JP2004003475A - 損傷したねじを置き換えるための方法、キット及び挿入体 - Google Patents
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Abstract
【課題】穴における損傷したねじを置き換えるために、ねじを加工してある部品全体を置き換える必要がありコストがかかると言う問題がある。
【解決手段】穴における損傷したねじ32を置き換えるために用いられる挿入体22が提供される。挿入体は置き換えられる損傷したねじと対応する内ねじを備える内面と、損傷したねじが延びていた初めの軸方向長さを越える軸方向長さにわたって延びる外ねじを備える外面を有する。さらに、ねじ切り部分を有するタップ24、及び保持機構用具26を含むキット20も提供される。
【選択図】 図1
【解決手段】穴における損傷したねじ32を置き換えるために用いられる挿入体22が提供される。挿入体は置き換えられる損傷したねじと対応する内ねじを備える内面と、損傷したねじが延びていた初めの軸方向長さを越える軸方向長さにわたって延びる外ねじを備える外面を有する。さらに、ねじ切り部分を有するタップ24、及び保持機構用具26を含むキット20も提供される。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、損傷したねじを挿入体により交換すること、及びそれに関連する方法及びキットに関し、より具体的には、点火栓穴のねじのためのそのような挿入体と、それに関連する方法及びキットに関する。
【0002】
【発明が解決しようとする課題】
シリンダーヘッド内の点火栓穴におけるねじは、欠陥が生じ易い。例えば、幾つかの新しい設計のエンジンは、それらの点火栓のために深く陥凹した穴を利用する。これらの穴は、一般的に、見えにくく、かつ届きにくい領域に配置される。これらのエンジンの整備において、点火栓は、エンジン寿命の間に繰り返し交換され及び/又は調整される必要がある。さらに、今日のエンジンブロック鋳造品は、多くの場合、アルミニウムのような比較的軟らかい素材で作成される。従って、ねじは、すり減るか、さもなければそれらが使用不可能になる程度まで損傷する。欠陥のあるねじを置き換えることは、エンジンの比較的高価な部品であるシリンダーヘッド全体を置き換える必要性を回避するものとなる。
【0003】
【課題を解決するための手段】
本発明の1つの態様において、穴における損傷したねじを置き換えるために用いられる挿入体が提供される。挿入体は、置き換えられる損傷したねじと対応する内ねじを備える内面を有する。挿入体は、さらに、損傷したねじの長さより大きい長さにわたって延びる外ねじを備える外面を有する。
本発明の別の態様においては、穴における損傷したねじを置き換えるために用いられるキットが提供される。キットは、挿入体、及びねじ切りセグメントを有するタップ、及び保持機構用具を含む。この保持機構用具は、拡張具であることが好ましい。
【0004】
本発明のさらに別の態様においては、穴における損傷したねじを置き換えるための方法が提供される。この方法は、穴の直径を拡大し、置き換えられるねじの長さより大きい長さにわたり、拡大した穴に沿ってねじ切りすることを含む。さらに、最初にねじが形成されていた部分より大きい長さに沿って外ねじを有し、最初にねじが形成されていた部分に対応する内ねじを有する挿入体が、ねじ切りされたねじ上で拡大された穴の中にねじ込まれる。その後、挿入体は、回転しないように固定される。
本発明のさらなる態様においては、損傷したねじ及び穴を置き換えるために用いられるキットが提供される。キットは、外ねじを有する挿入体とタップとを含む。タップは、外ねじと協働するねじをねじ切りするねじ切りセグメントを有する。さらに、タップは、トルク生成具と該タップとの係合を、該トルク生成具の如何なる係合機構も、該タップのほぼ外側半径方向寸法内に留まるような状態で、可能にするようになったトルクセグメントを有する。
【0005】
本発明の付加的な態様においては、損傷したねじ及び穴を置き換えるために用いられるキットが提供される。キットは、外ねじを有する挿入体とタップとを含む。タップは、外ねじと協働するねじをねじ切りするねじ切りセグメントを有する。さらに、タップは、トルク生成具の協働する係合機構と係合するようになったトルク係合機構を有する。係合機構は、タップの最大半径方向寸法とほぼ等しいか又はそれより少ない最大半径方向寸法を有する。
さらに、本発明の利用可能性のさらなる領域は、以下に提供される詳細な説明から明らかになるであろう。本発明の好ましい実施形態を示す際の詳細な説明及び特定の実施例は、図示の目的のために意図されたものに過ぎず、本発明の範囲を限定するために意図されたものではないことが理解されるべきである。
【0006】
【発明の実施の形態】
本発明は、詳細な説明及び添付の図面によって、より完全に理解されるであろう。
好ましい実施形態の以下の説明は、本質的に、単に例示的なものに過ぎず、本発明、その適用例又は用途を制限することは意図されない。例えば、本発明は全体にわたり、点火栓のためのねじに関して述べられるが、本発明は、多くの他のねじ切りされた例において用いることができる。
【0007】
図1を参照すると、一般的に20として示される、本発明によるキットの好ましい実施形態が示されている。キット20は、基本的に挿入体22、タップ24及び拡張具26を含む。図示されるように、挿入体22は、その内側の円柱状の表面上に配置されたねじ28を含む。これらの内ねじ28は、挿入体22の軸方向の全長の約3分の1にわたって延びているにすぎない。これらの内ねじ28は、挿入体22の軸方向の全長の約75パーセントより少ない範囲にわたって延びるのが好ましく、該挿入体22の軸方向の全長の約3分の2より少ない範囲にわたるのがより好ましく、該挿入体22の軸方向の全長の約50パーセントより少ない範囲にわたるのがさらにより好ましく、該挿入体22の軸方向の全長の約3分の1より少ない範囲にわたるのが最も好ましい。
