自動スタッド駆動ツール

【目的】最少数のツールで容易に且つ迅速に組み立てができ、負荷及び無負荷の際にツールジョーでの駆動ボールの自由回転を維持すると同時に心振れを軽減することができる自動スタッド駆動ツールを提供する。
【構成】円筒形の中空ボディ１０と、選択的にスタッドを把持するためのジョーを有するボディ内に配置されたキャリッジと、ボディ内で回転可能且つ選択的にキャリッジと係合可能な被駆動ヘッド３０と、スナップリングアセンブリ１４０と、中空ボディの内部に位置決めされた環状の保持溝１００と、から構成され、中空ボディ１０内に部分的に配置される駆動ヘッド３０は、スナップリングアセンブリ１４０のスナップリング１５０を保持溝１００に挿入することによってボディ内部に保持される。

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば、自動車及び家具産業で使用される自動スタッド駆動ツールに係るものであり、特に、スタッド駆動ツールの被駆動ヘッドを保持するためのカラーレス（つばのない）保持機構を有する自動スタッド駆動ツールに関する。これらのスタッド駆動ツールは一般的に、スタッドを把持して工作物内にねじ込むことができ、さらにスタッドをツールからねじ外しすることを必要とせずとも自動的にスタッドを解除することが可能である。
【０００２】
【従来の技術】自動スタッドドライバとしては、スタッドが回転されることによって工作物内にねじ込まれるか、又はねじで締め込まれるものが周知である。例えば、アメリカ特許第４、８１９、５１９号、同第４、５９０、８２６号、同第４、５１３、６４３号、同第４、４７６、７４９号、同第４、４７０、３２９号及び同第４、３７１、３５４号が参照される。上記参照によるこれらの特許は、被駆動ヘッドをボディ内に保持する構造について２つのグループに類別され得る。第１のグループは、添付の図１に示され且つ本発明と同一譲受人に譲渡されている上記アメリカ特許第４、５１３、６４３号（この開示は参照によってここに組み入れられる）によって代表され、外部表面に均一なねじ山及び被駆動ヘッド３０を収容するための円筒形キャビティを画定する内部表面を備えた円筒形ボディ部材１０を含む。組立ての際に、キャビティ内に被駆動ヘッド３０を保持するために、被駆動ヘッド３０はボディ１０の内部キャビティに位置付けされ、カラー２０はボディ１０の外部ねじ山に被駆動ヘッドをおおってねじ込み可能に取付けられる。通常、ロックリング２００はボディ１０の外部ねじ山にねじ込み可能に取付けられ、カラー２０はロックリング２００と係合するので、カラーを所定位置にロックする。負荷状態の際に被駆動ヘッド３０の自由回転を確保するために、被駆動ヘッド３０の自由端の遊びは約０．０１０インチ(0.254mm）であることが好ましい。これは、ロックタイトのような接着剤等によってロックリングを所定配置に固定状態に取り付けることによって達成することができる。この自由端の遊びによって心振れが生じるが、但し、（ロックリング２００を下降させて、続いてカラー２０をボディ１０に近接させるように長手方向に移動させることによって）このフリー・プレイ（自由な遊び）が減少された場合、該被駆動ヘッドはロックアップされる（ロックがかけられる）ことがある。この種のアセンブリは組立てを容易化するものではあるが、分離したカラー及びロックリングに加えてボディに対し特別な機械加工を必要とする。また、この種のアセンブリはカラーが種々の位置に対して締め付けられたり又は解除されたりすることがあるので、繰り返しツールを組み立てたり分解したりすると、カラーの位置を正確に繰り返すことができない。さらに、アセンブリカラー２０は最大０．００５インチ（0.127mm ）左右に変位することができるので、被駆動ヘッドの頂部の外径と被駆動ヘッド３０上をスライドするためのカラー２０のアパーチャとの間に最適条件よりも緩みが大きいルーズフィット（すきまばめ）を使用する必要がある。
