JP2011230244A - 締結工具 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】図8(a)→図8(b)で示すように、ピン50のナット60への螺入に伴って棒レンチ38はピン50に押されて後退するが、棒レンチホルダ31はナットに当接した状態のまま留まり、その先端部の六角孔31cによりナットに隣接した位置で棒レンチを回転不能に保持する。ピンがナットに螺入しきった後ナットは弱体部62でねじ切れる。ピンが螺入するほど棒レンチホルダは棒レンチをよりピンに近い部位で保持し、棒レンチの先端部のねじり変形量を小さく抑えて、棒レンチとピンとを確実に係合させ、締結作業の最終段階で大きなトルクを要するねじ切り式ナットのねじ切りを確実に完結できる。
【選択図】図8
Description
図9に示すように本締結具は、ピン50と、ナット60とからなる。ピン50は頭部51と軸部52とからなる。その軸部52の周面には雄螺子53が形成され、軸部52の先端面に工具係合穴54が形成されている。工具係合穴54は六角穴であり、工具係合穴54に六角棒レンチが係合する。
ナット60は、雄螺子53に螺合する雌螺子部61と、レンチなどの締結工具が係合する外周形状を有する工具係合部63とを有し、雌螺子部61と工具係合部63とは、せん断可能な弱体部62を介して連続している。弱体部62は雌螺子部61及び工具係合部63より断面積が小さいことで実現されており、雌螺子部61及び工具係合部63との間にトルクが負荷されることでねじ切れて、工具係合部63が雌螺子部61から分離する。雌螺子部61はピン50と螺合締結した状態で残る。
そして、これらの両レンチを相対回転させることで、それぞれに係合するピン50とナット60と螺合回転させて締結作業を行うことができる。
特許文献1には動力駆動の工具が記載され、特許文献2には動力駆動のものと手動のものとが記載され、特許文献3には手動のものが記載されている。
いずれの工具も、ピン(本願図9で50)に係合する棒レンチ又は棒レンチを保持する部品がナット(同60)に係合する穴レンチ内を通った構造を有する。
また、L型棒レンチのラチェット及びソケットレンチ内に挿入されている部分は、途中で回転不能に保持されていないので、締結作業時には全長に亘ってねじり応力が生じ、ねじり変形量も大きくなる。
当然に特許文献1、2に記載の工具にあっては、ピンに係合する六角形状の先端部品を含めて専用品が必要となる。
上述のピンに係合する先端部品及びこれを回転不能に保持する筒状部品とは、一体となって軸方向に移動する。
したがって、締結作業の進行段階に拘わらず、この先端部品のピンからのトルクを受ける先端部位と筒状部品に回転不能に保持される部位との間の距離は不変である。
そのため、締結作業の後半、特にナットをねじ切る段階において、ピンに係合する先端部品に大きなトルクが負荷されても、締結作業開始時と同じ軸方向長さに亘ってねじり応力が生じ、ねじり変形量は当然に大きくなる。
すなわち、従来技術にあってはピンに係合する先端部品をピンにより近い部位で強固に保持する構造が採れない。
特許文献1に記載されるように、締結作業開始時にナット内に筒状部品(同文献38)の先端部が挿入された構造をとっても、締結作業の進行に伴って、この筒状部品が後退してナット内から出て行くとともに、ナット内に入る細さに形成されるから十分なねじり剛性を発揮できない。したがって、ピンに係合する先端部品をピンにより近い部位でより強固に保持する構造が採れない。
ピンに係合する先端部品のねじり変形量が大きくなると、先端部品のピンに係合する部位の形状に生じるひずみも大きくなるから、先端部品とピンとの係合が解けてしまうおそれが高まり、従って先端部品がピンの工具係合穴内をなめてしまい、次第に係合を不十分にしたり、ナットのねじ切りを完結できなくしたりするおそれがある。
