JP2007511719A5 - - Google Patents
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Description
本発明は、ファスナアセンブリ、特にキャップを備えたファスナアセンブリに関する。
ファスナは周知の技術であり、ネジ付き部材に捩じ込むために使用される。
本発明は、キャップを備える改良されたファスナである。
本発明の範囲は、唯一添付の特許請求の範囲によって画定され、この要約の記述によって少しも影響を受けない。簡単に述べると、ファスナアセンブリは、キャップを保持するために形作られたナットと座面を有するワッシャを包含し、ナットとワッシャは共通軸の周りに相対的に回転が可能で、ナットは座面と軸的に向き合う環状表面を有し、環状表面と座面は、波状起伏の形状である。
図1と2を参照して、自走車両用の駆動軸アセンブリは、概ね10で示される。駆動軸アセンブリ10は、スピンドル12の形で、スタッド26を含み、スタッド26は垂直に方向付けられるプレート14から水平方向に延伸する。プレート14は、フィティング16の外面を形成し、フィティング16は、輸送手段のフレーム(示されていない)に従来からの方法で取付けられる。
ホイールハブ20が、スピンドル12の回転のために設置される。ホイールハブ20は、概ね円筒形の本体22を含む。ホイールハブ20は、内部ローラ軸受アセンブリ28及び外部ローラ軸受アセンブリ29の上のピンドル12に設置される。内部ローラ軸受アセンブリ28は、スピンドル12の円筒形内部部品31に配置され、スピンドルの肩部33とホイールハブ20の本体22の内側の向かい側の肩部35との間に保持される。外部ローラ軸受アセンブリ29は、スピンドル12の円筒形外部部品37に配置され、ハブ本体22の内側の肩部39に隣接し、軸受アセンブリの内側端部にスピンドルの先細の中央部品43を取り囲む截頭円錐形(frusto-conical)のスペーサ41に隣接して設置される。
円筒形本体22は、半径方向に延伸するフランジ24と一体として形成される。複数のスタッド26は、周縁部の近くのフランジ24から軸方向に延伸する。スタッド26は、ホイールハブ20にホイール(示されていない)を装着するために、従来からの方法で使用される。図1と2に描写されるように、本好適な実施形態のファスナアセンブリ50は、スタッド26と螺合する。
図19を参照して、ファスナアセンブリ50の本好適な実施形態が表される。そこに描かれたようにファスナアセンブリ50は、ナット52を備えている。ナット52は、金属、好ましくは炭素鋼、例えば1020から1045鋼を含む。
図19に示されるナット本体62は、鍛造される。鋼鉄は、初めに約1149℃(2100°F)に加熱され、切片に切断され、円形で直径が大きくなるように圧延される。それから内表面63の部分とトルク伝達面66が鍛造される。その後、内表面63の部分は、打ち抜かれ、それからナット52が、ロックウェルCスケールで26から36の間で変化する平均の硬度、好ましくは31に、加熱処理される。
図14に表された好適な実施形態のワッシャ本体82は、合金グレードの鋼鉄、例えば4140鋼鉄から製作される。代替の実施形態において、中炭素鋼、例えば1020から1045鋼が使用される。ワッシャ本体82は、鍛造を介して製作されるのがよい。鋼鉄は、初めに約1149℃(2100°F)に加熱され、切片に切断され、円形で直径が大きくなるように圧延される。それから、環形が形成され打ち抜かれる。ワッシャ本体82は、ロックウェルCスケールで28から42の間で変化する平均の硬度、好ましくは36に、加熱処理される。
ナット52とワッシャ54とは、共に組立てられる。ナット52は、ワッシャ54と係合され、それからナットのスカート68は、カラー85を形成するために広げられる。カラー85は、有利なようにネジ山64のための溝を備える。それから、タップが、ナット本体62を通過して下に送られ、ネジ山64が、ナット本体62に刻まれる。ネジ山64は、好ましくは約0.794cm(約0.3125inches)から約3.18cm(約1.25inches)までの範囲の直径を有する。
ネジ山64が刻まれた後に、ナット本体62は、複合工作機械を介して設置される。ナット本体62内のネジ山64の内径が、チャックに掛けられ、それから回転され又は溝にはめ込まれる。ナット52は、コレット又はマンドレルに配置され、回転され又は溝にはめ込まれる。コレットはすべりを十分に防止するために内径をしっかり掴み、ナット本体62は、回転される。溝切り具が、ナット本体62の側面に突っ込まれ、以前の六角形を保持面59としてより所望される形状にするために、部材を薄く切り削ぐ。
ナット本体62が回転され又は溝にはめ込まれた後に、摩擦面70が保持面59に形成される。摩擦面70は刻み工具を使用して作成される。好適な実施形態において、刻み工具は、30度と60度との間の範囲にある、好ましくは45度の角度で、「右方向」ノッチ71を刻むように形成する。代替の実施形態において、同様の角度で「左方向」ノッチ71を、本発明の範囲から逸脱することなく作成してもよい。
