JP2019509437A - プラスチック製ねじ付きエレメント、並びにプラスチック製支持部品及びプラスチック製ねじ付きエレメントからなる接続組立体 - Google Patents

Abstract

本発明は、プラスチック製ねじ付きエレメント、プラスチック製ねじ付きエレメントを逆ねじを形成してねじ込んだプラスチック製支持部品からなる接続組立体、当該接続体の製造方法、並びにねじ付きエレメントの製造方法を開示する。ねじ付きエレメントは、ねじ部の周方向巻回が少なくとも二本の切り屑溝によって中断されている軸方向片を特徴とする。その結果生じる巻回領域は、切削ウェブと阻害ウェブとを成し、切削ウェブは阻害ウェブを半径方向に越えて延在する。
【選択図】図１Ａ

Description

本発明は、プラスチック製のねじ付きエレメント、特にプラスチック製ねじ、内ねじを有するプラスチック製ねじ切りブッシング、及びプラスチック製ねじ切りインサート、内部にねじ付きエレメントがねじ込まれると共に自動的にねじ切りされる受入開口を有するプラスチック製支持部品からなる接続組立体、並びに少なくとも一つのプラスチック製支持部品とプラスチック製のねじ付きエレメントとから接続組立体を製造する方法、およびねじ付きエレメントの製造方法に関する。

少なくとも一つのプラスチック製の支持部品と、ねじ立て外側ねじを有するねじ若しくはねじ切りブッシングの形態のプラスチック製ねじ付きエレメントとからなる上記の接続組立体は従来から知られている。これらはDE 2 047 482 A1、US 4,637,767、US 5,921,735、US 5,385,439、及びDE 10 2004 021 484 A1等に記載されている。

US 5,385,439には、軸部に外ねじが配置されているねじが記載されている。このねじの各巻回には成形エレメントが設けられている。これらの成形エレメントは、ねじの隣接する巻回の幾何学的寸法を越えて半径方向及び／又は軸方向に延在している。このようにこれらは、特にねじの先端領域付近の最初の巻回に成形エレメントを形成した場合、例えば支持部品に、逆ねじを形成する。

US 5,921,735にも、軸部に外ねじが設けられたねじが記載されている。この外ねじは、軸部のねじの長さに亘って四つの異なるねじ領域を有することを特徴とする。軸の断面形状及びそこに配置したねじを変えることにより、ねじの外ねじに様々なねじ形成領域及びアラインメント領域を設けることができる。

US 4,637,767にも、ねじの各巻回にカム状の半径方向切削突起を有する外ねじが設けられたねじが記載されている。この突起は、部品の壁に逆ねじを形成する助けとなる。しかしながら同時に、この突起は回転を抑制し、支持部品内にねじ込んだねじ付きエレメントを保持する助けとなる。外周に自由に分布する突起は、ねじ付きエレメントを支持部品にねじこむ際に、ねじの軸の長手方向に亘って不均等なねじり負荷を生じることになる。このように異なるねじり負荷によって、ねじ付きエレメントが破損することもある。

DE 2 047 482にも、ねじを切るねじが記載されている。このねじのシャフトは丸みのある五つの角を有し、そこに対応するねじ部分が切られている。不完全ねじの五つの解放平坦部が、これらネジ部の間に配置されている。角度の付いたねじ凸部においてねじの深さは最大限となり、平坦部における深さは実質的により浅い。ねじを有するコーナー領域間の平坦な解放領域は、ねじが自由に動けるように、削った材料を収容する役割を果たす。

DE 10 2004 021 484 A1には、切れ刃とこれに隣接する切り屑溝とを有するプラスチック製ねじ付きエレメントが記載されている。ねじ輪郭のこの特殊な切削形状を作り出すために、ねじ付きエレメントは、半径方向に互いにオフセットしたいくつかのアンギュラーセグメントからなり、隣接する各アンギュラーセグメントは、ねじ込み方向に効率的な切れ刃を形成するようになっている。これは、ねじの軸の半分、つまり通常は軸方向断面方向に見た外ねじの半分が、半径方向に互いにオフセットしていて、外ねじが一定のコア直径とならないようになっていることを意味する。このオフセットにより、支持部品に逆ねじを形成する半径方向に突出する切れ刃が、ねじの進む方向若しくは一巻回中に形成される。別の変更例では、ねじの周方向巻回から切欠きが切りこまれており、半径方向側面が、逆ねじ形成のための切れ刃を形成するようになっている。しかしながら、この構成では、ねじ込み方向に切れ刃があるため、ねじ締めトルクが緩みトルクよりも大きいという欠点がある。この配置により、ねじ付きエレメントを緩めることは概ね容易になっている。

