特開 2023-46655 ブラインドファスナー

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023046655

(43)【公開日】2023-04-05

(54)【発明の名称】ブラインドファスナー

(51)【国際特許分類】

   F16B 37/04 20060101AFI20230329BHJP

   F16B 13/04 20060101ALI20230329BHJP

【ＦＩ】

F16B37/04 G

F16B13/04 C

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021155365

(22)【出願日】2021-09-24

(71)【出願人】

【識別番号】390025243

【氏名又は名称】ポップリベット・ファスナー株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】519135633

【氏名又は名称】公立大学法人大阪

(74)【代理人】

【識別番号】100094569

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 伸一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100103610

【弁理士】

【氏名又は名称】▲吉▼田 和彦

(74)【代理人】

【識別番号】100109070

【弁理士】

【氏名又は名称】須田 洋之

(74)【代理人】

【識別番号】100067013

【弁理士】

【氏名又は名称】大塚 文昭

(74)【代理人】

【識別番号】100086771

【弁理士】

【氏名又は名称】西島 孝喜

(74)【代理人】

【識別番号】100109335

【弁理士】

【氏名又は名称】上杉 浩

(74)【代理人】

【識別番号】100120525

【弁理士】

【氏名又は名称】近藤 直樹

(74)【代理人】

【識別番号】100139712

【弁理士】

【氏名又は名称】那須 威夫

(74)【代理人】

【識別番号】100210239

【弁理士】

【氏名又は名称】富永 真太郎

(72)【発明者】

【氏名】彭 瑶

(72)【発明者】

【氏名】山口 隆司

【テーマコード（参考）】

3J025

【Ｆターム（参考）】

3J025AA07

3J025BA02

3J025CA01

(57)【要約】

【課題】複数の被締結材の締結力を向上させることのできるブラインドファスナーを提供する。
【解決手段】ブラインドファスナー１は、第２スリーブ２２の両端には、軸部１１の延び方向において端に向かう程縮径するテーパ面２２１、２２２が形成され、第１スリーブ２１の第２スリーブ２２と当接する他端２１ｃには、軸部１１の延び方向であって頭部１２から離れる方向に向かう程拡径するテーパ面２１１が形成され、第３スリーブ２３の第２スリーブ２２と当接する端部２３ｃには、軸部１１の延び方向であって頭部１２から離れる方向に向かう程縮径するテーパ面２３１が形成されている。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

締結孔を有する複数の被締結部材を締結するためのブラインドファスナーであって、
一方向に延び、前記締結孔に挿通される軸部と、前記軸部の一端に前記軸部より径が大きい頭部と、を有するボルトと、
筒形状を有し、当該筒形状の中空部に前記軸部が挿通されて一端が前記頭部と当接し、他端が前記締結孔に入り込む第１スリーブと、
筒形状を有し、当該筒形状の中空部に前記軸部が挿通され、前記締結孔内で前記第１スリーブに隣接し、一端が前記第１スリーブと当接する第２スリーブと、
筒形状を有し、当該筒形状の中空部に前記軸部が挿通され、前記締結孔内で前記第２スリーブに隣接し、一端が前記第２スリーブと当接する第３スリーブと、
筒形状を有し、当該筒形状の中空部に前記軸部が挿通されて前記被締結部材と接するように前記第３スリーブに隣接して配置されるワッシャ部と、
前記ワッシャ部に隣接するように配置され、前記ボルトと螺合するナットと、
を備え、
前記第２スリーブの両端には、前記軸部の延び方向において端に向かう程縮径するテーパ面が形成され、
前記第１スリーブの前記第２スリーブと当接する他端には、前記軸部の延び方向であって前記頭部から離れる方向に向かう程拡径するテーパ面が形成され、
前記第３スリーブの前記第２スリーブと当接する端部には、前記軸部の延び方向であって前記頭部から離れる方向に向かう程縮径するテーパ面が形成されている、
ブラインドファスナー。

【請求項2】

前記第１スリーブ及び前記第３スリーブは、前記第２スリーブよりも変形しやすい材料で構成されている、
請求項１に記載のブラインドファスナー。

【請求項3】

前記第１スリーブは、前記頭部と当接する前記一端よりも前記テーパ面が設けられた他端側の方が肉薄であり、
前記第３スリーブは、前記ワッシャ部と当接する端部よりも前記テーパ面が設けられた前記一端側の方が肉薄である、
請求項１又は２に記載のブラインドファスナー。

【請求項4】

前記第１スリーブは、前記ボルトの軸力によって、外側に座屈して前記ワッシャ部との間で前記複数の被締結部材を挟み込む膨出部を形成する、
請求項１～３のいずれか１項に記載のブラインドファスナー。

【請求項5】

前記ワッシャ部には、前記第３スリーブの前記テーパ面とは反対側の端部が嵌まる凹部が設けられ、
前記ワッシャ部は、前記第３スリーブよりも硬い材料で構成されている、
請求項１～３のいずれか１項に記載のブラインドファスナー。

