JP3493645B2

JP3493645B2 - コードレス締結工具

Info

Publication number: JP3493645B2
Application number: JP02925795A
Authority: JP
Inventors: 智海吉水; 博明折笠; 寧安蔵
Original assignee: Hitachi Koki Co Ltd
Current assignee: Koki Holdings Co Ltd
Priority date: 1995-02-17
Filing date: 1995-02-17
Publication date: 2004-02-03
Anticipated expiration: 2019-02-03
Also published as: DE19605827A1; DE19605827C2; JPH08216046A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はビル建築、橋梁建築等に
使用される鉄骨の締結に用いるナットランナーやシャー
レンチ等のコードレス締結工具に関するものである。以
下、ボルト先端のチップを一定の剪断力で剪断してボル
トを一定トルクで締結するシャーレンチをコードレス締
結工具として説明する。

【０００２】

【従来の技術】図３は鉄骨の締結に用いられているシャ
ーボルトを示す。Ｍ１６〜Ｍ２４のボルト４１の先端に
は、締付時にインナソケット１６で把持されるチップ４
２が設けられ、ナット４３とボルト４１の頭４０の間に
複数の鉄骨４４を挾み込み、図４に示すシャーレンチの
アウタソケット１５でナット４３を、インナソケット１
６でチップ４２を保持し、３００〜１０００Ｎｍの強大
なトルクで締め付ける。チップ４２にはくびれ部４５が
あり、該くびれ部４５の均一な剪断トルクでねじ切れる
性質を利用し、一定の締付トルクを得るようにしてい
た。

【０００３】従来、この作業に用いる電動式シャーレン
チは、図４に示すように商用の１００Ｖ〜２００Ｖの交
流電源から、３０ｍ〜６０ｍの長大なコード１０１を介
して電源を得ていた。モータ１０２の回転を、アイドル
ギヤ３、ファーストギヤ４、小傘歯車５、大傘歯車６、
３段の遊星歯車等で約１／１５００に差動減速し、イン
ナソケット１６とアウタソケット１５の間に３００〜１
０００Ｎｍの強大な締結トルクを得ていた。ハンドル１
０３は、前記ソケット１５、１６、遊星歯車、傘歯車
５、６からなる出力部とモータ１０２等の動力部を連結
する形で出力部後端のテールカバー１０６から後方に突
出して取り付けられていた。ハンドル１０３内にはモー
タ１０２と電源の接続を開閉する電源スイッチ２７と、
小傘歯車５の後端からプランジャ１７とソレノイドコイ
ル１８の吸引力を利用して歯車内部の貫通穴を介してロ
ッド１９でチップ４２を押し出すソレノイド式のチップ
排出機構を駆動するサブスイッチ２８が収納されてい
た。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記シャーレンチには
以下に示す問題があった。 (１) この種の作業はビルや橋梁等の高所で足場や電源
事情も悪い状態で行われるが、商用電源を利用するた
め、コード１０１を３０ｍ〜６０ｍと長く引き回す必要
があり非能率的であると共に強大なトルクを出すために
モータ１０２そのものも入力電力が１２００Ｗ以上の大
型のものとなり、例えば１００Ｖでは１３Ａを超す大電
流となり、長いコード１０１の抵抗による電圧降下が１
２〜２４Ｖに達してしまう。このため、モータ回転数の
低下による締結速度の低下やソレノイドコイル１８の吸
引力の低下によるチップ４２の排出不良等の性能の低下
及びコード１０１が太く重いものとなり操作性が悪い。

【０００５】(２) これら問題を解決するために、電池
を電源としたコードレス締結工具にすることも考えられ
るが、現状技術では電圧２４Ｖ、容量２Ａｈ、質量１．
２ｋｇ程度の電池が必要である。しかし、モータの焼損
やスイッチ接点の溶着に対する電流許容量の限界から、
２４Ｖでは約３０Ａが電流の限界であり、この制限から
得られるモータの許容入力電力は、２４Ｖ×３０Ａ＝７
２０Ｗ程度が限界である。ＡＣ１００Ｖに比べて約４０
％も非力なモータで従来同様のトルクを得るためには、
減速比を従来の１／１５００から１．６倍の１／２４０
０に上げる必要があり、モータピニオンから傘歯車５、
６の間のファーストギヤ４等の平歯車を大型化し減速比
を大きくせざるをえない。このため図４に示す如く大傘
歯車６を小傘歯車５の前方に設けると、小傘歯車５に係
合したファーストギヤ４の大型化によって出力部の全長
（図４のＬ寸法）が長くなり、寸法上の制限のあるＨ形
鋼の中での締め付けにおいて本体が長くＨ形鋼の中に入
らない恐れがある。 (３) 締結途中で電池の残量が無くなりカセット式電池
を交換する際、例えば、Ｈ形鋼のコーナ部等では、本体
の上方向、ソケットの長手方向が建築物に近接し、もし
もこの方向に電池の挿入方向があると、電池を取外せな
い恐れがある。 (４) 電池の大きさは１００×１００×７０ｍｍの大き
なサイズとなるため、Ｈ形鋼のコーナ部等の狭所でナッ
ト４３とソケット１５の嵌合を阻害する恐れがある。