【０００３】第２のグループは図２を参照して最良に述べられており、これは本発明と同一譲受人に譲渡されたアメリカ特許第４、３７１、３５４号に示されたアセンブリである（この開示は参照によってここに組み入れられる）。このアセンブリは一般に、円筒形のベース１０と、ベース１０に対して回転可能ではあるが、ベース１０内に長手方向については不動とされた円筒形のスリーブ１２と、を含む。スリーブ１２は、圧縮スプリング３２を収容するために内側にねじ切りされているキャビティ、アジャスタ３４及びソケット連結ヘッド１４を含む。アジャスタ３４はばね力を調整するためにキャビティ内で容易に回転可能であり、着脱可能なセットスクリュー（止めねじ）３６によって所定位置に固定して保持される。ソケット結合ヘッド１４は内側にねじ切りがあるスリーブ１２と協動するために外側にねじ切りされており、円筒形のスリーブ１２の上側表面と係合されるまでねじ込み可能に回転される。
【０００４】これら周知の自動スタッドドライバにおける被駆動ヘッドの保持機構は、大部分のスタッド駆動適用に対して満足できる。しかしながら、心振れを軽減するためにすぐれた同軸性を有し且つ長手方向軸方向の遊びを低減した自動スタッドドライバの必要性が生じてきており、優れたスタッド駆動精度を提供すると同時に、高度に自動化された適用において最小管理での使用を可能とする。さらに、より少数のパーツでの製造がさらに容易化され、且つ組立て又は分解が容易化される自動スタッドドライバが必要である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の主要目的は、最少数のツールで容易に且つ迅速に組立てができ、従来の自動スタッドドライバよりも製造が容易であり、より大きな同軸性を備え、さらに負荷及び無負荷の際にツールジョーでの駆動ボールの自由回転を維持すると同時に心振れを軽減する自動スタッドドライバを提供することである。
【０００６】本発明のもう一つの目的は、カラーを必要とすることなくキャリッジ内に被駆動ヘッドを確実且つ正確に位置付ける自動スタッドドライバを提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明に従って、より優れた同軸性を備え、且つ心振れが軽減された自動スタッド駆動ツールは、円筒形の中空ボディと、選択的にスタッドを把持するためのジョーを有するボディ内に配置されたキャリッジと、ボディ内で回転可能で且つ選択的にキャリッジと係合可能な被駆動ヘッドと、スナップリングアセンブリと、中空ボディの内部に位置決めされた環状の保持溝と、を有する。中空ボディ内に部分的に位置決めされた駆動ヘッドは、スナップリングアセンブリを保持溝に挿入させることによってボディ内部に保持される。
【０００８】
【実施例】本発明による自動スタッドドライバは好ましくは、ボディ１０、被駆動ヘッド３０、被駆動ヘッド保持アセンブリ１４０、キャリッジ４０、キャリッジ内の２組のボール４５、１組のジョー５０及びプランジャ６０から構成されるものである。
【０００９】本発明で使用される一般的なスタッドドライバの作動は、前記アメリカ特許第４、５１３、６４３号において述べられている種類のスタッドドライバを一例として示している図１を参照して要約されることが可能であり、この開示は参照によってここに組み入れられている。まず、図１を参照して説明する。このスタッドドライバは、内側円筒部キャビティ１２を有する円筒形のボディ１０と、ボディ１０のキャビティ１２内に配置される被駆動ヘッド３０と、を有する。円筒形のキャリッジ４０は円筒部キャビティ１２内で回転し、回転のために被駆動ヘッド３０と係合される上側位置と下側位置との間でキャビティ内で制限された軸方向移動が可能である。ジョー５０のアセンブリは、駆動ボール４５上でキャリッジ４０内を往復運動し、各ジョーは工作物ＷＰ内へ打ち込まれるスタッド５のねじ山に対応するねじ山を備えた半円筒形であることが好ましい。互いに１８０°回転された位置にある２つのジョー５０がそれぞれ図示されているが、本発明は２個又はそれ以上の数のジョーを有するスタッドドライバにも適用され得る。ジョー５０は、各ジョーの軸方向長に対して延出する半円筒形の溝５１をそれぞれ含んでいる。溝５１の下側部分にはねじ切り部分５４がある。プランジャ機構６０はジョー５０を下側開位置と上側閉位置との間で移動させるためにジョー５０間に配置されるとともに、プランジャ機構はこれらのジョーを下側開位置に対し押圧するためにスプリングによって付勢されている。
