特許 5653959 モジュラー型空気圧式締結工具

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5653959

(24)【登録日】2014年11月28日

(45)【発行日】2015年1月14日

(54)【発明の名称】モジュラー型空気圧式締結工具

(51)【国際特許分類】

   B25F 3/00 20060101AFI20141218BHJP

   B25B 21/00 20060101ALI20141218BHJP

   B21J 15/16 20060101ALI20141218BHJP

   B21J 15/10 20060101ALI20141218BHJP

【ＦＩ】

   B25F3/00 A

   B25B21/00 J

   B21J15/16 L

   B21J15/10 A

【請求項の数】5

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2012-97536(P2012-97536)

(22)【出願日】2012年4月23日

(65)【公開番号】特開2013-94955(P2013-94955A)

(43)【公開日】2013年5月20日

【審査請求日】2013年8月1日

(31)【優先権主張番号】100139313

(32)【優先日】2011年10月28日

(33)【優先権主張国】TW

(73)【特許権者】

【識別番号】503204439

【氏名又は名称】劉 保坊

(74)【代理人】

【識別番号】100082418

【弁理士】

【氏名又は名称】山口 朔生

(72)【発明者】

【氏名】劉 保坊

【審査官】 石田 智樹

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−１６２６８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００１−５１０７３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−３５８５２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０５０５０４２０（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特開２００３−０８０３３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−２４８５４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第６６２２３６３（ＵＳ，Ｂ２）

【文献】 米国特許第７０４３８０７（ＵＳ，Ｂ２）

【文献】 米国特許第６４２５１７０（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】 米国特許第５４９０３１２（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２５Ｆ ３／００

Ｂ２１Ｊ １５／１０

Ｂ２１Ｊ １５／１６

Ｂ２５Ｂ ２１／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

内部にシリンダを具備した本体であり、前記シリンダ壁面には油通孔を設け、前述の油通孔は前記本体上に設けられたメインコントロールバルブによって開閉され、前記シリンダ後端には第一接続口を設け、前記本体の前記第一接続口に対応する周縁部分には２つの空気通路を設け、前記２つの空気通路は前記メインコントロールバルブおよび前記本体上に設けられたサブコントロールバルブによって開閉される本体と、
前記シリンダ内部に設けられ、中空状であり、前端に第二接続口を設け、後端に前記シリンダと接合するピストンを設け、前述の油通孔を前記ピストンに対応する前端位置に設け、前記メインコントロールバルブの開閉に合わせて駆動して、本体に対して往復移動する、プッシュロッドと、
前記第一接続口に接続し、前記ピストンとの間に復元スプリングを設けた、第一アタッチメントモジュールと、
前記第二接続口に接続し、締結部材を固定する締結部材固定部と、前記締結部材固定部に接続し前記プッシュロッドと連動する時前記締結部材固定部がそれに応じて位置を移動することで前記締結部材を変形させる加力部と、を設ける第二アタッチメントモジュールと、を備え、
前記締結部材は、リベットナットまたはブラインドリベットのいずれかであり、
前記第一アタッチメントモジュールと、前記第二アタッチメントモジュールと、をセットで交換することによって、前記締結部材の種類を選択できることを特徴とするモジュラー型空気圧式締結工具。

【請求項2】

該締結部材はリベットナットであり、前記締結部材固定部には前記リベットナットと螺合するねじ部を有し、前記第一アタッチメントモジュールは、前記２つの空気通路と連通する空気圧モータと、前記空気圧モータと接続する中空状の内回転ロッドを備え、かつ前記空気圧モーターの回転軸と前記中空状の内回転ロッドは多辺形角柱状を呈し対合する構造であり、前記内回転ロッドは前記プッシュロッド内に貫設され前記締結部材固定部と接続し、かつ前記空気圧モータと前記２つの空気通路は接続し、前記メインコントロールバルブによって前記２つの空気通路の空気供給方向および前記油通孔の油供給状態を切り換えることで、前述のねじ部とリベットナットの螺合パターンを切り換えるとともに、前記サブコントロールバルブを起動することによって前記２つの空気通路から前記空気圧モータに対して逆転空気を提供してねじ部を前記リベットナットから引き抜くのを補助し、
前記加力部は前記第二アタッチメントモジュール内部に設置され対応するリベットナットの端縁部を打ちつけるものである、
ことを特徴とする、請求項１に記載のモジュラー型空気圧式締結工具。

