JPH08501024A - 可圧縮ねじ式固定機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、過大サイズの固定ねじと、ねじ穴の中でこの過大サイズのねじを圧縮かつ回転するように駆動する工具とを含む可圧縮ねじ式固定機構に関する。固定ねじの上部の回りにはヘッド部が形成され、ヘッド部から下向きにねじシャフトが延設される。固定ねじに複数の弾性セグメントを形成するように、ヘッドを貫通しかつシャフトの少なくとも一部を通って、少なくとも１つの縦方向の溝が延びている。この固定ねじは、通常の拡張された状態にあると、その相手方の穴に対してねじピッチ径が過大サイズになる。固定ねじは、そのヘッドを該工具に係合することによって圧縮される。実施例の１つにおいては、トルク付与動作を介して固定ねじの圧縮が達成される。第２の実施例においては、工具の軸方向の動きによって圧縮が達成される。いずれの場合も、印加されたトルクを逃がすか固定ねじヘッドから工具を取り除くことによって、固定ねじが穴内で拡張し、穴内において締まりばめまたは固定ばめ状態になる。

Description

【発明の詳細な説明】 可圧縮ねじ式固定機構発明の分野 本発明は、固定装置、特に工具において用いられる固定装置に関し、より詳し くは圧縮および拡張が可能な固定ねじに関する。発明の背景 早替えツールホルダは、工業の分野において、多様な用途に広く利用されてい る。現在広く用いられているそのような早替えツールホルダの１つに、Ｌａｔｒ ｏｂｅ，ＰｅｎｎｓｙｌｖａｎｉａのＫｅｎｎａｍｅｔａｌ Ｉｎｃ．によって 製造されるシリーズがある。ＫＭツールホルダを理解するためには、米国特許４ ，８３６，０６８， ４，７４７，７３５， ４，７３６，６５９， ４，７２ ６，２６９，４，７２３，８７７および４，７０８，０４０を参照するとよい。 このＫＭツールホルダシリーズは、ツールブロックにおいてツールホルダを保持 するためのボールロッキングシステムを利用している。すなわち、ツールホルダ は、１個以上の開口が形成されたシャンクを有している。ねじ式のロッキングロ ッドが、ツールブロックおよびホルダアセンブリの中心部分を貫通している。ロ ッキングロッドには、ロッキングロッドとシャンクの１個または複数の開口との 間に配置される１個以上のロッキングボールと効果的に係合する傾斜路が設けら れている。ツールホルダをツールブロック内に固定するためには、ツールホルダ を回して、傾斜路がロッキングボールに係合し、それをシャンクに形成された１ つまたは複数の開口と固定係合するよう外向きに付勢するようにする。ツールホ ルダをツールブロックから外すためには、ロッキングロッドを反対方向に回して 、ボールを傾斜路にそって転がし、ツールホルダシャンクの開口との固定位置か ら外させる。したがって、ロッキングロッドと傾斜路構造との軸方向の動きが、 ボールのツールホルダに対する内向きの解放、または外向きの係合を引き起こす 。この方法において、ツールホルダを完全に取り付けまたは取り外しするために 必要な大きさの軸方向の動きを得るためには、ロックロッドを数回回転すること が必要である。 ツールホルダのより早くかつ効率的な取り付けおよび取り外しを容易にするた めに、Ｋｒｕｐｐ Ｗｉｄｉａは、ＥＰＣ出願Ｎｏ．０３６９２１１において開 示されるところのカム・ロック機構を開発している。 この構成においては、ねじシャフトとこのねじシャフトの先端側において設け られるカム・ロック面とを含むカムおよびねじアセンブリが、ボールをツールホ ルダのシャンクに対する固定位置に押し込み、ロック状態を維持する。カムねじ アセンブリが回転するのにしたがって、この機構の軸方向の動きではなく、カム 構造の回転動作が、ボールを固定または取り外しさせる。ツールホルダをシャン クに固定するためには、カムをねじによって回転し、この過程において、カム面 が１個以上のロッキングボールと係合し、それらをツールホルダのシャンクと固 定係合するように外向きに押す。非ロックまたは取り外された状態においては、 ボールはカム面のくぼんだ部分に存在する。カムがその選択された位置にある限 りは、カムの角度が、１個以上のボールを係合または非係合位置に維持する。こ のカム・ねじアセンブリは、ボールを完全に係合または係合解除するために１８ ０度以下の回転しか必要としないことから、ツールホルダのより早くかつ効果的 な固定および解放を可能にするものである。 Ｋｒｕｐｐ Ｗｉｄｉａのカム・ねじアセンブリには多数の効果があるが、用 途によっては、カム・ねじアセンブリが自らを解放してしまう傾向がある。従来 式にねじを切ったねじを用いた場合、カム・ねじアセンブリが、ボールを介して ねじに逆に伝わってくる大きな力によって「バックオフ」してしまう場合がある 。この結果として生じるねじの回転が、カムの位置の変化およびしたがってボー ルの全体のまたは部分的な外れを引き起こす。ＫＭのシリーズのような一般的な ツールホルダの構造上の制約のため、このような自己解放を避けるためにカムの 角度を変えることは実際上は不可能である。 したがって、大きな力がカムを介して固定機構に逆に伝えられて固定機構を少 なくとも部分的に外すように作用している間においても、カムを固定かつ静止し た位置において保持するための効率的な固定機構が求められている。発明の概要および課題 本発明は、上述の要求を満たし、Ｋｅｎｎａｍｅｔａｌ・ＫＭシリーズ等の早 替えツールホルダにコストをかけずにとり入れることができるものである。