JP5155375B2

JP5155375B2 - 往復式自在スパナ

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Publication number: JP5155375B2
Application number: JP2010261648A
Authority: JP
Inventors: 傅福呉
Original assignee: 伯▲きん▼工具股▲分▼有限公司
Priority date: 2009-11-25
Filing date: 2010-11-24
Publication date: 2013-03-06
Anticipated expiration: 2030-11-24
Also published as: EP2327514B1; CA2722207A1; EP2327514A3; TW201117923A; ES2568507T3; PL2327514T3; US8136429B2; TWI354605B; EP2327514A2; JP2011110697A; AU2010202173B1; US20110120277A1; CA2722207C

Description

本発明は、自在スパナに関し、特に、往復式自在スパナに関するものである。

自在スパナはよく見られる手工具であり、一部の自在スパナは、時計方向に回転するときにナットを緊密に挟んで回転可能であり、なお、反時計方向に回転するときにナットを緊密に挟まなくなり、これにより、ユーザは迅速に作業を行うことができる。

一部の往復式自在スパナは、スパナを反時計方向に回転するときに、自在顎が固定顎から離反する。例えば特許文献１の米国特許第１３９１２５１号公報、特許文献２の米国特許第２５６２０６０号公報、特許文献３の米国特許第２７３３６２６号公報、特許文献４の米国特許第２９７０５０２号公報、特許文献５の米国特許第５８０９４０４号公報、特許文献６の米国特許第７１３７３２１号公報などの自在スパナは、そのウォーム軸がシャフトと同期に連動し、自在顎のラックを左右に摺動させることもできる。また、例えば特許文献７の米国特許第３３１２１２９号公報、特許文献８の米国特許第５７４６０９９号公報、特許文献９の米国特許第６６７９１３９号公報などの自在スパナは、そのウォーム軸がシャフトに対して摺動可能である。

しかしながら、上記の自在スパナは、ヘッド部とハンドルとの連結構造が複雑すぎであり、部品の点数が多すぎであり、体積を減少できず、操作性が良くないという問題があった。

一方、上記の自在スパナは、ウォーム軸またはシャフトを回復する弾性具を有し、前記弾性具を如何にして自在スパナのヘッド部の幅を減少できるかが本発明の課題である。

米国特許第１３９１２５１号公報米国特許第２５６２０６０号公報米国特許第２７３３６２６号公報米国特許第２９７０５０２号公報米国特許第５８０９４０４号公報米国特許第７１３７３２１号公報米国特許第３３１２１２９号公報米国特許第５７４６０９９号公報米国特許第６６７９１３９号公報

本発明の主な目的は、ハンドルに対してヘッド部を順調に旋回可能な往復式自在スパナを提供することにある。

本発明の往復式自在スパナによると、ハンドルと、ヘッド部と、自在顎と、シャフトと、ウォーム軸と、を含み、前記ハンドルは連結端を有し、前記ヘッド部の一端には、固定顎と、スライド溝と、収容空間と、連通穴と、前記スライド溝の上端に位置する摺動通路面と、が形成され、前記収容空間が前記スライド溝と連通し、前記連通穴が前記収容空間および前記ヘッド部の底端と連通し、前記ヘッド部と前記連結端との間には、枢着軸と、第１バネと、自在ピンと、第２バネと、が設けられ、前記枢着軸が前記第１バネと前記自在ピンとの間に位置し、前記ヘッド部は前記枢着軸を中心として前記ハンドルに対して旋回可能であり、前記ヘッド部と前記連結端との間に前記第１バネが押付けており、前記自在ピンの先端が前記連通穴に挿入可能であり、前記第２バネにより前記自在ピンの先端が何時も前記連結端に押付け、前記第１バネの弾力が前記第２バネの弾力よりも大きく、前記自在顎は、ラックを有し、前記ラックが前記ヘッド部の前記スライド溝に摺動可能に設けられ、前記シャフトは、前記収容空間の内部に配され、前記ウォーム軸は、前記ラックに対応する噛合部と、前記シャフトを挿入可能な軸穴と、を有し、前記ウォーム軸は、前記シャフトの軸方向に沿って摺動できるように前記収容空間に配され、前記自在ピンが前記ウォーム軸の押付端を止めるときには、前記ウォーム軸が摺動不能になることを特徴とする。