【請求項3】

該締結部材はブラインドリベットであり、前記締結部材固定部にはブラインドリベットを挿入する挿入孔を備え、前記挿入孔内部には咬合体を設け、前記第一アタッチメントモジュールと前記２つの空気通路は相通じず、
前記加力部は咬合体と連動してブラインドリベットを引き込む引き込み管である、
ことを特徴とする、請求項１に記載のモジュラー型空気圧式締結工具。

【請求項4】

前記第一アタッチメントモジュールの前記引き込み管に対応する部分にはシャフト排出孔を設けることを特徴とする、請求項３に記載のモジュラー型空気圧式締結工具。

【請求項5】

前記第一アタッチメントモジュール後端にはシャフト収集器を連接することを特徴とする、請求項４に記載のモジュラー型空気圧式締結工具。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ハンドツールの構造技術に関するものであり、特にモジュールを交換する方式によって異なる締結部材の使用を統合的に実施できるモジュラー型空気圧式締結工具に関するものである。

【背景技術】

【0002】

締結部材は工業用途に幅広く活用されている基本的な締結部品であり、締結部材の中でもリベットナット（ブラインドナット）とブラインドリベットは同類物品と見なされるが、取り付け操作方法と仕上がり具合は全く異なる締結部材である。ナット締結工具の関連構造は特許文献１の「Ｐｎｅｕｍａｔｉｃ―ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｒｉｖｅｔ ｇｕｎｓ」を参照し、リベット締結工具の関連構造は特許文献２の「Ａｄｊｕｓｔａｂｌｅ ｈａｎｄ ｔｏｏｌ ｗｉｔｈ ｄｕａｌ ｆｕｎｃｔｉｏｎ」を参照する。

【0003】

図１は公知のナット締結工具（Ａｉｒ ｒｉｖｅｔ ｎｕｔ ｔｏｏｌ）の構造を示す図であり、本願発明者は以前「三段階式バルブスイッチ構造」を開発したが、それはナット締結工具に用いるものであり、リベットナット１００の取り付け操作過程では主に、空気圧モータ１０１の利用によりねじ部１０２が連動し正方向または逆方向の回転を行いリベットナット１００を固定し引き離す操作を行い、リベットナット１００の加圧変形はリベットナットプッシュロッド１０３の往復位置移動から成る。

【0004】

前記ナット締結工具はメインコントロールバルブ１５及びサブコントロールバルブ１４を備え、前記メインコントロールバルブ１５及びサブコントロールバルブ１４の操作ボタン及びその関連コントロール原理は特許文献３の「三段階式バルブスイッチ構造（Ｔｈｒｅｅｅ-ｓｔａｇｅ ｖａｌｖｅ ｓｗｉｔｃｈ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）」を参照し、本願の符号１５と１４は特許文献３の符号１８と２０に対応する。

【0005】

メインコントロールバルブ１５のボタンは２段式の押しボタン式コントロールであり、浅い押しの第一段のコントロールでは空気圧モータ１０１を駆動して回転させ、リベットナット１００をねじ部１０２に被せて位置が固定されるまで回転させる。深い押しの第二段のコントロールではリベットナットプッシュロッド１０３が直線的位置移動をし、リベットナット１００に押圧変形を施す。また、空気圧モータ１０１は反転しリベットナット１００からねじ部１０２を引き抜く。

【0006】

サブコントロールバルブ１４のボタンは予備ボタンであり、その設置目的は、リベットナット１００からのねじ部の引き抜き方が不完全な時、操作者がボタンを押して空気圧モータ１０１を駆動して断続的に反転させ、リベットナット１００からねじ部１０２を完全に引き抜くことにある。

