TWI792652B

TWI792652B - 鎖緊工具

Info

Publication number: TWI792652B
Application number: TW110140663A
Authority: TW
Inventors: 大西俊輔; 井上正貴; 頼富士朗
Original assignee: 日商京都機械工具股份有限公司
Priority date: 2020-12-17
Filing date: 2021-11-02
Publication date: 2023-02-11
Also published as: TW202224864A; JP2022096587A

Abstract

為了提供可確保機械強度，同時較以往更為輕量的套筒，本發明之鎖緊工具，係具備形成有與鎖緊對象Z嵌合之嵌合孔h1的筒部10；嵌合孔h1從軸方向觀察呈多角形，在筒部10的外周面中與嵌合孔h1之邊部11之中心M1對應的邊對應位置12、及在該外周面中與嵌合孔h1之頂點部13對應的點對應位置14，係位於比該外周面之外接圓C1更徑向內側。

Description

鎖緊工具

本發明係關於一種鎖緊工具。

以往，作為構成鎖緊工具的套筒，如專利文獻1所示，係藉由使外周面的一部分往徑向內側彎曲，而實現輕量化。

具體而言，此套筒從軸方向觀察，與鎖緊對象嵌合的嵌合孔呈六角形，並且在外周面中，分別使與嵌合孔之六邊對應的位置往徑向內側彎曲。

另一方面，與嵌合孔之頂點部對應的位置，在以往的技術常識中，係被認為在鎖緊作業中施加較大應力的位置，並具有確保機械強度的厚度。專利文獻1所記載的套筒便證明此點，在套筒的外周面中分別與嵌合孔之六個頂點部對應的位置，係成為往外側膨脹的弧狀。

又，著眼於朝向與嵌合孔為相反方向的四角孔時，在以往的技術常識中，係認為對「套筒的外周面中與四角孔之角隅部對應的位置」施加較大的應力。

本案發明係對此技術常識中的盲點進行導正，對於在與嵌合孔之頂點部對應的位置具有厚度之常識抱持疑問，並對真正需要機械強度的位置位於何處進行深入探討。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本實用新案登錄第3135906號

又，本案發明人進行上述深入探討的結果發現，真正需要機械強度的位置，係位於有別於「與嵌合孔或四角孔之頂點部對應之位置」的位置。

因此，本案發明之主要課題係提供一種可確保機械強度，同時比以往更加輕量的鎖緊工具。

亦即，依本發明的鎖緊工具，係具備形成有「與鎖緊對象嵌合之嵌合孔」的筒部；從軸方向觀察，該嵌合孔呈多角形，並且在該前端筒部之外周面中與該嵌合孔之邊部之中心對應的邊對應位置、及在該外周面中與該嵌合孔之頂點部的點對應位置，係位於比該外周面的外接圓更徑向內側。

又，依本發明的鎖緊工具，係具備形成有「供作業者所握持之手柄的四角驅動部插入之四角孔」的筒部；在該筒部的外周面中與該四角孔之邊部之中心對應的邊對應位置、及在該外周面中與四角孔之頂點部對應的點對應位置，係位於比該外周面之外接圓更徑向內側。

依如此構成的鎖緊工具，由於在筒部之外周面中的邊對應位置及點對應位置，係位於比該外周面之外接圓更徑向內側，因此從軸方向觀察，在邊對應位置與點對應位置之間會存在外接圓所通過的點，亦即與中心之距離最遠的點。又，詳細的解析資料係在之後敘述，但此點附近才是筒部的外周面中真正需要機械強度的位置。

