JP4644671B2 - 締結具取り付け工具及び取り付け工具の後付キット - Google Patents

Description

本発明は、締結具取り付け工具、特に締結具取り付け工具のキーとキーホルダに関する。

ねじ式締結具は、被加工物の両側面から作業し被加工物をともに固定することが困難である、すき間ばめ、締まりばめの用途に多用される。かかる用途では、取り付け工具により締結具を非円形ねじ式ナットにねじ込む間、締結具を固定保持するために、締結具のブローチ加工された凹部に差し込まれたキーを備えた締結具取り付け工具を使用することが慣行となっている。工具を用いナットを締結具にねじ込み、キーにより締結具の回転を防止して被加工物同士を締結ジョイント部で固定すると、締結具が取り付けられる。

従来技術では、ナットを取り付ける際、ばねを用いて締結具に対するキーの回転を防止していた。取り付け工程中でしばしばばねが疲労し破損するので、時間を要する工程でばねを交換する必要があった。ばねが疲労するので、一般的には直径の大きなばねストックから製造される。このため、取り付け工具の操作者にとって、取り付け工程の間、締結具の凹部にキーを嵌合したままにすることが困難となる。締結具の凹部にキーが適切に勘合していなければ、ナットは締結具に確実にねじ込まれない。重要な用途においては、不確実な取り付けは許容されない。さらに、この種の締結具取り付け工具に付随する問題は、キーが捻れたり、変形したりしやすいという点である。ナットを取り付けるとき、大径のばねストックから作られたばねを用いて、キーが締結具に対して回転するのを防止する場合に、損傷したキーの交換、又は、異なる寸法のキーへの交換は、比較的時間のかかる工程となる。

本発明の目的は、キーの捻れ変形又は湾曲を防止するように改善されたキーホルダを備えた締結具取り付け工具用キーを提供することである。

本発明の他の目的は、損傷したキーの交換又は異なる寸法のキーへの交換の迅速のために、迅速に取替え可能な締結具取り付け工具用キーを提供することである。

本発明のさらなる目的は、締結具取り付け工具のキーの回転を防止する締結具取り付け工具用キーホルダを提供することである。

これらの本発明の目的は、非円形外面を有する種のねじ式ナットを、端部に非円形凹部を有し、非円形凹部に対し相補的な形状をした非円形先端部を有する雄ねじ部材と嵌合する型式のねじ式締結具に取り付けるための、締結具取り付け工具を提供することで達成される。一般に、締結具取り付け工具は、ヘッド、ギア、ソケット、キー、キーホルダ、及びばねを備える。ギアは、ヘッドの内部に配置され、回転自在に操作可能であり、かつ非円形孔を有する。ソケットは、ねじ式ナットと相補的な形状を有し、ねじ式ナットを受容するよう適合され、ねじ式ナットを回転駆動するための非円形シートを有しており、この非円形シートは、非円形シートとは相補的な形状となる非円形の外面を有する非円形ナットと嵌合するように構成されている。また、ソケットは、非円形外面と管状孔内面をもつシャフトを有する。シャフトは、シャフトの非円形の外面に対し相補的な非円形状のギアの孔内に嵌合する。キーは、非円形外面をもつシャンクと、非円形外面をもつ先端部を有する。キーのシャンクは、シャフトの管状孔内に配置される。キーの先端部は、端部に非円形凹部を有した締結具の、キーの先端部と相補的形状の非円形凹部と嵌合するように構成される。キーホルダは、非円形開口部を有し、この開口部は非円形開口部に対し相補的な形状をした非円形状のキーのシャンクと嵌合する。キーホルダはヘッドの外面に取り付けられる。ばねは、キーに取り付けられる一方の端部と、ヘッドに取り付けられる他方の端部を有する。また、本段落で説明した、キー、キーホルダ、及びばねは、本段落で説明したヘッド、ギア、及びソケットを備えた締結具取り付け工具の、後付キットとして利用することも可能である。

図１は、ヘッド１４に固定された工具部品１２を有する締結具取り付け工具１０を示す。ヘッド１４は、キー１６、キーホルダ１８、ソケット２０、及びこれに装着されたばね２２を備え、その詳細については以下に説明する。締結具取り付け工具１０は、被加工物３０、３２内に位置する整列された孔２６、２８を通してねじ式締結具２４を取り付けるために用いられる。

