JPH03190681A

JPH03190681A - ワークピースへのファスナの取り付け及び据え込み工具

Info

Publication number: JPH03190681A
Application number: JP2270333A
Authority: JP
Inventors: Ahmed E Dessouky; アーメド　エル　デゾーキー
Original assignee: DEUTSCH AL
Current assignee: DEUTSCH AL
Priority date: 1989-12-18
Filing date: 1990-10-08
Publication date: 1991-08-20
Also published as: EP0433924A3; EP0433924A2; US5040277A

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、取り付け及び据え込み工具（ｉｎｓｔａｌｌ
ａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｓｗａｇｉｎｇ　ｔｏｏｌｓ）に
関し、より詳しくは、単一作業により、ねじインサート
をワークピース内の正しい深さにねじ込んで、据え込む
工具に関する。

外周部にねじが形成されたボルト等のファスナ（緊締具
）を、該ファスナの材料に比べて比較的柔らかいアルミ
ニウムや複合材料で作られたワークピースに取り付ける
ことがしばしば必要になる。

しかしなから、ワークピースに直接ファスナを取り付け
ることは一般的に好ましくはない。なぜならば、ファス
ナに軸線方向の荷重すなわち垂直荷重が作用するときに
、ファスナが緩んだりワークピースから引き抜かれたり
し易いからである。このような場合に、一般に知られて
いることは、ワークピース内に鋼製のインサートすなわ
ち２次ファスナを取り付けて、１次ファスナを受け入れ
るようにすることである。適正に取り付けられたインサ
ートは、通常ファスナのねじを剥ぎ取ったり、ワークピ
ースの柔らかい母材から引き抜いたりする荷重が作用し
ても、ワークピース中に１次ファスナを固定保持できる
ように設計されている。

インサートには、目的とする仕事の性質に適合するよう
に、幾つかの異なる形状及びサイズがある。本発明の取
り付け工具を適用できる１つの形式のインサートは円筒
状の本体を有しており、該本体の外面には、ワークピー
スのねじ孔に螺合する雄ねじが設けられている。このイ
ンサートの内面には、雄ねじが形成された１次ファスナ
と螺合する雌ねじが設けられている。インサートをワー
クピースに確実に固定できるようにするため、インサー
トの外端部の外面には、複数のセレーションすなわち逆
とげ（ｂａｒｂｓ）が周方向に配置されている。インサ
ートがワークピースの孔内に完全に螺入された後は、逆
とげがインサートの孔のカウンタボア（端ぐり部）内に
据え込まれ、インサートがワークピースに固定される。

殆どのワークピースにおいては、インサートの鋼製逆と
げがワークピースの軟質の母材に押し込まれて該母材と
確実な機械的係合をなし、このため、インサートの軸線
方向運動及び回転運動の両運動が拘束される。

従って、１次ファスナを取り付けたとき、通常の使用条
件下では、１次ファスナがワークピースから引き抜かれ
ることは殆どない。

インサートをワークピースに取り付ける種々の手順が多
年に亘り開発されている。１つの公知の手順は２工程の
作業からなるものであり、この手順では、外端部に六角
形のキーが設けられた駆動レンチが、インサートのねじ
付き内面の六角形の締付け面と係合するようになってい
る。このレンチは、インサートがワークピースの孔内で
正しい深さに螺入されるまで、手で回転するハンドルを
有している。多くの場合、インサートを正しい深さに正
確に取り付けるには、何回かの試みが行われる。その後
、インサートから駆動レンチが取り外され、インサート
には据え付け工具が適用されて、逆とげがワークピース
の孔のカウンタポア内へと半径方向外方に据え込まれる
。

手で取り付ける上記手順は、有効ではあるが幾つかの基
本的欠陥をも有している。最大の欠陥は、インサートの
取り付け及び据え付けを行うのに、２つの別々の取り付
け工具を使用する２つの別々の取り付け工程が必要とさ
れることである。この２工程手順はかなりの時間を消費
するものであり、かつインサートを適正に取り付けかつ
据え付けるには、作業者に注意深さと熟練とが要求され
る。

もしも作業者が、第１工具を用いてインサートをワーク
ピース内の正しい深さまで完全に螺入することに失敗し
た場合には、取り付け工程の第２工程において、ワーク
ピースの孔のカウンタポア内に逆とげを適正に据え込む
ことができなくなる。

同様に、仮に作業者が第１工具を用いてインサートを孔
の正しい深さまで完全に螺入できたとしても、第２工具
を用いる据え込み作業時に、作業者の不注意によりイン
サートの据え込みが不完全に行われることがある。

手作業による上記取り付け手順に固有の問題を避けるた
め、インサートを取り付ける動カニ具を作る試みがなさ
れている。しかしなから、従来知られているどの動カニ
具も、単一作業によりインサートの取り付け及び据え付
けが行えるものとして成功していない。

従って、作業者による特別な熟練や注意を要することな
く、単一工程により迅速かつ適正にインサートをワーク
ピースに取り付けかつ据え込むことができる動力取り付
け工具に対する確固たる要望が存在している。本発明は
、この要望に応え、かつ関連する他の長所を提供するも
のである。