ナット本体62及び/又はワッシャ本体82は、有利なようにコーティングを備えてもよい。好ましくは、コーティングは、錆及び/又は腐食を防止する処方であるが、その他のコーティングを使用してもよい。例示として、限定することなく、コーティングは、摩擦を低減する処方であるかもしれない。ある実施形態において、コーティングは、ナットとワッシャとの間の摩擦を低減する。別の実施形態において、コーティングはネジ山の摩擦を低減する。
様々な化合物を適切なコーティングとして使用してもよい。ある実施形態において、ポリテトラフルオロエチレン又はポリ四フッ化エチレン(PTFE)が使用される。別の実施形態において、亜鉛コーティングが使用される。さらに別の実施形態において、金属酸化物及び/又はアルミニウム薄片を分散して含む水性塗料が使用される。
図11に示されるように、ナット52は、保持面59を備える。保持面59は、キャップ53と協働する。保持面59は、キャップ53を保持するために形成される。図11は、締まりばめがキャップと保持面59との間で達成されるように、ナット52に保持されるキャップ53を描写している。
参照の実施形態の保持面59は、第一表面60を備えている。第一表面60は、内表面81の少なくとも一部分に対応する形状である。図29に示すように、第一表面60は、締まりばめがキャップ53を用いて達成できるような形状である。結果として、第一表面60は、複数の形状を備えることが出来る。好適な実施形態において、第一表面60は、概ね円筒形である。
保持面59は、第二表面23を備える。第二表面23は、キャップ53がいとも容易くナット52に配置出来るような形状である。図29は、キャップ53に適合する形状の第二表面23を示している。ここに示したように、第二表面23は、概ね円錐の形状である。好適な実施形態が第二表面23を備えて示される一方で、保持面59は、第二表面23無しで製作されてもよい。
図21に示したように、摩擦面70を備える保持面59を提供することは有利である。有利なことに、摩擦面70は、保持面59が締まりばめを介してキャップ53をより上手に保持出来るようにする。
摩擦面70は、より高い摩擦係数を備える。好適な実施形態で得られたより高い摩擦係数は、摩擦面70を刻むことによって達成される。摩擦面70は、好ましくは複数のノッチ71を備える。図21に示されたように、ノッチ71は、想像線Aとして描かれたナットの軸に関して角度100である。角度100は、30度から60度の範囲にあり、好ましくは45度である。
好適な実施形態において、ナット52は、ナット本体62を備えている。図14に示されたように、ナット本体62は、ネジ山64を備えている。めネジ山64は、好ましくは保持面59の内側部分及びスカート68の内側部分に及ぶ。
ナット本体62は、トルク伝達部66を備える。図14に示すように、トルク伝達部66は、ナット本体62の外表面に宛がわれる。トルク伝達部66は、トルクを伝達するための形状であり、好ましくは複数の表面を介する。図14に示すように、トルク伝達部66は、六角の形状である。
図11を参照して、ナット本体62は、環状表面72を備える。環状表面72は、トルク伝達部66に隣接して配置される。環状表面72は、好ましくは概ね截頭円錐形の形状である。代替の実施形態において、環状表面72は、球形の凹部又は球形の凸部である。さらに別の代替の実施形態において、環状表面72は、締め付けられている物体の表面と協働する形状で、このような実施形態において、ワッシャは不要である。
環状表面72は、好ましくは冷間鍛造によって製作される。冷間鍛造は、型挿入物の使用を介して達成される。型挿入物は、従来からのボールエンドミル技術を使用して所望する形状に機械加工される。
代替の実施形態において、環状表面72は、座面84と協働するために形成される。図33に示すように、環状表面72は波状起伏の形状である。環状表面72は、表面の環状に延伸する連続物を備え、全環状表面72にわたって一様な波状起伏を提供する。
図23は、本発明のさらに別の代替の実施形態を示す。ここに示すように、環状表面72は、複数の下側の突出部を備える。下側の突出部は、プラトウ(plateau)74として備わる。
プラトウ74は、概ね球形の凸部である。プラトウ74は、座面84の窪み部122と同一の半径を備える。プラトウ74は、それらが全て凸部で、中心がナット本体62の軸上にある想像球形の表面にあるように、冷間鍛造工程で形成される。その球形の半径は、約0.25cm(0.1inches)から約5.08cm(2.00inches)の範囲にわたる。
プラトウ74は、複数の面73に隣接する。各々のプラトウ74は、反対側に傾く一対の面73に隣接する。代替の実施形態の環状表面72は、面73の環状に延伸する連続物を備え、それらは、全表面にわたって一様な波状起伏を形成する。面73は、座面84上の対応する面116を補完するように形成される。面73は、座面84上の面73と同一の半径を備える。
