
に固定されている。ヘッドの一部分は壁を有する中空状
の管であり、折り返されてロックフランジを形成する。
従って、ピアスフォームスタッドはフランジフォームク
リンチナットと同じような欠点を有している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】前述の技術分野におい
て、本発明の目的は、厚さと開口の寸法が異なる数々の
板材に取りつけるのに適している高性能な雌型クリンチ
締結具、即ちクリンチナットを提供することである。。
本発明の他の目的は、容易に製造されて、比較的安い費
用で、開口に対して回転の向きを考慮することなく板材
に容易に取りつけられる高性能なクリンチナットを提供
することである。
て、本発明の目的は、厚さと開口の寸法が異なる数々の
板材に取りつけるのに適している高性能な雌型クリンチ
締結具、即ちクリンチナットを提供することである。。
本発明の他の目的は、容易に製造されて、比較的安い費
用で、開口に対して回転の向きを考慮することなく板材
に容易に取りつけられる高性能なクリンチナットを提供
することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明のこれらの目的及
び他の目的、特徴及び利点は、円周方向に間隔をもった
複数のスプラインを有するほぼ管状本体を含んでいる、
雌型クリンチ締結具によって達成される。このスプライ
ンの縦方向に延びる部分は、冷間成形、又はピーリング
によって塑性変形し、管状本体の中間部分に沿って、横
方向に延びるロックフランジを形成する。クリンチ締結
具は、冷間成形されたロックフランジと協働して、締結
具を板材の開口で形成されたパイロット、或いはカラー
内に固定する横方向に延びるフランジを、一端に備える
のが好ましい。従って、端部フランジに隣接するスプラ
インの一部分がパイロット内に固定されて、パイロット
内でクリンチ締結具が回転しないようにする。管状本体
は、テーパ状で、軸線方向最外部で小さい直径の横断面
を有し、スプラインの周縁部分によって定まる大きな直
径の横断面を有する第二端部を備えているのが好まし
い。テーパされた第二端部は締結具の取りつけの間に板
材内の開口と容易に整列させ、パイロットを板材内で延
ばし、即ちパイロットを板材内に形成するための案内面
となり、また管状本体の中間部にロックフランジを形成
するためのスプラインの冷間成形、即ちピーリングのた
めの案内面となる。
び他の目的、特徴及び利点は、円周方向に間隔をもった
複数のスプラインを有するほぼ管状本体を含んでいる、
雌型クリンチ締結具によって達成される。このスプライ
ンの縦方向に延びる部分は、冷間成形、又はピーリング
によって塑性変形し、管状本体の中間部分に沿って、横
方向に延びるロックフランジを形成する。クリンチ締結
具は、冷間成形されたロックフランジと協働して、締結
具を板材の開口で形成されたパイロット、或いはカラー
内に固定する横方向に延びるフランジを、一端に備える
のが好ましい。従って、端部フランジに隣接するスプラ
インの一部分がパイロット内に固定されて、パイロット
内でクリンチ締結具が回転しないようにする。管状本体
は、テーパ状で、軸線方向最外部で小さい直径の横断面
を有し、スプラインの周縁部分によって定まる大きな直
径の横断面を有する第二端部を備えているのが好まし
い。テーパされた第二端部は締結具の取りつけの間に板
材内の開口と容易に整列させ、パイロットを板材内で延
ばし、即ちパイロットを板材内に形成するための案内面
となり、また管状本体の中間部にロックフランジを形成
するためのスプラインの冷間成形、即ちピーリングのた
めの案内面となる。
【０００８】クリンチ締結具の冷間成形されたロックフ
ランジは、スプラインの一部分のピーリングによって形
成されるので、フランジは管状本体に沿った縦方向の位
置の範囲内のどの位置にも形成することができる。この
ことにより、フランジフォーム締結具のような従来の締
結具が使用可能となる範囲がかなり限定されるのに較べ
て、クリンチ締結具は、開口の寸法と板材の厚さにおい
て広い範囲に適用することができる。本発明の他の特性
は、容易に卓越したトルク締結具にして、管状本体のね
じ孔内に固定された雄型締結具の予期せぬ弛みを防ぐよ
うにできることである。管状本体の孔は管状本体の全長
に渡ってねじが切られているのが好ましい。したがっ
て、当業者により明らかなように、管状本体の第二端部
側のねじが変形させられて、管状本体のねじ孔内に受け
取られた相手方のねじ締結具をロックするようになる。
管状本体と、第一フランジ及びスプラインは一体的に金
属から形成されるのが好ましく、第二フランジは管状本
体上のスプラインの一部分が変形した冷間成形された金
属である。金属のピーリングによる冷間形成により、固
く、強い金属フランジが作り出される。クリンチナット
の金属は低炭素鋼、中炭素鋼及び熱処理された中炭素鋼
からなる群から選択されるのが好ましい。板材は金属が
好ましいが、当業者によって既知であるように板材はポ
リエチレンのようなプラスチックでもよい。円周方向に
間隔をもったスプラインにより、板材内の開口は円形と
なり、このことにより取りつけ工程の一部である、板材
に対してクリンチ締結具を回転方向に配向させる必要性
がなくなる。
ランジは、スプラインの一部分のピーリングによって形
成されるので、フランジは管状本体に沿った縦方向の位
置の範囲内のどの位置にも形成することができる。この
ことにより、フランジフォーム締結具のような従来の締
結具が使用可能となる範囲がかなり限定されるのに較べ
て、クリンチ締結具は、開口の寸法と板材の厚さにおい
て広い範囲に適用することができる。本発明の他の特性
は、容易に卓越したトルク締結具にして、管状本体のね
じ孔内に固定された雄型締結具の予期せぬ弛みを防ぐよ
うにできることである。管状本体の孔は管状本体の全長
に渡ってねじが切られているのが好ましい。したがっ
て、当業者により明らかなように、管状本体の第二端部
側のねじが変形させられて、管状本体のねじ孔内に受け
取られた相手方のねじ締結具をロックするようになる。
管状本体と、第一フランジ及びスプラインは一体的に金
属から形成されるのが好ましく、第二フランジは管状本
体上のスプラインの一部分が変形した冷間成形された金
属である。金属のピーリングによる冷間形成により、固
く、強い金属フランジが作り出される。クリンチナット
の金属は低炭素鋼、中炭素鋼及び熱処理された中炭素鋼
からなる群から選択されるのが好ましい。板材は金属が
好ましいが、当業者によって既知であるように板材はポ
リエチレンのようなプラスチックでもよい。円周方向に
間隔をもったスプラインにより、板材内の開口は円形と
なり、このことにより取りつけ工程の一部である、板材
に対してクリンチ締結具を回転方向に配向させる必要性
がなくなる。
【０００９】複数のスプラインが八角形横断面形状を備
えているのが好ましい。雌型クリンチの一実施例におい
て、スプラインは星型の横断面形状を備えている。他の
実施例において、スプラインは波形の周囲をもったほぼ
円形横断面形状であるのが好ましい。この双方の横断面
形状は、当業者にとって明らかなように従来の冷間成形
技術によって容易に形成できる。更に、一般的に商業上
望まれる締結具の大きさのためには、複数のスプライン
は、８個から１６個の範囲内において所定数であること
が好ましく、約１２個であることがより好ましい。クリ
ンチ締結具が板材の開口に取りつけられたとき、クリン
