JPH0544053Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は、ボルト、ナツト等の締付けを行う
自動ラチエツトレンチの改良に係り、締付けトル
クを可調整に設定することができる動力伝達機構
を備えた自動ラチエツトレンチに関する。

〔従来の技術〕

一般に、ボルト、ナツトの締付け作業は、ねじ
の締付け作業と同様に、迅速で、常に一定の締付
けトルクを以て均一かつ強固に行えることが要望
される。このような観点から、従来においては、
空気圧を駆動源とするエアモータを内蔵した自動
インパクトレンチが提案され実施化されている。
このインパクトレンチは、ラチエツト機構を内蔵
したボツクスレンチ構造からなり、ボルトおよび
ナツトの寸法に合わせて、ボツクスを交換するこ
とができるよう構成されている。

しかしながら、前述した従来の自動ラチエツト
レンチは、モータの定格により定まるトルク範囲
により、適正な締付けトルクで締付けを行うこと
ができるボルト、ナツトの種類には制約があつ
た。また、駆動源から導出される回転駆動軸に適
宜減速機構を介してラチエツト機構を結合するこ
とにより、駆動源において予め設計されたトルク
を以てラチエツト機構を駆動するものであるか
ら、ボルト締め等に際して最終的な締付け作業工
程でその締付けが限界に達するとラチエツトレン
チの駆動軸は強力な反対負荷に遭遇し、強制的に
その回転を停止させられる。この時、前記駆動軸
の回転に伴つて発生する回転慣性は前記駆動源の
設計トルクに負荷されボルト等の被緊締具に対し
一挙に放出されるため、駆動軸の回転停止に伴う
作業者への反動が大きくなるばかりでなく、被緊
締具の過締め上げによる破損等を生じ、取扱い上
多くの難点があつた。

そこで、本考案者は、前述した従来の自動ラチ
エツトレンチの問題点を全て克服すべく種々検討
を重ねた結果、駆動源の回転駆動軸からラチエツ
ト機構に至る伝動機構にトルク調整可能なクラツ
チ機構を設けることにより、予め所定のトルク設
定がなされた駆動源を使用しても、ボルト等の最
終締付け工程において、反対負荷の大きさに応じ
てクラツチ機構が作用し、回転駆動軸を空転させ
ることにより、自動ラチエツトレンチのトルク調
整を可能にし、前記問題点を一挙に解消し得るこ
とを突き止めた。

また、この場合、駆動源としては、電動モータ
を好適に採用することができ、その取扱いが極め
て簡便となる。なお、従来のエアモータへの応用
も可能であることは勿論である。

〔考案が解決しようとする課題〕

従つて、本考案の目的は、駆動源とレンチ用ラ
チエツト機構とを結合する伝動機構にトルク調整
用クラツチ機構を設けることにより、被緊締具の
種類に応じて常に適正なトルクで締め上げを行う
と共に締め上げ終了時における反動の少ない作業
性の極めて良好な自動ラチエツトレンチであつ
て、特にクラツチ機構とトルク調整機構部との結
合構成を改善して最も実用的な自動ラチエツトレ
ンチを提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

