JP5379452B2 - 締結工具 - Google Patents

Description

本発明は、締結工具に関し、特に複数種の締結具を取り扱う締結工具の作業の簡素化対策に係るものである。

従来より、電気やエアー等を駆動源とする回転駆動される締結工具が知られている。

例えば特許文献１には、この種の締結工具が開示されている。この締結工具は、電動モータを駆動源とする電動機の出力軸に着脱自在に取り付けられている。この締結工具は、いわゆるソケットを構成し、その一端側に出力軸が連結され、その他端側にボルトやナット等の締結具が内嵌する凹部が形成されている。締結工具の使用時には、締結具に対応するソケットを電動機に取り付け、ソケットの凹部内に締結具を嵌入する。この状態で出力軸を回転駆動させると、ソケットが回転して締結具が締め付けられる。
特開２００３−１３６４３６号公報

ところで、上記のような締結作業においては、ソケットに対応するボルトやナット等の締結具以外にも、例えば六角棒スパナ（いわゆる六角レンチ）でしか対応できない六角穴付きボルト等の締結具を用いることがある。このため、このような六角穴付きボルトを取り扱う場合には、電動機の出力軸に六角棒スパナを取り付けて作業を行う必要があった。即ち、上記の２種類の締結具を用いて組み立て作業等を行う場合には、締結具に対応するようにソケットや六角棒スパナ等をその都度交換する必要があり、作業の繁雑化を招くという問題が生じていた。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、複数種の締結具を取り扱う締結作業を容易に行うことができる締結工具を提供することである。

第１の発明は、締結工具を対象とし、出力軸に回転駆動されると共に先端に第１の締結具が内嵌する凹部が形成される筒状の本体部と、該本体部に内挿されると共に先端に第２の締結具の嵌合穴に係合する係合部が形成される棒状部材とを備え、該棒状部材は、上記本体部の凹部の先端から上記係合部が外方に突出する第１位置と、該本体部の凹部の底部よりも内方へ陥没する第２位置との間を該本体部の軸方向に変位自在に構成され、且つ上記本体部と一体的に回転するように構成され、上記本体部の内部には、上記棒状部材の基端側に収容されるとともに、該棒状部材が上記第１位置となるように伸張し、且つ上記第２位置の棒状部材に押し付けられて収縮するスプリングが設けられていることを特徴とする。

第１の発明では、筒状の本体部の内部に棒状部材が内挿され、この棒状部材が第１位置と第２位置との間を変位自在となっている。棒状部材を第１位置にすると、棒状部材が本体部の凹部よりも外方へ突出する状態となる。これにより、棒状部材の先端を第２の締結具（例えば六角穴付きボルト）の嵌合穴に係合させることができる。この状態から、出力軸を回転させると、出力軸に取り付けられる本体部も回転駆動される。本体部が回転すると、本体部に内挿される棒状部材も本体部と一体的に回転する。その結果、第２の締結具は、棒状部材によって回動され、締め付け又は締め付けの解除がなされる。

一方、棒状部材を第２位置にすると、棒状部材が本体部の凹部の底部よりも内方へ陥没した状態となる。これにより、本体部の凹部に第１の締結具（例えば六角ボルト）を内嵌させることができる。この状態から、出力軸を回転させると、本体部が回転駆動される。
その結果、第１の締結具は、本体部の凹部によって回動され、締め付け又は締め付けの解除がなされる。

第１の発明は、スプリングによって棒状部材が第１位置側へ付勢される。このため、例えば棒状部材を第１位置として第２の締結具を締め付ける際、棒状部材が本体部の内方へ押し込まれて係合が解除されることが抑制される。一方、例えば第１の締結具を締め付ける際には、スプリングに抗して棒状部材を本体部の内方へ押し付けるようにしながら、本体部の凹部に第１の締結具を内嵌させる。

第２の発明は、第１の発明において、上記本体部の内周側には、軸直角断面が多角形状となる角状内壁部が形成され、上記棒状部材の外周側には、軸直角断面が多角形状となって上記本体部の角状内壁部に嵌合する角状外壁部が形成されていることを特徴とする。

第２の発明では、本体部の内周側に形成された角状内壁部に、棒状部材の角状外壁部が嵌合する。これにより、棒状部材は、本体部内での軸方向の変位が許容されるが、本体部に対する相対的な回転運動が禁止される。従って、棒状部材は、本体部と一体的にしか回転できないことになる。

