JPH0151309B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は衝撃レンチ（wrench）装置、より詳
しく云うと出力軸を有するモータが軸に取付けら
れた支持部材を回転駆動させるようになつている
衝撃レンチ装置に関する。

本発明の目的は、駆動部分を構成する部材の数
が少なく、比較的低コストで製造することがで
き、しかも摩擦抵抗の小さいローラを使用するこ
とにより内部摩擦を小さくした衝撃レンチ装置を
提供することにある。

本発明の別の目的は、数が少なく製造コストの
低い強度のある部品からなり、トルク出力の高い
経済的で耐久性に優れた衝撃レンチ装置を提供す
ることにある。

本発明の別の目的は、出力軸にほぼ同じ大きさ
の２つの衝撃ブローをほぼ同時に与えて振動を少
なくするようにした衝撃レンチ装置を提供するこ
とにある。

本発明の衝撃レンチ装置は、好ましくは圧縮空
気で駆動され、１以上の支持手段が回転軸に回転
駆動されるように取付けられている。１以上のア
ンビル（anvil）手段が支持手段に隣接して回転
自在にかつ共軸的に取付けられていて、このアン
ビル手段は衝撃面を備えた略半径方向に突出する
あご手段を有している。アンビル手段のあご手段
と衝突するようになつているあごを有する１つ又
は２つのハンマ手段が支持手段に取付けられてい
るが、このハンマ手段はハンマ手段の衝撃あご手
段がアンビル手段の衝撃面に衝突してこの衝撃面
に衝撃ブローを与えるように支持手段と一緒に回
転するとともに回転軸の半径方向と直交する方向
へ支持手段に対し所定の範囲内で直線運動を行な
うように取付けられている。衝撃ブローの力はハ
ンマ手段のあご手段とアンビル手段のあご手段と
の係合を離脱させる成分力を有しているが、ハン
マ手段は衝撃ブローを与えるときは支持手段に対
する直線運動を阻止する慣性力を生じさせるよう
な質量と重心を有している。衝撃ブローを与える
前であつて装置の駆動加速中は、この慣性力によ
りハンマ手段のあご手段は係合離脱位置まで動く
が、ハンマ手段の重心に作用する遠心力の成分に
より、ハンマ手段が衝撃ブローを与える位置にき
たときは、ハンマ手段の係合離脱位置への変位が
阻止される。

以下、本発明を添付図面に示す実施例に基づい
て説明するが、図面中、第１乃至７図は、一連の
一段打撃を行なう衝撃レンチ装置に関するもの
で、第８乃至１２図は、一連の二段打衝を行なう
衝撃レンチ装置に関する。

第１図について説明すると、参照番号１０は空
気圧駆動の衝撃レンチのハウジングである。複数
のスロツト６のそれぞれに摺動自在に設けられて
いるのは羽根７を有する大きな溝付き回転子５
で、空気圧モータとして作用するものであるが、
空気圧モータは本技術分野では周知であるので、
これ以上詳細には説明しない。

空気圧駆動の回転子５の出力軸１１は一端にス
プライン１２を有していて、噛合スプライン１３
を介して支持部材１５に連結されている。支持部
材１５は出力軸１９に参照番号１７及び１７′で
示す部分で軸受されている。

モータの出力軸１１は軸線を共通にして出力軸
１９に整合されており、また支持部材１５は出力
軸１９と軸線を共通にして出力軸１９の周囲に出
力軸１９に対し回転するように設けられている。
支持部材１５の両端には端部材１５′及び１５″が
あり端部材１５′及び１５″は支持部材１５を介し
て接続されている。出力軸１９の前端部付近には
概ね半径方向に伸びかつ前進衝撃受け面２０と反
転衝撃受け面２１とを有するアンビル（anvil）
２３が一体的に形成されている。出力軸１９の前
端部はハウジング１０の前端部に取付けられてい
るブツシユ９に支持されている。支持部材１５の
端部材１５′及び１５″間に伸びているのは保持ピ
ン２２であり、保持ピン２２は、第２図に点線で
示すように、端部材１５′及び１５″のそれぞれに
設けられたスロツト１８を介して端部材に挿通さ
れている。参照番号２５はピン２２の周囲に設け
られているハンマ部材であり、支持部材１５に対
し所定の範囲内で直線運動をなすように設けられ
ている。ピン２２は装置の回転軸の半径方向と概
ね直交する方向へスロツト１８内で所定の距離だ
け摺動することができ、これによりハンマ部材２
５は出力軸１９、アンビル２３及び支持部材１５
に対し直線運動をなすことができるようになつて
いる。運動距離は、後述するように、ハンマ部材
とアンビルが装置の作動開始時に係合することが
ないように定められている。

