KR910002214B1 - 나선형 코일식 나사 삽입체 - Google Patents

나선형 코일식 나사 삽입체 Download PDF

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KR910002214B1 KR1019860009258A KR860009258A KR910002214B1 KR 910002214 B1 KR910002214 B1 KR 910002214B1 KR 1019860009258 A KR1019860009258 A KR 1019860009258A KR 860009258 A KR860009258 A KR 860009258A KR 910002214 B1 KR910002214 B1 KR 910002214B1
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제이. 코센자 프랭크
케이. 야마모토 알버트
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렉스노드 인코오포레이티드
엠. 에이. 영거스
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Abstract

내용 없음.

Description

나선형 코일식 나사 삽입체
제1도는 본 발명의 나선형 코일식 나사 삽입체의 사시도.
제2도는 제1도에 도시된 삽입체의 측면도.
제3도는 제2도에 도시된 삽입체의 정면도.
제4도는 제2도에 도시된 삽입체의 단부 평면도.
제5도는 본 발명의 다른 실시예에 따른 삽입체의 정면도.
제6도는 제5도에 도시된 삽입체의 단부 평면도.
제7도는 본 발명의 적합한 실시예에 따른 삽입체의 사시도.
제8도는 제7도에 도시된 삽입체의 측면도.
제9도는 제8도에 도시된 부분의 부분 확대도.
제10도는 제7도에 도시된 삽입체의 일단부 평면도.
제11도는 제10도에 도시된 부분의 우측 확대도.
제12도는 제13도에 도시된 부분의 좌측 확대도.
제13도는 제7도에 도시된 삽입체의 타단부 평면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10, 10' : 나사 삽입체 12, 12A, 12B : 자유단부측 코일
13, 13' : 잔여코일 14, 14' : 파지수단인 홈
18 : 공구 19A, 19B : 형성각
본 발명은 가공물의 태핑 가공된, 즉 나사절삭된 구멍에 삽입하기 위한 나선형 코일식 나사 삽입체에 관한 것으로, 특히 탱(tang)이 없는 나선형 코일식 나사 삽입체에 관한 것이다.
현재 시판되고 있는 기존의 나선형 코일식 나사 삽입체는 그의 단부측 회선들중 하나상에 직경방향으로 연장되는 탱을 가지고 있는데, 이 탱은 삽입체를 통해 돌출되는 특수공구에 의해 파지될 수 있게 구조되어 있으며, 이에 따라 태핑된 구멍내로 삽입체의 삽입이 가능하게 된다. 삽입체의 삽입이 완료되면, 탱은 절단 또는 제거시켜야만 하는데, 만일 이와같이 하지 않게되면 탱때문에 볼트가 삽입체내로 삽입될 수 없게 된다.
따라서, 탱에 인접하여 코일의 단부측 회선 내측에 노치를 제공하여, 탱의 제거를 도모할 수 있게 하고 있다. 절단된 탱은 소정의 경우, 일례로 늘어진 금속탱에 의해 단락이 발생할 수도 있는 전기설비의 경우나 늘어진 금속탱에 의해 엔진파괴가 초래될 수도 있는 내연기관의 경우에는 완전무결하여야만 한다. 더우기,일단 설치된 이와 같은 종래의 삽입체를 인출해내는 데는 삽입체의 파괴를 초래하게되는 인출공구를 사용해야 하므로, 삽입체의 재사용이 불가능하며, 그러한 제거 작업시 가공물이 손상될 수도 있다.
