JP2004306187A - レンチ - Google Patents
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Abstract
【課題】従来のレンチは、ベルト、プーリー、係止具、電動回転駆動源を用い、仮締めや本締めなどの操作工程が多くて使い勝手が悪く、ベルトの寿命が短く、剛性に劣る問題点がある。
【解決手段】駆動源により駆動される回転軸21に一体化した駆動ギヤ22と、締付け又は緩めを対象としてのボルトあるいはナットに嵌合するソケット23を備える従動ギヤ24と、それらの間に介在させる第1中間ギヤ30、第2中間ギヤ40とを、収納する。なお、第1中間ギヤ30、第2中間ギヤ40は、内部に一方向クラッチ手段37、47を備える。
【効果】ベルトをギヤ列に代えたので、レンチの剛性並びに耐久性を向上させることができる。また、一方向クラッチ手段を持つ中間ギヤを少なくても2個直列に配置したため、片方のクラッチ機能が消滅しても他方でそれを補い、使用可能期間を倍増し、工具として使い易くなる。
【選択図】 図2
【解決手段】駆動源により駆動される回転軸21に一体化した駆動ギヤ22と、締付け又は緩めを対象としてのボルトあるいはナットに嵌合するソケット23を備える従動ギヤ24と、それらの間に介在させる第1中間ギヤ30、第2中間ギヤ40とを、収納する。なお、第1中間ギヤ30、第2中間ギヤ40は、内部に一方向クラッチ手段37、47を備える。
【効果】ベルトをギヤ列に代えたので、レンチの剛性並びに耐久性を向上させることができる。また、一方向クラッチ手段を持つ中間ギヤを少なくても2個直列に配置したため、片方のクラッチ機能が消滅しても他方でそれを補い、使用可能期間を倍増し、工具として使い易くなる。
【選択図】 図2
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ボルト又はナットの緩め工程又は締付け工程に用いるレンチに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、この種の工具として、電動回転駆動源を使用して駆動軸を回転させ、この駆動軸に連動する従動部を回転することで、ボルト・ナットを仮締めし、その後、電動回転駆動源を外し、ラチェットを使用してボルト・ナットの本締めをする工具が知られている(例えば、特許文献1参照。)。
【0003】
【特許文献1】
第2961417号公報(図1、図4)
【0004】
図10は特許文献1の図1の再掲図であり、Nはナット、Tは吊りボルト、Pは電動回転駆動源、1は固定基板、2は駆動側プーリー、3はソケット付きプーリー、3Aはソケット部、5は係止具、6はラチェット機構である。
そして、特許文献1の段落番号[0016]には「電動回転駆動源Pの回転で駆動側プーリー2を回転操作し、この駆動側プーリー2の回転力をソケット付プーリー3に伝えてナットNを回転させる工具」と記述されている。
【0005】
また、特許文献1の段落番号[0018]には「ソケット付プーリー3は、吊りボルトT等にネジ止めしたナットNの周囲に嵌合係止するもので、ソケット付プーリー3の中央部に、吊りボルトTを貫通させてナットNの外形に嵌合係止するソケット部3Aを設けている」と記述されている。
【0006】
図11は特許文献1の図4の再掲図で、特許文献1の図1の固定基板1内部を詳細に示したものである。1は固定基板、1Aは固定体、1Bは係止球部、2は駆動側プーリー、3はソケット付プーリー、3Aはソケット部、3Bは歯、4は無端ベルト、6Aは係止爪部、6Bは操作レバー、6Cは位置固定突起であり、電動回転駆動源の回転動力を伝動した駆動側プーリー2の回転動力をソケット付きプーリー3に伝道し、ボルト・ナットを仮締めするために無端ベルト4を用いる。
【0007】
その後、ラチェット機構の操作レバー6Bを手指で操作して、係止爪部6A及び位置固定突起6Cによりソケット付プーリー3をロックし、固定基板1をラチェットの柄として手指で回転操作し、ボルト・ナットを本締めするものである。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献1のレンチ工具では、駆動側プーリー2からの回転動力を無端ベルト4でソケット付プーリー3に伝動するが、負荷が大きくなるとプーリー2又は3と無端ベルト4との間でスリップが発生する、又は無端ベルト4が著しく消耗する。
