JPS5843229B2 - 締付け具の動力締着工具 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、締付は具の動力締着工具に関し、特に、雌ね
じを有するナツト部とこのナツト部に連続して形成され
た管状部とこの管状部の端部に設けられたフランジ部と
から成る締付は具をパネル部材に取付けるための工具に
関する。

この形式の締付は具は、その管状部をパネル部材の穴に
挿入し雄ねじを有する引張棒すなわちマンドレルをナツ
ト部に係合させてフランジ部をパネル部材に押えつげな
がらマンドレルを手前に引くことにより、管状部をパネ
ル部材の裏側において半径方向外方に膨出させて取付け
られるものである。

この締付は具はその取付は後パネルにねじ部材をねじ込
むための埋込みナツトとして使用される。

締付は具の動力締着工具としては、特公昭５３４６７４
号公報所載のものが知られており、この工具は、モータ
に減速ギヤを介して、駆動連結されたスピンドルと、こ
のスピンドルにクラッチを介して駆動連結されたナツト
部材と、このナツト部材に螺合して工具前方に伸びる引
張軌とを有し、引張軸先端には締付は具に螺合してこれ
をパネルに取付けるためのマンドレルがノーズピースよ
り外方に延びるように固着され、更にナツト部材と引張
軸との間に特定のコイルばねが設けられて成るものであ
る。

この締着工具において、スピンドルが正転するとクラッ
チを介してナツト部材が正転し、これによって引張軸と
の間のコイルばねが縮径してナツト部材と引張軸との摩
擦係合が増して共に回転し、引張軸に固着されたマンド
レルを回転させマンドレル先端がパネル部材に取付けた
締付は其の雌ねじ部に螺合し始め、その回転の続行によ
り締付は其のフランジ部がノーズピースを押して後方へ
移動させ、ノーズピース後端が引張軸の端面に摩擦係合
して引張軸の回転が阻止される。

この結果引張軸が後方に引込まれ一定距離引込まれると
引張軸の突起が工具本体の突起と係合して引張軸の回転
が完全に阻止される。

この間引張軸は更に後方に引込まれ、締付は具の管状部
が膨出させられその取付けが完了する。

この完了時、引張軸には強い軸方向力が加わり、ナツト
部材とスピンドルとの間のクラッチ部材はスヘり始め、
ナツト部材の回転が停止させられる。

締付は具からマンドレルを取外すためにはスピンドルが
逆転されクラッチが連結されてナツト部材も逆転し、コ
イルばねが膨径してナツト部材との係合力が弱まるが２
つの突起が係合しており、この係合が外れても引張軸と
ノーズピース後端との摩擦係合もあるので引張軸は回転
せず前方に復帰し、引張軸の後端のストッパがナツト部
材に当接するまで移動する。

当接するときには前記突起の係合は勿論、引張軸とノー
ズピース後端の係合もないので引張軸はナツト部材とと
もに逆転し、マンドレルも逆転して締付は具から外され
る。

この先行技術における締着工具において、ナツト部材と
引張軸との摩擦係合または解放はコイルばねの巻方向を
利用した収縮性または拡膨性によるものであるが、この
性質に伴なう機能を発揮できるのはばねの内径と引張軸
及びナツト部材の外径との間に精密な隙間がある場合に
限られるので、加工精度の上でそのような隙間を得るの
は不可能に近く、これが得られた場合でもばねの係合部
は常に摩擦運動しているためその係合部の摩耗は著しく
その摩擦係合力は短時間に減少してしまっていた。

また、引張軸とノーズピース後端面との摩擦係合力の長
期の維持も同じように困難であり、このため逆転時引張
軸が最前方位置に戻らな（なってしまい、突起が係合し
た状態で次の作業が行なわれることとなり、次の作動の
開始直後から弓張軸はいきなり引込まれてしまうので工
具としての正常な動作が維持できなかった。