前記目的を達成するため、本考案に係る自動ラ
チエツトレンチは、把持部１２に電動モータ２８
を軸方向に移動可能に内蔵し、この把持部の一端
側に遊星歯車減速装置３２を備えた伝動機構部１
４を設け、この伝動機構部を介してラチエツト回
転体７６と、このラチエツト回転体に外接噛合す
る内歯ラチエツト７８とを備えて、前記内歯ラチ
エツトの一部に遊星歯車減速装置と結合した回転
軸４８の一部に設けた偏心軸部７４を嵌合し、さ
らにラチエツト回転体にレンチ用ボツクス１８の
取付部２０と正逆切換用ノブ２２とを設けて構成
したラチエツト機構部１０を結合し、このラチエ
ツト機構部にレンチ用ボツクス１８を着脱自在に
装着し、前記ラチエツト機構部における偏心運動
により前記レンチ用ボツクスを断続的に回転させ
るよう構成し、 前記電動モータ２８の駆動軸３０側に前記遊星
歯車減速装置３２の一部と共に構成するクラツチ
機構を設けると共に、前記電動モータ２８の他端
にトルク調整ナツト７０を配置してこれを可調整
に設定し得るトルク調整機構部１６を設けてなる
自動ラチエツトレンチにおいて、 前記クラツチ機構は、遊星歯車減速装置３２を
構成するインターナルギヤ３４の一端部に設けた
内向きフランジ５０と把持部１２の円筒ケーシン
グ２６の一部に設けた内向きフランジ部５４とを
軸方向に対向させ、この対向するインターナルギ
ヤの内向きフランジ５０の外側面に半径方向に延
在する突条５２を設けると共に、前記円筒ケーシ
ングの内向きフランジ部５４の一部に通孔５８を
穿設してこの通孔に鋼球６０を収納し、一方前記
電動モータ２８の一端より突出する駆動軸３０の
外周にコイルばね６２を配置し、このコイルばね
６２を介して前記円筒ケーシングの内向きフラン
ジ部５４の外側面に弾力的に当接するクラツチ板
５６を設け、このクラツチ板により前記鋼球を所
定の押圧力で弾力的に保持するよう構成し、 前記トルク調整機構部１６は、前記電動モータ
２８の他端に押圧板６４を当接配置し、この押圧
板に対しトルク調整ピン６８を介してトルク調整
ナツト７０を当接配置すると共にこのトルク調整
ナツトを前記把持部１２の他端側に螺合して、こ
のトルク調整ナツトを押圧板に対し進退移動する
ことにより前記クラツチ板５６に対するコイルば
ね６２の押圧弾力を可調整に設定するよう構成す
ることを特徴とする。

〔作用〕

前記構成からなる本考案の自動ラチエツトレン
チによれば、電動モータの回転運動は遊星歯車減
速装置を介してラチエツト機構部の回転軸に伝達
され、この回転軸部の偏心回転によりラチエツト
機構を構成するラチエツト回転体に噛合する内歯
ラチエツトに対し左右の往復揺動運動を与え、こ
れによりラチエツト回転体を断続的に正転させ
る。これにより、ボルト等の締付け作業が進行し
締付け工程の終期に近付くと、被締付け対象にお
ける反対抵抗が急激に漸増し、ついには設定した
締付けトルク値に達する。この時、ラチエツト機
構部を経て逆伝達される反対抵抗に起因する反対
負荷すなわち反対トルクは、インターナルギヤに
対し円周方向に加わり、このインターナルギヤに
作用する反対トルクがクラツチ板による鋼球の押
圧力に打勝つと鋼球はインターナルギヤのフラン
ジに設けた突条を乗り越え、円筒ケーシングに対
するインターナルギヤの固定を解除して回転する
に至る。この結果、ラチエツト機構部の回転軸は
瞬時に停止してクラツチ機構が発揮される。従つ
て、予め設定した最適締付けトルク値で自動ラチ
エツトレンチの回転軸は自動的に瞬停し、熟練や
勘を全く必要とすることなく所用の締付け作業を
達成することができる。

〔実施例〕

次に、本考案に係る自動ラチエツトレンチの実
施例につき、添付図面を参照しながら以下詳細に
説明する。

第１図は、本考案に係る自動ラチエツトレンチ
の一実施例であり、駆動源として電動モータを内
蔵したものを示す。この自動ラチエツトレンチ
は、従来より公知の回転運動を揺動運動に変換
し、この揺動運動によりラチエツト運動を生起と
する構成からなるラチエツト機構部１０と、電動
モータを内蔵した把持部１２と、電動モータの駆
動軸とラチエツト機構の回転軸との結合を行う伝
動機構部１４と、トルク調整機構部１６とから基
本的に構成されている。しかるに、ラチエツト機
構部１０にはレンチ用ボツクス１８を着脱自在に
装着するための取付部２０が設けられると共に正
逆転切換用ノブ２２が設けられ、把持部１２の一
部に電動モータのON−OFF制御用押しボタンス
イツチ２４が設けられる。なお、電動モータの電
源としては、適宜コネクタを設けて商用電源への
接続または充電池の接続を可能とするよう構成す
る。

