JP3098797B2 - 電動レンチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ボルト、ナット及びネ
ジ等の締め付け或いは緩め作業を主として電動にておこ
なう電動レンチに関し、詳しくは手締め時のラチェット
動作範囲が広くて使い勝手をよくする技術に係るもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来、ワンウェイクラッチを応用して機
構負荷を小さくした電動レンチは図５に示すものが提案
されている。この電動レンチは、本体ケース１の把持部
２に充電池パック３、略同芯にモータ４と減速機５を配
設し、充電地パック３とモータ４の間にスイッチ２１を
設けている。上記減速機５の駆動軸６にて後述するワン
ウェイクラッチ機構部を介して出力部１２ｘとしての出
力軸１２を片方向に駆動回転させてボルトやネジの締め
込み及び緩め操作をおこなうことができるようにしてあ
る。以下ワンウェイクラッチ機構部の構成を詳述する。

【０００３】減速機５の駆動軸６に固定されたピニオン
７とそれと噛み合うフェイスギヤ８がその軸芯が略直交
され、フェイスギヤ８と同軸上に回転体９、１０が回転
自在に配されるとともにカム体１１を有する出力軸１２
が回転自在に配されている。連結ピン１３で連結された
回転体９、１０の外周面には図７に示すように複数個の
突部１４が放射状にかつ略等間隔に突設されている。ま
た、本体ケース１に一体に形成されたケース１ａの内面
には回転体９、１０とカム体１１を有する出力軸１２を
内蔵するようにリング体１５が固定されている。カム体
１１の外周面には図７に示すようにカム面１７が隣合っ
て逆の傾斜面をもつように形成されている。回転体１０
にはカム体１１側に円弧状の溝１９が設けられており、
カム体１１に固着されている位置決めピン１６で規制さ
れる範囲において回動するように構成されている。ここ
において回転体９の突部１４の両側にはカム面１７とリ
ング体１５の内周面との間に楔状空間部が形成されてお
り、そして回転体９の回動方向イ側にある楔状空間部に
はそれぞれローラ状のクラッチ部材１８が配設されてい
る。このクラッチ部材１８の直径はカム面１７とリング
体１５の内周面で形成される隙間のうち回転体９、１０
の突部１４側の隙間より小さく、カム面１７側のすきま
より大きくなっているため、クラッチ部材１８は突部１
４側に位置するときは図７に示すように遊動状態にある
が、突部１４から離れて図８のようにカム体１１のカム
面１７とリング体１５の内周面との間に噛み込んだ時、
出力軸１２をロックするようにしてある。

【０００４】次に動作について説明する。図７に示すよ
うに、回転体９、１０とカム体１１とがその円弧状の溝
１９と位置決めピン１６とで決められる正転の規制位置
にあるとき、モータ４を出力軸１側から見て反時計方向
に回転させると、この出力は遊星機構２２において減速
されて駆動軸６の回転となり、駆動軸６に固定されてい
るピニオン７からフェイスギヤ８に回転を伝達する。そ
してフェイスギヤ８及び回転体９に半円状に形成されて
いる半円溝２３ａ，２３ｂ内にある鋼球２４を介してこ
の回転は回転体９、１０に伝達され、次に位置決めピン
１６を介して出力軸１２に伝達され、図７の矢印イ方向
に出力軸１２は回転するが、このときクラッチ部材１８
は回転体９、１０の突部１４によって突部１４の根元側
に誘い込まれる為に、すなわち楔状空間部における遊動
領域に位置するため、クラッチ部材１８が出力軸１２の
回転を妨げることがない。しかして電動による締めつけ
をおこなう。スイッチ２１をオフにしてモータ４を停止
させた状態で手動による締めつけをおこなうためにケー
ス１ａをＢ方向に回転させたならば、回転体９、１０に
よってクラッチ部材１８は突部１４の根元側に誘い込ま
れておらず、本体ケース１と出力軸１２、つまりはリン
グ体１５とカム体１１との間に生じる相対回転で図８に
示すようにクラッチ部材１８は上記相対回転に伴う転動
で突部１４から離れて楔状空間部における噛み込み部分
側に移るために、リング体１５と出力軸１２がロックさ
れてリング体１５の回転とカム体１１の回転とが一体化
され、出力軸１２は本体ケース１と共に図中矢印Ｂ方向
に回転する。この状態で図９に示すように、本体ケース
１をＡ方向に回転させたならば、リング体１５とカム体
１１との間に生じる相対回転でクラッチ部材１８は突部
１４側の遊動領域に移動し、出力軸１２に対してリング
体１５、つまりケース１ａは空転となる。このとき、回
転体９は鋼球２４の範囲すなわちフェイスギヤ８及び回
転体１０に設けた半円溝２３ａ、２３ｂの形成範囲にお
いてフェイスギヤ８からの負荷を受けることはない。以
上の動作を繰り返すことにより本体ケース１の往復回転
によるボルト等の手締めが可能となる。

