JPS6340967B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、摩耗しまたは弱化したねじを補充
しまたは強化するためねじ穴へ螺着される逆止め
螺着埋め金に関するものである。

多数の異なる埋め金がそれらを装備するための
種々のアプローチとともに開発されてきている。
そのような１つのアプローチは、ベース材料へ螺
着された螺旋状の金属コイルを、そのコイルをダ
イヤモンド形状にされた断面を有した状態で用い
ることである。このようなコイルは強さを改良す
るが、そのコイルを受けるねじ切りされた穴のピ
ツチに適合しなければならないダイヤモンド形状
のワイヤの大きさによつて制限される。１個のワ
イヤコイルを準備された穴へ螺着し、次いでもう
１つのコイルを最初のコイルへ螺着するアプロー
チはより大きな直径を達成するためにときどき用
いられる。これはあきあきする高価な方法であ
る。

他のシステムは、埋め金がベース材料のねじ穴
へ螺着されたあとベース材料へ閉じ込められるよ
うに、その外部において軸方向のスロツトを有し
かつその上方端部近くに埋め金へ最初に取り付け
られたピンを有する螺着される埋め金を用いるこ
とを含む。理解されるように、このシステムは製
作および装備の観点の両方から高価である。さら
に、ピンは装備する前にときどき折れ、したがつ
てその埋め金を使用することができないように
し、またはピンはねじ穴のねじ溝を変形する。

ベース材料のねじ穴のねじ溝と干渉する外部ね
じ溝を有する埋め金もまた用いられているが、適
所にとどまる信頼性および装備のむずかしさのた
めこの解決は満足できない。

さらに他のアプローチは、本願発明者に発行さ
れたアメリカ合衆国特許番号第3566947号に説明
されており、これは参照することによつてここに
援用する。この特許はねじ切りされた外部および
部分的にねじ切りされた内部を有する薄い壁にな
つたねじ切りされた金属埋め金を開示する。螺着
工具が用いられてねじ穴にその埋め金を位置決め
し、埋め金の内部部分の上にねじを完成するため
に用いられる。これによつて、埋め金の壁の外方
へのふくらみがねじ穴にその埋め金をロツクす
る。そのような埋め金は薄い壁になつた埋め金を
必要とする多くの応用については全く適している
けれども、他の応用において、厚い壁の埋め金が
要求される。

厚い壁になつた埋め金を必要とする応用は２つ
の基本的な形式のものである。第１のものは、備
え付けられた埋め金のねじ溝がすり減らされる埋
め金補修の場合である。たとえば、そのような問
題はスパークプラグのため螺着された連結を与え
るために用いられる埋め金に存在し得る。そのよ
うな連結を補修する目的で、古いねじ穴を開けら
れなければならず、その穴は端ぐりされ雌ねじ切
りされる。これは、最初にあつたものよりもより
大きな直径のねじ穴を作り出し、それは、順次、
より大きな直径の埋め金を必要とする。スパーク
プラグの螺着された連結は同じままであるので、
新しい埋め金の壁は、新しい埋め金の内径が古い
埋め金の内径と同じであるようにするためにより
厚いものでなければならない。

厚い壁のついた埋め金のための応用の第２の主
な形式は、ねじ穴の深さが、ベース部材が薄いと
きに生じるように小さい、そのような最初に螺着
された連結の場合である。ねじ穴の深さは小さい
ので、充分な強さで螺着された連結を作り出すた
めには、ねじ穴に挿入されるべき螺着部材とねじ
穴との間の接触表面積が増大されなければならな
い。このことは、螺着された連結を抜き出す強さ
を増大する大きな直径の埋め金を用いることによ
つて達成されることができる。ねじ穴へ螺着され
るべきねじまたはボルトの直径は予め定められた
寸法のものであるので、たびたび埋め金は厚い壁
を有しなければならない。

