JPH06237808A - ファスナーシーリングシステム - Google Patents

ファスナーシーリングシステム

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JPH06237808A
JPH06237808A JP33652292A JP33652292A JPH06237808A JP H06237808 A JPH06237808 A JP H06237808A JP 33652292 A JP33652292 A JP 33652292A JP 33652292 A JP33652292 A JP 33652292A JP H06237808 A JPH06237808 A JP H06237808A
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JP
Japan
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insert
ring
plastic
hole
groove
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JP33652292A
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English (en)
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Paul A Martin
アルフレツド マーテイン ポール
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Original Assignee
PSM International PLC
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】スクリューねじをその中に与えるようにプラス
チック本体の中にインサートを設置する方法を与える。 【構成】インサートは金属で作られスクリューねじ付で
形成され、これによりインサートを受け入れるプラスチ
ックの中の穴が、外周の溝の中に位置しそこから突き出
ているＯ−リング２２をもつインサートによりシールさ
れ、インサートと孔の寸法と形は、次の関係がある。即
ちフアスナーが挿入されるときフアスナーを経由してプ
ラスチックに加えられる振動によって又はフアスナーが
予熱されることによるプラスチックの軟化に伴って、予
め形成された孔の中へインサートを軸方向に変位させる
ときに、Ｏ−リング２２がはじめて軟化されないプラス
チックと接触し且つ軸方向の設置の運動の終りの時には
じめてプラスチックと接触するようになっている。この
ことによりＯ−リングとプラスチックの間のシールが確
実となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】本発明はファスナーのシーリングシステム
に関するものである。
【０００２】ＧＢ１０３１５８３から、エラストマーの
Ｏ−リングをそこに組込まれ、スクリューヘッドの下の
スクリューのシャンクのまわりに伸びる凹み又は溝の中
に位置するエラストマーのＯ−リングをもつスクリュー
を与えることは公知である。この特許においてこのスク
リューはキャビネットの内側の要素の中で補足的なスク
リューのねじと係合するためシートメタルキャビネット
の中の隙間穴を通る。軸方向の変位をコントロールする
ことによるＯ−リングの変形はスクリューを選択的に締
めるが、これによりリングの材料を隙間の中へ流し込み
且つリングは又キャビネットとヘッドの間で圧縮され
る。このことによりシールされ且つＯ−リングの摩擦に
よるグリップのために多分安全性を助ける。
【０００３】適合する要素の内部の肩に対してシールす
るようにそこにある周囲の溝の中に位置するＯ−リング
をもつ色々な機械又は類似の要素を与えることは公知で
ある。ＧＢ２０７０７１２は流体のバルブのプラグ上の
１つの例である。
【０００４】Ｏ−リングに関する多くの公知の技術にお
いて、Ｏ−リングの変形を希望される程度迄起させるよ
う選択的にコントロールできるよう締めることができる
スクリューがあります。公知の技術の他の実例は凡て、
申請者に知られている限りでは、Ｏ−リングは所謂ピス
トンフイットとして予め形成された穴の中に伸びてシャ
フトのようなものに適合され、これら凡ての部品の寸法
は凡て知られているので、Ｏ−リングの圧縮とこれによ