이와 같은 점들을 감안하여 탱이 없는 나선형 코일식 나사 삽입체가 개발되었는데, 그 예로는 미합중국 특허 제2,363,789호에 기재된 것을 들 수 있다. 그러나, 이러한 삽입체의 경우는 요홈부가 형성되어 있는 훅크를 포함하는 단부측 코일을 내측으로 돌출시켜 삽입체의 설치중에 깔죽한 부분이나 가공물 구멍내의 태핑된 나사로부터 재료 부스러기들이 발생하는 것을 방지시켜야만 한다. 이와 같이 깔죽한 부분이나 재료 부스러기들이 발생하게 되면, 삽입체의 설치가 방해되거나 정확히 설치되지 못하며, 삽입체내로의 볼트의 삽입도 불가능하게 된다. 용이하게 제거하기 위해 상기 특허의 탱이 없는 삽입체를 인출하기 위해서는 상기와 마찬가지로 삽입체를 파괴하게 되는 인출공구를 사용해야 하고, 따라서 삽입체의 재사용이 불가능할 뿐만아니라 그러한 제거작업시 가공물이 손상될 수도 있다.
상술한 두 삽입체들에 있어서의 문제점은 태핑 가공된 구멍에 삽입체를 삽입하는데 이용되는 방법에 있어 작동자가 수동으르 삽입체의 구동단부의 방향으로 맞추게 하도록 되어 있다는데 있는 것으로서, 이에 따라 설치전에 코일식 삽입체의 구동단부에 토오크가 가해져야만 한다. 이와 같이 해야하는 이유는 종래의 삽입체에 있어서는 단지 일단부에만 탱 또는 요홈부를 가진 훅크가 있기 때문이다. 이와 같은 기존의 삽입체가있음에도 불구하고, 당해 분야에서는 첫째, 구동단부의 방향을 맞출 필요없이 어느 단부로부터든지 가공물내로 삽입될 수 있고, 둘째, 설치중에 깍여지는 현상등이 발생하는 것에 의해 가공물이 손상되는 것을 방지할 수 있고, 셋째, 볼트 삽입을 위한 안내 작용을 하고, 넷째, 삽입체나 가공물을 전혀 손상시키지 않고도 추후에 제거 가능하고, 다섯째, 절단된 탱부분에 대해 고려할 필요가 없는 나선형 코일식 삽입체가 필요하게 되었다. 따라서, 본 발명의 목적을 전술한 종래 기술의 단점을 해소할 수 있는 나선형 코일식 나사 삽입체를 제공하는 것이다.
본 발명은 나사절삭된, 즉 태핑 가공(tapping)된 구멍에 사용하기 위한 탱이 없는 나선형 코일식 나사삽입체에 관한 것으로서, 본 발명의 특징은 다음과 같다.
첫째, 본 발명의 삽입체는 양단에서 모두 탱이 없고, 이에 따라 태핑 가공된 구멍에 삽입체를 삽입할시 어느 단부든지 파지될 수 있고, 기존의 삽입체에서 요구되던 방식으로 단부의 방향을 맞출 필요가 없다.
둘째, 본 발명의 삽입체는 설치중에 가공물에 전혀 손상을 주지 않는 형상을 가지고 있는데, 이는 후술하는 바와 같은 특정의 단부형상에 의해 달성된다.
셋째, 본 발명의 삽입체는 종래 기술에서는 착상치 못했던 독특한 기능, 즉 볼트와 같은 체결요소의 삽입을 위한 안내기능을 갖는다.
넷째, 본 발명의 삽입체는 필요시 손상없이 그리고 가공물을 손상시키지 않고도 제거 가능하다.
마지막으로, 본 발명의 삽입체는 탱이 없기 때문에 절단된 탱부분을 검사하기 위해 종래기술에서 요구되던 시간, 비용, 노력이 필요없게 된다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 관해 상세히 설명한다.
본 발명은 특히, 기존의 나선이 형성된 볼트를 비교적 연하고 약한 재료로 이루어진 가공물에 고정시켜야 하는 경우 등에 사용하도록 적용된다. 통상, 비교적 연하고 약한 재료로된 가공물에 나사 절삭, 즉 태핑 가공(tapping)함으로써 볼트를 충분히 견고하고 강하게 고착시키는 수단을 제공치 못하게 되었다. 따라서, 나사절삭된, 즉 태핑 가공된 구멍에 나선형 코일식 나사 삽입체를 설치하게 되면 표면적이 증가하게 되어 인출강도가 증가되고 마모특성의 개량이 이루어지며, 이에 따라 가공물을 손상시키지 않고도 볼트를 반복적으로 삽입 및 인출할 수 있게 된다.
