JPH07217665A

JPH07217665A - 自在軸継手及び自在軸継手を含んでなる自在工具

Info

Publication number: JPH07217665A
Application number: JP3297094A
Authority: JP
Inventors: Masanobu Nakamura; 匡伸中村
Original assignee: SUTANREE WORKS JAPAN KK
Current assignee: SUTANREE WORKS JAPAN KK
Priority date: 1994-02-04
Filing date: 1994-02-04
Publication date: 1995-08-15

Abstract

(57)【要約】【目的】駆動側部材の回転が従動側部材の回転へとス
ムースに伝達され、その結果、破損の危険が少ない自在
軸継手及び該自在軸継手を含んでなる自在工具を提供す
る。【構成】或る角度をもって交わる二軸に沿ってトルク
を伝達する自在軸継手であって、駆動側部材１０をその
軸線Ｘ１の回りで回転させたときに、従動側部材２０が
回動可能最大傾角を実質的に維持したまま回動するよう
に、前記駆動側部材１０と前記従動側部材２０との相互
干渉部位にカム機構を介在せしめてなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、自在軸継手及び自在
軸継手を含んだ自在工具に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、エンジンルーム等の複雑で狭い
場所において、ボルトやナットを締め付けたりあるいは
締めたりするときには、ソケットレンチが用いられる。
このソケットレンチは、ボルトやナットの六角部と直接
に嵌り合うソケットレンチ用ソケットに、各種のハンド
ルや必要に応じてソケットレンチ用自在軸継手（ユニバ
ーサルジョイント）を組み合わせて使用される。

【０００３】前記自在軸継手は、例えば、図１５（ａ）
及び（ｂ）に示すように、駆動側継手部材５０と、従動
側継手部材６０と、さいころ状の駒部材７０と、第一の
連結軸５１と、第二の連結軸６１とで構成されていた。

【０００４】前記駆動側継手部材５０は、一端側に雌形
角ドライブ部５２を有するとともに他端側に二股状に立
ち上がった軸受部５３を有している。また、前記従動側
継手部材６０は、一端側に雄形角ドライブ部６２を有す
るとともに、他端側に、前記駆動側継手部材５０の他端
側に形成されたものと同様の構成の、二股状に立ち上が
った軸受部６３を有している。

【０００５】前記各継手部材５０，６０は、前記各軸受
部５３，６３同士の間に前記駒部材７０を挟むようにし
て互いに組み合わされる。前記駒部材７０には、自由に
回転するように且つ互いに直角方向に延びるように、前
記第一及び第二の連結軸５１，６１が挿し通されてい
る。これらの連結軸５１，６１の各外端部５１ａ，５１
ａ，６１ａ，６１ａは、前記駒部材７０の側面から外方
へ突き出ている。そして、前記第一及び第二の連結軸５
１，６１の各外端部５１ａ，５１ａ，６１ａ，６１ａ
は、前記駆動側継手部材５０及び従動側継手部材６０の
前記各軸受部５３，６３にそれぞれ止着されている。

【０００６】前記のように構成される自在軸継手は、前
記雌形角ドライブ部５２と前記雄形角ドライブ部６２と
を、例えばソケットレンチ用エクステンションバーやソ
ケットレンチ用ソケット等にそれぞれ嵌め込んで使用さ
れる。そして、前記自在軸継手は、駆動側継手部材５０
に与えられたねじりモーメント（トルク）を、前記第一
及び第二の連結軸５１，６１と前記駒部材７０とを介し
て、前記駆動側継手部材５０の軸線Ｘ１に対して或る角
度θ１をもって交わる軸線Ｘ２の回りで回転する前記従
動側継手部材６０に伝達する機能を有するものである
（図１７参照）。

【０００７】ところで、前記ソケットレンチ用自在軸継
手においては、前記連結軸５１，６１同士が互いに干渉
し合ってはならないから、このような工作上の問題及び
強度上の問題等から、通常の自在軸継手とは異なり、前
記二本の連結軸５１，６１を、図１５で見て左右に互い
にずらして配置したものとなっている。

【０００８】その結果、例えば図１６に示すように、前
記継手部材５０，６０同士の間の最大曲がり角度が９０
度に達するように構成された自在軸継手では、曲がり角
度が最大の９０度のとき、前記駆動側継手部材５０に与
えられたねじりモーメントは、前記従動側継手部材６０
を回転させるようには伝達されず、自在軸継手を破壊す
るようにのみ働くことになる。

【０００９】前記のような欠点を解消するため、例えば
図１７に示すように、前記駆動側継手部材５０と前記従
動側継手部材６０との間の曲がり角度（傾角）が一定範
囲内に収まるように曲がり角度を規制したものもある。
すなわち、継手部材５０，６０同士を互いに真横に折り
曲げたときに、一方の継手部材５０（又は６０）の軸受
部５３（又は６３）の先端側が相手側の継手部材６０
（又は５０）に接触し、前記一方の継手部材５０（又は
６０）が回動可能最大傾角以上には傾斜しないように構
成したものである。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記のように
前記駆動側継手部材５０と従動側継手部材６０との間の
曲がり角度を規制してもなお、駆動側継手部材５０から
従動側継手部材６０へとねじりモーメントが常にスムー
スに伝達されるとは言えず、前記駆動側継手部材５０の
回転が前記従動側継手部材６０を回転させる前に自在軸
継手自体が破損してしまう危険が依然として残されてい
た。