第３の発明は、第１又は第２の発明において、上記本体部の外周側には、上記第１位置の棒状部材を保持する第１操作位置と、該棒状部材の保持を解除する第２操作位置とに変位自在な操作部材が設けられていることを特徴とする。

第３の発明では、本体部の外周に操作部材が設けられ、この操作部材を第１操作位置と第２操作位置とに切り替えることができる。操作部材を第１操作位置とすると、棒状部材が第１位置に保持される。このため、例えば第２の締結具を棒状部材によって締結する際、棒状部材が本体部の内方へ押し込まれてしまって係合が解除されることが確実に抑制される。一方、操作部材を第２操作位置とすると、棒状部材の保持が解除されて棒状部材の変位運動が許容される。このため、例えば棒状部材を第２位置とし、第１の締結具を本体部の凹部によって締結することができる。

本発明によれば、棒状部材を第１位置とすることで、第２の締結具を棒状部材によって締結でき、且つ棒状部材を第２位置とすることで、第１の締結具を本体部の凹部によって締結できる。即ち、本発明によれば、ソケット等の交換を行うことなく、２種類の締結具の締結作業を連続して行うことができるので、組立て作業等の容易化を図ることができる。

また、第１の発明によれば、棒状部材をスプリングによって第１位置に付勢するようにしたので、第２の締結具に対する棒状部材の係合が解除されてしまうことを防止でき、作業性が向上する。特に、第３の発明によれば、操作部材によって棒状部材を第１位置に保持できるようにしたので、第２の締結具に対する棒状部材の係合が解除されてしまうことを一層確実に防止できる。

また、第２の発明では、本体部の内壁部を多角形状とし、内部に棒状部材を嵌合するようにしている。このため、例えば第２の締結具を棒状部材によって締結する際、本体部だけが空回りしてしまうことを回避でき、第２の締結具を確実に締結することができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

本発明の実施形態について説明する。実施形態に係る締結工具（10）は、電動機の出力軸（図示省略）に着脱自在に取り付けられる。つまり、この締結工具（10）は、電動式工具の交換部品を構成している。

図１に示すように、締結工具（10）は、軸方向に延びる略筒状の本体部（20）を有している。本体部（20）は、両端が開口する円筒状のソケット部（30）と、該ソケット部（30）の一端（図１における上端）側の開口を閉塞するプラグ部（21）とを有している。ソケット部（30）とプラグ部（21）とは、抜け止めピン（22）によって連結の解除が禁止されている。プラグ部（21）には、その軸方向端面に出力軸が係合する係合溝（23）が形成されている。また、プラグ部（21）には、本体部（20）と出力軸とを連結するピン（図示省略）が挿通されるピン穴（24）が径方向に貫通して形成されている。

ソケット部（30）は、縦長の胴部（31）と、該胴部（31）の一端側の取り付け部（32）と、胴部（31）の他端側の凹部（33）とが一体的に形成されている。取り付け部（32）には、上方に向かって開口が形成され、この開口に上記のプラグ部（21）が嵌め込まれている。

ソケット部（30）の凹部（33）は、第１の締結具としての六角ボルト（B1）が内嵌するように構成されている。つまり、凹部（33）は、その外周面が円形に形成される一方、その内周面は軸直角断面が六角形状をしている。即ち、凹部（33）の内部には、六角ボルト（B1）の頭部が嵌り込むように六角柱状の空間（S）が形成されている。この空間（S）の軸心は、出力軸ないし本体部（20）の軸心と一致している。

胴部（31）の上端の開口は、小径プラグ（34）によって閉塞されている。また、胴部（31）の内側には、断面円形状の内壁面を形成する円状内壁部（31a）と、断面六角形状の内壁を形成する角状内壁部（31b）とが形成されている。円状内壁部（31a）は、胴部（31）における上側寄りに、角状内壁部（31b）は、胴部（31）における下流側寄りに形成されている。円状内壁部（31a）の内径は、ソケット部（30）の凹部（33）の内径（軸心から頂点までの径）よりも短くなっている。また、角状内壁部（31b）の内径（軸心から頂点までの径）は、円状内壁部（31a）の内径よりも短くなっている。