本発 明は、圧縮および拡張が可能なねじ式固定機構によってなり、これによって、ね じ式固定機構をバックオフさせようとするような大きな力がカムを介して固定機 構に伝えられている間においても、ロッキングボールカムを、好ましくない逆回 転なしにツールブロック内の所定の位置において固定することができる。 本発明の固定機構は、径方向に圧縮および拡張が可能な過大サイズの固定ねじ と、それを係合かつ圧縮する工具とを備えている。実施例の１つにおいては、固 定ねじを、工具自体が、そのねじのヘッドにトルクを付与することによって径方 向に圧縮する。固定ねじが回転させられて穴に捩じ込まれるのにしたがって、こ の過大サイズの固定ねじが、それが比較的容易に穴に捩じ込まれるように径方向 に圧縮する。トルクを取り除くことによって、固定ねじのねじ山が穴の中におい てきつい締まりばめ固定される状態まで、固定ねじが径方向に拡張する。使用に 際しては、この固定ねじをＫｒｕｐｐ・Ｗｉｄｉａ型のカム部材に取り付けて、 ツールブロックおよびホルダにおいて利用することができる。したがって、固定 ねじを選択的に固定することによってカム部材を確実に固定することができる。 本発明の第２の実施例においては、同じ型の固定ねじが圧縮工具の軸方向の動 きによって圧縮され、これがまた、固定ねじを回転し、それを圧縮工具を取り外 した場合に穴の中において固定する役目もしている。 したがって、本発明の目的の１つは、既存のツールホルダに取り入れることの できる圧縮および拡張可能なねじ式固定機構を提供することにある。 本発明の別の目的は、ツールホルダのための圧縮および拡張可能なねじ式固定 機構を提供し、この固定ねじを、別個の工具のトルクによって、ねじがその工具 によって回転されている間に圧縮されるようにすることにある。 また、本発明の目的は、上述した特徴の圧縮および拡張可能なねじ式固定機構 を提供し、圧縮可能なねじの構造がそれに対応する穴への容易かつ好適な挿入を 可能にする一方で、解放された場合に、拡張して穴の壁に対して大きな力を生じ 、拡張された状態のねじが静止を保ち伝わってくる逆向きの大きな力に抗するよ うにすることにある。 本発明の別の目的は、ツールホルダをツールブロック内にしっかりと固定する 圧縮および拡張可能なねじ式固定機構を提供することにある。 本発明の別の目的は、ツールホルダおよびブロックアセンブリのための圧縮可 能なねじ式固定機構をもたらし、固定機構の一部を形成する固定ねじが、圧縮工 具によって圧縮、回転されるようにすることにある。 本発明の別の目的は、径方向に圧縮可能な固定ねじを提供して、拡張された状 態において対応する穴の壁に対して大きな力を生じて確実かつきつい固定状態を なすようにすることにある。 本発明の別の目的は、使用が容易でかつ信頼性のある上述した特徴の圧縮可能 な固定ねじをもたらすことにある。 本発明の他の目的および効果は、発明の単なる例示に供するものであるところ の以下の説明および添付の図面を詳細に検討することによって明白となるもので ある。図面の簡単な説明 図１は、本発明のねじ式固定機構の拡大図である。 図２は、図１の固定機構の一部を形成する工具の底面図である。 図３は、図１の固定機構の一部を形成する固定ねじおよびカム部材の側面図で ある。 図４は、図１の固定機構の一部を形成する固定ねじの上面図である。 図５は、図１の固定機構の一部を形成するカム部材の底面図である。 図６は、本発明の固定機構の別の構成の拡大斜視図である。 図７は、図６の固定機構の一部を形成する工具の底面図である。 図８は、図６の固定機構の一部を形成する固定ねじおよびカム部材の側面図で ある。 図９は、図６の固定機構の一部を形成する固定ねじの上面図である。 図１０は、図６の固定機構の一部を形成するカム部材の底面図である。 図１１は、図１の固定ねじを、圧縮されかつツールブロックの穴に捩じ込まれ た状態で示す破断した断面図である。 図１２は、図１の固定ねじを、ツールブロックの穴内の拡張固定位置において 示すツールブロックの破断した断面図である。 図１３は、図６の固定ねじをそれをツールブロックの穴に捩じ込めるように固 定やっとこによって圧縮した状態で示すツールブロックの破断した断面図である 。 図１４は、図１の固定ねじを拡張固定位置において示すツールブロックおよび ホルダアセンブリの破断した断面図である。 図１５は、本発明の固定機構の別の実施例の、固定ねじを拡張固定位置におい て示す断面図である。 図１６は、図１５に示した固定機構の、固定ねじを圧縮状態において配置した 横断面図である。発明の詳細な説明 さらに図面において本発明の圧縮可能ねじ式固定機構を示し、その全体を１０ で示す。図１−図５において示すように、固定機構１０は、固定ねじ１２、カム 部材１４、および作動工具１６の３つの基本的構成要素を含んでいる。この開示 の後続の部分から理解されるように、カム部材１４は、固定ねじ１２と一体に形 成するか、または別個の構成要素とすることができる。固定ねじ１２には、一連 の縦方向に延びるスロット１８が形成されている。図１に示すように、固定ねじ １２は、固定ねじ１２のヘッド１２ａおよびシャフト１２ｂを通って下向きに延 びる３つの別個の縦方向スロット１８を備えている。これら３つのスロット１８ が、固定ねじを３つの弾性セグメントに分割することが好ましい。 ヘッド１２ａには、後述する工具１６の一部と係合するように構成されたゲー ジ穴２０が、各スロット１８の間において固定ねじ１２と同心に形成されている 。 壁２２が、各スロット１８に隣接して径方向に延びている。