ドイツ特許出願公開第２０４７４８２Ａ１号公報 米国特許第４，６３７，７６７号公報 米国特許第５，９２１，７３５号公報 米国特許第５，３８５，４３９号公報 ドイツ特許出願公開第１０２００４０２１４８４Ａ１号公報

従って本発明の目的は、従来技術と比較して、ねじ締めトルクと緩みトルクとの比が改善され、ねじ付きエレメントを部品開口にねじ込む際のトルク曲線が改善され、ねじ付きエレメントの直径と、このねじ付きエレメントを受け入れる部品開口の直径との許容差が大きい、外ねじを有するねじ付きエレメント、少なくとも一つの支持部品とこのねじ付きエレメントとからなる接続組立体、及び当該接続体の製造方法を提供することにある。

この目的は、独立請求項１に記載するプラスチック製ねじ付きエレメント、独立請求項１１に記載する少なくとも一つのプラスチック製支持部品とこのねじ付きエレメントとの接続組立体、独立請求項１２に記載する少なくとも一つのプラスチック製支持部品とプラスチック製ねじ付きエレメントとの接続組立体の製造方法、並びに独立請求項１４に記載するプラスチック製ねじ付きエレメントの製造方法によって解決される。本発明の有利な実施態様並びにさらなる展開は、以下の詳細な説明、添付図面、及び特許請求の範囲から明らかとなる。

本発明のプラスチック製ねじ付きエレメントは、中心軸と、中心軸を中心として複数巻回分回旋する外ねじとしてのねじ部とを有する軸方向片を備える。外ねじは、プラスチック製支持部品に設けた受入開口内へねじ込むと逆ねじを形成するように構成されており、隣接する複数の巻回が、前記中心軸に平行に延在する少なくとも二つの切り屑溝によって、軸方向片の少なくとも一部の領域に亘って中断され、その結果、中断された各券回が、少なくとも一つの切削ウェブと阻害ウェブとを備え、切削ウェブの半径方向範囲は阻害ウェブの半径方向範囲よりも大きく、外ねじの中心軸に対して直角に計った軸方向片のコア太さは、少なくとも軸方向片の長手方向溝の外にある一部の領域において一定である。本発明の好ましい実施態様によれば、切削ウェブ及び／阻害ウェブは、周方向に一定の半径を有する。切削ウェブ及び／阻害ウェブの半径は、ねじ付きエレメントの長手方向に沿って変化することも好ましい。その結果、切削ウェブの切削深さ及び／又は部品内への阻害ウェブの圧入厚さを、ねじ付きエレメントの軸方向長さに対して具体的に調節することができる。これにより、ねじ付きエレメントのねじり負荷を軸方向に分散させることができる。

本発明のねじ付きエレメントはプラスチックからなり、プラスチック製支持部品へねじ込むように特別に構成されている。そのため、ねじ付きエレメントの外ねじは、支持部品に設けた受入開口内に、一致する逆ねじを形成するように設計されている。本発明の別の好ましい実施態様によれば、このようなプラスチック製ねじ付きエレメントは、ねじ頭部とねじ先端とを有するねじとして、或いは内ねじと発明的に好ましい外ねじを有する、若しくはねじ無しの貫通孔を有するねじ付きブッシングとして、或いはいかなる内部構造のねじ付きブッシングとして、或いは発明的に好ましい外ねじを有する袋ねじ、例えば好ましくは圧縮リミッタとして、設計される。

