JPS5845877A - 追締レンチ - 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】 この発明はラチェットハンドルに係り、そのヘッド部に
特殊な歯車装置を内蔵し特殊な作用により増力するとと
もに回り止めしてラチェット送りする退縮レンチに関す
る０ ネジは、最終締付けと戻し始めに大きな回転力を必要と
し、従来市販のレンチやラチェット送・ンドルの腕の長
さはその適正トルクに合つ長寸法になっている。したが
って錆ついたネジを戻すのに大変苦労していた。

タイヤ交換にあたって大型トラック等ではホイールナツ
トレンチに長いパイプを挿入して使用するのが通常で、
そのパイプをトラックの後部等にくくりつけて走行して
いる例が多く危険である０又、乗用車の場合は、スノー
タイヤ、スパイクタイヤの普及やタイヤ位置を変えるた
め、自分でタイヤ交換するマイカ−が増加しており、ホ
イールナツトを戻すのに苦労している。雪がないのにス
パイクタイヤで走行すると燃料消費が大きく、急に降雪
した場合夏タイヤで走行するのは大変危険であり、天候
に合わせてタイヤ交換したいものであるがネジを戻すの
が億劫でつい間に合わせ事故をおこす例が多い。

このように野外で使用するネジが錆つきやすくインパク
トレンチの持込みが困難な場合が多く、省エネルギー化
のためにも安価で軽便な増力レンチが強〈要望されてい
る。

従来、通常の歯車装置や単式の遊星歯車装置により減速
回転するメＱチがあるが、入出力軸が正逆転関係をなす
ため、固定アームを必要とし、その固定アームを使用条
件に合わせる必要があり、一般のレンチのように手軽に
使用することが出来なかったＯ又、許容歯面圧が低いた
め大型となり使用しにくいものであったＯ 本発明はとの要望にこたえるためになされたものてあり
、レンチの腕を回転しなければネジの締め、戻しが出来
ないとする従来の観念を打破し、先の発明、特許第６０
７１９０月、特許第６９２７８２号を発展させて蓄力を
インパクト化し、打撃操作による出力回転によりネジを
初期戻し、最終締付けし、空転時は従来のラチェントノ
・ンドル同様同速又は高速回転して省力化をはかろうと
するものである。

本発明は、噛合い円比がやや１に近づくよう歯車列を構
成した遊星差動歯車装置によりラチェットヘッドを構成
し、この入力軸にインパクトドライノく−を組合わせて
蓄力装置を構成し、歯車列の非可逆性により逆転を防止
し、歯車列の減速回転により増力するとともに入力軸の
打撃に歯車列が共振して出力回転し、ネジを最終締付け
、初期戻しすることを特長とする追給レンチである。

次に本発明の構成を実施例について説明すると、第１実
施例はラチェットヘッド１とレバー２が単体をたすしや
もじ型のラチェットハンドルであり、ラチェットヘッド
１にリングの内歯歯車３を遊転内蔵し、これと同歯数の
外歯車４と単体をなすソケット角軸５を両歯車３．４を
挿入噛合いして釣鐘状の同一回転体を形成して出力軸に
する０この内歯歯車３と噛合う外歯の遊星歯車７を遊星
キャリヤ８の偏心軸９に遊転し、ソケット角軸５と同心
に単体をなす突出軸６に軸架する。遊星キャリヤ８は上
部を六角頭に形成し手ふた１１を貫通した入力軸であり
、偏心量は内歯歯車３と遊星歯車７の噛合い中心距離で
ある。内歯歯車３の端面より突出した遊星歯車７の歯先
円に遊転した条持板１０は径違いの円環形をなし、それ
よりやや大きい程度の円環形空室部をラチェットヘッド
１の上端に設けて揺動可能に内蔵し、ふた１１によりケ
ーシングする。条持板１０の中央に設けた半円孔に支点
部を挿入した正逆転爪１２はつまみ１３により遊星歯車
７の突出歯面と正逆転噛合いしてラチェットを構成し、
支点部の切欠ぎ面をノツチ１４バネ１５で押えつまみ１
３の傾きに応じて一方向噛せいする。

