JPS5930674A - 自動ラチエツトレンチ - 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、ボルト、ナツト等の締付けを行う自動ラチ
ェットレンチの改良に係９、締付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ェット
レンチに関する。

一般に、ボルト、ナツトの締付は作業は、ねじの締付は
作業と同様に、迅速で、常に一定の締付はトルクを以っ
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、窒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、ラチェット機
構を内蔵したボックスレンチ榊造からなｐ、ボルトおよ
びナツトの寸法に合わせて、ボッ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ェットレンチは
、モータの定格によシ定まるトルク範囲により、適正な
給料は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った。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ェット機構を
結合することにより、駆動源において予め設計されたト
ルクをもってラチェット機構を駆動するものであるから
、ボルト締め等に際し１最終的な締付は作業工程でその
締付けが限界に達するとラチェッ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って発生する回転
慣性は前記ｉ動詠の設定トルクに伺加されボルト等の被
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
締具の過給」二げによる破損等を生じ、取扱い上多くの
離点があった。

そこで、本発明者は、前述した従来の自動ラチェットレ
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ェット機構に至る伝動機構
にトルク調整可能なりラッチ機構を設けることにより、
予め所属のトルク設定がなされた駆動のを使用しても、
ボルト等の最終給付り工程において１反対負葡の大きさ
に応じてクラッチ機構が作用し５回転駆動軸を空転させ
ることにより、自動ラチェットレンチのトルク藺整を可
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、［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。

従って１本発明の目的は、駆動源とレンチ用うチェット
ａ構とを結合する伝動機構にトルク調整用クラッチ機構
を設けることにより、被緊締具の種類に応じて常に適正
なトルクで締上けを行うと共に締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ェットレンチ
を提供するにある。

前記の目的を達成するため、本発明においては、レンチ
用ボックスを着脱自在に装着し、回転軸により得られる
偏心運動によレンチェット機構を介して前記レンチ用ボ
ックスを断続的に回転させるよう構成しｆｃ　９チエツ
トレンチにおいて、前記回転軸に遊星歯車減速装置を介
して駆動源の回転躯動１ｆｌ＋を接続し、憾らに前記遊
星歯車減速装置の一部においてクラッチ機構を構成する
と共にこのクラッチ機構に対しそのｊ１動を可調整に設
定し得るトルク調整機構を設けることを特徴とする。

前記の自動ラチェットレンチにおいて、遊星歯車減速装
置は、駆動源の回転駆動軸に接続するピニオンギヤから
動力伝達を受りて自転しつつ公転する遊星歯車と、この
遊星歯車に外接噛合してその公転軌道を付与するインタ
ーナルギヤとからなｐ、前記インターナルギヤを円筒ケ
ーシング内に回転自在に収納すれば好適である。

また、クラッチ機構は、遊星歯車減速装置を構成するイ
ンターナルギヤの一端部と円筒ケーシングの一部とを軸
方向に対向させ、この対向するインターナルギヤの一側
面に半径方向に延在する突条を設けると共に円筒ケーシ
ングに通孔を穿設してこの通孔に鋼球を収納し、ぢらに
前記鋼球を所定の圧力でインターナルギヤに対し押圧す
るクラッチ板を設ければ好適である。

一方、トルク調整機構は、クラッチ機構を構成するクラ
ッチ板の押圧力を可調整に設定する移動部材を用いれば
好適である。この場合、クラッチ板は、駆動源の筐体に
対しコイルはねを介して弾力的に係止し、前記駆動源の
筐体を前記コイルはねの弾力に抗してトルク調整機構を
構成する移動部側により軸方向に抑圧移動してその押圧
力を可調整に設定できるようにすれは好適である。