更に、引張軸とナツト部材を共に回転させるのは前記し
たようにコイルばねの収縮による摩擦力によっていたの
であるが、マンドレルを締付は具にねじ込むトルクの方
が太きいために、充分にねじ込まれない状態でマンドレ
ルが引込み動作を始め締結が不完全であった。

これとは別に、マンドレルと局面に逆ねじを設けた引張
棒とを備え、この引張棒に引張り荷重が作用した場合に
はこの引張棒の回転をマンドレルに伝えずに引張るが、
引張り荷重がなくなった場合にはマンドレルを回転させ
ながら前方位置に戻すようになった締着工具が知られて
いる。

この工具においては、その引込み初期においてマンドレ
ルが引張棒からの回転連結が外されずこのため回転しな
がら引込むようになり締付は具のねじ部を損傷し易く、
マンドレルにもねじり応力が動き破損し易い欠点があり
、また、引張り棒の雄ねじ部はこれに螺合する本体能ね
じ部とは常時螺合せず、その係合、非係合が常に繰返さ
れるので相互のねじ山が損傷し、更に、工具を締付は具
から外すための逆転時工具を押付けることが常であるが
この場合にも引張棒と本体能ねじ部の端部がぶつかり合
って摩耗破損するという欠点があった。

このため、本発明の目的は上記公知の締着工具のもつ欠
点を解消することにある。

すなわち、本発明の目的は、特殊なコイルばねを不要と
し、またマンドレルはその引込み動作中全く回転しない
、そして引張軸とナツト部材の螺合は常に維持される動
力締着工具を提供するものにある。

かかる目的を達成するため、本発明によれば、駆動シャ
フトと、この駆動シャフトに作動連結されたナツト部材
と、このナツト部材に螺合して工具前方に延びる引張軸
と、この引張軸の先端に着脱自在に固定され且つ先端に
雄ねじを有するマンドレルとを備えており、雌ねじを有
するナツト部とこれに連続する管状部と該管状部端部に
設けられたフランジ部とから成る締付は具をパネル部材
等に締結する動力締着工具において、前記ナツト部材に
は該ナツト部材とともに回転するハーフナツトが連結さ
れ、このハーフナツトはリングによって引張軸の雄ねじ
面に一定の力で締付けられていることを特徴とする締着
工具が提供される。

これによって、引張軸とナツト部材とが常に一定の摩擦
力をもって連結され、このため特殊なコイルばねの必要
性を一切なくしたのである。

特に、ハーフナツトによって得られる摩擦係合力は前記
コイルばねによるそれよりもはるかに大きく、このため
締付は具の完全締着を行なうことができる。

また摩擦力が大きいので作業開始直後からマンドレルを
引込むという不良作業も皆無となる。

本発明の実施態様によれば、前記駆動シャフトとナツト
部材とは第１のクラッチを構成するクラツチ部材によっ
て作動連結されており、該クラッチ部材は、駆動シャフ
ト上に軸方向に摺動可能で且つ該シャフトと共に回転す
る１方の部材とこの一方の部材に対面し且つ前記ナツト
部材ととも回転するように取付けられた他方の部材とか
ら成り、駆動シャフトの正転時ナツト部材に所定の回転
制止力が加わったとき前記一方のクラッチ部材が他方の
クラッチ部材の係合面をクリック音を発しながらすべり
係合するように形成されている。

これによって、作業者は締結の完了を知ることができる
。

以下本発明の一実施例について図面を用いて詳細に説明
する。

本発明を実施する締付は具締着工具の内、モータハウジ
ングとギャノ・ウジングとスピンドルハウジングとは、
これらが一体に形成され、モータハウジングには空気モ
ータまたは電動モータ、引金及び正逆切換ボタンを、ま
たギャノ・ウジングには必要に応じて減速歯車機構をそ
れぞれ備えており、これらの構造は従来の構造のもので
よく、必要ならば特公昭５３−４６７４号公報を参照さ
れたい。

