(57)【要約】本発明はねじ接続に関し、特にハウジング部材を共に螺合するねじ接続に関する。締まり嵌めネック部（２）は錐（２）とボルトヘッド（３）の間に接面連続変移部（３７）を備え、温度変化や異なった膨張率をもつ異なった部材にもかかわらずねじ接続の緊密性と締め付けトルクを達成する。これは、締まり嵌めネック部の特別な設計により達成される。
2005530106.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一連の複数の固定ねじでハウジング部材を螺合固定し、各ねじは、ボルト頭と、ねじ軸と、ねじ山を有し、前記固定ねじは、ハウジング上部のねじ穴を通じてねじ軸が延設され、ハウジングの底部の適合する雌ねじとねじ山が螺合し、従って前記固定ねじは前記ハウジング上部で支持され、解放可能に前記ハウジング上部とハウジング下部とを接続する接続ねじ機構であって、前記接続ねじは、ねじ軸（４）とボルトヘッド（３）との変移領域に締まり嵌めネック部（２）とを含み、前記固定ねじが螺合されると、締まり嵌めネック部（２）に近接するねじ穴（８）の外部領域が変形し、対シーリング面（１１）がこの領域に形成され、締まり嵌めネック部（２）と共にシール接続を形成することを特徴とするねじ接続機構。
【請求項２】
固定ねじは、一体部材としての締まり嵌めネック部（２）を含む請求項１記載のねじ接続機構。
【請求項３】
対シーリング面（１１）の領域からの部材拡張を受容するための空隙には、固定ねじの締まり嵌めネック部（２）に対向するねじ穴（８）の領域の円周間隙を含む請求項１又は２記載のねじ接続機構。
【請求項４】
前記空隙は、トリミング（２５）又はスキミング（２６）によって形成される請求項３記載のねじ接続機構。
【請求項５】
固定ねじ（１）のボルト頭（３）は、締まり嵌めネック部（２）に対向するボルト接続面（９）を含み、固定ねじが螺合されると、ボルト頭の接続面に近接する領域における適合ねじ穴を囲むハウジング上部の接続面と締まり嵌め固定される請求項１から４のいずれかに記載のねじ接続機構。
【請求項６】
周縁接面連続変移部（３７）が、固定ねじ（１）の締まり嵌めネック部（２）とボルト頭の支持面（９）の間に設けられている請求項５記載のねじ接続機構。
【請求項７】
締まり嵌めネック部（２）の高さ（１３）及び／又は傾斜（１４）は、ねじ軸（４）に関して接続穴（８）に対して調整可能である請求項１から５のいずれかに記載のねじ接続機構。
【請求項８】
締まり嵌めネック部（２）の高さ（１３）及び／又は傾斜（１４）は、ねじ軸（４）に関して接続穴（８）の材料特性に対して調整可能である請求項１から５のいずれかに記載のねじ接続機構。
【請求項９】
締まり嵌めネック部（２）がシール錐の錐台の形状を含み、その規定部がボルト頭（３）に対向するものである請求項１から８のいずれかに記載のねじ接続機構。
【請求項１０】
締まり嵌めネック部（２）が球状扇形状または双曲面扇形状であり、その規定部がボルト頭（３）に対向するるものである請求項１から９のいずれかに記載のねじ接続機構。
【請求項１１】
締まり嵌めネック部（２）は、少なくともその表面が強化鋼で形成されている請求項１から１０のいずれかに記載のねじ接続機構。
【請求項１２】
錐状の締まり嵌めネック部（２）を含むねじ（１）。
【請求項１３】
締まり嵌めネック部（２）とボルトヘッド（３）に接面連続変移部（３７）とを含む請求項１２に記載のねじ。
【請求項１４】
シール錐を通じて延設されたねじ（１）と組み合わさったシール接続を形成するためのシール錐部材（４０）であって、円径あるいは非円径の断面形状のねじ軸を通過せしめる内部穴と、外部締まり嵌めネック部（２）、及びシーリング面（４２）とを備え、内部穴の軸に対して法線をなすボルト頭の締まり嵌めを形成することを特徴とするシール錐部材（４０）。
【請求項１５】
外部締まり嵌めネック部（２）は錐形状である請求項１４に記載のシール錐部材（４０）。
【請求項１６】
外部締まり嵌めネック部（２）は、錐に向かって接面連続変移部（３７）を形成する請求項１５に記載のシール錐部材（４０）。