從而，依上述構成，由於可確保套筒等筒部的機械強度，同時不僅可使邊對應位置，亦可使點對應位置位於比外接圓更徑向內側，因此和以往相比可實現筒部的進一步輕量化。

為了可確實地確保機械強度，在該外周面中外接圓所通過之點上的沿著徑向之厚度尺寸，較佳係大於該邊對應位置上的沿著徑向之厚度尺寸及該點對應位置上的沿著徑向之厚度尺寸。

作為具體的實施態樣可舉例以下態樣，該邊對應位置或是該點對應位置中的至少一者，係設於該外周面中往中心軸側彎曲的彎曲區域。

若是如此，藉由將邊對應位置或點對應位置設於彎曲區域，可更加輕量化。

又，作為另一實施態樣可舉例以下態樣，該邊對應位置或是該點對應位置中的至少一者，係設於該外周面中與中心軸平行的平面區域。

若是如此，和將邊對應位置或點對應位置設於彎曲區域的情況相比，可降低製造的負擔。

此外，若套筒的形狀係沿著周向而呈規則的形狀，則在作業時施加於套筒的應力會被分散至複數位置。

此情況下，若施加套筒會斷裂之程度的較大應力，則會有無法預期從哪個位置開始破壞的疑慮，或是假使在複數位置斷裂的情況下，則會有碎片會飛散至周圍的疑慮。

因此，為了使其安全地斷裂，較佳係使周向上的一個位置，形成為應力比其他位置更為集中的應力集中位置。

依如此之構成，即使施加了較大的應力，由於可從應力集中位置斷裂，故可防止碎片飛散等，而使其安全地斷裂。

為了在不使套筒成為複雜的形狀之情況下形成應力集中位置，該應力集中位置較佳係形成在「該嵌合孔之一個該頂點部」和「與其對應的該點對應位置」之間。

依如此構成的本發明，可提供一種能確保套筒等筒部的機械強度，同時較以往更為輕量的鎖緊工具。

10:前端筒部

11:邊部

12:邊對應位置

13:頂點部

14:點對應位置

20:基端筒部

21:邊部

22:邊對應位置

23:頂點部

24:點對應位置

40:中間筒部

100:套筒

200:鎖緊工具

C1:外接圓

C2:外接圓

h1:嵌合孔

h2:四角孔

h3:連通孔

L1:第一虛擬線

L2:第一虛擬線

L3:第三虛擬線

L4:第四虛擬線

M1:中心

M2:中心

O1:中心

O2:中心

P1:通過位置

P2:通過位置

S1:第一彎曲區域

S2:第二彎曲區域

SC:應力集中位置

T1:第一彎曲區域

T2:第二彎曲區域

T3:膨起區域

F1,F2:平面區域

X:手柄

X1:四角驅動部

Z:鎖緊對象

圖1係顯示依本發明之一實施態樣之鎖緊工具的示意圖。

圖2係將施加於套筒之前端筒部的應力加以解析後的解析資料。

圖3係示意地顯示本發明之實施態樣之套筒的立體圖。

圖4係示意地顯示本發明之實施態樣之從軸方向觀察到的前端筒部的俯視圖。

圖5係將施加於套筒之基端筒部的應力加以解析後的解析資料。

圖6係示意地顯示本發明之實施態樣之從軸方向觀察到的基端筒部的俯視圖。

圖7係示意地顯示本發明之其他實施態樣之套筒的立體圖。

圖8係示意地顯示本發明之其他實施態樣之套筒之內部的剖面圖。

圖9係示意地顯示本發明之其他實施態樣之套筒的立體圖。

圖10係示意地顯示本發明之其他實施態樣之套筒的立體圖。

圖11係示意地顯示本發明之其他實施態樣之套筒之內部的剖面圖。

圖12係示意地顯示本發明之其他實施態樣之從軸方向觀察到的前端筒部的俯視圖。

圖13係示意地顯示本發明之其他實施態樣之從軸方向觀察到的前端筒部的俯視圖。

圖14係示意地顯示本發明之其他實施態樣之從軸方向觀察到的前端筒部的俯視圖。

圖15係示意地顯示本發明之其他實施態樣之從軸方向觀察到的前端筒部的俯視圖。

以下，基於圖式說明依本發明的鎖緊工具。

如圖1所示，依本發明之鎖緊工具200，係用於螺栓或螺帽等鎖緊對象Z之鎖緊作業的套筒板手，包含：作業者所握持的手柄X、及安裝於手柄X的套筒100。又，作為鎖緊工具200可為手動工具(手工具)，亦可為電動工具、氣壓工具、油壓工具等動力工具。

