JPH09503575A

JPH09503575A - 保持クリップおよびファスナ装置および方法

Info

Publication number: JPH09503575A
Application number: JP7517667A
Authority: JP
Inventors: ムート、ドナルド・ビー; ネデルク、テオドア・ジー
Original assignee: アイティーティー・マニュファクチャリング・エンタープライジズ・インコーポレーテッド
Priority date: 1993-10-26
Filing date: 1994-10-17
Publication date: 1997-04-08
Also published as: EP0730709A1; US5449258A; WO1995020108A1

Abstract

(57)【要約】所定の硬度に硬化されたシャフト（１２）を備え、このシャフト（１２）に機械部材（１６）を軸方向に固定するための組合わされた保持クリップ（１０）およびシャフト（１２）。保持クリップ（１０）は、ほぼ中央の孔（３０）を囲みかつシャフト（１２）の硬度よりも高い硬度に硬化された截頭円錐状環状部（２６）を揺する環状ボディ（２０）から形成される。保持クリップ（１０）は、シャフト（１２）上の所定位置に装着され、機械部材（１６）をシャフト（１２）に固定状態に装着する。１実施例では、複数のノッチ（４６）が、ボディ（２０）の孔（３０）を囲む環状部（２６）の部分の回りに周方向に間隔をおいて配置され、不連続なシャフト係合面を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】保持クリップおよびファスナ装置および方法発明の背景発明の分野本発明は、一般的には、シャフト、スタッド、あるいは、ピン等に固定状態に装着可能で機械部材をシャフトに取付けるための、一体構造の孔付きファスナに関する。技術分野例えば金属板あるいはパネル等の機械部材をシャフトに取付けるために、円筒状のシャフト、スタッド、あるいは、ピンに固定状態に装着可能な種々の一体構造の孔付きファスナが知られている。ファスナの１の形式には、孔が金属板に穿たれあるいは打抜かれ、複数のノッチが、孔を囲む金属板の部分に形成されて突起を形成し、これらの突起がこの孔内に押込まれたシャフトあるいはスタッドに係合してこのシャフトあるいはスタッド上にファスナを装着する。この形式の他の一般的なファスナでは、截頭円錐状環状部がほぼ環状のブランクに形成され、同時にこの環状部の中央に孔が形成される。この孔を囲む環状部の縁部は、シャフト係合縁部を形成する。このようなファスナは、パネルあるいはシート等の機械部材を、シャフト、スタッドあるいはピンに結合するための種々の用途に用いられている。特定の用途においては、長寿命、高強度等のために、シャフトがニッケルメッキされる。しかし、ニッケルメッキを用いる場合は、環境に安全なメッキ作業を行うためにコストが増大すること、シャフト上に一定の均一な厚さのニッケルメッキを形成することが困難なこと、ファスナがシャフトあるいはスタッド上に押込まれるときのシャフト上のニッケルメッキの引っかき傷、および、メッキ作業自体が高コストであることの問題を生じる。これにより、これらの不都合を排除した他の固定技術が必要とされていることは明らかである。したがって、シャフトに耐食性を与えるためのシャフトのメッキを必要とせず、シャフトに機械部材を保持するファスナを提供することが望ましい。発明の概要本発明は、保持クリップおよびシャフトファスナ装置および方法に関する。保持クリップおよびシャフトは、シートあるいはパネル等の孔付き機械部材をシャフトに対して軸方向に装着するための、組合わされたファスナ装置を形成する。