JP2003532849A - 油圧装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、油圧装置であって、ナット部材が設けられており、該ナット部材が、螺入孔を備えており、該螺入孔が、規定された呼び径と、規定された一様なピッチとを備えた雌ねじ山を有しており、さらに、ねじ部材が設けられており、該ねじ部材が、螺入孔の呼び径と、規定された一様なピッチとを備えた雄ねじ山を有していて、螺入孔内に螺入されている形式のものから出発する。油圧装置では、ねじ部材、特にノズルボディの解離を防止するために、ねじ部材が一般的に接着される。接着はある種の欠点を有している。なぜならば、ねじ山がグリースなしでなければならず、ノズルには閉塞の危険があり、接着剤が油圧回路内に到達する恐れがあり、塗布時のプロセス安全性も保証されていないからである。本発明によれば、ナット部材の雌ねじ山のピッチとねじ部材の雄ねじ山のピッチとの間に僅かな差が存在していることが提案されている。ピッチに関するこの僅かな差によって、ねじ部材の螺入時に複数のねじ山巻条の弾性変形が生ぜしめられる。これによって、ねじ部材の解離が防止されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 本発明は、油圧装置、たとえば油圧弁または油圧ポンプであって、当該油圧装
置が、ナット部材、たとえばハウジングまたは制御ピストンを有しており、該ナ
ット部材が、螺入孔を備えており、該螺入孔が、規定された呼び径と、規定され
た一様なピッチとを備えた雌ねじ山を有しており、さらに、当該油圧装置が、ね
じ部材を有しており、該ねじ部材が、螺入孔の呼び径と、規定された一様なピッ
チとを備えた雄ねじ山を有していて、螺入孔内に螺入されている形式のものから
出発する。

【０００２】 たとえば雑誌「インドゥストリアンツァイガ（Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅａｎｚｅｉ
ｇｅｒ）」、第８３／８８号、第２４〜２５頁に基づき、ねじ部材を螺入孔内に
接着によって位置固定することが知られている。このためには、ねじ山がグリー
ス、汚物および湿分を回避しなければならない。ねじ部材が極めてしばしば、必
ず一回でも交換されるかまたは解離されて再び使用されなければならないノズル
または閉鎖ねじとして形成されている油圧装置では、このような交換時に挿入さ
れるねじ部材の位置固定のために必要となる手段がかなり大規模となる。なぜな
らば、ねじ山をグリースなしに保持するかまたは油圧装置の運転の間に両ねじ山
の間のギャップ内に侵入させられるグリースまたは作動油を回避するすることが
困難となるからである。螺入孔内へのねじ部材の螺入時に接着剤が流れ出るかま
たは削り取られ、油圧装置が位置している油圧回路内に到達することも欠点とな
る。これによって、使用される作動液が汚染される。特にねじ部材がノズルとし
て形成されている場合には、ノズル孔が、塗布された接着剤によって閉塞させら
れる危険がある。接着によるねじ位置固定は全体的に複雑となり、しかも、プロ
セス不安定であると同時に不衛生である。

【０００３】 したがって、本発明の課題は、請求項１の上位概念部に記載の特徴を備えた油
圧装置を改良して、ねじ部材が接着剤なしに簡単に螺入孔内に位置固定されてい
るようにすることである。

【０００４】 獲得したい目標は、請求項１の上位概念部に記載した形式の油圧装置において
、本発明によれば、請求項１の特徴部により、ナット部材の雌ねじ山のピッチと
ねじ部材の雄ねじ山のピッチとの間に僅かな差が存在していることによって達成
される。この差は、ねじ部材の螺入後に互いに内外で係合するねじ山巻条を考慮
して、個々の巻条が永久変形させられるのではなく弾性変形させられるように選
択される。この弾性変形させられた巻条によって、雄ねじ山と雌ねじ山とは互い
に弾性的に緊締されているので、ねじ部材は、弾性変形させられた巻条により加
えられる力によって互いに位置固定されている。

【０００５】 確かに、たとえばアメリカ合衆国特許第４２６６５９０号明細書、アメリカ合
衆国特許第２８７０６６８号明細書またはアメリカ合衆国特許第１９２２６８９
号明細書に基づき、ねじ結合のナット部材がねじ部材とは異なるピッチを備えて
いることが公知である。従来、油圧装置では、この特別な形式のねじ結合は、慣
用の接着法の大きな不足にもかかわらず使用されなかった。