제1도 내지 제4도에는 본 발명의 제1실시예가 도시되어 있는데, 이에 따른 나선형 코일딕 나사 삽입체(10)은 그에 삽입되도록 설계된 특정의 나사부재, 즉 나사 또는 볼트의 피치에 대응하는 피치를 갖게 권취성형된다. 상기 삽입체는 와이어로 권취된 원통형 본체로 구성되는데, 이 본체는 자유단부를 코일(12)과 나머지 코일(13)로 이루어진다. 따라서, 삽입체(10)는 나사부재의 직경 및 나사크기에 따라 칫수가 다양하게된다. 비록 도면에는 다이아몬드형의 단면을 갖는 와이어를 사용하여 삽입체를 형성시키고 있는 것으로 도시되어 있으나, 상기 와이어의 단면은 정방형, 원형, 또는 삼각형등과 같이 다양한 형태를 가질 수 있다.그러나, 무엇보다 중요한 것은 코일의 양측자유단, 즉 코일의 자유단부측 코일(12)이 적당한 설치 또는 제거용 공구를 위한 홈, 즉 파지수단(14)을 제공할 수 있게 형성되어야 한다는 것이다.
삽입체(10)를 나사절삭된, 즉 태핑 가공된 구멍에 설치해야 할때는 먼저 설치공구를 삽입체의 자유단부측코일(12)중의 하나로부터 삽입하여 삽입체내에 위치시켜, 공구(l8)의 파지부를 삽입체(10)의 홈, 즉 파지수단(14)에 맞물리게 하고, 그뒤에 상기 공구(18)에 의해 삽입체(10)를 태핑 가공된 구멍내로 나사식으로 삽입될 수 있게 한다. 소정크기의 삽입체에 있어서는 삽입체가 먼저 삽입되는 예비 권취슬리브를 가지는 특수공구를 사용해야 한다는 것을 알 수 있었는데, 이와 같이 하면, 삽입체는 나사가 형성된 구멍에 나사 결합되기에 앞서 직경이 감소될 수 있다. 적당한 설치 공구로는 미합중국 특허 제4,553,302호에 기재된 것을 들수 있다.
삽입체(10)를 태핑 가공된 구멍내에 나사 결함시킬 때 공구에 의해 홈(l4), 즉 파지수단에 가해지는 토오크에 의해 자유단부측 코일(12)가 수축되게 되고, 이에 따라 삽입중에 단부(16)가 먼저 가공물의 태핑 가공된 나사에 삽입되게 되며, 이에 따라 자유단부측 코일(12)과 나머지 코일(13)들이 삽입되게 된다. 토오크가 해제되게 되면 코일(12), (13)들은 팽창되어 가공물의 태핑 가공된 구멍에 견고하게 안착되게 된다.
제2도 내지 제4도에는 각각의 자유단부측 코일(12)의 단부(16)가 도시되어 있는데, 이 단부(16)는 와이어의 종방향 축선을 따라 직경이 약간씩 감소되는 원추대 부분으로 구성되어 있다. 이 원추대형의 단부들은 바람직하게 그의 후방부(22)에 대해 접선을 이루는 선(B)와 다이아몬드형 와이어의 외측 정상부(24)에 의해 형성되는 선(C)의 사잇각(A)이 약 10°내지 15°로 되도록 형성되어 원추대형 단부의 후방부(22)의 내측원주에 대해 접선을 이루는 선(Y)와 다이아몬드형 와이어의 내측 정상부(26)를 따라 연장되는 선(Z)의 사잇각(X)는 상기 각(A)보다 작게되어 있다. 삽입체의 단부(16)의 원추대형 단부(22)는 태핑 가공된 구멍내에 삽입체를 설치하는 중에 날카로운 연부에 의해 금속이 깍여지는 것을 방지함과 동시에 삽입체내에 설치되는 볼트의 나사부를 효과적으로 인입시킬 수 있도록 작용하게 된다.
