JP2020062717A - 先端工具 - Google Patents

Abstract

【課題】軸体における回転工具の装着孔に挿入される部分が、締結作業時に破断することを抑制する。【解決手段】筒状のソケット２と、回転工具１００の装着孔１０１に挿入される挿入部５０を有する軸体４とを備え、挿入部５０は、回転工具１００のストッパ１０２と係合する係合部５１を有し、挿入部５０の先端側部５２の横断面形状は、装着孔１０１の横断面形状と相似しかつ装着孔１０１の内周面と接する形状であり、挿入部５０の基端側部５３の横断面積は、先端側部５２の横断面積よりも小さい。【選択図】図１

Description

本発明は、回転工具に装着される先端工具に関する技術分野に属する。

従来より、回転工具に装着される先端工具が知られている。

特許文献１には、回転工具に連結できる接続軸部（軸体）と、ナット等に嵌合可能な受入口を有するソケット部と、ソケット部の基端側と接続軸部とを連結する連結部材を有し、連結部材が金属製の筒体で構成され、連結部材の内部で接続軸部の外周に落下防止用のストッパリングを設けた先端工具が開示されている。

特許文献１の接続軸部には、回転工具の装着孔部に挿入した際にワンタッチで連結固定されるためのストッパ用鋼球が適合するための環状凹部が設けられている。

特開２０１２−１４３８５５号公報

ところで、特許文献１に記載の先端工具では、軸体における、環状凹部よりもソケット側の部分（以下、先端側部という）と、環状凹部よりも反ソケット側の部分（以下、基端側部という）の両方が装着孔に挿入される。

本願発明者らが鋭意検討したところ、先端側部の横断面積と基端側部の横断面積とが同じである場合、基端側部の方が、先端側部よりも、装着孔との接触面積が大きくなることが分かった。基端側部の方が、先端側部よりも、装着孔との接触面積が大きい場合、回転工具からの回転力は、主に基端側部に入力される。装着孔の内周面と基端側部との間には僅かに隙間があるため、回転工具により軸体が回転するときには、僅かにブレが生じる。この基端側部に発生したブレは、基端側部から離れるほど大きくなる。この結果、装着孔の先端部分が広げられて、装着孔に口開きが発生する。

装着孔に口開きが発生すると、先端側部には、回転工具からの回転力がかかりにくくなる。このため、装着孔に口開きが発生した状態では、ナット等を締結させる際、先端側部には、ナット等から、ソケット部を介して、上記回転力とは逆方向の反力がかかりやすくなる。一方で、装着孔の基端部分は経年劣化による変形が小さいため、基端側部には、回転工具から上記回転力がかかる。この結果、軸体における環状凹部の部分にねじれ応力が生じて、該環状凹部の部分で軸体が破断するおそれがある。

本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、軸体における回転工具の装着孔に挿入される部分が、締結作業時に破断することを抑制することにある。

上記課題を解決するために、本発明は、回転工具に装着される先端工具を対象として、筒状のソケットと、上記ソケットに結合され、上記回転工具の装着孔に挿入される挿入部を有する軸体とを備え、上記回転工具の装着孔には、上記挿入部が該装着孔から抜けるのを抑制するためのストッパが設けられ、上記挿入部は、上記ストッパと係合する係合部を有し、上記挿入部において、上記係合部よりも上記ソケット側の部分を先端側部とし、上記係合部よりも上記反ソケット側の部分を基端側部として、上記先端側部の横断面形状は、上記装着孔の横断面形状と相似しかつ上記装着孔の内周面と接する形状であり、上記基端側部の横断面積は、上記先端側部の横断面積よりも小さい、という構成とした。

この構成によると、先端側部の横断面形状は、装着孔の横断面形状と相似しかつ装着孔の内周面と接する形状であるため、先端側部には回転工具の回転力が適切に入力される。また、基端側部の横断面積は、先端側部の横断面積よりも小さい。これにより、基端側部は、先端側部と比較して、装着孔の内周面と接触しにくくなる。このため、基端側部には、回転工具から回転力がかかりにくく、回転工具の回転力は主に先端側部に伝達されるようになる。この結果、装着孔の口開きが発生したとしても、係合部にかかるねじれ応力が小さくなる。これらのことから、締結作業時における、挿入部の破断を抑制することができる。

