JP2004195642A

JP2004195642A - 螺旋状コイルインサートの動力装着工具

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Publication number: JP2004195642A
Application number: JP2003410068A
Authority: JP
Inventors: David W Newton; ダブリュニュートンデビット; William Giannakakos; ジャナケイコスウィリアム; William J Lutkus; ジェイラッカスウィリアム; Michael Bardelli; バルデリマイケル
Original assignee: Newfrey LLC
Current assignee: Newfrey LLC
Priority date: 2002-12-13
Filing date: 2003-12-09
Publication date: 2004-07-15
Also published as: US20040112179A1; US6860173B2; EP1428627A3; EP1428627A2

Abstract

【課題】螺旋状コイルインサートをタッピングされた穴に装着し、装着後コイルインサートの突片を折ることの出来る工具を提供する。
【解決手段】軸方向に延びる穴を有する管状体と、管状体の穴内に同軸に配置されたマンドレルと、マンドレルを回転させるモーターと、マンドレルに軸方向の力を加える空気シリンダーとを含む。管状体は、螺旋状コイルインサートを穴と一列にさせる、一端に設けられた凹部を含む。管状体内の開口によって、ユーザーは凹部にアクセスすることができる。管状体は、螺旋状コイルインサートがマンドレルと選択的に係合する位置へ移動することができ、マンドレルが回転することで、螺旋状コイルインサートはワークピースのタップ加工された穴に所定の深さで装着される。螺旋状コイルインサートがタップ加工された穴に装着されると、マンドレルは管状体の穴内を軸方向にスライドし、螺旋状コイルインサートから突片を取り除く。
【選択図】図１

Description

本発明は、概して、螺旋状コイルインサートをタッピングされた穴に装着するための工具に関する。さらに詳細には、本発明は、螺旋状コイルインサートの突片を折ることのできる動力装着工具に関する。

螺旋状コイルインサートは、ネジ山が形成された締め具（ネジなど）がより確実に保持されるように、通常、ワークピースのタッピングされた穴に装着される。合金鋼などの比較的硬質な材料からなる、ネジ山が形成された締め具を、アルミニウムなどの比較的軟質な母材に装着する場合に、螺旋状コイルインサートは、締め具の締まり具合を向上させるために頻繁に使用される。螺旋状コイルインサートは、代表的には、これをタッピングされた穴にねじ込むための装着工具のマンドレルによるグリップとして使用される、直径方向に延びる突片を含む。

このような螺旋状コイルインサートは、通常、予め巻き締めることによってその直径を縮小させ、その後、タッピングされた穴に回転させながらねじ込んで装着される。一旦装着されると、インサートは、その縮小していた直径から拡がり、タッピングされた穴の内壁を放射状に外方に押すことによって、適切な場所に確実に保持される。インサートを装着するための動力工具は、代表的には、空気モーターによって駆動され、軸方向に延びるネジ山が形成された穴と、インサートを穴内に設置するために一端に設けられた開口と、を有する管状体を含む。マンドレルは、ネジ山が形成された穴内をモーターによって回転し、インサートと係合する。マンドレルが前進することによって、インサートは、その直径を小さくするプリワインダーを通過し、隣のワークピースのタッピングされた穴に挿入される。

インサートがワークピースの穴に正しい深さで一旦装着されると、マンドレルをインサートから取り除かれるまで逆回転させる。多くの場合、特に、貫通孔に沿ってインサートが配置されている場合には、装着後に突片を除去する必要がある。さもないと、インサートに係合するボルトに突片が干渉することになる。突片の除去を容易にするため、従来は、直径方向に延びる突片が隣接コイルの巻きに連結する点の近傍でワイヤにノッチが設けられている。したがって、従来の動力工具を使用してインサートを装着した後、装着者はノッチにおいて突片を折るために第２の工具を使用することになる。

特に、大規模生産のためのセッティングの際、多くの穴に沿って螺旋状コイルインサートを配置する必要がある場合、２つの工具を使用するプロセスは時間がかかり、効率が悪い。螺旋状コイルインサートの装着と突片の除去プロセスを組み合せるとともに単純化することによって、非常に優れた効率性とコスト削減を実現することができる。

ワークピースに形成されたタップ加工された穴に螺旋状コイルインサートを装着し、突片をコイルの巻きの先端から取り除くための単一の工具によって、螺旋状コイルインサートの装着プロセスを単純化することができる。本発明に係る動力装着工具は、軸方向に延びる穴を有する管状体を含む。好ましくは管状体の一端に設けられた凹部によって、螺旋状コイルインサートを穴と整列させる。管状体内の開口部によって、内部にインサートを設置するための凹部へのアクセスが可能となる。マンドレルが、管状体の穴に同軸に配置され、螺旋状コイルインサートを装着するために、螺旋状コイルインサートと係合し、これを回転させる。より詳細には、マンドレルの先端部のフックが、ワークピースのタップ加工された穴にコイルを装着する前に、螺旋状コイルインサートを巻き締めるために、螺旋状コイルインサートの突片と係合する。ワークピースのタップ加工された穴にインサートが完全に装着されると、マンドレルは螺旋状コイルインサートから突片を切断するために移動できるパンチとしての役目を果たす。モーターによってマンドレルを回転させ、螺旋状コイルインサートをタップ加工された穴に所定の距離で挿入する。空気シリンダーがマンドレルに軸方向の力を加え、マンドレルを引っ込む位置から突片を取り除く延伸位置へと移動させる。