第２図に詳細に示すように、ハンマ部材２５は
略Ｕ字形をなしており、ハンマ部材の湾曲部にピ
ン２２が挿通されていて、ハンマ部材の脚部間に
出力軸１９が配置されている。ハンマ部材２５の
開放端部にはそれぞれ内側に突出した衝撃あご２
７及び２８が設けられている。あご２７は前進衝
撃用のあごであり、また、あご２８は反転衝撃用
のあごである。支持部材１５とハンマ部材２５と
の間には、この両部材に接触して２つのローラ２
９と３０とが配置されている。ローラは、ハンマ
部材２５が支持部材１５に対し直線運動をなす場
合の摩擦力を少なくするために設けられている。
支持部材１５の立上り部３１は、ローラ２９及び
３０の運動を制限するロールがけした湾曲面３２
及び３３を有している。

次に、第１図に示す衝撃レンチ装置の動作につ
いて説明するが、第２及び３図に示す衝撃時から
説明を行なうことにする。第２及び３図において
は、ハンマ部材２５の前進衝撃用あご２７はハン
マ打撃を行なうように出力軸１９のアンビル２３
の前進衝撃受け面２０と係合している。

モータの出力軸１１は、第２図に矢印で示すよ
うに、支持部材１５を時計回り方向に直接駆動し
ている。第３図に示す衝撃ブローが行われると、
ハンマ部材２５はローラ２９及び３０に対し左側
へ直ちに移行し、ピン２２は支持部材１５の端部
材１５′及び１５″に設けられたスロツト１８内で
摺動し、ハンマ部材２５は第４図に示す係合離脱
位置まで移動する。この時点ではモータは、支持
部材１５、ピン２２、ハンマ部材２５並びにロー
ラ２９及び３０を、出力軸１９及びアンビルの衝
撃受け面２０に対し前進時計回り方向にまだ駆動
している。ハンマ部材のあご２７とアンビルのあ
ご２０との間には間隙が生じているので、支持部
材とハンマ部材は一体となつてアンビルのあご２
３と係合せずに第５図に示す位置まで回転し、こ
こで、モータ駆動のハンマ部材２５が、ハンマ部
材に対して固定されているとみなすことができる
アンビルのあご２３と係合することによりカム作
用が開始する。これにより、ハンマ部材２５はロ
ーラ２９及び３０に対し第５図に示す位置から第
６図に示す位置まで移動し、カム運動は終了す
る。第３図に示すような次の衝撃ブローに先立つ
てモータから装置に更に力が加わると、遠心力に
よる阻止作用が働き、装置の回転部分は第６及び
７図に示す位置に保持される。この阻止作用につ
いては詳細に後述するが、装置の回転部分が第７
図に示す位置に来るまでは少なくとも有効に行わ
れる。衝撃ブローが加えられているときは、回転
しているハンマ部材の慣性により、ハンマ部材
は、支持部材とハンマ部材の運動量が出力軸を介
して出力されるまで係合を脱しないようになつて
いる。

本発明の衝撃レンチ装置は、ハンマ部材の運動
量が消費されるまでは係合を脱しないように構成
されているから、モータの出力軸１１、支持部材
１５及びハンマ部材２５を介してモータの回転子
５から得られる運動エネルギーの全てが各衝撃動
作において有効に使用されるという利点がある。
更に、本発明の衝撃レンチ装置は、ローラ２９及
び３０が支持部材とハンマ部材との間に配置され
ているので、内部摩擦が低いという利点がある。
ナツトが緩んでいる場合には、装置は充分な抵抗
が得られるまで作動を止め、充分な抵抗が得られ
る時点で装置は衝撃動作を開始する。作動を停止
しているときは、クラツチ部分は第２図に示す位
置にあり、ハンマ部材とアンビルのあごとの摩擦
及び遠心力により、停止トルクがモータから直接
支持部材を介してハンマ部材に伝わり、更に、ア
ンビル及び出力軸１９に伝わる。