【0008】
これらの内ねじ28は、図2に見られるように、点火栓穴30の最初のねじ32と対応する。ここで用いられる「対応する」又は「対応している」は単に、ねじ28が点火栓又は本来穴30の中に挿入されるように意図されている他の締結用物体のねじ32と協働するようになったことを意味する。従って、内ねじ28は、穴30の最初のねじ32と同一の軸方向長さである必要はないが、点火栓穴30の最初のねじ32と対応するものである。にもかかわらず、内ねじ28は、置き換えられる最初の損傷したねじ32とおよそ同じ軸方向長さを有するのが好ましく、該最初のねじ32と同じであるか又はそれより少ない軸方向の長さを有するのがより好ましく、該最初のねじ32とほぼ同一の軸方向の長さを有するのがさらにより好ましい。
【0009】
少なくとも、挿入体の内ねじ28は、エンジンブロック36の材料よりも硬い材料で作成されるのが好ましい。内ねじ28は、代替的に、その強度を増すように処理されるか又は被覆されてもよい。従って、挿入体の内ねじ28は、最初の点火栓穴のねじ32よりも損傷しにくい。挿入体22を構成するために特に好ましい材料は、炭素鋼である。挿入体22の材料がエンジンブロック36の材料とは異なるときにおいても、該挿入体22は、ほぼ同一の熱膨張率及び熱収縮率を有するのが好ましい。言い換えれば、挿入体22の熱による膨張及び収縮は、その囲りのエンジンブロック36の材料とほぼ同一であるのが好ましい。これは、長期間にわたる使用の際に挿入体22とエンジンブロックとの間で、良好なシールが維持されることを保証するのを助ける。
【0010】
続けて図1及び図2を参照すると、挿入体22は外ねじ34を含み、この外ねじは、図示されるように、該挿入体22の外面の軸方向の全長を完全に占めるのが好ましい。さらに、外ねじ34は、最初の損傷したねじ32の軸方向長さの少なくとも約1.25倍だけ軸方向に延びるのが好ましく、該最初の損傷したねじ32の軸方向長さの少なくとも約1.6倍だけ延びるのがさらに好ましく、該最初の損傷したねじ32の軸方向長さの少なくとも約2倍だけ延びるのがさらにより好ましく、該最初の損傷したねじ32の軸方向長さの少なくとも約3倍だけ延びるのが最も好ましい。外ねじ34の軸方向長さを最初のねじ32の軸方向長さよりも大きくなるようにすることによって、以下に示すように、挿入体22とエンジンブロック36との間のより大きな把持力が可能になる。
外ねじ34は、挿入体の末端の近くに刻み目34´を含む。刻み目34´は、歯として作用し、後述されるように、挿入体22を、エンジンブロック36の拡張された穴30の内壁に嵌め込むのを助ける。従って、刻み目34´は、挿入体22が拡大された穴30にねじ込まれた後、該挿入体22がエンジンブロック36の外へ回転するのを防ぐことを助ける保持機構として作用する。
【0011】
図示されない代替的な保持機構においては、フランジが挿入体の末端すなわち外側軸方向端部に設けられる。従って、フランジは、挿入体を摩擦によって適所に係合するための止め部として作用することができる。しかしながら、そのようなフランジの半径方向の外面は、その面上にねじを含むことが非常に好ましい。従って、ねじの軸方向長さは、該ねじを、挿入体の外面の軸方向の全長に沿って設けるように、最大にされるのが好ましい。
タップ24は、その末端に小さい直径のねじ切りされたセグメント38を含む。このセグメント38のねじ40は、最初の損傷したねじ32と協働して、タップ24を最初の点火栓穴30に導き、かつ引き寄せるのを助けるように働く。ほぼ円錐状のリーマセグメント42が、損傷したねじ32及び穴30を拡げて、拡大された直径にするように働く。このリーマセグメント42は、大きい直径のねじ切りセグメント44に移行する。ねじ切りセグメント44は、穴30の囲りのエンジンブロック36材料に、挿入体22のための新しい大きい直径のねじを形成するように働く。最終のナットセグメント46は、要求される力で、タップ24の回転を可能にする機構として作用する。
【0012】
拡張具26は、大直径セグメント48、小直径セグメント50、及びその間のほぼ円錐状表面のセグメント52を備えるほぼ円柱状の部材である。小直径セグメント50は、おおよそ、挿入体22の内部のねじ切りされていない部分の直径である。円錐状のセグメント52は、後述のとおり、挿入体22を拡張するように働く。大直径のセグメント48の末端は、ハンマー又は他の物体からの打撃を受けて、拡張具26に軸方向の力を働かせるように用いられる。
タップ24及び拡張具26は、ここで2つの別々の異なる部材として示されているが、各々の機能的特徴は、これに代って、単一の一体の工具として提供することができる。例えば、タップ24の末端に拡張具26をその軸が該タップ24の軸と垂直になるように配置し、該タップ24の回転を可能にする機構として役立てることができる。
【0013】
図2を参照すると、損傷したねじ32を備えるエンジンブロック内の最初の点火栓穴30が示されている。図に見られる方法の好ましい実施形態においては、タップ24は、点火栓穴30の中に挿入される。タップ24の外面は、該タップ24を穴30に挿入する前に潤滑される。タップ24の末端の小直径ねじ40は、該タップ24を穴30へ最初に導き、引き寄せるのを助ける。タップ24のリーマセグメント42が穴30に入ると、該リーマセグメントは穴30を拡大する。タップ24を回転し続けて、該タップ24のねじ切りセグメント44が穴の中を通過し、ねじ54(図3参照)を、すでに拡大された穴30の囲りのエンジンブロック36の材料にねじ切りする。この全ては、タップ24が穴30の中を通過する際に、単に該タップを回転させるというステップによって達成される。従って、単一の工具であるタップ24が、該タップ24を回転するという単一のステップにより、穴30の拡大及びねじ54の形成の両方を達成する。