無端ベルトを前提とした特許文献1のレンチ工具には、伝達トルクを抑えなければならず、無端ベルトの寿命が短いという課題がある。
【0009】
また、ラチェット6はソケット付プーリー3をロックするたびに指でいちいち動かすために、係止爪部6Aや位置固定突起6Cの摩耗も起こりやすいし、摩耗して機能を損なえば、ラチェット部品を交換しなければ工具として成り立たないものとなる。
【0010】
さらに、特許文献1のレンチ工具においては、前記した図10及び図11の説明以外にも、電動回転駆動源Pを操作してナットNを仮締めする際に、係止具5を手指で動かしナットNの上部に係止めすることや、ナットNの仮締めが終わると、逆に電動回転駆動源Pを抜き取り、ナットN上部の係止具5を手指で解除してから、前記[0007]の如く、ボルト・ナットを本締めするという様に、一つのボルト・ナット締めにおいて、操作行程が多く使い勝手が悪い。
また、操作レバー6Bや係止具5が巾方向側面に設けられているので、突起部が発生する為、工具の巾方向の作業必要空間が増大する為、巾の小型化が図れない。
【0011】
そこで、本発明の目的は、これらの課題を解決するために、ボルト・ナットの締付け時又は緩め時に作業工程が短縮でき、工具寿命すなわち耐久性に優れたレンチを提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項1は、駆動源で一方向に駆動する駆動ギヤと、締付け又は緩め対象としてのボルトあるいはナットの頭に嵌合するソケットを備える従動ギヤと、これら駆動ギヤと従動ギヤとの間に介在させる中間ギヤと、これら駆動ギヤ、中間ギヤ及び従動ギヤを収めたギヤケースと、前記中間ギヤに一方向の回転を許容し、逆方向の回転を不可としロックさせる一方向クラッチ手段と、を有したことを特徴とするレンチである。
【0013】
動力伝達系を、全てギヤ列で構成した。ベルトに比較してギヤは大きなトルクを伝達することができるとともに、ベルトに比較して耐久性は格段に高まる。
従って、請求項1によれば、レンチの剛性並びに耐久性を向上させることができる。
【0014】
レンチは、締付け専用又は緩め専用にした。この結果、一方向クラッチをいちいち外から切換え操作する必要が無くなり、切換え操作が不要となり、工具として使い易くなった。
【0015】
請求項2は、一方向クラッチ手段を中間ギヤの本体内に内蔵すると共に、中間ギヤを少なくとも2個直列に配置したことを特徴とする。
【0016】
一方向クラッチ手段は、長期間使用すると摩耗などにより、クラッチ機能が消滅することがある。この消滅現象は、ソケットに近い方の1個に集中して発生する。この場合にあっても、残りの1個にクラッチ機能を発揮させることができる。
従って、請求項2によれば、一方向クラッチ手段を内蔵したにも拘わらず、使用可能期間を、倍増することができる。
【0017】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図1は本発明に係るレンチの一実施例を示す図であり、レンチ10は、ハンドルグリップ11と棒状のギヤケース20とからなる。
【0018】
このレンチ10は、ギヤケース20が傍系状態であるため、ワーク12の凹部13の奥に取付けたボルト14の締付け又は緩めに好適である。
具体的には、ハンドルグリップ11を手15で握り、ギヤケース20を凹部13に差し込み、ギヤケース20の先端のソケット23をボルト15の頭に嵌合させ、後述の緩め作業を行う。
以下、ギヤケース20内の構成について詳細に説明する。
【0019】
図2は図1の2−2線断面図である。ギヤケース20には、駆動源により駆動される回転軸21に一体化した駆動ギヤ22と、締付け又は緩めを対象としてのボルトあるいはナットに嵌合するソケット23を備える従動ギヤ24と、それらの間に介在させる第1中間ギヤ30、第2中間ギヤ40とを、収納する。
【0020】
第1中間ギヤ30は、ギヤケース20側に固定した非回転軸31の周囲に配置した複数のボール32・・・(・・・は複数個を示す。以下同じ)と、これらのボール32・・・をクラッチ作動側へ押すバネ33・・・と、バネ33・・・の他端を支える半球34・・・と、これらのボール32・・・、バネ33・・・及び半球34・・・を介して前記非回転軸31に取付けたクラッチアウタ35と、このクラッチアウタ35に形成したギヤ部36とからなる。ボール32・・・、バネ33・・・、半球34・・・及びクラッチアウタ35からなる構成物を、一方向クラッチ手段37という。