【００１１】すなわち、図１７において、前記駆動側継
手部材５０をその軸線Ｘ１を中心として回転させたと
き、該駆動側継手部材５０の軸線Ｘ１と或る角度θ１を
もって交わる軸線Ｘ２の回りでボルト又はナットを回す
ためには、従動側継手部材６０が、前記駆動側継手部材
５０の回転に伴って、該駆動側継手部材５０の先端で、
一定の回動可能傾角を維持したままでスムースに回転し
なければならない。

【００１２】ところが、ソケットレンチ用自在軸継手
は、前記の通り、前記第一及び第二の連結軸５１，６１
を互いに接触し合わないようにずらして配置せざるを得
ないという構造的特徴を有するため、どうしても、前記
駆動側継手部材５０と前記従動側継手部材６０との間の
最大曲がり角度が一定しない構成とならざるを得なかっ
たのである。

【００１３】いま、図１７に示すように、前記第二の連
結軸６１が前後方向（紙面に垂直方向）に延びるように
して前記従動側継手部材６０を上下方向に向けて固定
し、前記駆動側継手部材５０を前記第二の連結軸６１の
みを中心として前記駆動側継手部材５０の軸受部５３の
先端側が前記従動側継手部材６０に当接するまで真横に
傾斜させたときの傾角をθ１とする。この傾角θ１が、
この自在軸継手における回動可能最大傾角（すなわち、
前記駆動側継手部材５０の回転によるねじりモーメント
が前記従動側継手部材６０に有効に伝達されるような傾
角のうち最大のもの）である。

【００１４】次に、前記図１７の状態から、前記駆動側
継手部材５０の軸受部５３の先端側を前記従動側継手部
材６０に接触させたまま、その接触点が徐々に移動する
ように、前記第一の連結軸５１を中心として前記駆動側
継手部材５０をもうこれ以上回動しないという位置まで
回動させ、その状態における前記両継手部材５０，６０
の間の傾角をθ２とする。この状態を斜めから見たもの
が図１８に示されている。

【００１５】すると、この種のソケットレンチ用自在軸
継手に固有な構成に起因して、前記傾角θ２は必ず前記
傾角θ１より大となる。例えば、θ１を４０°とすれば
θ２が５５°となる如くである。

【００１６】この自在軸継手を用いて例えばナットを回
そうとする場合、従動側継手部材６０に例えばソケット
レンチ用ソケット（図示せず）を接続し、このソケット
を前記ナット（図示せず）に嵌め込む。前記駆動側継手
部材５０には、該駆動側継手部材５０にねじりモーメン
トを与え得るように、適宜のハンドル（図示せず）を嵌
め込む。

【００１７】以上のような状況の下で前記ハンドルを回
して前記駆動側継手部材５０にねじりモーメントを与え
るとき、前記ハンドルの位置は別段固定されている訳で
はないので、該ハンドルには不可避適に多少のぐらつき
が生ずる。当然、前記ハンドルと接続されている前記駆
動側継手部材５０にもまた、ぐらつきが生ずる。

【００１８】したがって、前記ハンドルを持って前記駆
動側継手部材５０を回そうとすれば、前記ハンドルがぐ
らつくことから、前記駆動側継手部材５０と前記従動側
継手部材との間の傾角は、θ１とθ２との間で一定に定
まらないことになる。

【００１９】その結果、前記駆動側継手部材５０にねじ
りモーメントを与えたときに、前記傾角が回動可能最大
傾角であるθ１より大きくなると、前記駆動側継手部材
５０に与えられたねじりモーメントは前記従動側継手部
材６０をスムースに回動させることができず、自在軸継
手自体を破壊させてしまうのである。

【００２０】また、前記従来の自在軸継手では、前記各
継手部材５０，６０の外径寸法に生じた製作誤差がたと
え僅かである場合でも、前記各継手部材５０，６０の間
の傾角の差に大きな影響が及ぶという問題があった。

【００２１】すなわち、従来の自在軸継手は、一方の継
手部材５０（又は６０）の前記軸受部５３（又は６３）
の外周先端縁が相手側の継手部材６０（又は５０）に接
触することによって、前記駆動側継手部材５０と前記従
動側継手部材６０との間の曲がり角度が規制されるもの
であった。

【００２２】例えば、前記従動側継手部材６０の上に前
記駆動側継手部材５０を直立させた状態から、図１９に
示すように、前記第二の連結軸６１を中心として前記駆
動側継手部材５０を真横に傾斜させたとする。このと
き、前記駆動側継手部材５０は、その軸受部５３の外周
先端縁が前記従動側継手部材６０に点Ｐ１で接触するこ
とによってその傾斜が規制される。

【００２３】いま、前記駆動側継手部材５０に、その外
径が本来の寸法から僅かに不足するマイナスの製作誤差
（ｄ２−ｄ１）が生じているとする。すると、該駆動側
継手部材５０の軸受部５３の外周先端縁が、前記点Ｐ１
より内側の点Ｐ２で前記従動側継手部材６０と接触して
前記駆動側継手部材５０の傾斜が規制され、このときの
前記駆動側継手部材５０の傾角θ４は、本来のあるべき
傾角θ３より非常に大きなものとなってしまう。この傾
角の誤差の程度は、前記駆動側継手部材５０が図１９の
状態から前記第一の連結軸５１を中心として前方又は後
方へ傾いた状態（図１８に示した状態）となったとき
に、さらに甚だしいものとなる。

【００２４】そして、前記駆動側継手部材５０の傾斜角
度が設計段階で意図した回動可能最大傾角（図１９のも
のではθ３）より大きくなればなるほど、自在軸継手の
破損のおそれが大きくなる。よって、従来の構成のもの
によれば、破損の危険の少ない自在軸継手を作るために
は、前記各継手部材の実際の外径寸法とその設計数値と
の間の誤差をなくすようにきわめて高度な工作精度が要
求され、どうしてもコストアップを免れない欠点があっ
た。

