JP7633024B2 - プラスチックに螺合されるねじ部品 - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の上位概念に記載の、特にプラスチックに螺合されるねじ部品に関する。

米国特許第５７９５１２０号明細書に、下穴が設けられた部材に挿入されるねじ部品が記載されている。このねじ部品は形成ねじ部領域と支持ねじ部領域とを備えており、形成ねじ部領域のねじ部プロファイルは支持ねじ部のねじ部プロファイルより比較的大きい。

かかる形態の欠点は、とりわけねじ部品をプラスチックに使用する際に、ピッチを大きくしてフランク角を小さくした場合、部材に高い荷重がかかることである。

本発明の課題は、小さい締め付けトルクで部材の機械的荷重を小さくし、高い引抜き値を実現できるねじ部品を提供することである。

前記課題は、請求項１の特徴部分の構成と、同請求項の上位概念の構成との組み合わせにより解決される。

従属請求項に本発明の有利な改良形態が記載されている。

公知のように、ねじ部品はねじ部品中心軸線と、駆動部と、ねじ部付き軸部と、を備えている。軸部は少なくとも１つのねじ条（一本一本のねじ山又はねじ溝）を有し、ねじ条は少なくとも局所的に一定のピッチの螺旋状に軸部に沿って延在することにより、変化するプロファイル輪郭を有する主ねじ部を形成し、主ねじ部はその長さにわたって平均ねじ部半径を有する。プロファイル輪郭は、前記螺旋の断面平面であってねじ部品中心軸線を含む断面平面におけるねじ条の断面により形成される。ねじ部半径は、ねじ部品中心軸線からねじ条のプロファイル輪郭までの最大直交距離である。主ねじ部は支持領域と形成領域とを有し、形成領域には形成領域半径を有する形成プロファイル輪郭が得られ、支持領域には支持領域半径を有する支持プロファイル輪郭が得られる。

形成プロファイル輪郭は、螺旋に沿ったねじ条の投影によって定義され、とりわけ、軸部の自由端から駆動部の方向に平均ねじ部半径の３倍の長さの軸方向延在範囲にわたってねじ条を、螺旋の断面平面であってねじ部品中心軸線Ｍを含む断面平面に投影することにより定義される。すなわち、この投影は、ねじ条を直線状に伸ばしたものを、ねじ部品中心軸線を含む螺旋の断面平面に投影したものに相当する。これによって、最大限の広がりを有する形成プロファイル輪郭が得られ、この広がりは有効形成プロファイル輪郭に対応する。この形成プロファイル輪郭は、ねじ部品中心軸線との間に最大直交距離を有し、これにより形成領域半径が定義される。

形成領域は、螺旋のうち、駆動部に最も近い形成プロファイル輪郭の最大広がりが、径方向外向きに平均ねじ部半径の８５％からの範囲にある箇所で、次のプロファイル輪郭が再び形成プロファイル輪郭内に位置する前に終了する。

支持プロファイル輪郭は、螺旋に沿ったねじ条、特に駆動部の方向に、形成領域端部から平均ねじ部半径の２／３の距離の位置を始点とし当該平均ねじ部半径の５／３の距離の位置を終点とする軸方向延在範囲にわたってねじ条を当該螺旋の断面平面に投影することにより得られるものである。この範囲は、支持領域の少なくとも１つの部分領域に該当する。この範囲は、主ねじ部に沿って駆動部の方向にさらに延在することができる。ただしその距離は、プロファイル輪郭が支持プロファイル輪郭を超えない距離である。この支持プロファイル輪郭は、ねじ部品中心軸線との間に最大直交距離を有し、これにより支持領域半径が定義される。

かかる構成により、形成領域から支持領域への移行領域が可能な限り短くなると共に、ねじ部品の基本的な保持機能を果たすために十分に長い支持領域が得られることが保証される。

さらに、支持プロファイル輪郭と形成プロファイル輪郭とが螺旋に沿って少なくとも、形成領域半径の８５％の位置から径方向外向きに延在する範囲で重なったときに、支持プロファイル輪郭が形成プロファイル輪郭の中に完全に収まるように、支持プロファイル輪郭と形成プロファイル輪郭とが互いに合わせて調整されている。

かかる構成により、切り込まれた雌ねじ部における材料の弾性復帰が考慮され、締め付けトルクを小さく抑えることができる。

本発明では、形成プロファイル輪郭は形成プロファイル面を区切り、形成プロファイル面は、形成プロファイル輪郭からねじ部品中心軸線までの最大直交距離の位置から径方向内向きに形成領域半径の１０％の範囲で測定されるものであり、形成プロファイル面は、支持プロファイル輪郭により区切られた支持プロファイル面であって、支持プロファイル輪郭からねじ部品中心軸線までの最大直交距離の位置から径方向内向きに形成領域半径の１０％の範囲で測定される支持プロファイル面より大きい。

