JP5688049B2 - 接続用工具 - Google Patents
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Description
接続用工具100は、図26に示す第1部品2と第2部品3をシール部材6に圧入するための道具である。
始めに、第1部品2と第2部品3をシール部材6に圧入するために、図26に示す第1部品2の取付溝4fに第1ホルダ141を取り付け、及び第2部品3の取付溝5fに第2ホルダ151を取り付け図38の状態とする。
次に、図38に示す接続用工具100の第1アーム106の第1アーム係合部材106Aを第1ホルダ141のホルダ係合部141Aに係合させ、及び第2アーム107の第2アーム係合部材107Aを第2ホルダ151のホルダ係合部151Aに係合させる。
さらに、接続用工具100の可動把手125を引き寄せることで、第1アーム106が第2アーム107へと近づく。それにより、第1部品2と第2部品3をシール部材6に圧入することができる。
しかし、接続用工具100においては、把手122の握る力加減で第1アーム106と第2アーム107の位置調整を行うことから、第1アーム106と第2アーム107の微妙な位置調整を行うことができない。そのため、シール部材6に対して荷重が掛かり過ぎ、シール部材6を破壊に至らしめることがあるため問題となる。また、締結部材60を装着するまで力を加え続ける必要があるため問題となる。
さらに、第1部品2と第2部品3をシール部材6に圧入する際には、第1ホルダ141及び第2ホルダ151が必要となるため問題となる。すなわち、第1ホルダ141と第2ホルダ151のいずれか一方でも紛失した際には、圧入を行うことができなくなるためホルダの管理及び接続用工具の管理が必要となり、その工数が増える。
(1)樹脂よりなる第1部品と樹脂よりなる第2部品とを互いに接続する薬液用機器のシール部材を使用し、前記シール部材に形成された凹部に前記第1部品と前記第2部品の接続部を仮挿入した後で、前記仮挿入した状態の前記第1部品と前記第2部品の接続部を該凹部に圧入することで前記第1部品と前記第2部品とを接続する接続用工具において、前記第1部品と係合する第1係合部を有し、円筒形状の内周面を有する中空円筒形状の第1係合部材と、前記第2部品と係合する第2係合部を有し、円筒形状の内周面を有する中空円筒形状の第2係合部材とを有し、前記第1係合部材に中空円筒形状の固定シャフトが固定されていること、前記第2係合部材の内周面は前記固定シャフトの外周面に摺動可能に保持されていること、前記固定シャフトとカム部材は連結部材により連結されていること、前記第2係合部材と前記カム部材が係合していること、を特徴とする。
また、カム部材の回転運動を固定シャフトに対する直進変位に変換及び増力することができる。そのため、小さな力で第1部品と第2部品をシール部材に圧入することができる。具体的には、本来第1部品と第2部品を接続シールに圧入するためには、1500N程度の推力が必要となるが、本発明によれば約30分の1の50N程度の操作力で推力を発生させることができ、圧入をすることができる。
<流体接続機器の全体構成>
図26には、流体接続機器である第1部品2、第2部品3、シール部材6の接続前の外観斜視図を示す。図33は、図26の断面図を示す。
第1部品2、第2部品3、及びシール部材6は、腐食性の高い液体を流す流体接続機器であるため耐薬品性の高い樹脂でできている。
図33に示すように、第1部品2にはシール部材6と連結する部分に第1接続部4が形成されている。また第2部品3にはシール部材6と連結する部分に第2接続部5が形成されている。
第1及び第2接続部4,5は、円筒状をなし、流路4h,5hが端面に開口している。第1及び第2接続部4,5の端面には、流路開口部の周りに、シール溝4a,5aが形成されている。シール溝4a,5aには、環状突起4b,5bが流路4h,5hと同心円状に突設されている。第1及び第2接続部4,5は、端面外周に沿って、凸部4g,5gが外向きに突設されている。
なお、図33では、シール部材6の形状を理解し易いように、把持部12の外周線を省略している。