【０００５】図１０に示すように、回転体９、１０とカ
ム体１１とが円弧状の溝１９と位置決めピン１６とで決
めれられる逆転の規制位置にある時、モータ４の回転方
向が出力軸１２側から見て時計方向の場合、回転体９、
１０の回転は位置決めピン１６を介して出力軸１２に伝
達され、出力軸１２は図中矢印方向に回転する。このと
き、クラッチ部材１８は楔状空間部における遊動領域に
位置するためにロックがなされることはない。モータ４
を停止させた状態で手動による緩めをおこなうためにケ
ース１ａをＡ方向に回転させたならば、図１１に示すよ
うに、クラッチ部材１８が出力軸１２をロックし、出力
軸１２は図中矢印方向に回転する。この状態で図１２に
示すようにケース１ａをＢ方向に回転させた時にはクラ
ッチ部材１８は遊動領域に位置するため、ケース１ａは
空転となる。このとき、回転体１０は鋼球２４の遊びの
範囲においてフェイスギヤ８からの負荷を受けることは
ない。従って、ケース１ａの往復回転運動によるボルト
等の手動戻しが可能となる。

【０００６】ここで、回転体９、１０とカム体１１との
規制位置の切替え構成について説明する。図１３に示す
ように、正転の規制位置にあるとき、モータ４を出力軸
１２側から見て時計方向に回転させたならば、鋼球２４
によりフェイスギヤ８から回転体９、１０に回転が伝達
されるが、この時、クラッチ部材１８はその慣性によっ
て突部１４から離れ、かつ出力軸１２は回転体９、１０
との摺動抵抗負荷のため図中矢印方向に回転する為、カ
ム面１７とリング体１５の内周面との間に噛み込んで出
力軸１２をロックするので、結局回転体９、１０のみが
１２０°回転し（回転体９、１０の突部１４がクラッチ
部材１８を押すようになり）、図１０に示すように、逆
転の規制位置に自動的に切替えられる。なお逆転の規制
位置への切替えも同様であり、又、回転体９に形成され
る正逆切替え摘み部２５を出力軸１２の軸廻りに切替え
たい回転方向と同方向に手動で回転することでも正逆切
替えをおこなうことができる。この手動操作において正
逆切替え操作にクリック感を出すためカム体１１に回転
体１０に対向してコイルバネ２６で付勢されて鋼球２８
が嵌合する凹み２７が２ヶ所回転体１０に設けられてい
る。

【０００７】図１４は電動にてねじ締めをおこなってい
た状態から手動によって本体ケース１を片送りさせなが
らすなわちケース１ａのＡ方向に空転させ、Ｂ方向に回
動してボルト締めをおこなう時のフェイスギヤ８と回転
体９に設けた半円の溝２３ａ，２３ｂに対する鋼球２４
との位置関係を示す。円弧状実線の溝２３ａはフェイス
ギヤ８に設けたものであり、二点鎖線は回転体９に設け
た半円の溝２３ｂを示す。これら半円の溝２３ａ，２３
ｂは円弧状でかつ両端が閉じられており、図１４に示す
ように、電動にて正転させた時、鋼球２４はフェイスギ
ヤ８の半円の溝２３ａに対しては出力軸１２に向かって
左端に回転体９の半円の溝２３ｂに対しては出力軸１２
に向かって右端に位置しており、ここで、ケース１ａを
Ａ方向に回すとピニオン７との噛み合いでフェイスギヤ
８は本体ケース１と共にＡ方向に回転する。この時、半
円の溝２３ａ，２３ｂを鋼球２４はＢ方向にころがり、
その為、機構負荷はきわめて小さいので、ケース１ａは
Ａ方向にスムーズに空転する。そしてケース１ａをＡ方
向に回転させてネジ締めをおこなうと、ピニオン７との
噛み合いによりフェイスギヤ８はケース１ａと共にＢ方
向に回転し、かつクラッチ部材１８の噛み合いにより出
力軸１２すなわち回転体９もＢ方向に回転する。電動に
て逆転させた時、鋼球２４はフェイスギヤ８の半円の溝
２３ａに対して出力軸１２に向かって右端に、回転体９
の半円の溝２３ａに対しては出力軸１２に向かって左端
に位置し、上記と同様に手動操作時に空転動作を補佐す
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところが、以上のよう
な構成のものにおいては、手締めによるラチェット操作
範囲が電動によって正転又は逆転していた位置から、つ
まり半円の溝２３ａ，２３ｂの一端から、鋼球がもう一
端にころがる範囲であり、従来例のように半円の溝であ
ると、１回転以上のラチェット操作範囲がとれず、何回
転もラチェット操作を必要とする作業では使い勝手が悪
い。

