(57)【特許請求の範囲】
【請求項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、
前記角ドライブ部が回転不能に貫通装入される装入孔部が形成され、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、を有し、
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ユニット。
【請求項２】
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、
前記角ドライブ部が回転不能に貫通装入される装入孔部が形成され、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、プランジャー型の係合部材と、
を有することを特徴とする角ドライブユニット。
【請求項３】
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請求項２に記載の角ドライブユニット。
【請求項４】
前記トルク伝達部は、前記角ドライブ部の外形と同形状の内径孔部を有する円柱形状に形成され、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１つに記載の角ドライブユニット。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１つに記載の角ドライブユニットを備えたことを特徴とするトルク機器。
【請求項６】
前記角ドライブユニット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５に記載のトルク機器。
【請求項７】
前記トルク伝達部の外周にラチェットを形成し、前記トルク伝達部を回転可能に支持する支持部材に前記ラチェットと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５または６に記載のトルク機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
直方体形状に形成した角ドライブ部の対向する側面の幅（二面幅という）は、トルクレンチの締め付けトルク範囲に対応して十分な捩じり剛性が得られる寸法に設定している。
【０００６】
前記二面幅の寸法が大きくなると、装着するソケットの外径や前記エクステンションバーの外径が必然的に大きくなり、トルクレンチの先端部が重くなり、ソケットやエクステンションバーの軽量化が望まれていた。
【０００７】
このため、角ドライブ部の耐久性をある程度犠牲にしても、同じトルク調整範囲内での使用を許容できる範囲内で角ドライブ部の二面幅寸法を小さくできれば、使用するソケットの外径やエクステンションバーの外径を小さくでき、例えばエクステンションバーの軽量化を図ることが提案されている。
【０００８】
ところで、角ドライブ部は伝達軸部と一体に形成されている構造のため、トルク伝達部にトルクを加えて締結部材を締め付けると、角ドライブ部の根元部分に応力が集中する。したがって、角ドライブ部の二面幅の寸法を小さくした場合と大きくした場合に、同じトルクを加えても耐久性の点において差が生じ、二面幅の寸法を小さくした角ドライブ部の耐久性が劣る。
【０００９】
一方、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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００４−２６１９３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の第１の目的は、角ドライブ部の二面幅の寸法を小さくしても耐久性を向上させることができる構造の角ドライブユニットを提供することにある。
【００１２】
本発明の第２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ユニットを提供することにある。
【００１３】
本発明の第３の目的は、ヘッド部の角ドライブ部に装着でき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の外径を小径化できるトルク機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の第１及び第２の目的を実現する角ドライブユニットの構成は、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、前記角ドライブ部が回転不能に貫通装入される装入孔部が形成され、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。ここで、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が形成されている。
【００１５】
本発明の第１及び第２の目的を実現する角ドライブユニットの構成は、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、前記角ドライブ部が回転不能に貫通装入される装入孔部が形成され、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、プランジャー型の係合部材と、を有する。
【００１６】
本発明の第３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ユニットを備えた。
【発明の効果】
【００１７】
本発明による角ドライブユニットによれば、角ドライブ部をトルク伝達部とは別部品とすることにより、捩じりトルクによる応力が集中する部分が存在しないので、応力を下げることができ、耐久性が向上する。