一つの実施の形態では、空気モーターは管状体の軸からずれており、歯車列によってマンドレルと接続され、モーターシャフトの回転によってマンドレルが回転する。歯車列をマンドレルと接続するために、管状体は駆動スリーブを含むことが好ましい。

本発明が適用可能なその他の分野については、以下の詳細な説明から明らかになるだろう。詳細な説明と具体例は、本発明の好ましい実施の形態を示すものではあるが、これらは例示のみを目的としたものであり、本発明の範囲を限定するものではない。

以下の好ましい実施の形態の説明は本質的に代表例のみを示すに過ぎず、本発明とその応用または使用を限定するものではない。

図面に、突片１４（図６参照）を有する螺旋状コイルインサート１２を装着するための動力装着工具１０を示す。図１に最も良く示すように、本発明の実施の形態に係る動力装着工具１０は、概して、空気シリンダー１８が搭載されたギアハウジング１６と、空気モーター２０と、アダプター本体２２とを含む。図２、図３及び図４に示すように、螺旋状コイルインサート１２をワークピース（被加工物）２８の穴２６に挿入するためのマンドレル２４が、アダプター本体２２の全長にわたって軸方向に延びる穴３０に収容されている。

図５に最も良く示すように、マンドレル２４は、空気モーターシャフト３２および歯車列を介して、空気モーター２０によってアダプター本体２２内を回転する。空気モーター２０はアダプター本体２２の軸方向の穴３０からずれているため、歯車列がシャフト３２とマンドレル２４とを連結している。歯車列は、モーター２０のシャフト３２によって直接回転させられ、ブシュ３６によって支持された駆動ギア３４を含む。より詳細には、シャフト３２は、同軸に駆動ギア３４を搭載するスプライン３８およびスプラインアダプター４０を回転させる。スプラインアダプター４０は、ブシュ３６に軸受けされた軸方向に延びる部分と、ギア３４の内径表面のスロット４４と整列しスロット４２と、を含む。整列したスロット４２、４４に配置されたキー（例えば楔）４６は、駆動ギア３４を、スプラインアダプター４０とともに回転し、したがってモーターシャフト３２ととともに回転するように固定している。駆動ギア３４は、固定軸５４を介して支持された中間ギア５２の歯５０を駆動するための歯４８を含む。ブシュ５６は、好ましくはギアハウジング１６内に圧入されてカバー５８によって固定されたものであって、固定軸５４を囲むとともに、ギア歯５０が駆動ギア３４の歯４８および駆動スリーブギア６２の歯６０と噛み合いながら、ギア５２が軸５４の回りを自由に回転できるようにしており、それによって駆動ギア３４からの回転を駆動スリーブギア６２に伝達する。より詳細には、ギア６２は、アダプター２２の駆動ハウジング６６の長さにわたって延びる駆動スリーブ６４を駆動する。ギア６２の内径表面は、駆動スリーブ６４およびギア６２それぞれのスロット７０、７２をずれないように揃えるキー（例えば楔）６８を介して駆動スリーブ６４とともに回転するように固定されている。最後に、各ギア３４、５２、６２の両側に同軸に配置されたギア座金７４は、ギアハウジング１６内で歯車列を中心に置き、ギア３４、５２、６２が適切に噛み合うようにしている。

図２〜４に示すように、駆動スリーブ６４が駆動ハウジング６６内で回転するように同軸に設置され、駆動ハウジング６６のほぼ全長にわたって延びている。駆動スリーブ６４の両端であって、その外側の部分では、針状ころ軸受７６が駆動スリーブ６４と駆動ハウジング６６との間に間隔を設け、両者が相対的に回転できるようにしている。したがって、ギア６２が空気モーターのシャフト３２が作動することによって回転すると、駆動スリーブ６４も駆動ハウジング６６内で同様に回転する。図２および図５に示すように、駆動スリーブ６４は、マンドレル２４のスプライン８０を収容するために内表面に沿って形成された縦スロット７８を含む。したがって、駆動スリーブ６４が回転することによってマンドレル２４が回転する。以下に詳述するように、スロット７８は、マンドレル２４が螺旋状コイルインサート１２の装着および突片１４の除去のためにアダプター本体２２に対して相対的に動くにつれて回転し、マンドレル２４が駆動スリーブ６４内を軸方向にスライドできるようにしている。

図２および図６に示すように、マンドレル２４は、穴３０内をほぼアダプター本体２２の長さにわたって延び、第１〜第３の円筒状部８２，８４，８６を含む。第１の円筒状部８２は、螺旋状コイルインサート１２の突片１４と係合するための先端部８８を含む。図６に示すように、先端部８８は、特定の螺旋状コイルインサート１２のワイヤー厚さとほぼ等しい幅を有する、突片１４と係合する中央凹部９０を含む。中央凹部９０は、螺旋状コイルインサート１２を装着するための突片１４と係合し、概して、突片１４がマンドレル２４に対して相対的に回転するのを防止するのに役立つ。すなわち、マンドレル２４が回転すると、突片１４は凹部９０との摩擦係合によって保持されるので、螺旋状コイルインサート１２が共に回転する。