また、駆動源としては電動モータでもエアモータでも使
用することができる。

次に、本発明に係る自動ラチェッ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、本発明に係る自動ラチェットレンチの一実施
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。この自動ラチェットレンチは、従来よｐ公知の回転
運動を揺動運動に変換し、この揺動運動によレンチェッ
ト運動を生起する構成からなるラチェット機構部１０と
、電動モータを内蔵した把持部／、２と、ｖｊ、動モー
タの駆動軸とラチェット機構の回転軸との結合を行う伝
動機構部ｌｔ／−と、トルク調整機構部／６とから基本
的に構成されている。しかるに５ラチ工ツＩｌｌ構部１
０にはレンチ用ボックス７ｇ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２
−２が設けられ、把持部／λの一部に電動モータの０Ｎ
−ＯＦ’　Ｆ制御用押しボタンスイツヂ、２≠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ェットレンチの詳細な構成例
を示ぜり：％第λ図の通りである。次に、第２図を参照
しながら、本発明に係る自動ラチェットレンチの要部で
ある伝動ｍ構部／４’とトルク調整機構ｓｌ乙の関係を
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１円筒ケーシング、２Ｊの内部
に電動モータλ♂が収納され、この電動モータ２♂の駆
動軸３０と同軸的例前記伝ｍＪ機構部ｌ弘としての遊星
歯車減速装置３．２が配設される。この遊星歯車減速装
［３，２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３グと、このインターナルギヤ３１Ｌｔ
の内側に噛合して公転しつつ自転する遊Ｍ歯車３ｔとか
ら基本的に構成され、この遊星歯車３ｔは、円盤３１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３ｔは、電動モータ２Ｉの駆動軸３０に接続
したビニオンギャグ２と噛合し、一方前記円盤３ｇ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、遊星歯車減速装に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３４ｔの内側に２段設
けてあり、一段目の遊星歯車３ｔを支承する円盤３Ｈｃ
最終出力ａｌｌ＜’Ｖが設けられている。そして、この
出力軸弘弘は軸受μ６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４ｔＪの一端部に結合される
。従って、前記インターナルギヤ３４ｔが円筒ケーシン
グ２乙に対して固定されている限り、電動モータ、２♂
の駆動軸３Ｑの回転運動は、ピニオンギヤ弘コ→遊星歯
車３ｚ→円盤３♂からなる２段構成の遊星歯車減速装色
。

３．２を経て、出力軸＋ｇおよび回転軸４ｔざに伝達さ
れる。すなわち、この場合は減速装置そのものとして好
適に作動する。

しかるに５本発明に係る自動ラチェットレンチに組込剪
れる遊星歯車減速装（ｌ、７．２では、インターナルギ
ヤ３グの外径寸法ｔよ円筒ケーシング、２ｔの内径よシ
若干小さく設定され、前記円筒ケーシング、２Ｊ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３グを円筒ケーシング、２４に対して固定する手段と
しては、インターナルギヤ３４ｔの一端部に内向きフラ
ンジＳＯを設け、このフランジ！θの外側面に半径方向
に延在する突条ｊ−２を設ける。−力、内向きフランジ
！Ｏと対向して円筒ケーシング、２Ａに設けたンランジ
部ｊ弘をブｒしてクラッチ板ｊｔを配設し、前記フラン
ジ部よ４’に通孔ＩＦを穿設して、ここに前記突条！−
と係合する所定寸法の銅球ｔｏを収容すると共にこの鋼
球ｔｏを前記クラッチ板！乙で抑圧保持するよう構成す
る。この場合、クラッチ板！乙はコイルはね６．２を介
して電動モーターｇの筐体に対し弾力的に当接配置する
。なお旬、！ｌ／υモークモーｆは、円筒クーシング、
２乙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／ｌを操作することによって、
電動モータ、２１の位置を変化させることによりクラッ
チ板ｊ７を介して銅球６０の突条−ｔ−２に対する押圧
力を調整することができる。従って、インターナルギヤ
３グに対し円周方向に加わる力（これは、後述するラチ
ェット機構部１０から逆伝達される外来の反対トルクで
ある）が、フラッグ−板ｊ乙による鋼球６０の押圧力を
超過すると、鋼球６０は突条ｊ、２を策シ超えで、円筒
ケーシング、２乙に対するインターナルギヤＪｌの固定
を解除し、インターナルギヤ３１よ円筒ケーシング、２
Ａ内で空転するに至る。これが、後述する伝動機構部／
４ｔのクラッチ機能である。