此鎖緊工具200由於在套筒100具有特徵，因此在以下詳述。

如圖1所示，套筒100係呈筒狀並形成有：嵌合孔h1，供鎖緊對象Z嵌合；及四角孔h2，朝向與嵌合孔h1為相反方向，並供設於手柄X之頭部的四角驅動部X1插入；套筒100具有：形成有嵌合孔h1的前端筒部10、及形成有四角孔h2的基端筒部20。

前端筒部10及基端筒部20係同軸狀地設置。前端筒部10的外形尺寸及基端筒部20的外形尺寸並無特別限定，前端筒部10的外形尺寸可小於基端筒部20的外形尺寸，亦可大於基端筒部20的外形尺寸，亦可彼此為相同尺寸。又，此處所謂的外形尺寸，係從軸方向觀察到的外接圓之直徑尺寸。

嵌合孔h1係與鎖緊對象Z嵌合者，從軸方向觀察到的形狀亦即平面形狀係呈多角形。又，此處所謂的多角形，係具有複數頂點部、及將彼此相鄰的頂點部加以連結的複數邊部之形狀，可列舉：四角形、六角形、將兩個六角形偏移30度重疊而成的十二角形(雙重六角形)、將三個四角形偏移30度重疊而成的十二角形(三重四角形)等。

本實施態樣的嵌合孔h1其平面形狀係呈六角形，但如同鎖緊對象Z的形狀有各種形狀般，嵌合孔h1的平面形狀亦可採用各種形狀者。

四角孔h2係供手柄X的四角驅動部X1插入者，從軸方向觀察到的形狀亦即平面形狀係呈多角形。

本實施態樣的四角孔h2其平面形狀係呈四角形。又，四角孔h2的大小，如同四角驅動部X1的大小具有各種大小般，可適當變更。

又，如圖1所示，在本實施態樣中嵌合孔h1與四角孔h2係連通，在基端筒部20中設有連通孔h3，夾設於該等嵌合孔h1及四角孔h2之間而將它們加以連通。

此連通孔h3從軸方向觀察到的大小，係小於嵌合孔h1及四角孔h2，在本實施態樣中，平面形狀係呈圓形。然而，連通孔h3的形狀亦可適當變更。

此處，圖2所示之資料，係使用前端筒部之外周面的平面形狀為圓形的套筒來將鎖緊對象加以鎖緊時，將施加於此套筒的應力加以解析後的解析資料。又，在前端筒部的外周面中，係顯示出白色位置施加了比黑色位置更大的應力。

從此解析資料可知，在前端筒部的外周面中，和與嵌合孔之頂點部對應的位置A相比，其鄰接位置B係施加了較大的應力。亦即，在前端筒部的外周面中，和與嵌合孔之頂點部對應的位置A相比，其鄰接位置B更需要具有機械強度。又，在此圖2中，鄰接位置B係和與頂點部對應之位置A的左側鄰接，但在將鎖緊對象鬆開的作業中，鄰接位置B會和與頂點部對應之位置A的右側鄰接。

因此，本實施態樣的套筒100為了確保前端筒部10的機械強度並同時實現輕量化，係圖3及圖4所示，使在前端筒部10的外周面中與嵌合孔h1之邊部11之中心M1對應的邊對應位置12、及在該外周面中與嵌合孔h1之頂點部13對應的點對應位置14，位於比該外周面的外接圓C1更徑向內側。又，在圖4中，為了容易理解，係將前端筒部10之外周面的輪郭以比其他位置之輪郭更粗的線加以記載。

更具體地而言，嵌合孔h1係由前端筒部10的內周面形成，嵌合孔h1的邊部11從軸方向觀察分別係從內周面的一個頂點部13到其旁邊之頂點部13為止的直線部分。又，此處的頂點部13係以與鎖緊對象Z面接觸的方式構成，具體而言，係呈往徑向外側膨脹成沒有棱角的圓弧形狀(R形狀)。

