JP2006118711A

JP2006118711A - プラスチック構成部分を支持体部分に固定するための装置

Info

Publication number: JP2006118711A
Application number: JP2005304692A
Authority: JP
Inventors: Urban Panther; パンターウルバン; Dominik Hans; ハンスドミニク
Original assignee: LuK Lamellen und Kupplungsbau Beteiligungs KG; LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
Current assignee: Schaeffler Buehl Verwaltungs GmbH; LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
Priority date: 2004-10-20
Filing date: 2005-10-19
Publication date: 2006-05-11
Anticipated expiration: 2025-10-19
Also published as: BRPI0504596B1; JP5310970B2; EP1650444A1; EP1650444B1; ATE376625T1; DE502005001771D1; BRPI0504596A; BRPI0504596A8

Abstract

【課題】ねじ２とスリーブ５と支持体部分１とを有し、プラスチック構成部分３の貫通孔４内にスリーブ５が受容され、ねじ２が支持体部分１の対抗孔１１内に突入し、固定手段によって支持体部分１に結合され、ねじ頭６がストッパリング７を有し、プラスチック構成部分３の、支持体部分とは反対側に配置されている、プラスチック構成部分を固定するための装置を改良して、プラスチック部分とスリーブとの間のプリロード力、面圧を所定に分配できるようにする。
【解決手段】プラスチック構成部分３が少なくとも１つのウエブ８を有し、このウエブ８が、貫通孔４の少なくとも一方側でプラスチック構成部分３の表面を越えて突き出しており、ウエブ８を含むプラスチック構成部分３の軸方向の厚さＬＳがスリーブ５の長さＬＨよりも大きく、ウエブ８無しのプラスチック構成部分３の軸方向の厚さＬＫがスリーブ５の長さＬＨよりも小さい。
【選択図】図１

Description

本発明は、プラスチック構成部分を固定するための装置であって、ねじ頭を備えたねじとスリーブと支持体部分とを有しており、プラスチック構成部分に貫通孔が設けられていて、該貫通孔内にスリーブが受容されていて、このスリーブを貫通してねじが支持体部分の対抗孔内に突入し、固定手段によって支持体部分に結合されており、ねじ頭がストッパリングを有していて、かつプラスチック構成部分の、支持体部分とは反対側に配置されている形式のものに関する。

プラスチック部分が、ねじによって別の構成部分に固定される場合、プラスチック部分の固定孔内に金属スリーブを挿入する必要がある。ねじが引き締められると、ねじ頭はスリーブ上に、またプラスチック構成部分上に載る。この場合、スリーブ並びにプラスチック構成部分の一様なプリロード（予備荷重）を得るために、金属スリーブの長さを、プラスチック部分の厚さに相当させる必要がある。

構成部分の幾何学形状及びその公差に基づいて、スリーブ及びプラスチック部分の所定の面圧を得ることは困難である。金属スリーブだけ又はプラスチック構成部分だけが全プリロードを受容することになるという状況が発生する。しかしながらプリロード力を所定に分配させる必要がある。何故ならば、振動によってねじが自然に外れないようにするために、ねじを耐用年数に亘って緊張下で保持する必要があるからである。プラスチック部分は、高温で弛緩し、内部応力が失われるので、プリロードを長期間にわたって維持することができない。それとは逆に、ねじのプリロード力は、もっぱらスリーブを介してガイドされる。何故ならばこの場合、プラスチック構成部分が遊びを保って固定されるからである。

本発明の課題は、冒頭に述べた形式の装置を改良して、プラスチック部分とスリーブとの間のプリロード力若しくは面圧を所定に分配することができるようなものを提供することである。

この課題を解決した本発明によれば、プラスチック構成部分を固定するための装置であって、ねじ頭を備えたねじとスリーブと支持体部分とを有しており、プラスチック構成部分に貫通孔が設けられていて、該貫通孔内にスリーブが受容されていて、このスリーブを貫通してねじが支持体部分の対抗孔内に突入し、固定手段によって支持体部分に結合されており、ねじ頭がストッパリングを有していて、プラスチック構成部分の、支持体部分とは反対側に配置されている形式のものにおいて、プラスチック構成部分が少なくとも１つのウエブを有していて、このウエブが、貫通孔の少なくとも一方側でプラスチック構成部分の表面を越えて突き出しており、ウエブを含むプラスチック構成部分の軸方向の厚さがスリーブの長さよりも大きく、ウエブ無しのプラスチック構成部分の軸方向の厚さがスリーブの長さよりも小さい、ことを特徴としている。