図35は、図26に示すシール部材6の平面図である。図36は、図35に示すシール部材6のGG断面図である。
シール部材6は、PFAなどの硬くて耐腐食性がある樹脂を材質とし、本体部11と把持部12と張出部13とを備える。
図30乃至図32に締結部材60が示されている。締結部材60は、第1部品2と第2部品3がシール部材6に圧入された状態を保持しておくための部材である。締結部材60を取り付けることにより、第1部品2又は第2部品3に対して外部から衝撃等があった場合でもシール部材6から外れることがない。
締結部材60は、第1分割片60Aと第2分割片60Bを有する。第1分割片60Aと第2分割片60Bは図示しないが軸棒により連結しているため、軸棒を中心に第1分割片60Aと第2分割片60Bが開口する。
また、第1分割片60Aには、第2分割片60Bと嵌合するための嵌合凸部62Aが第2分割片60B方向に対して形成されている。第2分割片60Bのうち第1分割片60Aと第2分割片60Bが当接した際に、嵌合凸部62Aにあたる部分に嵌合孔63Bが形成されている。図30に示すように、嵌合凸部62Aを嵌合孔63Bに挿入することで嵌合凸部62Aの引掛部621Aが嵌合孔63Bの周辺部に引掛り固定することができる。
なお、締結部材60及び引寄部材69については従来技術と変わるところがないため詳細な説明は割愛する。
図1に接続用工具(クランプ状態)の外観斜視図を示す。図2に接続用工具(アンクランプ状態)の側面図を示す。図3に接続用工具(アンクランプ状態)の正面図を示す。図4に接続用工具(アンクランプ状態)の背面図を示す。図5に接続用工具(アンクランプ状態)の上面図を示す。図6に図5に示す接続用工具(アンクランプ状態)のBB断面図を示す。図7に図2に示す接続用工具(アンクランプ状態)のAA一部断面図を示す。図8に接続用工具(クランプ状態)の上面図を示す。図9に図8に示す接続用工具(クランプ状態)のCC断面図を示す。図10に図9に示す接続用工具(クランプ状態)のDD一部断面図を示す。図11に接続用工具(アンクランプ状態とクランプ状態の中間位置)の一部断面図を示す。
図5に示すように、カム部材9は、カム機構を有するレバー部材である。カム部材9は、把持部91とカム機構としての揺動部92を有する。把持部91は、二段に折れており、作業者がつかみやすい形状となっている。
また、把持部91が二段に折れていることにより、接続用工具1がクランプ状態にあるのかアンクランプ状態にあるのかを一目で認識することができる。すなわち、把持部が直線形状である場合、把持部91を見ただけではクランプ状態かアンクランプ状態かの確認を一目で認識することが難しい。しかし、本実施形態のように把持部91の先端が折れた二段形状であることにより、図5に示すアンクランプ状態では、先端がシール部材6から遠い側方向を向く。他方クランプ状態では、図8に示すように、先端がシール部材6の近い側方向を向く。これにより、作業者は把持部91を見ることにより一目でクランプ状態かアンクランプ状態かを認識することができる。
したがって、第1部品2と第2部品3の距離が近い場合も、接続用工具1の第1係合部材7の位置を変更することができるため、第1部品2と第2部品3の距離の異なる流体機器に対して一つの接続用工具1で対応することができる。
したがって、第1部品2と第2部品3の距離が遠い場合も、接続用工具1の第1係合部材7の位置を変更することができるため、第1部品2と第2部品3の距離の異なる流体機器に対して一つの接続用工具1で対応することができる。
また、揺動部92のうち、線E2上に形成され肉厚部921に対して中心軸Yの反対に位置するのが肉薄部922である。肉薄部922は、揺動部92を図7に示すように正面から見た場合に最も肉厚が薄い部分となる。肉薄部922は、距離S1を有する。
また、揺動部92のうち、線E1上に形成され把持部91に対して中心軸Yの反対に位置するのが中間部923である。中間部923は、距離S3を有する。
距離S2は距離S1及び距離S3よりも長く形成されている。また、距離S3は、距離S1よりも長く形成されている。
