JPH0577885B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、おねじと挿入端部に位置する円錐状
の面取り部（くいつき部）とを有し、この面取り
部の領域内にほぼ放射方向に走るスリツトを有
し、タツピング（タツピ立て）方向におけるその
スリツトの後側面とおねじ表面とがねじ切りエツ
ジを構成しているセルフタツピングねじ（タツピ
ンねじ）付きインサートに関する。

セルフタツピングねじ付きインサートは、剪断
強度の小さい部材において耐高負荷のねじ結合を
形成するのに用いられる。面取り部の領域に、例
えば、軸方向に走る放射方向のフライス加工溝が
設けられており、これによつて面取り部の領域の
おねじ部を切り欠く２つのスリツトが形成され
る。面取り部の領域に、おねじを切り欠いて上述
のスリツトに相当する役目をなす放射方向の孔を
設けてもよいことは公知である。

この種のねじ付きインサートが円筒状の受け孔
にタツピングされた場合、上述のように形成され
たねじ切りエツジがその受け孔にめねじをタツピ
ングする。これらねじ付きインサートは、一般
に、このねじ付きインサートを受け孔に挿入した
後に、他のねじを受け入れ可能とするめねじを有
している。

ねじ付きインサートを受け孔にねじ込む際に印
加されるべきトルクは、できるだけ小さいもので
あることが要求されている。さらに、タツピング
が行われて挿入された後にそのねじ付きインサー
トをゆるめて抜き取るためのトルクは、できるだ
け大きいものであることが要求されている。

しかしながら、従来のねじ付きインサートによ
ると、タツピングに要するトルクが実際の機械加
工に要求されるものよりもはるかに大きくなつて
しまう。これは、面取り部の断面がねじ切りエツ
ジから次のスリツトの前側エツジに向かつて増加
的に大きくなつていること、即ちねじ切りエツジ
の各切削面（すくい面）に連なる逃げ面が負の逃
げ角を有していることに起因している。

この負の逃げ角は、タツピング特性を劣化さ
せ、さらに面取り部の領域におけるねじ付きイン
サートと受け孔の壁との間の表面圧を増大させ、
壁面の固い受け孔の場合に受け孔壁及び／又はね
じ付きインサートを壊すことにつながる。

特開昭50−45159号公報によれば、この種のね
じ付きインサートにおいて、ねじ切りエツジの各
切削面の直後の部分をかまぼこ型に隆起させてこ
れにつらなる逃げ面に正の逃げ角を与えることが
公知である。そして、この公知技術によれば、ね
じ付きインサートと受け孔の壁との間の表面圧の
増大を防止することが可能である。

しかしながらこのように切削面の直後の部分を
かまぼこ型に隆起させた構造のねじ付きインサー
トを受け孔に挿入してタツピングを行う場合、ね
じ付きインサートの軸と受け孔の軸とが平行とな
らず、斜めに挿入されてしまう恐れがある。

本発明の目的は、負の逃げ角を有しておらず、
しかも受け孔への斜め挿入が起こらないセルフタ
ツピングねじ付きインサートを提供することにあ
る。

この目的は、本発明によれば、ねじ谷がねじ付
きインサートの軸に対して一定の距離を有してい
るおねじと、挿入端部に位置する円錐状の面取り
部と、該面取り部の領域に位置する放射方向に走
るスリツトとを備えており、挿入方向から見た該
スリツトの後側面である切削面と前記おねじの外
周面とによりねじ切りエツジを構成しており、該
エツジにおける切削面の高さが挿入端から始まり
前記スリツトによつて区分けされた各ねじ部毎に
段階的に放射方向に大きくなつていくセルフタツ
ピングねじ付きインサートにおいて、各ねじ切り
エツジの背後のねじ部の断面の高さがこのねじ切
りエツジにおける切削面（Ｉ〜）の高さにほぼ
等しいセルフタツピングねじ付きインサートによ
つて達成される。

このように、各ねじ切りエツジの背後のねじ部
の断面の高さをこのねじ切りエツジにおける切削
面の高さにほぼ等しくすることにより、各ねじ部
のねじ切りエツジでタツピングされためねじは、
このねじ部とほぼ等しい断面を有することとな
り、しかもそのねじ部のフランク及び逃げ面はタ
ツピングしためねじの各部分とそのねじ部の全長
にわたつて接触した状態を維持することとなる。

このような接触状態を維持しているために、受
け孔内に挿入されたこのねじ付きインサートがタ
ツピングしためねじによつて良好に案内されるこ
ととなり、受け孔に斜めに挿入されるような不都
合が生じない。さらに、このねじ付きインサート
を取り外すためのトルクも接触による摩擦によつ
てかなり大きくなる。もちろん、負の逃げ角の場
合の前述した問題点を解消されることとなる。