図６Ａに示すように、先端部８８は、螺旋状コイルインサート１２をワークピース２８内に挿入した後に、螺旋状コイルインサート１２から突片１４を折る際に使用される第１および第２の傾斜部９２，９３を含む。第１の傾斜部９２は、マンドレル２４の長手軸と大体交差するように配置され、マンドレル２４の中心軸から第３の円筒状部８６（又は第１の円筒状部８２）の外径に向かって下がるように傾斜する第１の表面９５を含む。こうして、第１の表面９５は、高い点Ｗから、マンドレル２４の本体を横切り、凹部９０に沿って低い点Ｘに向かって傾斜している。さらに、図６Ａに最も良く示すように、第１の表面９５は、ほぼ凹部９０の縁に配置された点Ｙから、第３の円筒状部８６（又は第１の円筒状部８２）の外径上に配置された点Ｚに向かって傾斜している。

図６Ａに示すように、第２の傾斜部９３は、マンドレル２４の長手軸と交差するように配置され、マンドレル２４の中心軸から、ほぼ第３の円筒状部８６（又は第１の円筒状部８２）の外径に向かって下がるように傾斜する第２の表面９７を含む。こうして、第２の表面９７は、高い点Ｗ’から、マンドレル２４の本体を横切り、凹部９０に沿って低い点Ｘ’に傾斜している。さらに、図６Ａに最も良く示すように、第２の表面９７は、ほぼ凹部９０の縁に配置された点Ｙ’から、第３の円筒状部８６（又は第１の円筒状部８２）の外径上に配置された点Ｚ’に向かって傾斜している。

第２の表面９７のマンドレル２４の長手軸に対する角度的関係は、第１の表面９５のマンドレル２４の長手軸に対する角度的関係と大体反対になっている。すなわち、図６Ａに最も良く示すように、第１の表面９５の高い点Ｗは、第２の表面９７の低い点Ｘ’から凹部９０を横切って配置され、第２の表面９７の高い点Ｗ’は、第１の表面９５の低い点Ｘから凹部９０を横切って配置されている。

第２の円筒状部８４は、第１の円筒状部８２の隣に配置され、図３に最も良く示すように、第１および第２の円筒状部８２，８４の接続部分が第１の環状肩部９４を形成するように、第１の円筒状部８２よりも直径が大きくなっている。第３の円筒状部８６は、第２の円筒状部８４の隣に配置され、第２の円筒状部８４よりも直径が大きい。第２および第３の円筒状部８４，８６の接合部分は、第２の環状肩部９６を形成している。第３の円筒状部８６は、第２の環状肩部９６の大体反対側に配置されたスプライン８０をさらに含む。スプライン８０によって、後述するように、マンドレル２４が、ハウジング６６に対して相対的に、駆動スリーブ６４とともに回転することができるようになっている。

アダプター本体２２は、プリワインダースリーブ９８およびプリワインダー１００と同軸に整列したハウジング６６を含む。穴３０は、３つの部分の内部を同軸に延びている。ハウジング６６は、その内部を穴３０が貫通するほぼ円筒状部材であり、図５に示すようにギアハウジング１６への取り付けのための第１の連続するネジ山１０２と、図４に示すようにハウジング６６をプリワインダースリーブ９８にしっかりと固定するときの助けとなる第２の連続するネジ山１０４を含む。図５に最も良く示すように、ハウジング６６は、針状ころ軸受７６を収容するために穴３０の内表面に形成された一対の凹部１０８をさらに含む。針状ころ軸受７６は、駆動スリーブ６４、ひいてはマンドレル２４が、ハウジング６６と相対的に回転するときの助けとなる。

図４に示すように、プリワインダースリーブ９８は、その内部を穴３０が貫通するほぼ円筒状部材であり、ハウジング６６に隣接する第１の端部と、プリワインダー１００をスライドできるように収容するための第２の端部と、大体第１および第２の端部の間に配置されたスロット１１０（図１参照）とを含む。プリワインダースリーブ９８の第１の端部は、軸フランジ１１２および延長部１１４を含み、延長部１１４は大体軸フランジ１１２の基部に配置され、そこから延びている。軸フランジ１１２と延長部１１４との接続部分には、ハウジング６６を収容するための凹部１１６が形成されている。プリワインダー固定具１１８は、ハウジング６６とプリワインダースリーブ９８をそれらの接続部分において軸周りに囲み、ハウジング６６を、動かないように凹部１１６に接触させている。

図４に最も良く示すように、プリワインダー固定具１１８は、連続したネジ山１２０と、凹部１２４を大体規定する延長部１２２とを含む。ネジ山１２０は、ハウジング６６のネジ山１０４を噛み合うように受け入れ、凹部１２４は、プリワインダースリーブ９８の軸延長部１１４を収容している。ネジ山１２０がハウジング６６のネジ山１０４と噛み合い、凹部１２４がプリワインダースリーブ９８の延長部１１４を収容すると、ハウジング６６とプリワインダースリーブ９８は固定された状態となる。