本実施形態によれば、カム部材9の揺動運動を連結部材20に対する直進変位に変換及び増力することができる。そのため、カム部材9を180度揺動するだけの小さな力で第1部品2と第2部品3をシール部材6に圧入することができる。具体的には、本来第1部品2と第2部品3をシール部材6に圧入するためには、1500N程度の推力が必要となるところ、本実施形態によればカム部材9のカム機構を用いることにより約30分の1の50N程度の操作力で推力を発生させることができ、圧入することができる。
第1係合部材7は、図1に示すように、接続用工具1のうちカム部材9とは反対の位置に形成されている。第1係合部材7は、図6に示す止ネジ75を第1係合部材7に対して挿入し固定シャフト10内に固定された固定部71に螺合させることで、固定シャフト10に固定されている。止ネジ76はゆるみ止めである。第1係合部材7は、固定シャフト10に固定されているため、固定シャフト10との関係で移動することがない。
第1係合部材7には、円筒の中心軸に対して垂直円周方向に第1係合部27を固定するための固定凸部73が形成されている。固定凸部73には、図12に示すように、ネジ穴731が形成されている。第1係合部27は、固定凸部73と第1固定部材77とに挟み込まれることで固定される。固定ネジ74はネジ穴731を介し、第1固定部材77に螺合し固定凸部73と第1固定部材77を固定する。図4に示すように、固定ネジ74は、固定凸部73に対して垂直に挿入されている。
第1係合部27は、第1接続部4の第1取付溝4fと係合する第1係合凹部27Aを有する。第1係合凹部27Aは、半円形状の切欠き形状である。また、図15及び図6に示すように、第1係合凹部27Aの周辺部には半円形状で肉厚の薄い凹み形状の第1押圧面部27Cが形成されている。第1押圧面部27Cの半円形状は、端面側内側面4iと同様の形状である。第1押圧面部27Cは、第1接続部4を第2係合部28側へと押圧する部分である。
第1係合凹部27Aが半円形状の切欠き形状であり、さらに第1押圧面部27Cが半円形状の凹み形状であることにより、円形状の第1接続部4に確実に係合させることができる。
第1当接部29Bは、図15に示す第1当接部27Bと同じ形状である。そのため、第1係合部29を第1係合部材7に取り付けることができる。
第2係合部材8は、図6に示すように、中空円筒形状である。第2係合部材8は、止栓81、把持部82、第2係合部28を有する。
止栓81のうち、カム部材9と当接する部分には、カム係合部材88がスライド可能に挿設されている。カム係合部材88の中心には、挿通孔88Aが形成されており、その中心を連結部材20が挿通している。図6に示すように、挿入孔88Aと連結部材20とにはスライド可能にクリアランスが設けられている。把持部91が90度の位置である図11の状態においては軸E1に対して揺動部92編心している。この編心をクリアランスによりスライド可能とし、吸収している。
把持部82の中心には、固定シャフト10が挿通している。固定シャフト10と把持部82は固定されていない。
第2係合凹部28Aが半円形状の切欠き形状であり、さらに第2押圧面部28Cが半円形状の凹み形状であることにより、円筒形状の第2接続部5に確実に係合させることができる。
第1当接部29Bは、図示しない第2係合部28の当接部28Bと同じ形状である。そのため、第1係合部29を第2係合部材8に取り付けることができる。
第2係合部28の付け替えは、上記第1係合部27の付け替えと同様であるため説明を割愛する。
固定シャフト10は、図6に示すように、中空円筒形状である。固定シャフト10の一端は、第1係合部材7に固定されている。固定シャフト10のうち第1係合部材7と固定されている端部101の内側には、雌ネジ101Aが形成されている。雌ネジ101Aは第1係合部材7に固定されている固定部71の固定雄ネジ71Aと螺合し固定される。
固定シャフト10のうち、第2係合部材8側の端部102内周には、雌ネジ102Aが形成されている。端部102の雌ネジ102Aには、ネジ部材203の雄ネジ部203Bが螺合され固定されている。
