(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
締結要素（１）を穴（１９）にねじ止めするために、穴（１９）に雌ねじをタッピングするねじ引き込み部と、長手方向軸（１１）に沿って前記ねじ引き込み部に接続される雄ねじ（８）とを有するセルフタッピングねじ部（３）を有し、前記長手方向軸（１１）に沿って締結対象部材（１８）の前記穴（１９）に挿入する挿入部（２）であって、前記雄ねじ（８）は一定の外径（ｄｇａ）、一定のコア径（ｄｇｋ）、及び前記長手方向軸（１１）沿いに一定のねじピッチ（ｐ）を有し、前記ねじ引き込み部は、前記ねじ引き込み部の利用可能領域において前記雄ねじ（８）の前記コア径（ｄｇｋ）よりも大きく、前記長手方向軸（１１）沿いに徐々に増加する外径を有することを特徴とする前記挿入部（２）と、
前記穴（１９）の外側に配置され、前記締結要素（１）にトルクを加えるためのインターフェイス構造（１２）を有する装着部（５）と、
を備えた前記締結要素（１）において、
前記締結要素（１）の前記挿入部（２）の端面には斜面が設けられ、前記斜面は前記端面から最も前記端面側に位置する前記雄ねじの頂点に向かって広がるように形成され、前記ねじ引き込み部に部分的に重なるように延び、
前記ねじ引き込み部の前記利用可能領域の前記長手方向軸（１１）沿いの長さは、前記雄ねじ（８）の前記ねじピッチ（ｐ）の最大１．３倍である、
ことを特徴とする前記締結要素（１）。
【請求項２】
前記ねじ引き込み部の前記利用可能領域の前記長手方向軸（１１）沿いの前記長さが前記雄ねじ（８）の前記ねじピッチ（ｐ）の最大１．２倍、特に最大１．１５倍である、ことを特徴とする請求項１に記載の締結要素。
【請求項３】
前記ねじ引き込み部の前記利用可能領域の前記長手方向軸（１１）沿いの前記長さが前記雄ねじ（８）の前記ねじピッチ（ｐ）の少なくとも０．４倍、特に少なくとも０．５倍である、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の締結要素。
【請求項４】
前記雄ねじ（８）のねじ高（ｈ）が０．２ｍｍから１．５ｍｍ、特に０．４ｍｍから１．０ｍｍである、ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１つに記載の締結要素。
【請求項５】
前記ねじピッチ（ｐ）が０．５ｍｍから２ｍｍ、特に０．６ｍｍから１．３ｍｍである、ことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１つに記載の締結要素。
【請求項６】
前記雄ねじ（８）のフランク角が４５°から７５°、特に５５°から６５°である、ことを特徴とする請求項１乃至５の何れか１つに記載の締結要素。
【請求項７】
前記ねじ部（３）の外径（ｄｇａ）が２ｍｍから２０ｍｍ、特に３ｍｍから１２ｍｍ、特に４ｍｍから１０ｍｍ、及び／又は前記ねじ部（３）、特に前記雄ねじ（８）が軸方向の範囲を有し、前記締結要素（１）の長手方向軸（１１）の方向のねじ長（ｇｌ）が３ｍｍから１０ｍｍ、特に３ｍｍから８ｍｍである、ことを特徴とする請求項１乃至６の何れか１つに記載の締結要素。
【請求項８】
前記ねじ引き込み部（２２）の材料の硬度が少なくとも８００ＭＰａ、特に少なくとも１０００ＭＰａである、ことを特徴とする請求項１乃至７の何れか１つに記載の締結要素。
【請求項９】
前記雄ねじ（８）、特に前記締結要素が焼入鋼でできていること、特に焼入鋼からなる、ことを特徴とする請求項１乃至８の何れか１つに記載の締結要素。
【請求項１０】
固定装置（９）が付属の雄ねじ若しくは雌ねじ（１０）又はクリップ要素若しくはキャッチ要素として作製される、ことを特徴とする請求項１乃至９の何れか１つに記載の締結要素。
【請求項１１】
請求項１乃至１０の何れか１つに記載の締結要素（１）を製造するための方法であって、
ａ）長手方向軸（１１）を有する半製品を作製する工程と、
ｂ）前記半製品に前記締結要素（１）にトルクを加えるためのインターフェイス構造（１２）を装着する工程と、
ｃ）前記長手方向軸（１１）沿いに前記半製品の一つの端面まで延びるように、前記半製品にセルフタッピングねじ部（３）となるねじを切る工程と、
