JP3155888B2 - スパナ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上利用分野】本発明は、ナットとボルトや工具ホ
ルダのナット等の回転式締結部材を締め付けるための工
具に係わり、特に締結部材への取り付けが容易なスパナ
に関する。

【０００２】

【従来技術】従来から、ナットとボルト等のような締結
部材をその軸回りに回転することにより、その締結部材
を締め付けるものは多種知られている。これら締結部材
は、一般にその形状を六角柱等の角柱状にすることによ
り外周面にエッジを設け、その締結部材の形状に合わせ
た開口部を備えたスパナ等を締結部材に嵌装し、外周面
のエッジに係合する。そして、当該工具を回転すること
によって締結部材を締結させるのが通常である。

【０００３】このことは、切削工具等のホルダ装置の締
め付けナットの場合でも同様であり、この締め付けナッ
トの外周には、ローレット加工が施され、かつスパナが
係合する凹部や係合溝が形成されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、締め付
け用工具の開口部にナット等が係合するようにスパナを
ナットのエッジや係合溝に係合させもしくは嵌め込むに
は時間と手間を要するという問題があり、また締結部材
に凹凸を形成したり、これを角柱状に形成するための加
工工程が増加するという問題点がある。

【０００５】さらに、ナットのエッジ等に係合させるこ
とのできるスパナの相対的な角度は限られているので、
ナットの周りに充分なスペースがない場合には、ナット
の角度位置によってはスパナを係合させることができな
いこともある。

【０００６】そこで本発明は、かかる問題点を解決する
ために、締結部材への取り付けが容易で、締結部材の加
工を容易にすることができ、さらには締結部材の周りに
充分なスペースがない場合でも容易に締め付けができる
スパナを提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】以上の目的を達成するた
めに、本発明は締結部材をその軸回りに回転させること
により締結部材を他の部材に対して締め付けるためのス
パナであって、前記締結部材の外周に装着される内周面
を有し、この内周面にはスパナ本体の少なくとも一方向
への回転により締結部材の外周と前記内周面との間に喰
い込むくさび部材が配置されたことを特徴とする。

【０００８】前記内周面にはくさび部材を保持する保持
手段が設けられ、この保持手段は、くさび部材を収容す
る遊び領域とくさび領域を形成し、くさび部材は、スパ
ナ本体の前記一方向への回転によりくさび領域に位置し
て締結部材の外周と該くさび領域の壁面との間に喰い込
むよう構成されていることが好ましく、くさび部材は、
スパナ本体が前記一方向と逆方向に回転することによ
り、遊び領域に移動するよう構成されていることが好ま
しい。

【０００９】また、前記保持手段は、スパナ本体の内周
面に配置され、くさび部材を周方向に所定の間隔を移動
可能に保持するリテーナと、スパナ本体の内周面に形成
され、前記遊び領域と前記くさび領域の深さを決定する
溝と、を備えていることが好ましい。リテーナは、スパ
ナ本体の内周面に対して周方向に移動可能にしてもよ
い。

【００１０】さらに、前記くさび領域は、遊び領域の周
方向両側に連続的に形成され、前記くさび部材はスパナ
本体の前記一方向またはその逆方向への回転により遊び
領域からいずれかの一方向のくさび領域に移動して締結
部材の外周面と該くさび領域の壁面との間に喰い込むよ
う構成されいても良く。またさらに、前記くさび部材を
遊び領域からくさび領域に向かって付勢する付勢手段を
備えていることが好ましい。

【００１１】

【作用】本発明によれば、スパナ本体を少なくとも一方
向に回転することにより、くさび部材は締結部材の外周
面とスパナの内周面との間に喰い込み、これにより、ス
パナと締結部材は当該方向について一体化され、スパナ
を介して当該方向に締結部材を回転することができる。
従って、締結部材の外周面にスパナを嵌装するためのエ
ッジ等を設ける必要はなく、その形状を円筒状にするこ
とができる。このように締結部材の外周面にエッジ等を
設ける必要がなくなった結果、スパナを締結部材に嵌装
するのに時間を要したり困難を伴うことはなくなり、ま
た締結部材の加工を容易にすることができる。

