(57)【要約】【課題】ボールの磨耗や削剥を防止して、十分な締付トルクを長期間確保するラチェットレンチを提供するものである。【解決手段】コイルスプリング５２とボール５４との間にそれらの接触を阻止するリテーナ６２を介在させると共に、ガイドブッシュ５６におけるボール５４が接触する位置に環状の凹部７２を形成する。ボール５４がガイドブッシュ５６と接触する面積を従来より広くして、ボール５４の磨耗を軽減させることができ、かつボール５４がコイルスプリング５２に直接接触しないことによりボール５４の磨耗と削剥を防止することができる。これによって、コイルスプリング５２によるシャンク３２にかかるフリクションの低減を防止して、締付けや緩め作業に必要なトルクを安定的に確保することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、前記ハウジングに揺動自在に取付けられるものであって第一係合手段を有する揺動体と、前記第一係合手段と係合する第二係合手段を有する翼部材を揺動自在に取付けたシャンクと、前記シャンクに形成した内部空間に収容されるものであって前記シャンクに摩擦を与えるための弾性体及びその弾性体で付勢されるボールと、前記内部空間を閉じるものであって前記ボールと接触する接触部材とを有するラチェットレンチにおいて、前記弾性体と前記ボールとの間にそれらの接触を阻止する中間部材を備え、前記接触部材の前記ボールとの接触箇所に環状の凹部を形成することを特徴とするラチェットレンチ。
【請求項２】
前記弾性体をコイルスプリングとしたことを特徴とする請求項１記載のラチェットレンチ。
【請求項３】
前記中間部材の素材の硬度を前記弾性体の素材の硬度と近いものにすることを特徴とする請求項１記載のラチェットレンチ。
【請求項４】
前記中間部材の前記ボールとの接触箇所の断面形状を前記ボールの表面と合致する部分球面形状とすることを特徴とする請求項１記載のラチェットレンチ。
【請求項５】
前記接触部材の環状の凹部の断面形状を前記ボールの表面と合致する部分球面形状とすることを特徴とする請求項１記載のラチェットレンチ。
【請求項６】
前記接触部材の環状の凹部の断面形状の殆どを前記ボールの表面と合致する部分球面形状とし、その部分球面形状の最深部にその最深部より深い溝を形成したことを特徴とする請求項１記載のラチェットレンチ。
【請求項７】
前記接触部材の前記環状の凹部の断面形状をＶ字形としたことを特徴とする請求項１記載のラチェットレンチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車や産業機械等の組立や分解の際にボルトやナットを締付けたり緩めたりする作業に用いるラチェットレンチに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ボルトやナット等を確実かつ迅速に締付けたり外したりするために、電動または手動のラチェットレンチが用いられている。従来既知のラチェットレンチは特許文献１に示されており、その要部構造を図９乃至図１４に基づいて説明する。図９及び図１０に示すように、ハウジング１０内には、図示しないモータによって回転運動並びに往復摺動運動させられるクランクシャフト１２が備えられる。そのクランクシャフト１２の先端には、その軸中心より偏心してその軸中心と並行な芯１４が一体に形成される。その芯１４には挿通穴１６を有するブッシュ１８が芯１４に対して相対的に移動自在な状態で嵌合される。
【０００３】
図９及び図１１に示すように、ハウジング１０の先端には第一環状保持部２０ａと第二環状保持部２０ｂとから成る一対の環状保持部が一体に形成され、その一対の環状保持部２０ａ，２０ｂの間に、図１０及び図１２に示す揺動体２２が備えられる。この揺動体２２の中央には穴２４が形成され、その穴２４の内壁には第一係合手段としての内歯歯車２６が形成されている。揺動体２２はその先端に一対の腕部２８を有し、その一対の腕部２８の間に空間部３０が形成される。その空間部３０内に前記ブッシュ１８が回転自在で、しかも一対の腕部２８から外れないように嵌合される。
【０００４】
