JP4360213B2 - インサート圧入工具 - Google Patents

Description

本発明は、小さい止め部材であるインサートをワーク（圧入される対象物）の孔などに圧入するインサート圧入工具に関する。

樹脂製のインサートの圧入を容易にするため、インサートを加熱して軟化させることは一般によく行われているが、その手段として、図４に示すように半田ごて５０の先端部５１を改造したものなどが使用されている。

しかし、そのようなものでは、一方向にしか圧力を加えることができず、ワークに無理に熱圧入することになり、ワークの変形やクラック等を来すことが多い。また、作業者の技能差によって圧入後の製品品質が大きく左右され、技能が熟練するまでに多くの時間と経験を要しているのが実状である。

一方、特許文献１（特開昭６２−１４２６３２号公報）には次のような技術が開示されている。
インサートであるナットを載置して加熱するための加熱板（電熱板）を用い、この加熱板上でナットを所定温度に加熱しておき、その加熱されているナットに、治具（工具）の回転軸先端に固定された保持部体を螺合させて取り出す。次いで、加熱ナットを、治具の回転軸で回転させながら合成樹脂成形体（ワーク）のインサートホールに圧入し、その保有熱量によって周囲合成樹脂を軟化させながら埋設する。

しかし、これによると加熱板（電熱板）を用意しておかなければならない。また、治具内部がインサートであるナットからの熱の影響で支障を来すことが想定されるが、それに対する対策が講じられていない。熱による悪影響として、ベアリングの動きが悪くなって回転軸の回転が阻害され、インサートの圧入力が変動したり、ベアリングの劣化が速いこと等が挙げられる。
特開昭６２−１４２６３２号公報

本発明の第１の課題は、インサートを加熱して回転させながら圧入する使用形態において、ベアリングに対する熱の悪影響を少なくしてベアリングの円滑な動きを補償することにある。
第２の課題は、インサート圧入工具自体に内蔵したヒータによってインサートを適度な温度に加熱できるようにすることにある。

第１の課題を達成するため、本発明は、圧入しようとするインサートを着脱自在に先端に保持することができるシャフトが、その先端部を本体の先端より突出させてベアリングにより本体内に軸受けされ、インサートをシャフトにより回転させながらワークに圧入するインサート圧入工具において、シャフトとベアリングとの間に、互いの熱膨張差に応じた間隙を形成するか、又は互いの熱膨張差に応ずる弾性材を介在したものである。

第２の課題も達成するため、本発明は、インサートを加熱するためのヒータをシャフトに内蔵したものである。

組み立てを容易にするため、シャフトはベアリングの両端を貫通し、その両端においてシャフトに固定した抜け止め部材によりベアリングに対する両方向へのスラスト移動を規制されている。

インサートを着脱自在に保持するインサート保持部材を、シャフトの先端に交換可能に装着すると、異なるインサートに容易に対応できる。
本体は、手で把持することから、火傷防止を兼ね、またベアリングを本体内に圧入設置しても本体とベアリングとの間の熱膨張差を吸収できるようにするため、弾性を有する断熱素材製とすることが好ましい。

次に、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

図１に、本発明の実施例１であるインサート圧入工具を示す。このインサート圧入工具Ａは、手で把持するに適した太さと長さにした本体（ハウジング）１内に、その先端に開口する軸受室２を形成しているとともに、この軸受室２から延びて基端へ開口するケーブル挿通孔３を形成している。本体１は弾性を有する断熱素材で作られている。

軸受け室２内には、ニードルベアリング（ローラベアリング）４が嵌合して固定されており、このニードルベアリング４にシャフト５が回転自在に軸受けされている。ニードルベアリング４は、その全長が軸受室２内に収まる長さになっているとともに、その基端面４が軸受室２の内面の段部２ａと上下に対向して係合するようになっている。

シャフト５は、ニードルベアリング４よりも長く、その両端部がニードルベアリング４より突出しているとともに、シャフト５の先端部は、軸受室２の開口２ｂを越えて外方へ突出している。シャフト５は、ニードルベアリング４の両端において、抜け止め部材であるＣ形リング６をシャフト５の外周面の環状溝７に嵌めることにより、ニードルベアリング４に対する両方向へのスラスト移動を規制されている。

シャフト５の先端は上記のように本体１の先端から突出しているが、その突出したシャフト５の先端面には、インサート保持部材８を着脱自在に嵌合することができる嵌合穴９が形成されている。この嵌合穴９に嵌合させたインサート保持部材８はロックネジ１０でロックされる。これにより、インサート保持部材８は異なるものを交換可能となっている。