上述のような本発明のプロファイル輪郭調整により、フランク角が比較的小さい場合であっても雌ねじ部における弾性復帰の補償を実現することができると共に、フランクが十分に覆われることを保証することができる。このようにして、例えば形成領域ねじ部が比例的に拡大するねじ部品の場合における部材の材料の損傷等の部材材料の損傷が阻止される。

好適には、形成プロファイル輪郭及び支持プロファイル輪郭は３５°未満のフランク角を有する。形成プロファイル輪郭のフランク角は、ねじ部品軸線に対して平行であり形成プロファイル半径Ｒ_Ｆの８５％の位置と当該形成プロファイル半径Ｒ_Ｆの９５％の位置にある交線を両底辺とすることにより形成された台形の両底角の和を、１８０°から減じたものに相当する。底角は台形の長い方の底辺における角、すなわち８５％の位置の交線における角である。

支持プロファイル輪郭のフランク角の測定についてのルールも同様であり、支持プロファイル輪郭の場合には、支持プロファイル半径Ｒ_Ｔの８５％の位置と当該支持プロファイル半径Ｒ_Ｔの９５％の位置に交線を置く。

フランク角は特に２０°～３０°である。かかる角度は、プラスチックねじ留めの際に好適であることが証明されたフランク角である。

本発明の好適な一改良形態では、支持領域半径は形成領域半径より１％～３％小さい。これにより、プラスチック部材に生じる材料損傷が可能な限り小さくなり、なおかつ、形成プロファイル輪郭と材料弾性復帰に対応する支持プロファイル輪郭との間の距離を十分な大きさとすることができる。

特に好適なのは、支持領域半径の９５％付近の位置における支持プロファイル輪郭の軸方向幅が、形成領域半径の９５％付近の位置における形成プロファイル輪郭の軸方向幅より小さいことである。これによって、ねじ部プロファイルを簡単な形態にすることができ、形成プロファイル面を支持プロファイル面より大きくすることができる。

とりわけ、支持プロファイル輪郭の幅は形成プロファイル輪郭の幅より少なくとも１０％小さく、特に少なくとも２０％小さい。

製造をより簡単にするためには、形成プロファイル輪郭及び／又は支持プロファイル輪郭を対称的にすることができる。

特に好適な一実施形態では、形成領域は２×ピッチより小さい。好適には、ねじ条はその形成プロファイル輪郭まで増大していき、その後は形成領域の端部までの範囲にわたって一定に留まる。

好適には、溝底部半径と平均ねじ部半径との比は０．６～０．８とすることができる。これは、プラスチックねじ留めの際に通常の比である。

さらに本発明の一改良形態では、径方向に形成領域半径の８５％以内の範囲では、支持プロファイル輪郭の少なくとも一部が形成プロファイル輪郭外に存在することができる。これによって、ねじ部溝底へのフランク移行部をよりフレキシブルな形態とすることができ、これにより材料特性をより良好に考慮することができる。

さらに好適には、形成領域の溝底径は支持領域の溝底径以下とすることができる。

本発明の好適な他の一実施形態では、ねじ部品軸部の自由端にタップねじ部を設けることができ、タップねじ部は少なくとも２つのタップねじ条を有し、その半径は最大で形成領域半径の９０％に達し、タップ領域を構成する。

タップねじ部領域は、前記少なくとも２つのタップねじ条が同一の径推移を有し、その上で主ねじ部のねじ部半径がタップねじ条のねじ部半径以下となる場所に形成される。

かかる構成により、ねじ部品の切り込みを特に真っ直ぐに行うことができ、これにより、後続の形成領域によってプラスチック部材に切り込まれる雌ねじ部と、形成領域の次の支持領域のねじ部とを、可能な限り正確にアライメントすることができ、プラスチックの弾性復帰を正確に考慮することができる。このようにして、締め付け中の支持領域の摩擦をさらに低減することができ、又は阻止することもできる。

好適には、主ねじ部は、ねじ部品軸部の自由端までの軸方向距離が等しい場合には、タップ領域における主ねじ部のねじ部半径はタップねじ部のねじ部半径と等しい。かかる構成により、前記少なくとも２つのタップねじ条、とりわけ２つのタップねじ条と、主ねじ部とにより、少なくとも３つの同じ切り込み点が作られ、これらの切り込み点によってねじ部品を特に真っ直ぐに当てることができる。

好適には、タップ領域の全てのねじ条が、同一の横断面平面内に始点を有する。さらに、タップ領域の全てのねじ条が同じ横断面輪郭を有する。したがって、これらは同様の形態となっている。例えば、主ねじ部ねじ条と２つのタップねじ条とは同様に開始し、同様の経路を辿る。

