JP2021006357A - 回転工具用ソケット - Google Patents

Abstract

【課題】装着用の部品を別途必要とせず、着脱が容易となる回転工具用ソケットを提供する。【解決手段】回転工具が有する凸型のアンビルに装着可能なソケット１であって、軸方向に延びた円柱状であり、軸方向における第１端部に設けられた、アンビルが挿入される凹型の差込角１１と、第２端部に設けられたソケット部１２とを有する、本体部１０と、本体部１０の径方向に沿って、差込角１１の内側から本体部１０の外側へ貫通した貫通孔１５と、貫通孔１５内に移動自在に配置されたボール１６Ａ、１６Ｂと、径方向の外側からボール１６Ａ、１６Ｂを内側へ押圧するリングバネ１８よびリング板バネ１９と、押圧されたボール１６Ｂの一部を差込角１１の壁面から径方向の内側へ突出させた状態で、貫通孔１５から差込角１１へのボール１６Ａ、１６Ｂの脱落を防止する貫通孔１５の内側端部１５Ａと、を備える。【選択図】図５

Description

本発明は、回転工具に着脱自在な回転工具用ソケットに関する。

従来、ボルトまたはナットなどを締め付ける回転工具として、インパクトレンチが知られている。インパクトレンチは、ボルトなどを嵌めるソケットが着脱自在な構成である。ソケットが着脱自在であるため、これまでに、インパクトレンチの使用中にソケットがインパクトレンチから外れることを防止する構造が種々提案されている（例えば、特許文献１）。

特許文献１には、インパクト工具のアタッチメント取付装置が開示されている。特許文献１に記載の取付装置は、ソケットにソケット取付部を差し込み、ソケット側の取付孔とソケット取付部側の貫通孔（ピン孔）とを重ねあわせ、それらにピンを差し込んでいる。また、取付孔を被せるようにソケットに保持リングを取り付けて、ピンが取付孔から抜け落ちるのを防止している。これにより、ソケットがソケット取付部から抜けないようにしている。

特開昭６３−２００９７３号公報

特許文献１に記載の取付装置では、ソケットを交換する際、保持リングを取付孔からずらし、さらに、ピンを抜き差しする必要があり、ソケットの着脱に複数段階の作業を要する。また、ソケットを交換する際、ピンを落として紛失しないように注意しつつ、ソケットの交換作業を行う必要がある。このため、特許文献１に記載の取付装置では、ソケットの交換をスムーズに行えないおそれがある。

そこで、本発明は、装着用の部品を別途必要とせず、着脱を簡単に行える回転工具用ソケットを提供することを目的とする。

上記目的を達成するためなされた本発明は、
回転工具が有する凸型の装着部に装着可能な回転工具用ソケットであって、
軸方向に延びた円柱状であり、前記軸方向における第１端部に設けられた、前記装着部が挿入される凹型の差込角と、第２端部に設けられたソケット部とを有する、本体部と、
前記本体部の円柱中心軸からの径方向に沿って、前記差込角の内側から前記本体部の外側へ貫通した貫通孔と、
前記貫通孔内に移動自在に配置されたボールと、
前記円柱中心軸を中心とした周方向に沿って前記本体部の外周面に設けられ、弾性力により、前記ボールを前記径方向の外側から内側へ押圧するリングバネと、
前記リングバネの前記径方向の外側に配置され、弾性力により前記リングバネを径方向内側へ押圧するリング板バネと、
前記リングバネにより押圧された前記ボールの一部を前記差込角の壁面から径方向の内側へ突出させた状態で、前記貫通孔から前記差込角への前記ボールの脱落を防止する脱落防止部と、
を備える。

この構成によれば、回転工具用ソケットと回転工具の装着部とを固定するピンなどの部品を別途必要とすることなく、回転工具用ソケットを回転工具に対して簡単に着脱することができる。

図１は、実施形態のソケットと、インパクトレンチとを示す概略図である。 図２は、ソケットの側面図である。 図３は、ソケットを差込角側から視た平面図である。 図４は、ソケットをソケット部側から視た平面図である。 図５は、図３のＶ−Ｖ線における断面図である。 図６は、図３のＶＩ−ＶＩ線における断面図である。 図７は、図２のＶＩＩ−ＶＩＩ線における断面図である。 図８は、ボールを押圧できる条件を説明するための図である 図９は、ボール、リングバネおよびリング板バネが径方向に移動する様子を示す図である。

