JP2007211977A - 回転対称のプラスチックナット部品 - Google Patents

Abstract

【課題】この発明は、回転対称なプラスチックナット部品に関する。
【解決手段】このナット部品は、当該ナット部品の穴に受けられるように適合される締結具、より特定的にはねじのために、金属プレートの貫通穴内に挿入可能であり、当該金属プレートに接触するように適合されるフランジを有する。同軸金属リングがフランジに埋込まれており、当該金属リングの前面は、金属プレートの表面に接触するように適合されており、ナット部品が金属リングと共に回転すると、金属リングは、摩擦溶接により金属プレートに接合されるように適合される。
【選択図】図１

Description

この発明は、プラスチックのナット部品に関する。このプラスチックのナット部品は、当該ナット部品の穴に受けられるように適合される締結具、より特定的にはねじのために、金属プレートの貫通穴内に挿入可能であり、金属プレートに接触するように適合されるフランジを有する。

さまざまな設計のこのようなナット部品が公知である。これらのナット部品は、金属プレートの貫通穴内にねじ締めされ得、代替的に、定位置に接着され得る。また、金属プレートの貫通穴に挿入された後に、伸張可能なスナップ取付け式のフックにより、当該金属プレートに固定されるナット部品もまた公知である。このようなナット部品は、たとえばＤＥ１０３ ０５ ６１０Ａ１に提示および記載されている。
ＤＥ１０３ ０５ ６１０Ａ１

金属プレートとナット部品との間の上記公知の接続部は、限られた耐荷重能力しか有さない。しかしながら、このようなナット部品が金属プレートに特定の強度で接合されることが要求される用途が存在する。この問題は、本発明により解消する。なぜなら、同軸金属リングがフランジに埋込まれ、当該金属リングの前面が金属プレートの表面に接触するように適合され、ナット部品が金属リングと共に回転すると、金属リングが摩擦溶接により、金属プレートに接合されるように適合されるためである。

金属リングと金属プレートとの間の摩擦溶接された接続部は、かなりの力を吸収することが可能である。なぜなら、この摩擦溶接された接続部が、特に強力な接続を確立するためである。金属リングがナット部品に埋込まれているため、ナット自体が、金属プレートに対して、それに応じた強力な接続部を有する。

ナット部品のプラスチックに金属リングを埋込むこと、および金属リングの設計に関しては、さまざまな可能性が存在する。単純な設計は、以下のものを含む。すなわち、金属リングの同軸カラーがフランジから突出し、当該カラーが、プレートと摩擦溶接接触するように適合される。ナット部品が金属プレートを基準として回転されると、カラーが金属プレートの表面を擦り、適切な回転により、摩擦溶接される接続部によって金属プレートに接合される。カラーは、金属リングの内側縁端に配置され得るが、代替的に、金属リングの外側縁端に配置され得る。

カラーは、さまざまな態様で配向され得る。一方で、カラーは、締結具のねじ締め方向に配向されるような設計を有し得る。しかしながら、カラーはまた、締結具のねじ締め方向とは反対方向にも配向され得る。前者の場合、金属プレートに接触するように適合されるフランジは、金属プレートの上面に係合し、その結果、金属プレートの上面においてフランジには接触可能である。カラーが締結具のねじ締め方向とは反対方向に配向される場合、フランジは、金属プレートの下面に接触し、その結果、金属プレートに接合されるべき構成要素は、締結具により、金属プレートの上面に押圧される。

さらに、カラーはさまざまな設計を有し得る。たとえば、カラーは円筒形の設計を有し得るが、代替的に、円錐形の設計を有し得る。円筒形のカラーの場合、カラーの断面に対応する摩擦溶接面が存在する。円錐形のカラーの場合、この円錐形のカラーは金属プレー
トの貫通穴に導入され、その結果、金属プレートの厚さを介して、および、貫通穴の製造中に生じる任意の通行を介して、カラーと金属プレートとの間により大きな接触面を生じ、したがって、より広い領域の摩擦溶接された接続部を生じる。