【請求項6】

前記ナットは、
内周で軸部に切られたネジと螺合するインナーナットと、
前記インナーナットの外周に設けられ、前記インナーナットの外周に切られたネジと螺合するアウターナットと、
を有し、
前記ワッシャ部と前記アウターナットとの摩擦係数が、前記軸部と前記インナーナットとの摩擦係数よりも小さい、
請求項１～５のいずれか１項に記載のブラインドファスナー。

【請求項7】

前記ワッシャ部の端部には、前記アウターナットの端面に対して傾斜するテーパ面が設けられている、
請求項６に記載のブラインドファスナー。

【請求項8】

前記軸部及び前記インナーナットの内周には、細目のネジが形成されている、
請求項６又は７に記載のブラインドファスナー。

【請求項9】

前記アウターナットの内周及び前記インナーナットの外周には、並目のネジが形成されている、
請求項６～８のいずれか１項に記載のブラインドファスナー。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ブラインドファスナーに関する。

【背景技術】

【0002】

従来から複数の被締結部材を締結する部材として、ブラインドファスナーが知られている。ブラインドファスナーは、被締結部材の裏側で作業ができない場合でも被締結部材の片側からの作業で締結できる締結部材である。

【0003】

このブラインドファスナーとして、摩擦接合により複数の被締結部材を締結する方式が知られている。摩擦接合の方式では、ボルトの軸力で複数の被締結部材を締め付け、複数の被締結部材間の摩擦でこれらの部材を固定する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第３８１６１３０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

摩擦接合の方式では、複数の被締結部材の締結力が十分でない場合があり、締結力の向上が求められていた。摩擦接合による方式で締結力を高めるためには、ボルトの軸径を大きくすることでボルトの軸力を高めることが考えられる。しかし、この場合、ボルトを挿入する被締結部材の孔の径を大きくしなければならず、その結果、被締結部材の断面欠損が大きくなるので被締結部材自体の強度を下げてしまう可能性がある。例えば、多行多列に配置された締結孔にボルトを差し込んで摩擦接合する場合、各締結孔の径が大きくなると、被締結部材の強度が著しく低下する虞がある。

【0006】

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、複数の被締結材の締結力を向上させることのできるブラインドファスナーを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一実施形態に係るブラインドファスナーは、締結孔を有する複数の被締結部材を締結するためのブラインドファスナーであって、一方向に延び、前記締結孔に挿通される軸部と、前記軸部の一端に前記軸部より径が大きい頭部と、を有するボルトと、筒形状を有し、当該筒形状の中空部に前記軸部が挿通されて一端が前記頭部と当接し、他端が前記締結孔に入り込む第１スリーブと、筒形状を有し、当該筒形状の中空部に前記軸部が挿通され、前記締結孔内で前記第１スリーブに隣接し、一端が前記第１スリーブと当接する第２スリーブと、筒形状を有し、当該筒形状の中空部に前記軸部が挿通され、前記締結孔内で前記第２スリーブに隣接し、一端が前記第２スリーブと当接する第３スリーブと、筒形状を有し、当該筒形状の中空部に前記軸部が挿通されて前記被締結部材と接するように前記第３スリーブに隣接して配置されるワッシャ部と、前記ワッシャ部に隣接するように配置され、前記ボルトと螺合するナットと、を備え、前記第２スリーブの両端には、前記軸部の延び方向において端に向かう程縮径するテーパ面が形成され、前記第１スリーブの前記第２スリーブと当接する他端には、前記軸部の延び方向であって前記頭部から離れる方向に向かう程拡径するテーパ面が形成され、前記第３スリーブの前記第２スリーブと当接する端部には、前記軸部の延び方向であって前記頭部から離れる方向に向かう程縮径するテーパ面が形成されていること、を特徴とする。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、複数の被締結材の締結力を向上させることのできるブラインドファスナーを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の実施形態に係るブラインドファスナーの斜視図である。

【図2】本発明の実施形態に係るブラインドファスナーの分解斜視図である。

【図3】本発明の実施形態に係るブラインドファスナーの一部を断面とした側面図である。

【図4】本発明の実施形態に係るブラインドファスナーを被締結部材にセットしたときの側面図である。

【図5】本発明の実施形態に係るブラインドファスナーで複数の被締結部材を締結したときの側面図である。

【図6】図５の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

図面を参照して、本発明の実施形態に係るブラインドファスナーについて説明する。

【0011】

［１．実施形態］
［１－１．構成］
図１は、本発明の実施形態に係るブラインドファスナーの斜視図である。図２は、本発明の実施形態に係るブラインドファスナーの分解斜視図である。図３は、本発明の実施形態に係るブラインドファスナーの一部を断面とした側面図である。図４は、本発明の実施形態に係るブラインドファスナーを被締結部材にセットしたときの側面図である。

【0012】

ブラインドファスナー１は、締結孔１０３を有する複数の被締結部材１００～１０２を締結するための部品である。このブラインドファスナー１は、図１及び図２に示すように、ボルト１０、第１スリーブ２１、第２スリーブ２２、第３スリーブ２３、ワッシャ部３０、及びナット４０を備える。

