(57)【要約】      （修正有）【課題】斜角締結を確実に回避すること。【解決手段】第１調心軸筒３と、第１調心軸筒３に案内されて軸心線方向に進退動する第２調心軸筒６と、第２調心軸筒６に挿入され軸心線方向に推力を受けて前進する締結対象ネジＳの頭に接合し締結対象ネジＳに回転力を与えるドライバー軸２と、第２調心軸筒６を前進方向に推力を与える推進具８とから構成され、第２調心軸筒６は、第２調心軸筒６の後端部位に結合する調心体７を形成し、調心体７は楔効果型テーパ面２５を形成するテーパ面形成部位２３を形成している。第１調心軸筒３は、楔効果型テーパ面２５に突き当たる突当たり点２８を有し、楔効果型テーパ面２５が突当たり点２８に突き当たって後退力を受ける際に、突当たり点２８は楔効果型テーパ面２５に楔効果によりくい込み斜め締結を確実に阻止する。【選択図】図１
2005238341.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１調心軸筒と、
前記第１調心軸筒に案内されて軸心線方向に進退動する第２調心軸筒と、
前記第２調心軸筒に挿入され前記軸心線方向に推力を受けて前進する締結対象ネジの頭に接合し前記締結対象に回転力を与えるドライバー軸と、
前記第２調心軸筒を前進方向に推力を与える推進具とを具え、
前記第２調心軸筒は、前記第２調心軸筒の後端部位に結合する調心体を備え、前記調心体は楔効果型テーパ面を形成するテーパ面形成部位を形成し、
前記第１調心軸筒は、
前記テーパ面形成部位を前記軸心線方向に案内する案内面と、
前記第２調心軸筒が前記軸心線方向に対して傾斜する際に前記楔効果型テーパ面に突き当たる突当たり点を有し、
前記楔効果型テーパ面が前記突当たり点に突き当たって後退力を受ける際に、前記突当たり点は前記楔効果型テーパ面に楔効果によりくい込む
締結工具。
【請求項２】
前記第１調心軸筒は、前記調心体の前進限界位置を規定する位置規定部位を形成する
請求項１の締結工具。
【請求項３】
前記突当たり点は円に含まれる
請求項１の締結工具。
【請求項４】
前記円は前記案内面の前端縁線として形成されている
請求項３の締結工具。
【請求項５】
前記楔効果テーパ面は部分円錐面として形成されている
請求項１の締結工具。
【請求項６】
前記推進具は圧縮コイルスプリングである
請求項１の締結工具。
【請求項７】
前記調心体は、
前方部位と、
前記前方部位より後方に位置する後方部位とを具え、
前記前方部位は円筒外周面を有し、前記後方部位は前記楔効果型テーパ面を有し、
前記円筒外周面は前記案内面に摺動的に案内され、且つ、前記楔効果型テーパ面の最大直径は前記案内面の直径より僅かに小さい
請求項５の締結工具。
【請求項８】
前記調心体より前方に位置し前記第２調心軸筒の内面に装着される保持具を更に具え、前記保持具は前記締結対象の頭を弾力的に保持する
請求項１の締結工具。
【請求項９】
ハンドル軸を更に具え、前記ハンドル軸は前記ドライバー軸にユニバーサルに連結する
請求項１〜８から選択される１請求項の締結工具。
【請求項１０】
前記第１調心軸筒は軸受を備え、前記軸受は前記ドライバー軸を前記軸心線方向に案内する
請求項９の締結工具。
【請求項１１】
前記締結対象はネジである
請求項１〜１０から選択される１請求項の締結工具。
【請求項１２】
前記締結対象は釘である
請求項１〜１０から選択される１請求項の締結工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、締結工具に関し、特に、ネジ締結、釘打ち締結に好適である締結工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置、電子機器のような装置の生産の工程には、多くの組立工程が存在する。組立には、分解、解体が要求されることが多い。プリント基板の取り付け、筐体組立のような解体自在であることが要求される組立のために、ネジ締結が多用される。ネジ締結は、締付的結合対象のネジ穴にネジをねじ込むことにより行われる。ネジは、ネジ頭と螺軸とから形成されている。螺合軸の凸側螺旋と結合対象の凹側螺旋との間の適正な嵌合には、ねじ込み中に凸側螺旋と凹側螺旋の同軸心性が厳しく要求される。その同軸心性が乏しい場合には、凸側螺旋又は凹側螺旋の正常な形状が崩れ、正しい螺合力が得られず、又は、ネジの戻りが発生して振動原因が生じる。不適正締結は、製品の修理、再締結、製品の廃棄を招く。ネジには、このような機械的特性の他に、生産性の向上が要求される。生産性の向上として、締結作業の高速化、締結作業の簡素化が求められる。