【００１２】

【実施例】次に本発明の実施例を、ドリル等の加工工具
を固定するためのホルダ装置すなわちチャックを例にと
り説明する。図１において、符号１０はチャック本体を
示す。このチャック本体１０は、主として、マシニング
センターやその他の主軸ヘッド（図示省略）に装着さ
れ、基端方向すなわち図１の左方向に向かって先細りと
なるテーパーシャンク部１２と、このテーパーシャンク
部１２に続いて形成されたチャック位置決め用フランジ
部１４と、このフランジ部１４からさらに一体的に先端
方向に突出するチャック筒１６とを備えている。このチ
ャック筒１６は、加工工具のストレートシャンク部また
はコレットを受ける内周面１８と、先端方向に向かって
先細りとなるテーパ状に形成された外周面２０と、を有
している。このチャック筒１６の外周面２０には締結部
材としての円筒形状の回転筒２２が回転自在に遊嵌さ
れ、この回転筒２２は、チャック筒１６の外周面２０と
対応して先端方向に向かって先細テーパ状に形成された
内周面２４を有している。また、回転筒２２の基端部に
は、半径方向外側に若干突出するストッパ２５が周設さ
れている。

【００１３】この回転筒２２とチャック筒１６との間に
は、複数のニードルローラ２６が介装され、これらニー
ドルローラ２６はリテーナ２８によって回転自在に保持
されている。回転筒２２を回転することによってニード
ルローラ２６は自転しつつチャック筒１６の外周面２０
に対して螺旋状に公転し、これにより、チャック筒１６
に工具把持力を与えるように構成されている。符号３０
はシール材、３２はストップリングを示し、これによっ
てニードルローラ２６の脱落が防止されている。また、
回転筒２２の外周面２３はなめらかな周面を有し、この
外周面には、従来のチャックの回転筒と異なり、ローレ
ット加工が施されてなく、また、スパナと係合するため
の凹部も設けられていない。

【００１４】図２は前記回転筒２２を回転させてチャッ
ク筒と加工工具とを締結するためのスパナ３４を示す。
このスパナ３４は、回転筒２２の外径よりも若干大きい
内径を有して回転筒２２を挿入可能な断面円形状の開口
部４０を備えた本体部３９と、この本体部３９に一体的
に一対設けられたハンドル３６とによって構成されてい
る。そして開口部４０の内周面３８には、くさび機構が
設けられている。

【００１５】このくさび機構は、図４に示すように、内
周面３８の周方向に適宜間隔をおいて複数配置された円
筒状のくさび部材４４と、この各くさび部材４４を収容
する溝４２と、この各くさび部材４４を図４の反時計方
向に付勢するコイル状のばね４６とを備えている。各溝
４２は開口部４０の内周面３８から陥没するとともに円
筒状のくさび部材４４を収容すべく軸方向（図４の紙面
に直角の方向）に所定の長さ延びている。また、溝４２
は比較的深い溝である遊び領域４１と、この遊び領域４
１よりも浅いくさび領域４３が周方向に連続的に形成さ
れることにより構成されている。遊び領域４１は、くさ
び部材４４を転動自在に収納するために充分な容積を有
するとともに、くさび部材４４の一部が内周面３８から
内側に若干突出するようにその深さがくさび部材４４の
直径より小さく形成されている。くさび領域４３の深さ
は、回転筒２２の外周面２３との間でくさび部材４４が
くさび状に喰い込むように比較的浅くなっている。ま
た、ばね４６は、ばね収納部４７に収納され、くさび部
材４４を反時計方向、すなわち遊び領域４１からくさび
領域４３に向かって付勢し、図５に示すように、回転筒
２２に装着されていない通常の状態ではくさび部材４４
はくさび領域４３に位置している。なお、ばね収納部４
７とは反対側の溝端部には突起４８が形成され、この突
起４８とばね４６の付勢によってくさび部材４４が溝４
２から脱落するのを防止している。

