JP3037696U - インパクトレンチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 小型で電動機の焼けつきが発生し難い電動式
のインパクトレンチの提供を目的とする。 【解決手段】 電動機４の回転エネルギをハンマーケー
ジ１に蓄積し、電動機４が高速回転に達したときに、ハ
ンマーケージ１を出力軸５に連結する遠心クラッチ方式
を採用して小型化をはかり、しかもクラッチ２を作動す
る拡張板２４を、略碗形状の部材を電動機４の回転中心
を中心として回転対称に３分割した形状として、３つの
拡張板２４・・２４に遠心力が均等に作用するように構成
することで、電動機４が高速回転に達したときには、ク
ラッチ２が確実に動作するようにする。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

本考案は、自動車のホイールナットなどのねじの着脱作業を行う際に用いるイ ンパクトレンチに関する。

【０００２】

【従来の技術】

自動車のタイヤ交換時などにおいて、ホイールナットの取外し・締付け作業を 行う工具としては、従来、手動式のソケットレンチが一般に使用されている。ま た最近では、自動車のバッテリの電力を利用した電動式のインパクトレンチも提 供されている。

【０００３】 この種の電動式のインパクトレンチとしては、小型な電動機でより大きな駆動 力が得られるようにするため、フライホイルと遠心力を利用した遠心スイッチが 組み込まれた構造で、電動機がフライホイールの蓄積エネルギによって高速回転 に達したときに、その回転力が出力軸（ソケットやドライバ等の工具接続用）に 加わるようにしたものも開発されている（実用新案登録第３０１７６５７号「電 動レンチ」及び実願平２−４０１９５８号「ネジ着脱作業用の電動工具」）。

【０００４】 その実用新案登録第３０１７６５７号の電動レンチは、図１(A),(B) 及び図２ に示すように、フライホイールとなる回転部材２０１に、２つのＬ型の側板２０ ３とこれらを相互に引き寄せるばね２０４及びピン２０５からなるクラッチ２０ ２が組み込まれ、電動機が静止状態から低速回転のときにはピン２０５により偏 心ブロック２０６が揺動が規制されて出力軸２０７に回転が伝達されず、電動機 の回転速度が回転部材２０１の慣性力により高速に達したときに、２つのＬ型の 側板２０４が揺動して偏心ブロック２０６のピン２０５による規制が解除され、 これにより偏心ブロック２０６が遠心力により揺動して、そのブロック端部が出 力軸２０７の外周面に引っ掛かって出力軸２０７に電動機の回転力が加わるよう に構成されている。

【０００５】 また、実願平２−４０１９５８号の電動工具も、先と同様な構造で、図３(A), (B) 及び図４に示すようにフライホイールとなる回転部材３０１とクラッチ３０ ２を備えており、電動機が高速回転に達したときに２つの側板３０３が揺動し、 これにより偏心ブロック３０６のピン３０５による規制が解除されて出力軸３０ ７に電動機の回転力が加わるように構成されている。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、実用新案登録第３０１７６５７号及び実願平２−４０１９５８号の 構造によれば、いずれも、２つの側板及びばねが、それぞれ回転中心を挟んで１ ８０度の位置関係にあるため、これら左右一対の部材に平均した遠心力が働かず 各ばねに作用する力にも差異が生じる。そのため、一定期間使用すると、１８０ 度の位置関係にあるばね間において弾性疲労の変異が起きてばねの弾性バランス が非常に悪くなる。このような状況になると、電動機の回転速度が遠心作動状態 に達しても、２つの側板が拡張しないでクラッチが正常に動作しなくなり、ベー ス等が空転したままの状態となる結果、電動機の焼けつきが起きるという問題が ある。

【０００７】 なお、以上の２つの提案の構造においては、互いに１８０度の位置関係にある 一対の側板の中心（重心）を電動機の回転中心に正確に一致させることが難しく 、そのため電動機を始動したときに駆動軸に偏心荷重が作用して、駆動軸に悪影 響がおよぶ恐れもある。

