JPS58502162A - ソケツト・ドライブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はねじ付きファスナ、特にトルク駆動工具の差込み孔を有するねじ付きフ ァスナに係わる。

公知技術 広く使用されているソケット・ヘッド・ファスナは補完形状の６角レンチまたは バイトを差込むだめの６角孔を具備する。差込み孔及びこれと咬合するレンチの 輪郭が非円形であれば、ファスナの着脱に際してこの画素子間のトルク伝達が可 能となる。６角形プロフイルには製造上、工具セツティング及び寸法測定が比較 的簡単でよいという利点がある。この形状は画き易く、且つ測定し易いからであ る。使用者にとって差込み孔と駆動レンチが６角形であることの欠点は駆動素子 によって中程度または比較的高いトルク負荷が加えられた時に角部と連携する点 に高い応力が集中することである。この応力集中は多くの場合、ファスナ、駆動 素子、または両者の損傷を招く。例えば、電動駆動素子を頻繁に使用する場合、 その角部が急速に摩耗し、以後これと咬合するファスナの差込み孔を広げる結果 となるおそれがある。このような損傷が電動レンチの性急な使用者が気づかぬう ちに進行すれば、損傷したファスナが不適正な状態で取付けられる結果となる。

６角孔締付けねじは最大量の保持力を与えるため、差込み孔のサイズが可能な最 大６角キー・サイズに形成されている。６角孔の角部とねじの最小径との間の壁 厚は極めて薄いから、摩耗した６角ドライバで駆動されると孔の角部に亀裂が発 生し易い。孔に亀裂が生ずると、締付けねじがねじ孔に詰まり、対抗部を傷めず に抜取ることはまず不可能である。

通常の６角ドライバの強度及び摩耗を制限する対策は例えばレイランドの米国特 許第３，５８４，６６７号に開示されている。この特許の開示内容を組込んだ製 品は登録商標ＴＯＲＸの下で市販されている。この特許はトルク駆動容量を増大 させるため、６角形の鋭い角部及びこれに伴なう駆動角を回避した耳付き６角プ ロフイルの採用を開示している。この耳付き６角プロフイルはこのブローフィル を採用したファスナを使用する際に、応力及びこれに伴なう摩耗の問題を軽減で きるが、製造は比較的複雑になり、コスト高になる可能性がある。例えば、ファ スナ孔またはこれを形成するのに使用する工具の正しいプロフィルを正確に測定 することが困難である。なぜなら基準点として利用できる扁平面も鋭い角部も存 在しないからである。さらに、好ましい成果が必要な場合に、耳付き６角孔タイ プのファスナで組立てられた製品の末端利用者にとって未知の、及び／または入 手できない特定のドライバ・レンチを必要とするという欠点もある。上記特許は 従来の６角レンチを利用できるとしているが、このような間に合わせの結果はバ ラツキを伴なうか全く容認できないかのいずれかまたは双方となる可能性がある 。

代用の６角レンチを使用して発生させることのできるトルクのレベルはこの代用 レンチの限界容量、及び耳付き６角形と単純な６角形とのほとんど適合不能なプ ロフィルから来る接触の幾何的条件によりきびしく制限される。

ＴＯＲＸ型の耳付き６角孔は駆動工具の耐用寿命が長くなることから大企業の組 立てラインに採用されるように考察されたものである。しかし、特に自動車やト ラックのような最終製品の使用者にとって、このファスナを着脱するための駆動 工具が容易に入手できず、どのようなサイズのドライバを使用すべきか判断し難 いという点で問題があった。適当なドライバが児つかったとしても比較的高価で あり、それも間に合わせの工具に過ぎない。

発明の要約 本発明は各種の６角ドライバと有効に併用できるドライブ・ソケットを有するフ ァスナを提供するものである。

本発明のドライブ・ソケットは通常の６角形の構成成分によって、画かれる基本 プロフィルと、この基本６角形の周りに心合わせされ、且つ基本６角形の角部よ りも外側に配置された個々の略台形部分によって画かれる主要プロフィルとから 成る。