上記先端工具の一実施形態では、上記基端側部の横断面形状は、円形である。

この構成によると、基端側部が装着孔の内周面と接触する場合は、基端側部は、装着孔の内周面と点接触又は線接触にする。このため、基端側部と装着孔の内周面との接触面積を、出来る限り小さくすることができる。これにより、締結作業時における、挿入部の破断をより効果的に抑制することができる。

上記先端工具の他の実施形態では、上記先端側部の横断面形状は、多角形状であり、上記基端側部の横断面形状は、上記先端側部よりも角数の多い多角形状である。

この構成によると、基端側部が装着孔の内周面と接触したとしても、接触面積を出来る限り小さくすることができる。これにより、締結作業時における、挿入部の破断をより効果的に抑制することができる。

上記先端工具において、上記軸体は、上記ソケットと重複する重複部を有し、上記重複部には、上記挿入部の上記係合部よりも細い脆弱部が設けられている、という構成であってもよい。

この構成によると、係合部の位置で挿入部が破断する前に、脆弱部を破断させることで、係合部にねじれ応力がかかるのを抑制することができる。これにより、挿入部の破断を一層効果的に抑制することができる。

以上説明したように、本発明に係る先端工具によると、基端側部は、装着孔の内周面と接触しにくくなり、基端側部には、回転工具から回転力がかかりにくくなる。これにより、回転工具の回転力が主に先端側部に伝達されるため、締結作業時における、挿入部の破断を抑制することができる。

本発明の実施形態に係る先端工具を示す断面図であって、回転工具の装着部に装着された状態を示す。 図１のII-II線相当の断面図である。 図１のIII-III線相当の断面図である。 実施形態１の変形例に係る先端工具を示す断面図である。 実施形態２に係る先端工具を示す断面図である。 図５のVI-VI線相当の断面図である。 実施形態３に係る先端工具を示す断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

（実施形態１）
図１は、本実施形態１に係る先端工具１を示す。この先端工具１は回転工具１００に装着される工具である。回転工具１００は手動式及び電動式のものを含み、例えば、ラチェットハンドルやインパクトレンチ等である。

先端工具１は、筒状のソケット２と、ソケット２に圧入により結合される長尺状の軸体４とを備えている。図１に示すように、軸体４は、ソケット２の軸心方向の一端から、該軸心方向の一側に向かって延びている。本実施形態１では、ソケット２は、ボルト又はナットに作用する部分であり、軸体４は、回転工具１００に装着される部分である。以下の説明では、上記軸心方向の上記一側を基端側といい、上記軸心方向の他側を先端側という。

ソケット２は、図１に示すように、略円筒状に形成されている。詳しくは、ソケット２は、相対的に外径の大きい第１円筒部２１と、第１円筒部２１の軸心方向の基端部から、該軸心方向の上記基端側に向かって縮径しながら延びる縮径部２２と、縮径部２２の軸心方向の基端部から、上記基端側に向かって延びる第２円筒部２３とを有している。第１円筒部２１、縮径部２２及び第２円筒部２３は同軸になっている。ソケット２は、金属で構成されている。

ソケット２の筒内には、軸体４が圧入される被圧入部３１と、回転工具１００により回転される部品（ボルトやナット）と嵌合して該部品に作用する作用部２４とが形成されている。作用部２４は、ボルトやナットと合致する形状をなしており、例えば、断面六角形をなしている。

ソケット２の筒内において、被圧入部３１に対して作用部２４とは反対側には、被圧入部３１よりも小径なガイド部３２が設けられている。このガイド部３２は、軸体４がソケット２に作用部２４側から挿し込まれる際に、軸体４をソケット２の軸心方向に沿って案内するための部分である。

被圧入部３１の直径は、軸体４の後述する結合部４２の対角間距離よりも短くかつ対面間距離よりも長い。また、被圧入部３１の直径は、軸体４の軸部４１の対角間距離よりも大きい。ガイド部３２の直径は、軸体４の軸部４１の対角間距離よりも僅かに大きい。

