JP7199657B2

JP7199657B2 - ナットランナー

Info

Publication number: JP7199657B2
Application number: JP2019019742A
Authority: JP
Inventors: 快春浅井
Original assignee: 株式会社タイコー
Priority date: 2019-02-06
Filing date: 2019-02-06
Publication date: 2023-01-06
Anticipated expiration: 2039-02-06
Also published as: JP2020124787A

Description

本発明は、ナットランナーに関するものであり、より詳細には、例えば、自動車製造工場における組立作業等において、ボルト又はナットを締め付けたり、緩めたりするために用いられるナットランナーであって、種々の径のボルト並びにナットに対応可能なソケットを備えたナットランナーに関するものである。

ボルト又はナットを締め付け、あるいは、緩めるための電動工具であるハンドヘルド型等のナットランナーは、自動車製造工場における組立作業等において広く用いられている。従来の一般的ハンドヘルド型ナットランナーは、グリップハンドルと、駆動モーターを内蔵したハウジングとで構成され、ハウジングの先端部に、駆動モーターに連結されていて、ボルト又はナットを嵌合した状態で駆動モーターによって回転駆動されるソケットが備え付けられる。作業者は、手作業でそのソケットにボルト又はナットを嵌合し、ねじ付け対象となるナット、メネジ部、あるいは、ボルト軸に宛がってスイッチを入れ、ソケット内のボルト又はナットをそのねじ付け対象にねじ付ける。

言うまでもなくこのナットランナーのソケットは、用いるボルトやナットの径に対応している必要があるが、ボルトやナットの径は均一ではなく種々の径のものが存し、組立作業等に応じて選択して用いられる。そこで、径の異なるボルトやナットを扱う作業所においては、ソケットの異なる複数のナットランナーを常備しておく必要があるが、それは不経済なことである。また、複数種のソケットを用意しておき、交換可能にすることも考えられるが、その都度付け替えする煩わしさがあり、また、それは不経済なことでもある。

このような背景の下に、従来、径の異なるボルトやナットに対応し得るように構成されたナットランナーが種々提案されている。例えば、実開平３-１２０３３５号公報に記載のナットランナーは、対応径の異なる２つのソケットをそれぞれ別の駆動軸に設置したものであり、実開昭５６-４２８７０号公報に記載のナットランナーは、１本の駆動軸に設置した外ソケット内に軸方向に摺動する内ソケットを配したものであり、これらはそれぞれ２種のボルトやナットにしか対応することができず、限界がある。

また、特開２０１６-４１４５６号公報には、短時間でソケットの着脱交換を可能にした回転装置用ソケットが開示されているが、この発明の場合は、その都度付け替えする煩わしさは軽減されるが、複数のソケットを用意しておかなければならず、対応するソケットの用意がない場合には使用できないという問題がある。

実開平３-１２０３３５号公報実開昭５６-４２８７０号公報特開２０１６-４１４５６号公報

上述したように、従来のハンドヘルド型ナットランナーのうち、特許文献１，２に記載の１本の駆動軸に設置した外ソケット内に軸方向に摺動する内ソケットを配したものの場合は、２種のボルトやナットにしか対応することができず、また、特許文献３の発明の場合は、その都度付け替えする煩わしさは軽減されるが、複数のソケットを用意しておかなければならず、対応するソケットの用意がない場合には使用できないという問題がある。

そこで本発明は、そのような問題のない、即ち、径の異なる複数種のボルトやナットに対応することができて、その都度付け替えする必要のないソケットを備えたハンドヘルド型のナットランナーを提供することを課題とする。

上記課題を解決するための請求項１に係る発明は、駆動部と、駆動力伝達部と、前記駆動力伝達部から伸びて先端部にソケットが備え付けられる回転駆動軸を有して成るナットランナーであって、
前記ソケットは、先端側内側面がテーパ面である押止カバーと、前記回転駆動軸の先端部において等角度間隔に保持される３つの締付ブロックと、前記押止カバーの動きに同期して前記回転駆動軸内を摺動して前記３つの締付ブロックを押さえ止めるテーパ形状の押止ヘッドとを含んで構成され、前記締付ブロックは前記押止カバーの内側テーパ面に当接する外側斜面を有していて、前記３つの締付ブロックはそれらの前記外側斜面が前記内側テーパ面からの作用を受け、内外方向に移動して締付対象のボルト又はナットに対応する嵌合スペースを画成することを特徴とするナットランナーである。

一実施形態においては、前記締付ブロックは、外側面に前記押止カバーの内側テーパ面に対応する外側斜面を有すると共に、内側面に前記押止ヘッドのテーパ面に対応する内側斜面を有する四角柱状のブロックである。