本発明は、単一作業により、インサートをワークピース
内の正しい深さに取り付け、その後インサートをワーク
ピースに据え込むことができる取り付け工具として具現
化されている。本発明の取り付け工具は、中空シリンダ
を形成する工具ハウジングと、前記シリンダ内に回転自
在に保持されたマンドレルとを有しており、該マンドレ
ルは、インサートと係合する手段を備えている。マンド
レルの回転（従ってインサートの回転）は、第１クラッ
チ組立体を介してマンドレルに連結された出力軸を備え
たモータにより達成される。マンドレルにより、インサ
ートがワークピース内の正しい深さに完全に取り付けら
れた後、第２クラッチ組立体が移動されてモータの出力
軸と係合され、かつ第１クラッチ組立体の係合が解除さ
れる。これにより、工具の据え込みエレメントによって
、インサートがワークピースに据え込まれる。かくして
本発明の取り付け工具は、作業者に特別な熟練や注意力
を要することなくして、単一工程により迅速かつ適正に
、インサートをワークピース内の正しい深さに取り付け
、次いで据え込むことを可能にするものである。

より詳しくは、第１クラッチ組立体はクラッチハウジン
グを有しており、該クラッチハウジングの内端部は前記
出力軸に連結されていて該出力軸と共に回転できるよう
になっている。クラッチハウジングの外端部は、シリン
ダ内において、スプラインシャフトの内端部を回転自在
に受け入れているけれども、スプラインシャフトは、出
力軸の回転時にクラッチハウジングと共に回転すること
はない。更に、第１クラッチ組立体はばねを有しており
、該ばねは、その一端に配置された第１ボールを半径方
向外方に押圧して、前記スリーブ（該スリーブはマンド
レルの一部を形成している）に設けられたノツチと確実
に係合させるようになっている。同時に、前記ばねは、
その他端に配置された第２ボールを半径方向内方に押圧
して、前記スプラインシャフトの内端部と転がり係合さ
せるようになっている。従って、モータの出力軸を回転
させると、第１クラッチ組立体を介してマンドレルが回
転され、インサートがワークピース内にねじ込まれて取
り付けられる。

インサートが正しい深さに取り付けられると、複数のピ
ンがシリンダを通って内方に移動され、これにより、第
２クラッチ組立体が出力軸と係合される。第２クラッチ
組立体はクラッチハウジングを有しており、該クラッチ
ハウジングは、スプラインシャフトの中間部にキー止め
されていて、該スプラインシャフトと共に回転するよう
になっている。クラッチハウジングの周囲に配置された
ばねは、クラッチハウジングの内端部に配置されたケー
ジ内に保持された複数のボールを内方に押圧する。イン
サートがワークピース内の正しい深さに取り付けられた
時点で、ピンによりクラッチハウジングが充分な距離だ
け内方に移動され、これにより、第２クラッチ組立体の
ボールが、スプラインシャフトと共に回転すべく連結さ
れたクラッチプレートに設けられたノツチと係合する。

第２クラッチ組立体が係合していない場合には、ボール
及びケージは、スプラインシャフトの周囲でボール及び
ケージとクラッチプレートとの間に介在されたばねによ
り、クラッチプレートから離れる方向に押圧されている
。

インサートがワークピース内の正しい深さに取り付けら
れた後、工具ハウジングから外方に延在しているばね付
勢ノーズが、軸線方向の最大移動範囲に到達して、マン
ドレルの回転を停止させる。

その結果、第１クラッチ組立体がオーバーランし、かつ
第２クラッチ組立体とスプラインシャフトとが一体にな
って、静止マンドレルに対して回転する。また、スプラ
インシャフトの外端部はマンドレルに螺着されているの
で、スプラインシャフトがマンドレル内で（従って工具
を通って）外方に前進する。スプラインシャフトのこの
外方への移動により、シリンダ内で複数のピンが対応し
て移動し、これにより、据え込みエレメントが外方に移
動され、インサートをワークピースに据え込む。

スプラインシャフトのこの外方への移動により、スプラ
インシャフトの内端部に設けられた環状凹部が第２ボー
ルに整合して、第１クラッチ組立体の係合を解除する。

インサートの据え込みが完了したならば、モータを逆転
させ、その出力軸の回転方向を逆転させる。このとき、
第１クラッチ組立体は依然として係合が解除されている
ので、スプラインシャフトは工具内で内方に引っ込めら
れる。これにより、第２クラッチの係合が解除され、か
つ第１クラッチが再係合され、この結果、マンドレルが
回転され、インサートから引き出される。その後は、新
しいインサートの取り付けに工具を使用することができ
る。

本発明の１つの特徴によれば、インサートと係合できる
ようにマンドレルに設けられた手段は、マンドレルの外
端部におけるシャフトに形成された雄ねじ面で形成され
ている。据え込みエレメントは、マンドレルのシャフト
（マンドレルシャフト）のねじ面の直ぐ内方の位置にお
いてマンドレルシャフトを包囲するように配置されたス
プリットブシュで構成するのが好ましい。この構成によ
り、マンドレルによってインサートがワークピース内の
正しい深さにねじ込まれた直後に、据え込みエレメント
を、その据え込み機能を発揮できる位置に迅速に移動さ
せることが可能になる。