本発明の往復式自在スパナによると、前記軸穴は、大径穴と、小径穴と、を含み、前記大径穴は前記押付端からその軸方向に沿って設けられ、前記大径穴と前記小径穴との境界に肩部が形成され、前記シャフトは、大径段と、小径段と、を含み、前記大径段が前記押付端から前記大径穴に挿入され、前記小径段が前記小径穴を挿通し、前記小径段と前記大径穴との間に環状空間が形成され、前記環状空間に前記第３バネが収容され、前記大径段と前記肩部との間には、前記第３バネが外部に露呈しないように配されることを特徴とする。

本発明の往復式自在スパナによると、六角ナットを回転させ可能であり、前記六角ナットは、対角長さがｅであり、対辺長さがｓであり、前記ウォーム軸は平滑部を有し、前記平滑部は前記押付端と前記噛合部との間に位置し、前記平滑部は、その直径が前記噛合部のルート直径よりも大きくなく、その長さが（ｅ-ｓ）よりも小さくないことを特徴とする。

本発明の往復式自在スパナによると、前記自在ピンの半径方向に押付縁が延び、前記第２バネは、前記自在ピンに嵌め設けられ、前記押付縁と前記ヘッド部との間に配されることを特徴とする。

本発明の往復式自在スパナによると、前記連結端には、前記自在ピンの底端が押付けている円弧凸面が形成されることを特徴とする。

本発明の往復式自在スパナによると、前記自在ピンの底端には、前記連結端が押付けている円弧凸面が形成されることを特徴とする。

本発明の往復式自在スパナによると、前記自在ピンの上端には、その軸方向に沿う平面が設けられ、前記ウォーム軸の前記押付端が前記平面に押付けていることを特徴とする。

本発明の往復式自在スパナによると、更に、回転止め手段を含み、前記回転止め手段により、前記自在ピンの前記連通穴の軸心に対する回転を防止できることを特徴とする。

本発明の往復式自在スパナによると、前記自在ピンの直径は（ｅ-ｓ）よりも小さくないことを特徴とする。

本発明の往復式自在スパナによると、前記ヘッド部の底端に一対の翼部が延び、前記一対の翼部の間に剖開溝が形成され、前記剖開溝に前記連結端が収容されることを特徴とする。

本発明の往復式自在スパナによると、更に、ロック装置を含み、前記ロック装置は、長溝と、Ｌ字形溝と、ピンと、を含み、前記長溝は前記翼部と前記連結端とのうちの一つに設けられ、前記Ｌ字形溝は前記翼部と前記連結端とのうちの残る一つに設けられ、前記ピンが前記長溝と前記Ｌ字形溝とに挿入され、前記長溝の両端に前記ピンを移動でき、これにより、前記ヘッド部と前記連結端とを枢着状態、或いはロック状態に切替可能であることを特徴とする。

本発明の往復式自在スパナによれば、ハンドルに対してヘッド部を順調に旋回できるという効果を有する。

本発明の実施例１の分解斜視図である。本発明のヘッド部の側面図である。本発明の別の実施例の断面図である。本発明の実施例１の組合済み状態の斜視図である。本発明の実施例１の一部の断面図である。本発明のウォーム軸の断面図である。本発明の実施例１の一部の断面図である。本発明の実施例２の一部の断面図である。本発明の実施例３の分解斜視図である。本発明の実施例３の一部の断面図である。本発明の実施例３の一部の断面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
まず、図１Ａ、Ｂ、Ｃ乃至図３Ａ、Ｂを参照する。本発明の実施例１の往復式自在スパナは、ハンドル１０と、ヘッド部２０と、自在顎３０と、シャフト４０と、ウォーム軸５０と、を含む。