図４に示すように、プリワインダースリーブ９８は、ストッパー１２８をネジ式に受け入れるための連続するネジ山１２６をさらに含む。ストッパー１２８は、プリワインダースリーブ９８のネジ山１２６と噛み合うために内表面に配置された連続するネジ山１３２を有する円筒状のリングである。ストッパー１２８は、回転するとそのネジ山１３２がプリワインダースリーブ９８のネジ山１２６上を相対的に移動するので、これによって、プリワインダースリーブ９８に対して相対的に軸方向に調節することができる。すなわち、ストッパー１２８がプリワインダースリーブ９８に対して相対的に回転すると、ネジ山１２６，１３２が噛み合うことによって、ストッパー１２８は、回転方向に応じて、ギアハウジング１６に近付く方向または離れる方向に軸に沿って移動する。ストッパー１２８を所望の位置に一旦設けたら、ストッパー１２８をプリワインダースリーブ９８に対して所望の位置に保持するためにストッパー座金１３０を設ける。ストッパー１２８をプリワインダースリーブ９８に対して相対的に調節することによって、後述するように、プリワインダー１００がプリワインダースリーブ９８内を軸方向に移動できる深さが設定される。

図４に示すように、プリワインダー１００は、その内部を穴３０が貫通する長い円筒状部材であり、第１の端部と、第２の端部と、足部１３４とを含む。プリワインダー１００の第１の端部は、プリワインダー１００がプリワインダースリーブ９８内をスライドできるように、プリワインダースリーブ９８の第２の端部にスライド可能に収容されている。さらに、プリワインダー１００の第１の端部は、止めネジ１３６と、それに付随する座金１３８とを含む。止めネジ１３６と座金１３８は、プリワインダー１００の外径から、プリワインダースリーブ９８のスロット１１０内を延びている。止めネジ１３６と座金１３８は、プリワインダー１００と固定された関係に保持されており、スロット１１０内をプリワインダースリーブ９８に対して相対的にスライドできるようになっている。プリワインダー１００は、プリワインダースリーブ９８に対して相対的に軸方向にスライドできるようになっているが、両者の相対的な回転は、スロット１１０内の止めネジ１３６および座金１３８によって制限されている。

図４および図７に最も良く示すように、プリワインダースリーブ９８に対するプリワインダー１００の移動範囲は、ストッパー１２８の配置によって決定される。図７に最も良く示すように、プリワインダー１００の軸方向の移動範囲は、スロット１１０の端部とストッパー１２８の位置との距離によって決定される。すなわち、止めネジ１３６がスロット１１０の端部とストッパー１２８の間でスロット１１０内を移動できる距離によって、プリワインダー１００がプリワインダースリーブ９８内を軸方向にスライドできる量が定まる。ストッパー１２８をギアハウジング１６に向かって移動させると、プリワインダースリーブ９８に対するプリワインダー１００の移動範囲が増加する。反対に、ストッパー１２８をギアハウジング１６から離れる方向にプリワインダースリーブ９８のネジ山１２６の周りを回転させると、プリワインダースリーブ９８に対するプリワインダー１００の軸方向の移動範囲が減少する。

一つの実施の形態では、図３に示すように、足部１３４がワークピース２８の表面からの反作用を受け、プリワインダー１００はプリワインダースリーブ９８内をギアハウジング１６に向かってスライドする。図７に示すように、プリワインダー１００がギアハウジング１６に近付くと、マンドレル２４は足部１３４から外方向に、ワークピース２８の穴２６内へと延びるようになる。足部１３４を通り、ワークピース２８内へ挿入されるマンドレル２４の全移動量は、プリワインダー１００がプリワインダースリーブ９８に対してスライドできる量によって決まる。マンドレル２４の移動距離によって、螺旋状コイルインサート１２がワークピース２８内に挿入される深さが決まる。ストッパー１２８をプリワインダースリーブ９８に対して調節することによって、マンドレル２４がワークピース２８の穴２６内を移動できる深さが設定され、結果として、螺旋状コイルインサート１２の配置位置が決まる。

足部１３４は、その内部を穴３０が貫通するように延びており、螺旋状コイルインサート１２を挿入するための凹部１４０を含む。足部１３４は、プリワインダー１００の第２の端部から予め決められた距離に配置され、図３に最も良く示すように、足部１３４とプリワインダー１００の第２の端部との間のオフセット距離あるいは凹部１４０は、螺旋状コイルインサート１２の全長によって決まる。プリワインダー１００の第２の端部は、螺旋状コイルインサート１２の凹部１４０への挿入を容易にするためのテーパー状の端部１４２をさらに含む。図３に示すように、足部１３４は、螺旋状コイルインサート１２と係合するためのネジ山１４６を有する小径穴１４４を含む。螺旋状コイルインサート１２が小径穴１４４内を回転すると、螺旋状コイルインサート１２の直径が小さくなる。本発明の実施の形態は、ネジ山１４６を有する小径穴１４４を開示しているが、小径穴１４４は、螺旋状コイルインサート１２を締めつけ、確実に保持するための他の適切な手段を有していてもよく、これも本発明の範囲に含まれる。

