JP2000052268A - 遮断可能な衝撃機構を備えたインパクトレンチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高い回転トルクの発生が阻止されか
つ材料が損なわれないレンチを案出することを課題とす
る。 【解決手段】 軸４を介してドライバスピンドル５
上に回転運動を伝達し、衝撃装置ケージ６に取囲まれた
衝撃運動の制御用のカム制御スリーブ２を駆動するモー
タを備えたインパクトレンチであって、スリーブのスピ
ンドルとは反対側の頭部側７に、その周囲に亘り軸線方
向に隆起８を有する軌道３があり、スリーブは衝撃装置
ケージと協働してボール１０の公転環路９を形成しかつ
カム制御スリーブは軸線方向に移動可能なピン１２に係
合し、ピンは衝撃機構に作用する移動運動により出発状
態へ戻すばね１３を圧縮する前記インパクトレンチにお
いて、スリーブ２は、一方向への回転の際ボール１０の
固定を可能にし、回転運動の際衝撃機構をブロックし、
他方向への回転の際軌道３上又は環路９中のボールの公
転運動を可能にし回転運動の際衝撃機構を形成する前記
インパクトレンチ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、軸を介してドライ
バスピンドル上に回転運動を伝達しかつ衝撃装置ケージ
によって取り囲まれた、衝撃運動の制御のためのカム制
御スリーブを駆動するモータを備えたインパクトレンチ
であって、その際カム制御スリーブのドライバスピンド
ルとは反対側の頭部側に、その周囲に亘って配設されて
いて軸線方向に隆起を有する軌道があり、それによっ
て、カム制御スリーブは、向かい合って位置する衝撃装
置ケージと協働してボールの公転用環路を形成するよう
に配設されておりかつその際カム制御スリーブは軸線方
向に移動可能なピンに係合し、ピンは衝撃機構に作用す
る移動運動によって出発状態への戻りを確保するばねを
圧縮する、前記インパクトレンチに関する。

【０００２】

【従来の技術】インパクトレンチは、ねじを締め付け及
び緩めるための補助手段として使用される。インパクト
レンチは、多くの技術分野での時間及び動力消費の節約
のために不可欠となっている。従来の空気圧的又は電気
的レンチに対してインパクトレンチは、それによって高
い回転トルクの他に衝撃が軸線方向にかけられることが
できるという利点を有する。特に３種類の衝撃装置が使
用され、即ちピン衝撃装置、ハンマ衝撃装置及び爪衝撃
装置が使用される。

【０００３】その際ねじの締め付けの際に回転トルクが
従来は調整されないか又は制御不可能に制限されるとい
うことが欠点であった。高過ぎるトルク負荷のために常
に、ねじが固く締め付けられ過ぎることが生じた。この
ことは、ねじ又はねじ山の破壊に、しかしねじが挿入さ
れる材料の破壊にも繋がり得る。その際特別に大きな問
題が自動車車輪の組立ての領域内において発生する。こ
のねじを後で緩める際に、特に制動トルクによる自動車
の運転の際に莫大な負荷に基づいて再び作用可能な高い
回転トルクが望まれ、そのために衝撃機構が不可欠であ
る。組み合わされた回転／衝撃機構の代わりに、簡単な
回転機構のみを提供するレンチは、ここでは度々不十分
である。しかしインパクトレンチの使用の際に常に再び
高い回転トルクのためにリムの損傷に繋がる。その結果
は、極端な場合にリムの使用不可能に繋がり得る不釣り
合いである。作業者は、ねじの取り付け後座りを自ずか
ら機械的トルクレンチで検査する。従来公知の技術の他
の欠点は、ねじが過剰に回転される場合に、作用する大
き過ぎる回転トルクのために高い騒音負荷に至ることに
ある。このためにそれによってねじの破壊の確認が困難
にされ、このことは自動車車輪と関連して恐るべき結果
に繋がり得る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、ねじの過剰
締め付けかつこれと関連した破壊が排除されることによ
り、制御されない高い回転トルクの発生が阻止されかつ
材料が保護されるようなレンチを案出することを課題と
する。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この課題は、ねじの締め
付け運動の際にカム制御スリーブが、ボールの固定を可
能にしかつそれによって回転運動の際にレンチをブロッ
クするように形成されており、そしてねじを緩める際に
は軌道又は環路中のボールの公転が可能にされかつそれ
によって同時に回転運動の際には衝撃機構を構成するよ
うに形成されていることによって解決される。