第２実施例はラチェットヘッド２１に丸棒のレバー２２
を挿入する組立式のラチェノトノ・ンドルである。第１
実施例同様ソケット角軸２５と同一回転体を形成してラ
チェットヘッド２１に遊転内蔵した従動内歯歯車２３と
同じ内外径の固定メンバーをなす内歯歯車２０を並設し
、遊星歯車２７を同時噛合いする。遊星歯車２７は第１
実施例同様遊星キャリヤ２８の偏心軸２９に遊転し、ソ
ケット角軸２５の突出軸２６に軸架する０遊星キヤリヤ
２８は上部が段付’ＩｑＩＩ　３６をなし軸面の表裏に
Ｖ字型の半円溝３１を設け、同位置にならい円形の窓１
９を設けた六角頭軸３０を中空孔にコイルバネ１６を圧
入して段付軸３６に挿入し、窓１９に鋼球１８を座１ｇ
当てしてふた１１　でガイドしインパクト式の入力軸を
構成する。

正逆転爪１２ハ支点部をヘッド２１の半円孔に挿入して
直付し、固定メンバー内歯歯車２０の外周に設けたラチ
ェットホイール２２と正逆転噛合いして回り止めする。

又、第２実施例の歯車列は同じモジュールの歯車で噛合
い構成し、同じ歯先円の両内歯歯車２０．２３を異なる
歯数に転位歯切りし、遊星歯車２７と同時噛合いした歯
車装置であり、従動内歯歯車２３の歯が逆転関係となり
伝達効率が悪化し、干渉をおこ（７やすい。）この歯車
装置の減速比１２は固定内歯歯車２０の歯数２２０、従
動内歯歯車２３の歯数ｚ２３から１２＝ｉ−により求め
ることが出来る。

したがって両内歯歯車２０．２３の歯数差を小さくする
と高減速比を得ることができ、遊星歯車２７の歯数に関
係しない歯車装置である。

又、第１実施例の歯車列は、内歯歯車３と遊星歯車７の
歯数差で減速比１１が決まり、前者の歯数２３、後者の
歯数２７とすると　上＝□−−により求め３ ることか出来る。

しかし、内歯歯車は歯切り又は噛合いの際にビニオンカ
ッター及び遊星歯車との歯数差が少ないと干渉をおこし
やすく、工具圧力角２５°で３枚の歯数差が限度であり
、歯数差を一枚にするには高圧力角のサインカーブ歯形
にする必要がある。第２実施例は遊星歯車２７の歯数が
減速比重２に関係しないため両内歯歯車２０．２３の歯
数差を１にすることが容易である。

又、第１実施例の歯車装置は遊星歯車−７を正逆伝承１
２で歯止めし、条持板ｌＯにより回り止めして偏心運動
し、条持板１０の揺動により公転運動するため不等速に
減速回転するが、ネジ締めに不都合がないものである。

その際遊星歯車７は正逆伝承１２により歯止めされて自
転しないように見られかちであるが内歯歯車３の中心か
ら相対的に見ると偏心による１回の公転運動に１回の自
転運動するものである。そして第２実施例においては遊
星歯止２７が偏心による１回の公転運動中に固定内歯歯
車２０の歯数２２０を遊星歯車２７の歯数２２７で除し
た比ｚ”／ｚ　２７で自転運動する。このように、両実
施例の遊星歯車７．２７は条持板１０の回り止め、固定
内歯歯車２０との噛合い運動により規制されて自転運動
するものである。

次に本発明の作用を実施例について説明すると、先ず第
１実施例は、つまみ１３を中立位置においてレバー２を
左右に動かすと、条持板１０は遊星歯車７の歯先円上を
遊転するとともに円環形空室内で揺動する。そして、角
軸５に挿入したソケットをナンドにはめ込み、つ捷み１
３をネジ締め方向に傾けてレバー２を左右に動かすと、
正逆伝承１２は一方向噛合いして遊星歯車７を同方向に
回転する。これと噛合う内歯歯車３は一体となって回転
し、レバー２の回転角にならいネジ締めする。その際、
遊星キャリヤ８の六角頭軸を市販の補助レンチで同方向
に回転すると、遊星歯車７は条持板１０により回り止め
されながら偏心運動し、内歯歯車３を同方向に減速回転
する。したがって内歯歯車３はレバー２による回転の他
に減速回転速度が加わり増速回転◆４うし。

キ李千補助レンチを逆転すると歯車比だけ減速回転する
。そしてネジを最終締付けする場合レバー２に締付はト
ルクを加えながら補助レンチに衝撃的なトルクを加える
と歯車列が増力回転してネジ締めし、尚強くネジ締めす
る必要がある場合は六角頭軸８を打撃すると歯車列が出
力回転して追い締めする。又錆ついたネジを戻す場合□
はレバー２を回り止めし、補助レンチに逆転力を加えな
がら六角頭軸８を強く打撃すると歯車列が出力作用し、
外力に逆らい回転してネジを初期戻し、その後レバー２
を揺動操作してネジを早戻しする。