ｄ）前記半製品の前記端面に斜面を形成する工程と
を備え、
セルフタッピングねじと前記斜面とは少なくとも部分的に重なって、穴に雌ねじをタッピングするためのねじ引き込み部を構成し、前記穴にねじ止めされる雄ねじ（８）が前記長手方向軸（１１）沿いに前記ねじ引き込み部に接続される、
ことを特徴とする方法。
【請求項１２】
工程ｄ）が工程ｃ）の後に実行される、ことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
工程ｃ）が工程ｄ）の後に実行される、ことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
請求項１乃至１０の何れか１つに記載の締結要素（１）を締結対象部材（１８）に留め
付けるための方法であって、
ねじ無しの穴（１９）を前記締結対象部材（１８）に作製する工程と、
前記穴（１９）に前記締結要素（１）をねじ止めする工程であって、前記穴（１９）に前記締結要素（１）のねじ引き込み部により雌ねじをタッピングし、前記ねじ引き込み部に接続された前記締結要素（１）の雄ねじ（８）が前記穴（１９）にねじ止めされることによって、特に形状同士の噛合により前記締結要素（１）が前記締結対象部材（１８）に留め付けられる工程と
を備え、
前記締結対象部材（１８）の前記雌ねじと前記締結要素（１）の前記雄ねじ（８）は、０．２ｍｍから２ｍｍ、好ましくは０．３ｍｍから１ｍｍ、特に０．４ｍｍから０．７ｍ
ｍの径方向の溝（ｄ）でお互いに噛合する
ことを特徴とする方法。
【請求項１５】
前記穴（１９）は穴長（ｂｌ）が３ｍｍから１２ｍｍ、特に３ｍｍから９ｍｍの貫通していないめくら穴として形成され、及び／又はねじ没入長（ｇｅｌ）が２ｍｍから８ｍｍ、特に３ｍｍから６ｍｍの前記締結要素（１）の前記雄ねじ（８）が、前記締結対象部材（１８）にねじ止めされる、ことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、締結要素、締結要素を製造するための方法、及び締結要素を留め付けるための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
締結要素は、締結対象部材、例えば鉄製の容器の床の基板に、格子等の固定部材を留め付けるために用いる。そのためには、掘削装置で基板に穴を切削してから、穴に締結要素をねじ止めする。ここで言う穴は、締結要素のねじ部の雄ねじの外径よりも小さな直径を有する。締結要素の雄ねじは、締結対象部材へねじ込んでねじ切り、すなわちタッピングすることによって、締結要素を穴に留め付ける。
【０００３】
容器の薄い壁に締結要素を留め付けるには、壁に２ｍｍから８ｍｍの短い穴長のめくら穴を作製する以外にない。さらに、締結要素を穴に留め付けた後には、締結要素に固定部材を固定する必要がある。
【０００４】
さらに、締結要素は、前端部にねじを有さない先細った円錐形の先端と、外径が大きくなっていくねじ部の雄ねじのねじ引き込み部とを有する。ねじ無しの先端及び直径が大きくなっていくねじの雄ねじの部分のために、直径が最大かつ一定であるねじ部の一部のみが締結対象部材の穴に締結要素を留め付けるうえで役立つ。先細った円錐形のねじ無しの先端及び直径が大きくなっていくねじ引き込み部は、締結要素の長手方向軸の方向の前端から後端に延びて、締結要素を留め付けるために用いられる穴長に対応する部分となるよう構成されている。
【０００５】
セルフタッピングねじは、通常ねじ転造法を用いて製造される。ＤＩＮ７５００規格では、ねじ引き込み部の軸方向の長さが、ねじピッチの少なくとも１．５倍、最大で４倍である。これより短いねじ引き込み部が大きな荷重に晒された場合、一つのねじをタッピングしている間に破損が起こり得る。その一方、直径の急激な変化は転造によっては通常製造しえない。