本発明のねじ付きエレメントは、軸方向片、例えばねじ軸部に沿って、中心軸を中心として複数巻回分延在するねじ部を有する。ここで、一つの巻回とは、ねじ付きエレメントの中心軸を中心としたねじの３６０°の回旋を意味する。プラスチック製支持部品に設けた受入開口内に一致する逆ねじを形成するために、隣接して配置される少なくとも複数のねじ巻回は、中心軸に平行に延在する切り屑溝によって、少なくとも二つのウェブへとさらに分割される。これらの切り屑溝は、好ましくはねじ付きエレメントのコア太さまで到達し、各券回を、互いに離間する少なくとも二つの巻回部分へとさらに分割する。これら巻回部分は、少なくとも一つの切削ウェブと少なくとも一つの阻害ウェブとを形成する。切削ウェブは、阻害ウェブを越えて半径方向に突出していることを特徴とする。切削ウェブは好ましくは、ねじ付きエレメントのねじ込み方向に見て、阻害ウェブよりも先に来るように配置されるので、プラスチック製支持部品中に一致する逆ねじを予め形成し、これに続く阻害ウェブは、形成された逆ねじ内に一致する圧入を成し、ねじ付きエレメントが締結される。ねじ付きエレメントを緩める方向を考えると、切削ウェブもまた好ましくは回転に対して阻害機能を有する。その結果、切削ウェブは、逆ねじの予め溝を付けられた螺旋内に弾性的に押圧係合するより小径の阻害ウェブつまり圧縮ウェブを支援し、よって支持部品に設けた受入開口に対してねじ付きエレメントをねじ込む際及びねじを緩める際の両方において、制動つまり阻害効果を発揮する。ねじ込みを有利に行うためには、切削ウェブの切削抵抗は低く、均等に設定することが好ましい。このように切削抵抗を適切に調節することにより、ねじ付きエレメントのねじり負荷が低減される。切削ウェブは好ましくは、ねじ付きエレメントを部品開口内にねじ込む際、つまり一致する逆ねじを形成する際に、支持部品から切削若しくは擦り取ることによって材料を取り除き、この材料は好ましくは切り屑溝内に集められ、切り屑溝を介してねじ接続体から排出される。しかしながら同時に、この材料は、一致する逆ねじの形成を妨げることなく、切削ウェブに押されて前進することもあり得る。コア太さが一定なので、ねじ付きエレメントは好ましくは、より大きい半径の切削ウェブを除いて、対称的に形成される。

本発明によれば、ねじ付きエレメントには偶数本、好ましくは二本、四本、六本、若しくは八本の切り屑溝が好ましい。この切り屑溝は、上述したように、軸方向片の中心軸に平行に延在する。切り屑溝の数に応じて、各券回は、対応する数の巻回部分へとさらに分割される。このような巻回部分は、切削ウェブ及び／又は阻害ウェブとして形成することができる。

本発明のさらに別の好ましい実施態様によれば、ねじ付きエレメントは、一券回につき一つ、二つ、若しくは四つの切削ウェブを備え、切削ウェブが一つよりも多く、複数個ある場合には、対向する対として配置される。さらに、三つの切削ウェブを、ねじ付きエレメントの周方向に沿って均等に離間して配置することも好ましい。

各券回を対応する巻回部分にさらに分割する上述の切り屑溝の数に応じて、一巻回当たりの切削ウェブ及び阻害ウェブの数を調節することができる。このようにして、ねじ付きエレメントの回転中のねじり負荷を、ねじ付きエレメントのプラスチック及び／又は支持部品のプラスチックに適合させることができる。例えば、一巻回当たり切削ウェブが一つだけで、ねじ付きエレメントにかかるねじり負荷大き過ぎる場合には、一巻回について追加の切削ウェブを設ける必要がある。この切削ウェブは、逆ねじの形成を支援すると同時に、プラスチック製ねじ付きエレメントを、高い信頼性をもって、破損しないように支持部品にねじ込むことができるように、ねじ付きエレメントにかかるねじり負荷の低減をも支援する。従って、一巻回につき適切に適応する数の阻害ウェブを設けることにより、支持部品とねじ付きエレメントとの間に阻害ウェブにおいて生じる圧縮応力によって、ねじ付きエレメントを充分且つ信頼性を以って支持部品内に確実に保持することができる。

本発明のさらに好ましい実施態様によれば、切削ウェブの半径方向範囲は、巻回の阻害ウェブの半径方向範囲よりも０．１〜０．５ｍｍ大きい。切削ウェブをこのような形状及び寸法とすることにより、充分な切削効果、よって支持部品における逆ねじの形成を確実にすることができる。さらに、切削ウェブをこのような寸法とするにより、後に続く阻害ウェブによって、支持部品とねじ付きエレメントとの間に圧入するための逆ねじを適切に準備することができる。切削ウェブの効果は、好ましくは切削ウェブの半径方向外側が鋭利な刃状、好ましくは平坦、若しくは曲率半径が無限大とされていることによって裏付けられる。別の好ましい実施態様によれば、阻害ウェブの効果は、半径方向外側が丸められていることによって裏付けられる。

本発明の別の好ましい実施態様によれば、切り屑溝が、ねじ付きエレメントのコア太さまで若しくはコア太さを越えて、外ねじの巻回を中断する。この切り屑溝の好ましい深さは、一方では、除去した材料を受け入れるための十分な空き空間を提供することを目的としている。さらに切り屑溝のこの深さによって、ねじ付きエレメントの周方向に向いている切削ウェブ及び阻害ウェブの側面領域が、支持部品の材料との係合のために充分に利用可能であることを確実にしている。そのため、切削ウェブはねじ込みの際に、好ましくは可能な限り最大限の切削、切り込み、溝付け効果を発揮することができる。同様に、支持部品とねじ付きエレメントとの接続に対する外部からの影響により、ねじ付きエレメントが緩められても、切削ウェブ及び阻害ウェブのこれらの側面端面も、ねじが緩むのを防止する。