上述したように、プリワインダー１００は、プリワインダースリーブ９８に対して相対的にスライドできるようになっており、プリワインダースリーブ９８に収容され、プリワインダー１００の移動はスロット１１０の止めネジ１３６の位置によって決まる。止めネジ１３６に加えて、プリワインダー１００の移動はバネ（弾性体）１４８によっても影響を受ける。図３および図４に最も良く示すように、バネ１４８は、プリワインダー１００の第１の端部とスペーサー１５０との間に配置されている。プリワインダー１００には、ギアハウジング１６から離れる第１の軸方向に力が加えられている。すなわち、プリワインダー１００がギアハウジング１６に近付く第２の軸方向に移動すると、バネ１４８はプリワインダー１００の第１の端部とスペーサー１５０との間で押し縮められ、プリワインダー１００に第１の軸方向の力を加える。プリワインダー１００は、その足部１３４に加わる外力によって、穴３０に沿って第２の方向に軸に沿って移動する。一つの実施の形態では、以下に詳述するように、足部１３４に加わる外力は、足部１３４がワークピース２８の表面と接触することによって生じる。

スペーサー１５０は、大体、ハウジング６６とプリワインダースリーブ９８との交差部分に配置され、中央円筒状部１５２と軸フランジ１５４とを含み、中央円筒状部１５２及び軸フランジ１５４の内部を穴３０が延びる。図３に最も良く示すように、中央円筒状部１５２は、バネ１４８から抗力を受ける表面１５６を有し、軸フランジ１５４はプリワインダースリーブ９８の延長部１１４を収容し、スペーサー１５０が穴３０内を軸方向に移動するのを防ぐ。一つの実施の形態では、スペーサー１５０は、バネ１４８とプリワインダー１００の第１の端部との間隔を調整するために取り外すことができる。

上述したように、マンドレル２４は、螺旋状コイルインサート１２を回転させながらワークピース２８内に挿入する役目を果たす。また、マンドレル２４は、螺旋状コイルインサート１２がワークピース２８の穴２６に十分に挿入された後に、螺旋状コイルインサート１２の突片１４を折る。図５に示すように、パンチ１６０は、マンドレル２４の第３の円筒状部８６に作用し、マンドレル２４をギアハウジング１６から離れる第１の軸方向に移動させる。パンチ１６０は、マンドレル２４の第３の円筒状部８６と空気シリンダー１８のポート１６２との間に配置されている。図２に示すように、パンチ１６０は、アダプター本体２２の穴３０内を延びる長い部材であり、一端にコネクタ１６３を、他端にパンチ部１６５を有する。コネクタ１６３は、好ましくは、空気シリンダー１８内を延びるシャフト１６７の一端にあるネジ切りされた雌コネクタに受け入れられる、ネジ切りされた雄コネクタである。シャフト１６７の他端は、空気シリンダー１８内の空気圧の力によって往復運動を行うピストン１６９に連結されている。ピストン１６９、したがってパンチ１６０には、空気シリンダー１８の端部とピストン１６９との間であってシャフト１６７と同軸に位置する圧縮バネ１６４によって、引っ込む位置に向けた力が加えられている。パンチ１６０は、マンドレル２４の第３の円筒状部８６から外側に、バネ１６４の力に抗して自由に移動することができ、空気シリンダー１８内でピストン１６９によってバネ１６４を押し縮める空気圧の力がない場合には、バネ１６４は、パンチ１６０を引っ込む位置に戻す。

一つの実施の形態では、図７に示すように、螺旋状コイルインサート１２が完全にワークピース２８内に装着されると、オペレーターが空気シリンダー１８を遠隔作動させる。すなわち、螺旋状コイルインサート１２が完全にワークピース２８内に装着されると、オペレーターが空気シリンダー１８を作動させ、大量の空気がピストン１６９に対抗するよう作用し、ピストン１６９が往復運動を行い、バネ１６４の力に抗して移動することになる。ピストン１６９が第１の方向に十分に移動すると、シャフト１６７はギアハウジング１６から離れる第１の方向に移動し、パンチ１６０をマンドレル２４の第３の部分８６と接触させる。パンチ１６０によって加えられた力によって、マンドレル２４は第１の軸方向に急速に加速し、図８に示すように、先端部８８に螺旋状コイルインサート１２から突片１４を切断する。

別の実施の形態では、プリワインダー１００が、止めネジ１３６がストッパー１２８と接触する点まで完全に移動し、バネ１４８の力によって第１の方向に動き始めると、空気シリンダー１８が自動的に作動する。このように、プリワインダー１００がギアハウジング１６から離れる第１の軸方向に移動し始めると、空気シリンダー１８はストッパー１２８に配置されたセンサー（図示せず）によって作動する。すなわち、プリワインダー１００の止めネジ１３６がストッパー１２８と接触した後、止めネジ１３６がストッパー１２８から離れると、センサーが作動し、空気シリンダー１８を作動させる信号を送る。ここではセンサーを開示しているが、プリワインダー１００と空気シリンダー１８との間の通信方法としては、電気機械的方法などのあらゆる方法が考えられ、それらも本発明の範囲に含まれる。

