JP2005524027A

JP2005524027A - プラスチック部材と金属製インサートとから成るユニット

Info

Publication number: JP2005524027A
Application number: JP2003588074A
Authority: JP
Inventors: シュナーベルヴェルナー
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2002-04-23
Filing date: 2003-02-28
Publication date: 2005-08-11
Also published as: US20040126525A1; DE10218116B4; DE10218116A1; WO2003091564A1

Abstract

本発明は、プラスチック部材（１）のねじ締結時にプラスチック部材に伝達される固定力を制限するために金属製インサート（２）をプラスチック部材の固定穴（３）内に差込み可能にした形式の、プラスチック部材（１）と金属製インサート（２）とから成るユニットに関する。本発明では、プラスチック部材（１）の固定穴（３）内にインサートを保持するために、プラスチック部材（１）は突起（４）を、かつインサート（２）は凹所（５）を有していて、互いに協働する。

Description

本発明は、プラスチック部材と、プラスチック部材の固定穴用の金属製インサートとから成るユニット、ならびに該ユニットのためのプラスチック部材および金属製インサートに関する。

背景技術：
たとえば内燃機関用の吸気管のようなプラスチック部材をねじによって固定することは大きな問題を含んでいる。それというのは、固定ねじからプラスチック部材に伝達される固定力（緊締力）によって、プラスチックの変形および流れが惹起されることがあるという理由による。したがって通常、プラスチック部材に伝達される固定力を制限するために、固定穴内に金属製インサート（トルク制限器）が挿入される。

原則として金属製インサートは２種に大別される。すなわち：第１種の場合にはインサートは固定穴よりも長い。その場合インサートは固定穴内に緊締的に挿入されねばならない。第２種の場合にはインサートは固定穴よりも短いか、あるいは固定穴よりもごく僅かしか長くない。インサートはその場合、固定穴内に遊動支承されており、かつ単に搬送のために確保すればよい。この場合インサートは、軸方向に分割されたブシュ（割ピン）として構成され、このブシュはその固有張力によって固定穴内に保持される。これに代えてインサートを、周方向で閉じられたブシュとして構成することも可能であり、このブシュは、その外周をプラスチック部材のプラスチック材料で射出成形して埋め込むことによって、あるいは相応の硬度プロフィールを有することによって、固定穴内に保持される。

これら全ての構成手段の製作費および／または組立費は比較的割高になる。またこれらの構成手段は、特殊な使用目的のために必要な条件を必ずしも満たすとは限らない。

発明の開示：
本発明の課題は、明細書冒頭で発明の上位概念として特定した形式の、プラスチック部材と金属製インサートとから成るユニットを改良して、製作ならびに組立を単純かつ低廉にすることである。

前記課題は本発明によれば、請求項１の特徴部に記載した構成手段によって解決される。

本発明の構成によれば、プラスチック部材が、固定穴の穴壁に突起を有しており、金属製インサートが、その外周に少なくとも１つの凹所を有しており、凹所が、固定穴に金属製インサートを差し込む時に、金属製インサートをプラスチック部材の固定穴内に保持するために、突起と協働する点にある。

プラスチック部材の突起も金属製インサートの凹所も共に、付加的な製作段階を必要とすることなしに、プラスチック部材もしくは金属製インサートの製作時に製作される。したがって本発明の解決手段では、製作が単純になり、それに即応して製作コストも削減されることになる。また組立も特に簡便になる。それというのは、プラスチック部材の固定穴に金属製インサートを差し込む時に、自動的に突起と凹所との間の結合が生じ、この結合によって、固定穴に金属製インサートが確保されるからである。

本発明の１実施形態によれば、プラスチック部材の突起は、プラスチック部材の製作時に２分割式金型工具の金型分割平面として役立つ固定穴の半径方向平面内に位置している。その場合、離型工程時に自動的に突起が生じるが、この突起は、周方向に延びるウェブとして形成されているのが有利である。この解決手段の利点は、製作が特に単純になることである。

本発明の別の実施形態によれば、プラスチック部材の突起はノーズとして形成されており、このノーズは、９０°よりも小さな角度範囲にわたっていて、かつ穴壁の可撓性区分に設けられている。可撓性区分は、突切りによって形成されていて、かつ固定穴から金型工具を引出すために役立つ。この解決手段は、プラスチック部材の製作時に２方向へ向かっての離型が不可能である場合には常に使用することができる。穴壁の可撓性区分に基づいて、この場合突起と凹所との間に弾性的な係止継手が生じる。

本発明のその他の有利な実施形態は、従属請求項に基づいて明らかである。

発明を実施するための最良の形態：
次に図面に基づいて本発明の幾つかの実施例を詳説する。

先ず図１〜図３に示した実施例を説明する。図２は、固定穴３を有する（詳細な図示は省いた）プラスチック部材１の固定フランジの断面図である。固定穴３は、プラスチック部材１を別の部材に固定するための固定ねじ（図示せず）を差し通すためのものである。プラスチック部材１はたとえば内燃機関の吸気管であり、吸気管が、比較的多数のこのような固定穴を有しているのはもちろんのことである。しかしながらプラスチック部材１は、相当の固定ねじによって固定しようとする何らかの別の部材であってもよい。

