JPH01234175A

JPH01234175A - パワーレンチ

Info

Publication number: JPH01234175A
Application number: JP1010970A
Authority: JP
Inventors: Wolfgang Koppatsch; ヴォルフガング、コパッチ
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1988-01-23
Filing date: 1989-01-19
Publication date: 1989-09-19
Anticipated expiration: 2014-03-08
Also published as: EP0329852A3; EP0329852A2; ES2042703T3; DE3883205D1; EP0329852B1; US4966057A; JP2867031B2; DE3801972A1

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明はパワーレンチに関するものである。

（従来の技術）雄ねじを締付ける場合には、まず、高い回転数で、かつ
低い回転モーメントで雄ねじを迅速に回すと都合が良い
。雄ねじがねじ回しに対して高い抵抗を示した時は、ね
じ回しを低い回転数で、かつ高い回転モーメントで回す
べきである。雄ねじを外す時は、まず轟い回転モーメン
トを必要とし、それから低い回転モーメントを必要とす
る。

雄ねじの駆動モーメントに応じて回転数したがって回転
モーメントを変化できるモータ駆動パワーレンチが知ら
れている。その変化は自動的に行なうことができる。た
とえば油圧モータで駆動される従来のパワーレンチでは
、前進圧が検出され、前進圧が所定の制限値を超えた時
に、パワーレンチはより高い回転モーメントへ切換えら
れる。電気的に駆動されるパワーレンチにおいては、電
流を監視することにより雄ねじ駆動モーメントを検出で
きる。

〔発明が解決しようとする課題〕

更に、ラチェット継手を有するパワーねじ回しが知られ
ている。低い雄ねじ駆動モーメントにおいては、出力軸
がラチェット継手を介して回されるように、ラチェット
継手が係合させられる。

雄ねじ駆動モーメントがある限界値を超えると、ラチェ
ット継手が外れ、出力軸はより低い回転数の回転軸によ
り駆動される。操作中に高い機械的な応力をラチェット
継手が受けること、および衝撃を常に生ずることがその
パワーねじ回しの欠点である。

本発明の目的は、回転モーメントを測定すべき別の物Ｊ
ｌｌへ変換する必要なしに低い回転モーメントから高い
回転モーメントへ純粋に機械的に切換えることができ、
確実に動作し、かつ摩耗が少ないパワーレンチを得るこ
とである。

〔課題を解決するための手段〕

この目的は、本発明のパワーレンチにより達成される。

本発明によれば、駆動軸の動力が分配軸を介して、伝動
比が異なる二通りのやり方で係合継手へ伝えら、れる。

低い雄ねじ駆動モーメント（負荷モーメント）において
は、係合継手の継手部材に第１の駆動歯車が係合させら
れるから、出力軸は比較的高い第１の回転数で駆動され
、第２の駆ｔｌｌ歯車から係合継手への動力の伝達は断
たれる。負荷モーメントに応じて、継手部材は第１の駆
動歯車または第２の駆動歯車にかみ合う。負荷モーメン
トにより発生され、継手部材の予め加えられている応力
に抗する力により継手部材は移動させられる。その継手
部材は第１の駆動歯車または第２の駆動歯車にかみ合う
ことができるだけであるが、同時に２個の駆動歯車にか
み合うことは決してない。ばね装置は油圧装置により継
手部材へ予め応力を加えることができる。

切換えが行なわれる負荷モーメントの値を調整するため
に、前記予め加えられる応力が外部調整により変えられ
る。その継手部材は、水平に移動できるように、かつそ
の応力により、継手部材が第１の駆動歯車へ作動的に係
合させられる向きに押されるように、出力軸上に配置さ
れる。負荷モーメントが制限値を超えると、予め応力を
加える装置が降伏し、案内カーブの作用を介して第２の
駆動歯車へ向かう継手部材の軸方向の移動が行なわれる
。それと同時に、継手部材と第１の駆動歯車の間の作動
係合が外され、前記継手部材と第２の駆動歯車の間の作
動的な係合が行なわれる。