いずれの実施の形態でも、図７又は図８に示すように、マンドレル２４は、スペーサー１５０の軸フランジ１５４およびマンドレル２４の環状肩部９６に隣接して配置されたバネ１５８を含み、突片１４がコイル１２から切断されると、バネ１５８はマンドレル２４に第２の軸方向の力すなわちギアハウジング１６に向かった力を加え、マンドレル２４を引っ込む位置に戻す。詳しくは、パンチ１６０がマンドレル２４と接触し、マンドレル２４を第１の方向に移動させると、バネ１５８が押し縮められ、空気シリンダー１８内の圧力が解放され、突片１４がコイル１２から正しく切断されると、マンドレル２４に第２の軸方向に力が加えられる。マンドレル２４が引っ込んだ位置に戻ることによって、別の螺旋状コイルインサート１２をアダプター本体２２の凹部１４０に挿入し、ワークピース２８の別の穴２６に挿入することができる。

図２、図７及び図８を特に参照して、動力装着工具１０の動作を詳細に説明する。使用時には、螺旋状コイルインサート１２を凹部１４０に配置し、アダプター本体２２内の穴３０と整列させる。螺旋状コイルインサート１２を配置するために、図３に示すように、プリワインダー１００をバネ１４８の力によって第１の方向に完全に延ばし、マンドレル２４が凹部１４０内に届かないようにする。螺旋状コイルインサート１２の装着を開始するために、装着者は、穴３０がワークピース２８の穴２６と同軸になるように、動力装着工具１０をワークピース２８に対して配置する。

動力装着工具１０がワークピース２８の穴２６と適切に整列されると、図２に示すように、装着者は動力装着工具１０に力を加え、同時に空気モーター２０を作動させ、ギア３４、５２、６２および空気モーター２０のシャフト３２の連結によって駆動スリーブ６４を回転させる。駆動スリーブ６４は、図６に示すように、駆動スリーブスロット７８内のマンドレルスプライン８０の接続を介してマンドレル２４を回転させる。マンドレル２４の先端部８８が穴３０内で回転するとともに、図３に示すように、プリワインダー１００はワークピース２８に隣接する。十分な力が動力装着工具１０に加わると、ワークピース２８はプリワインダー１００に反作用し、プリワインダー１００はプリワインダースリーブ９８内を反対方向（第２の方向）にスライドする。プリワインダー１００がバネ１４８の力に対抗して反対方向に十分に移動すると、先端部８８が凹部１４０内で螺旋状コイルインサート１２と係合する。すなわち、先端部８８は、中央凹部９０が螺旋状コイルインサート１２を回転させるために突片１４を把持するまで、螺旋状コイルインサート１２内をスライドする。次に、図４に最も良く示すように、マンドレル２４は、インサート１２を、回転させながら小径穴１４４に挿入し、小径穴１４４のネジ山１４６との係合によって押し縮めることで予め巻き締めておく。

プリワインダースリーブ９８が第２の方向に継続的に前進することによって、バネ１４８がさらに押し縮められ、予め巻き締められたインサート１２は小径穴１４４を通過し、ワークピース２８の穴２６に挿入される。図７を参照して説明したように、プリワインダー１００は、止めネジ１３６がプリワインダースリーブ９８上のストッパー１２８と接触するまで前進する。

図７に示すように、螺旋状コイルインサート１２がワークピース２８の穴２６内の所望の深さに達すると、上述したように、空気シリンダー１８が外部操作または自動制御によって作動する。いずれの場合でも、空気シリンダー１８が作動すると、空気シリンダー１８からの大量の空気によって、ピストン１６９がバネ１６４（図５参照）の力に対抗して第１の方向に移動する。ピストン１６９が第１の方向に十分に移動すると、シャフト１６７が、続いてパンチ１６０が、マンドレル２４に接触する。パンチ１６０の動きによって、同時に、マンドレル２４がバネ１６４の力に対抗して第１の方向にスライドし、パンチ部１６５およびマンドレル２４の第３の円筒状部８６の相互作用によって穴３０内を軸方向にスライドする。

マンドレル２４が第１の方向に十分に移動すると、先端部８８の傾斜部９２（図６Ａ参照）が螺旋状コイルインサート１２から突片１４を切断する（図８参照）。突片１４が螺旋状コイルインサート１２から適切に切断されると、マンドレル２４はバネ１５８による力によって第２の方向に移動し、引っ込み位置に戻され、パンチはピストン１６９に接する（図８ではピストン１６９下の）バネ１６４の力によって第２の方向に移動する。このとき、動力装着工具１０に加えられた力が解放され、プリワインダー１００は、第１の軸方向に移動し、別の螺旋状コイルインサート１２が凹部１４０に設置されることになっている位置へと戻る。

本発明の説明は本質的に代表例を示したに過ぎず、本発明の要旨から逸脱しない変更は本発明の範囲に含まれる。そのような変更は、本発明の範囲から逸脱するものとはみなされない。

本発明の実施の形態に係る動力装着工具の斜視図である。図１に示す動力装着工具の部分断面図である。インサートを装着する前の、図１および図２に示す動力装着工具の穴の凹部に設置された螺旋状コイルインサートを示す部分断面図である。インサートをワークピースの穴に装着する前の、螺旋状コイルインサートを予め巻き締めている、図１および図２に示す動力装着工具のマンドレルを示す部分断面図である。図１および図２に示す動力装着工具のモーターによってマンドレルを駆動するための歯車列を示す部分断面図である。図１および図２に示す動力装着工具のマンドレル、駆動スリーブ、パンチの分解図である。図６に示すパンチをより詳細に示す図である。ワークピースの穴の中に、図６に示すマンドレルによって螺旋状コイルインサートを挿入する様子を示す部分断面図である。螺旋状コイルインサートの突片を取り除くためにマンドレルが延びた状態の動力装着工具の部分断面図である。