前記構成からなる自動ラチエツトレンチの詳細
な構成例を示せば、第２図の通りである。次に、
第２図を参照しながら、本考案に係る自動ラチエ
ツトレンチの要部である伝動機構部１４とトルク
調整機構部１６の関係を中心として、その構成に
つき説明する。

まず、把持部においては、円筒ケーシング２６
の内部に電動モータ２８が収納され、この電動モ
ータ２８の駆動軸３０と同軸的に前記伝動機構部
１４としての遊星歯車減速装置３２が配設され
る。この遊星歯車減速装置３２は、リング状部材
の内側に噛合歯を刻設したインターナルギヤ３４
と、このインターナルギヤ３４の内側に噛合して
公転しつつ自転する遊星歯車３６とから基本的に
構成され、この遊星歯車３６は、円盤３８に仮想
位置する正三角形の各頂点位置に植設した軸に回
転自在に計３個枢着されている。この場合、前記
３個の遊星歯車３６は、電動モータ２８の駆動軸
３０に接続したピニオンギヤ４２と噛合し、一方
前記円盤３８の中心に出力軸が設けられる。とこ
ろで、本実施例においては、遊星歯車減速装置３
２は前記と同一構成の遊星歯車３６が共通のイン
ターナルギヤ３４の内側に２段設けてあり、２段
目の遊星歯車３６を支承する円盤３８に最終出力
軸４４が設けられている。そして、この出力軸４
４は軸受４６を介して回転自在にしかも切離自在
に構成配置された回転軸４８の一端部に結合され
る。従つて、前記インターナルギヤ３４が円筒ケ
ーシング２６に対して固定されている限り、電動
モータ２８の駆動軸３０の回転運動は、ピニオン
ギヤ４２→遊星歯車３６→円盤３８からなる２段
構成の遊星歯車減速装置３２を経て、出力軸４４
および回転軸４８に伝達される。すなわち、この
場合は減速装着そのものとして好適に作動する。

しかるに、本考案に係る自動ラチエツトレンチ
に組込まれる遊星歯車減速装置３２では、インタ
ーナルギヤ３４の外径寸法は円筒ケーシング２６
の内径より若干小さく設定され、前記円筒ケーシ
ング２６内に回転自在に収納されている。さら
に、このインターナルギヤ３４を円筒ケーシング
２６に対して固定する手段としては、インターナ
ルギヤ３４の一端部に内向きフランジ５０を設
け、このフランジ５０の外側面に半径方向に延在
する突条５２を設ける。一方、内向きフランジ５
０と対向して円筒ケーシング２６に設けた内向き
フランジ部５４を介してクラツチ板５６を配設
し、前記フランジ部５４に通孔５８を穿設して、
ここに前記突条５２と係合する所定寸法の鋼球６
０を収容すると共にこの鋼球６０を前記クラツチ
板５６で押圧保持するよう構成する。この場合、
クラツチ板５６はコイルばね６２を介して電動モ
ータ２８の筐体に対し弾力的に当接配置する。な
お電動モータ２８は、円筒ケーシング２６内にお
いて軸方向に移動可能に収納されており、後述す
るトルク調整機構部１６を操作することによつ
て、電動モータ２８の位置を変化させることによ
りクラツチ板５６を介して鋼球６０の突条５２に
対する押圧力を調整することができる。従つて、
インターナルギヤ３４に対し円周方向に加わる力
（これは、後述するラチエツト機構部１０から逆
伝達される外来の反対トルクである）が、クラツ
チ板５６による鋼球６０の押圧力を超過すると、
鋼球６０は突条５２を乗越えて、円筒ケーシング
２６に対するインターナルギヤ３４の固定を解除
し、インターナルギヤ３４は円筒ケーシング２６
内で空転するに至る。これが、後述する伝動機構
部１４のクラツチ機構である。