本発明の別の特徴においては、据え込みエレメントを移
動させるべくマンドレル内に配置されたピンは、それら
の軸線方向長さを変えることができ、これにより、種々
のサイズのインサートについての異なる据え込み深さに
適応できるようになる。本発明の更に別の特徴において
は、第２クラッチ組立体のクラッチハウジングを包囲し
ているばねの圧縮量を変えることにより、インサートに
加えられる据え込み力を調節することができる。

この点について更に説明すると、前記ばねは、クラッチ
ハウジングの外端部に螺着された調節自在のナットと、
クラッチハウジングの内端部（この内端部はボール保持
ケージに当接して該ケージを内方に押圧している）との
間で圧縮されている。

ナットは、止めねじにより、所望の位置においてクラッ
チハウジングに固定される。ばねの圧縮量を調節するこ
とにより、その長さ、従って、据え込みエレメントによ
りインサートに加えられる据え込み力の大きさを変える
ことができる。

本発明の更に別の特徴においては、工具ハウジングの外
端部においてばね付勢されたノーズは、その軸線方向長
さを所望のままに変えることができ、これにより、種々
のサイズのインサートを使用する場合に、据え込みを行
う前のワークピース内へのインサートの挿入深さを変え
ることができる。

本発明の他の特徴及び利点は、本発明の原理を示す添付
図面に関連して述べる以下の詳細な説明により明らかに
なるであろう。

図面、特に第１図に示すように、本発明は、ファスナす
なわちインサート１２をワークピース１４内に正しい深
さで取り付けかつ据え込むのに使用する取り付け工具（
その全体を番号１０で示しである）に具現化されている
。取り付け工具１０は円筒状の工具ハウジング１６を有
しており、該工具ハウジング１６の後端部（すなわち内
端部）からは、作業者が手で掴むことができるハンドル
１８が垂直に突出している。ハンドル１８にはばね付勢
されたトリガ２０が設けられていて、工具１０を選択的
に作動できるようになっている。ハンドル１８の下端部
には、圧縮空気の供給源（図示せず）に連続的にするた
めの金具（図示せず）が取り付けられている。従来の工
具と同様に、トリガ２０の操作により圧縮空気が供給さ
れ、工具１０のエアモータ２２が作動される。

第１図は、ワークピース１４のねじ孔２４内にインサー
ト１２を取り付ける前の状態の工具１０を示すものであ
る。インサート１２は、ワークピース１４のねじ孔２４
内に螺入される雄ねじ２６が形成された外面を備えた円
筒状の本体を有している。インサート１２０）内面には
雌ねじ２８が設けられており、該雌ねじ２８は、雄ねじ
が設けられた１次ファスナ又は他の装置（図示せず）を
螺入して、インサート１２を介してワークピース１４に
連結できるようになっている。インサート１２をワーク
ピース１４に確実に固定できるようにするため、インサ
ート１２０）外端部の外面には、複数のセレーションす
なわち逆とげ３０が周方向に配置されている。取り付け
工程の第１段階（第１工程）において、インサート１２
がワークピース１４のねじ孔２４内に螺入された後、逆
とげ３０が孔２４のカウンタボア（端ぐり部）内に据え
込まれ、これにより、インサート１２がワークピース１
４に固定される。このようにインサート１２を固定する
ことにより、通常の使用状態において１次ファスナが緩
められたリワークビース１４から引き抜かれることは殆
どない。

以上、雄ねじ及び雌ねじが設けられた円筒状のインサー
ト１２を図示して説明したが、本発明の取り付け工具１
０には、他の形状及び寸法をもつインサートすなわちフ
ァスナを使用することもできる。また、本発明の取り付
け工具１０は、図示のワークピース１４以外の種々の形
式の構造物へのファスナすなわちインサートの取り付け
にも使用できるものである。従って、図示のインサート
１２が本発明の範囲を制限するものではないことを理解
すべきである。

第２図〜第６図、特に第３図に示すように、本発明の取
り付け工具１０は長いマンドレル３４を有しており、該
マンドレル３４の外端部には円筒状のシャフト３６が、
内端部には中空のスリーブ３８が設けられている。シャ
フト３６は、インサート１２０）雌ねじ２８内に螺入さ
れる雄ねじ面４０を有している。また、マンドレル３４
のシャフト３６とは反対側には、マンドレルのスリーブ
３８の開放端部に向いて内方に面しているねじ孔４１が
設けられている。図示のように、スリーブ３８は、工具
のハウジング１６内に同心状に嵌入されている。

前述のエアモータ２２により、工具ハウジング１６内で
マンドレル３４が回転され、インサート１２がワークピ
ース１４内の正しい深さに取り付けられる。好ましい実
施例においては、モータ２２は、約４５０〜６５０ｒｐ
ｍの出力を発止することができる。モータ２２は、第１
クラッチ組立体４４を介してマンドレル３４を選択的に
回転させる出力軸４２を有している。