【００１８】
また、角ドライブ部とトルク伝達部とをそれぞれ最適な材質を選択することができ、最適な熱処理および表面処理を施すことができる。
【００１９】
さらには、角ドライブ部あるいはトルク伝達部が破損しても、破損した部品のみを交換すればよく、角ドライブユニット全体の交換は不要である。
【００２０】
請求項１，３に係る発明によれば、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さらに向上する。
【００２１】
請求項５に係る発明によれば、装着するアタッチメントの小型化に伴う軽量化を図ることができる。また、角ドライブ部の強度向上により、同じ使用トルクで例えばワンサイズ下の角ドライブ部を使用でき、装着するアタッチメントもワンサイズ下のものを使用できるため、アタッチメントの軽量化による締結部材の締め付け作業を行う作業者の作業環境が改善される。
【００２２】
さらに、角ドライブ部の寸法を規格に沿って形成することで、従来のアタッチメントを使用することができ、ユーザーの選択肢が広がる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１実施形態を示す角ドライブユニットの分解斜視図。
【図２】図１の角ドライブユニットの組み立て状態を示す縦断面図。
【図３】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。
【図４】本発明の第２実施形態を示す角ドライブ部の斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下本発明を図面に示す実施形態に基づいて説明する。
【００２５】
第１実施形態
図１は本発明の第１実施形態を示す角ドライブユニットの分解斜視図、図２はその組み立て状態を示す縦断面図、図３は図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である。
【００２６】
本実施形態の角ドライブユニット１は、例えば図３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。
【００２７】
角ドライブユニット１は、角軸の角ドライブ部２と、角ドライブ部２が装入される内径孔部３が形成されたトルク伝達部４とを有する。
【００２８】
角ドライブ部２は、中実の直方体形状に形成した角ドライブ本体５の他端側の端面に脱落防止用のフランジ部６を一体形成した構造としている。
【００２９】
トルク伝達部４の内径孔部３は角ドライブ本体５の外形よりも若干大きなサイズの四角形の内径孔に形成され、フランジ部６が内径部３の開口端に当接するまで角ドライブ本体５がガタなく装入し、角ドライブ本体５の一端部は内径孔部３を貫通する。角ドライブ本体５が内径孔部３に装入した状態で、角ドライブ本体５はトルク伝達部４に回転不能に係合する。
【００３０】
本実施形態のトルク伝達部４は、外周部にラチェット歯７が形成され、軸方向両端部に軸部８、９が形成されている。軸部８、９は例えば図３のトルクレンチ２０のヘッド部２１の構造部材に回転自在に支持される。一方の軸部８の内径部１０は、内径孔部３よりも大径に形成され、フランジ部６が嵌まり込む。ヘッド部２１の構造部材には、ラチェット歯７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。
【００３１】
また、内径部１０の内周面には、フランジ部６の端面に一致して内周溝１１を形成する。内周溝１１には、フランジ部６の端面が当接するＣ形止め輪１２を嵌め込み、角ドライブ部２の抜けを防止している。
【００３２】
したがって、トルク伝達部４にトルクが加わると、角ドライブ部２はトルク伝達部４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。
【００３３】
トルク伝達部４を貫通する角ドライブ本体５の一端部の一側面には、角ドライブ本体５の軸方向と直交する方向（横方向とする）に有底の横穴部１３が形成されている。横穴部１３内には、ばね１４が配置され、さらにプランジャー型の係合部材１５が移動自在に配置されていて、係合部材１５がばね１４により外方向に向けて付勢される。横穴部１３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１５の抜けを防止している。係合部材１５は、円板状の基部１６の前面に半球形状の球面部１７を設けた構成とし、横穴部１３の開口端から外方に突出する球面部１７の突出長さを長くしている。
【００３４】
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、角ドライブ本体５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１３の内径を小さくし、あるいは角ドライブ本体５の耐久性を向上させる観点より、横穴部１３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、本実施形態の係合部材１５は、かしめ処理により横穴部１３の開口縁の内径を若干狭めた縁部に基部１６が当接し、球面部１７が横穴部１３の開口端から外方に突出するので、球面部１７の長さを適宜設定することにより、横穴部１３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。
【００３５】
図３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。
【００３６】