ハンドル１０は、連結端１１を有し、その他端に駆動ヘッド（図示せず）を設けてもよい。具体的には、連結端１１は、駆動押付面１２と、回転押付面１３と、押付溝１４と、枢着穴１５と、を有する。回転押付面１３に第１バネ穴１７が設けられる。駆動押付面１２と回転押付面１３とは、それぞれ枢着穴１５の両側に位置し、その境界にコナー１６が形成される。コナー１６は駆動押付面１２と回転押付面１３との最も枢着穴１５に近接する箇所に位置することが好ましい。コナー１６は円弧形状を呈する面取りにしてもよい。駆動押付面１２と回転押付面１３との間に開角θが形成される。駆動押付面１２は、枢着穴１５に近接する第１段１２１と、枢着穴１５から遠ざかった第２段１２２と、を含む。第１段１２１は回転押付面１３と接する。押付溝１４は、第１段１２１と第２段１２２との間に設けられ、その内部に接触面（例えば円弧凸面１４１）が設けられる。前記接触面は駆動押付面１２よりも低いことが好ましい。一方、本発明の別の実施例では、図１Ｂに示すように、連結端１１に押付溝が設けられない。

ヘッド部２０の一端には、固定顎２１と、横方向に沿って設けられるスライド溝２２と、収容空間２３と、連通穴２４と、スライド溝２２の上端に位置する摺動通路面２５と、が形成される。収容空間２３がスライド溝２２と連通する。連通穴２４は、縦方向に沿ってヘッド部２０に設けられ、収容空間２３およびヘッド部２０の底端と連通する。ヘッド部２０の底端に一対の翼部２６が延びる。図１Ａに示すように、一対の翼部２６の間に剖開溝２７が形成され、剖開溝２７に連結端１１が収容される。少なくとも一つの翼部２６に枢着穴２８が設けられる。ヘッド部には、更に、厚さ方向に沿う挿入穴６５が設けられる。挿入穴６５は連通穴２４と連通する。

ヘッド部２０と連結端１１との間には、枢着軸６１と、第１バネ６２と、自在ピン６３と、第２バネ６４と、が設けられる。枢着軸６１は枢着穴１５、２８に挿入されており、これにより、ヘッド部２０が枢着軸６１を中心としてハンドル１０に対して旋回可能である。第１バネ６２は、一部が第１バネ穴１７に収容され、ヘッド部２０と連結端１１との間に押付けている。自在ピン６３と第１バネ６２とは、それぞれ枢着軸６１の両側に位置する。自在ピン６３の上端は連通穴２４に挿入可能である。自在ピン６３の上端には、その軸方向に沿う平面６３２が設けられる。自在ピン６３には、その半径方向に沿って延びる押付縁６３１が設けられる。第２バネ６４は、自在ピン６３に嵌め設けられ、押付縁６３１とヘッド部２０との間に押付けており、これにより、自在ピン６３の底端は、連結端１１に押付け、具体的には、押付溝１４の円弧凸面１４１に押付ける。第１バネ６２の弾力が第２バネ６４の弾力よりも大きい。これにより、常時に、駆動押付面１２は、ヘッド部２０の底端に押付けており、すなわち、剖開溝２７の底縁に押付けている。また、自在ピン６３には、更に、回転止め手段を含み、前記回転止め手段により、自在ピン６３の連通穴２４の軸心に対する回転を防止できる。本実施例では、前記回転止め手段は回転止めピン６６を含む。回転止めピン６６は、挿入穴６５に挿入され、平面６３２に押付けており、これにより、平面６３２は回転できないように回転止めピン６６に対して上下に摺動可能である。一方、前記回転止め手段は、スライド溝とレールとの組合を含んでもいいし、或いは連通穴２４と自在ピン６３との断面を円形にしなくてもよい。

本実施例では、円弧凸面１４１が連結端１１に設けられるが、図５に示すように、自在ピン６３の底端に円弧凸面１４１´を設けてもよい。そうすると、円弧凸面１４１´に連結端１１を押付けることができる。或いは、自在ピン６３の底端と押付溝１４とに円弧凸面を設けず、自在ピン６３の底端と押付溝１４とを平面にしてもよい。

自在顎３０は、ラック３１を有し、ラック３１がヘッド部２０のスライド溝２２に摺動可能に設けられる。往復式自在スパナは、固定顎２１と自在顎３０とにより六角ナット５を挟んで回転できる。前記自在スパナにより回転させ可能な最大の六角ナット５は、その最大対角長さがｅであり、その最大対辺長さがｓである。