金属リングがナット部品にこのように埋込まれ得るため、ナット部品のフランジは、金属リングをほぼ取囲む。金属リングの貫通穴により、金属リングは、ナット部品内のプラスチック材料のどのような分離をも絶対に生じない。ナット部品のプラスチックは金属リングの貫通穴内において連続しており、これによって金属リングは、その全長に亘り、プラスチック材料のどのような分断をも生じない。金属リングの設計のさらに別の変更例は、以下のものを含む。すなわち、金属リングがナット部品を断続的に取囲み、断続的なカラーにより、プラスチック材料の分離を何ら生じることなく、ねじ締め方向とは反対方向にフランジから突出する。この場合、ナット部品は、金属プレートの貫通穴内に突出する領域において、金属リングにより取り巻かれている。金属リングのカラーは、ナット部品のフランジから断続的に突出しており、摩擦溶接される接続部用に、より特定的には、金属リングがねじ締め方向とは反対方向にフランジから突出する、摩擦溶接される接続部用に使用される可能性を提供する。

ナット部品を金属プレートの貫通穴内で回転させるために、ナット部品は、フランジが六角形を形成するような設計を有利にも有し得る。この場合、六角形は、それによって金属プレートの貫通穴内でナット部品を回転させることのできるねじ締め工具の適用に役立ち得る。また、ナット部品に挿入工具用のソケット、たとえばアレンレンチ用のソケットを設けて、ナット部品が金属プレートの貫通穴内で回転する際に必要とされるトルクを生じることもできる。

また、ナット部品自体を、この場合ねじ締め工具により直接係合され得る多角形の形にすることも可能である。

ナット部品を金属リングと共に有利にも回転させるためのさらに別の可能性は、以下のものを含む。すなわち、金属リング自体が多角形の形をとる。この場合、金属リングは、ナット部品が金属プレート内にねじ締めされるのに伴い、トルクを受けるように働き得る。

この発明の例示的な実施例を図面に例示する。
図１は、フランジ２および本体３を有するナット部品１を提示する。本体３には穴４が形成されている。穴４は、たとえば、セルフタッピングねじを受けるように働き得る。フランジ２内には、カラー６が設けられた金属リング５が埋込まれている。カラー６は、フランジ２の下面から突出し、摩擦溶接により金属プレートに接合されるように働く。この摩擦溶接の動作は、以下により詳細に論じる。金属リング５が互いに何ら接続されない２つの部分にフランジ２を分割しないように、金属リング５には穴が設けられる。これらの穴は、図１において、プラスチックのブリッジ７で充填され、フランジ２の上面および下面を共に接合する。

図１に従ったナット部品１の設計を例示するために、図２は、図１の線ＩＩ−ＩＩに沿った断面を提示する。この断面図から、図１に提示するフランジ２の上面および下面がプラスチックのブリッジ７により共に接合される態様が明らかである。プラスチックのブリッジ７は金属リング５内の穴８を充填しており、当該穴８は、プラスチックのブリッジ７の製造用に設けられる。

図１において、金属リング５のカラー６は、金属リング５の内側縁端に配置される。
図３は、図１および図２に従った設計の変更例を提示しており、図３において、フランジ２にほぼ埋込まれている金属リング９に対し、その外側縁端にカラー１０が設けられている。それ以外の点において、金属リング９には、図１および図２に従った設計と同様に、プラスチックのブリッジ７で充填された穴が設けられており、フランジ２の上面および下面は、当該プラスチックのブリッジ７により共に接合されている。それ以外に関し、ナット部品１１の設計は、図１および図２に従ったナット部品１の設計と同一である。

図１〜図３に提示される例示的な実施例において、カラーは、穴４内に挿入可能なねじのねじ締め方向に、フランジ２の下面から突出する。

図４は、金属リング１４がフランジ１３に埋込まれているナット部品１２の同様の設計を提示する。金属リング１４には、その内側縁端にカラー１５が設けられており、このカラー１５は、フランジ１３の上面から突出する。

図５は、金属プレート１６と共にプラスチックのナット１を提示する。ここでは、金属プレート１６と、プラスチックのナット１のフランジ２とが摩擦溶接により共に接合される。この摩擦溶接された接続部は、参照符号１７によりここで特定される。この場合、金属リング５と金属プレート１６との間の接続部は、金属プレート１６の上面と接触するフランジ２の下面において形成される。