トルク調整機構部１６は、円筒ケーシング２６
の端部において、電動モータ２８に対し押圧板６
４を介して端板６６を装着し、この端板６６に前
記押圧板６４と当接するトルク調整ピン６８を挿
通配置すると共にこのトルク調整ピン６８の位置
調整を行うトルク調整ナツト７０を前記端板６６
に螺合装着する。なお、図示例においては、前記
端板６６の中央部に電動モータ２８の電源を採る
ためのコネクタ７２が配設してある。また、電動
モータ２８およびこれを0N−OFF制御するため
の押しボタンスイツチ２４の関係における電源系
統は省略してあるが、押しボタンスイツチ２４に
は自己復帰形を使用してこれを押圧操作している
間、電動モータ２８が付勢されるように回路構成
すれば好適である。

次に、前述した構成からなる自動ラチエツトレ
ンチの動作につき説明する。

まず、ボルトまたはナツトの寸法に適合したレ
ンチ用ボツクス１８を選択してこれをラチエツト
機構部１０の取付部２０に取付け、正逆転切換用
ノブ２２を正転位置にセツトする。次にトルク調
整ナツト７０を回動して適正な締付けトルクの設
定を行う。このようにして、押しボタンスイツチ
２４を操作すれば、電動モータ２８が回転駆動
し、この回転駆動は遊星歯車減速装置３２を介し
てラチエツト機構部１０の回転軸４８に伝達され
る。この場合、回転軸４８の運動は、その一端部
に設けた偏心軸部７４が偏心回転することにより
ラチエツト機構を構成するラチエツト回転体７６
に外接噛合する内歯ラチエツト７８に対し左右の
往復揺動運動を与え、これにより、ラチエツト回
転体７６を断続的に正転させることができる。前
記動作により、ボルト等の締付け作業が進行し締
付け工程の終期に近付くと、被締付け対象におけ
る反対抵抗が急激に漸増し、ついには設定した締
付けトルク値に達する。この時、ラチエツト機構
部１０を経て逆伝達される反対抵抗に起因する反
対負荷は、回転軸４８→出力軸４４（円盤３８）
→遊星歯車３６→インターナルギヤ３４→鋼球６
０の順に伝達される。そこで、この反対負荷すな
わち反対トルクはインターナルギヤ３４に対し円
周方向に加わる。この結果、インターナルギヤ３
４に作用する反対トルクがクラツチ板５６による
鋼球６０の押圧力に打勝つと鋼球６０はインター
ナルギヤのフランジ５０に設けた突条５２を乗越
え、円筒ケーシング２６に対するインターナルギ
ヤ３４の固定を解除して回転するに至る。このた
め、電動モータ２８によるピニオンギヤ４２から
の動力伝達はここで遮断され、ラチエツト機構部
１０の回転軸４８は瞬時に停止してクラツチ機構
が発揮される。従つて、予め設定した最適締付け
トルク値で自動ラチエツトレンチの回転軸４８は
自動的に瞬停し、熟練や勘を全く必要とすること
なく所要の締付け作業を達成することができる。

さらに、この状態で、押しボタンスイツチ２４
の操作を解除し、電動モータ２８を停止させた
後、手動で把持部１２を旋回運動させれば、ラチ
エツト回転体７６は正転し、手動による締上げを
達成することができる。

〔考案の効果〕

前述したように、本考案の自動ラチエツトレン
チによれば、内蔵する電動モータの定格とは無関
係に締付けトルク値を可調整に設定できるため、
凡ゆる寸法のボルトおよびナツトに対する適正な
締付け作業を実現できる汎用性のある締付工具と
して利用することができるばかりでなく、最終締
付け時の作業者に与える反動衝撃も緩和され、作
業性が著しく改善される。

特に、本考案の自動ラチエツトレンチにおいて
は、クラツチ機構とトルク調整機構とを駆動源と
しての電動モータに対し、その両側に有機的に結
合配置したことにより、簡単な構成で製造も容易
となり、しかも操作性も簡便となる等多くの優れ
た利点が得られる。

また、締付けトルク値の調整により、最終締上
げ作業に手動を付加することにより締め上げ状態
の確認を行うことができる。このため、過締め上
げによるボルトやナツトの破損は確実に防止する
ことができ、しかも、木材やプラスチツク等に対
するボルトやナツトの適正な締付け作業も容易に
達成することができる。