【０００８】 本考案は上記した従来の問題点を解消すべくなされたもので、電動機の回転エ ネルギを蓄積するフライホイール（ハンマケージ）を出力軸に連結するクラッチ が常に正常に動作し、もって電動機の焼けつきを防止した構造のインパクトレン チを提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】 上記目的を達成するため、本考案のインパクトレンチは、図５〜図１０に例示 するように、電動機４の回転力が伝達される従動軸１３ａの端部に一体形成され た円盤体１３とこの円盤体１３に対して所定の間隔をあけて平行に配置され、略 半円筒形の連結部材１１を介して円盤体１３に一体的に連結されたリング体１２ からなるハンマーケージ１と、その円盤体１３とリング体１２との間で、連結部 材１１と対向する位置に配置され、従動軸１３ａと平行な固定ピン１５ａを中心 として揺動自在な偏心ブロック１５を備えているとともに、従動軸１３ａに摺動 自在に配設され端部にフランジ２３ａが一体形成され、かつ、偏心ブロック１５ の揺動を規制するクラッチピン２１が一体的に形成されたクラッチ作動体２０と 、このクラッチ作動体２０を円盤体１３に向けて押圧する押圧部材（圧縮コイル ばね）２２と、全体として略碗形状をなす部材を従動軸１３ａの回転中心を中心 として回転対称に３分割した形状で、クラッチ作動体２０のフランジ２３ａと円 盤体１３との間に位置し、小径側端部がクラッチ作動体２０のフランジ２３ａに 接触する３つの拡張板２４・・２４と、この３つの拡張板２４・・２４の小径側端部 の周縁に巻き掛けられ、各拡張板２４の小径側端部を回転中心に向けて押圧する 引張コイルばね２５からなるクラッチ２と、従動軸１３ａと同一の回転中心をも つ軸で、一部がハンマーケージ１の円盤体１３とリング体１２との間に臨み、か つ、偏心ブロック１５に対応する部分にこの偏心ブロック１５が引っ掛かる段部 ５３ａが形成された出力軸５を備えている。

【００１０】 そして、電動機４が低速回転のときには、３つの拡張板２４・・２４が引張コイ ルばね２５の弾性力により閉の状態が保持され、クラッチピン２１が偏心ブロッ ク１５の揺動を規制して出力軸５に回転が伝達されず、電動機４が高速回転に達 したときに、３つの拡張板２４・・２４の小径側端部が遠心力により外方に開き、 この開いた３つの拡張板２４・・２４によって、クラッチ作動体２０が円盤体１３ から離反する向へと押されて上記クラッチピン２１による偏心ブロック１５の規 制が解除され、そのブロック端部が出力軸５の段部５３ａに引っ掛かって、当該 出力軸５に電動機４の回転力が加わるように構成したことによって特徴づけられ る。

【００１１】 以上のように、本考案のインパクトレンチにおいては、電動機４がハンマーケ ージ１に蓄えられたエネルギにより高速回転となったときに、拡張板２４が引張 コイルばね２５の弾性力に抗して円周方向に開き、これによりクラッチ作動体２ ０が移動してハンマーケージ１と出力軸５とが連結されるわけであるが、本考案 では、拡張板２４を３つとし、これら３つの拡張板２４・・２４を回転中心を中心 とする円周に沿って１２０度の角度で配置しているので、高速回転により生じる 遠心力が各拡張板２４に均等に作用し、しかもこれら３つの拡張板２４・・２４を 押圧する引張コイルばね２５を円周方向に沿って配置しているので、高速回転時 において引張コイルばね２５に偏った力が作用することがなくなる。

【００１２】

【考案の実施の形態】

図５は考案の実施の形態の要部構造を示す斜視図で、図６はその分解斜視図で ある。また図７及び図８は本発明の実施の形態の中央縦断面図である。

【００１３】 この例のインパクトレンチは、ハンマーケージ１、クラッチ２及び外カバー３ 、電動機４及び出力軸５などによって主に構成されている。これらの部品は図１ １(A),(B) に示すハウジング１００内に収容されており、その出力軸５の先端部 がハウジング１００から突出している。