そのため、外径が約１０ｍｍ以下の既知のねじでは、ねじ引き込み部の軸方向の長さはねじピッチの２倍以上ある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、比較的大きな保持力で比較的短い穴長の穴に留め付けることができる締結要素を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この目的は、長手方向軸に沿って締結対象部材の穴に挿入される挿入部であって、セルフタッピングねじ部と雄ねじとを有し、セルフタッピングねじ部は穴の内側に雌ねじをタッピング、好ましくは切削又は成形するねじ引き込み部を有し、雄ねじは長手方向軸に沿ってねじ引き込み部に接続されて、穴、好ましくは穴の雌ねじにねじ込まれる挿入部を備えた構成の締結要素により達成される。ここで、雄ねじは略一定の外径、略一定のコア径、及び長手方向軸に略一定のねじピッチを有し、ねじ引き込み部は長手方向軸沿いに増加、好ましくは徐々に増加する外径を有し、ねじ引き込み部の利用可能な範囲において外径は雄ねじのコア径よりも大きい。締結要素は、穴の外側に配置され、締結要素にトルクを加えるためのインターフェイス構造を有する装着部をさらに備える。本発明では、ねじ引き込み部の利用可能領域の長手方向軸沿いの長さは、雄ねじのねじピッチの最大１．３倍、好ましくは最大１．２倍、特に好ましくは最大１．１５倍である。
【０００８】
ねじ引き込み部の長さを短くすることにより、雄ねじの長さが長くなり、より大きな引抜力に耐えることができる。これは、例えば約８ｍｍ以下の短い穴長の穴の場合に特に優位性がある。穴に雌ねじをタッピングする際には、短縮されたねじ引き込み部もより大きな荷重に晒される。しかし、特に穴長が短い場合、この荷重が雄ねじの損傷を引き起こすことはない。
【０００９】
本発明の態様において、ねじ引き込み部及び／又は雄ねじは被膜（コーティング）を有する。被膜としては、穴のタッピング及び／又は掘削の際に穴に生じるねじ引き込み部及び／又は雄ねじと雌ねじとの間の摩擦を低減する摺動（Gleitbeschichtung）皮膜を備えることが好ましい。被膜としては、穴中の締結要素が緩む危険性を低減するために、穴での雄ねじと雌ねじの間の接着を強固にする接着（Haftbeschichtung）皮膜をさらに備えることが好ましい。接着皮膜として好ましいのは、マイクロカプセル化アクリレート系の反応性皮膜であって、タッピングの際にそのマイクロカプセルが圧縮応力及び／又はせん断応力によって破壊されることにより、放出される成分がタッピングプロセスの終わりまでに混合及び硬化される。
【００１０】
本発明の１つの態様では、ねじ引き込み部の利用可能範囲の長手方向軸沿いの長さは、雄ねじのねじピッチの少なくとも０．４倍、好ましくは少なくとも０．５倍である。穴長が短くても、これによって過大な荷重がねじ引き込み部に作用せず、穴に雌ねじをタッピングする際に雄ねじが破壊されないことが保証される。
【００１１】
本発明の態様において、雄ねじの高さは０．２ｍｍから１．５ｍｍ、好ましくは０．４ｍｍから１．０ｍｍである。雄ねじのねじ高さが低すぎると雄ねじを穴にタッピングする際の深さが不十分になるため、低すぎないようすべきである一方、雄ねじのねじ高さが高すぎると雄ねじが容易にせん断されてしまうため、高すぎないようにもすべきである。いずれの場合においても、例えば、比較的短い穴長である８ｍｍ未満の穴に取り付けると、状況によっては十分な引抜力が得られないこともある。
【００１２】
本発明の態様において、ねじピッチは０．５ｍｍから２．０ｍｍ、好ましくは０．６ｍｍから１．３ｍｍである。雄ねじのねじピッチが小さすぎると雄ねじの幅が狭すぎて容易にせん断されてしまうため、小さすぎないようにすべきである一方、雄ねじのねじピッチが大きすぎると状況によっては穴の表面が十分に生かせないこともあるため、大きすぎないようにもすべきである。また、いずれの場合においても、例えば、比較的短い穴長である８ｍｍ未満の穴に取り付けると、状況によっては十分な引抜力が得られないこともある。
【００１３】
本発明の態様において、雄ねじのフランク角は４５°から７５°、好ましくは５５°から６５°である。雄ねじのフランク角が小さすぎると雄ねじの幅が狭すぎて容易にせん断されてしまうため、小さすぎないようにすべきである一方、雄ねじのフランク角が大きすぎると状況によっては穴の表面が十分に生かせないこともあり、又は十分な深さまで雄ねじが穴に切削されないため、大きすぎないようにもすべきである。また、いずれの場合においても、例えば、比較的短い穴長である８ｍｍ未満で穴に取り付けると、状況によっては十分な引抜力が得られないこともある。
