JPH0722520Y2 - 往復円弧運動を回転運動に変換する機構 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この考案は、往復円弧運動を回転運動に変換する機構に
関するものである。

（従来の技術） 従来、一組のラックとピニオンギヤを用いて、ラックの
直線運動をピニオンギヤの回転運動に変換する機構が知
られている。

（考案が解決しようとする課題） しかしながら、前記従来例にあっては、ラックが往復運
動すると、ピニオンギヤの回転も正逆回転するため、ラ
ックの往復運動の両方において同一方向の回転を取出す
ことは不可能であった。

また、ラックの代わりに円弧状ギヤを用い、この円弧状
ギヤにピニオンギヤを噛合せて円弧状ギヤを往復運動さ
せても、やはりピニオンギヤは正逆回転してしまう。し
たがって、円弧状ギヤの往復円弧運動の両方において同
一方向の回転を取り出すことはもちろん、その回転方向
を正逆自在に変えることも不可能であった。

（課題を解決するための手段） 本考案に係わる機構は、一つの支軸を中心として往復円
弧運動する円弧状ギヤと、 その円弧状ギヤに噛合う一対のピニオンギヤと、互いに
噛合う一対のドライブギヤと、一方のピニオンギヤと一
方のドライブギヤの間に設けられて、前記円弧状ギヤが
往動する際に空転するクラッチと、他方のピニオンギヤ
と他方のドライブギヤの間に設けられて、前記円弧状ギ
ヤが復動する際に空転するクラッチと、前記一対のドラ
イブギヤのいずれかに噛合い、正方向又は逆方向に回転
運動する出力ギヤとを有することを特徴とする。

（作用） まず、一方のドライブギヤに出力ギヤが噛合っていると
き、円弧状ギヤが往動方向に円弧運動すると、その円弧
運動は一対のピニオンギヤに伝達されて回転運動に変換
される。このとき、一方のピニオンギヤと一方のドライ
ブギヤの間に設けられたクラッチは空転し、他方のピニ
オンギヤと他方のドライブギヤの間に設けられたクラッ
チは空転しない。このため、他方のピニオンギヤの回転
運動のみが他方のドライブギヤに伝達されるので、他方
のドライブギヤの回転運動は一方のドライブギヤへ伝達
され、最終的に出力ギヤに伝達される。こうして、出力
ギヤは正方向に回転運動する。

また、円弧状ギヤが復動方向に円弧運動すると、その円
弧運動は一対のピニオンギヤに伝達されて回転する。こ
のとき、一方のピニオンギヤと一方のドライブギヤの間
に設けられたクラッチは空転せず、他方のピニオンギヤ
と他方のドライブギヤの間に設けられたクラッチは空転
する。このため、一方のピニオンギヤの回転運動のみが
一方のドライブギヤに伝達され、最終的に出力ギヤに伝
達される。こうして、出力ギヤは同じく正方向に回転運
動する。

これに対して、他方のドライブギヤに出力ギヤが噛合っ
ているとき、円弧状ギヤが往動方向に円弧運動すると、
その円弧運動は一対のピニオンギヤに伝達されて回転運
動に変換される。このとき、一方のピニオンギヤと一方
のドライブギヤの間に設けられたクラッチは空転し、他
方のピニオンギヤと他方のドライブギヤの間に設けられ
たクラッチは空転しない。このため、他方のピニオンギ
ヤの回転運動のみが他方のドライブギヤに伝達され、最
終的に出力ギヤに伝達される。こうして、出力ギヤは逆
方向に回転運動する。

また、円弧状ギヤが復動方向に円弧運動すると、その円
弧運動は一対のピニオンギヤに伝達されて回転する。こ
のとき、一方のピニオンギヤと一方のドライブギヤの間
に設けられたクラッチは空転せず、他方のピニオンギヤ
と他方のドライブギヤの間に設けられたクラッチは空転
する。このため、一方のピニオンギヤの回転運動のみが
一方のドライブギヤに伝達されるので、一方のドライブ
ギヤの回転運動は他方のドライブギヤへ伝達され、最終
的に出力ギヤに伝達される。こうして、出力ギヤは同じ
く逆方向に回転運動する。