【００１４】 ハンマーケージ１は、電動機４の回転力が伝達される従動軸１３ａ、その端部 に一体形成された円盤体１３、この円盤体１３に対して所定の間隔をあけて平行 に配置されたリング体１２、及び、それらリング体１２と円盤体１３とを一体的 に連結する略半円筒形の連結部材１１によって構成されている。リング体１２と 円盤体１３には、従動軸１３ａの回転中心を挟んで対向する位置にピン孔１４と １４′が加工されており、この一対のピン孔１４，１４′には、偏心ブロック１ ５を揺動自在に支承する固定ピン１４（中心が従動軸１３ａの回転中心と平行） が差し込まれる。

【００１５】 ハンマーケージ１の円盤体１３には、偏心ブロック１５の内方となる部分に、 後述するクラッチピン２１の挿入用の貫通孔１３ｂが加工されている。また円盤 体１３の従動軸１３ａ側の面には円柱形状の突起１３ｃが設けられている。なお 、従動軸１３ａの端部は円筒形状となっており、その円筒内面には、電動機４の 駆動軸４１に加工されたスプラインに嵌まり合う溝１３ｄが加工されている。

【００１６】 クラッチ２は、円筒体２３の両端にフランジ２３ａと２３ｂが一体形成された 部材でハンマーケージ１の従動軸１３ａに摺動自在に配設されるクラッチ作動体 ２０と、このクラッチ作動体２０の円盤体１３側のフランジ２３ｂの外面に一体 形成された２本のクラッチピン２１と、クラッチ作動体２０を囲うように配置さ れた３つの拡張板２４・・２４を備えている。

【００１７】 その３つの拡張板２４・・２４は、全体として略碗形状の部材を従動軸１３ａの 回転中心を中心として回転対称に３分割したもので、その大径側端部がハンマー ケージ１の円盤体１３の側面で突起１３ｃの外方位置に接触し、小径側端部がク ラッチ作動体２０のフランジ２３ａの内面に接触する。また３つの拡張板２４・・ ２４の小径側端部には引張コイルばね２５が巻き掛けられており、この引張コイ ルばね２５の弾性力によって各拡張板２４・・２４の小径側端部が回転中心に向け て押圧される。

【００１８】 そして、以上の構造のクラッチ２において、クラッチ作動体２０が、外カバー ３の内面との間に挟み込まれた圧縮コイルばね２２によってハンマーケージ１の 円盤体１３に向けて押圧されており、図７に示すように、クラッチ作動体２０が ハンマーケージ１の円盤体１３の側面に当たった状態で、２本のクラッチピン２ １先端が偏心ブロック１５の内方にまで臨み、その偏心ブロック１５の揺動を規 制する。また図８に示すように、３つの拡張板２４・・２４が外方に開いてクラッ チ作動体２０が円盤体１３から離れたときには、２本のクラッチピン２１は円盤 体１３の貫通孔１３ｂ内に没入して偏心ブロック１５の規制が解除されるように 構成されている。

【００１９】 一方、外カバー３は、クラッチ２の周辺を囲う円筒形状の部材で、その前面側 の中央部に四角形の穴３１が加工されている。なお、この外カバー３は、ハンマ ーケージ１の従動軸１３ａの先端にＣ形止め輪１３ｅを挟み込むことによってそ のハンマーケージ１に対して固定される。

【００２０】 出力軸５は、中央部に大径部５３が加工された段付の軸で、その大径部５３が クラッチ作動体２０のリング体１２と円盤体１３との間に位置するように配置さ れている。この出力軸５は、ハンマーケージ１に設けられた２つの軸受５１と５ ２によって、従動軸１３ａと同一の回転中心を中心として回転自在に支承されて いる。また出力軸５の大径部５３の外周面には、偏心ブロック１５の端部が引っ 掛かる段部５３ａが設けられている（図９，図１０参照）。なお出力軸５の先端 部には、ソケットやドライバ等の工具を装着するための加工（角ドライブ加工） が施されている。

【００２１】 ここで、以上の実施の形態において、電動機４には配線及びコネクタを介して 自動車のバッテリから電極を供給することができる。また電動機４の配線系には 正転・逆転切換用のコントロールスイッチ（図示せず）が設けられており、その 操作によりねじの締結・取り外し作業を自由に選択することができる。

【００２２】 次に、本発明の実施の形態の作用を、図９及び図１０並びに先の図５〜図８を 参照しつつ述べる。なお、図９は図７のＸ−Ｘ断面図、図１０は図８のＹ−Ｙ断 面図である。