【０００６】(５) 図１４の従来のドライバドリルのよ
うに電池３１をハンドル２４ｃの下部に配置すると、シ
ャーレンチの場合先端の出力機構部が約２．５ｋｇと重
いため先端側に傾き倒れてしまう。このため本体を立て
られず寝せておくと全重量約５ｋｇの本体を取り上げる
際、本体を起こすこととなり操作性が悪い。 (６) 入力電力７２０Ｗ程度の従来のコードレス工具に
はない大出力のモータでは、内蔵の磁石も従来になく強
力かつ大形となり、モータの外部に漏れる磁束も大きく
なる。このため図１５に示す如く本体を鉄骨や足場板の
上に寝かせて置いた時に、鉄骨や足場板上の鉄粉や鉄製
の切粉がモータハウジング外周に吸い付けられる恐れが
大きい。また、この大きな入力電力に耐えるためモータ
には冷却用ファンが装着されるが、吸着した鉄粉や切粉
が冷却ファンによってモータ内に吸引されて回転子と磁
石の間に付着し、メカニカルロスが増える恐れがある。 (７) 本体重量が約４〜５ｋｇ有るのに加えて、電池が
１．２ｋｇ加わるため、バランスを考慮しないと重く操
作性の悪いものになってしまう。 (８) 重い電池は本体落下時にハウジング等の外枠部品
に相当のダメージを与え破損の原因となる。

【０００７】(９) 図４のシャーレンチのように出力部
に対してハンドルが後方に突出した構造では、Ｈ形鋼の
中等の狭い場所ではハンドルが邪魔になって作業ができ
なかったり、カチアゲ作業とよばれる足元のボルトを下
から上へ締め上げる際（図１３参照）に、ハンドルが出
力部よりも突出している分ハンドル位置が操作者から遠
くなり、スイッチの操作がしにくい。 (10) 重心バランスを良くするためにハンドルやモータ
を前方のソケット部に近ずけて配置し、重心位置とハン
ドルの握り部を近ずけると、ソケットの周囲に手の入る
スペースが無くなり、ソケットをナットに挿入する際に
両手で（一方の手でハンドルを他方の手でソケットを）
保持することが難しく操作性が悪い。 (11) 遊星歯車列やインナソケット、アウタソケット等
の出力機構部は摩耗やかじりによって寿命が短く、定期
的に交換する必要がある。しかし、出力機構部が歯車箱
となるインナカバー１０４内の大傘歯車６に隠れた取付
ボルト１０７で直接固定されているため、交換修理の際
に取付ボルトを外して出力機構部を分離するには、イン
ナカバー１０４をハウジング１０８から外し、ギヤカバ
ー１０５とインナカバー１０４を分離し、テールカバー
１０６を分離し、更にコイル１８、プランジャ１７、大
傘歯車６、小傘歯車５を取り外す作業が必要となり、修
理が面倒で費用がかさむ。 (12) １００Ｖ、６０Ａで動作していたチップ排出用コ
イル１８を電池の２４Ｖ、３０Ａ程度の電源能力で駆動
しなければならない。しかし低電圧のためコイルの吸引
力が不足であり、同じチップ排出力を得ることができな
い。これを解決するためにコイル外周を鉄板で被い磁束
の漏れを防ぐことは可能であるが、スペース及び部品点
数が増し好ましくない。 (13) 締結途中で電池の残量が無くなり、まだチップが
剪断されていない場合、電源スイッチを切ってもモータ
ピニオンからナットまでの軸系にはこの間の部材のねじ
れ変形による残留トルクが残っている。ある程度は自然
に逆回転し戻るが、モータのカーボンブラシの摩擦抵抗
や途中の歯車のメカニカルロス及び磁石モータ特有の磁
石による磁力で復元しきらず、残留したねじりトルクで
ナットとアウタソケット及びチップとインナソケットの
間に摩擦抵抗力が働き、本体をナットから外すことがで
きなくなる。この場合、満充電の別の電池を持って来て
交換するまで現場に本体を放置しなければならない。

【０００８】本発明の目的は、上記した従来技術の欠点
をなくし、操作性、信頼性を向上すると共に分解修理が
容易で、コンパクトなコードレス締結工具を提供するこ
とである。尚、本願発明の説明の便宜上、図１に示すコ
ードレス締結工具の場合、紙面の上方を工具の上方、紙
面の下方を工具の下方と呼ぶことにする。また紙面の左
側を工具の前方、紙面の右側を工具の後方と称して以下
説明する。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記した目的は、前記課
題の順に次のようにすることにより達成される。 (１) 電源を着脱自在なカセット式電池とするか、また
は該カセット式電池の端子部とほぼ同じ形状の端子部を
有するアダプタを設け、該アダプタを短いコードを介し
てカセット式電池とは別の外部電池に接続し、該外部電
池を電源とする。 (２) ファーストギヤに係合する小傘歯車を大傘歯車の
前方に設ける。 (３) 電池の着脱方向をソケットの長手方向と直角でハ
ンドルの長手方向とする。 (４) ハンドルの上方にハンドルの長手方向と直角方向
前方に延びる出力部を配置し、電池をハンドルに対して
出力部と対称の位置に当たるハンドルの下方に配置す
る。

【００１０】(５) ハンドルとモータに対して前記出力
部と対称の位置に当たるハンドル及びモータの下方にこ
れらにまたがる位置に電池を配置し、本体の重心の長手
方向の位置が電池の底面に収まる範囲に配置する。 (６) 前記ハンドルとモータの下方にこれらにまたがる
位置に電池を配置すると共に電池の幅（図２のＢ）をモ
ータハウジングの幅（図２のＡ）よりも広くする。 (７) ハンドルの上方に出力部を配置すると共に前方に
モータ部を配置し、ハンドルとモータに対して出力部と
対称の位置に当たるハンドル及びモータの下方でこれら
にまたがる位置に電池を配置する。 (８) モータハウジングと電池挿入口とハンドルと出力
部の夫々の外枠をほぼ四角形状に連結する。

