JP2008069966A - 収容ねじにねじ山保護要素を取り付けるための方法、並びに該方法のための取付スピンドル及びねじ山保護要素 - Google Patents

Abstract

【課題】安価な螺旋ワイヤの形状のねじ山保護装置を簡単な取り付け工具で取り付ける方法を提供する。
【解決手段】螺旋ワイヤとして形成されたねじ山保護要素２に適合するように形成されたねじ山を有する取付スピンドル６を使用して、ねじ山保護装置２を収容ねじ１４に取り付けるのに必要なトルクよりも大きい摩擦係合により、ねじ山保護装置２を取付スピンドルに固定する。次に、ねじ山保護装置２が固定された取付スピンドル６を前記収容ねじ１４にねじ込む。次に、取付スピンドル６を、取付方向と反対方向に回転させることによりねじ山保護装置２から取り外す。この摩擦力は、ねじ山保護装置２の一端部の直径を小さくすることにより達成される。
【選択図】図４

Description

本発明は、構造部材の収容ねじにねじ山保護要素を取り付けるための方法と、該方法のための取付スピンドル及びねじ山保護要素とに関する。

従来、比較的低強度の材料で形成された構造部材の収容ねじを強化するため、各種の螺旋状巻きワイヤの形状のねじ山保護要素が使用されている。この目的のため、ねじ山保護要素を収容ねじに取り付け、その後ねじをねじ山保護要素に回転して挿入することができる。

ねじ山保護要素を収容ねじにねじ込むために、従来は、２種のタイプの組立体が用いられている。一方のタイプの組立体においては、螺旋状ワイヤは引張り用切欠きを備え、これを用いて特殊工具によって収容ねじに沿って螺旋状ワイヤを引っ張り、ワイヤを回転させて収容ねじに挿入する（ＵＳ４５６３１１９、ＵＳ４６４５３９８、ＵＳ４５５３３０３等参照）。他方のタイプの組立体においては、螺旋状ワイヤの一端に斜めに延びる引張り用ピンが備えられ、これにより特殊工具によって収容ねじに沿って螺旋状ワイヤを引っ張り、ワイヤを回転させて収容ねじに挿入する（ＵＳ２１５２６８１、ＵＳ２３６３６６３等参照）。引張り用切欠きはワイヤ断面の変更を要するため、螺旋巻き工程を複雑にしてしまう。引張り用ピンは、組立後、切断して取り除かなければならないという欠点がある。いずれの場合においても、螺旋状ワイヤを収容ねじに取り付けるために精巧で高価な特殊工具が必要である。

本発明の目的は、螺旋ワイヤの形状のねじ山保護要素を構造部材の収容ねじに取り付けるための方法であって、非常に簡単な取付工具及びコスト面で有利に製造できる螺旋ワイヤの使用が可能であると共に簡単な方法で実施できる方法を特定することである。更に、該方法を実施するための取付スピンドル及び螺旋ワイヤを開発することである。

本発明に係る方法は請求項１に定義されている。本方法を実施するための取付スピンドル及び螺旋ワイヤは請求項９及び１０に定義されている。

本発明に係る方法においては、螺旋ワイヤの形状に適合したねじ山を有する取付スピンドルの形状の取付工具を用いる。螺旋ワイヤは、螺旋ワイヤを収容ねじに取り付けるのに必要なトルクより大きな摩擦係合により取付工具に固定される。次に、螺旋ワイヤが固定された取付スピンドルは、構造部材の収容ねじにねじ込まれる。次に、取付スピンドルを螺旋ワイヤから取り外すため、取付スピンドルは前記取付方向と反対方向に回転される。

好ましくは、螺旋ワイヤの少なくとも一端部の内径を螺旋ワイヤの残りの部分よりも減径し、減径した直径を取付スピンドルの直径よりも小さくすることにより、摩擦係合が創出される。このようにすると、一種のラップスプリング作用が生じ、これにより、螺旋ワイヤを問題なく取り付けることができると共に、取付スピンドルを問題なく取り外すことができる。原理的には、２個の減径端部を設けて螺旋ワイヤを「双方向で」使用することも可能である。

本発明に係る方法においては、ねじ本体のみからなる非常に単純な取付工具が使用される。この工具は、従来技術の特殊工具のように複雑な引張り部を全く必要としない。本発明に係る方法に使用される螺旋ワイヤは、引張り用ピンの成形や引張り用切欠きの打ち抜きを要しないため、特に簡単に製造できる。従来技術の引張り用切欠きは、螺旋ワイヤの強度を低減させるだけでなく、螺旋巻きプロセスを複雑化する。更に、ピンを切断して取り除く必要もなく、取付けを簡単化でき、ねじ山修理や連続生産において非常に有利である。このように、ねじ修理のために、コスト面で有利な、ピンのないねじ山保護要素が利用できる。

