JP2016059964A - トルク調節装置及びこのトルク調節装置を有する工具 - Google Patents

Abstract

【課題】既定の範囲を超えてもトルク調節装置が外れてしまわないトルクレンチを提供する。【解決手段】操作レバー６０が本体５０に対して制限位置まで移動すると、係合ユニット６５、６３、６４はスリーブ４４の対応する内歯車４６に噛合され、本体５０をスリーブ４４に対して回転しないようにする。操作レバー６０が本体５０に対して自由位置まで移動すると、係合ユニット６５、６３、６４はスリーブ４４の内歯車４６から離れ、本体５０はスリーブ４４に対して自由回転を行う。【選択図】図４

Description

本発明は、工具のトルク調節技術に関する。

従来の工具には、トルクレンチ、トルクドライバー等がある。こういった工具のトルク値は通常トルク調節装置により制御される。一定の範囲の適度なトルク値を選択し、工具に固定部材（ボルトやナット等）を連動させて同方向に回転させ、締結及び弛緩作業を実行する。

台湾特許出願公開第Ｍ３７１６１６号明細書

しかしながら、前述した従来の技術では、既定の範囲を超えるとトルク調節装置が外れてしまい、歯が欠けて取り外せなくなる等の問題を回避させるため、工具は固定部材を継続して回転させることが不可能になる。

なお、従来のトルク調節装置は種類が豊富である。あるトルク調節装置はノブ及び制御リングで構成され、ノブの外壁には歯竿（rack）が円列され、制御リングの内壁にも歯竿を有し、これら歯竿の長さ方向と制御リングの軸心はほぼ平行になり、互いに噛合しあうと共にノブを制限し回転不能にする。ノブが外から引っ張られると、歯竿の噛合範囲から脱離し、工具のトルク値の大きさを回転して調節させる。ノブが制御リングに再度圧入されると、トルク値は任意に改変出来なくなる。

ノブには球体が装設され、球体は弾力によりノブの外方向に当着される。ノブが圧入されている間、制御リングが球体を圧迫させ、ノブに対する一定の抵抗力を形成させる。ノブが外に引っ張られる間は、球体は制御リングの制限から解放され、容易にノブの外へ飛び出して消失することもあり、トルクの調節に多大な影響を与える。さらに、この問題を解決するため、本発明者は「レンチのトルク値調節機構の改良」の特許を取得した（例えば、特許文献１参照）。

そこで、本発明者は上記の欠点が改善可能と考え、鋭意検討を重ねた結果、合理的設計で上記の課題を効果的に改善する本発明の提案に到った。

本発明は、このような従来の問題に鑑みてなされたものである。上記課題解決のため、本発明は、係合構造を提供することを主目的とする。換言すれば、新たな方式により古いトルク調節装置を代替させ、引き出し及び圧入という使用習慣を変え、トルク調節作業をより楽に便利にさせる。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るトルク調節装置は、スリーブ、本体、操作レバー、及び係合ユニットを備える。前記スリーブは、スリーブの内壁に円列になる複数の内歯車を有する。前記本体の一部はスリーブに納置され、本体は凸部及び少なくとも１つの凹部を有し、凹部は本体の内歯車に対向する箇所に埋入され、凸部はスリーブから外に露出され、その中央には軸向空洞が形成され、軸向空洞と凹部とは連通される。前記操作レバーの一部は凸部の軸向空洞に納置され、操作レバーは凸部に枢設されると共に凹部に対向する箇所には収納部が形成される。

なお、前記係合ユニットは、少なくとも１つの係合爪、少なくとも１つのキャップ部、及び弾性部材を備える。前記係合爪は本体の凹部に納置され、係合爪は本体に枢設されると共にスリーブの内歯車に対向する箇所には少なくとも１つの外歯車が形成される。前記キャップ部は操作レバーの収納部に進出し、弾性部材の一端を被覆させる。前記弾性部材の他端は操作レバーの収納部に収納され、弾性部材に押されてキャップ部は係合爪の対応する部位に接触する。