固定手段とは、この場合、支持体部分に形成されたねじ山付き孔、並びに反対側に配置されたナットを備えた貫通孔である。ねじ頭のストッパリングは、ねじ頭に一体成形されており、特に例えば袋ねじにおいては、単にねじ頭の下側である。同様に例えば六角ボルトを装置内に直接使用することが可能である。この場合、六角ボルトはストッパリングとして六角形の下側を有している。プラスチック構成部分のウエブは、スリーブが本来のプラスチック構成部分の厚さよりも長く構成されているが、このプラスチック構成部分がウエブで以て、スリーブが取り付けられた場合にこのスリーブを越えて突き出すように働く。ウエブは有利にはプラスチック構成部分と同じ材料で構成されているが、例えば射出成形プロセス中の挿入部材として、より硬い材料若しくはより柔軟な材料より製作されていてもよい。

有利な実施態様によれば、ウエブは、ねじが引き締められると、ストッパリングがスリーブ上に載るまで塑性変形及び／又は弾性変形するようになっている。この場合、有利な形式で、ウエブはねじが引き締められる際に、プラスチックの液性限界が得られるまで、まず弾性変形し、次いで塑性変形する。塑性領域内まで変形が行われることによって、所定のプリロード力が得られる。何故ならばこの場合、ウエブの一部が塑性変形して押し退けられ、それによって、（製作公差とは関係なく、ほぼ同じ状態で残る）ウエブの弾性変形領域がまだ残っているからである。

本発明の別の有利な実施態様によれば、ウエブが、貫通孔の周囲を完全に巡って周方向に延びている。ウエブに対する、ねじ頭若しくはストッパリングの相対的な直径に関連して、塑性変形によって押し退けられるプラスチックが流入する領域を設ければ有利である。このために例えば溝状の切り込み又はこれと類似のものが設けられている。例えばウエブが半径方向で部分的に中断されている。

支持体部分は有利な形式で、固定手段としてのねじ山付き孔を備えた金属より成っており、また選択的に支持体部分は、固定手段としてのねじ山付き挿入部材を備えたプラスチックより成っていてよい。同様に、固定手段はナットであってよい。

第１の有利な実施例では、ウエブがねじ頭の下に配置されている。第２の実施例では、ウエブが、プラスチック構成部分の、ねじ頭とは反対側に配置されている。第２の実施例は、ねじ頭若しくはストッパリングがプラスチック構成部分の表面上に面状に載り、それによって第１の実施例に対して面圧が減少される、という利点を有している。第２の実施例においては有利な形式で、プラスチック構成部分に形成された少なくとも１つの切欠がウエブに配置されているので、塑性変形して押し退けられた、ウエブの部分がこの切欠内に入り込むようになっている。切欠は、例えばプラスチック構成部分の凹部又は貫通孔の半径方向の傾斜部である。

冒頭に述べた課題は、自動車のための液圧システム、特にマスタシリンダとスレーブシリンダ並びにこれらを接続する圧力導管とを有する液圧システムのマスタシリンダ又はスレーブシリンダによっても解決される。この場合、マスタシリンダ及び／又はスレーブシリンダは部分的にプラスチックより成っていて、また部分的に金属より成っており、この場合、プラスチック部分と金属部分との少なくとも１つの接続部は前記従属請求項により配置によって構成されている。

以下に図面を用いて本発明の実施例を説明する。

図１には支持体部分１が示されており、この支持体部分１に、ねじ２によってプラスチック構成部分３が固定されている。支持体部分１は例えば金属より成っており、対抗孔１１内に、ねじ２の雄ねじ山に対応する雌ねじ山が切られている。プラスチック構成部分３内には貫通孔４が配置されており、この貫通孔４内にスペーサスリーブ５が挿入されている。スペーサスリーブ５の内径は、ねじ２の外径よりも大きい。スペーサスリーブ５は例えば、すきま嵌め（Spielpassung）、すべり嵌め（Uebergangspassung）又はプレス嵌め（Presspassung）によってプラスチック構成部分３内に挿入されている。ねじ２は、ねじ頭６を有しており、このねじ頭６は、プラスチック構成部分３に向いた側で環状のストッパリング７を有している。このストッパリング７は、図示のように、ねじ頭の円錐形の延長部の下側であってよいが、特に袋ねじ（Inbusschrauben）においては、直接ねじ山に向いた側のねじ頭の下側であってもよい。ストッパリング７の外径は、スペーサスリーブ５の外径よりも大きい。