厚い壁のついた埋め金を必要とするこれらの応
用は、アメリカ合衆国特許番号第3566947号に説
明した埋め金に対して特別な問題を呈示する。こ
れは、真実である。なぜならば、埋め金の壁は、
内部ねじ溝がねじ切りバイトによつて完成される
とき、作られる力は、埋め金をねじ穴にしつかり
とロツクするのに充分なぐらい埋め金の壁を外方
へふくらませるためには充分ではないような厚さ
のものだからである。開示した発明は特に厚い壁
のついた埋め金に関連のこれらの問題を解決する
ようにされている。

この発明にしたがつて、外部および内部の実質
的部分が一般的に管状形状を有する逆止め埋め金
が設けられる。内部は完全なねじ溝を有しない部
分を含む。内部の不完全なねじから外方への外部
ねじ内には１またはそれ以上のロツクプラグが位
置決めされる。埋め金を設けるとき、螺着挿入ド
ライバが、内部壁の不完全にねじ切りされた部分
に係合するまで埋め金の内部へ螺着される。埋め
金は次いで、埋め金の外部上にフランジが設けら
れまたは外方へ広がつたヘツドがベース材料に係
合するまでベース材料のねじ穴へねじ込まれる。
埋め金ドライバは次いで強制的に回転されてさら
に、埋め金の壁に対して外向きの力を作る埋め金
の内部のねじ溝を完成する。この力はプラグを囲
む埋め金の部分よりも簡単にロツクプラグを外方
へ向け、そのためプラグはねじ穴の壁に係合し、
適所で埋め金をしつかりとロツクする。

好ましくは、プラグが位置決めされる開口は球
状プラグが用いられるとき、埋め金の半径方向の
線に対して或る角度で延びる。これは球状プラグ
とカム係合して、トルクが埋め金を除去しようと
するように印加されるとき、ねじ穴の壁により緊
密に係合する。

まず第１図を参照して、ステンレス鋼または冷
間鋼から作られた環状本体を有する管状埋め金１
０が示される。埋め金１０の上方端部はその外部
の上に外部へ広がつたヘツド１２が形成される。
埋め金１０の外部の実質的部分はベース材料２０
のねじ穴に形成されるねじ溝１６と螺着可能に適
合するように形成される。

ベース材料２０は、アルミニウム、マグネシウ
ムまたは鋼のような多種多様な物質から形成され
ることができる。

埋め金１０の内部はねじ溝２２が形成され、こ
のねじ溝２２はあとでより充分にわかるように、
埋め金１０の全長さに沿つて部分的にしか延びな
い。埋め金１０はロツキングプラグ２４を有し、
このプラグ２４は埋め金１０から分離しており、
外部ねじ溝１４内に位置決めされて示される。ロ
ツキングプラグ２４は好ましくはベース材料２０
よりも硬い材料のものであり、そのためそれらは
ベース材料２０へよりよく食い込むことができる
が、しかしかなりなロツキングがベース材料より
もいくぶん柔かいプラグで得られることができ
る。たとえば、アルミニウムプラグは或る応用に
おいては、鋳造鉄ベースとともに用いるために適
している。

挿入ドライバ工具２６が第１図に示されてお
り、これは公知の項目であり、ねじ溝２８が一方
端上に形成され、そのねじ溝の最も底部の巻線２
８ａは直径が小さくなつている。ねじ溝２８の基
本的な直径およびピツチは埋め金の内部ねじ溝２
２と同じである。挿入ドライバ工具２６は鋼から
形成され、ステンレス鋼のような硬い材料におけ
る場合でもチツプを作ることなくねじ溝を冷間形
成するように設計される。挿入ドライバ工具２６
の上方端部３０はレンチととともに回転するのを
促進するようにねじり平面を有する。

埋め金１０の内部は第２図により明瞭に示され
ており、第２図において、内部ねじ溝２２は裾の
広がつたヘツド領域１２から下方へ下部部分３２
へ延びて示されており、この下部部分３２は不完
成なねじ溝が形成される。ここで用いる用語「不
完全なねじ溝」は、不完全なねじ溝および何のね
じ溝もないことの両方を包含する。内部ねじ溝２
２に適合する際に、全くねじ溝がないよりも不完
全なねじ溝を残すのがより簡単である。不完全に
ねじ切りされた部分３２は１または２個のねじ切
り回数の軸方向の距離に対して延び、好ましくは
３回転の距離しか延びない。