【0013】

ボルト１０は、一方向に延びる軸部１１と、軸部１１の一端に軸部１１より径が大きい頭部１２とを有する。軸部１１の他端側には、ネジ１１ａが切られており、このネジ１１ａの向きは右ネジである。ボルト１０は、軸部１１のネジ１１ａとして、Ｍ１８かそれ以下（すなわち、ピッチ２．０ｍｍ以下）の細目のネジを有するボルトを用いることができる。このようなボルト１０の規格としては、例えば、ＪＩＳ Ｂ ０２０５、ＪＩＳ Ｂ ０２０７、ＩＳＯ７２４が挙げられる。なお、ピッチとは、ネジ山からネジ山の間の距離である。

【0014】

以下の説明では、軸部１１が延びる方向を軸方向とも称する。また、軸方向をＺ軸方向とも称する。具体的には、頭部１２側をＺ軸負方向とし、頭部１２とは反対側の軸部１１の先端側をＺ軸正方向とする。

【0015】

図１～図４に示すように、第１スリーブ２１は、筒形状を有する。本実施形態では、第１スリーブ２１は、全体として円筒形状を有し、筒形状の中空部２１ａに軸部１１が挿通される。第１スリーブ２１は、その一端２１ｂが頭部１２と当接し、他端２１ｃが締結孔１０３に入り込む。すなわち、第１スリーブ２１の内径は軸部１１の径以上かつ締結孔１０３より小径であり、外径は頭部１２の径以下である。

【0016】

第１スリーブ２１は、軸方向の圧縮力が加わったときに第１スリーブ２１の一端２１ｂ及び他端２１ｃの間の部分が軸方向と直交する方向である外側に膨出する（後述の図５、図６参照）。この外側への膨出をし易くするために、本実施形態の第１スリーブ２１は、頭部１２と当接する一端２１ｂよりも他端２１ｃ側の方が肉薄になるように形成されている。換言すれば、第１スリーブ２１は、他端２１ｃ側の方が一端２１ｂ側よりも内径が大きくなるように形成されている（図３参照）。例えば、第１スリーブ２１は、頭部１２に近い一端２１ｂ側の内径が軸部１１の径と同一であり、頭部１２とは反対側である他端２１ｃ側の内径が軸部１１の径よりも大きい。

【0017】

第１スリーブ２１は、変形（例えば塑性変形）しやすい材料で構成されることが好ましい。本実施形態では、第１スリーブ２１は、ワッシャ部３０より変形しやすい材料で構成され、例えば、ＳＴＫＭ１３Ａ（炭素鋼）などの焼鈍された鋼（軟鋼）を用いることができる。予め焼鈍された鋼を用いることで、第１スリーブ２０が変形したときでもクラックが生じるのを抑制することができる。

【0018】

第１スリーブ２１の他端２１ｃには、テーパ面２１１が形成されており（図２及び図３参照）、テーパ面２１１は第２スリーブ２２と当接する。このテーパ面２１１は、軸部１１の延び方向であって頭部１２から離れる方向（Ｚ軸正方向）に向かう程拡径するように形成されている。換言すれば、第１スリーブ２１の他端２１ｃは、外形が一定である一方、内径がＺ軸正方向に向かう程径が大きい。テーパ面２１１のＺ軸方向に対する傾斜角（より具体的には、Ｚ軸方向とテーパ面２１１とが成す角度）は、例えば、４０°～５０°とすることができるが、これに限定されない。

【0019】

第２スリーブ２２は、筒形状を有する。本実施形態では、第２スリーブ２２は、全体として円筒形状を有し、筒形状の中空部２２ａに軸部１１が挿通される。第２スリーブ２２の内径は、軸部１１の外径と同一であるか軸部１１の外径よりも若干大きい。第２スリーブ２２は、締結孔１０３内で第１スリーブ２１に隣接する。すなわち、第２スリーブ２２の外径は、締結孔１０３の径よりも小さく、第２スリーブ２２が締結孔１０３内に挿入可能である。

【0020】

第２スリーブ２２の両端２２ｂ、２２ｃには、テーパ面２２１、２２２が形成されている（図２及び図３参照）。テーパ面２２１は、第２スリーブ２２の一端２２ｂに形成され、テーパ面２２２は、第２スリーブ２２の他端２２ｃに形成されている。テーパ面２２１、２２２は、軸部１１の延び方向において端（一端２２ｂ、他端２２ｃ）に向かう程縮径するように形成されている。テーパ面２２１は、第１スリーブ２１のテーパ面２１１と当接する。換言すれば、第１スリーブ２１のテーパ面２１１と第２スリーブ２２のテーパ面２２１は、Ｙ軸方向に対して傾斜しており、面接触する。テーパ面２２２は、第３スリーブ２３（より詳細には、第３スリーブ２３の後述するテーパ面２３１）と当接する。