本発明の有利な更なる展開や実施形態は各従属請求項に定義されている。

本発明を、図面を参照しながら例示的実施形態を用いて説明する。

図１は、つる巻バネとして設計された、螺旋ワイヤ２の形状のねじ山保護要素を示す。図示の例示的実施形態においては、螺旋ワイヤ２は菱形断面を有する。しかしながら、任意の異なる断面形状も可能である。螺旋ワイヤ２はバネ鋼等の高強度の弾性材料で形成されている。

螺旋ワイヤ２は端部４を有し、端部４の内径は、螺旋ワイヤの残りの部分の直径よりも小さい。図２に示すように、端部４の径は、径Ｒ１から径Ｒ２に連続的に変化している。なお、径Ｒ２は端部４の末端における内径であり、径Ｒ１は螺旋ワイヤ２の残りの部分の内径である。端部４の直径の減少は、螺旋又は様々な半径の連続する円弧によって形成されており、角度αに亘って周方向に続いている。角度αは、好ましくは３６０°〜７２０°であるが、より大きく或いはより小さく選択することもできる。好ましい一実施形態によれば、端部４は、角度αが約３６０°となうように一本の巻線により形成されている。

図３に示す取付スピンドル６の形状の取付工具は、螺旋ワイヤ２を構造部材の収容ねじ山（図４、図５）に取り付けるためのものである。取付スピンドル６は、雄ねじを備えたねじ付き本体部８とドライブ部１０とで構成されている。ドライブ部１０は、図示の例示的実施形態においては、チャック（図示せず）のために使用できるような真っ直ぐな軸である。しかしながら、例えば、手工具として使用するための四角形或いは六角形の軸や、ねじ用機械取付工具のための規格化された多角形の軸等、任意の異なるドライブ部も可能である。

取付スピンドル６のねじ山の寸法は、取付スピンドルの直径が螺旋ワイヤ２の端部４の内径よりも大きくなるような寸法である。螺旋ワイヤ２と取付スピンドル６の直径の差は、螺旋ワイヤ２を収容ねじにねじ込むのに必要なトルクよりも大きい摩擦係合によって螺旋ワイヤ２が取付スピンドル６に固定されるように選択される。従って、一種のラップスプリング作用が生じ、これにより、螺旋ワイヤを収容ねじに非常に簡単に取り付けできる。次に、これについてより詳細に説明する。

図示の例示的実施形態の取付スピンドル６のねじ山は、全長に亘って直径が等しい。螺旋ワイヤ２の減径端部４の部分において取付スピンドルの直径をある程度大きくして、摩擦係合ひいてはラップスプリング作用が、螺旋ワイヤの直径の減少と取付スピンドルの直径の拡大との組み合わせによって達成されることも可能である。

取り付け手続きについては、まず、取付スピンドル６を端部４の反対の端から螺旋ワイヤ２にねじ込む。これは、手作業により、或いは簡単な組立工具（図示せず）を用いて行うことができる。減径端部４が取付スピンドル６に嵌るまで取付工具６を螺旋ワイヤにねじ込むと、前述のラップスプリング作用が効くようになる。取付スピンドル６は、取付スピンドル６及び螺旋ワイヤ２のねじフランク及び／又はねじ頂部で有効となるように形成できる。

摩擦係合によって螺旋ワイヤ２が固定された取付スピンドル６を、図４及び図５の矢印Ｍで示すように、必要トルクでの回転手続きにより、構造部材２の収容ねじ１４にねじ込む。

これを可能にするため、収容ねじ１４は、螺旋ワイヤ２の幾何学的形状に合わせて形成されている。未取付状態においては、収容ねじ１４に螺旋ワイヤ２が確実にきつく嵌るようにするために、螺旋ワイヤ２の外径は収容ねじ１４の内径よりも大きい。このように、取付前、螺旋ワイヤ２は、取付工具６と螺旋ワイヤ２の間の必要な摩擦係合を確保する減径端部４以外は取付スピンドル６を遊びがある状態で取り囲んでいる。

収容ねじ１４内の螺旋ワイヤ２の取付深さは視覚的に監視できる。図示の実施形態においては、取付スピンドル２には深さ方向当接部材１６が備えられている。深さ方向当接部材１６は、雌ねじによって取付スピンドル６に調節可能に支持されており、取付スピンドル１４上の所望の位置にカウンタリング（countering）（図示せず）によって固定できる。従って、深さ方向当接部材１６によって、所望の取付深さでの整合を取ることができる。これは、例えば、一連の製造組立において、全ての螺旋ワイヤの取付深さを確実に一定にするために使用できる。