【0014】
損傷したねじ32が、タップを穴30を通して引き寄せるのに十分でない場合には、代替的に、該タップ24のリーマセグメント42ではなく、ドリルを用いて該穴30を拡大することができる。タップ24は、この場合、上述のように、ねじ切りセグメント44を用いて、エンジンブロック36の穴に新しいねじ54を形成するために利用される。従って、2つの別々のステップにおいて、第1の工具すなわちドリル(図示せず)が穴30を拡大するために利用され、第2の別個の工具すなわちタップ24がねじ54をフライス削りするために利用されることになる。
タップの大直径ねじ切りセグメント44は、拡大された穴30の側面の中にねじ54を形成する。図2のエンジンブロック36の断片と図3のそれとを比べてみると分かるように、エンジンブロック36の拡大された穴30の軸方向の全長にわたって、ねじ54が形成されるのが好ましい。すなわち、挿入体22と一般的に軟らかい材料のエンジンブロック36との間の把持力を増すことができる。例えば、この増加された把持能力は、エンジンブロック36のシリンダ内の膨張ガスが挿入された点火栓56に対して作用することにより生成された大きな力に挿入体22が抗することを可能にする。
【0015】
図3を参照すると、挿入体22は次に、拡大された穴30の中にねじ込まれる。シーラントを挿入体22の外部ねじ34に被覆して、ガスが、エンジンブロック36と挿入体22との間のシリンダから出て行かないようにすることを確実にするのを助けることが好ましい。シーラントは、高温RTVシリコンであることが好ましい。シーラントには、例えば、接着剤を含ませ、代替的に、刻み目34´の代わりに保持機構として作用させることができる。従って、接着剤のチューブが、代わりに、代替的なキットの保持機構用具として機能することができる。挿入体22は、該挿入体22の刻み目34´が該穴30の軸方向の外側になるように穴30にねじ込まれる。点火栓56は、挿入体22の内部ねじ28上にねじ込まれて、該挿入体22の外部ねじ34が拡大された穴30のねじ54上にねじ切りされるのを助ける。挿入体22の上部は、その外端部が、囲りのエンジンブロック36と同じ高さになるまで、拡大された穴30の中にねじ込まれることが好ましい。
【0016】
図4を参照すると、拡張具26の小直径セグメント50が、回転されることなく、挿入体22内に置かれる。小セグメント50の外径と挿入体22の内側のねじ切りされていない部分との間の比較的密な嵌合は、ほぼ円錐状の表面のセグメント52と該挿入体22とを適切に位置合わせする。ハンマーのような物体(図示せず)が、拡張具26の末端上に当てられる。これは、挿入体22の刻み目34´をエンジンブロック36の中に打ち込み、該挿入体22がその後、回転して該エンジンブロック36の外へ出るのを防ぐことを助ける保持機構を提供する。拡張具26の円錐状のセグメント52の幾何学的配置は、挿入体22と点火栓56との間のシール面を生成する。如何なる場合においても、拡張具26の使用後、挿入体22の上部端表面は、点火栓56のシール面58と圧縮されることによってシールされるように構成されるのが好ましい。従って、拡張具26は、キット20の保持機構用具として作用する。
【0017】
代替的な好ましいタップ124、224が、図6及び図7に示されている。これらのタップ124、224は本質的に好ましいものであるが、それらは特に本発明の好ましいキットにおける用途にとって好ましい。各々の場合において、これらのタップ124、224は、トルクセグメント146、246を含み、それぞれに要求される力でタップ124及び224の回転を可能にする機構として作用する。さらに、各々の場合において、これらのタップ124、224は、タップ124、224のほぼ半径方向外側寸法内、さらに好ましくは完全に該タップ124、224の半径方向外側寸法内で、トルク生成具との協働を可能にするようなトルクセグメント146、246を含む。
【0018】
図6を参照すると、第1の代替的な好ましいタップ124が示されている。タップ124は、凹部147を含むトルクセグメント146を有する。凹部147は、例えば延長部材149を介して、ソケットレンチを受けるように仕様される。ソケットレンチ及び延長部材149は、キットの一部ではなく、むしろ、使用者によって提供されるものとすることが好ましい。そうした延長部材149が凹部147に嵌まり、該凹部に係合する。従って、ソケットレンチによって生成されたトルクは、該ソケットレンチと凹部147との間の協働により、タップ124に伝達される。さらに、ソケットレンチとタップ124との間の協働は、完全に該タップ124の半径方向外側寸法内で生じることが理解できる。従って、ソケットレンチとタップ124との係合は、完全に該タップ124の半径方向外側寸法内で生じる。
【0019】
図7を参照すると、別の代替的な好ましいタップ224が示されている。タップ224は、ナットセグメント247を含むトルクセグメント246を有する。このナットセグメント247は、タップ246の最大半径方向寸法又は直径よりも小さい寸法にされる。さらに、セグメント249は、ねじ切りセグメント44の最外側の直径とほぼ等しいか又はそれより小さい直径であることが好ましい。適切な大きさにされたソケットレンチのソケット249は、ナットセグメント247と係合し、トルクをタップ224に伝達するように働く。この場合も、ソケットレンチ及びソケット249はキットの一部ではなく、むしろ、使用者によって提供されるものとすることが好ましい。