【0021】

第２スリーブ２２は、第１スリーブ２１及び第３スリーブ２３よりも変形しにくい材料で構成され、例えば、Ｓ４５Ｃなどの焼き入れ、焼き戻しされた炭素鋼を用いることができる。予め焼き入れ、焼き戻しをすることにより、第２スリーブ２２を硬く、強靭にすることができる。

【0022】

第３スリーブ２３は、筒形状を有する。本実施形態では、第３スリーブ２３は、全体として円筒形状を有し、筒形状の中空部２３ａに軸部１１が挿通される。第３スリーブ２３の内径は、軸部１１の外径と同一であるか軸部１１の外径よりも若干大きい。第３スリーブ２３は、締結孔１０３内で第２スリーブ２２に隣接する。すなわち、第３スリーブ２３の外径は、締結孔１０３の径よりも小さく、第３スリーブ２３が締結孔１０３内に挿入可能である。

【0023】

第３スリーブ２３は、その一端２３ｂが第２スリーブ２２と当接し、他端２３ｃがワッシャ部３０と当接する。第３スリーブ２３は、ワッシャ部３０と当接する端部である他端２３ｃよりも一端２３ｂ側の方が肉薄になるように形成されており、軸力による軸方向の圧縮力が加わった際に、他端２３ｃよりも一端２３ｂ側の部分が軸方向と直交する方向である外側に膨出しやすい。第３スリーブ２３は、第１スリーブ２１、第２スリーブ２２よりも変形（例えば、塑性変形）し易い材料で構成され、例えば、ＳＴＫＭ１３Ａ（炭素鋼）などの焼鈍された鋼（軟鋼）を用いることができる。予め焼鈍された鋼を用いることで、第３スリーブ２３が変形したときでもクラックが生じるのを抑制することができる。各スリーブ２１～２３の硬度は、第３スリーブ２３、第１スリーブ２１、第２スリーブ２２の順で硬くすることができる。これにより、軸力により、第３スリーブ２３を外側に変形させ、次に第１スリーブ２１を外側に変形させることができる。

【0024】

第３スリーブ２３の第２スリーブ２２と当接する端部である一端２３ｂには、軸部１１の延び方向であって頭部１２から離れる方向（Ｚ軸正方向）に向かう程縮径するテーパ面２３１が形成されている。換言すれば、第３スリーブ２３の一端２３ｂは、外形が一定である一方、内径がＺ軸正方向に向かう程小さい。このテーパ面２３１は、第２スリーブ２２の他端２２ｃのテーパ面２２２と面接触する。第３スリーブ２３の他端２３ｃは、ワッシャ部３０の後述する凹部３０ｄに嵌め込まれている。

【0025】

ワッシャ部３０は、筒形状を有し、当該筒形状の中空部３０ａに軸部１１が挿通されて被締結部材１０１と接するように第３スリーブ２３に隣接して配置される。本実施形態では、ワッシャ部３０は、環状の板状体であり、その片面である一端面３０ｂは、被締結部材１０１と接し、その反対側の片面である他端面３０ｃは、ナット４０（より具体的には後述するアウターナット４２）と接する。

【0026】

ワッシャ部３０の一端面３０ｂには、凹部３０ｄが設けられている。凹部３０ｄは、外形が第３スリーブ２３と同径であり、Ｚ軸正方向に深さを有する窪みである。凹部３０ｄには、第３スリーブ２３の他端２３ｃが嵌め込まれる。ワッシャ部３０の他端面３０ｃには、アウターナット４２（ここでは後述する円筒部４２２）の端面に対して傾斜するテーパ面が設けられている。このテーパ面は、Ｚ軸正方向に向かう程ワッシャ部３０の内径が拡径するように形成されている。換言すれば、他端面３０ｃは、ワッシャ部３０の外側程Ｚ軸正方向に出っ張っており、アウターナット４２とは外側の部分で接する。

【0027】

ワッシャ部３０は、第３スリーブ２３よりも硬い材料で構成され、例えば、Ｓ４５Ｃ又はＳＷＣＨ３５Ｋを用いることができる。

【0028】

図１～図４に示すように、ナット４０は、ワッシャ部３０に隣接するように配置され、ボルト１０と螺合する。本実施形態では、ナット４０は、インナーナット４１と、アウターナット４２とを有する。

【0029】

インナーナット４１は、全体として円筒形状であり、インナーナット４１の内周及び外周にはネジ４１ａ、４１ｂが切られている。内周のネジ４１ａは、軸部１１に切られたネジ１１ａと螺合する。すなわち、内周のネジ４１ａは、軸部１１のネジ１１ａに対する雌ネジである。内周のネジ４１ａは、細目のネジが形成されている。外周のネジ４１ｂは、アウターナット４２の内周に切られたネジ４２ａと螺合する。すなわち、外周のネジ４１ｂは、アウターナット４２のネジ４２ａ（例えば図２参照）に対する雄ネジである。外周のネジ４１ｂは、例えばＭ２７細目のネジとすることができる。また、外周のネジ４１ｂは、並目のネジが形成されていても良い。インナーナット４１の内周に切られたネジ４１ａと外周に切られたネジ４１ｂは、同じ向きに設けられ、本実施形態では、ネジ４１ａ、４１ｂは右ネジである。