操作レバーが本体に対して制限位置まで移動すると、係合爪はキャップ部に押されて外歯車をスリーブの対応する内歯車に噛合させ、本体はスリーブに対して回転しなくなる。操作レバーが本体に対して自由位置まで移動すると、係合爪はキャップ部に押されて外歯車がスリーブの内歯車から離れ、本体はスリーブに対して自由回転を行う。

また、レンチは、ヘッド、握り部、トルク構造、及び前記トルク調節装置を備える。前記トルク構造は、柄部、アーム部、駆動棒、従動部材、圧縮バネ、及びロール座を含む。前記柄部は握り部に連結されると共に内部は中空になり、駆動棒は柄部内に装設されると共に自転運動を行う。前記アーム部及びヘッドは一体になるように設計され、柄部に挿入されると共に二者は枢設関係を維持させる。前記従動部材は柄部内に納置され、駆動棒に螺接されると共に柄部に対して往復運動を行う。圧縮バネは柄部内に納置され、その一端は従動部材に当接され、他端はロール座に当接されてロール座を支持させると共にアーム部に接触して柄部の部位まで進入する。

さらに、前述のトルク調節装置のスリーブは握り部に納置されると共に柄部に結合され、本体により駆動棒に連結されると共に同方向に回転を行う。

操作レバーが本体に対して制限位置まで移動すると、握り部は柄部及びスリーブと共に不動状態を保持させ、係合爪がスリーブに噛合すると、本体は駆動棒を制限させて従動部材を移動させないようにする。

操作レバーが本体に対して自由位置まで移動すると、係合爪はスリーブに阻害されずに従動部材を本体により駆動させて柄部に対して往復移動させる。

このように、操作レバーが押しボタンに連結され、押しボタンがシーソーのように擺動すると、操作レバーを制御させて往復擺動させ、トルク調節機能を獲得する。或いは、操作レバーがスイッチに連結され、スイッチが往復滑動すると、同様に操作レバーによりトルク値が調節されて決定される。擺動方式か滑動方式かを問わず、全て引き出し及び圧入等の古い使用習慣を代替して、トルク調節をより楽に便利にすることが出来る。

本発明の一実施形態に係るトルク調節装置を有する工具を示す外観斜視図である。 図１のトルク調節装置を有する工具を示す断面模式図である。 同上、トルク調節装置を示す一部の拡大図である。 同上、トルク調節装置を示す展開図である。 挿入部を示す断面模式図である。 本体の断面である。 本体の側面図である。 ノブの断面模式図である。 微調節スケールリングの斜視図である。 トルク調節装置の連続作動を示す概略図である。 図１０に示すトルク調節装置を展開した後の内部の概略図である。 トルク調節装置の連続作動を示す概略図である。 図１２に示すトルク調節装置を展開した後の内部の概略図である。 本発明の二実施形態に係るトルク調節装置の連続作動を示す概略図である。 本発明の二実施形態に係るトルク調節装置の連続作動を示す概略図である。 図１４のＡ−Ａ点線に沿って展開する平面図である。

本発明における好適な実施の形態について、添付図面を参照して説明する。尚、以下に説明する実施の形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を限定するものではない。また、以下に説明される構成の全てが、本発明の必須要件であるとは限らない。

以下、本発明のトルク調節装置及びこのトルク調節装置を有する工具を図１〜１６に基づいて説明する。

図１及び図２は工具の好ましい一実施形態である。本実施形態では、工具はレンチ１００であり、ヘッド１０、握り部４０、トルク調節装置１０１、及びトルク構造１０２を備える。ある実施形態では、工具はトルク式スクリュードライバーである。

ヘッド１０の下方には挿入部１１を有し、直接的或いは間接的にボルトやナット等の固定部材に結合される。なお、前記握り部４０には２つの開口部４２及び開口部４９を有し、各開口部４２及び開口部４９の形状はレンズ２１及びレンズ２９を嵌め込むのに適合し、レンズ２１及びレンズ２９の下方の物品を透視可能になる。何れか１つのレンズ２１には２つの異なる単位の目盛りが規定され、レンズ２１の下方で移動する目盛り指標部材２８に組み合わされ、トルク値の判読に利用される。この箇所の目盛り単位とは、ヤード・ポンド法のｌｂ−ｆｔ（ポンド−ヤード）及びメートル法のＮ−ｍ（ニュートンメートル）である。当然ながら、ｋｇ−ｍ（キログラム−メートル）単位系も範囲に含まれる。

