JPH04269178A - 電動レンチ - Google Patents

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、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、詳しくは電動駆動のための出力
を、機構負荷を大幅に減少させて、小出力になそうとす
る技術に係るものである。

【従来の技術】従来、往復運動のうち片方の運動にて片
送り操作ができるワンウェイクラッチ機構を装備した電
動又は空気圧駆動のラチェットレンチ、電動ラチェット
レンチは、例えば図１７、図１８に示す特開昭５９ー３
０６７４号公報のものにおいては、偏心軸７の回動にて
駆動リング８を往復動させ、ボックスのようなアクチュ
エータが装着される出力軸１２と一体で回転するように
配設されたラチェット爪１５ａと駆動リング８の内周に
形成された歯１８との噛み合い及び出力軸１２を所定の
力で本体ケース１に保持する浮動バネＷにより一定方向
にのみ出力軸１２を駆動回転させるラチェット運動をお
こなうように構成されている。さらに詳しくは、出力軸
１２に配設されたラチェット爪１５ａは出力軸１２と同
軸に所定の範囲回動自在とされた正逆切換軸１１によっ
て駆動リング８との噛み合いが切換えられるのであるが
、図１９に示すような状態にある時には、駆動リング８
の歯１８とラチェット爪１５ａが噛み合い、浮動バネＷ
が出力軸１２を本体ケース１に押圧する力に打ち勝って
Ａ方向に出力軸１２が回動し、駆動リング８がＢ方向に
回動する時は、駆動リング８の揺動中心がラチェット爪
１５ａの回動中心と異なるため、及びラチェット爪１５
ａを駆動リング８に押圧するラチェットバネ９ａのバネ
力が、出力軸１２を本体ケース１に押圧保持させる浮動
バネＷのバネ力よりも弱いために、ラチェット爪１５ａ
と駆動リング８の歯１８との噛み合いが外れ、出力軸１
２は回動せずにその位置を保つ。以上のように、モータ
４にて駆動される偏心軸７により前述のＡ方向及びＢ方
向の駆動リング８の往復運動が繰り返されてボルト、ナ
ット等の締め付け作業がおこなわれる。逆に緩め作業は
正逆切換軸１１によってラチェット爪１５ａの噛み合い
方向を図２０のようにすればよい。

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
構成のものにおいては、出力軸１２に浮動バネＷのバネ
力が常に付与されており、これが駆動負荷となり、駆動
リング８の往復運動を出力軸１２の回転に変換する時、
バネ力が機構負荷となり、回転数及びトルクダウンとな
る。特に充電式のラチェットレンチでは、ねじ締め及び
緩め本数の低下のもとになるという問題があった。また
、ラチェット機構における最小の空転ピッチがラチェッ
ト爪１５ａと駆動リング８内周の歯１８との噛み合いに
よる為、手締め時の強度を確保しようとすればする程、
歯形が大きくなり、最小空転ピッチが大きくなって使い
勝手が悪いという問題があった。また、手締め時、その
反力は駆動リング８を介して偏心軸７に伝達されて負荷
となり、偏心軸７の強度も問題となるものである。 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、浮動バネの使用を回避して、
機構負荷を無くし、結果として駆動に要する出力を小出
力にできる電動レンチを提供しようとするにある。

【課題を解決するための手段】本発明の電動レンチは、
回転駆動される回転体９と、回転体９の外周に径方向に
突出されて周方向に間隔をへだてられた複数個の突部１
４と、回転体９に対して略同芯状に配設され、かつ回転
体９に対して所定範囲回動自在でカム体１１を外周に突
出させた出力軸１２と、カム体１１外周面で回転体９外
周面よりも外方に突出させた複数個のカム面１７と、回
転体９及びカム体１１を内蔵し、本体ケース１に固定さ
れたリング体１５と、リング体１５の内周面と回転体９
の突部１４とカム面１７との間に配置されてワンウェイ
クラッチを構成するクラッチ部材１８とから成ることを
特徴とするものである。

【作用】このように、本体ケース１側のリング体１５の
内周面と回転体９の突部１４と出力軸１２のカム面１７
との間にクラッチ部材１８が配されてワンウェイクラッ
チを構成することで、クラッチ部材１８を介して出力軸
１２を駆動回転し、そしてクラッチ部材１８を逃す場合
には負荷少なく戻り操作をおこなえ、しかして、従来の
浮動バネを設けるのを回避し、浮動バネによる機構負荷
を回避し、その出力を小出力になすようにしたものであ
る。