るシーリングは予想され計算されることができる。
【０００５】熱可塑性プラスチックの成型要素の製造に
おいては固定スクリューを受け入れるためのスクリュー
のねじを設けることがしばしば要求される。プラスチッ
ク材料は適当な機械的強度がないためねじ山を支えるこ
とができないことがしばしばある。且つ通常の解決方法
は穴の中にねじ山が設けられた金属インサートを設ける
ことで、このインサートを色々な方法によってプラスチ
ックの中に予め形成された穴の中に設けることである。
このインサートはインサートを要素の中に固定するよう
にプラスチックと調和しプラスチックで埋められる隙間
を設けるためその外部にフイン、リブ、歯のようなもの
を持っている。通常予めプラスチックの中に形成された
穴は行き止りであってシーリングの問題は存在しない。
【０００６】しかし乍ら最新のプラスチック技術はプラ
スチックの使用をますます要素の広い範囲に伸ばし、今
やプラスチックの比較的薄い部分にスクリューのねじを
要求している。通常のＯ−リングスクリューは若しもそ
のような要素の中に用いられたときはスクリューとイン
サートの間にシールを与えることができたが、インサー
トは選択的に軸方向に変位されず、例えばインサートが
穴の中で底に達する迄又はインサートの先端が穴のまわ
りの要素と同一平面になる迄通常一定の変位で実際には
挿入されるので、インサートとプラスチックの間にはシ
ールは与えられない。スクリューの上と似た場所のイン
サートの外側にＯ−リングを設ける企だては、選択的な
軸方向の動きが欠除していると云うこの第１の理由で、
且つ第２にはインサート設置の技術がＯ−リングを剪断
するかも知れない冷間圧入か、又は例えば加熱挿入によ
るプラスチックの軟化、又はＯ−リングを変形もせずシ
ールもしない状態に残してプラスチックをＯ−リングか
ら離れて変位させる高周波数振動の使用を含むので、失
敗を運命づけられているように見える。
【０００７】Ｏ−リングを含むこのプラスチック成型品
に対する公知の解決方法は単に穴の底における小さい直
径の部分である肩をもつ貫通穴を設け、Ｏ−リングを穴
の中に置いて肩の上にのせ、その後にインサートを通常
の技術によって設置することである。インサートの要素
の中への軸方向の変位によって、インサートと肩の間の
Ｏ−リングをシールを与えるため知られた程度迄圧縮す
る。しかしこの技術は不満足なものと考えられている。
多くのインサートは直径が単に数ミリメーターであり従
って比較的微少なＯ−リングが要素の中に置かれなけれ
ばならず、見落したり除外され易くまたは誤って置かれ
易いので、Ｏ−リングは決して正しいシーリング位置の
中に入らない。更に若しこの要素が７ミリとか１０ミリ
程度の厚さであり肩のついた穴が設けられるとすると、
減少された径の部分は非常に小さい軸方向の厚さをもつ
ものとなることは避けられない―左もなければインサー
トを固定するために用いられる穴が不十分である。従っ
て肩によって残された薄いフランジは容易に変形し、そ
の結果Ｏ−リングは設計された圧縮負荷の下には置かれ
ず再びシールする状態にはないことになる。
【０００８】その結果そのような状況の中でシールする
ための代りの手段が、インサートの端と要素の上に横た
わるように要素とスクリューの間にガスケットを設ける
こと又はシーリング用合成物を加えて使用することを含
めてしばしば用いられている。これらの解決方法も又欠
点があり、本願発明の目的はこの問題を解決し新しく改
良された解決方法を与えることである。
【０００９】本願発明によれば熱可塑性プラスチック要
素の中にスクリューのねじを設ける方法は、要素の中に
穴を設けること、スクリューのねじをもった金属インサ
ートを与え、インサートが設置前に穴に関して位置され
たとき、インサートのパイロット部分が当該穴の中に受
け入れられパイロットに隣接するインサートの部分はパ
イロットを受け入れる部分の端において穴のリムに接触
し、其の後局部的にプラスチックを金属インサートから
伝導された熱によって又は金属インサートを経由して加
えられた超音波振動によって軟化し、一方インサートを
当該穴の中に軸方向に変位させるように、インサートに
関する穴の寸法を選ぶことを含み、且つ第１に金属イン
サートは外周の溝を含みこの中にエラストマーのＯ−リ
ングが位置され且つここから当該リングは突出し第２に
当該選ばれた寸法により軸方向変位の最後の部分迄Ｏ−
リングがプラスチックと接触しないことを確かにするこ
とを特徴とする。
【００１０】本願発明の１つの見方によればインサート