図２に示したように、一貫して実質的に円筒形に形成された固定穴３は、半径方向内向きに突出する突起４を有している。図示の実施例では突起４は、周方向で３６０゜にわたって延びるウェブから成っており、このウェブは、固定穴３の軸方向中心に対して側方にずらされており、かつ固定穴３の軸方向端部に対して隔てて配置されている。突起４は固定穴３の軸方向平面において、三角形、殊に等辺三角形の形の横断面を有している。突起４の高さはたとえば０．２ｍｍであり、かつこの突起の、プラスチック部材１の固定フランジの下辺からの距離はたとえば約２ｍｍである。

円環状の突起４は、プラスチック部材１の製造時に２分割式金型工具（図示せず）のための金型分割平面として働くところの、固定穴３の１半径方向平面内に位置しているのが有利である。したがって突起４は、離型動作時に自動的に生じる。金型工具の離型斜面に基づいて、突起４は固定穴３の最狭部位に位置し、かつ突起のトレランスは、充分維持される。また金型工具も簡単に製作することができる。

図１には金属製インサート２が図示されており、この金属製インサートは、固定動作時にプラスチック部材１に伝達される固定力を制限するために、プラスチック部材１の固定穴３に挿入される。

インサート２は図示の実施例では、破線で示唆した内孔を有する円筒形ブシュとして構成されており、かつその外周に沿って２つの凹所５を有している。両凹所５はそれぞれ円環状のリング溝として形成されており、リング溝の形状は、突起４の形状に適合されている。各凹所５は、インサート２の所属の軸方向端部からそれぞれ、プラスチック部材１の下辺から突起４までの距離に相当する距離を有している。インサート２の外径は実質的に固定穴３の直径に等しく、かつインサート２の軸方向長は実質的に固定穴３の軸方向長に等しい。

したがって金属製インサート２が、プラスチック部材１の固定穴３内に差し込まれると、突起４が両凹所５の１つに係合する。インサート２はその場合プラスチック部材１の固定穴３内に紛失不能に保持されている。インサート２を固定穴３内へ挿入するための特別の挿入工具はこの場合不要である。

インサート２は、図示のように、周方向で閉じたブシュとして構成されていてよい。しかしインサート２は、縦方向で割られたブシュ（スプリットピン）として構成されてもよい。

図示し、既に説明したように、インサート２は、軸方向中心に対して対称的に配置された２つの凹所５を有している。しかしただ１つの凹所５を設けることももちろん可能である。因みに突起４が固定穴３の軸方向中心に配置されている場合には（但し図示せず）、インサート２は、もちろんただ１つの凹所５を有することができ、この凹所はその場合、同じくインサート２の軸方向中心に位置している。

図４〜図６には本発明の変化実施例が図示されている。この実施例が図１〜図３の実施例と相違している点は、突起４が周方向で３６０゜にわたってではなく、９０°よりも少ない範囲にわたって、たとえば約４５゜にわたって延びており、したがってこの突起はノーズの形を有している。たとえば先行実施例の場合と同じ横断面形状を有する突起４は、固定穴３の穴壁の可撓性区分６に設けられている。この可撓性区分６は突切り部７によって形成される。この突切り部７は、下端部を除いて可撓性区分６を、その他のプラスチック部材１から完全に隔離するプラスチック部材１の材料切欠き部から成っている。したがって一種のフックが生じ、しかも突起４は、弾性支承された係止ノーズを形成する。

図５に示した実施例は、プラスチック部材１の製作のために使用される金型工具が両側へ向かっては離型できないような場合に特に適している。突切り部７および可撓性区分６はこの場合、固定穴３からの割型工具の引出しを可能にする。

図４に示した金属製インサート２は実質的に、図１の金属製インサート２に等しい。インサート２がプラスチック部材１の固定穴３内に差し込まれると、突起４はインサート２の所属凹所５内に係止する。弾性支承の故に、突起４、ひいては凹所５は、図１〜図３の実施例の場合よりも大きく形成することができる。したがって突起４と凹所５との間には、特に確実な形状嵌合式の係止継手が得られる。

図７〜図９に示した実施例は、その基本的な構造に関しては図４〜図６に相当するが、突起４ならびに凹所５は、固定穴３の一方の軸方向端部もしくはインサート２の両軸方向端部に設けられている。凹所５はこの場合、単純な斜め面取りとして形成されている。やはりノーズとして形成された突起４の形状はこの場合、斜め面取りの形状に相当し、すなわち図８の突起４は、図５の突起４のほぼ半分を形成している。

図１０〜図１２に示した実施例は、その基本的な構造に関しては、やはり図４〜図６の実施例に相当している。しかしながら図１０の金属製インサート２の場合には凹所５は、インサート２の減径区分によって形成され、この減径区分の両軸方向端部には、それぞれ半径方向肩８が設けられている。更にインサート２は両軸方向端部にそれぞれ斜め面取り部を有している。図１１の突起４はこの場合、半径方向支承面９と斜向背面とを有するシャープエッジなノーズとして形成されている。

