JP5745988B2 - 角ドライブとこの角ドライブを備えたトルク機器 - Google Patents

Description

本発明は、例えばトルクレンチ等のトルク機器に設けられ、ボルトやナット等の締結部材に係合するソケットやエクステンションバー等のアタッチメントに取り外し可能に連結されて締め付けトルクを伝達する角ドライブに関する。

トルクレンチは、ヘッド部と、前記ヘッド部を先端部に取り付けたレバー部とを有し、ヘッド部には角ドライブが配置されている。角ドライブは、角軸形状に形成した角ドライブ部にソケットを直接装着しあるいは延長部材であるエクステンションバーを介してソケットを装着する。そして、ソケットをボルトあるいはナット等の締結部材に係合し、前記レバーを前記締結部材の締め付け方向に回動することにより前記締結部材を締め付ける。

前記ヘッド部に設けた角ドライブは、締め付け力を伝達する例えば外周にラチェット歯が形成されたトルク伝達部に角ドライブ部を一体に形成している（特許文献１）。前記トルク伝達部は中実の円柱状に形成され、前記トルク伝達部の一端面に中実の直方体形状に形成した前記角ドライブ部を例えば軸心を一致させて一体に形成している。

また、角ドライブ部の一側面には、ソケットやエクステンションバー等のアタッチメントが脱落するのを防止するための鋼球等の係合部材を移動自在に埋め込む有底の横穴部が形成されている。横穴部内には、係合部材を径方向外方に向けて押すばねが配置されており、横穴部の縁の内径を若干狭めるかしめ処理により係合部材の抜けを防止している。

締結部材を締め付けると、角ドライブ部には捩じり応力が生じ、前記横穴部が変形を受けるため、角ドライブ部の耐久性において、角ドライブ部に形成した横穴部を考慮する必要がある。

特開２００４−２６１９３８号公報

本発明の目的は、角ドライブ部に形成した横穴を考慮して角ドライブ部の耐久性を向上させることができる角ドライブおよびこの角度ライブを備えたトルク機器を提供することにある。

本発明の目的を実現する角ドライブユニットの構成は、図１に示す実施形態によれば、一端部に締結部材にトルクを伝達するアタッチメントが取り外し可能に装着される角軸形状の角ドライブ部２と、角ドライブ部２の他端に一体に形成され、入力するトルクを角ドライブ部２に伝達するトルク伝達部３と、角ドライブ部２の一端部側の一側面に、角ドライブ部２の軸方向と直交する方向に形成した有底の横穴部４と、横穴部４に配置したばね部材５と、ばね部材５により付勢されて横穴部４の開口から外方に突出し、アタッチメントと脱着可能に係合する係合部材６と、を有する角ドライブ１であって、角ドライブ部２は、一端部に前記アタッチメントと係合する係合部１１と、係合部１１よりも先端側に前記アタッチメントと係合しない非係合部１２を有し、非係合部１２の形成領域に横穴部４を形成した。

本発明の目的を実現するトルク機器の構成は、上記した構成の角ドライブを備えた。

本発明による角ドライブによれば、アタッチメントの脱落防止用の係合部材が配置される横穴部は、捩じり応力による変形を受けることがほとんどないので、角ドライブ部の耐久性が向上する。

本発明によるトルク機器によれば、耐久性が向上するトルク機器を提供することができる。

本発明の第１実施形態を示す角ドライブ斜視図。 図１の角ドライブユニットを備えたトルクレンチの正面図。

以下本発明を図面に示す実施形態に基づいて説明する。

図１は本発明の実施形態を示す角ドライブの斜視図、図２は図１の角ドライブを備えたトルクレンチの正面図である。

本実施形態の角ドライブ１は、例えば図２に示すトルクレンチ２０のヘッド部２１に設けられ、ソケット２２やエクステンションバー２３等のアタッチメント２４が着脱可能に装着される。

角ドライブ１は、角軸の角ドライブ部２と、円板状のトルク伝達部３とを一体形成した構造で、角ドライブ部２は、中実の直方体形状に形成され、他端側にトルク伝達部３を形成している。