プラスチック構成部分３にはウエブ８が一体成形されており、このウエブ８を貫通して貫通孔４が形成されている。図５にはウエブ８の種々異なる構成が示されている。図５ａに示した第１実施例では、ウエブ８は座金のような形状に成形されている。図５ａ〜図５ｃには、ウエブがそれぞれ平面図で示されており、この場合、プラスチック構成部分３並びにねじ２若しくはねじ頭６はそれぞれ図示されていない。ウエブ８及びひいては貫通孔４の内径ｄは、前述のように、スペーサスリーブ５の外径とほぼ同じ寸法であるので、すきま嵌め、すべり嵌め又はプレス嵌めが得られる。ウエブ８の外径Ｄは、ねじ頭６のストッパリング７の外径よりも大きい。ウエブ８を含むプラスチック構成部分３の軸方向の厚さＬＳは、スリーブ５の長さＬＨよりも大きい。このスリーブ５は、ウエブ８無しのプラスチック構成部分３の軸方向の厚さＬＫよりも大きい。

図５ｂには、ウエブ８が個別のセグメント８．１によって形成されている選択的な実施例が示されており、この場合、内径ｄと外径Ｄとの間でセグメント８，１間には材料は存在していない。図５ｂに示したウエブ８によれば、各セグメント８．１はウエブ８の周方向で互いに接続されていないので、これらのセグメント８．１間に、貫通する半径方向の各溝が形成される。

図５ｃには、図５ａ及び図５ｂに示した実施例を組み合わせて構成された、ウエブ８の第３実施例が示されている。内径ｄから内側の外径Ｄ１までの内側の領域８．２内において、ウエブ８は環状に構成されており、内側の外径Ｄ１と外側の外径Ｄ２との間で、ウエブ８は図５ｂの実施例に相当する個別のウエブから構成されている。この実施例でも、外径Ｄ２はストッパリング７の外径よりも大きく、外径Ｄ２はストッパリングの外径よりも小さい。

図２には、図１の符号Ｘで示した部分の拡大図が示されている。ストッパリング７は、ねじ込み時にウエブ８に丁度平らに接触し、ねじ２によって支持体部分１及びプラスチック構成部分３に圧力が加えられることはない。ここでも、プラスチック構成部分３の軸方向の厚さＬＳは、スリーブ５の長さＬＨよりも大きく、スリーブ５の長さＬＨは、ウエブ８無しのプラスチック構成部分３の軸方向の厚さＬＫよりも大きい。ねじ頭６の下側と、ねじ頭に向いた側のスペーサスリーブ５の上縁部との間には間隔Ｌが存在する。図１及び図２には、ねじ２がちょうど、ウエブ８に接触するまで深くねじ込まれている位置が示されている。ねじ２がさらに引き締められると、ねじ頭６のストッパリング７がウエブ内に押し込まれるようになっている（図３及び、図２に対応する部分を拡大した図４に示されているように）。ねじ２は、間隔Ｌが図４に示されているようにほぼ又は完全に消滅するまで、ねじ込まれる。ねじ締結された状態においても間隔Ｌが残っている場合は、スリーブ５が、孔内に遊び若しくは支持体部分２とねじ頭６との間で遊びを保って受容されている。図４に示されているように間隔Ｌが完全に消滅すると、スペーサスリーブ５もねじ頭６と支持体部分２との間で緊締されるので、このスペーサスリーブ５は、ねじ２によって加えられた押圧力の一部を受容するようになっている。この場合、ウエブ８は部分的に塑性変形し、また部分的に弾性変形する。使用されたプラスチックの種類に応じて、完全に弾性的な変形も得られる。

図１〜図４に示されているように、プラスチック構成部分上に載るウエブの高さは、フランジの全高さが、それぞれの公差位置においてスペーサスリーブの長さよりも大きくなるように設計されている。ねじ頭によって覆われるウエブの面は、ねじのプリロード（予備荷重）力の所定の一部がウエブを塑性変形させるように、設計されている。ねじ締結時にねじ頭はまずウエブ上に載る。プラスチック材料の最大圧力が得られると、ウエブは塑性変形する。これによってプラスチック部分内のプリロード力はその所定の値を得る。プリロード力の残りの部分は、間隔Ｌがゼロになると直ちに、スペーサスリーブを介して支持される。