【００１４】
本発明の態様において、ねじ部の外径は２ｍｍから２０ｍｍ、好ましくは３ｍｍから１２ｍｍ、特に好ましくは４ｍｍから１０ｍｍである。
【００１５】
本発明の１つの態様では、ねじ部、好ましくは雄ねじが軸方向の大きさを有し、締結要素の長手方向軸沿いのねじ長が２ｍｍから１０ｍｍ、好ましくは３ｍｍから８ｍｍである。ねじ部のねじ長は、特にねじ長全体を穴内に収めることができ、よって力を締結対象部品に締結要素のねじの長さ全体で伝達することができるように設定される。
【００１６】
本発明の１つの態様では、ねじ引き込み部の材料の硬度が少なくとも８００ＭＰａ、好ましくは少なくとも１０００ＭＰａである。これによって、雌ねじを穴にタッピングする際に、ねじ端で十分な強度が確保される。ねじ引き込み部及び／又は雄ねじは、焼入鋼でできていることが好ましい。ねじ引き込み部及び／又は雄ねじは、焼入鋼、特に高周波焼入鋼でできていることが特に好ましい。ねじ端がステンレス材料でできていることも好ましい。
【００１７】
本発明の１つの態様において、締結要素は、締結対象部材に締結要素が留め付けられた後に、穴及び／又は隙間並びに締結要素を周辺から密封する密封要素、好ましく密封ディスク及び／又は密封リングを有する。
【００１８】
本発明の１つの態様では、固定部材を固定するために固定装置を装着部に形成する。固定部材は締結要素の装着部に直接固定することも、中間部材を固定装置に固定し、固定部材をその中間部材に固定することによって間接的に固定することもできる。固定装置はおかれた配置状況に応じて構成することにより、固定部材又は中間部材が締結要素の装着部において形状による噛合及び／又は摩擦力による係止による固定ができるようにする。
【００１９】
固定装置は追加の雄ねじ若しくは雌ねじ又はクリップ要素若しくはキャッチ要素として構成されることが好ましく、及び／又は締結要素はロッド又はボルトの形態で構成される。雄ねじ又は雌ねじにより、非常に簡単に固定部材を雄ねじ又は雌ねじにねじ止めすることができる。便宜上、当然のことながら、中間部材は固定装置として雄ねじ又は雌ねじにねじ止めすることもできる。これとは別に、装着部に、固定部材又は中間部材がキャッチ接続又はクリップ接続により安全に保たれ得る、環状溝も形成することができる。締結要素は長手方向軸を有するロッド又はボルトの形態で構成されることが好ましく、長手方向軸は挿入部及び装着部の共通の長手方向軸であることが好ましい。固定装置は、形状による噛合及び／又は摩擦力による係止により締結要素に固定部材を固定するための、専用の固定手段を少なくとも一つ有することが好ましい。
【００２０】
本発明の１つの態様において、インターフェイス構造は同軸及び／若しくは同心円並びに／又は締結要素の長手方向軸について点対称に設計されており、及び／又はインターフェイス構造は凹部又は凸部として構成され、好ましくは締結要素の後端領域又は装着部で軸方向に向いている。軸方向の凸部としての態様において、インターフェイス構造は、例えば、内部ポリゴンソケットとして、好ましくは側面が円形の内部ポリゴンソケットとして、特に好ましくは正方形内部ソケット、六角形内部ソケット、又は円形ソケットとして構成される。凹部としての態様において、インターフェイス構造は、例えば、外部ポリゴンヘッドとして、好ましくは六角形外部ヘッド又は正方形外部ヘッドとして構成される。締結要素をインターフェイス構造としての内部ポリゴン又は外部ポリゴンで回転させるために、トルクを締結要素に加えることができることから、ねじ部の雄ねじが締結対象部品材の穴にねじ止めされて挿入部で雄ねじにより雌ねじが穴にねじ切りされ、よって締結要素が穴にねじ止めされる。インターフェイス構造は、好ましくはスロットドライブを、特に好ましくは十字スロットドライブをさらに備えることが好ましい。
【００２１】