【００１１】(９) 出力部のアウタソケットとは反対側
に位置する出力部の後端部とほぼ同じか僅かにへこむ位
置にハンドルと電池を配置する。 (10) アウタソケットとモータハウジングの間に空間部
を形成する。 (11) 複数段の遊星歯車列とソケット部からなる出力部
に歯車箱とは別体の板状のインナカバーを設けると共に
傘歯車を覆う外枠の歯車箱となるギヤカバーに外部から
取付ボルトで固定する。 (12) 大傘歯車の軸となるファーストサンピニオンを磁
性の有る鋼材製の中空構造とし、内部にソレノイドコイ
ルを配置する。 (13) モータの通電極性を切替て回転方向を切替る自動
復帰の押しボタン式等のスイッチをモータと電池の間に
配置する。あるいは、モータからセカンドリングギヤに
至る間の回転軸のいずれかに、スパナ、レンチ等の補助
具を取付け可能な部分を設けるか、モータピニオンから
セカンドリングギヤに至る間の回転軸のいずれかに回転
の伝達を離脱するクラッチを設ける。

【００１２】

【作用】上記のように構成したシャーレンチにおいては
前記課題の順に次のように作用する。 (１) 電池には従来のＡＣ１００Ｖ品のように数１０ｍ
にも及ぶ長いコードが無く本体内部の数１０ｃｍのリー
ド線のみあるいは別電池からの短いコードのみのため、
電流が流れても電圧降下は１／２０程度に小さく、コー
ドの長さや太さに無関係に一定となる。 (２) ファーストギヤが係合する小傘歯車を大傘歯車の
前方に配置したことによって、従来に比べて１．６倍程
度外径の大きなファーストギヤを出力部後方のギヤカバ
ーから突出することなく配置できる。 (３) Ｈ形鋼のコーナ部等周囲に障害物のある作業場所
において、電池の着脱方向が、本体のハンドルを支えて
いる操作者の腕の方向であるハンドルの長手方向に一致
するので、障害物があっても電池を着脱できる。 (４) 形状の大きな電池がソケットから最も離れた位置
にあるため、ボルトを中心とした本体の振り角が図１１
のように大きくとれる。

【００１３】(５) 本体の重心位置が電池の底面の中に
あるので、本体を電池を下にして立てても倒れない。従
って作業の合間に置いたり取ったりする際に本体を起こ
す必要がない。 (６) 本体を鉄粉や切粉の付いた鉄骨や足場板の上に横
に寝せても、広幅の電池によってモータ及びモータハウ
ジングが鉄骨や足場板に直接接することなく数１０ｍｍ
浮くため、モータの磁石の磁力が鉄粉や切り粉に達せ
ず、モータやモータハウジングに吸引、付着することが
ない。またモータに内蔵された冷却ファンの風窓からの
吸い込み力も達しない。 (７) 電池の重さがハンドルに対して出力部の重さと釣
り合う形となり、ハンドルの握り部が本体重心に近ずく
ためバランスが良い。 (８) ハンドルとモータをつなぐ形で４角形状に外枠が
形成されるので、ハンドルやモータの外枠が片持ち構造
にならず、落下や打撃に対して強度が強い。

【００１４】(９) ハンドルや電池が、全長の最も長い
出力部よりも出張らないため、狭い所の作業でも邪魔に
ならない。 (10) アウタソケットを一方の手で持って本体を保持す
る際に、アウタソケットとモータハウジングの間に設け
た空間部に手が入るので、もう一方の手でハンドルを握
り、本体を両手で楽に保持できる。 (11) 出力部は、他の部分を分解することなく外枠の外
部からインナカバーの取付ボルトを外すのみで本体から
分離できる。 (12) ソレノイドコイルから発生する磁束の漏れを中空
のファーストサンピニオンが防ぐので、別部品のヨーク
を付けることなく吸引力を大きくできる。 (13) 締結途中で電池が消耗し、チップが剪断されない
状態でソケットが喰い付いたままモータが停止しても、
押しボタンスイッチを押しながらメインスイッチを入れ
ると、残っている電池の僅かの残量の電気でもモータは
逆転可能なため、本体内の前記残留トルクは逆転で解放
され、ナットとソケットの摩擦抵抗が無くなり、本体を
ナットから外すことが可能となる。またはスパナやレン
チ等の補助具でモータ回転軸を逆転させても同様の作用
が得られる。あるいは、モータピニオンからセカンドリ
ングギヤの間のクラッチを切り、残留トルクを解放して
も同様の作用が得られる。

