JPH06511300A - 自己密封ネジ部品及びその製作方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 Ｍ庄 本発明はネジ部品そして、より詳細には、相補的栓受と協同して封入する自己密 閉ネジ部品に関する。

螺旋条ネジ部品は、ある種のガスケット又はシールが部品のネジ部と栓受又は部 品の間に供給され、ネジの谷底と頂部によって作られる谷部をシールしなければ 、相補的表面又は合わせ部品との水密係合を形成しないことは良く知られている 。かかるガスケットは、１９Ｅｔ７年１月１日にＷ、（：、　Ｆｅｒｇｕｓｏｎ に発行された米国特許第２．７７５１．９１７号に示されており、そこには薄板 ネジによって作られた谷部に流入しそれを埋める一体のガスケットを有する薄板 ナツトが記載されている。

又、自己ロックネジ部品を提供することも知られている。その性質上。

かかるネジ部品は自己密閉型ではない、自己ロック型ネジ部品の一例は、１９７ ３年７月１７日にＤｅｃｋｃｒｔに発行された米国特許第３．７４６．０６８号 に示されており、そこにはネジ部品のネジに直接加えられた封入接着剤が示され 、ここで該接着剤は、ネジ部品を栓受に永続的に結合するため、ネジ部品が栓受 に同人されていくに従い、圧動される。自己ロック型ネジ部品を提供するため１ 例えば、１９６２年ｌθ月３０日に＾ｎｔｈｏｎｙに発行された米国特許第３． ０６１．４Ｓ５号及び１９６２年２月２０日にＪｅｄｌｉｃｋａに発行された米 国特許第３．０２２．９１７に示されているように、多くの類似形式の装置が知 ら゛れている。

自蔵ガスケットを有する自己封入機械的ネジ部品は、１３６９年１８月１４日に ＰｅａｒｃｅＬ：発行された米国特許第３．４７２．３０１号に示されている。

そこに示されているように、流動性密封が、ネジのねじ付きシャンクの中心に設 けられた空洞に導入される。複数の毛細管又は溝が、密封剤空洞をシャンクの周 端ネジ領域に連絡する。ネジは通常の通り用いられ、適切な栓受に固定された後 、ドエルが密封剤充填空洞に置かれ、流動性密封材を細管を通してネジ結合の谷 底と頂部間の谷部に圧出してシールを提供する。

公知技術のネジ部品に用いられるシール機構は、ネジ部品を栓受に固定しシール 機構を活動するために複数の工程を要するという共通の欠点がある６例えば、上 述の米国特許第２．７７５．９１７号では、複数の要素を互いに固定するため雄 ネジ部品が使われる前又は後に、封止ナツトを雄ネジ部品に直接はめねばならな い。

米国特許第３．４７２．３０１号では、ドエル又は同様の工具を、ネジ部品が置 かれた後。

密封を駆動するために用いられねばならない、更に、公知のシール機構は極めて 高価であり、又、所望に再使用可能ではない、更に又、公知技術のシール機構は 、ある種の据え付けに於いては、二つの嵌合部品間に適切な充填とシールを提供 できない。

一方、自己ロック型ネジ部品は通常のネジ締め機能中、自己付勢するように設計 されるが、公知技術の自己ロック設計はガスケット型シール機能を提供するよう には意図されていす、又それを提供するものではない。

免囲夏鬼！ 本発明は、一体シール要素を有するネジ部品であって、ネジ部品の係合面が、接 着された柔らかい、柔軟な、流動可能な接着材を有するネジ部品を提供する。ネ ジ部品が相補栓受に取り付けられ係嵌合酊が栓受の相補的ベアリング面と隣接関 係に置かれるに従い、密封材は係合面の周りを流動しネジ部の谷底と頂部によっ て作られる谷部に流入して、ネジ部品と栓受間に密着性のガスケット型のシール を提供する。

その好ましい形態で、密封材は柔らかい、柔軟な熱可塑性樹脂、例えばオレフィ ン、ポリオレフィン等である。密封材は、これら等材料の微細な粉末状粒子を、 適切なガスケットを造成して適切なシールを提供するため充分な量、加熱ネジ部 品の係合面とネジ領域にスプレー・コーティング（吹き付け）で直接塗布される 。更に、冷却されたとき形成されるガスケットは、ネジ部品が据え付けられ適切 な栓受に堅く位置決めされるに従い、密封材の自由流動を促進する。