第１図には、本発明を実施した工具の主要部が示されて
いる。

駆動シャフト１は図示していないが図の右側にある減速
歯車機構に連結され、モータ（図示せず）によって回転
させられる。

この駆動シャフト１にはクラッチシャフト２がはめ込ま
れ駆動シャフト１０回転が直接伝えられる。

クラッチシャフト２の外周面には第１のクラッチを構成
する２つのクラッチ部材３，４が前後に並べて配置され
ている。

後部クラッチ部材４は、クラッチシャ７１２０１部外面
と該部材４の対応する内面との間に鋼球５，５が設けら
れ、これによってクラッチシャツ１２０回転とともに該
クラッチ部材４は回転するがクラッチシャフト２上を軸
方向に容易に移動しうるようになっている。

クラッチ部材４の後方には該部材を前部クラッチ部材に
常時係合させるためのばね６が設けられている。

このばね６のばね圧はクラッチ部材３，４が一定のトル
ク以上で互いにすべるように調整できるようになってい
る。

前部クラッチ部材３はクラッチシャフト２０面に回転可
能で且つ軸方向移動可能に配置されており、クラッチ部
材３，４０面はクラッチシャフトの正転時一定トルク以
上になるとすべり、且つ逆転時は相互に接触している限
りクラッチ部材４の回転がクラッチ部材３に伝えられる
よう形成されている。

前部クラッチ部材３の前方にはナツト部材７が設けられ
ている。

このナツト部材７の後部には大径部８が設けられ、第４
図に示すように後方に突出した突起９が形成され、他方
でこのナツト部材７に対面するクラッチ部材３には突起
９を受入れる凹部が設げられてこれによりナツト部材７
とクラッチ部材３は駆動連結されている。

ナツト部材７の先端には、ナツト部材のねじと連続した
ねじを内面に形成した半割ナツトすなわちハーフナツト
１０が設けられている。

ハーフナツト１０の外面には弾性リング１１が配置され
、ナツト部材７より小径のねじを形成するようになって
おり、またナツト部材７とハーフナツトとの連結は第４
図に示すようにナツト部材７の凹部１２ヘハーフナツト
１０の突起１３が係合してこれによりノ・−フナットは
ナツト部材とともに回転する。

ナツト部材７とハーフナツト１０にはその雌ねじに螺合
し且つ工具前方に延びる雄ねじ付引張軸１５が設けられ
ている。

この引張り軸の後端には、後方部分がクラッチシャフト
２のボア１６に軸方向に摺動できるような径を有し且つ
引張軸１５との連結部分が該引張軸の径よりも大径にな
ったストッパ１７が例えばねじ等によって固着されてい
る。

ストッパ１７０大径部１８はナツト部材７に設げられた
ボア１９に受げ入れられ、大径部前面とボア１９の端面
とが当接すると引張軸１５の前方への移動を停止させる
。

引張軸１５の中央部分はその外面に、ナツト部材７及び
ハーフナツト１０の雌ねじに螺合できる雄ねじを設けた
棒状部材で成る。

特に、ハーフナツト１０は、リング１１によって穴径を
小さくするようになっているために、引張軸１５に対し
てその接触面が摩擦係合する。

従って引張軸１５とナツト部材７との間に常に一定の摩
擦力が作用しており、引張軸にその摩擦力を超える回転
抑止力が作用しない限り、引張軸１５はナツト部材７と
ともに回転する。

この摩擦力はハーフナツトを締付げているリング１１の
締付力によって調整できる。

この摩擦トルク値は５に７゜ｃｍ〜８ ｋｇ 、 ｃｍ
の実測値を得た。

引張軸１５の前方部分はやや大径にされ、内部にボア２
１が形成され、その先端でマンドレル３を受は入れるこ
とができるようになっている。

すなわち、マンドレル２３の後端の大径部２４を受入れ
る径のボアにされ、その先端部にはマンドレルの軸径と
ほぼ同じ程度で且つ該軸に摺動可能な径のボアが形成さ
れたキャップ２５がねじ止めされている。