【００１５】

【実施例】以下本発明を実施例図面を参照して説明す
る。図１は本発明をコードレスシャーレンチに適用した
一実施例を示すものである。モータ１の上方に突出した
回転軸の先端にはピニオン２が圧入により装着され、モ
ータ１はモータハウジング２４ａ、２５ａ内に取付けら
れている。以下この部位を動力部８３と称する。モータ
ハウジング２４ａ、２５ａとほぼ平行に設けられたハン
ドル２４ｃ、２５ｃ内にはモータ１と電池３１間を開閉
する電源スイッチ２７が収納されている。以下この部位
をハンドル部８２と称する。ハンドル２４ｃ、２５ｃと
モータハウジング２４ａ、２５ａの下方にはこれらをま
たぐ状態で電池３１が設けられ、電池３１の電極３１ａ
に接触する端子３０は電源スイッチ２７に接続される。
電池３１は後述するインナソケット１６や遊星歯車列か
らなる後述する出力機構部５０とはハンドル２４ｃ、２
５ｃを基準に対称の位置にあるハンドル２４ｃ、２５ｃ
下方の電池挿入部２４ｄ、２５ｄに図中下方から挿入さ
れ、ハンドル２４ｃ、２５ｃとモータハウジング２４
ａ、２５ａのまたぐ位置に両端をラッチ３２とラッチ３
３で着脱自在に保持されている。また、図２に示す如く
側面から見ると電池３１の幅Ｂはモータハウジング２４
ａ、２５ａの幅Ａよりも４５ｍｍほど大きくされ、この
幅を有する電池３１がハンドル２４ｃ、２５ｃの後端か
らモータハウジング２４ａ、２５ａの底部の１／３位に
かかる位置まで延びている。以下この部位を電源部８４
と称する。

【００１６】モータハウジング２４ａ、２５ａにはモー
タ１に内蔵された図示しない冷却ファンの風の入口とな
る入口側風窓７１が電池３１寄りに、また風の出口とな
る出口側風窓７２がピニオン２寄りに設けられている。
電池３１の着脱方向はソケットの長手方向と直角でハン
ドル２４ｃ、２５ｃの長手方向と同一である。前記出力
機構部５０の重量は約２．５ｋｇ、電池３１の重量は約
１．２ｋｇであるが、前記ハンドル２４ｃ、２５ｃの握
り部の位置となる電源スイッチ２７の位置はハンドル２
４ｃ、２５ｃの上方１／３の位置にあり、これは、本体
の重心の高さ方向の位置にほぼ等しい。

【００１７】電源スイッチ２７をオンするとモータ１、
ピニオン２が回転し減速機構部５１に伝わる。減速機構
部５１ではギヤカバー２４ｂ、２５ｂ内のアイドルギヤ
３とファーストギヤ４で減速し、更にファーストギヤ４
に圧入された小傘歯車５から９０度方向転換して図中右
方後端に設けられた大傘歯車６とこれに圧入されたファ
ーストサンピニオン７に伝わり、ピニオン２の回転は約
１／２４に減速される。以下この部位を減速機構部５１
と称する。

【００１８】前記ファーストサンピニオン７の回転は、
減速のための３段の遊星歯車列とナットを保持するアウ
ターソケット１５、チップ４２を保持するインナソケッ
ト１６、これらソケット１５、１６をギヤカバー２４
ｂ、２５ｂに固定するためのインナカバー２２等から成
る出力機構部５０に伝わる。

【００１９】出力機構部５０では、ファーストサンピニ
オン７の回転はファーストアイドルギヤ８、ファースト
リングギヤ１３からなる１段目の遊星歯車列、セカンド
サンピニオン１１、セカンドアイドルギヤ９、ファース
トリングギヤ１３からなる２段目の遊星歯車列、サード
サンピニオン１２、サードアイドルギヤ１０、セカンド
リングギヤ１４からなる３段目の遊星歯車列で減速され
る。ここで、セカンドリングギヤ１４にはアウタソケッ
ト１５が、また、ファーストリングギヤ１３にはインナ
ソケット１６が連結されており、ファーストリングギヤ
１３とセカンドリングギヤ１４の差動減速で大傘歯車６
の回転数は約１／１００に減速される。これら減速機構
部５１と出力機構部５０を合わせて出力部８１と称する
が、以上の伝達経路でモータ１の回転は約１／２４００
に減速され、トルクは５００Ｎｍに増加し、ナット４３
を締めながらチップ４２を剪断でねじ切り、結果とし
て、５００Ｎｍのトルクで鉄骨４４を締結する。前記出
力機構部５０は板状のインナカバー２２に６個の小ねじ
４８で固定され、インナカバー２２は外周に設けられた
ねじ穴４９とギヤカバー２４ｂ、２５ｂの外周に設けら
れたねじ穴４７を４個の取付けボルト２３でギヤカバー
２４ｂ、２５ｂの外部から固定されている。

【００２０】ねじ切られたチップ４２はインナソケット
１６の中に残されるが、これは、ハンドル２４ｃ、２５
ｃ内のサブスイッチ２８をオンすることで、鋼製のファ
ーストサンピニオン７の中を中空にしてその中に設けら
れたソレノイドコイル１８に、制御回路２９から２４
Ｖ、３０Ａの大電流が数１０ｍｓｅｃの間通電され、コ
イル１８内のプランジャ１７が、コイル１８のセンタ方
向すなわち図１の左方向に吸引され、プランジャ１７か
ら出力機構部５０を貫通して伸びるロッド１９を介して
ハンマ２０を図中左方のインナソケット１６方向に飛ば
し、インナソケット１６内に残っているチップ４２に衝
突させてチップ４２を排出する。