本発明の１つの態様において、挿入部の前端領域がネジ無しの先端部無しで構成され、及び／又は挿入部の雄ねじが挿入部の略全体、特に挿入部の前端領域に構成され、特に移行部から装着部へと離れている。締結要素は、前端領域にネジ無しの先端部を有していないため、ねじ部の雄ねじのねじ長全体を都合よく挿入でき、締結対象部品の穴で形状同士の噛合により留め付ける。よって、締結対象部材の穴長が３ｍｍから８ｍｍ程度であっても、締結要素から締結対象部品に大きな力を伝達することができる。
【００２２】
本発明の態様において、装着部の外径は、ねじ部の外径より大きく、少なくとも４％大きいことが好ましい。装着部の外径は、装着部の最大直径であることが好ましい。
【００２３】
本発明の１つの態様において、締結要素又は雄ねじは一体型及び／又は一つ又は複数の好ましくはステンレス及び／又は焼入及び／又はマルテンサイトの金属若しくは合金で、特に金属、例えば炭素鋼及び／又はセラミック及び／又は好ましくはシースプラスティックで構成する。
【００２４】
締結要素を製造するための方法は次のようにして達成される。すなわち、締結要素及びセルフタッピングねじにトルクを加えるため、半製品にインターフェイス構造を形成してセルフタッピングねじ部を作製し、そのセルフタッピングねじが長手方向軸沿いに半製品の端面まで延びるようにすることを特徴とする方法である。本発明では、別の工程で半製品の端面に斜面が形成され、その工程ではセルフタッピングねじと斜面を部分的に重ねてねじ引き込み部を形成し、雌ねじを穴にタッピング、好ましくは切削するとともに、タッピング、好ましくは切削によりねじ引き込み部に接続されて長手方向軸に沿って伸びる雄ねじを長手方向軸沿いに穴にねじ止めする。このようにして、ねじ引き込み部の構造、特に長手方向軸沿いのねじ引き込み部の長さを正確に調節することができる。特に、ねじ引き込み部の長さを雄ねじのねじピッチの最大１．３倍、好ましくは最大１．２倍、特に好ましくは最大１．１５倍に調節することができる。
【００２５】
１つの態様において、セルフタッピングねじが半製品に形成されるまで、斜面は形成されない。本発明のもう１つの形態では、斜面が作成された後に、セルフタッピングねじが半製品に形成される。
【００２６】
本発明の１つの態様において、斜面は機械加工法、好ましくはミリング法で形成されることが好ましい。代わりに、斜面を成形法（Urformverfahren）又は転造法（Walzverfahren）で形成する。本発明のもう１つの態様において、セルフタッピングねじは転造法で作製する。代わりに、セルフタッピングねじは、成形法又は機械加工法による切削により作製することが好ましい。
【００２７】
本発明の１つの態様では、斜面の拡大角度は６０°から１５０°、好ましくは７０°から１２０°である。また、状況によっては、斜面により締結要素が穴に挿入されやすくなる。ここで言う穴の直径はねじ部の雄ねじのコア径より大きく、ねじ部の雄ねじの外径よりも小さい。斜面でのコア径は、ねじ部での雄ねじのコア径と実質的に等しく、乖離が１０％未満であることが好ましい。斜面と雄ねじのコア径が等しいことが特に好ましい。
【００２８】
締結対象部材に締結要素を方留め付けは次のような方法によって達成される。ねじ無しの締結対象部材の穴はタッピングされ、締結要素は穴にねじ止めされることにより、穴で締結対象部材に好ましくは切削又は雄ねじによりタッピングされることにより雌ねじが形成されることによって、好ましくは形状同士の噛合で締結要素が締結対象部品に締結される。本発明において、締結対象部材の雌ねじと締結要素の雄ねじがお互いに噛合する際の正目（radiale Einfurchung）は０．２ｍｍから２ｍｍ、好ましくは０．２ｍｍから１ｍｍ、特に好ましくは０．２ｍｍから０．７ｍｍである。この正目が小さすぎると穴に雄ねじが必要以上に深く切削されるため、小さすぎないようにするべきである一方、大きすぎると雄ねじが容易にせん断されてしまうため、大きすぎないようにもすべきである。また、どちらの場合においても、例えば、比較的短い穴長である８ｍｍ未満で穴に取り付けると、状況によっては十分な引抜力が得られないこともある。
【００２９】
