JP4990235B2 - ねじ回し工具 - Google Patents

Description

本発明は、ねじ回し工具に関するものである。

例えばプラスドライバなどの工具の刃先には、ビスの十字穴と係合可能な刃稜部や溝部が先方から見て十字状に形成されている。このような工具の刃先は、ビスの十字穴との嵌めあいがすきまばめになっており、ビスの十字穴との間に一定の隙間が設けられている。このような隙間があると、ビスに対して刃先が強い係合力で係合することが困難となる。
即ち、工具の刃先は、ビスの十字穴に工具を挿し込んだり抜いたりしやすいようにテーパ状に形成され、刃稜部の側面は軸心に対して傾斜した傾斜面となっている。このような傾斜面を有する刃先をビスの十字穴に挿し込んで回動させると、刃先の傾斜面に回動方向に力が加わる。この傾斜面に加わる力は、傾斜面が軸心に対して傾斜しているため、周方向の力成分だけでなく軸方向の力成分としても作用する。その結果、軸方向の力成分の反力により刃先が十字穴から浮きあがるカムアウト現象が起こる虞がある。このようなカムアウト現象が起こると、ビスに対して刃先が強い係合力で係合することがさらに困難となる。

そこで、特許文献１〜３には、刃先の刃稜部の側面に突起や凹部などを形成した工具が開示されている。同文献には、このような突起や凹部を刃稜部の側面に設けることで、刃先を十字穴に対して回動させた際に十字山部の側面に突起や凹部が係合し、ビスに対する刃先の係合力が強化されてカムアウト現象の防止が可能になることも開示されている。
特開昭５４−７１５００号公報 特表２００３−５１７５３８号公報 特許３１４８７２７号公報

ところで、特許文献１〜３の工具では、工具の刃先をビスの十字穴に挿入しても、それだけでは突起や凹部が十字山部の側面に十分に係合することはない。工具をビスの十字穴に対して回動した時にはじめて突起や凹部が十字山部の側面に接触し、両者が係合することでカムアウト現象が抑制されるのである。それゆえ、工具をビスに対して回動させると上述のようにカムアウト現象も多少は発生するため、このような工具の回動を伴う手段ではカムアウト現象を確実に防止することはできなかった。
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、ねじ回し工具の刃先をビスの十字穴に挿し込むだけで工具を回動させなくてもビスに対して刃先を強い力で係合させることができ、カムアウト現象の発生を確実に抑制することができるねじ回し工具を提供することを目的とする。

前記目的を達成するため、本発明は次の技術的手段を講じている。
すなわち、本発明のねじ回し工具は、ビスの十字穴に係合する刃稜部とビスの十字山部に係合する溝部とを備える刃先が軸心方向の先端側に形成されたねじ回し工具であって、
前記溝部の溝底には当該溝底から隆起した少なくとも１つの突起部が設けられており、
前記突起部は、前記刃先の軸心から当該突起部の頂面までの距離が、前記十字穴における中心から十字山部の頂面までの径方向の距離よりも大きく形成されていることを特徴とする。

このようにすれば、刃先とビスの十字穴との嵌め合いがすきまばめとなっていても、ビスの十字穴の十字山部に接触する溝部の溝底に突起部が形成されているため、ねじ回し工具の刃先をビスの十字穴に挿し込むだけで突起部を十字山部の頂面に係合させることができる。また、突起部は、刃先の軸心から突起部の頂面までの距離が十字穴における中心から十字山部の頂面までの径方向の距離よりも大きく形成されており、溝部の溝底に対する嵌め合いがしまりばめになっている。それゆえ、突起部の頂面が十字穴の山部に確実に食らいつき、ねじ回し工具の刃先をビスの十字穴に強い力で係合させることができる。

その結果、工具を回動させなくてもビスの十字穴に対して刃先を強い力で係合させることができ、カムアウト現象の発生を確実に抑制することができる。
前記突起部は、前記刃先の軸心を挟んで対向する少なくとも１組の溝部に、溝長手方向に距離をあけて２つ以上形成されているのが好ましい。
このようにすれば、ねじ回し工具が十字穴に対して傾いて挿入されたとしても、突起部のいずれかが山部に係合し、ねじ回し工具の刃先をビスの十字穴に強い力で係合させることができる。