図23に示すように、面73は、好ましくは概ね球形の凸部である。各々の面73は、凸部であって、ナット本体62に関して、半径と円周の両方向に湾曲するように形成される。
各々の面73は、窪み部75に隣接する。各々の窪み部75は、一対の面73に隣接する。窪み部75は、座面84上の窪み部122より狭くなるように形成される。図23に示すように、窪み部75は、概ね球形に凸状であり、所定の深さを有する。ある実施形態において、深さは、ナットのネジ山の数に従う大きさになる。
代替の実施形態の窪み部75と隣接する面73とは、概ね逆V字形状の輪郭を提供する。V字形状の輪郭は、高さを有するプラトウ74を提供する。有利なことに、高さは、プラトウ部分74と窪み部75との間の距離に従う大きさになる。個々に示された実施形態において、高さは、プラトウ74と窪み部75との間の垂直距離に等しい。ファスナアセンブリ50が所定の位置にある場合に、高さは、好ましくはネジ山64とスタッド26のネジ山との間の間隙より少し大きくなる。この代替の実施形態において、高さは、0cm(0inches)と約0.076cm(0.030inches)との間の範囲にわたる。
代替の実施形態において、高さは、軸方向に、インチ当たりのネジ山の数に従う大きさになる。有利なことに、高さは、面73の数又は面116の数に関連付けられる。限定するものでない例示によって、インチ単位の高さは、インチ当たりのネジ山の数とV字形状の波状起伏の数とに比例する。好適な実施形態において、高さは、インチ当たりのネジ山の数とV字形状の波状起伏の数との結果に比例する。この代替の実施形態の高さは、約2.45cm(an inch)の約0.04167までの範囲にわたる。
図14は、ナット本体62が座面25を備えていることを示す。図17に示すように、座面25は、有利なことに、キャップ53の中間部分21に一致する。座面25は、中間部分21と一致するような外形になる。図14に示すように、座面25は、環状の形状である。座面25は、ナット52に関してキャップ53の回転を阻止するために、より高い摩擦係数を備える。
図14に示すように、ナット52は、スカート68を備えている。スカート68は、めネジ山64の内側端部でナット本体62から離間して軸方向に延伸する。スカート68は、ワッシャ54と協働するように形成される。スカート68は、緩やかな結び付きで、ワッシャ54を保持する形状である。好適な実施形態において、スカート68は、環状表面72から軸方向に、概ね円筒形のワッシャ本体82の中へ延伸するようになっていて、その結果、ワッシャ本体82が、ワッシャ54とナット52を共に緩やかにしかし確実に保持する範囲で、下側を切取った肩部を下方で外向きに形成される。
図11を参照して、スカート68は、ナット本体62に一体化形成され従属する。図20に示すように、スカート68は、ワッシャを保持するように形成される。スカート68は、ワッシャ54の一部分の下に有るように形成され、それによってナットとワッシャが結合される一方、ナット52とワッシャとが、互いに回転することを許容する。
ワッシャ54を必要としない適用において、ナット52が締め付けられる物体の表面と協働することが望まれる。従って、代替の実施形態において、ナット52は、本発明の範囲を逸脱することなく、スカート68無しで製作することが出来る。
図19を参照して、ファスナアセンブリ50は、キャップ53を備える。好適な実施形態において、キャップ53は、例えばステンレス鋼のような合金から構成されるが、代替の実施形態において、キャップ53は、本発明の範囲から逸脱しない、その他の材料から製作されてもよい。限定するものでない例示として、キャップ53は、例えばアルミニウムのような金属から又は高分子を含む材料から製作されてもよい。
本好適な実施形態を構成するキャップ53は、ステンレス鋼のシートから製作される。キャップ53を製作する所望される方法は、打ち抜きを介してである。しかしながら、例えば形成及び鋳造のような別の方法が使用されてもよい。
キャップ53を打ち抜くことにおいて、丸い薄片が、ステンレス鋼のシートの中央から切り抜かれる。薄片は、それをカップにするために、だんだんとより深く引っ張られる。それから最終の深い引っ張りは、カップをキャップ53に引き伸ばす。
図18を参照して、キャップ53は、外表面80を備えている。外表面80は、コーティングを備えるのがよい。コーティングは、錆及び/又は腐食を防止する処方である。有利なことに、外表面80は、装飾的になる。該表面80は、例えばステンレス鋼の使用によって提供されるような、光を反射する外観を備えるのがよい。代替の実施形態において、外表面80は、例えば材料としてプラスチックの使用を介して可能となるような、色彩に富んだ外観を備える。
外表面80は、レンチと協働するように形成される。図28に示すように、外表面80は、ソケットレンチ17に納まる形状である。有利なことに、外表面は、ソケットレンチ17が外表面80よりもむしろトルク伝達部66にトルクを掛けるような形状である。