又，邊對應位置12，係「從嵌合孔h1之中心O1通過邊部11之中心M1的第一虛擬線L1」與「前端筒部10之外周面」的交叉位置。

另一方面，點對應位置14，係「從嵌合孔h1之中心O1通過前端筒部10之內周面之頂點部13的第二虛擬線L2」與「前端筒部10之外周面」的交叉位置。

藉由上述構成，在前端筒部10的外周面中，在邊對應位置12與點對應位置14之間會存在外接圓C1所通過的通過位置P1。

在此構成中，通過位置P1上的沿著徑向之厚度尺寸，係大於邊對應位置12上的沿著徑向之厚度尺寸及點對應位置14上的沿著徑向之厚度尺寸。換言之，通過位置P1係比邊對應位置12及點對應位置14更加厚壁。

又，鑑於圖2所示之解析資料，此通過位置P1才是在鎖緊作業時，施加比邊對應位置12及點對應位置14更大應力的位置。

此處，在本實施態樣中，邊對應位置12及點對應位置14，係設於前端筒部10的外周面中往中心軸側彎曲的彎曲區域S1、S2。

更具體而言，邊對應位置12係設於第一彎曲區域S1，此處的第一彎曲區域S1，係從邊對應位置12跨於既定角度範圍而形成。

另一方面，點對應位置14係設於第二彎曲區域S2，此處的第二彎曲區域S2，係從點對應位置14跨於既定角度範圍而形成。

第一彎曲區域S1及第二彎曲區域S2係沿著周向交替地形成，並在彼此相鄰的第一彎曲區域S1與第二彎曲區域S2之間，設有上述通過位置P1。

在本實施態樣中，彼此相鄰的第一彎曲區域S1與第二彎曲區域S2係形成為交叉，該等交叉位置係上述通過位置P1。

此處，圖5所示之資料，係使用基端筒部的外周面之平面形狀為圓形的套筒來將鎖緊對象鎖緊時，將施加於此套筒之應力加以解析後的解析資料。又，在四角孔的內周面中，係顯示出白色位置施加了比黑色位置更大的應力。又，在此圖5的解析資料中，乍看之下，四角驅動部的大小係大於四角孔，這是因為使用了如同圖5下部所示之形狀者作為模擬四角驅動部的樣本。

從此解析資料可知，在基端筒部的外周面中，和與四角孔之頂點部對應的位置C相比，其鄰接位置D係被施加了較大的應力。亦即，在基端筒部的外周面中，和與四角孔之頂點部對應的位置C相比，其鄰接位置更需要具有機械強度。又，在此圖5中，鄰接位置D係和與頂點部對應之位置C的右側鄰接，但若套筒的鎖緊方向為相反方向，則鄰接位置D便會和與頂點部對應之位置C的左側鄰接。

因此，本實施態樣的套筒100，為了確保基端筒部20的機械強度並同時實現輕量化，係如圖3及圖6所示，使在基端筒部20的外周面中與四角孔h2之邊部21之中心M2對應的邊對應位置22、及在該外周面中與四角孔h2之頂點部23對應的點對應位置24，位於比該外周面之外接圓C2更徑向內側。又，在圖6中，為了容易理解，係將基端筒部20的外周面之輪郭以比其他位置之輪郭更粗的線加以記載。

更具體而言，四角孔h2係由基端筒部20的內周面形成，並且四角孔h2的邊部21從軸方向觀察分別係從內周面的一個頂點部23到其旁邊的頂點部23為止之直線部分。又，此處的頂點部23係以與四角驅動部X1面接觸的方式構成，具體而言係呈往徑向外側膨脹成沒有棱角的圓弧形狀(R形狀)。

又，邊對應位置22係「從四角孔h2之中心O2通過邊部21之中心M2的第三虛擬線L3」與「基端筒部20之外周面」的交叉位置。

另一方面，點對應位置24係「從四角孔h2之中心O2通過基端筒部20之內周面之頂點部23的第四虛擬線L4」與「基端筒部20之外周面」的交叉位置。

藉由上述構成，在基端筒部20的外周面中，在邊對應位置22與點對應位置24之間，會存在外接圓C2通過的通過位置P2。

在此構成中，通過位置P2上的沿著徑向之厚度尺寸，係大於邊對應位置22上的沿著徑向之厚度尺寸及點對應位置24上的沿著徑向之厚度尺寸。換言之，通過位置P2係比邊對應位置22及點對應位置24更加厚壁。