はパイロットから遠く離れてヘッドをもち、Ｏ−リング
は当該ヘッドに直接隣接して位置し、穴は設置するとき
パイロットによって最初に遭遇される端に拡大された部
分又は端ぐりをもち、当該リムは端ぐりと主たる穴の間
にある。
【００１１】この配設の結果はプラスチックの軟化は主
として穴の主な（小さい）部分に沿ってこのまわりに起
り、これはＯ−リングの前にありこのＯ−リングが実際
上要素の中へのフアスナーの変位に最後の部分において
プラスチックと接触し、この後軟化によって大きくは影
響されなかった領域に接触する。
【００１２】本願発明のもう１つの見方によれば、Ｏ−
リングが圧入される第２の部分に、傾斜部分によって接
続された当該穴の第１の部分にすき間ばめされているパ
イロット部分上にＯ−リングが設けられている。
【００１３】この第２の配設の結果、Ｏ−リングは軟化
した領域の前の要素を通って動き、これが軟化によって
大きく影響されないプラスチックに遭遇するとき動きの
最後の部分迄プラスチックから間隔をおいている。
【００１４】本願発明は更に本発明の方法を実施するの
に使用するために適合されたフアスナーにあります。
【００１５】この故に本発明は、Ｏ−リングが大きくは
軟化されていないプラスチックと接触することによって
圧縮されシールする状態に持込まれることを確かにする
手段を提供することに広く基いている。これは、超音波
の挿入法又は予熱の挿入法による軟化の効果が極めて局
部的に限られているので薄いプラスチックの部分であっ
ても、単に数ミリの長さにすぎない穴の長さに沿ってす
ら、軟化されないプラスチックの領域があることを発見
し実現したことに基いている。この故に注意深いフアス
ナーの設計と穴の設計によってＯ−リングが凡ての時に
軟化したプラスチックとの接触を避けることを可能とす
る。
【００１６】しかし乍らある程度迄は、Ｏ−リングは軟
化したプラスチックによってすらシールするため適当な
圧縮に持ち込まれ得るので、Ｏ−リングが要素の中に十
分に押込まれるときインサートに途をあけるため軟化し
たプラスチックをカットしたり変位させたりするインサ
ートの外部にあるリブ、歯、フイン若しくは同等品と同
様の作用をするＯ−リングの代りに、軟化したプラスチ
ックによってすら変位されるときＯ−リングは変形又は
そらされ、プラスチックがリセットするときＯ−リング
は必要なシールを与えると信じられている。にも拘らず
好ましいインサートと穴の設計及び好ましい設置方法
は、最大の効率のために軟化したプラスチックとの接触
を避けるか又は最小とするようになっている。
【００１７】図１から図３において、プラスチック要素
１０は、０．５度の程度の非常に小さい傾斜が用いられ
ているが端１２においてより大きく端１４においてより
小さくなるように長さに沿って傾斜している主体部分１
０を構成する貫通孔を有する。
【００１８】孔の入口端には拡大部分１６がある。
【００１９】インサートは本質的には意図された設置方
法によって例えばシリコンラバー又はニトリルラバーの
ような適当なゴムから作られたエラストマーの“Ｏ”リ
ング２２を受け入れ、配置する溝２０をもち、適当な構
造のリブ、歯、又はフインをその外面にもつ金属のブッ
シュ１８を含む。インサートは又円筒形のヘッド２４を
含む。
【００２０】使用する場合インサートは工具の上に支持
され且つ主体の孔の端１２に位置される。インサートは
端の近くに円錐台部分３３を有し、且つ部分３３から端
に伸びるパイロット部分３１をもつ。パイロット部分は
主体の孔の中に受け入れられるよう寸法をもち、円錐台
部分はその孔の端にあるリムの上に戴る。
【００２１】インサートの基本的な外部の本体の直径で
ある直径上反対のリブ、歯等の間で計測された付け根の
直径ＲＤは１２における孔の直径よりも小さく、しかし
頂点の上の直径ＣＤは１２における孔よりも大きい。従
ってインサートは、プラスチックが軟化したために変位
されるか又はプラスチックが加えられた圧力によってカ
ットされる迄は孔の中に動くことは出来ない。実際の設
置はこれら２つの作業の組合わせである。
【００２２】軟化はフアスナーを供給する工具に超音波
振動を加えることによって達成される。代案として、イ
ンサートが予熱されプラスチックは熱で軟化される。熱
又は振動はプラスチックにインサートとプラスチックの
間の接触点即ち歯の頂点においてのみ伝達される。同時
にフアスナーは矢印Ａの方向に押され、歯はプラスチッ
クの中に補足的な穴をカットし始め且つカットされたプ