次に第２実施例について本発明の詳細な説明すると、ソ
ケット角軸２５に装着したソケットをナツトに挿入し、
つまみ１３をネジ締め方向に傾けてレバー２２を揺動す
ると正逆伝承１２がラチェットホイール３２と一方向噛
合いして固定内歯歯車２ｏを回転し、歯車列２０，２３
．２７が自動締りにより一体となって回転し、ネジ締め
する。ネジに締めっけ抵抗が生じ六角頭軸３０を補助レ
ンチで回転すると鋼球１８がＶ溝３１の上端で回り止め
して遊星キャリヤ２８を回転し、歯車列が減速回転して
ネジ締めする。尚強くネジ締めする一場合は、補助レン
チを取りはずし、レバー２２に締付はトルクを加えなが
ら、六角頭軸３０の上端を打撃すると、コイルバネ１６
により入力軸３６．３ｏが伸縮し、鋼球１８とＶ溝３１
がボールネジの作用して遊星キャリヤ２８に瞬間、蓄力
トルクを与え、同時に歯車列２０．２３．２７が自由振
動をおこし噛合い歯面圧が増加して出力作用し、ネジを
確実に締付けする。錆ついた固いネジを戻すにはレバー
２２を回り止めし、六角頭軸３゜を逆転すると鋼球】８
がＶ溝３１の戻し側に移動して回り止めし、そして補助
レンチ又は回り止め金具で逆転を防止しながら強く打撃
すると、歯車列２０．２３．２７が外力に逆らい出力回
転してネジを初期戻しする。レバー２２を揺動してネジ
を早戻し早締めすることは第１実施例同様である。

歯車の噛合い円はピッチ円を噛合い圧力角の余弦で除し
たものである。第２実施例の歯数の少ない固定内歯歯車
２０列の噛合い圧力角を大きくすると、両内歯歯車列（
２０，２７）　　（２３，２７）の噛合い円はやや等し
くなり、遊星歯車２７の同じ歯筋上で対向して同時噛合
いする。したがって両内歯歯車２０．２３により遊星歯
車２７の歯筋上に作用する偶力が遊星キャリヤ２Ｂの軸
受により回り止めされるのでさも一点に作用した作用力
と反力の釣合い状態となって自動締シする。又、第１実
施例の歯車装置は内歯歯車３と遊星歯車７の二つの噛合
い円に使用するトルクが釣合い状態となり自動締まりす
る。ウオームギヤがリード角を摩擦角以下にすると自動
締１りし、摩擦抵抗により非可逆性をなすのと異なり、
遊星差動歯車装置は歯車列のトルクの釣合いにより自動
締まりするので、発熱や摩耗が少ない○このように、遊
星差動歯車装置には二つの伝達成分があり、一つは歯車
の噛合いのともｔ「わない公転運動による伝達成分であ
り、他は歯車の噛合いによる自転運動の伝達成分である
。第２実施例の場合、固定内歯歯車２０と遊星歯車２７
の噛合いからなる遊星歯車列の伝達ｂｙ分が前者であり
、従動内歯歯車２：３と遊星歯車２７の噛合いの差動歯
車列の伝達成分が後者である。又、第１実施例の場合遊
星歯車７を条持板１０で（ロ）り止めして偏心運動した
時の公転運動による伝達成分が前者であり、偏心運動に
よる内歯歯車３との噛合い運動による伝達成分が後者で
ある。歯車列の自由振動により、内歯歯車３又は従動内
歯歯車２３と噛合いした遊星歯車７．２７や遊星キャリ
ヤ８．２８が糊付は状態となって公転運動方向に相対運
動するとともに、自動締まりと蓄力により一方向運動し
て歯車噛合いのともなわない一伝達成分が増加してトル
ク比が拡大する。

遊星差動歯車装置の自動締まりの限界は、減速比のｌｉ
ｔから公転運動１を差引いた相当減速比Ｒ＝ｌｉｌ−１
の歯車列の効率がη−１’ｔ（１−η）の関係、すなわ
りする。実際の場合種々の作動条件が影響するので、前
記した噛合い円圧の条件を合わせて歯車設計すると効果
的な自動締まりする遊星差動歯車装置を得ることができ
る。