係合している２つの継手の一方は爪継手であり、他方の
係合継手は玉継手である。玉継手では、前記第１の駆動
歯車へ固定されている継手体と、継手部材との間で、非
円形のトラックに押しつけられている、ばねにより張力
を加えられる玉により駆動が行なわれる。その秤の玉継
手は滑り結合を行ない、その継手体と継手部材が相対的
に動くことができる。その相対的な動きの場合に継手部
材に加えられる応力を減少して、駆動エネルギーを良く
利用できるようにするため、他の係合継手が係合してい
る時に玉をとるための自由循環トラックが、係合継手の
開口部に設けられている継手体内のトラックに隣接して
配置される。しｋかって、玉が設けられている係合継手
は互いに並べて配置された２本のトラックを有する。一
方のトラックは駆動トラックであり、他方のトラックは
アイドル・ラン・、トラックである。玉が駆動トラック
内にあると、係合継手はかみ合い、玉がアイドル・ラン
・トラック内を勤いている時は係合継手は外される。

本発明のパワーレンチは低い回転モーメントから高い回
転モーメントへ、または高い回転モーメントから低い回
転モーメントへ切換えを衝撃なしに滑らかに行なうこと
ができる。予め加えられている応力に組合わされて、継
手部材を負荷モーメントに応じて出力軸に対して継手部
材を軸方向に動かす案内カーブは正三角形の形を有する
。したがって、回転モーメントに依存するパワーレンチ
の伝動比の切換えは両方の回転方向で行なわれる。

〔実施例〕

以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

本発明のパワーレンチは手持ちの電気ドリルのように構
成される。このパワーレンチに駆動装置１０が設けられ
る。この駆！！ＩＩ装置は、引金１１を引くことにより
始動できる回転モータ（図示せず）を含む。回転の向き
は方向スイッチ１２により選択できる。駆動装置１０は
独立したハウジング内に納められる。そのハウジングの
上に継手１４を納めるハウジング１３が取付けられる。

その継手は回転モーメントに依存する。ハウジング１３
の他端部に別のハウジング１５が取付けられる。そのハ
ウジングの内部には遊星歯車１６が納められる。このＭ
ｆＭ歯車の出力軸１７が頭部１８を有し、その頭部に、
雄ねじを回すために、レンチのためのソケットを取付け
ることができる。

モータの軸１９が駆ｖＪ装置１０のハウジングの前部壁
からハウジング１３の中まで内側へ延びる。

前記軸１９は、前記ハウジング１３の前部壁２０に設け
られている玉軸受２１上を延びる。軸１９は歯車２２を
駆動する。その歯車は分配軸２３に固定される。その分
配軸の両端が、ハウジング１３内に設けられている軸受
の上を延長し、直径の異なる２枚の歯車２４と２５を支
持する。大きい方の歯車２４が第１の駆動歯車２６にか
み合い、歯車２５は第２の駆動歯車２７とかみ合う。歯
車２６と２ｚは継手１４の出力軸２８と同軸に配置され
る。それらの駆ｖＪ歯車は分配軸２３により異なる回転
数で駆動される。駆動歯車２６の回転数は第２の駆動歯
車２７の回転数より高い。第１の駆動歯車２６は出力軸
２８上の玉軸受２９の上を延長し、第２の駆動歯車２７
が継手体３２の円筒形突出部３１．、ｌ：のころ軸受３
０の上を延長する。

バケツ形の継手体３３が前記第１の駆動歯車２６から前
記第２の駆動歯車２７へ向って延長する。

継手部材３２の玉ハウジング３４が継手体３３の開口部
の中へ延長する。爪３５の環が玉ハウジング３４から第
２の駆動歯車２７へ向って突出する。

継手体３２が前記第２の駆ｖＪ歯車２７へ向って移動さ
せられた時に、それらの爪３５は、前記第２の駆動歯車
２７の前部に設けられている爪３６とかみ合うことがで
きる。

出力軸２８の出力端がハウジング１３の内部の玉軸受３
７７の上を延長する。継手部材つ３２を第１の駆動歯車
２６へ向って押すばね３８が玉軸受３７の回転環上に支
持される。