なお、前述した実施例においては駆動源として
電動モータを応用したものについて説明したが、
エアモータを応用したものについても本考案はそ
のまま適用することができる。

以上、本考案の好適な実施例について説明した
いが、本考案の精神を逸脱しない範囲内において
種々の設計変更をなし得ることは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る自動ラチエツトレンチの
一実施例を示す側面図、第２図は第１図に示す自
動ラチエツトレンチの主要機構部を示す要部断面
側面図である。 １０……ラチエツト機構部、１２……把持部、
１４……伝動機構部、１６……トルク調整機構
部、１８……レンチ用ボツクス、２０……取付
部、２２……正逆転切換用ノブ、２４……押しボ
タンスイツチ、２６……円筒ケーシング、２８…
…電動モータ、３０……駆動軸、３２……遊星歯
車減速装置、３４……インターナルギヤ、３６…
…遊星歯車、３８……円盤、４２……ピニオンギ
ヤ、４４……出力軸、４６……軸受、４８……回
転軸、５０……インターナルギヤの内向きフラン
ジ、５２……突条、５４……円筒ケーシングの内
向きフランジ部、５６……クラツチ板、５８……
通孔、６０……鋼球、６２……コイルばね、６４
……押圧板、６６……端板、６８……トルク調整
ピン、７０……トルク調整ナツト、７２……コネ
クタ、７４……偏心軸部、７６……ラチエツト回
転体、７８……内歯ラチエツト。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 把持部１２に電動モータ２８を軸方向に移動可
   能に内蔵し、この把持部の一端側に遊星歯車減速
   装置３２を備えた伝動機構部１４を設け、この伝
   動機構部を介してラチエツト回転体７６と、この
   ラチエツト回転体に外接噛合する内歯ラチエツト
   ７８とを備えて、前記内歯ラチエツトの一部に遊
   星歯車減速装置と結合した回転軸４８の一部に設
   けた偏心軸部７４を嵌合し、さらにラチエツト回
   転体にレンチ用ボツクス１８の取付部２０と正逆
   切換用ノブ２２とを設けて構成したラチエツト機
   構部１０を結合し、このラチエツト機構部にレン
   チ用ボツクス１８を着脱自在に装着し、前記ラチ
   エツト機構部における偏心運動により前記レンチ
   用ボツクスを断続的に回転させるよう構成し、 前記電動モータ２８の駆動軸３０側に前記遊星
   歯車減速装置３２の一部と共に構成するクラツチ
   機構を設けると共に、前記電動モータ２８の他端
   にトルク調整ナツト７０を配置してこれを可調整
   に設定し得るトルク調整機構部１６を設けてなる
   自動ラチエツトレンチにおいて、 前記クラツチ機構は、遊星歯車減速装置３２を
   構成するインターナルギヤ３４の一端部に設けた
   内向きフランジ５０と把持部１２の円筒ケーシン
   グ２６の一部に設けた内向きフランジ部５４とを
   軸方向に対向させ、この対向するインターナルギ
   ヤの内向きフランジ５０の外側面に半径方向に延
   在する突条５２を設けると共に、前記円筒ケーシ
   ングの内向きフランジ部５４の一部に通孔５８を
   穿設してこの通孔に鋼球６０を収納し、一方前記
   電動モータ２８の一端より突出する駆動軸３０の
   外周にコイルばね６２を配置し、このコイルばね
   ６２を介して前記円筒ケーシングの内向きフラン
   ジ部５４の外側面に弾力的に当接するクラツチ板
   ５６を設け、このクラツチ板により前記鋼球を所
   定の押圧力で弾力的に保持するよう構成し、 前記トルク調整機構部１６は、前記電動モータ
   ２８の他端に押圧板６４を当接配置し、この押圧
   板に対しトルク調整ピン６８を介してトルク調整
   ナツト７０を当接配置すると共にこのトルク調整
   ナツトを前記把持部１２の他端側に螺合して、こ
   のトルク調整ナツトを押圧板に対し進退移動する
   ことにより前記クラツチ板５６に対するコイルば
   ね６２の押圧弾力を可調整に設定するよう構成す
   ることを特徴とする自動ラチエツトレンチ。