本発明の別の好ましい実施態様によれば、切削ウェブは、ねじ込み方向に見て始点と終点のある周方向範囲を有し、切削ウェブの始点における半径方向範囲は、切削ウェブの終点における半径方向範囲よりも大きい。切削ウェブは、この特定の寸法のため、周方向に見ると傾斜している。ねじ付きエレメントを緩める方向に回転させる場合には、切削ウェブはこのように支持部品に設けた受入開口からねじ付きエレメントをねじって抜き出すことに対抗するくさび効果を発揮し、特に切削ウェブの始点と逆ねじの壁との間に阻害的な圧縮応力が生じる。切削ウェブの半径方向範囲を始点と終点とで同じくすることも好ましい。本発明の別の好ましい実施態様によれば、半径が一定若しくは異なる切削ウェブをねじ付きエレメントに配置する。また半径が一定若しくは異なる阻害ウェブをねじ付きエレメントに配置することも好ましい。

本発明はさらに、少なくとも一つのプラスチック製支持部品と、支持部品に設けた受入開口内へねじ込んだ上述のプラスチック製ねじ付きエレメントとの接続組立体を含む。

本発明はまた、少なくとも一つのプラスチック製支持部品と、プラスチック製ねじ付きエレメント、好ましくは上述の実施態様によるねじ付きエレメントとから、接続組立体を製造する方法を含み、ねじ付きエレメントは外ねじを有し、支持部品は受入開口を有する。この方法は、ねじエレメントを受け入れ開口内へ軸方向にねじ込む工程と、それにより、外ねじの複数の切削ウェブによって、受入開口の内壁に逆ねじを形成する工程と、切削ウェブよりも半径方向範囲が小さく、複数の切り屑溝を介して切削ウェブから離間して配置されている複数の阻害ウェブを係合させることにより、形成された逆ねじ内に圧入させる工程とを含む。この方法は、好ましくは逆ねじの形成時に生じる材料の切り屑を切り屑溝を介して除去することによって補完される。

本発明はさらに、プラスチック製ねじ付きエレメントの製造方法を含み、この方法は、ねじ付きエレメントに対して相補的に形成した射出成形型を準備する工程を含み、ねじ付きエレメントは、中心軸と、中心軸を中心として複数巻回分回旋する外ねじのねじ部とを有する軸方向片を備え、隣接する複数の巻回が、中心軸に平行に延在する少なくとも二つの切り屑溝によって、軸方向片の少なくとも一部の領域に亘って中断され、それにより中断された各券回が、少なくとも一つの切削ウェブと一つの阻害ウェブとを備え、切削ウェブの半径方向範囲は阻害ウェブの半径方向範囲よりも大きく、外ねじの中心軸に対して直角に計った軸方向片のコア太さは、少なくとも軸方向片の前記長手方向溝の外にある前記一部の領域において一定であり、この方法はさらに、ねじ付きエレメントを射出成形する工程と、射出成形型からねじ付きエレメントを脱型する工程とを含む。射出成形型のより詳細な形状設計については、射出成形型は好ましくは上述のねじ付きエレメントの形状的特徴と相補的に形成するので、上述のねじ付きエレメントの説明を参照する。

本発明を、詳細な図面を参照してさらに説明する。

図１Ａは、本発明のプラスチック製ねじの好ましい実施態様を示す。 図１Ｂは、貫通孔を有するねじ付きブッシングつまり袋ねじの好ましい実施態様を示す。 図２は、図１Ａのねじの側面図である。 図３は、図２の３−３線に沿った断面図である。 図４は、図２に示す本発明のねじの好ましい実施態様の４−４線に沿った軸方向断面図である。 図５は、図２の好ましいプラスチック製ねじの底面図である。 図６は、図５の６−６線に沿った軸方向断面図である。 図７は、プラスチック製ねじ切りねじ若しくはねじ切りねじ付きエレメントをねじ込む際の好ましいトルク特性のトルク図である。 図８は、本発明の接続方法の好ましい実施態様のフロー図である。 図９は、本発明のねじ付きエレメントの製造方法の好ましい実施態様のフロー図である。

プラスチック製ねじ１の形態である本発明のねじ付きエレメントの好ましい実施態様を図１Ａに示す。このねじ付きエレメントは、図１Ｂに示すように、プラスチック製のねじ付きブッシング若しくはねじ付きインサート２としても好ましく実施することができる。

