JP6820493B1 - 挟持工具 - Google Patents
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Abstract
Description
上記構成により、縦挟み歯(13)がビス頭(21)の上部周面に干渉することなく、前記縦挟み歯(13)の、前記挟持部(4)の先端に近い箇所で、ビス頭(21)の下部周面を挟持することができ、その結果、挟持部(4)がビス頭(21)を挟み切れずに上方へと抜け出てしまう現象を抑制している。
その結果、対向面のうち挟持部の先端部に近い箇所を、ネジ頭部の座面周辺との接触箇所としつつ、この接触箇所でネジ頭部の最大径を構成する周面(最外周面)付近を挟持することができる。
よって、挟持部からネジ頭部に作用する、ネジの軸方向の力の成分を極力小さくし、挟持部がネジ頭部を挟みきれずに抜け出てしまう作用を抑制することができる。
また、ネジ頭部の座面周辺の最外周面付近を挟持することにより、ネジ中心から接触箇所までの距離を最大限確保することができるため、ネジを回して取り外す際の回転トルク(モーメント)が大きくなり、より簡単に取り外し動作を行うことができる。
その結果、対向面を深く欠損させる必要がなく、挟持部の先端強度の確保に繋がる。
また、拡幅溝が物体の掴み機能に影響を与えにくいため、ペンチ、プライヤー、ピンセットなどの挟持工具として求められる掴み機能もできる限り維持することができる。
なお、本発明において、挟持工具とは、物体を挟持する機能を有するペンチ、プライヤー、ピンセットなどの手動工具や機械工具を指す。
図1に、本発明に係る挟持工具の第1実施例を示す。
本実施例では、本発明に係る挟持工具としてペンチA1を想定している。 ペンチA1は、二つのアーム10を、各アーム10の長手方向の途上で回動自在に連結して構成している。
各アーム10の長手方向の一端側には、挟持部30を設けている。
また、各アーム10の長手方向の他端側には、把持部20を設けている。
本発明において、各アーム10は、直線形状を呈するタイプに限らず、挟持部30に対して把持部20が曲がっているタイプなども含まれる。
すなわち、各アーム10の形状は特段限定せず、物体を挟持する機能を有する手動工具や機械工具に採用される公知の形状を採用することができる。
挟持部30は、各アーム10の長手方向の一端側に設けて、物体を挟持するための部位である。挟持部30は、咥え部やアゴ部とも呼ばれる。
挟持部30の幅Bは、挟持対象のネジ頭部が取り付けられている空間の広さや、挟持対象のネジ頭部の径範囲などの各種用途によって適宜設計される。
把持部20は、各アーム10の長手方向の他端側に設けて、使用者が把持するための部位である。把持部20はハンドルや柄とも呼ばれる。
使用者は、両把持部20を握って、挟持部30を互いに接近させるように操作することによって、物体を挟持、曲げ、または切断等することができる。
把持部20の形状は適宜設計することができる。
アーム10に設けた挟持部30には、もう一方のアーム10の挟持部30と対向する側に対向面40を設ける。
各アームの対向面40同士の交差角度θ1は、挟持部30でもって物体を挟持する際に、前記物体の大きさによって変化する。
より具体的には、前記交差角度θ1は、大きな物体を挟持する際には大きくなり、小さな物体を挟持する際には小さくなる。
本発明において、対向面40の表面形状は、平坦形状でも非平坦形状でもよく、特段限定しない。
本発明に係る挟持工具では、挟持部30の対向面40に、山型形状を呈する横歯を前後方向に連続形成して、物体を挟持しやすくするよう構成してもよい。
なお、本発明の説明を容易とするために、図1では横歯の図示を省略しており、対向面40の表面を平坦としている。
対向面40には、前記対向面40の表面から凹むように窪ませてなる拡幅溝50を設ける。
図1では、アーム10において、アーム10の長手方向を前後方向としたときに、前記挟持部30を設けた側を前側、前記把持部20を設けた側を後側と定義している。
また、アーム10において、挟持部30の幅B側の方向を、拡幅溝50の溝幅方向として定義している。
上記の定義に基づき、図1に示す拡幅溝50は、前記対向面40から所定の溝深さ長Dを有しつつ、前側から後側に向かって、前記挟持部30側の溝幅長(初期幅長)W1から、前記把持部20側の溝幅長(最終幅長)W2へと拡幅するよう形成している。
