JP3079123B2 - つめのジャム防止装置付き二枚つめラチェット機構 - Google Patents
つめのジャム防止装置付き二枚つめラチェット機構Info
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- B25B13/462—Spanners; Wrenches of the ratchet type, for providing a free return stroke of the handle with concentric driving and driven member the ratchet parts engaging in a direction radial to the tool operating axis
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Description
スパナに関するもので、さらに特定すると逆転ノブおよ
び二枚のつめの持つ自己収容ラチェット機構に関するも
のである。
つめ逆転ラチェットスパナは当技術においてよく知られ
ている。典型的に、そのようなラチェットスパナは、ラ
チェット組立体にしっかり取り付けられた逆転ノブを持
つ自己充足のラチェット機構を含む。逆転ノブは、その
外側終端上に歯が付いた左右のつめにピボット状に結合
される。これらのつめは、自己充足ラチェット機構が受
け入れられるラチェットヘッド内のボア内表面に形成さ
れたラチェット歯と噛み合うように取り付けられる。逆
転ノブを回転してある位置へ転位すると、一つのつめの
一端と他方のつめの反対側の終端をラチェットヘッド歯
と噛み合わせる。これらのつめ、および一般につめの目
的は、一方向の回転を停止する一方、逆方向に回転を許
すことにある。逆の位置へ逆転ノブを作動すると、つめ
が噛み合っている歯から外されて、つめのそれぞれ他方
の終端をラチェットヘッドの歯と噛み合わせる。
めのラチェットスパナは、Petersへの米国特許第4,7
65,449で記載されている。そのような構造におけ
るつめは、つめがピボットする際、連動する。つめは概
して長く延びて、その縦軸は大体において平行に維持さ
れることになっている。二枚つめラチェットのこのよう
な構造の故、高度の負荷および/または磨耗の下では、
一つのつめが他のつめを妨害して、機構をジャムにさせ
る原因になる。従来の技術が図1で図解されるように、
ジャム状態では、つめ1と2の縦軸が内股状に交差する
位置に転位するため、両方のつめの同じ側の終端が噛み
合うために反対方向の回転を妨害し、従っていずれの方
向にも操作できない。図1で示されるジャム状態は、一
枚つめラチェット組立体では起こり得ないことを理解す
べきである。
はプランジャおよびばねと協力して前方向および逆転方
向間のラチェット操作を行なうが、これらは全て周知の
方法である。時には、選択ノブの逆転運動が一つのつめ
だけを逆転させ、その結果上述の内股配置となり、以下
で説明されるラチェットのジャムまたはロックアップが
生じる。
(内股状態)は、多数の異なる状況で発生する可能性が
あり、さらに一般には重い負荷、部品のゆがみ、または
部品の磨耗により助長される。一般にジャム状態は、選
択ノブの逆転運動に対応して一方のつめが外された時、
他方のつめ--ラチェットヘッドに対して負荷力が加えら
れたつめまたは残留負荷力の下にあるつめ--が、噛み合
った状態のままである場合に発生する。このように、外
されたつめが、内股配置であるごとく他方のつめに関連
して逆転または逆の状態に転位し、そのラチェット機構
はジャムしていると言われる。
が原因となって、負荷状況中に、一つのつめが向かい合
ったつめよりも大きい力を受けることは、周知の現象で
ある。その結果、もしもラチェットツールのユーザが、
ラチェットヘッドに負荷力を加え続けながら、二枚つめ
ラチェット組立体を逆転しようとして選択ノブを手動で
回転しようと試みるならば、選択ノブのピボットの力
が、さらに重く負荷されつめに加えられた負荷力に打ち
勝つには充分ではないことがある。その場合、一つのつ