【0021】
第2中間ギヤ40は、線Lを中心として第1中間ギヤ30と線対称の関係になるように逆向きに構成した物であり、ギヤケース20側に固定した非回転軸41の周囲に配置した複数のボール42・・・と、各ボール42・・・をクラッチ作動側へ押すバネ43・・・と、バネ43・・・の他端を支える半球44・・・と、これらのボール42・・・、バネ43・・・及び半球44・・・を介して前記非回転軸41に取付けたクラッチアウタ45と、このクラッチアウタ45に形成したギヤ部46とからなる。ボール42・・・、バネ43・・・、半球44・・・及びクラッチアウタ45からなる構成物を、一方向クラッチ手段47という。
【0022】
図3は図2の3部拡大図であり、非回転軸31廻りをギヤ部36が図反時計廻りに回転しようとすると、ボール32はテーパ面38と非回転軸31との間に食い込む。前記回転は、非回転軸31の存在によって、拘束され、回転不能となる。回転不能であることを、矢印に×を付して表わした。
【0023】
図4は図3の作用図であり、外力により、ギヤ部36に図時計廻りの回転力が加わると、クラッチアウタ35が時計廻りに回転し始めるが、ボール32・・・は非回転軸31・・・に触れているために回転に遅れが生じ、クラッチアウタ35のテーパ面38・・・とボール32・・・との間に僅かな隙間39ができる。そのため、クラッチアウタ35と共にギヤ部36は、自由に時計廻りに回転する。このことを、矢印に○を付して表わした。
【0024】
図5は図2の5部拡大図であり、非回転軸41廻りをギヤ部46が図時計廻りに回転しようとすると、ボール42はテーパ面48と非回転軸41との間に食い込む。前記回転は、非回転軸41の存在によって、拘束され、回転不能となる。回転不能であることを、矢印に×を付して表わした。
【0025】
図6は図5の作用図であり、外力により、ギヤ部46に図反時計廻りの回転力が加わると、クラッチアウタ45が反時計廻りに回転し始めるが、ボール42・・・は非回転軸41・・・に触れているために回転に遅れが生じ、クラッチアウタ45のテーパ面48・・・とボール42・・・との間に僅かな隙間49ができる。そのため、クラッチアウタ45と共にギヤ部46は、自由に反時計廻りに回転する。このことを、矢印に○を付して表わした。
【0026】
以上の構成からなるレンチの作用を次に説明する。
図7は自動モードの作用説明図であり、回転軸21を電動モータなどの駆動源51で時計廻りに回すと、隣の第2中間ギヤ40のギヤ部46は反時計廻りに回り、その隣の第1中間ギヤ30のギヤ部36は時計廻りに回り、その隣の従動ギヤ24は反時計廻りに回る。なお、第2中間ギヤ40は図6のケースに相当し、第1中間ギヤ30は図4のケースに相当するため、上述の回転は妨げられない。ソケット23にボルトの頭若しくはナットを嵌合すれば、ボルト若しくはナットを緩めることができる。
【0027】
図8(a)、(b)は手動モードの作用説明図である。
(a)において、ボルトの頭52にソケット23を嵌合し、ボルトを緩めるためにハンドルグリップ11を矢印▲1▼のごとく回す場合を検討する。
【0028】
ボルトの頭52の反力でソケット23は、時計廻りの負荷トルクが掛かる。そのため、従動ギヤ24に時計廻りの負荷トルクが作用し、隣の第1中間ギヤ30のギヤ部36に反時計廻りの負荷トルクが作用し、その隣の第2中間ギヤ40のギヤ部46に時計廻りの負荷トルクが作用する。
【0029】
第1中間ギヤ30は図3のケースに相当し、第2中間ギヤ40は図5のケースに相当するため、両ギヤ30、40とも非回転のままとなる。すなわち、両ギヤ30、40が制動作用を発揮するため、従動ギヤ24は時計廻りに回転せず、ボルトの頭52を反時計廻りに回すことができる。これで、ボルトを手動で緩めることができる。
【0030】
この種のレンチでは、手動でボルトを緩める(又は締める)ときに、ハンドルグリップ11を複数回往復させる使用法が、普通に行われる。
そこで、(b)において、ハンドルグリップ11を矢印▲2▼のごとく戻す場合を検討する。戻しでは、ボルトの頭52の反力でソケット23は、反時計廻りの負荷トルクが掛かる。そのため、従動ギヤ24に反時計廻りの負荷トルクが作用し、隣の第1中間ギヤ30のギヤ部36に時計廻りの負荷トルクが作用し、その隣の第2中間ギヤ40のギヤ部46に反時計廻りの負荷トルクが作用する。