このように、出力ギヤが一方のドライブギヤと他方のド
ライブギヤのいずれと噛合わせるかによって、円弧状ギ
ヤの円弧運動は正方向または逆方向の回転運動に変換さ
れる。

（実施例） 第１図は本考案に係る往復円弧運動を回転運動に変換す
る機構の一実施例の構成を示す平面図であり、第２図は
その断面図である。本実施例は、ラチェット式ソケット
レンチに本考案を適用した例を示す。

本実施例は、回転運動の出力軸１が円筒形状であり、こ
の出力軸１の内面には、図示しないボルトやナット類の
頭の径に合致したソケットを着脱するためのスプライン
溝２が第２図中の上下方向に切られている。この出力軸
１は、第２図に示すように、上下の一部が突出する状態
でケース３の中央に回転可能に支持されている。出力軸
１の外周には、出力ギヤ４が軸着されており、ケース３
は、この出力ギヤ４を収容する円形部3aと、この円形部
3aの後方（図中右方）に延設された方形部3bとによって
構成されている。方形部3bの後端下面からは、物差し状
のレバー５が、後方に直線的に延設されている。

レバー５の上面には、レバー５より若干幅が小さく、上
方に緩く湾曲したグリップ６が載置されている。このグ
リップ６の前端6aは、円弧状ギヤ８の後端部8aに連結軸
７によって上下回動可能に連結されている。

前記円弧状ギヤ８は、半円形のギヤであり、ケース３の
方形部3bの後端に立設された回転軸９に回転可能に軸着
されている。方形部3bの前部には、円弧状ギヤ８に噛合
う２つのピニオンギヤ10,11（第１図および第５図では
図示を省略してあり、第３図に現れている）が収容され
ている。これらのピニオンギヤ10,11の下には、ドライ
ブギヤ14,15が同軸に積層配置されている。ドライブギ
ヤ14,15は、その中心に立設された軸12,13に固着されて
いるが、前記ピニオンギヤ10,11は、軸12,13に自由回転
可能に遊嵌されている。

ドライブギヤ14,15の上面には、第４図に示すように、
複数の楔状の歯を円形に配列してなるクラッチ歯16,17
が立設されている。クラッチ歯16,17は、一方向に傾斜
している。これに対応して、ピニオンギヤ10,11の下面
には、クラッチ歯16,17に噛合う形状のクラッチ歯18,19
が形成されている。第２図には、左（図中上方を右、下
方を左とし、各図において同じとする）のドライブギヤ
15のクラッチ歯17と左のピニオンギヤ11のクラッチ歯19
が噛合っている状態が示されており、図には現れていな
いが、右のドライブギヤ14のクラッチ歯16とピニオンギ
ヤ10のクラッチ歯18も同様に上下に対向するように噛合
っている。但し、クラッチ歯16と18の傾斜方向は図に現
れているクラッチ歯17,19の傾斜方向とは逆方向であ
る。これらのクラッチ歯16〜19は、噛合う方向には回転
を伝達し、逆方向には互いの傾斜面を乗り越えて空転す
る一種のワンウエイクラッチ機構であり、いわゆる「ラ
ンニング・フェース・ラチェット」を構成している。

軸12,13は、第１図に示すように、円弧状ギヤ８の回転
軸９を軸として回転可能な三角板20の挟角部に回転可能
に支持されており、その左右端は、方形部3bの上下内面
に形成された軸12,13の径の幅の円弧状溝23,24内に摺動
可能に嵌入している。

この三角板20は、左右方向に延設されたピン21,22を有
しており、ピン21,22を手で押すことによって、三角板2
0を回動させることができる。そして、左のピン22を方
形部3bに押し込んだとき（第１図に示す状態）に、三角
板20は第１図中時計方向（正方向）に回転し、左のドラ
イブギヤ15のみが出力ギヤ４に噛合い、右のドライブギ
ヤ14は出力ギヤ４から離れる。逆に右のピン21を方形部
3bに押し込んだとき（第５図に示す状態）には三角板20
は、第５図中反時計方向（逆方向）に回転し、右のドラ
イブギヤ14のみが出力ギヤ４に噛合い、左のドライブギ
ヤ15は出力ギヤ４から離れる。