このキャップにより、マンドレルは引張軸内に保持され
る。

引張軸の前方部分には、キャップ２５よりやや後方に、
該引張軸を貫通しその外面より突出する長さのピン２６
が設げられている。

このピン２６は、引張軸１５とともに回転するが、引張
軸の軸方向には一定長さだけ移動できるように形成され
た長孔で成るスリット２７゜２７を貫通している。

引張軸のボア２１には該ピン２６を前方に押付げるばね
２８が設げられており、これによりピン２６を前方にば
ね偏倚させる。

マンドレル２３の後端には、前記ピン２６を受入れる凹
部（図示せず）が設げられ、この凹部以外の後端はピン
のほぼ直径だけ後方に延びている。

マンドレル２３はキャップ２５とピン２６の軸部とこれ
を押付けるばね２８とにより引張軸とともに回転しうる
ように連結される。

なお、図示するように、ばね２８の先端には押え部材２
９を配置してピン（及びマンドレル後端）を一様な力で
押圧するのが好ましい。

ピン２６の両端には、引張軸１５の外面上を摺動しうる
ようにクラッチ部材３１が固着されている。

このクラッチ部材３１の前端面は引張軸外面に形成され
た肩部３２と当接することによってピン２６の前方への
移動を制限するようにしてもよい。

クラッチ部材３１の後端面には、第５図に示すように特
殊形状の係合歯３３が形成されている。

このクラッチ部材３１の後方にはもう一つのクラッチ部
材３４が、引張軸１５の外面な回動自在に且つ摺動自在
に配置されて、これらのクラッチ部材により第２のクラ
ッチを構成する。

クラッチ部材３４０部材３１に対面する部分には部材３
１の係合歯３３と相補的な形状の係合歯３５が形成され
ている。

これらの歯は、クラッチ部材３１が引張軸１５の正転の
際に第５図の矢印Ａの方向に回転させられているとき、
クラッチ部材３１が他のクラッチ部材３４に近付いて１
部接触してもすべり係合するように係合歯３３の先端は
斜めに形成され、更に部材３１が部材３４に押されたと
き始めて係合歯３３が係合歯３５に噛合うように形成さ
れてやり、また歯の他の面はクラッチ部材３１が逆転さ
せられたとき一定以上のトルクに対しすべり係合するよ
うに斜めに形成されている。

後方クラッチ部材３４には外方に延びるピン３６．３６
が固着され、工具本体のハウジング３７に設けられた第
２のスリン）３８．３８に、該ピンの先端が受は入れら
れ、これにより該クラッチ部材３４は引張軸上を軸方向
に移動するが、自身は回転しないようにされている。

また、後方クラッチ部材３４の後端とその後方の工具本
体のハウジングとの間にばばね３９が設けられクラッチ
部材３４を前方に押圧している。

引張軸１５が最前方位置にあり、前方クラッチ部材３１
が最前方位置にあるときは、第１図に示すように両者の
係合歯車は係合しないように、スリット３８，３８の長
さが決められている。

工具本体には、その先端にマンドレル２３が貫通するノ
ーズピース４１を螺合した筒状のノーズハウジング４２
が本体のハウジング３７の先端外面に形成されたねじ４
３を介して取外し可能に取付けられている。

このノーズハウジング４２は、マンドレル２３を引張軸
１５の先端に取付ける際取外され、マンドレル２３をキ
ャップ２５によって取付けた後、マンドレル先端をノー
ズピース４１に通して本体ハウジング３７に取付げられ
る。

ノーズハウジング先端のノーズピース４１は締付は具の
フランジ部に当接する面４４を有し、該面剥と７ランジ
との当接長さを調節できるように、ねじ止めされている
。

なお、４５はナツト部材７がその回転が自由であるよう
に設けられた玉軸受であり、この軸受から半径方向内方
に延びるナツト部材支持突起４６が設けられて、この突
起がナツト部材７を回転自在に且つ摺動自在に支持する
のが好ましい。