本発明の１つの態様では、ねじ部の雄ねじのねじピッチは０．５ｍｍから２ｍｍ、好ましくは０．６ｍｍから１．２ｍｍである。雄ねじのねじピッチが小さすぎると雄ねじの幅が狭すぎて容易にせん断されてしまうため、小さすぎないようにすべきである一方、雄ねじのねじピッチが大きすぎると状況によっては穴の表面が十分に生かせないこともあるため、大きすぎないようにもすべきである。
【００３０】
本発明の態様において、穴は貫通していないめくら穴として形成され、穴長は３ｍｍから１２ｍｍ、好ましくは３ｍｍから９ｍｍ、特に好ましくは８ｍｍ未満である。ねじ没入長が２ｍｍから８ｍｍ、好ましくは３ｍｍから６ｍｍの締結要素の雄ねじも締結対象部材にねじ止めすることが好ましい。穴長及び／又はねじ没入長が小さすぎると締結要素が十分に支えられないため、小さすぎないようにすべきである一方、穴の締結要素の留め付け量に悪影響を及ぼすので、雌ねじの穴へのタッピングの際に雄ねじ又はねじ引き込み部に摩耗が生じないように、大きすぎないようにもすべきである。
【００３１】
本発明の１つの態様では、穴、特にめくら穴をさん孔機及びドリルで穿孔する。穴の穴長が所定値になるように、深さ止め又はステップドリルを用いるのが好ましい。
【００３２】
本発明の態様では、好ましくは動力作動機器、特に好ましくは電動ねじ止め機を用いて穴、特にめくら穴に締結要素が留め付けされる。ねじの没入長が所定値になるように、深さ止めが電動ねじ止め機で用いられるか、肩部が締結要素か、その周囲に配置されていると好ましい。さらに、設定プロセス中に所定のトルク値に到達すると自動的に停止するねじ止め機の使用が好ましく、電子的なトルク検出機能を有する装置の使用は特に好ましい。
【００３３】
本発明の態様において、穴は締結対象部材としての容器の壁に切削される。さらに穴は、鉄、特に鉄鋼、鋳鉄、銅、又はアルミニウムでできた締結対象部材へとタッピングされることが好ましい。
【００３４】
本発明の態様では、穴が切削され、直径が締結要素のねじ部の雄ねじのコア径より大きく、締結要素のねじ部の雄ねじの外径より小さくなる。
【００３５】
本発明の１つの態様では、締結要素が穴に留め付けされた後に、好ましくは固定装置を用いて、固定部材、好ましくは格子、ライン、又はレールを穴の外側の締結要素の装着部に固定する。本発明のもう１つの態様において、形状同士の噛合及び／又は摩擦力による係止を利用した固定装置を用いることにより、固定部材を直接的又は間接的に締結要素に固定する。
【００３６】
本発明の実施例は、添付の図面を参照しながら、以下においてより詳細に記載する。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】第１の実施例の締結要素の長手方向断面図である。
【図２】第２の実施例の締結要素の長手方向断面図である。
【図３】締結対象部品の穴における図１の締結要素の長手方向断面図である。
【図４】締結対象部品にねじ止めされる図３の締結要素の雄ねじの部分的長手方向断面図である。
【図５】第３の実施例の締結要素の側面図である。
【図６】図５の締結要素の部分図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
図１は、鋼製の締結要素１の第１の実施例を断面図で示す。一体型の締結要素１は、挿入部２と、装着部５とを有する。挿入部２は、締結対象部材１８の穴１９に締結要素を挿入するために用いる（図３）。穴１９は、貫通していないめくら穴２１として形成される。挿入部２はねじ部３とねじ無しの遷移部４にさらに分けられ、ねじ部３は雄ねじ８と、ねじ引き込み部２２とを備える。遷移部４は装着部５へつながる構成要素であるため、その直径は一貫して増加し、装着部５の外径ｄａａはねじ部３の外径ｄｇａよりも大きい。挿入部２のねじ部３の外径８は、コア径ｄｇｋも含む。
【００３９】
追加的に付加される雄ねじ１０は、固定装置９として装着部５の外周に形成される。追加的に付加される雄ねじ１０は、固定装置９として固定部材の直接的及び間接的な固定に用いられる。固定部材は、例えば格子、ライン、又はレールであり、締結要素１に固定すべきものである。そのためには、固定部材を雄ねじ１０に直接ねじ止めしても、又は中間部材を雄ねじ１０にねじ止めしてから固定部材を中間部材（非表示）にねじ止めしてもよい。雄ねじに穴等を有する固定部材を配置し、中間部材としてのナットでその固定部材をきつく締めてもよい。