【００１０】図１に図示された初期位置において、ジョー５０は開いており、スタッド５はスタッドの頭部がプランジャ機構６０と接触するまで挿入される。スタッド５をプランジャ機構６０に押しつけて更に移動させると、プランジャ機構６０が上方に押し上げられて、ジョー５０をキャリッジ４０内に引っ込ませ、さらにキャリッジ４０をボディ１０内に引っ込ませることになり、ジョー５０のねじ切り位置がスタッド５の周囲で締め付けられる閉位置にジョー５０がピボットすることを要する。キャリッジ４０をボディ１０内に引っ込ませ続けることによって、最終的にはキャリッジ４０を被駆動ヘッド３０と係合させてキャリッジ４０とジョー５０を回転させるとともに、スタッド５を工作物ＷＰ内へと回転させて、工作物ＷＰの方向にボディ１０を前進させる。ボディ１０が更に前進することが妨げられると、スタッド５を工作物ＷＰ内へねじ込むことによってキャリッジ４０は下側位置方向に引き寄せられることになる。スタッドドライバが工作物ＷＰから引き離されると、ジョー５０はキャリッジ４０から下方向に引っ張られ、これによってジョーは開位置にピボットし、スタッド５を解除することができる。この動作は次のスタッドに対しても繰り返される。本発明はアメリカ特許第４、５１３、６４３号のスタッドドライバに適用されるとともに、アメリカ特許第４、８１９、５１９号、同第４、５９０、８２６号、同第４、４７６、７４９号、同第４、４７０、３２９号、同第４、３７１、３５４号及び同第３、７９３、９１２号に示されたものを含む任意のツール及び他のスタッドドライバにもまた、適用され得るものであり、これらの開示はさらに参照によってここに組み入れられる。
【００１１】スタッド駆動ツールの同軸性を向上させるために、被駆動ヘッド３０は長手方向の遊びと横方向の遊びを最小限度に抑えて所定の位置に正確に配置され、且つ固定的に保持されなければならない。しかしながら、被駆動ヘッド３０はその上、自由回転が可能でなければならず、さもなければジョー５０の駆動ボールが同一位置に負荷状態及び無負荷状態を引き起こすことになり、工具磨耗が促進される。
【００１２】これらの競合する利害関係を調節しながら被駆動ヘッド３０を保持するために、本発明では、図３に示されるように一体式中空円筒形ボディ１０が使用されており、これは好ましくは±０ .０００５インチ（0.0127mm）若しくはそれより優れた許容差を有する所定の実質的に同心サイズの主中空キャビティ７０を有する。ボディ１０の頂面８０付近には、保持アセンブリ１４０（図５参照）の一部分を収容する若干大径の中空キャビティ９０がある。この若干大径のキャビティ９０の上側には、後述されるように保持アセンブリの一部分を収容するためにキャビティ９０の内周に切り込まれた保持溝１００がある。
【００１３】図４に示されるように、被駆動ヘッド３０は好ましくは±０ .０００５インチ（0.0127mm）の高度許容差及び同軸性を有するように製造され、且つキャリッジ４０と係合する第１の部分１１０を含み、第１の主中空キャビティ７０内に最小クリアランス（間隙）を維持する。この第１の部分は好ましくは、± .０００５インチ（0.0127mm）の許容差を有する。第２の部分１２０は縮小された直径と、保持アセンブリのアパーチャ内のクリアランスを維持するための大きさならびに長さを有する。第２の部分の直上には、頂部第３の部分１３０が位置されて、これは図示しない回転入力又は駆動手段と係合するためのサイズならびに形状を有する。