第１クラッチ組立体４４は、ベアリング４５によりハウ
ジング１６内に支持されている。また、第１クラッチ組
立体４４はクラッチハウジング４６を有しており、８亥
クラッチハウジング４６の内端部はスプライン駆動構造
により出力軸４２にキー止めされていて、該出力軸４２
と共に回転できるようになっている。クラッチハウジン
グ４６の外端部には、工具ハウジング１６内（より詳し
くは、マンドレル３４のスリーブ３８内）を延在してい
るスプラインシャフト４８が回転自在に受け入れられて
いる。より詳しく後述するけれども、スプラインシャフ
ト４８はねじが形成された外端部５０を有しており、該
外端部５ｏは、マンドレル３４のねじ孔４１内に受け入
れられている。第１クラッチ組立体４４は更に、クラッ
チハウジング４６内に配置された複数のクラッチばね５
２を有している。これらの各クラッチばね５２０）外端
部にはボールが設けられていて、出力軸４２０）回転を
マンドレル３４に伝達できるように設計されている。よ
り詳しくは、第１ボール５４がクラッチばね５２により
半径方向外方に押圧されていて、マンドレルのスリーブ
３８に設けられたボール受入れノツチ５６と係合するよ
うになっている。また、第２ポール５８がクラッチばね
５２により半径方向内方に押圧されていて、スプライン
シャフト４８の円筒面６０と転がり係合するようになっ
ている。これにより、出力軸４２０）回転は、第１クラ
ッチ組立体４４を介してマンドレル３４に伝達される。

工具ハウジング１６の外端部には、テーバ状のノーズ６
′２が設けられている。このノーズ６２０）内端部は、
ノーズ６２０）外面に設けられた長いスロット６４によ
り工具ハウジング１６内に保持さている。ハウジング１
６に取り付けられたねじ６６がスロット６４内に進入し
ており、ノーズ６２は、制限された距離でハウジング１
６に対して軸線方向に移動できるようになっている。

取り付け作業を行う前は、通常、第２図に示すように、
ノーズ６２はノーズばね６８によりハウジング１６から
外方に押し出されている。このように、ノーズ６２をば
ねで押圧しておくことにより、作業者は、ワークピース
１４のねじ孔２４内にインサート１２を容易に整合でき
るようになる。

この点についてより詳しく説明すると、ワークピース１
４内へのインサート１２０）挿入前にインサート１２を
マンドレルの雄ねじが形成されたシャフト３６に螺着す
るとき、該シャフト３６の外端部及びインサート１２は
、ノーズ６２０）外端部から極く僅か引っ込んだ位置に
配置される。

従って、作業者が工具１０をワークピース１４に適用す
るとき、隆起したリング７０の形態をなすノーズ６２０
）外面が、ワークピースの孔２４の周囲の表面７２に当
接し、ノーズ６２０）この外面自体を表面７２にぴった
りと整合させることができる。

しかしなから、このとき、インサート１２は未だワーク
ピースの孔２４に接触してはいない。インサート１２０
）取り付け前に、該インサート１２がノーズ６２から外
方に突出しているものとすると、インサート１２はワー
クピースの孔２４に対して傾いてしまい、従って不整合
状態になる。しかしなから、インサート１２がノーズ６
２より僅かに引っ込んでいると、ノーズのリング７０が
ワークピースの表面７２に対して密接し、従って、軸線
方向に適正に整合させることができる。その後、手で、
工具ハウジング１６をノーズ６２に対して内方に移動さ
せれば、インサート１２をワークピースの孔２４のカウ
ンタボア３２内で整合させることができる。第３図に示
すように、ひとたび適正な整合が得られたならば、トリ
ガ２０を押し下げることにより、上記のように、第１ク
ラッチ組立体４４を介してマンドレル３４が回転される
。

これにより、第４図に示すように、インサート１２はワ
ークピースの孔２４内で正しい深さに取り付けられる。

本発明の取り付け工具１０はまた、マンドレル３４の中
空スリーブ３８内に配置された第２クラッチ組立体７４
を有している。この第２クラッチ組立体７４はクラッチ
ハウジング７６を有しており、該クラッチハウジング７
６は、スプラインシャフト４８の中間部分にキー止めさ
れて該スプラインシャフト４８と共に回転できるように
なっている。クラッチハウジング７６の周囲にはクラッ
チばね７８力１己置されており、８亥クラッチばね７８
は、クラッチハウジング７６の外端部に連結された３周
節自在のナット８０と、クラッチハウジング７６の内端
部に対して摺動自在に連結された保持リング８２との間
で圧縮されている。クラッチハウジング７６の内端部に
おいてケージ８６内に保持された複数のボール８４が、
スプラインシャフト４８と共に回転できるように連結さ
れたクラッチプレート８８に向けて、クラッチばね７８
により内方に押圧されている。インサート１２をワーク
ピース１４内の正しい深さに取り付ける工程においては
、この第２クラッチ組立体７４は係合しない状態にあり
、マンドレル３４及びクラッチ組立体７４が取り付けら
れているスプラインシャフト４８と一体になって回転す
る。この点に関して更に説明すると、マンドレル３４の
回転は、スプラインシャフト４８のねじ付き外端部５０
とマンドレル３４のねじ孔４１との間のねじ連結部から
スプラインシャフト４８に伝達されることに注目すべき
である。第２クラッチ組立体７４が不意に係合するのを
防止するため、スプラインシャフト４８の周囲に配置さ
れたスプラインばね９０により、第２クラッチ組立体７
４のクラッチハウジング７６及びボール８４がクラッチ
プレート８８から離れる方向に押圧されている。