プラスチック製ねじ１又はプラスチック製ブッシング２の外ねじ５は、本発明によれば、好ましくは支持部品の受入開口内へと差し込む際に、最適な態様で内壁に逆ねじを形成するように構成されている。この逆ねじは、切削工程、材料変形、若しくはこれら両工程の組み合わせによって形成することができる。

図１に例示的に示す本発明の好ましいねじ１は、中実なコアと一条ねじ部６を有する外ねじ５とを備えるねじ軸部３と、ねじ頭部７と、ねじ軸部３とねじ頭部７との間の移行領域８と、ねじ頭部７に設けたねじ込み手段と、ねじ１のコア若しくはねじ軸部のねじ頭部７とは反対側の端部にある先端とからなる。以下において、ねじ付きエレメント、例えばプラスチック製のねじ１若しくはプラスチック製のねじ付きブッシング２の外ねじ５を、ねじ１に基づいて説明する。この説明はねじ付きインサート２の外ねじにも当てはまる。

外ねじ５は、中実なねじ軸部３の軸方向片１０、若しくは中空の円筒状ねじ付きインサート２の半径方向外側面つまり軸方向片１０に形成される。軸方向片はねじ付きエレメントの中心軸Ｍに平行に延在する。ねじ部６は中心軸Ｍを中心として複数の巻回２０で延在している。一つの巻回２０とは、中心軸Ｍを中心とした３６０度の回旋を意味する。少なくとも二本の切り屑溝５０が中心軸Ｍに平行に軸方向片１０に沿って延在し、本発明の第一の好ましい実施態様によれば、軸方向片１０の断面は円形である。本発明の別の好ましい実施態様によれば、複数の切り屑溝５０、特に２本、４本、６本、若しくは８本の切り屑溝５０を設ける。

切り屑溝５０は、ねじ部６の各券回２０を通過する。好ましくは切り屑溝５０は、軸方向片１０のコア太さＤ_Ｋまで、若しくはそれ以上の半径方向深さを有する。よって、切り屑溝５０の領域では巻回２０は完全に消失する。さらに、好ましくは切り屑溝５０のねじ付きエレメントの周方向深さｂ_ＳＮは、好ましい二つ刃ねじの場合には、０．５ｍｍ≦ｂ_ＳＮ≦５ｍｍ、好ましくはｂ_ＳＮ＝１．３ｍｍ、四つ刃ねじの場合には好ましくはｂ_ＳＮ＝３ｍｍである。これにより、切削ウェブ３０及び／又は阻害ウェブ４０（下記参照）によって削られた材料を受け入れるのに充分な空間を確保することができる。

コア太さＤ_Ｋは、ねじ軸部若しくはねじ付きインサート２のねじの谷底における太さを表す。これは、上記の第一の好ましい実施態様に従って断面円形の軸部３若しくはねじ付きインサート２に設けられている場合には、通常、外ねじ５のコア直径と呼ばれる。本発明では、ねじ１の軸部若しくはねじ付きインサート２の外面を、断面において凸状側面領域を有し、ルーロー（Reuleaux）の多角形と定義される定幅曲線（orbiform curve）として形成することも好ましい。以下により詳細に説明する切削ウェブ３０及び阻害ウェブ４０の形状は、断面が同じ太さであるこの基本的構造に基づいて、断面円形の軸方向片１０における場合と同様に実現することができる。

切り屑溝５０は、軸方向片１０の複数の巻回２０を、軸方向に離間し、周方向に配置された、軸方向に連続する、セクション毎の複数の切削ウェブ３０と、軸方向に離間し、軸方向に連続する複数の阻害ウェブ４０とにさらに分割する（図２参照）。図２〜図４に示す好ましい実施態様では４本の切り屑溝５０が設けられているので、外ねじ５は、好ましくは二倍の数の、対になって対向する複数の切削ウェブ３０及び阻害ウェブ４０を有する。さらに、切削ウェブ３０及び阻害ウェブ４０の配置が対称的とはならないように、切り屑溝５０を周方向にどのように割り振ってもよい。

図３の半径方向断面図から見て取れるように、切削ウェブ３０の半径方向範囲は、同じ巻回２０の阻害ウェブ４０の半径方向範囲よりも大きい。好ましくは、切削ウェブ３０は、阻害ウェブ４０の半径方向範囲よりも０．１〜１．０ｍｍの範囲の長さだけ長く半径方向に広がっている。本発明の好ましい実施態様によれば、切削ウェブは、片側において阻害ウェブよりも半径方向に０．３５ｍｍ突出している。好ましくは、切削ウェブの突出長さは、ねじ付きエレメントの直径が増すにつれて長くなる。