シャフト４０は、ヘッド部２０の横方向に沿う貫通孔２９を挿通し、収容空間２３の内部に配される。シャフト４０は、大径段４１と、小径段４２と、を含む。

ウォーム軸５０は、ラック３１に対応する噛合部５１と、平滑部５２と、シャフト４０を挿入可能な軸穴５３と、押付端５４と、を有する。ウォーム軸５０は、シャフト４０の軸方向に沿って摺動できるように収容空間２３に配される。具体的には、図３Ａに示すように、軸穴５３は、大径穴５３１と、小径穴５３２と、を含む。大径穴５３１は押付端５４からその軸方向に沿って設けられる。大径穴５３１と小径穴５３２との境界に肩部５３３が形成される。大径段４１が押付端５４から大径穴５３１に挿入され、小径段４２が小径穴５３２を挿通する。小径段４２と大径穴５３１との間に環状空間が形成され、前記環状空間に第３バネ５５が収容される。大径段４１と肩部５３３との間には、第３バネ５５が外部に露呈しないように配され、これにより、ウォーム軸５０の固定顎２１への付勢力が提供される。また、押付端５４が自在ピン６３に止められる場合には、ウォーム軸５０が摺動不能になる。自在ピン６３に平面６３２が設けられるため、自在ピン６３が押付端５４に押付ける。一方、平滑部５２は、押付端５４と噛合部５１との間に位置し、その直径が噛合部５１のルート直径Φ（Ｒｏｏｔｄｉａｍｅｔｅｒ）よりも大きくなく、その軸方向長さＬ１が噛合部５１の全部の歯峰の軸方向長さＬ２よりも小さい。

次に、本発明の往復式自在スパナの工作原理を説明する。まず、図３を参照する。往復式自在スパナを時計方向に旋回するときには、平常時に、駆動押付面１２とヘッド部２０とが互いに押付けており、自在ピン６３が押上げられて、平面６３２がウォーム軸５０の押付端５４に押付け、これにより、自在顎３０と固定顎２１とが六角ナット５を緊密に挟み、往復式自在スパナにより六角ナット５を回転することができる。

図３Ｂ及び図４を参照する。往復式自在スパナを反時計方向に旋回するときには、駆動押付面１２がヘッド部２０から離反して、回転押付面１３がヘッド部２０に押付け、すなわち、ハンドル１０はヘッド部２０に対してある角度に旋回でき、前記角度は開角θと同じである。自在ピン６３が第２バネ６４に付勢されて下に移動し、これにより、平面６３２が押付端５４から離脱する。このとき、六角ナット５により自在顎３０に水平力が加えられ、前記水平力が第３バネ５５の弾力よりも大きいときには、自在顎３０とウォーム軸５０とが固定顎２１から離反する方向にスライドし、スライド長さは少なくとも（ｅ-ｓ）であるため、平滑部５２の長さが（ｅ-ｓ）よりも小さくないことが好ましい。自在ピン６３の押付縁以外の部分の直径も（ｅ-ｓ）よりも小さくない。

特に、往復式自在スパナを反時計方向に旋回するときには、ユーザの手が少なくも（６０°+θ）に旋回することが必要であり、開角θが自在顎６３の変位量によって決まる。自在顎６３の必要な変位量が大きいほど開角θが大きい。逆に、自在顎６３の必要な変位量が小さいほど開角θが小さい。本発明のウォーム軸５０はより小径な平滑部５２を有するため、自在顎６３の必要な最小変位量は、平滑部５２の周面と軸穴５３との距離Ｗである。そうすると、開角θをより小さい角度に設計することができ、往復式自在スパナを反時計方向に旋回するときの角度（６０°+θ）を減少でき、操作性が向上する。

また、六角ナット５の自在顎３０に加える水平力がなくなった後、第３バネ５５によりウォーム軸５０と自在顎３０とが本来の位置に回復される。第１バネ６２の弾力が第２バネ６４の弾力よりも大きいため、ハンドル１０は、図３に示すように、自発的に旋回し、自在ピン６３をシャフト４０に寄らせる。

