JPH0613883B2 - 拡張可能の留め具集合体 - Google Patents

拡張可能の留め具集合体

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JPH0613883B2
JPH0613883B2 JP61108743A JP10874386A JPH0613883B2 JP H0613883 B2 JPH0613883 B2 JP H0613883B2 JP 61108743 A JP61108743 A JP 61108743A JP 10874386 A JP10874386 A JP 10874386A JP H0613883 B2 JPH0613883 B2 JP H0613883B2
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    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B13/00—Dowels or other devices fastened in walls or the like by inserting them in holes made therein for that purpose
    • F16B13/04—Dowels or other devices fastened in walls or the like by inserting them in holes made therein for that purpose with parts gripping in the hole or behind the reverse side of the wall after inserting from the front
    • F16B13/08—Dowels or other devices fastened in walls or the like by inserting them in holes made therein for that purpose with parts gripping in the hole or behind the reverse side of the wall after inserting from the front with separate or non-separate gripping parts moved into their final position in relation to the body of the device without further manual operation
    • F16B13/0883—Dowels or other devices fastened in walls or the like by inserting them in holes made therein for that purpose with parts gripping in the hole or behind the reverse side of the wall after inserting from the front with separate or non-separate gripping parts moved into their final position in relation to the body of the device without further manual operation with split rings or wire between the threads of the dowel body or in grooves near a conical surface
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    • F16B33/02—Shape of thread; Special thread-forms
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B37/00—Nuts or like thread-engaging members
    • F16B37/12—Nuts or like thread-engaging members with thread-engaging surfaces formed by inserted coil-springs, discs, or the like; Independent pieces of wound wire used as nuts; Threaded inserts for holes