【００１６】次に本実施例の動作について説明する。ま
ず、図３に示すように、スパナ３４の開口部４０をチャ
ック本体１０の回転筒２２の外周に装着する。この際、
くさび部材４４は回転筒２２と接触し、回転筒２２に押
圧されてくさび領域４３から遊び領域４１、すなわち図
５の状態から図６の状態に移動する。この遊び領域４１
は、遊びを持ってくさび部材４４を収納するため、回転
筒２２との喰い込みはない。よって、開口部４０を回転
筒２２に装着する際、くさび部材４４の外周面が回転筒
２２の外周面２３に接するもののその作業をさまたげる
ものではなく、スムーズにスパナ３４の開口部４０を回
転筒２２に装着することができる。この際、回転筒２２
は円柱状に形成されているため、回転筒２２の形状など
に合わせてスパナ３４を装着する必要はない。

【００１７】次に、このスパナ３４を図６の時計方向、
すなわち図３の矢印の方向に回転させると、くさび部材
４４は、溝４２の遊び領域４１の内周面と回転筒２２の
外周面２３に接していることにより、およびばね４６の
付勢力により、自転しつつ相対的に反時計方向に移動す
る。くさび部材４４が相対的に反時計方向に移動する
と、くさび部材４４はくさび領域４３に位置し、くさび
部材４４は、図７に示されるように、くさび領域４３の
壁面と回転筒２２の外周面２３との間にくさび状に喰い
込み、スパナと回転筒は一体化される。このため、さら
に同方向にスパナを回転すると回転筒２２は、くさび部
材４４を介して時計方向に回転する。回転筒２２は、こ
の回転によってチャック本体の基端方向に移動し、これ
によりチャック筒１６の内周面１８は収縮し、加工工
具、例えばドリル、エンドミル等を固定することができ
る。

【００１８】次にスパナ３４を回転筒２２から取り外す
際は、スパナ３４を反時計方向に回転させれば、くさび
部材４４は相対的に時計方向に移動し、溝４２の遊び領
域４１に収容される。この遊び領域４１は上述のように
深い溝であるため、くさび部材４４の外周面は、くさび
領域４３の壁面と回転筒２２の外周面２３に喰い込まな
いので、容易にスパナ３４を回転筒２２から取り出すこ
とができる。

【００１９】また、本実施例においては、スパナ３４を
時計方向に回転すれば、くさび部材４４は溝４２と回転
筒２２との間に喰い込み、スパナ３４を反時計方向に回
転すれば、くさび部材４４は溝４２と回転筒２２とに喰
い込むことがなく、スパナは空転する。従って、比較的
小さな角度の正逆方向の回転操作を繰り返すことによっ
て回転筒２２を締め付けることがでる。

【００２０】次に、加工工具をチャック筒１６から取り
外す場合は、図８に示すように、加工工具をチャック筒
１６に固定する時とは反対向きにして、スパナ３４を回
転筒２２に装着し、スパナ３４を反時計回り、すなわち
図８の矢印方向に回転する。これによって、上記と同
様、くさび部材４４を介して回転筒２２は反時計回りに
回転し、回転筒２２は図１の左方向に移動する。これに
より、チャック筒１６の内周面１８は拡張し、加工工具
をチャック筒１６から取り出すことができる。

【００２１】以上のように本実施例よれば、スパナ３４
を回転筒２２に嵌装する際、回転筒の形状に合わせる必
要がないため、容易にその作業を行うことができる。ま
た、本実施例によれば、回転筒２２の外周にローレット
加工を施したり、スパナを引っかけるための凹部を設け
る必要がなく、回転筒をなめらかな外周面を有する円筒
状に形成することができる。従って、締結部材である回
転筒２２の加工が容易であり、回転の際の風切り音の発
生を防止することができるとともに、特に高速回転時の
バランスも保たれる。また、本実施例における回転筒２
２の外周面には、ストッパ２５が周設されているので、
スパナ３４を回転筒２２に装着する際に、スパナ３４が
ストッパ２５に当接し、スパナ３４が回転筒２２を通り
抜けることがない。