このファスナ装置は、ほぼ円形状断面部と、機械部材に形成された孔に挿入可能な軸方向長さとを有するシャフトを備える。このシャフトは、所定の硬度に形成される。保持クリップは、同軸状に形成された孔を持つほぼ截頭円錐状環状部を設けた一体の金属ボディを備える。孔を囲む截頭円錐状環状部の環状縁部は、シャフト係合面を形成する。保持クリップは、シャフトの硬度よりも大きな硬度に形成されている。シャフトは、焼もどしされあるいは所定硬度に熱処理されるのが好ましい。シャフトは、表面硬化し、あるいは、その断面を通して完全に硬化してもよい。保持クリップのボディは、同様に熱処理され、装着すべきシャフトよりも大きな硬度に熱処理される。選択事項として、ボディは外側に耐食コーティングを設けてもよい。好ましい実施例では、環状のシャフト係合縁部は、連続し、一定の径に形成される。他の実施例では、保持クリップのボディは、複数の離隔したノッチを環状のシャフト係合縁部に形成され、これらのノッチが孔から半径方向外方に延びてボディのシャフト係合面を不連続に形成する。更に、本発明は孔付き部材を、ほぼ円筒状の円形断面のシャフトに固定するための独特の方法を開示する。この方法は、ａ）シャフトにほぼ円形断面部を形成し、ｂ）このシャフトを所定の硬度に硬化し、ｃ）ほぼ截頭円錐状の環状部とこの環状部内に同軸状に形成された孔とを有し、この孔を囲む截頭円錐状環状部の環状縁部がシャフト係合縁部を形成する環状ボディを形成し、ｄ）このボディをシャフトの硬度よりも高い硬度に硬化し、ｅ）このボディをシャフトの軸長に沿う所定の位置でシャフトに装着し、ｆ）機械部材の孔をシャフトに装着し、機械部材を保持クリップのボディに係合し、この機械部材をシャフトに対して固定した状態に軸方向に位置決めする、工程を備える。この方法によると、シャフトを硬化する工程は、シャフト上に硬化された表面層を形成するためにシャフトを焼もどしする工程を備える。保持クリップのボディは、熱処理、焼もどし、浸炭窒化（nitrocarborizing）等を含む適宜の手段で硬化することができる。更に、耐食コーティングを保持クリップのボディに施してもよい。他の実施例では、本方法は、環状ボディのシャフト係合縁部に、截頭円錐状環状部の孔から半径方向外方に延びるノッチを形成する工程を備える。本発明による保持クリップおよびシャフトファスナ装置および方法は、独特の保持クリップを提供するものであり、この保持クリップは従来の孔付き保持クリップの使用の際に判明した特定の問題に向けられている。保持クリップが装着される好適に硬化されたシャフトの硬度よりも高い硬度を有する孔付き保持クリップを設けることにより、シャフト上に耐食コーティングを形成する従来のニッケルメッキが排除される。更に、硬化された保持クリップが、従来の孔付き保持クリップと同様な態様で用いられ、硬化されたシャフトと共に、ニッケルメッキされたシャフト上に用いられる従来の孔付きファスナと等しいかあるいはこれよりも大きな引抜き力を形成する。図面の簡単な説明本発明の種々の特徴、利点および他の使用は、以下の詳細な説明および図面を参照することにより、より明確となり、ここに、第１図は、本発明の１の実施例にしたがって形成された保持クリップの拡大した平面図であり、第２図は、ほぼ第１図の２−２線に沿う拡大断面図であり、第３図は、第２図の保持クリップの縁部を更に拡大した部分図であり、第４図は、第１図に示す保持クリップをシャフト上に装着した状態を示す部分断面図であり、第５図は、シャフトに機械部材を固定するために本発明の保持クリップを使用する状態を示す立面図であり、第６図は、本発明の他の実施例により形成された保持クリップの拡大した平面図である。好ましい実施例の説明図面、特に第１図から第３図を参照すると、シートあるいはパネル等の機械部材を円筒状の概略的に円形断面のシャフトに軸方向に固定するために使用可能な保持クリップ１０を示す。