【０００６】 本発明による油圧装置の有利な構成は従属請求項から知ることができる。

【０００７】 したがって、すでに述べたように、雌ねじ山と雄ねじ山との互いに異なるピッ
チによるねじ位置固定は、請求項２によれば、螺入部材が、接着剤の使用時に閉
塞の危険があるノズルボディとして形成されていると特に大きな利点となる。

【０００８】 請求項３によれば、ナット部材のピッチと螺入部材のピッチとの間の差が、両
ピッチの間の中間値の５％〜１０％の範囲内にあると有利である。

【０００９】 従来、ノズルは、特に０．５〜１．５ｍｍの極めて小さな直径を備えた孔も比
較的容易に穿孔することができる材料である真鍮もしくは黄銅から製造された。
しかし、この黄銅は僅かに弾性的である。さらに、特に雌ねじ山と雄ねじ山との
間の本発明による互いに異なるピッチでは、ねじ山が互いに緊締されるので、作
動液内に到達しかつ作動液を汚染する粒子が削り取られ得る。したがって、本発
明による油圧装置の請求項４記載の特に有利な構成では、螺入部材が、鋼、特に
快削鋼から製造される。この鋼は高い弾性を有していて、さらに、かなり良好に
加工することができる。

【００１０】 従来、油圧装置のためにはねじ部材が使用された。このねじ部材は、雄ねじ山
を有するねじ軸部と、ねじ頭部とを有していて、このねじ頭部がナット部材に当
て付けられるまで、このナット部材内に螺入された。ねじ山が本発明により互い
に異なるピッチを備えていると、ねじ部材がねじ頭部の当付けを越えてさらにね
じられた場合にねじ山巻条が迅速に弾性限界を越えて塑性変形させられる。これ
によって、ねじ位置固定が失われていく。したがって、請求項５によれば、螺入
部材の螺入運動を制限するために、一方のねじ山が、不完全ねじ部を有しており
、該不完全ねじ部でねじ溝の深さが連続して減少していることが提案されている
。対応ねじ山が一方のねじ山の不完全ねじ部に係合するやいなや、少なくとも不
完全ねじ部以外に位置するねじ山巻条の永久変形が生ぜしめられることなしに、
螺入のために必要となるトルクが激しく増加する。一方では、ねじ頭部がナット
部材に接触するまでねじ部材を螺入しなければならないという感情を組付け工に
与えないために、にもかかわらず、他方では、ねじ部材により大きなねじ頭部を
設けることができるようにするために、請求項７によれば、頭部の直径が、軸部
から、規定された軸方向の長さにわたって増加していることが提案されている。
この増加が、請求項８により、円錐台形の形で行われていると有利である。

【００１１】 請求項９記載の特に有利な構成では、ナット部材の雌ねじ山と螺入部材の雄ね
じ山、特にノズルの雄ねじ山とが、４ｍｍの直径を備えたメートルねじ山であり
、第１のねじ山のピッチ、有利には雌ねじ山のピッチが０．７ｍｍであり、第２
のねじ山のピッチが、第１のねじ山のピッチと０．０５ｍｍだけ異なっており、
両ねじ山の間の係合長さが約４ｍｍである。有利には、請求項１０によれば、螺
入部材が、その表面で硬化させられていて、請求項１１によれば、錆防護手段と
して作用する酸化防護層を備えている。

【００１２】 図面には、前制御される圧力制限弁として形成された本発明による油圧装置の
実施例が示してある。以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく説明する。

【００１３】 図示の圧力制限弁では、鉄鋳物から成るハウジング１０が孔内にスリーブ１１
を不動に収容している。このスリーブ１１内には主円錐体１２が案内されている
。また、スリーブ１１には主円錐体１２のための座１３が形成されている。主円
錐体１２は、制御油で充填された背後の制御室１５内に位置する比較的弱い圧縮
ばね１４によって弁座１３の方向に負荷される。ハウジング１０には、回路図で
しか示されていないパイロット弁１６のハウジング（図示せず）が嵌められてい
る。圧力制限弁の構造上の詳細が詳しく説明されていない限り、圧力制限弁は出
願人のデータシートＲＤ２５８０２／０１．９９から知ることができる。