長さLは、固定シャフト10のうち第2係合部材8の第1係合部材側端部8Aと同じ円周状に位置する部分から固定シャフト10のうち第2係合部材8の内側に挿通されている当接端部105までの長さである。
距離Qは、固定シャフト10の中心軸から第1係合部27に第1部品2の第1接続部4を係合した際の流路4hの中心軸までの長さである。
力Fは、第1部品2及び第2部品3をシール部材6に圧入する際に第1係合部材7及び第2係合部材8に対して矢印方向に作用する力である。
ガイド30は、第1係合部材7をガイドするための部材である。図6に示すガイド30は、円柱形状である。ガイド30のうち一端部31は、第2固定部材87のガイド孔78Aを挿通してネジ部材85により固定されている。ガイド30のうち他端部32は、図14に示す第1固定部材77の中央下部に形成されたガイド孔77Aに係合している。そのため、第1固定部材77と第2固定部材87は、固定シャフト10の周方向でガイドされ位置がずれない。したがって、第1固定部材77と第2固定部材87の位置関係が一定となり、第1係合部27の第1係合凹部27Aと第2係合部28の第2係合凹部28Aの位置関係が一致する。なお、第1固定部材77と第2固定部材87は同一形状である。
次に、第1部品2及び第2部品3の接続手順を示す。接続手順は、以下の4つの工程により行われる。
第1工程は、第1部品2と第2部品3をシール部材6に手作業で仮挿入する工程である。
図26及び図33に示すように第1部品2、第2部品3、シール部材6を用意する。
次に、図27及び図34に示すように、例えば、第1接続部4の凸部4gにシール部材6の引掛部12aを引っ掛け、シール部材6を第1接続部4の外周に脱落しないように装着する。引掛部12aが外側に弾性変形しやすいため、簡単に第1接続部4の凸部4gに装着できる。
このとき、第1接続部4の環状突起4bは、先端部が図36に示すシール部材6の環状溝11aの圧入代11c、11dの入口に当接するまで挿入される。
このとき、第2接続部5の環状突起5bは、先端部がシール部材6の環状溝11bの圧入代11c、11dの入口に当接するまで挿入される。
第2工程は、接続用工具1を第1部品2と第2部品3に装着する工程である。
図17及び図28に示すように、第1係合凹部27Aを第1接続部4の第1取付溝4fに嵌合させ、第2係合凹部28Aを第2接続部5の第2取付溝5fに嵌合させる。
したがって、第1部品2と第2部品3の距離が近い場合又は遠い場合も、接続用工具1の第1係合部材7の位置を移動させることができるため、一つの接続用工具1で対応することができる。
図6に示すように、第1係合部材7は固定シャフト10を介して、弾性部材207の弾性力によりカム部材9から遠い側へと押圧されている。そのため、作業者が弾性部材207の弾性力より大きい力により第1係合部材7をカム部材9に近い側へと押圧することにより、弾性部材207の圧縮した分だけ第1係合部材7を第2係合部材8側へと移動させることができる。そのため、作業者が第1係合部材をカム部材9に近い側へ押圧する簡単な動作により調整することができる。
嵌合位置で精密な位置調整が不要となるため、接続部品の寸法やシール部材の仮挿入量のバラツキなどを吸収することとができる。
第3工程は、接続用工具1により第1部品2と第2部品3をシール部材6に圧入する工程である。
カム部材9を図5及び図28に示す位置から図11で示す中間位置を介して、図8及び図29に示す位置に180度移動させる。それにより、図10に示すように、揺動部92のうちカム係合部材88のカム係合部88Bと係合する部分が、肉薄部922から肉厚部921へと変更される。肉厚部921がカム係合部88Bと係合すると、揺動軸89の中心軸Yとカム係合部88Bの距離が遠くなる。それにより、揺動軸89の中心軸Yと第2係合部材8との距離が遠くなる。
また、接続部5の内側面5iの全周にわたって均一に力を加えることができることにより、結果として、環状突起5bを環状溝11bの圧入代11c、11dに圧入するだけの必要な力を加えることができる。したがって、環状突起5bを全周にわたって圧入代11c、11dに圧入することができる。