【００２２】なお、本実施例においてはスパナ３４を回
転するためのハンドル３６を本体部３９に対称に一対設
けたが、必ずしもこのようにする必要はなく、回転筒２
２を回転することができれば一つまたは三つであっても
良い。また、本実施例においてはくさび部材４４を円柱
状に形成したが、これに限定する必要はなく、転動する
ものであれば充分であり、例えば球状に形成しても良
い。さらに、本実施例においては、締結部材である回転
筒の形状を円形状に形成し、その外周面にはローレット
加工等を施さなかったが、これに限定する必要はなく、
必要に応じ多少の凹凸があっても良い。また、本実施例
においては、ばねとしてコイル状のばね４６を使用した
が、これに限る必要はなく、例えば板ばねであっても良
い。

【００２３】図９は、本発明の第２の実施例を示す。本
実施例が上記第１の実施例と相違する点は、スパナ３４
の内周面３８に、内環状のリテーナ５８を固定し、この
リテーナ５８に形成された複数の収容溝６４にくさび部
材４４を収容した点と、コイルばねの代わりに板ばね４
６´を使用した点である。

【００２４】リテーナ５８は、環状に形成されており、
外方に突出する突起５９が前記スパナの内周面３８の一
部に形成された凹部６１に係合することにより、スパナ
の内周に固定されている。板ばね４６´は中央部がくさ
び部材４４に向かって突出する弓状に形成され、くさび
部材４４をくさび領域に向かって付勢している。

【００２５】以上のように、リテーナ５８によってくさ
び部材を移動可能に保持し、スパナ内周面に形成された
比較的浅い溝４２によって遊び領域４１とくさび領域４
３を構成したので、スパナ内周面のみで両領域を形成
し、かつくさび部材を保持した第１実施例に比し、スパ
ナ内周面の加工が容易である。

【００２６】図１０ないし図１２は、本発明の第３実施
例を示す。本実施例が上記第２実施例と相違する点は、
リテーナ５８がスパナに固定されておらず、リテーナ５
８全体がスパナ３４の周方向に回動することにより、く
さび部材を遊び領域からくさび領域に移動させる点と、
くさび部材毎に付勢手段を設けるのではなく、リテーナ
に付勢手段を設けることにより、各くさび部材を遊び領
域からくさび領域に付勢している点である。なお、本実
施例において第１実施例と同一なものについては、符号
を同じくし、その説明は省略する。

【００２７】本実施例におけるスパナ３４は、主として
スパナ本体３５と、スパナ本体３５の内周面３８に設置
される円筒状のリテーナ５８と、このリテーナ５８を一
周方向に付勢するばね６０と、このばね６０を抑える蓋
体６２と、を有する。

【００２８】更に詳しくは、リテーナ５８は、スパナ３
５の内周面３８に周方向に回動可能に設置されており、
このリテーナ５８には、前記くさび部材４４を回転可能
かつ周方向に移動不能に収容する収容溝６４が周方向に
適宜間隔で複数形成されている。このようにリテーナ５
８にくさび部材４４が収容されるよう構成することによ
り、本実施例においては、複数のくさび部材４４は、リ
テーナ５８と一体となって周方向に移動する。なお、本
実施例においても、スパナの内周面３８の溝４２によっ
て、前記遊び領域４１およびくさび領域４３が構成され
る。本実施例における各々の溝４２は、くさび領域４３
が遊び領域４１の周方向両側に連続的に形成されること
により構成されている。このように構成することによ
り、溝４２を容易に形成することができる。また、符号
６３は、くさび部材４４が遊び領域４１から時計方向側
のくさび領域４３に移動するのを防止するストッパであ
り、これによりくさび部材４４が、遊び領域４１と反時
計方向側のくさび領域４３との間のみを移動することを
確保することができる。よって、このスパナも、一方向
に回転したときのみ回転部材２２とロックされるという
機能を呈するものである。