適切な大きさにされたソケット249の外径は、タップ224の最大直径とほぼ等しいか又はそれより小さいことが好ましい。適切な大きさにされたソケット249の外径は、タップ224の最大直径と等しいか又はそれより小さいことがさらに好ましい。従って、図示されるような好ましい実施形態において、トルク生成具とタップ224との間の協働要素は、かつ完全に該タップ224の最大の半径方向外側寸法内に留まる状態での係合を可能にする。
【0020】
多くの可能な代替技術のうちの少数のもののみが上述されている。しかしながら、上述されたもの以外の多くの付加的な修正及び代替技術は、上に開示された本発明の精神及び範囲を離れることなく行うことができる。例えば、挿入体は代替的に、図示された単一の直径の環状セグメントではなく、互いに連結された異なる直径の環状セグメントからなることもできる。従って、タップは、適切に再設計されることもある。
本発明の説明は、単に例示的なものにすぎず、従って、本発明の要旨から離れない変形は、本発明の範囲内にあると意図される。そうした変形は、本発明の精神及び範囲から離れているとは認識されない。従って、本発明は、添付の特許請求の範囲内の全ての修正を包含する。
【図面の簡単な説明】
【図1】点火栓穴の損傷したねじを置き換えるためのキットの好ましい実施形態の斜視図である。
【図2】エンジンブロックの損傷したねじを備える点火栓穴と図1の好ましいタップを示す部分断面斜視図である。
【図3】図1の挿入体がエンジンブロックに配置されようとしている本発明の好ましい方法における中間ステップを示す部分断面斜視図である。
【図4】エンジンブロック内に配置された挿入体及び図1の拡張具を示す、図3と同様の部分断面斜視図である。
【図5】前の図面において示された好ましいキット、挿入体及び方法を利用して修復された点火栓穴の部分断面斜視図である。
【図6】本発明において使用されるタップの好ましい他の例を示す斜視図である。
【図7】本発明において使用されるタップのさらに別の例を示す斜視図である。
【符号の説明】
20 キット
22 挿入体
24 タップ
26 拡張具
28 内ねじ
30 点火栓穴
32 最初の損傷したねじ
34 外ねじ
34´ 刻み目
36 エンジンブロック
42 リーマセグメント
44 ねじ切りセグメント
46 ナットセグメント
56 点火栓
124、224 タップ
146、246 トルクセグメント
147 凹部
【発明の属する技術分野】
本発明は、損傷したねじを挿入体により交換すること、及びそれに関連する方法及びキットに関し、より具体的には、点火栓穴のねじのためのそのような挿入体と、それに関連する方法及びキットに関する。
【0002】
【発明が解決しようとする課題】
シリンダーヘッド内の点火栓穴におけるねじは、欠陥が生じ易い。例えば、幾つかの新しい設計のエンジンは、それらの点火栓のために深く陥凹した穴を利用する。これらの穴は、一般的に、見えにくく、かつ届きにくい領域に配置される。これらのエンジンの整備において、点火栓は、エンジン寿命の間に繰り返し交換され及び/又は調整される必要がある。さらに、今日のエンジンブロック鋳造品は、多くの場合、アルミニウムのような比較的軟らかい素材で作成される。従って、ねじは、すり減るか、さもなければそれらが使用不可能になる程度まで損傷する。欠陥のあるねじを置き換えることは、エンジンの比較的高価な部品であるシリンダーヘッド全体を置き換える必要性を回避するものとなる。
【0003】
【課題を解決するための手段】
本発明の1つの態様において、穴における損傷したねじを置き換えるために用いられる挿入体が提供される。挿入体は、置き換えられる損傷したねじと対応する内ねじを備える内面を有する。挿入体は、さらに、損傷したねじの長さより大きい長さにわたって延びる外ねじを備える外面を有する。
本発明の別の態様においては、穴における損傷したねじを置き換えるために用いられるキットが提供される。キットは、挿入体、及びねじ切りセグメントを有するタップ、及び保持機構用具を含む。この保持機構用具は、拡張具であることが好ましい。
【0004】
本発明のさらに別の態様においては、穴における損傷したねじを置き換えるための方法が提供される。この方法は、穴の直径を拡大し、置き換えられるねじの長さより大きい長さにわたり、拡大した穴に沿ってねじ切りすることを含む。さらに、最初にねじが形成されていた部分より大きい長さに沿って外ねじを有し、最初にねじが形成されていた部分に対応する内ねじを有する挿入体が、ねじ切りされたねじ上で拡大された穴の中にねじ込まれる。その後、挿入体は、回転しないように固定される。
本発明のさらなる態様においては、損傷したねじ及び穴を置き換えるために用いられるキットが提供される。キットは、外ねじを有する挿入体とタップとを含む。タップは、外ねじと協働するねじをねじ切りするねじ切りセグメントを有する。さらに、タップは、トルク生成具と該タップとの係合を、該トルク生成具の如何なる係合機構も、該タップのほぼ外側半径方向寸法内に留まるような状態で、可能にするようになったトルクセグメントを有する。
【0005】
本発明の付加的な態様においては、損傷したねじ及び穴を置き換えるために用いられるキットが提供される。キットは、外ねじを有する挿入体とタップとを含む。タップは、外ねじと協働するねじをねじ切りするねじ切りセグメントを有する。さらに、タップは、トルク生成具の協働する係合機構と係合するようになったトルク係合機構を有する。係合機構は、タップの最大半径方向寸法とほぼ等しいか又はそれより少ない最大半径方向寸法を有する。