トルク調整機構部／乙は、円筒ケーシング、２乙の端部
において、電動モータ゛、２ｇに対し抑圧板を弘を介し
て端板ｔ６を装着し、この端板７７に前記押圧板ｔ≠と
当接するトルり調整ビン６ｒを挿通配置すると共にこの
トルり調整ビンｔ、ｒの位置調整を行うトルク調整ナツ
ト７０を前記端板ｔ／；に螺合装着する。なお、図示例
においては、前記端板ＪＪの中央部に電動モーター！♂
の電源を採るためのコネクタ７２が配設しである。また
、電動モータ、２Ｊ’およびこれを０Ｎ−ＯＦＦ制御す
るための押しボックス・インチ、２弘の関係におりる電
源系統は省略しであるが、押しボタンスイッチ、２≠に
は自己復帰形を使用してこれを抑圧操作している間、電
動モータ、２ｇが伺勢されるよう回路構成ずれ目］好適
である。

次に、前述した構成からなる目動う芳エツトレンチの作
用効果につき説明う゛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
ックス／ざを選択してこれをラチェット機構部１０の取
付部、２０に取利け、正逆転切換用ノブ、２．２を正転
位置にセットする。次にトルク調整ナツト７０を回動し
て適正なＮｔ伺はトルクの設定を行う。このようにして
、押しボタンスイッチ、２りを操作すねば、電動モータ
２ｇが回転駆動し７、この回転運動は遊星歯車減速装膚
３．２を介してラチェット機構部１０の回転軸ｌＩ−ｇ
に伝達される。この場合、回転軸４／、どの運動は、そ
の一端部に設けた偏心軸部７４１−か偏心回転すること
によりラチェット機構を構成するラチェット回転体７乙
に外接噛合する内側ラチェット７ｇに対し左右の征伐揺
動運動を、すえ、これによレンチェット回転体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
ト等の締付は作業が進行し締付は工程の終期に近づくと
、被給料は対象における反対抵抗が急激に漸増し、遂に
は設定した締付はトルク値に達する。この時、ラチェッ
ト機構部ＩＯを経て逆伝達される反対抵抗に起因する反
対負荷は、回転軸弘ｇ→出力軸ｇｔＩ（円盤３１）→遊
星歯車３６→インターナルギヤ３グ→鋼球６０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Ｊ４’に対し円周方向に加わる。この
結果、インターナルギヤ３Ｖに作用する反対トルクがク
ラッチ板ｔＪによる銅球６０の押圧力に打ち勝つと鋼球
ｔ。

はインターナルギヤのフランジｊＯに設けた突条！コを
乗シ越え、円筒ケーシング、２＆に対するインターナル
ギヤ３４！の固定番解除して回転するに至る。このため
、ｉ！、動モータ、２ｇによるピニオンギヤ４１．２か
らの動力伝達はここで遮断され、ラチェット機構部１０
の回転軸１．ｔざは瞬時に停止してクラッチ機能が発揮
される。従って、予め設定した最適締付はトルク値で自
動ラチェットレンチの回転軸弘ざは自動的に瞬停し、熟
練や勘を全く必要とすることなく所要の締付は作業を達
成することができる。

さらに、この状態で、押しボタンスイッチ、２１／−の
操作を解除し、電動モータ２１を停止させた後１手動で
把持部／２を旋回運動させれば、ラチェット回転体７ｔ
は正転し、手動による締上けを達成することができる。

前述したように５本発明の自動ラチェットレンチによれ
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は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、最終締付は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。

また、締付はトルク値の調整によシ、最終線上は作業に
手動を付加することにより締上げ状態の確認を行うこと
ができる。このため、過給上け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、水利やグラ
スチック等に対するボルトやナツトの適正な締付は作業
も容易に達成することができる。

