JP5107803B2

JP5107803B2 - レンチ

Info

Publication number: JP5107803B2
Application number: JP2008157054A
Authority: JP
Inventors: 和則柘植
Original assignee: Makita Corp
Current assignee: Makita Corp
Priority date: 2008-06-16
Filing date: 2008-06-16
Publication date: 2012-12-26
Anticipated expiration: 2028-06-16
Also published as: JP2009297858A

Description

本発明は、ナットの締め付けに用いられるレンチに関する。

レンチは、例えば特許文献１に開示の如く、ナットに嵌合するスリーブの後方に、遊星歯車減速機構を介してスピンドルを同軸配置し、スピンドルへのモータからのトルク伝達によってスリーブを回転させることで、ナットの締付が可能となっている。特にここでは、スピンドルに、モータの出力軸から回転伝達されるスリーブを別体で外装すると共に、その後方に、スリーブに被さり、スピンドルに対して一体回転可能且つ前後方向へスライド可能で、常態ではコイルバネによって前方位置へ付勢される伝達部材を外装して、スリーブと伝達部材とを、一方に設けた傾斜溝と他方に設けた軸方向の溝とに跨って嵌合する鋼球を介して連結し、伝達部材をガイドロッド等を介してスイッチのＯＮ／ＯＦＦに連係させた逆回転動作機構を構成している。

よって、スピンドルが回転して一定の締め付けトルクに達すると、傾斜溝の案内によって伝達部材が締め付け方向へ回転しながらコイルバネの付勢に抗して後退し、ガイドロッド等を介してスイッチをＯＦＦさせてモータの駆動を停止させる。その後、コイルバネの付勢によって伝達部材が逆回転しながら前方位置へ復帰することで、スピンドルを介してモータを逆回転させ、その慣性力によってスピンドルを逆回転させてナットへのスリーブの食い付きを自動的に解除させるようになっている。

特開平１１−８７３号公報

上記従来のレンチにおいては、食い付きの解除をモータの逆回転の慣性力に依存しているため、伝達部材が逆回転した際に、スピンドルが逆回転するより前にモータの逆回転が終了してしまうことがあり、ナットへのスリーブの食い付きが確実に解除されず、使い勝手や信頼性の低下を招いていた。

そこで、本発明は、締め付け後のナットへのスリーブの食い付きを確実に解除でき、使い勝手や信頼性に優れるレンチを提供することを目的とするものである。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、モータの出力軸とスピンドルとの間の中間伝達部材に、スピンドルが締め付け方向の回転となる中間伝達部材の正回転のみを許容し、中間伝達部材の逆回転を規制するワンウェイクラッチを設けたことを特徴とするものである。
請求項２に記載の発明は、請求項１の構成において、ワンウェイクラッチを簡単且つ省スペースで形成するために、ワンウェイクラッチを、中間伝達部材に設けた軸部に外装される筒状の本体と、その本体の内面に凹設され、軸部の正回転方向へ行くに従って底面が深くなる複数のクラッチ溝内で夫々軸部の周方向へ転動可能に設けられた係合子と、その係合子を軸部の正回転方向へ付勢する付勢部材とで構成し、軸部の逆回転の際には、係合子が軸部との摩擦によって付勢部材の付勢に抗して逆回転方向へ転動し、クラッチ溝の底面と軸部との間に噛み込んで中間伝達部材の逆回転を規制することを特徴とするものである。

請求項１に記載の発明によれば、中間伝達部材にワンウェイクラッチを設けたことで、逆回転動作が出力軸側へ伝わることがなく、スピンドルへ確実に伝達される。よって、ナットへのスリーブの食い付きを確実に解除することができ、使い勝手や信頼性に優れる。特に、スピンドルの逆回転動作が確実に行われるため、ナットのサイズが変わってもスリーブを交換すれば一台のレンチで対応可能となる。
請求項２に記載の発明によれば、請求項１の効果に加えて、ワンウェイクラッチが中間伝達部材の軸部を利用して簡単且つ省スペースで形成可能となる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、レンチの一例である一次締めレンチを示す一部縦断面図で、一次締めレンチ（以下単に「レンチ」という。）１は、ハウジング２の後方（図１の右側）下部にモータ３を、出力軸４を上向きして収容し、出力軸４の後方に、中間軸６を出力軸４と平行に軸支しており、出力軸４と中間軸６との間に設けた中間伝達部材となる第１ギヤ７を、出力軸４のピニオン５と、中間軸６に一体に設けた第２ギヤ８とに噛合させている。