チ締結具は、開口に隣接する板材材料を変形させること
によってパイロット、即ちカラーを形成する。パイロッ
トは板材から下向きになり、クリンチナットの横方向に
延びる第一と第二のフランジと協働して、クリンチ締結
具の卓越した引き抜き特性と押し抜き特性とを提供す
る。第二の冷間成形フランジはパイロットの端部分に当
接する。クリンチ締結具の第一の端フランジは、管状本
体に対して横方向内方にテーパした環状表面を有してお
り、フランジが板材と同じ高さで容易に取りつけられる
のが好ましい。
えているのが好ましい。雌型クリンチの一実施例におい
て、スプラインは星型の横断面形状を備えている。他の
実施例において、スプラインは波形の周囲をもったほぼ
円形横断面形状であるのが好ましい。この双方の横断面
形状は、当業者にとって明らかなように従来の冷間成形
技術によって容易に形成できる。更に、一般的に商業上
望まれる締結具の大きさのためには、複数のスプライン
は、８個から１６個の範囲内において所定数であること
が好ましく、約１２個であることがより好ましい。クリ
ンチ締結具が板材の開口に取りつけられたとき、クリン
チ締結具は、開口に隣接する板材材料を変形させること
によってパイロット、即ちカラーを形成する。パイロッ
トは板材から下向きになり、クリンチナットの横方向に
延びる第一と第二のフランジと協働して、クリンチ締結
具の卓越した引き抜き特性と押し抜き特性とを提供す
る。第二の冷間成形フランジはパイロットの端部分に当
接する。クリンチ締結具の第一の端フランジは、管状本
体に対して横方向内方にテーパした環状表面を有してお
り、フランジが板材と同じ高さで容易に取りつけられる
のが好ましい。
【００１０】クリンチ締結具が取りつけられて、第二フ
ランジが形成された後には、管状本体は、第二フランジ
から縦方向かつ外側に延びる第二部分を有している。こ
の第二部分は、スプラインの一部分が変形、即ちピーリ
ングされてフランジに形成されたものである。即ち、管
状本体の第二の部分は、スプラインの周縁部分によって
定まる所定の直径よりも小さい横断面直径を有する。従
って、管状本体の第二部分は、管状本体の第一部分に残
り、板材内で形成されたパイロット内に固定される複数
のスプラインによって形成された各溝と整列した状態で
円周方向に間隔をもった縦方向に延びる溝を有してい
る。更に、冷間成形されたフランジは、各スプラインと
縦方向に並び、半径方向かつ外方向に延びる複数の球根
状の突出物の形状となるのが好ましい。本発明の方法
は、雌型クリンチ締結具を板材に固定するためのもので
ある。クリンチ締結具は上述したものであり、一端で横
方向に延びる第一フランジを備えた管状本体と、管状本
体上で円周方向に間隔をもった縦方向に延びる複数のス
プラインとを備えている。取りつけ方法は、スプライン
の周縁部により定まる直径よりも小さい直径を有する板
材内の開口を形成する段階と、クリンチ締結具の管状本
体を開口に通して管状本体の第一部分に沿ってスプライ
ンの周囲にパイロットを形成する段階と、管状本体の第
二部分に沿って、この部分からスプラインの第一部分を
縦方向に変形させて、パイロットに当接し、第一フラン
ジと協働してクリンチ締結具を板材内に固定する横方向
に延びる第二フランジを形成する段階とからなる。
ランジが形成された後には、管状本体は、第二フランジ
から縦方向かつ外側に延びる第二部分を有している。こ
の第二部分は、スプラインの一部分が変形、即ちピーリ
ングされてフランジに形成されたものである。即ち、管
状本体の第二の部分は、スプラインの周縁部分によって
定まる所定の直径よりも小さい横断面直径を有する。従
って、管状本体の第二部分は、管状本体の第一部分に残
り、板材内で形成されたパイロット内に固定される複数
のスプラインによって形成された各溝と整列した状態で
円周方向に間隔をもった縦方向に延びる溝を有してい
る。更に、冷間成形されたフランジは、各スプラインと
縦方向に並び、半径方向かつ外方向に延びる複数の球根
状の突出物の形状となるのが好ましい。本発明の方法
は、雌型クリンチ締結具を板材に固定するためのもので
ある。クリンチ締結具は上述したものであり、一端で横
方向に延びる第一フランジを備えた管状本体と、管状本
体上で円周方向に間隔をもった縦方向に延びる複数のス
プラインとを備えている。取りつけ方法は、スプライン
の周縁部により定まる直径よりも小さい直径を有する板
材内の開口を形成する段階と、クリンチ締結具の管状本
体を開口に通して管状本体の第一部分に沿ってスプライ
ンの周囲にパイロットを形成する段階と、管状本体の第
二部分に沿って、この部分からスプラインの第一部分を
縦方向に変形させて、パイロットに当接し、第一フラン
ジと協働してクリンチ締結具を板材内に固定する横方向
に延びる第二フランジを形成する段階とからなる。
【００１１】クリンチ締結具の管状本体を通す段階は、
第一フランジが板材の表面と同じ高さとなるようにクリ
ンチ締結具を通すことを含んでいることが好ましい。ク
リンチ締結具はまた、テーパ状の第二端部を有するのが
好ましく、板材内の開口とクリンチ締結具を並べる段階
は、部分的に開口に延びるようにテーパされた第二端部
を配置することによってなされてもよい。更に、当業者
にとって容易にわかるように、ダイ、或いは他の工具を
用いて、管状本体を通す段階と、第二ロックフランジを
形成する段階を同時に行うことができるようになってい
る。
第一フランジが板材の表面と同じ高さとなるようにクリ
ンチ締結具を通すことを含んでいることが好ましい。ク
リンチ締結具はまた、テーパ状の第二端部を有するのが
好ましく、板材内の開口とクリンチ締結具を並べる段階
は、部分的に開口に延びるようにテーパされた第二端部
を配置することによってなされてもよい。更に、当業者
にとって容易にわかるように、ダイ、或いは他の工具を
用いて、管状本体を通す段階と、第二ロックフランジを
形成する段階を同時に行うことができるようになってい
る。
【００１２】
【実施例】本発明が、図面を参照して以下の記載により
完全に説明されており、本発明の好ましい実施例が示さ
れている。しかしながら、本発明は多くの異なった形態
で実施されてもよく、本発明の実施例に限定されるもの
として構成されるべきではない。むしろ、出願人は、こ
の開示が完全であり、当業者に対し、発明の範囲を完全
に伝達できるようにこれらの実施例を提供している。ダ
ッシュ記号で記されたものと、ダブルダッシュで記され
たものとは別の実施例で同一の要素に使用されている。
先ず最初に、図１を参照すると、雌型クリンチ締結具、
即ち本発明に係るクリンチナット２０が第一板材２１内
に取りつけた状態で示されている。図示したように、第
二板材２２を第一板材２１に固定するために、クリンチ
ナット２０は、一般的に、相手方となる雌型締結具、即
ちボルト２３のねじ軸２４を受け取るために使用され
る。当業者は、容易に本発明に係るクリンチナット２０
の多くの適用例がわかる。詳細には、工業製品の分野に
おいて、より詳細には自動車における使用に適用するこ
とができる。クリンチナット２０は、シート２１内の開
口に単にねじ込むことによって得ることのできる力より
も大きな保持力のある雌型締結具を提供している。
完全に説明されており、本発明の好ましい実施例が示さ
れている。しかしながら、本発明は多くの異なった形態
で実施されてもよく、本発明の実施例に限定されるもの
として構成されるべきではない。むしろ、出願人は、こ
の開示が完全であり、当業者に対し、発明の範囲を完全