本発明の駆動孔プロフィルは比較的画き易く且つ測定し易い角度特徴を具えてい る。従って本発明を応用したねじ付きファスナの製造は比較的簡単であり、それ だけに経済的である。製造の容易さと経済性に寄与する特徴として、ファスナ製 造に使用される駆動孔形成工具に関しても、ファスナ自体の寸法整合に関しても 、本発明のプロフィルは規格化し易い。

本発明を応用したファスナの重要な特徴は各種のドライバ形状と適合できる融通 性及び有効性にある。即ち、本発明のファスナ孔は標準的な耳付き６角レンチ、 耳付き６角ドライバ、スプライン付き６角ドライバで有効に駆動できる。このよ うな既存のドライバ素子と適合できるということはファスナを利用する設備メー カーにとつても、このファスナを組込んだ製品の末端消費者または利用者にとっ ても極めて有益である。例えば、本発明のファスナを商標ＴＯＲＸの下に市販さ れている耳付き６角ドライバのようなプレミアム・ドライブ・バイトまたはレン チと併用できることは挿めて有利である。この場合、過度のトルク負荷が加わっ た場合にファスナが摩耗したり恒久変形したりする傾向が軽減され、このような 現象が累積することもない。ドライバの摩耗は使用に伴なって累積するのが普通 であるが、耳付き６角形デザインの耐久性が著しく高いため、ドライバの耐用寿 命を予想以上に延ばすことができる。現場において、耳付き６角レンチ・バイト に不慣れな、またはこれを所持していない修理工はこの耳付き６角レンチ・バイ トの代りに標準的な６角レンチまたはスプライン付６角ドライバを本発明のファ スナ孔に使用すればよい。

図面の簡単な説明 第１図は本発明のソケット・ヘッドねじ付きファスナを示す斜面図である。

第２図は第１図示したファスナの縦断面図である。

第３図は本発明の駆動孔の幾何形状を路上する説明図である。

第４図は駆動孔の形状及び標準的な６角レンチ・バイトに対する該駆動孔の適合 性を示す説明図である。

第５図は駆動孔の形状及び耳付き６角レンチ・バイトに対する該駆動孔の適合性 を示す説明図である。

第６図は駆動孔の形状及びスプライン付き６角レンチ・バイトに対する該駆動孔 の適合性を示す説明図である。

好ましい実施例の説明 図面、特に第１図及び第２図にはソケット・ヘッド１１及び外側にねじを切った 軸部１２を有するねじ付きファスナ１０を示した。螺旋ねじのある軸部１２はフ ァスナ１０の長手軸を限定し、ねじ面は対向部分と咬合した時ファスナの軸周り 回転運動を軸方向運動に変換する。ファスナ１０は適当な公知の態様で任意の金 属、プラスチックなどで製造することができる。ヘッド１１はファスナ１０の軸 心と直交する平面において新規の断面形状またはプロフィルを有する駆動孔１３ を含む。以下の説明から明らかなように、駆動孔プロフィルの幾何的中心はファ スナ１０の軸心と一致する。駆動孔またはソケット１３は第３図に路上するよう な角ばった多辺形プロフィル１４を呈するほぼ角柱射影によってその輪郭を限定 される。孔１３は許容誤差の範囲内で理想的な角柱形状に対して偏差があっても よい。

孔のプロフィルまたは断面１４は、基本６角形の部分と、該６角形ゾーンのサイ ズを増大させるように６角形の各コーナーに心合わせされた略台形部分１７とか ら成る。図示のように略台形部分１７０半径方向高さの少なくとも約１／３が基 本６角形１６の各コーナーよりも外側に位置する。各略台形部分１７は図示実施 例の場合、互いに６０’の角度を形成する短辺１８を有する。略台形部分１７の 半径方向外側の辺１９は円弧状であり、ファスナ１０の軸心と一致する基本６角 形の幾何的中心２１と同心関係にある。略台形部分１７の半径方向外側の辺１９ を円弧状に形成したのは駆動孔１３を形成するために工具セッテング及び駆動孔 １３そのものの加工を容易にするためである。ただし、必要に応じて辺１９を図 示の外側辺または円弧１９の弦長と同じ長さの直線または扁平辺として形成して もよい。