また、ナットランナは重量が大きく、ソケットレンチを介してナットにも係合している。そのため、手に伝わる感覚で先端部品がピンの工具係合穴に係合しているか否かを確認することは困難である。
さらにはピンの工具係合穴に工具を係合させる作業やピンの工具係合穴に工具が係合しているか否かを確認する作業の作業性を向上することを課題とする。
前記ナットに係合して回転する回転部と、非回転部とを有し、当該回転部の回転軸の周りを囲む内周面を有して当該回転軸方向に沿って貫通孔が形成された構造のナット回転工具と、
前記貫通孔に挿入されて、前記回転部に対してその回転軸周りに相対回転可能、かつ、同回転軸方向に移動不能に保持される筒状部品と、
前記筒状部品内に挿入されて、前記筒状部品に対してその軸方向に移動可能、かつ、その軸周りに相対回転不能に保持され、前記工具係合穴に係合する棒レンチと、
前記筒状部品を前記非回転部に対して前記回転軸周りの一方向に回転自由にして逆転不能に保持するワンウエイ機構部と、
前記棒レンチを前記回転軸方向に沿って前記ピン側に付勢する付勢機構とを備える締結工具である。
したがって、棒レンチの先端部のねじり変形量を小さく抑えて、棒レンチとピンとを確実に係合させ、締結作業の最終段階で大きなトルクを要するねじ切り式ナットのねじ切りを確実に完結できるという効果がある。
さらには、棒レンチの後端部を回転操作可能に外部に出すことによって、ワンウエイ機構部が許す一方向については棒レンチをナット回転工具から独立して回転操作できるので、ピンの工具係合穴に棒レンチを係合させる作業やピンの工具係合穴に棒レンチが係合しているか否かを確認する作業の作業性が向上するという効果がある。
図1に示すように本実施形態の締結工具1は、ナットランナ本体2と、ナットランナ本体2に装着されて使用されるソケット式孔レンチ21と、同様にナットランナ本体2に装着されて使用され、ピン50を棒レンチで保持するためのピン保持装置3とを備える。
ナットランナ本体2のエア供給口22には加圧エアの供給管が接続される。ナットランナ本体2はエア供給口22から供給される加圧エアにより、図2に示す出力端部に内臓された回転部(図示せず)を回転駆動する。
ナットランナ本体2に内臓の回転部は、その回転中心を中心軸として六角貫通孔を有する。各種のナットに対応するため、この六角貫通孔にソケット式孔レンチ21が挿入されて装着され、ナットランナ本体2及びソケット式孔レンチ21によりナット回転工具が構成される。
ソケット式孔レンチ21は貫通孔を有するもので、その貫通孔のうち一端部がナット60と係合する六角形のナット係合孔21bを構成し、残りの部分がナット係合孔21bより大径の円形孔21cを構成する。
ベアリングハウジング部32aには、底面に開口するベアリング保持穴32dが形成されている。また、ベアリング保持穴32dと同軸で小径のコイルバネ挿通孔32eが上面部に形成されている。さらに、ベアリング保持穴32dの側壁部分には、螺子穴32f、32fが形成されている。螺子穴32f、32fは、ベアリング保持穴32dの中心軸を介して相対する位置に配置されており、ベアリングハウジング部32aの上面に開口する。
ベアリング保持穴32dにはワンウエイベアリング33が内装され、棒レンチホルダ31の大径部31bがワンウエイベアリング33に嵌入される。
図1,図2に示すように、ベアリングホルダ32の底面がナットランナ本体2の出力端部上面に合わされ、固定プレート部32bに形成された長孔32cを利用してボルト23,23及びナット24,24によりベアリングホルダ32がナットランナ本体2に固定される。