本実施形態のトルク伝達部３は、例えば外周部にラチェット歯が形成され、例えば軸方向両端部にトルク伝達部３の本体部３ａよりも小径の軸部３ｂが形成されている。小径軸部３ｂは例えば図２のトルクレンチ２０のヘッド部２１の構造部材をなす支持部材に回転自在に支持される。ヘッド部２１の構造部材には、トルク伝達部３の外周部に形成したラチェット歯に係合するラチェット爪（不図示）が取り付けられ、ワンウェイクラッチを構成している。

したがって、トルク伝達部３にトルクが加わると、角ドライブ２はトルク伝達部３と一体に回転し、ソケットやエクステンションバー等のアタッチメント２４にトルクを伝達する。

角ドライブ部２の一端部の一側面には、角ドライブ部２の軸方向と直交する方向（横方向とする）に有底の横穴部４が形成されている。横穴部４内には、ばね５が配置され、さらにプランジャー型または鋼球の係合部材６が移動自在に配置されていて、係合部材６がばね５により外方向に向けて付勢される。横穴部４の開口縁の内径を若干狭めるかしめ処理により係合部材６の抜けを防止している。プランジャー型の係合部材６は、円板状の基部７の前面に半球形状の球面部８を設けた構成とし、横穴部４の開口端から外方に突出する球面部８の突出長さを長くしている。

係合部材として鋼球を使用する場合、横穴部１３の内径が小さくなるに従って、横穴部の開口端から外方に突出する鋼球の突出長さは短くなる。このため、角ドライブ部２の対向する側面の幅である二面幅の寸法を短くするのに従って横穴部４の内径を小さくし、あるいは角ドライブ部２の耐久性を向上させる観点より、横穴部４の内径を小さくする場合、鋼球では十分な係合長さが得られなくなる。これに対し、プランジャー型の係合部材６は、かしめ処理により横穴部４の開口縁の内径を若干狭めた縁部に基部７が当接し、球面部８が横穴部４の開口端から外方に突出するので、球面部８の長さを適宜設定することにより、横穴部４の内径を小さくしても、十分な係合長さが得られるようにしている。

図２に示すトルク機器としての手動式トルク工具であるトルクレンチ２０は、レバー部２５の先端部にピン２６を介してヘッド部２１を回転可能に取り付け、レバー部２５内に差し込まれたヘッド部２１の先端部が不図示のトグル機構等のトルクリミッタに連結されている。そして、レバー部２５のグリップ部２７を握って締め付け方向にレバー部２５を回動してボルト等の締結部材を締め付ける。そして、前記トルクリミッタに設定した設定トルク値に達すると、ヘッド部２１に対してレバー部２５がピン２６を支点として回動し、作業者に設定トルク値に達したことを感知させる。

トルクレンチ２０は、トルク調整範囲に応じて角ドライブ部２の二面幅の寸法を変更する。大きなトルク調整範囲では二面幅の寸法を大きく、小さな調整範囲では二面幅の寸法を小さくしており、一般に二面幅の寸法は規格化され、ソケットやエクステンションバー等のアタッチメントが角ドライブ部に嵌合する嵌合穴のサイズもこれに合わせて規格化されている。

ところで、トルク伝達部３と角ドライブ部２が一体に形成されている角ドライブにあっては、角ドライブ部２の根元部分への応力集中という点から角ドライブ部２の二面幅の寸法を大きくしている。角ドライブ部２の二面幅の寸法を大きくする場合、装着するアタッチメントのサイズも大型化するため、係合部材６のサイズを大きくして係合力を強くしている。このため、横穴部４の内径もサイズアップする。

角軸形状の角ドライブ部２が嵌合するアタッチメント２４の嵌合穴部は、四角形の嵌合穴に形成され、直方体形状に形成される角ドライブ部２が嵌合穴に挿入される。図１、図２において、角ドライブ部２は角部Ｃがアタッチメントの嵌合穴の内周壁面に当接し、角ドライブ部２のトルクをアタッチメントに伝達する。

本実施形態の角ドライブ部２は、アタッチメントの嵌合穴の内周壁面に係合する係合部をなす角部Ｃの形成領域１１と、アタッチメントの嵌合穴の内周壁面に係合しない非係合部をなす角部Ｃの非形成領域１２を設けている。角部Ｃの非形成領域１２は、軸方向において角部Ｃの形成領域１１より先端側に設けている。そして、横穴部４を角部Ｃの非形成領域１２内に配置している。