第２図の好ましい実施例に示すように、ねじ切
りされた部分上の内部ねじ溝２２のピツチは外部
ねじ溝１４のピツチよりも小さい。図示のよう
に、内部ねじ溝２２は外部ねじ溝１４と半径方向
に整列されていなく、すなわち、調節されていな
い。所望すれば、ねじ溝は調節されてもよい。

今第３図を参照して、不完全にねじ切りされた
部分３２を示す埋め金１０の一部の拡大部分図を
示す。プラグ２４が埋め金１０の壁３４に位置決
めされて示される。埋め金１０の壁３４にプラグ
２４を位置決めするために、開口が埋め金１０の
底部の２〜３の外部ねじ溝１４ａで埋め金１０へ
穴開けされている。穴は埋め金の深さに沿つて或
る位置の設けられており、その穴は埋め金１０の
不完全にねじ切りされた部分３２から半径方向に
外方にある。有利には、穴は外部ねじ溝１４ａの
頂３６へ開けられる。また、有利には、プラグ２
４を保持する開口は埋め金１０の壁３４を介して
完全に延びず、それによつてプラグ２４と、不完
全にねじ切りされた部分３２との間の小さくなつ
た厚さの壁部分３８を備えたソケツトを作る。こ
の壁部分３８は埋め金１０のねじ切りされた穴へ
プラグ２４が移動するのを防止する働きをする。

プラグ２４は接着剤によつてまたは杭打ちによ
つてまたは締りばめによつて機構的に開口に保持
されることができ、そのため埋め金１０が用いら
れるまでそれは適所にある。１またはそれ以上の
プラグが用いられることができ、この数は埋め金
１０のために必要とされる付加的なロツキング強
さの量に依存する。ほとんどの応用に対しては、
４個のプラグしか必要とされない。

埋め金１０をベース材料２０へ取り付けるため
に、埋め金ドライバ工具２６がまず自由に、その
埋め金ドライバねじ溝２８の最大直径ターンが第
２図に示すように、埋め金の不完全にねじ切りさ
れた部分３２に係合する点まで埋め金へねじ込ま
れる。埋め金１０は、埋め金１０の外方へ広がつ
たヘツド１２がねじ穴１８のさら穴４０の上端に
係合し埋め金１０のさらに内方への運動を防止す
る点まで、ベース材料２０のねじ穴１８へ完全に
螺着される。埋め金１０の内方への運動はまたね
じ穴１８の底部と埋め金の端部とを係合させるこ
とによつて制限されることができるが、しかしこ
れは通常の構成ではない。

今、第４図を参照して、埋め金ドライバ工具２
６を強制的に或る量をさらに改善させることによ
つて、埋め金ドライバねじ溝２８は埋め金１０の
不完全にねじ切りされた部分３２を冷間形成し、
埋め金１０の底部に対するねじ溝２２を完成す
る。

部分３２のねじを完成することは、ねじ穴の壁
方向に外方へ向けられた力を作る。プラグの後の
壁部分３８は壁３４の厚さを有するプラグを囲む
埋め金の部分と比較して非常に小さくされた厚さ
のものであるので、外向きの力はより簡単に部分
３８を外方に付勢し、かつしたがつてロツキング
プラグ２４を外方へかつねじ穴の壁へ付勢する。
ロツキングプラグはまた隣接する埋め金材料より
もより簡単に外方へ移動する、なぜならばそれは
埋め金１０自体と別々に存在するからである。ベ
ース材料２０よりも硬い材料から成るロツキング
プラグ２４はねじ穴１８の壁にくい込む傾向を有
し、それによつてベース材料２０内で埋め金をし
つかりとロツクする。このように、壁３４の厚さ
は、内部のねじ溝の完全さによつて作り出された
外向きの力に対する応答がねじ穴１８内の埋め金
をしつかりとロツクするのには不十分なものであ
る。ロツキングプラグ２４はさらに必要なロツキ
ング作用を与える。