本体部（20）のソケット部（30）の内部には、棒状部材（40）が内挿されている。棒状部材（40）は、角状本体部（41）と抜け止め部（42）と六角ビット部（43）とを有している。角状本体部（41）は、軸直角断面が六角形状となって軸方向に延びている。つまり、角状本体部（41）の外周面は、胴部（31）の角状内壁部（31b）に嵌合する角状外壁部を構成している。これにより、角状本体部（41）は、軸方向の変位が許容される一方、周方向の回動が禁止されている。抜け止め部（42）は、角状本体部（41）の上端に一体的に形成されている。抜け止め部（42）は、円柱状に形成されており、円状内壁部（31a）に僅かな隙間を介して内嵌している。抜け止め部（42）は、角状本体部（41）よりも大径となっている。これにより、抜け止め部（42）の下端が、角状内壁部（31b）の上端と当接することで、棒状部材（40）がソケット部（30）内から抜け外れることが禁止されている。

六角ビット部（43）は、角状本体部（41）の先端に形成されている。六角ビット部（43）は、第２の締結具としての六角穴付きボルト（B2）の嵌合穴（六角穴）に係合する係合部を構成している。六角ビット部（43）は、角状本体部（41）の端部と連接する台形円錐状のテーパ部（43a）と、該テーパ部（43a）の先端部と連接する円柱状の基部（43b）と、該基部（43b）の先端に形成される六角部（43c）とで構成されている。そして、六角ビット部（43）の六角部（43c）が、六角穴付きボルト（B2）の六角穴に係合ないし内嵌するように構成されている。

ソケット部（30）の内部には、棒状部材（40）と小径プラグ（34）との間にスプリング（50）が介設されている。なお、小径プラグ（34）の下端部と抜け止め部（42）の上端部とには、スプリング（50）の端部がそれぞれ外嵌する、突起部（34a,42a）が形成されている。スプリング（50）は、一端が小径プラグ（34）に当接して他端が抜け止め部（42）に当接しており、棒状部材（40）を第１位置へ付勢する付勢部材を構成している。

即ち、棒状部材（40）は、本体部（20）の軸方向において、第１位置（図１(Ａ)に示す位置）と第２位置（図１(Ｂ）に示す位置）との間を変位するように構成されている。ここで、第１位置は、棒状部材（40）の六角部（43c）が、ソケット部（30）の凹部（33）の先端から外方に突出する位置である。つまり、棒状部材（40）が第１位置になると、六角部（43c）を第２締結具に係合可能となる。一方、第２位置は、棒状部材（40）の六角部（43c）が、ソケット部（30）の凹部（33）の底部よりも内方へ陥没する位置である。
つまり、棒状部材（40）が第２位置になると、凹部（33）内に柱状空間（S）が形成されるので、凹部（33）内に第１締結具を内嵌可能となる。上記の如く、スプリング（50）は、棒状部材（40）を第２位置から第１位置へ向かって付勢する。このため、ユーザー等が棒状部材（40）を本体部（20）の内部側へ押し込まない限り、棒状部材（40）は第１位置に保持されている。

−作業例−
次に、上述した締結工具（10）を用いた作業例について説明する。ここでは、車両空調用の冷媒回路の一部を構成する、エバポレータアッシーの組立て作業について説明する。

図２に示すように、エバポレータアッシー（80）は、蒸発器（81）と、膨張弁（82）と、冷媒配管（83）とが組み合わされて構成される。ここで、膨張弁（82）は、２本の六角穴付きボルト（B2）によって蒸発器（81）のヘッダ部に締結される。また、冷媒配管（83）は、１本の六角ボルト（B1）によって膨張弁（82）に締結される。即ち、エバポレータアッシー（80）では、六角ボルト（B1）と六角穴付きボルト（B2）とから成る２種類の締結具が用いられている。

本実施形態の締結工具（10）を用いて組み立て作業を行う場合、まず、締結工具（10）を図１(Ａ)に示す第１位置とする。つまり、締結工具（10）の六角ビット部（43）を凹部（33）の外方へ突出させる。次いで、蒸発器（81）と膨張弁（82）とを組み付けた状態で、六角穴付きボルト（B2）の六角穴に六角部（43c）を係合させ、電動機の出力軸を回転させる。これにより、締結工具（10）では、本体部（20）のソケット部（30）が回転駆動される。ソケット部（30）が回転すると、ソケット部（30）の角状内壁部（31b）に嵌合する棒状部材（40）も、本体部（20）と一体的に回転する。その結果、六角穴付きボルト（B2）は、六角ビット部（43）によって締結される。なお、ここでの六角穴付きボルト（B2）の締め付けトルクは、例えば４．５Ｎ・ｍである。