さらに、本発明の利用可能性のさらなる領域は、以下に提供される詳細な説明から明らかになるであろう。本発明の好ましい実施形態を示す際の詳細な説明及び特定の実施例は、図示の目的のために意図されたものに過ぎず、本発明の範囲を限定するために意図されたものではないことが理解されるべきである。
【0006】
【発明の実施の形態】
本発明は、詳細な説明及び添付の図面によって、より完全に理解されるであろう。
好ましい実施形態の以下の説明は、本質的に、単に例示的なものに過ぎず、本発明、その適用例又は用途を制限することは意図されない。例えば、本発明は全体にわたり、点火栓のためのねじに関して述べられるが、本発明は、多くの他のねじ切りされた例において用いることができる。
【0007】
図1を参照すると、一般的に20として示される、本発明によるキットの好ましい実施形態が示されている。キット20は、基本的に挿入体22、タップ24及び拡張具26を含む。図示されるように、挿入体22は、その内側の円柱状の表面上に配置されたねじ28を含む。これらの内ねじ28は、挿入体22の軸方向の全長の約3分の1にわたって延びているにすぎない。これらの内ねじ28は、挿入体22の軸方向の全長の約75パーセントより少ない範囲にわたって延びるのが好ましく、該挿入体22の軸方向の全長の約3分の2より少ない範囲にわたるのがより好ましく、該挿入体22の軸方向の全長の約50パーセントより少ない範囲にわたるのがさらにより好ましく、該挿入体22の軸方向の全長の約3分の1より少ない範囲にわたるのが最も好ましい。
【0008】
これらの内ねじ28は、図2に見られるように、点火栓穴30の最初のねじ32と対応する。ここで用いられる「対応する」又は「対応している」は単に、ねじ28が点火栓又は本来穴30の中に挿入されるように意図されている他の締結用物体のねじ32と協働するようになったことを意味する。従って、内ねじ28は、穴30の最初のねじ32と同一の軸方向長さである必要はないが、点火栓穴30の最初のねじ32と対応するものである。にもかかわらず、内ねじ28は、置き換えられる最初の損傷したねじ32とおよそ同じ軸方向長さを有するのが好ましく、該最初のねじ32と同じであるか又はそれより少ない軸方向の長さを有するのがより好ましく、該最初のねじ32とほぼ同一の軸方向の長さを有するのがさらにより好ましい。
【0009】
少なくとも、挿入体の内ねじ28は、エンジンブロック36の材料よりも硬い材料で作成されるのが好ましい。内ねじ28は、代替的に、その強度を増すように処理されるか又は被覆されてもよい。従って、挿入体の内ねじ28は、最初の点火栓穴のねじ32よりも損傷しにくい。挿入体22を構成するために特に好ましい材料は、炭素鋼である。挿入体22の材料がエンジンブロック36の材料とは異なるときにおいても、該挿入体22は、ほぼ同一の熱膨張率及び熱収縮率を有するのが好ましい。言い換えれば、挿入体22の熱による膨張及び収縮は、その囲りのエンジンブロック36の材料とほぼ同一であるのが好ましい。これは、長期間にわたる使用の際に挿入体22とエンジンブロックとの間で、良好なシールが維持されることを保証するのを助ける。
【0010】
続けて図1及び図2を参照すると、挿入体22は外ねじ34を含み、この外ねじは、図示されるように、該挿入体22の外面の軸方向の全長を完全に占めるのが好ましい。さらに、外ねじ34は、最初の損傷したねじ32の軸方向長さの少なくとも約1.25倍だけ軸方向に延びるのが好ましく、該最初の損傷したねじ32の軸方向長さの少なくとも約1.6倍だけ延びるのがさらに好ましく、該最初の損傷したねじ32の軸方向長さの少なくとも約2倍だけ延びるのがさらにより好ましく、該最初の損傷したねじ32の軸方向長さの少なくとも約3倍だけ延びるのが最も好ましい。外ねじ34の軸方向長さを最初のねじ32の軸方向長さよりも大きくなるようにすることによって、以下に示すように、挿入体22とエンジンブロック36との間のより大きな把持力が可能になる。
外ねじ34は、挿入体の末端の近くに刻み目34´を含む。刻み目34´は、歯として作用し、後述されるように、挿入体22を、エンジンブロック36の拡張された穴30の内壁に嵌め込むのを助ける。従って、刻み目34´は、挿入体22が拡大された穴30にねじ込まれた後、該挿入体22がエンジンブロック36の外へ回転するのを防ぐことを助ける保持機構として作用する。
【0011】
図示されない代替的な保持機構においては、フランジが挿入体の末端すなわち外側軸方向端部に設けられる。従って、フランジは、挿入体を摩擦によって適所に係合するための止め部として作用することができる。しかしながら、そのようなフランジの半径方向の外面は、その面上にねじを含むことが非常に好ましい。従って、ねじの軸方向長さは、該ねじを、挿入体の外面の軸方向の全長に沿って設けるように、最大にされるのが好ましい。
タップ24は、その末端に小さい直径のねじ切りされたセグメント38を含む。このセグメント38のねじ40は、最初の損傷したねじ32と協働して、タップ24を最初の点火栓穴30に導き、かつ引き寄せるのを助けるように働く。ほぼ円錐状のリーマセグメント42が、損傷したねじ32及び穴30を拡げて、拡大された直径にするように働く。このリーマセグメント42は、大きい直径のねじ切りセグメント44に移行する。ねじ切りセグメント44は、穴30の囲りのエンジンブロック36材料に、挿入体22のための新しい大きい直径のねじを形成するように働く。最終のナットセグメント46は、要求される力で、タップ24の回転を可能にする機構として作用する。
【0012】