装置が反転動作をなすときは、ハンマ部材２５
は第２図と同様な衝撃位置にあるが、反転衝撃用
あごがアンビルの反転衝撃受け面２１に対し係合
する。衝撃作用及びクラツチ作用は前進衝撃作用
の場合と同様である。

第２図について更に説明すると、第２図には、
装置を最適に作動させる場合の重要な関係が示さ
れている。ハンマ部材のあご２７がアンビルのあ
ご２０に衝撃ブローを与えると、力が発生する。
矢印を有する線５０は衝撃力の方向を示すととも
にその力の大きさを示す。図示のように、線５０
は垂直方向に対し約9゜の角度をなして伸びてい
る。衝撃力の水平方向の分力は矢印線５１で示さ
れているが、これは、衝撃力のうちの解放力成分
を示すものである。

参照番号５２はハンマ部材２５の重心を示す。
第２図では、ハンマ部材は最も右側に移行した位
置にあるので、重心は出力軸１９の軸線１９′の
上方やや右側にある。

線５３は衝撃作用直前のハンマ部材の力の大き
さを示し、線５４は力５３の解放力成分を示す。

線５５はハンマ部材の加速中の遠心力を示し、
線５６は力５５のうちの解放力成分を示す。

線５６で示す力は、カム作用が終了するまでは
線５４で示す力よりも大きく、これによりハンマ
部材２５を係合位置に保持する遠心力による阻止
作用が行われ、次の衝撃ブローに備える。

衝撃動作の減速工程においては、ハンマ部材２
５の慣性力は線５８で示す方向を向いており、こ
の力は線５７で示される分力を有していて、この
分力はあご２７に加わるハンマ部材の衝撃力５０
の解放力成分５１に対向しかつこれに打ち勝つ大
きさを有している。

ハンマ部材の慣性力が完全に消費され、かつ、
ハンマ部材のあご２７が未だアンビルのあご２０
と接触している状態にあるときは、駆動抵抗トル
クが著しく小さい場合と同様に、モータの駆動ト
ルクにより衝撃力分力５１と同様な成分を有する
衝撃力５０と同様な力が発生し、この力によりあ
ご２０及び２７の部分に生ずる摩擦抵抗に打ち勝
つとともにハンマ部材２５がローラ２９及び３０
を介して支持部材１５に対して離脱位置まで直線
運動を行なう。一方、操作における抵抗トルクが
大きく、かつ、衝撃後に弾性反撥が生ずる場合に
は、モータは逆転駆動し、力５３と同様な慣性力
であつて成分５４と同様な成分を有する力が発生
し、しかも遠心力は殆んどあるいは全くないの
で、ハンマ部材２５は係合離脱位置まで動く。

第８乃至１２図には、本発明に係る衝撃レンチ
装置の別の実施例が示されており、この実施例で
は支持部材は後部フレーム６０と、この後部フレ
ームと同時回転を行なうように２つのピン６２と
６３とによつて後部フレーム６０に接続された前
部フレーム６１とからなる。２つの同じハンマ部
材６４と６５が後部フレーム６０と前部フレーム
６１との間に設けられていて、ピン６２と６３は
ハンマ部材６４と６５にそれぞれ設けられたスロ
ツト６６及び６７を介して伸びている。第８及び
１１図に示されているように、各ハンマ部材は略
馬蹄形をなしているので、各ハンマ部材に必要な
ピン挿通用スロツトは１つだけで足り、また、一
方の馬蹄形ハンマ部材の開放端部は他方のハンマ
部材にピンを挿通することができるように充分な
空間を提供している。第９図に示すように、２つ
のハンマ部材は出力軸７１と一体となつているア
ンビル・シヤフト部材７０の周囲にアンビルを中
心に180゜の角度をなして互いに離隔配置されてい
る。アンビル・シヤフト部材７０には、第１２図
に示すように、２つの突起７３が互いに180゜の角
度をなして一体的に離隔配設されており、これら
の突起７３は２つのハンマ手段６４及び６５の打
撃を受けるようになつている。図示のようにハン
マ部材６４と６５は、ハンマ部材間においてピン
６２と６３に設けられた支持部材の別の部分（図
示せず）とともにアンビル・シヤフト部材の中心
軸に沿つて互いに離隔して配置されているが、ハ
ンマ部材は対向配置されていると見なすことがで
きる。