【００２１】本実施例の外枠部品は、モータハウジング
２４ａ、ハンドル２４ｃ、ギヤカバー２４ｂ、電池挿入
口２４ｄが一体の樹脂成形品で形成された外枠２４と、
同様にモータハウジング２５ａ、ハンドル２５ｃ、ギヤ
カバー２５ｂ、電池挿入口２５ｄが一体の樹脂成形品で
形成された外枠２５の二つ割構造となっている。そし
て、ハンドル２４ｃ、２５ｃと電池３１の後端面は、ギ
ヤカバー２４ｂ、２５ｂの後端面よりもややへこんだ位
置に配置してある。またピニオン２のモータ１からの突
出量は短い方が強度上好ましいが、これを故意に長く
し、その分、モータハウジング２４ａ、２５ａをへこま
せ、セカンドリングギヤ１４とモータハウジング２４
ａ、２５ａの間に手の入る空間７４を形成している。

【００２２】モータ１の下部には、図１のように電池３
１及び電源スイッチ２７からの正極、負極２本のリード
線３５ａ、３５ｂと共モータ１の正極、負極２本のリー
ド線３６ａ、３６ｂの接続を切り替える２回路３接点か
らなる押しボタンスイッチ３４が設けられている。図１
２に示すように、押しボタンスイッチ３４を放した状態
では電池３１の正極とモータ１の正極及び電池３１の負
極とモータ１の負極が直接接続され、押しボタンスイッ
チ３４を押した状態では図１２の破線のように押しボタ
ンスイッチ３４は接続され電池３１の正極とモータ１の
負極及び電池３１の負極とモータ１の正極が数Ωの抵抗
３７を介して接続されている。押しボタンスイッチ３４
を押しながら電源スイッチ２７を押すとモータ１に加わ
る電圧は抵抗３７で降下し、モータ１はゆっくり低速で
逆転する。また、通常、押しボタンスイッチ３４を放し
た状態では押しボタンスイッチ３４は弾性部材３９の復
元力で自動復帰し、図１２の実線のように押しボタンス
イッチ３４は接続され、電源スイッチ２７を入れると、
モータ１は正回転して締め付け可能なようになってい
る。

【００２３】図５は寸法上制限のあるＨ形鋼６１の中で
の締結作業を示す図である。ハンドル２４ｃ、２５ｃや
電池３１の後端がギヤカバー２４ｂ、２５ｂの後端より
出張らないと共にファーストギヤ４が大きくなっても小
傘歯車５が前方に設けられているので、アウタソケット
１５先端からギヤカバー２４ｂ、２５ｂ後端までが短く
コンパクトとなり、図５のような狭い場所での締結作業
が可能となる。また電池３１の着脱方向がハンドル２４
ｃ、２５ｃの長手方向と同じで操作者の腕６２の方向と
同じなので、締結途中で電池３１の残量がなくなったと
しても、工具本体をナット４３から外すことなく電池３
１を着脱でき、作業能率を向上できる。

【００２４】図６は締結前を示す図で、モータハウジン
グ２４ａ、２５ａとアウタソケット１５及びセカンドギ
ヤリング１４間の空間７４に操作者の手を入れることが
できるので、アウタソケット１５を十分握ることが可能
となり作業能率を向上できると共に操作者の疲れを減少
させることが可能となる。

【００２５】図７は出力機構部５０の分解状況を示す図
で、４個の取付けボルト２３を取外すだけで出力機構部
５０を取外すことができ、モータ１、ハンドル２４ｃ、
２５ｃ、平歯車３、４、傘歯車５、６、コイル１８等を
取外す必要がないので、分解修理、組立が短時間で行え
るようになり経済的である。

【００２６】図８は工具本体の縦方向の重心Ｇがハンド
ル２４ｃ、２５ｃの上方であって電源スイッチ２７近傍
の握り部７３の範囲内にあることを示す図である。すな
わち、ハンドル２４ｃ、２５ｃの上下に重さ２．５ｋｇ
の出力機構部５０及び１．２ｋｇの電池３１を取付け、
重心Ｇが図示の如く握り部７３近傍に位置するようにし
たので、バランスが良くなり、振り回しが楽で操作者の
疲れを減少できるようになる。

【００２７】図９は工具本体を鉄骨４４等の上に横に寝
かせておいた状態を示す図で、上記した如く、電池３１
の幅Ｂをモータハウジング２４ａ、２５ａの幅Ａより大
きくしたので、モータハウジング２４ａ、２５ａが鉄骨
４４等に直接接触することがなくなり、約δ＝３０ｍｍ
程度浮く。このためモータ１内の永久磁石によって鉄粉
や切粉７０を吸着することがなくなると共にモータ１内
に吸引されることもほとんどなくなる。この結果モータ
１のメカロスが増すことがなくなり、工具の信頼性が増
す。

【００２８】図１０はモータハウジング２４ａ、２５
ａ、ギヤカバー２４ｂ、２５ｂ及びハンドル２４ｃ、２
５ｃが一体の外枠２４、２５で形成されていることを示
す図である。外枠２４、２５は出力部８１、ハンドル部
８２、動力部８３、電源部８４の４方向で連結し強度的
に優れていると共に重い電池３１がモータハウジング２
４ａ、２５ａとハンドル２４ｃ、２５ｃにまたがって配
置されているため、落下、衝突、振動等によって電池３
１の慣性力に起因する外力に対して外枠２４、２５の耐
力が強くなる。この結果外枠２４、２５を軽くて安価な
合成樹脂で形成することが可能となり、経済的でかつ軽
量で操作性の良いコードレス工具を提供できるようにな
る。

【００２９】図１１は幅広の電池３１をアウタソケット
１５から最も離れた位置に設けたために振れる角度θを
約１７０度と大きくすることができることを示す図で、
締結対象のボルト４１近傍の障害物６３に干渉すること
が少なくなり、締結場所を選ぶ必要がなくなる。