保持クリップ１０に使用可能なシャフト１２の例が第４図および第５図に示してある。シャフト１２は全体的に円筒状で円形断面部１４を有し、例えばステンレス鋼ＡＩＳＩ４１０などの好適な高強度材料で形成される。更に、シャフト１２は、上述のほぼ円筒状で円形断面部を有するものであれば、適宜のシャフト、スタッドあるいはピンであってもよい。第４図および第５図に示すシャフト１２は、ウインドシールドのワイパ旋回リンク用の装着シャフトであり、例示用としてのみ示す。本発明の装置および方法によると、シャフト１２、あるいは、シャフト１２の少なくとも円形状断面部１４は、適宜の手段により所定の硬度に硬化される。例えば通常の熱処理工程をシャフト１２に適用して、シャフト１２の全断面にわたって硬化することができる。シャフト１２は、一般に焼もどし（tenifer）あるいは窒化（nitride）プロセスと称されるような、浸炭窒化により肌焼きあるいは外周焼入れ（surface harding）されるのが好ましい。シャフト１２は、特定の用途の必要にしたがって好適な硬度のレベルに硬化することができる。第５図に示すウインドシールドのワイパ旋回継手の例に用いるためには、シャフト１２は３２〜３５Ｒ_Cに硬化される。しかし、シャフト１２は特定のようとの必要にしたがって適宜の硬度に硬化することができるため、この硬度レベルは例示のためだけのものである。第５図に示すように、シャフト１２は、保持クリップ１０により、シャフト１２に沿う軸方向位置に固定される機械部材１６を収容するように形成されている。機械部材１６は、金属シートあるいはパネル等でもよく、シャフト１２の外径よりも僅かに大径の孔１８を内部に形成されている。機械部材１６は、この機械部材１６の孔１８をシャフト１２上に配置しかつこの機械部材１６をシャフト１２に沿って後述する保持クリップ１０に係合するまで軸方向に移動することにより、シャフト１２上に挿入される。第１図から第５図に示すように、保持クリップ１０は、一体の金属ボディ２０から形成されている。例えば鋼あるいはステンレス鋼等の適宜の好適な材料を、保持クリップ１０のボディ２０を形成するために用いることもできる。例として、このボディ２０は、炭素鋼ＡＩＳＩ１０５０で形成されている。ボディ２０は、環状形状、あるいは、ブランクからボディ２０を穿ちあるいは打抜くことにより得られる形状を有するのが好ましい。このボディ２０は、好適な手段、すなわち穿孔、パンチング、ダイ成形等により形成され、外側にほぼ平坦な周縁部フランジ２２を有する。フランジ２２は、第３図に参照符号２４で示す所定の半径（radius）を有する。適宜のパンチングにより、全体的にドーム状で、截頭円錐状（frusto-conical）の環状部２６が、ボディ２０に形成され、外側の周縁部フランジ２２の平面から外方に延びる。截頭円錐状の環状部２６は、第３図に符号２８で示すように、保持クリップ１０のボディ２０の周部フランジ２２に対して適宜の角度に配置することができる。例として、２．５mm．であるのが好ましい２．０と３．０mm．との間の大きさの半径を、環状部２６と周縁部フランジ２２の上面との間に形成することにより、環状部２６の上面を周縁部フランジ２２の上面からほぼ１５５°の角度に配置する。截頭円錐状環状部２６がボディ２０に形成されると同時あるいはこの後に、符号３０で示す孔が、穿孔、打抜き等により、周縁部フランジ２２の外縁部あるいは外径に対して同軸状に、ボディ２０内に形成される。孔３０を囲む截頭円錐状環状部２６の周部は、この環状部２６が周縁部２２の平面から傾斜して突出するため、２つの対向する縁部すなわち第１径のシャフト係合縁部あるいは面３２とこのシャフト係合縁部３２の第１径よりも大きな第２径のシャフト非接触縁部あるいは面３４とを備える。