に伝達できるようにこれらの実施例を提供している。ダ
ッシュ記号で記されたものと、ダブルダッシュで記され
たものとは別の実施例で同一の要素に使用されている。
先ず最初に、図１を参照すると、雌型クリンチ締結具、
即ち本発明に係るクリンチナット２０が第一板材２１内
に取りつけた状態で示されている。図示したように、第
二板材２２を第一板材２１に固定するために、クリンチ
ナット２０は、一般的に、相手方となる雌型締結具、即
ちボルト２３のねじ軸２４を受け取るために使用され
る。当業者は、容易に本発明に係るクリンチナット２０
の多くの適用例がわかる。詳細には、工業製品の分野に
おいて、より詳細には自動車における使用に適用するこ
とができる。クリンチナット２０は、シート２１内の開
口に単にねじ込むことによって得ることのできる力より
も大きな保持力のある雌型締結具を提供している。
【００１３】更に、図２乃至図６を参照すると、本発明
に係るクリンチナット２０が説明されている。クリンチ
ナット２０は、一般的にほぼ管状本体３０を備えてお
り、相手方締結具２３のねじ軸２４内を受け取るように
なっているねじ孔３１を有している。クリンチナット２
０は、第一上端部で管状本体３０に結合された、横方向
に延びる第一フランジ３３を備えている。円周方向に間
隔をもって形成された複数のスプライン３５が管状本体
３０に結合されており、管状本体３０に沿って縦方向に
延びている。スプラインの縦方向に延びている第一の部
分３５ａ（図４）は板材２１内に形成されたカラー、即
ちパイロット２６内に固定されるようになっており、ク
リンチナット２０が回転しないようにするものである。
これにより卓越した締めつけトルクの性能を得ることが
できる。スプラインの縦方向に延びる第二の部分３５ｂ
（図４）は、縦方向に変形して、管状本体３０の中間部
分内に横方向に延びる第二のロックフランジ４０を形成
して、板材２１のパイロット２６内に雌型クリンチ締結
具２０を固定するようになっている。即ち、高い性能の
引き抜き特性と押し抜き特性を提供しながら、第一フラ
ンジ３３と第二フランジ４０は協働して、クリンチナッ
ト２０を板材２１内に形成されたパイロット２６内に固
定する。更に、雌型クリンチ締結具２０は、第二ロック
フランジ４０の縦方向の位置を締結具の管状本体３０に
沿って変化させることによって板材の厚さと開口の寸法
の巾広い範囲に適用することができる。
に係るクリンチナット２０が説明されている。クリンチ
ナット２０は、一般的にほぼ管状本体３０を備えてお
り、相手方締結具２３のねじ軸２４内を受け取るように
なっているねじ孔３１を有している。クリンチナット２
０は、第一上端部で管状本体３０に結合された、横方向
に延びる第一フランジ３３を備えている。円周方向に間
隔をもって形成された複数のスプライン３５が管状本体
３０に結合されており、管状本体３０に沿って縦方向に
延びている。スプラインの縦方向に延びている第一の部
分３５ａ（図４）は板材２１内に形成されたカラー、即
ちパイロット２６内に固定されるようになっており、ク
リンチナット２０が回転しないようにするものである。
これにより卓越した締めつけトルクの性能を得ることが
できる。スプラインの縦方向に延びる第二の部分３５ｂ
（図４）は、縦方向に変形して、管状本体３０の中間部
分内に横方向に延びる第二のロックフランジ４０を形成
して、板材２１のパイロット２６内に雌型クリンチ締結
具２０を固定するようになっている。即ち、高い性能の
引き抜き特性と押し抜き特性を提供しながら、第一フラ
ンジ３３と第二フランジ４０は協働して、クリンチナッ
ト２０を板材２１内に形成されたパイロット２６内に固
定する。更に、雌型クリンチ締結具２０は、第二ロック
フランジ４０の縦方向の位置を締結具の管状本体３０に
沿って変化させることによって板材の厚さと開口の寸法
の巾広い範囲に適用することができる。
【００１４】図４を参照すると最もわかるように、管状
本体３０はテーパ状に形成されて、軸線方向に最外部で
ある小さい方の直径の横断面を備え、スプライン３５の
周縁部分により定まる大きい方の直径の横断面とを備え
る第二端部分を備えている。テーパ角度βは、約４０°
から５０°の範囲内であることが好ましく、約４５°で
あることがより好ましい。以下詳細に述べるように、管
状本体３０のテーパ端部は、ガイドすること、即ち取り
つけの際に、板材２１の開口２５内にクリンチナット２
０を中央にすること、板材を曲げてパイロット２６を形
成すること、及び、縦方向にスプライン３５の一部分を
ピーリング、即ち削り落とし易くして、冷間成形された
フランジ４０を形成するといったような目的に合うもの
である。管状本体３０の第一端部における第一フランジ
３３は、管状本体に対して横方向にテーパした環状表面
３７を備えており、板材２１の上部表面（図１及び図
２）とフランジを同一高さで取りつけることを容易にし
ている。テーパ角度αは約５°から約１０°（図２）の
範囲内であることが好ましい。当業者によって容易にわ
かるように、本発明に係るクリンチナット２０は、従来
の金属打ち抜き加工及び金属加工技術によって形成する
ことのできる一体的に形成された金属部分であることが
好ましい。即ち、管状本体３０と、第一フランジ３３及
びスプライン３５は一体的に金属で形成されるのが好ま
しい。更に、クリンチ締結具２０が取りつけられた後
に、第二のフランジ４０は、管状本体３０の第二部分か
ら変形して冷間成形された金属である。クリンチナット
２０を形成する金属は低炭素鋼（クラス５）、中炭素鋼
（クラス９）及び熱処理された中炭素鋼（クラス１０）
からなる群から形成されるのが好ましい。板材２１は金
属であることが好ましいが、当業者には周知のように、
板材はポリエチレンのようなプラスッチックでもよい。
本体３０はテーパ状に形成されて、軸線方向に最外部で
ある小さい方の直径の横断面を備え、スプライン３５の
周縁部分により定まる大きい方の直径の横断面とを備え
る第二端部分を備えている。テーパ角度βは、約４０°
から５０°の範囲内であることが好ましく、約４５°で
あることがより好ましい。以下詳細に述べるように、管
状本体３０のテーパ端部は、ガイドすること、即ち取り
つけの際に、板材２１の開口２５内にクリンチナット２
０を中央にすること、板材を曲げてパイロット２６を形
成すること、及び、縦方向にスプライン３５の一部分を
ピーリング、即ち削り落とし易くして、冷間成形された
フランジ４０を形成するといったような目的に合うもの
である。管状本体３０の第一端部における第一フランジ
３３は、管状本体に対して横方向にテーパした環状表面
３７を備えており、板材２１の上部表面（図１及び図
２）とフランジを同一高さで取りつけることを容易にし
ている。テーパ角度αは約５°から約１０°（図２）の
範囲内であることが好ましい。当業者によって容易にわ
かるように、本発明に係るクリンチナット２０は、従来
の金属打ち抜き加工及び金属加工技術によって形成する
ことのできる一体的に形成された金属部分であることが
好ましい。即ち、管状本体３０と、第一フランジ３３及
びスプライン３５は一体的に金属で形成されるのが好ま
しい。更に、クリンチ締結具２０が取りつけられた後
に、第二のフランジ４０は、管状本体３０の第二部分か
ら変形して冷間成形された金属である。クリンチナット
２０を形成する金属は低炭素鋼（クラス５）、中炭素鋼
（クラス９）及び熱処理された中炭素鋼（クラス１０）
からなる群から形成されるのが好ましい。板材２１は金
属であることが好ましいが、当業者には周知のように、