ラスチックを歯の間のスペース又は溝（隙間）の中に移
す。
【００２３】超音波の設置技術と熱の技術はよく知られ
て居りこの技術における標準の手方である。
【００２４】しかし乍らＯ−リングでシールするための
決定的なプラスチックの表面は第１に主として拡大され
た部分の円筒状表面３０であり第２には特に面３０に近
い平面３２の領域であることが特に認められる。主とし
て主体の孔３４に沿ってプラスチックに加えられた振動
又は同じ場所に加えられた熱は、その場所に軟化を与え
るが具体的な程度迄乱されたり軟化されたりしない重要
なシーリング面には軟化を与えない。
【００２５】Ｏ−リングの圧縮は予め成型し、インサー
トの端の面３８が要素の端面と同一平面のとき完全であ
る挿入の段階を設けることによってコントロールされ得
る。
【００２６】ヘッド２４そのものは孔の拡大部分１６の
中にすき間ばめであることは本願発明の１つの重要な観
点である。シーリングはこの点においてかたくはめるこ
とによって与えられるよう企画されて居らずＯ−リング
の圧縮によって企画されている。ヘッドとプラスチック
の間の間隙は、ヘッドからプラスチックへ僅かな熱の流
れしかなく、その故に、用いられた設置方法に従って超
音波振動がヘッドから表面３０に伝達されるのを間隙が
妨げると同様に重要な表面３０の軟化を避けることを確
実にする。
【００２７】例示の目的で選ばれたインサートは市場で
良く知られたもので歯を設けるために反対方向にらせん
形にギザをつけられたバンドから成り且つこれはどちら
かの方向に加えられたトルクの負荷に対し並びに引出し
及びねじり出しに対してインサートを特に効果的に固定
させるのを助ける。
【００２８】図４から図６に示された配列においては、
ヘッドの使用は避けられている。Ｏ−リング４０は本質
的に周囲のリブ４２、４４の間の先導端即ち、設置中に
孔の中に入れられた第１の端に規定された溝の中に位置
される。例示されたインサートは中央の溝４８によって
分離された２つのギザを作られたバンド４４、４６を含
む。この場合にギザは２つのバンドの上に揃った真直な
歯又はリブを作り出す。バンド４６はバンド４４よりも
より大きな直径をもつ。より小さなバンドは溝５２の中
に伸びる円錐台の端面５０を持つ。
【００２９】この場合に要素６０は主な平行な孔６２よ
り短いより小さい平行な孔６４及びこの２つを接続する
傾斜部分６６を持っている。これらは一緒に要素を通っ
て伸びる貫通孔を形成する。
【００３０】孔６４は部品４２、４４の直径よりも少し
大きいように選ばれた直径をもつ；例えば部品４２、４
４の最大の直径が２１．５０ｍｍであるならば、孔６４
の最小の直径は２２ｍｍである。変形しない状態におい
て部品４２、４４から十分に離れて突き出るＯ−リング
は従って孔部分６４の中に適宜に位置された時溝を満し
よいシールを与えるように圧縮される。
【００３１】孔６２の軸方向の長さは略部品４４、４
６、４８の合計の軸方向の長さに等しく、部品４２、５
２及び５０を含むＯ−リング部分の軸方向の長さよりも
大きい。フアスナーの実際の長さは完全な孔の長さ６
２、６６、６４に等しい。
【００３２】孔部分６２の直径は小さい方のギザギザを
つけられたバンド４４の付け根の直径と頂点の直径の間
の中程であり、溝４８の直径よりも大きい。
【００３３】インサートが設置のために準備のできた位
置に置かれると、円錐台の肩５０は穴のリム７０の上に
戴る。Ｏ−リングは凡ての点においてプラスチックから
間隔をおいている。インサートは、プラスチックの熱又
は振動による軟化と歯又はリブによるカットに伴はれて
Ａの方向に変位され、プラスチックを変位させるので、
プラスチックは歯の間の溝の中へこれに沿って流れ溝４
８及び溝５２を満す。
【００３４】２つのバンド上の歯の配列は大きい方のバ
ンド４６の上の歯はバンド４４の上の歯に従うことを意
味するが、しかし直径が大きいので同じようにしてもよ
り多くのプラスチックを変位させる。
【００３５】Ｏ−リングが傾斜部分６６に入ると、これ
は放射状方向内側に圧縮される。これがＯ−リングのプ
ラスチックとの最初の接触で、これは熱せられた又は振
動するインサートの間の接触によって軟化された領域の
前にプラスチックの影響されない領域で起ることは特に
注目されなければならない。傾斜の角度は出来るだけゆ
るやかであるべきである。大きな角度はリングに剪断の
損傷を与える結果となるが、小さな角度は穴の利用でき
る長さのために設計上問題を生ずる。インサートの軸に
対して２０度の角度が適当であり許容されることが発見