好ましい形態で、オレフィン・コーティングは、冷却されるとき封入ガスケット を形成する加熱されたネジ部品に直接スプレィ（吹き付＆′１）されて良し４゜ 減圧（真空）＃ｉ又を用い、大気から過剰な密封付粒子を除去して部品上のスプ レィ堆積を防ぐため、スプレィ処理中、ネジ部品近傍に低圧領域を作るようにし ても良い。

本発明の一体密封材を有するネジ部品は、部品と相補的栓受の間に良好な潔密性 のガスケットとシールを提供することがわかった。密封材ｉｔ木ネジ品の係合面 と栓受の相補的ベアリング面との間の空隙及びネジ部材の谷底と頂部により作ら れる谷部に適切に流入する。

従って、本発明の一目的及び特徴は、自己密封ネジ部品の提供にある。

本発明の更なる目的及び特徴は、ネジ部品を適切な栓受（こねじ締めすること（ こよって自己付勢される一体ガスケ・ソト型シールの提供にある。

本発明の他の目的及び特徴は、一体封入要素を有するネジ部品を製作する方法の 提供にある。再利用が可能な且つ改善された充填及び密封特性をもつ一体型封入 要素を有するコスト・パフォーマンスの高いネジ部品の提供も本発明の目的の一 つである。

本発明の他の目的及び特徴は添付の図面及び記載から容易（こ明力）ζこなろ　 。

う。

図面の簡単な説明 図１は本発明に従って作られた一体封入要素を有するネジ部品の正面図である。

図２は使用に供され、係合する栓受に取り付けられた態様で示された図１のネジ 部品の、部分的に断面で示された側面口である。

図３は本発明に従って、一体封入要素を有するネジ部品を製作する方法の概略図 である。

伍しν見爽五脹盪例詳預汝血貝 本発明によるネジ部品は図１に例示されている。そこに示されてしλろように、 ネジ部品１０は雄ネジ部品で、実質的に平坦なラジアル・ベアＩＪング又は係合 面１３を有する拡大ヘッド１２及び前記係合面と交差し、それ力）ら外４１１１ こ突出するシャンク１４を含む、シャンク１４は、よく知られてし入るよう（こ 、その全長に伸びる螺旋状ネジ１６を含む、理解されるように、部品１０はネジ 部分と隣近接する係合面を有する雄、雌の何れをも含む如何なる形式のネジ部品 でも良し１゜例示されたものは雄ネジ部品で、当業技術分野の熟練者に良く知ら れてし）るように、用途に応じ、図示のように垂直テーパー状のもの、或し１１ 士曲力Ｓつたテーノ＼−状のものでも良い。

本発明の好ましい実施例では、封入又は密閉材料２０は係合面及びネジ付きシャ ンク１４に近接した領域に加えられる。シール材２０は柔ら力）しＡ、柔軟なシ ール剤で、例えば、オレフィン又はポリオレフィン・タイプの熱硬化樹脂である 。比重０．９５〜１．２、融点約り０℃〜約１２０℃で、　Ｐｕｎｎ５ｙｌｖａ ｎｉａ州。

Ｍｏｒｔｏｎ　Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　５ｐｅｃｉａｌｔｙ　Ｃｈｅｍｉ ｃａｌ　Ｇｒｏｕｐ　ｏｆ　Ｒｅａｄｉｎｇｌこより製造さ黷■ Ｃｏｒｖｅｌｌ＠　ｃｌｅａｒ、　Ｐａｒｔ　Ｎｕｍｂｅｒ　９４−９００２と して知られる微細感こ粉末化されたオレフィン又はポリオレフィン系材料は、本 発明に従ってシール材料を規定し、必要とする密封パフォーマンスを提供する適 切な粉末材料であることが示されてしＡる。