板材はポリエチレンのようなプラスッチックでもよい。
【００１５】管状本体３０に沿って延びるスプライン３
５は均一に間隔が開けられており、ほぼ八角形の横断面
形状を形成する。更に、スプラインの断面形状は、テー
パされた端部を除いて、ほぼ均一であり、このことによ
り締結具をより簡単に、かつ低コストで製造可能であ
る。より詳細には、スプライン３５は星型の横断面形状
を形成してもよい。この星型のパターンは比較的尖った
外側端部、即ち点を有しており、従来の打ち抜き技術加
工によって容易に形成できる。典型的なクリンチナット
２０が従来使用された大きさであるためには、スプライ
ン３５の数は、８個から１６個の範囲内であることが好
ましく、より好ましくは約１２個である。スプラインの
数が少ないと板材内で形成されたパイロット２６を砕い
たり、或いはダメージを与えるようになり、相対的な大
きな数のスプラインでは、締めつけトルクの減少特性を
悪くすることになる。簡単に図１６を参照すると、僅か
に異なった形状のスプライン３５’を有するクリンチナ
ット２０’の他の実施例が示されている。この実施例に
おいて、スプライン３５’は波形の周囲を有する、ほぼ
円形の断面形状を有している。即ち、第一実施例で示さ
れた相対的に尖った端部は丸くされて、波形の周囲を有
する形状となる。クリンチナット２０’の第二実施例の
他の部分は、ダッシュ記号で示されており、上述したよ
うに第一実施例に類似している。従って、この実施例に
ついてこれ以上述べる必要はない。当業者であれば、図
示された実施例に等しい他のスプラインの形状を容易に
形成できるであろう。
５は均一に間隔が開けられており、ほぼ八角形の横断面
形状を形成する。更に、スプラインの断面形状は、テー
パされた端部を除いて、ほぼ均一であり、このことによ
り締結具をより簡単に、かつ低コストで製造可能であ
る。より詳細には、スプライン３５は星型の横断面形状
を形成してもよい。この星型のパターンは比較的尖った
外側端部、即ち点を有しており、従来の打ち抜き技術加
工によって容易に形成できる。典型的なクリンチナット
２０が従来使用された大きさであるためには、スプライ
ン３５の数は、８個から１６個の範囲内であることが好
ましく、より好ましくは約１２個である。スプラインの
数が少ないと板材内で形成されたパイロット２６を砕い
たり、或いはダメージを与えるようになり、相対的な大
きな数のスプラインでは、締めつけトルクの減少特性を
悪くすることになる。簡単に図１６を参照すると、僅か
に異なった形状のスプライン３５’を有するクリンチナ
ット２０’の他の実施例が示されている。この実施例に
おいて、スプライン３５’は波形の周囲を有する、ほぼ
円形の断面形状を有している。即ち、第一実施例で示さ
れた相対的に尖った端部は丸くされて、波形の周囲を有
する形状となる。クリンチナット２０’の第二実施例の
他の部分は、ダッシュ記号で示されており、上述したよ
うに第一実施例に類似している。従って、この実施例に
ついてこれ以上述べる必要はない。当業者であれば、図
示された実施例に等しい他のスプラインの形状を容易に
形成できるであろう。
【００１６】更に図７乃至図１５を参照すると、本発明
に係るクリンチナット２０を取りつける方法が、本発明
の他の特徴と利点とともに述べられている。図７を参照
すると、クリンチナット２０が板材２１内で形成された
開口２５上の中央にある。より詳細には、下部中央ダイ
部材４７の直立した支柱はクリンチナット２０のボア３
１を貫通して位置する。更に、管状本体３０のテーパ状
第二端部は、板材２１内の開口２５上にクリンチナット
２０を容易に整列させることができる、即ちクリンチナ
ット２０を板材２１内の開口２５上で中央にして、パイ
ロット２６を容易に形成することができる。板材２１内
の開口２５は、スプライン３５の周縁部分により定まる
仮想円の直径よりも小さい直径であることが好ましい。
更に、一般的に８個から１６個のスプラインの数及び形
状によりクリンチナット２０を、開口に対する回転方向
を考慮することなく取りつけることができる。図示され
た実施例から、装置は、上部可動プレス４５と、ほぼ円
筒形の下部ダイ本体４６及びこのダイ本体と中央ダイ部
材４７との間に配置されたスリーブ４８とを備えてい
る。スリーブ４８の相対的に垂直方向の位置は、板材２
１の異なる厚さに適用できるように調整可能であること
が好ましい。
に係るクリンチナット２０を取りつける方法が、本発明
の他の特徴と利点とともに述べられている。図７を参照
すると、クリンチナット２０が板材２１内で形成された
開口２５上の中央にある。より詳細には、下部中央ダイ
部材４７の直立した支柱はクリンチナット２０のボア３
１を貫通して位置する。更に、管状本体３０のテーパ状
第二端部は、板材２１内の開口２５上にクリンチナット
２０を容易に整列させることができる、即ちクリンチナ
ット２０を板材２１内の開口２５上で中央にして、パイ
ロット２６を容易に形成することができる。板材２１内
の開口２５は、スプライン３５の周縁部分により定まる
仮想円の直径よりも小さい直径であることが好ましい。
更に、一般的に８個から１６個のスプラインの数及び形
状によりクリンチナット２０を、開口に対する回転方向
を考慮することなく取りつけることができる。図示され
た実施例から、装置は、上部可動プレス４５と、ほぼ円
筒形の下部ダイ本体４６及びこのダイ本体と中央ダイ部
材４７との間に配置されたスリーブ４８とを備えてい
る。スリーブ４８の相対的に垂直方向の位置は、板材２
１の異なる厚さに適用できるように調整可能であること
が好ましい。
【００１７】図８で図示されているように、上部プレス
４５が下方となるにつれてクリンチナット２０を係合
し、ナット２０を板材内の開口２５の方に押し込み、こ
のために開口に隣接する板材の端部を変形、即ち折り返
すことになる。図９において、上部プレス４５のストロ
ークが完全に行われて、クリンチナット２０がパイロッ
ト２６内に配置されると同時に板材２１内に形成され
る。プレス４５の下動ストロークの間に、クリンチナッ
ト２０のテーパ状端部はスリーブ４８により形成された
肩部と接触する。このようにして、管状本体３０の第二
部分に沿って、この第二部分から縦方向に延びるスプラ
イン３５ｂ部分は、変形、即ち上方にピーリングされ、
管状本体の中間部分に第二のロックフランジ４０を形成
して、パイロット２６の端部と当接する。当業者に容易
にわかるように、第二のロックフランジ４０を形成する
ための金属から変形した冷間成形によってより硬い金属
部分が形成されることになる。管状本体３０が板材に打
ち抜かれるときに、管状本体３０は第二フランジ４０か
ら縦方向かつ外側に延びる第二部分を有している。第二
部分はスプライン３５の周縁部分により定まる所定の直
径よりも小さい横断直径を有している。管状本体３０の
第二部分は複数の円周方向に間隔をもって形成された縦
方向に延びる溝４３を備えており（図１０、１１及び図
１４）、管状本体の第一部分上の複数のスプライン３５
ａ間で形成された溝と整列状態である。即ち、溝４３は
変形したスプライン部分の跡である。
４５が下方となるにつれてクリンチナット２０を係合
し、ナット２０を板材内の開口２５の方に押し込み、こ
のために開口に隣接する板材の端部を変形、即ち折り返
すことになる。図９において、上部プレス４５のストロ
ークが完全に行われて、クリンチナット２０がパイロッ
ト２６内に配置されると同時に板材２１内に形成され
る。プレス４５の下動ストロークの間に、クリンチナッ