インサート１２がワークピース１４内で正しい深さに取
り付けられるとき、第３図及び第４図に示すように、マ
ンドレルシャフト３６がワークピースの孔２４内へと外
方に前進されるため、工具ハウジング１６がワークピー
ス１４に向かって外方に移動してノーズばね６８を圧縮
する。工具ハウジングＩ６が静止ノーズ６２に対して外
方に移動すると、ノーズ６２０）端部がニードルベアリ
ング９２に接触し、これにより、該ニードルヘアリング
９２が、マンドレル３４の孔に収容された複数のピン９
４に当接する。好ましい実施例においては、マンドレル
３４の周方向に間隔を隔てて配置された３木のピン９４
が設けられている。従って、インサート１２０）最初の
取り付け時に、ノーズ６２に対して工具ハウジング１６
が外方に移動すると、ピン９４は工具ハウジング１６を
通って内方に移動する。ピン９４のこの内方への運動は
、スプラインシャフト４８に取り付けられたもう１つの
ニードルベアリング９６を介して第２クラッチ組立体７
４に伝達される。最終的には、回転するマンドレル３４
によって、インサート１２がワークピース１４内の正し
い深さに取り付けられ、この状態が第４図に示しである
。この時点で、ピン９４の内方への移動により、第２ク
ラッチ組立体７４が内方に前進され、該第２クラッチ組
立体７４のボール８４がクラッチプレート８８と係合さ
れる。従って、インサート１２が正しい深さに取り付け
られた時点で、第２クラッチ組立体７４が係合されるこ
とになる。

ワークピースの孔２４内へのインサート１２０）挿入深
さは、ノーズ６２により制御される。より詳しくは、マ
ンドレル３４は、ノーズ６２０）内端部９７によってニ
ードルベアリング９２が移動され、マンドレル３４の肩
部９９に当接されるまで、インサート１２を回転し続け
る。ニードルベアリング９２とマンドレルの肩部９９と
が当接すると、工具ハウジング１６がワークピース１４
に向かって外方に移動することが停止され、これにより
、インサート１２がワークピースの孔２４内へと更に螺
入されることが阻止される。従って、マンドレル３４が
回転を停止し、第１クラッチ組立体４４がオーバーラン
する。以上から、ノーズ６２０）軸線方向長さを選定す
ることにより、ワークピースの孔２４内へのインサート
１２０）適正挿入深さを決定できることが理解されよう
。

インサート１２が正しい深さに取り付けられると、マン
ドレル３４の回転は停止されるけれども、第２クラッチ
組立体７４が係合しているため、スプラインシャフト４
８は回転し続ける。すなわち、スプラインシャフト４８
及び第２クラッチ組立体７４は、一体になって静止マン
ドレル３４に対して回転している状態にある。スプライ
ンシャフト４８のねじ付き外端部５０とマンドレル３４
のねじ孔４１とがねじ連結されているため、スプライン
シャフト４８は、その回転によりマンドレル３４のねじ
孔４１内に前進（すなわち、静止マンドレル３４に対し
て外方に移動）する。これにより、第４図及び第５図に
示すように、前進するスプラインシャフト４８に設けら
れたニードルベアリング９８が複数のピン１００と接触
し、据え込みエレメント（ｓｗａｇｉｎｇ　ｅｌｅｍｅ
ｎｔ）　１０２が取り付け工具１０から外方に移動され
る。好ましい実施例においては、マンドレル３４の周方
向に間隔を隔てて配置された孔内に嵌入された３本のピ
ンｌＯＯが設けられている。また、スプラインシャフト
４８の外方への移動により、第１クラッチ組立体４４の
第２ボール５８が、スプラインシャフト４８に設けられ
た環状凹部１０４内に移動され、この状態が第５図に示
しである。この状態では、第２ボール５８が環状凹部１
０４内で自由に走行できるため、第１クラッチ組立体４
４は完全に係合が解除された状態になる。

据え込みエレメント１０２は、マンドレルのシャフト（
マンドレルシャフト）３６の雄ねじ面４０の直ぐ内方の
位置においてシャフト３６を包囲するように配置された
スプリントブシュで構成するのが好ましい。好ましい実
施例においては、スプリットブシュ（据え込みエレメン
ト）１０２は、マンドレルシャフト３６の六角形の外面
形状に一致する六角形の内面形状を備えていて、両者の
間の相対回転を防止できるようになっている。

据え込みエレメント１０２は、ワンピースブシュ１（１
６によりマンドレルシャフト３６上に保持されておりか
つテーパ状の外側ノーズ１（１８を備えている。この外
側ノーズ１（１８は、マンドレルシャフト３６とインサ
ート１２０）雌ねじ２８との間でくさび作用をするよう
になっている。