バネ押えプレート36は、棒レンチ挿通孔36aを中央に有し、棒レンチ挿通孔36aを挟んだ両側に一対の螺子挿通孔36b、36bを有した板である。螺子挿通孔36b、36bがそれぞれ螺子穴32f、32fに同軸に配置されるとき、棒レンチ挿通孔36aがベアリングホルダ32のコイルバネ挿通孔32eと同軸に配置される。棒レンチ挿通孔36aは、コイルバネ挿通孔32eより小径で、コイルバネ挿通孔32eはセットカラー34a、コイルバネ35及びL型六角棒レンチ38の軸部を通すが、棒レンチ挿通孔36aはセットカラー34a及びコイルバネ35を通さず、L型六角棒レンチ38の軸部を通す大きさである。
このようにセットカラー34a、コイルバネ35及びバネ押えプレート36が付設されたL型六角棒レンチ38の長軸部38aが、図8に示すように、コイルバネ挿通孔32e、続いて棒レンチホルダ31の円形孔31dに挿入され、セットカラー34aが円形孔31dと六角孔31cとの間の段差部に当接し、セットカラー34aより先の長軸部38aが六角孔31cに挿入される。長軸部38aの先端はナット係合孔21bより外部に突出する。なお、図8においてはコイルバネ35が圧縮されているので、セットカラー34aは段差部に当接していない。セットカラー34aが段差部に当接するとき、長軸部38aのナット係合孔21bからの突出長さは最大となる。
セットカラー34a、コイルバネ35及びL型六角棒レンチ38の長軸部38aが挿入されたら、キャップボルト37,37をそれぞれバネ押えプレート36の螺子挿通孔36b、36bに通し、螺子穴32f、32fに螺入させてバネ押えプレート36をベアリングホルダ32に固定する。固定されたバネ押えプレート36により、コイルバネ35の後端面の位置が規制される。
まず、上述した要領に従って本締結工具1を組み立て図1,2に示す組立完了状態とする。
図8の断面図に示すように、ナットランナ本体2及びソケット式孔レンチ21からなるナット回転工具には、ソケット式孔レンチ21によりナット60に係合して回転する回転部が構成される。ソケット式孔レンチ21には、ナット係合孔21b及び円形孔21cにより貫通孔が形成される。この貫通孔は、回転軸Aの周りを囲む内周面を有して回転軸A方向に沿ってが形成されている。
棒レンチホルダ31は、ソケット式孔レンチ21に対して回転軸A周りに相対回転可能にされている。棒レンチホルダ31の大径部31bがソケット式孔レンチ21の後端面とベアリングハウジング部32aの上面部とで挟持され、棒レンチホルダ31の小径部31aの先端面がソケット式孔レンチ21内の段差部に当接して、棒レンチホルダ31は回転軸A方向に移動不能に保持されている。
ワンウエイベアリング33は、棒レンチホルダ31をナットランナ本体2の非回転部に対して、回転軸A周りの一方向に回転自由にして逆転不能に保持する。本締結工具1は締め付け専用であるので、ワンウエイベアリング33により回転不能にされる方向は、締め付け時のソケット式孔レンチ21の回転方向である。
コイルバネ35は、L型六角棒レンチ38を回転軸A方向に沿ってピン50側に付勢する。すなわち、コイルバネ35は、L型六角棒レンチ38の長軸部38aがソケット式孔レンチ21のナット係合孔21bから突出する方向へL型六角棒レンチ38を付勢する。
次に、図8(a)に示すように、本締結工具1の回転軸Aとピン50・ナット60の中心軸とを合わせつつ、本締結工具1をピン50・ナット60に近づけていき、本締結工具1のL型六角棒レンチ38をピン50に、ソケット式孔レンチ21をナット60に係合させる。
このとき、ナット60がソケット式孔レンチ21のナット係合孔21bに係合しつつ、棒レンチホルダ31の先端面に当接する。したがって、棒レンチホルダ31は、その先端部の六角孔31cにより、ナット60の工具係合部63に隣接した位置でL型六角棒レンチ38を回転不能に保持する。
L型六角棒レンチ38の後端部、すなわち、短軸部38bは外部に出ている。