前記溝部は、刃先端側で十字山部に対向しかつ前記突起部が形成された深溝と当該深溝から刃後端側に至る浅溝とを備えており、前記深溝は前記軸心から当該深溝の溝底までの距離が前記十字穴の中心から前記十字山部の頂面までの距離以下になるように形成されており、前記突起部における前記刃先の軸心から当該突起部の頂面までの距離は前記十字穴の中心から前記十字山部の頂面までの距離以上になるように形成することもできる。
これによれば、浅溝を形成した上で、この浅溝を利用して深溝の形成に合わせて突起部を容易に形成することができる。

本発明によれば、ねじ回し工具の刃先をビスの十字穴に挿し込むだけで工具を回動させなくてもビスに対して刃先を強い力で係合させることができ、カムアウト現象の発生を確実に抑制することができる。

［第１実施形態］
以下、本発明のねじ回し工具１の第１実施形態を図面に基づき説明する。
図１〜図５に示すように、ねじ回し工具１（以下、単に工具１と呼ぶ）は、プラスドライバであり、基端側に柄部（図示略）を備え、この柄部から軸心方向に沿って先端側に伸びる工具軸２を備えている。工具軸２の先端側には刃先３が備えられており、刃先３には刃稜部４と溝部５とが形成されている。
図１に示すように、刃先３は軸心Ｘを有する円柱状に形成された工具軸２に形成されており、先端側に向かって尖った形状に形成されている。刃先３には、刃稜部４と溝部５とが軸心Ｘ回りに交互に配置されて十字状に形成されており、刃稜部４と溝部５との間には刃側面１３が形成されている。

図２に示すように、刃稜部４は、刃先３における軸心Ｘから径外側に向かって突出した部分の突端側に平坦な面状に形成されている。刃稜部４は、その平坦面が軸心方向の先端側を向くように、先端側から後端側に向かうに連れて軸心Ｘから離れるように傾斜している。この刃稜部４が軸心Ｘに対して有する傾斜角度はマイナス公差を備えており、軸心Ｘ回りに等間隔をあけて４箇所形成されている。
溝部５は、刃稜部４から径内側に向かって凹んで形成されている。溝部５は先端側の深溝６と後端側の浅溝７とで構成されている。深溝６の溝底６ａは浅溝７の溝底７ａより径内側に位置しており、深溝６は浅溝７より深く形成されている。深溝６の溝底６ａ及び浅溝７の溝底７ａと刃稜部４との間には平坦な面状の刃側面１３が形成されており、この刃側面１３は深溝６及び浅溝７の溝側面にもなっている。

深溝６の溝底６ａ及び浅溝７における先端側の溝底７ａは、刃稜部４と同様に先端側から後端側に向かうに連れて軸心Ｘから離れるように傾斜している。これらの溝底６ａ、７ａが軸心Ｘに対して為す傾斜角度は、マイナス公差を備えており、刃稜部４の傾斜角度より小さい角度となっている。
刃側面１３は、軸心Ｘに対して傾斜した刃稜部４及び溝底６ａ、７ａと同様に先端側から後端側に向かうに連れて軸心Ｘから離れるように軸心Ｘに対して傾斜している。
図３の左側に示すように、ビス８は、上述のような刃稜部４、溝部５、及び刃側面１３を備えた刃先３と係合可能な十字穴９を備えている。十字穴９は、工具１を挿し込んだ際に刃先３の軸心Ｘが穴中心線Ｙと一致する。十字穴９は、穴中心線Ｙ回りに等間隔をあけて４箇所の十字山部１０と十字谷部１４とを交互に備えている。