【0030】

インナーナット４１のワッシャ部３０とは反対側の端部には、六角形状の穴４１ｃが設けられている（例えば図２参照）。この穴４１ｃは、ブラインドファスナー１で被締結部材１００～１０２を締結する際に、六角レンチなどの先端が六角柱状の工具が差し込まれて使用される。この穴４１ｃは多角形状であっても良い。

【0031】

アウターナット４２は、本実施形態では六角形状部４２１と、六角形状部４２１より外径が小さい円筒部４２２とからなる２段形状を有する。アウターナット４２は、六角ナットであっても良い。アウターナット４２の外形状は多角形状であっても良い。アウターナット４２の内周は、ネジ４２ａが切られており、ネジ４２ａはインナーナット４１の外周のネジ４１ｂと螺合する。ネジ４２ａは、並目のネジが形成されていても良い。

【0032】

［１－２．作用］
図４～図６を用いて、ブラインドファスナー１の作用を説明する。図５は、本発明の実施形態に係るブラインドファスナー１で複数の被締結部材を締結したときの側面図である。図６は、図５の断面図である。なお、特に言及しない限り、被締結部材１００～１０２の各締結孔１０３はＺ軸方向に揃った状態になっているものとして締結方法を説明する。

【0033】

まず、図４に示すように、図１に示す状態でブラインドファスナー１を被締結部材１０１側から締結孔１０３に挿入する。これにより、第１スリーブ２１及びボルト１０の頭部１２が被締結部材１０２側に位置し、ワッシャ部３０及びナット４０が被締結部材１０１側に位置し、ワッシャ部３０が被締結部材１０１に接した状態となる。この状態では、第３スリーブ２３及び第２スリーブ２２の、テーパ面２３１、２２２を含む一部が被締結部材１００の締結孔１０３内に位置し、第２スリーブ２２の、テーパ面２２１を含む一部が被締結部材１０２の締結孔１０３内に位置している。本実施形態では、第３スリーブ２３が被締結部材１０１、１００の各締結孔１０３に跨って位置し、第２スリーブ２２が被締結部材１００、１０２の各締結孔１０３に跨って位置している。第１スリーブ２１は、少なくともテーパ面２１１が被締結部材１０２の締結孔１０３内に位置していても良い。また、このときにテーパ面２１１が被締結部材１０２の締結孔１０３内に位置していなくても、ボルト１０が引き上げられる過程で被締結部材１０２の締結孔１０３内に位置していれば良い。

【0034】

次に、インナーナット４１の穴４１ｃに六角レンチ等の市販の工具を差し込んでインナーナット４１を固定し、アウターナット４２にトルクを加えて回転させることにより、図５に示すように、インナーナット４１と一体となったボルト１０が相対的にＺ軸正方向に引き上げられる。本実施形態では、ワッシャ部３０（より具体的には、その一端面３０ｂ）とアウターナット４２との摩擦係数が、軸部１１とインナーナット４１との摩擦係数よりも小さくなるように、各部材に例えば樹脂系潤滑剤等でコーティングするなどして表面処理が施されている。そのため、アウターナット４２が回転してもアウターナット４２とインナーナット４１とが相対的に回転するものの、インナーナット４１とボルト１０との間では回転しないので、ボルト１０にねじり応力は発生しない。またボルト１０と第１スリーブ２１との摩擦係数が、軸部１１とインナーナット４１との摩擦係数よりも小さくなるように各部材に例えば樹脂系潤滑剤等でコーティングするなどして表面処理が施されていても良い。

【0035】

ボルト１０が引き上げられると、被締結部材１００の締結孔１０３内において、第２スリーブ２２のテーパ面２２２と第３スリーブ２３のテーパ面２３１とが当接するとともに、被締結部材１０２の締結孔１０３内において、第１スリーブ２１のテーパ面２１１と第２スリーブ２２のテーパ面２２１とが当接する。その後、ボルト１０の軸力により第３スリーブ２３は、第２スリーブ２２のテーパ面２２２からの力を受けて外側に変形し、被締結部材１０１、１００の締結孔１０３を構成する孔内面に密着する。また、この孔内面から受ける反力で第２スリーブ２２は、テーパ面２２１、２１１を介して第１スリーブ２１を押圧する。一方で、第１スリーブ２１は、ボルト１０の軸力により頭部１２からＺ軸正方向に力を受ける。そのため、第１スリーブ２１は、軸方向と直交する外側の方向に変形し、第１スリーブ２１の他端２１ｃが被締結部材１０２の締結孔１０３を構成する孔内面に密着する。このように、第３スリーブ２３が被締結部材１０１、１００を支圧し、第１スリーブ２１が被締結部材１０２を支圧する。