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、材料が硬すぎたりまたは柔かすぎるために通
常のねじでは確実に締付けることができない材料に用い
るための留め具集合体に関するものである。
複合材およびプラスチック材のような材料の使用の増大
によって、このような材料を薄片に裂いたり、割れを生
ぜしめたりするような損傷を生ぜしめることのない留め
具（fastener）が要求されることが明らかになってい
る。しかし、従来既知の技術は、ほとんど例えばアルミ
ニウムのような金属または非複合材に使用するための留
め具にもっぱら向けられている。これがため、留め具に
関する従来技術は存在するが、しかし、このような従来
技術は全ての種類の材料にそのまま適用することはでき
ない。したがって、留め具が取付けられる材料の種類に
関係なしに、任意の産業分野の特別な要求に合致し得る
新規な留め具が要求されている。
本発明は、通常のねじのねじ山によってはねじ立てが不
可能な材料に用いられるものである。本発明の集合体
は、留め具およびインサートを部品として具える。取付
けに際し、本発明の留め具集合体は、これを取付ける母
材に外圧を加え、使用者に所定の引き抜き強度を与える
ものである。
本発明は、母材に設けた孔に用いる拡張可能な留め具集
合体であって、一様な外径を有し、外側ねじと内側ねじ
の形状を有する拡張可能の連続螺旋コイルとして形成さ
れたインサートと、外側ねじが形成された部分を有し、
該外側ねじが前記インサートの内側ねじと螺合し得るよ
うに構成された留め具とを具え、前記インサートが前記
母材の孔内で拡張される際に前記インサートを前記母材
の孔内に固定するように前記インサートの外側ねじが構
成され、そして、前記インサートを均一に拡張させると
ともに前記留め具を前記インサートの内側ねじに対して
固定する手段を具え、該手段は、垂直軸に対して約10゜
で傾いた傾斜面を具えた前記インサートの内側ねじと、
前記インサートの内側ねじと螺合する同様のねじ山形状
を具えた前記留め具の外側ねじから構成され、前記留め
具に締付けトルク作用させられたとき前記両ねじ間に傾
斜面効果を生じさせるようになっている、拡張可能の留
め具集合体により前記問題点を解決した。
インサート及び留め具は、組合わされて母材のねじ（タ
ップ）孔に螺入される。或いは、インサートを母材のね
じを形成していない孔に回転しないように挿入した後、
留め具がインサート内にねじ込まれる。この状態におい
て、インサートと留め具は互いに強く締め付けられてい
ない。
留め具に締付けトルクが作用すると、傾斜面効果によっ
てインサートは外方向に拡張する。インサートが拡張さ
れることにより、インサートは母材に固定される。
取付けた留め具集合体は、ピン、セレーションその他同
様の手段を用いて母材内に回転しないよう固定される。
本発明の上述した特徴その他が更に詳細に理解されるよ
う、次に、添付図面につき説明する。
図面において、第１図は、本発明の好適実施例によるイ
ンサートの全体形状を示す。第２図は第１図に示すイン
サートと、このインサートを取付ける留め具および母材
に予め形成された孔を示す。第１および２図から明らか
なように、インサート20は第１または上方遊端21と、第
２または下方遊端22と、これらの両端21、22間に延在す
る複数のねじ山23を有する連続螺旋コイルとして形成さ
れる。
インサート20は外径を画定する外側ねじ部分と内径を画
定する内側ねじ部分とを有する。外側ねじ部分23ａは円
弧形状を有し、コイル状イサートの仮想長手方向軸線を
中心とする曲率半径の表面を有する。内側ねじ部分23ｂ
は垂直線に対して約10度の角度で下方および外方に傾斜
する実質的に平坦な表面を有する。第３図参照。インサ
ートはこれと整合する留め具の長さ、または予め形成さ
れた孔の深さのいづれかに依存する所定の高さで構成さ
れる。外径は内径と同様にインサートの高さＨに沿って
一定とするのが良い。インサートを針金で形成してもよ
いし、あるいは、「むく」の材料から切削して造っても
よい。
コイル状インサート20は留め具に螺合し得るよう構成さ
れる。これがため、留め具の一部の外径はコイル状イン
サートの内径より僅かに小さくして両者を抵抗なしに手
で組立て得るように構成するのがよい。第２図には、イ
ンサート20と一緒に用い得る留め具を示す。内側ねじを
有するインサート型の留め具を好適実施例では示してい
るが、スタッド型留め具を用いることもできる。留め具
30は上端31と、下端32と、これらの両端間に伸びる多数
の外側ねじ山を有するシャンク部分33と、内側ねじ付中
心孔34とを有する。上端31は留め具に肩部35を設けるよ
う構成され、平坦な頂面36と肩部の外周から留め具の上
端ねじ山に延びる傾斜底面37とを有する。この実施例で
は、肩部35の直径はねじ付シャンク部分33の外径より大
である。外周縁38とねじ付シャンク部分33の外径との中
間位置で、肩部35上に少なくとも１個の孔39が設けら
れ、この孔は頂面36から底面37に肩部を貫通して形成さ
れている。図示の好適実施例では、第４図に示すよう
に、一対の孔39が互いに対向位置で設けられている。
第５図に示すように、留め具のシャンク部分33の外側ね
じ山は、コイル状インサート20の内側ねじと螺合するよ
う構成されている。留め具の外側ねじ山は垂直線に対し
て約10度の角度で下方および上方に傾斜した実質的に平
坦な表面40を有する。平坦表面40を互に連結する連結部