十字谷部１４は、十字穴９における穴中心線Ｙから最も径外側に凹んだ部分に平坦な面状に形成されており、刃先３を十字穴９に挿入した際に刃稜部４に対面するようになっている。十字谷部１４は、刃稜部４に合わせて穴奥側から穴口側に向かうに連れて穴中心線Ｙから離れるように傾斜状に形成されている。十字谷部１４と刃稜部４とは軸心Ｘや穴中心線Ｙに対して同じ傾斜角に仕上げられており、十字谷部１４はプラス公差、刃稜部４はマイナス公差となっている。それゆえ、刃先３の刃稜部４を十字穴９の十字谷部１４に支障なく挿入することが可能となる。

十字山部１０は、十字穴９における十字谷部１４から径内側に向かって突出した部分の突端側に形成される頂面１０ａと、頂面１０ａと十字谷部１４との間に形成される側面１０ｂとの２種類の平坦面を備えている。十字山部１０の頂面１０ａは、深溝６の溝底６ａに合わせて先端側から後端側に向かうに連れて軸心Ｘから離れるように軸心Ｘに対して傾斜状に形成されており、刃先３を十字穴９に挿入した際に深溝６の溝底６ａに対面するようになっている。十字山部１０の頂面１０ａと深溝６の溝底６ａとは傾斜角度が等しくされており、十字山部１０の頂面１０ａはプラス公差、溝底６ａはマイナス公差となっている。それゆえ、深溝６の溝底６ａを十字穴９の十字山部１０に支障なく挿入することが可能となる。

十字山部１０の側面１０ｂは、穴中心線Ｙに対して傾斜した頂面１０ａと十字谷部１４との間に平坦状に形成されており、穴奥側から穴口側に向かうに連れて穴中心線Ｙから離れるように軸心Ｘに対して傾斜して刃側面１３と対面可能となっている。
次に、上述の刃先３とビス８との係合状態を、ＪＩＳ Ｂ１０１２に規定されるＨ形十字穴の４番をビス８とした場合を例示して説明する。
まず、ビス８については、十字谷部１４が穴中心線Ｙに対して傾斜角度２６°３０′、公差０〜１５′で形成され、十字山部１０の頂面１０ａが穴中心線Ｙに対して傾斜角度７°、公差０〜１５′で形成される。

一方、このビス８に挿入する刃先３については、刃稜部４を軸心Ｘに対して傾斜角度２６°３０′、公差−１５〜０′で形成し、溝部５については深溝６の溝底６ａ及び浅溝７の溝先端側の溝底７ａが軸心Ｘに対して傾斜角度７°、公差−１５〜０′で形成する。
そして、上述のように、刃稜部４と十字谷部１４とは軸心Ｘ（穴中心線Ｙ）に対する傾斜角度が互いに等しく、また十字山部１０の頂面１０ａと溝底６ａと傾斜角度が等しくなっている。そして、刃稜部４と十字谷部１４との間には両者の公差の差０〜３０′に相当する隙間が形成され、十字山部１０の頂面１０ａと溝底６ａとの間にも両者の公差の差０〜３０′に相当する隙間が形成される。それゆえ、刃先３の刃稜部４や溝部５を十字穴９の十字谷部１４や十字山部１０に支障なく挿入することができる。

ところで、図３の右側に示すように、工具１の刃先３をビス８の十字穴９に挿し込んで、工具１をビス８に対して回動させると、刃側面１３が十字山部１０の側面１０ｂに面状態で係合する。そして、工具１に加えられたビス８を回動させようとする力が、刃側面１３と側面１０ｂとの係合面を介して、ビス８に伝達されることになる。
ところが、刃側面１３と側面１０ｂとは上述のように軸心Ｘ（穴中心線Ｙ）に対して傾斜しており、これらの係合面も軸心Ｘ（穴中心線Ｙ）に対して傾斜している。それゆえ、係合面に加えられたビス８を回動させようとする力の一部は工具１をビス８から引き離す方向（軸心方向）にも作用し、その結果、工具１の刃先３がビス８の十字穴９より浮き上がるカムアウト現象の要因となる。