レンチ１００の作用力は、トルク構造１０２によりヘッド１０の挿入部１１に伝達される。トルク構造１０２は柄部２０、アーム部３０、駆動棒３４、従動部材３５、圧縮バネ３６、及びロール座３２で構成され、各部材については下述する。

前記柄部２０と握り部４０とは連結され、内部は中空になると共に軸受け３８が固定され、駆動棒３４は軸受け３８により柄部２０内に装設されると共に自転運動を行う。前記アーム部３０とヘッド１０とは一体になるように設計されると共に従動部材３５が柄部２０に挿入され、二者は枢設関係を維持させる。前記従動部材３５は柄部２０内に納置され、従動部材３５は駆動棒３４に螺接されるのみならず前述の目盛り指標部材２８に連結され、柄部２０に制限を受けていなければ、従動部材３５は柄部２０に対して往復運動を行い、目盛り指標部材２８を連動させて同調させて作動させる。前記圧縮バネ３６は柄部２０内に納置されると共に一端は従動部材３５に当接され、他端はロール座３２に当接され、ロール座３２を支持させてアーム部３０に接触させ柄部２０の部位に進入させる。

アーム部３０、ロール座３２及び圧縮バネ３６の具体的な構造、相互の連結関係及び機能に関しては、台湾第Ｉ３００７４０号及びアメリカ第７、１８２、００６号等の特許案に大方相似する。これら特許案と本案とは発明者が同じであるため、詳述は省く。

前記トルク調節装置１０１は握り部４０内に装設されると共にトルク構造１０２の後方に位置されてノブ７０に連結され、レンチ１００のトルク値の調節を行う。図３及び図４では、トルク調節装置１０１は、スリーブ４４、本体５０、操作レバー６０、及び係合ユニットで構成され、各部材の細部構造及び連結関係については後述する。

図５によれば、スリーブ４４の中央は内孔４１であり、内孔４１は直径の大きい大径部４３と直径の小さい小径部４５に区分される。ネジ用孔４７は大径部４３の壁を貫通させ、小径部４３の壁に穴部４８を形成させる。このほか、スリーブ４４の内孔４１の壁面には複数の内歯車４６が円列され、これら内歯車４６及びスリーブ４４の開口は隣接する。

図６及び図７に示すように、前記本体５０の一端には凹部５１が形成され、他端には凸部５２が延出される。本体５０の周囲には２つの凹部５３が埋入され、これら凹部５３は開口は反対になり、本体５０から隆起するフランジ５４の同一側に隣接する。いくつかの実施形態では、本体５０の周囲には１つの凹部５３のみ有し、これも本案の範囲に含まれる。

また、本体５０の２つの凹部５３の間には貫通孔５５を有し、凸部５２の中央を貫通させる軸向空洞５８に連通され、貫通孔５５は凹部５３及び軸向空洞５８の連通箇所に位置され、３つの管路を形成させる。本体５０はネジ用孔５６及び複数の結合溝５７を更に有し、ネジ用孔５６は半径方向に沿って凹部５１の壁に形成され、これら結合溝５７はフランジ５４の他側に分布されると共に凸部５２の周囲を包囲させる。

さらに、図３及び図４によれば、前記操作レバー６０は径向孔６１及び収納部６２を有する。本実施形態では、収納部６２は操作レバー６０を貫通する孔である（図１１及び図１３参照）。いくつかの実施形態では、収納部６２は操作レバー６０に埋入される溝であり、これも本案の範囲内である。

前記係合ユニットは、２つの係合爪６５、２つのキャップ部６３、及び弾性部材６４を備え、各キャップ部６３は中空の弾性キャップ部形状になり、弾性部材６４は圧縮バネである。これら係合爪６５の形状は大方同じであり、各係合爪６５の外表面には１個或いは１個以上の外歯車６６が形成される。