又，鑑於圖5所示之解析資料，此通過位置P2才是在鎖緊作業時，施加比邊對應位置22及點對應位置24更大應力的位置。

此處，在本實施態樣中，邊對應位置22及點對應位置24係設於基端筒部20之外周面中往中心軸側彎曲的彎曲區域T1、T2。

更具體而言，邊對應位置22係設於第一彎曲區域T1，此處的第一彎曲區域T1係從邊對應位置22跨於既定角度範圍而形成。

另一方面，點對應位置24係設於第二彎曲區域T2，此處的第二彎曲區域T2，係從點對應位置24跨於既定角度範圍而形成。

第一彎曲區域T1與第二彎曲區域T2係沿著周向而交替地形成，彼此相鄰的第一彎曲區域T1與第二彎曲區域T2之間，設有上述通過位置P2。

在本實施態樣中，彼此相鄰的第一彎曲區域T1與第二彎曲區域T2之間，設有往外側膨脹的膨起區域T3，通過位置P2係設於此膨起區域T3。

依如此構成的鎖緊工具200，由於套筒100的邊對應位置12及點對應位置14，係位於比前端筒部10之外接圓更徑向內側，因此可使需要機械強度的通過位置P1之厚度尺寸大於邊對應位置12及點對應位置14的厚度尺寸。藉此，可在確保前端筒部10之機械強度的同時，亦實現輕量化。

再者，由於邊對應位置22及點對應位置24係位於比基端筒部20之外接圓更徑向內側，因此可使需要機械強度的通過位置P2之厚度尺寸大於邊對應位置22及點對應位置24的厚度尺寸。藉此，可在確保基端筒部20之機械強度的同時，亦實現輕量化。

又，由於邊對應位置12、點對應位置14、邊對應位置22及點對應位置24分別設於彎曲區域S1、S2、T1、T2，因此可使套筒100更加輕量化。

除此之外，由於在基端筒部20的內周面設有減輕重量部，因此可進一步實現輕量化。

又，本發明並不限於該實施態樣。

例如，如圖7所示，作為依本發明之套筒100亦可具有夾設於前端筒部10及基端筒部20之間，並且例如外周面的平面形狀呈圓形的中間筒部40。

此情況，在上述實施態樣中，係將嵌合孔h1與四角孔h2加以連通的連通孔h3係設於基端部筒部，但亦可如圖8所示，將連通孔h3設於中間筒部40。

又，如圖9所示，作為中間筒部40亦可在軸方向上長於前端筒部10及基端筒部20。又，雖未圖示但作為此中間筒部40亦可使外周面的一部分往徑向內側例如彎曲等而凹陷。

再者，連通孔h3並不一定需要，例如圖10及圖11所示，亦可將嵌合孔h1與四角孔h2直接連通。

又，在上述實施態樣中，係將前端筒部的邊對應位置12及點對應位置14設於彎曲區域S1、S2，但亦可如圖12所示，將邊對應位置12及點對應位置14的一部分或是全部設於前端筒部之外周面中與中心軸平行的平面區域F1、F2。

再者，在基端筒部的邊對應位置22及點對應位置24中亦相同，亦可將該等的一部分或是全部設於基端筒部之外周面中與中心軸平行的平面區域。

除此之外，在上述實施態樣中，係將邊對應位置12及點對應位置14全部設於比外接圓C1更徑向內側，但例如亦可將邊對應位置12及點對應位置14在周向上以間隔一個的方式設於比外接圓C1更徑向內側等，僅將邊對應位置12及點對應位置14的一部分設於比外接圓C1更徑向內側。又，關於邊對應位置22及點對應位置24與外接圓C2的位置關係，亦可說係相同情況。

除此之外，在上述實施態樣中，嵌合孔h1及四角孔h2的頂點部13、24係呈R形狀，並與鎖緊對象Z面接觸，但嵌合孔h1及四角孔h2的其中一者或是兩者的頂點部13、24亦可呈棱角形狀，並與鎖緊對象Z線接觸。

又，在上述實施態樣中，係說明了將套筒100輕量化之態樣，但輕量化的對象並不限於套筒100，只要係構成鎖緊工具200的例如延長桿、萬用接頭、轉換配接器等至少設有嵌合孔h1或是四角孔h2的至少一者之筒部即可。