ト２０のテーパ状端部はスリーブ４８により形成された
肩部と接触する。このようにして、管状本体３０の第二
部分に沿って、この第二部分から縦方向に延びるスプラ
イン３５ｂ部分は、変形、即ち上方にピーリングされ、
管状本体の中間部分に第二のロックフランジ４０を形成
して、パイロット２６の端部と当接する。当業者に容易
にわかるように、第二のロックフランジ４０を形成する
ための金属から変形した冷間成形によってより硬い金属
部分が形成されることになる。管状本体３０が板材に打
ち抜かれるときに、管状本体３０は第二フランジ４０か
ら縦方向かつ外側に延びる第二部分を有している。第二
部分はスプライン３５の周縁部分により定まる所定の直
径よりも小さい横断直径を有している。管状本体３０の
第二部分は複数の円周方向に間隔をもって形成された縦
方向に延びる溝４３を備えており（図１０、１１及び図
１４）、管状本体の第一部分上の複数のスプライン３５
ａ間で形成された溝と整列状態である。即ち、溝４３は
変形したスプライン部分の跡である。
【００１８】簡単にまとめてみると、取りつけ方法は、
スプライン３５の周縁部分により定まる直径よりも小さ
い直径を有する、板材２１内の開口２５を形成する段階
と、クリンチナット２０の管状本体３０を開口に打ち込
んで管状本体の第一部分に沿ってスプラインを囲むパイ
ロット２６を形成する段階と、スプライン３５ｂの一部
分を管状本体の第二部分に沿って縦方向に変形させて、
パイロットに当接し、かつ第一フランジ３３と協働して
クリンチナットを板材に固定する、横方向に延びる第二
フランジ４０を形成する段階とを含んでいるのが好まし
い。クリンチナット２０の管状本体３０を打ち抜く段階
は、第一フランジ３３が板材の表面と同じ高さになるよ
うにボルトを打ち抜くことを含んでいることが好まし
い。クリンチナット２０は、図示された実施例に示され
たようにテーパ状に形成された第二の端部を含むことが
好ましく、このためにクリンチ締結具を板材２１内の開
口２５と整列させる段階は、テーパ状第二端部を部分的
に開口に延びるように配置させることによってなされて
もよい。更に、管状本体３０を打ち抜き、第二フランジ
４０を形成する段階は図７乃至図９に示されたように同
時になされる。
スプライン３５の周縁部分により定まる直径よりも小さ
い直径を有する、板材２１内の開口２５を形成する段階
と、クリンチナット２０の管状本体３０を開口に打ち込
んで管状本体の第一部分に沿ってスプラインを囲むパイ
ロット２６を形成する段階と、スプライン３５ｂの一部
分を管状本体の第二部分に沿って縦方向に変形させて、
パイロットに当接し、かつ第一フランジ３３と協働して
クリンチナットを板材に固定する、横方向に延びる第二
フランジ４０を形成する段階とを含んでいるのが好まし
い。クリンチナット２０の管状本体３０を打ち抜く段階
は、第一フランジ３３が板材の表面と同じ高さになるよ
うにボルトを打ち抜くことを含んでいることが好まし
い。クリンチナット２０は、図示された実施例に示され
たようにテーパ状に形成された第二の端部を含むことが
好ましく、このためにクリンチ締結具を板材２１内の開
口２５と整列させる段階は、テーパ状第二端部を部分的
に開口に延びるように配置させることによってなされて
もよい。更に、管状本体３０を打ち抜き、第二フランジ
４０を形成する段階は図７乃至図９に示されたように同
時になされる。
【００１９】図１３の断面図において最も良くわかるよ
うに、第二のロックフランジ４０は、各スプライン３５
ａと縦方向に整列する、複数の半径方向かつ外方向に延
びる突出部４２を備えている。これらの突出部４２は、
図示された実施例のように、ほぼ球根状である。金属が
上方に変形し、パイロット２６とダイスリーブ４８との
間で締めつけられるときに、球根形状が形成される。突
出部４２はほぼ一定形状を有しており、図示された実施
例のように間隔があいており、当業者であれば、他の形
状と構造が主にスプライン３５の形状と間隔によって形
成できるということが容易にわかる。図１２により強調
された本発明の他の態様は、スプライン３５の周縁端部
はパイロット２６の隣接部分を堀り込む傾向にあり、ク
リンチ締結具２０とパイロット２６の相対的な回転を防
ぐようにしている。従って、本発明のクリンチボルト２
０は高い性能の締めつけトルク低下抵抗を得ることがで
きる。図１７のほぼ拡大された断面を参照すると、本発
明の卓越したトルク締結具特性が説明されている。当業
者により明らかなように、締結具は端部ねじ３９の一部
分を変形させることによって予期せぬ弛みを防ぐように
することができる。このため、相手方の締結具は工具を
利用してのみ取り除かれ、振動と衝撃によって締結具は
弛まない。図示された実施例に示されているように、端
部ねじ３９は幾分三角形に変形して、クリンチナット２
０”が卓越したトルク締結具としての機能を果たすよう
になる。ねじ孔が管状本体３０のほぼ全長にわたっての
びているので、フランジフォームのような従来の締結具
とは全く対照的に、底部ねじ３９のこの変形は容易にな
される。
うに、第二のロックフランジ４０は、各スプライン３５
ａと縦方向に整列する、複数の半径方向かつ外方向に延
びる突出部４２を備えている。これらの突出部４２は、
図示された実施例のように、ほぼ球根状である。金属が
上方に変形し、パイロット２６とダイスリーブ４８との
間で締めつけられるときに、球根形状が形成される。突
出部４２はほぼ一定形状を有しており、図示された実施
例のように間隔があいており、当業者であれば、他の形
状と構造が主にスプライン３５の形状と間隔によって形
成できるということが容易にわかる。図１２により強調
された本発明の他の態様は、スプライン３５の周縁端部
はパイロット２６の隣接部分を堀り込む傾向にあり、ク
リンチ締結具２０とパイロット２６の相対的な回転を防
ぐようにしている。従って、本発明のクリンチボルト２
０は高い性能の締めつけトルク低下抵抗を得ることがで
きる。図１７のほぼ拡大された断面を参照すると、本発
明の卓越したトルク締結具特性が説明されている。当業
者により明らかなように、締結具は端部ねじ３９の一部
分を変形させることによって予期せぬ弛みを防ぐように
することができる。このため、相手方の締結具は工具を
利用してのみ取り除かれ、振動と衝撃によって締結具は
弛まない。図示された実施例に示されているように、端
部ねじ３９は幾分三角形に変形して、クリンチナット２
０”が卓越したトルク締結具としての機能を果たすよう
になる。ねじ孔が管状本体３０のほぼ全長にわたっての
びているので、フランジフォームのような従来の締結具
とは全く対照的に、底部ねじ３９のこの変形は容易にな
される。
【００２０】本発明の多くの変形例と他の実施例は、前
述の記載とそれに関連する図面に示された利点を有する
当業者の精神にあうものであろう。例えば、図示された
実施例に示された管状本体は、ほぼ円形の断面形状であ
るが、当業者は一般的に矩形、正方形のような幾何形状
もまた使用できることがわかる。このようにして、本発
明は、本発明で開示された詳細な実施例に限定されるも
のではなく、変形例と実施例は添付の請求の範囲内に含
まれるものである。
述の記載とそれに関連する図面に示された利点を有する
当業者の精神にあうものであろう。例えば、図示された
実施例に示された管状本体は、ほぼ円形の断面形状であ
るが、当業者は一般的に矩形、正方形のような幾何形状
もまた使用できることがわかる。このようにして、本発