一対の環状保持部２０ａ，２０ｂの間に取付けた揺動体２２の中央の穴２４に、図１３及び図１４に示すシャンク３２が装着される。シャンク３２はボルト等を間欠的に回転させるためのもので、円柱を基本形状とする基部３４と、その基部３４と一体に形成される立方体状の係合部３６とから成る。このシャンク３２の円柱状の基部３４が、揺動体２２の中央の穴２４に挿入される。円柱状の基部３４の側面には凹部３７が形成され、その凹部３７に、支軸部材としてのピン３８を中心に揺動自在な翼部材４０が備えられる。翼部材４０の左右両端にはそれぞれ第二係合手段としての複数個の爪４２が形成されている。この爪４２は前記揺動体２２の内歯歯車２６と係合する。なお、図９，図１２，図１３及び図１４に示すシャンク３２は翼部材４０を１個備えたものを示すが、翼部材４０を２個備えるものであっても良い。
【０００５】
円柱状の基部３４の軸中心において係合部３６と反対側の位置に穴４４が形成されており、この穴４４に、ノブ４６を一体に形成した円柱状の切換部材４８を、挿入嵌合させる（図９）。切換部材４８のノブ４６を回すことによって、切換部材４８はシャンク３２の基部３４の穴４４に嵌合された状態で正逆方向に回転する。この切換部材４８の切り換えによって、揺動体２２の内歯歯車２６に係合する翼部材４０の爪４２は一方側から他方側へと切り換わり、締付け方向の回転と緩み方向の回転との切り換えを行う。
【０００６】
このラチェットレンチでは、図示しないモータが駆動することによって、クランクシャフト１２が回転運動並びに往復運動し、それに伴って揺動体２２が往復運動し、揺動体２２と噛み合うシャンク３２が間欠的に回転する。シャンク３２の係合部３６に図１１に示すソケットの一端を係合させ、このソケットの他端に図示しないボルト等を係合させることによって、ボルト等の締付けや外しを間欠的に行うことができる。
【０００７】
また、図９，図１２，図１３及び図１４に示すように、シャンク３２の基部３４には前記ピン３８と平行に２箇所の内部空間としての孔５０が形成され、その孔５０は前記係合部３６に近い位置が外部に開口する。この孔５０の中に弾性体としてコイルスプリング５２と摺接部材としてのボール５４が入れられ、接触部材としてのガイドブッシュ５６によって孔５０の開口部が閉じられる。このガイドブッシュ５６にはコイルスプリング５２によって付勢されるボール５４が接触する。環状保持部２０ａに取り付ける止め輪５８によって、ガイドブッシュ５６が孔５０の閉鎖状態を保つように環状保持部２０ａに保持される。
【０００８】
シャンク３２は一対の環状保持部２０ａ，２０ｂの間に取り付けられる。シャンク３２の取り付けは、図９においてシャンク３２の基部３４の上部を、一方の環状保持部２０ａの中央の空間から他方の環状保持部２０ｂに向けて挿入し、他方の環状保持部２０ｂの内側に設けた段部６０と当接係合させる。この際、図９及び図１４に示すように、コイルスプリング５２とボール５４が孔５０の中に収納されるようにガイドブッシュ５６で孔５０の開口部を閉じておく。その後、環状保持部２０ａに止め輪５８を嵌合固定することによって、シャンク３２は回転自在な状態で、環状保持部２０ａと環状保持部２０ｂの間に保持される。
【０００９】
シャンク３２が環状保持部２０ａと環状保持部２０ｂの間に保持された状態では、コイルスプリング５２の一端はボール５４とガイドブッシュ５６と環状保持部２０ａに固定されている止め輪５８を押し、コイルスプリング５２の他端はシャンク３２の基部３４を押す。このコイルスプリング５２のばね力によってシャンク３２は環状保持部２０ｂの段部６０側に押圧され、これによってシャンク３２にフリクションが加えられる。これにより、シャンク３２の締付トルクを維持し、ボルト等の締付けや緩め作業を可能とする。
【特許文献１】特開２００１−３０１７９号公報（第２−３頁、図１６及び図１７）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