【００１４】 制限したい圧力はハウジング１０の入口通路１７内にかつ主円錐体１２の、入
口通路１７に面した側の端面に加えられる。主円錐体１２が座１３から持ち上が
ると、圧力液体は入口通路１７から端面側の開口とスリーブ１１の半径方向孔と
を通ってハウジング１０の出口通路１８内に到達することができ、この出口通路
１８からタンクに流出することができる。

【００１５】 さらに、ハウジング１０内には、制御油流路の一部である通路が延びている。
パイロット弁１６への流入通路内には、入口通路１７から半径方向に分岐した制
御孔１９が位置している。この制御孔１９内には制御油ノズル２０が螺入されて
いる。また、制御孔１９は、栓体２１によって外部に対して閉鎖されたより大き
な横方向孔２２に偏心的に移行している。さらに、この横方向孔２２からは、ス
リーブ１１の軸線に対して平行に延びる孔２３がパイロット弁１６の入口に通じ
ている。この入口には管路２４を介して制御室１５も接続されている。パイロッ
ト弁１６の出口からは、ハウジング１０の、スリーブ１１に対して平行に延びる
孔２５も所属している管路がハウジング１０の出口通路１８に通じている。

【００１６】 したがって、パイロット弁１６が閉鎖されている場合には、制御油ノズル２０
を介して、主円錐体１２の背後に設けられた制御室１５内に入口通路１７内の圧
力と同じ圧力が加えられる。したがって、ばね１４は主円錐体１２を閉鎖した状
態に保持している。入口通路１７内の圧力が、パイロット弁１６で調整された値
に上昇すると、このパイロット弁１６が開放し、制御油は制御室１５からパイロ
ット弁１６を介して出口通路１８内に流出することができる。さらに、入口通路
１７内の圧力が圧縮ばね１４に対する加圧等価の分だけ僅かに上昇し、その後、
スリーブ１１と主円錐体１２との間の適宜な開放横断面によって前記値に保持さ
れる。制御油ノズル２０を介して制御油流が流れる。この制御油流はノズルの開
放横断面と圧縮ばね１４の、数ｂａｒの範囲内にある加圧等価とによって規定さ
れている。

【００１７】 ノズル２０は孔１９内に螺入されている。このためには、この孔１９が、より
大きな横方向孔２２からある程度の区間にわたってメートル雌ねじ山を備えてい
る。この雌ねじ山は４ｍｍの呼び径と０．７０ｍｍのピッチとを有している。当
業者は略して「この雌ねじ山はＭ４×０．７０のねじ山である」と称す。

【００１８】 ノズルまたは、より正確に表現すると、ノズルボディ２０はねじ軸部３１とね
じ頭部３２とを有している。このねじ頭部３２の直径はねじ軸部３１から出発し
て、３０゜の開き角を備えた円錐台形のように、まず線形に増加し、その後、さ
らに、短い区間にわたって一定に保たれる。すなわち、ねじ頭部３２では、円錐
台形の区分３３と円筒状の区分３４とを互いに区別することができる。ねじ軸部
３１にはノズルボディ２０が雄ねじ山３５を有している。この雄ねじ山３５は雌
ねじ山３０と同様にＭ４型ねじ山として形成されているものの、そのピッチは０
．７０ｍｍではなく０．７５ｍｍに寸法設定されている、すなわち、雌ねじ山３
０のピッチよりも僅かに大きく寸法設定されている。図面から明らかであるよう
に、ねじ軸部３１とねじ頭部３２とは、その間に位置する逃げ溝なしに互いに移
行している。これに相応して、雄ねじ山３５は１つの逃げ溝でも終わっていない
。むしろ、頭部３２に対する僅かな距離部分では、ねじ溝３６が徐々に浅くなり
、最終的にさらに軸部３１で完全に終わっている。このことは、ねじ山を切る場
合にねじ切り工具が、ノズルボディのさらなる旋削時にかつさらなる軸方向の運
動時に半径方向に引き戻されることによって達成される。図３には、どのように
してねじ溝３６が頭部３２の近くで浅くなったのかが示してある。ねじ切り工具
の引出しの間、ノズルボディの軸方向の運動の速度が、不完全ねじ部の前方のね
じ山のねじ切り時と同じ速度であると、不完全ねじ部にも両ねじ山巻条の間にね
じ山の規則的な部分と同じ間隔が得られる。この場合、ねじ山コームは端部で尖
っておらず平らに形成されている。このことは、図３から符号３７で知ることが
できる。