軸体４は、ソケット２よりも剛性の高い金属で構成されている。軸体４は、軸部４１と、軸部４１の一端部に形成されかつソケット２と結合される結合部４２と、軸部４１の他端部に形成され、回転工具１００の装着孔１０１に挿入される挿入部５０とを有している。結合部４２は、断面六角形状をなしている。結合部４２の横断面積は、軸部４１の横断面積よりも大きい。

軸部４１において、結合部４２よりの上記軸心方向の上記基端側の一部は、ソケット２と径方向に重複した重複部４３となっている。

図１に示すように、重複部４３は、軸体４の他の部分よりも細い脆弱部４６と、該脆弱部４６よりも上記軸心方向の上記基端側に形成された段差部４７とを有する。段差部４７の直径は、被圧入部３１の直径よりも小さくかつガイド部３２の直径よりも大きい。脆弱部４６が、軸体４の他の部分よりも脆弱になっていることにより、先端工具１を用いてナット等の締結作業を行う際に、軸体４が破断する場合には、脆弱部４６の位置で破断しやすい。

軸体４の挿入部５０は、回転工具１００の装着孔１０１内に設けられたストッパ１０２と係合する係合部５１を有する。係合部５１は、環状に削られた係合溝５１ａを有する。係合部５１は、挿入部５０における他の部分よりも細くなっている。係合部５１は、脆弱部よりも太くなっている。

回転工具１００のストッパ１０２は、挿入部５０が装着孔１０１から抜けるのを抑制するための装置である。ストッパ１０２は、スチールボールと、該スチールボールを装着孔１０１の中心軸に向かって付勢するコイルバネとを有する。挿入部５０を装着孔１０１に挿入した状態では、上記スチールボールが、上記コイルバネの付勢力によって、装着孔１０１の中心軸に向かって移動して、係合部５１の係合溝５１ａと係合する。これにより、挿入部５０が装着孔１０１から抜けることが抑制される。

本実施形態１では、挿入部５０は、係合部５１よりもソケット２側（上記軸心方向の上記先端側）の部分（以下、先端側部５２という）と、係合部５１よりもソケット２とは反対側（上記軸心方向の上記基端側）の部分（以下、基端側部５３）とで形状が異なる。

図２に示すように、先端側部５２は、装着孔１０１の横断面形状と相似しかつ装着孔１０１の内周面と接する横断面形状を有している。詳しくは、装着孔１０１は、断面六角形状をなしており、先端側部５２も、断面六角形状をなしている。つまり、先端側部５２は六角柱状である。先端側部５２の横断面積は、装着孔１０１の横断面積よりも僅かに小さい。これにより、挿入部５０を装着孔１０１に挿入した状態では、先端側部５２の表面は装着孔１０１の内周面と面接触しやすい。この結果、回転工具１００が駆動したときには、回転工具１００の回転力が先端側部５２に適切にかかる。

図３に示すように、基端側部５３の横断面形状は、円形をなしている。つまり、基端側部５３は円柱状である。基端側部５３の横断面形状の直径は、装着孔１０１の対面間距離よりも短い。図２及び図３に示すように、基端側部５３の横断面積は、係合部５１の横断面積の最小値よりも大きくかつ先端側部５２の横断面積よりも小さい。これにより、挿入部５０を装着孔１０１に挿入した状態では、基端側部５３の表面が装着孔１０１の内周面と接触するときには、基端側部５３の表面は、装着孔１０１の内周面と、点接触又は線接触する。このため、回転工具１００の駆動時において、基端側部５３には、回転工具１００から回転力が入力されにくくなる。尚、基端側部５３の横断面形状の直径は、横断面積が係合部５１の横断面積の最小値よりも大きくかつ先端側部５２の横断面積よりも小さければ、特に限定されない。

本実施形態１では、先端工具１は、軸部４１がガイド部３２を挿通するように、ソケット２の作用部２４側から該ソケット２内に軸体４を差し込んで、結合部４２を被圧入部２１に圧入固定することで構成されている。