めだけが逆転し、その結果ジャム状態になる。
ァスナーを弛める作業中に発生することがある急なリリ
ース中に発生するように、ラチェットの急な加速中にも
発生することがある。この加速は、選択ノブが自己回転
を起こすために充分な量の慣性力を生成する。これが原
因となって、噛み合ったつめ、つまり開放している負荷
の大部分を受けているつめは、噛み合いを維持し、他方
それに向かい合ったつめは噛み合ったつめに関して内股
状態でその反対位置にピボットし、その結果ラチェット
はジャムする。
作中に負荷状態とラチェット状態との間を高速揺動する
ことによって所定の方向(絞める方向、または弛める方
向)の負荷トルクを伝える。この揺動と関連する振動
は、一つだけのつめの逆転を招き、ジャム状態を起こす
結果になることがある。
はラチェット中(非負荷モード)に発生する可能性があ
るが、これは恐らくつめがラチェットヘッドの歯と噛み
合う際に、つめの高速揺動が起因して、一つのつめ(ま
たは両方のつめ)が逆の状態に反転し、その回転の慣性
によってさらに助長されてラチェットをジャムさせる。
うに防止し、しかも組立および製造が簡単で経済的な機
構を持ったラチェットスパナを提供する必要がある。
製造が容易な、手に持って操作できるスパナまたはそれ
に類した部品で使用するための二枚つめラチェット組立
体を提供することにある。
れる内面歯を持つ型の多種多様なラチェットヘッドと併
用できるラチェット組立体を作ることであり、従って、
空気駆動ツールハンドルやそれに類した部品などの、多
種多様なハンドルを持つラチェット組立体の適用を提供
することにある。
ヘッドに関してつめがジャムしないように予防する構造
を持つ二枚つめラチェット組立体を提供することにあ
る。
びその他の目的は、内部歯(これがラチェット組立に回
転力を伝える)を持つ型のラチェットヘッドの同軸的結
合の周囲にラチェット組立体を提供することで達成され
る。ラチェット組立体に含まれる駆動本体には、ピボッ
ト状に取り付けられた第一と第二のつめを受け入れる凹
んだ溝がある。各つめの向かい合った終端には歯があ
り、その歯がラチェットヘッド上の歯と噛み合う。駆動
本体に結合された選択ノブ組立体には、逆転ノブおよび
ピンが含まれ、それで該つめを第一状態と第二状態との
間で転位する。駆動本体に結合されたつめ位置決めピン
が、つめを相互にほぼ平行に維持するように作動するこ
とで、ラチェットヘッド上の歯に関してつめがジャムし
ないように防止される。
で図解され且つ補足の請求項で詳細に指摘される斬新な
特徴と部品の組み合わせで構成され、本発明の真髄から
離れることなしに、あるいはその長所をどれも犠牲にす
ることなしに、各種の詳細に渡る変更がなされる可能性
があることは理解される。発明の理解を助ける目的で、
付随の図面で発明の優先的具体化例が図解されており、
それを参照して付随の説明と関連して考慮されるなら、
発明、発明の構造および操作、および発明の多数の長所
が容易に理解され大いに評価されるはずである。
ェットヘッド21の手段によってラチェット組立体30
に結合されたハンドル20を含む逆転ラチェットスパナ
が図示されている。ハンドル20は、空気駆動ラチェッ
トツールと関連した従来型のものであり、外部空気ホー
スに接続するインレットブッシュ22、トリガボタン2
4付きの鼓筒形ハンドル部分23、このハンドル部分2
3の前方へ延び且つ空気モーター組立体(表示なし)を
収納する主要本体部分25、および内部歯車/シャフト
補助組立を収納する前方部分26およびその一部が図示
されている27を含み、ラチェットハウジング部分28
の内部でラチェットヘッド21に結合され、全体的に空
気モーター組立体に結合されている。ラチェットハウジ
ング部分28は、そのスロットの中にラチェットヘッド
21を収める。次に、ラチェットヘッド21は、ラチェ
ット組立体30の周囲に同軸的に取り付けられ、それ全
体が一体としてハウジング部分28および固定組立体2
9により全て既知の方法で固定される。
構造であり、ラチェットヘッド21に加えて、図3でさ