【００２３】 まず、電動機４が停止状態のときは、図７及び図９に示すように、３つの拡張 板２４・・２４は引張コイルばね２５の弾性力によって閉の状態が保持され、クラ ッチ作動体２０がハンマーケージ１の円盤体１３に接触した状態となり、偏心ブ ロック１５の揺動がクラッチピン２１によって規制される。従って電動機４が始 動したばかりの時には、ハンマーケージ１とクラッチ２のみが一緒に回転するだ けで出力軸５には回転力が伝達されない。

【００２４】 次に、電動機４を始動した後、ハンマーケージ１によって回転エネルギが蓄積 されて電動機４の回転速度が高速に達した時点で、３つの拡張板２４・・２４に大 きな遠心力が作用し、図８及び図１０に示すように、３つの拡張板２４・・２４の 小径側端部が引張コイルばね２５の弾性力に抗して外方へと開き、これら拡張板 ２４・・２４によってクラッチ作動体２０が押されてハンマーケージ１の円盤体１ ３から離れる。なお、このとき各拡張板２４の大径側端部が円盤体１３の突起１ ３ｃに引っ掛かってこの部分が支点となる。

【００２５】 このようなクラッチ作動体２０の移動により、クラッチピン２１が偏心ブロッ ク１５から外れ、偏心ブロック１５が揺動（偏心）してその端部が出力軸５の大 径部５３の段部５３ａに引っ掛かり、この時点でハンマーケージ１と出力軸５と が相互に連結され電動機４の回転力が出力軸５に加わる。この後、電動機４のス イッチをオフするか、ねじの締結による作用力により電動機４の回転が停止する と、これに応じて３つの拡張板２４・・２４が内方に縮小し、クラッチ作動体２０ が、圧縮コイルばね２２の弾性力によって、先とは逆向きに移動する。これによ りクラッチピン２１が偏心ブロック１５に当たり、偏心ブロック１５が元の位置 に復帰してその動きが固定され、以上の動作によりハンマーケージ１と出力軸５ との連結が解除され元の状態（図７，図９参照）に戻る。

【００２６】 次に、以上の構造のインパクトレンチを用いてタイヤのホイールナットの締結 を行う場合の作業手順の例を以下に述べる。 まず、出力軸５の先端にソケットを装着し、そのソケットをホイールナットに 当てがった状態でスイッチオン（正転）とする。これにより電動機４が回転して 上記した動作により出力軸５に回転力が加わってホイールナットが締結される。 そのナットが完全な締結状態（ロック状態）に近づくと、電動機４の回転が停止 し、上記した動作によってハンマーケージ１と出力軸５との連結が解除されハン マーケージ１が空転の状態となる。次いで、ホイールナットの緩み止め効果を得 るために、ソケットをホイールナットから外さずに電動機４を再び始動すると、 先と同じ動作によりハンマーケージ１に回転エネルギが蓄積され、その回転力が 出力軸５を介してソケットに伝達されホイールナットが更に締結され、このよう な電動機始動→クラッチオン→ナット締結→電動機停止→電動機始動の動作を順 次に繰り返してゆくうちにホイールナットが完全なロック状態となる。なお、締 結したホイールナットを緩める際には、電動機４の回転を逆転して先と同様な作 業を行えばよい。

【００２７】 ここで、本考案の実施の形態では、３つの拡張板２４・・２４がそれぞれ互いに １２０度の位置関係にあるので、その各拡張板２４に遠心力が均一に作用し引張 コイルばね２５に偏った力が作用することがない。従って電動機４が高速回転と なったときに拡張板２４・・２４が拡張しないといった不具合が解消され、常に安 定したクラッチ動作を得ることができる。ちなみに、図５〜図１０に示した構造 のインパクトレンチの試作品を製作してテストを繰り返して行ったところ、拡張 板２４が常に確実に動作することが確認でき、また駆動出力量もむらなく安定す ることも確認できた。