埋め金ドライバ工具２６は、反対方向に回転さ
れることによつて埋め金１０から簡単に取り出さ
れ、かつ埋め金１０はベース材料２０の適所にし
つかりとロツクされたままである。埋め金ドライ
バ工具２６を用いる代わりに、永久的な固着部材
として用いられる焼入れした小ねじが埋め金１０
の不完全にねじ切りされた部分３２を完成するた
めに用いられることができる。この場合、ねじは
所望どおり埋め金１０から除去されることもでき
または埋め金１０に残されることもできる。

第２図ないし第４図に示される特定的なロツキ
ングプラグは円錐頂部４２と、円筒状中心４４
と、円錐ベース４６とを有する。穴の開けられた
開口にロツキングプラグを取り付けるとき、円錐
ベース４６は不完全にねじ切りされた内部部分３
２方向に向けられた円錐体の頂点とともに開口に
据え付けられる。円錐頂部４２の頂点はそれゆえ
にねじ穴１８の壁方向に不完全にねじ切りされた
内部部分３２から離れた方向に向けられる。

今、第５図、第６図および第７図を参照する
と、さらに他の３つの形式のロツキングプラグが
示される。第５図は好ましいプラグ４７を示し、
このプラグ４７はたがね頂部４８と、円筒状中央
部分５０と、円錐ベース部分５２とを有する。プ
ラグ４７を埋め金１０の壁３４へ位置決めするた
めに、円鋪ベース部分５２は不完全にねじ切りさ
れた部分３２方向へ向けられた円錐体の頂点とと
もに開口へ挿入される。たがね頂点の点は、それ
によつてねじ穴１８の壁方向へ向けられる。実質
的に穴の開いた穴の全ては開口と同軸的に整列さ
れる円筒状中心５０の一部と円錐ベース５２によ
つて充填される。有利には、たがね頂点４８は埋
め金１０の外部ねじ溝１４ａの頂３６と整列され
る。この整列によつて、プラグ４７がねじ穴１８
の埋め金１０の螺着を干渉する傾向が少なくな
る。さらに、たがね頂点４８によつて、プラグ４
７はねじ穴１８の壁へより簡単に食い込むことが
できる。

第６図を参照して、円錐ベース５６および円筒
状部分５８を有する他の形式のロツキングプラグ
５４が示される。ロツキングプラグ５４はそれゆ
えに、それがたがね頂部４８がないことを除き、
第５図に示されるロツキングプラグ４７と全く類
似する。プラグ５４は上述したと同じ態様で埋め
金１０の壁３４へ挿入される。

最後に、第７図は第３の形式のロツキングプラ
グ６０を示し、このプラグ６０は球状の形状を有
する。ボール形のプラグは他のプラグが有するほ
ど、ベース材料へのロツキングを助けるためのい
くぶん鋭いエツジの利点を有しないが、それらは
簡単に利用することができあまり高価ではない。
それらはまた取りつける際に配向される必要がな
い。さらに、改良されたロツキングは非半径方向
に配向される開口にボール形状のプラグを位置決
めすることによつて得られることができるという
ことがわかつた。

第８図を参照して、埋め金壁３４ａの部分が断
面で示されており、それは、ボール形状のプラグ
６０が位置決めされる開口またはソケツト６２が
非半径方向に配向されるということを除き、埋め
金壁３４のそれと同様である。すなわち、ソケツ
ト６２は角度Ｘにある軸６４の上に穴が開けられ
ており、好ましくはその角度は、挿入壁３４ａの
半径である交差する線６６に対して約45゜である。
ソケツト６２は埋め金の外側ねじ溝の頂３６ａを
介して穴が開けられる。点線３５は外部ねじ溝の
谷径を表わす。ソケツト６２の開いた外側端部が
その側部上で湾曲した状態を有して示されてい
る。なぜならばソケツトの穴開けは外部ねじ溝の
わき腹を介して切断されるからである。