このくさび作用が第５図に示されている。据え込み作業
中、インサート１２０）逆とげ３０は、ワークピース１
４のカウンタボア３２における軟質の母材内に押し込ま
れて、該母材と確実な機械的係合をなし、このため、イ
ンサート１２０）軸線方向移動及び回転移動の再移動が
拘束される。従って、ファスナが取り付けられかつ据え
込まれたときには、通常の使用状態においてファスナが
ワークピース１４から引き抜かれることは殆どない。据
え込みエレメント１０２がねじ付きのマンドレルシャフ
ト３６の直ぐ後ろに配置されると、据え込みエレメント
１０２は、マンドレル３４によってインサート１２がワ
ークピース１４内の正しい深さに取り付けられた直後に
、据え込み機能を果たす位置まで迅速に移動される。

据え込み作業が完了すると、作業者は、手動操作により
モータ２２を逆転させる。これにより出力軸４２０）回
転方向が逆転されるため、スプラインシャフト４８の回
転方向も逆転され、スプラインシャフト４８は第６図に
示すように工具１０内で内方に後退される。スプライン
シャフト４８は、第２クラッチ組立体７４が先に係合す
ること、及び第１クラッチ組立体４４は、凹部１０４内
で自由に回転している第２ボール５８との係合が依然と
して解除されているという事実のため、マンドレル３４
が回転する前に逆方向に回転する。据え込みの後に創出
される、テーバ状の据え込みノーズ１（１８とインサー
ト１２との間の強力な摩擦係合によっても、マンドレル
３４の回転が妨げられる傾向にある。なぜならば、マン
ドレル３４は、前述の六角形の形状により据え込みエレ
メント１０’２にキー止めされているからである。従っ
て、この構成により、工具１０のコンポーネンツを、取
り付け工程時に前進された位置から逆方向に確実に後退
させることができる。従って、スプラインシャフト４８
が後退するとき、ノーズばね６８はその通常の伸長位置
まで伸び始め、これにより、ピン１００が内方に押され
、インサート１２から据え込みエレメント１０２が引き
出される。工具ハウジング１６に対してノーズ６２が外
方に伸長すると、ピン９４に作用する圧力（この圧力は
、前に第２クラッチ組立体７４を係合させた圧力である
）が緩和される。これにより、スプラインシャフト４８
を包囲しているスプラインばね９０が、第６図に示す圧
縮状態から第３図に示す伸長状態に戻される。この工程
において、内方に前進するスプラインシャフト４８によ
り、第２ボール５８が凹部１０４から出る方向に移動さ
れる。スプラインばね９０の伸長により第２クラッチ組
立体７４の係合が解除され、かつ第１クラッチ組立体４
４が再係合されて、マンドレル３４を回転させかつマン
ドレル３４をインサート１２から引き出すことができる
ようになる。この時点で、インサート１２０）取り付け
及び据え込みが完了したことになり、その後、取り付け
工具１０は新しいインサートの取り付けに使用される。

本発明の・１つの形態においては、据え込みエレメント
１０２を移動させるべくマンドレル３４内に設けられた
ピン１００の軸線方向長さが変えられるようになってい
る。ピン１００の軸線方向長さを変えることにより、ワ
ークピース１４内で据え込みエレメント１０２を異なる
深さに前進させることができる。例えば、短いピンより
も、長いピンの方が、据え込みエレメント１０２をより
深くワークピース１４内に押し込むことができる。

従って、ピン１００の軸線方向長さを変えることにより
、工具１０は、種々のサイズのインサートを種々の据え
込み深さに固定できるようになる。

本発明の別の形態においては、第２クラッチ組立体７４
のクラッチハウジング７６を包囲しているクラッチばね
７８の圧縮量を変えることにより、インサー）１２に加
えられる据え込み力を調節できることである。第７図に
最も良く示すように、調節自在のナット８０をクラッチ
ハウジング７６の外端部に螺着し、止めねじ１１０によ
り所望位置に固定する。この調節自在のナツト８０とク
ラッチばね７８との間にニードルベアリング１１２を配
置して、クラッチハウジング７６の回転時にクラッチば
ね７８が回転しないようにする。クラッチばね７８の圧
縮量を調節することにより、その長さ、従って該クラッ
チばね７８により発生される力の大きさを変えることが
できる。このことは、据え込みエレメント１０２によっ
てインサート１２に加えられる据え込み力の大きさを決
定できることを意味する。好ましい実施例においては、
据え込みエレメント１０２により加えるべき据え込み力
の大きさを、Ｏ〜３．５００１ｂｓ（約０〜１，６００
ｋｇ）の範囲で変化させることができる。使用の結果、
約２．５００１ｂｓ（約１，１００　ｋｇ）の据え込み
力が満足できるものであることが判明している。

本発明の更に別の形態においては、据え込み作業の前に
、テーパ状のノーズ６２０）軸線方向長さを変えること
により、ワークピース１４内へのインサート１２０）挿
入深さを所望のままに制御することができる。従って、
工具ハウジング１６のねじ６６を緩め、成るノーズを別
のノーズに交換できるようにすれば、種々のサイズのノ
ーズを便利に取り換えることができる。例えば、長いノ
ーズ６２を用いた場合には、短いノーズの場合よりも、
ワークピースの孔２４内のより浅い深さにインサート１
２を取り付けることができる。また、工具１０のこの特
徴は、種々のサイズのインサートを正しい深さに正確に
挿入することを可能にする重要な特徴である。