【００１４】保持アセンブリ１４０は、図５に示されるように、スナップリング１５０、保持ウォッシャ１６０及び波形ウォッシャ１７０から成るものが好ましい。特定の応用によっては付加的要素又はより少数の要素を利用することもでき、保持溝１００内に適合され、且つボディ１０内に被駆動ヘッド３０を十分に保持する限りは別の要素をスナップリング１５０と置き換えてもよい。例えば、被駆動ヘッド３０の頂面１１５との接触による磨耗から波形ウォッシャ１７０を保護するために、付加的下側保持ウォッシャ１６５（上側保持ウォッシャ１６０と同一形状を有する）は、上側ウォッシャ１６０と当該下側ウォッシャ１６５との間に波形ウォッシャ１７０をサンドウイッチするように設けられてもよい（図６に図示）。スナップリング１５０は弾性を有し、保持溝１００内への挿入と同時に溝１００内に固定的に保持され得る大きさとされている。スナップリング１５０は挿入されると、その内径は第１の部分１１０の直径よりも小径である。上側保持ウォッシャ１６０はスナップリング１５０に対し押し当てられて位置付けされ、若干大径の中空キャビティ９０内に含まれる。このウォッシャ１６０には、第１の部分１１０には適合しないが、被駆動ヘッド３０の上部１３０に最小のクリアランスで十分に適合する大きさの貫通アパーチャ１８０がある。波形ウォッシャ１７０はさらに若干大径の中空キャビティ９０内に収容され、保持ウォッシャ１６０と被駆動ヘッド３０の第１の部分１１０の頂面１１５との間、又は２個の保持ウォッシャ１６０、１６５間にぴったりと適合している。この波形ウォッシャには、第１の部分１１０には適合しないが、被駆動ヘッド３０の頂部１３０に十分に適合する大きさのある貫通アパーチャ１８０がある。波形ウォッシャ１７０がウォッシャ１６０と頂面１１５との間、又は２個の保持ウォッシャ１６０、１６５との間に配置される場合、被駆動ヘッド３０の軸方向の遊びを軽減する圧縮力が供給される。２個のウォッシャ１６０、１６５及び波形ウォッシャ１７０の直径は中空キャビティ７０の内径よりも大きいので、これらは中空キャビティ７０には入り込まない。
【００１５】本発明のスタッドドライバの組立ては以下の通りである。キャリッジ４０、ジョー５０及びその他の要素を含む内部構成要素は、例えば、アメリカ特許第４、５１３、６４３号に示されるように組み立てられる。次に、図６に示されるように、被駆動ヘッド３０の第１の部分１１０はボディ１０の中空キャビティ７０内に挿入されて、キャリッジ４０（図１参照）と係合するまで回転される。下側保持ウォッシャ１６５が使用される場合、被駆動ヘッド３０の頂面１１５に接触するまで該被駆動ヘッドの頂部１３０を通って配置される。波形ウォッシャ１７０は下側保持ウォッシャ１６５（使用される場合）、又は（下側ウォッシャ１６５が使用されない場合）被駆動ヘッド３０の第１の部分１１０の頂面１１５の内のどちらか一方に接触するまで被駆動ヘッド３０の頂部１３０を通って配置され、その後、保持ウォッシャ１６０を波形ウォッシャ１７０に接触するまで被駆動ヘッド３０の頂部１３０を通って設置する。さらに、スナップリング１５０は、一対のスナップリング・プライヤによって被駆動ヘッド３０の頂部１３０を通って配置されてボディ１０の保持溝１００内に挿入される。このプライヤは最初にボディ１０内へ配置されるスナップリングを圧縮し（被駆動ヘッド３０の第２の部分１２０は、スナップリングをボディ内に挿入するために被駆動ヘッド３０とボディ１０との間に追加のクリアランスを提供する）、プライヤを弛緩させることによってスナップリングが溝１００内に弾性的に拡大することができる。スナップリング１５０は被駆動ヘッドに近接するボディ内にウォッシャ１６０と波形ウォッシャ１７０とを保持する。
【００１６】最終アセンブリによって提供されるスタッドドライバは、大いに改良された同軸性を有し、且つ心振れが軽減されたものになる。被駆動ヘッド３０は中空キャビティ内で自由に回転可能であって、従来のスタッド駆動ツールに対して長手方向及び横方向の遊びが軽減されている。この手順を逆にすることによって分解も達成され得る。
【００１７】本発明は、例示目的でその好ましい実施例を参照して説明されてきたが、それは本発明を制約するものではない。本発明の精神及び添付の請求項における範囲から逸脱することなく種々に変更することができるものである。
【００１８】
【発明の効果】本発明の自動スタッド駆動ツールは上記のように構成されているので、最少数のツールで容易に且つ迅速に組立てができ、負荷及び無負荷の際にツールジョーでの駆動ボールの自由回転を維持すると同時に心振れを軽減することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】分離したアセンブリカラーとロックリングを有する従来技術のスタッドドライバの断面図である。