また、左右のドライブギヤ14,15は互いに噛み合ってい
るが、左右のピニオンギヤ10,11は互いに離れている。

次に本実施例の作用を説明する。

先ず、従来のソケットレンチのように、レバー５を出力
軸１の回転方向に回動させてボルトやナットの締付け若
しくは緩め作業を行う場合を説明する。この場合には、
出力軸１に適切なソケット（図示略）を装着して、レバ
ー５をグリップ６とともに手で握り、回転軸１の回転方
向に回動させる。このとき、第１図のように左のドライ
ブギヤ15が出力ギヤ４に噛合っているとすれば、ドライ
ブギヤ15とその上に載置されているピニオンギヤ11との
クラッチ歯17,19が噛合う方向には、出力ギヤ４の回転
が阻止されるため、レバー５と出力軸１が一体に回動
し、ボルト又はナットの締付け（若しくは緩め）動作が
行える。レバー５を逆方向に回動させると、前記クラッ
チ歯17,19が空転するため、レバー５を回動させても出
力軸１は空転する。このように、レバー５を回動させる
場合には、通常のラチェット式ソケットレンチと同様
に、レバー５を往復回動させたときにその一方向のみに
おいてボルトやナット類の締付け（又は緩め）作業が行
える。右のピン21を押し込んだときには、右のドライブ
ギヤ14と右のピニオンギヤ10において同様の動作が行わ
れる。

次に、レバー５を用いずに、グリップ６のみを往復回動
させる場合を説明する。

この場合は、グリップ６を握り易くするため、第２図中
の想像線で示すように、連結軸７を軸としてグリップ６
を持ち上げると良い。この状態で一方の手でグリップ６
を握り、他方の手でレバー５を握る。そして、グリップ
６を回転軸９を中心として左右に往復回動させる。グリ
ップ６はレバー５に対して相対的に回動するのであっ
て、第３図に示すように、グリップ６とレバー５を植木
挟みの柄のように両手で開いたり閉じたりする動作を行
う。

第１図に示す状態から第３図に示す状態になるまでグリ
ップ６を回動させたとき（この動作を往動とする）に
は、第３図において、円弧状ギヤ８が時計方向に回転す
るため、左右のピニオンギヤ10,11が反時計方向に回転
する。このとき、右のピニオンギヤ10はクラッチ歯16,1
8が噛合わないため空転する。他方、左のピニオンギヤ1
1はクラッチ歯17,19が噛合うため、左のドライブギヤ15
も反時計方向に回転する。左のドライブギヤ15は出力ギ
ヤ４に噛合っているため、出力ギヤ４は時計方向に回転
し、出力軸１も時計方向に回転する。なお、右のドライ
ブギヤ14は、左のドライブギヤ15によって時計方向に空
転する。

次に、第３図に示す状態から第１図に示す状態になるま
でグリップ６を回動させたとき（この動作を復動とす
る）には、第３図において、円弧状ギヤ８が反時計方向
に回転するため、左右のピニオンギヤ10,11が時計方向
に回転する。このとき、左のピニオンギヤ11はクラッチ
歯17,19が噛合わないため空転する。他方、右のピニオ
ンギヤ10はクラッチ歯16,18が噛合うため右のドライブ
ギヤ14も時計方向に回転する。右のドライブギヤ14は出
力ギヤ４に噛合っておらず、右のドライブギヤ14の時計
方向の回転により、左のドライブギヤ15が反時計方向に
回転する。左のドライブギヤ15の回転によって出力ギヤ
４は時計方向に回転し、出力軸１は、グリップ６の往動
時と同じく、時計方向に回転する。なお、左のドライブ
ギヤ15の回転は、その上のピニオンギヤ11の空転に影響
しない。このように出力軸１は、グリップ６の往復回動
動作に伴って連続的に同一方向に回転する。

