JP5596465B2 - レンチ - Google Patents

Description

本発明は、高力ボルトの締付けに使用されるシャーレンチ等のレンチに関する。

例えばシャーレンチには、モータを収容するモータハウジングの上部に、モータの出力軸からトルク伝達される遊星歯車減速機構と、その遊星歯車減速機構からトルク伝達されるアウタスリーブ（出力スリーブ）とを備えた本体部が設けられて、アウタスリーブ内にインナスリーブが同軸で保持されている。
このシャーレンチにおいては、アウタスリーブをトルシア形高力ボルトのナットに嵌合させ、インナスリーブをボルト先端のピンテールに嵌合させた状態でモータを駆動させる。すると、出力軸の回転が遊星歯車減速機構を介して減速されてアウタスリーブに加わり、アウタスリーブがナットを回転させてボルトを締め付ける。一定の締付けトルクに達すると、ボルトのピンテールが破断して締付けが終了するものとなる。

特開平１０−１５８４７号公報

しかし、上記シャーレンチにおいては、高力ボルトの締付けを行う際、反動トルクが発生するため、作業者は本体部が回転しないようにハンドルや本体部を強く保持する必要があり、作業の負担となる場合があった。
この反動トルクは、遊星歯車減速機構におけるキャリア間の摩擦抵抗に起因することが知られている。よって、キャリア間に鉄製又は真鍮製のワッシャーを介在させる試みもなされているが、キャリアの端面とワッシャーとの間の摩擦抵抗の低減効果は低く、結局反動トルクの軽減には繋がっていない。

そこで、本発明は、簡単な構成で反動トルクを効果的に軽減して作業者の負担を小さくし、操作性に優れるレンチを提供することを目的としたものである。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、モータのトルクを、ピンによって遊星歯車を保持するキャリアを軸方向へ複数連結してなる遊星歯車減速機構を介して出力スリーブに伝達するレンチであって、隣り合うキャリア間に、互いに当接してトルクの伝達時には当接面間で摺接する２枚のワッシャーを、互いの当接側と反対側の端面がピンの端面と対峙する位置で介在させたことを特徴とするものである。
請求項２に記載の発明は、請求項１の構成において、２枚のワッシャーは、一方のワッシャーの内径部が一方のキャリアの端面に設けた凸部に嵌合することで当該キャリアに保持され、他方のワッシャーの外径部が他方のキャリアの端面に設けた凹部に嵌合することで当該キャリアに保持されることを特徴とするものである。

請求項１に記載の発明によれば、遊星歯車減速機構のキャリア間にワッシャーを２枚介在させる簡単な構成で、反動トルクを効果的に軽減して作業者の負担を小さくすることができる。よって、操作性に優れたレンチが得られる。また、反動トルクの軽減によって締付けの際に流れる電流も小さくなるため、エネルギーロスの解消にも繋がる。
さらに、２枚のワッシャーを、互いの当接側と反対側の端面がピンの端面と対峙する位置で介在させているので、ピンの抜け止め作用も果たすことができる。
請求項２に記載の発明によれば、請求項１の効果に加えて、キャリア間の軸方向の間隔を大きくすることなく、２枚のワッシャーを省スペースでコンパクトに介在させることができる。

シャーレンチの縦断面図である。 遊星歯車減速機構のワッシャー部分（図１において丸で囲んだ部分）の拡大図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、レンチの一例であるシャーレンチの縦断面図で、このシャーレンチ１は、上向きにモータ３を収容する筒状のモータハウジング２の上方に、前端（図１の右側を前方とする。）に出力スリーブとしてのアウタスリーブ６を備えた筒状の本体部５を直交状に連設してなる。本体部５内の後方軸心には、モータ３の出力軸４からベベルギヤ７，８を介してトルク伝達されるピニオン９が設けられ、そのピニオン９の前方に、それぞれ複数の遊星歯車１２，１２を保持する３つのキャリア１１Ａ〜１１Ｃを軸方向に連結してなる遊星歯車減速機構１０が設けられて、遊星歯車減速機構１０の最終段のキャリア１１Ｃの出力部１４にアウタスリーブ６が同軸で連結されて、アウタスリーブ６内にインナスリーブ１５が同軸で保持されている。