【０００６】本発明によるインパクトレンチは、この方
法で、ねじの締め付けの際、それ故、右回転する際に、
衝撃装置がブロックされかつ回転機構のみが機能すると
いう利点を提供する。従ってインパクトレンチは、予め
設定された回転トルクのみを作用する。このトルクは、
一般に最後にねじが固定される回転トルクよりも小さ
い。自動車領域のために、車輪の組立ての際に例えば９
０〜１２０Ｎｍの前記トルクが機械によって作用される
のではなく、略３０Ｎｍの回転トルクが作用される。残
りの回転トルクは、作業員によって機械的に、相応した
回転トルクの使用によって作用される。こうしてリム又
はねじの損傷及び破損が回避される。カム制御スリーブ
と衝撃装置ケージとの間で力を伝達するボールは、本発
明によるカム制御スリーブの実施形態に基づいてねじ込
み装置の衝撃機構をブロックする。ねじを緩める運動の
際に、本質的に高い回転トルクが作用され、これに対し
て回転及び衝撃機構が機能する。カム制御スリーブと衝
撃装置ケージとの間の力伝達は、従来のインパクトレン
チの場合のように、従来公知の技術水準に対してなんら
の欠点なしに機能する。

【０００７】自動的に回転する回転機構は締め付けの際
及び回転／衝撃機構はねじを緩める際に特に、カム制御
スリーブがその頭部側で少なくとも１つの隆起を有し、
それによって軌道が一方の側で偏平でかつ均等に上昇し
かつ他方の側で急激に下降し従って軌道は中断されて形
成されており、それによってボールと軌道との間の接触
は、短時間衝撃機構によって中断されることによって達
成される。隆起の両側の軌道のこの基本的に相違する構
成によって、ねじの締め付けの際にボールがブロックさ
れ、即ち締め付けられかつねじを緩める際にボールの一
定の公転を保証するフランクを介して動かされることが
達成される。軌道のこの構成は、インパクトレンチの左
回転の際にカム制御スリーブがドライバスピンドルの方
向に衝撃されかつそのように所望の衝撃運動が発生する
ことを生じさせる。これに対してボールがブロックされ
ると、ボールは隆起の急激に下降する急峻な突起を克服
できない。その結果、カム制御スリーブの軸線方向の移
動は防止される。この急激に下降する突起は、有利な方
法で突起が更に反対方向の回転の際、即ちねじを緩める
際にボールから飛び跳ねてその際この工程は装置の衝撃
運動と統合される。

【０００８】右回転の際にボールのこのブロックを特別
に許容できるように保証しかつ同時にカム制御スリーブ
の摩耗の少ない形状を保証するために、カム制御スリー
ブが隆起が急激に下降する領域に湾曲部を有することが
提案される。

【０００９】本発明は有利な方法で、湾曲部がボールと
形状的に一致することが提案される。この湾曲部とボー
ルの噛み合わせによって、一方ではボールの不所望な高
速運動がねじの締め付けの際に隆起を介して防止されか
つボールは有効に締め付けられ、そして他方ではボール
は、不必要な不釣合い従って摩耗に繋がり得る遊隙を有
しない。この領域におけるカム制御スリーブに向かい合
って位置する衝撃ケージの尚説明されるべき実施形態に
基づいて、このボールに適合する円形は、持続しかつ多
様に試験された安全性を提供する。

【００１０】これに対してねじの緩める工程では、カム
制御スリーブが偏平な側と急激に下降する側との間に傾
斜部を有することは利点である。この傾斜部もその形状
に基づいて、摩耗の危険が高められることなしに、全軌
道上のボールの理想的な公転が達成されることに寄与す
る。勿論、この傾斜部は大き過ぎるように選択されてい
ない、そのわけは、さもなければ湾曲部におけるボール
の剛固な座りが最早無条件には保証されないからであ
る。

【００１１】カム制御スリーブと衝撃装置ケージとの間
の結合部材としてのボールの高い応力に基づいて、カム
制御スリーブに付設された軌道がボールに相応する基本
形状を有することが提案される。このことは、ボールの
確実な公転を保証するために、軌道が好ましくは槽状に
形成されることを意味する。従ってボールは強く点状に
ではなく、できる限り大きな面で応力を受ける狙いであ
る。軌道の平坦な形状では、ボールの個々の個所での圧
力は大き過ぎ従って不必要な危険又は非円形の公転を伴
わねばならないという危険を有する。

【００１２】ピンとカム制御スリーブとの間の良好な力
伝達のために、カム制御スリーブに、ピンの凹部に相応
するカラーが付設されていることが提案される。この個
所での良好な力伝達は、特に重要である、そのわけはこ
こでは衝撃機構と関連して極端に高い応力が生じるから
である。