コイルスプリング５２とガイドブッシュ５６により挟持されているボール５４は、コイルスプリング５２に対してもガイドブッシュ５６に対しても回転自在なものであり、締付けや緩め作業を行うシャンク３２の回転をスムースに行わせるためのものである。このボール５４はガイドブッシュ５６とは点で接触する。このため、長期の使用によってボール５４におけるガイドブッシュ５６との接触箇所が磨耗して、点接触から面接触へと変化する。ボール５４におけるガイドブッシュ５６との接触箇所が磨耗すると、コイルスプリング５２のばね力が弱くなって、シャンク３２に及ぼすフリクションが小さくなって、締付トルクが弱くなる。
【００１１】
また、ボール５４におけるガイドブッシュ５６との接触箇所が磨耗すると、ボール５４が転動しなくなるので、ボール５４におけるコイルスプリング５２との接触箇所が同一箇所となる。コイルスプリング５２の先端部はやや鋭利な形状になっているものもあるので、コイルスプリング５２に常に接触するボール５４の接触箇所はコイルスプリング５２によって削られる。この結果、コイルスプリング５２のばね力が更に弱くなって、締付トルクが一段と弱くなるという欠点が発生する。更に、コイルスプリング５２のばね力が弱くなると、シャンクに振動が発生するという欠点があった。
【００１２】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ボールの磨耗や削剥を防止して、十分な締付トルクを長期間確保するラチェットレンチを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、ハウジングと、前記ハウジングに揺動自在に取付けられるものであって第一係合手段を有する揺動体と、前記第一係合手段と係合する第二係合手段を有する翼部材を揺動自在に取付けたシャンクと、前記シャンクに形成した内部空間に収容されるものであって前記シャンクに摩擦を与えるための弾性体及びその弾性体で付勢されるボールと、前記内部空間を閉じるものであって前記ボールと接触する接触部材とを有するラチェットレンチにおいて、前記弾性体と前記ボールとの間にそれらの接触を阻止する中間部材を備え、前記接触部材の前記ボールとの接触箇所に環状の凹部を形成するラチェットレンチである。
【００１４】
本発明はまた、前記弾性体をコイルスプリングとする。前記中間部材の前記ボールとの接触箇所の断面形状を前記ボールの表面と合致する部分球面形状とする。前記接触部材の環状の凹部の断面形状を前記ボールの表面と合致する部分球面形状とする。前記接触部材の環状の凹部の断面形状の殆どを前記ボールの表面と合致する部分球面形状とし、その部分球面形状の最深部にその最深部より深い溝を形成する。前記接触部材の環状の凹部の断面形状をＶ字形とする。
【発明の効果】
【００１５】
弾性体とボールとの間にそれらの直接接触を阻止する中間部材を備えると共に、接触部材におけるボールの環状の接触箇所に凹部を形成し、その凹部の壁面にボールを接触させる。これによって、コイルスプリングに接触するものを磨耗の少ない中間部材とすることで、ボールの磨耗や削剥を防止する。また、ボールを接触部材に形成した環状の凹部の壁面に接触させることで、ボールと接触部材との接触面積を従来より広くして、ボールにかかる面圧を低くし、ボールの磨耗を軽減する。このように、コイルスプリングによる中間部材への磨耗や削剥を軽減すると共にボールへの磨耗や削剥を軽減することにより、シャンクにかかるフリクションの低減を防止でき、シャンクの締付トルクを長期間にわたって安定的に維持し、シャンクの振動の発生を抑制することができる。更に、接触部材の環状の凹部にグリースやオイルを収容することで、ボールの回転が良くなると共にボールの磨耗を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明は、ボールの磨耗や削剥を防止し、十分な締付トルクを長期間確保することのできるラチェットレンチである。以下、本発明を図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１７】