【００２５】この発明は前記のような事情に鑑みてなさ
れたもので、その目的とするところは、駆動側継手部材
の回転が従動側継手部材の回転へとスムースに伝達さ
れ、その結果、破損の危険が少ない自在軸継手及び該自
在軸継手を含んでなる自在工具を提供することにある。

【００２６】また、本発明の他の目的は、製造し易い安
価な自在軸継手及び該自在軸継手を含んでなる自在工具
を提供しようとすることにある。

【００２７】

【課題を解決するための手段】前記のような目的を達成
するため、本発明に係る自在軸継手は、或る角度をもっ
て交わる二軸に沿ってトルクを伝達する自在軸継手であ
って、駆動側部材をその軸線の回りで回転させたとき
に、従動側部材が回動可能最大傾角を実質的に維持した
まま回動するように、前記駆動側部材と前記従動側部材
との相互干渉部位にカム機構を介在せしめてなるもので
ある。

【００２８】前記駆動側部材をその軸線の回りで回転さ
せたときに、前記従動側部材が回動可能最大傾角を維持
したまま回動するようにするためには、前記従動側部材
が回動可能最大傾角を超えて傾くことを防止するストッ
パ面を前記駆動側部材と前記従動側部材との相互干渉部
位に設けることとしてもよい。

【００２９】また、前記駆動側部材と前記従動側部材と
は、通常、軸端にそれぞれ二股状の軸受部を有し、前記
駆動側部材と前記従動側部材とを互いに折り曲げると、
前記各軸受部の先端側外周部が相手側の部材と接触する
ことになるから、具体的には、前記駆動側部材をその軸
線の回りで回転させたときに、前記従動側部材が回動可
能最大傾角を維持したまま回動するように、前記駆動側
部材と前記従動側部材とにおいて互いに相手側の部材の
前記各軸受部の先端側外周部が干渉する部位に、前記各
軸受部の先端側外周部と対をなしてカム機構を構成する
カム面をそれぞれ設ける。

【００３０】さらに、軸端にそれぞれ二股状の軸受部を
有する駆動側部材と従動側部材とが、互いに直角方向に
延びるとともに同一平面上にない二本の連結軸の各外端
部を前記各軸受部で支えてなり、前記駆動側部材がその
軸線を中心として行う回転運動が、該駆動側部材の回転
軸線と傾斜した角度をもって交わる軸線の回りにおける
前記従動側部材の回転運動へと伝達されるとともに、前
記駆動側部材と前記従動側部材とを互いに屈折せしめた
ときに前記駆動側部材と前記従動側部材とが互いに干渉
し合ってその屈折角度が規制される自在軸継手におい
て、前記駆動側部材と従動駆動側部材のうちいずれか一
方の部材をその軸線が上下方向に延びるように固定し、
前記駆動側部材と前記従動側部材とが互いに干渉し合っ
た状態のままで前記一方の部材の前記軸線を中心として
他方の部材の外端部側を回動せしめたときに、該他方の
部材の軸線上の任意の一点が描く軌跡を平面上に投影し
たものが実質的に滑らかな曲線を描くように、前記駆動
側部材と前記従動側部材とにおける相互干渉部位にカム
面を形成することとしてもよい。

【００３１】前記カム面は、前記駆動側部材と前記従動
側部材とにおける互いに対向した前記各軸受部の基部両
側同士に渡って設けられ相手側の部材の軸受部の先端側
外周部と適合する傾きを有する傾斜面とすると好適であ
る。

【００３２】前記のような構成の各自在軸継手は、それ
自身が単体としての継手である場合のみならず、そのよ
うな構成の継手を含んだ自在工具としても使用できる。

【００３３】

【作用】本発明によれば、前記カム機構を介することに
より、駆動側部材をその軸線の回りで回転させたとき
に、従動側部材が回動可能最大傾角を維持したまま回動
する。このため、前記駆動側部材の回動に伴う前記従動
側部材の回動がスムースである。

【００３４】また、前記ストッパ面のはたらきにより、
前記従動側部材が回動可能最大傾角を超えて傾くことが
防止されるので、結果的に、前記駆動側部材をその軸線
の回りで回転させたときに、前記従動側部材が回動可能
最大傾角を維持したまま回動するようになる。

【００３５】前記カム面のはたらきも上記と同様であ
り、該カム面によって、駆動側部材をその軸線の回りで
回転させたときに、従動側部材が回動可能最大傾角を維
持したまま回動することが可能となる。

【００３６】前記カム面を、前記駆動側部材と前記従動
側部材とにおける互いに対向した前記各軸受部の基部両
側同士に渡って設けられ相手側の部材の軸受部の突端部
と線接触するような傾きを有する傾斜面としたものによ
れば、真横に傾斜した部材の軸受部の突端部が相手側の
部材の前記傾斜面とぴったりと線接触することによって
その傾斜角度が規制されることになる。よって、駆動側
部材及び従動側部材の外径寸法に微妙な製作誤差が生じ
た場合でも、傾斜角度にそれほど大きな影響は及ばない
ので、駆動側部材及び従動側部材の製作に当たってさほ
ど高度な工作精度が要求されず、製作が容易でコストも
抑えることができる。