図18を参照して、外表面80は、第一外部キャップ表面87を備える。図29に示すように、第一外部キャップ表面87は、トルク伝達部66の範囲内にある。好適な実施形態において、第一外部キャップ表面87は、概ね円筒の形状である。
第二外部キャップ表面89は、図18に示すように、第一外部キャップ表面87に隣接する。好適な実施形態において、第二外部キャップ表面89は、概ね凸状である。
図35と36は、本発明の代替の実施形態を図示する。ここに示されたように、ナット本体62の内表面63は、保持面59を備える。キャップ53の外表面83は、保持面59と協働するように形成される。
図35と36に示すように、外表面80は、第一外部キャップ表面87を備える。第一外部キャップ表面87は、締まりばめが、保持面59で達成出来るような形状である。キャップ53は、ノッチ71が第一外部キャップ表面87に食い込むように保持面59の範囲内に配置される。
この実施形態において、第一外部キャップ表面87は、保持面59に従う形状である。図35と36に示すように、代替の実施形態は、保持面59に対応する概ね円筒形の第一外部表面87を備える。
好適な実施形態において、キャップ53の外表面80は、保持面59と協働する内側表面81を包含する。好適な実施形態において、内側表面81は、第一内側キャップ表面97を備える。第一内側キャップ表面97は、保持面59と協働するように形成される。図29に示すように、第一内側キャップ表面97は、締まりばめが保持面59と達成できるように形成される。キャップ53は、ノッチ71が第一内側キャップ表面97を押し付けるように保持面59に配置される。
内側表面81は、ナット本体62の表面に従って形成される。図29に示されるように、第一内側キャップ表面97は、保持面59に一致するように形成される。好適な実施形態において、第一内側キャップ表面97は、概ね円筒の形状である。
内側表面81は、スタッド26に適合するような大きさである。図30に示されるように、第一内側キャップ表面97は、スタッド26の少なくとも一部分が、内側表面81内に配置されることを可能にする直径を備えている。内側表面81は、スタッド26の端部に適合するように形成される第二内側キャップ表面99を備えている。好適な実施形態において、第二内側キャップ表面99は、概ね凹状である。
図1に示すスタッド26のようなスタッドが、あるスタッドから別のスタッドに長さを変えてもよいから、及びホイールがホイールハブ20に安全に固定されるように、ファスナアセンブリ50がスタッド26に適切なトルクを与えるに違いないからといって、予想外に長いスタッド26は、キャップ53の内側表面81内で適合されないに違いない。しかしながら、もしもキャップ53の内側表面81が、ファスナアセンブリ50からの完全なトルク伝達を妨害するならば、潜在的に危険な状態が生ずるかもしれない。この潜在的な問題を解決するために、キャップ53は、スタッド26と協働するように形成される。キャップ53とナット本体62との間の締まりばめは、ファスナアセンブリ50がスタッド26に十分なトルクを与えられるように、スタッド26がキャップ53をナット本体62から分離することを可能にする。
代替の実施形態において、内表面81は、摩擦表面55を備えてもよい。摩擦表面55は、より高い摩擦係数を備える。より高い摩擦係数は、摩擦表面55をぎざぎざにすることによって達成される。
図17に示すように、摩擦面55は、内部キャップ表面97に配置される。摩擦面55は、好ましくは複数のノッチ56を備える。図22を参照して、ノッチ56は、想像線Aとして図示されたナットの軸に関して角度101である。角度101は、30度から60度の範囲である。角度101は、好ましくは45度である。
代替の実施形態において、キャップ53は、中間部分21を備える。好ましくは、中間部分21は、座面25に対応する。代替の実施形態の中間部分21は、座面25に一致するような外形になる。図17に示すような、中間部分21は、好ましくは環状の形状である。この代替の実施形態の中間部分21は、有利なことに、ナット52に関してキャップ53の回転を阻止するより高い摩擦係数を備える。
図19を参照して、ファスナアセンブリ50の本好適な実施形態が示される。そこに示されるように、ファスナアセンブリ50は、ワッシャ54を備え、ワッシャ本体82を含んでいる。ワッシャ54の材料は、金属、好ましくは例えば中炭素鋼のような合金を含む。ワッシャ本体82は、鍛造、好ましくは冷間鍛造を介して製作される。冷間鍛造は、型挿入物の使用を介して達成される。型挿入物は、好ましくは従来からのボールエンドミル技術を使用して望ましい形状に機械加工される。鍛造された後で、ワッシャ本体82は、ロックウェルCスケールで平均硬度36に加熱処理される。
図13を参照して、ワッシャ本体82は、概ね環状の形状であって、座面84を備える。座面84は、好ましくは概ね截頭円錐形の形状で、ワッシャ本体82の内側端部に配置される。代替の実施形態において、座面84は、球形の凹状、球形の凸状、及び平坦である。