選択的に、ウエブをねじ頭の下に位置決めするではなく、むしろプラスチック構成部分３と支持体部分１との間の分離継ぎ目間の位置決めしてもよい。このような構成においては、プラスチック構成部分３とねじ頭６若しくはストッパリング７との間に最大載設面が形成されるようにすれば有利である。これによって、運転中にねじ頭６若しくはストッパリング７の下側に最大の面圧が得られる。前記実施例においては、ウエブの圧縮された材料は確実に自由室内に入り込むことができる。このために有利な形式で、ウエブを巡って凹部が設けられており、この凹部の大きさは、ウエブの圧縮しようとする最大容積に相当する。これは例えば、図６の断面図に示されているようにウエブ８がウエーブ（波）状に構成されていることによって得られる。これによって隆起部状に構成されたウエブ８の横断面Ａが環状の凹部９の横断面Ａ′に相当し（図６の部分Ｙを拡大した図７に示されているように）、ウエブ８の材料が押し退けられて凹部９が満たされるようになっている。

図８には、図６に類似した選択的な実施例が示されており、この場合、部分Ｙの拡大図だけが示されている。この実施例では半円形状の隆起部として構成されたウエブ８の内側に、沈降穴（Senkbohrung）に類似した傾斜面１０が続いている。この実施例でも選択的に、袋孔又はこれと類似のものを設けてもよい。また、袋孔若しくは沈降穴或いは傾斜面１０によって取り除かれた体積は、ウエブ８の付加的な体積に相当する。

本発明による装置の、成形されていない状態の断面図である。図１の符号Ｘで示した部分の拡大断面図である。本発明による装置の、成形された状態の断面図である。図３の符号Ｘで示した部分の詳細を示す拡大断面図である。ａはウエブの１実施例の平面図、ｂはウエブの別の実施例の平面図、ｃはウエブのさらに別の実施例の平面図である。別の実施例によるウエブの断面図である。図６の符号Ｙで示した部分を拡大した断面図である。別の実施例によるウエブの拡大した部分的な断面図である。

符号の説明

１支持体部分、２ねじ、３プラスチック構成部分、４貫通孔、５スペーサスリーブ、６ねじ頭、７ストッパリング、８ウエブ、８．２，８．２ウエブのセグメント、９凹部、１０傾斜面、１１対抗孔

Claims

プラスチック構成部分を固定するための装置であって、ねじ頭（６）を備えたねじ（２）とスリーブ（５）と支持体部分（１）とを有しており、プラスチック構成部分（３）に貫通孔（４）が設けられていて、該貫通孔（４）内にスリーブ（５）が受容されていて、このスリーブ（５）を貫通してねじ（２）が支持体部分（１）の対抗孔（１１）内に突入し、固定手段によって支持体部分（１）に結合されており、ねじ頭（６）がストッパリング（７）を有していて、プラスチック構成部分（３）の、支持体部分（１）とは反対側に配置されている形式のものにおいて、
プラスチック構成部分（３）が少なくとも１つのウエブ（８）を有していて、このウエブ（８）が、貫通孔（４）の少なくとも一方側でプラスチック構成部分（３）の表面を越えて突き出しており、ウエブ（８）を含むプラスチック構成部分（３）の軸方向の厚さ（ＬＳ）がスリーブ（５）の長さ（ＬＨ）よりも大きく、ウエブ（８）無しのプラスチック構成部分（３）の軸方向の厚さ（ＬＫ）がスリーブ（５）の長さ（ＬＨ）よりも小さいことを特徴とする、プラスチック構成部分を固定するための装置。
ウエブ（８）が、貫通孔（４）の周囲を完全に巡って周方向に延びていて、ねじ（２）が引き締められると、ストッパリング（７）がスリーブ（５）上に載るまで塑性変形及び／又は弾性変形するようになっている、請求項１記載の装置。
ウエブ（８）が半径方向で少なくとも部分的に中断されている、請求項１又は２記載の装置。
支持体部分（１）が、ねじ孔を備えた金属より成っているか、又は固定手段のためのねじ挿入体を備えたプラスチックより成っている、請求項１記載の装置。
固定手段がナットである、請求項４記載の装置。
ウエブ（８）がねじ頭（６）の下に配置されているか、又はプラスチック構成部分（３）の、ねじ頭（６）に向いている側の下に配置されている、請求項１から５までのいずれか１項記載の装置。
プラスチック構成部分（３）に形成された少なくとも１つの切欠（９，１０）がウエブ（８）に配置されており、それによってこの切欠内にウエブの塑性変形された部分が押し込まれるようになっており、前記切欠が、貫通孔（４）の半径方向の傾斜面（１０）であるか、又は前記切欠がプラスチック構成部分（３）の凹部（９）である、請求項１から６までのいずれか１項記載の装置。