拡張具26は、大直径セグメント48、小直径セグメント50、及びその間のほぼ円錐状表面のセグメント52を備えるほぼ円柱状の部材である。小直径セグメント50は、おおよそ、挿入体22の内部のねじ切りされていない部分の直径である。円錐状のセグメント52は、後述のとおり、挿入体22を拡張するように働く。大直径のセグメント48の末端は、ハンマー又は他の物体からの打撃を受けて、拡張具26に軸方向の力を働かせるように用いられる。
タップ24及び拡張具26は、ここで2つの別々の異なる部材として示されているが、各々の機能的特徴は、これに代って、単一の一体の工具として提供することができる。例えば、タップ24の末端に拡張具26をその軸が該タップ24の軸と垂直になるように配置し、該タップ24の回転を可能にする機構として役立てることができる。
【0013】
図2を参照すると、損傷したねじ32を備えるエンジンブロック内の最初の点火栓穴30が示されている。図に見られる方法の好ましい実施形態においては、タップ24は、点火栓穴30の中に挿入される。タップ24の外面は、該タップ24を穴30に挿入する前に潤滑される。タップ24の末端の小直径ねじ40は、該タップ24を穴30へ最初に導き、引き寄せるのを助ける。タップ24のリーマセグメント42が穴30に入ると、該リーマセグメントは穴30を拡大する。タップ24を回転し続けて、該タップ24のねじ切りセグメント44が穴の中を通過し、ねじ54(図3参照)を、すでに拡大された穴30の囲りのエンジンブロック36の材料にねじ切りする。この全ては、タップ24が穴30の中を通過する際に、単に該タップを回転させるというステップによって達成される。従って、単一の工具であるタップ24が、該タップ24を回転するという単一のステップにより、穴30の拡大及びねじ54の形成の両方を達成する。
【0014】
損傷したねじ32が、タップを穴30を通して引き寄せるのに十分でない場合には、代替的に、該タップ24のリーマセグメント42ではなく、ドリルを用いて該穴30を拡大することができる。タップ24は、この場合、上述のように、ねじ切りセグメント44を用いて、エンジンブロック36の穴に新しいねじ54を形成するために利用される。従って、2つの別々のステップにおいて、第1の工具すなわちドリル(図示せず)が穴30を拡大するために利用され、第2の別個の工具すなわちタップ24がねじ54をフライス削りするために利用されることになる。
タップの大直径ねじ切りセグメント44は、拡大された穴30の側面の中にねじ54を形成する。図2のエンジンブロック36の断片と図3のそれとを比べてみると分かるように、エンジンブロック36の拡大された穴30の軸方向の全長にわたって、ねじ54が形成されるのが好ましい。すなわち、挿入体22と一般的に軟らかい材料のエンジンブロック36との間の把持力を増すことができる。例えば、この増加された把持能力は、エンジンブロック36のシリンダ内の膨張ガスが挿入された点火栓56に対して作用することにより生成された大きな力に挿入体22が抗することを可能にする。
【0015】
図3を参照すると、挿入体22は次に、拡大された穴30の中にねじ込まれる。シーラントを挿入体22の外部ねじ34に被覆して、ガスが、エンジンブロック36と挿入体22との間のシリンダから出て行かないようにすることを確実にするのを助けることが好ましい。シーラントは、高温RTVシリコンであることが好ましい。シーラントには、例えば、接着剤を含ませ、代替的に、刻み目34´の代わりに保持機構として作用させることができる。従って、接着剤のチューブが、代わりに、代替的なキットの保持機構用具として機能することができる。挿入体22は、該挿入体22の刻み目34´が該穴30の軸方向の外側になるように穴30にねじ込まれる。点火栓56は、挿入体22の内部ねじ28上にねじ込まれて、該挿入体22の外部ねじ34が拡大された穴30のねじ54上にねじ切りされるのを助ける。挿入体22の上部は、その外端部が、囲りのエンジンブロック36と同じ高さになるまで、拡大された穴30の中にねじ込まれることが好ましい。
【0016】
図4を参照すると、拡張具26の小直径セグメント50が、回転されることなく、挿入体22内に置かれる。小セグメント50の外径と挿入体22の内側のねじ切りされていない部分との間の比較的密な嵌合は、ほぼ円錐状の表面のセグメント52と該挿入体22とを適切に位置合わせする。ハンマーのような物体(図示せず)が、拡張具26の末端上に当てられる。これは、挿入体22の刻み目34´をエンジンブロック36の中に打ち込み、該挿入体22がその後、回転して該エンジンブロック36の外へ出るのを防ぐことを助ける保持機構を提供する。拡張具26の円錐状のセグメント52の幾何学的配置は、挿入体22と点火栓56との間のシール面を生成する。如何なる場合においても、拡張具26の使用後、挿入体22の上部端表面は、点火栓56のシール面58と圧縮されることによってシールされるように構成されるのが好ましい。従って、拡張具26は、キット20の保持機構用具として作用する。
【0017】
代替的な好ましいタップ124、224が、図6及び図7に示されている。これらのタップ124、224は本質的に好ましいものであるが、それらは特に本発明の好ましいキットにおける用途にとって好ましい。各々の場合において、これらのタップ124、224は、トルクセグメント146、246を含み、それぞれに要求される力でタップ124及び224の回転を可能にする機構として作用する。さらに、各々の場合において、これらのタップ124、224は、タップ124、224のほぼ半径方向外側寸法内、さらに好ましくは完全に該タップ124、224の半径方向外側寸法内で、トルク生成具との協働を可能にするようなトルクセグメント146、246を含む。
【0018】