【００２８】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案によれば、電動機の回転エネルギをフライホイー ル（ハンマーケージ）に蓄積し、電動機が高速回転に達したときにフライホイー ルを出力軸に連結する遠心クラッチ方式を採用したインパクトレンチにおいて、 クラッチを作動する拡張板を、略碗形状の部材を電動機の回転中心を中心として 回転対称に３分割した構造としたから、その３つの拡張板に作用する遠心力が平 均化され、しかもそれら拡張板の端部をリング状に配置したばねにより回転中心 に向けて押圧しているので、回転時にばねに偏った力が作用する可能性も少なく なる。これにより電動機が高速回転に達したときには、必ずクラッチが正常に動 作し、フライホイールとしてのハンマーケージの空回りが起きる可能性が少なく なる結果、電動機の焼けつきを防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来のインパクトレンチの一例を示す要部縦断
面図

【図２】同じくインパクトレンチの一例を示す要部斜視
図

【図３】従来のインパクトレンチの他の例を示す要部縦
断面図

【図４】同じくインパクトレンチの他の例を示す要部斜
視図

【図５】本考案の実施の形態の要部構造を示す斜視図

【図６】同じく要部構造を示す分解斜視図

【図７】本発明の実施の形態の中央縦断面図

【図８】同じく中央縦断面図

【図９】図７のＸ−Ｘ断面図

【図１０】図８のＹ−Ｙ断面図

【図１１】本発明の実施の形態の外観図で (A)及び (B)
はそれぞれ正面図及び側面図

【符号の説明】

１ ハンマーケージ １１ 連結部材 １２ リング体 １３ 円盤体 １３ａ 従動軸 １３ｂ 貫通孔 １３ｃ 突起 １４ ピン孔 １５ 偏心ブロック １５ａ 固定ピン ２ クラッチ ２０ クラッチ作動体 ２１ クラッチピン ２２ 圧縮コイルばね ２３ 円筒体 ２３ａ，２３ｂ フランジ ２４・・２４ 拡張板 ２５ 引張コイルばね ３ 外カバー ４ 電動機 ５ 出力軸 ５１，５２ 軸受 ５３ 大径部 ５３ａ 段部

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 電動機の回転力が伝達される従動軸の端
   部に一体形成された円盤体とこの円盤体に対して所定の
   間隔をあけて平行に配置され、略半円筒形の連結部材を
   介して当該円盤体に一体的に連結されたリング体からな
   るハンマーケージと、 上記円盤体とリング体との間で上記連結部材と対向する
   位置に配置され、上記従動軸と平行な固定ピンを中心と
   して揺動自在な偏心ブロックと、 上記従動軸に摺動自在に配設され端部にフランジが一体
   形成され、かつ、上記偏心ブロックの揺動を規制するク
   ラッチピンが一体的に形成されたクラッチ作動体と、こ
   の作動体を上記円盤体に向けて押圧する押圧部材と、全
   体として略碗形状をなす部材を上記従動軸の回転中心を
   中心として回転対称に３分割した形状で上記クラッチ作
   動体のフランジと上記円盤体との間に位置し、小径側端
   部がクラッチ作動体のフランジに接触する３つの拡張板
   と、その３つの拡張板の小径側端部の周縁に巻き掛けら
   れ、各拡張板の小径側端部を回転中心に向けて押圧する
   引張コイルばねからなるクラッチと、 上記従動軸と同一の回転中心をもつ軸で、一部が上記ハ
   ンマーケージの円盤体とリング体との間に臨み、かつ、
   上記偏心ブロックに対応する部分にこの偏心ブロックが
   引っ掛かる段部が形成された出力軸を備え、 電動機が低速回転のときには、上記３つの拡張板が引張
   コイルばねの弾性力により閉の状態が保持され、上記ク
   ラッチピンが上記偏心ブロックの揺動を規制して出力軸
   に回転が伝達されず、電動機が高速回転に達したとき
   に、上記３つの拡張板の小径側端部が遠心力により外方
   に開き、この開いた３つの拡張板によって上記クラッチ
   作動体が上記円盤体から離反する向へと押されて、上記
   クラッチピンによる偏心ブロックの規制が解除され、そ
   のブロック端部が出力軸の段部に引っ掛かって当該出力
   軸に電動機の回転力が加わるように構成されてなるイン
   パクトレンチ。