各壁２２は、工具１ ６の下部から突き出すプロングと係合するように構成された３つのプロングキャ ビティー２４を形作っている。 図１および図４において詳細に示すように、固定ねじ１２は、各スロットの外 側にそって形成された、周方向において離間するフラットまたは平らな領域２６ を含んでいる。フラット２６の意義は後にとり上げる。固定ねじ１２のシャフト 部分１２ｂの回りには、例えばツールホルダ７６のねじ穴７０（図１１−図１４ ）等のねじ穴に捩じ込まれるようにされたねじ部２８が形成されている。固定ね じ１２は、任意の標準の穴の大きさに対して過大な大きさになっている。すなわ ち、ねじ部２８の有効径は、固定ねじ１２を受け入れるために設けられた任意の 標準ねじ穴７０に対する通常のものよりも大きくなっている。有効形の過大量は 、一 般に、．００４−．０３０インチの範囲にあるものとする。 カム部材１４は、１個以上のロッキングボールを係合かつ作動するようにされ た従来式のカム面５０を含んでいる。ツールブロックおよびツールホルダの場合 、カム面５０は、ツールブロック内において、その回転が、１個以上のロッキン グボールをカム面５０によって係合させかつツールホルダシャンクに形成された １個または複数の開口との固定配置へ付勢させるように配置される。カム面５０ およびツールホルダにおけるその利用については、ツール・ブロック・ホルダ・ アセンブリにおいてロッキングボールを作動するためのカム面の基本的概念が古 くからありかつこの技術分野においてよく知られたものであることから、本発明 においては重要なことではない。例えば、ＥＰ出願Ｎｏ．０３６９２１１におけ るＫｒｕｐｐ Ｗｉｄｉａの開示を参照。引き続きカム部材１４について、それ が、図１に示した構成の場合、固定ねじ１２のシャフト１２ｂの下部に形成され た駆動キャビティー（図示せず）に嵌まるようにされた回転ヘッド５２を含んで いることがわかる。したがって、駆動ヘッド５２が固定ねじシャフト１２ｂの駆 動キャビティー内に挿入されると、固定ねじ１２を適切に回すことによって、カ ム面５０を固定および非固定位置の間で回転させることができることがわかる。 工具１６は、固定ねじ１２を圧縮するため、および固定ねじを適切な穴に捩じ 込むための両方について有効である。この開示の後の部分によってよりよく理解 されるように、工具１６は、固定ねじ１２のヘッド１２ａにトルクを加えること によって、固定ねじ１２を径方向に圧縮するように作用する。ヘッド１２ａから トルクが取り除かれると、固定ねじ１２は径方向に拡張し、そうするに際して、 適切な穴内において自らを固定する。 工具１６をみると、それが、工具ハンドル６１（図１１）の反対側の端を受け 入れるようにされた上部ラチェットキャビティー６０を含んでいることがわかる 。一連の回転プロング６２が、工具１６の下部から下向きに延びている。プロン グ６２は、固定ねじ１２のヘッド１２ａの回りに配置されたプロングキャビティ ー２４の間隔および形状に適合するようにされている。プロング６２の間には、 ヘッド１２ａに形成されたゲージ穴２０内に延びるようにされたゲージピン６４ が同心に設けられている。ピン６４およびゲージ穴２０を特定の大きさにするこ と によって、スロット１８の閉じを限定することができ、したがって、固定ねじ１ ２の径方向の圧縮の程度を限定することができる。したがって、単にヘッド１２ の上に工具１６を下向きにさし込み、かつ工具１６をラチェットハンドルで回す ことによって、固定ねじ１２を回すことができることがわかる。 図６−図１０において、本発明のねじ型固定機構１０の別の構成を示す。ここ で示す構成は、上述した固定機構と同じに機能するが、その構造が多少異なって いる。３つの縦方向のスロットを備える代わりに、図６−図１０に示す実施例は 、固定ねじ１２のヘッド１２ａおよびシャフト１２ｂを通って下向きに延びる１ つの細長スロット１８を単に含んでいる。この結果、単一の細長スロット１８の 両側に２つのプロングキャビティーまたは領域２４が単純に形成される。同様に 、図６−図１０に開示した実施例の工具１６は、固定ねじ１２のヘッド１２ａと 嵌め合われるようにされている。したがって、この実施例の工具１６は、細長ス ロット１８の両側に形成された壁２２に係合し、かつ力をかける２つの回転プロ ング６２を備えている。上述したように、図６−図１０に開示した固定機構１０ は、図１−図５に開示した固定機構と同じに機能する。基本的には、ヘッド１２ ａを回転しそこにトルクを加えている間、工具１６は、ヘッド１２ａを径方向に 圧縮し、固定ねじ１２全体を、それを一定の穴に比較的容易に捩じ込めるように 径方向に圧縮させる。ヘッド１２ａからトルクを取り除くと、ヘッド１２ａおよ び固定ねじ１２全体がその穴内における固定位置に拡張できるようになる。 図１１一図１４において、ツールブロックおよびホルダアセンブリの全体を７ ６によって示している。すぐ上で述べた圧縮可能ねじ型固定機構１０が、ツール ・ブロックホルダアセンブリ７６に組み込まれている。ツール・ブロックホルダ アセンブリの詳細については、そのようなもの自体は本発明にとって重要なこと ではないし、またツール・ブロックホルダが当業者によってよく知られかつ理解 されていることから、ここでは触れない。しかし、上述したように、圧縮可能ね じ型固定機構１０は、ツールブロックとそれに付随するツールホルダとの間の確 実かつ固定した関係を維持するために、ツールブロックおよびツールホルダアセ ンブリ７６において用いるのに特に好適である。