以上のように、本発明の取り付け工具１０は、作業者の
特別な熟練や注意力を要することなくして、単一工程に
より、インサート１２をワークピース１４内に迅速かつ
正確に取り付けかつ据え込むことができるものであるこ
とが理解されよう。

取り付け作業の第１段階においては、工具ＩＯは、イン
サート１２をワークピースの孔２４に対して適正に整合
させて正しい深さに取り付けることができるように配置
される。また、取り付け手順の第２段階においては、据
え込みエレメント１０２ヲ外方に前進させて、ワークピ
ース１４のカウンタボア３２内にインサート１２を据え
込む。次に、工具１０自体がワークピース１４から引き
出され、別のインサートの取り付けに使用することがで
きる。

以上、本発明の特定の形態を図示しかつ説明したが、本
発明の精神及び範囲から逸脱することなくして種々の変
更を施すことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の新規な特徴を具現化した取り付け及
び据え込み工具の斜視図であり、ワークピースのねじ孔
内にファスナすなわちインサートを取り付ける状態を示
すものである。第２図は、ワークピースにインサートを取り付ける前の
状態にある本発明め取り付け及び据え込み工具の一部を
長手方向に断面した拡大断面図である。第３図は、第２図と同様な拡大断面図であり、インサー
トが部分的にワークピース内に取り付けられている状態
を示すものである。第４図は、第３図と同様な拡大断面図であり、インサー
トが完全にワークピース内に取り付けられた、据え込み
前の状態を示すものである。第５図は、第３図と同様な拡大断面図であり、インサー
トをワークピースのカウンタボア内に完全に据え込んだ
状態を示すものである。第６図は、第３図と同様な拡大断面図であり、工具をワ
ークピースから引き出す状態を示すものである。第７図は、本発明の取り付け及び据え込み工具の第２ク
ラッチ組立体の拡大断面図である。０・・・取り付け及び据え込み工具（取り付け工具）、
２・・・インサート　（ファスナ）、４・・・ワークピース、　　１６・・・工具ハウジング
、４・・・ワークピースのねじ孔、６・・・インサートの雄ねじ、８・・・インサートの雌ねじ、０・・・インサートの逆とげ、２・・・ワークピースのカウンタボア（端ぐり部）、４
・・・マンドレル、６・・・マンドレルのシャフト　（マンドレルシャツ８
・・・スリーブ、　　　　４２・・・モータの出力軸、
４・・・第１クラッチ組立体、６・・・クラッチハウジング、８・・・スプラインシャフト、４・・・第１ボール、６・・・ボール受入れノツチ、８・・・第２ボール、　　６２・・・ノーズ、４・・・
第２クラッチ組立体、６・・・クラッチハウジング、４・・・ボール、２・・・ニードルヘアリング、４・・・ピン、６．９８・・・ニードルベアリング、００・・・ピン、０２・・・据え込みエレメント、（１６・・・ワンピースブシュ、（１８・・・外側ノーズ、１２・・・ニードルベアリング。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ワークピースへのファスナの取り付け及び据え込
みを行う取り付け工具において、（ａ）中空シリンダを形成する工具ハウジングと、（ｂ）前記シリンダ内に配置されたマンドレルであって
、ファスナと係合する手段を備えたマンドレルと、（ｃ）出力軸を備えたモータと、（ｄ）前記ファスナがワークピース内の所定深さに取り
付けられるまで、前記出力軸を前記マンドレルに連結し
て該マンドレルを回転させる第１クラッチと、（ｅ）前記ファスナがワークピース内の所定深さに取り
付けられて前記第１クラッチの係合が解除されるとき、
前記出力軸に連結される第２クラッチと、（ｆ）該第２クラッチが前記出力軸と係合すると、ワー
クピース内への前記ファスナの据え込みを行う据え込み
エレメントとを有していることを特徴とするワークピー
スへのファスナの取り付け及び据え込みを行う取り付け
工具。
（２）前記ファスナがワークピース内の所定深さに取り
付けられたときに、前記第２クラッチを移動させて前記
出力軸と係合させる手段を更に有していることを特徴と
する請求項１に記載の取り付け工具。
（３）前記第２クラッチを移動させる手段が、前記マン
ドレル内に配置された複数のピンを備えており、該ピン
が、前記シリンダを通って内方に移動して前記第２クラ
ッチを前記出力軸に係合させることを特徴とする請求項
２に記載の取り付け工具。
（４）前記据え込みエレメントを外方に移動させて前記
ファスナの据え込みを行う手段を更に有していることを
特徴とする請求項１に記載の取り付け工具。
（５）前記据え込みエレメントを移動させる手段が、前
記マンドレル内に配置された複数のピンを備えており、
該ピンは、前記第１クラッチの係合が解除されかつ前記
第２クラッチが前記出力軸と係合するときに、前記据え
込みエレメントを外方に移動させることを特徴とする請