【請求項１７】
ハウジング部材の空隙と組み合わさるように形成されたシーリングの外形は、温度変化、シール錐の材料、及び異なった温度膨張係数によって、ハウジングが空隙６０及びねじの錐表面６４に対して拡張したり収縮したりするが、基本的には変化せず、これによって締め付けトルク及び気密度を連続的に保証する請求項１６に記載のシール錐部材（４０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ねじ接続機構に関し、特に、ボルトヘッド部、ねじ軸部、ねじ山部を含む一連の固定ねじで複数のハウジング部を共に固定するためのねじ固定機構に関し、ハウジング上部の固定穴をねじ軸を貫通し、ハウジング底部の雌ねじにねじ山が螺合し、従って、固定ねじはハウジング上部で支持され、接続を解放可能としてハウジングの上部と底部を接続している。
【背景技術】
【０００２】
製造公差、材料破壊、不均一な表面により、ハウジングの構成要素のねじ接続部において、しばしば漏れが発生する。車両のクランクシャフトまたはギアシャフトのハウジングのフランジ接続がその例であり、その接続の密着度については、特別の要求がなさる。オイル漏れによる傷みを避けるために、接続部は、高い油圧に耐えなければならない。固定ねじのボルトヘッドからねじ穴を通じて漏れ出すオイルを外部に押し出さないことが重要である。
【０００３】
締まり嵌めのフランジ表面に対して必要な組品をバランスが取れた配置とするために、一連の固定ねじといった多重ねじ接続、特に回転対称にフランジ接続、に使用するのが一般的である。標準的なシーリングは、スペースの制約や、必要な最小締め付けトルクのために、ハウジング部材の許容限度を超える変形をもたらすかもしれず、または、希望気密度を得られないかもしれないので、使用不可能である。
【０００４】
シーリング方法の他の例としては、接続表面と固定ねじの締まり嵌めネック部のコーティングがある。現在使用されているハウジング材料の多くは、締め付けトルクが異なっていて、ハウジングの締め付けに対する要求も異なっているので、これらコーティングの挙動も予測不能である。したがって、これらコーティングは限定的に使用されているのみであり、更なる努力が必要とされる。
【０００５】
本発明の目的は、信頼でき、かつ経済的な締まり機能を有するハウジング部材の多重ねじ接続を簡単な手段のねじ接続機構で実現することにある。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１の一般的な用語に関連した発明によれば、本発明の固定ねじは、ねじ軸部とボルトヘッドの間の部分に締まり嵌めネック部を含み、前記固定ねじが螺合すると、締まり嵌めネック部に近接したねじ穴の外部が可鍛的に変形し、この部分に対シーリング面を形成し、締まり嵌めネック部と共にシール接続を構成する。
【０００７】
固定ねじは、可鍛変形によるハウジング上部の対シーリング面を形成する締まり嵌めネック部を含むので、ハウジングのねじ穴の製造公差は容易に補償される。ねじが螺合されると、安定し、かつ経済性のあるシール接続がほぼ自動的に形成される。円径に配置されたハウジング部材の締まり嵌めネック部を備える一連の固定ねじは、車両用ギアハウジングの信頼性のある圧力締まり嵌め多重ねじ接続を形成する。
【０００８】
本発明の好適な実施例によれば、対応するねじ穴の円周の間隔は、空隙として設計され、対シーリング面の領域からの材料拡張部を受け入れる。この間隔は、トリミング、またはスキミングにより形成される。
【０００９】
螺合により形成された間隔は、材料拡張を吸収するという事実により、側面に抑圧された材料が、ボルト頭の領域または、ハウジング上部における予想外または望ましくないスポットに残留することが防止され、ねじ接続の締まりに影響を与えない。このことにより、シール接続の信頼性は、更に改善される。
【００１０】