代替的に少なくとも３つのタップねじ条を設けることもできる。その際には、タップ領域における主ねじ部のねじ部半径は、特にタップねじ部の半径より小さい。

本発明の好適な一改良形態では、タップねじ条は溝底で開始し、タップねじ部の半径は溝底からタップ領域の終点まで連続的に拡大していく。これにより、ねじ部品の切り込みを連続的かつ均等に行うことができる。

さらに、ねじ条はタップ領域において、等しいねじ部半径かつ等しい軸方向高さで、周方向に均等に分布することができる。かかる構成により、プラスチック部材の下穴に対称的に当てることができる。

とりわけ、ねじ部品の自由端の径は、形成領域半径の２倍の少なくとも２０％、少なくとも３０％、少なくとも４０％、少なくとも５０％、少なくとも６０％である。このような切頭形状の先端は、プラスチック用ねじ部品において通常である。

タップねじ部は、ねじ部品の自由端に直接接続することができる。かかる構成により、最初の切り込みでねじ部品の理想的な案内を実現することができる。

上記の構成に代えて、タップねじ部の始点はねじ部品の自由端から離隔することもできる。かかる構成により、ねじ部品端部までの領域は位置特定機能（Suchfunktion）を果たすことができる。

製造を簡単化するためには、タップねじ部及び主ねじ部を転造ねじ部とすることができる。

他の好適な一実施形態では、タップ領域のねじ部のフランク角は、タップ領域外における主ねじ部のフランク角より大きくすることができる。かかる構成により、タップねじ条の片側の切り込みを行うことなく良好なセンタリングを行えるという利点が奏され、繰り返しの取り付けを容易にすることができる。

タップねじ条は、タップ領域の終点で急峻に終了することができる。かかる構成により、狭い下穴にねじ部品をさらに回転して進入させる際に摩擦を最小にできるという利点が奏される。

タップねじ部は他の好適な一改良形態では、最大で２巻き分に及ぶことができる。かかる構成によって効率的なねじ締め付けが促進され、なおかつ、ねじ部品が最適な向きになることが保証される。

１つのねじ条にねじ条の途切れ部を設けることができる。しかしその際には、ねじ部半径の補間した推移が不変となるようにする。

本発明の他の一側面は、上記の本発明のねじ部品を備えたねじ接続部の製造方法に関するものである。本発明のねじ部品は、プラスチック製の部材の下穴に回転しながら挿入され、形成領域において、形成プロファイル輪郭を有する相手方ねじ部又は雌ねじ部がプラスチックに切り込まれる。相手方ねじ部は形成領域と係合しなくなると直ちに支持領域において弾性復帰し、これにより、雌ねじ部は締め付けプロセス中に支持領域のねじ部と真っ直ぐに接触しなくなる。支持領域のねじ部は、最後にねじ部品を部材中に締め付けることで初めて、相手方ねじ部に押し付けられる。

好適には本発明のねじ部品は、半径が形成領域半径の約８０％に相当する下穴に締め付けられる。

本発明はさらに、上記の方法により製造されたねじ接続部にも関する。

本発明の他の利点、構成及び可能な用途は、図面に示されている実施形態例を参照して以下の説明を読めば明らかである。

本発明のねじ部品の側面図である。 ねじ条を伸ばした状態の斜視図である。 ねじ条を３×Ｒ_Ｍにわたって伸ばした状態の斜視図である。 ねじ条を伸ばした状態の正面図である。 ねじ条を伸ばしたものを投影することにより得られる形成プロファイル輪郭を示す図である。 ねじ条を伸ばした状態を、形成領域端部のイメージと共に示す斜視図である。 支持領域のねじ条を伸ばしたものを示す斜視図である。 ねじ条を伸ばした状態の正面図である。 投影により得られる支持ねじ部輪郭を示す図である。 図３ｃの形成ねじ部輪郭と図５ｃの支持ねじ部輪郭とを重ね合わせた図である。 図６の重ね合わせの拡大図である。 形成プロファイル面を示す図である。 支持プロファイル面を示す図である。 形成プロファイルフランク角を示す図である。 形成プロファイル輪郭と支持プロファイル輪郭とを重ね合わせた図である。 形成プロファイル輪郭と支持プロファイル輪郭とを重ね合わせた図である。 タップねじ部を有する本発明のねじ部品の側面図である。 図１２のタップ領域の拡大図である。 タップ領域の横断面図である。 タップ領域の別の横断面図である。 タップ領域外におけるねじ部品軸部の横断面図である。 本発明のねじ接続部の側面図である。 図１４の形成ねじ部領域の拡大図である。 図１４の支持ねじ部領域の拡大図である。