【００３７】以上のような作用を奏する自在軸継手を含
んだ自在工具においても、前記と同様の働きがある。

【００３８】

【実施例】以下、この発明の一実施例を図面に基づいて
説明する。

【００３９】この発明の一実施例に係る自在軸継手は、
図１及び図２に示すように、駆動側継手部材部材１０と
従動側継手部材２０とを備えてなる。

【００４０】前記駆動側継手部材１０は、図１〜図６に
示すように、断面円形の短い鋼棒材の一端側内部を断面
正方形にくり抜くとともに、該鋼棒材の軸方向に延びて
互いに向かい合う一対の起立部を残すようにして前記鋼
棒材の他端側の余分な部分を切り落とした形状をなして
いる。

【００４１】前記駆動側継手部材１０の一端側に形成さ
れた断面正方形のくり抜き部は、雌形角ドライブ部１２
である。この雌形角ドライブ部１２は、例えば、ソケッ
トレンチ用エクステンションバー、ソケットレンチ用ス
ピンナハンドル、ソケットレンチ用Ｔ型スライドハンド
ル、ソケットレンチ用ラチェットハンドル（いずれも図
示しない）など、ソケットレンチ用の各種のハンドルの
一端に形成されている雄形角ドライブ部（後に述べる従
動側継手部材２０の雄形角ドライブ部と同様の構成のも
の）と互いに嵌り合うようになっている。

【００４２】前記雌形角ドライブ部１２の四つの内側面
のほぼ中央部には、窪み１２ａがそれぞれ形成されてい
る。一方、前記ソケットレンチ用の各種のハンドルの前
記雄形角ドライブ部の少なくとも一側面には、外方への
発条力を付与された鋼球が埋め込んで設けられている。
前記窪み１２ａは、前記鋼球を受け入れ、前記駆動側継
手部材１０が前記ソケットレンチ用の各種のハンドルか
らみだりに抜け落ちることを防止する。

【００４３】また、前記駆動側継手部材１０の他端側に
形成された一対の前記起立部は、軸受部１３である。こ
の一対の軸受部１３はそれぞれ一定の厚みをもった同形
同大のものであり、互いに向かい合った内面１３ａ，１
３ａは、いずれも平坦な面となっており、互いに平行な
面となっている。前記軸受部１３の先端側外周部１３ｂ
は、それぞれ滑らかな弧を描くようにアールをなして膨
らみ出ている。

【００４４】一方、前記従動側継手部材２０は、図７〜
図１０に示した如く、断面円形の短い鋼棒材の一端側に
断面正方形の雄形角ドライブ部２２を形成するように不
要な部分を切り除くとともに、前記鋼棒材の他端側に、
互いに向かい合った一対の軸受部２３を形成した形状を
している。

【００４５】この軸受部２３は、前記駆動側継手部材１
０の軸受部１３と同様の構成のものであり、それらの互
いに向かい合った内面２３ａ，２３ａは、いずれも平坦
な面となっており、互いに平行な面となっている。さら
に、前記軸受部２３の先端側外周部２３ｂは、それぞれ
滑らかな弧を描くように膨らみ出ている。

【００４６】前記雄形角ドライブ部２２は、例えばソケ
ットレンチ用ソケットの雌形角ドライブ部（前記駆動側
継手部材１０の前記雌形角ドライブ部１２と同様の構成
のもの）と互いに嵌り合うようになっている。

【００４７】前記雄形角ドライブ部２２の一側面２２ａ
には、該側面２２ａと直角な方向に延びるが前記雄形角
ドライブ部２２を貫通しない横穴２４が設けられ、この
横穴２４内には図示しない圧縮ばねが挿入されてその上
から鋼球２５が圧入されている。この鋼球２５は、前記
雄形角ドライブ部２２の一側面２２ａから僅かに突出す
るが、決して抜け出さないようになっており、前記横穴
２４内に挿入された圧縮ばねの作用によって外方への発
条力を付与されている。前記鋼球２５は、例えばソケッ
トレンチ用ソケットの雌形角ドライブ部の四つの側面に
形成された窪みと嵌り合って、前記ソケットレンチ用ソ
ケットから前記従動側継手部材２０が抜け落ちるのを防
止するものである。

【００４８】前記駆動側継手部材１０と前記従動側継手
部材２０とは、前記各軸受部１３，２３同士の間に駒部
材３０を挟むようにして互いに組み合わされている（図
１及び図２参照）。

【００４９】前記駒部材３０は、前記駆動側継手部材１
０と前記従動側継手部材２０との間にあって、前記各継
手部材１０，２０同士が互いに自在な方向に屈折及び回
動することを可能にするものである。

【００５０】前記駒部材３０は、図示例では、図２に見
られるように、立方体の上下面に膨らみを持たせた形状
をしている。前記駒部材３０には、二つの貫通孔３１，
３２が設けられている。これらの貫通孔３１，３２は、
前記駒部材３０の互いに向かい合った二対の側面同士に
渡って互いに直角方向に延びている。前記各貫通孔３
１，３２は、互いに連通していない。これらの各貫通孔
３１，３２には、該各貫通孔３１，３２の全長より長い
第一の連結軸１１と第二の連結軸２１とがそれぞれ挿し
通されている。該各連結軸１１，２１の周面は、いずれ
も、前記各貫通孔３１，３２の周面とすべり接触してい
る。このようにして、前記各連結軸１１，２１は、前記
駒部材３０の中でその軸線を中心として回動自由となっ
ている。

【００５１】なお、前記各貫通孔３１，３２は互いに連
通していないのであるから、そこに挿し通された前記連
結軸１１，２１同士が互いに干渉し合うことはなく、し
たがって、前記各連結軸１１，２１は互いに独立して自
由に回転することができる。