らに詳細に示されている。ラチェット組立体30は、駆
動本体40、逆転組立体60、左右のつめ80,90、
および関連のつめピボットピン100,101を含む。
逆転組立体60は、選択ノブ61、左右プランジャ11
0,111、および関連のプランジャばね120,12
1、およびつめ終端位置決めピン130,131を含
む。
方終端部分21aで構成され、そこから突き出た把手部
分21bには決められた直径の貫通ボア21cを有し、
ボアの表面の一部分は歯車/シャフト組立体の部分21
cを受け入れるために開いているという一体構造であ
る。前方終端部分21aには、第二の貫通ボア21dが
形成され、その円周の内面全体の周りにはボア21dの
軸と平行に延びた内面歯21eがある。周知の方法で、
ラチェットヘッド21はラチェット組立体30に回転運
動を伝え、それに対応するラチェット運動を受け入れ
る。ラチェットヘッド21の構造はハンドルの種類に、
つまり本発明のラチェット組立体30には空気ねじ回し
ツールまたはその類の部品が使用されるが、大いに依存
することは充分認められるだろう。
の駆動本体40は、一対の向かい合った溝41,42を
持ち、それら溝は縦柱45によって接合された上部43
と下部44に区分される。駆動本体40は、上部43を
貫通して同軸形成された概して円筒形の中央ボア46を
含み、且つ下部44の底表面48から同軸的に突き出し
た正方形駆動部分47にまで部分的に延びている。さら
に小さい一対のボア49,50は、駆動本体40の上部
43を貫通して中央ボア46の正反対側にあるボアと平
行して形成される。向かい合った一対のボア51,52
が、下部44を貫通してボア49,50とそれぞれに同
軸形成されている。もう一対のボア53,54が縦柱4
5によって形成され、関連のつめ終端位置決めピン13
0,131を滑動的に受け入れる。出来れば、ボア5
3,54の軸は、駆動本体40の軸に対して直角に交わ
る共通面に位置することが好ましい。
筒形のヘッド部分61aから成り、ノブの上表面63は
一段高い壁62になっているため、ユーザの指による選
択ノブ61の角度回転を容易にする。ピンを受け入れる
一定の深さのスロット64の一対が、向かい合って、ヘ
ッド部分61aの底表面65の中に形成されている。駆
動本体40の中央ボア46内に受け入れられるよう寸法
を合わせて作られた中央円筒形シャフト66が、選択ノ
ブ61の底表面65の中央から同軸的に延びている。一
対の穴67,68が円筒形シャフト66(図5を参照)
内を一定距離横切って、同軸的に一定間隔を置いて正反
対に向かい合って延びている。その穴67,68はそれ
ぞれ左右のプランジャ110,111、および関連のプ
ランジャばね120,121を受け入れるために寸法を
合わせて作られている。
向かい合った終端にそれぞれ歯81,82および91,
92を持ち、それらのつめ80,90はそれぞれの溝4
1,42に受け入れられて、それぞれのつめの向かい合
った終端間の真ん中を貫通する穴83,93がある。ボ
ア49−52,83、および93の直径は全部同じであ
り、それを貫通して関連のつめピボットピン100,1
01を受け入れるために整列している。つめ80と90
それぞれは、弧状の中央内側表面84と94、および平
らな平面終端内側表面85,86および95,96から
成る。左右のつめのピボットピン100と101は円筒
形で、それぞれに102,103と104,105から
成る。
ん状の圧縮ばねでできたプランジャばね120と121
をそれぞれ受け入れるために寸法を合わせて作られ、一
部が空洞の円筒形本体112と113で構成される。プ
ランジャ110と111の外側終端は、概して丸みのあ
る表面114と115であり、ピボットつめ80と90
の中央内側表面84と94に対するプランジャ110と
111によるカム作動を容易にするが、これについて以
下で説明がある。
して円筒形であり、丸みのある終端表面132と133
をそれぞれ持つ。
な金属で作られることが好ましいが、その他の部品に他
の素材が使用されることは認められるだろう。
期組立を図4−6と関連して説明する。ラチェットヘッ