【０００９】本発明はこのような問題に鑑みてなされた
ものであり、その目的とするところは、手締め時のラチ
ェット操作範囲が１回転以上とれる電動レンチを提供し
ようとするにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の電動レンチは、
本体ケース１内にモータ４及びモータ４に連結された駆
動体８ｘと、駆動体８ｘの一面に対向配置して接合され
る回転体９と、モータ４からの駆動力を駆動体８ｘから
回転体９に伝達するとともに逆回転方向において一定の
空転域を有するラチェット機構部と、モータ４の停止状
態で、本体ケース１を出力部１２ｘに対して一方向に回
動操作する時にのみ、出力部１２ｘを本体ケース１とと
もに回転させるワンウェイクラッチとを備えた電動レン
チであって、駆動体８ｘ及び回転体９のうち少なくとも
一方の接合面に螺旋溝３０を形成し、他方の接合面にも
溝３１ｘを形成し、螺旋溝３０と溝３１ｘ内に駆動体８
ｘと回転体９とを回転連結する連結手段を設けて成るこ
とを特徴とするものである。

【００１１】

【作用】このように、モータ４に連結された駆動体８ｘ
と出力部１２ｘとを有し、その駆動体８ｘの一面に対向
配置して接合される回転体９とを備え、駆動体８ｘ及び
回転体９のうち少なくとも一方の接合面に螺旋溝３０を
形成し、他方の接合面にも溝３１ｘを形成し、螺旋溝３
０と溝３１ｘ内に駆動体８ｘと回転体９とを回転連結す
る連結手段を設けることによって、螺旋溝３０を形成し
た範囲においてラチェット操作範囲をとれ、つまり螺旋
溝３０を１回転（３６０°）以上形成すればそれだけラ
チェット操作範囲を形成することができ、ラチェット操
作範囲を１回転以上とれて操作性を高めるようにしたも
のである。

【００１２】

【実施例】以下本発明の実施例を図面に基づいて詳述す
る。図１は第１の実施例の断面図であり、図２は第１の
実施例の駆動体８ｘとしてのフェイスギヤ８と回転体９
との接触面を表す図であり、従来例の図１４に相当す
る。この第１の実施例においてはフェイスギヤ８にフェ
イスギヤ８の回転中心を螺旋のセンターとする螺旋溝３
０が、回転体９には回転体９の径方向に伸びる長溝（長
孔）３１が設けられている。

【００１３】今、回転体９、１０とカム体１１とが正転
の規制位置にあって、手動によって本体ケース１をＡ方
向に空転させ、Ｂ方向に回動してボルト締めを順次おこ
なっていくと、連結手段としての鋼球２４は回転体９の
長溝３１によって位置規制を受け、鋼球２４と回転体９
との相対位置は変わらないが、フェイスギヤ８はＡ方向
に片送り操作分回動する為、相対的に見て鋼球２４は螺
旋溝３０をＢ方向に移動していくことになる。この時、
螺旋溝３０はフェイスギヤ８の周方向に１回転以上形成
しておけば、ラチェット操作範囲が１回転以上と大きい
範囲設けることができる。なを、螺旋溝３０を回転体９
に、長溝３１をフェイスギヤ８に設けても同じ効果が得
られる。ところで、かかる実施例においては上記詳述し
た以外の構成は従来例において説明したので省略する。