第３バネ５５は、外部に露呈しないように軸穴５３の前記環状空間に配されるため、ヘッド部の幅を有効に短縮でき、ひいてはヘッド部の体積および重量を減少できる。

また、図６乃至図８を参照する。本発明の往復式自在スパナは、更に、ロック装置７０を含む。ロック装置７０は、長溝７１と、Ｌ字形溝７２と、ピン７３と、を含む。長溝７１は翼部２６と連結端１１とのうちの一つに設けられ（本実施例では、長溝７１が翼部２６に設けられ）、Ｌ字形溝７２は翼部２６と連結端１１とのうちの残る一つに設けられ（本実施例では、長溝７１が連結端１１に設けられ）、ピン７３が長溝７１とＬ字形溝７２とに挿入される。ピン７３の一端には、ユーザが押え可能な押え面７４が設けられる。長溝７１の両端にピン７３を移動できる。具体的には、図７に示すように、ピン７３が長溝７１の第１端に位置するときには、ピン７３がＬ字形溝７２の第１段のストローク内に変位可能であり、第１段のストロークとヘッド部２０の連結端１１に対する旋回ストロークとは同じ円弧に位置するため、ヘッド部２０が連結端１１に対して旋回できる。図８に示すように、ピン７３が長溝７１の第２端に位置するときには、ピン７３がＬ字形溝７２の第２段のストロークに位置し、これにより、ヘッド部２０が連結端１１に対して旋回できない。上記の構成により、ヘッド部２０と連結端１１とを枢着状態、或いはロック状態に切替可能である。

なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。

本発明は、自在スパナに適用することができる。

５：六角ナット
１０：ハンドル
１１：連結端
１２：駆動押付面
１３：回転押付面
１４：押付溝
１５：枢着穴
１６：コナー、
１７：第１バネ穴
２０：ヘッド部
２１：固定顎
２２：スライド溝
２３：収容空間
２４：連通穴
２５：摺動通路面
２６：翼部
２７：剖開溝
２８：枢着穴
２９：貫通孔
３０：自在顎
３１：ラック
４０：シャフト
４１：大径段
４２：小径段
５０：ウォーム軸
５１：噛合部
５２：平滑部
５３：軸穴
５４：押付端
５５：第３バネ
６１：枢着軸
６２：第１バネ
６３：自在ピン
６４：第２バネ
６５：挿入穴
６６：回転止めピン
７０：ロック装置
７１：長溝
７２：Ｌ字形溝
７３：ピン
７４：押え面
１２１：第１段
１２２：第２段
１４１，１４１´：円弧凸面
５３１：大径穴
５３２：小径穴
５３３：肩部
６３１：押付縁
６３２：平面
ｅ：最大対角長さ
Ｌ１, Ｌ２：軸方向長さ
ｓ：最大対辺長さ
Ｗ：距離
θ：開角
Φ：ルート直径