第３図に示す寸法Ｙは基本６角形の公称サイズ、即ち、６角形対向辺間の距離で ある。この寸法Ｙを６角レンチ・バイトの規格サイズに合わせ、必要ならばこの ようなレンチと適当な隙間を伴なって嵌合するように前記サイズよりもやや大き く設定すれば便利である。対向する略台形部分外端間の距離として第３図に示す 寸法Ｘは、Ｘ　−＜１　＋Ａ）　Ｙ の式によって与えられる。ただしＡは０．１６乃至０．２２、好ましくは約０． ２である。

また略台形部分１７の外側辺１つの弦長Ｚは下記の式で与ヘッド１１の外面は任 意の形状、例えば円筒、半球、円錐などの形状を取ることができる。理想的には 駆動孔１３の深さをほぼ０．７Ｙに設定する。本発明の駆動孔１３は第４図乃至 第６図に示すような断面形状を有する種々の駆動素子と適合可能である。

第４図は公知の６角レンチまたはバイト２４が駆動孔１３に嵌合された状態を示 す。基本６角形１６に対応する駆動孔壁面２５は孔に挿入されたレンチ２４の表 面積の大部分、即ち、１／２以上と直接対向する。その結果、レンチによって比 較的高いトルク負荷が加えられてもレンチ２４と孔１３との間の接触圧は適度に 維持される。

第５図は耳付き６角レンチ・ドライバ２８と孔１３との適合性を示す。第５図に 示すドライバのプロフィルは米国特許第３，５８４，６６７号に開示され、登録 商標ＴＯＲＸの下に市販されているものである。耳付き６角レンチ２８を本発明 の駆動孔１３と併用する場合の特徴として、トルク伝達容量が高り、量産部門に 使用する場合、レンチの摩耗率が低い。トルク伝達容量が高いのは、レンチの耳 ２６が、第３図のプロフィルにおける略台形部分の短辺１８に対応するファスナ １０の軸心から比較的長い半径方向位置にある略台形部分側面２７と咬合するか らである。これと同時に、耳２６と略台形部分側壁２７との接触平面に垂直な接 触力線はファスナ１０の軸線からこの接点までの半径と直交する方向に比較的大 きい成分を持つ。加わるトルクが大き過ぎれば、ひずみ及び摩耗の大部分は６突 起レンチ２８よりもむしろ駆動孔１３に現われる。このように摩耗はレンチ２８ に累加しないから、レンチの耐用寿命が著しく長くなる。

第６図は駆動孔１３とスプライン付き６角レンチ３１との適合性を示す。第５図 との関連で述べた耳付き６角レンチの場合と同様に、スプライン付き６角レンチ ３１の接点は略台形部分の、半径方向に比較的外方の位置にあるから、トルク伝 達容量が大きい。

本発明の駆動孔１３は締めねじにも応用できる。締めねじの場合、標準的な６角 レンチと併用するとすれば耳付き６角孔のサイズが制限される。例えば３／８″ 締めねじの場合、標準サイズの耳付き６角孔または３／１６″６角孔を具備する ことになる。前記標準耳付き６角孔は小さい標準サイズの５／３２″６角キーと 嵌合するものである。標準サイズの耳付き６角ドライバまたは３／１６″６角ド ライバを使用する場合、ドライバの強度にもよるが最大締付はトルクは２７３イ ンチ・ポンド（３，１５ｋｇ、ｆ−ｍ　）である。小サイズ５／３２″６角キー による締付はトルクは僅かに１５６インチ・ポンド（１，８０ｋｇｆ−ｍ　）で ある。