【０００３】
適正な締結作業の基本は、ネジ穴の軸心線と螺軸の軸心線との間の斜角を許容範囲で零にして斜角締結を防止することにある。斜角締結防止技術として、ドライバーの把手軸がネジ穴の軸心線に対して斜めでなければならない組立環境で、螺軸とネジ穴との同軸心性を担保するユニバーサルジョイント構造のドライバーが後掲特許文献１で知られている。その公知技術は、ドライバー軸の球状六角先頭体と六角穴ボルトの六角穴との嵌め合いを３次元的に回転自在に構成することにより、自由な角度のドライバー軸で締結力に無理がなく、且つ、作業性がよい締結作業を可能にしている。ドライバー軸とネジ軸との間に積極的に適正角度を与えるドライバーは、後掲特許文献２で知られている。ユニバーサルジョイントの有無に係わらずに、ドライバー軸（回転軸）とネジ軸との同軸心性を弾性的に又は機械剛性的に担保する技術は、後掲特許文献３又は後掲特許文献４で知られている。
【０００４】
ロボットハンド又は作業員の指で把持されるドライバー軸の回転力がユニバーサルジョイントを介してネジに与えられる場合にも、そのドライバー軸に必ず発生する傾斜力はユニバーサルジョイントを介して、ネジ軸に与えられる。ネジ溝は、斜角零状態で適正な締め付け力を有するように長い歴史の中で厳密に精緻に製作されている。そのようなネジの性格を十分に生かして、適正な締結の作業を合理化することが重要である。
【０００５】
ユニバーサルジョイントの有無に関係せずに、斜め締結を確実に回避することが求められる。
【０００６】
【特許文献１】実開平３−５９１６１号
【特許文献２】特開２００２−１９２４７５号
【特許文献３】特開２０００−１３５６３６号
【特許文献４】特開２００１−１７９６４４号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の課題は、斜角締結を確実に回避する締結工具を提供することにある。
本発明の他の課題は、斜角締結を回避し、且つ、締結作業が簡素である締結工具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明による締結工具は、第１調心軸筒（３）と、第１調心軸筒（３）に案内されて軸心線方向に進退動する第２調心軸筒（６）と、第２調心軸筒（６）に挿入され軸心線方向に推力を受けて前進する締結対象（例示：ネジ、釘、楔）（Ｓ）の頭に接合し締結対象ネジ（Ｓ）に回転力を与えるドライバー軸（２）と、第２調心軸筒（６）を前進方向に推力を与える推進具（８）とから構成されている。第２調心軸筒（６）は、第２調心軸筒（６）の後端部位に結合する調心体（７）を形成している。調心体（７）は楔効果型テーパ面（２５）を形成するテーパ面形成部位（２３）を形成している。第１調心軸筒（３）は、テーパ面形成部位（２３）を軸心線方向に案内する案内面（２６）と、第２調心軸筒（６）が軸心線方向に対して傾斜する際に楔効果型テーパ面（２５）に突き当たる突当たり点（２８）を有している。楔効果型テーパ面（２５）が突当たり点（２８）に突き当たって後退力を受ける際に、突当たり点（２８）は楔効果型テーパ面（２５）に楔効果によりくい込む。
【０００９】
第２調心軸筒（６）が第１調心軸筒（３）に対して傾斜すれば、調心体（７）の楔効果型テーパ面（２５）に突当たり点（２８）が突き当たる。第１調心軸筒（３）が第２調心軸筒（６）に対して相対的に更に推進される前進力を受ければ、楔効果型テーパ面（２５）に突当たり点（２８）との間に楔効果力が働き、その傾斜は更に進行し、第２調心軸筒（６）の回転が不可能になり、締結対象ネジには無理矢理の回転力が伝達されず、調心性がない締結対象ネジは締結対象にねじ入ることが回避される。調心性を完全に与えるのではなく、調心性が失われている状態では回転が阻止されるので、ネジ締結性能が確実に保証される。