図２に示されているように、複数の部材２２及び２４が互いにネジ部品１０によ って結合されるとき、穴２６ａ及び２６ｂからなる適切な栓受２７力咥部材２２ 及び２４内に設けられ、ネジ部品ｌＯのシャンク１４を受容する。シャンク１４ が栓受２６ａ及び２６ｂに螺合されるに従って、係合面１３は部材２２の相補的 ベアリング面（支持面）２３と隣接関係に引き込まれる。ネジ部品１０力Ｓ栓受 内２６ａ及び２６ｂに回動されるに従って、柔軟な、流動性密封剤材料（±ネジ １６の谷底と頂部で区切られた谷部２７を満たし、シャンク力）ら外Ｉｌｌこ流 動して面１３及び２３間の空隙を満たし、これにより密！（密封）シール要素も しくはガスケットを提供する。

実際に、シール材２０として上述のポリオレフィン粉末コーティングを用い１本 発明は路上外４輪走行自動車の車輪ハブ・ロック・ファスナーとしての使用に成 功し、Ｍｉｃｈｉｇａｎ州、　ＤｅａｒｂｏｒｎのＦｏｒｄ　Ｍｏｔｏｒ　Ｃｏ ｍｐａｎｙによって、かかる車輪ハブに対して設定されたテスト・スペックのシ ール要求項目を満足している。

即ち１本発明のネジ部品は車輪ハブに用いられ、車輪ハブが２４インチの固定水 中に２分以上浸漬された時、ネジ部品と固定部材間に水密シールを提供した。

更に１本発明の自己密閉ネジ部品は、電気回路を収容するケースが他の部材に固 定される必要があったとき、このケースを密閉するのに用いて成功した。

即ち１図１に例示されているネジ部品に類似の１２個のネジを、嵌合する一栓受 に対し１０回ねじ込み、ねじ外しした。ポリオレフィン材料は未変化のままで、 １２個ネジの全てに付き変わりなく、ネジを適切な螺合にねじ込む能力に悪影響 はなかった。更に、これ等１２個のネジは次に商業的ケース装置の組立に用いら れた。装置は２４時間、水中に完全に浸漬されたが、何れの自己密閉ネジからの 漏れもなかった。従って、本発明の密閉ネジ部品は、再使用しても尚且つ、適切 な密閉性能を提供する。更に、これ等の実験では１本発明の密閉部品は、密閉性 能、再利用性及び固定力において、公知技術のＯリング型シールより優れていた ことが分かり、結論されている。

他の実験では、本発明のネジ部品は温度及び湿度が次のように変化した環境容器 に置かれた・湿度９８％の下で、７０℃で３０分のサイクルと一１０’Ｃで３０ 分のサイクルを交互に８回、次に１時間をかけて周囲温度にする０本発明のネジ 部品は、上述の商業的電子部品のケース装置内に据え付け、以上９時間のサイク ルを２度に亘って行った。このケース装置は、８時間ｆｉｊ［容器サイクルを２ 度に亘って行った後、固定水中に２４時間浸漬した０本発明の据え付けられたネ ジ部品は全く遺漏を生じなかった。その後、これ等部品の全ては、商業的設置に 於いて、満足すべき性能を示した。

本発明の自己密閉部品は１図１に示されたように、自己ねじ立てスクリュウ形式 で１例えば薄板スクリュウの如く、或いは部品と固定部材間に濃密シールが必要 とされる精憲スクリュウ及びナツト、又タップ立て栓受に関連して使用されても 良い。

本発明に従って、自己密閉ネジ部品の製作方法は図３に概略的に例示される。そ こで示されるように、ネジ部品１０は係合面１３とシャンク１４の上端部を露出 して固定具２８に取り付けられる。少な（ともヘッド１２、係合面１３及びシャ ンク１４の上端部を含むネジ部品は次に、粉末化コーティング材料の融点以上の 温度に加熱される。ネジ部品は通常、約３００′″Ｆと約５５０°Ｆ間に、より 好ましくは約４５０＠Ｆと約５２５”Ｆ間に加熱される。粉末化されたコーティ ング材料２０はノズル３０を通して、矢印２１で示されるように１部品１０の加 熱されたシャンク１４及び係合面１３に直接吹き付けられる。粉末化されたコー ティング材料の加圧供給は、良く知られるように、圧力及び供給源３２によって 供給される。実際上、ノズルは長さ１インチ及び高さ１／８インチの寸法をもつ 開口部を有し、粉末化コーティング粒子は約１７μｍと約１８０μｍ間の直径有 する。平均粒子直径は約１０４μｍである。粉末はネジ部品の係合面とシャンク に一時間当たり約３４〜４５標準立方フイート（ＳＣＦＨ）で吹き付けられる。