一実施形態においては、前記押止カバーは、前記回転駆動軸に沿って摺動する軸筒に固定され、前記軸筒と一体となって前記回転駆動軸に沿って移動し、その移動に伴って前記内側テーパ面が前記３つの締付ブロックの外側斜面に作用して前記３つの締付ブロックが拡縮動作するよう作用する。

一実施形態においては、前記回転駆動軸の先端部に、端部が前記回転駆動軸の先端に設けられた円形フランジによって閉じられた支持開口が３つ等角度置きに開設され、前記締付ブロックはこの支持開口内に可動状態に保持される。

一実施形態においては、前記軸筒を軸支する下側昇降板と前記押止ヘッドの軸である押止棒を軸支する上側昇降板を配設し、これらの下側昇降板と上側昇降板を１本のネジ杆を介して同時に昇降駆動可能にされる。

本発明に係るナットランナーは上記構成であるため、シンプルな構成で、簡単な操作でソケットの内径を種々の径のボルト又はナットに対応して変更して使用することができる効果がある。

本発明に係るナットランナーの構成を示す部分断面正面図である。本発明に係るナットランナーの構成を示す簡略側面図である。本発明に係るナットランナーの構成を示す底面図である。本発明に係るナットランナーの要部の構成を示す分解斜視図である。図１におけるＡ－Ａ線端面図である。本発明に係るナットランナーの動作を示す要部断面図である。本発明に係るナットランナーの動作を示す要部断面図である。

本発明を実施するための形態につき、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の説明における上下、上下動、昇降等の表現は、図１に示す状態においてのものであり、そこにおける下方は、図６，７においては右方ということになる。本発明に係るナットランナーは、グリップハンドル１と、モーターを内蔵するハウジング２と、動力伝達部３と、動力伝達部３から回転駆動力を受けて回転する回転駆動軸４とから成るものであり、回転駆動軸４の先端部にソケット５が配備される。

図１に示されるように、動力伝達部３は、例えば、モーターにより回転駆動される駆動プーリ１１と被動プーリ１２に、タイミングベルト１３を掛け回して構成されるもので、その駆動プーリ１１の回転軸１４はベース板１５に配置された軸受１６に軸支され、回転駆動軸４が被動プーリ１２の回転軸となる。回転駆動軸４は、その上部がベース板１５に設置されたラジアル軸受１８によって回転自在に軸支され、上端部が固定部材１７を介して被動プーリ１２に固定され、被動プーリ１２と一体に回転する。固定部材１７は、破断で示されている円筒部の両側に固定部を延設し、円筒部の外周面にオネジを切ったものであり、そのオネジ部が回転駆動軸４の上端部にねじ込まれる。

ソケット５は、先端側内側面にテーパ面２１ａを有し、後端内側にメネジが切られた押止カバー２１と、回転駆動軸４の先端部に保持される３つの締付ブロック２２で構成される。締付ブロック２２は、外側面に押止カバー２１の内側テーパ面２１ａに対応する斜面２２ａを有すると共に、内側面に後述する押圧ヘッド３６のテーパ面に対応する斜面２２ｂを有する四角柱状のブロックであり（図４参照）、使用時においてその内側垂直面２２ｃが、六角形状のボルト６１又はナット（以下単に「ボルト６１」とする）の６側面のうちの１側面に当接する。

３つの締付ブロック２２は押止カバー２１の内側テーパ面２１ａに摺接していて、それぞれ押止カバー２１の進退動作に伴い、後述するように押止カバー２１の内側テーパ面２１ａからの作用で、同時に内外方向に移動する。即ち、３つの締付ブロック２２で拡縮動作をすることになり、以て、締付対象のボルト６１又はナットの径に対応する嵌合スペース６２（図６（Ａ）、図７（Ａ）参照）の画成が可能となる。

押止カバー２１は、軸筒２３の先端部に形成される大径のオネジ部２４にねじ付け固定される（図１，４参照）。軸筒２３の後端部には、小径のオネジ部２５が形成される。軸筒２３は、ラジアル軸受２６とスラスト軸受２７を介して下側昇降板２９に回転自在に軸支され、その小径のオネジ部２５に、スラスト軸受２７を押さえ止める押さえナット２８がねじ込まれる（図１参照）。かくして軸筒２３は、下側昇降板２９の昇降動作に伴って、下側昇降板２９と一体に上下動する。回転駆動軸４は、軸筒２３内に摺動可能に挿通される。換言すれば、軸筒２３は、上下動しない回転駆動軸４に摺接して押止カバー２１と共に上下動する。