再者，上述實施態樣的鎖緊工具200係將手柄X與套筒100分開設置，但依本發明的鎖緊工具200亦可係手柄X與套筒100為一體者。

除此之外，作為鎖緊工具200亦可係梅花板手，此情況，與鎖緊對象Z嵌合的嵌合孔h1係形成於前端部，此前端部係相當於請求項中所謂的筒部。

此外，到目前為止所述的實施態樣中，套筒的形狀係沿著周向而呈規則的形狀(更具體而言為點對稱形狀)，係將作業時施加於套筒的應力分散至複數位置的設計。

如此之形狀的情況，若施加套筒會斷裂之程度的較大應力，則會有無法預測從哪個位置開始破壞的疑慮，或是假設在複數位置斷裂的情況下，會有碎片飛散至周圍的疑慮。

因此，為了使其安全地斷裂，套筒100亦可如圖13~圖15所示，沿著周向而呈不規則的形狀。更具體而言，作為套筒100亦可將在周向上的一個位置形成為應力比其他位置更為集中的應力集中位置SC。

作為此應力集中位置SC，例如可藉由使「嵌合孔h1的一個頂點部13」和「與其對應之點對應位置14」的距離，短於「嵌合孔h1的另一個頂點部13」和「與其對應之點對應位置14」的距離而形成。

更具體而言，在圖13所示的構成中，係使一個第二彎曲區域S2比其他第二彎曲區域S2更往中心軸側凹陷。

藉此，設於「該一個第二彎曲區域的點對應位置14」與「對應之頂點部13」的距離，會短於「設於其他第二彎曲區域的點對應位置14」與「對應之頂點部13」的距離。

其結果，在「設於該一個第二彎曲區域的點對應位置14」與「對應之頂點部13」之間(圖13中的斜線位置)會形成為應力集中位置SC。

又，在圖14所示之構成中，係使嵌合孔h1之中心O1與前端筒部10的外周面之中心O1’偏心。作為更具體的實施態樣，可舉例從嵌合孔h1之中心O1與前端筒部10的外周面之中心O1’為彼此重合的狀態，使嵌合孔h1的中心O1偏心，以接近一個點對應位置14的態樣。

藉此，「該一個點對應位置14」與「對應之頂點部13」的距離，會短於「其他點對應位置14」與「對應之頂點部13」的距離。

其結果，在「該一個點對應位置14」與「對應之頂點部13」之間(圖14中的斜線位置)會形成為應力集中位置SC。

再者，在圖15所示之構成中，係使嵌合孔h1的一個頂點部13比其他頂點部13更加凹陷。

藉此，「此一個頂點部13」與「對應之點對應位置14」的距離，會短於「其他頂點部13」與「對應之點對應位置14」的距離。

其結果，在「該一個頂點部13」與「對應之點對應位置14」之間(圖15中的斜線位置)會形成為應力集中位置SC。

又，雖然未圖示，但作為應力集中位置SC亦可藉由例如在前端筒部10之外周面中的一個第二彎曲區域，設置溝或棱等而形成。

又，應力集中位置SC並不一定要設於前端筒部10，亦可設於基端筒部20。

再者，應力集中位置SC並不一定要形成於「一個頂點部13」和「與其對應的點對應位置14」之間，例如亦可形成於「一個邊部11」和「與其對應的邊對應位置12」之間。

藉由如此形成應力集中位置SC，即使對套筒100施加較大的應力，亦會從應力集中位置SC斷裂，因此可防止碎片飛散之情形等，而可使其安全地斷裂。

又，在上述實施態樣中，第一彎曲區域S1與第二彎曲區域S1所重合之稜線，或第一彎曲區域T1與第二彎曲區域T2所重合之稜線等，形成於套筒100之外周面的各種稜線非常陡峭，可發揮富有抓附性這樣的作用效果。

另一方面，為了使套筒100的觸感更加舒適，亦可對上述稜線的一部分或是全部實施R形加工。

其他，本發明並不限定於該各實施態樣，只要在不脫離其主旨的範圍內，當然可進行各種變形。