【００５２】前記各連結軸１１，２１の各外端部１１
ａ，２１ａは、前記駒部材３０に設けた各貫通孔３１，
３２から外方へ突き出ている。そして、これら第一及び
第二の連結軸１１，２１の各外端部１１ａ，２１ａは、
前記駆動側継手部材１０及び従動側継手部材２０の前記
各軸受部１３，２３にそれぞれ設けられた軸受孔１３
ｃ，２３ｃ内にそれぞれ圧入されて固着されている。

【００５３】なお、前記第一及び第二の連結軸１１，２
１には、スプリングワッシャ３３，３４がそれぞれ一つ
づつ装着されている（図２参照）。これらのスプリング
ワッシャ３３，３４は、前記駒部材３０の互いに隣接し
た二つの側面に形成された凹部３５，３６内にそれぞれ
嵌り込み、前記各継手部材１０，２０における軸受部１
３，２３の内面１３ａ，２３ａと前記駒部材３０の側面
とを互いに離間せしめる方向に付勢している。

【００５４】前記各スプリングワッシャ３３，３４を設
けたのは、前記各継手部材１０，２０が前記各連結軸１
１，２１を中心として行う回動運動に適宜の抵抗をもた
せることにより、使用上の便宜を図ったものである。す
なわち、ソケットレンチを使用する際に、ナット等の向
きに応ずるように前記駆動側継手部材１０と前記従動側
継手部材２０との間の傾斜角度をあらかじめ調整してお
けば、前記スプリングワッシャ３３，３４のもたらす抵
抗によってその傾斜角度がそのまま維持されるので、手
が入りにくい狭い場所でもナット等に対するソケットレ
ンチ用ソケットの装着が容易である。

【００５５】本実施例に係る自在軸継手においては、前
記駆動側継手部材１０をその軸線Ｘ１の回りで回転させ
たときに、前記従動側継手部材２０が回動可能最大傾角
を超えて傾斜することなく自身の軸線Ｘ２を中心として
スムースに回動するように、前記駆動側継手部材１０と
前記従動側継手部材２０との相互干渉部位にカム機構を
介在させている。

【００５６】ここで、前記回動可能最大傾角について説
明する。前記駆動側継手部材１０を回転させると、前記
従動側継手部材２０が前記駆動側継手部材１０の回転軸
線Ｘ１と或る角度をもって交わる軸線Ｘ２の回りで回転
するが、前記駆動側継手部材１０の軸線Ｘ１に対する前
記従動側継手部材Ｘ２の傾角があまりに大きすぎると、
前記駆動側継手部材１０に与えられたねじりモーメント
が前記従動側継手部材２０を回転させるように該従動側
継手部材２０に有効に伝達されなくなってしまう。この
ように、前記駆動側継手部材１０に与えられたねじりモ
ーメントが前記従動側継手部材２０に有効に伝達される
ような傾角のうち最大のものを、ここでは回動可能最大
傾角と称している。

【００５７】なお、通常、前記傾角が４０°程度までで
あれば、前記駆動側継手部材１０の回転によるねじりモ
ーメントが前記従動側継手部材２０に有効に伝達される
が、それを大きく超えて例えば前記傾角が５５°程度に
までなると、前記駆動側継手部材１０にはらたくねじり
モーメントは前記従動側継手部材２０を回転させること
ができず、自在軸継手自体の破損を招いてしまう。

【００５８】前記駆動側継手部材１０と前記従動側継手
部材２０との相互干渉部位に前記のような作用を奏する
カム機構を介在させるため、具体的には、前記駆動側継
手部材１０と前記従動側継手部材２０とにおいて、互い
に向かいあった一対の前記各軸受部（１３−１３）（２
３−２３）の基部同士の両側を互いに連結するように、
それぞれ傾斜面１６，１６，２６，２６を設けた（図３
〜図１０参照）。これらの傾斜面１６，２６は、前記各
継手部材１０，２０の外方から該各継手部材１０，２０
の軸線Ｘ１，Ｘ２に近づく方向に且つ前記各軸受部１
３，２３の延び方向側へ上り勾配を形成するように設け
られている。

【００５９】前記各傾斜面１６，２６は、いずれかの継
手部材１０（又は２０）が真横に傾斜して相手側の継手
部材２０（又は１０）の互いに向かい合った軸受部２
３，２３（又は１３，１３）の基部と基部との間の中間
部に接触したときに、傾斜した継手部材１０（又は２
０）の軸受部１３（又は２３）の先端側外周部１３ｂ
（又は２３ｂ）のうちの突端部１３ｄ（又は２３ｄ）と
ぴったりと適合して接触するような大きさの勾配で設け
られる（図１１参照）。前記軸受部１３，２３の先端側
外周部１３ｂ，２３ｂにはアールが形成されているの
で、前記傾斜面２６，１６と前記軸受部１３（又は２
３）の突端部１３ｄ（又は２３ｄ）との間の前記接触は
線接触となる。

【００６０】前記各傾斜面１６，２６は、いずれかの継
手部材１０（又は２０）がどのような方向へ傾斜したと
きでも、前記軸受部１３（又は２３）の先端側外周部１
３ｂ（又は２３ｂ）を線接触又は点接触の状態で受け止
めて該継手部材１０（又は２０）が回動可能最大傾角を
超えて傾斜することを規制するストッパ面として作用す
ると同時に、前記駆動側継手部材１０をその軸線Ｘ１を
中心として回転させたときに、前記各傾斜面１６，２６
が原節（又は従節）となるとともに該各傾斜面１６，２
６に線接触又は点接触する相手側の継手部材の前記軸受
部２３，１３の各先端側外周部２３ｂ，１３ｂが従節
（又は原節）となって、前記従動側継手部材２０を回動
可能最大傾角を維持したままスムースに回転運動せしめ
るカム面としてカム機能をも奏するものである。