したがって、ツールブロックお よびホルダアセンブリ７６について簡単な説明をする。ここで、ツールブロック およびホルダアセンブリ７６は、図１４において７６ｂによって示す内部筒を含 むツールブロック７６ａを備えている。ツールホルダ７６ａは、ツールブロック ７６ａ内において固定されるようになっている。一般に、ツールホルダ７６ｄは 、ツールブロック内において、特にツールブロック７６ａの外壁と筒７６ｂとの 間において挿入されるようにされたシャンク部７６ｃを含んでいる。この筒は、 従来の様式で、ツールホルダ７６ｄのシャンク７６ｃに形成された１個以上の固 定用開口と係合して固定された関係に移動するようにされた１個以上のロッキン グボールを備えている。従来のツールブロックおよびホルダアセンブリのより完 全かつ統合された理解のためには、ｋｅｎｎａｍｅｔａｌ Ｉｎｃ．によって製 造されたＫＭシリーズ（発明の背景において触れたＫｅｎｎａｍｅｔａｌＫＭ特 許を参照）、およびＥＰ出願Ｎｏ．０３６９２１１において開示されたＫｒｕｐ ｐ Ｗｉｄｉａ Ｔｏｏｌ Ｂｌｏｃｋ ａｎｄ Ｈｏｌｄｅｒ Ａｓｓｅｍｂ ｌｙを参照。 本発明のねじ型可圧縮固定機構１０は、特に、ツールブロックおよびホルダア センブリにおいて用いられるように設計されたものである。図１４において示す ように、ツールブロックおよびホルダアセンブリ７６は、図１−図１０において 示した固定機構の過大固定ねじ１２を受け入れるようにされたねじ穴７０を備え ている。そこにみられるように、本発明の固定機構１０は、カム部材１４がアセ ンブリの筒領域内に配置されるように、ツールブロックおよびホルダアセンブリ ７６の穴７０に捩じ込まれるようになっている。重要なのは、カム部材１４が、 ＥＰ出願Ｎｏ．０３６９２１１におけるＫｒｕｐｐ Ｗｉｄｉａの開示において みられるのと同じ態様で、１個以上のロッキングボール７６ｆに隣接した位置を とるようにされていることである。この位置において、カム面５０は、固定ねじ １２によって、固定および非固定位置の間を回動させられる。 ツールブロック・ホルダアセンブリ７６にねじ１２を挿入するためには、ねじ のねじ部２８と穴７０のねじ部との係合を開始するために、ねじ１２がまず十分 に圧縮されなければならない。図１−図５において示した３セグメント構造を始 動するために、ヘッド１２ａを従来のドリル・チャック内に配置して、圧縮する ことができる。圧縮されている間に、ねじ１２を穴７０内において始動させるこ とができる。ねじを一旦始動させた後、ドリル・チャックをねじヘッド１２ａか らはなすことができる。図６−図１０において示した２セグメント固定ねじを始 動するためには、ヘッドを固定用やっとこによってつかみ、やっとこによって各 セグメントを一緒に圧縮する。その後、通常の過大固定ねじを、その相手方の穴 内に捩じ込むことができる。図１３を参照。固定ねじを一旦始動させると、固定 用やっとこを外すことができ、その後、固定ねじを、それに付随する工具１６に よって回転することができる。すなわち、工具１６が工具ハンドル６１によって 回転されヘッド１２ａにトルクが加えられると、スロット１８が閉じるかまたは 少なくともスロット１８がより狭くなろうとし、このことがヘッド１２ａを効果 的に径方向に圧縮し、それが、ねじ１２全体を穴７０内に捩じ込めるように、ね じ１２全体を径方向に十分に圧縮させる。この圧縮は、工具１６のトルク付与動 作によって直接に引き起こされることがわかる。ヘッド１２ａからこのトルクを 取り除くと、ヘッド１２ａが拡張することになり、ねじのシャフト１２ｂもそう なる。この拡張の結果として、ねじ部２８が、固定された関係を生ずるように穴 ７０の壁を外向きに押すようになる。固定ねじ１２の大きさによって、２００− ４００ポンド程度の固定力を期待することができる。拡張されたねじ１２によっ て十分な力を生成し、３−２０ｆｔ．−ｌｂｓの抵抗を生ずることが好ましい。 これは、ほとんどの用途において、カムを静止状態に保持するのに十分なもので あり、固定ねじが「バックオフ」するのを防ぐ。 図１５および図１６において、本発明の圧縮ねじ型固定機構の別の実施例を示 す。この実施例は、軸方向に作動されるねじ型固定機構を示すものであり、図面 においてその全体を１００によって示す。また、固定機構１００は、全体を１０ ２によって示した固定ねじ（上述のものに類似したもの）と、全体を１０４によ って示したカム部材と、全体を１０６によって示した工具とを含んでいる。 固定ねじ１０２について、それがヘッド１０２ａとシャフト１０２ｂとを含ん でいることがわかる。また、固定ねじ１０２が、ヘッド１０２ａを完全に下向き に貫通しかつシャフト１０２ｂを選択された距離分通って下向きに延びる縦方向 のスロット１０８を有していることもわかる。これが、固定ねじ１０２を撓み性 および弾性を有する２つのセグメント１１４および１１６に効果的に分割する。 固定ねじのヘッド１０２ａの回りには、円形状ヘッドカラー１１０が設けられて いる。ヘッドカラー１１０は、内向きのテーパ１１０ａを有する外側円形状壁を 備えている。また、ヘッド１０２ａには、六角形状のドライバーを受け入れるよ うにされた六角形状のキャビティー１１２が形成されている。 ヘッド１０２の下には、固定ねじシャフト１０２ｂの一部の回りに延びるセッ トになった外側ねじ山１１８が配置されている。前述したように、固定ねじ１０ ２は、ツールブロック７６の一部を形成する穴７０に捩じ込まれるようになって いる。 