３つの締付ブロック２２は、回転駆動軸４の先端部に形成される縦長の支持開口３０内に可動状態に収められる（図４参照）。支持開口３０は、回転駆動軸４の先端部に等角度間隔に配設され、先端側が、回転駆動軸４の先端に形成される円形フランジ３１によって閉じられていて、締付ブロック２２の先端側への抜けが防止される。締付ブロック２２は、後述するようにして、回転駆動軸４内に差し込まれる押止棒３５の先端の押止ヘッド３６に押さえ止められ、且つ、加圧される。押止棒３５の軸は、固定部材１７を貫通し、上側昇降板４１においてラジアル軸受３９とスラスト軸受４０を介して回転自在に軸支される。そして、上側昇降板４１から突出する後端部にオネジ３７が切られ、そこに調整ナット３８がねじ付けられる。

ベース板１５にはネジナット４３が設置され、そこにネジ杆４４がねじ込まれる。ネジ杆４４は、精度が高くなる台形ネジであることが好ましい。ネジ杆４４の下端部は、軸受４５を介して下側昇降板２９において軸支され、その上部は、軸受４６を介して上側昇降板４１において軸支される。ネジ杆４４は、上側昇降板４１上に突出する部分に、モーター駆動あるいは手動の回転駆動手段６０を係合させて回転駆動される。かくしてネジ杆４４が回転駆動されると、ネジ杆４４は、ベース板１５に設置されていて上下動しないネジナット４３にねじ込まれているため、その回転に伴って螺進、螺退して上下動することになり、その動きに伴って、ネジ杆４４が取り付けられている上側昇降板４１及び下側昇降板２９が、同時且つ一体に昇降駆動される。

この上側昇降板４１と下側昇降板２９の昇降動作を支持するために、上側昇降板４１と下側昇降板２９とを連結するスライドポスト５０が配備される（図１，２参照。図１で
は、ネジ杆４４の一部を切り欠いてスライドポスト５０を示している。）。スライドポスト５０は、ベース板１５に設置された受筒５１に摺動可能に支持され、上部が上側昇降板４１に固定されると共に下部が下側昇降板２９に固定され、上側昇降板４１と下側昇降板２９、並びに、ネジ杆４４と共に上下動して、上側昇降板４１と下側昇降板２９の昇降動作を支持する。

上述したように、ネジ杆４４が回転駆動されると、上側昇降板４１と下側昇降板２９が同時に昇降動作をするが、下側昇降板２９の昇降動作はそのまま、ラジアル軸受２６とスラスト軸受２７を介して下側昇降板２９に固定されている軸筒２３に伝達され、軸筒２３とそれに一体となっている押止カバー２１が、回転駆動軸４とその先端部に保持されている３つの締付ブロック２２を残し、回転駆動軸４に沿って上下動する。また、ラジアル軸受３９とスラスト軸受４０を介して上側昇降板４１に固定されている押止棒３５も、上側昇降板４１の昇降動作に伴って上下動する。その際、押止棒３５は固定部材１７の中心孔内を摺動し、押止ヘッド３６は、回転駆動軸４の内周面に沿って摺動する。

各構成部が以上のような動作をする結果、３つの締付ブロック２２が拡縮動作をして、締付対象のボルト６１（又はナット）の径に対応する嵌合スペース６２が画成される。この点について、図６を参照しつつ、より詳細に説明する。

使用に際しては、先ず、ソケット５につき、締付対象のボルト６１の径に対応する嵌合スペースを画成するための調整を行う。図１及び図６（Ａ）に示す状態における押止カバー２１は、回転駆動軸４に対して最も前進（下降）した状態であり、その状態において３つの締付ブロック２２は、互いに最も離れていて、最も大径のボルト６１に対応する嵌合スペース６２を画成しており、押止ヘッド３６によってその状態が保持されている。

比較的大径のボルト６１を対象とする場合は、上記状態にする。即ち、ネジ杆４４を回転操作して上側昇降板４１と下側昇降板２９を下降させ、押止カバー２１の端部が回転駆動軸４先端の円形フランジ３１の位置にくるよう移動させる（図６においては（Ａ）に示すように右端に位置させる。）。その際、押止ヘッド３６も同時に下降（右進）し、３つの締付ブロック２２を押止カバー２１の内側面との間に挟圧して３つの締付ブロック２２を押し拡げ、最も広い嵌合スペース６２を画成させる。

なお、締付ブロック２２の外側斜面２２ａは押止カバー２１の内側テーパ面２１ａに当接しているが、この押止カバー２１が最も下降した（右端に位置した）図６（Ａ）に示す状態においては、その内側テーパ面２１ａは締付ブロック２２の外側斜面２２ａに対して特に作用していない。