図２〜４を参照し、キー１６はシャンク３４を有しており、シャンク３４の一部がソケット２０のシャフト３８の管状孔３６内に滑りばめにより保持される。シャフト３８はソケット２０と一体型に接続される。キー１６は、締結具２４の端部に形成されたはめ合い形状の非円形凹部４２内に着座する非円形先端部４０を含み、非円形ねじ式ナット４４の取り付けの際の回転に対抗して締結具２４を保持する。先端部４０及び凹部４２が他の部品と結合するよう適合されている限りは、先端部４０及び凹部４２は例えば、溝付、六角形状、スプライン状とすることができる。一つ以上の平面部を備えた他の非円形形状も同様に先端部４０と凹部４２に用いることができる。キーホルダ１８内のはめ合わせ形状開口部４８内に配置されたシャンク３４は一対の対向する平面部４６を含み、このキーホルダ１８はシャンク３４に対して相補的な一対の平面部５０を側方に備える。キーホルダ１８は締結具によりヘッド１４の外面に固定された平板であり、ねじ式ナット４４の取り付けの際にキー１６の回転を防止する。図に示されるように、キーホルダ１８はヘッド１４の外面の外側にのみ配置される。シャンク３４及び開口部４８の対向する平面部の形状は一般にダブルD形状（double-D shape）と呼ばれている。ダブルD形状及びシャンク３４と開口部４８の嵌合の詳細は図５に見ることができる。代替的実施形態において、シャンク３４が管状孔３６内に滑りばめにより保持され、相補的な形状の開口部４８と結合する限り、シャンク３４及び開口部４８を任意の非円形の形状にすることが可能である。例えば、シャンク３４及び開口部４８は互い結合する一つ以上の相補的な形状の平面部を備えることができる。他の例として、シャンク３４及び開口部４８には互いに結合する一つ以上の溝又はスプラインを備えることができる。同様に、シャンク３４及び開口部４８に他の非円形の形状を用いることもできる。これらの実施形態においても同様に、キーホルダ１８は締結具によりヘッド１４の外面に固定され、ねじ式ナット４４の取り付けの際にキー１６の回転を防止する。あるいは、キー１６は、産業上使用されてきた従来技術のキーよりも高い強度及び耐久性をキー１６に付与する、鍛鋼又は他の鍛合金から作られる。また、キーを、鋳鋼、他の鋳合金、機械加工棒鋼ストック、又は他の機械加工合金棒ストックから作ることもできる。

また、キー１６は先端部４０の反対側の端部に隣接して位置する孔５２を備える。ばね２２の一方の端部は孔５２内に配置され、他方の端部は締結具によりヘッド１４に固定される。ばね２２は、ソケット２０のシャフト３８の長手方向軸線に沿ってキー１６を付勢するよう作動する。代替的実施形態において、ばね２２の一方の端部を、先端部４０とは反対側のキー１６の端部に配置したスロット状溝（図示せず）内に固定し、ばね２２の他方の端部を締結具によりヘッド１４に固定することができる。同様に、ばね２２をキー１６に固定するほかの手段を用いることができる。

従来技術では、ソケットのシャフトの長手方向軸線に沿って付勢するために、また、キーが締結具に対して回転しないようにするために、ゲージの大きなばねが通常使用されていた。対照的に、締結具２４を取り付ける際に締結具２４に対するキー１６の回転を防止する効果を備えた本発明のキーホルダ１８は、ソケット２０のシャフト３８の長手方向軸線に沿ってキー１６を付勢し、キー１６を支持するためのみに用いられるゲージの小さなばね２２の使用を可能としている。ゲージの小さなばね２２を用いることは、大径のばねストックから作られたばねを操作するために必要な付加的な工具を必要とすることなく、キー１６の交換や取り外しを容易にする。

ソケット２０のシャフト３８の外面は、ギア５６の非円形孔内に相補的に滑りばめにより配置される非円形の形状を有しているため、締結具取り付け工具１０を駆動した際にソケット２０がギア５６とともに回転する。また、ソケット２０はねじ式締結具２４へ固定される、相補的な形状の非円形ねじ式ナット４４を受容するよう適合された非円形シート５８を備える。標準的なねじ式ナット４４を図２に示したが、壊れやすいねじ式ナット、すなわち米国特許第４，５４４，３１２号、同第６，０１５，３５１号、及び同第６，２３７，３５１号で示された型式のナットも同様に本発明の締結具取り付け工具１０とともに用いることができることは理解されよう。かかる他の非円形ねじ式ナットを使用する際には、相補的な形状となる非円形シート５８を備えたソケット２０が使用されるであろう。さらに、シャフト３８の外面は、内部に着座してソケット２０をギア５６に固定する、リング６２を有する環状溝６０を備える。

