JP2012115965A - タング無し螺旋状コイルインサート挿入工具 - Google Patents

タング無し螺旋状コイルインサート挿入工具 Download PDF

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Abstract

【課題】従来の工具に比して、構造がより簡単で、製造組み立ても簡単であり、従って、製造コストの低減をも可能な、しかも、操作性に優れたタング無し螺旋状コイルインサート挿入工具を提供する。
【解決手段】タング無し螺旋状コイルインサート挿入工具1は、タング無し螺旋状コイルインサートを被加工物に挿入するために、先端部がネジ軸とされるマンドレルと、細長形状部材であって、一端にネジ軸に螺合したタング無し螺旋状コイルインサートの端部コイル部の切欠きに係合する爪部を備えた作動部と、作動部と一体に形成された支持部とを備えた枢動爪と、を有している。枢動爪は、枢動爪取付溝に装着され、且つ、支持部が枢動軸にて揺動自在にマンドレルに取り付けられ、付勢手段が支持部に作用して、爪部に形成したフック部分がタング無し螺旋状コイルインサートの切欠きに弾発的に係合するように、爪部をネジ軸の半径方向外方向へと付勢している。
【選択図】図1

Description

本発明は、タング無し螺旋状コイルインサートを被加工物のタップ穴に装着するためのタング無し螺旋状コイルインサート挿入工具に関するものである。
従来、アルミニウムなどの軽金属、プラスチック、鋳鉄などから成る被加工物に直接タップ立てしたままでは雌ネジが弱くて高い締め付け力が得られない場合に、信頼性の高いネジ締結を補償するべく螺旋状コイルインサートが使用されている。
螺旋状コイルインサートにはタング付き螺旋状コイルインサートとタング無し螺旋状コイルインサートがあるが、タング付き螺旋状コイルインサートは、被加工物に装着後タングを除去し、更に、除去したタングを回収する作業が必要となる。そこで、このような作業が必要とされないタング無し螺旋状コイルインサートが使用されることがある。
特許文献1には、斯かるタング無し螺旋状コイルインサートのための取付工具が開示されている。本願添付の図5〜図7を参照して説明すると、次の通りである。
取付工具300は、管状体部材301と、管状体部材301に支持されたマンドレル集合体302とを備えている。枢動爪303がマンドレル集合体302の長手方向に形成された空洞304内に配置され、枢動爪303は、一方の先端部に、タング無し螺旋状コイルインサート100の切欠き101(図7)に係合するフック部分305を備えている。
本例においては、枢動爪303は、ばね306によって枢動軸307の周りに付勢されており、マンドレル集合体302が矢印308方向へと移動して、枢動爪303の他端309がマンドレル集合体302に形成した穴に入ったとき、枢動爪303は枢動軸307の回りに回転し、フック部分305がコイルインサート100の切欠き101に没入するように構成されている。
特許第384920号公報
上記特許文献1に記載されるタング無し螺旋状コイルインサートのための取付工具300は、操作性に優れているが、特に、枢動爪303を備えたマンドレル集合体302は、その構造が複雑で、製造及び組立が困難で、製品コストを高いものとする要因となっている。
そこで、本発明の目的は、従来の工具に比して、構造がより簡単で、製造組み立ても容易であり、従って、製造コストの低減をも可能な、しかも、操作性に優れたタング無し螺旋状コイルインサート挿入工具を提供することである。
上記目的は本発明に係るタング無し螺旋状コイルインサート挿入工具にて達成される。要約すれば、本発明は、タング無し螺旋状コイルインサートを被加工物に挿入するために、先端部がネジ軸とされるマンドレルと、
細長形状部材であって、一端に前記ネジ軸に螺合した前記タング無し螺旋状コイルインサートの端部コイル部の切欠きに係合する爪部を備えた作動部と、前記作動部と一体に形成された支持部とを備えた枢動爪と、