後部フレーム６０にはハブ７５が設けられてい
て、ハブ７５は内側にモータ軸１１のスプライン
１２と係合するスプライン部１３を有している。
ピン６２と６３は後部フレーム６０と前部フレー
ム６１にそれぞれ設けられている孔７４を介して
伸びてこれら２つのフレームを連結し、一体とな
つて回転する支持部材を形成している。また、ハ
ンマ部材６４と６５にそれぞれ設けられているス
ロツト６６と６７とにより、ハンマ部材は、第１
乃至７図に示す実施例と同様に、クラツチの回転
軸に対しロール７２上で移動するようになつてい
る。

本実施例のクラツチの作動は第１乃至７図に示
す実施例のクラツチと同様であるが、本実施例の
装置は、出力軸７１の周囲に180゜の角度をなして
離隔配置されている二段ハンマ・クラツチが実質
上同時に２つの打撃を行なうという利点を有して
いる。これにより、本実施例の装置は部材が多く
はなるが、振動が少なくなり、しかも分離されて
いる支持手段形成部材６０，６１，６２及び６３
の製造に要するコストが第１及び２図に示す支持
部材１５，１５′及び１５″に比べて低くてすむ。

支持手段の構成部材であるフレーム６０及び６
１は、クラツチに慣性平衡をもたらすようになつ
ている。前部フレーム６１の慣性は後部フレーム
６１の慣性と回転子５の慣性とを合わせたものに
実質上均しくすべきである。かかる関係を得るた
めに、前部フレーム６１の径は６１′の部分で大
きくなつている。また、前部フレーム６１は後部
フレーム６０よりもわずかに長くなつている。こ
の慣性平衡により、２つのハンマ部材は実質上同
じ打撃を行なうことができるのである。