【００２９】ばね６０は、図１３に示すようにほぼ円環
状に形成したものであり、その両端部には小突起６６、
６８がそれぞれ形成されている。一方の小突起６６は、
リテーナ５８の上面に形成された嵌合溝（図示省略）に
嵌合され、他方の小突起６８は、前記蓋体６２に形成さ
れた嵌合溝（図示省略）に嵌合される。このように構成
することにより、リテーナ５８は常時、くさび部材４４
が遊び領域４１からくさび領域４３の方に移動する方向
に付勢されている。

【００３０】以上のように、第３実施例によれば、一つ
のばねによってくさび部材４４を遊び領域４１からくさ
び領域４３に付勢することができ、部品点数の減少及び
組立の簡素化を図ることができる。

【００３１】図１４は、本発明の第４の実施例を示す。
本実施例においては、上記第１の実施例と異なり、図１
６に示すように、くさび領域４３が遊び領域４１の周方
向両側に連続的に形成されている。この遊び領域４１の
壁面には、その壁面から陥没する陥没溝６８が形成さ
れ、この陥没溝６８に沿って、円柱６６が出没可能に備
えられている。この円柱６６は、対になって備えられて
いる板ばね４６´によって常に本体部３９の中心方向に
付勢されており、スパナ３４を回転筒２２に装着する前
の通常の状態では、陥没溝６８から溝４２内に突出して
いる。このため、図１６の実線で示すように、スパナを
回転筒に装着する前のくさび部材４４は、円柱６６に押
圧されて左右いずれかのくさび領域４３に位置してい
る。なお、くさび部材４４の両端部にはボス部６２が備
えられており、このボス部６２を溝４２の両側面、すな
わち図１５の左右側面に設けられた嵌装溝６４に嵌装す
ることにより、くさび部材４４が溝４２から脱落するの
を防止している。

【００３２】次に本実施例の動作について説明する。ま
ず、スパナ３４の開口部４０を回転筒２２に装着する
と、くさび部材４４は回転筒２２と接触し、図１６の２
点鎖線で示すように、回転筒２２に押圧されてくさび領
域４３から遊び領域４１に逃げ、円柱６６をばね４６´
の付勢力に抗して後退させる。よって、スムーズにスパ
ナ３４の開口部４０を回転筒２２に装着することがで
き、また回転筒２２の形状などに合わせてスパナ３４を
装着する必要はない。

【００３３】次にスパナ３４を時計方向に回転すると、
図１６に実線で示すように、くさび部材４４は反時計方
向側のくさび領域４３に向かって転動するとともに円柱
６６の突出力により、そのくさび領域に押し込まれ、く
さび領域４３の壁面と回転筒２２の外周面２３との間に
くさび状に喰い込み、スパナと回転筒は一体化される。
このため、さらに同方向にスパナを回転すると回転筒２
２は、くさび部材４４を介して時計方向に回転し、ドリ
ル等の加工工具を固定することができる。

【００３４】次にスパナ３４を回転筒２２から取り出す
際は、スパナ３４を反時計方向に若干回転させれば、く
さび部材４４は、相対的に時計方向に移動して溝４２の
遊び領域４１に収納される。これにより、上記実施例と
同様、スパナ３４を回転筒２２から容易に取り出すこと
ができる。

【００３５】次に加工工具をチャック筒１６から取り出
す場合は、上記第１の実施例と異なり、加工工具をチャ
ック筒１６に固定する時の回転筒２２に装着する向きと
は無関係に、スパナ３４を回転筒２２に装着しても良
い。その装着後、スパナ３４を反時計方向に回転する
と、くさび部材４４は相対的に時計方向側のくさび領域
４３に移動し、同様にしてくさび領域４３の壁面と回転
筒２２の外周面２３との間にくさび状に喰い込み、スパ
ナと回転筒は一体化される。このため、スパナ３４をさ
らに反時計方向に回転することにより、回転筒２２はス
パナ３４を介して反時計方向に回転し、ドリル等の加工
工具をチャックから取り出すことができる。すなわち本
実施例によれば、加工工具を取り付ける場合と取り外す
場合とでスパナ３４の回転筒２２に装着する向きを換え
る必要はない。