ド21は、初めに、ハンドル20のハウジング部分28
に取り付けられる。先ず、選択ノブ61のシャフト66
を中央ボア46の中に滑り入れて、ノブの底表面61を
駆動本体40の上部43の外側表面上に置く。次に、穴
67と68が駆動本体40の縦柱45間にある向かい合
った側面と一直線になるまで、選択ノブ61を必要なだ
け回転して、向かい合った溝41,42とそれぞれ通じ
るようにする。ラチェット組立体30は概して回転軸の
周囲で対称的であることから、代わりに穴67と68
が、交代で溝42と41とそれぞれに通じるように整列
されることもあることは認められるだろう。
端位置決めピン130と131を、それぞれの丸みのあ
る終端表面132と133を外方向に突き出して、関連
ボア53と54の中に滑り込ませる。弾力性のあるプラ
ンジャばね120と121を関連のプランジャ110と
111の一部が空洞の円筒形本体112と113の内部
へ挿入し、次にそこから弾力的に外方向へ突き出るよう
に、プランジャ110と111をシャフト66の関連穴
67と68の中に慎重に配置する。
0のそれぞれ向かい合った溝41,42の範囲内の位置
で動かして、同軸ボア49と51、および50と52
と、つめ80と90のそれぞれの穴83と93に心合わ
せする。最後に、つめ80と90を溝41と42の範囲
内に装着するために、関連のつめピン100と101
を、心合わせしたボア51,83,49、および52,
93,50それぞれに、選択ノブ61のピン受け入れス
ロットそれぞれにつめピン100と101の終端102
と104が駆動本体40からの上に突き出るまで、下か
ら上方へ貫き入れる。
全部品が組み立てられたら、ラチェットヘッド21は駆
動本体40の周囲に同軸結合され、図6でさらに明確に
示されているように、つめ80と90の歯81と91の
向かい合った歯をラチェットヘッド21の歯21eに対
して駆り立てる。この配置で、ラチェットヘッド21は
ラチェット組立体30とラチェット関係に配置されてお
り、これについて詳しい説明は以下でなされる。最後
に、固定組立体29をハウジング部分28に取り付け
て、従来の方法で所定箇所にラチェット組立体30を固
定する。
96とに隣接して配設されたつめ歯81と91の歯が、
ラチェットヘッド21の歯21eと噛み合う様子を示し
ている。しかし、本発明のラチェット組立体30は選択
的逆転が可能であるから、代わって、初めにつめ80と
90が極く簡単に反対方向に傾いていた場合は、平らな
終端表面85と95に最も近いつめ歯82と92が先ず
歯21eと噛み合ったかもしれないことは理解される。
ラチェット組立体30の逆転操作は、前述の図4−7の
説明から明らかであり、且つ本技術に熟練した方々には
よく知れている。
位置していると仮定して、時計の針の回る方向(矢印の
方向)に与えられたトルクにより、つめ80と90が歯
21eと噛み合う。従って、時計の針の回る方向のラチ
ェットヘッド21の回転運動は全てラチェットヘッド2
1の歯21eから駆動本体40へ伝えられ、その結果駆
動本体を回転させ、駆動本体に接続されたソケットなど
の関連部品に回転力を与えることになる。
のつめ80と90で逆方向(または時計の針とは反対方
向)に回転する時、代わってラチェットが発生する。つ
め80と90はピボット状に装着されているので、関連
のつめピン100と101に接線力が加えられると、そ
の周囲にピボット状態が発生する。従って、ラチェット
ヘッド21が矢印とは逆の方向に回転される時、ラチェ
ットヘッド21の歯21eがつめ歯81と91のそれぞ
れの歯を駆り立てて、カム表面の歯21eが最終的にラ
チェットヘッドのそれぞれの歯21eが上に重なってい
るつめ歯81と91を滑り過ごせる程度にまで押し退け
ることで、つめ80と90によってばね120と121
の圧力に対抗する回転方向のピボットが生じ、その結果
ラチェット効果が生じる。
こと、それによりジャム状態を防止することが、本発明
の基本的概念である。従って、つめ80の一つがラチェ
ットヘッド21の歯21eから外される場合、例えば
(意図的にまたは不注意から)選択ノブ61の逆転運動