【0036】

さらにアウターナット４２を回転させて、ボルト１０が相対的に引き上げられると、図５及び図６に示すように、第１スリーブ２１は、その一端２１ｂと他端２１ｃとの間の部分が外側に座屈して膨出部２１２が形成される。ボルト１０の更なる引き上げにより、この膨出部２１２は被締結部材１０２に着座して被締結部材１０２と密着し、ボルト１０の軸力により、膨出部２１２とワッシャ部３０との間で被締結部材１００～１０２を挟み込み、被締結部材１００～１０２を摩擦接合する。

【0037】

このように、ブラインドファスナー１によれば、摩擦接合に加えて支圧接合することができるので、締結力を向上させることができる。ブラインドファスナー１は、土木又は建築用途、特に橋梁で使用することができる。被締結部材１００は、例えば橋梁の母材であり、被締結部材１０１、１０２は、母材の補強材である。

【0038】

［１－３．効果］
（１）本実施形態のブラインドファスナー１は、締結孔１０３を有する複数の被締結部材１００～１０２を締結するためのブラインドファスナーであって、一方向に延び、締結孔１０３に挿通される軸部１１と、軸部１１の一端に軸部１１より径が大きい頭部１２と、を有するボルト１０と、筒形状を有し、当該筒形状の中空部２１ａに軸部１１が挿通されて一端２１ｂが頭部１２と当接し、他端２１ｃが締結孔１０３に入り込む第１スリーブ２１と、筒形状を有し、当該筒形状の中空部２２ａに軸部１１が挿通され、締結孔１０３内で第１スリーブ２１に隣接し、一端２２ｂが第１スリーブ２１と当接する第２スリーブ２２と、筒形状を有し、当該筒形状の中空部２３ａに軸部１１が挿通され、締結孔１０３内で第２スリーブ２２に隣接し、一端２３ｂが第２スリーブ２２と当接する第３スリーブ２３と、筒形状を有し、当該筒形状の中空部３０ａに軸部１１が挿通されて被締結部材と接するように第３スリーブ２３に隣接して配置されるワッシャ部３０と、ワッシャ部３０に隣接するように配置され、ボルト１０と螺合するナット４０と、を備え、第２スリーブ２２の両端には、軸部１１の延び方向において端に向かう程縮径するテーパ面２２１、２２２が形成され、第１スリーブ２１の第２スリーブ２２と当接する他端２１ｃには、軸部１１の延び方向であって頭部１２から離れる方向に向かう程拡径するテーパ面２１１が形成され、第３スリーブ２３の第２スリーブ２２と当接する端部２３ｃには、軸部１１の延び方向であって頭部１２から離れる方向に向かう程縮径するテーパ面２３１が形成されているようにした。

【0039】

これにより、複数の被締結部材１００～１０２を摩擦接合することに加えて支圧接合することができるので、ボルト１０の軸部１１の径を大きくしなくても複数の被締結部材１００～１０２の締結力を向上させることができる。

【0040】

すなわち、ボルト１０とナット４０による軸力によって、軸部１１の延び方向（軸方向）に力が加わるので複数の被締結部材１００～１０２を摩擦接合することができる。また、第２スリーブ２２の両端に、軸部１１の延び方向において端に向かう程縮径するテーパ面２２１、２２２を形成し、第１スリーブ２１の第２スリーブ２２と当接する他端２１ｃに、軸方向の延び方向であって頭部１２から離れる方向に向かう程拡径するテーパ面２１１を形成し、第３スリーブ２３の第２スリーブ２２と当接する端部２３ｃには、軸部１１の延び方向であって頭部１２から離れる方向に向かう程縮径するテーパ面２３１を形成しているので、軸力により、第１スリーブ２１のテーパ面２１１と第２スリーブ２２のテーパ面２２１が面接触し、第２スリーブ２２のテーパ面２２２と第３スリーブ２３のテーパ面２３１が面接触し、これらの反力を受けて第１スリーブ２１及び第３スリーブ２３が外側に膨らむように変形する。これにより、第１スリーブ２１及び第３スリーブ２３が締結孔１０３内面と密着する。更に、この締結孔１０３内面から受ける反力により、第１スリーブ２１及び第３スリーブ２３が各々のテーパ面２１１、２３１を介して第２スリーブ２２と密着する。そのため、各被締結部材１００～１０２の締結孔１０３内面は、第１スリーブ２１及び第３スリーブ２３から軸方向と直交する方向に力を受けるので、複数の被締結部材１００～１０２を支圧接合することができる。このように、軸方向と直交するせん断方向の複数の被締結部材１００～１０２の滑り抵抗は、軸力により発生する摩擦力と、第１スリーブ２１及び第３スリーブ２３と締結孔１０３内面との接触によって得られる支圧力の合計により向上させることができる。本実施形態によれば、例えば、Ｍ２２Ｆ８Ｔ、Ｍ２２Ｆ１０Ｔの性能を得ることができる。