第１ギヤ７は、上側の軸部９がボールベアリング１０に軸支される一方、下面がスラストベアリング１１によって支持され、下側の軸部１２は、ハウジング２に保持されたワンウェイクラッチ１３に挿入されている。このワンウェイクラッチ１３は、図２（Ａ）（Ｂ）に示すように、筒状の本体１４の内周に、横断面が軸部１２の周方向に形成される長円状となり、内周側が開放される複数のクラッチ溝１５，１５・・を所定間隔をおいて形成し、各クラッチ溝１５内に、係合子としての横断面円形のクラッチピン１６を周方向へ移動可能に収容すると共に、クラッチ溝１５の一端に設けた受け台１７と、クラッチピン１６の側面との間に付勢部材となるコイルバネ１９を介在させて、クラッチピン１６をクラッチ溝１５の他端側へ付勢するものである。

２０，２０は、本体１４の上下に嵌着されてクラッチ溝１５の上下を閉塞し、クラッチピン１６の上下移動を規制すると共に、軸部１２を軸支する軸受メタルである。また、各クラッチ溝１５の底面１８は、受け台１７と反対側の端部から受け台１７側へ行くに従って本体１４の半径方向で徐々に浅くなり、受台１７の直前で最小深さとなる緩やかなＶ字状に形成されている。よって、クラッチピン１６は、コイルバネ１９の付勢に抗して受け台１７に近づくに従って徐々に本体１４の中心側へ移動することになる。

このワンウェイクラッチ１３により、出力軸４の正回転時には、第１ギヤ７は図２（Ｂ）の矢印方向へ正回転しようとするため、軸部１２との摩擦とコイルバネ１９の付勢とによってクラッチピン１６がクラッチ溝１５における受け台１７と反対の端部側へ転動する。よって、クラッチ溝１５の底面１８と軸部１２との間でクラッチピン１６が転動し、第１ギヤ７はそのまま正回転を続けることができる。
一方、出力軸４が逆回転しようとすると、同図（Ｃ）のように、各クラッチピン１６は、軸部１２との摩擦によってコイルバネ１９の付勢に抗してクラッチ溝１５における受け台１７寄りに転動して、クラッチ溝１５の底面１８と軸部１２との間に噛み込む。よって、第１ギヤ７は、同図（Ｃ）の右回転方向への回転が規制される。

一方、中間軸６の上方では、先端を前方へ向けたスピンドル２１が、ボールベアリング２２，２３によって回転可能に軸支されて、スピンドル２１に設けた伝達機構２４を介して、中間軸６の回転をスピンドル２１に伝達可能となっている。スピンドル２１の前方には、遊星ギヤ２７，２７・・を後面で保持するキャリア２６を３段備えてなる遊星歯車減速機構２５が設けられて、最後方のキャリア２６の遊星ギヤ２７，２７がスピンドル２１の前端に噛合する一方、最前方のキャリア２６の先端は、ボールベアリング２８を介してハウジング２に軸支される筒状の出力部２９となっている。

３０は、ハウジング２の先端へ着脱可能に設けられたアウタスリーブで、内部には、ナットの嵌合部３２を備えた筒状のインナスリーブ３１が回転可能に保持されている。このアウタスリーブ３０のハウジング２への装着状態で、インナスリーブ３１の後端が出力部２９に遊挿し、インナスリーブ３１の外周と出力部２９の内周とに設けた歯３３，３３同士が噛合して、インナスリーブ３１が出力部２９と一体回転可能に連結されるようになっている。なお、アウタスリーブ３０の下面には、ナットの締め付け時に把持することで、締め付け時の反力によるアウタスリーブ３０の回転を防止する反力受け３４が突設されている。