中に発生するような場合、他のつめ90が噛み合ったま
まの状態の時、そのつめが位置決めピン131と協力し
て、外されたつめ80がその逆の配置に反転しないよう
に防止する。外されたつめ80がピボットする際、その
平らな終端表面86とつめ終端位置決めピン131の丸
みのある終端表面132とが接触し、その反対側の丸み
のある終端表面133が噛み合った状態のつめ90の平
らの終端表面95と接触するまで、位置決めピン131
はボア53を貫いて横に滑る。ピボット状態の(外され
た)つめ80の慣性は、位置決めピン131が接触した
つめ90のモーメント力を抑えるには充分ではないと仮
定すると、位置決めピン131は外されたつめ80によ
ってさらにピボットしないよう防止するストッパーとし
て機能し、従ってつめ80と90が相互に内股状態、ロ
ックアップ状態、にならないよう予防する。
た場合(表示なし)、噛んでいるつめ80の平らな終端
表面85がつめ終端位置決めピン130と協力して反対
または内股状態にピボットしないように予防する。
従って前方向および逆方向にラチェットできることが理
解される。つめの配置が逆転する時、関連の平らな側壁
85と95に隣接するつめ歯82と92が、ラチェット
ヘッド21の歯21eに関して噛み合った配置に駆り立
てられることは、容易に分かるであろう。さらに、つめ
80と90のそれぞれの向かい合った終端のつめ歯81
と91は、ラチェットヘッド21と係合が解除され、そ
れとは接触していない。
1の機能と操作は、つめ80と90の内のひとつだけの
つめが逆転組立体60によって選択した状態とは逆の状
態にピボットしないように防止することである。これを
達成するには、概してピン130と131をつめ80と
90の隣接終端間で既定最小限の間隔を維持すること、
従って常時つめ80と90を大体において平行の位置に
確保することである。
の範囲は最大角距離で限定され、各つめピン100と1
01はそれぞれの向かい合ったピン受け入れスロット6
4の範囲内で往復運動することができることである。従
って、選択ノブ61の関連スロット64の範囲内でつめ
ピン終端102と103の協力によって、第一状態(時
計の針の回る方向の絞める動作、逆/弛める方向でのラ
チェット動作)と第二状態(絞める方向でのラチェット
動作、および逆方向の弛めるまたは非ラチェット動作)
間のラチェット逆転活動の選択が容易になることが分か
るであろう。
端配置ピン130と131の使用は、二枚つめ、逆転ラ
チェット組立体に関連する共通の問題点であるつめの内
股状態を克服するために大いに役立つ。二枚つめラチェ
ット組立体は負荷分配することにより、単一つめ機構よ
りも高度の強さを提供することはよく知られている。本
発明は、より高度な強さを提供すると同時に、通常つめ
の一つが外れることが原因して発生する内股状態および
逆方向への反転を予防する。しかし本発明は、両方のつ
めが外れて同時に反対の配置へ反転する自己逆転の発生
は予防しないことを理解されたい。
たが、発明のより広範囲にわたる局面で発明から離れず
に、各種の変更および修正がなされ得ることは、本技術
に熟練された方々には明白であろう。従って、添付の請
求の範囲の目的は、発明の真髄と範囲に当てはまる全て
の変更および修正を網羅することである。前述の説明お
よび付随の図で提示された事柄は説明の手段としてのみ
提供されたものであり、限定としてではない。発明の実
際の範囲は、従来の技術を基にして正しい視野で請求の
範囲が検討される際、付随の請求で明確にされるよう意
図されている。
水平断面図であり、内股状態にあるつめの配置を示す。
面の立面図であり、空気駆動ツールハンドルに結合され
たラチェットヘッドへの接合を示す。
ット組立体および図2のラチェットヘッドの斜視図であ
る。
線4−4に沿った自己収納ラチェット組立体の拡大縦断
面図である。
−5に沿った部分縦断面図である。
沿って時計の針の回る方向とは逆に少し回転した水平断
面図であり、一方向のラチェットヘッドに関連してラチ
ェット組立体が回転しないように予防する状態でのつめ