また、モータハウジング２及び本体部５の後面には、両者に跨る格好でコ字状のハンドル１６が連結されて、ハンドル１６内に、スイッチレバー１８を備えたスイッチ１７が設けられている。
さらに、本体部５内には、ピニオン９及び遊星歯車減速機構１０の各キャリア１１Ａ〜１１Ｃの軸心を貫通するロッド１９と、そのロッド１９の先端に設けられる押圧体２０、ロッド１９の後端に連結される連結体２１及びレバー２２等によって、ナットの締付け完了と共に破断してインナスリーブ１５内に保持されるピンテールを前方へ押し出すピンテール排出機構が形成されている。

そして、遊星歯車減速機構１０の各キャリアは、図２にも示すように、インターナルギヤ２３内で遊星歯車１２をピン２４によって支持する円盤状の保持部１３の前端中心に、次段の遊星歯車１２の中心に位置する出力部１４をそれぞれ連設してなり、後方から、ピニオン９からトルク伝達される第１キャリア１１Ａ、第１キャリア１１Ａの出力部１４からトルク伝達される第２キャリア１１Ｂ、第２キャリア１１Ｂの出力部１４からトルク伝達される第３キャリア１１Ｃとなっている。

ここで、第１キャリア１１Ａの保持部１３の前面には、出力部１４と同心の円形凸部２５が形成されて、その円形凸部２５に、第１ワッシャー２６の内径部が同心で嵌合されている。一方、第２キャリア１１Ｂの保持部１３の後面には、出力部１４と同心の円形凹部２７が形成されて、その円形凹部２７に、第１ワッシャー２６と同じ内外径及び厚さを有する第２ワッシャー２８の外径部が嵌合されている。この第１、第２ワッシャー２６，２８は、互いの対向面が当接しており、隣接する第１、第２キャリア１１Ａ，１１Ｂの保持部１３同士は非接触となっている。

同様に、第２キャリア１１Ｂの保持部１３の前面にも、出力部１４と同心の円形凸部２９が形成されて、その円形凸部２９に、第３ワッシャー３０の内径部が同心で嵌合されている。一方、第３キャリア１１Ｃの保持部１３の後面にも、出力部１４と同心の円形凹部３１が形成されて、その円形凹部３１に、第３ワッシャー３０と同じ内外径及び厚さを有する第４ワッシャー３２の外径部が嵌合されている。この第３、第４ワッシャー３０，３２も、互いの対向面が当接しており、隣接する第２、第３キャリア１１Ｂ，１１Ｃの保持部１３同士は非接触となっている。
これらのワッシャー２６，２８，３０，３２は鋼製で、互いに当接する対向面には、滑りが生じやすいように研磨加工が施されている。また、各ワッシャーの互いの当接側と反対側の端面は、それぞれ保持部１３のピン２４の端面と対峙することで、保持部１３からのピン２４の抜け止め作用も果たしている。

以上の如く構成されたシャーレンチ１は、トルシア形高力ボルトの締付けに用いられる。すなわち、アウタスリーブ６を高力ボルトのナットに嵌合させ、インナスリーブ１５をボルト先端のピンテールに嵌合させた状態で、スイッチレバー１８を押し込んでスイッチ１７をＯＮさせてモータ３を駆動させると、出力軸４の回転がベベルギヤ７，８を介してピニオン９に伝わり、遊星歯車減速機構１０の各キャリア１１Ａ〜１１Ｃでそれぞれ減速されてアウタスリーブ６に伝わる。よって、アウタスリーブ６がナットを回転させてボルトを締め付ける。一定の締付けトルクに達すると、ピンテールが破断して締付けが終了し、レバー２２を操作すると、ロッド１９が前進して押圧体２０がインナスリーブ１５内に残ったピンテールを前方へ排出する。