次に、前記ノブ７０の一端には外部溝７１が埋入され、他端にはキャビティ７５が形成される。ノブ７０の中間部位には中心孔７８及び中心孔７８の周囲に分布される複数の結合孔７３が形成され、外部溝７１及びキャビティ７５はこれら結合孔７３及び中心孔７８を通して互いに連通される。ノブ７０は内歯車７６を更に有し、これら内歯車７６はキャビティ７５の壁面に連続的に円列される（図８参照）。

図３乃至図９にはトルク調節装置１０１の装設構造を示し、本体５０の一部がスリーブ４４に納置され、フランジ５４により本体５０のスリーブ４４に挿入される深度が制限され、凸部５２はスリーブ４４の外に露出されるとわかる。操作レバー６０の一部は凸部５２の軸向空洞５８に納置され、枢軸６７は凸部５２に形成される２つの径向孔５９により操作レバー６０を凸部５２に枢設させ、収納部６２は貫通孔５５に位置されると共に凹部５３に正対する。

２つの係合爪６５は本体５０対応する凹部５３に納置される。各係合爪６５はフランジ５４の側面に並列されると共に二者はピン６８に貫通される。係合爪６５と本体５０とは枢設関係を維持させ、外歯車６６をスリーブ４４の内歯車４６に対向させる。２つのキャップ部６３は弾性部材６４の両端を被覆させ、弾性部材６４により圧縮される方式により操作レバー６０の収納部６２に収納され、弾性部材６４が押されると、各キャップ部６３の一部は操作レバー６０の収納部６２から露出され、係合爪６５の対応する部位に接触する。

ノブ７０のキャビティ７５にはフランジ５４が収納され、凸部５２は同時にノブ７０の中心孔７８を通過させる。ノブ７０の結合孔７３は本体５０の結合溝５７に位置を合わせ、ネジ７４等の固定部材により結合される。押しボタン７２はノブ７０の外部溝７１に納置されると共に操作レバー６０の凸部５２から露出される箇所に固定される。

前記トルク調節装置１０１のスリーブ４４は握り部４０に納置され、柄部２０及び駆動棒３４を遮蔽させ、駆動棒３４は軸受け３８の部位からはみ出して本体５０の凹部５１に挿入される。ネジ等が埋め込まれる複数の固定部材の１つは、スリーブ４４のネジ用孔４７を通して柄部２０に固装され、他の固定部材はスリーブ４４の穴部４８を貫通させるとと共に本体５０のネジ用孔５６に螺入され、駆動棒３４に緊迫して凹部５１の部位に進入し、本体５０を駆動棒３４に連結させると共に同方向に回転させる。

この際、ノブ７０の内歯車７６は微調節目盛りリング２２の外囲を包囲させる。前記微調節目盛りリング２２の外周面には複数の数字２４及び若干の外歯車２６を有し（図９参照）、且つ、これら外歯車２６及び数字２４は微調節目盛りリング２２の同一側には位置せず、外歯車２６はノブ７０の内歯車７６に噛合される。ノブ７０は本体５０により駆動棒３４に連結され、駆動棒３４は軸受け３８の抵抗を受け外に移動しないため、ノブ７０が外に引っ張られることはない。加えて、本体５０のフランジ５４は軸受け３８に阻害され、ノブ７０は内圧を受けず、微調節目盛りリング２２を連動させて時計回り、或いは反時計回りの方向に回転させるのみである。

使用に際しては、押しボタン７２の上端はフランジ５４に近接され、操作レバー６０を図１０の点線のようにスリーブ４４の下方に向け擺動させ、これは制限位置と呼ばれる。操作レバー６０が本体５０に対して制限位置まで移動すると、係合爪６５はキャップ部６３に押されて外歯車６６をスリーブ４４の対応する内歯車４６に噛合させ、本体５０をスリーブ４４に対して回転させず、図１１に示すようになる。この際、ノブは回転しない。

押しボタン７２の下端はフランジ５４に近接され、操作レバー６０を図１２の点線のようにスリーブ４４の下方に擺動させ、これは自由位置と呼ばれる。操作レバー６０が本体５０に対して自由位置まで移動すると、係合爪６５はキャップ部６３に押されて外歯車６６をスリーブ４４の内歯車４６から離し、本体５０はスリーブ４４に対して自由回転を行う（図１３参照）。