そこで、本発明では、上述のカムアウト現象を防止すべく、挿入するだけで刃先３を十字穴９に強固に係合させる突起部１２を設けている。この突起部１２は、溝部５の溝底から隆起（本実施形態では深溝６の溝底６ａから隆起）している。そして、突起部１２の突端は、十字山部１０の頂面１０ａより径外側に位置しており、頂面１０ａに食らいつくようになっている。
すなわち、上述のＪＩＳ Ｂ１０１２に規定されるＨ形十字穴の４番をビス８とした場合を例に挙げれば、図３の左側に示すように十字穴９の寸法ｂは３．４８ｍｍに定められている。そして、従来の工具では刃先３の寸法ｂ’がＪＩＳ規格で３．５８ｍｍとなっているので、刃先３を十字穴９の奥まで挿入することはできない。しかし、本発明の刃先３では、寸法ｂ’を３．５８ｍｍより小さくしているので、突起部１２がなければ刃先３を十字穴９の奥まで挿入することが可能となっている。それゆえ、十字穴９に対して刃先３を挿入すれば、突起部１２が十字穴９の十字山部１０に当接し、突起部１２を十字山部１０の頂面１０ａに食い込ませることができる。その結果、ビス８に対して刃先３を回動しなくても、十字穴９に対して刃先３が強固に係合してカムアウト現象を防止することができる。

具体的には突起部１２を、軸心方向のＰ位置における刃先３の各部の寸法関係が以下の通りとなるように形成する。
図４及び図５に示すように、深溝６は、浅溝７に対して溝長手方向の先端側に隣接して形成されており、その溝底６ａは十字山部１０の頂面１０ａ、すなわち従来のビットの溝底より径内側に向かって深く形成されている。そして、突起部１２は、溝底６ａから径外側に向かって突出しており、その突端は十字山部１０の頂面１０ａより径外側に位置している。それゆえ、十字穴９に対して刃先３を挿入するだけで、突起部１２が十字山部１０の頂面１０ａに食い込んで強固に係合する。

なお、突起部１２の突出高さは、浅溝７の溝底７ａとの間に以下のような寸法関係を有している。
浅溝７は、刃先３を十字穴９に挿入した際に、刃先３の軸心Ｘから溝底７ａまでの距離Ｌ１が、同じ軸心方向の位置で比較した十字穴９の穴中心線Ｙから十字山部１０の頂面１０ａまでの距離Ｌ２よりも大きく形成されている。この浅溝７の溝底７ａと十字山部１０の頂面１０ａとの位置関係は、軸心方向のいずれの位置でも成立する。
それゆえ、突起部１２が形成されている軸心方向のＰ位置で比較しても、刃先３の軸心Ｘから溝底７ａの延長線上までの距離Ｌ１が、十字穴９の穴中心線Ｙを通る軸心Ｘから十字山部１０の頂面１０ａまでの距離Ｌ２よりも大きく形成されていることになる。

一方、深溝６は、浅溝７の溝底７ａよりさらに径内側に向かって断面視略三角状に凹んだ溝であり、刃先３を十字穴９に挿入した際には、軸心Ｘから溝底６ａまでの距離Ｌ３がビスにおける十字穴９の穴中心線Ｙから十字山部１０の頂面１０ａまでの距離Ｌ２以下になるように形成されている。
さらに、突起部１２は、深溝６の溝底６ａから径外側に向かって突出しており、刃先３を十字穴９に挿入した際には、突起部１２が形成されている軸心方向の位置で比較すると、刃先３の軸心Ｘから突起部１２の頂面１５までの距離Ｌが浅溝７における刃先３の軸心Ｘから浅溝７の延長面上の溝底までの距離Ｌ１と略等しくなるように形成されている。つまり、突起部１２は、その頂面１５が十字山部１０より径外側に突出しており、十字山部１０に食らいつくようになっている。

深溝６と浅溝７との間には中間溝１１が形成されている。この中間溝１１は、浅溝７と深溝６との中間の深さを持った溝であり、十字穴９が軸長さ方向に深く形成されたビス８に刃先３を挿入する際に浅溝７が十字穴９に引っ掛からないようにする逃がし部分となっている。
次に、ビス８へのねじ回し工具１の係合方法について説明する。
図３〜図５に示すように、工具１をビス８に係合させる際は、刃先３の先端側を十字穴９に挿入し、十字穴９の奥側まで刃先３の先端側を挿し込む。刃先３の先端側が十字穴９の奥側まで十分深く挿し込まれると、刃先３の軸心Ｘと十字穴９の穴中心線Ｙが一致し、刃先３の深溝６に十字穴９の十字山部１０が嵌り込んで刃先３がビス８に係合するようになる。

