(57)【要約】【課題】高い保持力を可能にする、取り付けが容易で自動取り付けに適した締結システムを提供すること。【解決手段】シャンク（１７）と、直径がシャンク（１７）の直径よりも大きく、平坦な端面（２０、２１）を備えた円筒形状を有する環状フランジ（１９）とをもつスタッド（１６）を有する締結システムにおいて、スタッド（１６）に接合することができるナット（１）には、孔（３）内に形成され、螺旋状のねじ山（１１）及びねじ山に隣接して通っているねじ溝（１２）を有し、スタッド（１６）の環状フランジ（１７）を雌ねじ（１０）内にねじ込むことができるように設計された雌ねじ（１０）が設けられる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャンク及び直径が前記シャンクの直径よりも大きい環状フランジを有するスタッドと、孔内に形成された雌ねじを有するナットとを備える締結システムであって、前記雌ねじは、螺旋状のねじ山と前記ねじ山に隣接した位置に形成されたねじ溝を有し、前記スタッドの前記環状フランジを雌ねじ内にねじ込むことができるように設計されたことを特徴とする締結システム。
【請求項２】
前記ナットの前記雌ねじは、一部は前記ねじ山によって、かつ、一部は前記ねじ溝によって境界付けられた導入用開口部を有し、前記導入用開口部は、前記スタッドの前記フランジの最大外径よりも少なくともわずかに大きい最小直径を有することを特徴とする、請求項１に記載の締結システム。
【請求項３】
前記ねじ溝の谷底部は、前記導入用開口部の近くに、前記スタッドの前記フランジの半径よりも大きい、前記雌ねじの中心軸線からの半径方向距離を有することを特徴とする、請求項１又は請求項２のいずれか１項に記載の締結システム。
【請求項４】
前記ねじ溝の前記谷底部と前記雌ねじの前記中心軸線との間の前記半径方向距離は、前記導入用開口部からの距離が増加するにつれて減少することを特徴とする、請求項３に記載の締結システム。
【請求項５】
前記雌ねじは、テーパーねじであることを特徴とする、前記請求項のいずれか１項に記載の締結システム。
【請求項６】
前記スタッド及び前記ナットは、締結位置において前記フランジが前記ねじ山の外側に配置されるように互いに適合されることを特徴とする、前記請求項のいずれか１項に記載の締結システム。
【請求項７】
前記雌ねじの前記ねじ山は、５４０°の最大円周長さを有することを特徴とする、前記請求項のいずれか１項に記載の締結システム。
【請求項８】
前記雌ねじの前記ねじ山は、前記導入用開口部と反対の側に、前記スタッドの前記フランジのための、前記雌ねじの前記中心軸に対して垂直である、平坦な支持面を有する端部区域を有することを特徴とする、前記請求項のいずれか１項に記載の締結システム。
【請求項９】
前記ナットは、前記導入用開口部の側に、前記ナットの弾力的な弾性部分上に配置された支持面を有することを特徴とする、前記請求項のいずれか１項に記載の締結システム。
【請求項１０】
前記ナットの前記弾力的な弾性部分は、円錐形のカラーであることを特徴とする、請求項９に記載の締結システム。
【請求項１１】
前記円錐形カラーは、半径方向のスロットを有することを特徴とする、請求項１０に記載の締結システム。
【請求項１２】
前記スタッドの前記フランジは、平坦な端面を備えた円筒形状を有することを特徴とする、前記請求項のいずれか１項に記載の締結システム。
【請求項１３】
前記スタッドは、溶接によって部品に締結されるＴスタッドであることを特徴とする、前記請求項のいずれか１項に記載の締結システム。
【請求項１４】
前記ナットの前記雌ねじは、角ねじ又は矩形ねじのように設計されることを特徴とする、請求項１０又は請求項１１のいずれか１項に記載の締結システム。
【請求項１５】
螺旋状のねじ山及び前記ねじ山に隣接して通っているねじ溝を有し、かつ、シャンクと、直径が前記シャンクの直径よりも大きい環状フランジとを有するスタッドの環状フランジを雌ねじ内にねじ込むことができるように設計された、孔内に形成された雌ねじによって特徴付けられる、前記請求項のいずれか１項に記載の締結システムのためのナット。
【請求項１６】
前記雌ねじは、一部は前記ねじ山によって、かつ、一部は前記ねじ溝によって境界付けられた導入用開口部を有し、前記導入用開口部は、前記スタッドの前記フランジの最大外径よりも少なくともわずかに大きい最小直径を有することを特徴とする、請求項１５に記載のナット。
【請求項１７】