本実施形態において、直方体状の角ドライブ部２の先端部を円錐台形状に形成することにより角部Ｃの非形成領域１２を設け、角部Ｃの非形成領域１２から根元との間を角部Ｃの形成領域５３としている。逆に言えば、角ドライブ部２に設けた横穴部４から先端までを角部Ｃの非形成領域１２とし、角部Ｃの非形成領域１２と隣り合う領域を角部Ｃの形成領域１１としている。

トルクレンチ２０により締結部材を締結する際、角ドライブ部２には、捩じりトルクが加わる。捩じり応力による捩じり変形は、角部Ｃの形成領域の先端から根元部までの間で発生する。

本実施形態によれば、角ドライブ部２の先端から横穴部４が設けられた領域は、角部Ｃが設けられていない角部Ｃの非形成領域１２である。このため、アタッチメント２４にトルクを伝達した際、角部Ｃの非形成領域１２には捩じりトルクが加わらないので、角部Ｃの非形成領域１２には殆ど捩じり応力が発生しない。

したがって、横穴部４は変形を殆ど受けることがないため、耐久性を向上させることができる。

なお、角ドライブ部２に角部Ｃの非形成領域１２が存在せず、先端から根元までの全領域に角部Ｃが形成されている場合、横穴部４は捩じり応力による変形を受け、応力集中部分が発生する。横穴部４に大きな応力集中部分が発生すると、長年の使用によりこの応力集中部分を起点としてクラックが発生し易い。横穴部４の変形を小さくして応力集中を出来るだけ避けるには、横穴部４の内径を小さくすることが効果的である。このため、横穴部１３の小径化に対応可能とするために、プランジャー型の係合部材６を設けることが有利である。

なお、本実施形態はトルク機器としてトルクレンチを例にして説明したが、トルク機器としてはトルクレンチに限らず、自動式の締付機、ソケットやエクステンションバー等のアタッチメントが装着される角ドライブ部を備え、入力トルクを前記角ドライブ部に伝達する構成の機器に適用することができる。

１ 角ドライブ
２ 角ドライブ部
３ トルク伝達部
４ 横穴部
５ ばね
６ 係合部材
７ 基部
８ 球面部
２０ トルクレンチ
２１ ヘッド部
２２ ソケット
２３ エクステンションバー
２４ アタッチメント
２５ レバー部
２６ ピン
１１ 形成領域
１２ 非形成領域
Ｃ 角部

Claims (6)

1. 一端部に締結部材にトルクを伝達するアタッチメントが取り外し可能に装着される角軸形状の角ドライブ部と、前記角ドライブ部の他端に一体に形成され、入力するトルクを前記角ドライブ部に伝達するトルク伝達部と、前記角ドライブ部の一端部側の一側面に、前記角ドライブ部の軸方向と直交する方向に形成した有底の横穴部と、
   前記横穴部に配置したばね部材と、
   前記ばね部材により付勢されて前記横穴部の開口から外方に突出し、前記アタッチメントと脱着可能に係合する係合部材と、を有する角ドライブであって、
   前記角ドライブ部は、一端部に前記アタッチメントと係合する係合部と、前記係合部よりも先端側に前記アタッチメントと係合しない非係合部を有し、前記非係合部の形成領域に前記横穴部を形成したことを特徴とする角ドライブ。
2. 前記係合部材は、プランジャー型であることを特徴とする請求項１に記載の角ドライブ。
3. 前記トルク伝達部は、支持部材に回転可能に支持されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の角ドライブ。
4. 請求項１から３のいずれかに記載の角ドライブを備えたトルク機器。
5. 前記角ドライブを有するヘッド部と、前記ヘッド部に連結されたレバー部と、を備えたことを特徴とする請求項４に記載のトルク機器。
6. 前記トルク伝達部の外周にラチェットを形成し、前記支持部材に前記ラチェット係合するラチェット爪を設けてワンウェイクラッチを形成したことを特徴とする請求項４または５に記載のトルク機器。
   

Images