【００１３】ボールの最適の公転は、衝撃装置ケージの
底がカム制御スリーブと共にボール用環路を形成する少
なくとも１つの円弧線状の溝を備え、溝はカム制御スリ
ーブと協働してボールの固定を可能にするように形成さ
れている。この溝は衝撃装置ケージのカム制御スリーブ
に面した部分にある。これらの両構成部分は、その適合
した形状によってボール用環路を形成する。これらの構
成部分は、左回転及び右回転の際にそれによって溝の他
端にその表面積のできる限り大きな部分で当接する。

【００１４】回転トルクの大きさの調整のために、イン
パクトレンチの空気供給ダクトに減圧弁が付設されてい
る。この減圧弁は、高すぎる圧力の場合に開きかつ空気
は排気環路に流される。この方法でモータに供給される
空気が制御され又は制限される。それによって好適な調
整装置を介して特に最大の回転トルクが予め選択される
ことができる。このことは、インパクトレンチの純粋な
回転機構では、ねじは予め設定された座りまで回転さ
れ、それによって制御の最適の程度がねじの締め付けを
介して破損の危険なしに実現される。前記のように、続
いて作業員は、好適なレンチによってねじの最終的な固
定座りを調整する。ねじの締め付けは結果的に完了す
る。

【００１５】本発明の好適な実施例態は、インパクトレ
ンチの縦軸線従ってねじ軸線が空気圧モータの駆動軸線
と平行にかつ下方でインパクトレンチのハンドルに配設
されていることが提案される。両軸線のこの平行な配列
は、インパクトレンチの不意の投入及び遮断が殆ど排除
されることができるという利点を提供する。装置は、不
意に頭部が移動されるという方法で行われることはでき
ない、そのわけは装置の投入及び遮断のために優先的な
頭部及び調整装置は、装置が設定されることができない
保護された個所又はそのような個所に位置するからであ
る。しかし特に本発明による構成では、装置が片手で操
作され得ることは有利であることが実証される、そのわ
けは蝶番は、通常の保持ハンドルでは一緒に操作される
ことができるからである。

【００１６】本発明は特に、回転機構及び組み合わされ
た回転／衝撃機構の２つの機能が実現される、インパク
トレンチが創造されることによって特徴づけられる。ね
じの締め付けの際に本発明による装置はドライバのよう
に、ねじを緩める際のインパクトレンチのように作用す
る。それによって材料の保護及び作業確実性に対する明
らかな前進が達成される。

【００１７】本発明の目的物の更なる詳細は、好適な実
施例がそのために必要な詳細及び詳細部分と共に図示さ
れている添付図面の次の記載から得られる。

【００１８】

【実施例】図１は、ハウジング３０とハンドル２４とか
ら成るインパクトレンチ１を示す。このハウジング３０
には、軸４を駆動する詳しく図示しない空気圧モータが
格納されている。この軸４の先端には、大きさが各ねじ
に一致するここでは図示しないナットがあり、ナットは
ねじを把持しかつインパクトレンチ１から回転トルクが
ここでは同様に図示しないねじ上に伝達される。更に図
１には、制御軸２３に対して駆動軸線２２の平行な配列
が認められる。制御軸２３を介して相応した回転方向、
左回転又は右回転が選択されかつ調整される。この実施
例において制御軸２３のドライバスピンドル５の方向に
おける前方への移動によって右回転がそして後方への移
動によって左回転が調整される。本発明によるインパク
トレンチの容易な取扱性が明らかである。作業員は例え
ば親指によって図示しないインパクトレンチの裏側に取
り付けられたボタンを操作することができる。

【００１９】ここに図示したインパクトレンチ１は、先
ず空気接続を介して圧縮空気源に接続される。操作レバ
３３の押圧によって弁軸３４は弁ボール３５を戻し、そ
の結果空気が空気供給環路２８に達し得る。減圧弁２１
は、空気供給環路２８を介して配設されておりかつこれ
と開口３６を介して連通している。弁スライダ２０は、
ばね３８の予圧によって開口３６と排気開口３７との間
の通過開口を閉じる。ばね３８は、調整装置４０を介し
て調整されることができる。しかし図示のねじの代わり
に、他の調整装置４０、例えば回転ノブ又はスライダが
可能である。調整装置４０を介してインパクトレンチ１
から作用される回転トルクが予め設定され、その際モー
タに供給される空気量が調整される。空気供給環路２８
中の圧力がばね３８がその予圧によって収容することが
できる圧力以上に上昇すると、減圧弁２１は開きかつ空
気は排気開口３７を介して排気環路２９中に流入する。