【0031】
第1中間ギヤ30は図4のケースに相当し、第2中間ギヤ40は図6のケースに相当するため、両ギヤ30、40は回転自在となる。そのため、全てのギヤ24、36、46、22が空転可能となり、矢印▲2▼の動作が可能となる。
従って、ボルト又はナットは、(a)、(b)を交互に実施することで、容易に緩めることができる。
【0032】
図7から図8への切換え、図8から図7への切換えは、図7に示す駆動源51を回転軸21に接続/分離することで達成できる。すなわち、ラチェットの切換えなどの操作は不要であり、レンチの取扱いが容易になる。
【0033】
図9(a)〜(c)はレンチに複数個の一方向クラッチ手段を備えたことの作用説明図である。
(a)は図2と同内容の図であり、ソケット23によりボルトやナットの緩め作業を長期間にわたって繰り返し実施した後の工具の傷み具合を検討する。
上述した作用図中、図7及び図8(b)では、ギヤ群が自在に回転するため、内蔵する一方向クラッチ手段には殆ど負荷が掛からない。
【0034】
一方、図8(a)では、内蔵する一方向クラッチ手段が制動作用をフルに発揮するため、一方向クラッチ手段に大きな負荷が作用する。図8(a)から明らかなように、負荷トルクは直接的に第1中間ギヤ30に掛かり、第2中間ギヤ40には殆ど負荷トルクが作用しない。
【0035】
図9(b)は図9(a)のb部拡大図であり、繰返し負荷トルクが掛かった結果、クラッチアウタ35のテーパ面38・・・がボール32・・・で押圧されて、細長い三角形で示した部分53・・・が摩耗することが考えられる。摩耗により、実質的にテーパ面38・・・が消失すると、制動機能が弱まる若しくは無くなり、クラッチアウタ35及びギヤ部36が止まらずに反時計廻りに回転するようになる。
【0036】
このときに、図9(a)のc部拡大図である(c)に示すとおり、第2中間ギヤ40は健全であり、所定の制動作用を発揮する。
一方向クラッチ手段を2個直列に配置したことにより、寿命を2倍に延ばすことができる。
ギヤケース20は、十分に細長く、そこへ多数個のギヤを直列に配置するため、3個以上一方向クラッチ手段を内蔵することは可能であり、一方向クラッチ手段の個数を増すほど、使用可能期間が比例的に延長できるといえる。
【0037】
尚、実施の形態では、緩め専用のレンチを説明したが、一方向クラッチ手段の向きを変更することにより、締付け専用のレンチを提供することは差し支えない。
【0038】
【発明の効果】
本発明は上記構成により次の効果を発揮する。
請求項1のレンチは、動力伝達系を、全てギヤ列で構成した。ベルトに比較してギヤは大きなトルクを伝達することができるとともに、ベルトに比較して耐久性は格段に高まると共に、締付け専用又は緩め専用にし、一方向の回転は動力源による駆動とし、逆方向の回転は、一方向クラッチ手段によりロックする様にしたので、切換え操作が不要となり、工具として使い易くなった。
【0039】
また、請求項2によれば、一方向クラッチ手段をギヤ本体に内蔵する中間ギヤを少なくても2個直列に配置したので、一方向クラッチ手段は、長期間使用すると摩耗などにより、クラッチ機能が消滅することがある。この消滅現象は、ソケットに近い方の1個に集中して発生する。この場合にあっても、残りの1個にクラッチ機能を発揮させることができる。更に、レンチ本体の突出を小さくして薄型化できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るレンチの一実施例を示す図
【図2】図1の2−2線断面図
【図3】図2の3部拡大図
【図4】図3の作用図
【図5】図2の5部拡大図
【図6】図5の作用図
【図7】自動モードの作用説明図
【図8】手動モードの作用説明図
【図9】レンチに複数個の一方向クラッチ手段を備えたことの作用説明図
【図10】特許文献1の図1の再掲図
【図11】特許文献1の図4の再掲図
【符号の説明】
10…レンチ、11…ハンドルグリップ、20…ギヤケース、22…駆動ギヤ、23…ソケット、24…従動ギヤ、30…第1中間ギヤ、31、41…非回転軸、32、42…ボール、33、43…バネ、35、45…クラッチアウタ、36、46…ギヤ部、37、47…一方向クラッチ手段、40…第2中間ギヤ、51…駆動源、52…ボルトの頭、54…駆動源。
【発明の属する技術分野】