図2に、拡幅部を設けた挟持部による、ネジ頭部の挟持イメージの簡易図を示す。
ネジ頭部90の両側から両挟持部30間を閉じる動作を行うと、対向面40のうち、挟持部30の先端部31に近い箇所でネジ頭部90の座面周辺の最外周面付近を挟持することができる。
前記した「最外周面付近」とは、挟持対象とするネジの頭部の最大径を構成する周面(最外周面)及びその周辺を意味する。例えば、ネジの頭部径が3.5mm〜9mmである場合に、挟持対象とするネジの頭部の最外周面からネジ頭部の頂面側に0.5mm程度までの周面と、最外周面からネジ頭部の座面までの周面とが含まれる。
本発明において、拡幅溝50の底面51の形状は特段限定しない。
図3(a)では、拡幅溝50を構成する底面51を、対向面40と平行な表面を有する平坦面で構成している。
本発明において、対向面40側から見た拡幅溝50の拡幅角度θ2は特段限定しない。
ただし、前側から後側に向かって溝幅が僅かに広がる程度の拡幅角度は、本発明にいう拡幅角度θ2には該当しない。例えば、対向面に凹むように窪ませた溝を加工する際に治具の抜け出しを容易とする目的のため僅かに拡幅角度を設ける場合や、加工精度の影響によって結果的に僅かに拡幅角度が生じる場合は、本発明にいう拡幅角度θ2には該当しない。
本発明において、拡幅溝50の拡幅角度θ2は、少なくとも10°以上を確保しておくことが望ましい。
以下に、拡幅溝50の拡幅角度θ2の大小に伴う影響について説明する。
拡幅溝50の拡幅角度θ2が大きくなると、対向面40の欠損部分が増えることとなり、ペンチやプライヤーとして本来期待される、物体の掴み機能に用いる部分の面積減に繋がり得る。
よって、ペンチやプライヤーとしての掴み機能の確保の観点では、拡幅角度θ2を大きくし過ぎないことが望ましい。
拡幅溝50の拡幅角度θ2が小さくなると、ネジ頭部90を挟持しようとする際に、対向面40のうち挟持部30の先端部31に近い箇所よりも把持部20側に近い部分が先行してネジ頭部90の周面に接触しやすくなり、対向面40のうち挟持部30の先端部31に近い箇所でねじ頭部90を挟持することができない場合がある。
そのため、対向面40のうち、挟持部30の先端部31から離れた箇所、すなわち把持部20側に近い部分が、先行してネジ頭部90に干渉することを避ける観点では、拡幅角度θ2を大きくすることが望ましい。
本発明において、挟持部30の対向面40側からみた拡幅溝50の平面形状は、前記した拡幅角度θ2を有するものであれば、特段限定しない。
すなわち、対向面40と拡幅溝50との境界となる縁部53は直線状に限らず、曲線形状、段形状などを構成してもよい。
図3(b)は、拡幅溝の平面形状の一例を示しており、本例では縁部53を挟持部30から把持部20側に向かって末広がりとし、挟持部30の厚さ方向に向かって対称とした逆台形状の拡幅溝50を形成している。
本発明において、挟持部30の先端部31側からみた、拡幅溝50の正面形状は種々の形状を選択することができる。
また、本発明において、挟持部30から把持部20に向かって適宜切断される拡幅溝50の断面形状が、同一形状である必要もない。
図3(c)は、挟持部30を先端部31側から端面視した時の拡幅溝50の正面形状の一例を示している。
拡幅溝50は、対向面40との間で段差を形成する底面51と、当該底面51の両側で前記対向面40との間を連絡する側面52とによって構成しており、その結果、拡幅溝50の正面形状を略矩形状を呈している。
また、対向面40と側面52とで構成する隅部の内角の角度(隅部角度)θ3は、直角である。
なお、対向面40に拡幅溝50を設ける方法としては、切削、プレス、金属粉末射出成形、精密鋳造など、種々の加工方法を用いることができる。
本発明に係る挟持工具を用いて螺合済みのネジの頭部を挟持する場合の機能・作用について図4A,図4Bを参照しながら説明する。
図4Aは、対比説明のために、本発明の範囲外の挟持工具として、対向面に等幅の溝(等幅溝)を設けた構成を示しており、図4Bは、本発明に係る挟持工具として、対向面に拡幅溝50を設けた構成を示している。
何れの図も、(a)は挟持部を側面側から見た概略図を示し、(b)は挟持部を対向面側から見た概略図を示している。