【００２０】図２は、先端にねじピストン５を備えたハ
ウジング３０を示す。ねじピストン５は、衝撃装置ケー
ジ６によって取り囲まれている軸４を介して駆動され
る。軸４はカム制御スリーブ２の図示しない内方溝に相
応して形成された縦溝を有する。この縦溝によって軸４
及びカム制御スリーブ２が、衝撃運動の範囲内で互いに
軸線方向に移動され得ることが達成されるべきである。
カム制御スリーブ２の頭部側７には、ここでは認識でき
ないボール１０の公転用軌道３がある。この方法で軌道
３は衝撃装置ケージ６の凹部と協働してボール１０用の
環路９を形成する。ここでは図示しない軸４の右回転の
際カム制御スリーブ２が一緒に回転される。しかし明ら
かなようにボール１０は環路９中でブロックされるの
で、このカム制御スリーブ２の軸線方向の移動は生じな
い。ねじは所定の最大回転トクルが達成されるまでの間
のみ回転される。衝撃運動はそのまま保持される。自動
車車輪の組立て及び分解のために本発明によるインパク
トレンチ１を使用する場合、作業員は例えばねじの固定
座りのために必要な残りの回転トルクを機械的回転トル
クレンチにより加えなければならない。この「追い締
め」は制御のために、いずれにせよ規定されており、従
って超過負荷を示さない。それにより損傷及び騒音負荷
が大幅に回避される。

【００２１】図３による断面図中、衝撃装置ケージ６、
軸４及び軌道３によって形成される環路９中を循環する
ボール１０が認められる。その際ボール１０は、衝撃運
動をブロックする位置にある。ボール１０は一方の側に
対してカム制御スリーブ２によってかつ他方の側に対し
ては衝撃装置ケージ６によって閉鎖されている。このこ
とは、衝撃装置ケージ６の底１１に配設されておりかつ
ボール１０の溝１９の縁を介しての運動を阻止する溝１
９によって可能にされる。

【００２２】図４は、他の方向への回転、即ち左回転、
即ちねじを緩める工程を示す。ボール１０はカム制御ス
リーブ２の下降する側１５によってはブロックされず、
カム制御スリーブによって平らな側によって衝撃装置ケ
ージ６に対して押圧される。この偏平な側の有利に円形
化された形状によって、カム制御スリーブ２はドライバ
スピンドル５又はナットの方向に押圧される。その際カ
ム制御スリーブ２はばね１３と協働し、このことは衝撃
工程の終了後にカム制御スリーブ２の出発位置への迅速
な戻りを作用する。カラー２６によってカム制御スリー
ブ２はピン１２、１２′の凹部３１中に係入する。この
ピン１２、１２′の軸線方向への迅速前進によって、最
終的に衝撃装置は前方へ押圧される。

【００２３】図５は、軌道３が特に良好に認識されるカ
ム制御スリーブ２を示す。カム制御スリーブ２の内方溝
２７を介してカム制御スリーブはラジアル方向において
軸の縦溝と摩擦結合されており、その結果回転運動は、
軸線方向の自由な移動の際に最適に伝達されることがで
きる。スラストの好適な伝達のために、カラー２６が配
設されている。右回転へのねじの締め付けの際にボール
１０は隆起８の湾曲部１６に固定される。ボール１０は
環路９の内側で軸４によってかつ外側には衝撃装置ケー
ジ６によって並びにカム制御スリーブ２の頭部側７では
同様に衝撃装置ケージ６によって保持されるので、ボー
ル１０はその位置を離れない。ボール１０はカム制御ス
リーブ２によって回転され、同時の軸線方向移動は排除
される。その際湾曲部１６は、ボール１０が出来る限り
隙間のないように有利な方法で実施される。

【００２４】ねじを緩める際の左回転の際に、ボール１
０は常にカム制御スリーブ２の周囲を再び動かされる。
この理由から、ボール１０に形状的に適合した軌道３が
設けられている。この回転運動によってボール１０は隆
起８の偏平な側１４を介して押圧され、カム制御スリー
ブ２はドライバスピンドル５の撓み運動方向のみに留ま
る。ボール１０の安定した回転を確保するために、隆起
８の偏平な側１４の端に傾斜部１７が設けられ、傾斜部
によって、この領域に発生する高い圧力が材料損傷に繋
がり得ないことが保証されるべきである。

【００２５】前記の全ての特徴は、図面のみから把握さ
れるものも、単独でも組合せでも本発明にとって本質的
なものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、インパクトレンチの部分的に断面で示
された側面図である。