以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。以下では、回転工具用ソケット（以下、単にソケットと言う）が着脱される回転工具の一例として、インパクトレンチを挙げて説明する。なお、ソケットが着脱される回転工具は、手動式レンチでもよい。また、回転工具はインパクトドライバなどであってもよい。

［インパクトレンチについて］
図１は、本実施形態のソケット１と、インパクトレンチ５０とを示す概略図である。インパクトレンチ５０は、駆動源であるモータに電力が供給されることにより、そのモータによって回転軸が回転する。インパクトレンチ５０は、回転軸の回転に応じて回転する凸型のアンビル５１を備えている。

アンビル５１は角取りされた四角柱形状であって、平行する両側面には貫通孔５２が形成された凸型の装着部である。この貫通孔５２は、上記したように、従来、ソケットを固定するためにピンを挿入するためのピン孔である。本実施形態では、貫通孔５２には、後に詳述するソケット１の差込角１１の内側に一部が突出したボールの一部が嵌り、ソケット１とアンビル５１とが固定される構成となっている。アンビル５１に装着されたソケット１は、アンビル５１が回転することで回転する。なお、インパクトレンチ５０の内部の具体的な構成については、従来のインパクトレンチの構成と同様なので、詳しい説明を省略する。

ソケット１は、軸方向に沿って延びる円柱形状であって、軸方向に沿って、アンビル５１に対して着脱自在となっている。ソケット１の軸方向における一端部には、凹型の差込角１１が設けられている。差込角１１内にアンビル５１が差し込まれることで、ソケット１はインパクトレンチ５０に装着される。ソケット１の軸方向における他端部には、凹型のソケット部１２が設けられている。ソケット部１２は、ボルトまたはナットなどが嵌め込まれる孔である。

［ソケットの具体的構成について］
以下、ソケット１の構成について詳細に説明する。

図２は、ソケット１の側面図である。図３は、ソケット１を差込角１１側から視た平面図である。図４は、ソケット１をソケット部１２側から視た平面図である。図５は、図３のＶ−Ｖ線における断面図である。図６は、図３のＶＩ−ＶＩ線における断面図である。図７は、図２のＶＩＩ−ＶＩＩ線における断面図である。

ソケット１は、円柱中心軸Ｐを中心とした円柱形状の本体部１０を備えている。円柱中心軸Ｐに沿った軸方向における本体部１０の第１端部には差込角１１が設けられ、第２端部にはソケット部１２が設けられている。ソケット部１２は、上記のように、ボルトまたはナットなどが嵌め込まれる孔であり、ソケット部１２の形状は図４に示す形状に限定されないし、ソケット部１２の軸方向の深さは、図５に示す深さに限定されない。

差込角１１は、平面視で隅がＲとなった四角形状である。差込角１１は、軸方向に沿って、本体部１０の中央部近傍まで延びている。差込角１１は、インパクトレンチ５０のアンビル５１が差込可能な大きさを有している。

本体部１０には、差込角１１とソケット部１２とを連通させる、第１中間部１３と第２中間部１４とが軸方向に沿って設けられている。第１中間部１３および第２中間部１４は、いずれも軸方向に延びる円筒状の貫通孔である。差込角１１、第１中間部１３、第２中間部１４およびソケット部１２は、軸方向に沿った一連の貫通孔を形成している。なお、本体部１０には、第１中間部１３および第２中間部１４が設けられていなくてもよい。

本体部１０の外周面には、円柱中心軸Ｐを中心とした周方向に沿って、切欠き部１７Ａが形成されている。切欠き部１７Ａは、軸方向において、差込角１１が形成されている位置に形成されている。切欠き部１７Ａが形成された部分の本体部１０の肉厚は、他の部分の肉厚よりも薄くなっている。

また、本体部１０の外周面の切欠き部１７Ａが形成された位置には、周方向に沿って、バネ溝１７Ｂが形成されている。バネ溝１７Ｂは、後述の４つの貫通孔１５を通る位置に形成されている。バネ溝１７Ｂは、後述するリングバネ１８が嵌まる溝である。バネ溝１７Ｂが形成された部分の本体部１０の肉厚は、切欠き部１７Ａの部分の肉厚よりもさらに薄くなっている。