分41は平坦表面40に比べて相対的に短い。第３図と第５
図とを比較して明らかなように、留め具の外側ねじ山は
インサートの内側ねじに一致していて両ねじの表面は選
択した傾斜角度の点で、すなわち、10度の傾斜角度で一
致している。母材の相対的硬度に依存して図示の実施例
におけるこの傾斜角度は変化することができる。
好適実施例で示す母材50には、第２図に示すように、イ
ンサート20の外側ねじと螺合し得るねじ52が形成された
所定の深さのねじ付孔が予め形成されている。ねじ付孔
の上端部54は留め具の肩部35を受けるよう端ぐりされ、
取付けられた留め具の頂面36が母材50の隣接表面56と同
一面に位置するよう形成されている。使用される母材の
種類がインサートおよび留め具を構成するために適する
材料を指示し、これがため、本発明による留め具集合体
は特定の材料を好適とするものではない。次に、第６、
７および８図により、本発明の留め具集合体の取付け方
法および機能について説明する。
取付け作業前に、留め具をねじ込んだインサートを挿入
するに十分な寸法および形状のねじ孔を母材に予め形成
して準備する。このねじ孔の内側ねじは取付けられるイ
ンサート20の外側ねじと螺合するよう選択される。コイ
ル状インサート20を留め具30上にねじ込んで取付け、こ
の集合体を第６図に示す位置に材料の準備孔またはねじ
孔内に緩くねじ込む。この取付位置において、留め具の
肩部35は母材に接触せず、または、コイル状インサート
20は留め具上に最初に取付けた状態から外方に拡張して
いないことが好ましい。留め具にさらに回転力を加える
ことによって、留め具の肩部を母材50の端ぐり開口54内
に押し込んで母材と接触させる。この状態に達した際、
インサートおよび留め具集合体を更に回転させながら締
付けまたは着座トルクＴを加える。着座トルクＴが加え
られる際、留め具は単に回転するだけで螺進することは
できないのに対し、留め具と共回りさせられるインサー
ト２０には、ねじ孔に沿って螺進しようとする力が作用
するので、インサートの内側ねじは留め具の螺合してい
る外側ねじ山に沿って移動してコイル状インサートは外
方に拡張される。このようにして、着座トルクによって
コイル状インサートに外向き力を加え、この外向き力は
本質的に母材をインサートに圧接する（第８図参照）。
所望のトルクを加て終った際、ピン58を留め具の各孔39
を経て母材に予め形成した孔59内に打ち込み、取付けた
留め具が回転しないようにすることができる。このよう
にして、本発明のインサートおよび留め具集合体が母材
内に固定される。
上述したところから、本発明の多数の独自の特徴を理解
することができよう。整合するインサートの内側ねじと
留め具の外側ねじとの間の傾斜面（ランプ）効果の結果
として、コイル状インサートの全ねじ山が均等に拡張さ
れる。これらのねじの傾斜角度は相対的に小さく、例え
ば、10度である。この結果として、インサートを母材内
に外方に拡張するためのより良い外方推力が得られる。
本発明による独自のねじ山によって着座トルクが留め具
に加えられるから、コイル状インサートの拡張は一定か
つ均等に行なわれる。インサートは外方に拡張する。取
付けに際しては留め具が回転される際、インサートは回
転しない。本発明は、どのような材料が選択される場合
にも確実に取付け得るインサートおよび留め具重合体を
使用者に提供する。
第９〜13図は本発明の第２実施例を示す。簡単に言っ
て、本例は上述した好適実施例とは異なり、コイル状イ
ンサートの外側ねじ山60が円弧形状でなく、インサート
の仮想長手方向軸線に対して平行である。さらに、この
外側ねじ山60にはコイル状巻回の長さに沿って多数のセ
レーション61が互に離間して設けられている。留め具を
取付けるために母材に設けられる孔にはねじが形成され
ておらず、代りに、コイル状インサートの外径より僅か
に大きい直径の穿孔または成形孔が設けられ、インサー
トを留め具と別個に切離して取付孔内に緩く挿入するこ
とができるよう構成されている。
この第２実施例による留め具集合体を取付けるために
は、先づ、コイルインサート20′を予め準備した孔内に
設置する。インサートは第11図に示すように孔の内壁に
接して位置し、固定されない。次に、ねじ付留め具30′
がコイル状インサート内にねじ込まれ、前述の好適実施
例で示したと同じ方法で留め具の外側ねじがコイル状イ
ンサートの内側ねじと螺合する。留め具のボルト頭62の
下面が母材50′の上側に取付けられている構造体70の表
面に接触した後、ボルト頭62を更に回転してインサート
および留め具集合体に締付けトルクを加える。したがっ
て、このトルクは留め具とインサートとの間に上述した
傾斜面効果が生じ、インサートの内側ねじが留め具の外
側ねじに沿って強制的に移動するにしたがいインサート
は母材50′内に外方に拡張する。第13図に示すように、
所定のトルクに達した際、インサートは留め具に対して
相対的に十分に拡張し、インサートの外側ねじの少なく
とも一部が母材内に喰込む。この実施例では、インサー
トの外側ねじ上のセレーションが回転を防止する特徴を
有する。
上述した処から当業者は本発明を種々に実施し得ること
勿論であり、これがため、本発明は上述した２つの実施
例に限られることなく、特許請求の範囲によってのみ限
定される。
本発明は、母材にインサート及び留め具を埋設すること
で、ねじを直接螺合させることができないような材料、
例えば、プラスチック等のような材料にもねじ孔を設け
ることができる。