【００６１】例えば、本実施例のものでは、図１１に示
すように、前記回動可能最大傾角が４０°となるように
設計されている。すなわち、前記従動側継手部材２０を
固定して前記駆動側継手部材１０を前記第二の連結軸２
１のみを中心として真横に折り曲げたときに、前記駆動
側継手部材１０の軸受部１３の突端部１３ｄが前記従動
側継手部材２０に形成された傾斜面２６の長さ方向中央
部に線接触することによって前記駆動側継手部材１０の
傾斜が規制され、このときの前記駆動側継手部材１０の
傾角（同時に前記従動側継手部材２０の傾角＝回動可能
最大傾角）が４０°となるように設計されている。

【００６２】そして、前記のような図１１に示した状態
で前記駆動側継手部材１０にその軸線Ｘ１を中心とした
ねじりモーメントを与えると、前記カム機構により、前
記従動側継手部材が４０°という回動可能最大傾角を超
えて傾斜することなく自身の軸線Ｘ２を中心としてスム
ースに回転する。

【００６３】ちなみに、従来構造の自在軸継手におい
て、継手部材の曲がり角度が回動可能最大傾角を超えて
最大となっている状態を、すでに図１８を用いて説明し
たが、比較のために、本実施例に係る自在軸継手の前記
図１８に対応する状態を図示すると、図１２のようにな
る。

【００６４】すなわち、前記従動側継手部材２０に設け
た前記傾斜面２６に前記駆動側継手部材１０の軸受部１
３の先端側外周部１３ｂが当接してカム機能により前記
駆動側継手部材１０が強制的に起こされ、該駆動側継手
部材１０が回動可能最大傾角（図示例では４０°）を超
えて傾斜することが防止されている。このとき、図１２
では背面に隠れて見えないが、前記従動側継手部材２０
の軸受部２３の先端側外周面２３ｂのうちの一部は前記
駆動側継手部材１０に設けた前記傾斜面１６のうちの一
部と接触し、前記駆動側継手部材１０が回動可能最大傾
角を超えて傾斜することを防止するように、同じくカム
機能がはたらいている。

【００６５】ところで、前記駆動側継手部材１０をその
軸線Ｘ１を中心として回転させたとき、該駆動側継手部
材１０の軸線Ｘ２と或る角度をもって交わる軸線Ｘ２を
中心として前記従動側継手部材２０がスムースに回転す
るということは、見方を変えると、いずれか一方の継手
部材（例えば２０）を固定し、該一方の継手部材２０の
先端で他方の継手部材１０を最も大きな輪を描くように
首振り運動させたとき、該他方の継手部材１０が滑らか
に首振り運動を行うことを意味している。

【００６６】いま、図１１と同様に、前記従動側継手部
材２０をその軸線Ｘ２が上下方向を向くように且つ前記
第二の連結軸２１が前後方向（紙面に垂直方向）を向く
ように固定し、前記駆動側継手部材１０が前記従動側継
手部材２０の上で最大曲がり角度を維持したまま一周す
るときの首振り運動の様子を観察する。

【００６７】図１３は、上記の観察結果を示す平面図で
ある。この図１３に実線で示されている軌跡Ｒ１は、前
記駆動側継手部材１０が最大曲がり角度を維持したまま
前記従動側継手部材２０の上で首振り運動したときに、
前記駆動側継手部材１０の上端の中心点Ｑが描く軌跡を
平面的にみたものである。図の中央部にある点Ｏは、前
記従動側継手部材２０の軸線Ｘ２を上から見たときに現
れる点であり、前記駆動側継手部材１０の首振り運動の
中心となっている。

【００６８】ここで、比較のために、前記カム機構を具
備していない従来の自在軸継手（図１７，図１８に示し
たもの）を上記と同じ条件で首振り運動させた場合に見
られる平面的な軌跡を破線を用いて図１３に重ねて描く
と、軌跡Ｒ２のようになる。なお、ここでいう従来の自
在軸継手は、前記カム機構を具備していないほかは、本
実施例のものと形状・寸法とも全く同じものとする。

【００６９】図１３より明らかなように、従来の自在軸
継手において前記駆動側継手部材５０がその傾角を最大
とするように傾斜したまま前記従動側継手部材との接触
点を位置変化させながら最も大きく首振り運動したと
き、その上端の中心点Ｑは、Ａ２→Ｂ２→Ｃ２→Ｄ２→
Ｅ２→Ｆ２→Ｇ２→Ｈ２とほぼ四角状の軌跡Ｒ２を描い
て移動する。すなわち、前記従来の駆動側継手部材５０
が最も大きく首振り運動するとき、前記中心点Ｍが点Ａ
２→Ｃ２へと移る途中で点Ｂ２において引っ掛かりが生
ずる。同じく、前記中心点Ｍが点Ｃ２→Ｅ２へと移る途
中で点Ｄ２において引っ掛かりが生じ、前記中心点Ｍが
点Ｅ２→Ｇ２へと移る途中で点Ｆ２において引っ掛かり
が生ずる。これは、前記従来構造の自在軸継手によれ
ば、前記点Ｂ２，Ｄ２，Ｆ２，Ｈ２において前記駆動側
継手部材５０の傾斜角度の変化が極大値（図１８のθ
２）をとり、それらの点において前記駆動側継手部材５
０の首振り回転運動の方向が急激に変化せざるを得なか
ったからである。