本発明の好ましい実施例に於いて、排気口３４を有する真空（減圧）源３６が設 けられ、吹き付は処理中、過剰粉末粒子を除去する。真空は如何なる過剰粉末粒 子をもネジ部品から吸い込みに充分な負圧を大気から引き、それによって部品に 如何なる不所望の粉末塗布をも排除する。好ましい実施例では、排気口３４は形 状に於いて楕円形で、２インチｘ１インチの寸法である。しかしながら、いかな る適切な減圧排気口を用いても良い、更に、エアー・カーテンとして用いられる 二次的空気源（図示せず）を設け、粉末粒子がネジ部品の不所望の箇所に付与さ れるのを防止し−ても良い、固定具２８は、吹き付は処理中、３６０゛回転して ネジ部品１０の係合面とシャンク部分に粉末化コーティングの均一な分布を与え る。粉末化コーティングが加熱されたネジ部品１０に吹き付けられた後、冷却水 （図示せず）が部品ｌＯに吹き付けられ１部品に溶着した溶融粉末化コーティン グをセットする。この冷却水は水、錆止めを添加した水、添加剤を有する水等で 良い０次に、ネジ部品１０を固定具２８から取り外す、これは、ネジを手で緩め て部品ｌＯを固定具２８より取り外しても良く、より好ましくは１部品１０を固 定具２８に−ネジ目だけねじ込ませ、空気源をして部品１０を固定具から排出さ せる空気力を加ねせしめる。最後に、被覆された密閉ネジ部品１０は冷却及び錆 止め液に漬けられ、しかる後、使用若しくは出荷のため包装される。

本発明のある特徴及び実施例が以上開示されたが１本発明は以下の請求の範囲と その精神内にあるあらゆる修正と強化を含むことは容易に理解されよう。

国際調査報告 フロントページの続き （８１）指定国　ＥＰ（ＡＴ、ＢＥ、ＣＨ，ＤＥ。

ＤＫ、　ＥＳ、　ＦＲ，ＧＢ、　ＧＲ，ＩＴ、　ＬＵ、　ＮＬ、ＳＥ）、０Ａ（ ＢＦ、ＢＪ、ＣＦ、ＣＧ、ＣＩ、ＣＭ、ＧＡ、ＧＮ、ＭＬ、ＭＲ，ＳＮ、ＴＤ、 ＴＧ）、ＡＴ、ＡＵ、　ＢＢ、　ＢＧ、　ＢＲ，ＣＡ、　ＣＨ，ＤＥ、　ＤＫ、 　ＥＳ。

ＦＩ、ＧＢ、ＨＵ、ＪＰ、ＫＰ、ＫＲ，ＬＫ、ＬＵ、ＭＣ，ＭＧ、　ＭＷ、　Ｎ Ｌ、　Ｎ０９Ｒ○、ＳＤ、ＳＥ、ＳＯ

Claims (19)