したがってインサート２が、プラスチック部材１の下側から固定穴３内に挿入されると、先ずインサート２の一方の端部の斜め面取り部が、突起４の背面を介して摺動し、遂には突起４の支承面９が、対応した半径方向肩８の後方にスナップ係合するに至る。金属製インサート２はその場合プラスチック部材１の固定穴３内に紛失不能に保持された状態にある。

金属製インサートの側面図である。

図１に示した金属製インサートのための固定穴を備えたプラスチック部材の１区分の断面図である。

図２に示したプラスチック部材の平面図である。

本発明の変化実施例による金属製インサートの側面図である。

図４に示した金属製インサートのための固定穴を備えたプラスチック部材の１区分の断面図である。

図５に示したプラスチック部材の平面図である。

本発明の更なる実施例による金属製インサートの側面図である。

図７に示した金属製インサートのための固定穴を備えたプラスチック部材の１区分の断面図である。

図８に示したプラスチック部材の平面図である。

図１０に示した金属製インサートのための固定穴を備えたプラスチック部材の１区分の断面図である。

図１１に示したプラスチック部材の平面図である。

符号の説明

１プラスチック部材、２金属製インサート、３固定穴、４突起、５凹所、６可撓性区分、７突切り部、８半径方向肩、９半径方向支承面

Claims

プラスチック部材（１）と金属製インサート（２）とから成るユニットであって、該プラスチック部材（１）が、別の部材とねじ締結するために、固定ねじを差し通すために両側で開いた固定穴（３）を有しており、金属製インサート（２）が、円筒形ブシュとして形成されており、該円筒形ブシュが、プラスチック部材（１）の固定穴（３）に差し込み可能であり、プラスチック部材（１）を別の部材とねじ締結する際に該プラスチック部材に伝達される固定力が制限されるようになっている形式のものにおいて、
プラスチック部材（１）が、固定穴（３）の穴壁に突起（４）を有しており、金属製インサート（２）が、その外周に少なくとも１つの凹所（５）を有しており、固定穴（３）に金属製インサート（２）を差し込む際に、凹所が突起（４）と協働するようになっており、金属製インサート（２）が、プラスチック部材（１）の固定穴（３）に保持されるようになっていることを特徴とする、プラスチック部材（１）と金属製インサート（２）とから成るユニット。
プラスチック部材（１）の突起（４）が、周方向に延びるウェブである、請求項１記載のユニット。
プラスチック部材（１）の突起（４）が、三角形横断面を有している、請求項１または２記載のユニット。
プラスチック部材（１）の突起（４）が、３６０゜にわたって延びている、請求項２または３記載のユニット。
プラスチック部材（１）の突起（４）が、プラスチック部材（１）の製造時に２分割式金型工具の金型分割平面として働くところの、固定穴（３）の１半径方向平面内に位置している、請求項２から４までのいずれか１項記載のユニット。
プラスチック部材（１）の突起（４）が、９０°よりも小さな角度範囲にわたって延びている、請求項２または３記載のユニット。
プラスチック部材（１）の突起（４）が、プラスチック部材（１）の穴壁の可撓性区分（６）に設けられており、該可撓性区分が、プラスチック部材（１）の製作時に、金型工具を固定穴（３）から引出すために使用される、請求項６記載のユニット。
可撓性区分（６）が、突切り部（７）によって形成されている、請求項７記載のユニット。
プラスチック部材（１）の突起（４）が、固定穴（３）の軸方向中心に配置されている、請求項１から８までのいずれか１項記載のユニット。
プラスチック部材（１）の突起（４）が、固定穴（３）の軸方向中心に対して側方にずらして、かつ固定穴（３）の軸方向端部に対して距離を隔てて配置されている、請求項１から８までのいずれか１項記載のユニット。
プラスチック部材（１）の突起（４）が、固定穴（３）の一方の軸方向端部に配置されている、請求項１から８までのいずれか１項記載のユニット。
金属製インサート（２）の凹所（５）が、周方向にめぐる係止溝であり、該係止溝の形状が、突起（４）の形状に適合されている、請求項１から１１までのいずれか１項記載のユニット。
凹所（４）が、金属製インサート（２）の軸方向中心に配置されている、請求項９または１２記載のユニット。
凹所（５）が、インサート（２）の軸方向中心に対して側方にずらして配置されており、軸方向中心に対して該凹所とは対称的に第２の凹所（５）が設けられている、請求項１０または１２記載のユニット。
凹所（５）が、金属製インサート（２）の一方または両方の軸方向端部に配置されていて、かつそれぞれ斜め面取り部から成っている、請求項１１記載のユニット。
凹所（５）が、インサート（２）の減径区分から成っている、請求項１から１１までのいずれか１項記載のユニット。
金属製インサート（２）が、周方向で閉じたブシュまたは軸方向で分割されたブシュから成っている、請求項１から１６までのいずれか１項記載のユニット。
プラスチック部材（１）が、内燃機関用の吸気管である、請求項１から１７までのいずれか１項記載のユニット。
請求項１から１８までのいずれか１項記載のユニット用のプラスチック部材。
請求項１から１８までのいずれか１項記載のユニット用の金属製インサート。