Claims

ハンドルと、ヘッド部と、自在顎と、シャフトと、ウォーム軸と、を含み、
前記ハンドルは連結端を有し、
前記ヘッド部の一端には、固定顎と、スライド溝と、収容空間と、連通穴と、前記スライド溝の上端に位置する摺動通路面と、が形成され、前記収容空間が前記スライド溝と連通し、前記連通穴が前記収容空間および前記ヘッド部の底端と連通し、前記ヘッド部と前記連結端との間には、枢着軸と、第１バネと、自在ピンと、第２バネと、が設けられ、前記枢着軸が前記第１バネと前記自在ピンとの間に位置し、前記ヘッド部は前記枢着軸を中心として前記ハンドルに対して旋回可能であり、前記ヘッド部と前記連結端との間に前記第１バネが押付けており、前記自在ピンの先端が前記連通穴に挿入可能であり、前記第２バネにより前記自在ピンの先端が何時も前記連結端に押付け、前記第１バネの弾力が前記第２バネの弾力よりも大きく、
前記自在顎は、ラックを有し、前記ラックが前記ヘッド部の前記スライド溝に摺動可能に設けられ、
前記シャフトは、前記収容空間の内部に配され、
前記ウォーム軸は、前記ラックに対応する噛合部と、前記シャフトを挿入可能な軸穴と、を有し、前記ウォーム軸は、前記シャフトの軸方向に沿って摺動できるように前記収容空間に配され、前記自在ピンが前記ウォーム軸の押付端を止めるときには、前記ウォーム軸が摺動不能になることを特徴とする往復式自在スパナ。
前記軸穴は、大径穴と、小径穴と、を含み、前記大径穴は前記押付端からその軸方向に沿って設けられ、前記大径穴と前記小径穴との境界に肩部が形成され、前記シャフトは、大径段と、小径段と、を含み、前記大径段が前記押付端から前記大径穴に挿入され、前記小径段が前記小径穴を挿通し、前記小径段と前記大径穴との間に環状空間が形成され、前記環状空間に前記第３バネが収容され、前記大径段と前記肩部との間には、前記第３バネが外部に露呈しないように配されることを特徴とする、請求項１に記載の往復式自在スパナ。
六角ナットを回転させ可能であり、前記六角ナットは、対角長さがｅであり、対辺長さがｓであり、前記ウォーム軸は平滑部を有し、前記平滑部は前記押付端と前記噛合部との間に位置し、前記平滑部は、その直径が前記噛合部のルート直径よりも大きくなく、その長さが（ｅ-ｓ）よりも小さくないことを特徴とする、請求項１に記載の往復式自在スパナ。
前記自在ピンの半径方向に押付縁が延び、前記第２バネは、前記自在ピンに嵌め設けられ、前記押付縁と前記ヘッド部との間に配されることを特徴とする、請求項１に記載の往復式自在スパナ。
六角ナットを回転させ可能であり、前記六角ナットは、対角長さがｅであり、対辺長さがｓであり、前記ウォーム軸は平滑部を有し、前記平滑部は前記押付端と前記噛合部との間に位置し、前記平滑部は、その直径が前記噛合部のルート直径よりも大きくなく、その長さが（ｅ-ｓ）よりも小さくないことを特徴とする、請求項２に記載の往復式自在スパナ。
前記自在ピンの半径方向に押付縁が延び、前記第２バネは、前記自在ピンに嵌め設けられ、前記押付縁と前記ヘッド部との間に配されることを特徴とする、請求項２に記載の往復式自在スパナ。
前記自在ピンの半径方向に押付縁が延び、前記第２バネは、前記自在ピンに嵌め設けられ、前記押付縁と前記ヘッド部との間に配されることを特徴とする、請求項３に記載の往復式自在スパナ。
前記連結端には、前記自在ピンの底端が押付けている円弧凸面が形成されることを特徴とする、請求項１乃至７の何れか１項に記載の往復式自在スパナ。
前記自在ピンの底端には、前記連結端が押付けている円弧凸面が形成されることを特徴とする、請求項１乃至７の何れか１項に記載の往復式自在スパナ。
前記自在ピンの上端には、その軸方向に沿う平面が設けられ、前記ウォーム軸の前記押付端が前記平面に押付けていることを特徴とする、請求項１乃至７の何れか１項に記載の往復式自在スパナ。
更に、回転止め手段を含み、前記回転止め手段により、前記自在ピンの前記連通穴の軸心に対する回転を防止できることを特徴とする、請求項１乃至７の何れか１項に記載の往復式自在スパナ。
前記自在ピンの直径は（ｅ-ｓ）よりも小さくないことを特徴とする、請求項３、５又は７に記載の往復式自在スパナ。
前記ヘッド部の底端に一対の翼部が延び、前記一対の翼部の間に剖開溝が形成され、前記剖開溝に前記連結端が収容されることを特徴とする、請求項１乃至７の何れか１項に記載の往復式自在スパナ。
更に、ロック装置を含み、前記ロック装置は、長溝と、Ｌ字形溝と、ピンと、を含み、前記長溝は前記翼部と前記連結端とのうちの一つに設けられ、前記Ｌ字形溝は前記翼部と前記連結端とのうちの残る一つに設けられ、前記ピンが前記長溝と前記Ｌ字形溝とに挿入され、前記長溝の両端に前記ピンを移動でき、これにより、前記ヘッド部と前記連結端とを枢着状態、或いはロック状態に切替可能であることを特徴とする、請求項１３に記載の往復式自在スパナ。