【００７０】これに対し、本実施例に係る自在軸継手に
よれば、前記中心点Ｑの軌跡Ｒ１は、Ａ１→Ｂ１→Ｃ１
→Ｄ１→Ｅ１→Ｆ１→Ｇ１→Ｈ１のように描かれ、角の
ない実質的に滑らかな曲線となり、限りなく楕円形状に
近いもの又は楕円形状そのものとなる。このことは、前
記駆動側継手部材１０が引っ掛かりのないスムースな首
振り回転運動を行うことを示している。

【００７１】ちなみに、従来の自在軸継手と本実施例に
係る自在軸継手において、前記駆動側継手部材５０，１
０が最大曲がり角度を維持したままで図１３に示した首
振り運動を行ったときの前記駆動側継手部材５０，１０
の傾角の変化の様子を概略的に示すと、図１４のように
なる。すなわち、破線で示した従来のものでは、前記図
１３における点Ｂ２，Ｄ２，Ｆ２，Ｈ２において最大曲
がり角度が回動可能最大傾角（図示例では４０°）を大
きく超えて極大となり、点Ａ２，Ｃ２，Ｅ２，Ｇ２にお
いて最大曲がり角度が回動可能最大傾角と等しく極小と
なり、傾角の変化状態を示すグラフの形状は全体として
ほぼ波形となる。これに対し、本実施例のものでは、首
振り運動の全過程における前記駆動側継手部材１０の傾
角が常に回動可能最大傾角となって実質的に一定であ
り、グラフ上は全体としてほぼ一直線となる。これが、
前記カム機構の作用である。

【００７２】本実施例では、前記のようなカム機構を持
たせるための具体的態様として、前記駆動側継手部材１
０と前記従動側継手部材２０とにおいて、互いに向かい
あった一対の前記各軸受部（１３−１３）（２３−２
３）の基部同士の両側を互いに連結するように、それぞ
れ傾斜面１６，１６，２６，２６を設けた（図３〜図１
０参照）ものを示したが、必ずしもこれに限るものでは
なく、各継手部材１０，２０が回動可能最大傾角を維持
したままスムースに回転するように各継手部材１０，２
０の相互干渉部位にカム機構を介在せしめるものであれ
ば、具体的にどのようなストッパ面又はカム面を設けた
ものであってもよい。

【００７３】ただ、前記傾斜面１６，２６を形成するこ
とにより前記各継手部材１０，２０の軸受部１３，２３
の先端側外周部１３ｂ，２３ｂを受け止めて前記各継手
部材１０，２０の傾斜を規制するようにした本実施例に
係る自在軸継手によれば、すでに述べた図１９に示した
ような問題は生じにくい利点がある。

【００７４】すなわち、本実施例のものは、前記各継手
部材１０，２０の軸受部１３，２３の先端側外周部１３
ｂ，２３ｂを、該軸受部１３，２３の先端側外周部１３
ｂ，２３ｂとぴったりと適合するように傾斜した面２
６，１６で受け止めるように構成されているので、各継
手部材１０，２０の外形寸法に微妙な製作誤差が生じて
も、各継手部材１０と２０との間の傾斜角にはそれほど
大きな影響は及ばないからである。

【００７５】なお、以上には、単体としての自在軸継手
について本発明の具体例を説明したが、それに止まら
ず、本発明思想は以上に述べた自在軸継手を含んだ自在
工具として具現化してもよいことは言うまでもない。

【００７６】具体的には例えば、前記駆動側継手部材１
０をソケットレンチ用の各種のハンドルと一体的に構成
するとか、前記従動側継手部材２０をソケットレンチ用
ソケットと一体的に構成するとか、あるいは、前記駆動
側継手部材１０をソケットレンチ用の各種のハンドルと
一体的に構成し、且つ前記従動側継手部材２０をソケッ
トレンチ用ソケットと一体的に構成するなどの例が挙げ
られる。

【００７７】

【発明の効果】請求項１〜７に係る発明によれば、駆動
側継手部材の回転が従動側継手部材の回転へとスムース
に伝達されるので作業効率がよいほか、従来のものと同
じ肉厚としても破損の危険が少ない自在軸継手及び該自
在軸継手を含んでなる自在工具が得られる効果がある。
また、従来のものに新たな部品を追加することなく、従
来品の形状変更のみで製作が可能であるため、製造コス
トの上昇も僅かですむ。

【００７８】さらに、請求項４及び６に係る発明によれ
ば、従来のものに新たな部品を追加することなく従来品
の形状変更のみで製作が可能であり、また、駆動側部材
及び従動側部材の製作に当たってそれほど高度な工作精
度は必要でないので、製造し易く安価な自在軸継手及び
該自在軸継手を含んでなる自在工具が得られる利点があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る自在軸継手の斜視図で
ある。