この実施形態の座面84は、環状表面72と協働するように形成される。図24に示すように、座面84は、波形起伏の形状で、好ましくは表面の環状に延伸する連続物を備え、その表面は、全座面84にわたって一様な波状起伏を提供する。
図31は、本発明のさらに別の代替の実施形態を示す。ここに示されたように、座面84は、波状起伏の複数の頂点を備える。頂点は、プラトウ118として提供される。プラトウ118は、概ね球形の凹状である。
プラトウ118は、複数の面116に隣接する。各々のプラトウ74は、一対の面116に隣接する。この代替の実施形態の座面84は、面116の環状に延伸する連続物を備え、面116は、全面にわたって一様な波状起伏を形成する。面116は、環状表面72の面73に一致するように形成される。図31に示すように、面116は、概ね球形の凹状である。
面73の各々は、窪み部122に隣接する。各々の窪み部122は、一対の面116に隣接する。窪み部122は、環状表面72の窪み部75より幅広くなるように形成される。
図31に示すように、窪み部122は、概ね球形の凹状であり、所定の深さを有す。ある実施形態において、深さは、ナットのネジ山の数に従う大きさになる。窪み部122は、それらが全て凹状で、中心がワッシャ本体82の軸上にある想像球体の表面にあるように鍛造工程で形成される。その球体の半径は、約0.25cm(0.1inches)から約5.08cm(2.00inches)の範囲にわたる。このように、ナット本体62のプラトウ74は、ワッシャ本体82の窪み部122と形状において完全に補完することが理解されるだろう。
代替の実施形態の窪み部122と隣接する面116とは、逆V字の輪郭を提供する。V字の輪郭は、高さを有するプラトウ118を提供する。有利なことに、高さは、プラトウ74と窪み部75との間の距離に従う大きさになる。ここに示された実施形態において、高さは、プラトウ118と窪み部122との間の垂直な距離に等しい。高さは、ファスナアセンブリ50が定位置にある場合、好ましくは64のネジ山とスタッド26のネジ山との間の間隙より少し大きくなる。この代替の実施形態において、高さは、0cm(0inches)と約0.076cm(0.030inches)との間の範囲にわたる。
代替の実施形態において、高さは、軸方向に計測して、ナットのインチ当たりのネジ山の数に従う大きさになる。有利なことに、高さは、面73又は面116の数に関連付けられる。限定するものでない例示によって、インチ単位の高さは、インチ当たりのネジ山の数とV字形の波状起伏の数に比例する。好適な実施形態において、高さは、インチ当たりのネジ山の数とV字形の波状起伏の数との結果に比例する。この代替の実施形態の高さは、約2.45cm(an inch)の約0.04167までの範囲にわたる。
好適な実施形態において、ワッシャ本体82は、締付け表面86を備える。図13に示すように、締付け表面86は、ワッシャ本体82の外側端部88に備えられる。本好適な実施形態において、締付け表面86は、概ね平坦である。
代替の実施形態において、ワッシャ54は、締付け表面86を備えている。締付け表面86は、少し凹状であり、ワッシャ54の底部に配置される。締付け表面86は、浅い円錐台を近似して形成する。締付け表面86は、好ましくはワッシャフランジ92の底部の外側の周縁部94から本体82の内側の周縁部96の方向に上向きに傾斜する。締付け表面86は、図26の想像線Cで示されるナットの軸に関して角度103である。角度103は、87度から90度の範囲にわたる。この代替の実施形態において、角度103は、88度である。
別の代替の実施形態において、ワッシャ54は、複数の凹部104を備える。複数の凹部104は、締付け部分106を備える締付け表面86を提供する。有利なことに、締付け部分106は、軸方向に撓むように形成される。
図4を参照して、凹部104は、フランジ92の底部及びワッシャ本体82の外面88に配置される。この代替の実施形態において、凹部104は、対応する切り欠き98から半径方向内側に延伸する。図4に示すように、締付け表面86は、概ねV字形状の六つの凹部104を備えている。しかしながら、当業者は、いかなる数の凹部が使用されてもよいことを認識するだろう。
図4に示される代替の実施形態において、凹部104は、環状の締付け表面86を、アーチ形状を備える六つの締付け部分106に有効に分割する。締付け部分106のアーチ形の外側先端部は、切り欠き98の間に配置され、ワッシャ54の軸方向に弾力的に撓むことが出来る。
代替の実施形態において、ワッシャ54は、耳部108を備える。耳部108は、スタッド26と協働するように形成される。耳部108は、スタッド26の少なくとも一部分に備わるスロット49と協働する。耳部108は、スタッド26又はスピンドル12のネジ山端部の一方に形成される軸方向に引き伸ばされたスロット49において、緩やかに滑るための適切な大きさと形状からなる。耳部108は、好ましくはワッシャ54がスタッド26又はスピンドル12と共に回転することを防止するために、スロット49と協働する。