図１は本発明のねじ部品１０の側面図であり、ねじ部品１０はねじ部品中心軸線Ｍと、駆動部１２と、ねじ部付き軸部１４と、を有する。ねじ部品中心軸線Ｍの方向は、以下では「軸方向」と称する。軸部１４には少なくとも１つのねじ条１６が設けられており、このねじ条１６は一定のピッチの螺旋状に、当該軸部に沿って延在し、これにより、変化するプロファイル輪郭２０を有する主ねじ部１８を構成する。主ねじ部１８はその長さにわたって平均ねじ部半径Ｒ_Ｍを有する。平均ねじ部半径Ｒ_Ｍは主ねじ部１８におけるねじ部半径を平均したものであり、通常は形成領域半径と支持領域半径との間である。よって、平均ねじ部半径Ｒ_Ｍは公称半径と近似的に一致することとなる。

プロファイル輪郭２０は、螺旋の断面平面Ｈであってねじ部品中心軸線Ｍを含む断面平面Ｈにおけるねじ条の断面により形成される。

ねじ部半径Ｒは、ねじ部品中心軸線Ｍからねじ条１６のプロファイル輪郭２０までの最大直交距離として定義される。これについては図３ａにおいて詳細に説明する。

主ねじ部１８は支持領域Ｔと形成領域Ｆとを有し、形成領域では形成領域半径Ｒ_Ｆを有する形成プロファイル輪郭２４が得られ、支持領域Ｔには支持領域半径Ｒ_Ｔを有する支持プロファイル輪郭２２が得られる。

形成プロファイル輪郭２４は、軸部２５の自由端から螺旋に沿って平均ねじ部半径の３倍（３×Ｒ_Ｍ）の長さの軸方向延在範囲にわたってねじ条１６を螺旋の断面平面Ｈに投影することにより定義される。これについては図３ｃにおいて詳細に説明する。

よって上記の投影は、ねじ条を直線状に伸ばしたものを、ねじ部品中心軸線Ｍを含む螺旋の断面平面Ｈに投影したものに相当する。

図２は、ねじ部品１０の側面をねじ部品中心軸線Ｍと共に示す図である。ねじ部品１０のうちねじ条１６の始点から３×Ｒ_Ｍの軸方向長さに及ぶ軸方向範囲を伸ばすと、ここでは長さＬ１になる。さらに、ねじ部品中心軸線Ｍを含む断面平面Ｈも示されている。

ねじ条１６を伸ばした状態の斜視図を、図３ａに示す。この伸ばした状態は、３×Ｒ_Ｍの軸方向範囲を伸ばしたときのねじ条１６の長さに相当する長さＬ１のねじ条１６を、概略的に示すものである。半径Ｒは、ねじ条１６の複数の箇所において点線により示されている。このようにして、主ねじ部１８の全長における平均ねじ部半径が求められる。

図３ｂは、伸ばした状態の正面図であり、これは螺旋の断面平面に相当する。この断面平面に投影することにより、図３ｃに示されている形成プロファイル輪郭２４が最大広がりで得られ、これが、後に部材に雌ねじ部を形成する有効形成プロファイル輪郭２４となる。

形成領域Ｆは形成領域端部ＦＥで終了する。すなわち、主ねじ部１８のうち、長さ３×Ｒ_Ｍに相当するねじ条の長さであるＬ１の終点までの範囲内における次のプロファイル輪郭が軸方向において形成プロファイル輪郭２４の中に再び現れる前に、駆動部から直近における形成プロファイル輪郭２４の最大広がりが径方向外向きに平均ねじ部半径の８５％からの範囲に収まる箇所で終了する。形成領域端部ＦＥの位置は、図４に示されている。この箇所ＦＥは、プロファイル輪郭が移行領域後に支持プロファイル輪郭２２に移行する前に形成プロファイル輪郭２４がねじ部の始点から最後に現れる箇所である。この支持プロファイル輪郭２２は本事例では、主ねじ部１８の他の部分のねじ部品長にわたって維持される。

支持プロファイル輪郭２２は、形成領域端部ＦＥから平均ねじ部半径Ｒ_Ｍの２／３の軸方向距離の位置付近を始点とし形成領域端部ＦＥから平均ねじ部半径Ｒ_Ｍの５／３の軸方向距離の位置付近を終点とする螺旋に沿って軸方向延在範囲に及ぶねじ条１６の部分を、螺旋の断面平面Ｈに投影することにより得られるものである。この範囲は、支持領域Ｔの少なくとも１つの部分領域に該当する。図４には、上記の軸方向の寸法と同様の寸法で得られる範囲が、ねじ部１８を伸ばした状態で示されている。Ｌ２は、２／３×Ｒ_Ｍの軸方向範囲を伸ばすことにより得られるねじ条１６の長さである。長さＬ３は、５／３×Ｒ_Ｍの軸方向範囲を伸ばすことにより得られるねじ条１６の長さである。