図１は本発明に係るラチェットレンチの要部断面図である。図１において、図９乃至図１４と同一符号は同一部材を示す。本発明のラチェットレンチにおいても、従来と同様に、ハウジング１０と、第一環状保持部２０ａ並びに第二環状保持部２０ｂと、第一係合手段としての内歯歯車２６を形成した揺動体２２と、第二係合手段としての爪４２を有する翼部材４０を備えたシャンク３２を有する。更に、シャンク３２には内部空間としての孔５０を形成し、その孔５０の内部にシャンク３２にフリクションを与えるための弾性体としてのコイルスプリング５２とそのコイルスプリング５２によって付勢されるボール５４を収納し、コイルスプリング５２とボール５４とを接触部材であるガイドブッシュ５６によって孔５０内に収容する。
【００１８】
本発明が従来のラチェットレンチと異なる点は、コイルスプリング５２とボール５４との間に中間部材としてのリテーナ６２を介在させることである。即ち、リテーナ６２を介在させることによって、ボール５４とコイルスプリング５２とを直接接触させないようにする。シャンク３２の基部３４に設けた孔５０内には、コイルスプリング５２とリテーナ６２とボール５４の順に挿入し、それらコイルスプリング５２とリテーナ６２とボール５４が孔５０から出ないように、孔５０の開口部をガイドブッシュ５６で閉じる。なお、リテーナ６２の素材は特に限定するものではないが、コイルスプリング５２の先端部と接触する箇所の削剥を発生させないことから、リテーナ６２の素材の硬度はコイルスプリング５２の素材の硬度と近いものにすることが望ましい。
【００１９】
図２に示すように、リテーナ６２は円柱状で相対的に径大な頭部６４とそれに一体に固定される相対的に径小の軸部６６とから成り、頭部６４には軸部６６と反対側の端面にボール５４の表面に合致する部分球面形状の凹部６８を形成する。リテーナ６２を孔５０内に挿入する際に軸部６６をコイルスプリング５２の中心軸位置の内部空間に装着する。これによって、リテーナ６２
のコイルスプリング５２に対する位置が安定する。コイルスプリング５２の一端はリテーナ６２の頭部６４に接触する。
【００２０】
本発明が従来のラチェットレンチと異なるもう一つの点は、図３に示すように、環状のガイドブッシュ５６における孔５０の開口部に対向する対向面７０に、ボール５４と接触するための環状の凹部７２を形成する。この凹部７２の断面は、ボール５４の表面に合致する部分球面形状とする。
【００２１】
シャンク３２に形成された孔５０内にコイルスプリング５２とリテーナ６２とボール５４とを収容した状態で、ガイドブッシュ５６によって孔５０の開口部を閉じると、ボール５４はリテーナ６２の凹部６８とガイドブッシュ５６の凹部７２とに接触し、ボール５４はリテーナ６２とガイドブッシュ５６とに接触した状態で自由に回転できる状態となる。リテーナ６２の凹部６８はボール５４の表面に合致する部分球面形状であるので、ボール５４がリテーナ６２と接触する面積は広い部分球面となる。ガイドブッシュ５６の凹部７２はボール５４の表面に合致する部分球面形状であるので、ボール５４がガイドブッシュ５６と接触する箇所は凹部７２の円弧線となる。
【００２２】
以上のように構成された本発明では、ボール５４とリテーナ６２との接触面積は面接触（部分球面接触）になり、従来のようなボール５４とコイルスプリング５２との環状の接触箇所と比べて、接触面積が非常に広くなる。このため、ボール５４に磨耗や削剥が生じにくい。更に、リテーナ６２の素材の硬度をコイルスプリング５２の素材の硬度に近いものとすることで、リテーナ６２にも磨耗や削剥が生じにくい。また、ボール５４とガイドブッシュ５６との接触は線接触になり、従来の点接触に比べて接触面積が広くなり、ボール５４の磨耗を軽減することができる。このように本発明では、ボール５４が接触する２つの部材（リテーナ６２とガイドブッシュ５６）との接触面積は従来のものより広くなり、ボール５４にかかる面圧が低くなって、ボール５４の磨耗や削剥を防止することができる。特に、ボール５４が接触するリテーナ６２の凹部６８とガイドブッシュ５６の凹部７６をボール５４の表面に合致する部分球面形状にすることで、ボール５４にかかる面圧をより低くすることができる。また、リテーナ６２を介してボール５４をコイルスプリング５２の先端部に直接接触させないようにすることで、ボール５４の磨耗や削剥を防止することができる。このように、ボール５４の磨耗や削剥を防止すると共にリテーナ６２がコイルスプリング５２によって削られることがないので、シャンク３２にかかるフリクションが弱まることがなく、十分な締付トルクを長期間確保することができる。また、シャンク３２にかかるフリクションを確保できるので、シャンクに振動が発生することがなくなる。