図6を参照すると、第1の代替的な好ましいタップ124が示されている。タップ124は、凹部147を含むトルクセグメント146を有する。凹部147は、例えば延長部材149を介して、ソケットレンチを受けるように仕様される。ソケットレンチ及び延長部材149は、キットの一部ではなく、むしろ、使用者によって提供されるものとすることが好ましい。そうした延長部材149が凹部147に嵌まり、該凹部に係合する。従って、ソケットレンチによって生成されたトルクは、該ソケットレンチと凹部147との間の協働により、タップ124に伝達される。さらに、ソケットレンチとタップ124との間の協働は、完全に該タップ124の半径方向外側寸法内で生じることが理解できる。従って、ソケットレンチとタップ124との係合は、完全に該タップ124の半径方向外側寸法内で生じる。
【0019】
図7を参照すると、別の代替的な好ましいタップ224が示されている。タップ224は、ナットセグメント247を含むトルクセグメント246を有する。このナットセグメント247は、タップ246の最大半径方向寸法又は直径よりも小さい寸法にされる。さらに、セグメント249は、ねじ切りセグメント44の最外側の直径とほぼ等しいか又はそれより小さい直径であることが好ましい。適切な大きさにされたソケットレンチのソケット249は、ナットセグメント247と係合し、トルクをタップ224に伝達するように働く。この場合も、ソケットレンチ及びソケット249はキットの一部ではなく、むしろ、使用者によって提供されるものとすることが好ましい。
適切な大きさにされたソケット249の外径は、タップ224の最大直径とほぼ等しいか又はそれより小さいことが好ましい。適切な大きさにされたソケット249の外径は、タップ224の最大直径と等しいか又はそれより小さいことがさらに好ましい。従って、図示されるような好ましい実施形態において、トルク生成具とタップ224との間の協働要素は、かつ完全に該タップ224の最大の半径方向外側寸法内に留まる状態での係合を可能にする。
【0020】
多くの可能な代替技術のうちの少数のもののみが上述されている。しかしながら、上述されたもの以外の多くの付加的な修正及び代替技術は、上に開示された本発明の精神及び範囲を離れることなく行うことができる。例えば、挿入体は代替的に、図示された単一の直径の環状セグメントではなく、互いに連結された異なる直径の環状セグメントからなることもできる。従って、タップは、適切に再設計されることもある。
本発明の説明は、単に例示的なものにすぎず、従って、本発明の要旨から離れない変形は、本発明の範囲内にあると意図される。そうした変形は、本発明の精神及び範囲から離れているとは認識されない。従って、本発明は、添付の特許請求の範囲内の全ての修正を包含する。
【図面の簡単な説明】
【図1】点火栓穴の損傷したねじを置き換えるためのキットの好ましい実施形態の斜視図である。
【図2】エンジンブロックの損傷したねじを備える点火栓穴と図1の好ましいタップを示す部分断面斜視図である。
【図3】図1の挿入体がエンジンブロックに配置されようとしている本発明の好ましい方法における中間ステップを示す部分断面斜視図である。
【図4】エンジンブロック内に配置された挿入体及び図1の拡張具を示す、図3と同様の部分断面斜視図である。
【図5】前の図面において示された好ましいキット、挿入体及び方法を利用して修復された点火栓穴の部分断面斜視図である。
【図6】本発明において使用されるタップの好ましい他の例を示す斜視図である。
【図7】本発明において使用されるタップのさらに別の例を示す斜視図である。
【符号の説明】
20 キット
22 挿入体
24 タップ
26 拡張具
28 内ねじ
30 点火栓穴
32 最初の損傷したねじ
34 外ねじ
34´ 刻み目
36 エンジンブロック
42 リーマセグメント
44 ねじ切りセグメント
46 ナットセグメント
56 点火栓
124、224 タップ
146、246 トルクセグメント
147 凹部
Claims (36)
- 穴における損傷したねじを置き換えるために用いられる挿入体であって、
置き換えられる損傷したねじと対応する内ねじを有する内面と、
前記損傷したねじが延びていた初めの長さを越える長さにわたって延びる外ねじを有する外面と、
を備えることを特徴とする挿入体。 - 前記外面上に刻み目をさらに備えることを特徴とする、請求項1に記載の挿入体。
- 前記外ねじの長さが、前記損傷したねじの長さより、少なくとも約1.5倍大きいことを特徴とする、請求項1に記載の挿入体。
- 前記内ねじが、前記置き換えられる損傷したねじより硬いことを特徴とする、請求項1に記載の挿入体。
- 前記内ねじが、前記損傷したねじの長さとおよそ同じ長さであることを特徴とする、請求項1に記載の挿入体。
- さらに、点火栓の協働する表面に対して圧縮シールを形成するようになったシーリング面を末端に備えることを特徴とする、請求項1に記載の挿入体。
- 穴における損傷したねじを置き換えるために用いられるキットであって、
置き換えられる損傷したねじと対応する内ねじを有する内側円柱面と、前記置き換えられるねじの距離をある距離だけ越えて延びる外ねじを有する外側円柱面とを有する挿入体と、
前記外ねじに対応するねじをねじ切りするようになったねじ切りセグメントを有するタップと、
保持機構用具と、
を備えることを特徴とするキット。 - 前記タップが、前記置き換えられる損傷したねじと協働するようになった案内ねじと、前記案内ねじと前記ねじ切りセグメントとの間のリーミングセグメントとをさらに備えることを特徴とする、請求項7に記載のキット。
- 前記挿入体が、その一方の端部に刻み目をさらに備え、前記保持機構用具が、前記刻み目を前記穴を取り囲んでいる材料の中に嵌め込むようになった拡張具であることを特徴とする、請求項8に記載のキット。
- 前記挿入体が、その一方の端部に刻み目をさらに備え、前記保持機構用具が、前記刻み目を前記穴を取り囲んでいる材料の中に嵌め込むようになった拡張具であることを特徴とする、請求項7に記載のキット。