【0041】

（２）第１スリーブ２１及び第３スリーブ２３は、第２スリーブ２２よりも変形しやすい材料で構成されるようにした。

【0042】

これにより、軸力に起因する第２スリーブ２２の各テーパ面２２１、２２２からの反力を受けて第１スリーブ２１及び第３スリーブ２３を外側に変形し易くすることができる。また、第１スリーブ２１及び第３スリーブ２３と軸部１１との間に隙間が生じ、第１スリーブ２１及び第３スリーブ２３と軸部１１との摩擦を無くすか低減させることができるので、ボルト１０をナット４０の方に引き易くし、結果として支圧接合をし易くすることができる。

【0043】

（３）第１スリーブ２１は、頭部１２と当接する一端２１ｂよりもテーパ面２１１が設けられた他端２１ｃ側の方が肉薄であり、第３スリーブ２３は、ワッシャ部３０と当接する端部２３ｃよりもテーパ面２３１が設けられた一端２３ｂ側の方が肉薄であるようにした。

【0044】

これにより、軸力に起因する第２スリーブ２２の各テーパ面からの反力を受けて第１スリーブ２１及び第３スリーブ２３を外側に変形し易くすることができる。また、第１スリーブ２１及び第３スリーブ２３と軸部１１との間に隙間が生じ、第１スリーブ２１及び第３スリーブ２３と軸部１１との摩擦を無くすか低減させることができるので、ボルト１０をナット４０の方に引き易くし、結果として支圧接合をし易くすることができる。

【0045】

（４）第１スリーブ２１は、ボルト１０の軸力によって、外側に座屈してワッシャ部３０との間で複数の被締結部材１００～１０２を挟み込む膨出部２１２を形成するようにした。これにより、複数の被締結部材１００～１０２を摩擦接合し易くすることができる。

【0046】

（５）ワッシャ部３０には、第３スリーブ２３のテーパ面２３１とは反対側の端部が嵌まる凹部３０ｄが設けられ、ワッシャ部３０は、第３スリーブ２３よりも硬い材料で構成するようにした。

【0047】

これにより、軸力を効率的に利用して複数の被締結部材１００～１０２を締結することができる。すなわち、軸力による頭部１２から第１スリーブ２１、第２スリーブ２２及び第３スリーブ２３を介して軸方向に向かう力は、第３スリーブ２３のテーパ面２３１とは反対側の端部２３ｃが凹部３０ｄに嵌まり、かつ、ワッシャ部３０が第３スリーブ２３よりも硬い材料で構成されているのでワッシャ部３０で受け止めることができる。また、第３スリーブ２３の当該端部２３ｃが凹部３０ｄに嵌まっているので、軸力を受けた際の第３スリーブ２３の横ブレ（すなわち、軸方向と直交する方向の位置ずれ）を抑制することができ、受け止めた力の反力を第３スリーブ２３、及び第２スリーブ２２を介した第１スリーブ２１に効率的に与えることができる。その結果、同じ軸力でもロスを低減して摩擦接合及び支圧接合を効率的に行うことができる。

【0048】

（６）ナット４０は、内周で軸部１１に切られたネジ１１ａと螺合するインナーナット４１と、インナーナット４１の外周に設けられ、インナーナット４１の外周に切られたネジ４１ｂと螺合するアウターナット４２と、を有し、ワッシャ部３０とアウターナット４２との摩擦係数が、軸部１１とインナーナット４１との摩擦係数よりも小さくなるようにした。

【0049】

これにより、アウターナット４２とボルト１０とが物理的に非接触状態となるので、アウターナット４２の回転によるボルト１０に対するねじり応力の発生を防止することができる。また、ボルト１０とインナーナット４１が相対的に固定され、両者が一体となるので、アウターナット４２の回転により、インナーナット４１及びボルト１０が引き上げられ、第１スリーブ２１に膨出部２１２を形成して複数の被締結部材１００～１０２を膨出部２１２とワッシャ部３０との間で摩擦接合により締結することができる。そのため、例えば六角レンチなどの少なくとも先端が六角柱状の市販の工具をインナーナット４１の上端部の穴４１ｃに差し込んでアウターナット４２を回転させればよいので、専用の工具が不要であり、市販の工具で締結作業を行うことができる。

【0050】

（７）ワッシャ部３０の端部には、アウターナット４２の端面に対して傾斜するテーパ面３０ｃを設けるようにした。

【0051】

これにより、複数の被締結部材１００～１０２を締結し易くすることができる。すなわち、締結の際にアウターナット４２を回転させるとき、ワッシャ部３０のテーパ面３０ｃがアウターナット４２の端面に対して傾斜しているので、当該テーパ面３０ｃとアウターナット４２の端面との接触面圧を低減することができ、摩擦による焼き付きを抑制することができる。

【0052】

（８）軸部１１及びインナーナット４１の内周には、細目のネジが形成されるようにした。

【0053】

これにより、並目のネジが形成されているボルト１０よりも有効断面積が増大し、軸力を増大させることができるので、被締結部材１００～１０２の締結力を向上させることができる。特に、Ｍ１８かそれ以下（すなわち、ピッチ２．０ｍｍ以下）の細目のネジが形成されているボルト１０を用いることで、遅れ破壊の虞のないＦ１０Ｔ相当の応力で、摩擦接合のＭ２２Ｆ１０Ｔ相当の滑り係数を得ることができる。