符号の説明

１０…動力装着工具１２…螺旋状コイルインサート１４…突片
１６…ギアハウジング１８…空気シリンダー２０…モーター
２２…アダプター本体２４…マンドレル２８…ワークピース
３２…シャフト３４…ギア３６…ブシュ３８…スプライン
４０…スプラインアダプター４２…スロット４４…スロット５０…ギア歯
５２…ギア５４…固定軸５６…ブシュ５８…カバー６２…ギア
６４…駆動スリーブ６６…ハウジング７４…ギア座金７６…軸受
７８…スロット８０…スプライン８２…第１の円筒状部
８４…第２の円筒状部８６…第３の円筒状部８８…先端部９０…凹部
９２…第１の傾斜部９３…第２の傾斜部９４…第１の環状肩部
９５…第１の表面９６…第２の環状肩部９７…第２の表面
９８…プリワインダースリーブ１００…プリワインダー１０２…ネジ山
１０４…ネジ山１０８…凹部１１０…スロット１１２…軸フランジ
１１４…延長部１１６…凹部１１８…プリワインダー固定具
１２０…ネジ山１２２…延長部１２４…凹部１２６…ネジ山
１２８…ストッパー１３０…ストッパー座金１３２…ネジ山１３４…足部
１３６…ネジ１３８…座金１４０…凹部１４２…端部１４４…小径穴
１４６…ネジ山１４８…バネ１５０…スペーサー１５２…中央円筒状部
１５４…軸フランジ１５６…表面１５８…バネ１６０…パンチ
１６２…ポート１６３…コネクタ１６４…バネ１６５…パンチ部
１６７…シャフト１６９…ピストン