を有するタング無し螺旋状コイルインサート挿入工具であって、
前記マンドレルは、前記ネジ軸が形成された小径軸部と、前記小径軸部に連接して形成された外径が前記小径軸部より大径とされる細長筒形状の管状軸部とを有し、
前記小径軸部及び前記管状軸部には、前記枢動爪を設置するために、前記小径軸部の端面から前記マンドレルの軸線方向に所定長さに亘って枢動爪取付溝が形成され、
前記枢動爪は、前記枢動爪取付溝に装着され、且つ、前記支持部が前記枢動軸にて揺動自在に前記マンドレルに取り付けられ、
前記管状軸部には、前記枢動爪の前記支持部に作用する付勢手段を備え、
前記付勢手段は、前記支持部に作用して、前記爪部に形成したフック部分が前記タング無し螺旋状コイルインサートの前記切欠きに弾発的に係合するように、前記爪部を前記ネジ軸の半径方向外方向へと付勢していることを特徴とするタング無し螺旋状コイルインサート挿入工具である。
本発明の一実施態様によれば、前記付勢手段は、前記管状軸部の内部に収納された圧縮コイルバネと、前記圧縮コイルバネにより前記枢動爪の前記支持部の端面に当接されるボールと、を備えている。
本発明の他の実施態様によれば、前記枢動爪は、細長形状の板部材とされ、前記爪部は、前記板部材の先端から所定距離の板厚端面領域に形成され、前記支持部は、前記付勢手段の前記ボールに当接する後端面が幅方向に傾斜しており、前記ボールが前記傾斜した後端面に係合することにより、前記爪部を前記ネジ軸の半径方向外方向へと付勢する。
本発明によれば、従来の工具に比して、構造がより簡単で、製造組み立ても容易である。従って、本発明のタング無し螺旋状コイルインサート挿入工具は、製造コストの低減が可能であり、しかも、操作性に優れている。
図1(a)は、本発明に係るタング無し螺旋状コイルインサート挿入工具の一実施例における枢動爪が装着されたマンドレルの中央縦断面図であり、図1(b)は、枢動爪が装着されたマンドレルの平面図であり、図1(c)は、枢動爪の正面図である。 図2(a)は、枢動爪の爪部の斜視図であり、図2(b)は、爪部のフック部分と螺旋状コイルインサートの端部コイル部切欠きとの係合状態を説明する正面図であり、図2(c)及び図2(d)は、爪部の傾斜部分と螺旋状コイルインサートの端部コイル部切欠きとの係合、離脱状態を説明する正面図である。 本発明に係るタング無し螺旋状コイルインサート挿入工具の一実施例の斜視図である。 図4(a)、(b)、(c)は、図3に示す本発明に係るタング無し螺旋状コイルインサート挿入工具の作動及び操作を説明するためのプレワインダー部分の断面図である。 従来のタング無し螺旋状コイルインサート挿入工具の一例を示す斜視図である。 図5に示す従来のタング無し螺旋状コイルインサート挿入工具の断面図である。 タング無し螺旋状コイルインサート挿入工具の爪部のフック部分と、螺旋状コイルインサートの端部コイル部切欠きとの係合状態を説明する正面図である。
以下、本発明に係るタング無し螺旋状コイルインサート挿入工具を図面に則して更に詳しく説明する。
実施例1
(工具の全体構成)
図3に、本発明に係るタング無し螺旋状コイルインサート挿入工具1の一実施例を示す。本実施例によると、タング無し螺旋状コイルインサート挿入工具1は、手動式とされ、プレワインダー30と、マンドレル組立体40とを有する。
プレワインダー30を構成する円筒形状筐体31は、把持するのに適したように、幾分軸線方向に長く延在した形状とされる。また、マンドレル組立体40は、円筒形状筐体31内を軸線方向に貫通して装着されたマンドレル41を備えている。マンドレル41にはマンドレル駆動ハンドル50が設けられ、手動でマンドレル41を回転駆動するように構成される。駆動ハンドル50でマンドレル41を回転することにより、マンドレル41の先端部を構成するネジ軸45が回転する。
一方、プレワインダー30の先端33には、ネジ軸45と同一軸線にてその中心部に螺旋溝39が形成される。この螺旋溝39は、詳しくは後述するように、タング無し螺旋状コイルインサート100の外周ネジ部に螺合可能とされる。