された。
【００３６】図４から図６に例示されたインサートは、
注目されるように、真直な歯をもち、これは実際上最良
の角度の又はトルクの抵抗把握力を与えるが引抜きに対
する抵抗は貧弱である。周囲全体にリブ、歯又はフイン
を用いたインサートの設計は最良の引抜き抵抗を与える
がトルク特性は貧弱であることが知られている。
【００３７】図１のインサートは勿論両方の方向におけ
るトルク抵抗を与え並びに引抜き抵抗とねじ出し抵抗を
与えるために色々な点における妥協の産物である―とは
云ってもトルク抵抗が他の方向では高くとも１つの方向
では低いが、インサートの設計の選択は色々な要素に対
する要求に依存する。
【図面の簡単な説明】
【図１〜３】第１の設計のインサートをその孔に設置す
る３つの連続する段階を示す。
【図４〜６】第２の設計に対して同様の段階を示す。
【符号の説明】
１０ プラスチック要素／主体部分 １２ 端 １４ 端 １６ 拡大部分 １８ 金属ブッシュ ２０ 溝 ２２ Ｏ−リング ２４ ヘッド ３０ 円筒状表面 ３１ パイロット部分 ３２ 平らな面 ３３ 円錐台部分 ３４ 主体の孔 ３８ 端面 ４０ Ｏ−リング ４２ 周辺のリブ ４４ 周辺のリブ／ギザギザのついたバンド ４６ ギザギザのついたバンド ４８ 中間の溝 ５０ 端面 ５２ 溝 ６０ プラスチック要素 ６２ 平行な孔 ６４ 平行な孔 ６６ 傾斜部分

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 熱可塑性プラスチックの中にスクリュー
    ねじを設置する方法であって、要素の中に孔を設けてス
    クリューねじをもつ金属インサートを与え、インサート
    が設置される以前に孔に関して位置されたとき、インサ
    ートのパイロット部分が当該孔の中に受け入れられ、パ
    イロットに隣接するインサートの部分はパイロット受け
    入れ部分の端において孔のリムに接触し、其の後金属イ
    ンサートを経由して加えられた超音波振動又は金属イン
    サートから伝導された熱によって局部的にプラスチック
    を軟化させ、一方インサートを当該孔の中へ軸方向に変
    位させるように、インサートに関して孔の寸法を選択す
    ることを含む方法において、（第一に）金属インサート
    はその中にエラストマーのＯ−リングが位置され、そこ
    から当該リングが突き出る外周の溝を含み、第２に、当
    該選ばれた寸法はＯ−リングが軸方向の変位の最後の部
    分迄プラスチックと接触しないことを確実にすることを
    特徴とする方法。
  2. 【請求項２】 請求項１に於て請求された方法におい
    て、インサートはパイロットから離れてヘッドを有し、
    Ｏ−リングは当該ヘッドに直ちに隣接して位置し、孔は
    設置のときに最初にパイロットによって遭遇される端に
    拡大された部分又は端ぐりを持ち、当該リムは端ぐりと
    主体の孔の間にあることを特徴とする方法。
  3. 【請求項３】 請求項１に於て請求された方法におい
    て、Ｏ−リングは当該孔の第１の部分の中にすきまばめ
    であるパイロット部分の上に設けられ、Ｏ−リングが圧
    入ばめとなる第２の部分に傾斜部分を経由して接続され
    ていることを特徴とする方法。
  4. 【請求項４】 請求項１の方法を実施するために用いら
    れるのに適したファスナーにおいて、スクリューねじを
    もつ金属インサートは外部の周囲に溝をもち、この金属
    インサートと、当該溝の中に位置し、ここから突き出し
    ているエラストマーのＯ−リングとを含むことを特徴と
    するファスナー。
  5. 【請求項５】 請求項４において請求されたファスナー
    において、当該インサートは１端にヘッドを含み且つ当
    該溝は当該ヘッドに隣接することを特徴とするファスナ
    ー。
  6. 【請求項６】 請求項４において請求されたファスナー
    は１端にパイロット部分を持ち、当該パイロット部分に
    外周の溝をもち且つ当該溝の中に位置しそこから突き出
    しているエラストマーのＯ−リングをもつことを特徴と
    するファスナー。
JP33652292A 1992-01-15 1992-11-05 ファスナーシーリングシステム Pending JPH06237808A (ja)

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