【図２】図２は、インパクトレンチの右回転で締めつけ
る際の縦断面図である。

【図３】図３は、インパクトレンチの横断面図である。

【図４】図４は、左回転で緩める際のインパクトレンチ
の縦断面図である。

【図５】図５は、カム制御スリーブの斜視図である。

【符号の説明】

１ インパクトレンチ ２ カム制御スリーブ ３ 軌道 ４ 軸 ５ ドライバスピンドル ６ 衝撃装置ケージ ７ 頭部側 ８ 隆起 ９ 環路 １０ ボール １２ ピン １３ ばね

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸（４）を介してドライバスピンドル
   （５）上に回転運動を伝達しかつ衝撃装置ケージ（６）
   によって取り囲まれた、衝撃運動の制御のためのカム制
   御スリーブ（２）を駆動するモータを備えたインパクト
   レンチであって、その際カム制御スリーブ（２）のドラ
   イバスピンドル（５）とは反対側の頭部側（７）に、そ
   の周囲に亘って配設されていて軸線方向に隆起（８）を
   有する軌道（３）があり、それによって、カム制御スリ
   ーブ（２）は、向かい合って位置する衝撃装置ケージ
   （６）と協働してボール（１０）の公転用環路（９）を
   形成するように配設されておりかつその際カム制御スリ
   ーブ（２）は軸線方向に移動可能なピン（１２）に係合
   し、ピンは衝撃機構に作用する移動運動によって出発状
   態への戻りを確保するばね（１３）を圧縮する、前記イ
   ンパクトレンチにおいて、 カム制御スリーブ（２）は、一方向への回転の際にボー
   ル（１０）の固定を可能にし、従って回転運動の際に衝
   撃機構をブロックしかつ他方向への回転の際に軌道
   （３）上又は環路（９）中のボールの公転運動を可能に
   し、従って同時に回転運動の際に衝撃機構を形成するよ
   うに構成されていることを特徴とする前記インパクトレ
   ンチ。
2. 【請求項２】 カム制御スリーブ（２）が、その頭部側
   （７）に少なくとも１つの隆起（８）を有し、隆起によ
   って隆起（８）の片側（１４）の軌道（３）が偏平かつ
   均一に上昇しかつ他方の側（１５）では急激に下降し従
   って軌道（３）の経過を中断するように形成されてお
   り、それによって、ボール（１０）と軌道（３）との間
   の接触は、短時間、衝撃機構によって中断される、請求
   項１に記載のインパクトレンチ。
3. 【請求項３】 カム制御スリーブ（２）が、隆起（８）
   の急激に下降する領域に湾曲部（１６）を有する、請求
   項２に記載のインパクトレンチ。
4. 【請求項４】 湾曲部（１６）が形状的にボール（１
   ０）に相応する、請求項１に記載のインパクトレンチ。
5. 【請求項５】 カム制御スリーブ（２）が、偏平な側
   （１４）と急激に下降した側（１５）との間に傾斜部
   （１７）を有する、請求項１から４までのうちのいずれ
   か１つに記載のインパクトレンチ。
6. 【請求項６】 カム制御スリーブ（２）に付設された軌
   道（３）が、ボール（１０）に相応する基本形状を有す
   る、請求項１から５までのうちのいずれか１つに記載の
   インパクトレンチ。
7. 【請求項７】 カム制御スリーブ（２）に、ピン（１
   ２）中の凹部（３１）と相応するカラー（２６）が付設
   されている、請求項１から６までのうちのいずれか１つ
   に記載のインパクトレンチ。
8. 【請求項８】 衝撃装置ケージ（６）の底部（１１）
   に、カム制御スリーブ（２）と共にボール（１０）用の
   環路（９）を形成する少なくとも１つの円弧線状の溝
   （１９）が配設されており、溝はカム制御スリーブ
   （２）と協働してボール（１０）の固定を可能にするよ
   うに形成されている、請求項１から７までのうちのいず
   れか１つに記載のインパクトレンチ。
9. 【請求項９】 モータが空気圧モータとして形成されて
   おり、その空気供給環路（２８）に減圧弁（２１）が配
   設されている、請求項１から８までのうちのいずれか１
   つに記載のインパクトレンチ。
10. 【請求項１０】 制御軸（２３）が、縦軸線（２２）に
    対して従ってハンドル（２４）又はハウジング（３０）
    中の衝撃部分のスラスト軸線に対して平行に配設されて
    いる、請求項１から９までのうちのいずれか１つに記載
    の、インパクトレンチ。