本発明は、ボルト又はナットの緩め工程又は締付け工程に用いるレンチに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、この種の工具として、電動回転駆動源を使用して駆動軸を回転させ、この駆動軸に連動する従動部を回転することで、ボルト・ナットを仮締めし、その後、電動回転駆動源を外し、ラチェットを使用してボルト・ナットの本締めをする工具が知られている(例えば、特許文献1参照。)。
【0003】
【特許文献1】
第2961417号公報(図1、図4)
【0004】
図10は特許文献1の図1の再掲図であり、Nはナット、Tは吊りボルト、Pは電動回転駆動源、1は固定基板、2は駆動側プーリー、3はソケット付きプーリー、3Aはソケット部、5は係止具、6はラチェット機構である。
そして、特許文献1の段落番号[0016]には「電動回転駆動源Pの回転で駆動側プーリー2を回転操作し、この駆動側プーリー2の回転力をソケット付プーリー3に伝えてナットNを回転させる工具」と記述されている。
【0005】
また、特許文献1の段落番号[0018]には「ソケット付プーリー3は、吊りボルトT等にネジ止めしたナットNの周囲に嵌合係止するもので、ソケット付プーリー3の中央部に、吊りボルトTを貫通させてナットNの外形に嵌合係止するソケット部3Aを設けている」と記述されている。
【0006】
図11は特許文献1の図4の再掲図で、特許文献1の図1の固定基板1内部を詳細に示したものである。1は固定基板、1Aは固定体、1Bは係止球部、2は駆動側プーリー、3はソケット付プーリー、3Aはソケット部、3Bは歯、4は無端ベルト、6Aは係止爪部、6Bは操作レバー、6Cは位置固定突起であり、電動回転駆動源の回転動力を伝動した駆動側プーリー2の回転動力をソケット付きプーリー3に伝道し、ボルト・ナットを仮締めするために無端ベルト4を用いる。
【0007】
その後、ラチェット機構の操作レバー6Bを手指で操作して、係止爪部6A及び位置固定突起6Cによりソケット付プーリー3をロックし、固定基板1をラチェットの柄として手指で回転操作し、ボルト・ナットを本締めするものである。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献1のレンチ工具では、駆動側プーリー2からの回転動力を無端ベルト4でソケット付プーリー3に伝動するが、負荷が大きくなるとプーリー2又は3と無端ベルト4との間でスリップが発生する、又は無端ベルト4が著しく消耗する。
無端ベルトを前提とした特許文献1のレンチ工具には、伝達トルクを抑えなければならず、無端ベルトの寿命が短いという課題がある。
【0009】
また、ラチェット6はソケット付プーリー3をロックするたびに指でいちいち動かすために、係止爪部6Aや位置固定突起6Cの摩耗も起こりやすいし、摩耗して機能を損なえば、ラチェット部品を交換しなければ工具として成り立たないものとなる。
【0010】
さらに、特許文献1のレンチ工具においては、前記した図10及び図11の説明以外にも、電動回転駆動源Pを操作してナットNを仮締めする際に、係止具5を手指で動かしナットNの上部に係止めすることや、ナットNの仮締めが終わると、逆に電動回転駆動源Pを抜き取り、ナットN上部の係止具5を手指で解除してから、前記[0007]の如く、ボルト・ナットを本締めするという様に、一つのボルト・ナット締めにおいて、操作行程が多く使い勝手が悪い。
また、操作レバー6Bや係止具5が巾方向側面に設けられているので、突起部が発生する為、工具の巾方向の作業必要空間が増大する為、巾の小型化が図れない。
【0011】
そこで、本発明の目的は、これらの課題を解決するために、ボルト・ナットの締付け時又は緩め時に作業工程が短縮でき、工具寿命すなわち耐久性に優れたレンチを提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項1は、駆動源で一方向に駆動する駆動ギヤと、締付け又は緩め対象としてのボルトあるいはナットの頭に嵌合するソケットを備える従動ギヤと、これら駆動ギヤと従動ギヤとの間に介在させる中間ギヤと、これら駆動ギヤ、中間ギヤ及び従動ギヤを収めたギヤケースと、前記中間ギヤに一方向の回転を許容し、逆方向の回転を不可としロックさせる一方向クラッチ手段と、を有したことを特徴とするレンチである。
【0013】
動力伝達系を、全てギヤ列で構成した。ベルトに比較してギヤは大きなトルクを伝達することができるとともに、ベルトに比較して耐久性は格段に高まる。