本体部１０には、軸方向においてバネ溝１７Ｂが形成された位置に、円柱中心軸Ｐからの径方向に沿った貫通孔１５が形成されている。貫通孔１５は、円柱形状であって、差込角１１の内側から本体部１０の外側へ貫通している。貫通孔１５は、本体部１０の周方向に、複数（本実施形態では４つ）設けられている。４つの貫通孔１５は、周方向に沿って等間隔、つまり、９０度間隔で設けられている。

４つの貫通孔１５のうち、径方向に対向する２つの貫通孔１５には、ボール１６Ａと、ボール１６Ｂとが径方向に並んで配置されている。ボール１６Ａは貫通孔１５の径方向の外側に配置され、ボール１６Ｂは貫通孔１５の径方向の内側に配置されている。ボール１６Ａ、１６Ｂは、それぞれ同じ径を有する真円球である。ボール１６Ａ、１６Ｂは、その径が貫通孔１５より小さく、貫通孔１５に沿って移動自在である。ボール１６Ａ、１６Ｂの径については、後に詳述する。

貫通孔１５の径方向における内側端部１５Ａの径は、他の個所よりも小さい構成となっている。より詳しくは、内側端部１５Ａは、ボール１６Ａ、１６Ｂの径よりも小さく、かつ、ボール１６Ｂの一部が貫通孔１５から突出可能な径を有している。つまり、内側端部１５Ａは、貫通孔１５からのボール１６Ａ、１６Ｂの脱落を防止する脱落防止部である。

本体部１０の外周面には、周方向に沿ってリングバネ１８と、リング板バネ１９とが設けられている。リングバネ１８およびリング板バネ１９は、ボール１６Ａ、１６Ｂを、径方向の外側から内側へ押圧する。

リングバネ１８は、弾性力により径が縮むように形成されたＣ字型のリング状のバネであって、バネ溝１７Ｂに嵌るように設けられている。リングバネ１８は、その弾性力により、ボール１６Ａを、径方向内側へ押圧する。

リング板バネ１９は、弾性力により径が縮むように形成されたＣ字型のリング状の板バネであって、切欠き部１７Ａに位置するように設けられている。リング板バネ１９は、軸方向における長さが、切欠き部１７Ａの長さよりも短く、切欠き部１７Ａ内に収まる大きさを有している。リング板バネ１９は、その弾性力により、リングバネ１８の径方向外側から内側へ押圧する。

リング板バネ１９で、リングバネ１８を径方向内側へ押圧することで、ボール１６Ａ、１６Ｂは、リングバネ１８と、リング板バネ１９との弾性力により、径方向内側へ押圧されるようになる。この場合、リングバネ１８のみでボール１６Ａ、１６Ｂを押圧する場合と比べて、弾性力が弱いリングバネ１８を用いることができる。弾性力が弱いと、リングバネ１８を径方向外側へ広げやすくなるため、リングバネ１８の本体部１０への取付けが容易となり、ソケット１を製造しやすくなる。

また、リングバネ１８のみの場合、ボール１６Ａ、１６Ｂがインパクトレンチ５０の駆動振動によって、貫通孔１５の径を拡大させると、安定した直線的な押圧が得られなくなる。しかしながら、リング板バネ１９の弾性力と合わせて、ボール１６Ａ、１６Ｂを押圧することで、ボール１６Ａ、１６Ｂの振動が抑制され、押圧力が分散することなく安定した押圧を実現できる。

以下に、リングバネ１８およびリング板バネ１９によるボール１６Ａ、１６Ｂの押圧についてより詳細に説明する。図８は、ボール１６Ａ、１６Ｂを押圧できる条件を説明するための図である。図８において、ボール１６Ａ、１６Ｂの径をＲ、リングバネ１８の断面における径をｒで表す。また、本体部１０の肉厚をｈ１、切欠き部１７Ａの肉厚をｈ２、バネ溝１７Ｂの深さをｈ３で表す。バネ溝１７Ｂの深さを除く、径方向における貫通孔１５の長さは、ｈ２−ｈ３で表される。

この場合において、４Ｒ＞ｈ２−ｈ３の関係を満たすことで、ボール１６Ｂは貫通孔１５から径方向内側へ突出し、または、ボール１６Ａはバネ溝１７Ｂへ突出するようになる。その結果、ボール１６Ａは、バネ溝１７Ｂに配置されたリングバネ１８により径方向内側へ押圧され、ボール１６Ｂの一部は、貫通孔１５から径方向内側へ突出するようになる。