【００１９】 ねじ山を切る場合に不完全ねじ部でノズルボディ２０の軸方向の運動に対する
速度を減少させることも可能である。この場合、図４から分かるように、ねじ山
コーム３７は尖ったままであるものの、不完全ねじ部では２つのねじ山巻条の間
の軸方向の間隔が減少させられている。

【００２０】 雌ねじ山３０のピッチと雄ねじ山３５のピッチとの間の差によって、螺入孔と
も呼ぶことができる孔１９内への、ねじ部材とも呼ぶことができるノズルボディ
２０の螺入時には、ねじり込みの間、ある程度の圧力がノズルボディ２０に加え
られる場合に最も前方のねじ山巻条しか、雌ねじ山３０の巻条に設けられた所定
の箇所に接触していない。この圧力なしでは、ノズルボディ２０の、雌ねじ山３
０に係合する最も後方のねじ山巻条が、雌ねじ山３０に設けられた所定の箇所に
接触している。ノズルボディ２０が十分に孔１９内に螺入されている場合には、
別のねじ山巻条が（もっとも逆向きのフランクで）雌ねじ山３０の１つのフラン
クに衝突している。この状態は図３に示してある。図面から分かるように、内方
に向けられたフランクを備えたノズルボディ２０の、螺入された最も遠いねじ山
巻条と、外方に向けられたフランクを備えたノズルボディ２０の、係合する最後
の巻条とは、雌ねじ山３０の、対応する巻条に接触している。いま、ノズルボデ
ィ２０がさらにねじられると、互いに接触している巻条が弾性変形させられ、ノ
ズルボディ２０とハウジング１０とが互いに緊締される。この場合、別のねじ山
巻条は互いに当て付けられていてよい。付与されたねじ山寸法とピッチとでは、
このことは、約４ｍｍのねじ山長さの場合に生ぜしめられる。図３に示した状況
になるかまたはその直前または直後の状況になるやいなや、雌ねじ山３０が雄ね
じ山３５の不完全ねじ部に到達するので、ノズルボディ２０をさらにねじると、
必要となるトルクが激しく増加し、互いに内外で係合した規則的なねじ山巻条が
材料の弾性限界を超えて永久変形させられる前にノズルボディのねじりが意識的
に終了させられる。不完全ねじ部には、ねじ山巻条のある程度の永久変形が生ぜ
しめられている。この永久変形は螺入孔内でのねじ部材の位置固定に付加的に貢
献している。

【００２１】 本来のノズル孔４０を、制御油の流れ特性に影響を与える円錐形の拡張部４１
に接続しかつスリット４２を加工成形することができるようにするために、より
大きな直径が必要となる頭部３２の特別な形状は、いずれにせよ、ノズルボディ
２０を軸方向のストッパにまで螺入し、その後、さらに、高いトルクで締め付け
なければならないという感情を組付け工に与えない。このことは、ねじ山巻条の
永久変形の危険を生ぜしめる恐れがある。

【００２２】 ノズルボディ２０は快削鋼から製造されている。この快削鋼は良好な弾性特性
を有しているにもかかわらず、さらに、良好に加工することができる。これによ
って、特に極めて小さなノズル孔４０を穿孔することができる。ノズルボディ２
０の表面は特に浸炭によって硬化させられているので、油圧回路内に到達する恐
れのある粒子がねじ山巻条の螺入時に削り取られるという危険は少なくなる。さ
らに、ノズルボディ２０はその表面に酸化防護層を備えている。