従って、請求項1によれば、レンチの剛性並びに耐久性を向上させることができる。
【0014】
レンチは、締付け専用又は緩め専用にした。この結果、一方向クラッチをいちいち外から切換え操作する必要が無くなり、切換え操作が不要となり、工具として使い易くなった。
【0015】
請求項2は、一方向クラッチ手段を中間ギヤの本体内に内蔵すると共に、中間ギヤを少なくとも2個直列に配置したことを特徴とする。
【0016】
一方向クラッチ手段は、長期間使用すると摩耗などにより、クラッチ機能が消滅することがある。この消滅現象は、ソケットに近い方の1個に集中して発生する。この場合にあっても、残りの1個にクラッチ機能を発揮させることができる。
従って、請求項2によれば、一方向クラッチ手段を内蔵したにも拘わらず、使用可能期間を、倍増することができる。
【0017】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図1は本発明に係るレンチの一実施例を示す図であり、レンチ10は、ハンドルグリップ11と棒状のギヤケース20とからなる。
【0018】
このレンチ10は、ギヤケース20が傍系状態であるため、ワーク12の凹部13の奥に取付けたボルト14の締付け又は緩めに好適である。
具体的には、ハンドルグリップ11を手15で握り、ギヤケース20を凹部13に差し込み、ギヤケース20の先端のソケット23をボルト15の頭に嵌合させ、後述の緩め作業を行う。
以下、ギヤケース20内の構成について詳細に説明する。
【0019】
図2は図1の2−2線断面図である。ギヤケース20には、駆動源により駆動される回転軸21に一体化した駆動ギヤ22と、締付け又は緩めを対象としてのボルトあるいはナットに嵌合するソケット23を備える従動ギヤ24と、それらの間に介在させる第1中間ギヤ30、第2中間ギヤ40とを、収納する。
【0020】
第1中間ギヤ30は、ギヤケース20側に固定した非回転軸31の周囲に配置した複数のボール32・・・(・・・は複数個を示す。以下同じ)と、これらのボール32・・・をクラッチ作動側へ押すバネ33・・・と、バネ33・・・の他端を支える半球34・・・と、これらのボール32・・・、バネ33・・・及び半球34・・・を介して前記非回転軸31に取付けたクラッチアウタ35と、このクラッチアウタ35に形成したギヤ部36とからなる。ボール32・・・、バネ33・・・、半球34・・・及びクラッチアウタ35からなる構成物を、一方向クラッチ手段37という。
【0021】
第2中間ギヤ40は、線Lを中心として第1中間ギヤ30と線対称の関係になるように逆向きに構成した物であり、ギヤケース20側に固定した非回転軸41の周囲に配置した複数のボール42・・・と、各ボール42・・・をクラッチ作動側へ押すバネ43・・・と、バネ43・・・の他端を支える半球44・・・と、これらのボール42・・・、バネ43・・・及び半球44・・・を介して前記非回転軸41に取付けたクラッチアウタ45と、このクラッチアウタ45に形成したギヤ部46とからなる。ボール42・・・、バネ43・・・、半球44・・・及びクラッチアウタ45からなる構成物を、一方向クラッチ手段47という。
【0022】
図3は図2の3部拡大図であり、非回転軸31廻りをギヤ部36が図反時計廻りに回転しようとすると、ボール32はテーパ面38と非回転軸31との間に食い込む。前記回転は、非回転軸31の存在によって、拘束され、回転不能となる。回転不能であることを、矢印に×を付して表わした。
【0023】
図4は図3の作用図であり、外力により、ギヤ部36に図時計廻りの回転力が加わると、クラッチアウタ35が時計廻りに回転し始めるが、ボール32・・・は非回転軸31・・・に触れているために回転に遅れが生じ、クラッチアウタ35のテーパ面38・・・とボール32・・・との間に僅かな隙間39ができる。そのため、クラッチアウタ35と共にギヤ部36は、自由に時計廻りに回転する。このことを、矢印に○を付して表わした。
【0024】
図5は図2の5部拡大図であり、非回転軸41廻りをギヤ部46が図時計廻りに回転しようとすると、ボール42はテーパ面48と非回転軸41との間に食い込む。前記回転は、非回転軸41の存在によって、拘束され、回転不能となる。回転不能であることを、矢印に×を付して表わした。
【0025】