図4Aに示す等幅溝aの場合、挟持部cを閉じていくと、ネジ頭部eの座面周辺に対向面dが接触する前に、ネジ頭部eの座面周辺から上方に離れた箇所で対向面dがネジ頭部eの周面と接触してしまうため、ネジ頭部の座面周辺の最外周面付近を掴みきれずに、挟持部cの交差角度θ1がθ1−1に留まることになる(図4A(a))。
そして、前記対向面dのうち、前記接触箇所bから下方に位置する、挟持部30の先端部31に近い箇所は、ネジ頭部eに接触しないこととなる(図4A(b))。
一方、図4Bに示す拡幅溝の場合、挟持部30間を閉じていっても、図4Aで示した接触箇所bに相当する部分は、拡幅溝50の存在によって欠損しており、ネジ頭部90の周面との接触が発生しない。
よって、図4B(a)に示す構成では、図4A(a)に示した構成よりも、交差角度θ1をより狭い状態(θ1−2<θ1−1)とすることができ、かつ対向面40のうち挟持部30の先端部31に近い箇所をネジ頭部90の座面周辺の最外周面付近に接触させることができる。
さらに、図4B(b)に示すように、拡幅溝50と対向面40との境界となる縁部53は、紙面上下垂直方向に対して傾斜した状態となる。
そのため、ネジ頭部90の座面周辺の最外周面付近のうち、最外周面よりも締結面側に近い周面を挟持した場合、縁部53とネジ頭部90との接触箇所では、ネジ頭部90を挟持部に引き寄せようとする力が働くことになる。この引き寄せ力が、ネジ頭部90の周面を挟持部30で挟持する際に作用する、挟持部30からネジ頭部90が抜け出ようとする力を相殺するように働く。
その結果、ネジ頭部90を挟持している時に、挟持部30がネジ頭部90を挟み切れずに抜け出てしまう作用を抑制し、ネジ頭部90を確実に挟持することができる。
本発明において、挟持対象のネジを、「JIS B 1111」の規格によるM5のナベネジを想定し、対向面40における先端部31側の拡幅溝50の溝幅長(初期幅長)を固定して、拡幅角度θ2を0°から60°まで10°ずつ変化させた場合の実施例1〜6と、本発明の範囲に含まれない、対向面40に等幅の溝(等幅溝a)を設けた場合の比較例1〜3(等幅溝の幅溝長:2mm、4mm、6mm)のそれぞれについて、縁部53に位置する対向面40とネジ頭部90の周面との接触箇所60間の離隔距離(接触幅)と、接触箇所のネジの座面からの高さ(座面高さ)を示した表1を以下に示す。
また、比較例1〜3に現れるように、等幅溝aは、溝幅長を広くしていくにつれて座面高さは低くなっていくものの、実施例3〜6と同等の座面高さまで達することはなかった。
すなわち、等幅溝aでは、幅溝長と接触幅とが等長となるのに対し、拡幅溝50の場合、初期幅長に対し接触幅は大きくなるため、同じ座面高さを達成する幅溝長を小さくすることが可能となっている。
したがって、等幅溝aに比べて、拡幅溝50の態様が、接触箇所60の座面高さをより低くして対向面40同士の交差角度θ1をできる限り狭めた状態にでき、かつ、挟持部の対向面における欠損部分を小さくすることができる。
本発明において、挟持対象のネジを、「JIS B 1111」の規格によるM5のトラスネジを想定し、拡幅溝50の初期幅長を固定して、拡幅角度θ2を0°から60°まで10°ずつ変化させた場合の実施例7〜12と、本発明の範囲に含まれない、対向面40に等幅の溝(等幅溝a)を設けた場合の比較例4〜6(等幅溝の幅溝長:2mm、4mm、6mm)のそれぞれについて、縁部53に位置する対向面40とネジ頭部90の周面との接触箇所60間の離隔距離(接触幅)と、接触箇所のネジの座面からの高さ(座面高さ)を示した表2を以下に示す。
また、比較例4〜6に現れるように、等幅溝aについて溝幅長を広くしていくにつれて座面高さは低くなっていくものの、実施例9〜12と同等の座面高さまで達することはなかった。
すなわち、等幅溝aでは、幅溝長と接触幅とが等長となるのに対し、拡幅溝50の場合、初期幅長に対し接触幅は大きくなるため、同じ座面高さを達成する溝幅長を小さくすることが可能となっている。
したがって、等幅溝aに比べて、拡幅溝50の態様が、接触箇所60の座面高さをより低くして対向面40同士の交差角度θ1をできる限り狭めた状態にでき、かつ、挟持部の対向面における欠損部分を小さくすることができる。