제5도 및 제6도에는 삽입체(10)의 단부(l6)의 다른 실시예가 도시되어 있는데, 여기서 다이아몬드형 와이어가 둥근면을 갖도록 둥글게 되어 있다.
제3도에는 가공물내에 삽입체(l0)를 나사결합시키는데 필요한 토오크를 제공하는 설치공구(18)로부터 외측으로 가압되는 파지부(도시안됨)를 수용하는 파지수단인 홈(14)이 도시되어 있는데, 상기 홈(14)은 5°내지 15°경사진 안내벽부(28)를 가지고 있다. 이와 같은 경사도를 가짐에 따라 설치공구(l8)의 파지부는 홈(14)내에 완전히 삽입되어, 자유단부측 코일(12)을 삽입중에 수축시킬 수 있게 하는 비틀림력을 발휘하게 된다. 제3도에 도시된 실시예에 있어서, 홈(14)의 캠형 표면(29)은 바람직하게 최소로 제공되어 있다. 제5도의 실시예에 있어서, 홈(14)는 삽입체(10)의 내측정상부(26)를 90°의 범위로 포위하면서 점차적으로 연장되는 캠형 표면(29')을 가지고 있다.
양단에 홈이 형성된 구동수단을 가지고 있는 본 발명의 삽입체는 나선형 코일식 나사 삽입체로서 어느 자유단부측 코일이든지 선두나사가 되게끔 삽입될 수 있기 때문에 완전히 자동으로 이루어지는 설치작업에 쉽게 적응가능하다. 이와 같은 자동설치 작업에 사용하는데 적합한 공구로는 미합중국 특허 제4,528,737호에 기재된 것을 들 수 있다.
또한, 각각 홈(14)이 형성된 두개의 자유단부측 코일(12)는 설치된 삽입체(10)내로 공구(도시안됨)를 삽입함으로써 가공물로부터의 삽입체(10)를 제거할 수 있게 된다. 적합한 제거공구로는 미합중국 특허 제4,553,303호에 기재된 것을 들 수 있다. 제거공구의 파지부는 코일형의 삽입체(10)를 삽입시키는데 사용되는 홈의 반대쪽 홈(14)에 맞물린다. 그뒤에, 삽입방향의 반대방향으로 공구에 의해 삽입체(10)에 토오크를 가하면 자유단부측 코일이 수축되어 삽입체를 제거할 수 있다.
제7도 내지 제13도에는 본 발명의 양호한 실시예가 도시되어 있는데, 본 실시예에 있어서도 제1도 내지 제6도에 도시된 실시예와 유사하게 나선형 코일식 나사 삽입제(10')는 대체로 원통형의 본체를 가지고 있고, 다수의 코일은 제1자유단부측 코일(12A)와, 그 제1자유단부측 코일(l2A)와 동일하나 몸체의 반대쪽단부측에 위치하는 제2자유단부측 코일(12B)와 상기 두 자유단부측 코일(12A),(12B)를 연결하고 그 사이에서 연장되는 소정갯수의 코일(13')들로 구성되어 있다. 제1 및 제2자유단부측 코일(12A),(12B)의 각각은 상술한 바와 같은 파지수단인 공구파지홈(14')을 구비하고 있고, 그 공구파지홈(l4')는 캠형 표면(29")와 선단벽면(28')를 가지고 있으며, 상술한 바와 동일한 방식으로 작용을 하게 된다.
제7도 내지 제13도에 도시된 실시예를 보면 태핑 가공된 구멍에 삽입체를 배치하고, 이 삽입체의 설치 및 제거중에 가공물이 손상되는 것을 방지하는 수단에 개량정이 있다. 상기 손상 방지수단은 상기 각 자유단부측 코일(12,12A,12B)에 형성되고 소정의 길이부분에 걸쳐 와이어의 원래 단면형상을 유지시키면서 단면적이 감소되도록 형성된 말단부(16,l6A,16B) 및 이 말단부에 위치한 파지수단인 파지홈(14,14')으로 이루어진다.