本発明を好ましいと考えられる実施例に基づい
て説明してきたが、本発明から離脱することなく
本発明の範囲内において種々の変更及び修正を行
なうことができるのは当業者にとつて明白である
ので、本発明は特許請求の範囲において限定した
以外はその特定の実施例に制約されるものではな
い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の衝撃レンチ装置の一実施例、
特にそのクラツチ部分を示す側断面図であり、第
２図はクラツチの主要構成部材である支持手段、
ハンマ部材及びアンビルの関係を示す第１図の２
−２線断面図であり、第３乃至７図は装置の時計
回り方向への駆動の種々の途中点における３つの
クラツチ構成部材の関係を示す第２図と同様な断
面図であつて、第３図は時計回り方向の「衝撃」
の瞬間における関係を示し、第４図は第３図に示
す状態から約5゜変位した係合離脱位置を示し、第
５図は第３図の位置から約128゜変位したカム作用
の開始位置における関係を示し、第６図は第３図
の位置から約150゜変位したカム作用の終了時にお
ける関係を示し、第７図は遠心力による阻止作用
が生じている場合の関係を示すものであり、第８
図は本発明に係る衝撃レンチ装置の別の実施例を
示す側断面図であつて第９図の８−８線断面図で
あり２段衝撃機構の一方のハンマ部材を示し、第
９図は第８図の９−９線断面図であり、第１０図
はピンによつて連結されて支持部材を形成する後
部フレームと前部フレームの等角図であり、第１
１図は２つの同一ハンマ部材の一方を示す端面図
であり、第１２図はアンビル手段と出力軸の等角
図である。 ５……回転子、６……スロツト、７……羽根、
１０……ハウジング、１１……回転子の出力軸、
１２……スプライン、１３……噛合スプライン、
１５……支持部材、１９……出力軸、２２……保
持ピン、２３……アンビル、２５……ハンマ部
材、２７，２８……あご、２９，３０……ロー
ラ、６０……後部フレーム、６１……前部フレー
ム、６２，６３……ハンマ部材、６６，６７……
スロツト、７０……アンビル・シヤフト部材、７
１……出力軸、７３……突起。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 回転軸に回転自在に且つ駆動可能に取付けら
   れた支持手段と、 該支持手段内の中央部に回転自在にかつ共軸的
   に取付けられ、かつ衝撃面を備えた略半径方向に
   突出するあご手段を有するアンビル手段と、 端部が開口し且つ前記回転軸と直交する方向の
   断面形状がＵ字状を呈しており、両脚部の開口側
   端部に内側に突出して該アンビル手段の前記あご
   手段と衝突するように衝撃あご手段が設けられて
   なるハンマ手段とを具備し、 前記ハンマ手段は前記あご手段が前記アンビル
   手段の前記衝撃面と衝突してこれに衝撃ブローを
   与えるように前記支持手段と一緒に回転するとと
   もに前記回転軸の径方向と概ね直交する方向に前
   記支持手段に対して所定の範囲内で直線運動を行
   なうように取付けられており、 前記衝撃ブローの力は前記ハンマ手段の前記衝
   撃あご手段と前記アンビル手段の前記あご手段と
   の係合を離脱させようとする成分力を有してお
   り、しかも前記ハンマ手段は前記衝撃ブローを与
   えている間前記ハンマ手段が前記支持手段に対し
   て直線運動を行なうことを阻止する慣性力を生じ
   させるような質量と重心を有していることを特徴
   とする衝撃レンチ装置。 ２ 前記ハンマ手段は、前記支持手段に互いに離
   隔して取付けられた２つのハンマ部材を有してお
   り、該２つのハンマ部材は前記アンビル手段の周
   囲に180゜の角度をなして設けられており、しかも
   前記アンビ手段はその軸線方向に沿つて180゜の角
   度をなして互いに離隔配設された２つの衝撃あご
   を有することを特徴とする特許請求の範囲第１項
   に記載の衝撃レンチ装置。 ３ 前記２つのハンマ部材は互いに対向するよう
   に前記支持手段に取付けられていることを特徴と
   する特許請求の範囲第２項に記載の衝撃レンチ装
   置。 ４ 前記支持手段は中心を異にする２つの貫通孔
   を有する後部フレーム部材と中心を異にする２の
   貫通孔を有し前記後部フレーム部材と離隔してい
   る前部フレーム部材とからなり、前記後部フレー
   ム部材と前部フレーム部材の前記貫通孔には前記
   両フレーム部材を相互連結して前記回転軸を中心
   に一体的に回転させる２本のピンが挿通されてい
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載
   の衝撃レンチ装置。 ５ 前記前部フレーム部材の慣性は前記後部フレ
   ーム部材の慣性と前記回転子の慣性を合わせたも
   のに概ね等しいことを特徴とする特許請求の範囲
   第４項に記載の衝撃レンチ装置。 ６ 前記支持手段と前記ハンマ手段との間には前
   記直線運動を行なわせるとともに前記支持手段と
   前記ハンマ手段とを前記衝撃力と概ね同じ方向に
   捩れ駆動連結させるように減摩駆動ローラ手段が
   設けられていることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項に記載の衝撃レンチ装置。 ７ 前記支持手段と前記ハンマ手段との間には該
   支持手段とハンマ手段と接触して駆動ローラ手段
   が設けられており、前記支持手段は該駆動ローラ
   手段が係合する部分に係止面を有していることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の衝撃レ
   ンチ装置。 ８ 前記支持手段と前記ハンマ手段との間には該
   支持手段とハンマ手段と接触して駆動ローラ手段
   が設けられており、前記ハンマ手段と前記支持手
   段には該両手段を連結する保持ピン手段が挿通さ
   れており、しかも該保持ピン手段は前記ハンマ手
   段の前記駆動ローラ手段とは反対側の部分に挿通
   されていることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項に記載の衝撃レンチ装置。