ここで、突起部１２の頂面１５と十字穴９の十字山部１０との径方向の位置関係（深さと高さの関係）について説明する。なお、突起部１２の頂面と十字穴９の十字山部１０との径方向の位置関係は、軸心方向の同位置（突起部１２の頂面を通る軸心方向位置）で比較する。
まず、浅溝７については、軸心方向のいずれの位置でも、上述のように刃先３の軸心Ｘから浅溝７の溝底７ａまでの距離Ｌ１が、十字穴９の穴中心線Ｙから十字山部１０の頂面１０ａまでの距離Ｌ２よりも大きく形成されている。

ここで、深溝６の溝底６ａと十字穴９の十字山部１０とはほぼ平行になるように形成されているため、浅溝７の溝底７ａの延長線上でも上述の関係は変化しない。それゆえ、突起部１２の頂面１５を通る軸心方向位置でも、刃先３の軸心Ｘから浅溝７の延長線上の溝底７ａまでの距離Ｌ１とＬ２との間にもＬ１＞Ｌ２の関係が成立する。
なお、深溝６については、上述のように、軸心Ｘから溝底６ａまでの距離Ｌ３が十字穴９の穴中心線Ｙから十字山部１０の頂面１０ａまでの距離Ｌ２以下になるように形成されている。当然、突起部１２の頂面１０ａを通る軸心方向位置でも上述の関係は変化しない。それゆえ、軸心Ｘから深溝６の溝底６ａまでの距離Ｌ３と、十字穴９の中心から十字山部１０までの距離Ｌ２との間にはＬ１＞Ｌ２≧Ｌ３の関係が成立する。

さらに、突起部１２における刃先３の軸心Ｘから突起部１２の頂面１５までの距離Ｌは、浅溝７における刃先３の軸心Ｘから浅溝７の延長面上の溝底までの距離Ｌ１と略等しくなるように形成されている。
つまり、軸心Ｘから突起部１２の頂面１５までの突出高さ（距離Ｌ）は、十字穴９の穴中心線Ｙから十字山部１０の頂面１０ａまでの距離Ｌ２よりも大きいことになる。それゆえ、ねじ回し工具１の刃先３をビス８の十字穴９に挿し込むだけで、突起部１２の頂面１５が十字穴９の十字山部１０の頂面１０ａに対して食い込む（しまりばめで嵌め込まれる）ことになり、刃先３をビス８に強い力で係合することができる。

次に、工具１をビス８に対して回動させると、刃側面１３と十字山部１０の側面１０ｂとの係合面に回動力が作用する。この力は、刃側面１３と十字山部１０の側面１０ｂとが軸心Ｘ（穴中心線Ｙ）に対して傾斜しているため、力の一部が工具１をビス８から引き離す方向に作用する。しかし、上述のように突起部１２は十字山部１０の頂面１０ａに対して食い込んでいるので、刃先３が十字穴９から浮き上がるのが抑えられ、カムアウト現象の発生が確実に防止される。
次に、本発明のねじ回し工具１の製造方法について説明する。ねじ回し工具１の製造方法は、以下のように行われる。