【0007】

図２は公知のリベット締結工具（Ａｉｒ ｒｉｖｅｔ ｒｉｖｅｔｅｒ）の構造を示す図であり、主に、ブラインドリベット２００を咬合するブラインドリベット固定部材２０１によりブラインドベット２００を咬合した後、ブラインドリベットプッシュロッド２０２によりブラインドリベット２００のシャフト部分に加圧し引っ張って切断し、ブラインドリベット２００端部を変形させる。

【0008】

上述した２つの図からわかるように、空気圧式ナット締結工具とリベット締結工具の両者は一見近似したハンドツールであるが、操作原理は全く異なるため、両者を統合する場合、実施上一定の難度を有する。例えば、空気圧式ナット締結工具を基礎とした改良を行う際、空気圧式ナット締結工具はリベットナットプッシュロッドの後方にねじ部を駆動する空気圧モータを設置する必要があり、またリベット締結作業を行う際、シャフトに相当の衝撃を加えて末端シャフトを収容し更に末端シャフトを排出する作業を行う必要があり、このために空気圧モータが存在するが、リベット締結作業時のシャフト収容と末端シャフトの排出等の手段においては構造上の衝突が生じるので、空気圧式ナット締結工具を改造してリベット締結工具として使用できるようにするのは相当困難である。

【0009】

逆に、リベット締結工具を基礎とした改良を行う際、ナット締結工具は前端にねじ部を設けることによってねじ部とリベットナットの結合を行う必要があるが、ねじ部は空気圧モーターを設置することで駆動するものなので、ねじ部と空気圧モータの設置の際、リベット締結工具のもともと設けられていた咬合固定部材と、ブラインドリベットプッシュロッドの位置移動の距離において構造的な衝突が生じ、空気圧式リベット締結工具を改造してナット締結工具として使用できるようにするのも相当困難である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0010】

【特許文献1】米国特許第６２７２８９９号明細書

【特許文献2】米国特許第６６５１３０１号明細書

【特許文献3】特開２０１０−１６２６８１号公報（対応する米国案は第２０１０／０１８１０８６号公開公報）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0011】

以上の問題に鑑みて、発明者はどのようにすればリベット締結工具とナット締結工具を統合して締結作業を実施する上で構造操作上の衝突を生まないようにするか研究開発を進め、本発明のモジュラー型空気圧式締結工具を設計した。

【0012】

本発明の主な目的は、リベットナットとブラインドリベットの２種類の全く異なる部材を用いた締結方式を同一本体上で切り換えて実施できるようにすることで、空気圧式締結工具の用途を大幅に広げ、消費者の購入コストを低減することにある。

【課題を解決するための手段】

【0013】

上述の目的を達成するために、本発明のモジュラー型空気圧式締結工具は、内部にシリンダを具備した本体であり、前記シリンダ壁面には油通孔を設け、前述の油通孔は本体上に設けられたメインコントロールバルブによって開閉され、前記シリンダ後端には第一接続口を設け、本体の前記第一接続口に対応する周縁部分には２つの空気通路を設け、前記２つの空気通路は本体上に設けられた前記メインコントロールバルブおよび前記本体上に設けられたサブコントロールバルブによって開閉される構造を有する本体と、
前記シリンダ内部に設けられ、中空状であり、前端に第二接続口を設け、後端に前記シリンダと接合するピストンを設け、前述した油通孔を前記ピストンに対応する前端位置に設け、前記メインコントロールバルブの開閉に合わせて駆動して往復移動する、プッシュロッドと、
前記第一接続口に接続し、前記ピストンとの間に復元スプリングを設けた、第一アタッチメントモジュールと、
前記第二接続口に接続し、締結部材を固定する締結部材固定部と、前記締結部材固定部に接続し前記プッシュロッドと連動する時締結部材固定部がそれに応じて位置を移動することで前記締結部材を変形させる加力部と、を設ける第二アタッチメントモジュールと、
を備える。プッシュロッドが往復動作する時、第一接続口、第二接続口の相対位置が変わるので、対応する第一アタッチメントモジュール及び第二アタッチメントモジュールを交換し、モジュラー型空気圧式締結工具で異なる締結部材を用いた締結作業を実施することができる。