前記ねじ溝の谷底部は、前記導入用開口部の近くに、前記スタッドの前記フランジの半径よりも大きい、前記雌ねじの中心軸線からの半径方向距離を有することを特徴とする、請求項１５又は請求項１６のいずれか１項に記載のナット。
【請求項１８】
前記ねじ溝の前記谷底部と前記雌ねじの前記中心軸線との間の前記半径方向距離は、前記導入用開口部からの距離が増加するにつれて減少することを特徴とする、請求項１５乃至請求項１７のいずれか１項に記載のナット。
【請求項１９】
前記雌ねじは、テーパーねじであることを特徴とする、請求項１５乃至請求項１８のいずれか１項に記載のナット。
【請求項２０】
前記雌ねじの前記ねじ山は、前記導入用開口部と反対の側に、前記スタッドの前記フランジのための、前記雌ねじの前記中心軸に対して垂直である、平坦な支持面を有する端部区域を有することを特徴とする、請求項１５乃至請求項１９のいずれか１項に記載のナット。
【請求項２１】
前記導入用開口部の側に、弾力的な弾性部分上に配置された支持面を有することを特徴とする、請求項１５乃至請求項２０のいずれか１項に記載のナット。
【請求項２２】
前記弾力的な弾性部分は、円錐形のカラーであることを特徴とする、請求項２１に記載のナット。
【請求項２３】
前記円錐形カラーは、半径方向のスロットを有することを特徴とする、請求項２２に記載のナット。
【請求項２４】
前記雌ねじは、矩形ねじであることを特徴とする、請求項１５乃至請求項２３のいずれか１項に記載のナット。
【請求項２５】
プラスチック製であることを特徴とする、請求項１５乃至請求項２４のいずれか１項に記載のナット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シャンクと、直径がシャンクの直径よりも大きい環状フランジとを有するスタッドが設けられた部品、特に自動車における部品を締結するための締結システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
独国特許公開第１０  ２００５  ０２０  ０１１  Ａ１号から周知の特定の種類の締結システムにおいては、部品を締結するために、スタッドを導くための横方向の導入用開口部（ｅｎｔｒｙ  ｏｐｅｎｉｎｇ）を有するＵ形状の保持領域を備えたクリップが用いられ、この保持領域は、環状フランジの下方でスタッドのシャンク周りに延び、軸方向にフランジに当たっている。クリップはまた、自由端が導入用開口部内に突出し、取り付け後にスタッドを導入用開口部内に固定する弾性ロッキング・フィンガも有する。従来技術の締結システムには、取り付け中、クリップが、スタッドに対して軸方向及び半径方向の両方に移動してしまうという不利な点がある。従って、この締結システムは、自動取り付けにはあまり適していない。更に、引張荷重を受けて、片側が開放されている保持領域がばらばらに広がり、よって、スタッド・フランジが、保持領域から出てしまうことがあるという事実によって、締結システムの保持力が制限される。
【０００３】
更に、スタッドが雄ねじを有し、雌ねじが設けられたナット又はラッチ・フィンガが設けられたクリップがねじ込まれること又はスナップ留めされることによってスタッドに接合される締結システムが周知である。この締結システムには、スタッドの製造がより資源集約的であり、自然に緩んでしまわないように固定するために、付加的な手段が必要であるという不利な点がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、取り付けが容易であり、自動取り付けに適した、冒頭で述べた種類の締結システムを形成することである。更に、この締結システムは、高い保持力を可能にし、自然に緩んでしまわないように確実であるべきである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明によると、この目的は、請求項１において明記された特徴を有する締結システムによって達成される。締結システムの有利な実施形態は、請求項２乃至請求項１４に明記されている。
本発明による締結システムのための有利なナットが、請求項１５に明記されている。ナットの更なる実施形態が、請求項１６乃至請求項２５から明らかである。
【０００６】
本発明による締結システムは、シャンク及び直径がシャンクの直径よりも大きい環状フランジを有するスタッドと、螺旋状のねじ山及びねじ山に隣接して走るねじ溝を有し、スタッドの環状フランジを雌ねじ内にねじ込むことができるように設計された、孔内に形成された雌ねじを備えたナットとを含む。
【０００７】