また、円筒形状筐体31には、螺旋溝39が形成された先端33に隣接して開口部60が形成される。詳しくは後述するように、この開口部60は、螺旋状コイルインサート100が装着可能の大きさとされ、螺旋状コイルインサート100を被加工物のタップ穴に螺着するに際して、この開口部60に装着することにより、上記マンドレルネジ軸45により、タップ穴に挿入される。
つまり、上記構成にて、マンドレル組立体40が、マンドレル駆動ハンドル50により回転されると、マンドレル41のネジ軸45が、プレワインダー開口部60に装着されたタング無し螺旋状コイルインサート100に螺合し、更に駆動ハンドル50を回転することにより、タング無し螺旋状コイルインサート100を雌ネジ部39に螺合させて矢印A方向に移動させる。
調整リング51がマンドレル41に軸方向に調整自在に設けられ、タング無し螺旋状コイルインサート100の被加工物に対する挿入深さ位置、即ち、挿入量を設定する。
(マンドレル組立体)
次に、本発明の特徴部を構成するマンドレル組立体40について、図1(a)〜(c)、及び、図2(a)〜(d)を参照して説明する。
図3を参照して上述したように、マンドレル組立体40は、マンドレル41を備えており、本実施例によれば、マンドレル41は、先端部がネジ軸45とされる。
更に説明すると、マンドレル41は、ネジ軸45が形成された小径軸部42と、この小径軸部42に連接して形成された、外径が小径軸部42より大径とされ、所定の内径を有した管状軸部43とを有している。更に、管状軸部43は、マンドレル駆動ハンドル50が取り付けられた駆動軸部44を有している。駆動軸部44は、管状軸部43の内径部に挿入され、ピン44aにて止着される。管状軸部43は、図3に示すように、プレワインダー30を構成する円筒形状筐体31の内径部に摺動自在の寸法とされる。
図1(a)、(b)は、マンドレル組立体40を水平に配置した状態を示しており、図1(a)は中央縦断面図であり、図1(b)は平面図である。図1(c)は、枢動爪80の正面図である。
マンドレル41の小径軸部42は、図1(a)、(b)では右側端部から所定長さLに亘って、タング無し螺旋状コイルインサート100の内径ネジ部(雌ネジ)に螺合し得る雄ネジ70が形成されたネジ軸45とされる。
本実施例によると、マンドレル41の小径軸部42及び管状軸部43には、マンドレル41の軸線方向に沿って枢動爪80が取り付けられる。
本実施例では、図1(a)、(b)に示すように、マンドレル41の右側端面から、長さL42とされる小径軸部42の全域(即ち、L80a(=L42))、及び、管状軸部43の長さL80bの領域に亘って長さL80にて軸線方向に一つの枢動爪取付溝71が形成される。小径軸部42においては、小径軸部42の中心方向に深さH、幅Wにて枢動爪取付溝71が形成され、管状軸部43においては、管状軸部43の肉厚部分を貫通して形成される。小径軸部42の枢動爪取付溝71は、図面上右側端部はネジ軸45の端面に開口している。
参考のために、一具体的寸法を挙げれば、本実施例では、マンドレル41にて、小径軸部42の長さL42=23mm、ネジ軸45の外径D=5mm、長さL=10mm、とされた。管状軸部43は、長さL43=70mm、内径d43=6mm、外径D43=7mmとし、駆動軸部44の長さL44=70mm、外径D44=6mmとした。枢動爪取付溝71は、長さL80a(=L42)=23mm、L80b=17mm、深さH=3mmとした。
枢動爪80は、細長形状部材であって、特に、本実施例では、厚さ(t)=1mmの金属製の、例えば鋼製の板部材とされ、この板厚(t)=1mmより僅かに大きな幅(W)、例えば、W=1.1〜1.2mmとされる枢動爪取付溝71内に可動に装着される。また、枢動爪80は、長手方向略中央部にて枢動軸84にて揺動自在にマンドレル41の管状軸部43に取り付けられる。