更に、本発明の他の実施例において、固定ねじのボルト頭は、締まり嵌めネック部に対向する側面のボルト頭の接続表面を含む。固定ねじが螺合されると、前記締まり嵌めネック部は、ボルト頭の接続表面に近接する領域の対応するねじ穴を囲むハウジングの接続表面と締まり嵌めされる。
【００１１】
接続表面は、ハウジング上部での固定ねじの支持と、接続の安定度を強化する。締まり嵌めネック部は有用に適用され、締め付けトルクが適切に選択されると、ボルト頭の接続表面は、ハウジングの対向する面に緊密に締まる。装備時に、接続の気密度と安定度及び信頼度は更に強化される。安定度及び気密度は、複数回の１０５
Pa（パスカル）の油圧に耐えなければならないギアハウジングの多重ねじ接続に対して特に有用に達成される。
【００１２】
本発明の他の実施例では、締まり嵌めネック部と対応する固定ねじのボルト頭の接続表面の間に円周接面連続変移が形成される。
【００１３】
接面連続変移により、ねじ穴の周囲の不均一や、不均一丸み度の補正を許容する。
【００１４】
さらに他の好ましい実施例において、ねじ軸の高さ及び(又は傾きはねじ穴の大きさに応じて調整可能である。
【００１５】
このことは、多数の異なったサイズのハウジングに使用することを許容する。又、これはきわめて柔軟な適用であり、多重ねじ接続や、ハウジングの複雑な接続において異なったねじサイズに適用する。
【００１６】
また、他の実施例では、ねじ軸の高さ及び(又は傾きは、ねじ穴の材料に応じて調整可能である。
【００１７】
高さ（典型的には１ｍｍから５ｍｍ）に関して、及び傾き（典型的にはねじ軸に対する１０度から８０度の広い範囲）に関しての締まり嵌めネック部の設計上の可能性は、固定ねじの完全なる材質への適合を許容する。特に、材料硬度及び締め付けトルクにおけるねじ穴の周囲の可鍛変形の結合度に関しての適合を許容する。更に、ハウジング部材における種種の大きな製造公差に対応することが可能である。市場で入手可能な一般的なハウジング材料を考慮すると、この構成はシール材料の信頼性と使用方法の多様性を保証している。
【００１８】
クレーム８から９の好適な実施例によると、基底部がボルト頭に対向した締まり嵌めネック部は、円錐台、球状扇、あるいは双局面状扇としている。
【００１９】
締まり嵌めネック部の種種の設計が可能であるため、材質に対する固定ねじの適合性、ハウジング部材のサイズ及び公差は、更に改善され、使用範囲がさらに広くなる。シーリング錐を形成する円錐台締まり嵌めネック部は、特に容易かつ経済的に製造される。
【００２０】
本発明の更に好適な実施例において、締まり嵌めネック部の少なくともその表面は、強化鋼で構成される。
【００２１】
ハウジング部材において、特に鋼、鉄、あるいはアルミニウムで構成されているハウジング部材に関して、強化鋼表面の締まり嵌めネック部は、対応するハウジング部材の対シーリング面を安定して形成するのに特に効果がある。原則として、ハウジング部材はねじ材料と共通する材料で構成し、あるいは適宜選択された異種ではあるが類似する材料の組み合わせからなる。
【００２２】
本発明のさらなる詳細は、以下の詳細な説明と、添付した好ましい実施例が記載された図面によって明らかにされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
基本的に、ねじ接続は一連の固定ねじを含み、ハウジング上部６はハウジング底部と共に螺合される。
【００２４】
図１は、ねじ接続の断面図である。簡略化のために、関連ハウジング部６、７と共に、一つの固定ねじのみ示す。実際のねじ接続は、車両のギアハウジングのフランジ接続を形成するようなリング状に配置された一連の固定ねじを含む。本発明は固定ねじの単体を例として説明する。よって、この説明はその他の固定ねじについても敷衍する。
【００２５】
固定ねじ１は、支持面９を備えるボルト頭３、ねじ軸４及びねじ山５からなる。ねじ軸４とハウジング部材３の間に、締まり嵌めネック部２、好適例としてシール錐が形成される。固定ねじ１を受容するために、ハウジング部６、７はねじ穴８を含み、底部のハウジング部７に連続して位置するねじ穴８は、雌ねじ１２を含む。