図３及び図４に示すように、ノブ７０は本体５０により駆動棒３４を連動させて回転させ、従動部材３５は圧縮バネ３６を圧縮或いは解放して、目盛り指標部材２８によりトルクの改変された値を判読させる。また、微調節目盛りリング２２はノブ７０に同調して作動し、トルク値の判読のためのデータを補助する。

図１４ないし図１６は本発明に係るトルク調節装置の二実施形態である。一実施形態と大方同様であり、差異は、本体５０の軸向空洞５８は多辺形であり、容積は操作レバー６０の対応する部位の体積より大きい点である。さらには、凸部５２の壁面には２つの狭長孔９０が形成され、各狹長孔９０は本来の径向孔を代替させ、操作レバー６０の周囲から隆起する突出ピン９２を収納させる。突出ピン９２は多辺形に設計され、その体積は狹長孔９０の容積より小さい。

続いて、スイッチ８０は本来の押しボタンを代替させ、トルク調節装置のスイッチとなる。スイッチ８０のトルク調節装置に対向する箇所には収納用溝８２が形成されると共に操作レバー６０の本体５０からはみ出る凸部５２の部位に連結される。これにより、スイッチ８０はノブ７０の外部溝７１に装設され、操作レバー６０を連動させて上下に滑動させる。

スイッチ８０が下に向け制限位置まで滑動すると、操作レバー６０を連動させてスリーブ４４に対して図１４の点線の箇所まで移動させる。スイッチ８０が上に向け自由位置まで移動すると、操作レバー６０を図１５の点線の箇所まで移動させる。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。

１００ レンチ
１０１ トルク調節装置
１０２ トルク構造
１０ ヘッド
１１ 挿入部
２０ 柄部
２１ レンズ
２９ レンズ
２２ 微調整目盛りリング
２４ 数字
２６ 外歯車
２８ 目盛り指標部材
３０ アーム部
３２ ロール座
３５ 従動部材
３４ 駆動棒
３６ 圧縮バネ
３８ 軸受け
４０ 握り部
４１ 内孔
４２ 開口部
４９ 開口部
４３ 大径部
４４ スリーブ
４５ 小径部
４６ 内歯車
４７ ネジ用孔
４８ 穴部
５０ 本体
５１ 凹部
５２ 凸部
５３ 凹部
５４ フランジ
５５ 貫通孔
５６ ネジ用孔
５７ 結合溝
５８ 軸向空洞
５９ 径向孔
６０ 操作レバー
６１ 径向孔
６２ 収納部
６３ キャップ部
６４ 弾性部材
６５ 係合爪
６６ 外歯車
６７ 枢軸
６８ ピン
７０ ノブ
７１ 外部溝
７２ 押しボタン
７３ 結合孔
７４ ネジ
７５ キャビティ
７６ 内歯車
７８ 中心孔
８０ スイッチ
８２ 収納用溝

Claims (10)