次いで、膨張弁（82）に冷媒配管（83）を組み付けた状態で、六角ボルト（B1）を締結穴に嵌め込む。この状態から、六角ビット部（43）の先端を六角ボルト（B1）の頭部に押し付けると、棒状部材（40）は、スプリング（50）の付勢力に抗して、本体部（20）の内部に変位する。これにより、締結工具（10）が図１(Ｂ)に示す第２位置となり、六角ボルト（B1）の頭部が凹部（33）に内嵌する。この状態から、出力軸を回転させると、ソケット部（30）が回転駆動され、六角ボルト（B1）は凹部（33）によって締結される。なお、ここでの六角ボルト（B1）の締め付けトルクは、例えば８．３Ｎ・ｍである。

以上のような作業により、六角ボルト（B1）と六角穴付きボルト（B2）との双方の締結具を、締結工具（10）の交換を行うことなく締結することができる。これにより、組立て作業（締結作業）の効率が向上する。なお、エバポレータアッシー（80）を分解する作業を行う場合には、上記の組立て作業と逆の手順で、同様の作業を行えば良い。

−実施形態の効果−
上記実施形態によれば、棒状部材（40）を図１(Ａ)に示す第１位置とすることで、六角穴付きボルト（B2）を六角ビット部（43）によって締結でき、且つ棒状部材（40）を図１(Ｂ)に示す第２位置とすることで、六角ボルト（B1）を凹部（33）によって締結できる。即ち、本発明によれば、電動機の出力軸に交換可能に取り付けられる締結工具（10）を交換することなく、六角穴付きボルト（B2）と六角ボルト（B1）の締結作業を連続して行うことができる。従って、締結工具の取り外し、交換の作業が省略されるので、組立て作業の短縮化を図ることができる。

また、締結工具（10）では、棒状部材（40）がスプリング（50）によって第１位置に付勢されている。このため、六角ビット部（43）を第１位置に保持させることができ、六角ビット部（43）による六角穴付きボルト（B2）の締結作業の作業性が向上する。また、本体部（20）のソケット部（30）の内周面に角状内壁部（31b）を形成し、この角状内壁部（31b）に角状本体部（41）を嵌合させるようにしたので、ソケット部（30）と棒状部材（40）との回転方向における密着性を向上できる。従って、ソケット部（30）と共に棒状部材（40）を回転させて六角穴付きボルト（B2）を締結する際、棒状部材（40）がソケット部（30）内で空回りしてしまうのを防止できる。

《実施形態の変形例》
図３に示す変形例は、上記実施形態の締結工具（10）に保持機構（60）を付与したものである。保持機構（60）は、操作部材（61）とボール（62）と大径スプリング（63）とボール溝部（64）とを有している。

操作部材（61）は、ソケット部（30）の胴部（31）の外周に嵌め込まれている。胴部（31）には、操作部材（61）の下端部と当接する環状のストッパ部材（65）が固定されている。そして、操作部材（61）は、胴部（31）の外周において、図３の(Ａ)に示す第１操作位置と、図３(Ｂ)に示す第２操作位置との間で、軸方向の変位が許容されている。

操作部材（61）の内周には、その下端部に第１突起部（61a）が形成され、その中間部に第２突起部（61b）が形成されている。第１突起部（61a）及び第２突起部（61b）はそれぞれ環状に形成され、その内周面が胴部（31）の外周面と摺接している。また、第１突起部（61a）と第２突起部（61b）との間には、環状溝（61c）が形成されている。環状溝（61c）は、操作部材（61）の下側寄りに形成されている。環状溝（61c）は、上記ボール（62）の一部が嵌り込むように構成されている。

この変形例の胴部（31）には、リング部材（31c）がＯリング（31d）を介して保持されている。リング部材（31c）は、操作部材（61）の上側の開放部を閉塞している。そして、リング部材（31c）、操作部材（61）、胴部（31）、及び第２突起部（61b）との間には、上記大径スプリング（63）が嵌め込まれる収容空間（63a）が区画されている。大径スプリング（63）は、一端がリング部材（31c）に当接して他端が第２突起部（61b）に当接しており、操作部材（61）を第１操作位置へ付勢する付勢部材を構成している。

胴部（31）には、上記ボール（62）が嵌り込むボール開口部（31e）が形成されている。ボール開口部（31e）は、ボール（62）と同等の直径の円形の穴を形成している。また、上記ボール溝部（64）は、棒状部材（40）の上端部寄りに形成されている。ボール溝部（64）は、軸方向断面が円弧状となる環状の溝を形成しており、このボール溝部（64）内にも上記ボール（62）が嵌り込むように構成されている。