このようにして、支持プロファイル輪郭２２を求めるための範囲の始点を２／３×Ｒ_Ｍの付近とすることにより、形成領域Ｆから支持領域Ｔへの移行領域が可能な限り短くなることが保証される。これにより、移行領域は伸ばした状態ではＬ２より短くなり、軸方向には２／３×Ｒ_Ｍ以下となる。支持領域Ｔは、伸ばした状態では少なくともＬ３－Ｌ２の長さとなり、これによりねじ部品の基本的な保持機能が果たされる。ねじ部１６のうち支持領域の少なくとも一部を構成する部分を伸ばした状態が、図５ａに示されている。図５ｂは伸ばした状態の正面図であり、図５ｃはこの伸ばしたものを螺旋の断面平面Ｈに相応に投影したものであり、これが支持プロファイル輪郭２２を決定する。正面図と投影とは、本事例では同一となる。というのも、支持領域のプロファイル輪郭は本事例では、不変に支持プロファイル輪郭２２と一致するからである。

図６には、支持プロファイル輪郭２２と形成プロファイル輪郭２４とが螺旋に沿って少なくとも、形成領域半径Ｒ_Ｆの約８５％から径方向外向きに延在する範囲Ｅで重なったときに、支持プロファイル輪郭２２が形成プロファイル輪郭２４の中に完全に収まるように、支持プロファイル輪郭２２と形成プロファイル輪郭２４とが互いに合わせて調整されている。範囲Ｅの拡大図が図７に示されている。形成プロファイル輪郭２４のフランクと支持プロファイル輪郭２２のフランクとの間の距離Ａ１は、材料の弾性に合わせて調整することができるが、有利には、例えば公称径５ｍｍのねじ部品の場合には０．０３ｍｍ～０．０５ｍｍ、特に０．０４ｍｍである。この距離は好適には、少なくとも範囲Ｅ内では１つのフランク全体にわたって一定である。

図８ａは、形成プロファイル輪郭２４の範囲Ｅの拡大図であり、形成プロファイル輪郭２４は形成プロファイル面２６を区切っており、形成プロファイル面２６は、形成プロファイル輪郭からねじ部品中心軸線までの最大直交距離の位置から径方向内向きに形成領域半径の１０％の範囲で測定されるものである。図８ｂは、支持プロファイル輪郭２２の範囲Ｅの拡大図であり、支持プロファイル輪郭２２は支持プロファイル面２８を区切っており、支持プロファイル面２８は、支持プロファイル輪郭からねじ部品中心軸線までの最大直交距離の位置から径方向内側に形成領域半径Ｒ_Ｆの１０％の範囲で測定されるものであり、この最大直交距離はＲ_Ｔに相当する。

本発明では、形成プロファイル面２６は支持プロファイル面２８より大きい。かかる構成の利点は、ねじ部品の締め付け先の材料に過度に荷重がかかることなく鋭いフランク角を実現することができ、これにより小さい締め付けトルクで高い引抜き力が達成される。

形成プロファイル輪郭２４のフランク角αは、図９に示されているように定められる。フランク角αは、ねじ部品軸線に対して平行であり形成プロファイル半径Ｒ_Ｆの８５％の位置と当該形成プロファイル半径Ｒ_Ｆの９５％の位置にある交線を両底辺とすることにより形成された台形の両底角（β１，β２）の和を、１８０°から減じたものに相当する。底角は台形の長い方の底辺における角、すなわち８５％の位置にある交線における角である。

フランク角は３５°未満、特に２０°～３０°である。

支持プロファイル輪郭２２のフランク角の測定についてのルールも同様であり、支持プロファイル輪郭の場合には、支持プロファイル半径Ｒ_Ｔの８５％の位置と９５％の位置に交線を置く。

図１０は、形成半径の９５％の位置における形成プロファイル輪郭の幅Ｂ_Ｆと、支持プロファイル輪郭の幅Ｂ_Ｔとの比較図である。形成プロファイル輪郭２４の幅Ｂ_Ｆは、ここでは支持プロファイル輪郭２２の幅Ｂ_Ｔより大きい。図１０の例では、支持プロファイル輪郭２２の幅Ｂ_Ｔは形成プロファイル輪郭２４の幅Ｂ_Ｆより約１０％小さい。形成プロファイル輪郭２４及び支持プロファイル輪郭２２は共に、本事例では対称的になっている。その対称軸は、ねじ部品中心軸線Ｍに対する直交線であって各プロファイル輪郭２２，２４と半幅Ｂ_ＴないしはＢ_Ｆで交差する直交線である。

図１１は、ねじ部の支持領域Ｔにおける他の実施形態を示しており、ここでは、ねじ山フランクからねじ溝底への移行部は、上記にて説明した各図におけるねじ山フランクからねじ溝底への移行部より平坦に推移している。本実施形態では支持プロファイル輪郭２２は、径方向に形成領域半径の８５％以内の範囲内では少なくとも部分的に形成領域輪郭２４外に位置する。