この最も広い嵌合スペース６２が画成された状態において嵌合スペース６２内にボルト６１を遊嵌し（図６（Ｂ））、次いで、ネジ杆４４を回転操作して上側昇降板４１と下側昇降板２９を上昇（左進）させて、押止カバー２１と押止ヘッド３６を、回転駆動軸４と３つの締付ブロック２２を残して上昇させる（図６（Ｃ））。押止カバー２１が上昇するに伴い、その内側テーパ面２１ａが締付ブロック２２の外側斜面２２ａを内方向に押圧するよう作用し、また、締付ブロック２２を押止していた押止ヘッド３６の押止力が減少する結果、各締付ブロック２２が次第に内方にずり動かされ、３つの締付ブロック２２によって画成される嵌合スペース６２が次第に狭められてくる。

やがて各締付ブロック２２の内側垂直面２２ｃが、六角形状のボルト６１の６側面のうちの１側面に当接して当該ボルト６１に適合する嵌合スペース６２が画成され、ボルト６１はその嵌合スペース６２内に、比較的密に嵌合する（図６（Ｃ））。そして、この嵌合スペース６２を確固たるものとするために、調整ナット３８を締め込んで押止棒３５のみを下降させ（押止カバー２１は移動しない）、押止ヘッド３６により各締付ブロック２２を押止させる。その状態でモーターを作動させて回転駆動軸４を回転させることにより、ボルト６１の締め付け作業を行うことができる（図６（Ｄ））。

小径のボルト６１を対象とする場合も、上記大径のボルト６１の場合と同様に、当初嵌合スペース６２を最大径に拡げることとしてもよいが、逆に操作して、当初嵌合スペース６２を最小径に狭めておくこととしてもよい。即ち、当初嵌合スペース６２を最小径に狭めておき（図７（Ａ））、ボルト６１の径に合うように徐々に拡げ、合ったところでボルト６１を嵌合し（図７（Ｂ））、以後同様にしてボルト６１を締め付けて回転駆動する（図７（Ｃ）、（Ｄ））。

以上の操作は、ボルト６１の付け替えの都度行うこととしてもよいが、同じ径のボルト６１を連続的に使用するような場合は、最初のボルト６１を嵌合する段階において嵌合スペース６２を、当該ボルト６１の径よりも僅かに大きなサイズに設定して固定しておけばよい。

本発明に係るナットランナーにおけるソケットは、ハンドヘルド型のナットランナーのみならず、他のナットランナーにおいても採用し得るものである。

本発明に係るナットランナーは上記構成であって、シンプルな構成で、簡単な操作でソケットの内径を種々の径のボルト又はナットに対応して変更して使用することができ、無駄がなく経済的という効果のあるものであり、その産業上の利用可能性は大である。

４回転駆動軸
５ソケット
２１押止カバー
２２締付ブロック
２３軸筒
２９下側昇降板
３１円形フランジ
３６押止ヘッド
４１上側昇降板
４４ネジ杆

Claims

駆動部と、駆動力伝達部と、前記駆動力伝達部から伸びて先端部にソケットが備え付けられる回転駆動軸を有して成るナットランナーであって、
前記ソケットは、先端側内側面がテーパ面である押止カバーと、前記回転駆動軸の先端部において等角度間隔に保持される３つの締付ブロックと、前記押止カバーの動きに同期して前記回転駆動軸内を摺動して前記３つの締付ブロックを押さえ止めるテーパ形状の押止ヘッドとを含んで構成され、前記締付ブロックは前記押止カバーの内側テーパ面に当接する外側斜面を有していて、前記３つの締付ブロックはそれらの前記外側斜面が前記内側テーパ面からの作用を受け、内外方向に移動して締付対象のボルト又はナットに対応する嵌合スペースを画成することを特徴とするナットランナー。
前記締付ブロックは、外側面に前記押止カバーの内側テーパ面に対応する外側斜面を有すると共に、内側面に前記押止ヘッドのテーパ面に対応する内側斜面を有する四角柱状のブロックである、請求項１に記載のナットランナー。
前記押止カバーは、前記回転駆動軸に沿って摺動する軸筒に固定され、前記軸筒と一体となって前記回転駆動軸に沿って移動し、その移動に伴って前記内側テーパ面が前記３つの締付ブロックの外側斜面に作用して前記３つの締付ブロックが拡縮動作するよう作用する、請求項１又は２に記載のナットランナー。
前記回転駆動軸の先端部に、端部が前記回転駆動軸の先端に設けられた円形フランジによって閉じられた支持開口が３つ等角度置きに開設され、前記締付ブロックはこの支持開口内に可動状態に保持される、請求項１に記載のナットランナー。
前記軸筒を軸支する下側昇降板と前記押止ヘッドの軸である押止棒を軸支する上側昇降板を配設し、これらの下側昇降板と上側昇降板を１本のネジ杆を介して同時に昇降駆動可能にした、請求項３に記載のナットランナー。