この変形例では、操作部材（61）を第１操作位置とすることで、第２突起部（61b）の先端によってボール（62）が径方向内側に押し込まれ、このボール（62）がボール開口部（31e）を通じて、棒状部材（40）のボール溝部（64）に嵌り込む（図３(Ａ)を参照）。これにより、棒状部材（40）は、上記の第１位置で保持され、軸方向の変位が禁止される。従って、操作部材（61）を第１操作位置とすることで、棒状部材（40）が第２位置側へ変位してしまうことが確実に防止される。このため、上述のようにして、六角ビット部（43）を穴付き六角ボルト（B2）に係合させて締結作業を行う際、棒状部材（40）が本体部（20）の内方へ押し込まれて作業性が低下してしまうのを確実に回避できる。

一方、操作部材（61）を第２操作位置とすると、ボール（62）が操作部材（61）の環状溝（61c）に嵌り込む。これにより、棒状部材（40）のボール溝部（64）から外れた状態となる。その結果、ボール（62）による棒状部材（40）の保持が解除され、棒状部材（40）の軸方向の変位が許容される。これにより、図３(Ｂ)に示すように、棒状部材（40）を第２位置に変位させることができ、上述のように、凹部（33）に六角ボルト（B1）を内嵌させて締結作業を行うことができる。

《その他の実施形態》
上記実施形態については、以下のような構成としてもよい。

上記実施形態では、凹部（33）の内壁を六角形として、この凹部（33）に第１締結具としての六角ボルト（B1）を内嵌させている。しかしながら、例えば図４に示すように、凹部（33）の十二角形状の内壁部を形成し、この凹部（33）に六角ボルト（B1）等を内嵌させても良い。また、これ以外にも第１締結具の頭部の形状に応じて、凹部（33）の内壁部を他の形状としても良い。同様に、第２締結具の嵌合穴の形状に応じて、係合部としての六角ビット部（43）の外壁部を他の形状としても良い。

また、上記実施形態の締結工具（10）は、電動機を駆動源とする電動式工具に用いられているが、例えばエアモータ等の他の機構を駆動源とする工具に用いることもできる。

以上説明したように、本発明は、締結工具に関し、特に複数種の締結具を取り扱う締結工具の作業の簡素化対策について有用である。

実施形態に係る締結工具の全体構成を示す縦断面図であり、図１(Ａ)は棒状部材を第１位置とした状態を、図１(Ｂ)は棒状部材を第２位置とした状態をそれぞれ示すものである。 実施形態に係る締結工具によって組立てられるエバポレータアッシーの概略構成を示す斜視図である。 実施形態の変形例に係る締結工具の縦断面図であり、図３(Ａ)は棒状部材を第１位置とした状態を、図３(Ｂ)は棒状部材を第２位置とした状態をそれぞれ示すものである。 その他の実施形態に係る締結工具の全体構成を示す縦断面図である。

10 締結工具
20 本体部
31b 角状内壁部
33 凹部
40 棒状部材
41 角状本体部（角状外壁部）
50 スプリング（付勢部材）
61 操作部材

Claims (3)

1. 出力軸に回転駆動されると共に先端に第１の締結具が内嵌する凹部が形成される筒状の本体部と、
   上記本体部に内挿されると共に先端に第２の締結具の嵌合穴に係合する係合部が形成される棒状部材とを備え、
   上記棒状部材は、上記本体部の凹部の先端から上記係合部が外方に突出する第１位置と、該本体部の凹部の底部よりも内方へ陥没する第２位置との間を該本体部の軸方向に変位自在に構成され、且つ上記本体部と一体的に回転するように構成され、
   上記本体部の内部には、上記棒状部材の基端側に収容されるとともに、該棒状部材が上記第１位置となるように伸張し、且つ上記第２位置の棒状部材に押し付けられて収縮するスプリングが設けられていることを特徴とする締結工具。
2. 請求項１において、
   上記本体部の内周側には、軸直角断面が多角形状となる角状内壁部が形成され、
   上記棒状部材の外周側には、軸直角断面が多角形状となって上記本体部の角状内壁部に嵌合する角状外壁部が形成されていることを特徴とする締結工具。
3. 請求項１又は２において、
   上記本体部の外周側には、上記第１位置の棒状部材を保持する第１操作位置と、該棒状部材の保持を解除する第２操作位置とに変位自在な操作部材が設けられていることを特徴とする締結工具。

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