【図面の簡単な説明】

【図１】 ナット部材としてのハウジング内にねじ部材としてのノズルがねじり込まれた
本発明による圧力制限弁の主要段階の部分図である。

【図２】 図１に示した、ノズルが位置している領域の拡大図である。

【図３】 図２に示した、互いに内外で係合したねじ山を備えた部分をさらに拡大して明
瞭に示す図である。

【図４】 図３から明らかとなる、ノズルのねじ山の不完全ねじ部の構成に対する択一的
な構成を示す図である。

【符号の説明】

１０ ハウジング、 １１ スリーブ、 １２ 主円錐体、 １３ 座、 １
４ 圧縮ばね、 １５ 制御室、 １６ パイロット弁、 １７ 入口通路、
１８ 出口通路、 １９ 制御孔、 ２０ ノズルボディ、 ２１ 栓体、 ２
２ 横方向孔、 ２３ 孔、 ２４ 管路、 ２５ 孔、 ３０ 雌ねじ山、
３１ ねじ軸部、 ３２ ねじ頭部、 ３３ 区分、 ３４ 区分、 ３５ 雄
ねじ山、 ３６ ねじ溝、 ３７ ねじ山コーム、 ４０ ノズル孔、 ４１
拡張部、 ４２ スリット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 フランク ホフマン ドイツ連邦共和国 ローア アム マイン ローラー シュトラーセ 25 (72)発明者 ペーター ラウアー ドイツ連邦共和国 ローア アム マイン シュタインヴェーク ８ (72)発明者 ゲッツ−ディーター マハト ドイツ連邦共和国 ローア ヴェストプロ イセンシュトラーセ ７ (72)発明者 カール マイアー ドイツ連邦共和国 リーネック トロッケ ンバッハシュトラーセ 16 (72)発明者 コンラート シュナイダー ドイツ連邦共和国 フェレン アム フォ ルスト １ (72)発明者 ハンス ヴェルフゲス ドイツ連邦共和国 ローア アム マイン アウヴェーク ７

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 油圧装置であって、ナット部材（１０）が設けられており、
   該ナット部材（１０）が、螺入孔（１９）を備えており、該螺入孔（１９）が、
   規定された呼び径と、規定された一様なピッチとを備えた雌ねじ山（３０）を有
   しており、さらに、ねじ部材（２０）が設けられており、該ねじ部材（２０）が
   、螺入孔（１９）の呼び径と、規定された一様なピッチとを備えた雄ねじ山（３
   ５）を有していて、螺入孔（１９）内に螺入されている形式のものにおいて、 ナット部材（１０）の雌ねじ山（３０）のピッチとねじ部材（２０）の雄ねじ
   山（３５）のピッチとの間に僅かな差が存在していることを特徴とする、油圧装
   置。
2. 【請求項２】 ねじ部材（２０）が、ノズルボディとして形成されている、
   請求項１記載の油圧装置。
3. 【請求項３】 ナット部材（１０）のピッチとねじ部材（２０）のピッチの
   間の差が、両ピッチの間の中間値の５％〜１０％の範囲内にある、請求項１また
   は２記載の油圧装置。
4. 【請求項４】 ねじ部材（２０）が、鋼、特に快削鋼から製造されている、
   請求項１から３までのいずれか１項記載の油圧装置。
5. 【請求項５】 ねじ部材（２０）の螺入運動を制限するために、一方のねじ
   山（３０，３５）が、不完全ねじ部を有しており、該不完全ねじ部でねじ溝（３
   ６）の深さが連続して減少している、請求項１から４までのいずれか１項記載の
   油圧装置。
6. 【請求項６】 ねじ部材（２０）の雄ねじ山（３５）が、不完全ねじ部を有
   している、請求項５記載の油圧装置。
7. 【請求項７】 ねじ部材（２０）が、雄ねじ山（３５）を有する軸部（３１
   ）と、頭部（３２）とを有しており、該頭部（３２）でねじ部材（２０）の直径
   が、軸部（３１）よりも大きく寸法設定されており、頭部（３２）の直径が、軸
   部（３１）から、規定された軸方向の長さにわたって増加している、請求項５ま
   たは６記載の油圧装置。
8. 【請求項８】 前記直径が、円錐台形（３３）を形成して線形に増加してお
   り、該円錐台形（３３）の開き角が、３０゜の範囲内にある、請求項７記載の油
   圧装置。
9. 【請求項９】 ナット部材（１０）の雌ねじ山（３０）とねじ部材（２０）
   の雄ねじ山（３５）とが、４ｍｍの直径を備えたメートルねじ山であり、第１の
   ねじ山のピッチ、有利には雌ねじ山（３０）のピッチが０．７ｍｍであり、第２
   のねじ山のピッチ、有利には雄ねじ山（３５）のピッチが、第１のねじ山のピッ
   チと０．０５ｍｍだけ異なっており、両ねじ山の短い方のねじ山（３５）によっ
   て規定された、両ねじ山（３０，３５）の間の係合長さが約４ｍｍである、請求
   項１から８までのいずれか１項記載の油圧装置。
10. 【請求項１０】 ねじ部材（２０）が、その表面で特に浸炭によって硬化さ
    せられている、請求項１から９までのいずれか１項記載の油圧装置。
11. 【請求項１１】 ねじ部材（２０）が、その表面に酸化防護層を備えている
    、請求項１から１０までのいずれか１項記載の油圧装置。