図6は図5の作用図であり、外力により、ギヤ部46に図反時計廻りの回転力が加わると、クラッチアウタ45が反時計廻りに回転し始めるが、ボール42・・・は非回転軸41・・・に触れているために回転に遅れが生じ、クラッチアウタ45のテーパ面48・・・とボール42・・・との間に僅かな隙間49ができる。そのため、クラッチアウタ45と共にギヤ部46は、自由に反時計廻りに回転する。このことを、矢印に○を付して表わした。
【0026】
以上の構成からなるレンチの作用を次に説明する。
図7は自動モードの作用説明図であり、回転軸21を電動モータなどの駆動源51で時計廻りに回すと、隣の第2中間ギヤ40のギヤ部46は反時計廻りに回り、その隣の第1中間ギヤ30のギヤ部36は時計廻りに回り、その隣の従動ギヤ24は反時計廻りに回る。なお、第2中間ギヤ40は図6のケースに相当し、第1中間ギヤ30は図4のケースに相当するため、上述の回転は妨げられない。ソケット23にボルトの頭若しくはナットを嵌合すれば、ボルト若しくはナットを緩めることができる。
【0027】
図8(a)、(b)は手動モードの作用説明図である。
(a)において、ボルトの頭52にソケット23を嵌合し、ボルトを緩めるためにハンドルグリップ11を矢印▲1▼のごとく回す場合を検討する。
【0028】
ボルトの頭52の反力でソケット23は、時計廻りの負荷トルクが掛かる。そのため、従動ギヤ24に時計廻りの負荷トルクが作用し、隣の第1中間ギヤ30のギヤ部36に反時計廻りの負荷トルクが作用し、その隣の第2中間ギヤ40のギヤ部46に時計廻りの負荷トルクが作用する。
【0029】
第1中間ギヤ30は図3のケースに相当し、第2中間ギヤ40は図5のケースに相当するため、両ギヤ30、40とも非回転のままとなる。すなわち、両ギヤ30、40が制動作用を発揮するため、従動ギヤ24は時計廻りに回転せず、ボルトの頭52を反時計廻りに回すことができる。これで、ボルトを手動で緩めることができる。
【0030】
この種のレンチでは、手動でボルトを緩める(又は締める)ときに、ハンドルグリップ11を複数回往復させる使用法が、普通に行われる。
そこで、(b)において、ハンドルグリップ11を矢印▲2▼のごとく戻す場合を検討する。戻しでは、ボルトの頭52の反力でソケット23は、反時計廻りの負荷トルクが掛かる。そのため、従動ギヤ24に反時計廻りの負荷トルクが作用し、隣の第1中間ギヤ30のギヤ部36に時計廻りの負荷トルクが作用し、その隣の第2中間ギヤ40のギヤ部46に反時計廻りの負荷トルクが作用する。
【0031】
第1中間ギヤ30は図4のケースに相当し、第2中間ギヤ40は図6のケースに相当するため、両ギヤ30、40は回転自在となる。そのため、全てのギヤ24、36、46、22が空転可能となり、矢印▲2▼の動作が可能となる。
従って、ボルト又はナットは、(a)、(b)を交互に実施することで、容易に緩めることができる。
【0032】
図7から図8への切換え、図8から図7への切換えは、図7に示す駆動源51を回転軸21に接続/分離することで達成できる。すなわち、ラチェットの切換えなどの操作は不要であり、レンチの取扱いが容易になる。
【0033】
図9(a)〜(c)はレンチに複数個の一方向クラッチ手段を備えたことの作用説明図である。
(a)は図2と同内容の図であり、ソケット23によりボルトやナットの緩め作業を長期間にわたって繰り返し実施した後の工具の傷み具合を検討する。
上述した作用図中、図7及び図8(b)では、ギヤ群が自在に回転するため、内蔵する一方向クラッチ手段には殆ど負荷が掛からない。
【0034】
一方、図8(a)では、内蔵する一方向クラッチ手段が制動作用をフルに発揮するため、一方向クラッチ手段に大きな負荷が作用する。図8(a)から明らかなように、負荷トルクは直接的に第1中間ギヤ30に掛かり、第2中間ギヤ40には殆ど負荷トルクが作用しない。
【0035】
図9(b)は図9(a)のb部拡大図であり、繰返し負荷トルクが掛かった結果、クラッチアウタ35のテーパ面38・・・がボール32・・・で押圧されて、細長い三角形で示した部分53・・・が摩耗することが考えられる。摩耗により、実質的にテーパ面38・・・が消失すると、制動機能が弱まる若しくは無くなり、クラッチアウタ35及びギヤ部36が止まらずに反時計廻りに回転するようになる。
【0036】
このときに、図9(a)のc部拡大図である(c)に示すとおり、第2中間ギヤ40は健全であり、所定の制動作用を発揮する。
一方向クラッチ手段を2個直列に配置したことにより、寿命を2倍に延ばすことができる。