図６は、ナット部品１２と金属プレート１６との間の接続部を同様に提示しており、金属リング１４と金属プレート１６との間の接続部は、金属プレート１６の下面と接触するフランジ１３の上面において形成される。

図７は、金属リングを有するナット部品の上述の設計の変更例を提示する。ここでは、金属リング１９に円錐形のカラー２０が設けられる。円錐形のカラー２０は、領域２１において、摩擦溶接された強力な接続部を生じる。なぜなら、領域２１において、円錐形のカラー２０が金属プレート２２の貫通穴にそのまま溶接されるためである。

ナット部品と金属プレートとの間の上記の接続部に関しては、いずれの場合も、ナット部品が金属プレートの貫通穴内に挿入され、ナット部品が何らかの工具により回転させられる結果、提示する、摩擦溶接される接続部の領域において、対応する加熱を生じ、したがって摩擦溶接された接続部を生じることが指摘されている。

図７に従ったナット部品１８には、そのフランジ２３の領域において、六角形のソケット２４が設けられている。この六角形のソケット２４は、同様に六角形の挿入工具（アレンレンチ）を受けるためのものであり、この挿入工具は、一方では、ナット部品１８を介して噛み合い構成要素、すなわち、（図７の）金属プレート２２に摩擦圧力をかけるように働き、その結果、摩擦溶接された接続部２１を生じる。図７に従った六角形のソケット２４は、図８の上面図においても同様に明らかに提示されている。

図９は、フランジ４２が六角形の形をとる、図１および図２に従った設計の上面図を提示する。金属プレートの貫通穴内にナット部品１または１１をねじ締めするために、ナット部品１または１１のフランジ２は六角形の形をとり、したがって、適切な工具により受けられ得、回転させられ得る。

図１０は、ナット部品の一設計を提示する。ここでは、本体３２自体が六角形の形をとり、したがって、適切な工具が噛み合い構成要素として使用され得る。図１０は、図４のフランジ１３の下面の上面図を提示する。

図１１は、金属リング２５が設けられたナット部品２４を提示する。この金属リング２５は、ナット部品２４の本体２６を取囲み、かつ、金属リング２５として、ナット部品２４を回転させるためのトルクを伝達する働きをする。金属リング２５は個々の歯２７によりフランジ２８を貫通し、これによってフランジ２８は、本体２６と確実に一体化する。本体２６を取囲む金属リング２５が本体２６上に堅固に保持されることを確実にするため、本体２６には貫通穴２９が設けられる。この貫通穴２９は、ナット部品２４のプラスチックで充填されており、したがって、金属リング２５と本体２６との間に耐トルク性の接続を確立する。フランジ２８には多数の貫通穴３０が設けられ、これらの貫通穴３０は、フランジ２８の外部が本体２６から絶対に分離しないようにする。

図１１の歯２７の設計は、図１２の上面図においても明らかに示されている。図１２は、歯２７と、それらの間に位置するプラスチックのブリッジ３１の両方を提示する。

金属リング２５を有するナット部品２４の設計は、図１３の斜視図において特に明らかに提示されている。

図１４は、本体２６の下面の上面図において、図１１のナット部品を提示している。提示するように、金属リング２５は六角形の形をとり、工具により直接係合されることを可能にする。

図１５は、図１１の金属リングの斜視図を提示し、金属リング２５の本体２６を明らかに示す。ここでは、図１４に関して提示したように、金属リングが六角形の形をとる。金属リング２５の、六角形を形成する個々の表面は、この図面において、貫通穴２９により貫通されている。これらの貫通穴２９内に本体２６からのプラスチック材料が貫通し、それにより、金属リング２５と本体２６との間に耐トルク性の接続を確立する。