用いられる締付は具５０は、ナツト部５１．管状部５２
及びフランジ部５３から成り、管状部５２が膨径してパ
ネル部材５５（第２図及び第３図）に対し締着されるよ
うになっている。

この締付は具はいわゆるブラインドナツトとして知られ
ている。

作動において、先ず第１図を参照されたい。

工具のモータを正転させ駆動シャフト１、クラッチシャ
フト２及び第１クラツチの後部クラッチ部材４を正転さ
せる。

第１クラツチは連結されており、前部クラッチ部材３を
正転させ、この回転はナツト部材７に伝えられる。

ナツト部材７が正転するとハーフナツト１０もともに回
転するが、ハーフナツト１０はリング１１によって引張
軸１５に一定の摩擦力で摩擦係合しており、このため引
張軸１５をも回転させる。

引張軸１５０回転は、第２クラツチを構成する一方の前
方クラッチ部材３１が他方のクラッチ部材３４に係合し
ていないから、何等邪魔されることはない。

引張軸１５の正転によって、その先端に取付けられたマ
ンドレル２３が回転し、マンドレル２３の先端に設けら
れた雄ねじ部４７に締付は具５０を第１図の右向きに軽
く押込むだけでねじ止めできる。

締付は具５０のマンドレル２３への取付けの完了時点で
はフランジ部５３とノーズピース４１の前端面との間に
は一定の隙間が形成され、この様子が第１図に示されて
いる。

締付は具５０のマンドレル２３への取付は完了後、モー
タを停止させ、パネル部材５５０下穴５６に、装着した
締付は具５０を押し込むように、工具をパネル部材に対
して押圧する。

この様子を第２図に示す。

これによって締付は具フランジ部とノーズピース４１の
端面との隙間分だけ、マンドレル２３が後方へ押込まれ
、これによって第２クラツチの前方クラッチ部材３１の
歯面が後方クラッチ部材３４の歯面に係合し、引張軸１
５にはハーフナツト１０の摩擦係合力よりも大きな回転
制止力が作用しその回転が停止される。

なお、工具をパネル部材５５に十分に押し付けずに締付
は具５０のフランジをノーズピースの端面に接触させな
い場合にはクラッチ部材３１（及び３４）の独特の歯形
状（第５図）により、ハーフナツトの摩擦係合力が打ち
勝ってクラッチ部材はすべり係合し、マンドレル及び引
張軸はその回転を続ける。

これによって、工具をパネル部材に十分に押付けない限
り、マンドレルの回転が停止して引込むことはない。

第２図に示すように工具をパネル部材５５に十分に押付
けた後、モータな正転させると、引張軸１５０回転が阻
止されるので、゛ハーフナツト１０及びナツト部材７と
、引張軸１５との間に相対的回転が生じ、引張軸１５を
後方に引込むこととなる。

この引張軸１５の引込作用によってマンドレル２３も後
方へ引込み、締付は具５０の管状部５２を一部膨径させ
てこれをパネル部材５５に締結する。

この様子を第３図に示す。この図に示すように締付は具
５０のパネル部材５５への締結を完了するとこれ以上マ
ンドレルは引込むことができなくなり、ナツト部材Ｉに
制止トルクが加わる。

前記したように、第１クラツチは一定以上の制止トルク
が加わるとすべり係合を始めるようになっており、この
すべり係合を始めるとクリック音が発生する。

このクリック音によって作業者は締結の完了を知ること
ができる。

締結完了後、依然として工具をパネル部材５５に押付げ
たまま、モータを逆転させる。

これによってクラッチ部材３，４のすべり係合はなくな
って、シャフト１の逆転をナツト部材７に伝える。

一方、第２クラツチにより引張軸１５はその回転が阻止
されて健るのでナツト部材の逆転によって引張軸１５並
びにマンドレル２３を前方位置に戻す。

マンドレル２３が最前方位置へ戻ると引張軸１５の後端
に設けられたストッパー１７の大径部１８がナツト部材
７のボア１９の端面に当接しく第１図参照）、これ以上
の引張軸１５の押出しを規制し、引張軸はナツト部材に
対して強く固定されることになり、引張軸は強いトルク
で回転することになる。