しかも、本発明の留め具集合体は、留め具に引抜き荷重
が作用するときには、傾斜面の作用によって、その荷重
によってインサートには拡張する方向の力が作用してイ
ンサートと母材は強く圧接するから、部材同士を強固に
結合させることができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明のコイル状インサートの好適実施例を示
す斜視図、 第２図は本発明の留め具およびインサートとこれらを取
付けるため材料に予め形成した孔の好適実施例を一部を
断面として示す分解立面図、 第３図は第２図に示すインサートの一部の拡大図、 第４図は第２図に示す留め具の平面図、 第５図は第２図に示す留め具の外側ねじの拡大断面図、 第６図は材料内でインサートが拡張される前の本発明の
留め具集合体の断面図、 第７図は材料内に取付けられた本発明の留め具集合体の
断面図、 第８図は取付けを完了した時に作用する方向性力を示す
立面図、 第９図は本発明のインサートの第２実施例を示す立面
図、 第10図は第９図に示す本発明のインサートを用いて材料
に予め形成した孔に留め具を締付ける状態を示す第２実
施例の一部を断面として示す立面図、 第11図は第10図に示すインサートの一部の拡大断面図、 第12図は本発明の第２実施例による留め具を母材内に取
付けた状態を示す部分断面立面図、 第13図は第12図に示す第２実施例によるインサートが材
料内で拡張された状態を示す拡大断面図である。 20……インサート、23……ねじ山 23ａ……外側ねじ部分、23ｂ……内側ねじ部分 50……母材、30……留め具
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ホセ・ローサン、ジュニア アメリカ合衆国 カリフォルニア州 92660 ニューポート・ビーチ、ギャラク シー・ドライブ 1542 (56)参考文献 実開 昭52−26056（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭48−41184（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】母材に設けた孔に用いる拡張可能な留め具
    集合体であって、 一様な外径を有し、外側ねじと内側ねじの形状を有する
    拡張可能の連続螺旋コイルとして形成されたインサート
    と、 外側ねじが形成された部分を有し、該外側ねじが前記イ
    ンサートの内側ねじと螺合し得るように構成された留め
    具とを具え、 前記インサートが前記母材の孔内で拡張される際に前記
    インサートを前記母材の孔内に固定するように前記イン
    サートの外側ねじが構成され、そして、 前記インサートを均一に拡張させるとともに前記留め具
    を前記インサートの内側ねじに対して固定する手段を具
    え、該手段は、垂直軸に対して約10゜で傾いた傾斜面を
    具えた前記インサートの内側ねじと、前記インサートの
    内側ねじと螺合する同様のねじ山形状を具えた前記留め
    具の外側ねじから構成され、前記留め具に締付けトルク
    が作用させられたとき前記両ねじ間に傾斜面効果を生じ
    させるようになっている、拡張可能の留め具集合体。
  2. 【請求項２】前記インサートの外側ねじが円弧形状のね
    じ山を有し、前記母材に設けた孔に前記インサートの外
    側ねじの前記円弧形状ねじ山に合致する形状の雌ねじが
    形成されている、特許請求の範囲第１項記載の拡張可能
    の留め具集合体。
JP61108743A 1985-05-14 1986-05-14 拡張可能の留め具集合体 Expired - Lifetime JPH0613883B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US734416 1985-05-14
US06/734,416 US4712955A (en) 1985-05-14 1985-05-14 Expandable fastener assembly

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Publication Number Publication Date
JPS61262208A JPS61262208A (ja) 1986-11-20
JPH0613883B2 true JPH0613883B2 (ja) 1994-02-23

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ID=24951615

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP61108743A Expired - Lifetime JPH0613883B2 (ja) 1985-05-14 1986-05-14 拡張可能の留め具集合体

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US (1) US4712955A (ja)
EP (1) EP0202189B1 (ja)
JP (1) JPH0613883B2 (ja)
DE (1) DE3668359D1 (ja)
IL (1) IL78502A0 (ja)

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