金属リングがそのフランジに埋込まれたナット部品を示す図である。 線ＩＩ−ＩＩに沿った断面としての、図１に従った設計の上面図である。 図１に従った設計の変更例を示す図である。 ナット部品のさらに別の設計を示す図である。 金属プレートへの摩擦溶接された接続部を有する、図１のナット部品を示す図であり、ナット部品のフランジが金属プレートの上面に接触することを示す図である。 図４と同様のナット部品と金属プレートとの間の接続部を示す図であり、フランジが金属プレートの下面に接触することを示す図である。 金属リングと円錐形のカラーとを有するナット部品を示す図である。 対応する工具を適用するための六角形のソケットを有する、図７に従った設計の上面図である。 六角形の形のフランジを有する、図１のナット部品の上面図である。 ナット部品の、フランジから見て外方に向かう側からの、図４に従った設計の図である。 当該金属リングの断続的なカラーがフランジから突出している、ナット部品を取囲む金属リングを有するナット部品を示す図である。 図１１に従った設計の上面図である。 図１２に従ったナット部品の斜視図である。 ナット部品の、フランジから見て外方に向かう側からの、図１１に従った設計の図である。 図１４に従ったナット部品の斜視図である。

符号の説明

１ ナット部品、２ フランジ、３ 本体、４ 穴、５ 金属リング、６ カラー、７
プラスチックのブリッジ。

Claims (14)

1. 回転対称のプラスチックナット部品（１，１１，１２，１８，２４）であって、当該ナット部品は、当該ナット部品（１，１１，１２，１８，２４）の穴（４）に受けられるように適合される締結具、より特定的にはねじのために、金属プレート（１６，２２）の貫通穴内に挿入可能であり、当該金属プレート（１６，２２）に接触するように適合されるフランジ（２，１３，２３，２８）を有し、
   同軸金属リング（５，９，１４，１９，２５）が当該フランジ（２，１３，２３，２８）に埋込まれ、前記金属リング（５，９，１４，１９，２５）の前面が当該金属プレート（１６，２２）の表面に接触するように適合されることを特徴とし、当該ナット部品（１，１１，１２，１８，２４）が当該金属リング（５，９，１４，１９，２５）と共に回転すると、当該金属リング（５，９，１４，１９，２５）が摩擦溶接により、当該金属プレート（１６，２２）に接合されるように適合される、ナット部品。
2. 当該金属リング（５，９）の同軸カラー（６，１０）が当該フランジ（２）から突出し、前記カラー（６，１０）が当該金属プレートと摩擦溶接接触するように適合されることを特徴とする、請求項１に記載のナット部品。
3. 当該カラー（６）が当該金属リング（５）の内側縁端に配置されることを特徴とする、請求項２に記載のナット部品。
4. 当該カラー（１０）が当該金属リング（９）の外側縁端に配置されることを特徴とする、請求項２に記載のナット部品。
5. 当該カラー（６，１０）が当該締結具のねじ締め方向に配向されることを特徴とする、請求項２から４のいずれか１つに記載のナット部品。
6. 当該カラー（１５）が当該締結具のねじ締め方向とは反対方向に配向されることを特徴とする、請求項２から４のいずれか１つに記載のナット部品。
7. 当該カラー（６，１０，１５）が円筒形であることを特徴とする、請求項２から６のいずれか１つに記載のナット部品。
8. 当該カラー（２０）が円錐形であることを特徴とする、請求項２から６のいずれか１つに記載のナット部品。
9. 当該金属リング（５，９）に貫通穴（７）が設けられていることを特徴とし、埋込まれた位置において、前記貫通穴（７）は当該フランジ（２）の材料により貫通されている、請求項１に記載のナット部品。
10. 当該フランジ（２）が六角形を形成することを特徴とする、請求項１から９のいずれか１つに記載のナット部品。
11. 当該ナット部品（１８）には挿入工具用のソケット（２４）が設けられていることを特徴とする、請求項１から９のいずれか１つに記載のナット部品。
12. 当該本体（３２）が多角形の形をとることを特徴とする、請求項１から１３のいずれか１つに記載のナット部品。
13. 当該金属リング（２５）が貫通穴（２９；３０）を有して当該ナット部品（２４）を取
    囲み、当該ねじ締め方向とは反対方向に、当該フランジ（２８）上のカラー（２７）となって突出することを特徴とする、請求項１に記載のナット部品。
14. 当該金属リング（２５）が当該ナット部品（２４）を取囲み、多角形の形をとることを特徴とする、請求項１２に記載のナット部品。
    

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