【００３０】図１３はボルトを下から上に締めあげるカ
チアゲ作業状況を示す図で、操作者の上半身よりも下方
で本体を支えながらの作業となるが、ハンドル２４ｃ、
２５ｃがギヤカバー２４ｂ、２５ｂ等より出張らない分
電源スイッチ２７に近づくので、腕を伸ばす量が少なく
なり、操作性が良くなると共に安全性が増す。

【００３１】図１６、図１７は本発明の他の実施例を示
すもので、前記カセット式電池３１の代わりにアダプタ
５５を電池挿入口２４ｄ、２５ｄに挿入し、該アダプタ
５５及び約１．５ｍ程度の短いコード５４を介して外部
電池５３から電力を供給するようにし、工具本体を軽く
して操作性の向上を図るようにしたものである。なお外
部電池５３は保持用ベルト５６を介して操作者の腰に吊
り下げられる。

【００３２】図１８はモータ１下方の他の実施例を示す
もので、モータ１の回転軸をモータケースの下方に突出
させると共に先端にマイナス溝５８を設け、ドライバ５
７をマイナス溝５８に係合させてモータ１を手動で回転
させることができるようにしたものである。従って締結
途中で電池３１の残量が少なくなってアウタソケット１
５等がナット４３から外すことができなくなった場合、
ドライバ５７によってモータ１を逆転させると、アウタ
ソケット１５及びインナソケット１６を夫々ナット４３
及びチップ４２から外すことができ、工具本体を放置し
てしまうということはなくなる。なお前記モータ１の回
転軸を下方に突出させるとしたが、上方に突出させると
共に該回転軸の上端にマイナス溝を設け、ドライバ等に
よって回転させるようにしてもよい。またモータ１の回
転軸を回転させるとしたが、任意の回転軸例えばアイド
ルギヤ３の軸を回転させるようにしてもよい。

【００３３】図１９は締結途中で電池３１の残量が少な
くなってアウタソケット１５等がナット４３から外すこ
とができなくなった場合の回復法を示す更に他の実施例
を示すものである。小傘歯車５の軸部にスプライン溝７
６で空転防止され回転を伝達するクラッチ板６９があ
り、スプリング６８で付勢されクラッチ板６９の爪６５
はファーストギヤ４の爪６４と噛み合い、ソケット１
５、１６から伝わるねじりトルクはファーストギヤ４へ
伝達し、モータ１の抵抗でブレーキがかかり、残留トル
クが生じる。ここで、図２０のように支軸７５を支点と
して回動自在なレバー６７の一端のレバーツマミ６７ａ
を図中下向きに下げると、レバー先端６７ｂは上昇し、
クラッチ板６９の溝６９ａに係合したレバー先端６７ｂ
はクラッチ板６９を押し上げ、クラッチ板６９の爪６５
とファーストギヤ４の爪６４との噛み合いが外れ、小傘
歯車５とクラッチ板６９は一体のまま空転し、モータ１
でブレーキのかかったファーストギヤ４から解放され
る。従って、アウタソケット１５を逆転させることによ
りアウタソケット１５及びインナソケット１６を夫々ナ
ット４３及びチップ４２から外すことができる。

【００３４】上記した実施例によれば、前記課題の順に
次の効果を得ることができる。 (１) 電池駆動のコードレスのため、長いコードを引き
回す必要が無く能率的であると共にコードが鉄骨にひっ
かかるなどの恐れもない。また長大なコードによる電圧
降下が全くないので、締め付けスピードの低下がなく能
率的である。更にコードを引き回す重さが無いので操作
者の疲労も少ない。また本構成のコードレスシャーレン
チは図１６、図１７の外部電池５３とアダプタ５５が取
付け可能であり、これを用いれば、ハンドル下部から短
いコードが出るだけなので、コードの出る方向や重量等
が従来のコード付シャーレンチと同様の感覚で使え、か
つ重い電池は保持ベルトで吊り下げられるので操作性は
更に向上すると共に上記したコードレスシャーレンチの
メリットも併せ持つ。 (２) ファーストギヤ４は大きくなっても、その分小傘
歯車５が前方に移動しているので、アウタソケット１５
からギヤカバー２４ｂ、２５ｂの後端３８までの長さは
短くコンパクトである。このため図５のように寸法上制
限のあるＨ形鋼６１の中での締付作業において有利とな
る。 (３) Ｈ形鋼６１のコーナ部等周囲に障害物のある作業
場所であって締結途中で電池３１の残量が無くなったと
しても、電池３１の着脱方向が工具本体を支える操作者
の腕６２の方向と同じ方向のため、図５のように工具本
体をボルト４０から動かすことなく電池３１を着脱でき
便利である。 (４) 電池３１がアウタソケット１５から最も離れたハ
ンドル２４ｃ、２５ｃの下方にあるため、図１１のよう
にボルト４１に対して振れる角度θが１７０度と大き
い。このため、電池３１が締付対象のボルト４１の近傍
の障害物６３に干渉することが少ない。