제8도 내지 제13도에 있어서, 두개의 자유단부측 코일(12A),(l2B)는 나머지 코일(13')들의 외측 나사피치 직경(P2)보다 작은 외측 나사피치 직경(P1)을 갖도록 성형되어 있다는 것을 알 수 있다. 또한, 자유단부측 코일(12A),(12B)의 외측 나사피치 직경(P1)은 바람직하게 가공물의 태핑 가공된 구멍(도시안됨)의 나사피치 직경보다 약간 크거나 동일하도록 선택되는데, 이에 따르면 태핑 가공된 구멍내의 삽입체의 나사식 설치가 견고해진다.
제9도, 제11도 및 제12도를 참조하면 본 발명의 제2개량점을 명확히 이해할 수 있을 것이다.
자유단부측 코일(12A),(12B)는 서로 동일하게 형성된 말단부(16A),(16B)를 각각 가지고 있다. 이 말단부(16A),(16B)는 각각 끝단면(30A),(30B)까지 연장되면서 점차로 단면적이 감소되게 구성되어 있는데, 이것은 삽입체 본체의 나머지 와이어의 단면이 균일하게(그리고 본 실시예에 있어서는 다이아몬드 형으로 되어 있음)되어 있다. 제9도에는 삽입체 본체의 와이어의 단면적이 균일하게 되어 있다. 그렇지만, 말단부(16A),(16B)는 단면감소를 이루는 말단부의 전길이에 걸쳐 다이아몬드 또는 원형등과 같은 원래의 단면형상을 유지한다는 것을 주지해야만 한다.
제11도 및 제12도에 도시된 바와 같이, 상기와 같이 단면감소를 이루는 구조는 특히 말단부(16A),(16B)의 각 외측 나사 형성각(17A),(17B)가 가공물(도시안됨)의 태핑 가공된 구멍의 나사 형성각과 동일하거나 그보다 작게 형성되는 경우에 효과적이다. 전형적으로 태핑 가공된 구멍의 나사 형성각은 약 60°정도이다. 또한, 단면감소를 이루는 말단부(16A),(16B)가 각각 삽입체(10')내에 나사결합되는 볼트(도시안됨)와 같은 체결요소의 외측 나사 형성각과 동일하거나 그보다 작은 내측 나사 형성각(l9A),(19B)를 갖게끔 형성되는 경우에도 효과가 있다.
말단부(16A),(16B)의 이와 같은 형상은 안내기능을 제공할 것이며, 교차하여 나사결합되는 것을 방지할것이며, 볼트 또는 다른 체결요소가 삽입체에 삽입될 때 기존의 삽입체에서 자주 당면하였던 문제점들의 발생을 방지시켜 준다. 이것은 본 발명에 따라 말단부(16A),(16B)가 근본적으로 태핑 가공된 구멍의 나사및 체결요소의 안내나사로부터 격리되는 것에 의해 달성되게 된다.
이상의 설명으로부터 명백한 바와 같이, 제7도 내지 제13도에 도시된 실시예들은 공지의 모든 삽입체에 대해 개량점을 제공해줄 뿐만 아니라, 가공물의 미리 태핑 가공된 구멍내로 삽입체를 설치하는 경우 및 볼트와 같은 체결요소를 삽입체내에 삽입하는 경우에 특히 개량점을 제공해 준다. 본 발명의 실시예에 따르면 종래의 삽입체를 사용할 때 통상 발생하던 바인딩(binding)즉 구속, 시징(seizing), 스크래핑(scraping)및 삽입체 파손의 문제점이 해결된다.
또한, 본 발명은 체결요소에 대한 나사내에 기능을 갖는 나선형 코일식 나사 삽입체를 제공하며, 이에 따라 교차적인 나사 결합의 발생을 감소시켜 준다.