明は、本発明で開示された詳細な実施例に限定されるも
のではなく、変形例と実施例は添付の請求の範囲内に含
まれるものである。
【図１】第二板材を金属板材に固定する際に使用され
る、金属板材内に取りつけられた本発明に係る雌型クリ
ンチ締結具の分解斜視図である。
る、金属板材内に取りつけられた本発明に係る雌型クリ
ンチ締結具の分解斜視図である。
【図２】板材の開口内に取りつける前の、本発明に係る
雌型クリンチ締結具の拡大分解斜視図である。
雌型クリンチ締結具の拡大分解斜視図である。
【図３】一部断面図となった、拡大断片斜視図であり、
板材に取りつけられた本発明に係る雌型クリンチ締結具
を表している。
板材に取りつけられた本発明に係る雌型クリンチ締結具
を表している。
【図４】本発明に係る雌型クリンチ締結具の拡大側部立
面図である。
面図である。
【図５】本発明に係雌雄型クリンチ締結具の拡大平面図
である。
である。
【図６】本発明に係る雌型クリンチ締結具の拡大底面図
である。
である。
【図７】一部断面となった概略図であり、本発明に係る
雌型クリンチ締結具を取りつける方法を表している。
雌型クリンチ締結具を取りつける方法を表している。
【図８】一部断面となった概略図であり、本発明に係る
雌型クリンチ締結具を取りつける方法を表している。
雌型クリンチ締結具を取りつける方法を表している。
【図９】一部断面となった概略図であり、本発明に係る
雌型クリンチ締結具を取りつける方法を表している。
雌型クリンチ締結具を取りつける方法を表している。
【図１０】一部断面となった側部立面図であり、本発明
に係る金属板材内に取りつけられた雌型クリンチ締結具
を表している。
に係る金属板材内に取りつけられた雌型クリンチ締結具
を表している。
【図１１】一部断面となった側部立面図であり、本発明
に係る雌形クリンチ締結具が取りつけられる第一板材に
第二板材を固定するために使用されている雌型クリンチ
締結具を表している。
に係る雌形クリンチ締結具が取りつけられる第一板材に
第二板材を固定するために使用されている雌型クリンチ
締結具を表している。
【図１２】図９の線１２─１２に沿った拡大断面図であ
る。
る。
【図１３】図９の線１３─１３に沿った拡大断面図であ
る。
る。
【図１４】図９の線１４─１４に沿った拡大断面図であ
る。
る。
【図１５】 卓越したトルク締結具を提供するためのね
じのひずみを表す本発明の雌型クリンチ締結具の拡大断
面図である。
じのひずみを表す本発明の雌型クリンチ締結具の拡大断
面図である。
【図１６】図６に類似した拡大底面図であるが、本発明
に係る雌型クリンチ締結具のスプラインの他の実施例を
表している。
に係る雌型クリンチ締結具のスプラインの他の実施例を
表している。
【図１７】図１６に類似した拡大底面図であるが、本発
明に係る雌型クリンチ締結具の卓越したトルクの実施例
を表している。
明に係る雌型クリンチ締結具の卓越したトルクの実施例
を表している。
２０ クリンチナット ２１ 第一板材 ２２ 第二板材 ２３ ボルト ２４ ねじ軸 ２５ 開口 ２６ パイロット ３０ 管状本体 ３１ ねじ孔 ３３ 第一フランジ ３５ スプライン ３７ 環状表面 ３９ 端部ねじ ４０ 第二フランジ ４２ 突出物 ４３ 溝 ４５ 上部プレス ４６ 下部ダイ本体 ４７ 中央ダイ部材 ４８ スリーブ
Claims (60)
- 【請求項１】 開口を有し、該開口に隣接する端部が変
形して下向きのパイロットを形成するようになった板材
に固定される雌型クリンチ締結具であって、 ほぼ円筒形の管状本体と、 縦方向に間隔を開けて前記管状本体に結合され、協働し
て前記板材の前記パイロット内に前記管状本体を固定す
る、横方向に延びる第一、第二フランジと、を備え、 前記第一フランジは、前記管状本体の第一端部に結合さ
れ、前記第二フランジは、前記管状本体の中間部分に結
合されて前記パイロットの外側端部に当接するようにな
っており、 所定直径の仮想円を形成する周縁部分を備え、前記管状
本体の第一部分に結合されて前記第一と第二フランジと
の間で縦方向に延び、前記パイロットと係合して、該パ
イロット内の前記クリンチ締結具の回転を防ぐようにな
った複数の円周方向に間隔をもったスプラインが設けら
れ、 前記管状本体は、前記第二フランジから縦方向かつ外方
向に延びて、前記スプラインの周縁部分により定まる前
記所定の直径よりも小さい横断面直径を有する第二部分
を備えていることを特徴とする板材に固定される雌型ク
リンチ締結具。 - 【請求項２】 前記管状本体と、前記第一フランジ及び
前記スプラインは金属で一体的に形成されており、 前記第二フランジは前記管状本体の前記第二部分から冷
間成形により形成された金属部分からなることを特徴と
する請求項１に記載の板材に固定される雌型クリンチ締
結具。 - 【請求項３】 前記管状本体の前記第二部分は複数の円
周方向に間隔をもって縦方向に延びる溝を含んでおり、
前記管状本体の前記第一部分上の前記複数のスプライン
によって形成された溝と整列していることを特徴とする
請求項１に記載の板材に固定される雌型クリンチ締結
具。 - 【請求項４】 前記第二フランジは、各スプラインと縦
方向に整列した半径方向かつ外方向に延びている複数の
突出部を備えていることを特徴とする請求項１に記載の
板材に固定される雌型クリンチ締結具。 - 【請求項５】 前記管状本体の第二端部はテーパ状に形
成されていることを特徴とする請求項１に記載の板材に
固定される雌型クリンチ締結具。 - 【請求項６】 前記第一フランジは前記パイロットに対
向する前記板材の表面と同じ高さに位置することを特徴
とする請求項１に記載の板材に固定される雌型クリンチ
締結具。 - 【請求項７】 前記第一フランジは前記管状本体に対し
て横方向内方にテーパした環状表面を有しており、前記
第一フランジと前記板材を同じ高さに取りつけることを
容易にすることを特徴とする請求項６に記載の板材に固
定される雌型クリンチ締結具。 - 【請求項８】 前記管状本体は前記管状の全長に渡って
延びて、相手方となるねじ締結具を受け取るようになっ
ているねじ孔を有していることを特徴とする請求項１に
記載の板材に固定される雌型クリンチ締結具。 - 【請求項９】 前記管状本体の前記第二端部に隣接する
ねじ部分は変形させられて、前記管状本体内に受け取ら
れた相手方となるねじ締結具をロックすることを特徴と
する請求項８に記載の板材に固定される雌型クリンチ締
結具。 - 【請求項１０】 前記複数のスプラインが八角形の横断
面形状を備えた請求項１に記載の板材に固定される雌型
クリンチ締結具。 - 【請求項１１】 前記複数のスプラインが星状の横断面
形状を備えた請求項１に記載の板材に固定される雌型ク
リンチ締結具。 - 【請求項１２】 前記複数のスプラインが波型の周囲を
もったほぼ円形の横断面形状を備えた請求項１に記載の
板材に固定される雌型クリンチ締結具。 - 【請求項１３】 前記複数のスプラインは約８から１６
の範囲内の所定数であることを特徴とする請求項１に記
載の板材に固定される雌型クリンチ締結具。 - 【請求項１４】 前記板材内の前記開口はほぼ円形であ
ることを特徴とする請求項１に記載の板材に固定される
雌型クリンチ締結具。 - 【請求項１５】 前記板材は金属からなることを特徴と
する請求項１に記載の板材に固定される雌型クリンチ締
結具。 - 【請求項１６】 対向する第一と第二の表面と、該表面
を貫通する開口とを備え、該開口に隣接する一部分が変
形して前記第二表面から下向きのパイロットを形成する