図27は、ワッシャ本体82の端部面88から内側に延伸する耳部108を示す。図10は、フランジ92と背中合わせのワッシャ本体82の基部の、内側に延伸する耳部108を示す。図34を参照して、耳部108が、スタッド26の一部分でスロット49と協働することを示す。
当業者は、本発明がワッシャの回転を防止するために、その他の従来からの手段を使用しようとしていることを理解するだろう。代替において、平坦部がスタッド26又はスピンドル12に形成されてもよく、対応する平坦部がワッシャ本体82の内側に形成されてもよい。
図25は、本発明のさらに別の代替の実施形態を示す。ここに示されたように、ワッシャ54は、フランジ92を備える。フランジ92は、ワッシャ本体82から外側に延伸する。この代替の実施形態において、フランジ92は、約0.13cm(0.05inches)から約0.30cm(0.12inches)の厚さである。
別の代替の実施形態において、フランジ92は、その外側端部から内側方向に、フランジ92の周囲に規則的な間隔で形成される複数のスロットを備える。スロットは、締付け表面86が、表面に力を掛けて所望する荷重下にある場合に、間に挟まっているフランジ部分102が、たとえほんの少しであるが弾力的に撓むことを許容する。
図5は、複数の切り欠き98の形状のスロットを備えるフランジ92を示す。切り欠き98は、フランジ92に複数のフランジ部分102を提供する。有利なことに、フランジ部分102は、軸方向に撓むように形成される。フランジ部分102は、スタッドのネジ山とナット52のネジ山との間の間隙より少し大きな軸方向の距離を撓むように形成される。
図5に示す代替の実施形態において、切り欠き98は、概ねU字の形状である。しかしながら、その他の実施形態においては、切り欠き98が例えば円形の又は多角形のようなその他の形状である。
図5に示す代替の実施形態において、フランジ92は、複数の切り欠き98を備える。フランジ92の切り欠き98の数は、フランジ92の大きさに従って用意される。有利なことに、切り欠き98の数は、フランジ92の厚さに基づく。図5に示す実施形態は、六つの切り欠き98を備え、六つのフランジ部分となる。
本発明の代替の実施形態において、ワッシャ54は、締付け表面86を備える。図32を参照して、締付け表面86の少なくとも一部分は、フランジ92に配置される。ここに示すように、締付け表面86は、フランジ92の底部及びワッシャ本体82の外面88に配置される。
図29は、好適な実施形態で組立てられるナット52及びキャップ53を示す。ナット52及びキャップ53は、好ましくは保持面59の周囲でキャップ53の内表面81を締まりばめすることによって組立てられる。その後で、摩擦表面55及び摩擦表面70に作用する摩擦力は、キャップ53をナット52に保持する。
図20は、好適な実施形態において組立てられる、ナット52及びワッシャ54を示す。ここに示されるように、ナット52及びワッシャ54は、好ましくはワッシャ54にスカート68を挿入することによって組立てられ、それ故に、環状表面72は座面84に向き合わされる。その後で、カラー85の少なくとも一部分が、スカート68を用意するために外側に押される。スカート68は、ワッシャ54の一部分の下になるように形成され、それ故に、ナット52及びワッシャ54を緩やかにしかし確実に接続し、一方ナット52は、ワッシャ54に対して自由に回転することを許容する。
図15は、スカート68の少なくとも一部分がその周辺で、環状の内側突起部83の下にある、好適な実施形態を示す。しかしながら当業者は、突起部83の一部分の下にあるスカート68を用意するために、カラー85が空間位置で外側に押されることを理解するだろう。
図38は、代替の実施形態の締付け表面86を示す。ここに示されるように、締付け表面86は、複数の突起部30を備える。突起部30は、高い摩擦係数を備える締付け表面86を提供する。
締付け表面86は、ワッシャ54の回転を防止するように形成される。突起物30は、ワッシャ54が表面に対して回転することを防止するためにしっかり留められている表面を摩擦的に係合する。図38は、八つの突起部を備える締付け表面86を示す。しかしながら締付け表面86は、例えば十二個の突起部のように、八つの突起部より多くを備えてもよい。
好適な実施形態において、ファスナアセンブリ50は、スタッド26で回転する。回転の間に、めネジを切られたナット52は、スタッド26と螺合し、それ故にファスナアセンブリは、ホイールハブ20に向かって軸方向に移動する。この回転中にナット52とワッシャ54の両方が、スタッド26に対して回転できる。
さらに回転すると、締付け表面86は、スタッド26に隣接するホイールハブ20の表面と係合する。ファスナアセンブリ50のさらなる軸方向の運動は、この表面によって阻止される。阻止力は、初めは比較的に僅かであるが、らさらに回転すると阻止力は、ファスナアセンブリ50がスタッド26に固定されるまで増加する。