第３図に示すように、シャフト係合面３０は、ボディ２０を通る中心軸に平行でシャフト係合縁部３２を通って延びる垂直軸線から符号３６で示す所定の角度に配置されて、シャフト１２上に保持クリップ１０を強固に密着しかつ固定状態に配置するように所定の大きさのロック力を形成すると共に、弾性あるいはばね性を形成し、シャフト１２を保持クリップ１０のボディ２０内の孔３０を通って一方向に挿入することができる。しかし、孔３０を囲む環状部２６の周面の角度３６、および、截頭円錐状環状部２６の周縁部フランジ２２に対する角度２８は、ボディ２０の孔３０を通るシャフト１２の挿入方向と反対方向におけるシャフト１２の動きに抵抗するように、選定される。好ましい実施例では、保持クリップ１０のボディ２０は、好適な熱処理工程、すなわち浸炭窒化、焼もどし（tenifering）等の工程により、シャフト１２の硬度よりも高い硬度レベルまで硬化されるのが好ましい。したがって、第５図に示すように、ウインドシールドのワイパ旋回軸継手に用いる場合には、保持クリップ１０は４２〜４５Ｒ_Cに硬化されかつ応力除去されている。更に、ボディ２０は耐食コーティング３０で被覆することができる。このような耐食コーティング３８は、ジンクジクロメート（zinc dichromate）、酸化銅（copperoxide）、亜鉛プレート（zinc plate）、ブラックカドミウム（black c admium）、１５ブラッククロメート（15 black chromate）等の適宜の材料で形成することができる。耐食コーティング３８は、コーティング、静電塗装等の好適な手段により、保持クリップ１０のボディ２０に施すことができる。更に、ボディ２０を圧印（co in）してばね性を追加し、シャフト上でのシャフト係合縁部３２のロック力を増大することもできる。１２mmの径を有して３２−３５Ｒ_Cの硬度に硬化されたシャフト１２を使用する特別の例では、保持クリップ１０は、耐食コーティングを施される前に、１９．９０mm．の外径と、シャフト係合縁部３２における１１．７５mm．の孔径と、１．０６mmの厚さの周部フランジ２２とを有する。シャフト係合縁部３２と非シャフト接触縁部３４との間のシャフト係合面３０と、シャフト係合縁部３２を通って延びる垂直軸線との角度は、ほぼ１９°である。保持クリップ１０とシャフト１２との間のこれらの寸法および上述の硬度の関係で、保持クリップ１０は、３Ｋニュートンの引張り力に耐えることができることが判明した。第４図は、保持クリップ１０をシャフト１２上の所定の軸方向位置に装着するための組立て方法を示す。組立て前に、保持クリップ１０とシャフト１２とを脱脂し、シャフト１２上で最大の保持力を形成させることが好ましい。最初に、上述のように形成された保持クリップを、内部に円形の孔４２を有するダイ４０内で心だしする。図示しない好適な装着手段が、ダイ４０の孔４２上で保持クリップ１０を心だしするために用いられる。そして、シャフト１２を、所要位置まで保持クリップ１０の孔３０に押込み、保持クリップ１０のシャフト係合縁部３２をシャフト１２の外面に係合させ、十分な力で保持クリップ１０をシャフト１２上に強固かつ固定状態に保持させる。次いで、第５図に示すように、機械部材１６をシャフト１２上に装着して保持クリップ１０に係合させ、この機械部材１６をシャフト１２の長さに沿う所定位置に固定状態に軸方向に位置決めする。本発明の他の実施例が第６図に示されている。この実施例では、保持クリップ５０は、装着すべきシャフト１２の硬度よりも、より高い硬度に更に硬化されている。しかし、この実施例では、保持クリップ５０のボディ２０は複数のノッチを設けられており、これらのノッチはシャフト係合縁部３２に形成され、孔３０を囲む管状部２６の部分で、非シャフト係合縁部３４からシャフト係合部３２まで完全に延びるのが好ましい。