ようになった板材に固定される雌型クリンチ締結具であ
って、 ねじ孔を有し、相手方となるネジ締結具を受け取るよう
になっているほぼ円筒形の管状本体と、 縦方向に間隔を開けて前記管状本体に結合され、協働し
て前記板材の前記パイロット内に前記管状本体を固定す
る横方向に延びる第一及び第二フランジと、を備え、 前記第一フランジは、前記管状本体の第一端部に結合さ
れて前記板材の第一表面と同じ高さに位置し、前記第二
フランジは、前記管状本体の中間部分に結合されて前記
パイロットの外側端部に当接し、 星型の横断面形状で、所定の直径を有する仮想の円形を
形成する周縁部分を備え、前記管状本体の第一部分に結
合されて、前記第一と第二フランジとの間で縦方向に延
びて、前記パイロットと係合して該パイロット内での前
記クリンチ締結具の回転を防ぐように、円周方向に間隔
をもって形成された複数のスプラインが設けられ、 前記管状本体は、前記第二フランジから縦方向かつ外方
向に延びて、前記スプラインの周縁部分により定まる前
記所定の直径よりも小さい横断面直径を有する第二部分
を備えることを特徴とする板材に固定される雌型クリン
チ締結具。 - 【請求項１７】 前記管状本体と、前記第一フランジ及
び前記スプラインは金属で一体的に形成されており、 前記第二フランジは前記管状本体の前記第二部分から冷
間成形によって形成された金属部分からなることを特徴
とする請求項１６に記載の板材に固定される雌型クリン
チ締結具。 - 【請求項１８】 前記管状本体の前記第二部分は複数の
円周方向に間隔をもって縦方向に延びる溝を含んでお
り、前記管状本体の前記第一部分上の前記複数のスプラ
インによって形成された溝と整列していることを特徴と
する請求項１６に記載の板材に固定される雌型クリンチ
締結具。 - 【請求項１９】 前記第二フランジは、各スプラインと
縦方向に整列した複数の半径方向かつ外方向に延びてい
る突出部を備えていることを特徴とする請求項１６に記
載の板材に固定される雌型クリンチ締結具。 - 【請求項２０】 前記管状本体の第二端部はテーパ状に
形成されていることを特徴とする請求項１６に記載の板
材に固定される雌型クリンチ締結具。 - 【請求項２１】 前記第一フランジは前記管状本体に対
して横方向内方にテーパした環状表面を有しており、前
記第一フランジと前記板材を同じ高さに取りつけること
を容易にすることを特徴とする請求項１６に記載の板材
に固定される雌型クリンチ締結具。 - 【請求項２２】 前記管状本体は前記管状本体全長に渡
って延びるねじ孔を有しており、前記管状本体の前記第
二端部側のねじ部分が変形させられて、前記管状本体内
に受け取られた相手方となるねじ締結具をロックするこ
とを特徴とする請求項１６に記載の板材に固定される雌
型クリンチ締結具。 - 【請求項２３】 前記複数のスプラインは、約８から１
６の範囲内の所定数であることを特徴とする請求項１６
に記載の板材に固定される雌型クリンチ締結具。 - 【請求項２４】 前記板材は金属からなり、前記金属板
材内の前記開口はほぼ円形であることを特徴とする請求
項１６に記載の板材に固定される雌型クリンチ締結具。 - 【請求項２５】 対向する第一と第二の表面と、該表面
を貫通する開口とを備え、該開口に隣接する端部は変形
して前記第二表面から下向きのパイロットを形成するよ
うになった板材に固定される雌型クリンチ締結具であっ
て、 相手方となるねじ締結具を受け取るようになっているね
じ孔を有するほぼ管状の本体と、 縦方向に間隔を開けて前記管状本体に結合され、協働し
て前記板材の前記パイロット内に前記管状本体を固定す
る横方向に延びる第一及び第二フランジと、を備え、 前記第一フランジは、前記管状本体の第一端部に結合さ
れて、前記板材の第一表面と同じ高さに位置し、前記第
二フランジは、前記管状本体の中間部分に結合されて前
記パイロットの外側端部に当接し、 波型の周囲をもったほぼ円形の横断面形状で、所定直径
の仮想円を形成する周縁部分を備え、前記管状本体の第
一部分に結合されて前記第一と第二フランジとの間で縦
方向に延びて、前記パイロットと係合して該パイロット
内で前記クリンチ締結具の回転を防ぐように、複数の円
周方向に間隔をもって形成されたスプラインが設けら
れ、 前記管状本体は、前記第二フランジから縦方向かつ外方
向に延びて、前記スプラインの周縁部分により定まる前
記所定の直径よりも小さい横断面直径を有している第二
部分を備えることを特徴とする板材に固定される雌型ク
リンチ締結具。 - 【請求項２６】 前記管状本体と、前記第一フランジ及
び前記スプラインは金属で一体的に形成されており、 前記第二フランジは前記管状本体の前記第二部分から冷
間成形によって形成された金属部分からなることを特徴
とする請求項２５に記載の板材に固定される雌型クリン
チ締結具。 - 【請求項２７】 前記管状本体の前記第二部分は複数の
円周方向に間隔をもって形成された縦方向に延びる溝を
含んでおり、前記管状本体の前記第一部分上の前記複数
のスプラインによって形成された溝と整列していること
を特徴とする請求項２５に記載の板材に固定される雌型
クリンチ締結具。 - 【請求項２８】 前記第二フランジは、各スプラインと
縦方向に整列した複数の半径方向かつ外方向に延びてい
る突出部を備えていることを特徴とする請求項２５に記
載の板材に固定される雌型クリンチ締結具。 - 【請求項２９】 前記管状本体の第二端部はテーパ状に
形成されていることを特徴とする請求項２５に記載の板
材に固定される雌型クリンチ締結具。 - 【請求項３０】 前記第一フランジは、前記管状本体に
対して横方向内方にテーパした環状表面を有しており、
前記第一フランジと前記第一板材を同じ高さに取りつけ
ることを容易にすることを特徴とする請求項２９に記載
の板材に固定される雌型クリンチ締結具。 - 【請求項３１】 前記管状本体は前記管状本体全長に渡
って延びるねじ孔を有しており、前記管状本体の前記第
二端部側のねじ部分が変形させられて、前記管状本体内
に受け取られた相手方となるねじ締結具をロックするこ
とを特徴とする請求項２５に記載の板材に固定される雌
型クリンチ締結具。 - 【請求項３２】 前記複数のスプラインは、約８から１
６の範囲内の所定数であることを特徴とする請求項２５
に記載の板材に固定される雌型クリンチ締結具。 - 【請求項３３】 前記板材は金属からなり、前記金属板
材内の前記開口はほぼ円形であることを特徴とする請求
項２５に記載の板材に固定される雌型クリンチ締結具。 - 【請求項３４】 ねじ孔を有し、相手方となるねじ締結
具を受け取るようになっているほぼ管状の本体と、 前記管状本体の前記第一端部に結合された、横方向に延
びる第一フランジと、 前記管状本体に結合されて、該管状本体に沿って縦方向
に延びた円周方向に間隔をもった複数のスプラインとを
備え、 前記スプラインの縦方向に延びる第一部分は前記板材内
に形成されたパイロット内に固定され、クリンチ締結具
の回転を防ぐようになっており、 前記スプラインの縦方向に延びる第二部分は縦方向に変
形させられて、前記管状本体の中間部分内に横方向に延
びる第二フランジを形成し、前記クリンチ締結具を前記
板材の前記パイロット内に固定するようになっており、 前記管状本体は、テーパ状に形成されて、軸線方向最外
部の小さい直径の横断面を備え、前記スプラインの周縁
部によって定まる大きい直径の横断面を有している第二
端部を有していることを特徴とする冷間成形によって板
材に固定される雌型クリンチ締結具。 - 【請求項３５】 前記ねじ孔は前記管状本体の全長に渡