本発明は、フランジの周縁部だけがねじ溝に部分的に係合し、ねじ溝に係合する区域の反対側がねじ山の上に沿って摺動することを通じて、スタッドのフランジが雌ねじを通って移動できるように、雌ねじが十分に大きな寸法にされた場合、雌ねじが設けられたナットを、２つの半径方向平面間に延びる環状フランジを備えたスタッドの上にねじ込むことも可能であり、ねじ込まれる間、ナットは揺動回転運動を行うという結果に基づいている。
【０００８】
本発明の締結システムは、環状フランジのみを必要とし、螺旋状又は渦巻き形状のねじ山を必要としないので、スタッドを容易且つ経済的に製造できるという利点を有する。本発明の締結システムは、締結位置において環状フランジが雌ねじから出て来ると、ナットが自然に緩まないように固定されるという更なる利点を有する。フランジは閉リングを構成するので、ねじの端部のねじ山は、フランジを係合し、これをねじ溝内に引き入れる機会がない。従って、一旦ねじ込まれると、ナットは、その雌ねじを破壊することによってしか再び解除することができない。
本発明の締結システムの別の利点は、閉鎖式の環状ナットが半径方向の拡張に対して大きな抵抗を有し、かつ、ねじ山は十分に安定性があるように設計することができるので、比較的高い保持力を提供できるという点にある。
【０００９】
ナットをスタッドの上にねじ込むのを可能にし、かつ、より容易にするために、本発明に従って、ナットの雌ねじが、一部はねじ山によって、一部はねじ溝によって境界付けられる導入用開口部を有し、導入用開口部は、スタッドのフランジの最大外径よりも少なくともわずかに大きい最小直径を有する。更に、付加的に、ねじ溝の谷底部が、導入用開口部の近くに、スタッドのフランジの半径よりも大きい雌ねじの中心軸からの半径方向距離を有することができる。
【００１０】
更に、締結位置においてスタッドのフランジがナット内にしっかりと保持されるので、ねじ溝の谷底部と雌ねじの中心軸との間の半径距離は、導入用開口部からの距離が増加するにつれて減少することができる。締結位置に達するとき、ねじ溝の谷底部への距離の減少により、ねじ溝の終端上に十分に支持される中心位置にスタッドが押しやられる。
好ましい実施形態においては、ナットの雌ねじは、導入用開口部から始まるピッチが増加するにつれて狭くなるテーパーねじである。雌ねじの円錐形状は、ナットの配置及びねじ込みを容易にし、締結位置における十分に安定した支持を達成する。
【００１１】
本発明の締結システムにおけるスタッドは、フランジの形態の１つの周方向のねじ山だけを有するので、同様に、雌ねじには、比較的短い円周長さの１つのねじ山だけが必要である。従って、雌ねじは、軸方向に比較的短く作製することができる。それに応じて、スタッドも、より短い長さにすることができる。雌ねじのねじ山が、５４０°の最大円周長さ及び３６０°の最小円周長さを有するのが有利であるということが分かっている。
雌ねじのねじ山は、導入用開口部の反対の側に、スタッドのフランジのための、雌ねじの中心軸線に対して垂直である、平坦な支持面をもつ端部区域を有することも有利である。このことは、スタッドのフランジ上でナットを良好に支持することを確実にし、スタッドのフランジとねじ山との間の過度に高い表面圧力を回避する。
【００１２】
既に述べられたように、ナットは、スタッドの上にねじ込まれるときに揺動運動を行う。揺動運動は、特に締結位置の近くで締結されるナットと部品との接触によって妨げられず、ナットが、締結位置において予荷重により締結される部品に載るという結果を達成するために、本発明の更に別の提案に従って、ナットは、導入用開口部の側に、ナットの弾力的な弾性部分上に配置された支持面を有する。ナットの弾力的な弾性部分は、外側に、ナットの入口側に向かって延びる円錐形のカラーであることが好ましい。弾力性（ｅｌａｓｔｉｃ  ｒｅｓｉｌｉｅｎｃｅ）を高めるために、円錐形カラーに、半径方向のスロットを設けることができる。
【００１３】
スタッドのフランジは、平坦な端面をもつ円筒形状を有することが好ましいが、例えば、円錐台の形状を有するなど、異なるように設計することもできる。フランジは、スタッドのヘッド端部に配置されることが好ましいが、スタッドのヘッド端部からある距離を置くこともできる。スタッド・フランジの形状によって、ナットの雌ねじは、角ねじ又は矩形ねじとして、或いは、台形ねじ又は鋸歯ねじとして設計することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明は、図面に示される例示的な実施形態に基づいて、下記に詳細に説明される。