また、全周のうち4分の3程度と係合していることにより、第1接続部4及び第2接続部5の中心軸がずれることがない。そのため、第1接続部4と第2接続部5の中心軸をずらすことなく、接続部4、5の内側面4i、5iの全周にわたって常に均一に力を加えることができる。
第4工程は、締結部材60を第1接続部4及び第2接続部5に締結部材60を被せ引寄部材69を装着させる工程である。
図30に示すように、第1部品2と第2部品3をシール部材6に圧入したところで締結部材60を被せる。さらに、図31に示すように、第1分割片60Aの嵌合凸部62Aを第2分割片60Bの嵌合孔63Bに挿入し、嵌合凸部62Aの引掛部621Aが嵌合孔63Bの周辺部に引掛り固定する。さらに、図32に示すように、引寄部材69のクリップ部材691を締結部材60の装着孔61A、61Bに押し込むことにより、締結部材60にワンタッチ装着し固定する。
以上、全工程により、第1部品2と第2部品3の接続工程は終了する。
図19乃至図24に示す第2実施形態に係る接続用工具300は、定置式の例である。第1実施形態に係る接続用工具1と比較して、第1係合部307及び第2係合部308の形状、カム部材309の形状及び第2係合部材に作業者が把持する取手部389が形成されており、軸受部380が独立し、固定シャフト310が中実であること以外異なるところがない。そのため、第2実施形態においては、差異部分について説明することにより、その他の詳細な説明を割愛する。
なお、差異部分以外の接続用工具300の詳細な説明を割愛するが、第1実施形態の接続用工具1と同様の作用、及び効果を有する。
また、第1係合部307には、2面の幅部307A及び307Bが形成されている。2面の幅部307A及び307Bをバイス等にて狭持固定して使用することもできる。バイス等により狭持して使用することにより接続用工具300を立ておきにして使用することもできる。
また、把持部391は波形状であり外周部391Aが一方向を向いていることにより、接続用工具300がクランプ状態にあるのかアンクランプ状態にあるのかを一目で認識することができる。すなわち、直線形状の把持部391の場合、クランプ状態かアンクランプ状態か一目で把持部391を見ただけで認識することができない。しかし、先端が一方向を向いた形状であることにより、本実施形態の図23に示すアンクランプ状態では、先端がシール部材6から遠い側方向を向く。他方クランプ状態では、図23の破線で示すように、先端がシール部材6の近い側方向を向く。これにより、作業者は一目でクランプ状態かアンクランプ状態かを認識することができる。
図6に示す第1実施形態においては、把持部82を作業者が持てる大きさにする必要があった。しかし、図19〜図35に示す第2実施形態において取手部389を形成することにより作業者は取手部389を把持するため、把持部82を作業者が把持できる大きさにする必要がない。そのため、第1実施形態における把持部82にあたる部分を小さくすることができる。よって、接続用工具300を小さくすることができる。
また、取手部389が形成されていることにより、作業者は取手部389を掴んで作業することができるため、接続用工具300が持ちやすくなる。したがって、作業性を向上させることができる。
また、取手部389が形成され、クランプ操作時に取手部389を掴んで作業者は作業をすることができるため、作業者は手を挟むことを回避することができる。
また、固定シャフト310の外周部には軸受部としてフランジ付のリニアボールベアリング380が形成されている。固定シャフト310は、リニアボールベアリング380により支持されていることにより、固定シャフト310との隙間を小さくすることができる。それにより、精度の高い平行動作ができる。
尚、本発明は、上記実施の形態に限定されることなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で色々な応用が可能である。
2 第1部品
3 第2部品
6 シール部材
27 第1係合部
27A 第1係合凹部
7 第1係合部材
28 第2係合部
28A 第2係合凹部
8 第2係合部材
9 カム部材