この締付けの際、遊星歯車減速機構１０では、第１、第２キャリア１１Ａ，１１Ｂ間に第１、第２ワッシャー２６，２８、第２、第３キャリア１１Ｂ，１１Ｃ間に第３、第４ワッシャー３０，３２とそれぞれ２枚のワッシャーを介在させているので、各ワッシャーは、互いに隣接するワッシャーの当接面間で滑りを生じさせながらそれぞれキャリアと共に回転する。このワッシャーの当接面間の摺接により、各キャリア間での摩擦抵抗が効果的に低減されるため、反動トルクは抑えられることになる。

このように、上記形態のシャーレンチ１によれば、隣り合う第１、第２キャリア１１Ａ，１１Ｂ及び第２、第３キャリア１１Ｂ，１１Ｃ間に、互いに当接してトルクの伝達時には当接面間で摺接する２枚の第１、第２ワッシャー２６，２８及び第３、第４ワッシャー３０，３２をそれぞれ介在させたことで、各キャリア１１Ａ〜１１Ｃ間にワッシャーを２枚介在させる簡単な構成で、反動トルクを効果的に軽減して作業者の負担を小さくすることができる。よって、操作性に優れたシャーレンチ１が得られる。
また、反動トルクの軽減によって締付けの際に流れる電流も小さくなるため、エネルギーロスの解消にも繋がる。因みに、鋼製ワッシャーを用いた上記形態では、ワッシャー１枚の場合と比較して電流値は約１／３まで低下することが確認できている。

また、ここでの２枚のワッシャーは、一方のワッシャー２６，３０の内径部が一方のキャリアの端面に設けた円形凸部２５，２９に嵌合することで当該キャリアに保持され、他方のワッシャー２８，３２の外径部が他方のキャリアの端面に設けた円形凹部２７，３１に嵌合することで当該キャリアに保持されるようにしているので、キャリア間の軸方向の間隔を大きくすることなく、２枚のワッシャーを省スペースでコンパクトに介在させることができる。

なお、ワッシャーを保持するキャリアの円形凸部と円形凹部とは互いに逆にしてもよいし、どちらも円形凸部としたり、どちらも円形凹部としたりしてもよい。また、円形以外の凹凸部も採用可能である。
さらに、遊星歯車減速機構の構造も上記形態に限らず、例えばキャリアが２段のみや４段以上であってもそれぞれ隣接するキャリア間に２枚のワッシャーを介在させればよい。勿論ワッシャーの材料も鋼製に限らず、当接面間での摺接が可能であれば、真鍮製やアルミニウム製等も使用できる。この場合、表面粗さが小さい材料であれば、研磨加工は必ずしも行わなくてもよい。
その他、レンチもトルシア形高力ボルト用のシャーレンチに限らず、他の高力ボルトに用いる一次締めレンチ等の他のタイプであっても本発明は適用可能である。

１・・シャーレンチ、２・・モータハウジング、３・・モータ、４・・出力軸、５・・本体部、６・・アウタスリーブ、９・・ピニオン、１０・・遊星歯車減速機構、１１Ａ・・第１キャリア、１１Ｂ・・第２キャリア、１１Ｃ・・第３キャリア、１２・・遊星歯車、１３・・保持部、１４・・出力部、１５・・インナスリーブ、２３・・インターナルギヤ、２５，２９・・円形凸部、２６・・第１ワッシャー、２７，３１・・円形凹部、２８・・第２ワッシャー、３０・・第３ワッシャー、３２・・第４ワッシャー。

Claims (2)

1. モータのトルクを、ピンによって遊星歯車を保持するキャリアを軸方向へ複数連結してなる遊星歯車減速機構を介して出力スリーブに伝達するレンチであって、
   隣り合う前記キャリア間に、互いに当接して前記トルクの伝達時には当接面間で摺接する２枚のワッシャーを、互いの当接側と反対側の端面が前記ピンの端面と対峙する位置で介在させたことを特徴とするレンチ。
2. 前記２枚のワッシャーは、一方の前記ワッシャーの内径部が一方の前記キャリアの端面に設けた凸部に嵌合することで当該キャリアに保持され、他方の前記ワッシャーの外径部が他方の前記キャリアの端面に設けた凹部に嵌合することで当該キャリアに保持されることを特徴とする請求項１に記載のレンチ。

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