本発明のさらに好ましい実施態様によれば、切削ウェブ３０には、ねじ込み方向Ｒ_Ｅに見て始点３２と終点３４とがある（図５参照）。ねじ付きエレメントのねじ込み時の切削ウェブ３０による切削効果及びねじを緩める際の阻害を増強させるために、切削ウェブ３０の半径方向範囲は、終点３４よりも始点３２の方が大きい。このような形状は、阻害ウェブ４０にも好ましく用いることができる。

図４及び図６の軸方向断面図に示す切削ウェブ３０の端面３２、及び図６の軸方向断面図に示す阻害ウェブ４０の端面４２について、本発明の好ましい実施態様として、切削ウェブ３０の半径方向外側は鋭利な刃となっていることがわかる。そのため、切削ウェブ３０は外側が先端に向かって半径方向にテーパーしている（図示せず）。別の実施態様によれば、図４及び図６に示すように、切削ウェブ３０は半径方向外側が平坦になっている。切削ウェブ３０の半径方向外側がこのように鋭利な刃状となっていることが、逆ねじを形成する際の、支持部品のプラスチックにおける切削ウェブ３０の切削効果を支えている。さらに、切削ウェブ３０並びに阻害ウェブ４０を、軸方向断面で見て半径方向外側を丸めて形成することも好ましい。好ましくは、阻害ウェブ４０は半径Ｒ_４０＝０．２５ｍｍで丸める。この半径は、好ましくは０．０５ｍｍ≦Ｒ４０≦０．４ｍｍの範囲である。切削ウェブ３０は好ましくは、同じ半径を用いる、若しくは中心軸Ｍに平行に延在する平坦状とする、若しくは無限大の半径とする。

軸方向断面において、切削ウェブ３０のフランク及び阻害ウェブ４０のフランクは、３０°≦α≦４０°の範囲、好ましくはα＝３５°の角度を成すことが好ましい（図６参照）。切削ウェブ３０のフランク角度αを阻害ウェブよりも大きくすることも好ましい。これにより、ねじ付きエレメントの回転を阻害する作用が増強するように、形成された逆ねじと阻害ウェブ４０のフランクとの間の機械的応力を支援し、増強する。

切削ウェブ３０及び阻害ウェブ４０の上述の形状に基づいて、切削ウェブ３０が、支持部品のプラスチックにおいてねじ込み方向Ｒ_Ｅに切れ刃として作用することは明らかである。ねじ付きエレメントを、ねじを緩める方向Ｒ_Ａに回転させると、切削ウェブ３０は、その半径方向の広がり及び好ましい鋭利な刃状の形状により、回転運動に対して阻害効果を有する。圧縮ウェブ４０は、支持部品の逆ねじの予め溝を付けられた螺旋内において、好ましくは弾性的に押圧する効果を有する。このようにこれらは、ねじ込み方向Ｒ_Ｅ及びねじを緩める方向Ｒ_Ａの両方において、ねじ付きエレメントの回転に対して阻害する効果を発揮する。

外ねじ５の全長若しくは長さの一部に亘って軸方向片１０をこのようなウェブ３０、４０にさらに分割することには、多くの理由がある。外ねじ５の発明的に好ましい構成により、切削ウェブ３０は阻害する阻害ウェブ４０に、さらに切削ウェブ３０等に、常に追従される。このように交互になっていることにより、外ねじ５が支持部品中に圧入によって高い信頼性で支承されるのと同様に、逆ねじの形成が好ましく支援される。切削ウェブ３０及び阻害ウェブ４０の数や位置を選択的に配置可能とすることにより、ねじ付きエレメントを支持部品に対してねじ込み若しくは緩める際に外ねじ５に力が加わる点を選択的に分散させる。このような力が加わる点は、寸法及び軸方向の分布に関して、ねじ付きエレメントに作用するねじりモーメントを決定するので、切削ウェブ３０及び阻害ウェブ４０の配置によって、ねじ付きエレメントの機械的負荷を具体的に調節することができる。さらに軸方向片１０を、切削ウェブ３０及び阻害ウェブ４０によって長さ方向に変化させて様々な長さ部分に分割する、及び／又は外ねじ５の長さに対して一つ以上の軸方向片１０のみを様々な軸方向位置に配置することが好ましい。このようにして、ねじ付きエレメントを、支持部品のプラスチック及びその材質に適応させ、及び／又は支持部品内に設けたねじ付きエレメント用の受入開口の形状に適応させ、及び／又は一つのねじ付きエレメントのみで接続する複数の支持部品に適応させることができる。