継手部材３２の円筒形突出部３１の周面に、相互に逆三
角形状の開口部３９内の２つの案内カー１３９が設けら
れる。ピン形の案内部材４０が出力軸２８を横切って前
記開口部の中に入る。案内カー１３９と、その案内カー
ブの中に入った案内部材４０を介して、出力軸２８は継
手部材１とともに常に回転するが、案内カー１３９によ
り構成されている開口部の内部では僅かな相対的回転だ
けが可能である。各開口部３９は正三角形状であって、
それの１番上の辺は出力軸２８の軸線に平行であり、ば
ね３８により予め加えられる応力に抗する。三角形は出
力軸の軸線に関して対称的であるから、各案内カーフ３
９は傾きが逆である２つの傾斜壁３９ａ、３９ｂを構成
する（第３図）。

それらの傾斜壁に沿って案内部材４０が滑ることができ
る。出力軸２８に生ずる負荷モーメントが制限値を超え
ると、案内部材４０が三角形状の案内カー１３９の点か
ら移動し、傾斜壁３９ａと３９ｂに沿って滑る。そうす
ると継手部材３２が継手体３から外れ、爪３５を介して
第２の駆動歯車２７にかみ合う。

第４図は、継手体３３と玉ハウジング３４で構成された
第１の保合継手の横断面図である。玉ハウジング３４は
いくつかの玉キャッチを含み、それらの各玉キャッチは
、玉ハウジング３４内の半径方向ポケット穴４２に設け
られているばね４３と、このばねにより外へ押される玉
４４とを含む。

それらの玉は、継手体３３の内側に設けられている駆動
トラック４５の中を動く。その駆動トラックの直径はそ
れの周縁部に沿って変化する、たとえば、玉４４が入る
ことができる開口部を有する。

８玉４４のための開口弁が設けられる。全ての玉４４が
それぞれの開口部の中で静止できるように全ての開口部
は配置される。ある回転モーメントまでは、玉４４がば
ね４３により前記開口部の中へ押し込められるから、玉
４４が駆動トラック４５の中にあるものとすると、継手
部材３３により継手体３２が回転により引かれる。

駆動トラック４５の近くにアイドル・ラン・トラック４
６が継手体３３に設けられる。そのアイドル・ラン・ト
ラックの周面には開口部は設けられないが、それの直径
は一定である（第１５図）。

ばね３８により駆動歯車２６へ向って通常押される継手
部材３２が第２の駆ｖＪＩ！！ｌ車２７へ向って移動さ
せられて、ば＠３８を圧縮したとすると、玉４４は駆動
トラ、ツク４５から１１でアイドル・ラン・トラック４
６に入る。この状態においては、継手部材３２は継手体
３３から回転しつつひき離される。それと同時に、爪３
５と３６がかみ合うから、継手部材３２は駆ｖＪ歯車２
７に係合して、その駆動歯車により駆動される。

ハウジング１３から突出している出力軸２８の端部に、
遊星歯車１６の第１の歯車段１６ａの太陽輪４７を表す
歯が設けられる。その第１の歯車段にはＴ１星輪４８が
設けられる。そのｍｕ輪の歯は太陽輪４７にかみ合い、
ハウジング１５の内側の歯４９の上を転動する。遊星輪
は、軸受体５１から突出している車軸５０の上で回転す
る。その軸受体の中で出力軸２８の端部５２も回転する
。

軸受体５１は第２の歯車段１６ｂの太陽輪５３も表す。

それの、１１輪５４はハウジング１５の内歯４９ともか
み合う。軸受体５６は、ハウジング１５の端部において
軸受５７内で回転する出力軸１７へ一体に連結される。

軸受５７は、外部支持要素（図示せず）を取付けて、雄
ねじが回された時に生ずる反作用力を静止している受は
部へ伝える外部輪郭５９を有する頭部５８内に受けられ
る。

離動じを締付けるために、回すべき雄ねじへ連結されて
いるレンチ用のソケットが出力軸１７の頭部１８に当て
られる。駆動装置１０が分配軸２３を回すことにより、
駆動歯車２６と２７を異なる回転数で同時に回転させる
。雄ねじを駆動する回転モーメントが低い限りは、ばね
３８は継手部材３２を駆動歯車２６に押しつけるから、
玉４４は駆動トラック内にあり、継手部材３２が駆ｅ歯
車２６により継手体３３を介して駆動される。この状態
では爪３５と３６は係合していないから、駆ｖＪ歯車は
継手部材３２の上でアイドル状態で回転する。したがっ
て、出力軸２８の回転はＭＷ星歯車１６より減速され、
出力軸１７を介して爪へ伝えられる。負荷に応じて切換
えられる継手１４が駆動装＠１０と遊星歯車１６の間に
配置される。