- 前記挿入体の前記外ねじの軸方向の長さが、前記損傷したねじの長さより、少なくとも約1.5倍大きいことを特徴とする、請求項7に記載のキット。
- 前記挿入体の前記内ねじが、前記置き換えられる損傷したねじより硬いことを特徴とする、請求項7に記載のキット。
- 前記挿入体の前記内ねじが、前記損傷したねじが延びていた初めの軸方向の長さとおよそ同じ軸方向の長さであることを特徴とする、請求項7に記載のキット。
- 前記挿入体が、該挿入体の前記末端に配置され、点火栓の協働する表面に対して圧縮シールを形成するようになったシーリング面をさらに備えることを特徴とする、請求項7に記載のキット。
- 穴における損傷したねじを置き換えるための方法であって、
前記穴の直径を拡大し、
置き換えられるねじの長さよりも大きい長さにわたり、拡大された穴に沿ってねじ切りし、
最初にねじが形成されていた部分より大きい長さに沿って外ねじを有し、最初にねじが形成されていた前記部分に対応する内ねじを有する挿入体を、ねじ切りされたねじ上で前記拡大された穴の中にねじ込み、
その後、前記挿入体を回転しないように固定する、
ステップを含むことを特徴とする方法。 - 点火栓を前記挿入体の前記内ねじ上にねじ込むステップをさらに含むことを特徴とする、請求項15に記載の方法。
- 前記点火栓をねじ込むステップが、前記点火栓を前記挿入体の端部に対してシールすることをさらに含むことを特徴とする、請求項16にきさいの方法。
- 前記穴の直径を拡大するステップと、前記拡大された穴に沿ってねじ切りするステップとが、リーマセグメント及びねじ切りセグメントを有する単一ステップの工具を利用して達成されることを特徴とする、請求項16に記載の方法。
- 前記挿入体を回転しないように固定するステップが、前記挿入体の刻み目を、前記穴を取り囲んでいる材料の中に押し付けることをさらに含むことを特徴とする、請求項18に記載の方法。
- 前記挿入体の前記外ねじと前記拡大された穴を取り囲んでいる材料との間にシーラントを適用するステップをさらに含むことを特徴とする、請求項19に記載の方法。
- 損傷したねじ及び穴を置き換えるために用いられるキットであって、前記キットが、
前記置き換えられる損傷したねじと対応する内ねじを有する内側円柱面と、外ねじを有する外側円柱面とを有する挿入体と、
前記外ねじと協働するねじをねじ切りするねじ切りセグメントを有するタップとを備え、
前記タップが、トルク生成具とタップとの係合を、前記トルク生成具の如何なる係合機構も、前記タップのほぼ外側半径方向寸法内に留まるような状態で可能にするようになったトルクセグメントを有する、
ことを特徴とするキット。 - 前記トルク生成具が前記キットの一部ではないことを特徴とする、請求項21に記載のキット。
- 前記トルクセグメントが、前記トルク生成具との係合を可能にするようになった凹部を含み、前記トルク生成具はソケットレンチを備えることを特徴とする、請求項22に記載のキット。
- 前記トルクセグメントが、前記トルク生成具との係合を可能にするようになったナットセグメントを含み、前記トルク生成具はソケットを備えることを特徴とする、請求項22に記載のキット。
- 保持機構用具をさらに備えることを特徴とする、請求項21に記載のキット。
- 前記トルク生成具の如何なる係合機構も、前記タップのほぼ全長に沿って、前記タップのほぼ外側半径方向寸法内に留まることを特徴とする、請求項21に記載のキット。
- 前記トルク生成具の如何なる係合機構も、前記タップの外側半径方向寸法内に留まることを特徴とする、請求項21に記載のキット。
- 前記タップの半径方向外側寸法と前記トルク生成具の半径方向外側寸法の1方が周方向外側壁により形成されることを特徴とする、請求項21に記載のキット。
- 損傷したねじ及び穴を置き換えるために用いられるキットであって、前記キットは、
前記置き換えられる損傷したねじと対応する内ねじを有する内側円柱面と、外ねじを有する外側円柱面とを有する挿入体と、
前記外ねじと協働するようねじをねじ切りするねじ切りセグメントを有するタップとを備え、
前記タップが、トルク生成具の協働する係合機構と係合するようになったトルク係合機構をさらに有し、前記係合機構が、前記タップの最大半径方向寸法とほぼ等しいか、又はそれより少ない最大半径方向寸法を有する、
ことを特徴とするキット。 - 前記トルク生成具が前記キットの一部ではないことを特徴とする、請求項29に記載のキット。
- 前記トルク係合機構が、前記トルク生成具との係合を可能にするようになった凹部を有し、前記トルク生成具はソケットレンチを備えることを特徴とする、請求項30に記載のキット。
- 前記トルク係合機構が、前記トルク生成具との係合を可能にするようになったナットセグメントを有し、前記トルク生成具はソケットを備えることを特徴とする、請求項30に記載のキット。
- 保持機構用具をさらに備えることを特徴とする、請求項29に記載のキット。
- 前記係合機構が、前記タップの全長に沿って、前記タップの最大半径方向寸法にほぼ等しいか又はそれより少ない最大半径方向寸法を有することを特徴とする、請求項29に記載のキット。
- 前記トルク生成具の前記協働する係合機構が、前記タップの最大半径方向寸法に等しいか、又はそれより少ない最大半径方向寸法を有することを特徴とする、請求項29に記載のキット。
- 前記タップの最大半径方向外側寸法と前記トルク生成具の半径方向外側寸法の1方が、円柱状セグメントの外径部分により形成されることを特徴とする、請求項21に記載のキット。
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