図１に示されるナット１は、本質的に、中心軸４に沿って延びる貫通孔３をもつスリーブ２から成る。外側において、スリーブ２は、外側に、かつ、ナット１の底面６に向かって半径方向に延びる弾性の円錐形カラー５を有する。カラー５は、４つの半径方向スロット７によって中断される。このことにより、弾力性が増大する。ナット１の上部８において、スリーブ２の外側には、六角柱の形態の工具係合用領域９が設けられる。
【００１５】
角ねじのような雌ねじ１０が、孔３の下部区域内に形成される。雌ねじ１０は、螺旋状のねじ山１１と、ねじ山に隣接して通っているねじ溝１２とを有する。ねじ山１１は、孔３の底面６から中間領域まで延び、その下端部及び上端部において鋭角で終端する。ねじ溝１２は、大きい導入用開口部１３をそこに形成するために、ねじ山１１の上方を通り、ねじ山１１の下端部を超えて続く。ねじ山１１及びねじ溝１２は、矩形の断面プロファイルを有する。ねじ山１１の下部開始領域だけが、内縁上に設けられ、導入用ベベル１４が、下方及び外方に延びる。導入用ベベル１４はまた、雌ねじ１０の導入用開口部１３を拡大するのにも役立つ。その上面において、ねじ山１１の後縁は、軸線４に対して垂直である平坦な支持面１５を形成する。ねじ溝１２の谷底部は、導入用開口部１３において、雌ねじ１０内にねじ込まれるスタッド・フランジの半径よりも著しく大きい、軸線４からの半径方向間隔を有する。軸線４からの溝谷底部の半径方向間隔は、導入用開口部からの距離が増加するにつれて連続的に減少し、ねじ山１１の上端の上方に、ねじ込まれるスタッド・フランジの半径をわずかにだけ上回る間隔を達成する。従って、ねじ溝１２の曲率は、下部から上部へと徐々に増加する。
【００１６】
図３は、ナット１をスタッド１６の上にねじ込む、締結位置における締結システムを示す。スタッド１６は、円筒形シャンク１７と、外径がシャンク１７の外径よりも大きい環状の円筒形フランジ１９を有するヘッド１８とを有する。フランジ１９の上端面及びヘッド１８の端面は、スタッドの軸線に対して垂直である平坦な円形面２０を形成する。フランジ１９の下端面は、円形面２０に対して垂直である環状面２１を形成する。
説明された種類のスタッドは、Ｔスタッドとして周知であり、特に自動車において締結のために使用される。しかしながら、本発明による締結システムは、Ｔスタッドに限定されるものではなく、フランジが、スタッドのヘッド端部からある距離を置いて配置されたスタッドの設計にも適している。
【００１７】
スタッド１６は、溶接によって、例えば金属板等の基材２２に締結される。スタッド１６が締結用開口部２４を通過するように、基材２２上に締結用開口部２４を有する部品２３を配置する。部品２３はスタッド１６の上にねじ込まれ、ねじ山１１の平坦な支持面１５は、フランジ１９の環状面２１上に当たっているナット１によって保持される。この位置において、ナット１のカラー５は部品２３に載っており、ここで、カラー５は、上部８の方向に弾力的に変形され、これにより、部品２３を基材２２の上に押し付ける予荷重力がもたらされる。
【００１８】
ナット１は、動力付き駆動工具を用いて、スタッド１６の上にねじ込まれることが好ましく、ここで、ナットの導入用開口部１３は、スタッド１６のフランジ１９上に、ある角度で配置され、次に回転駆動される。回転中、フランジがねじ溝１２及びねじ山１１の上昇する螺旋状経路を辿ることができるように、工具は、わずかな揺動運動を行う。締結プロセスは、フランジ１９が、図に示されるナット１の孔３内の締結位置に達するとすぐに完了する。この位置においては、ねじ山１１は、環状面２１と接触した状態でフランジ１９の下に配置されるので、もはやナットをねじ戻すことはできない。従って、締結は安定しており、自然に緩んでしまわない。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明による締結システムのためのナットの側面図を示す。
【図２】図１からのナットの上面図を示す。
【図３】本発明による締結システムを通る断面図を示す。
【符号の説明】
【００２０】
１：ナット
２：スリーブ
３：孔
４：中心軸線
５：カラー
９：工具係合用領域
１０：雌ねじ
１１：ねじ山
１２：ねじ溝
１３：導入用開口部
１４：ベベル
１５：支持面
１６：スタッド
１７：シャンク
１８：ヘッド
１９：フランジ
２２：基材
２３：部品
２４：締結用開口部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【外国語明細書】
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