L型六角棒レンチ38と、ピン50との角度が合わず係合しない場合は、作業者が短軸部38bを掴んで、ワンウエイベアリング33が許す方向にL型六角棒レンチ38を回転操作して、ピン50の工具係合穴54との角度を合わせて係合させる。また、L型六角棒レンチ38を回転操作して、手に伝わる感覚により工具係合穴54に係合しているか否か確認することができる。
図8(a)→図8(b)で示すように、ピン50のナット60への螺入進行に伴って、L型六角棒レンチ38は、ピン50に押されて後退する。しかし、棒レンチホルダ31はナット60に当接した状態のままであり、締結作業の全体に亘って棒レンチホルダ31は、その先端部の六角孔31cにより、ナット60の工具係合部63に隣接した位置でL型六角棒レンチ38を回転不能に保持する。締結作業の進行に伴いピン50が棒レンチホルダ31に近づくにつれて、L型六角棒レンチ38のねじりトルクが負荷されるスパンは短くなっていく。
ピン50がナット60に螺入しきった後、ナットランナ本体2の出力によりさらにナット60にトルクが負荷されて、ナット60は、弱体部62でねじ切れ、工具係合部63が雌螺子部61から分離する。雌螺子部61はピン50と螺合締結した状態で残る。
以上により本締結工具1による締結作業が完了する。
また、上述したようにL型六角棒レンチ38の後端部を回転操作可能に外部に出すことによって、ワンウエイベアリング33が許す一方向については棒レンチ38をナット回転工具から独立して回転操作できるので、ピン50の工具係合穴54に棒レンチ38を係合させる作業やピン50の工具係合穴54に棒レンチ38が係合している否かを確認する作業の作業性が向上する。
また棒レンチは、L型でなくても実施でき、I型、T型、Y型のほか、ピン50に係合する先端部と、操作される後端部とを別部品として結合又は連結したものでもよい。
2 ナットランナ本体
21 ソケット式孔レンチ
21a 係合突起
21b ナット係合孔
21c 円形孔
3 ピン保持装置
31 棒レンチホルダ
31a 小径部
31b 大径部
31c 六角孔
31d 円形孔
32 ベアリングホルダ
33 ワンウエイベアリング
34a セットカラー
34b 止め螺子
35 コイルバネ
36 バネ押えプレート
37,37 キャップボルト
38 L型六角棒レンチ
50 ピン
51 頭部
52 軸部
53 雄螺子
54 工具係合穴(六角穴)
60 ナット
61 雌螺子部
62 弱体部
63 工具係合部(六角)
A 回転軸
Claims (4)
- 先端面に工具係合穴を有するピンと、これに螺合するナットとを相対回転させて螺合締結させる締結工具であって、
前記ナットに係合して回転する回転部と、非回転部とを有し、当該回転部の回転軸の周りを囲む内周面を有して当該回転軸方向に沿って貫通孔が形成された構造のナット回転工具と、
前記貫通孔に挿入されて、前記回転部に対してその回転軸周りに相対回転可能、かつ、同回転軸方向に移動不能に保持される筒状部品と、
前記筒状部品内に挿入されて、前記筒状部品に対してその軸方向に移動可能、かつ、その軸周りに相対回転不能に保持され、前記工具係合穴に係合する棒レンチと、
前記筒状部品を前記非回転部に対して前記回転軸周りの一方向に回転自由にして逆転不能に保持するワンウエイ機構部と、
前記棒レンチを前記回転軸方向に沿って前記ピン側に付勢する付勢機構とを備える締結工具。 - 前記棒レンチの後端部が外部に出ており、当該後端部を作業者が操作して前記ワンウエイ機構部が許す前記一方向に前記棒レンチを回転操作可能に構成された請求項1に記載の締結工具。
- 締め付け専用であって、前記筒状部品の前記ワンウエイ機構部により回転不能にされる方向が、締め付け時の前記回転部の回転方向である請求項1又は2に記載の締結工具。
- 前記ナットが前記回転部に係合しつつ、前記筒状部品の端面に当接可能となるように構成された請求項1から請求項3のうちいずれか一に記載の締結工具。
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