【００２６】
固定ねじ１が（矢印の向きに）ねじ込まれると、シール錐２はハウジング上部６の接続穴（ねじ穴）８に外周に接触し、ボルトが（右図のように）更にねじ込まれると穴の外部領域に抑圧される。こうして、対シーリング面１１が、即ち、対向錐が、順応性がある変形によって形成される。この対向錐は、固定ねじ１のシール錐と共動してシーリング接合を形成する。従って、ボルト頭の支持面９は、ハウジング上部６の隣接上部ハウジング接続面１０と緊密に調和する。シーリング接合の形成により、フランジシーリングの漏れやハウジング破壊を通じてハウジング上部６の接続穴８に浸入する可能性のあるハウジング内部のギアオイル、油圧オイルといったサービス流体は、外部に流出しない。
【００２７】
シール錐は、高さ１３と、ねじ軸４に対する傾き１４（標準開口角の半分）をそれぞれ有している。シール錐２の高さ１３及び傾き１４は、特にハウジング上部６の材質、さらにまた特に、ハウジングの接続穴８の大きさ及び製造交差によって変更することが可能である。
【００２８】
このように、高さ１３、傾き１４、及びシール錐２の基底部直径の適切な組み合わせを表１に示す。これらは、本発明のために変更したＤＩＮ９１２規格の固定ねじサイズＭ８に基づいている。
【００２９】
錐の高さ１３    錐の傾斜１４    基底部直径
（ｍｍ）          （°）          （ｍｍ）
１              ４５          １０．０
５              １１          １０．０
１              ５１          １０．５
５              １４          １０．５
表１：固定ねじＭ８についてのシール錐２の設計例
【００３０】
材料拡張部を受容するために空隙が設けられる。図２ａは、ハウジング上部６のトリム２５による空隙を示した拡大図である。図２ｂは、ハウジング上部６のスキム２６による切り込み内に出現する空隙である。
【００３１】
さらなる好ましい実施例として、図３は、シール錐２とハウジング部材３の間の接面連続変移部３７を備える固定ねじ１を示す。接面連続変移部３７は、ハウジング上部６の、特に接続穴８の部分の不均一表面及び丸み度はずれを補償する。
【００３２】
更に、本発明は以下の特徴を含む。
【００３３】
１．温度変動及び膨張係数の異なる材質の場合の気密度及び締め付けトルクは、締まり嵌めネック部の特別な設計により保証される。
【００３４】
アルミニウムハウジング及び鋼シール錐の例として、図１から図３に加えてねじ接続の機能が示される。
【００３５】
締まり嵌めネック部として、図の内部シール錐を備えるねじが図１の接続穴８に螺合されると、穴の上部周縁に錐部が押し込まれる。穴の周縁部は、抑圧される錐に応じて変形し、シーリング面を形成する。従来の短い突出部のねじと異なり、本発明によれば、穴の上部周縁部は、ハウジング上部６の穴８の空隙に落ち込むことはない。その代わり、穴の上部周縁部は、変形して穴の開放端に押し込まれる。
【００３６】
図３の接面連続変移部３７又は”接面周縁部”が、突出部と錐部の間に更に設けられ、シール特性が更に改善される。材料が他の方向に逃れることができないために、変形した材料は、接面部によりよく適合し、シーリング面は拡大する。境界は、幾何学的に更に好ましく調整される。
【００３７】
多数の熱間／冷間サイクルの後、本発明によるシールは気密を保持し続ける。
【００３８】
本発明のねじ接続が、冷間状態において、定義されている最大の締め付けトルクで螺合されると、冷間状態で密封度を維持する。
【００３９】
図１及び図２において、温度上昇に伴って材料が暖まり、膨張すると、ハウジングの材料は、ハウジングに存在する空隙に”流れ込み”、温度が下降すると元の形状に戻る。錐２のシーリング面及び接面領域は更には拡張しないので、シール表面は幾何学的形状を変更することはない。従って、エンジンやギアの作動温度のような高温時でも、ねじ接続は規定締め付けトルクを維持する。
【００４０】