【００１０】
第１調心軸筒（３）は、調心体（７）前進限界位置を規定する位置規定部位（１７）を形成していて、第２調心軸筒（６）と第１調心軸筒（３）とが機械的に連結し、１つの工具としてコンパクトにまとめられる。
【００１１】
突当たり点は円（２８）に含まれることは重要である。傾斜の方向性に無関係に楔効果が発生する。その円は案内面（２６）の前端縁線（２８）として形成されている。溝（１９）を形成する簡単な加工により、前端縁線（２８）が簡素に形成される。楔効果テーパ面（２５）は部分円錐面として形成されることが既述の無方向性のために合理的である。推進具は圧縮コイルスプリング（８）として与えられる。
【００１２】
調心体（７）は、前方部位（２２）と、前方部位（２２）より後方に位置する後方部位（２３）とから構成されている。前方部位（２２）は円筒外周面（２４）を有し、後方部位（２３）は既述の楔効果型テーパ面を形成している。円筒外周面（２４）は案内面（２６）に摺動的に案内され、且つ、楔効果型テーパ面（２５）の最大直径は案内面（２６）の直径より僅かに小さく、案内摺動性を保証する。
【００１３】
調心体（７）より前方に位置し第２調心軸筒（６）の内面に装着される保持具（９）の追加が好ましい。保持具（９）は締結対象ネジ（Ｓ）の頭を弾力的に保持することができる。ハンドル軸（１１）が追加される場合には、ハンドル軸（１１）はドライバー軸（２）にユニバーサルに連結することが有効である。第１調心軸筒（３）は軸受（４）を形成し、軸受（４）はドライバー軸（２）を軸心線方向に案内することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明による締結工具は、調心性が失われる際にドライバー作用を阻止するので、不整合締結を確実に阻止することができる。楔効果を利用して、その確実性をより強化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明による締結工具の実現態は、図に対応して、詳細に記述される。ネジ締結工具として示される工具１０は、図１に示されるように、第１ドライバー軸（第１駆動軸、第１動作軸）１を形成している。第１ドライバー軸１は、第２ドライバー軸２に斜角自在に回転方向に連結している。第２ドライバー軸２は、第１調心軸筒３の中に収容されている。軸受輪板４は、第１調心軸筒３の内周面に接合している。第２ドライバー軸２の一部は、軸受輪板４の中心穴５に貫通し中心穴５に支持されている。第２ドライバー軸２の中心軸心線は、第１調心軸筒３の中心軸心線に一致している。第２調心軸筒６は、第１調心軸筒３の前端開口から抜け出し不能に突出している。第２調心軸筒６の中心軸心線は、正常動作時には軸受第１調心軸筒３の中心軸心線に一致している。環状調心体７は、第２調心軸筒６の後端に取り付けられている。環状調心体７は、軸心線対称に形状化されている。環状調心体７の中心軸心線は、第２調心軸筒６の中心軸心線に一致している。環状調心体７の後端面と軸受輪板４の前端面との間に圧縮コイルスプリング８が介設されている。第２調心軸筒６の後方部位の内周に、弾性的に半径方向に変形しネジを挟持するネジ保持具９が嵌め込まれている。
【００１６】
第１ドライバー軸１は、第１回転軸１１と六角穴形成体１２とから形成されている。六角穴形成体１２は、第１回転軸１１の前端に一体的に結合している。六角穴形成体１２の内面は六角面１３に形成されている。第２ドライバー軸２の後端部位を形成する半球状体１４は、半球面状六角面１５に形成されている。六角面１３は、半球面状六角面１５に対して軸心線まわりの回転方向には結合するが、球中心点Ｐを中心とする回転方向には結合しない。このような面接合を持つ六角穴形成体１２と半球状体１４は、いわゆるユニバーサルジョイントを構成している。半球状体１４の前方側に形成される第２ドライバー軸２の窪み１６は、六角穴形成体１２のそのような回転を許容することができる。