第６図には、３つの周方向に等間隔に離隔したノッチ４６が例として示されており、適宜数のノッチ４６をボディ２０に形成可能なことが理解される。これらのノッチ４６は第６図に示すようにほぼ０．５mm．の深さを有するほぼ弧状の形状等、更に、直線状の側部、略方形、矩形、三角形等どのような形状であってもよい。ノッチ４６は孔３０から截頭円錐状環状部２６内に半径方向外方に延び、ボディ２０のシャフト係合縁部３２の不連続部を形成し、非連続的なシャフト係合縁部３２を形成する。要約すると、円筒状のシャフト、スタッドあるいはピン上に機械部材を保持するための従来の孔付き保持クリップを越える利点を提供する独特の保持クリップおよびシャフトファスナ装置および方法が開示されている。本発明の保持クリップファスナ装置および方法は、シャフトにニッケルメッキする必要のない硬化されたシャフトを提供する。これは、所要の硬度レベルを得るために用いられるより安価な熱処理および環境的にコストのかかるメッキ作業を排除することにより、低コストのシャフトとする。保持クリップをシャフトの硬度よりもより高い硬度に形成することにより、シャフト硬度が増大しても硬化されたシャフトに係合して固定状態に装着することができる。

【手続補正書】【提出日】１９９６年８月２８日【補正内容】請求の範囲を別紙のように訂正する。請求の範囲（１）孔付きの機械部材をシャフト上で軸方向に固定するための保持クリップおよびシャフトの組合わせ装置であって、このシャフトは、ほぼ円形の断面と孔付ぎ機械部材を通して延長可能な非外側メッキの軸方向長さとを有し、このシャフトは所定の硬度に硬化され、保持クリップは、ほぼ截頭円錐状の環状部とこの截頭円錐状環状部内に同軸状に形成された孔と、この孔を囲んでシャフト係合面を形成する環状部の環状縁部とを有する一体構造の金属ボディを含み、この保持クリップのボディは、シャフトの硬度よりもより高い硬度に硬化されている組合わせ装置。２．シャフトは、所定の硬度を有する焼もどしシャフトである請求項１に記載の組合わせ装置。３．シャフトは表面硬化されたシャフトである請求項１に記載の組合わせ装置。４．ボディは熱処理されたボディである請求項１に記載の組合わせ装置。５．ボディは、更に、外側耐食コーティングを有する請求項１に記載の組合わせ装置。６．ボディは、更に、このボディのシャフト係合面に形成されかつ前記孔から外方に延び、ボディ上に不連続のシャフト係合面を形成する複数の離隔したノッチを備える請求項１に記載の組合わせ装置。７．ノッチは、ボディのシャフト係合面の回りに周方向に等間隔に離隔している請求項６に記載の組合わせ装置。８．孔付きの機械部材をほぼ円筒状の円形断面のシャフトに固定するための方法であって、シャフトにほぼ円形断面部を形成し、外側メッキすることなくこのシャフトを所定の硬度に硬化し、ほぼ截頭円錐形状の環状部とこの環状部内に同軸状に形成された孔とを有し、この環状部の環状縁部がシャフト係合面を形成する孔を囲む一体構造の金属材製の環状ボディを形成し、このボディをシャフトの硬度よりも高い硬度に硬化し、このボディをシャフトの軸長に沿う所定の位置でシャフトに装着し、孔付きの機械部材をシャフトに装着して保持クリップのボディに係合させ、この機械部材をシャフト上で軸方向に固定した状態に配置する方法。９．シャフトを硬化する工程が、シャフトを焼もどししてシャフト上に硬化した表面層を形成する請求項８に記載の方法。１０．耐食コーティングをボディに施す工程を更に備える請求項８に記載の方法。１１．截頭円錐状環状部のシャフト係合面に複数のノッチを形成し、これらのノッチは截頭円錐状の環状部の孔から半径方向外方に延び、孔の回りで不連続のシャフト係合面を形成する工程を更に備える請求項８に記載の方法。１２．截頭円錐状環状部のシャフト係合面の回りで、ノッチを周方向に沿う等間隔に離隔させる工程を更に備える請求項１１に記載の方法。