【００３６】以上の実施例では、締結部材としてチャッ
クの締め付けナットを例にとったが、これに限定する必
要はなく、例えば図１７の第５実施例に示すように、本
発明はナット５４とボルト５６を締め付ける場合にも適
用できる。この実施例におけるナット５４およびボルト
５６の頭部形状は、なめらかな円周を有する形状をして
おり、スパナ等を引っかけるためのエッジ等を備えてい
ない。スパナ３４の構造は上記第１実施例と同じであ
り、その説明は省略する。このように本発明の第５実施
例によっても、ナット等の外周面にスパナを引っかける
ためのエッジ等を設けていないため、ナット等の加工が
容易であり、またナットにスパナを挿入する際ナットの
形状に合わせる必要はなく、容易にナット等にスパナを
装着することができる。さらに、本実施例におけるナッ
ト等はエッジを有しないため、ナットがつぶれることに
よってナットの使用が不可能になるということはない。

【００３７】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、締結部材
への取り付けが容易で、締結部材の加工を容易にするこ
とができ、さらには締結部材の周りに障害物がある場合
でも容易に締め付け作業ができるスパナを提供すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例の締め付けの対象となるチャックの切
り欠き断面図を示す。

【図２】本実施例に係わるスパナの平面図である。

【図３】チャックを締め付ける際のチャックとスパナの
一部切り欠き側面図である。

【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。

【図５】スパナを回転筒に装着する前のくさび機構の拡
大図である。

【図６】スパナを回転筒に装着している際のくさび機構
の拡大図である。

【図７】くさび部材がくさび領域の壁面と回転筒の外周
面との間に喰い込んだ状態を示す拡大図である。

【図８】チャックを緩める際のチャックとスパナの側面
図である。

【図９】本発明の第２実施例を示す要部断面図である。

【図１０】本発明の第３実施例を示す一部切り欠き平面
図である。

【図１１】図１０のＸＩ−ＸＩ線に沿った断面図であ
る。

【図１２】第３実施例の図９と同位置の断面図である。

【図１３】第３実施例に使用されるばねの斜視図であ
る。

【図１４】本発明の第４実施例を示す断面図である。

【図１５】図１４におけるＸＶ−ＸＶ線に沿った断面図
である。

【図１６】図１５におけるＸＶＩ−ＸＶＩ線に沿った断
面図である。

【図１７】本発明の第５実施例に係わるスパナとナット
ボルトの側面図である。

【符号の説明】

２２ 回転筒 ３４ スパナ ３８ 内周面 ４４ くさび部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B25B 13/46 B25B 13/28

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 締結部材をその軸周りに回転させること
   により、締結部材を他の部材に対して締め付けるための
   スパナであって、 前記締結部材の外周に装着される内周面を備えたスパナ
   本体を有し、 当該スパナ本体の内周面には、くさび部材と、当該くさ
   び部材を保持すると共に、前記くさび部材を収容する遊
   び領域とくさび領域を形成する保持手段が設けられ、 当該保持手段は、前記スパナの周方向に回動すると共
   に、当該回動によって、前記くさび部材を周方向に一定
   の範囲で移動可能に保持するリテーナと、当該リテーナ
   を前記くさび部材が前記遊び領域からくさび領域の方に
   移動する方向に付勢するばねと、スパナ本体の内周面に
   形成され、前記遊び領域と前記くさび領域の深さを決定
   する溝と、を備え、 前記くさび部材は、スパナ本体の少なくとも一方向への
   回転によりくさび領域に位置して、前記締結部材の外周
   と該くさび領域の壁面との間に食い込むよう構成され、
   かつ前記スパナ本体が前記一方向と逆方向に回転するこ
   とにより、遊び領域に移動するスパナ。