標準耳付き６角バイトまたは標準６角バイトで締付ける場合、締めねじの軸方向 保持力が２２００ポンド（９９８ｋｇｆ　）であるのに対して、耳付き６角孔に これよりも小さい６角バイトを利用できるとしても締付けねじの軸方向保持力は １５００ポンド（６８０ｋｇｆ　”）に過ぎない。貝付き６角バイトで締付けた 耳付き６角孔締付けねじを標準６角キーでゆるめることがで゛きないことも明白 である。

本発明の駆動孔１３は９０°回転式のような市販のクイック・ファスナにも応用 できる。このクイック・ファスナは該ファスナに設けられ、対抗部と咬合して、 加えられる回転運動を軸方向運動に変換するカム面に依存するのが普通である。

以上は実施例の説明であり、本発明の範囲を逸脱しない限り細部に関して補足、 改良または省略により種々の変更が可能であることはいうまでもない。従って本 発明は後記の請求範囲によって必然的に制限される場合を除いて以上に開示した 実施例に制約されるものではない。

ＦＩＧ、　１゜ ＦＩＣ，３゜

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．加えられる軸心周りの回転運動をこの軸心に沿った軸方向運動に変換する面 部材を有する本体と、本体の一端に開口し且つ前記軸心に対して対称的なレンチ 差込み孔とから成り、前記孔が多辺合成形状の角柱射影によって限定され、前記 形状の半径方向内側の境界が基本６角形各辺の中間部分によって画かれ、前記形 状の半径方向外側の境界が基本６角形のそれぞれの角部に心合わせされた６個の 略台形部分によって画かれ、前記略台形部分のそれぞれが末広がりの辺を含み、 この末広がりの辺が軸心にむかって互いに放散して基本６角形と交差し、各略台 形部分の半径方向高さの少なくとも１／３が半径方向に基本６角形の本来の角部 よりも外側に位置することを特徴とするファスナ。 ２、前記各略台形部分の前記末広がり辺が約６０°の角度で互いに放散する請求 の範囲第１項に記載の駆動孔を有するファスナ。 ３、前記略台形部分がファスナ軸心と同心の円弧によって画かれる半径方向最外 側の短辺を有する請求の範囲第１項に記載の駆動孔を有するファスナ。 ４、前記略台形部分がファスナ軸心から等距離にあって、Ａ＝０．１６乃至０． ２２として、Ｘ＝（１＋Ａ）Ｙの式によって与えられる直径Ｘの共通円周上に位 置する短辺を有する請求の範囲第１項に記載の駆動孔を有するファスナ。 ５、略台形部分短辺の弦長Ｚが式Ｚ＝０．ＩＸによって与えられる請求の範囲第 ４項に記載の駆動孔を有するファスナ。 ６、加えられる軸心周りの回転運動をこの軸心に沿った軸方向運動に変換する面 部材と、一端に開口するドライブ・バイト差込み孔とを具備し、前記孔が６角形 を基本とする形状の各種レンチとトルク伝達関係を成立させることのできる２４ 辺のほぼ扁平な面を有する角柱によって限定され、孔壁が想像上の基本６角形各 辺の中間部分の射影に対応する６面を含み、前記６面が孔の半径方向内側の境界 を形成し、孔の残りの面が想像上の基本６角形の各角部においてそれぞれ心合わ せされた略台形部分の射影として形成されて全体として孔の半径方向外側の境界 を形成し、各略台形部分が２つの対向する末広がり辺と前記末広がり辺を結ぶ半 径方向に外側の辺とで形成され、前記末広がり辺がファスナ軸心にむかって約６ ０゜の角度で互いに放、散し、前記外側辺のそれぞれの少なくとも一部が基本６ 角形の対向する２辺間の距離の１．１６倍乃至１．２２倍にほぼ等しい直径の共 通円周上に位置し、前記外側辺の弦長が前記共通円の直径の約０．１倍であるこ とを特徴とするファスナ本体。