また、第５図に示すように、右のピン21を押し込んだと
きには、前記の動作とは逆の動作が行われ、出力軸１
は、グリップ６の往復回動動作に伴って連続的に反時計
方向に回転する。すなわちピン21,22によって、出力軸
１の回転方向を切り替えることができる。

具体的に説明すると、右のピン21を押し込んだときに
は、グリップ６の往動時には、左のピニオンギヤ11とド
ライブギヤ15のクラッチ歯17,19が噛合い、左のドライ
ブギヤ15の反時計方向の回転が右のドライブギヤ14を時
計方向に回転させる。この右のドライブギヤ14の時計方
向の回転によって出力ギヤ４が反時計方向に回転し、出
力軸１も反時計方向に回転する。

また、グリップ６の復動時には、右のピニオンギヤ10と
ドライブギヤ14のクラッチ歯16,18が噛み合い、右のド
ライブギヤ14の時計方向の回転が出力ギヤ４を反時計方
向に回転させるため、出力軸１も反時計方向に回転す
る。

なお、前記円弧状ギヤ８は、外歯型のものを示したが、
内歯型（円弧状のスリットの内周に歯が形成されている
もの）として、ピニオンギヤ10と11をスリット内におい
て噛合うように構成しても良い。

また、ピニオンギヤ10,11から出力軸１までの伝達機構
として、クラッチ歯16〜19とドライブギヤ14,15と出力
ギヤ４を用いたものを示したが、この伝達機構の構成
は、他の構成であっても良く、例えば、更に中間の伝達
ギヤを増設したり、プーリとベルトを用いて伝達するも
のであっても良い。

また、本考案の機構は、ソケットレンチの他、ドライバ
のような回転工具にも適用でき、さらに航空機、船舶、
鉄道、自動車、自転車、建設や建築、重機、機械、発
電、モータ、事務機、医療機器等の回転動力を必要とす
るものの全てに広く適用可能である。

（考案の効果） 以上詳細に説明したように、本考案は、往復円弧運動す
る円弧状ギヤが往動する際に空転するクラッチと復動す
る際に空転するクラッチとを一対のピニオンギヤと一対
のドライブギヤの間にそれぞれ設けるとともに、出力ギ
ヤを一方のドライブギヤと他方のドライブギヤのいずれ
かと噛合わせる構成とした。このため、出力ギヤを一方
のドライブギヤと噛合わせれば正方向に回転させ、他方
のドライブギヤと噛合わせれば逆方向に回転させること
ができる。

したがって、必要な時期に出力ギヤ（出力軸）を正方向
に回転させたり、あるいは逆方向を回転させることがで
きる。また、正逆回転運動を必要とする機械等に本考案
を適用すれば、往復円弧運動を効率よく回転運動に変換
することができ、しかもその回転方向を正逆自在に変え
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る一実施例の構成を示す平面図、第
２図はその断面図、第３図はグリップを開いた状態の同
実施例の平面図、第４図は同実施例を構成するドライブ
ギヤの平面図、第５図は右のピンを押し込んだときの同
実施例の平面図である。 １…出力軸、４…出力軸 ５…レバー、６…グリップ ８…円弧状ギヤ 10,11…ピニオンギヤ 14,15…ドライブギヤ 16〜19…クラッチ歯 20…三角板、21,22…ピン

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】一つの支軸を中心として往復円弧運動する
   円弧状ギヤと、 その円弧状ギヤに噛合う一対のピニオンギヤと、 互いに噛合う一対のドライブギヤと、 一方のピニオンギヤと一方のドライブギヤの間に設けら
   れ、前記円弧状ギヤが往動する際に空転するクラッチ
   と、 他方のピニオンギヤと他方のドライブギヤの間に設けら
   れ、前記円弧状ギヤが復動する際に空転するクラッチ
   と、 前記一対のドライブギヤのいずれかに噛合い、正方向又
   は逆方向に回転運動する出力ギヤと、 を有することを特徴とする往復円弧運動を回転運動に変
   換する機構。