【００１７】
第１調心軸筒３の前端は、内側向き突起輪１７として形成されている。環状調心体７の前端面の直径は、内側向き突起輪１７の内側に形成される中心穴１８の直径より大きく、圧縮コイルスプリング８により前進力を受ける環状調心体７は、中心穴１８から前方に抜け出すことはない。第１調心軸筒３には、内側向き突起輪１７の後方側部位の内面側に環状溝１９が形成されている。環状溝１９の直径は、環状調心体７の最大直径より大きい。第１調心軸筒３の一部であり環状溝１９の後方に位置する部位は、案内筒２１として形成されている。
【００１８】
環状調心体７は、前方部位に対応する円筒面形成部位２２と後方部位に対応するテーパ面形成体２３の一体物として形成されている。円筒面形成部位２２の外周面は、円筒面２４として形成されている。テーパ面形成体２３の外周面は、後方側直径が前方側直径より小さいテーパ面（例示：部分円錐面）２５として形成されている。円筒面２４の直径は、環状溝１９の直径より小さく中心穴１８の直径より大きい。案内筒２１の内周面である案内円筒面２６は、円筒面２４に対して摺動的に接合する。円筒面２４は、案内円筒面２６に案内されて前後方向に進退動することができる。円筒面２４が案内円筒面２６に案内されて進退動する運動中には、環状調心体７の中心軸心線は第１調心軸筒３の中心軸心線に許容範囲で一致している。案内円筒面２６の環状前端縁線（円）２８は、図２に示されるように、円筒面形成部位２２の後端の外周縁線とテーパ面形成体２３の前端の外周縁線とに原理的に特定軸方向位置で重合して一致し、現実的には、環状前端縁線２８の直径は、円筒面形成部位２２の後端の外周縁線の直径とテーパ面形成体２３の前端の外周縁線の直径より僅かに大きい。
【００１９】
第２ドライバー軸２の前端部位は、ネジ頭に形成される雌側嵌合溝２９に嵌まり込む雄側嵌合突起を持つ嵌合部分３１として形成されている。第２ドライバー軸２がプラスドライバー軸であれば、雌側嵌合溝２９は、十字形溝に形成されている。
【００２０】
図３は、工具１０の全体の自然状態を示している。ここで、自然状態とは、ハンドル３２に対して第１調心軸筒３と第２調心軸筒６が鉛直方向に向いて重力で吊り下げられていることを意味している。第１ドライバー軸１と第２ドライバー軸２は、交換自在である。第１ドライバー軸１は、ハンドル３２に交換自在に取り付けられている。第２ドライバー軸２の半球面状六角面１５は、六角穴形成体１２の前端部の内周側の変形可能リング３３（例示：Ｃリング、Ｏリング）に吊り下げられている。半球面状六角面１５は、六角穴形成体１２に対して抜き差しが可能である。環状調心体７は軸受輪板４から圧縮コイルスプリング８を介して前方に押され、環状調心体７の前端面は内側向き突起輪１７の内側面に突き当たって第１調心軸筒３に対して静止している。作業員は左手で締結対象ネジＳを第２調心軸筒６に中に挿入し、図４に示されるように、ネジの頭Ｈをネジ保持具９のテーパ面の手前まで圧入し、作業員が右手で第２調心軸筒６に対してハンドル３２を前進方向に押せば、図３に現れている隙間３４はなくなって、第２調心軸筒６は圧縮コイルスプリング８を更に圧縮して第１調心軸筒３に対して相対的に後退する。その後退過程では、図２に示されるように、テーパ面２５は案内筒２１の案内円筒面２６の中に潜って進入し、更に、図４に示されるように、テーパ面形成体２３の円筒面２４は案内円筒面２６に摺動し案内円筒面２６に案内されて円滑に後退する。
【００２１】