図１２は、本発明の他の一実施形態のねじ部品を示しており、その軸部は、自由端にタップねじ部３０をさらに有する。タップねじ部は少なくとも２つのタップねじ条３２，３４を有し、タップねじ条３２，３４の半径は最大で形成領域半径Ｒ_Ｆの９０％に達し、これらのタップねじ条３２，３４はタップ領域ＡＢを構成する。このタップ領域ＡＢでは、タップねじ条３２，３４がその螺旋にわたって同一の半径推移を有し、その上、ねじ部品の自由端２５から同一の軸方向距離において、主ねじ部のねじ部半径はタップねじ条のねじ部半径以下である。

本事例では、タップ領域における主ねじ部１８のねじ条１６は、ねじ部品の自由端からの軸方向距離がタップねじ部３０と等しい位置において、タップねじ部３０と等しいねじ部半径Ｒを有する。タップねじ条３２，３４の始点は、ねじ部品軸部の自由端２５に直に、溝底に置かれている。かかる構成により、ねじ部品を最初に切り込んだときに直ちに、ねじ部品の理想的な案内を実現することができる。タップねじ部３０は本事例では略一巻きに及び、タップ領域は一巻きの約１／３を終点とする。

ねじ部品軸部の自由端の径は、本事例では形成領域半径Ｒ_Ｆの２倍の少なくとも約６５％に相当する。

タップ領域は、図１３ａ～１３ｄに詳細に記載されている。

図１３ａはねじ部品軸部の自由端２５の拡大側面図であり、３つの横断面線を示す。第１の横断面線Ｐ－Ｐはタップ領域ＡＢの中央に位置する。横断面線Ｑ－Ｑはタップ領域ＡＢの終点に位置し、横断面線Ｓ－Ｓはタップ領域より上方に位置する。図１３ｂは横断面線Ｐ－Ｐにおける横断面を示す。図１３ｂでは、タップ領域の全てのねじ山、すなわち両タップねじ条３２，３４及びねじ条１６が、等しいねじ部半径を有することが、良く認識できる。図１３ｃのタップ領域の終点についても同様のことが当てはまり、ここでも存在する全てのねじ条１６，３２，３４が、ねじ部品軸線の自由端から等しい軸方向距離において等しいねじ部半径Ｒを有する。

最後に、図１３ｄは横断面線Ｓ－Ｓにおける横断面図で、タップ領域ＡＢ外における主ねじ部のねじ条１６のねじ部半径と両タップねじ部３２，３４のねじ部半径と、を示している。この領域では、タップねじ部３２，３４のねじ部半径Ｒは、この横断面線における主ねじ部１８のねじ条１６のねじ部半径より有意に小さい。本事例では、タップねじ部はタップ領域の後にフェードアウトで終了し（sanft auslaufen）、それに対して主ねじ部のねじ条は、その形成プロファイル輪郭に達するまで引き続きさらに増大していく。

図１４は、ねじ接続部４０の作製時の断面図である。

ねじ接続部４０はねじ部品４２と、下穴４４が設けられたプラスチック部材４６と、を備えている。ねじ部品４２の手前の形成領域Ｆによって、プラスチック部材４６にねじ条が事前切り込みされ、このねじ条にはその後、ねじ条における次の支持領域Ｔが係合する。図１５ａには、形成領域Ｆにおけるねじ部の係合状態を示す細部１が示されており、また、主ねじ部の支持領域におけるねじ部の係合状態を示す細部２が示されている。

形成プロファイル輪郭５０が図１５ａに示されている。これに続くねじ部品の支持領域における支持プロファイル輪郭５８を有するねじ部は、図１５ｂにて細部図で示されている。図１５ｂの細部図では、雌ねじ部のねじ条が弾性復帰している状態が、輪郭線５６により示されている。同図では、雌ねじ部の弾性復帰にもかかわらず、支持プロファイル輪郭５８のねじ山フランクと、弾性復帰した雌ねじ部とは、未だ距離Ａ２に離隔している。このことにより、支持領域のねじ部は略無摩擦で雌ねじ部に螺入することができる。最後にねじ部品４２を締め付けることによって初めて、支持領域のねじ部は雌ねじ部のフランクに押し付けられ、回転方向に摩擦接続が形成される。支持プロファイル輪郭５８の先端領域の面積が形成プロファイル輪郭５０の面積より小さいことにより、締め付けトルクを小さくすると共に、高い引抜き耐性を保証することができる。というのも、プラスチック材料の材料損傷が回避され、なおかつ、弾性復帰した雌ねじ部と支持領域のねじ部との間にねじ山フランクの十分な距離が得られるからである。

Claims (26)