図２に示すように、締結具２４は一方の端部において拡大ヘッド６６として終端する細長シャンク６４を有する。シャンク６４は被加工物３０、３２の孔２６、２８を貫通するような寸法と形状を有している。締結具２４の凹部４２は、ヘッド６６とは反対側の端部に位置し、その端部は被加工物の接触可能な側を越えて突出している。シャンク６４はナット４４へ螺着するためにねじ山が外側に付される。通常、締結具２４は、被加工物３０の接触不可能な側、すなわち不可視側へ配置されたヘッド６６に取り付けられる。締結具取り付け工具１０のキー１６は、ナット４４への螺合の際の回転に対して締結具２４を支持し、保持する。シャンク６４上でナット４４を前進させることにより、ナット４４を締結具取り付け工具１０のソケット２０と嵌合させ、駆動する。

図１に示すように、締結具取り付け工具１０は、工具部品１２と、工具部品１２の駆動端部に迅速実装接続式連結するヘッド１４を具えた、当業で公知の回転駆動工具等である。他の工具部品を、本発明のヘッド１４、又はキー１６、キーホルダ１８、ソケット２０、ばね２２、及びギア５６を有する代替的に構成されたヘッドとともに用いることができる。工具部品１２を駆動すると、その工具部品１２はヘッド１４内に取り付けられたギアトレイン６８を介してギア５６に回転駆動力を供給し、ギア５６内に配置されたソケット２０を回転させる。同様に、ソケット２０は、ねじ式ナット４４を受容し、回転駆動するための非円形シート５８を備える。キー１６は、ソケット２０内と略同軸に、チューブ状孔３６の内部に滑りばめにより取り付けられる。ナット４４のねじ式締結具２４への取り付けの障害とならないように、先端部４０の直径の寸法を充分に小さくして、ねじ式ナット４４を貫通するようにする。長手方向に滑り変位するために、キー１６はチューブ状孔３６の内部に保持されているが、キーホルダ１８の開口部４８との嵌合により通常は締結具２４に対する回転が抑制されている。

操作の際、締結具取り付け工具の使用者は、典型的には締結具２４のねじ式シャンク６４上でナット４４の回転を開始する。最初に嵌合すると、先端部４０は凹部４２に受容され、一方ナット４４はシート５８に受容される。この際、付勢しているばね２２は、ナット４４とシート５８を越えて軸線方向に突出するように、先端部４０を配置する。

先端部４０と凹部４２の初期嵌合が生ずると、締結具取り付け工具１０が駆動されてソケット２０が回転作動する。この回転がナット４４をねじ式シャンク６４上で前進させる。この動作中、キー１６は、被加工物３０、被加工物３２及びソケット２０に対するシャンク６４の回転を防止する。ナット４４の前進は、ナット４４が最終取り付け位置に到達するまで、ヘッド１４内へのキー１６の格納を伴う。ナット４４が最終取り付け位置まで到達すれば、締結具２４の取り付けが完了する。

本発明の現時点での好ましい実施形態を説明してきたが、本発明は、添付した特許請求の範囲内であれば、様々な他の機能的な均等物に対しても実施可能であることは理解されよう。

ヘッドと工具部品を示す本発明の締結具取り付け工具の斜視図である。 本発明のヘッドの一部断面側面図である。 本発明のヘッドの一部分解斜視図である。 本発明のヘッドの分解斜視図である。 本発明のヘッドの平面図である。

Claims (15)