図５は、斜角締結の可能性を示している。第１ドライバー軸１の中心軸心線又は回転軸心線Ｌ１’，Ｌ１”は、立体角θの範囲で締結対象物体Ｔ１のネジ穴軸心線Ｌ２に対して傾斜する。図６は、そのような斜角状態で工具１０の先端（第２調心軸筒６の先端である１点）が取付対象物体Ｔ２に突き当たった非正規状態を示している。このような非正規状態では、図６に示されるように、第１調心軸筒３の中心軸心線と第２調心軸筒６の中心軸心線とは直線を形成せず、立体的屈折交叉線を形成する。このような状態では、環状調心体７の一部が環状溝１９に放射方向に落ち込みむ。ハンドル３２に前進力を与えると、半球面状六角面１５の後端面が六角穴形成体１２に突き当たり、更にハンドル３２に前進力を与えると、取付対象物体Ｔ２に突き当たって前進を阻まれている第２調心軸筒６に対して、第２ドライバー軸２に軸受輪板４を介して前進方向に同体化している第１調心軸筒３は前進しようとするが、第１調心軸筒３の案内筒２１の環状前端縁線２８が環状調心体７のテーパ面形成体２３のテーパ面２５に部分的に突き当たっていて、第１調心軸筒３は前進することができない。このように、非正規状態では、ネジＳは回転可能であるが前進することができないので、締結対象物体Ｔ１のネジ穴に進入することができない。図７に示される正規状態では、環状調心体７の第１調心軸筒３に対する相対的後退が可能であり、ネジＳの進入を阻止する条件は存在していない。
【００２２】
図８は、第１ドライバー軸１と第２ドライバー軸２とがユニバーサルに結合している場合にも、環状調心体７が案内筒２１に案内されていて、第２調心軸筒６の中心軸心線は、第２ドライバー軸２の中心軸心線に一致し、且つ、ネジ穴軸心線Ｌ２に一致し、締結対象ネジＳの先頭がある程度にネジ穴に入り込めば、締結対象ネジＳの回転軸心線とネジ穴軸心線Ｌ２との一致が自己整合的に回復され（この自己整合性は厳密に製作されているネジの特性である。）、締結対象ネジＳは真っ直ぐにネジ穴に進入し続けることができる。
【００２３】
図９は、本発明による締結工具の利用形態を示している。工具１０は、ネジ込みドライバ１０−１と釘打ちドライバ１０−２の組として構成されている。工具１０−１は、既述の通りであり変更点はない。工具１０−２は、釘打ち工具のために工具１０−１に対して改変がなされている。工具１０−２では、第２ドライバー軸２は有底円筒体又は円柱として形成され、その前端面で釘Ｋの頭を叩く。そのハンドル３２は、工具１０−１のハンドル３２より細い金属で形成されている。そのハンドル３２の後端面は、鋲打ち機又は釘打ち機で叩かれる。複数のネジ込みドライバ１０−１と複数の釘打ちドライバ１０−２とで、多点的にネジ込みと釘打ちが行われる。ロボットハンドでハンドル３２に回転駆動力又は直進駆動力を与えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は、本発明による締結工具の実現態を示す断面図である。
【図２】図２は、図１の一部を示す断面図である。
【図３】図３は、締結工程を示す断面図である。
【図４】図４は、他の締結工程を示す断面図である。
【図５】図５は、使用状態を示す断面図である。
【図６】図６は、他の使用状態を示す断面図である。
【図７】図７は、更に他の使用状態を示す断面図である。
【図８】図８は、更に他の締結工程を示す断面図である。
【図９】図９は、更に他の使用状態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２５】
２…ドライバー軸
３…第１調心軸筒
４…軸受
６…第２調心軸筒
７…調心体
８…推進具（圧縮コイルスプリング）
９…保持具
１１…ハンドル軸
１７…位置規定部位
１９…溝
２２…前方部位
２３…後方部位（テーパ面形成部位）
２４…円筒外周面
２５…楔効果型テーパ面
２８…突当たり点（円、前端縁線）
２６…案内面
Ｓ…締結対象ネジ
【図１】
2005238341.tif 000003
【図２】
2005238341.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2005238341.tif 000007
【図６】
2005238341.tif 000008
【図７】
2005238341.tif 000009
【図８】
2005238341.tif 000010
【図９】
2005238341.tif 000011