更に説明すると、枢動爪80は、枢動軸84よりも右側の小径軸部42内に位置した作動部82と、枢動軸84よりも左側の管状軸部43内に位置した支持部83とにて構成される。
作動部82の幅W2は、支持部83の幅よりも狭くされている。支持部83は、作動部との連接部にて最も狭い幅W3minとされ、支持部83の後端にて最大の幅W3maxとされる。支持部83の幅W3maxは、作動部82が枢動軸84の回りに揺動し得るように、管状軸部43の内径d43より幾分小さくされる。作動部82の上面83aと管状軸部43の内壁との間には間隙g1が設けられる。また、支持部83の下面83bもまた、後端位置から枢動軸84側へと上方に傾斜した形状とされ、作動部82の下面83bと管状軸部43の内壁との間には、次第に大きくなる空隙g2が形成されている。
参考のために、一具体的寸法を挙げれば、本実施例では、枢動爪80の作動部82の長さL82=25mm、幅W2=1mm、とされ、支持部83の長さL83=20mm、最大幅W3max=5mm、最小幅W3min=4.5mmとされた。
上記構成により、図1(c)に示すように、作動部82と支持部83との接続部には段差部85が形成され、この段差部85に枢軸84と嵌合する切り欠き凹部86が形成されている。枢軸84が、切り欠き凹部86に係合することにより、上述したように、枢動爪80は、枢動軸84を中心として枢動爪取付溝71内にて揺動自在とされる。
枢動爪80の作動部82の先端部には、図1にて右側には、ネジ軸45に螺合したタング無し螺旋状コイルインサートの端部コイル部の切欠き101に係合する爪部81が形成されている。即ち、爪部81は、板部材とされる作動部82の先端から所定距離L1の板厚端面領域に形成される。爪部81の詳細については後述する。
一方、枢動爪80の支持部83の後端面は、図1(a)にて、管状軸部43の内壁面の直角方向の垂線に対して幅方向に所定角度αだけ傾斜した傾斜面87とされる。本実施例では、角度αは、5°とされた。ただし、この値に限定されるものではない。
図1(c)に示すように、この傾斜面87に付勢手段88からの押圧力(A)が付与され、支持部83の傾斜端面87が下方(B)に押圧されることにより、枢動爪80の爪部81は、上方(C)へと揺動し、タング無し螺旋状コイルインサート100に係止可能とする。また、爪部81が下方に押圧された場合には、傾斜面87は、上方へと可動とされる。
本実施例では、付勢手段88は、管状軸部43の内部に収納された圧縮コイルバネ88aと、圧縮コイルバネ88aにより枢動爪80の支持部83の傾斜端面87に当接されるボール88bと、を備えている。ボール88bは圧縮コイルバネ88aにより枢動爪80の傾斜端面87に押圧(A)されることにより、枢動爪80の傾斜端面87を、図1(c)にて下方(B)へと押圧する。従って、上述したように、枢動爪80の爪部81をネジ軸45の半径方向外方向(C)へと付勢することとなる。これにより、詳しくは後述するように、爪部81に形成したフック部分90がタング無し螺旋状コイルインサート100の切欠き101に弾発的に係合する。
次に、枢動爪80の爪部81について説明する。
枢動爪80の爪部81には、図2(a)をも参照すると理解されるように、タング無し螺旋状コイルインサート100の切欠き101に係止するフック部分90が形成される。
爪部81は、枢動爪取付溝部71内でネジ軸45の半径方向に円滑に移動可能とされた所定の形状寸法、即ち、長さL1及び厚さT1、幅W1(即ち、枢動爪80の板厚(t))の概略矩形状板部材とされる。
参考のために、一具体的寸法を挙げれば、本実施例では、L1=3mm、T1=2mm、W1(=t)=1mm、とした。
爪部81の上面は、ネジ軸45の外径と略同じか、僅かに半径方向へと突出するように設定されている。従って、本実施例では、爪部81を形成する作動部82の上面82aは、略枢動軸84の一から爪部81の方へと僅かに角度β(β=2.5℃程度)にて傾斜して構成される。爪部81は、その上面をネジ軸45の中心方向へと押圧することにより、支持部83に対する付勢手段88、即ち、圧縮コイルバネ88aの付勢力に抗して取付溝部71内へと押入可能とされる。