ってねじ切りされていることを特徴とする請求項３４に
記載の雌型クリンチ締結具。 - 【請求項３６】 前記管状本体の前記第二端部側のねじ
部分が変形させられて、前記管状本体内に受け取られた
相手方となるねじ締結具をロックすることを特徴とする
請求項３５に記載の雌型クリンチ締結具。 - 【請求項３７】 前記管状本体と、前記第一フランジ及
び前記スプラインは一体的に金属で形成されていること
を特徴とする請求項３４に記載のクリンチ締結具。 - 【請求項３８】 前記金属は低炭素鋼と、中炭素鋼及び
熱処理された中炭素鋼からなる群から選択されることを
特徴とする請求項３７に記載のクリンチ締結具。 - 【請求項３９】 前記第一フランジは、前記管状本体に
対して横方向内方にテーパした環状表面を備えているこ
とを特徴とする請求項３４に記載のクリンチ締結具。 - 【請求項４０】 前記複数のスプラインが八角形の横断
面形状を備えた請求項３４に記載のクリンチ締結具。 - 【請求項４１】 前記複数のスプラインが星型の横断面
形状を備えた請求項３４に記載のクリンチ締結具。 - 【請求項４２】 前記複数のスプラインが波形の周囲を
もったほぼ円形の横断面形状を備えた請求項３４に記載
のクリンチ締結具。 - 【請求項４３】 前記複数のスプラインは、約８から１
６の範囲内の所定数であることを特徴とする請求項３４
に記載のクリンチ締結具。 - 【請求項４４】 前記管状本体の全長に渡って延びたね
じ孔を有し、相手方となるねじ締結具を受け取るように
なったほぼ管状の金属本体と、 第一端部で前記管状金属本体と一体的に形成された、横
方向に延びている第一金属フランジと、 星型の横断面形状で、所定の直径を有する仮想円を形成
する周縁部分と、板材内に形成されたパイロット内に固
定されて、前記クリンチ締結具の回転を防ぐようになっ
ている縦方向に延びる第一部分と、前記管状本体の中間
部分内で横方向に延びる第二フランジを形成するように
縦方向に変形させられ、前記板材内の前記パイロット内
に前記クリンチ締結具を固定するようになっている、前
記スプラインの縦方向に延びる第二部分とを有し、前記
管状金属本体と一体的に形成されて、該管状金属本体に
沿って縦方向に延びている、複数の円周方向に間隔をも
って形成された金属スプラインとを備え、 前記管状本体は、テーパ状に形成されて、軸線方向に最
外部の小直径部分と、前記スプラインの周縁部分によっ
て定まる大直径部分とをもった第二端部を備えているこ
とを特徴とする冷間成形によって板材に固定されるよう
になっている雌型クリンチ締結具。 - 【請求項４５】 前記孔は、前記管状本体の全長に渡っ
てねじ切りされていることを特徴とする請求項４４に記
載のクリンチ締結具。 - 【請求項４６】 前記管状本体の前記第二端部側のねじ
部分が変形させられて、前記管状本体内で受け取られた
相手方となるねじ締結具をロックすることを特徴とする
請求項４５に記載のクリンチ締結具。 - 【請求項４７】 前記金属は低炭素鋼と、中炭素鋼及び
熱処理された中炭素鋼とからなる群から選択されること
を特徴とする請求項４４に記載のクリンチ締結具。 - 【請求項４８】 前記第一フランジは、前記管状本体に
対して横方向内方にテーパした環状表面を有し、前記第
一フランジと前記板材を同じ高さに取りつけることを容
易にすることを特徴とする請求項４４に記載のクリンチ
締結具。 - 【請求項４９】 前記複数のスプラインは、約８から１
６の範囲内の所定数であることを特徴とする請求項４４
に記載のクリンチ締結具。 - 【請求項５０】 前記管状本体の全長に渡って延びるね
じ孔を有して、相手方となるねじ締結具を受け取るよう
になっているほぼ管状の金属本体と、 前記金属管状本体の第一端部で前記金属管状本体と一体
的に形成された横方向に延びる第一金属フランジと、 ほぼ円形の波形横断面形状で、所定直径の仮想円を形成
する周縁部分と、前記板材に形成されたパイロット内に
固定されて回転を防ぐようになっている縦方向に延びる
第一部分と、前記管状本体の中間部分内で横方向に延び
る第二フランジを形成するように縦方向に変形させられ
て、クリンチ締結具を前記板材の前記パイロット内に固
定するようになっている、縦方向に延びている第二部分
とを備えており、前記金属管状本体と一体的に形成され
て、該金属管状本体に沿って縦方向に延びている、複数
の円周方向に間隔をもった金属スプラインとを備え、 前記管状本体は、テーパされて、軸線方向に最外部の小
直径部分と、前記スプラインの周縁部分によって定まる
大直径部分とを有する第二端部を備えていることを特徴
とする冷間成形によって板材に固定されるようになって
いる雌型クリンチ締結具。 - 【請求項５１】 前記ねじ孔は、前記管状本体の全長に
渡ってねじを切られたことを特徴とする請求項４４に記
載のクリンチ締結具。 - 【請求項５２】 前記管状本体の前記第二端部側のねじ
部分が変形させられて、前記管状本体内で受け取られた
相手方となるねじ締結具をロックすることを特徴とする
請求項５１に記載のクリンチ締結具。 - 【請求項５３】 前記金属は低炭素鋼と、中炭素鋼及び
熱処理された中炭素鋼とからなる群から選択されること
を特徴とする請求項５０に記載のクリンチ締結具。 - 【請求項５４】 前記第一フランジは、前記管状本体に
対して横方向内方にテーパした環状表面を有しており、
前記第一フランジと前記板材を同じ高さに取りつけるこ
とを容易にしていることを特徴とする請求項５０に記載
のクリンチ締結具。 - 【請求項５５】 前記複数のスプラインは、約８から１
６の範囲内の所定数であることを特徴とする請求項５０
に記載のクリンチ締結具。 - 【請求項５６】 一端で横方向に延びる第一フランジを
備えた管状本体と、前記管状本体上で円周方向に間隔を
もった複数の縦方向に延びるスプラインとを含んでいる
雌型クリンチ締結具を板材に固定する方法であって、 前記スプラインの周縁部分によって形成された直径より
も小さい直径を有する開口を前記板材内に形成し、 前記クリンチ締結具の前記管状本体を前記開口に押し込
んで、前記パイロットが前記管状本体の縦に延びる第一
部分に沿って前記スプラインを包むようにし、 前記管状本体の縦方向に延びる第二部分に沿って、前記
スプラインの一部分を縦方向に変形させて、前記パイロ
ットに当接させ、前記第一フランジと協働して前記クリ
ンチ締結具を前記板材に固定する横方向に延びる第二フ
ランジを形成する段階とからなる方法。 - 【請求項５７】 前記管状本体を押し込む段階は、前記
第一フランジが前記板材の表面と同じ高さとなるように
押し込むことからなることを特徴とする請求項５６に記
載の方法。 - 【請求項５８】 前記クリンチ締結具はテーパ状第二端
部を含み、部分的に前記開口内に延びるように前記テー
パ状第二端部を配置することによって、前記クリンチ締
結具を前記板材内の前記開口と整列させる段階を含んで
いることを特徴とする請求項５６に記載の方法。 - 【請求項５９】 前記管状本体を押し込む段階と、前記
第二フランジを形成する段階は同時に行われることを特
徴とする請求項５６に記載の方法。 - 【請求項６０】 前記クリンチ締結具は、前記管状本体
の全長に渡って延びるねじ孔を有しており、端部ねじが
変形されて、前記管状本体内に固定された相手方となる
ねじ締結具をロックする段階を含んでいることを特徴と
する請求項５６に記載の方法。
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