また、２ｒ＞ｈ３の関係を満たすことで、バネ溝１７Ｂに配置されたリングバネ１８は、バネ溝１７Ｂの底部まで達した場合であっても、その一部がバネ溝１７Ｂから突出し、リング板バネ１９と接触するようになる。つまり、リング板バネ１９は、リングバネ１８を径方向内側へ押圧可能となる。さらに、ｈ２＜４Ｒ＋２ｒ＜ｈ１の関係を満たすことで、リング板バネ１９は、その一部が切欠き部１７Ａ内に収まり、位置ずれが防止されるようになる。

以上の条件を満たすことで、ボール１６Ａは、リングバネ１８およびリング板バネ１９により、径方向内側へ押圧されるようになる。そして、径方向内側へ押圧されたボール１６Ｂは、径方向内側へ移動するが、貫通孔１５の内側端部１５Ａにより、貫通孔１５から差込角１１内へ脱落しないようになっている。また、ボール１６Ｂは、貫通孔１５の内側端部１５Ａにより、その一部が、差込角１１の壁面から内側へ突出した状態となる。

［ソケットの着脱について］
次に、インパクトレンチ５０に対するソケット１の着脱について説明する。

ソケット１は、差込角１１にインパクトレンチ５０のアンビル５１が差し込まれることで、インパクトレンチ５０に装着される。このとき、アンビル５１が差込角１１に差し込まれることに伴い、ソケット１のボール１６Ａ、１６Ｂ、リングバネ１８、およびリング板バネ１９が径方向に移動して、ソケット１とアンビル５１とが固定されるようになる。以下、ソケット１の装着時における、ボール１６Ａ、１６Ｂ、リングバネ１８、およびリング板バネ１９が径方向に移動する様子を説明する。

図９は、ソケット１の装着時における、ボール１６Ａ、１６Ｂ、リングバネ１８、およびリング板バネ１９が径方向に移動する様子を示す図である。アンビル５１を差込角１１に差し込む際、貫通孔５２（図１参照）が形成されたアンビル５１の両側面と、ボール１６Ｂが突出する差込角１１の壁面とが対向するように、アンビル５１を差込角１１に差し込む。

図９（Ａ）に示すように、ソケット１の差込角１１にアンビル５１を差し込むと、まず、アンビル５１は差込角１１の壁面から突出したボール１６Ｂの一部と接触する。さらにアンビル５１が差込角１１の奥へ移動すると、ボール１６Ｂがアンビル５１に乗り上がろうとすることで、ボール１６Ｂには径方向外側への押圧力がアンビル５１から付与される。

この押圧力は、ボール１６Ａを介して、リングバネ１８およびリング板バネ１９へ付与される。そして、径方向外側への押圧力が、リングバネ１８およびリング板バネ１９の径方向内側への弾性力よりも大きくなると、ボール１６Ａ、１６Ｂは、リングバネ１８およびリング板バネ１９を径方向外側へ広げつつ、径方向外側へ移動する。そして、図９（Ｂ）に示すように、ボール１６Ｂは、差込角１１のさらに奥へ移動するアンビル５１に乗り上がる。

ボール１６Ｂがアンビル５１に乗り上げた状態で、アンビル５１が差込角１１の奥へ移動すると、ボール１６Ｂは、アンビル５１の側面に設けられた貫通孔５２（図１参照）と、径方向に重なる。そうすると、図９（Ｃ）に示すように、ボール１６Ｂが径方向内側に移動して貫通孔５２に嵌るため、径方向外側への押圧力が小さくなる。これに伴い、リングバネ１８およびリング板バネ１９は、弾性力により径が縮む。

ボール１６Ｂがアンビル５１の貫通孔５２に嵌った状態で、ボール１６Ａ、１６Ｂがリングバネ１８およびリング板バネ１９の弾性力により、径方向内側へ押圧されることで、アンビル５１は、径方向の両外側からボール１６Ｂにより挟み込まれた状態となる。これにより、アンビル５１がソケット１に保持されるようになり、ソケット１はインパクトレンチ５０に装着される。

なお、ソケット１をインパクトレンチ５０から取り外す場合には、アンビル５１の貫通孔５２に嵌ったボール１６Ｂが、アンビル５１に乗り上がるように、アンビル５１を差込角１１から引き抜くことで、ソケット１の取り外しが可能となる。