【0014】

前述の締結部材がリベットナットである時、前記締結部材固定部は前記リベットナットと螺合するねじ部を有し、前記第一アタッチメントモジュールは、空気圧モータと、前記空気圧モータと接続する中空状の内回転ロッドを備え、かつ前記空気圧モーターの回転軸と前記中空状の内回転ロッドは多辺形角柱状を呈した対合する構造であり、前記内回転ロッドは前記プッシュロッド内に貫設され前述の締結部材固定部と接続し、前記空気圧モータと２つの空気通路が接続し、前記メインコントロールバルブによって２つの空気通路の空気供給方向を切り換えることで、前述のねじ部とリベットナットの螺合パターンを切り換える。前記加力部は前記第二アタッチメントモジュール内部に設置され対応するリベットナットの端縁部を打ちつけるものである。

【0015】

前述の締結部材がブラインドリベットである時、前記締結部材固定部はブラインドリベットを挿入する挿入孔を有し、前記挿入孔内部には咬合体を設け、第一アタッチメントモジュールと２つの空気通路は相通じない。前記加力部は咬合体と連動してブラインドリベットを引き込む引き込み管である。

【0016】

前述の締結部材がブラインドリベットである時、前記第一アタッチメントモジュールの前記引き込み管に対応する部分にはシャフト排出孔を設ける。また更に、前記第一アタッチメントモジュール後端にはシャフト収集器を連接する。

【発明の効果】

【0017】

先行技術比較すると、本発明のモジュラー型空気圧式締結工具は少なくとも以下の長所を有する。
１.モジュラー型設計により、第一アタッチメントモジュールと第二アタッチメントモジュールが損耗または故障した時、比較的容易に交換でき、メンテナンスの時間とコストを節約できる。
２.第一アタッチメントモジュールと第二アタッチメントモジュールを一緒にペアで交換することにより使用する締結部材を換えられる。前記締結部材はリベットナット又はブラインドリベットのいずれかである。
３.使用する締結部材を換える過程では、第一アタッチメントモジュールと第二アタッチメントモジュールを一緒にペアで交換するので、先行技術が有する、リベットナット締結作業とブラインドリベット締結作業の操作方式が異なるために構造上の衝突が起きるという問題が生じない。
４.リベットナットとブラインドリベットの２種類の全く異なる部材を用いた締結方式を同一本体上で切り換えて実施できるようにすることで、空気圧締結式工具の用途を大幅に広げ、消費者の購入コストを低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】公知のナット締結工具の構造を示す図。

【図2】公知のリベット締結工具の構造を示す図。

【図3】本発明第一実施例のモジュールの分解図。

【図4】本発明第一実施例のモジュールの断面図。

【図5】本発明第二実施例のモジュールの分解図。

【図6】本発明第二実施例のモジュールの断面図。

【図7】本発明第二実施例でシャフト収集器を増設した図。

【発明を実施するための形態】

【0019】

本発明の技術手段に基づき、本発明の実施方式を列挙し、図面と合わせて以下に説明する。

【実施例】

【0020】

図３は本発明第一実施例のモジュールの分解図であり、図４は同モジュールの断面図である。図示されたモジュラー型空気圧式締結工具は、本体１０、プッシュロッド２０、第一アタッチメントモジュール３０及び第二アタッチメントモジュール４０を備え、第一アタッチメントモジュール３０は本体１０と組み合わせてプッシュロッド２０をデフォルトモードで操作し、第二アタッチメントモジュール４０は前記プッシュロッド２０と組み合わせて締結部材の位置決め及び変形作業を行う。この実施例で示す第一アタッチメントモジュール３０及び第二アタッチメントモジュール４０はリベットナット１００（締結部材）変形用の対応モジュールである。