Claims

ワークピース内に形成されたタップ加工された穴に、突片を有する螺旋状コイルインサートを装着するための工具であって、
軸方向に延びる穴を含む管状体と、
前記管状体の前記穴内に同軸に配置され、第１の位置および第２の位置の間で前記管状体の前記穴内を軸方向に移動し、前記螺旋状コイルインサートの前記突片と係合するための先端部を有するマンドレルと、
前記管状体内で前記マンドレルを回転させるためのモーターと、
前記マンドレルに軸方向の力を加え、前記マンドレルを前記第１の位置から前記第２の位置へと移動させるための空気シリンダーと、
を含むことを特徴とする工具。
前記管状体の前記穴内に同軸に配置されたプリワインダーをさらに含み、前記プリワインダーは、前記マンドレルを軸周りに取り囲み、前記マンドレルと相対的に移動する、請求項１に記載の工具。
前記プリワインダーは、前記ワークピース内に前記螺旋状コイルインサートを装着する前に、前記螺旋状コイルインサートを収縮させるための小径穴を足部に含む、請求項２に記載の工具。
前記足部の前記小径穴にはネジ山が形成されている、請求項３に記載の工具。
前記モーターは、前記管状体の軸からずれており、
前記マンドレルと前記モーターのシャフトを連結する歯車列をさらに含み、
前記歯車列によって前記モーターの前記シャフトの回転が前記マンドレルに伝達される、請求項１に記載の工具。
前記歯車列を前記マンドレルに連結する駆動スリーブをさらに含む、請求項５に記載の工具。
前記空気シリンダー内に設けられたピストンと、前記ピストンを前記マンドレルと接続するパンチと、をさらに含み、
前記空気シリンダー内での前記ピストンの軸方向の移動によって、前記マンドレルを前記第１の位置から前記第２の位置へと移動させる、請求項６に記載の工具。
前記パンチは、前記空気シリンダーからの空気の力によって前記駆動スリーブ内を軸方向にスライドし、前記空気シリンダーの出口ポートの隣の引っ込み位置から、前記マンドレルを前記第２の位置に移動させるための延伸位置に移動する、請求項７に記載の工具。
前記管状体は、前記管状体の前記穴と同軸に整列されたスペーサーを収容し、前記スペーサーは、前記管状体の前記穴内でのプリワインダースリーブの軸方向の移動を制限する、請求項１に記載の工具。
前記プリワインダースリーブは、前記マンドレルの軸方向の動きを制限し、前記マンドレルの前記第２の位置を決定する、請求項９に記載の工具。
前記プリワインダーの軸方向の移動を制限するストッパーをさらに含む、請求項１に記載の工具。
前記プリワインダーが、前記ストッパーと相互に作用する止めネジをさらに含む、請求項１１に記載の工具。
前記ストッパーは、前記管状体と相対的に軸方向に調節できるように、ネジの噛み合いによって前記管状体に取り付けられてなる、請求項１１に記載の工具。
前記マンドレルは、前記螺旋状コイルインサートが前記ワークピース内に挿入された後に、前記突片を前記螺旋状コイルインサートから切断する、請求項１に記載の工具。
ワークピース内に形成されたタップ加工された穴に、突片を有する螺旋状コイルインサートを装着するための工具であって、
軸方向に延びる穴を含む管状体と、
前記管状体の前記穴内に同軸に配置され、第１の位置および第２の位置の間で前記管状体の前記穴内を軸方向に移動し、前記螺旋状コイルインサートの前記突片と係合するための先端部を有するマンドレルと、
前記管状体の前記穴内に同軸に配置され、前記管状体の前記穴と一列に前記螺旋状コイルインサートを位置合わせするための開口を一端に含むプリワインダーと、
前記管状体内で前記マンドレルを回転させるためのモーターと、
前記マンドレルに軸方向の力を加えることによって前記マンドレルを前記第１の位置から前記第２の位置へと移動させるための空気シリンダーと、
を含み、
前記マンドレルは前記第１の位置で前記螺旋状コイルインサートを回転させることを特徴とする工具。
前記プリワインダーは、前記ワークピース内に前記螺旋状コイルインサートを装着する前に、前記螺旋状コイルインサートを収縮させるための小径穴を足部に含む、請求項１５に記載の工具。
前記足部の前記小径穴にはネジ山が形成されている、請求項１６に記載の工具。
前記モーターは、前記管状体の軸からずれており、
前記マンドレルと前記モーターのシャフトを連結する歯車列をさらに含み、
前記歯車列によって前記モーターの前記シャフトの回転が前記マンドレルに伝達される、請求項１５に記載の工具。
前記歯車列を前記マンドレルに連結する駆動スリーブをさらに含む、請求項１８に記載の工具。
前記空気シリンダー内に設けられたピストンと、前記ピストンを前記マンドレルと接続するパンチと、をさらに含み、
前記空気シリンダー内での前記ピストンの軸方向の移動によって、前記マンドレルを前記第１の位置から前記第２の位置へと移動させる、請求項１９に記載の工具。
前記パンチは、前記空気シリンダーからの空気の力によって前記駆動スリーブ内を軸方向にスライドし、前記空気シリンダーの出口ポートの隣の引っ込み位置から、前記マンドレルを前記第２の位置に移動させるための延伸位置に移動する、請求項２０に記載の工具。
前記管状体は、前記管状体の前記穴と同軸に整列されたスペーサーを収容し、前記スペーサーは、前記管状体の前記穴内でのプリワインダースリーブの軸方向の移動を制限する、請求項１５に記載の工具。
前記スリーブは、前記マンドレルの軸方向の動きを制限し、前記マンドレルの前記第２の位置を決定する、請求項２２に記載の工具。
前記プリワインダーの軸方向の移動を制限するストッパーをさらに含む、請求項１５に記載の工具。
前記プリワインダーが、前記ストッパーと相互に作用する止めネジをさらに含む、請求項２４に記載の工具。
前記ストッパーは、前記管状体と相対的に軸方向に調節できるように、ネジの噛み合いによって前記管状体に取り付けられてなる、請求項２４に記載の工具。
前記マンドレルは、前記螺旋状コイルインサートが前記ワークピース内に挿入された後に、前記螺旋状コイルインサートから前記突片を切断する、請求項１５に記載の工具。
前記プリワインダーは、前記マンドレルを軸周りに取り囲み、前記マンドレルと相対的に移動する、請求項１５に記載の工具。
ワークピース内に形成されたタップ加工された穴に、突片を有する螺旋状コイルインサートを装着するための方法であって、
管状体の軸に沿って延びる穴と一列になるように前記螺旋状コイルインサートを位置合わせする工程と、
前記管状体の前記穴内に同軸に配置されたマンドレルを回転させ、選択的に前記マンドレルを前記螺旋状コイルインサートと係合させる工程と、
前記螺旋状コイルインサートを前記マンドレルとの係合を介して回転させる工程と、
前記マンドレルを回転させることによって、前記螺旋状コイルインサートを前記ワークピースの前記タップ加工された穴に回転させながら挿入する工程と、
前記マンドレルを、前記管状体内の引っ込み位置から延伸位置へと駆動させ、前記突片を前記螺旋状コイルインサートから切断する工程と、
を含むことを特徴とする方法。
前記管状体の小径穴内に前記螺旋状コイルインサートを巻き締めて、前記螺旋状コイルインサートを前記マンドレルの先端部で縮小させる工程をさらに含む、請求項２９に記載の方法。
前記螺旋状コイルインサートと係合するためのネジ山を前記小径穴に設ける工程をさらに含む、請求項３０に記載の方法。
前記マンドレルの先端部の凹部を、前記螺旋状コイルインサートの前記突片と係合させて、前記螺旋状コイルインサートを前記ワークピースの前記タップ加工された穴に所定の深さで装着する工程をさらに含む、請求項２９に記載の方法。
前記螺旋状コイルインサートから前記突片を切断するための切断手段を、前記マンドレルに設ける工程をさらに含む、請求項２９に記載の方法。
前記切断手段が、前記マンドレルの先端部に配置されている、請求項３３に記載の方法。
前記螺旋状コイルインサートが、前記管状体の前記軸に沿って配置された小径穴と係合するように、前記マンドレルを回転させる工程をさらに含む、請求項２９に記載の方法。
前記螺旋状コイルインサートが前記ワークピースの前記タップ加工された穴に回転しながら挿入されるように前記管状体に力を加える工程をさらに含む、請求項２９に記載の方法。