1. ねじ部品中心軸線（Ｍ）を有するねじ部品（１０）であって、
   駆動部（１２）と、ねじ条（１６）を有するねじ部付き軸部（１４）とを備えており、
   前記ねじ条（１６）は少なくとも局所的に一定のピッチの螺旋状に前記軸部に沿って延在して、主ねじ部（１８）を形成し、
   前記主ねじ部（１８）はその長さにわたって平均ねじ部半径（Ｒ_Ｍ）を有し、ここでねじ部半径（Ｒ）は、前記ねじ部品軸線（Ｍ）から前記ねじ条のプロファイル輪郭（２０）までの最大直交距離であり、
   前記主ねじ部（１８）は支持領域（Ｔ）と形成領域（Ｆ）とを有し、
   前記形成領域（Ｆ）には形成領域半径（Ｒ_Ｆ）を有する形成プロファイル輪郭（２４）が得られ、前記支持領域（Ｔ）には支持領域半径（Ｒ_Ｔ）を有する支持プロファイル輪郭（２２）が得られ、
   前記形成プロファイル輪郭（２４）は、前記軸部の自由端（２５）から前記螺旋に沿って前記平均ねじ部半径（Ｒ_Ｍ）の３倍の長さの軸方向延在範囲にわたって前記ねじ条を当該螺旋の断面平面（Ｈ）に投影することにより定義され、
   前記形成領域（Ｆ）は、前記螺旋のうち前記形成プロファイル輪郭（２４）が径方向外向きに前記平均ねじ部半径の８５％からの範囲にある箇所であって前記駆動部に最も近い箇所において終了し、ただし、前記螺旋の前記箇所より前記駆動部寄りでは、前記プロファイル輪郭（２０）が前記形成プロファイル輪郭（２４）内に位置し、
   前記支持プロファイル輪郭（２２）は、前記螺旋に沿って前記形成領域の端部（ＦＥ）から前記平均ねじ部半径（Ｒ_Ｍ）の２／３の距離の位置を始点とし当該平均ねじ部半径（Ｒ_Ｍ）の５／３の距離の位置を終点とする範囲で前記ねじ条を当該螺旋の断面平面（Ｈ）に投影することにより定義され、
   前記支持プロファイル輪郭（２２）と前記形成プロファイル輪郭（２４）とが少なくとも、前記形成領域半径（Ｒ_Ｆ）の８５％の位置から径方向外向きに延在する範囲で重なったときに、前記形成領域半径（Ｒ _Ｆ ）の８５％の位置から径方向外向きに延在する範囲で、前記支持プロファイル輪郭（２２）が前記形成プロファイル輪郭（２４）の中に完全に収まるねじ部品（１０）において、
   前記形成プロファイル輪郭（２４）によって区切られた形成プロファイル面（２６）であって、前記形成プロファイル輪郭（２４）から前記ねじ部品中心軸線までの前記最大直交距離の位置から径方向内向きに前記形成領域半径（Ｒ_Ｆ）の１０％の範囲で測定される形成プロファイル面（２６）が、前記支持プロファイル輪郭（２２）により区切られた支持プロファイル面（２８）であって、前記支持プロファイル輪郭（２２）から前記ねじ部品中心軸線までの前記最大直交距離の位置から径方向内向きに前記形成領域半径（Ｒ_Ｆ）の１０％の範囲で測定される支持プロファイル面（２８）より大きい
   ことを特徴とするねじ部品。
2. 前記形成プロファイル輪郭（２４）及び前記支持プロファイル輪郭（２２）は、３５°未満のフランク角（α）を有する、
   請求項１記載のねじ部品。
3. 前記支持領域半径（Ｒ_Ｔ）は前記形成領域半径（Ｒ_Ｆ）より１％～３％小さい、
   請求項１又は２記載のねじ部品。
4. 前記支持領域半径（Ｒ_Ｔ）の９５％の位置における前記支持プロファイル輪郭（２２）の軸方向幅（Ｂ_Ｔ）が、前記形成領域半径（Ｒ_Ｆ）の９５％の位置における前記形成プロファイル輪郭（２４）の軸方向幅（Ｂ_Ｆ）より小さい、
   請求項１から３までのいずれか１項記載のねじ部品。
5. 前記支持プロファイル輪郭（２２）の前記幅（Ｂ_Ｔ）は前記形成プロファイル輪郭（２４）の前記幅（Ｂ_Ｆ）より少なくとも１０％小さい、
   請求項４記載のねじ部品。
6. 前記形成プロファイル輪郭（２４）及び／又は前記支持プロファイル輪郭（２２）は、前記ねじ部品中心軸線（Ｍ）に対する直交線を対称軸として対称的である、
   請求項１から５までのいずれか１項記載のねじ部品。
7. 前記形成領域（Ｆ）は、前記ねじ部品のピッチの２倍より小さく、
   前記ねじ条（１６）は、前記軸部の自由端（２５）側から前記形成領域の端部（ＦＥ）に向かう方向に前記形成プロファイル輪郭（２４）まで増大していき、その後、前記形成領域の端部（ＦＥ）までの範囲にわたって一定に留まる、
   請求項１から６までのいずれか１項記載のねじ部品。
8. 溝底部半径と前記平均ねじ部半径（Ｒ_Ｍ）との比は０．６～０．８である、
   請求項１から７までのいずれか１項記載のねじ部品。