の位置、およびその逆方向でラチェットしているつめの
位置を示す。
が、つめがつめ終端位置決めピンの向かい合った終端を
駆り立てて、向かい合ったつめの終端壁を押し、向かい
合ったつめがジャム状態にならないように防止する。
Claims (5)
- 【請求項1】 内表面にラチェット歯を持つ種類のラチ
ェットヘッドに連結するための逆転可能なラチェット組
立体であって、 回転駆動本体にして、そこに枢着された第一と第二のつ
めを持ち、該つめのそれぞれが向かい合った終端にはラ
チェットヘッドの歯と噛み合うために配置された歯を含
む回転駆動本体、 逆転組立体にして、前記駆動本体上にあり且つ前記つめ
に接続され、前方向と逆転方向とのラチェット状態間に
前記つめを転位させるために選択して移動可能な逆転組
立体、および前記駆動本体によって担持された一対の位
置決めピンであって、前記つめの間でそれぞれのその対
向する終端において配置された一対の位置決めピン、を
包含し前記つめのいずれかがラチェットヘッドの歯に対
してジャムを防止するために、前記つめの間の所定の最
小空間を維持するように、各ピンが両方のつめの隣接端
に係合可能であると共に、前記つめの動きに対応して前
記駆動本体に関してスライドして移動可能であることを
特徴とする逆転可能なラチェット組立体。 - 【請求項2】 請求項1に記載のラチェット組立体にお
いて、前記つめは、前記駆動本体の回転軸に対して平行
に延びる関連したピボットピンを介して、前記駆動本体
に枢着されていることを特徴とする逆転可能なラチェッ
ト組立体。 - 【請求項3】 請求項2に記載のラチェット組立体にお
いて、前記逆転組立体は、前記ピボットピンの関連する
終端をそれぞれ受け入れるための一対のスロットを有す
るノブを含み、前記ピボットピンは、前方向と逆転方向
とのラチェット状態の間で前記ノブの移動を制限するた
めに、前記ノブに係合可能であることを特徴とする逆転
可能なラチェット組立体。 - 【請求項4】 請求項1に記載のラチェット組立体にお
いて、前記逆転組立体が逆転操作ノブと一対のプランジ
ャと関連する圧縮ばねとを含み、該圧縮ばねが前記ノブ
に接続され、且つ前記前方向と逆転方向とのラチェット
状態の間の前記逆転操作ノブの動きに応答して前記つめ
を枢動させるために、前記圧縮ばねがそれぞれ前記つめ
に係合可能であることを特徴とする逆転可能なラチェッ
ト組立体。 - 【請求項5】 内表面にラチェット歯を持つ種類のラチ
ェットヘッドに連結するための逆転可能なラチェット組
立体であって、 回転駆動本体にして、そこに枢着された第一と第二のつ
めを持ち、該つめのそれぞれが向かい合った終端にはラ
チェットヘッドの歯と噛み合うために配置された歯を含
む回転駆動本体、 逆転組立体にして、前記駆動本体上にあり且つ前記つめ
に接続され、前方向と逆転方向とのラチェット状態間に
前記つめを転位させるために選択して移動可能な逆転組
立体、および前記駆動本体によって担持された一対の位
置決めピンであって、前記つめの間でそれぞれのその対
向する終端において配置された一対の位置決めピン、を
包含し、 前記つめの間に所定の最小空間を維持するために、各ピ
ンが両方のつめの隣接端に係合可能であると共に、前記
つめの動きに対応して前記駆動本体に関してスライドし
て移動可能であって、前記つめの一方が前記逆転組立体
によって選択された状態とは逆の状態に移動することを
阻止し、それと同時に前記つめの他方が前記逆転組立体
によって選択された状態で係合されることを維持するこ
とを特徴とする逆転可能なラチェット組立体。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US08/409,036 US5537899A (en) | 1995-03-27 | 1995-03-27 | Dual-pawl ratcheting mechanism with provision for preventing pawl jamming |
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