更に、図2(a)を参照して、爪部81について説明する。図2(a)は、本実施例にて使用される爪部81の一実施例を示す。
本実施例にて、爪部81の一方の面には、即ち、図2(a)にて手前側の面には、ネジ軸45と共に回転してタング無し螺旋状コイルインサート100へとねじ込まれた時、図2(b)に示すように、コイルインサート100の端部コイル部100aの切欠き101と弾発的に係止するフック部分90が形成されている。このフック部分90は、コイルインサート100の端部コイル部100a(100b)(図4(a)参照)の切欠き101の接触する部分と実質的に同一の三角錐(ダイヤモンド)状の形状とすることができる。このフック部分90の窪みの深さEは、図2(b)に示すように、装着作業中にコイルインサート100の切欠き101がこの窪み90の中に維持され、窪み凹面と接触し続けるように設定される。
また、フック部分90に隣り合って、図2(a)ではフック部分90の左側(コイルインサートへの螺入時の後方)に位置して、切欠き91が形成されている。この切欠き91は、ネジ軸45がコイルインサート100にねじ込まれたとき、フック部分90が係止したコイルインサート100の先頭ネジ山の次のネジ山をこの部分で拘束し、コイルインサート100の切欠き101にコイルインサート100の後方に向いた軸方向の力が働いたときに、コイルインサート100がフック部分90から滑り落ち、フック部分90とコイルインサート100の切欠き101との係止状態が解除されるのを防止するためのものである。
なお、本実施例では、フック部分90の右側(コイルインサート100への螺入時の先行部)に位置して、先頭傾斜部分92、93が形成されている。この傾斜部分92、93は、図2(d)に示すように、ネジ軸45をコイルインサート100にねじ込む際に、ネジ軸外周から僅かに突出した爪部81を、ネジ軸45の端末ネジ溝に沿って螺入されるコイルインサート100の端末コイル部100b(図4(a)参照)を爪部81において、付勢手段88による付勢力に抗して内方へと押入し、コイルインサート100がネジ軸45への円滑に螺入するためのガイド機能をなす。また、コイルインサート100を被加工物に装着した後、ネジ軸45をコイルインサート100から取り出す際に、図2(c)に示すように、コイルインサート100の切欠きを形成した端末コイル部100bが爪部81を下方へと押入し、コイルインサート100からネジ軸45を円滑に除去し易くするためのガイド機能をなす。
爪部81の形状は、図2(a)を参照して説明した上記実施例に示す構造のものに限定されるものではなく、当業者には、例えば、上記特許文献1に記載するような他の種々の変更形態が想到されるであろう。
(工具の作動態様及び操作方法)
次に、特に図4(a)、(b)、(c)をも参照して、上記構成とされる本発明の螺旋状コイルインサート挿入工具1の作動態様及び操作方法について説明する。
先ず、プレワインダー30の開口部60位置に形成される空間部にタング無し螺旋状コイルインサート100を装入する。本実施例では、プレワインダー30の下方先端部33の内部に螺旋溝39が形成されており、このような構成とすることにより、下方先端貫通穴を介して開口部60に装入されたコイルインサート100がプレワインダー30の先端貫通穴から落下するのが防止でき、好適である。
次いで、マンドレル駆動ハンドル50によりマンドレル41を下方へと移動して回転する。これにより、マンドレルネジ軸45はコイルインサート100の内周ネジ部に螺合すると共に、その先端に設置された爪部81のフック部90が螺旋状コイルインサート100の先端コイル部100aの切欠き101に係止する。