求項４に記載の取り付け工具。
（６）前記据え込みエレメントを移動させるべく前記マ
ンドレル内に配置された前記ピンは、その軸線方向長さ
が変えられ、種々のファスナについての異なる据え込み
深さに適応できることを特徴とする請求項５に記載の取
り付け工具。
（７）前記マンドレルの内端部には中空スリーブが設け
られており、該中空スリーブが前記第１クラッチと係合
できる手段を備えていることを特徴とする請求項１に記
載の取り付け工具。
（８）前記マンドレルの、前記ファスナと係合できる手
段が、前記マンドレルの外端部のシャフトに設けられた
雄ねじ面を備えていることを特徴とする請求項１に記載
の取り付け工具。
（９）前記モータの前記出力軸が、前記マンドレルによ
る前記ファスナの取り付け時に前記第１クラッチと係合
する手段を備えていることを特徴とする請求項１に記載
の取り付け工具。
（１０）前記第１クラッチが、（ａ）クラッチハウジングであって、その内端部が前記
出力軸に連結されていて該出力軸と共に回転できるよう
になっているクラッチハウジングと、（ｂ）前記シリンダ内に配置されたスプラインシャフト
であって、その内端部が前記クラッチハウジングの外端
部内に回転自在に受け入れられているスプラインシャフ
トと、（ｃ）少なくとも１つのばねであって、その一端に配置
された第１ボールを半径方向外方に押圧して、前記スリ
ーブに設けられたノッチと係合させ、かつその他端に配
置された第２ボールを半径方向内方に押圧して、前記ス
プラインシャフトの内端部の円筒状面と転がり係合させ
る少なくとも１つのばねとを有していることを特徴とす
る請求項７に記載の取り付け工具。
（１１）前記クラッチハウジング内に受け入れられた前
記スプラインシャフトの部分には、前記円筒状面から内
方に間隔を隔てた位置に配置された環状凹部が設けられ
ており、該環状凹部は、前記ファスナがワークピースの
所定深さに取り付けられた後に、前記第１クラッチの前
記第２ボールを受け入れて、前記第１クラッチと前記ス
リーブとの係合を解除し、前記マンドレルの回転を停止
させることを特徴とする請求項１０に記載の取り付け工
具。
（１２）前記第２クラッチが、（ａ）前記スプラインシャフトの中間部に連結されてい
て該スプラインシャフトと共に回転できるクラッチハウ
ジングと、（ｂ）該クラッチハウジングの外端部に連結されたナッ
ト及び前記クラッチハウジングの内端部に連結された保
持リングと、（ｃ）前記クラッチハウジングの周囲において、前記ナ
ットと前記保持リングとの間で付勢されている第１ばね
と、（ｄ）前記クラッチハウジングの内端部においてケージ
内に保持された複数のボールであって、前記第１ばねに
より内方に押圧されている複数のボールと、（ｅ）前記スプラインシャフトに連結されたクラッチプ
レートであって、前記第２クラッチが係合したときに前
記ボールと係合するノッチを備えているクラッチプレー
トとを有していることを特徴とする請求項１０に記載の
取り付け工具。
（１３）前記ナットが前記クラッチハウジングの前記外
端部に対して調節自在に連結されていて、前記第１ばね
の圧縮量を調節できることを特徴とする請求項１２に記
載の取り付け工具。
（１４）前記第１ばねの圧縮量を変化させることにより
、前記据え込みエレメントにより前記ファスナに加えら
れる据え込み力の大きさを変化させることができること
を特徴とする請求項１３に記載の取り付け工具。
（１５）前記ナットには止めねじが設けられていて、所
望の位置において前記ナットを前記クラッチハウジング
に固定できることを特徴とする請求項１３に記載の取り
付け工具。
（１６）前記スプラインシャフトの周囲には第２ばねが
配置されていて、前記クラッチハウジング及び前記第２
クラッチのボールを前記クラッチプレートから離れる方
向に押圧していることを特徴とする請求項１２に記載の
取り付け工具。
（１７）前記据え込みエレメントが、前記マンドレルの
ねじ面から内方の位置において、前記マンドレルの外端
部のシャフトを包囲しているスプリットブシュを備えて
いることを特徴とする請求項８に記載の取り付け工具。
（１８）前記スプリットブシュが、前記マンドレルのシ
ャフトの六角形の外面形状に一致する六角形の内面形状
を備えていることを特徴とする請求項１７に記載の取り
付け工具。
（１９）前記工具ハウジングの外端部にはノーズが設け
られており、該ノーズは、前記工具ハウジングに対して
軸線方向に摺動できるように前記工具ハウジングに連結
されておりかつ第３ばねにより前記工具ハウジングから
外方に押圧されており、前記ノーズは、ファスナの取り
付け作業時に前記マンドレルのシャフトの前記ねじ面が
通ることができる開口部を備えていることを特徴とする
請求項８に記載の取り付け工具。
（２０）前記ノーズは、据え込み前におけるワークピー
ス内への前記ファスナの挿入深さを決定すべく、その軸
線方向長さを変えることができることを特徴とする請求
項１９に記載の取り付け工具。