第８図は、埋め金がベース材料に取り付けられ
る前のプラグ６２および埋め金３４ａを示す。見
られるように、ソケツトに関するプラグ６２の寸
法は、プラグがねじの谷径３５から実質的に内方
でソケツトの下方端に配置されることができるよ
うなものである。これは、球状プラグ６２が埋め
金をベース材料へ螺着するのを妨げないことを確
実にする。もしもソケツトが浅ければ、ボール球
状側部はねじ溝のフランクを越えて突出し、した
がつて埋め金の取り付けを妨害する。

工具３０を用いて埋め金３４ａの内壁にねじ溝
を完成する際に、球状プラグ６０は、他のプラグ
に関して上述したのと実質的に同じ態様で開口６
２において外方へ押しつけられる。すなわち、プ
ラグ６０は囲りのベース材料に或る程度食い込む
ように外側へ押しつけられ、かつしたがつてベー
ス材料に埋め金をロツクする。ベース材料から埋
め金をねじ戻しまたは外へ取り出すようにするた
めにトルクが埋め金へ印加される場合を考慮する
と、非半径方向の開口６２の重要性が認識され
る。埋め金３４ａは、第８図に見られるように、
それを時計方向に回転させることによつてベース
材料へ取り付けられる。このように、ソケツト６
２の開放端は時計方向にまたは埋め金取付方向に
開きまたは直面すると言えるかも知れない。内部
ねじ溝が完成されると、プラグ６０は外部ねじ溝
のフランクおよび頂３６ａを越えて部分的にベー
ス材料を圧接するように突出するソケツト６２に
おいて外方へ押しつけられる。その状態で、反時
計方向または戻す方向へのトルクがそれを戻そう
として埋め金へ印加されれば、ボール形プラグ６
０がソケツトのより長い壁６２ａに対して押しつ
けられ、かつソケツト壁６２ａの角度配向によ
り、ボールプラグ６０が外方へさらにベース材料
にカム係合され、したがつて埋め金をより緊密に
所定位置へロツクしようとし、かつ埋め金の反時
計方向回転に抵抗しようとする。このように、ソ
ケツトの開放端が埋め金を取り付けるための方向
に延びた状態でソケツト６２を非半径方向の配向
に穴を開ける簡単な手段によつて、埋め金をベー
ス材料に、より信頼できるようにロツクすること
ができる。