まず、先端側が円錐状に尖った丸棒材に対して浅溝７の形成を行う。次に、形成された浅溝７に対して、浅溝７の先端側に深溝６と突起部１２とを同時に形成する。深溝６の形成は、プレス金型を浅溝７の溝底７ａに対して径外側から径内側に向かって押圧することで行う。
深溝６のプレス金型には、金型長手方向に沿って距離をあけて凹部が２箇所形成されている。それゆえ、プレス金型で浅溝７を押圧すると、刃先３側は凹部に対応する部分が押圧されずに残り、また刃先３の肉の一部が凹部に逃げ、深溝６の形成に合わせて突起部１２が同時に（一度に）形成される。
［第２実施形態］
図６〜図８に示すように、第２実施形態のねじ回し工具１は、ドライバビットであり、軸心Ｘ回りに略多角柱（本実施形態では六角柱形状）の棒状に形成されており、両端側にそれぞれ刃先３が形成されている。これらの両端側の刃先３には第１実施形態と同様な浅溝７、深溝６、及び突起部１２が形成されており、どちらの刃先３でも工具１を回動させなくてもビス８に対して刃先３を強い力で係合させることができるようになっている。それゆえ、刃先３をビス８の十字穴９に挿し込むだけで、カムアウト現象の発生を確実に抑制しつつビス８に対して刃先３を強い力で係合させることができる。なお、第２実施形態の工具１における上記以外の構成及び作用効果については第１実施形態と同じである。

本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、発明の本質を変更しない範囲で各部材の形状、構造、材質、組み合わせなどを適宜変更可能である。
例えば、上記実施形態では、突起部１２は溝長手方向に距離をあけて少なくとも２つ形成されていた。しかし、突起部１２は溝長手方向に１個だけとしても良いし、３つ以上としても良い。
また、上記実施形態では、突起部１２における刃先３の軸心Ｘから頂面までの距離Ｌは、浅溝７における刃先３の軸心Ｘから浅溝７の延長面上の溝底７ａまでの距離Ｌ１と略等しくなるように形成されていた。しかし、突起部１２における刃先３の軸心Ｘから頂面１５までの距離Ｌを、浅溝７における刃先３の軸心Ｘから浅溝７の延長面上の溝底７ａまでの距離Ｌ１より大きく形成することもできる。

第１実施形態のねじ回し工具の刃先の斜視図である。 図１の刃先の拡大図である。 左側は後端側から見たビスの正面図であり、右側は先端側から見た刃先の正面図である。 図２のＡ−Ａ線断面図である。 刃先をビスの十字穴に係合した状態の突起部の拡大断面図である。 第２実施形態のねじ回し工具の正面図である。 図６の側面図である。 図６の刃先の拡大図である。

符号の説明

１ ねじ回し工具
２ 工具軸
３ 刃先
４ 刃稜部
５ 溝部
６ 深溝
６ａ深溝の溝底
７ 浅溝
７ａ浅溝の溝底
８ ビス
９ 十字穴
１０ 十字山部
１０ａ十字山部の頂面
１０ｂ十字山部の側面
１１ 中間溝
１２ 突起部
１３ 刃側面
１４ 十字凹部
１５ 突起部の頂面
Ｘ 軸心
Ｙ 穴中心線
Ｐ 突起部を通る軸心方向の位置
Ｌ１ 刃先の軸心から浅溝の延長線上の溝底までの距離
Ｌ２ 十字穴の穴中心線から十字山部の頂面までの距離
Ｌ３ 軸心から深溝の溝底までの距離
Ｌ 軸心から突起部の頂面までの距離

Claims (3)

1. ビスの十字穴に係合する刃稜部とビスの十字山部に係合する溝部とを備える刃先が軸心方向の先端側に形成されたねじ回し工具であって、
   前記溝部の溝底には当該溝底から隆起した少なくとも１つの突起部が設けられており、
   前記突起部は、前記刃先の軸心から当該突起部の頂面までの距離が、前記十字穴における中心から十字山部の頂面までの径方向の距離よりも大きく形成されていることを特徴とするねじ回し工具。
2. 前記突起部は、前記刃先の軸心を挟んで対向する少なくとも１組の溝部に、溝長手方向に距離をあけて２つ以上形成されていることを特徴とする請求項１に記載のねじ回し工具。
3. 前記溝部は、刃先端側で十字山部に対向しかつ前記突起部が形成された深溝と当該深溝から刃後端側に至る浅溝とを備えており、
   前記深溝は、前記軸心から当該深溝の溝底までの距離が、前記十字穴の中心から前記十字山部の頂面までの距離以下になるように形成されており、
   前記突起部における前記刃先の軸心から当該突起部の頂面までの距離は、前記十字穴の中心から前記十字山部の頂面までの距離以上になるように形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のねじ回し工具。

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