본 발명의 범위는 하기의 특허청구의 범위로만 한정된다.

Claims (2)

  1. 태핑 가공된 구멍을 가지는 가공물에 설치되도록 구성되고 소정의 나사피치 직경을 가지는 나선형 코일식 나사 삽입체에 있어서, 와이어를 나사식으로 권취하여 형성되는 원통형 본체를 가지고 있고, 상기 원통형 본체는 제1자유단부측 코일(12,12A) 및 그 제l자유단부측 코일(12,12A)과 동일한 구조를 가지고 있으며, 상기 제1자유단부측 코일(12,l2A)의 반대측에 형성된 제2자유단부측 코일(12,12B)을 포함하는 다수의 코일들과 삽입체를 가공물에 설치하거나 그로부터 제거시키는 중에 가공물이 손상되는 것을 방지하는 수단(16,16A,16B,14,14')을 가지고 있고 상기 자유단부측 코일들(12,12A,12B)은 각각 그들 사이에서 연장되는 나머지 코일들(13,13′)의 외측 나사피치 직경보다는 작고 가공물의 태핑 가공된 구멍의 나사피치직경보다는 크거나 동일하게 되어 있는 외측 나사피치 직경을 가지고 있고, 상기 손상방지수단(16,16A,16B,14,l4')은 상기 각 자유단부측 코일(l2,12A,l2B)에 형성되고 소정의 길이부분에 걸쳐 와이어의 원래 단면형상을 유지시키면서 단면적이 감소하도록 형성되어 있는 말단부(16,16A,l6B) 및 그 말단부에 인접하게 위치된 공구파지홈(l4,14')을 포함하고, 상기 공구파지홈들(14,14')은 삽입체(10,10')가 가공물내에 설치되는 중에 파지홈들(.14,14')중 하나가 공구부분을 수용, 파지하고 다른 하나는 가공물로부터 삽입구를 제거하는 중에 공구부분을 수용, 파지할 수 있게 동일하게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 나선형 코일식 나사삽입체.
  2. 태핑 가공된 구멍을 가지는 가공물에 설치되도록 구성되며, 소정의 나사피치 직경을 가지고 있고 소정의 나사 형성각을 갖는 외측 나사부를 가지는 체결요소를 수용하도록 형성되어 있는 나선형 코일식 나사 삽입체에 있어서, 와이어를 나사식으로 권취하여 형성되는 원통형 본체를 가지고 있고, 이 원통형 본체는 제1자유단부측 코일(12,12A)과 그 제1자유단부측 코일(12,12A)의 반대측에 형성된 제2자유단부측 코일(12,12B) 그리고 그 두 자유단부측 코일(12,12A,12B)사이에 연장되어 그 코일들을 연결시키는 하나 이상의 코일을 포함하는 다수의 코일들(13,13′)로 이루어지고 상기 자유단부측 코일들(12,12A,12B)은 각각 그들 사이에서 연장되는 상기 코일들(13,13')의 외측 나사피치 직경보다는 작고 가공물의 태핑 가공된 구멍의 나사피치 직경보다는 크거나 동일하게 되어 있는 외측 나사피치 직경을 가지고 있고, 각각의 상기 자유단부측 코일(12,12A,12B)은 말단부(16,16A,16B)와 그 말단부에 인접하게 위치된 공구 파지수단인 홈(14.14')을 포함하고 있고, 각각의 상기 말단부(16,16A,16B)는 와이어의 원래 단면형상을 유지시키면서 단면이 감소하게 되어 있으며, 가공물의 태핑 가공된 구멍의 나사 형성각 보다 작거나 동일한 외측 나사 형성각과 상기 원통형 본체내에 나사결합되는 체결요소의 외측 나사 형성각 보다 작거나 동일한 내측 나사 형성각을 가지는 것을 특징으로 하는 나선형 코일식 나사 삽입체.
KR1019860009258A 1985-12-30 1986-11-01 나선형 코일식 나사 삽입체 KR910002214B1 (ko)

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