前述の説明から、埋め金１０は標準的な機械動
作によつて製作されることができ、かつ単にねじ
穴の準備のみが必要なベース材料２０へ簡単かつ
迅速に取り付けられることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は埋め金駆動工具およびベース材料とと
もにこの発明の埋め金の分解斜視図である。第２
図は埋め金ドライバ工具によつてベース材料のね
じ穴へ螺着される埋め金を示す部分的に断面の側
面図である。第３図は埋め金ドライバ工具が除去
された状態の第２図の埋め金のベースの一方側の
拡大部分図である。第４図は埋め金ドライバ工具
によつてベース材料へ螺着された、しかし内部ね
じ溝が完成する前の埋め金の拡大部分図である。
第５図はたがね頂部、円筒状中心、および円錐ベ
ースを有するロツキングプラグの斜視図である。
第６図は円筒状頂部および円錐ベースを有するロ
ツキングプラグの側面図である。第７図は球状形
状のロツキングプラグの斜視図である。第８図は
非半径方向に延びる開口に球状のプラグを有する
埋め金の部分的断面図である。 図において、１０は管状埋め金、１６はねじ
溝、１８はねじ穴、２０はベース材料、２４はロ
ツキングプラグ、２６は埋め金ドライバ工具を示
す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ベース部材２０のねじ切りされた穴にねじ込
   まれる管状本体を有する逆止埋め金１０であつ
   て、 前記管状本体の外部１４は、前記ねじ切りされ
   た穴１６のねじ山に合致するねじ山を有し、 前記管状本体の内部は、ねじ切りされた部分２
   ２と不完全にねじ切りされた部分３２とを有し、 前記埋め金は前記穴の側壁に前記埋め金をロツ
   クするロツキング手段（２４，４７，５４または
   ６０）を備え、 前記ロツキング手段は前記埋め金から分離で
   き、かつ前記埋め金の外部で不完全にねじ切りさ
   れた内部から外方に位置し、それにより前記不完
   全にねじ切りされた内部が前記穴にあつてねじ込
   まれるとき、前記ロツキング手段は前記穴の側壁
   に係合するように外方へ押しつけられる。逆止埋
   め金。 ２ 前記ロツキング手段（２４，４７，５４また
   は６０）を取囲み、かつ前記不完全にねじ切りさ
   れた内部を含む前記本体の部分１２は、前記不完
   全にねじ切りされた部分がねじ込まれたとき、前
   記ロツキング手段が前記取囲む部分より、よりた
   やすく外方に押しつけられるに十分な半径方向の
   厚さを有する、特許請求の範囲第１項記載の逆止
   埋め金。 ３ 前記ロツキング手段（２４，４７，５４また
   は６０）は前記ベース部材２０の材料よりも硬い
   材料から形成される、特許請求の範囲第１項また
   は第２項のいずれかに記載の逆止埋め金。 ４ 前記本体外部１４の前記開口６２の深さは、
   前記ロツキング手段（２４，４７，５４または６
   ０）が前記ロツキング手段を囲む本体の部分と比
   べて、不完全にねじ切りされた部分３２のねじ切
   りによつて、より簡単に外方へ力が加えられるよ
   うなものである、特許請求の範囲第２項記載の逆
   止埋め金。 ５ 前記ロツキング手段（２４，４７，５４また
   は６０）は１またはそれ以上のプラグを含み、前
   記プラグの各々は前記外部へ延びる開口を実質的
   に充填する、特許請求の範囲第１項記載の埋め
   金。 ６ 前記プラグ６０の少なくとも１個は一般的に
   球状形状のものである、特許請求の範囲第５項記
   載の逆止埋め金。 ７ 前記プラグ（２４，４７または５４）の少な
   くとも１個は一般的に円錐体の形状のベースと、
   一般的に円筒形状の部分とを有し、前記円錐体は
   前記不完全にねじ切りされた部分方向へ向いた頂
   点を有し、かつ前記円筒は前記開口と同軸的に配
   向される、特許請求の範囲第５項記載の逆止埋め
   金。 ８ 前記プラグ２４の少なくとも１個は円錐形状
   の端部４２，４６を有し、一方４６は前記不完全
   にねじ切りされた部分３２方向へ向いた頂点を有
   し、かつ他方４２は前記不完全にねじ切りされた
   部分から離れた方向にその頂点を有する、特許請
   求の範囲第５項記載の逆止埋め金。 ９ 前記プラグ４７の少なくとも１個は前記開口
   に据付けられたベースと、前記不完全にねじ切り
   された内部部分３２から離れた方向に向けられた
   たがね状頂部４８を有する、特許請求の範囲第５
   項記載の逆止埋め金。 １０ 前記プラグ４７は前記外部ねじ溝１４の山
   の頂き（３６または３６ａ）に位置決めされる、
   特許請求の範囲第９項記載の逆止埋め金。 １１ 前記たがね状頂部４８は前記外部ねじ溝の
   山の頂き３６の残りと整列される、特許請求の範
   囲第１０項記載の逆止埋め金。 １２ 前記ロツキング手段６０は、不完全にねじ
   切りされた内部部分から外方に前記埋め金の外部
   のソケツト６２に位置決めされるプラグを含み、
   前記ソケツトはある角度Ｘに配向され、この角度
   によつて、前記プラグが前記不十分にねじ切りさ
   れた内部部分が前記穴内に螺着されるとき前記穴
   の壁に係合するように外方へ一旦押しつけられる
   とトルクが前記ねじ穴から前記埋め金を取出すよ
   うに前記埋め金へ印加されるとき、前記プラグが
   外方へカム係合される、特許請求の範囲第１項記
   載の逆止埋め金。