一方第２クラッチを構成するクラッチ部材３１．３４は
その逆転時、部材３１は部材３４に対し、一定トルク以
上ですべり係合をし、このときクリック音を発生する。

作業者はこのクリック音を聞いて、工具のパネル部材へ
の押し付けを解除し、マンドレルの回転を維持しながら
、マンドレルを締付は具から外し、モータの駆動を停止
させる。

本発明によれば、ハーフナツトとこれを締付ける弾性リ
ングを用いて引張軸とナツト部材とを常に一定の摩擦力
によって回転させるようにしたために、コイルばねの必
要性を一切なくし、このばねによって得られた摩擦トル
クよりはるかに高い摩擦力を得ることができ、このため
締付は具の装着時のトルクに対してこの摩擦力が十分に
高く締付は具の完全締着な行なうことができる。

またこの摩擦力が十分高いので、作業開始直後からマン
ドレルを引込むという不良作業は皆無となり、第２クラ
ツチが確実に作用するように工具を十分に押付けて始め
てマンドレルの引込み動作が行なわれるのである。

また、マンドレルはその引込み動作の開始から終了まで
一切回転せず、このため締付げ具及びマンドレルのねじ
山を損傷することはない。

更に、引張軸とナツト部材のねじ部は常に係合状態にあ
り両部材のねじ山の損傷のおそれはなく、締付は具の締
着もパネル部材への取付は前に手によって軽く押込むだ
けで簡単である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明を実施した動力締着工具主要部を示す
側断面図であって作業開始前を示す図であり、第２図は
第１図と同様の側断面図であって作業開始直後の状態を
示す図であり、第３図は第１図と同様の側断面図であっ
て締付は其の締着完了時を示す図であり、第４図はハー
フナツトの取付は状態の詳細を示す部分斜視図であり、
第５図は第２クラツチを構成するクラッチ部材の斜視図
である。 １・・・駆動シャフト、３，４・・・第１クラッチ部材
、７・・・ナツト部材、１０・・・ハーフナツト、１１
・・・リンク、１５・・・引張軸、１７・・・ストッパ
、２３・・・マンドレル、２５・・・キャップ、２６・
・・ピン、２７・・・スリット、３１ 、３４・・・第
２クラッチ部材、３６・・・ピン、３７・・・本体ハウ
ジング、３８・・・スリット、４１・・ツーズピース、
４２・・ツーズハウジング、５０・・・締付げ具、５１
・・・ナツト部、５２・・・管状部、５３・・・フラン
ジ部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 駆動シャフトと、この駆動シャフトに作動連結され
   たナツト部材と、このナツト部材に螺合して工具前方に
   延びる引張軸と、この引張軸の先端に着脱自在に連結さ
   れ且つ先端に雄ねじを有するマンドレルとを備えており
   、雌ねじを有するナツト部とこれに連続する管状部と該
   管状部端部に設けられたフランジ部とから成る締付は具
   をパネル部材等に締結する動力締着工具において、前記
   ナツト部材には該ナツト部材とともに回転するハーフナ
   ツトが連結され、このハーフナツトはリングによって引
   張軸の雄ねじ面に一定の力で締付けられていることを特
   徴とする締着工具。 ２ 前記駆動シャフトとナツト部材とは第１のクラッチ
   を構成するクラッチ部材によって作動連結されており、
   該クラッチ部材は、駆動シャフト上に軸方向に摺動可能
   で且つ該シャフトと共に回転する１方の部材とこの１方
   の部材に対面ｊ、且つ前記ナツト部材とともに回転する
   ように取付けられた他方の部材とから成り、駆動シャフ
   トの正転時においてナツト部材に所定の回転制止力が加
   わったとき前記一方のクラッチ部材が他方のクラッチ部
   材の係合面をクリック音を発しながらすべり係合するよ
   うに形成されている特許請求の範囲第１項記載の締着工
   具。