各ねじ切りエツジの背後のねじ部の断面の高さ
をこのねじ切りエツジにおける切削面の高さにほ
ぼ等しくするということは、具体的には、各ねじ
切りエツジの背後のねじ部が、少なくとも0゜、従
つて0゜又は正の逃げ角を有する切頭部を含んでい
ることを意味している。このように構成すること
により、タツピングされためねじが、インサート
のねじ部とほぼ等しい断面を有することとなり、
しかもそのインサートのねじ部のフランク及び逃
げ面がタツピングしためねじの各部分とそのねじ
部の全長にわたつて接触することとなる。

なおここで述べる切頭部とは、各ねじ切りエツ
ジの背後における切頭形状のねじ部を指してお
り、その表面は頂面である逃げ面と側面であるフ
ランクとから構成されている。

面取り部が、挿入方向から見た場合に、次のス
ロツトの前側エツジまで円弧状に続く切頭部を有
することが望ましく、その円弧状に続く切頭部が
ねじ切りエツジから直接的に始まることが好まし
い。このように滑らかな逃げ面及びフランクを構
成することにより、インサートのねじ部とタツピ
ングしためねじとの接触がより良好となる。

ねじ部の断面は、上述のように切頭形状ばかり
でなく三角形状であつてもよい。この場合も、上
述の構成と同様に、面取り部の直径の増大に伴つ
て各ねじ部の断面の高さが増大している。

本発明を詳細に説明する前に、まず、公知のね
じ付きインサートの構成及びその機能について、
第１図〜第４図を用いて説明する。

おねじ１及びめねじ２を有するねじ付きインサ
ートは、その挿入端に円錐状の面取り部４を備え
ている。挿入端の前面は、参照番号７で示されて
いる。この挿入端には、２つのスリツト５，６を
形成する放射方向かつ軸方向のフライス加工され
た凹部３が設けられている。このねじ付きインサ
ートのタツピング方向は第２図に矢印で示されて
いる。スリツト５は、面取り部と共に、回転方向
から見た前側エツジ８と後側エツジ９とを形成し
ている。対応してスリツト６も、前側エツジ１０
と後側エツジ１１とを形成している。後側エツジ
９，１１は、２つのスリツト５，６の２つのねじ
切りエツジをそれぞれ形成している。

第３図は、実線によりスリツト５のねじ切りエ
ツジ９を、一点鎖線によりスリツト６のねじ切り
エツジ１１を示している。面取り部４の領域にお
けるおねじの理論的なねじ山の断面が破線で示さ
れている。

順に並ぶ切削面Ｉ〜とおねじの外周面とによ
つてねじ切りエツジ９，１１がそれぞれ形成され
ている。

面取り部４及びスリツト５，６によつて切り欠
かれたねじピツチが１つの平面内に展開されたと
すると、これは第４図に示されたようになる。同
図は、各ねじピツチ部が負の逃げ角αの逃げ面を
有することを示している。従つて各ねじ部は、受
け孔の壁に対してくさびのように機能する。それ
らの詳細な状況は、順に並ぶ切削面及びＶを有
するねじ部をタツピング方向で見て比較すること
によつて理解できる。

切削面を有するねじ部１２は、負の逃げ角α
の逃げ面によりその断面の高さが切削面から
徐々に増大している。このねじ部１２はスリツト
５によつて中断し、その後、ねじ山は切削面Ｖを
有するねじ部１３に続いている。切削面Ｖに切削
面の通過部分が印されており、ハツチングされ
た部分１４は、ねじ部１２の断面における切削面
からの増加分にほぼ対応している。従つて、ね
じ部１２はその縦方向の長さの大部分にわたつて
受け孔の材料内に押し込まれることとなり、押し
込まれたその材料は、その弾性により、切削面Ｖ
の部分１４によりほぼ切り出されることとなる。

以下に述べる本発明の実施例によれば、負の逃
げ角の影響は本質的に除去されかつ受け孔への斜
め挿入が起こらない。

第５ａ図は、本発明の一実施例の面取り部にお
けるねじ付きインサートの軸と直角方向の断面を
表しており、第５ｂ図は、第４図のねじ部１２及
び１３に対応している、ねじ部及び回転方向にお
けるねじ部の始まり部分を示している。

この実施例では、各ねじ切りエツジ９，１０の
直後に、円弧状に続く切頭部１７が設けられてい
る。切頭部１７は、各ねじ切りエツジ９，１１の
背後における切頭形状のねじ部を意味しており、
その表面は頂面である逃げ面と側面であるフラン
クとから構成されている。

切頭部１７の基点（第５ａ図の９，１１の位
置）における半径Ｒは、この切頭部１７が存在し
ない場合の断面の半径Ｒに等しい。この結果、各
ねじ部における切削面からの断面の高さは一定で
あるが、ねじ部毎にその断面の高さが徐々に増大
していく複数のねじ部が得られる。この場合、逃
げ面１８の逃げ角は0゜である。円弧状に続く切頭
部１７の半径が上述したものより小さければ、逃
げ面１８は正の逃げ角となる。前側エツジ８，１
０の位置における切頭部１７は、次の切削面の増
大高さＴにおおよそ対応した深さを好ましくは有
している。