ここで、本願発明者らが鋭意検討したところ、仮に、先端側部５２の横断面積と基端側部５３の横断面積とが同じである場合、基端側部５３の方が、先端側部５２よりも、装着孔１０１との接触面積が大きくなることが分かった。基端側部５３の方が、先端側部５２よりも、装着孔１０１との接触面積が大きい場合、回転工具１００からの回転力は、主に基端側部５３に入力される。挿入部５０の挿入をスムーズにするために、通常、装着孔１００の内周面と基端側部５３との間には僅かに隙間がある。このため、回転工具１００により軸体４が回転するときには、僅かにブレが生じる。この基端側部５３に発生したブレは、基端側部５３から離れるほど大きくなる。この結果、装着孔１０１の先端部分が広げられて、装着孔に口開きが発生する。

回転工具１００の装着孔１０１の先端部分に口開きが発生すると、先端側部５２には、回転工具１００からの回転力がかかりにくくなる。このため、装着孔１０１に口開きが発生した状態では、ナット等を締結させる際、先端側部５２には、ナット等から、ソケット２を介して、上記回転力とは逆方向の反力がかかりやすくなる。一方で、装着孔１０１の基端部分は経年劣化による変形が小さいため、基端側部５３には、回転工具１００から上記回転力がかかる。この結果、軸体４における係合部５１にねじれ応力が生じて、係合部５１で軸体４が破断するおそれがある。

これに対して、本実施形態１では、先端側部５２の横断面形状は、装着孔１０１の横断面形状と相似する一方で、基端側部５３の横断面積は、先端側部５２の横断面積よりも小さい。これにより、基端側部５３は、先端側部５２と比較して、装着孔１０１の内周面と接触しにくくなる。このため、基端側部５３には、回転工具１００から回転力がかかりにくい。これにより、回転工具１００の回転力は主に先端側部５３に伝達されるようになる。この結果、装着孔１０１の口開きが発生したとしても、係合部５１にかかるねじれ応力が小さくなる。これらのことから、締結作業時における、挿入部５０の破断を抑制することができる。

特に、本実施形態１では、基端側部５２の横断面形状は円形である。これにより、基端側部５３が装着孔１０１の内周面と接触したとしても、基端側部５３は、装着孔１０１の内周面と、点接触又は線接触する。このため、基端側部５２と装着孔１０１の内周面との接触面積を、出来る限り小さくすることができる。これにより、基端側部５３には、回転工具１００から回転力がよりかかりにくくなる。この結果、締結作業時における、挿入部５０の破断をより効果的に抑制することができる。

また、本実施形態１では、軸体４の重複部４３に脆弱部４６が設けられている。これにより、挿入部５０が破断する前に、脆弱部４６で軸体４を破断させて、係合部５１にねじれ応力が発生するのを抑制することで、挿入部５０の破断を一層効果的に抑制することができる。

さらに、軸体４が脆弱部４６で破断したときには、軸体４がソケット２から抜けようとするが、段差部４７がガイド部３２に引っ掛かることで、軸体４はソケット２からは抜けない。これにより、軸体４が破断したときにソケット２が落下してしまうことを防止することができる。

図４は本実施形態１の変形例を示す。この変形例において、軸体１０４は、脆弱部４６及び段差部４７を有していない。この構成であっても、先端側部５２の横断面形状は、装着孔１０１の横断面形状と相似し、基端側部５３の横断面積は、先端側部５２の横断面積よりも小さいため、締結作業時における、挿入部５０の破断を抑制することができる。

（実施形態２）
以下、実施形態２について、図面を参照しながら詳細に説明する。尚、以下の説明において実施形態１と共通の部分については、同じ符号を付して、その詳細な説明を省略する。

本実施形態２では、軸体２０４において、基端側部２５３の横断面形状が、上記実施形態１とは異なる。詳しくは、図５及び図６に示すように、基端側部２５３の横断面形状は、先端側部５２よりも角数の多い多角形状をなしている。より具体的には、基端側部２５３の横断面形状は、十二角形をなしている。つまり、本実施形態２において、基端側部２５３は十二角柱状である。また、本実施形態２では、軸体２０４は、上記実施形態１の変形例と同様に、脆弱部４６及び段差部４７を有していない。尚、基端側部２５３の横断面形状は、正十二角形である必要はなく、相隣接する角部の内角の大きさが異なっていてもよい。