インサート保持部材８には、樹脂等で成形されたインサート１１が嵌合により着脱自在に保持される。

シャフト５内には、インサート１１を加熱軟化させるため棒状のカートリッジ式ヒータ１２が内蔵されている。このヒータ１２の先端部はシャフト５内の先端部近くに達しているが、基端部はシャフト５の基端から突出して、軸受室２内の基端部に臨んでいる。軸受室２内に臨んでいるヒータ１２の基端から、本体１のケーブル挿通孔３を通じてケーブル１３が引き出されている。ケーブル挿通孔３は放熱孔を兼ねるため、ケーブル１３を余裕をもって挿通させる内径になっている。ヒータ１２はシャフト５と一体に回転するため、ケーブル１３は、回転コネクタ１３ａによってヒータ１２と機械的及び電気的に接続されている。

ヒータ１２の熱によりシャフト５が加熱されると、これをその回りで軸受けしているニードルベアリング４、更には本体１も当然に加熱される。これらの間で温度勾配ができるとともに、本体１とニードルベアリング４とシャフト５とは材質が異なるため、熱膨張差（特に、加熱初期や昇温中の過渡的な状態で顕著となる）により、ニードルベアリング４に対する予圧、更にはシャフト５に対する加圧力が変動し、ニードルベアリング４の動きが悪くなることが予想される。

そこで、本実施例ではこのようなことを補償するため、つまりヒータ１２による加熱後、温度分布が定常状態となってからニードルベアリング４に対する予圧が最適になるように、ニードルベアリング４の内面とシャフト５の外面との間には、それらの熱膨張差に応じた僅かな間隙１４が形成されている。

このような間隙１４に代えて、ニードルベアリング４の内面とシャフト５の外面との間に、熱膨張差に応ずる弾性材を介在し、これらの間に非線形な剛性を持たせてもよい。すなわち、ヒータ１２で加熱後、最初に剛性の低い弾性材が圧縮され、その後、温度分布が定常状態になる程度に加熱された状態（シャフト５が熱膨張した状態）で、ニードルベアリング４に対する予圧が最適になるようにする。

ニードルベアリング４の内面とシャフト５の外面との間に、間隙１４を形成、又は弾性材を介在すると、加熱初期には予圧不足になることが予想されるが、インサート１１をシャフト５と共に回転させながら、ヒータ１２からの熱で加熱軟化させてワーク（圧入される対象物）の孔などに圧入することが目的であるため、使用上の問題はない。インサート１１の外周面には、回転させながらの圧入を容易にするとともに、圧入後の抜け止めのため、雌ネジや螺旋状の溝などが形成されている。

図２に示す実施例２は、図１に示した構造のインサート圧入工具Ａの複数を、それらの本体１を一体にして並設し、複数のインサートを同時に圧入できるようにしたものである。

図３に示す実施例３は、図１におけるヒータ１２を省略し、インサート１１を別の外部熱源（図示せず）で加熱するようにしたものであるが、その他の構成は図１の実施例１と同様である。

上述した実施例では、ニードルベアリング（ローラベアリング）４を用いたが、ボールベアリングを用いてもよい。

本発明の実施例１の断面図である。 本発明の実施例２の断面図である。 本発明の実施例３の断面図である。 従来例の斜視図である。

符号の説明

Ａ インサート圧入工具
１ 本体
２ 軸受室
２ａ 段部
２ｂ 開口
３ ケーブル挿通孔
４ ニードルベアリング
５ シャフト
６ Ｃ形リング
７ 環状溝
８ インサート保持部材
９ 嵌合穴
１０ ロックネジ
１１ インサート
１２ ヒータ
１３ ケーブル
１３ａ 回転コネクタ
１４ 間隙

Claims (6)

1. 圧入しようとするインサートを着脱自在に先端に保持することができるシャフトが、その先端部を本体の先端より突出させてベアリングにより本体内に軸受けされ、インサートをシャフトにより回転させながらワークに圧入するインサート圧入工具において、前記シャフトとベアリングとの間に、互いの熱膨張差に応じた間隙が形成されていることを特徴とするインサート圧入工具。
2. 圧入しようとするインサートを着脱自在に先端に保持することができるシャフトが、その先端部を本体の先端より突出させてベアリングにより本体内に軸受けされ、インサートをシャフトにより回転させながらワークに圧入するインサート圧入工具において、前記シャフトとベアリングとの間に、互いの熱膨張差に応ずる弾性材が介在されていることを特徴とするインサート圧入工具。
3. インサートを加熱するためのヒータがシャフトに内蔵されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のインサート圧入工具。
4. シャフトはベアリングの両端を貫通し、その両端においてシャフトに固定した抜け止め部材によりベアリングに対する両方向へのスラスト移動を規制されていることを特徴とする請求項１、２又は３に記載のインサート圧入工具。
5. インサートを着脱自在に保持するインサート保持部材を、シャフトの先端に交換可能に装着したことを特徴とする請求項１、２、３又は４に記載のインサート圧入工具。
6. 本体を弾性を有する断熱素材製としたことを特徴とする請求項１、２、３、４又は５に記載のインサート圧入工具。

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