このように、ねじ部の断面の高さを一定にする
ため、第４図に示すように断面の高さが増大しな
いように各ねじ部が切頭されている。

第６図に示す本発明の他の実施例によれば、順
に並ぶねじ部２７，２８は、切頭形状ではなく一
定の三角断面をそれぞれ有している。ねじ部２
７，２８毎にその切削面″，V″の高さが徐々に
増大していく。この場合も逃げ角は0゜である。こ
の実施例は、第５ａ図及び第５ｂ図の実施例と類
似している。この場合も、ねじ部の断面の高さが
切削面″及びV″から後方に向かつて減少するよ
うに設定すれば、正の逃げ角を得ることができ
る。これは、第５ａ図に示すごとき断面によつて
達成される。

めねじを有しており、放射方向のスリツトが軸
方向に走る放射方向のフライス加工溝によつて形
成されている公知のセルフタツピングねじ付きイ
ンサートでは、ねじ付きインサートが滑らかな受
け孔内にタツピングされる場合にその負の逃げ角
のために、スリツト間の壁が内側に押圧される。
その結果、放射方向のスリツトの領域において、
ねじ付きインサートのめねじが内側に押されてそ
の部分の直径が小さくなる。これは、ねじ付きイ
ンサートのめねじ内にねじがねじ込まれる場合
に、そのねじ込んだねじの挿入端が、小さくなつ
た内部断面の領域で動かなくなつてしまうので好
ましくない。

しかしながら、上述した各実施例のねじ付きイ
ンサートによれば、ねじ付きインサートが受け孔
にねじ込まれた際に受け孔の内壁が押圧されない
のでこのような問題は発生しない。このため、ね
じ付きインサート内のめねじは、取り付け後もそ
の全長にわたつて大きさ及び寸法が真の値とな
る。

以上詳細に説明したように本発明によれば、各
ねじ切りエツジの背後のねじ部の断面の高さをこ
のねじ切りエツジの切削面の高さにほぼ等しくし
ているため、このねじ部のフランク及び逃げ面は
タツピングしためねじの各部分とそのねじ部の全
長にわたつて接触した状態を維持することとな
る。その結果、受け孔内に挿入されたこのねじ付
きインサートがタツピングしためねじによつて良
好に案内されることとなり、受け孔に斜めに挿入
されるような不都合が生じない。さらに、このね
じ付きインサートを取り外すためのトルクも接触
による摩擦によつてかなり大きくなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は公知のねじ付きインサートを一部断面
で示した側面図、第２図はこのねじ付きインサー
トの挿入端の平面図、第３図は第１図及び第２図
に示したねじ付きインサートとなるねじタツピン
グエツジを示す図、第４図は第３図のねじ部断面
の展開図、第５ａ図及び第５ｂ図は本発明の一実
施例を示す図、第６図は本発明の他の実施例を示
す図である。 ５，６……スリツト、８，１０……前側エツ
ジ、９，１１……ねじ切りエツジ、１２，１３，
２７，２８……ねじ部、１７……切頭部、１８…
…フランク。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ねじ谷がねじ付きインサートの軸に対して一
   定の距離を有しているおねじと、挿入端部に位置
   する円錐状の面取り部と、該面取り部の領域に位
   置する放射方向に走るスリツトとを備えており、
   挿入方向から見た該スリツトの後側面である切削
   面と前記おねじの外周面とによりねじ切りエツジ
   を構成しており、該エツジにおける切削面の高さ
   が挿入端から始まり前記スリツトによつて区分け
   された各ねじ部毎に段階的に放射方向に大きくな
   つていくセルフタツピングねじ付きインサートに
   おいて、各ねじ切りエツジの背後のねじ部の断面
   の高さがこのねじ切りエツジにおける切削面（Ｉ
   〜）の高さにほぼ等しいことを特徴とするセル
   フタツピングねじ付きインサート。 ２ 前記ねじ切りエツジの背後のねじ部は、少な
   くとも0゜の逃げ角を有する切頭部を含んでいるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のね
   じ付きインサート。 ３ 前記切頭部が正の逃げ角を有していることを
   特徴とする特許請求の範囲第２項に記載のねじ付
   きインサート。 ４ 前記ねじ切りエツジの背後において、前記面
   取り部が、挿入方向から見た場合に、次のスロツ
   トの前側エツジまで円弧状に続く切頭部を有して
   いることを特徴とする特許請求の範囲第１項から
   第３項のいずれか１項に記載のねじ付きインサー
   ト。 ５ 前記円弧状に続く切頭部が前記ねじ切りエツ
   ジから直接的に始まることを特徴とする特許請求
   の範囲第４項に記載のねじ付きインサート。 ６ 前記ねじ部の断面が三角形であり、面取り部
   の直径の増大に伴つて各ねじ部の断面の高さが増
   大していることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項に記載のねじ付きインサート