【００３５】(５) 図１０のように工具本体の長手方向
の重心位置Ｇが電池３１底面の長さＣの中にあるので、
電池３１を下にして立てても倒れない。従って作業の合
間に工具本体を置いたり取ったりする際に重い工具本体
を起こす必要がなく操作性が良い。 (６) 図９のように工具本体を鉄粉や切粉７０の付いた
鉄骨４４や足場板の上に横に寝かせても、モータ１及び
モータハウジング２４ａ、２５ａが広幅の電池３１によ
って鉄骨４４に直接接触することなくδ＝３０ｍｍ程度
浮くため、モータ１の永久磁石の磁力で鉄粉や切粉７０
を吸着し、モータ１の冷却ファンで入口側風窓７１から
モータ１内部に吸引されて永久磁石とコアの間に挟まり
メカロスが増す等の恐れがなく信頼性が増す。 (７) 図８のようにハンドル２４ｃ、２５ｃの上下に重
さ２．５ｋｇの出力機構部５０と重さ１．２ｋｇの電池
３１があるので、ハンドル上方のメインスイッチ２７付
近の握り部７３の範囲内に工具本体の縦方向重心Ｇがあ
り、バランスが良く振り回しが楽で疲れない。 (８) 図１０のように外枠２４、２５が、出力部８１、
ハンドル部８２、動力部８３、電源部８４の４方向で連
結し強度的に優れていると共に重い電池３１がモータハ
ウジング２４ａ、２５ａとハンドル２４ｃ、２５ｃにま
たがって固定されるので、落下、衝突、振動等によって
電池３１の慣性力に起因する外力に対して外枠２４、２
５の耐力が強くなる。これにより、外枠２４、２５を軽
くて安価な合成樹脂成形品で作ることができ経済的かつ
軽量で操作性が良い。

【００３６】(９) 図５のように工具本体のギヤカバー
２４ｂ、２５ｂの後端３８よりもハンドル２４ｃ、２５
ｃや電池３１が出張らないので、狭い場所での作業時に
ハンドル２４ｃ、２５ｃや電池３１が邪魔にならず、今
まで不可能であったような深くて狭い場所での作業が可
能となる。また、図１３のようなボルトを下から上へ締
めあげるカチアゲ作業においては、操作者の上半身より
も下方で工具本体を支えながらの作業となるが、ハンド
ル２４ｃ、２５ｃが出張らない分電源スイッチ２７が近
づくので腕を伸ばす量が少なくなり、操作性が良くかつ
安全性が増す。 (10) 図６のように本体を両手で持ってアウタソケット
１５をナット４３に挿入する際も、モータハウジング２
４ａ、２５ａとアウタソケット１５及びセカンドリング
ギヤ１４の間の空間７４に手が入るので、アウタソケッ
ト１５を十分握れて持ちやすく疲れない。 (11) 図７のように、モータ１やハンドル２４ｃ、２５
ｃ、平歯車３、４、傘歯車５、６、ソレノイドコイル１
８等の内蔵部品を分解することなく、外側から取付けボ
ルト２３を４個外すだけで出力機構部５０を取外せるの
で、修理の時間が短く経済的である。 (12) 図１のようにコイル１８の外側を鋼製のファース
トサンピニオン７で覆うことにより磁束の漏れが低下
し、チップ４２の排出力が覆う前の５倍に向上し、２４
Ｖの電池３１でも従来のＡＣ１００Ｖ品と同等に排出可
能となった。またヨークをファーストサンピニオン７の
軸部で兼用しているので、新たな部品の追加もなく経済
的である。 (13) 締結途中で電池３１の残量が無くなっても、モー
タ１を逆転させることでピニオン２からナット４３まで
の軸系に溜った部材のねじれ変形による残留トルクを解
除できるので、アウタソケット１５とナット４３の間の
摩擦抵抗がなくなり、ナット４１から工具本体を抵抗な
く外せるので、電池３１の交換時に工具本体をナット４
３に喰い付いたまま宙吊り状態で放置することがなくな
り、紛失や落下の恐れがなく安全である。また、抵抗３
７がなくても上記効果は同様であるが、逆転時に図１２
の抵抗３７を介して電流がモータ１に流れると、モータ
１に加わる電圧は降下し、回転数もトルクも低くゆっく
りと回転するので安心である。また図１８に示す如くモ
ータ１の回転軸をドライバ５７等の補助工具で逆転させ
ても、あるいは図１９、図２０のように回転軸中に設け
たクラッチ板６９によってモータ１とソケット１５、１
６の伝達を切り離しても同様の効果が得られる。なおこ
のクラッチ板６９は爪式の他に摩擦板式やスプリングク
ラッチ式等伝達を入りきりするものであれば任意のもの
で良い。

【００３７】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、操作性、
信頼性を向上したコンパクトなコードレス締結工具を提
供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すコードレスシャーレン
チの断面図。