【００２３】
ボール５４とリテーナ６２の凹部６８との間や、ボール５４とガイドブッシュ５６の凹部７６との間に、ペースト状のグリースや液状の油を介在させることが好ましい。例えば、ボール５４にグリースを付けたり、ガイドブッシュ５６の凹部７６に液状のオイルを入れたりすることで、ボール５４とリテーナ６２やガイドブッシュ５６との接触箇所の回転をスムースに行わせることができる。このグリースやオイルよってボール５４の磨耗や削剥を更に軽減することができる。
【実施例２】
【００２４】
次に、リテーナの他の実施例を図４並びに図５に示す。リテーナ７４は、１枚の円形の板をプレス成形したもので、一方の面の中央にボール５４の表面に合致する部分球面形状の凹部７６を形成するものである。図４及び図５に示すように、リテーナ７４を平面から見ると、中央が突出部７８（その裏側が凹部７６である）で、その突出部７８の周囲に環状の平板部８０が形成される。リテーナ７４の凹部７６にボール５４を接触させ、リテーナ７４の平板部８０にコイルスプリング５２を接触させる。リテーナ７４が孔５０内で上下がひっくり返ることがない程度に、リテーナ７４の外径を孔５０の内径に近い寸法に設定するのが望ましい。この実施例２では実施例１と同様に、環状のガイドブッシュ５６に環状の凹部７２を形成し、その凹部７２にボール５４を接触させる。
【００２５】
この実施例２においても実施例１と同様に、ボール５４はリテーナ７４の部分球面形状の凹部７６やガイドブッシュ５６の部分球面形状の凹部７２と接触するので、ボール５４にかかる面圧が低くなり、ボール５４の磨耗を防止することができる。また、ボール５４はリテーナ７４とは接触するが、コイルスプリング５２とは直接接触しないので、コイルスプリング５２によるボール５４の削剥を防止することができる。このように、ボール５４の磨耗や削剥を防止すると共にリテーナ６２がコイルスプリング５２によって削られることがないので、シャンク３２にかかるフリクションを充分確保して、必要とする締付トルクを長期間確保することができる。
【実施例３】
【００２６】
次に、リテーナのその他の実施形態を図６に示す。リテーナ８２は、一方に閉鎖端面８４を有する一端閉鎖の筒状形状であり、閉鎖端面８４の外側面の中央部にボール５４の表面に合致する部分球面形状の凹部８６を形成したものである。コイルスプリング５２は、リテーナ８２の筒状の内部空間を通って閉鎖端面８４に接触するようにし、リテーナ８２の凹部８６をボール５４に接触させる。この実施例３では実施例１と同様に、環状のガイドブッシュ５６に環状の凹部７２を形成し、その凹部７２にボール５４を接触させる。
【００２７】
この実施例３においても実施例１と同様に、ボール５４はリテーナ８２の部分球面形状の凹部８６やガイドブッシュ５６の部分球面形状の凹部７２と接触するので、ボール５４にかかる面圧が低くなり、ボール５４の磨耗を防止することができる。また、ボール５４はリテーナ８２とは接触するが、コイルスプリング５２とは直接接触しないので、コイルスプリング５２によるボール５４の削剥を防止することができる。このように、ボール５４の磨耗や削剥を防止すると共にリテーナ８２がコイルスプリング５２によって削られることがないので、シャンク３２にかかるフリクションを充分確保して、必要とする締付トルクを長期間確保することができる。
【実施例４】
【００２８】