Claims

【特許請求の範囲】１．孔付きの機械部材をシャフト上で軸方向に固定するための保持クリップおよびシャフトの組合わせ装置であって、このシャフトは、ほぼ円形の断面と孔付き機械部材を通して延長可能な軸方向長さとを有し、このシャフトは所定の硬度に硬化され、保持クリップは、ほぼ截頭円錐状の環状部とこの截頭円錐状環状部内に同軸状に形成された孔と、この孔を囲んでシャフト係合面を形成する環状部の環状縁部とを有する一体構造の金属ボディを含み、この保持クリップのボディは、シャフトの硬度よりもより高い硬度に硬化されている組合わせ装置。２．シャフトは、所定の硬度を有する焼もどしシャフトである請求項１に記載の組合わせ装置。３．シャフトは表面硬化されたシャフトである請求項１に記載の組合わせ装置。４．ボディは熱処理されたボディである請求項１に記載の組合わせ装置。５．ボディは、更に、外側耐食コーティングを有する請求項１に記載の組合わせ装置。６．ボディは、更に、このボディのシャフト係合面に形成されかつ前記孔から外方に延び、ボディ上に不連続のシャフト係合面を形成する複数の離隔したノッチを備える請求項１に記載の組合わせ装置。７．ノッチは、ボディのシャフト係合面の回りに周方向に等間隔に離隔している請求項６に記載の組合わせ装置。８．孔付きの機械部材をほぼ円筒状の円形断面のシャフトに固定するための方法であって、シャフトにほぼ円形断面部を形成し、このシャフトを所定の硬度に硬化し、ほぼ截頭円錐形状の環状部とこの環状部内に同軸状に形成された孔とを有し、この環状部の環状縁部がシャフト係合面を形成する孔を囲む一体構造の金属材製の環状ボディを形成し、このボディをシャフトの硬度よりも高い硬度に硬化し、このボディをシャフトの軸長に沿う所定の位置でシャフトに装着し、孔付きの機械部材をシャフトに装着して保持クリップのボディに係合させ、この機械部材をシャフト上で軸方向に固定した状態に配置する方法。９．シャフトを硬化する工程が、シャフトを焼もどししてシャフト上に硬化した表面層を形成する請求項８に記載の方法。１０．耐食コーティングをボディに施す工程を更に備える請求項８に記載の方法。１１．截頭円錐状環状部のシャフト係合面に複数のノッチを形成し、これらのノッチは截頭円錐状の環状部の孔から半径方向外方に延び、孔の回りで不連続のシャフト係合面を形成する工程を更に備える請求項８に記載の方法。１２．截頭円錐状環状部のシャフト係合面の回りで、ノッチを周方向に沿う等間隔に離隔させる工程を更に備える請求項１１に記載の方法。１３．ほぼ円形の断面と所定の硬度とを有するシャフトに、このシャフトが貫通する状態に孔付き機械部材を軸方向に固定するための保持クリップであって、この保持クリップが、ほぼ截頭円錐状環状部とこの截頭円錐状環状部内に同軸状に形成された開口とを有し、この開口を囲む環状部の環状縁部がシャフト係合面を形成する一体の金属製ボディを備え、この保持クリップのボディは、シャフトの硬度よりも高い硬度に硬化されている保持クリップ。１４．ボディは熱処理されたボディである請求項１３に記載の保持クリップ。１５．ボディは焼もどしされたボディである請求項１４に記載の保持クリップ。１６．ボディは、更に、外側に耐食コーティングを備える請求項１４に記載の保持クリップ。１７．ボディが更に、ボディの孔を囲む環状部の縁部に形成されてこの孔から半径方向外方に延びる複数の離隔したノッチを備え、ボディ上に不連続のシャフト係合面を形成する請求項１３に記載の保持クリップ。１８．ノッチは、ボディのシャフト係合面の回りで周方向に等間隔に離隔している請求項１７に記載の保持クリップ。