以上説明した通り、本発明に係る挟持工具では、対向面40に拡幅溝50を設けたことにより、対向面40同士の交差角度θ1をより狭くした状態でネジ頭部90を挟持することができる。
また、対向面40のうち挟持部30の先端部31に近い箇所で、ネジ頭部90の座面周辺の最外周面付近を挟持することができる。
その結果、挟持部30がネジ頭部90から抜け出る作用を低減させて、ネジを強固に挟持し続けることができる。
また、ネジ頭部90の座面周辺の最外周面付近を挟持することにより、ネジ中心から接触箇所までの距離を最大限確保することができるため、ネジ頭部90をネジ軸方向に回転させて取り外す際の回転トルク(モーメント)を大きくでき、より簡単に取り外し動作を行うことができる。
したがって、本発明に係る挟持工具は、径の大きなネジを挟持対象とする場合にも好適である。
したがって、本発明に係る挟持工具は、挟持部30の先端強度を確保できる。
したがって、拡幅溝50が、物体の掴み機能にも影響を与えにくいため、ペンチやプライヤーとして求められる機能もできる限り維持することができる。
本発明では、先端部31側から把持部20側に向けて適宜切断して端面視した時の拡幅溝50の形状について、種々の形状を採用することもできる。
図5に示した、挟持部30を先端部31側からみたときの端面図を参照しながら以下に説明する。
対向面40と側面52との間の隅部角度θ3を90度未満に構成して、拡幅溝50の断面形状を台形状にすることができる。
本変形例では、前記した基本構成と比較して、拡幅溝50の体積が僅かに増えるものの、ネジを強固に挟持する機能に影響はない。
対向面40と側面52との間の隅部角度θ3を90度より大きく構成して、拡幅溝50の形状を逆台形状にすることができる。
本変形例では、前記した基本構成と比較して、拡幅溝50の体積を減らすことができ、挟持部30の強度保持に寄与する。
また隅部角度θ3を鈍角にすることで、隅部の欠損防止にも寄与する。
また、本発明では、底面51の形状について、以下の形状を採用することもできる。
図6(a)に示す、挟持部30の側面側からみた概略断面図では、拡幅溝50の底面51の奥に円弧面511が形成されている。
この円弧面511は、拡幅溝50の加工にカッター切削を用いた場合に、カッターの円弧に沿って必然的に形成される曲面である。
本変形例でも、前記した基本構成と比較してネジを強固に挟持する機能に変わりはない。
図6(b)に示す、挟持部30の側面側からみた概略断面図では、拡幅溝50の底面51を、挟持部30の前側から後側に向かって、対向面40との間の深さを漸減させてなる斜面が形成されている。
本変形例でも、前記した基本構成と比較してネジを強固に挟持する機能に変わりはない。
図6(c)に示す挟持部30の概略斜視図では、拡幅溝50の底面51を、挟持部30の幅方向に対して湾曲するよう構成している。
本変形例でも、隅部角度θ3が一定の角度を保持していれば、前記した基本構成と比較してネジを強固に挟持する機能に影響はない。
図6(d)に示す挟持部30の概略斜視図では、拡幅溝50の底面51に、山型の溝を切った縦歯54を、拡幅溝50の幅方向に連続形成して構成している。
この縦歯54の頂部は、挟持部30から把持部20側に向かって対向面40から徐々に離隔するように位置している。
本変形例でも、前記した基本構成と比較してネジを強固に挟持する機能に変わりはなく、さらに、拡幅溝50の先端幅よりも小径のネジに対して、縦歯54が、前記した特許文献2(特許第4471315号)に係る縦挟み歯のように機能するため、ネジ頭部を確実に挟持する機能を得ることができる。
本発明では、対向面40に、拡幅溝50以外の窪み部分を設けておいても良い。
図7には、対向面40から凹むように形成した略円形の窪み部分を設けており、この窪み部分のうち、挟持部30側から把持部20側に溝幅が拡幅している一部の領域を、拡幅溝50としている。
本変形例でも、前記した基本構成と比較してネジを強固に挟持する機能に影響はない。
本発明では、対向面40に対し、拡幅溝50を複数設けておくこともできる。
図8に示すように、対向面40から窪んでなる拡幅溝50(第1の拡幅溝50a)の底面を、別の対向面に見立てて、第1の拡幅溝50aよりも小幅な拡幅溝50(第2の拡幅溝50b)を形成してもよい。
本発明では、対向面40にV字状の溝(以下「V溝」ともいう。)を単数または複数設けて拡幅溝50を形成することもできる。