この状態で更にマンドレル駆動ハンドル50の回転を継続すると、螺旋状コイルインサート100は、マンドレルネジ軸45により回転駆動されることにより、図4(b)に示すように、プレワインダー30の下方先端部の螺旋溝39へと螺入し、更に、マンドレル45を回転することにより、螺旋状コイルインサート100は、図4(c)に示すように、被加工物200のタップ穴201へと螺入する。
上述したように、マンドレル41が下方へと移動し、調整リング51がプレワインダー30の円筒状筐体31の端面31aに当接することによって、マンドレル41の回転は停止する。即ち、螺旋状コイルインサート100は、被加工物200のタップ穴201の所定位置に螺入される。
この時点で、ハンドル50を逆方向に回して、マンドレル41に逆方向の回転を与え、マンドレル41を螺旋状コイルインサート100から離脱させる。
本実施例によると、螺旋状コイルインサート100を被加工物200の所定深さ位置に、精度良く、且つ、作業性良く挿入設置することができる。
上記実施例では、本発明が手動式のタング無し螺旋状コイルインサート挿入工具である場合について説明したが、本発明は、電動式のタング無し螺旋状コイルインサート挿入工具にも同様に適用し、同様の作用効果を得ることができる。本発明の特徴部を除いた、電動式の螺旋状コイルインサート挿入工具の全体構成は、当業者には周知である。従って、更に詳しい説明は省略する。
1 螺旋状コイルインサート挿入工具
30 プレワインダー
31 円筒形状筐体
39 螺旋溝
40 マンドレル組立体
41 マンドレル
42 小径軸部
43 管状軸部
44 駆動軸部
45 マンドレルネジ軸
60 プレワインダー開口部
70 雄ネジ
71 枢動爪取付溝
80 枢動爪
81 爪部
82 作動部
83 支持部
84 枢動軸
85 段差
86 切り欠き凹部
87 傾斜端面
88 付勢手段
88a 圧縮コイルバネ
88b ボール
90 フック部分

Claims (3)

  1. タング無し螺旋状コイルインサートを被加工物に挿入するために、先端部がネジ軸とされるマンドレルと、
    細長形状部材であって、一端に前記ネジ軸に螺合した前記タング無し螺旋状コイルインサートの端部コイル部の切欠きに係合する爪部を備えた作動部と、前記作動部と一体に形成された支持部とを備えた枢動爪と、
    を有するタング無し螺旋状コイルインサート挿入工具であって、
    前記マンドレルは、前記ネジ軸が形成された小径軸部と、前記小径軸部に連接して形成された外径が前記小径軸部より大径とされる細長筒形状の管状軸部とを有し、
    前記小径軸部及び前記管状軸部には、前記枢動爪を設置するために、前記小径軸部の端面から前記マンドレルの軸線方向に所定長さに亘って枢動爪取付溝が形成され、
    前記枢動爪は、前記枢動爪取付溝に装着され、且つ、前記支持部が前記枢動軸にて揺動自在に前記マンドレルに取り付けられ、
    前記管状軸部には、前記枢動爪の前記支持部に作用する付勢手段を備え、
    前記付勢手段は、前記支持部に作用して、前記爪部に形成したフック部分が前記タング無し螺旋状コイルインサートの前記切欠きに弾発的に係合するように、前記爪部を前記ネジ軸の半径方向外方向へと付勢していることを特徴とするタング無し螺旋状コイルインサート挿入工具。
  2. 前記付勢手段は、前記管状軸部の内部に収納された圧縮コイルバネと、前記圧縮コイルバネにより前記枢動爪の前記支持部の端面に当接されるボールと、を備えていることを特徴とする請求項1のタング無し螺旋状コイルインサート挿入工具。
  3. 前記枢動爪は、細長形状の板部材とされ、前記爪部は、前記板部材の先端から所定距離の板厚端面領域に形成され、前記支持部は、前記付勢手段の前記ボールに当接する後端面が幅方向に傾斜しており、前記ボールが前記傾斜した後端面に係合することにより、前記爪部を前記ネジ軸の半径方向外方向へと付勢することを特徴とする請求項1又は2のタング無し螺旋状コイルインサート挿入工具。
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