【0054】

（９）アウターナット４２の内周及びインナーナット４１の外周には、並目のネジが形成されるようにした。

【0055】

これにより、締結時間を短くすることができ作業効率を向上させることができる。すなわち、アウターナット４２の回転によりインナーナット４１及びボルト１０がアウターナット４２に対して相対的に移動する際、並目のネジのピッチ（つまり、ネジ山間の長さ）は細目のネジよりも長いので、アウターナット４２の１回転で細目のネジと比較して長い距離を移動する。そのため、締結時間を短くすることができる。被締結部材が厚い、及び／又は、各スリーブの少なくとも何れが長い程、締結時間の短縮効果を得ることができる。また、細目のネジが形成されている場合よりも並目のネジが緩めやすいため、焼き付きを抑制することができる。

【0056】

（１０）インナーナット４１は、軸部１１と螺合する内周に切られたネジ４１ａと、アウターナット４２と螺合する外周に切られたネジ４１ｂとを同じ向きに形成するようにした。

【0057】

これにより、アウターナット４２とボルト１０とが物理的に非接触状態となるので、アウターナット４２の回転によってボルト１０がねじられる事態を防止することができる。特に、インナーナット４１は、ボルト１０と螺合する内周のネジ４１ａと、アウターナット４２と螺合する外周のネジ４１ｂとを同じ向きに形成しているので、アウターナット４２の回転に伴ってインナーナット４１が右ネジの方向（インナーナット４１が相対的にアウターナット４２に対してＺ軸正方向に進む方向）に回転したとしても、ボルト１０は緩む方向に回転するのと同じ状況になるので、ボルト１０にねじり応力が加わるのを防止することができる。そのため、トルクの一部がねじり応力に消費されるのを防止し、与えられたトルクのアウターナット４２とワッシャ部３０との摩擦トルクを除く全てを軸方向の引張応力（すなわち軸力）に用いることができる。したがって、同じボルト１０でも軸力を増加させて締結力を向上させることができる。

【0058】

［２．他の実施形態］
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、下記に示す他の実施形態も包含する。また、本発明は、上記実施形態及び下記の他の実施形態を全て又はいずれかを組み合わせた形態も包含する。さらに、これらの実施形態を発明の範囲を逸脱しない範囲で、種々の省略や置き換え、変更を行うことができ、その変形も本発明に含まれる。

【0059】

例えば、上記実施形態では、ブラインドファスナー１は、３枚の被締結部材１００～１０２を締結したが、２枚の被締結部材を締結するようにしても良い。被締結部材１０１、１００を締結する例では、ブラインドファスナー１は、軸力により第３スリーブ２３が被締結部材１０１を支圧し、第１スリーブ２１が被締結部材１００を支圧する。別の例として、被締結部材１００、１０２を締結する例では、ブラインドファスナー１は、軸力により第３スリーブ２３が被締結部材１００を支圧し、第１スリーブ２１が被締結部材１０２を支圧する。また、被締結部材は、第１スリーブ２１、第３スリーブ２３の支圧力が締結孔１０３に働く範囲であれば、１枚でも４枚以上であっても良いし、厚みも任意とすることができる。

【0060】

上記実施形態では、第２スリーブ２２の両端２２ｂ、２２ｃをテーパ面２２１、２２２としたが、丸みを有する曲面としても良い。但し、テーパ面２２１、２２２とする方が加工コストを低減することができるとともに、第１スリーブ２１、第３スリーブ２３のテーパ面２１１、２３１との接触面積を大きくすることができるので、締結孔１０３への支圧力を向上させることができる。

【符号の説明】

【0061】

１ ブラインドファスナー
１０ ボルト
１１ 軸部
１１ａ ネジ
１２ 頭部
２１ 第１スリーブ
２１ａ 中空部
２１ｂ 第１スリーブの一端
２１ｃ 第１スリーブの他端
２１１ テーパ面
２１２ 膨出部
２２ 第２スリーブ
２２ａ 中空部
２２ｂ 第２スリーブの一端
２２ｃ 第２スリーブの他端
２２１ テーパ面
２２２ テーパ面
２３ 第３スリーブ
２３ａ 中空部
２３ｂ 第３スリーブの一端
２３ｃ 第３スリーブの他端
２３１ テーパ面
３０ ワッシャ部
３０ａ 中空部
３０ｂ ワッシャ部の一端面
３０ｃ ワッシャ部の他端面（接触面）
３０ｄ 凹部
４０ ナット
４１ インナーナット
４１ａ 内周のネジ
４１ｂ 外周のネジ
４１ｃ 穴
４２ アウターナット
４２ａ ネジ
１００ 被締結部材
１０１ 被締結部材
１０２ 被締結部材
１０３ 締結孔

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】