本実施形態２の構成でも、接触面積を出来る限り小さくすることができる。よって、本実施形態２の構成であっても、締結作業時における、挿入部２５０の破断を抑制することができる。

（実施形態３）
以下、実施形態３について、図面を参照しながら詳細に説明する。尚、以下の説明において実施形態１及び２と共通の部分については、同じ符号を付して、その詳細な説明を省略する。

本実施形態３では、軸体３０４において、係合部３５１の構成が、上記実施形態１及び２とは異なる。基端側部５３は、上記実施形態１と同じ構成である。また、本実施形態３では、軸体３０４は、上記実施形態１の変形例と同様に、脆弱部４６および段差部４７を有していない。

本実施形態３では、図７に示すように、係合部３５１は、球面状の６つの係合凹部３５１ａを有する。６つの係合凹部３５１ａは、六角形の辺の部分にそれぞれ形成されている。挿入部３５０が装着孔１０１に挿入されたときには、ストッパ１０２のスチールボール１０２ｂが、係合凹部３５１ａに係合する。

本実施形態３では、係合溝を設ける場合と比較して、係合部３５１の横断面積の最小値を出来る限り大きくすることができる。このため、係合溝を設ける場合と比較して、係合部３５１の剛性を高くすることができる。これにより、挿入部３５０の破断をさらに効果的に抑制することができる。

（その他の実施形態）
本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、請求の範囲の主旨を逸脱しない範囲で代用が可能である。

例えば、上述の実施形態１〜３では、軸体４，２０４，３０４は、ソケット２の作用部２４側から挿入されて、被圧入部３１に結合部４２が圧入されていた。これに限らず、軸体に脆弱部及び段差部を設けない構成であれば、軸体４，２０４，３０４の結合部４２は、ソケット２における作用部２４とは反対側（上記軸心方向の上記基端側）から被圧入部３１に圧入されてもよい。この場合には、ソケット２にガイド部３２を設ける必要はなく、被圧入部３１が、ソケット２の上記軸心方向の基端まで延びていてもよい。

また、実施形態２の係合部５１を、上記実施形態３の係合部３５１のような形状にしてもよい。

さらに、実施形態２の軸体２０４に対して、上記実施形態１のような脆弱部４６及び段差部４７を設けてもよい。この場合には、上述したように、軸体２０４は、ソケット２の作用部２４側から挿入されて、被圧入部３１に結合部４２が圧入される。

上述の実施形態は単なる例示に過ぎず、本発明の範囲を限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は請求の範囲によって定義され、請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。

本発明は、回転工具に装着される先端工具として有用である。

１ 先端工具
２ ソケット
４，２０４，３０４ 軸体
５０，２５０，３５０ 挿入部
５１，３５１ 係合部
５２ 先端側部
５３，２５３ 基端側部
１００ 回転工具
１０１ 装着孔
１０２ ストッパ

Claims (4)

1. 回転工具に装着される先端工具であって、
   筒状のソケットと、
   上記ソケットに結合され、上記回転工具の装着孔に挿入される挿入部を有する軸体とを備え、
   上記回転工具の装着孔には、上記挿入部が該装着孔から抜けるのを抑制するためのストッパが設けられ、
   上記挿入部は、上記ストッパと係合する係合部を有し、
   上記挿入部において、上記係合部よりも上記ソケット側の部分を先端側部とし、上記係合部よりも上記反ソケット側の部分を基端側部として、
   上記先端側部の横断面形状は、上記装着孔の横断面形状と相似しかつ上記装着孔の内周面と接する形状であり、
   上記基端側部の横断面積は、上記先端側部の横断面積よりも小さいことを特徴とする先端工具。
2. 請求項１に記載の先端工具において、
   上記基端側部の横断面形状は、円形であることを特徴とする先端工具。
3. 請求項１に記載の先端工具において、
   上記先端側部の横断面形状は、多角形状であり、
   上記基端側部の横断面形状は、上記先端側部よりも角数の多い多角形状であることを特徴とする先端工具。
4. 請求項１〜３のいずれか１つに記載の先端工具において、
   上記軸体は、上記ソケットと重複する重複部を有し、
   上記重複部には、上記挿入部の上記係合部よりも細い脆弱部が設けられていることを特徴とする先端工具。

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