ねじ付きエレメントは、好ましい高温耐性、高剛性、及び高強度を有し吸水性が低い高性能プラスチックで作成する。これらの特性の範囲については、ねじの輪郭における望ましい形状安定性、及び支持部品に逆ねじを形成するための切削性や成形性のための切削形状における望ましい形状安定性を達成するためには、支持部品のプラスチックの特性とは可能な限り最大の隔たりがなければならない。ねじ付きエレメントのための好ましい高性能プラスチックとしては、ポリフタルアミドＧＦ（PPA GF）、ポリフタルアミドＧＦのコポリアミド、ポリエーテルイミドＧＦ（PEI GF）、ポリエーテルエーテルケトンＧＦ（PEEK GF）、及びポリフェニレンサルファイド（PPS）が挙げられる。また以下の材料も考えられる：ガラス高充填ポリアミド、炭素繊維強化ポリフタルアミド、炭素繊維強化ガラス繊維強化ポリフタルアミド、炭素繊維強化ポリフタルアミドのコポリアミド、炭素繊維強化ガラス繊維強化ポリフタルアミドのコポリアミド、熱硬化性プラスチック。これらはねじ付きエレメントの材料の好ましい例示に過ぎず、他の熱的に高性能なプラスチックも使用できることがわかる。

プラスチック製の少なくとも一つの支持部品と上述のプラスチック製ねじ付きエレメントとの接続組立体を作成するためには、以下の工程が必要である：工程Ｓ１において、ねじ付きエレメントを受入開口内へ軸方向にねじ込み、それにより、工程Ｓ２において、外ねじの複数の切削ウェブ３０によって受入開口の内壁に逆ねじを形成し、工程Ｓ３において、ねじ形成中に生じる材料の切り屑を、切り屑溝を介して除去し、工程Ｓ４において、切削ウェブよりも半径方向範囲が小さく、複数の切り屑溝を介して切削ウェブから離間して配置されている複数の阻害ウェブを係合させることにより、形成した逆ねじに圧入させる。

図７には、ねじ付きエレメント、この実施例ではねじの、支持部品へのねじ込みを特徴付けるトルク曲線Ｋ_１〜Ｋ_３を示す。曲線Ｋ_１は、金属−金属接続において、メートルねじを設けたねじ付きエレメントの回転角度の関数としてのトルクを示す。ねじ込み工程中は摩擦が低いので、曲線は比較的平坦になっている。曲線Ｋ_１が急上昇する領域では、ねじ付きエレメントの頭部が支持部品に当接している（頭部当接）。曲線Ｋ_１の最大値における頭部当接とねじ付きエレメントの破断トルクとの間の領域は、金属の安定性により、比較的大きい。曲線Ｋ_２は、DE 10 2004 021 484 A1に開示されているねじ立てねじを有するプラスチック製ねじ付きエレメントのねじ込みを表す。曲線Ｋ_１の金属−金属接続のメートルねじと比較して、頭部当接の領域においてトルクが高く及び破断トルクが低いため、従来のねじ立てねじは実用性に限りがあることがわかる。ねじ立てねじの形状により、頭部当接までトルクが低下している。同時に、ねじのねじ締めトルクの範囲、つまり頭部当接と破断トルクとの間の範囲が増加している。そのため、ねじ付きエレメントは、従来技術よりも低い破損可能性を以って締めることができる。

ねじ付きエレメントを射出成形によって製造することが発明的に好ましい。このために以下の工程を行う：第一の工程（Ｈ１）において、ねじ付きエレメントに対して相補的に形成した射出成形型を準備する。ねじ付きエレメントは、上述の好ましい実施態様のうちの一つの形状であり、これによって対応する射出成形型のデザインが決まる。次の工程において、ねじ付きエレメントを射出成形し（工程Ｈ２）、次いで射出成形型から脱型する（工程Ｈ３）。

１ ねじ
１’ ねじ付きブッシング又は袋ねじ
２ 貫通孔
５ 外ねじ
６ ねじ部
７ 頭部
８ 移行領域
９ 先端
１０ 軸方向片
２０ 巻回
３０ 切削ウェブ
４０ 阻害ウェブ
５０ 切り屑溝
Ｄ_Ｋ コア太さ
Ｒ_Ｅ ねじ込み方向
ＲＡ ねじ緩め方向
Ｍ 中心軸
α フランク角

Claims (14)