次に、ガイドブッシュの他の実施形態を図７に示す。ガイドブッシュ８８に形成する環状の凹部９０は、ボール５４の表面に合致する部分球面部９２と、その部分球面部９２の中央部に、そこより深い油溜めとしての溝９４を形成したものである。凹部９０の部分球面部９２は、実施例１の凹部７２とほぼ同じ程度の長い円弧線を介してボール５４と接触する。また、このガイドブッシュ８８の凹部９０の溝９４にペースト状のグリスまたは液状のオイルを収容することで、ボール５４の回転が良くなる。このガイドブッシュ８８の凹部９０がボール５４と接触する円弧線が従来の点と比べて長くなり、しかも溝９４に収容されるグリスまたはオイルがボール５４に常に付着することによって、ボール５４の磨耗を防止することができる。
【実施例５】
【００２９】
次に、ガイドブッシュのその他の実施形態を図８に示す。ガイドブッシュ９６に形成する環状の凹部９８は、断面がＶ字形の溝となっている。このＶ溝にグリスまたはオイルを収容する。この凹部９８においては、Ｖ字形溝の両壁面の点１００においてボール５４が凹部９８と接触する。断面がＶ字形の凹部９８は簡単に製造でき、製造コストが安価である。この実施例５ではボール５４はガイドブッシュ９６の凹部９８の壁面と２箇所（点１００）で接触するが、この凹部９８にグリスまたはオイルを充分収容して、ガイドブッシュ９６とボール５４との接触箇所にグリスまたはオイルを介在させる。これによって、ボール５４の回転を良くしてボール５４の磨耗を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明に係るラチェットレンチの一実施例を示す要部縦断面図である。
【図２】図１に用いるリテーナの斜視図である。
【図３】図１に用いるガイドブッシュの要部断面図である。
【図４】本発明に係るラチェットレンチの他の実施例を示す要部縦断面図である。
【図５】図４に用いるリテーナの平面図である。
【図６】本発明に係るラチェットレンチのその他の実施例を示す要部縦断面図である。
【図７】本発明に用いる他のガイドブッシュの要部断面図である。
【図８】本発明に用いるその他のガイドブッシュの要部断面図である。
【図９】従来のラチェットレンチの要部断面図である。
【図１０】図９のラチェットレンチに用いる揺動体を示す斜視図である。
【図１１】図９のラチェットレンチの環状保持部を示す斜視図である。
【図１２】図９のラチェットレンチに用いるシャンクを示す断面図である。
【図１３】図９のラチェットレンチに用いるシャンクを示す斜視図である。
【図１４】図９のラチェットレンチに用いるシャンクを示す分解斜視図である。
【符号の説明】
【００３１】
１０    ハウジング
２０ａ  環状保持部
２０ｂ  環状保持部
２２    揺動体
２６    内歯歯車
３２    シャンク
３４    基部
３６    係合部
４０    翼部材
４２    爪部
５０    孔
５２    コイルスプリング
５４    ボール
５６    ガイドブッシュ
６２    リテーナ
６８    凹部
７２    凹部
７４    リテーナ
７６    凹部
８２    リテーナ
８６    凹部
８８    ガイドブッシュ
９０    凹部
９２    部分球面部
９４    溝
９６    ガイドブッシュ
９８    凹部
【図１】
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【図２】
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【図３】
2005066736.tif 000005
【図４】
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【図５】
2005066736.tif 000007
【図６】
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【図７】
2005066736.tif 000009
【図８】
2005066736.tif 000010
【図９】
2005066736.tif 000011
【図１０】
2005066736.tif 000012
【図１１】
2005066736.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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