10、310 固定シャフト
20 連結部材
Claims (11)
- 樹脂よりなる第1部品と樹脂よりなる第2部品とを互いに接続する薬液用機器のシール部材を使用し、前記シール部材に形成された凹部に前記第1部品と前記第2部品の接続部を仮挿入した後で、
前記仮挿入した状態の前記第1部品と前記第2部品の接続部を該凹部に圧入することで前記第1部品と前記第2部品とを接続する接続用工具において、
前記第1部品と係合する第1係合部を有し、円筒形状の内周面を有する中空円筒形状の第1係合部材と、
前記第2部品と係合する第2係合部を有し、円筒形状の内周面を有する中空円筒形状の第2係合部材とを有し、
前記第1係合部材に中空円筒形状の固定シャフトが固定されていること、
前記第2係合部材の内周面は前記固定シャフトの外周面に摺動可能に保持されていること、
前記固定シャフトとカム部材は連結部材により連結されていること、
前記第2係合部材と前記カム部材が係合していること、
を特徴とする接続用工具。 - 請求項1に記載する接続用工具において、
前記カム部材の位置をアンクランプ位置からクランプ位置に変更すると、前記第2係合部材と前記第1係合部材の距離が近くなること、
前記第1部品と前記第2部品が前記シール部材に圧入されること、
を特徴とする接続用工具。 - 請求項1又は請求項2に記載する接続用工具において、
前記固定シャフトは、前記第2係合部材の内側を挿通していること、
前記第1係合部材と前記第2係合部材の間に、前記固定シャフトの一部であるシャフト露出部が露出していること、
前記シャフト露出部の距離が一定の隙間であること、
を特徴とする接続用工具。 - 請求項1乃至請求項3に記載するいずれか一つの接続用工具において、
前記固定シャフトのうち前記第2係合部材の第1係合部材側端部と同じ円周・状に位置する部分から前記固定シャフトのうち前記第2係合部材の内側に挿通されている当接端部までの長さLが、前記固定シャフトの中心軸から略円筒形状である前記シール部材の中心軸までの距離Qよりも長いこと、
を特徴とする接続用工具。 - 請求項1乃至請求項4に記載するいずれか一つの接続用工具において、
前記連結部材は調整ネジであること、
前記調整ネジは前記カム部材の揺動軸に固定され、前記固定シャフトに螺合されていること、
前記調整ネジを回転させることにより、前記第1係合部材及び前記第2係合部材の距離を調整できること、
を特徴とする接続用工具。 - 請求項1乃至請求項5に記載するいずれか一つの接続用工具において、
前記第2係合部材を前記第1係合部材側に押圧することにより、前記第2係合部材と前記第1係合部材の距離が短くなり、
前記第1係合部材及び前記第2係合部材の距離を調整できること、
を特徴とする接続用工具。 - 請求項1乃至請求項6に記載するいずれか一つの接続用工具において、
前記第1係合部を前記第1部品の形状に合わせたものに付け替え可能であること、
前記第2係合部を前記第2部品の形状に合わせたものに付け替え可能であること、
を特徴とする接続用工具。 - 請求項1乃至請求項7に記載するいずれか一つの接続用工具において、
一端が前記第1係合部材に固定され、他端が前記第2係合部材の第2固定部材の内周面で摺動するガイド部材を有し、
前記第1係合部材と前記第2係合部材は、前記ガイド部材によりガイドされていること、
を特徴とする接続用工具。 - 請求項1乃至請求項8に記載するいずれか一つの接続用工具において、
前記第1係合部の押圧面と前記第2係合部の押圧面が平行に位置すること、
を特徴とする接続用工具。 - 請求項1乃至請求項9に記載するいずれか一つの接続用工具において、
前記第2係合部材の外周には、作業者が把持する把持部が形成されていること、
前記把持部は作業者が把持可能な長さを有すること、
を特徴とする接続用工具。 - 請求項1乃至請求項9に記載するいずれか一つの接続用工具において、
前記第2係合部材の外周には、作業者が把持する取手部が突出して形成されていること、
を特徴とする接続用工具。
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