螺旋ワイヤ２が固定された取付工具６が所望の取付深さに到達したら、取付スピンドル６の回転方向を逆にする。これにより、取付スピンドル６と螺旋ワイヤ２の減径端部４の間のラップスプリング作用はなくなる。このようにして、螺旋ワイヤ２が構造部材２の収容ねじ１４に残ったまま、取付スピンドルが取り出される。

取付スピンドル６の直径は、基本的に等しい寸法の標準的なねじ（例えば、ＩＳＯ標準）の直径よりもある程度大きく選択するのが有利である。実際は、関連する標準化された収容ねじにかろうじてねじ込むことができる程度だけ大きいのが有利である。また、取付スピンドル６のねじ付き本体部８の直径は、標準化されたねじ（図示せず）よりもある程度大きい。従って、螺旋ワイヤ２の減径端部４の大きさは、取付後の螺旋ワイヤに標準化されたねじをねじ込むことができる大きさである。

螺旋ワイヤは、公知の方法により、一以上の多角形の巻き線の形状のねじクランプ部を備えることができる。ねじクランプ部は、ねじを螺旋ワイヤに取り付けた後、ねじが緩まないように固定するように働く。

螺旋ワイヤの形状のねじ山保護要素の側面図である。 矢印Ｘの方向から見た、図１の螺旋ワイヤの端面図である。 螺旋ワイヤが固定された取付スピンドルの斜視図である。 構造部材の収容ねじに取り付ける前の、螺旋ワイヤが固定された取付スピンドルの概略図である。 螺旋ワイヤを収容ねじに取り付けた後の、図４と同様の図である。

Claims (7)

1. 螺旋ワイヤから成るねじ山保護要素を構造部材の収容ねじに取り付けるための方法であって、該方法は次の各工程、即ち、
   ａ）構造部材の収容ねじに適合した形状を有する螺旋ワイヤを提供する工程と、
   ｂ）螺旋ワイヤと嵌合する形状のねじ山を有する取付スピンドルを提供する工程と、
   ｃ）螺旋ワイヤを収容ねじに取り付けるのに必要なトルクに対抗できる摩擦係合により、螺旋ワイヤを取付スピンドルに固定する工程と、
   ｄ）螺旋ワイヤが固定された取付スピンドルを取付方向に回転させることにより、取付スピンドルを前記収容ねじにねじ込む工程と、
   ｅ）取付スピンドルを前記取付方向と反対方向に回転させることにより、取付スピンドルを螺旋ワイヤから取り外す工程とを含み、
   螺旋ワイヤの少なくとも一端部の内径は、螺旋ワイヤの残りの部分の内径に対して減径されており、減径された直径は、螺旋ワイヤを収容ねじに取り付けるのに必要な前記摩擦係合を提供するために取付スピンドルの直径よりも小さく、
   取付スピンドルの直径は、螺旋ワイヤに挿入されるほぼ類似した寸法の標準的なねじの直径よりも若干大きく、螺旋ワイヤの前記端部の内径は、螺旋ワイヤの前記収容ねじへの取付後、前記標準的なねじを螺旋ワイヤにねじ込むのに十分大きい、螺旋ワイヤから成るねじ山保護要素を構造部材の収容ねじに取り付けるための方法。
2. 螺旋ワイヤの前記端部は３６０°〜７２０°の角度に亘って延びている、請求項１に記載の方法。
3. 取付スピンドルと螺旋ワイヤの間の前記摩擦係合は、取付スピンドル及び螺旋ワイヤのねじ山のねじフランク及び／又はねじ頂部で有効である、請求項１に記載の方法。
4. 収容ねじに取り付けられる前の螺旋ワイヤの外径は、螺旋ワイヤを構造部材の収容ねじ内に確実に保持するために、収容ねじの内径よりも大きい、請求項１に記載の方法。
5. 取付スピンドルはドライブ部を備える、請求項１に記載の方法。
6. 取付スピンドルは、収容ねじ内の螺旋ワイヤ取付深さを調節できる調節可能な深さ方向当接部材を備える、請求項１に記載の方法。
7. 構造部材の収容ねじに螺旋ワイヤを取り付けるための取付スピンドル及び螺旋ワイヤであって、前記取付スピンドルは、螺旋ワイヤと嵌合する形状のねじ山を有するスピンドル本体を有し、螺旋ワイヤの一端部の内径は、螺旋ワイヤの残りの部分に対して減径されており、前記減径した直径は、摩擦係合により螺旋ワイヤを取付スピンドルに保持するために取付スピンドルの直径よりも小さく、
   取付スピンドルの直径は、螺旋ワイヤに挿入されるほぼ類似した寸法の標準的なねじの直径よりも若干大きく、螺旋ワイヤの前記端部の内径は、螺旋ワイヤが前記収容ねじに取付られた後、前記標準的なねじを螺旋ワイヤにねじ込むのに十分大きい取付スピンドル及び螺旋ワイヤ。

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