【図２】図１の右側面図。

【図３】シャーボルトの取付け状態を示す断面図。

【図４】従来のコード付シャーレンチを示す断面図。

【図５】本発明シャーレンチによるＨ形鋼コーナ部での
作業状態を示す斜視図。

【図６】本発明シャーレンチの作業前の状態を示す正面
図。

【図７】本発明シャーレンチの出力機構部の分解状態を
示す正面図。

【図８】図１に示すシャーレンチの重心バランスを示す
右側面図。

【図９】本発明シャーレンチを鉄骨の上に放置した状態
を示す右側面図。

【図１０】本発明シャーレンチの重心バランスを示す正
面図。

【図１１】本発明シャーレンチの振り角を示す右側面
図。

【図１２】本発明シャーレンチの電気配線を示す回路
図。

【図１３】本発明シャーレンチでカチアゲ作業をしてい
る状態を示す正面図。

【図１４】従来のコードレスドリル等と同様の電池配置
をした場合の重心配置を示す正面図。

【図１５】従来のコードレスドリル等と同様の電池配置
をした場合の鉄骨上に放置した場合の側面図。

【図１６】本発明コードレスシャーレンチの他の実施例
を示す正面断面図。

【図１７】図１６の側面図。

【図１８】本発明の他の実施例を示すモータ下方の断面
図。

【図１９】本発明の更に他の実施例を示す要部断面図。

【図２０】図１９の要部拡大断面図。

【符号の説明】

図において、１はモータ、２はピニオン、３はアイドル
ギヤ、４はファーストギヤ、５は小傘歯車、６は大傘歯
車、７はファーストサンピニオン、１５はアウタソケッ
ト、１６はインナソケット、１８はソレノイドコイル、
１９はロッド、２０はハンマ、２１はハンマスプリン
グ、２２はインナカバー、２３は取付けボルト、２４、
２５は外枠、２４ａ、２５ａはモータハウジング、２４
ｂ、２５ｂはギヤカバー、２４ｃ、２５ｃはハンドル、
２７は電源スイッチ、２８はサブスイッチ、２９は制御
回路、３１は電池、３１ａは電池電極、３５ａ、３５ｂ
は電源リード線、３６ａ、３６ｂはモータのリード線、
３７は抵抗、３８はギヤカバー後端面、４１はボルト、
４２はチップ、４３はナット、４４は鉄骨、５０は出力
機構部、５１は減速機構部、５２は足場板、７０は鉄粉
や切粉、７１は入口側風窓、７２は出口側風窓、８１は
出力部、８２はハンドル部、８３は動力部、８４は電源
部である。

フロントページの続き (56)参考文献特開昭56−57212（ＪＰ，Ａ) 特開平４−310378（ＪＰ，Ａ) 特開平６−285771（ＪＰ，Ａ) 特開平４−223881（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−50778（ＪＰ，Ａ) 実開平６−53066（ＪＰ，Ｕ) 実開平６−11972（ＪＰ，Ｕ) 実公平２−30705（ＪＰ，Ｙ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B25B 21/00 - 23/18 B25F 1/00 - 5/02

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】モータと該モータを収納するモータハウジ
ングとを有する動力部と、電源スイッチを内蔵し、上記
モータの回転軸と平行な方向に沿って延びるハンドル部
と、上記動力部及び上記ハンドル部の長手方向の一方の
端部側に設けられ、上記モータの回転軸の回転を減速す
る平歯車及び該平歯車の回転方向を変えて減速するため
の第1の傘歯車及び第２の傘歯車と、該歯車を収納する
ギアカバーとを有する減速機構部と、上記モータの回転
軸と直角方向に延びるように設けられ、上記減速機構部
により減速された駆動力により、締結するボルトまたは
ナットを回転させる先端部材を有する出力機構部とより
なるコードレス締結工具において、上記第２の傘歯車に
連結され、且つ中空部を有すると共に磁性体からなる歯
車を有し、破断されたボルト部材を排出するためのロッ
ドを前記出力機構部にスライド可能に取付け、該ロッド
を駆動するためのソレノイドコイルを上記磁性体からな
る歯車の中空部に配設したことを特徴とするコードレス
締結工具。
【請求項２】前記モータハウジング、ハンドル部及びギ
アカバーを合成樹脂により一体に形成したことを特徴と
する請求項１記載のコードレス締結工具。
【請求項３】請求項１において、上記動力部及び上記ハ
ンドル部の長手方向であって、前記一方の端部とは反対
側の他方の端部側に電池を収納する電源部を着脱自在に
設け、該電源部は上記動力部と上記ハンドル部をまたぐ
方向であって且つ上記回転軸と直角方向に所定の長さＣ
を持つように配設すると共に、工具全体の重心を上記モ
ータの回転軸と平行に延長した線が上記長さＣを有する
電源部と交わるような位置に配置し、且つ上記電源部の
着脱方向を上記モータの回転軸と平行な方向としたこと
を特徴とするコードレス締結工具。
【請求項４】前記モータの回転軸の回転を複数個の平歯
車で減速すると共に、最終段平歯車の回転を第１の傘歯
車及び該第１の傘歯車に噛み合う第２の傘歯車を介して
回転方向を変えて減速し、更に該第２の傘歯車を前記ギ
アカバー内であって前記出力機構部と反対側の前記減速
機構部の端部と、前記第１の傘歯車との間に位置するよ
うに配設したことを特徴とする請求項１記載のコードレ
ス締結工具。
【請求項５】請求項３において、前記モータの回転軸と
は平行で且つ前記電源部の長さＣ方向とは直角な方向に
延びる前記ハンドル部の端面を、上記と同じ方向に延び
るギアカバーの端面と同一面かまたは上記回転軸により
近い面に沿って延びるように構成したことを特徴とする
コードレス締結工具。
【請求項６】請求項３において前記動力部と前記出力機
構部との間に所定の空間を形成したことを特徴とするコ
ードレス締結工具。
【請求項７】工具全体の重心は、前記ハンドル部の中の
握り部の範囲内にあることを特徴とする請求項３記載の
コードレス締結工具。
【請求項８】前記出力機構部の先端部を、ナットに嵌合
してナットを回転させるアウタソケットと、ボルトに嵌
合しボルトを回転させ、ボルトのくびれ部を破断させる
インナーソケットより構成し、締結工具をシャーレンチ
としたことを特徴とする請求項１記載のコードレス締結
工具。