1. 複数の内歯車を有し、且つこれら前記内歯車はその内壁に円列になるスリーブと、
   一部が前記スリーブに納置されると共に凸部及び少なくとも１つの凹部を有し、前記凹部はそれの前記内歯車に対向する箇所に埋入され、且つ前記凸部は前記スリーブから外に露出されると共に中央には軸向空洞が形成され、且つ前記軸向空洞と前記凹部とは連通される本体と、
   一部が前記凸部の前記軸向空洞に納置され、それは前記凸部の前記軸向空洞に納置されると共に前記凹部に対向する箇所には収納部が形成される操作レバーと、
   少なくとも１つの係合爪、少なくとも１つのキャップ部及び弾性部材からなり、前記係合爪は前記本体の前記凹部に納置されると共に前記本体に枢設され、前記係合爪の前記スリーブの前記内歯車に対向する箇所には少なくとも１つの外歯車が形成され、前記キャップ部は前記操作レバーの収納部から進出すると共に前記弾性部材の端部を被覆させ、前記弾性部材は前記操作レバーの前記収納部に収納されると共に前記キャップ部を押して前記係合爪の対応する部位に接触させる係合ユニットを備え、
   ここでは、操作レバーが本体に対して制限位置まで移動すると、係合爪はキャップ部に押されて外歯車をスリーブの対応する内歯車に噛合させ、本体がスリーブに対して回転しないようにし、また、
   操作レバーが本体に対して自由位置まで移動すると、係合爪はキャップ部に押されて外歯車をスリーブの内歯車から離し、本体がスリーブに対して自由回転することを特徴とするトルク調節装置。
2. 前記操作レバー及び前記凸部は枢軸により連結され、前記操作レバーが前記本体の前記軸向空洞で往復擺動することを特徴とする、請求項１記載のトルク調節装置。
3. 前記凸部の壁面には２つの狭長孔が形成され、且つ前記各狹長孔には前記操作レバーから隆起する突出ピンが収納され、前記突出ピンの体積は前記狹長孔より小さく、前記操作レバーが前記本体の前記軸向空洞で往復運動することを特徴とする、請求項１記載のトルク調節装置。
4. 前記本体は貫通孔を有し、前記貫通孔は前記凹部と前記軸向空洞との交差箇所に位置され、前記操作レバーに対して係合ユニットを連動させて同調運動させ影響を発生させないことを特徴とする、請求項１記載のトルク調節装置。
5. ヘッド、握り部、トルク構造、及び請求項１記載のトルク調節装置を備えるレンチであって、
   前記トルク構造は、柄部、アーム部、駆動棒、従動部材、圧縮バネ、及びロール座を含み、前記柄部と握り部とは連結されると共にその内部は中空になり、駆動棒は柄部内に装設されると共に自転運動を行い、前記アーム部と前記ヘッドとは一体になるように設計され、前記アーム部は前記柄部に挿入されると共に二者は枢設関係を維持させ、前記従動部材は前記柄部に納置されると共に前記駆動棒との螺接関係を維持させ、前記柄部に対して往復運動を行い、前記圧縮バネは柄部に納置されると共に一端は前記従動部材に当接され、他端は前記ロール座に当接され、前記支持ロール座は前記アーム部に接触させると共に前記柄部の部位に進入し、
   なお、前記トルク調節装置のスリーブは前記握り部に納置されると共に前記柄部に結合され、前記本体により前記駆動棒に連結されると同方向に回転し、
   前記操作レバーが前記本体に対して制限位置まで移動すると、前記握り部は前記柄部及び前記スリーブと共に不動状態を保持させ、前記係合爪が前記スリーブに噛合する場合、前記本体は前記駆動棒を制限させて前記従動部材を移動させないようにし、また、前記操作レバーが前記本体に対して自由位置まで移動すると、前記係合爪は前記スリーブに阻害されずに前記従動部材を前記本体により駆動させて前記柄部に対して往復移動させることを特徴とするレンチ。
6. 外部溝及びキャビティを有するノブを更に備え、前記外部溝及び前記キャビティは前記ノブの両端に位置されると共に二者は前記ノブの中心孔に形成されて互いに連通し、前記本体の周囲にはフランジが形成され、前記フランジは前記キャビティに納置されると共に前記ノブに結合され、前記本体の凸部は前記ノブの前記中心孔を通して前記外部溝に達することを特徴とする、請求項５記載のレンチ。
7. 握り部に設けられる微調整目盛りリングを更に備え、前記微調整目盛りリングの外周面には複数の数字及び若干の外歯車が形成され、これら前記外歯車と前記ノブキャビティに配列されて形成される内歯車とは噛合関係を維持させることを特徴とする、請求項６記載のレンチ。
8. 前記トルク調節装置は前記操作レバーに連結されるスイッチを更に有し、前記ノブの前記外部溝で動作を行うことを特徴とする、請求項６記載のレンチ。
9. 前記スイッチは押しボタン或いはスイッチであることを特徴とする、請求項８記載のレンチ。
10. 前記本体は貫通孔を有し、前記貫通孔は凹部と軸向空洞との交差箇所に位置されると共に前記操作レバーに対しキャップ部を連動させて同調運動を行わせて影響を発生させないことを特徴とする、請求項５記載のレンチ。

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