【特許請求の範囲】
1. １．次の構成要素から成り、受容部材に係合するに過したネジ部品：（ａ）前記 受容部材上の相補的支持面と隣接関係に置かれるに適した係合面； （ｂ）前記係合面に近接するネジ部分：及び（ｃ）前記ネジ部分と前記係合面の 共通部分で前記部品に直接接着する柔らかい、柔軟な密封材であって、前記接着 により、前記部品が前記受容部材に取付、螺合されるとき、前記受容部材と前記 係合面及びネジ部分間の空隙を密封するため、前記係合面を越えて流動するもの 。
2. ２．前記密封材がオレフィン材料である請求項１に記載するネジ部品。
3. ３．前記密封材がポリオレフィン材料である請求項１に記載するネジ部品。
4. ４．前記密封材が約０．９５と約１．２の間の比重を有する熱可塑樹脂である請 求項１に記載するネジ部品。
5. ５．前記密封材が少なくとも一種の微細粉末化オレフィン又はポリオレフィン被 覆材料である請求項１に記数するネジ部品。
6. ６．前記密封材が熱によって前記部品に結合する請求項１に記載するネジ部品。
7. ７．一体シールを有するネジ部品を製作する方法であって、次の工程から成るも の： （ａ）被覆のため露出された係合面とネジ部分を有する前記ネジ部品を支持する ； （ｂ）前記ネジ部品の少なくとも係合面及びネジ部分を加熱する；（ｃ）密封材 を、前記ネジ部分と前記係合面との共通部分に近接する前記露出の領域において 、前記ネジ部品に付与するに於いて、前記密封材が前記ネジ部品の前記ネジ部と 前記係合面との共有部分に近接する前記露出部分に溶着するようにする：及び （ｄ）前記密封材を使用前に硬化する。
8. ８．前記付与工程が前記密封材を加熱ネジ部品に吹き付ける工程から成り、更に 低圧力領域を設けて過剰密封材を離脱する工程を含む請求項７に記載する方法。
9. ９．加熱工程が前記ネジ部品の少なくとも係合面とネジ部分を約４５０Ｆと約５ ２５°Ｆの間の温度に加熱する工程から成る請求項７に記載する方法。
10. １０．前記密封材がオレフィン系材料である請求項７に記載する方法。
11. １１．前記密封材がポリオレフィン系材料である請求項７に記載する方法。
12. １２．前記密封材が約０．９５及び１．２の間の比重を有する請求項７に記載す る方法。
13. １３．前記密封材が微細粉末化オレフィン及びポリオレフィン被覆材料の少なく とも一種である請求項７に記載する方法。
14. １４．一体密封材を有し、雌型栓受に受容されるに適した雄ネジ部品であって、 次の構成要素から成るもの： （ａ）雌型栓受上の対応する支持面と隣接関係に固定されるに適したラジアル・ ベアリング面を有するヘッド；（ｂ）前記ラジアル・ベアリング面と交差し、そ れより外側に突出する雄型ネジ・シャンク； （ｃ）前記シャンクとラジアル・ベアリング面の共通部分で前記ネジ部品に直接 接着する柔らかい、柔軟な密封材であって、前記接着により、前記ネジ部品が前 記雌型栓受に受容され、これと螺合するとき、該雌型栓受と前記ラジアル・ベア リング面及び前記シャンク間の空隙を密閉するため、前記ラジアル・ベアリング 面を越えて流動するに適したもの。
15. １５．前記密封材は密封材は、微細粉末化オレフィン及びポリオレフィン系材料 の少なくとも一方である請求項１４に記載するネジ部品。
16. １６．前記密封材が熱によって前記ネジ部品に結合される請求項１４に記載する ネジ部品。
17. １７．一体シールを有するネジ部品を製作する方法であって、次の工程から成る もの： （ａ）露出されたベアリング面及びネジ山のあるシャンクを有する前記ネジ部品 を支持する工程； （ｂ）前記ネジ部品の前記露出ベアリング面及び前記ネジ山のあるシャンクを、 前記ネジ部品に付与すべき密封材の融点以上の温度に加熱する工程； （ｃ）粉末化密封材を、前記シャンクと前記ベアリング面の共通部分に近接する 前記露出する領域に於いて、直接ネジ部品に吹き付けるに当たり、前記密封材は 、前記ネジ部品上の一体シール要素を形成するため、前記ネジ部品の前記シャン クとベアリング面の共通部分に近接する前記露出部分で溶融する工程； （ｄ）ネジ部品に付与されない過剰粉末化密封材を離脱せしめる工程；及び （ｅ）使用前に密封材を硬化せしめる工程。
18. １８．加熱する工程が少なくとも前記露出したベアリング面とネジ山のあるシャ ンクを約４５０°Ｆと約５２５°Ｆの間の温度に加熱することを含む請求項１７ に記載する方法。
19. １９．係合する部材を受容するに適したネジ部品であって、次の要素から成るも の： （ａ）前記係合部材上の相補的ベアリング面と隣接関係に置かれるのに適した係 合面； （ｂ）前記係合面に近接し、それと交差するネジ部分；（ｃ）前記ネジ部分と係 合面の共通部分で、前記ネジ部品に直接結合する柔らかい、柔軟な密封材であっ て、前記結合により、前記ネジ部品が前記係合部材に受容され、これと螺合する とき、前記係合部材と前記ネジ部分と前記係合面の間の空隙を密閉するため、前 記係合面を越えて流動するものであり、前記係合部材と前記ネジ部材と前記係合 面の間に水密なシールを提供するもの。