ギヤケース20は、十分に細長く、そこへ多数個のギヤを直列に配置するため、3個以上一方向クラッチ手段を内蔵することは可能であり、一方向クラッチ手段の個数を増すほど、使用可能期間が比例的に延長できるといえる。
【0037】
尚、実施の形態では、緩め専用のレンチを説明したが、一方向クラッチ手段の向きを変更することにより、締付け専用のレンチを提供することは差し支えない。
【0038】
【発明の効果】
本発明は上記構成により次の効果を発揮する。
請求項1のレンチは、動力伝達系を、全てギヤ列で構成した。ベルトに比較してギヤは大きなトルクを伝達することができるとともに、ベルトに比較して耐久性は格段に高まると共に、締付け専用又は緩め専用にし、一方向の回転は動力源による駆動とし、逆方向の回転は、一方向クラッチ手段によりロックする様にしたので、切換え操作が不要となり、工具として使い易くなった。
【0039】
また、請求項2によれば、一方向クラッチ手段をギヤ本体に内蔵する中間ギヤを少なくても2個直列に配置したので、一方向クラッチ手段は、長期間使用すると摩耗などにより、クラッチ機能が消滅することがある。この消滅現象は、ソケットに近い方の1個に集中して発生する。この場合にあっても、残りの1個にクラッチ機能を発揮させることができる。更に、レンチ本体の突出を小さくして薄型化できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るレンチの一実施例を示す図
【図2】図1の2−2線断面図
【図3】図2の3部拡大図
【図4】図3の作用図
【図5】図2の5部拡大図
【図6】図5の作用図
【図7】自動モードの作用説明図
【図8】手動モードの作用説明図
【図9】レンチに複数個の一方向クラッチ手段を備えたことの作用説明図
【図10】特許文献1の図1の再掲図
【図11】特許文献1の図4の再掲図
【符号の説明】
10…レンチ、11…ハンドルグリップ、20…ギヤケース、22…駆動ギヤ、23…ソケット、24…従動ギヤ、30…第1中間ギヤ、31、41…非回転軸、32、42…ボール、33、43…バネ、35、45…クラッチアウタ、36、46…ギヤ部、37、47…一方向クラッチ手段、40…第2中間ギヤ、51…駆動源、52…ボルトの頭、54…駆動源。
Claims (2)
- 駆動源で一方向に駆動する駆動ギヤと、締付け又は緩め対象としてのボルトあるいはナットの頭に嵌合するソケットを備える従動ギヤと、これら駆動ギヤと従動ギヤとの間に介在させる中間ギヤと、これら駆動ギヤ、中間ギヤ及び従動ギヤを収めたギヤケースと、前記中間ギヤに一方向の回転を許容し、逆方向の回転を不可としロックさせる一方向クラッチ手段と、を有したことを特徴とするレンチ。
- 前記一方向クラッチ手段を前記中間ギヤの本体内に内蔵すると共に、中間ギヤを少なくとも2個直列に配置したことを特徴とする請求項1記載のレンチ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003102188A JP2004306187A (ja) | 2003-04-04 | 2003-04-04 | レンチ |
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Family Applications (1)
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2011206872A (ja) * | 2010-03-29 | 2011-10-20 | Tohnichi Mfg Co Ltd | 半自動式のトルクレンチ |
CN103433876A (zh) * | 2013-08-16 | 2013-12-11 | 苏州市胜能弹簧五金制品有限公司 | 一种活动扳手 |
CN107717863A (zh) * | 2017-10-30 | 2018-02-23 | 贵港市厚顺信息技术有限公司 | 一种法兰对角螺栓上下同时锁紧装置 |
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2003
- 2003-04-04 JP JP2003102188A patent/JP2004306187A/ja active Pending
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