【００４０】
締結要素１は、前端面６と、後端面７とを有する。斜面角度αが３１°の斜面１７は、例えば、ねじ部３の前端面６及び／又は締結要素１の前端領域であるねじ部３に形成される。締結要素１を穴１９に挿入する際は、斜面１７があるため、締結要素１をより容易に穴１９に挿入することができる。さらに、トルクを締結要素１に加えるためのインターフェイス構造１２が、締結要素１の後端領域に形成される。このために、凹部１５を装着部５の後端面７に切削し、六角形凹部１３が凹部１５に形成される。そのため、締結要素１の前端領域を穴１９に挿入した後に、工具、例えば六角形挿入ビットレンチを六角形凹部１３に挿入し、締結要素１にトルクを加え、長手方向軸１１の方向に前向きに締結要素１に押圧力を加えることができ、このようにしてねじ部３のねじ引き込み部２２によって、締結対象部材１８にセルフタッピング方式でめくら穴２１の穴１９に雌ねじを切削することができる。
【００４１】
ねじ引き込み部２２の外径は、長手方向軸１１沿いに徐々に大きくなる。ねじ引き込み部２２の利用可能範囲２３の外径が雄ねじ８のコア径ｄｇｉよりも大きいのは、より小さな外径を有するねじ引き込み部の領域は任意に設けることができるが、その部分はねじの形成に利用することができないためである。ねじ引き込み部２２の利用可能領域２３の長手方向軸１１沿いの長さは、雄ねじ８のねじピッチｐの略半分である。
【００４２】
図２は、ロッド型及びボルト型の締結要素１の第２の実施例を示す。以下では、基本的に、図１の第１の実施例との比較に基づく差異のみについて記載する。インターフェイス構造１２は、六角形挿入ビット１４として、また凸部１６として締結要素１の後端領域に形成される。このために、凸部１６は装着部５に装着される。
【００４３】
図３は、穴１９に留め付けする図１に記載の締結要素１の第１の実施例を示す。締結要素１を締結対象部材１８、換言すると厚さ４ｍｍから８ｍｍの容器の壁２０に留め付けるために、最初にドリルを用いてめくら穴２１を穴長ｂｌが３ｍｍの穴１９として切削する。このため、残厚２ｍｍの壁２０が、例えば、めくら穴２１の端に残る。次に、ねじ部３の外径ｄｇａが斜面１７の外径と等しいため、締結対象部材１８により形成されためくら穴２１及び／又はめくら穴２１の境界線に、斜面１７が達するまで締結要素１の挿入部２を穴１９に挿入する。ねじ部３の外径ｄｇａは、穴１９の直径よりも大きい。次に、六角形内部ソケットによりトルクを締結要素１に加え、長手方向軸１１の方向でセルフタッピング方式で押圧力をねじ部３のねじ引き込み部２２及び／又はその利用可能領域２３から穴１９に加える。
【００４４】
穴１９に締結要素１を完全にねじ止めした後、ねじ没入長ｇｅｌは３ｍｍとなる。さらに、雄ねじ８のねじピッチｐは１．０ｍｍである。雄ねじ８のねじ長ｇｌは、ねじ没入長ｇｅｌよりも若干長い。ねじ切りされた締結対象部材１８からねじ部３の雄ねじ８までの溝ｄは、０．５ｍｍである。溝ｄが０．５ｍｍであるため、締結要素１を安全に締結対象部材１８に留め付けることができ、穴１９に雌ねじをタッピングするために手動で穴１９に雌ねじを切る際の、締結要素１を回転させるために必要なトルクは小さい。ねじ部３の外径ｄｇａが３ｍｍでねじピッチｐが１．０ｍｍであるため、穴１９において締結要素１の安全且つ確実な形状同士の噛合による結合が保証される。
【００４５】
全体としてみると、発明性を有する締結要素１には重要な優位性があることが分かる。穴１９に留め付けられた後には装着部５が穴１９の外側に配置されアクセスが容易になることから、装着部５の固定装置９により固定部材が締結要素１に特に容易に固定できるようになる。挿入部２はねじ無しの端を有していないので、穴１９の内部においてねじ部３の雄ねじの略全体の形状同士の噛合による結合を可能にする。穴１９の直径が一定の領域において、穴１９は締結要素１の形状同士の噛合による結合のみに用いることができる。
【００４６】