1. プラスチック製ねじ付きエレメントであって、中心軸と、該中心軸を中心として複数回巻分回旋する外ねじのねじ部とを有する軸方向片を備え、前記外ねじは、プラスチック製支持部品に設けた受入開口内へねじ込むと逆ねじを形成するように構成されており、隣接する複数の巻回が、前記中心軸に平行に延在する少なくとも二つの切り屑溝によって、前記軸方向片の少なくとも一部の領域に亘って中断され、その結果、中断された各券回が、少なくとも一つの切削ウェブと一つの阻害ウェブとを備え、該切削ウェブの半径方向範囲は該阻害ウェブの半径方向範囲よりも大きく、外ねじの中心軸に対して直角に計った軸方向片のコア太さは、少なくとも軸方向片の前記長手方向溝の外にある前記一部の領域において一定である、ねじ付きエレメント。
2. 偶数本、好ましくは２本、４本、６本、若しくは８本の切り屑溝を備える、請求項１に記載のねじ付きエレメント。
3. 一巻回につき一つ、二つ、若しくは四つの切削ウェブを備え、切削ウェブが一つよりも多い場合には、対向する対として配置される、請求項１又は２に記載のねじ付きエレメント。
4. 前記切削ウェブの半径方向範囲が、巻回の阻害ウェブの半径方向範囲よりも０．１〜０．５ｍｍ大きい、先行する請求項のいずれか１項に記載のねじ付きエレメント。
5. 前記切削ウェブが、半径方向外側において鋭利な刃状であり、好ましくは平坦であり、若しくは曲率半径が無限大である、先行する請求項のいずれか１項に記載のねじ付きエレメント。
6. 前記阻害ウェブの半径方向外側が丸められている、先行する請求項のいずれか１項に記載のねじ付きエレメント。
7. 前記切り屑溝が、コア太さまで、若しくはコア太さを越えて、外ねじの巻回を中断している、先行する請求項のいずれか１項に記載のねじ付きエレメント。
8. 前記切削ウェブが、差し込み方向に見て始点と終点のある周方向範囲を有し、始点及び終点における半径方向範囲が等しいか、或いは始点における半径方向範囲が終点における半径方向範囲よりも大きい、先行する請求項のいずれか１項に記載のねじ付きエレメント。
9. ねじ頭部とねじ先端とを有するプラスチック製ねじとして形成される、先行する請求項のいずれか１項に記載のねじ付きエレメント。
10. 内ねじ若しくは貫通孔を有するねじ付きブッシングとして形成される、先行する請求項のいずれか１項に記載のねじ付きエレメント。
11. 少なくとも一つのプラスチック製支持部品と、該支持部品に設けた受入開口内へねじ込まれた先行する請求項のいずれか１項に記載のねじ付きエレメントとを備える、接続組立体。
12. 少なくとも一つのプラスチック製支持部品と、該支持部品に設けた受入開口内へねじ込まれたプラスチック製ねじ付きエレメント、好ましくは請求項１〜１０のいずれか１項に記載のねじ付きエレメントとを備える接続組立体の製造方法であって、前記ねじ付きエレメントは外ねじを有し、前記支持部品は受入開口を有し、前記方法は、
    ａ．ねじエレメントを前記受入開口内へ軸方向にねじ込む工程と、
    ｂ．それにより、外ねじの複数の切削ウェブによって、受入開口の内壁に逆ねじを形成する工程と、
    ｃ．切削ウェブよりも半径方向範囲が小さく、複数の切り屑溝を介して切削ウェブから離間して配置されている複数の阻害ウェブを係合させることにより、形成された逆ねじ内に圧入させる工程と
    を含む、接続組立体の製造方法。
13. ねじ形成中に生じる材料の切り屑を、切り屑身を介して除去する工程をさらに含む、請求項１２に記載の製造方法。
14. プラスチック製ねじ付きエレメントの製造方法であって、
    ａ．ねじ付きエレメントに対して相補的に形成した射出成形型を準備する工程であって、前記ねじ付きエレメントは、中心軸と、該中心軸を中心として複数巻回分回旋する外ねじのねじ部とを有する軸方向片を備え、隣接する複数の巻回が、前記中心軸に平行に延在する少なくとも二つの切り屑溝によって、前記軸方向片の少なくとも一部の領域に亘って中断され、それにより中断された各券回が、少なくとも一つの切削ウェブと一つの阻害ウェブとを備え、該切削ウェブの半径方向範囲は該阻害ウェブの半径方向範囲よりも大きく、外ねじの中心軸に対して直角に計った軸方向片のコア太さは、少なくとも軸方向片の前記長手方向溝の外にある前記一部の領域において一定であり、
    ｂ．ねじ付きエレメントを射出成形する工程と、
    ｃ．射出成形型からねじ付きエレメントを脱型する工程と
    を含む、プラスチック製ねじ付きエレメントの製造方法。

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