冷間状態に部材が引き戻されると、変形は元の状態に引き戻される。ここで、シーリング面自体は変形せず、シーリング面外の上記の部分だけが変形する。これにより、気密度及び規定の締め付けトルクは、冷めた状態でも維持される。要するに、ねじの締め付けトルク及び気密度は、多数回の冷間／熱間サイクルを経ても、変化しない。気密度及び初期規定締め付けトルクは維持される。
【００４１】
これは、図６に示される。シール錐又はシール錐部は、シールの形状がハウジング上部６の空隙６０と組み合わさるように形成される。温度変化、シール錐の材料、及び異なった温度膨張係数のハウジング６、７により、空隙６０及びねじの錐表面６４に対して、ハウジングは拡張したり収縮したりし、基本的には変化せず、締め付けトルク及び気密度を連続的に保証する。
【００４２】
２．再装備及び補修時の取り外し
【００４３】
再装備及び取り外しの場合、締め付けトルク及び気密度は、同じ締まり嵌めネック部で保証される。機能は上記と同様であり、違いは、再装備の場合、同じ締まり嵌めネック部、又は新規シール錐が形成済みの穴に装着される。
【００４４】
３．可能な設計及び変更
【００４５】
図１から図３において、接面連続変移部３７を備えるか、又は備えない、いわゆる締まり嵌めネック部２は、必ずしもねじと一体部品ではない。図４に示すように、内部穴を備えるシール錐という別部品４０が、標準ねじと組み合わされと本発明の効果をもたらすことも可能である。シーリング面はハウジング上部６の穴と結合する。この形状は、締まり嵌めネック部２で述べたようにシーリング面と回転対称となる。シーリング面４２は、内部穴の軸と法線をなすボルト頭に設けられている。
【００４６】
上記の例において、ねじ接続の構成要素であり、かつハウジングの上部及び下部を接続する接続穴は、非円形断面を有する。”シール錐”は、適合する非円形外部表面を備え、幾何学的には円錐ではない。シール錐は内部穴を備え、またその内部穴は、本発明の締まり嵌めネック部を有するねじと又は分離内部シール錐を伴った標準ねじと結合された場合には、シーリング面として機能する内部錐を備える。これにより、必要性があるかも知れない非円形穴もシール可能となる。
【００４７】
図５に示すように、本発明のシールは、連結することが可能である。
【００４８】
シール錐はハウジング部材より硬度が高く、従って図１ａ及び図１ｂに示すように、ハウジングの穴の周縁部は容易に変形する。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
４．本発明は異なった分野で利用できる。異なった温度及び材質で気密度及び安定度を求めるねじ接続に対する要求が高い場合に特に有効である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】固定ねじのねじ接続を示す側面図、左図は、螺合前、右図は、螺合後の図である。
【図２】ハウジング扇形状の上部の拡大図、ａ）はトリムによる間隙、ｂ）はスキミングによる間隙を示す。
【図３】接面連続変移の固定ねじの断面図である。
【図４】ねじとハウジング穴（変形なし）が共動して、本発明による螺合されたシール錐の外形である。
【図５】ねじとハウジング穴（変形なし）が協同して、本発明による螺合された二つシール錐の外形である。
【図６】冷間状態（破線）と熱間状態（一点鎖線）の非実寸大のシール錐のねじ接続を示す。
【図１】
2005530106.tif 000003
2005530106.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図６】
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【国際調査報告】
2005530106.tif 000008
2005530106.tif 000009
2005530106.tif 000010
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