【0021】

本体１０内部にはシリンダ１１を備え、前記シリンダ１１の壁面には油通孔１２を設け、前述の油通孔１２は本体１０上のメインコントロールバルブ１５によって開閉され、前記シリンダ１１後端には第一接続口１６を設け、本体１０の前記第一接続口１６に対応する周縁部分には２つの空気通路１３を設け、前記２つの空気通路１３は本体１０上のメインコントロールバルブ１５及びサブコントロールバルブ１４によって開閉される。前述の油通孔１２、２つの空気通路１３、サブコントロールバルブ１４、メインコントロールバルブ１５の構造と応用原理は公知技術であるので、ここでは再述しない。図示された２つの空気通路１３の設置については、実際の実施時は２つの空気通路１３が水平平行に設置された状態であるが、図の描写角度によっては１つしか見えないため、図示時には上下平行に設置されたように示す。実際の実施時には前記空気通路１３の設置方式は図示されたものに限定されない。

【0022】

前記シリンダ１１内に設けられたプッシュロッド２０は中空状であり、前端には第二接続口２１を設け、後端には前記シリンダ１１と接合するピストン２２を設け、ピストン２２の前端位置に対応する部分に前述の油通孔１２を設ける。

【0023】

第一アタッチメントモジュール３０は、前記第一接続口１６に接続し、かつ前記ピストン２２との間に復元スプリング３１を設け、第一アタッチメントモジュール３０は前記メインコントロールバルブ１５の開閉に合わせて前記本体１０に相対する前記プッシュロッド２０を往復移動させる。

【0024】

第二アタッチメントモジュール４０は、第二接続口２１に接続し、リベットナット１００（締結部材）を固定する締結部材固定部４１と、前記締結部材固定部４１に接続し前記プッシュロッド２０と連動する時前記締結部材固定部４１がそれに応じて位置を移動することで前記締結部材１００を変形させる加力部４２と、を設け、締結部材１００後端を押圧して変形させる作業を行うケース４６を備える。

【0025】

前記締結部材固定部４１はリベットナット１００に螺合するねじ部４３備え、前記第一アタッチメントモジュール３０は空気圧モータ３２と、前記空気圧モータ３２と接続する中空状の内回転ロッド３３を備え、前記空気圧モータ３２の回転軸と中空状の内回転ロッド３３は多辺形（例えば六辺形）角柱状を呈し対合する構造であり、前記内回転ロッド３３は前記プッシュロッド２０内部に貫設され、かつ前述の締結部材固定部４１と接続する。前記空気圧モータ３２は前記２つの空気通路１３と接続し、メインコントロールバルブ１５によって２つの空気通路１３の空気供給方向を切り換え、前述のねじ部４３とリベットナット１００の螺合パターンを切り換える。前記加力部４２は前記第二アタッチメントモジュール４０内部に設置され対応するリベットナット１００の端縁部を打ちつけるものである。

【0026】

使用者はメインコントロールバルブ１５とサブコントロールバルブ１４の操作によって空気圧駆動方式でモジュラー型空気圧式締結工具のリベットナットに対する固定、引き抜き、変形等の工程を完成する。例えば、使用者がリベットナット１００をねじ部４３に被せた後、メインコントロールバルブ１５を第一段まで押圧し外部接続のエアコンプレッサの空気を２つの空気通路１３のうち１つの穴に注入し、空気圧モータ３２に空気を入れ空気圧モータ３２を回転させる。
回転する空気圧モータ３２により内回転ロッド３３と第二アタッチメントモジュール４０を駆動することで、リベットナット１００をねじ部４３に螺接する。その後使用者は更にメインコントロールバルブ１５を第二弾まで押圧し、この動作によりエアコンプレッサの空気は本体１０の底端のエアシリンダに入るとともにエアシリンダ内のプッシュロッドを押し上げ（これは公知技術なので再述しない）、押し上げられたプッシュロッドは油を油通孔１２経由でピストン２２前部の空間に圧入し、油圧を利用してピストン２２を後向きに押す。
使用者がメインコントロールバルブ１５ボタンを放した時、エアシリンダ内の空気は２つの空気通路１３のもう１つの穴を経由して空気圧モータ３２に入るとともに、空気圧モータ３２を反対方向に回転させ、この反対方向の回転によりねじ部４３がリベットナット１００から引き抜かれる。ねじ部４３のリベットナット１００からの引き抜き方が不完全な場合、サブコントロールバルブ１４を押圧し、サブコントロールバルブ１４の押圧によりエアコンプレッサからの空気を２つの空気通路１３に通し、前記空気通路１３は前述のエアシリンダ内の空気を空気圧モータ３２に入れた時と同じ穴であることから、これにより空気圧モータが回転する。