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５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。したがって、嵌合穴のサイズが小さいサイズのアタッチメントを使用できれば、その分軽いアタッチメントを使用することができることになる。
【００３７】
しかし、トルク伝達部と角ドライブ部が一体に形成されている従来の角ドライブにあっては、角ドライブ部の根元部分への応力集中という点から角ドライブ部の二面幅の寸法を大きくしている。
【００３８】
これに対し、本実施形態の角ドライブユニット１は、トルク伝達部４と、角ドライブ部５とを別部材で構成することにより、従来のように、角ドライブ部の根元部への応力集中という問題がなくなり、二面幅の寸法を決定する安全率を下げることが可能となる。このため、従来の角ドライブと比較した場合、同じ角ドライブ部の二面幅の寸法であっても耐久性を向上させることができる。
【００３９】
また、本実施形態の角ドライブユニット１は、トルク伝達部４と、角ドライブ部５とを別部材で構成しているので、トルク伝達部４と角ドライブ部５に対し、それぞれ最適な材質の選択と熱処理および表面処理を行うことができ、より一層耐久性を向上させることができる。
【００４０】
さらに、トルク伝達部４と角ドライブ部５のいずれかが破損しても、破損した部品のみの交換が可能となり、全体の交換が不要となる。
【００４１】
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。
【００４２】
第２実施形態
図４は第２実施形態を示す角ドライブユニットの角ドライブ部の斜視図である。なお、第１実施形態と同様に、角ドライブ部５０はトルク伝達部の四角形に形成された内径孔部に装入される。
【００４３】
本第２実施形態は、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が角ドライブ部の耐久性に及ぼす影響を少なくする構造に関する。
【００４４】
角軸形状の角ドライブ部が嵌合するアタッチメントの嵌合穴部は、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が嵌合穴に挿入される。図１、図４において、角ドライブ部５、５０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５、５０のトルクをアタッチメントに伝達する。
【００４５】
角ドライブ部５、５０には、捩じりトルクが加わる。図１に示す角ドライブ部５において、角ドライブ部５の先端まで角部Ｃが形成されているため、捩じり応力による捩じり変形は、角ドライブ部５の先端から発生する。このため、横穴部１３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１３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１３の内径を小さくすることが効果的である。このような観点より、第１実施形態では、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１５を設けた構造としている。
【００４６】
本実施形態の角ドライブ部５０は、直方体形状に形成した角ドライブ本体５１の他端にフランジ部５２を設けた構造の点においては第１実施形態の角ドライブ部５と同様である。
【００４７】
本実施形態の角ドライブ部５０は、角ドライブ本体５１に、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５３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５４を設けている。角部Ｃの非形成領域５４は、軸方向において角部Ｃの形成領域５３より先端側に設けている。そして、横穴部１３を角部Ｃの非形成領域５４内に配置している。
【００４８】
本実施形態において、直方体状の角ドライブ本体５１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５４を設け、角部Ｃの非形成領域５４とフランジ部５２との間を角部Ｃの形成領域５３としている。逆に言えば、角ドライブ本体５１に設けた横穴部１３から先端までを角部Ｃの非形成領域５４とし、角部Ｃの非形成領域５４と隣り合う領域を角部Ｃの形成領域５３としている。
【００４９】
本実施形態によれば、角ドライブ本体５１の先端から横穴部１３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５４である。このため、アタッチメントにトルクを伝達した際、角部Ｃの非形成領域５４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５４には殆ど捩じり応力が発生しない。
【００５０】
したがって、横穴部１３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。
【符号の説明】
【００５１】
１  角ドライブユニット
２  角ドライブ部
３  内径孔部
４  トルク伝達部
５  角ドライブ本体
６  フランジ部
７  ラチェット歯
８，９  軸部
１０  内径部
１１  内周溝
１２  Ｃ形止め輪
１３  横穴部
１４  ばね
１５  係合部材
１６  基部
１７  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
２７  グリップ部
５０  角ドライブ部
５１  角ドライブ本体
５２  フランジ部
５３  形成領域
５４  非形成領域
Ｃ  角部
【図１】
0005769576.tif 000002
【図２】
0005769576.tif 000003
【図３】
0005769576.tif 000004
【図４】
0005769576.tif 000005