図５及び図６は、締結要素５１のもう一つの実施例を正寸で示す側面図である。ボルト型締結要素５１は、締結対象部材（非表示）の穴に長手方向軸５３沿いに挿入する挿入部５２と、穴の外側に配置され、締結要素１にトルクを加えるための円形六角形ソケットとして形成されるインターフェイス構造５５を有する装着部５４とを備える。挿入部５２は、穴に雌ねじを切削、特にタッピングするためのねじ引き込み部５７と、雌ねじにねじ止めするために長手方向軸５３に沿ってねじ引き込み部５７に続く雄ねじ５８とを有する、セルフタッピングねじ部５６を有する。雄ねじ５８は、長手方向軸５３沿いに５．７ｍｍの一定の外径ｄｇａと、３．９６ｍｍの一定のコア径ｄｇｋと、ｈ＝０．５（ｄｇａ−ｄｇｋ）の条件において０．８７ｍｍの一定のねじ高ｈと、６０°の一定のフランク角βと、１．０ｍｍの一定のねじピッチとを有する。ねじ引き込み部５７は長手方向軸５３に沿って増加する外径を有し、外径の値は雄ねじ５８のコア径ｄｇｋから雄ねじ５８の外径ｄｇａまで徐々に増加する。よって雄ねじは、連続的にねじ引き込み部５７に接続されている。ねじ引き込み部５７の利用可能領域の長手方向軸５３沿いの長さは１．１３ｍｍ、雄ねじ５８のねじピッチｐの１．１３倍である。
【００４７】
ねじ引き込み部５７及び雄ねじ５８は、タッピング及びねじ止めの際に、穴でのねじ引き込み部５７及び／又は雄ねじ５８と雌ねじとの摩擦を低減する摺動（Gleitbeschichtung）皮膜（コーティング）を有する。さらに、雄ねじ５８は接着（Haftbeschichtung）皮膜を有し、ねじ止め後に接着皮膜は雄ねじ５８と雌ねじとの穴での接着を増強することで、締結要素５１が穴から緩む危険性を低減する。
【００４８】
ねじ部５６は、長手方向軸５３方向に２．５ｍｍのねじ長を有する。一体型の締結要素５１及び雄ねじ５８は、材料硬度が１０００ＭＰａの高周波焼入鋼でできている。
【００４９】
装着部５４は、締結対象部材に締結要素が留め付けられた後に穴及び／又は穴と締結要素の間の隙間を周辺から密閉する、密封要素を配置することができる環５９を有する。安全な密閉のため、環５９は、締結要素５１をねじ止めすることによって貫通深さを確保する際に穴の縁で止まる係止部６０を有し、よって装着部５４の内周肩６１と締結対象部材との間に所定の形態で密封要素が固定される。
【００５０】
装着部５４は、固定部材（非表示）の固定のための固定装置６２をさらに有する。固定装置５４は、締結要素５１に固定部材をねじ止めする手段として用いることができる、外径８ｍｍの付属の雄ねじとして構成される。
【００５１】
締結要素５１を製造するため、成形法（Urformverfahren）によりインターフェイス構造５５を半製品に加工し、転造法（Walzverfahren）でねじ部５６を作製するためにセルフタッピングねじを半製品に適用する。そうしてミリング法で斜面６３が半製品の前端面に形成され、セルフタッピングねじと斜面６３がお互い重なってねじ引き込み部５７と雄ねじ５８が形成される。
【００５２】
斜面６３の斜面角度は、５２．５°である。状況によって、この斜面により、締結要素の穴への挿入も容易になる。穴の直径は、雄ねじ５８のコア径ｄｇｋよりも大きく、雄ねじ５８の外径ｄｇａよりも小さい。斜面の内径ｄｇｉは、最初は３．５ｍｍである。
【００５３】
ねじ引き込み部５７により形成された、締結対象部材の穴の雌ねじと雄ねじ５８は、正目が０．４ｍｍでお互いに噛合する。ここでいう穴は、例えば穴長が５．７ｍｍのめくら穴として形成されることが好ましい。そして雄ねじ５８は、例えば、ねじ没入長が４ｍｍの締結対象部材にねじ止めされる。ここでいう没入長は、係止部６０により定められる。
【００５４】
本発明の記載は、格子、ライン、又はレールのための締結要素としての実施例に基づくものである。但し、発明性を有する本締結要素は他の用途にも適している。さらに、様々な模範的な実施例の全ての機能をお互いに任意に組み合わせることができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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