しかしながら代替の実施形態において、ファスナアセンブリ150は、スピンドル12にネジ山を切ることが出来る。図1と2に示すように、代替の実施形態のファスナアセンブリ150は、スピンドル12にネジ山が切られている。ここに示されるように、外部軸受アセンブリ29は、代替の実施形態のファスナアセンブリ150によって、肩部39と隙間41とに接する関係となるように保持される。この点において、ファスナアセンブリ150は、スピンドル12のネジ山の外側終端部45にネジ込まれ、軸受アセンブリ29の内部ベアリングレース47に隣接して配置される。
ファスナアセンブリ150は、軸受アセンブリ28と29の所望されない遊びを吸収するために、従って位置と関係の両方を適切に機能する状態にそれらを保持するために、スピンドル12の終端部分45にネジ込まれる。もしも、ファスナアセンブリ150が、ベアリングレース47にぴったりと接し過ぎてネジ山を切られたならば、軸受アセンブリ28と29とは、両方とも荷重過多となり、それらの寿命は短くなるだろう。もしも、ファスナアセンブリ150が終端部分45に十分の距離をネジ込まれなければ、軸受アセンブリ28と29とは、大きすぎる遊びを有し、それらの寿命は短くなるだろう。この代替の実施形態のファスナアセンブリ150は、所望される位置にスピンドル12のネジ山を切った終端部分45にねじ込まれるようになっていて、それから本発明に従う、アセンブリの内部に作用する固定する力によってその位置にしっかりと保持される。
代替の実施形態において、ファスナアセンブリ150は、スタッド26でホイールハブ20を固定するために形成され、トラック又はその他の輸送手段の駆動軸アセンブリ10のスピンドル12用として提供される。例えばホイールハブ20が、支持する軸受アセンブリ28と29に配置された後で、めネジ山64が、スピンドル12のおネジ山と螺合するまで、ワッシャ54の耳部108がスピンドル12のスロット49に沿って滑るために、ファスナアセンブリ150は、スピンドル12のネジ山の終端部品45を滑る。ナット52が回転しスピンドル12にねじ込まれる時に、ワッシャ54は、回転しないでその前面で自由に押される。この方法において、ワッシャ54は、その耳部108がスピンドル12のスロット49を軸方向に滑ることが可能であって、回転は固定されるから、回転が防止され軸方向に移動する。
その間にわたって、ナット52とワッシャ54とは、入れ子にされた関係で互いに接して配置される。この入れ子にされた関係状態において、各々のプラトウ74は、対応する窪み部122に一様に配置され、一方、向き合っていて傾斜のある面73と116とは、僅かに離されるだろう。この関係において、環状表面72と座面84のそれぞれに、プラトウ74とプラトウ118として提供された頂部は、互いに乗り上げる。このように、ナット52がワッシャ54を押す場合に、環状表面72は、ワッシャ54の座面84を容易に滑る。
ワッシャ本体82の締付け表面86が、内部ベアリングレース47を係合するまで、ナット52は、手動でスピンドル12のネジ山をさらに進む。截頭円錐形を有する締付け表面86が、内部ベアリングレース47に係合する時に、ナットのさらなる回転は抵抗を受ける。
抵抗力は初め比較的に僅かであるが、さらなる回転で抵抗力は増大する。このように、負荷が増大する場合に、先端部は、ますます大きな困難を伴ってお互いに乗り上げる。抵抗力は、ナット52の面73とワッシャ54の面116との係合効果によって、ますます大きくなる結果を伴って増加する。結局それらは、ワッシャ54のフランジ部分102が弾性的に撓み始める場合のみ、互いに滑ることが出来る。ナットが回転されると、軸方向の圧力が軸受アセンブリ28と29に確立する。この圧力が確立すると、フランジ部分102は撓み始める。
フランジ部分102は、スピンドル12のネジ山とナット本体62のネジ山との間の間隙より少し大きな軸方向の距離を介して弾力的に撓むようになっている。フランジ部分102が、この間隙より少し大きく撓むことが出来るから、ワッシャ54は、ワッシャ54とナット52との間の係合状態の低下無しに、荷重下である程度まで軸方向に移動することが出来る。同時に、ワッシャ本体82の窪み部122の上のプラトウ118の高さがまた、間隙よりも少し大きいから、一度、係合関係が適切な先行荷重で確立されると、ナット52とワッシャ54とは、ファスナアセンブリ150を緩めることなく、互いに僅かに動かすことが出来る。
撓むことは、係合関係にあるナット52の面73とワッシャ54の面116とを保持しようとする弾性的な力を創生する。この固定の関係において、一定の軸受荷重が、弾性的に維持され、ナット52とワッシャ54との突起部は、それぞれに対応する窪み部122と窪み部75とに、概ねぴったりと接して配置される。また面73は、面116に概ねぴったりと接して配置し、ファスナアセンブリ150が戻ることを防止する。詳細には、先導の面73は後続の面116に接して配置する。さらに、面73と面116はそれぞれに、好ましくは、相補的に球形の凹状と球形の凸状になるように備えられ、及びファスナアセンブリ150の軸方向でその軸からのそれらの曲率半径の全てが、先に述べた窪み部122の曲率半径に等しいから、ナットがスピンドル12に完全に直角に装着されなくて、ナット52とワッシャ54とが互いに正確に平行でないとしても、係合表面の接触はそれらの間で維持される。