【0027】

図５は本発明第二実施例のモジュールの分解図であり、図６は同モジュールの断面図である。この実施例と第一実施例は同じ技術手段に基づいた実施方式であり、前記第一アタッチメントモジュール３０及び第二アタッチメントモジュール４０はブラインドリベット２００（締結部材）変形用の対応モジュールであり、図示されたブラインドリベット２００の締結操作において異なるのは、締結部材固定部４１がブラインドリベット２００を挿入する挿入孔４４を備え、前記挿入孔４４内部には咬合体４５を設け、第一クイックモジュール３０は２つの空気通路１３と通じず、かつ第一実施例で述べられた空気圧モータ３２（図３を参照）を備えず、前記加力部４２は咬合体４５と連動してブラインドリベット２００を引き込む引き込み管であるという点である。

【0028】

図７は本発明第二実施例におけるシャフト収集器の増設を示す図であり、ブラインドリベット２００の変形作業過程において、ブラインドリベット２００のシャフトを引っ張り切断する必要があるので、シャフト排出が便利になるよう、第一アタッチメントモジュール３０の引き込み管（加力部４２）の末端に対応する部分につながるようにシャフト排出孔３４を設置し、ブラインドリベット締結作業がスムーズに進むよう、更に第一アタッチメントモジュール３０の後端にシャフト収集器３５を連接する。

【0029】

第一、第二実施例をまとめると、本発明のモジュラー型空気圧式締結工具の設計により、第一アタッチメントモジュール３０と第二アタッチメントモジュール４０を同時に交換することで、実施に適合する締結部材の変更が可能になり、前記締結部材はリベットナット１００又はブラインドリベット２００のいずれかであり、使用する締結部材の変更過程において、第一アタッチメントモジュール３０と第二アタッチメントモジュール４０を一緒にペアで交換するので、先行技術が有する、リベットナット締結作業とブラインドリベット締結作業の操作方式が異なることにより構造上の衝突を招くという問題が生じないため、リベットナットとブラインドリベットの２種類の全く異なる部材を用いた締結方式を同一本体１０上で切り換えて実施することで、本発明のモジュラー型空気圧式締結工具１つでリベットナット１００とブラインドリベット２００の両方を用いることができ、その実用性が大幅に広がる。

【0030】

以上の実施例の説明と図式は本発明の好ましい実施例に過ぎず、本発明を限定するものではない。本発明の構造、装置、特徴等に近似或いは相当するものは全て、本発明の発案目的及び特許請求の範囲内に属するものとする。

【符号の説明】

【0031】

[背景技術]
１００ リベットナット
１０１ 空気圧モータ
１０２ ねじ部
１０３ リベットナットプッシュロッド
２００ ブラインドリベット
２０１ ブラインドリベット固定部材
２０２ ブラインドリベットプッシュロッド
[本発明]
１０ 本体
１１ シリンダ
１２ 油通孔
１３ 空気通路
１４ サブコントロールバルブ
１５ メインコントロールバルブ
１６ 第一接続口
２０ プッシュロッド
２１ 第二接続口
２２ ピストン
３０ 第一アタッチメントモジュール
３１ 復元スプリング
３２ 空気圧モータ
３３ 内回転ロッド
３４ シャフト排出孔
３５ シャフト収集器
４０ 第二アタッチメントモジュール
４１ 締結部材固定部
４２ 加力部
４３ ねじ部
４４ 挿入孔
４５ 咬合体
４６ ケース

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】