この場合には、伝えるべき回転モーメントは比較的低い
から、継手を小型にできる。

出力軸２８の負荷モーメントが制限値より大きくなると
、継手部材３２は案内部材４０とともに案内カーブ３９
の壁３９ａに沿って移動するから、継手部材３２は駆ｔ
ｌｌ歯車２７へ向って動く。それにより、玉４４は駆動
トラック４５からアイドル・ラン・トラック４６の中に
動くと同時に、爪３５と３６が互いにかみ合う。出力軸
２８はいまは歯車２５と２７によりより低い回転数、お
よびより＾い回転モーメントで駆動される。その回転数
は、雄ねじが締付けられるまで続けられる。したがって
、高い回転数と低い回転数の間で一定の切換えは存在し
ない。

第１図かられかるように、遊星歯車１６の軸は出力軸２
８と同軸状に延長する。それに関して、回転部！ｌｌ装
ｅ１１０の軸１９が横方向へずらされる。

係合継手の部品が係合している場合にもそれらの係合継
手が消ることができるという事実のために、継手は損傷
から保護される。更に、切換え中に起ることがある駆動
衝撃が避けられる。

第２〜５図に示されている係合継手には固定装ｒ！１６
０も設けられる。回転の制限値を超えた後では、その固
定装置により、負荷位置にある可動継手部材３２をね３
８により予め加えられている応力に抗して保持できる。

締付けられている雄ねじを緩める場合には、長い時間に
わたって緩めモーメントが継手の切換えモーメントにほ
ぼ等しい値に近づくことが可能である。継手部材３２の
切換えが行なわれる回転モーメントが生ずると、あるい
は萌記制限値を超えるか、制限値以下になったとすると
、係合継手ｊ３と３４および３５と３６の摩耗が増大す
るおそれが生ずる。固定装置６０はそれを阻止する。ハ
ウジング１３の中を通る軸６２に取付けられている回転
可能な手動レバー６１が設けられる。その軸６２の一部
にカム６３が設けられ、長手方向に移動させられるよう
に、出力軸２８の穴の中に設けられているビン６４がそ
れに当てられる。そのビン６４は交差ビン６５に当る。

その交差ビンの端部は出力軸２８から突出し、前記出力
軸を囲んでいるジャケット６６に係合する。継手体３６
はばね３８によりそのジャケットに押しつけられる。カ
ム部分６３のために、手動レバー６１を回すとビン６４
が進み、それによりジャケット６６が、高い負荷モーメ
ントに対応し、かつ爪３５と３６が互いにかみ合う位置
へ押される。その位置においては、第１の係合継手３３
と３４は離される。出力軸２８におＣプる高い負荷モー
メントのためにそれらの係合継手３３と３４が離され、
爪３５と３６が互いにかみ合うと、手動レバー６１を大
きい抵抗力に抗することなしに回すことができるから、
ジャケット６６は継手部材３２に追従する。軸６２と、
カム郡６３と、ビン６４とを介する動力の伝達は自動的
にロックされるから、ジャケット６６がばね３８から移
動させられる位置へ手動レバー６１が手で回されていな
いとすると、ばね３８により加えられる張力のために、
継手部材３２を高速回転位置まで戻すことはできない。