【実施例】以下本発明の実施例を図面に基づいて詳述す
る。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。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３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３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１
１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１
５の内周面との間に楔状空間部が形成されており、そし
て突部１４が回転体９の回動方向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側の隙間より大きくなっているため、クラッ
チ部材１８は突部１４側に位置するときは図３に示すよ
うに遊動状態にあるが、突部１４から離れて図４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。次に動作について説明する。図３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との位置関係にあ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３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１
８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の根元側から引き
出されて、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４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５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１
１との間に生じる相対回転でクラッチ部材１８は突部１
４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。図６に示すように
、円弧状の溝１９と位置決めピン１６との位置関係にあ
る回転体９、１０とカム体１１とが逆転の規制位置にあ
って、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７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８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。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９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６
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１
０に設けられている。そして、電動にて正逆転の切替え
ができるので、特に狭いスペースなどで作業をおこなう
時、ネジの締め、緩めを一端、ネジから外して手動で先
端の正逆切替え摘み２５を操作して切替える必要がなく
、手元のスイッチ２１ですむので、非常に使い勝手がよ
い。図１０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，２３ｂは円弧
状でかつ両端が閉じられており、図１０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２
３ａ，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。 尚、締め付け完了時の過負荷クラッチ（図示せず）は本
体側にある。図１中３０はベアリング、３１はスラスト
板である。図１１〜図１２に第２実施例を示す。これは
前記実施例におけるクラッチ部材１８をクラッチ連結体
３３にて連結し、かつ回転体９、１０共に設けていた突
部１４を回転体１０だけにしている点で構造が異なって
いる。動作においては前記実施例と同じであるが、回転
体１０とカム体１１との規制位置の切替えの際、クラッ
チ部材１８の倒れによる出力軸１２のロックが起こりに
くくスムーズに切替えがおこなわれる。また突部１４は
回転体１０側だけに設けているが、これは回転体１０側
でクラッチ部材１８が連結されているからであり、第１
の実施例のように、回転体９にも設けてもよい。図１３
〜図１４に第３実施例を示す。これは第１の実施例にお
ける回転体１０の両側にカム体１１を設けたもので、回
転体１０のみに突部１４が設けられており、クラッチ部
材１８の軸方向略中央に回転体１０が設けられている。 動作においては、第１の実施例と同様であるが、クラッ
チ部材１８の略中央に回転体１０の突部１４が作用し、
かつクラッチ部材１８噛み込み時クラッチ部材１８の両
端側でカム体１１が当接するので、規制位置切替えの際
、クラッチ部材１８が倒れにくく出力軸１２のロックで
クラッチ部材１８によって均一にされる効果がある。 図１５〜図１６に第４実施例を示す。これは第１の実施
例における回転体９の突部１４が周方向及び出力軸１２
軸方向のカム体１１側に延びており、各突部１４の間に
はクラッチ部材１８が配設されている。そのスペースで
クラッチ部材１８が出力軸１２のロック及びその解除を
おこなえるだけの空間部が形成されているものである。 動作においては第１の実施例と同じであるが、回転体１
０とカム体１１の規制位置の切替えの際の回動範囲が小
さく、また、クラッチ部材１８の倒れが起こりにくく、
切替えがスムーズにおこなわれる。そして第２〜第４実
施例においては、正逆切替えの回動角が小さくなるので
、手動時の操作が楽になると共に電動での切替え時にお
いてもタイムラグが小さくなるメリットがある。

【発明の効果】本発明は上述のように、回転駆動される
回転体と、回転体の外周に径方向に突出されて周方向に
間隔をへだてられた複数個の突部と、回転体に対して略
同芯状に配設され、かつ回転体に対して所定範囲回動自
在でカム体を外周に突出させた出力軸と、カム体外周面
で回転体外周面よりも外方に突出させた複数個のカム面
と、回転体及びカム体を内蔵し、本体ケースに固定され
たリング体と、リング体の内周面と回転体の突部とカム
面との間に配置されてワンウェイクラッチを構成するク
ラッチ部材とから構成したから、つまり、本体ケース側
のリング体の内周面と回転体の突部と出力軸のカム面と
の間にクラッチ部材が配されてワンウェイクラッチを構
成することで、クラッチ部材を介して出力軸を駆動回転
し、そしてクラッチ部材を逃す場合には負荷少なく戻り
操作をおこなえ、しかして、従来の浮動バネを設けるの
を回避し、浮動バネによる機構負荷を回避し、その出力
を小出力になすことできるという利点がある。このよう
に機構負荷が少なくなるから、充電電池を使用したもの
においては、１充電当たりのねじ締め等の作業量を大幅
に増やすことができるという利点がある。しかもクラッ
チ部材を噛み込んで、つまりクラッチ部材を圧接して駆
動力を伝達するから、従来の歯との噛み合いによるもの
に比べて小スペースで充分な強度を得られるという利点
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】同上の全体の一部を破断した平面図である。

【図３】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４】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５】同上の空転時を示す説明図である。

【図６】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７】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８】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９】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１０】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。

【図１１】同上の第２実施例のクラッチ部材の状態を示
す説明図である。

【図１２】同上の断面図である。

【図１３】同上の第３実施例のクラッチ部材の状態を示
す説明図である。

【図１４】同上の断面図である。

【図１５】同上の第４実施例のクラッチ部材の状態を示
す説明図である。

【図１６】同上の断面図である。

【図１７】従来例の側面図である。

【図１８】同上の一部を破断し、一部を省略した底面図
である。

【図１９】同上の部分断面図である。

【図２０】同上の作用を示す説明図である。

【図２１】同上の作用を示す説明図である。

【符号の説明】

９　　回転体 １０　　回転体 １１　　カム体 １２　　出力軸 １４　　突部 １７　　カム面 １８　　クラッチ部材

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　回転駆動される回転体と、回転体の外
   周に径方向に突出されて周方向に間隔をへだてられた複
   数個の突部と、回転体に対して略同芯状に配設され、か
   つ回転体に対して所定範囲回動自在でカム体を外周に突
   出させた出力軸と、カム体外周面で回転体外周面よりも
   外方に突出させた複数個のカム面と、回転体及びカム体
   を内蔵し、本体ケースに固定されたリング体と、リング
   体の内周面と回転体の突部とカム面との間に配置されて
   ワンウェイクラッチを構成するクラッチ部材とから成る
   ことを特徴とする電動レンチ。