カム部材１０４が、固定ねじ１０２と一体に形成、またはそこに結合している 。カム部材１０４はカム面１３０を備えている。カム部材１０４は、図１および 図６において示した固定機構の一部を形成するカム部材１４と同じ構成のもので ある。 圧縮工具１０６が、固定ねじ１０２に接続されるようになっている。機能的に は、圧縮工具１０６は、固定ねじを圧縮するのと同時に回転するように作用する 。構造的には、圧縮工具１０６は、駆動キャビティー１３４を有する本体１３２ を備えている。固定ねじ１０２に形成された六角キャビティー１１２内に延び込 むようにされたドライバー延長部１３６ａを含む六角駆動部１３６が駆動キャビ ィー１３４から延びている。 圧縮工具１０６の駆動キャビティー１３４とは反対側の端部の回りには、円形 状圧縮カラー１３８が形成されている。圧縮カラー１３８は、外向きテーバ１３ ８ａを含む内壁を含んでいる。圧縮カラー１３８およびヘッドカラー１１０は、 ヘッドカラー１１０が圧縮カラー１３８の内側にちょうど適合するような大きさ である。カラー１１０および１３８のそれぞれのテーパが、圧縮工具１０６をヘ ッドカラー１１０の上で下向きに駆動させてそれを圧縮し、その過程において、 セグメんと１１４および１１６を含む固定ねじ１０２全体を圧縮することを可能 にしている。この圧縮ステップが、図１５および図１６において示されている。 工具１０６が図１６に示した位置につくと、固定ねじのねじ山１１８と穴７０の ねじ山との間に実質的に締めしろのない状態で、固定ねじ１０２を回転すること ができることになる。固定ねじが穴７０に適切に捩じ込まれると、単にヘッドカ ラー１１０から圧縮工具１０６を引き出して固定ねじにその拡張状態をとらせる ことによって、固定状態が達成される。固定ねじ１０２が過大サイズのものであ ることから、拡張された状態においては、固定ねじ１０２のねじ山１１８と穴７ ０のねじ山との間には締めしろが生じる。この固定ねじの拡張が穴７０の内壁に 対する径方向の保持力を生じることが好ましく、この締め付け力が固定ねじ１０ ２を穴７０内に固定する。 固定ねじのヘッドが回転され、固定ねじが穴７０に捩じ込まれるのにしたがっ て、固定ねじのスロット１８の領域におけるその外周部分は、通常の円形形状か ら外向きに拡張し、ねじ穴７０との好ましくない干渉を引き起こす傾向にあるこ とがわかる。この状況がスロット領域１８の周囲において顕著であることから、 本発明の固定機構は、フラットまたは平坦域２６を備えている。基本的には、こ れらの領域は本来はねじ山を備えているが、フラット２６を生じるように滑らか にされている。このことによって、スロット１８に隣接する領域において隙間を 設け、セグメントに分けられた固定ねじへのトルクの付与によって引き起こされ 得る望ましくない干渉を避けている。 ここに開示したねじ１０２を製造するためには、固定ねじを、標準ストックか ら完全に切削し、ねじ山を付け、その他の過程を経て制作するものとする。固定 ねじを所望の程度変形、拡張するためには、数多くの適切な方法がある。例えば 、ねじに選択的に衝撃を与えて、ねじの各セグメント１１４および１１６に外向 きにテーパを付けることができる。対象となる穴に対して過大サイズの関係を生 ずるのに十分なテーパができると、次に、固定ねじを熱処理して、それがその変 形、拡張された状態を自然なものとするようにする。図１−図１０に示した固定 ねじ１２等の他の場合、固定ねじを過大サイズのストックから単に切削すること ができる。この場合、衝撃変形は必要でなくなる。 本発明の要旨および基本的特徴から逸脱することなしに、本発明をここで明示 したもの以外の他の特定の態様で実施できることは当然である。したがって、こ こで示した各実施例は、全面的に説明のためのものであって制限的なものではな いとみなすべきであり、添付の請求の範囲の意味および等しいものの範囲内から 派生するすべての変化はその中に含まれるものとする。

【手続補正書】特許法第１８４条の７第１項 【提出日】１９９２年１１月１３日 【補正内容】請求の範囲 １． トルク手段によってねじ穴に捩じ込まれるようにされた圧縮および拡張 ねじ式固定機構において、 （ａ）上および下端部を有するシャフトであって、シャフトの一部の回りに形 成された外部ねじ山を有するシャフトと、 （ｂ）該ねじシャフトに形成され、径方向に圧縮および拡張が可能な少なくと も２っの弾性セグメントを定める縦方向に延びるスロットと、 （ｃ）トルク手段の作用によってねじを穴に捩じ込めるようにトルク手段を受 入れそこに接続するための、シャフトの上端部の回りに形成された手段と、 を備え、 （ｄ）弾性セグメントはねじシャフトの上部に加えられるトルクに応答してト ルク手段によって径方向に圧縮可能であって、ねじシャフトを穴の中に捩じ込む ことを可能にし、弾性セグメントはねじシャフトの上部からトルクを逃がすのに 応答して径方向に拡張して、弾性セグメントが径方向外側に動いて穴に対して係 合しかつ固定し、ねじシャフトは少なくとも１つのロッキングボールを係合する ための下端部の回りに形成されたカム構造をさらに含む。 ２． 自立し拡張された状態におけるねじシャフトの直径がねじ穴の直径より も大きく、ねじシャフトが圧縮され、穴に捩じ込まれ、拡張された場合に、弾性 セグメントのねじ山が外向きに突き出し穴に対して係合しかつ固定することを特 徴とする請求の範囲第１項に記載の固定機構。 ３． 固定機構は、トルク手段から延びる一連のプロングを受け入れるように された一連のプロングキャビティーが形成されたヘッドを含むことを特徴とする 請求の範囲第１項に記載の固定機構。 ４． ねじシャフトは、シャフトの上部において、シャフトの軸の周りに等間 隔に設けられる３つの縦方向に延びる径方向のスロットと、各スロットの間に形 成される一連のキャビティーとをさらに含むことを特徴とする請求の範囲第１項 に記載の固定機構。 ５． 弾性セグメントがトルクの付与によって捩じれかつ撓む傾向にある場合 に穴のねじ山とのピッチ干渉を避けるように、スロットにまたがる少なくとも１ つのほぼ平坦な外面を含むことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の固定機構 。 ７． ねじシャフトは互いに結合する２つの部分からなる構成であり、第１の 部分は拡張可能でかつ上端部を含み、第２の部分は第１部分によって駆動される ボールロッキングカム構造を含むことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の固 定機構。 ８． 固定機構はツールブロックの中に突き出すシャンクを有するツールホル ダを備えたツールブロックおよびホルダアセンブリの一部を形成し、ツールブロ ックにねじ穴が形成され、固定ねじが通常は穴の中において保持され、ツールホ ルダのシャンクをツールブロック内に固定するための固定および非固定位置の間 で移動可能なカムロッキング部材に接続することを特徴とする請求の範囲第１項 に記載の圧縮ねじ型固定機構。 ９． ツールホルダをツールブロック内に固定するための圧縮および拡張ねじ 式固定機構を内蔵するツールブロックおよびホルダアセンブリにおいて、 （ａ）ねじ穴が形成されたツールブロックと、 （ｂ）ツールブロック内に延びてそこで固定されるようにされたシャンクを有 するツールホルダと、 （ｃ）ツールブロックの中に配置され、 （１）ヘッドとツールブロックのねじ穴に固定されるねじシャフ トとを有する固定ねじであって、ツールブロックに形成されたねじ穴に対して過 大なサイズの固定ねじと、 （２）径方向に圧縮および拡張が可能な少なくとも２つの弾性セ グメントを定める、固定ねじのヘッドおよびねじシャフトの両方に形成される縦 方向に延びるスロットと、 （３）ツールブロック内にツールホルダのシャンクを固定するた めのツールブロック内に配置されるカム部材および固定要素手段であって、カム 部材は固定ねじに連動しかつそれによって駆動され固定および非固定位置の間で 駆動され、固定要素手段はカム部材とそれが固定および非固定位置の間で動かさ れるのにしたがって係合可能であり、固定要素手段はツールホルダのシャンクと 係合／係合解除するようになっているカム部材および固定要素手段と、 を含む圧縮および拡張ねじ式固定機構と、 （ｄ）固定機構の一部を形成し、固定ねじのヘッドに係合してそれを回転する ように動作可能な固定ねじ工具と、 を備え、 （ｅ）固定ねじが回転されると圧縮工具によって固定ねじのヘッドに加えられ るトルクによって固定ねじの弾性セグメントが径方向に圧縮可能であり、固定ね じが圧縮された状態にある間に、固定ねじをツールホルダの穴に比較的容易に捩 じ込むことを可能にし、 （ｆ）弾性セグメントは固定ねじのヘッドからトルクが取り除かれたのに応答 して径方向に拡張し、ツールブロックの穴に係合かつ固定するように弾性セグメ ントを径方向外向きに動かす。 １０． ねじ穴に捩じ込まれるようにされた圧縮および拡張ねじ式固定機構に おいて、 （ａ）ねじシャフトと外壁のあるヘッドとを有する固定ねじと、 （ｂ）ヘッドおよびねじシャフトの両方に形成され、径方向に圧縮および拡張 可能な少なくとも２つの弾性セグメントを定める縦方向に延びるスロットと、 （ｃ）固定機構の一部を形成し、固定ねじのヘッドに係合してそれを圧縮する ように動作可能な固定ねじ工具と、 を備え、 （ｄ）圧縮および拡張工具は固定ねじのヘッドの外壁に係合する圧縮カラーを 含み、ヘッドを径方向に圧縮し、それが今度はねじシャフトを径方向に圧縮して 、ねじシャフトを拡張状態から圧縮状態に変形させ、 （ｅ）工具は固定ねじのヘッドの外壁にそって軸方向に動かすことができ、、 工具の圧縮カラーはヘッドの外壁上で工具を軸方向に動かしたのに応答して固定 ねじのヘッドを圧縮するように動作可能であり、 （ｆ）圧縮カラーの除去がヘッドおよび結果としてシャフトを拡張された状態 にもどす。 １１． 工具の圧縮カラーは、固定ねじのヘッドにそれをねじ穴内において捩 じ込むために回転トルクを付与する機能も果たすことを特徴とする請求の範囲第 １０項に記載の圧縮および拡張ねじ式固定機構。 １２． 圧縮カラーは内壁を含み、ヘッドの外壁と該内壁とがテーパ構造にさ れて、圧縮カラーのヘッドへの挿入を容易にすることを特徴とする請求の範囲第 １０項に記載の圧縮および拡張ねじ式固定機構。 １３． 固定機構は、固定ねじに結合しかつそれによって駆動される回転カム を含むことを特徴とする請求の範囲第１０項に記載の圧縮および拡張ねじ式固定 機構。 １４． 外壁のあるヘッドを有する通常状態において拡張された過大サイズの 固定ねじを穴の中に圧縮かつ捩じ込む方法において、 （ａ）固定ねじのヘッドの一部を圧縮工具で囲み、ヘッド固定ねじを圧縮工具 と係合し、 （ｂ）圧縮工具を固定ねじのヘッドにそって軸方向に動かし、固定ねじを通常 の拡張された状態から圧縮された状態に変形するように工具がヘッドにそって軸 方向に動くのにしたがってヘッドおよび固定ねじを圧縮し、 （ｃ）圧縮された状態にある間に、固定ねじを穴内において捩じ込み、 （ｄ）固定ねじのヘッドからトルク付与装置を取り除き、固定ねじを圧縮状態 から拡張状態に拡張させて、拡張された固定ねじに穴内において締まりばめの固 定状態を生じさせる 各段階を含む。 １５． ヘッドを有しスロットを付けた過大サイズの固定ねじを穴に圧縮、捩 じ込み、固定する方法において、 （ａ）固定ねじのねじ部を穴内において始動するために、固定ねじヘッドを圧 縮し、 （ｂ）固定ねじのヘッドをトルク付与装置に係合し、 （ｃ）固定ねじのヘッドにトルク作用を印加し、 （ｄ）固定ねじをトルク付与装置のトルク作用によって圧縮し、圧縮された状 態にある間に固定ねじを穴に捩じ込み、 （ｅ）固定ねじのヘッドからトルク作用を取り除き、固定ねじを圧縮状態から 拡張された固定ねじが穴内において締まりばめの固定状態を生じる拡張状態に拡 張させる、 各段階を含む。 １６． 圧縮する段階がトルク作用を介して固定ねじのヘッドを捩じりかつ変 形する段階を含み、固定ねじの圧縮された状態を引き起こすことを特徴とする請 求の範囲第１５項に記載の方法。 １８． 固定ねじを少なくとも２つの弾性セグメントに分割するように、ヘッ ドを貫通しかつヘッドから延びるねじシャフト部分の少なくとも一部を通る縦方 向のスロットを延設することによって固定ねじにスロットを設ける段階を含むこ とを特徴とする請求の範囲第１５項に記載の方法。 １９． ツールブロックに形成されたねじ穴に固定ねじを捩じ込むことによっ てツールブロック内にツールホルダを固定し、ツールブロック内に配置されたカ ム部材を固定ねじに接続し、固定ねじを回転することによって固定および非固定 位置の間でカム部材を駆動する段階を含み、カム部材はツールホルダのシャンク に対する固定および非固定位置の間でロッキングボール手段を駆動するように動 作可能であることを特徴とする請求の範囲第１５項に記載の方法。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． トルク手段によってねじ穴に捩じ込まれるようにされた圧縮および拡張 ねじ式固定機構において、 （ａ）上および下端部を有するシャフトであって、シャフトの一部の回りに形 成された外部ねじ山を有するシャフトと、 （ｂ）該ねじシャフトに形成され、径方向に圧縮および拡張が可能な少なくと も２つの弾性セグメントを定める縦方向に延びるスロットと、 （ｃ）トルク手段の作用によってねじを穴に捩じ込めるようにトルク手段を受 入れそこに接続するための、シャフトの上端部の回りに形成された手段と、 備え、 （ｄ）弾性セグメントはねじシャフトの上部に加えられるトルクに応答してト ルク手段によって径方向に圧縮可能であって、ねじシャフトを穴の中に捩じ込む ことを可能にし、弾性セグメントはねじシャフトの上部からトルクを逃がすのに 応答して径方向に拡張して、弾性セグメントが径方向外側に動いて穴に対して係 合しかつ固定する。 ２． 自立し拡張された状態におけるねじシャフトの直径がねじ穴の直径より も大きく、ねじシャフトが圧縮され、穴に捩じ込まれ、拡張された場合に、弾性 セグメントのねじ山が外向きに突き出し穴に対して係合しかつ固定することを特 徴とする請求の範囲第１項に記載の固定機構。 ３． 固定機構は、トルク手段から延びる一連のプロングを受け入れるように された一連のプロングキャビティーが形成されたヘッドを含むことを特徴とする 請求の範囲第１項に記載の固定機構。 ４． ねじシャフトは、シャフトの上部において、シャフトの軸の周りに等間 隔に設けられる３つの縦方向に延びる径方向のスロットと、各スロットの間に形 成される一連のキャビティーとを含むことを特徴とする請求の範囲第１項に記載 の固定機構。 ５． 弾性セグメントがトルクの付与によって捩じれかつ撓む傾向にある場合 に穴のねじ山とのピッチ干渉を避けるように、スロットにまたがる少なくとも１ つのほぼ平坦な外面を含むことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の固定機構 。 ６． ねじシャフトが、少なくとも１つのロッキングボールに係合するための 、下端部に形成されたカム構造を含むことを特徴とする請求の範囲第１項に記載 の固定機構。 ７． ねじシャフトは互いに結合する２つの部分からなる構成であり、第１の 部分は拡張可能でかつ上端部を含み、第２の部分は第１部分によって駆動される ボールロッキングカム構造を含むことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の固 定機構。 ８． 固定機構はツールブロックの中に突き出すシャンケを有するツールホル ダを備えたツールブロックおよびホルダアセンブリの一部を形成し、ツールブロ ックにねじ穴が形成され、固定ねじが通常は穴の中において保持され、ツールホ ルダのシャンクをツールブロック内に固定するための固定および非固定位置の間 で移動可能なカムロッキング部材に接続することを特徴とする請求の範囲第１項 に記載の圧縮ねじ型固定機構。 ９． ツールホルダをツールブロック内に固定するための圧縮および拡張ねじ 式固定機構を内蔵するツールブロックおよびホルダアセンブリにおいて、 （ａ）ねじ穴が形成されたツールブロックと、 （ｂ）ツールブロック内に延びてそこで固定されるようにされたシャンクを有 するツールホルダと、 （ｃ）ツールブロックの中に配置され、 （１）ヘッドとツールブロックのねじ穴に固定されるねじシャフ トとを有する固定ねじであって、ツールブロックに形成されたねじ穴に対して過 大なサイズの固定ねじと、 （２）径方向に圧縮および拡張が可能な少なくとも２つの弾性セ グメントを定める、固定ねじのヘッドおよびねじシャフトの両方に形成される縦 方向に延びるスロットと、 （３）ツールブロック内にツールホルダのシャンクを固定するた めのツールブロック内に配置されるカム部材および固定要素手段であって、カム 部材は固定ねじに連動しかつそれによって駆動され固定および非固定位置の間で 駆動され、固定要素手段はカム部材とそれが固定および非固定位置の間で動かさ れるのにしたがって係合可能であり、固定要素手段はツールホルダのシャンクと 係合／係合解除するようになっているカム部材および固定要素手段と、 を含む圧縮および拡張ねじ式固定機構と、 （ｄ）固定機構の一部を形成し、固定ねじのヘッドに係合してそれを回転する ように動作可能な固定ねじ圧縮および拡張工具と、 を備え、 （ｅ）固定ねじが回転されると圧縮工具によって固定ねじのヘッドに加えられ るトルクによって固定ねじの弾性セグメントが径方向に圧縮可能であり、固定ね じが圧縮された状態にある間に、固定ねじをツールホルダの穴に比較的容易に捩 じ込むことを可能にし、 （ｆ）弾性セグメントは固定ねじのヘッドからトルクが取り除かれたのに応答 して径方向に拡張し、ツールブロックの穴に係合かつ固定するように弾性セグメ ントを径方向外向きに動かす。 １０． ねじ穴に捩じ込まれるようにされた圧縮および拡張ねじ式固定機構に おいて、 （ａ）ねじシャフトと外壁のあるヘッドとを有する固定ねじと、 （ｂ）ヘッドおよびねじシャフトの両方に形成され、径方向に圧縮および拡張 可能な少なくとも２つの弾性セグメントを定める縦方向に延びるスロットと、 （ｃ）固定機構の一部を形成し、固定ねじのヘッドに係合してそれを圧縮する ように動作可能な固定ねじ圧縮および拡張工具と、 を備え、 （ｄ）圧縮および拡張工具は固定ねじのヘッドの外壁に係合する圧縮カラーを 含み、ヘッドを径方向に圧縮し、それが今度はねじシャフトを径方向に圧縮して 、ねじシャフトを拡張状態から圧縮状態に変形させ、 （ｅ）工具は固定ねじのヘッドの外壁にそって軸方向に動かすことができ、工 具の圧縮カラーはヘッドの外壁上で工具を軸方向に動かしたのに応答して固定ね じのヘッドを圧縮するように動作可能であり、 （ｆ）圧縮カラーの除去がヘッドおよび結果としてシャフトを拡張された状態 にもどす。 １１． 工具の圧縮カラーは、固定ねじのヘッドにそれをねじ穴内において捩 じ込むために回転トルクを付与する機能も果たすことを特徴とする請求の範囲第 １０項に記載の圧縮および拡張ねじ式固定機構。 １２． 圧縮カラーは内壁を含み、ヘッドの外壁と該内壁とがテーパ構造にさ れて、圧縮カラーのヘッドへの挿入を容易にすることを特徴とする請求の範囲第 １０項に記載の圧縮および拡張ねじ式固定機構。 １３． 固定機構は、固定ねじに結合しかつそれによって駆動される回転カム を含むことを特徴とする請求の範囲第１０項に記載の圧縮および拡張ねじ式固定 機構。 １４． 外壁のあるヘッドを有する通常状態において拡張された過大サイズの 固定ねじを穴の中に圧縮かつ捩じ込む方法において、 （ａ）固定ねじのヘッドの一部を圧縮工具で囲み、ヘッド固定ねじを圧縮工具 と係合し、 （ｂ）圧縮工具を固定ねじのヘッドにそって軸方向に動かし、固定ねじを通常 の拡張された状態から圧縮された状態に変形するように工具がヘッドにそって軸 方向に動くのにしたがってヘッドおよび固定ねじを圧縮し、 （ｃ）圧縮された状態にある間に、固定ねじを穴内において捩じ込み、 （ｄ）固定ねじのヘッドからトルク付与装置を取り除き、固定ねじを圧縮状態 から拡張状態に拡張させて、拡張された固定ねじに穴内において締まりばめの固 定状態を生じさせる 各段階を含む。 １５． ヘッドを有しスロットを付けた過大サイズの固定ねじを穴に圧縮、捩 じ込み、固定する方法において、 （ａ）固定ねじのヘッドをトルク付与装置に係合し、 （ｂ）固定ねじのヘッドにトルク作用を印加し、 （ｃ）固定ねじをトルク付与装置のトルク作用によって圧縮し、圧縮された状 態にある間に固定ねじを穴に捩じ込み、 （ｄ）固定ねじのヘッドからトルク作用を取り除き、固定ねじを圧縮状態から 拡張された固定ねじが穴内において締まりばめの固定状態を生じる拡張状態に拡 張させる、 各段階を含む。 １６． 圧縮する段階がトルク作用を介して固定ねじのヘッドを捩じりかつ変 形する段階を含み、固定ねじの圧縮された状態を引き起こすことを特徴とする請 求の範囲第１５項に記載の方法。 １７． 固定ねじのねじ部を穴内において始動するために、ヘッドをスクイー ズすることによって固定ねじを予め圧縮する最初の段階を含むことを特徴とする 請求の範囲第１５項に記載の方法。 １８． 固定ねじを少なくとも２つの弾性セグメントに分割するように、ヘッ ドを貫通しかつヘッドから延びるねじシャフト部分の少なくとも一部を通る縦方 向のスロットを延設することによって固定ねじにスロットを設ける段階を含むこ とを特徴とする請求の範囲第１５項に記載の方法。 １９． ツールブロックに形成されたねじ穴に固定ねじを捩じ込むことによっ てツールブロック内にツールホルダを固定し、ツールブロック内に配置されたカ ム部材を固定ねじに接続し、固定ねじを回転することによって固定および非固定 位置の間でカム部材を駆動する段階を含み、カム部材はツールホルダのシャンク に対する固定および非固定位置の間でロッキングボール手段を駆動するように動 作可能であることを特徴とする請求の範囲第１５項に記載の方法。