所定のトルク設定が、スピンドル12の固定アセンブリ50のナット52を回転することで達成される場合に、軸受アセンブリ28と29は、適切に先行負荷される。それから固定アセンブリ50は、ナット52を後戻りさせようとする全軸方向力に耐えることが期待される。ホイールハブ20からの軸方向荷重の増加は、単にナット52とワッシャ54を共に、より堅固に固定するのみである。六角レンチを用いて、ナット52のトルクを再び緩めることによってのみ、ファスナアセンブリ150を取り除くことができる。
本発明の代替の実施形態が、輸送手段のホイールハブを据付ける手筈に関連して述べられたけれど、別な物に使用されてもよいことが理解されるだろう。簡易さ、頑丈な作り、ほとんど失敗のない機構、及び低製造コストは、多くの適応において非常に魅力的にするだろう。
本発明の好適な実施形態が述べられたけれども、本発明は限定されるものでないこと、及び改良は本発明を逸脱することなくすることが出来ることが理解されるだろう。本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲によって画定され、特許請求の意義の範囲にある全て考案物は、その物であれ相当物であれ、ここに包含されることが意図される。
Claims (19)
- ファスナアセンブリであって、
前記ファスナアセンブリが、本体とキャップとを具備し、
a) 前記本体が、
i)トルク伝達部と、
ii)ネジ山と、
iii)保持面と、
iv)前記保持面上に配置され、前記本体の一つの端部に設置されるノッチと、
を包含し、
b) 前記キャップが、
i)前記ノッチと共に締まりばめを介して、前記本体に前記キャップを保持する内面を包含する、
ファスナアセンブリ。 - 前記ノッチが右方向ノッチである、請求項1に記載のファスナアセンブリ。
- 前記右方向ノッチが、30度と60度との間の角度を有する、請求項2に記載のファスナアセンブリ。
- 前記方向ノッチが、45度の間の角度である、請求項2に記載のファスナアセンブリ。
- 前記ノッチが左方向ノッチである、請求項1に記載のファスナアセンブリ。
- 前記左方向ノッチが、30度と60度との間の角度である、請求項5に記載のファスナアセンブリ。
- 前記左方向ノッチが、45度の間の角度である、請求項5に記載のファスナアセンブリ。
- さらにワッシャを包含する、請求項1に記載のファスナアセンブリ。
- 前記本体がナットである、請求項1に記載のファスナアセンブリ。
- 前記保持面が、概ね円筒形である第二表面を含む、請求項1に記載のファスナアセンブリ。
- ファスナアセンブリであって、
前記ファスナアセンブリが、本体を具備し、
a) 前記本体が、トルク伝達部と環状ベアリング面とを含み、
b) 前記トルク伝達部が概ね六角形であり、溝を備え、
c) 前記溝が、少なくとも部分的に前記本体にキャップを保持し、
d) 前記キャップが、ステンレス鋼材を含み、前記溝付き本体に従って形成され、
e) 前記本体の前記環状ベアリング面が、球状の凸面形である、
ファスナアセンブリ。 - 前記環状ベアリング面が、概ね円筒形の表面に隣接して配置される、請求項11に記載のファスナアセンブリ。
- 前記溝が曲面を含む、請求項11に記載のファスナアセンブリ。
- ファスナアセンブリであって、
前記ファスナアセンブリが、本体を具備し、
a) 前記本体が、トルク伝達部と環状ベアリング面とを含み、
b) 前記トルク伝達部が、少なくとも部分的に前記本体にキャップを保持する溝を含み、
c) 前記キャップは、ステンレス鋼材を含み、前記本体がトルクを掛けられた時に、締りばめが前記キャップと前記本体との間で成されるように、前記溝付き本体に従って形成され、
d) 前記本体の前記環状ベアリング面が、球状の凸面形である、
ファスナアセンブリ。 - 前記環状ベアリング面が、概ね円筒形の表面に隣接して配置される、請求項14に記載のファスナアセンブリ。
- 前記溝が曲面を含む、請求項14に記載のファスナアセンブリ。
- ファスナアセンブリであって、
前記ファスナアセンブリが、本体を具備し、
a) 前記本体が、トルク伝達部と環状ベアリング面とを含み、
b) 前記トルク伝達部が概ね六角形で、溝を備え、
c) 前記溝が、少なくとも部分的に前記本体にキャップを保持し、
d) 前記キャップが、ステンレス鋼材を含み、少なくとも部分的に前記本体の前記溝内に適合するように形成され、
e) 前記本体の前記環状ベアリング面が、球状の凸面形である、
ファスナアセンブリ。 - 前記環状ベアリング面が、概ね円筒形の表面に隣接して配置される、請求項17に記載のファスナアセンブリ。
- 前記溝が曲面を含む、請求項17に記載のファスナアセンブリ。
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