なお５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発明はそのまま適用することが
できる。

以上１本発明の好適な実施例について説明したが、本発
明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図は本発明に係る自動ラチェットレンチの一実施例
を示す側面図、第１図は第１図に示す自動ラチェットレ
ンチの主要機構部を示す要部断面側面図である。 １０・・・ラチェット機構部　　７．２・・・把持部／
グ・・・伝動機構部　　　　／ｌ・・・トルク調整機構
部／ｌｒ・・・レンチ用ボックス　　、２０・・・取伺
部ココ・・・正逆転切換用ノブ　　−２≠・・・押しボ
タンスイッチλ６・・・円筒ケーシング　、２ｒ・・・
電動モータ３０・・・駆動軸　　　　　３−２・・・遊
星歯車減速装置３弘・・・インターナルギヤ　　３６・
・・遊星歯車３ｇ・・・円　盤 ≠１・・・ピニオンギヤ　　　弘り・・・出力軸ｐｘ・
・・軸　受　　　　　婦−・・回転軸バ・・・通孔　　
　Ａｏ・・・鋼球 ｔ２・・・コイルばね　　　ｔ４ｔ・・・押圧板＆７・
・・端　板　　　　　　７Ｆ・・・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・・・ラチェット回転体
７ｇ・・・内歯ラチェット

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　　レンチ用ボックスを着脱自在に装着し、回転
   軸によシ得られる偏心運動により２チ工ツト機構を介し
   て前記レンチ用ボックスを断続的に回転させるよう構成
   したラチェットレンチにおいて、前記回転軸に遊星歯車
   減速装置を介してμ（ぺ動沖、の回転駆動軸を接続し、
   さらに前記遊星歯車減速装置の一部においてクラッチ機
   構を構成すると共にこのクラッチ機構に対しその作動を
   可調整に設定し得るトルク調整機構を設けることを特徴
   とする自動ラチェットレンチ。 （２、特許請求の範囲第１項記載の自動ラチェットレン
   チにおいて、遊星歯車減速装置は、駆動源の回転駆集ｉ
   ＋軸に接続するピニオンギヤから動力伝達を受けで自転
   しつつ公転する遊星歯車と、この遊星歯車に外接噛合し
   てその公転軌道を付与するインタールギヤとがらなり、
   前記インターナルギヤを円筒ケーシング内に回転自在に
   収納してなる自動ラチェットレンチ。 （３）特許請求の範囲第１項または第２項記載の自動ラ
   チェットレンチにおいて、クラッチ機構は、遊星歯車減
   速装置を構成するインターナルギヤの一端部と円筒ケー
   シングの一部とを軸方向に対向させ、この対向するイン
   ターナルギヤの一側面に半径方向に延在する突条を設け
   ると共に円筒ケーシングに通孔を芽設してこの通孔に鋼
   球を収納し、さらに前記鋼球を所定の圧力でインターナ
   ルギヤに対し押圧するクラッチ板を設けてなる自動ラチ
   ェットレンチ。 （４）％許請求の範囲第１項乃至第３項のいずれかに記
   載の自動ラチェットレンチにおいて。 トルク調整機構は、クラッチ機構を構成するクラッチ板
   の押圧力を可調整に設定する移動部材からなる自動ラチ
   ェットレンチ。 （５）特許請求の範囲第３項または第グ項記載の自覚ｊ
   ノラチェットレンチにおいて、クラッチ板は、駆動源の
   筐体に対しコイルばねを介して弾力的に係止し、前記駆
   動源の筐体を前記コイルばねの弾力に抗してトルク調整
   機構を構成する移動部材により軸方向に抑圧移動してそ
   の押圧力を可調整に設定してなる自動ラチェットレンチ
   。 （６）特許請求の範囲第１項乃至第１項のいずれかに記
   載の自動ラチェットレンチにおいて、駆動源はＮ動モー
   タからなる自動ラチェットレンチ。 （７）特許請求の範囲第１項乃至第１項のいずれかに記
   載の自動ラチェットレンチにおいて、駆動源はエア　モ
   ータからなる自動ラチェットレンチ。 （８）特許請求の範囲第１項記載の自動ラチェットレン
   チにおいて、ラチェット機構は、ラチェット回転体と、
   このラチェット回転体に外接噛合する内歯ラチェットと
   を備え、前記内歯ラチェットの一部に回転軸の一部に設
   けた偏心軸部を嵌合し、さらにラチェット回転体にレン
   チ用ボックスの取付部と正逆転切換用ノブとを設けてな
   る自動ラチェットレンチ。