【図２】図１に示した自在軸継手の分解斜視図である。

【図３】駆動側継手部材を示すものであり、図４におけ
るＬ矢視図である。

【図４】駆動側継手部材を示すものであり、図３におけ
るＫ矢視図である。

【図５】駆動側継手部材を示すものであり、図３におけ
るＶ−Ｖ線断面図である。

【図６】駆動側継手部材を示すものであり、図４におけ
るＶＩ−ＶＩ線断面図である。

【図７】従動側継手部材を示すものであり、図８におけ
るＮ矢視図である。

【図８】従動側継手部材を示すものであり、図７におけ
るＭ矢視図である。

【図９】従動側継手部材を示すものであり、図７におけ
るＩＸ−ＩＸ線断面図である。

【図１０】従動側継手部材を示すものであり、図８にお
けるＸ−Ｘ線断面図である。

【図１１】図１に示した自在軸継手において、駆動側継
手部材を真横に傾斜させた状態の正面図である。

【図１２】図１１の状態から駆動側継手部材をさらに後
方へ限界まで傾斜させた状態の斜視図である。

【図１３】駆動側継手部材の首振り回転運動の様子を示
す平面図である。

【図１４】図１３における駆動側継手部材の傾角の変化
を概略的に示したグラフである。

【図１５】従来の自在軸継手を示すものであり、（ａ）
は正面図、（ｂ）は平面図である。

【図１６】従来の自在軸継手の問題点を示す説明図であ
る。

【図１７】従来の自在軸継手において、駆動側継手部材
を真横に傾斜させた状態の正面図であり、本発明の一実
施例を示した図１１に対応するものである。

【図１８】図１７の状態から駆動側継手部材をさらに後
方へ限界まで傾斜させた状態の斜視図であり、本発明の
一実施例を示した図１２に対応するものである。る。

【図１９】従来の自在軸継手の問題点を示す説明図であ
る。

【符号の説明】

１０駆動側部材１１第一の連結軸１３（駆動側部材の）軸受部２０従動側部材２１第二の連結軸２３（従動側部材の）軸受部１６，２６ストッパ面（カム面，傾斜面）Ｘ１駆動側部材の回動軸線Ｘ２従動側部材の回動軸線

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】或る角度をもって交わる二軸に沿ってト
ルクを伝達する自在軸継手であって、駆動側部材（１
０）をその軸線（Ｘ１）の回りで回転させたときに、従
動側部材（２０）が回動可能最大傾角を実質的に維持し
たまま回動するように、前記駆動側部材（１０）と前記
従動側部材（２０）との相互干渉部位にカム機構を介在
せしめてなる自在軸継手。
【請求項２】駆動側部材（１０）と従動側部材（２
０）とを備えてなり、或る角度をもって交わる二軸（Ｘ
１，Ｘ２）に沿ってトルクを伝達する自在軸継手であっ
て、前記従動側部材（２０）が回動可能最大傾角を超え
て傾くことを防止するストッパ面（１６，２６）を前記
駆動側部材（１０）と前記従動側部材（２０）との相互
干渉部位に設けてなる自在軸継手。
【請求項３】軸端にそれぞれ二股状の軸受部（１
３），（２３）を有する駆動側部材（１０）と従動側部
材（２０）とを備えてなり、或る角度をもって交わる二
軸（Ｘ１，Ｘ２）の回りでトルクを伝達する自在軸継手
において、前記駆動側部材（１０）をその軸線（Ｘ１）
の回りで回転させたときに、前記従動側部材（２０）が
回動可能最大傾角を実質的に維持したまま回動するよう
に、前記駆動側部材（１０）と前記従動側部材（２０）
とにおいて相手側の部材の前記各軸受部（２３），（１
３）の先端側外周部（２３ｂ），（１３ｂ）が干渉する
部位にカム面（１６），（２６）を設けてなる自在軸継
手。
【請求項４】前記カム面（１６），（２６）が前記駆
動側部材（１０）と前記従動側部材（２０）とにおける
互いに対向した前記各軸受部（１３），（２３）の基部
両側同士に渡って設けられ相手側の部材の軸受部（２
３），（１３）の突端部（２３ｄ），（１３ｄ）と線接
触するような傾きを有する傾斜面（１６），（２６）で
ある請求項３記載の自在軸継手
【請求項５】軸端にそれぞれ二股状の軸受部（１
３），（２３）を有する駆動側部材（１０）と従動側部
材（２０）とが、互いに直角方向に延びるとともに同一
平面上にない二本の連結軸（１１），（２１）の各外端
部（１１ａ），（２１ａ）を前記各軸受部（１３），
（２３）で支えてなり、前記駆動側部材（１０）がその
軸線（Ｘ１）を中心として行う回転運動が、該駆動側部
材（１０）の回転軸線（Ｘ１）と傾斜した角度をもって
交わる軸線（Ｘ２）の回りにおける前記従動側部材（２
０）の回転運動へと伝達されるとともに、前記駆動側部
材（１０）と前記従動側部材（２０）とを互いに屈折せ
しめたときに前記駆動側部材（１０）と前記従動側部材
（２０）とが互いに干渉し合ってその屈折角度が規制さ
れる自在軸継手において、前記駆動側部材（１０）と従
動駆動側部材（２０）のうちいずれか一方の部材（２
０）をその軸線（Ｘ２）が上下方向に延びるように固定
し、前記駆動側部材（１０）と前記従動側部材（２０）
とが互いに干渉し合った状態のままで前記一方の部材
（２０）の前記軸線（Ｘ２）を中心として他方の部材
（１０）の外端部側を回動せしめたときに、該他方の部
材（１０）の軸線（Ｘ１）上の任意の一点（Ｍ）が描く
軌跡を平面上に投影したもの（Ｒ１）が実質的に滑らか
な曲線を描くように、前記駆動側部材（１０）と前記従
動側部材（２０）とにおける相互干渉部位にカム面（１
６），（２６）を形成してなる自在軸継手。
【請求項６】前記カム面（１６），（２６）が前記駆
動側部材（１０）と前記従動側部材（２０）とにおける
互いに対向した前記各軸受部（１３），（２３）の基部
両側同士に渡って設けられ相手側の部材の軸受部（２
３），（１３）の突端部（２３ｄ），（１３ｄ）と線接
触するような傾きを有する傾斜面（１６），（２６）で
ある請求項５記載の自在軸継手。
【請求項７】請求項１，２，３，４，５又は６のうち
いずれか一の請求項に記載の自在軸継手を含んでなる自
在工具