【００１４】図３及び図４は第２実施例を示していて、
フェイスギヤ８、回転体９に共に出力軸１２の回転中心
と同芯の螺旋溝３０がただ螺旋方向だけ逆に設けられて
いる。今、回転体９、１０とカム体１１とが正転の規制
位置にあって、手動によって本体ケース１とＡ方向に空
転させ、Ｂ方向に回動してボルト締めを順次おこなって
ゆくと、鋼球２４は螺旋溝３０の端より片送り分、順次
ことがってゆく。この時第１の実施例と同様に螺旋溝３
０はフェイスギヤ８、回転体９共に１回転以上形成して
おけば、ラチェットの操作範囲が１回転以上設けること
ができる。

【００１５】

【発明の効果】本発明は上述のように、本体ケース内に
モータ及びモータに連結された駆動体と、駆動体の一面
に対向配置して接合される回転体と、モータからの駆動
力を駆動体から回転体に伝達するとともに逆回転方向に
おいて一定の空転域を有するラチェット機構部と、モー
タの停止状態で、本体ケースを出力部に対して一方向に
回動操作する時にのみ、出力部を本体ケースとともに回
転させるワンウェイクラッチとを備えた電動レンチであ
って、駆動体及び回転体のうち少なくとも一方の接合面
に螺旋溝を形成し、他方の接合面にも溝を形成し、螺旋
溝と溝内に駆動体と回転体とを回転連結する連結手段を
設けてあるから、螺旋溝を形成した範囲においてラチェ
ット操作範囲をとれ、つまり螺旋溝を１回転（３６０
°）以上形成すればそれだけラチェット操作範囲を形成
することができ、ラチェット操作範囲を１回転以上とれ
て操作性を高めることができ、電動レンチの使い勝手を
高めることができるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の部分断面図である。

【図２】同上のフェイスギヤの螺旋溝、回転体の長溝、
鋼球の関係を示す平面図である。

【図３】同上の第２実施例の部分断面図である。

【図４】（ａ）は同上のフェイスギヤの螺旋溝と回転体
に設けた螺旋溝及び鋼球の関係を示す平面図、（ｂ）は
概略平面図である。

【図５】従来例の全体の一部を破断した平面図である。

【図６】同上の部分断面図である。

【図７】同上の出力軸を正転規制状態にしたカム体とク
ラッチ部材との関係を示し、電動による締め付け状態を
示す説明図である。

【図８】同上の出力軸を正転規制状態にしたカム体とク
ラッチ部材との関係を示し、手動締め付け状態を示す説
明図である。

【図９】同上の空転時を示す説明図である。

【図１０】同上の出力軸を逆転規制状態にしたカム体と
クラッチ部材との関係を示す説明図である。

【図１１】同上の出力軸を逆転規制状態にしたカム体と
クラッチ部材との関係を示す説明図である。

【図１２】同上の出力軸を逆転規制状態にしたカム体と
クラッチ部材との関係を示す説明図である。

【図１３】同上の正逆転規制状態の切替えを示し、カム
体とクラッチ部材との関係を示す説明図である。

【図１４】同上のフェイスギヤの溝、回転体の溝、鋼球
の関係を示す平面図である。

【符号の説明】

４ モータ ８ｘ 駆動体 ９ 回転体 １２ｘ 出力部 ３０ 螺旋溝 ３１ 長溝

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B25B 21/00 530 B25B 21/00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 本体ケース内にモータ及びモータに連結
   された駆動体と、駆動体の一面に対向配置して接合され
   る回転体と、モータからの駆動力を駆動体から回転体に
   伝達するとともに逆回転方向において一定の空転域を有
   するラチェット機構部と、モータの停止状態で、本体ケ
   ースを出力部に対して一方向に回動操作する時にのみ、
   出力部を本体ケースとともに回転させるワンウェイクラ
   ッチとを備えた電動レンチであって、駆動体及び回転体
   のうち少なくとも一方の接合面に螺旋溝を形成し、他方
   の接合面にも溝を形成し、螺旋溝と溝内に駆動体と回転
   体とを回転連結する連結手段を設けて成る電動レンチ。