【図２】ねじ切りのある被駆動ヘッド部材と調整可能なスプリングアセンブリを有する従来技術のスタッドドライバの断面図である。
【図３】本発明の円筒形の中空ボディ部材の断面図である。
【図４】本発明の被駆動ヘッド部材の側面図である。
【図５】本発明の好ましい保持アセンブリの拡大斜視図である。
【図６】図３乃至図５の組立て構成部品の断面図である。
【符号の説明】
１０ボディ
３０被駆動ヘッド
１００保持溝
１４０保持アセンブリ
１５０スナップリング

【特許請求の範囲】
【請求項１】長手方向軸と内部表面を有する円筒形の中空ボディと、前記中空ボディ内に配置されて、前記ボディに対して長手方向の軸線に沿って２つの軸方向の位置間で移動が可能であるとともに、内部にキャビティを有する円筒形のキャリッジと、前記キャビティ内に少なくとも一部分が配置されて、スタッド把持位置及びスタッド解除位置をとるために前記キャリッジに対して軸方向に移動可能な複数のスタッド把持ジョー手段と、回転入力を前記キャリッジに伝達するために前記ボディ内で回転可能な被駆動ヘッドであって、前記キャリッジが前記第１と第２の位置のうちの一方の位置をとる場合に前記キャリッジと係合され、且つ前記第１と第２の位置のうちの他方の位置において前記キャリッジとの係合が解除される被駆動ヘッドと、前記被駆動ヘッドを前記ボディ内に保持するために前記ボディの前記内部表面と前記被駆動ヘッドとの間に介在される保持手段と、を含む自動スタッド駆動ツール。
【請求項２】前記保持手段は、前記ボディの前記内部表面の保持溝と、前記ボディ内に前記被駆動ヘッドを保持するための前記保持溝内に選択的に挿入可能なスナップリングと、を含む請求項１記載の自動スタッド駆動ツール。
【請求項３】前記保持手段は、前記スナップリングと前記被駆動ヘッドとの間に配置される保持ウォッシャをさらに含む請求項２記載の自動スタッド駆動ツール。
【請求項４】前記保持手段は、前記スナップリングと前記被駆動ヘッドとの間に配置される波形ウォッシャをさらに含む請求項２記載の自動スタッド駆動ツール。
【請求項５】前記保持手段は、前記波形ウォッシャの各面に１個ずつ設けられる一対の保持ウォッシャをさらに含む請求項４記載の自動スタッド駆動ツール。
【請求項６】前記保持手段は、前記保持ウォッシャと前記被駆動ヘッドとの間に配置される波形ウォッシャをさらに含む請求項３記載の自動スタッド駆動ツール。
【請求項７】前記被駆動ヘッドは、前記キャリッジと係合するための第１の径部と前記回転入力を受けるための第２の比較的小径の径部とを含むとともに、前記スナップリングは前記被駆動ヘッドを前記ボディ内に保持するために前記第１の径部よりも小さな内径を有する請求項２記載の自動スタッド駆動ツール。
【請求項８】前記被駆動ヘッドは前記キャリッジと係合するための第１の径部と前記回転入力を受けるための第２の比較的小径の径部とを有し、前記ボディの前記内部表面は、前記被駆動ヘッドの前記第１の径部を十分収容する大きさの直径を有する第１のキャビティと、前記第１のキャビティよりも大径の第２のキャビティと、を有し、前記保持手段は、前記第２のキャビティ内に前記第２のキャビティの直径よりも大径の保持溝と、前記保持溝内に選択的に挿入可能なスナップリングとを含むとともに、前記スナップリングは前記被駆動ヘッドを前記ボディに保持するための前記被駆動ヘッドの前記第１の径部よりも小さな内径を有する、請求項１記載の自動スタッド駆動ツール。
【請求項９】前記保持手段は、前記スナップリングと前記被駆動ヘッドの前記第１の径部との間に配置される波形ウォッシャをさらに含む請求項８記載の自動スタッド駆動ツール。
【請求項１０】前記保持手段は、前記波形ウォッシャに対向して配置される一対の保持ウォッシャをさらに含む請求項９記載の自動スタッド駆動ツール。
【請求項１１】前記保持手段は、軸方向の遊びを軽減するために前記被駆動ヘッドを前記キャリッジの方向へ付勢するための波形ウォッシャ付勢手段を含む請求項１記載の自動スタッド駆動ツール。

【図４】