必要があれば、静止装置６７を設けることができる。そ
の静止装置においては手動レバー６１を動作位置および
非動作位置に保つことができる。

第６図は、固定装置６０が無いが、静止装置がある、第
１の実施例に類似する別の実施例を示す。

その静止装置は案内カー１３９内の係合開口部３９Ｇで
構成される。負荷位置においては、案内部材４０が第６
図に示すように係合開口部３９ｃに係合する。その係合
にはその係合開口部から外すために必要な力より小さい
力を必要とする。そうすると、継手の切換え動作にはヒ
ステリシスが伴う。このことは、負荷モーメントが増大
すると、出力軸をより低い回転数への切換えが、負荷モ
ーメントが低い状態で、より高い出力回転数への切換え
より低い負荷モーメントで行なわれる。そうすると、臨
界負荷モーメントの制限領域において継手の連続切換え
は避けられる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のパワーレンチの全体の一部を断面で示
す側面図、第２図は固・窓装置が設けられている、回転
モーメントに依存して制御される継手の断面図、第３図
は第２図の■−■線に沿う断面図、第４図は第２図のＩ
Ｖ−ＩＶ綜に沿う断面図、第５図は第２図のＶ−Ｖａに
沿う断面図、第６図は静止装置を有する継手の第２図に
類似の図である。１４・・・継手、１６・−遊星歯車、２３・・・分配軸
、２６．２７・・・駆動歯車、２８・・・出力軸、３２
・・・継手部材、３３．３４・・・保合継手、３５．３
６・・・爪、３９−・・案内カーブ、４０・・・案内部
材、４４・・・玉、４５・・・駆動トラック、４６・・
・アイドル・ラン・トラック、４７・・・太陽輪、６０
・・・固定８Ｗ１゜

Claims

【特許請求の範囲】

（１）モータにより動力を供給される駆動軸と出力軸（
１８）を備え、回転モーメントとは独立に動作する継手
、（１４）を有するパワーレンチにおいて、継手（１４
）には、第１の駆動歯車（２６）と第２の駆動歯車（２
７）を異なる回転数で駆動する分配軸（２３）が設けら
れ、第１の駆動歯車（２６）は第１の係合継手（３３、３４
）を介して、出力軸（２８）を駆動する継手部材（３２
）へ係合させられ、第２の駆動歯車（２７）は第２の係合継手（３５、３６
）を介して継手部材（３２）へ係合させられ、制限回転
モーメントに達する前に、第１の係合継手（３３、３４
）が係合させられ、制限回転モーメントを超えた時に第２の係合継手（３５
、３６）が係合させられるように、可動継手部材（３２
）には予め応力が加えられることを特徴とするパワーレ
ンチ。
（２）継手部材（３２）は、案内カーブ（３９）へ係合
させられている案内部材（３２）により前記出力軸（２
８）へ係合させられ、したがって、前記制限回転モーメ
ントを超えた時に継手部材は軸方向に移動させられるこ
とを特徴とする請求項（１）記載のパワーレンチ。
（３）案内カーブ（３９）が三角形の開口部を決定し、
その三角形開口部の１つの隅に前記案内部材（４０）が
軸方向の予め加えられた応力により押しつけられ、前記
１つの隅は出力軸（２８）の軸に関して対称的であるこ
とを特徴とする請求項（２）記載のパワーレンチ。
（４）案内カーブ（３９）は継手部材（３２）に設けら
れ、案内部材（４０）は出力軸（２８）に設けられるこ
とを特徴とする請求項（２）記載のパワーレンチ。
（５）係合継手（３３、３４）の一方に、前記継手部材
（３２）に設けられている少なくとも１個の玉受けが設
けられ、その玉（４４）が、前記第１の駆動歯車（２６
）へ連結されている継手体（３３）の駆動トラック（４
５）に設けられている開口部に係合することを特徴とす
る請求項（１）記載のパワーレンチ。
（６）前記継手体（３３）の前記駆動トラック（４５）
に隣接して、前記係合継手（３３、３４）には、他の係
合継手（３５、３６）が係合させられた時に玉（４４）
をとるアイドル・ラン・トラック（４６）が設けられた
ことを特徴とする請求項（５）記載のパワーレンチ。
（７）前記出力軸（２８）は遊星歯車（１６）の太陽輪
（４７）を支持することを特徴とする請求項（１）記載
のパワーレンチ。
（８）それぞれの回転モーメントが制限回転モーメント
以下になった時でも、可動継手部材（３２）を前記予め
加えられた応力に抗して負荷位置に固定するようにされ
た、手動操作できる固定装置（６０）が設けられること
を特徴とする請求項（１）記載のパワーレンチ。
（９）前記制限回転モーメントを超えた後で、前記予め
加えられた応力に抗して可動継手部材（３２）を負荷位
置に固定できる静止装置が設けられることを特徴とする
請求項（１）記載のパワーレンチ。
（１０）前記静止装置は案内部材（４０）が係合できる
案内カーブ（３９）内の係合開口部（３９ｃ）で構成さ
れることを特徴とする請求項（２）および（９）のうち
いずれかに記載のパワーレンチ。