1. 非円形外面を有するねじ式ナットを、端部に非円形凹部を有し、その非円形凹部と相補的な形状となる非円形端部を有する雄ねじ部材と嵌合する型式のねじ式締結具に取り付けるための締結具取り付け工具において、該工具は、
   ヘッドと、
   ヘッドの内部に配置された回転自在に操作可能なギアであって、非円形孔を有するギアと、
   前記ねじ式ナットと相補的な形状を有し、該ねじ式ナットを受容するよう適合され、該ねじ式ナットを回転駆動するための非円形シートと、非円形外面及び管状孔内面をもつシャフトとを有し、そのシャフトが、シャフトの非円形外面と相補的な非円形の形状を有するギアの孔内に嵌合されるソケットと、
   非円形外面をもつシャンク及び非円形外面をもつ先端部を有し、前記シャンクがシャフトの管状孔の内部に配置されたキーであって、前記先端部が、該先端部と相補的な形状の非円形凹部を有した締結具の非円形凹部と嵌合するように構成されたキーと、
   非円形開口部を有し、その非円形開口部とは相補的な形状をした非円形形状を有するキーのシャンクと非円形開口部が嵌合するキーホルダであり、ヘッドの外面に固定されたキーホルダと、
   一方の端部をキーに取り付け、他方の端部をヘッドの外面に取り付けたばねとを備えることを特徴とする、締結具取り付け工具。
2. ヘッドに取り付けられた工具部品をさらに備える、請求項１に記載の締結具取り付け工具。
3. シャフトの外面は、シャフトの円周周りに配置された環状溝を有する、請求項１に記載の締結具取り付け工具。
4. ソケットをギアに固定する、環状溝の内部に着座したリングをさらに備える、請求項３に記載の締結具取り付け工具。
5. キーは、先端部とは反対側のキーの端部と隣接して位置する孔を備える、請求項１に記載の締結具取り付け工具。
6. ばねの一方の端部が孔の内部に配置され、ばねの他方の端部が締結具でヘッドに取り付けられる、請求項５に記載の締結具取り付け工具。
7. キーは、先端部とは反対側のキーの端部に配置されたスロット状溝を有する、請求項１に記載の締結具取り付け工具。
8. ばねの一方の端部がスロット状溝の内部に配置され、ばねの他方の端部が締結具でヘッドに取り付けられる、請求項７に記載の締結具取り付け工具。
9. キーホルダの非円形の開口部と嵌合する、非円形の外面を有するキーのシャンクはともに、一つ以上の平面部、溝、及びスプラインからなる群より選択された非円形形状を有する、請求項１に記載の締結具取り付け工具。
10. ばねはソケットのシャフトの長手軸線方向に沿って、キーを締結具取り付け工具に対して付勢するように作動する、請求項１に記載の締結具取り付け工具。
11. 締結具の非円形凹部と嵌合するよう構成された非円形の外面を有する先端部はともに、一つ以上の平面部、溝、及びスプラインからなる群より選択された非円形形状を有する、請求項１に記載の締結具取り付け工具。
12. 非円形外面を有するねじ式ナットを、端部に非円形凹部を有し、その非円形凹部と相補的な形状となる非円形端部を有する雄ねじ部材と嵌合する型式のねじ式締結具に取り付けるために用いられる締結具取り付け工具及び取り付け工具の後付キットにおいて、
    該締結具取り付け工具は、
    ヘッドと、
    ヘッドの内部に配置された回転自在に操作可能なギアであって、非円形孔を有するギアと、
    前記ねじ式ナットと相補的な形状を有し、該ねじ式ナットを受容するよう適合され、該ねじ式ナットを回転駆動するための非円形シートと、非円形外面及び管状孔内面をもつシャフトとを有し、そのシャフトがシャフトの非円形外面と相補的な非円形の形状を有するギアの孔内に嵌合されるソケットとを備え、
    前記キットは、
    非円形外面をもつシャンク及び非円形外面をもつ先端部を有し、前記シャンクがシャフトの管状孔の内部に配置されたキーであって、前記先端部が、該先端部と相補的な形状の非円形凹部を有した締結具の非円形凹部と嵌合するように構成されたキーと、
    非円形開口部を有し、その非円形開口部とは相補的な形状をした非円形形状を有するキーのシャンクと非円形開口部が嵌合するキーホルダであり、ヘッドの外面に固定されたキーホルダと、
    キーに固定するように作られた一方の端部、及びヘッドの外面に取り付けられるように作られた、他方の端部を有するばねとを備えることを特徴とする、締結具取り付け工具及び取り付け工具の後付キット。
13. 非円形外面を有するねじ式ナットを、端部に非円形凹部を有し、その非円形凹部と相補的な形状となる非円形端部を有する雄ねじ部材と嵌合する型式のねじ式締結具に取り付けるための締結具取り付け工具において、該工具は、
    ヘッドと、
    ヘッドの内部に配置された回転自在に操作可能なギアであって、非円形孔を有するギアと、
    前記ねじ式ナットと相補的な形状を有し、該ねじ式ナットを受容するよう適合され、該ねじ式ナットを回転駆動するための非円形シートと、非円形外面及び管状孔内面をもつシャフトとを有し、そのシャフトが、シャフトの非円形外面と相補的な非円形の形状を有するギアの孔内に嵌合されるソケットと、
    非円形外面をもつシャンク及び非円形外面をもつ先端部を有し、前記シャンクがシャフトの管状孔の内部に配置されたキーであって、前記先端部が、該先端部と相補的な形状の非円形凹部を有した締結具の非円形凹部と嵌合するように構成されたキーと、
    非円形開口部を有し、その非円形開口部とは相補的な形状をした非円形形状を有するキーのシャンクと非円形開口部が嵌合するキーホルダであり、ヘッドの外面に固定されたキーホルダと、
    一方の端部をキーに取り付け、他方の端部をヘッドの外面に取り付けたばねと、
    ギアを回転自在に操作するためにヘッドに取り付けられた工具部品とを備えることを特徴とする、締結具取り付け工具。
14. シャフトの外面は、シャフトの円周周りに配置された環状溝を有する、請求項１３に記載の締結具取り付け工具。
15. ソケットをギアに固定する、環状溝の内部に着座したリングをさらに備える、請求項１４に記載の締結具取り付け工具。

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