このように自動締まりした遊星差動歯車装置は、入力軸
に弾性トルクを加えて機体を強く打撃すると、瞬間、外
力に逆らい出力回転し、噛合い歯面の変動荷重の発生率
にやや比例して出力する。

すなわち、運転中の歯車装置が振動することは一般に知
らｊていることであるが、静止中の歯車装置も機体を強
く打撃すると、歯車列に瞬間、運転中と同じ振動数の自
由振動が発生し、歯元応力と噛合い歯面圧が増加する。

歯車系は噛合っている歯車かそｒｌぞｒ＋の質量を−持
ち、その中間に歯がばねとして１」リノ（ような振動系
をなすため、そ１′１ぞ１１の円周方向に慣性モーメン
トの逆比で相対運動し、そして互℃・に遅速運動して振
動をおこし、噛合い歯面が過渡的に応答し合って変動荷
重が発生する。これに歯元応力が比例して増加し、変動
荷重は歯元応力が小さい時に敏感に発生し、歯車系の固
有振動数域で最大となり、理論的最大値が２となる。共
振点以上では一定値に達して安定しそれ以上大とくなら
ない。従って、本発明の追給レンチは強い打撃振動を加
えても一定力で締めつげる。

変動荷重は振動の原因をなすが、そｒ１自体が出力する
のではなく、出力作用の引き金となってし・るにすきな
い。すなわち自由振動により相対運動した歯車は幾何学
的関係位置よりも近づいた噛合いにおいては原動車を基
準にしたとぎ従動車が遅れ側となり、そして人力軸に蓄
力（弾性トルク）を加えた遊星歯車（原動車）は進み側
となり、これに自動締まりが作用して一方向運動し、公
転運動の伝達成分の増加によるトルク比の拡大が作用し
て外力に逆らい出力回転する。この作用は仙の歯車装置
を組合わせた自動締まりする複合の遊星差動歯車装置の
場曾も同様である。

しかし、前記した通常の親子歯車装置や単式の遊星歯車
装置は、打撃振動により噛合い歯面に変動荷重が発生す
るが、歯車列が正逆転するため、出力回転することがな
℃・。

又、歯車系は歯のこわさが変化して振動する係数励振型
をなすため、振動数の異なる外部振動に励振し、そして
歯車列が速度比の二乗の振動加速度で相対運動するため
、−次に高減速した遊星差動歯車装置は共振しやすい。

したがって、本発明の追給レンチは片手でし・（−を押
さえながら、補助レンチに衝撃的な回転力を加七ると歯
車列が励振して増力回転する。又、ネジが固い場合はイ
ンパクトの頭部を打撃すると、）くネとボールネジによ
り、瞬間、蓄力が加わると同時に歯車列が共振して出力
回転し、打撃操作をくり返すだけで、初期戻し、最終締
付けすることができる。そして早送りの逆転防止、増力
、出力回転が自動締まりによる自然原理により行うこと
ができるので安全でちり省エネルキー化することができ
る。又、つまみの切り替えで容易に正逆転操作し省力化
することができる。

又、本発明の追給レンチは内蔵した遊星差動歯車装置の
許容歯面圧が高く、通常の親子歯車装置の士数倍の強さ
を有しているため、小型化して軽便に使用することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例の全体を表わす側傾図第２
図は本発明の第２実施例の全体を表わす斜傾図ｅ’％　
３図は本発明の要部を示す第１実施例の平面図第４図は
第１実施例−の側断面図 第７図は本発明要部を示すｉ！Ｐ、１実施例の分解斜傾
同第５図はケーシングの一部を切り欠き本発明の要部を
示す第２実施例の平面図 炉０図は第２実施例の側断面図 第８図は本発明の要部を示す第２実施例の分解斜傾図で
ある。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　ラチ＝ノドハンドルに遊転内蔵した内歯歯車を出
   力メンバーとし、ごわと噛合うよう遊星キャリヤに軸架
   した遊星歯車を、条持板または固宗メンバーをなす内歯
   歯車により規制して公転運動する遊星差動歯車装置な、
   噛合い円孔と伝達効率を自動締まりの条件に噛合わせて
   ラチェットヘッドを構成し、自動締まりにより逆転を防
   止しながらラチェット送りし、歯車列の減速回転により
   増力するとともに、入力軸にトルクを加えながら打撃し
   て出力回転する退縮レンチ。 ２、遊星差動歯車装置と、その入力軸にボールネジを設
   けてバネで押圧したインパクト式の蓄力装置により、出
   力歯車装置を構成し、バネ座の頭を打撃して出力回転す
   る退縮レンチ。