9. 径方向に前記形成領域半径（Ｒ_Ｆ）の８５％以内の範囲では、前記支持プロファイル輪郭（２２）の少なくとも一部が前記形成プロファイル輪郭（２４）外に存在する、
   請求項１から８までのいずれか１項記載のねじ部品。
10. 前記形成領域の溝底径は前記支持領域（Ｔ）の溝底径以下である、
    請求項１から９までのいずれか１項記載のねじ部品。
11. 前記ねじ部品の前記軸部の自由端（２５）付近にタップねじ部（３０）が設けられており、
    前記タップねじ部（３０）は少なくとも２つのタップねじ条（３２，３４）を有し、当該タップねじ条（３２，３４）の半径は最大で前記形成領域半径（Ｒ_Ｆ）の９０％に達し、当該タップねじ条（３２，３４）はタップ領域（ＡＢ）を構成し、
    前記タップ領域（ＡＢ）では前記タップねじ条（３２，３４）は同一の半径推移を有すると共に、前記タップ領域（ＡＢ）では、前記主ねじ部（１８）のねじ部半径は前記タップねじ条（３２，３４）のねじ部半径以下である、
    請求項１から１０までのいずれか１項記載のねじ部品。
12. 前記主ねじ部（１８）は前記タップ領域（ＡＢ）において、前記タップねじ条（３２，３４）と等しいねじ部半径（Ｒ）を有する、
    請求項１１記載のねじ部品。
13. 前記タップねじ条（３２，３４）は少なくとも３つであり、
    前記タップ領域（ＡＢ）における前記主ねじ部（１８）のねじ部半径（Ｒ）は前記タップねじ部のねじ部半径より小さい、
    請求項１１記載のねじ部品。
14. 前記タップねじ条（３２，３４）は溝底で開始し、前記タップねじ条（３２，３４）のねじ部半径（Ｒ）は前記支持領域（Ｔ）の方向に連続的に拡大していく、
    請求項１１から１３までのいずれか１項記載のねじ部品。
15. 前記タップ領域（ＡＢ）の全てのねじ条（１６，３２，３４）が、等しいねじ部半径（Ｒ）で周方向に均等に分布している、
    請求項１１から１４までのいずれか１項記載のねじ部品。
16. 前記ねじ部品の前記自由端の溝底直径は、前記形成領域半径の２倍の少なくとも２０％、少なくとも３０％、少なくとも４０％、少なくとも５０％、少なくとも６０％のいずれかである、
    請求項１１から１５までのいずれか１項記載のねじ部品。
17. 前記タップ領域（ＡＢ）の全てのねじ条（１６，３２，３４）が、同一の横断面平面内に始点を有する、
    請求項１１から１６までのいずれか１項記載のねじ部品。
18. 前記タップ領域（ＡＢ）の全てのねじ条（１６，３２，３４）が、同一のプロファイル輪郭を有する、
    請求項１１から１７までのいずれか１項記載のねじ部品。
19. 前記タップねじ部（３０）は、前記軸部の自由端（２５）に直接接続されている、
    請求項１１から１８までのいずれか１項記載のねじ部品。
20. 前記タップねじ部（３０）の始点は前記軸部の自由端（２５）から離隔している、
    請求項１１から１９までのいずれか１項記載のねじ部品。
21. 前記タップねじ部（３０）及び前記主ねじ部（１８）は転造ねじ部である、
    請求項１１から２０までのいずれか１項記載のねじ部品。
22. 前記タップ領域（ＡＢ）のねじ部のフランク角は、前記タップ領域（ＡＢ）外における前記主ねじ部（１８）のフランク角より大きい、
    請求項１１から２１までのいずれか１項記載のねじ部品。
23. 前記タップねじ部（３０）は急峻に終了する、
    請求項１１から２２までのいずれか１項記載のねじ部品。
24. 前記タップねじ部（３０）は最大で２巻き分に及ぶ、
    請求項１１から２３までのいずれか１項記載のねじ部品。
25. 請求項１から２４までのいずれか１項記載のねじ部品（１０，４２）を備えたねじ接続部の製造方法において、
    前記ねじ部品（４２）をプラスチック製の部材（４６）の下穴（４４）に回転しながら挿入して、前記形成領域（Ｆ）において前記プラスチックに前記形成プロファイル輪郭（５０）を有する相手方ねじ部を切り込み、これに応答して前記相手方ねじ部は前記支持領域において弾性復帰し、締め付けプロセス中に前記支持領域（Ｔ）のねじ部と真っ直ぐに接触せず、
    前記ねじ部品を前記部材中に締め付けることで初めて、前記支持領域（Ｔ）のねじ部は前記相手方ねじ部に押し付けられる
    ことを特徴とする製造方法。
26. 前記下穴の半径は前記形成領域半径の８０％に相当する、
    請求項２５記載の製造方法。
    

Images