このように、ソケット１の差込角１１に対してアンビル５１を抜き差しするだけで、ソケット１をインパクトレンチ５０へ着脱することができる。また、ソケット１とアンビル５１との固定は、ソケット１に設けられたボール１６Ｂにより行えるので、ピンなど固定用の部品を別途必要としない。このため、ソケット１の着脱時にピンを紛失しないように慎重に着脱作業を行うことなく、スムーズにソケット１をインパクトレンチ５０に着脱できる。このソケット１は、従来のように、ピンなどを用いた固定力を必要とせず、また、ソケット１の交換が頻繁に行われる状況において、特に効果的に用いることができる。

また、ソケット１は、インパクトレンチ５０のアンビル５１に貫通孔５２が設けられておらず、ボール１６Ｂと同様に、壁面から突出したボールがアンビル５１に設けられている場合であっても、そのインパクトレンチ５０に装着可能である。この場合、アンビル５１のボールが、ボール１６Ａ、１６Ｂが設けられていない貫通孔１５に嵌るように、アンビル５１を差込角１１へ差し込むようにすることで、ソケット１をインパクトレンチ５０に装着することができる。このように、ソケット１は、種々のインパクトレンチに対して装着することができる。

［変形例］
貫通孔１５に配置するボールの数は２つに限定されない。貫通孔１５の径方向の長さ、およびボールの径に応じて、３つのボールを配置してもよいし、１つのボールを配置してもよい。少なくとも、貫通孔１５に配置したボールの一部が、差込角１１の内壁から突出できればよい。なお、複数のボールを配置する場合、貫通孔１５の径を大きく形成することなく、貫通孔１５の径方向の長さを長く、つまり、本体部１０の肉厚を厚くすることができる。この場合、ソケット１の耐久性が向上する。また、ボール１６Ａ、１６Ｂは真円球でなく、楕円状の球であってもよい。

貫通孔１５の数は、３つ以下でもよいし、５つ以上でもよい。また、ボールを配置する貫通孔１５の数も、１つであってもよいし、３つ以上であってもよい。さらに、貫通孔１５の内側端部１５Ａの径を小さくして、ボール１６Ａ、１６Ｂの脱落を防止する脱落防止部を実現しているが、これに限定されない。例えば、内側端部１５Ａに、ボール１６Ａ、１６Ｂの脱落を防止する部材を設けてもよい。

１ 回転工具用ソケット
１０ 本体部
１１ 差込角
１２ ソケット部
１５ 貫通孔
１５Ａ 内側端部
１６Ａ、１６Ｂ ボール
１８ リングバネ
１９ リング板バネ
５０ インパクトレンチ
５１ アンビル
５２ 貫通孔

Claims (5)

1. 回転工具が有する凸型の装着部に装着可能な回転工具用ソケットであって、
   軸方向に延びた円柱状であり、前記軸方向における第１端部に設けられた、前記装着部が挿入される凹型の差込角と、第２端部に設けられたソケット部とを有する、本体部と、
   前記本体部の円柱中心軸からの径方向に沿って、前記差込角の内側から前記本体部の外側へ貫通した貫通孔と、
   前記貫通孔内に移動自在に配置されたボールと、
   前記円柱中心軸を中心とした周方向に沿って前記本体部の外周面に設けられ、弾性力により、前記ボールを前記径方向の外側から内側へ押圧するリングバネと、
   前記リングバネの前記径方向の外側に配置され、弾性力により前記リングバネを径方向内側へ押圧するリング板バネと、
   前記リングバネにより押圧された前記ボールの一部を前記差込角の壁面から径方向の内側へ突出させた状態で、前記貫通孔から前記差込角への前記ボールの脱落を防止する脱落防止部と、
   を備える、回転工具用ソケット。
2. 前記貫通孔は、前記周方向に複数設けられている、
   請求項１に記載の回転工具用ソケット。
3. 複数の前記貫通孔の一部または全部には、前記ボールが配置されている、
   請求項２に記載の回転工具用ソケット。
4. ２つの前記貫通孔は、前記円柱中心軸を挟んで前記径方向に対向して設けられ、
   前記２つの貫通孔それぞれには、前記ボールが配置されている、
   請求項３に記載の回転工具用ソケット。
5. 前記ボールは真円球であり、一の前記貫通孔内に複数配置されている、
   請求項１または請求項４のいずれかに記載の回転工具用ソケット。

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