図9には、挟持部30の対向面40に、深さおよび幅の異なるV溝を二箇所形成している。
この二箇所のV溝は、まず内側の二辺の溝の切削をそれぞれ行って内側のV溝を形成し、この内側のV溝の両外側に接するように、前記内側のV溝よりも浅いV溝を切削して外側のV溝を形成している。
このとき、前記した内側のV溝の中に含まれる逆台形状に区画された解放領域が、挟持対象とするネジの中で小さな頭部径のグループに属するネジに対応させた拡幅溝(内側拡幅溝50c)とする。
また、前記した外側のV溝の中に含まれる逆台形状に区画された解放領域を、挟持対象とするネジの中で大きな頭部径のグループに属するネジに対応させた拡幅溝(外側拡幅溝50d)とする。
本発明では、対向面40に、小幅の溝を、挟持部の厚さ方向に複数並べて設けることによって拡幅溝50を形成することもできる。
図10では、対向面40に、断面視して湾曲面を有する小幅の湾曲溝55を、複数並べて拡幅溝50を形成している。
このとき、隣接する湾曲溝55の境界部分は、前記した変形例2の<7.4>で説明した縦歯54としても機能する。
また、本発明では、各アーム10の対向面40にそれぞれ設けた拡幅溝50を、同一形状に構成する点に限定されない。
例えば、一方の挟持部30に設けた拡幅溝50の拡幅角度θ2を、他方の挟持部30に設けた拡幅溝50の拡幅角度θ2よりも大きく形成してもよい。
また、一方の挟持部30にのみ拡幅溝50を設け、他方の挟持部30には拡幅溝50を設けない構成としてもよい。
ピンセットには、主として、単一の長尺部材を折り返して構成する、折り返しタイプと、独立した二つの長尺部材の後端を固定して構成する、結合タイプとがあり、アームを回動自在に連結する構造となっている。
図11は、実施例2に係る挟持工具のモデル図である。
図11に示すピンセットA2は、両端に挟持部30を設けた長尺部材を結合して、両挟持部30を接近離隔可能に構成した二つのアーム10で構成している。
ピンセットの場合、把持部20は、挟持部30から僅かに後側に移動した位置となる。
その結果、対向面40のうち挟持部30の先端部31に近い箇所でネジ頭部90の座面周辺の最外周面付近を挟持することができる。
その結果、挟持部30がネジ頭部90から抜け出る作用を低減させて、ネジを強固に挟持し続けることができ、さらに、ネジ頭部90をネジ軸方向に回転させて取り外す際の回転トルク(モーメント)を大きくすることもできるため、ネジをより簡単に取り外すことができる。
A2:ピンセット
10:アーム
20:把持部
30:挟持部
40:対向面
50:拡幅溝
51:側面
52:底面
53:縁部
54:縦歯
55:湾曲溝
50a:第1の拡幅溝
50b:第2の拡幅溝
50c:内側拡幅溝
50d:外側拡幅溝
60:接触箇所
θ1:交差角度
θ2:拡幅角度
θ3:隅部角度
90:ネジ頭部
B:挟持部の幅長
D:溝深さ長
W1:初期幅長
W2:最終幅長
H:高さ
a:等幅溝
b:接触箇所
c:挟持部
d:対向面
e:ネジ頭部
Claims (3)
- 二つのアームを回動自在に連結して、前記二つのアームの先端に設けた挟持部を、互いに接近・離隔可能に構成した挟持工具であって、
前記挟持部のうち少なくとも何れか一方の挟持部において、もう一方の挟持部と対向する対向面に、前記アームの先端側の外空間と連通する拡幅溝を含み、
前記拡幅溝が、
当該拡幅溝と前記対向面との境界となる両側の縁部が非平行を維持するように、前記狭持部の先端から前記アームの後端に向かって拡幅した溝であることを特徴とする、
挟持工具。 - 前記対向面に、前記拡幅溝を複数設けてあることを特徴とする、
請求項1に記載の挟持工具。 - 前記拡幅溝に、前記アームの前側から後側に向かって伸びる縦歯を設けてあることを特徴とする、
請求項1または2に記載の挟持工具。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020202610A JP2021171912A (ja) | 2020-04-21 | 2020-12-07 | 挟持工具 |
Applications Claiming Priority (1)
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