そして、伝達機構２４は、スピンドル２１の前方部位で、ボールベアリング３６及びニードルベアリング３７によってスピンドル２１と別体回転可能に外装される前スリーブ３５と、前スリーブ３５に一体に外装され、中間軸６の先端のベベルギヤ部３８に噛合するベベルギヤ３９と、スピンドル２１の後方部位で、内周に設けた軸方向の溝４２とスピンドル２１の外周に設けた軸方向の溝４３とに跨って嵌合するボール４１によりスピンドル２１と一体回転可能且つ軸方向へ移動可能に外装される後スリーブ４０とを有する。後スリーブ４０は、前スリーブ３５よりも大径となって前スリーブ３５の後方部分に重合しており、その重合部分の内周に設けられて軸方向から傾斜する傾斜溝４５と、スピンドル２１の外周に設けられて軸方向から傾斜する傾斜溝４６との間に跨って嵌合するボール４４により、スピンドル２１と一体回転可能且つボール４４が傾斜溝４６を転動する範囲で周方向へ回転可能に連結されている。

４７は、スピンドル２１の後方でボールベアリング２３の前方位置に外装されたバネ受け板４８と後スリーブ４０との間でスピンドル２１に外装されたコイルバネで、このコイルバネ４７の付勢により、ナットの締め付けを行わない状態では、後スリーブ４０は前方位置にあって、ボール４１を溝４２の後端と溝４３の前端との間に位置させると共に、ボール４４を傾斜溝４５の後端と傾斜溝４６の前端との間に位置させている。

一方、ハウジング２の後方下部には、ハンドル４９が形成されて、ハンドル４９内には、スイッチレバー５１の押し込み操作によってＯＮするスイッチ５０が設けられると共に、マイクロスイッチ５２が設けられている。このマイクロスイッチ５２のＯＦＦにより、モータ３の駆動回路をＯＦＦさせるようになっている。

また、マイクロスイッチ５２の前方には、後端がマイクロスイッチ５２の動作片５３の上方に位置する揺動レバー５４が、回転可能且つトーションスプリング５５によって右回転方向（後端が動作片５３を押し込む方向）への付勢状態で設けられている。揺動レバー５４の前端上方で後スリーブ４０との間には、プッシュロッド５６が上下動可能に設けられている。このプッシュロッド５６は、後スリーブ４０の前方位置で、その後端外周に周設され、前面が先細りのテーパ面となるフランジ５７に当接するもので、当該位置では下方へ移動して揺動レバー５４の前端をトーションスプリング５５の付勢に抗して下方へ押し込み、後端をマイクロスイッチ５２の動作片５３から離間させる図１の状態を維持するようになっている。このマイクロスイッチ５２，揺動レバー５４，トーションスプリング５５，プッシュロッド、伝達機構２４とにより、スピンドル２１の逆回転動作機構が形成されることになる。

以上の如く構成されたレンチ１の動作を、ナットの締め付けを例にして説明する。
まず、先端のインナスリーブ３１の嵌合部にナットを嵌合させ、スイッチレバー５１を押し込み操作してスイッチ５０をＯＮさせると、モータ３が駆動して出力軸４が回転し、第１ギヤ７を介して第２ギヤ８及び中間軸６を回転させる。このとき、ワンウェイクラッチ１３は図２（Ｂ）のように軸部１２の回転を許容している。
中間軸６の回転がベベルギヤ３９を介して前スリーブ３５に伝わると、ボール４４を介して後スリーブ４０に伝わり、さらにボール４１を介してスピンドル２１に伝わって、スピンドル２１を回転させる。このスピンドル２１の回転を遊星歯車減速機構２５の各段で減速して先端の出力部２９へ伝えて、インナスリーブ３１を回転させる。よって、インナスリーブ３１で保持されるナットがねじ込まれる。

ナットのねじ込みが進んで一定のトルクに達すると、ボール４４が傾斜溝４６を転動しながら後退し、ボール４４と共に後スリーブ４０もコイルバネ４７の付勢に抗して後退しながら元の回転方向へ僅かに回転する。この後スリーブ４０の後退により、フランジ５７がプッシュロッド５６の上端から外れると、図３に示すように、プッシュロッド５６がトーションスプリング５５の付勢によって上昇する。すると、トーションスプリング５５の付勢によって揺動レバー５４が右回転し、前端がマイクロスイッチ５２の動作片５３を押し下げてマイクロスイッチ５２をＯＦＦさせ、モータ３の駆動を停止させる。

モータ３の駆動が停止して中間軸６及びベベルギヤ３９、前スリーブ３５の回転が停止すると、後退していた後スリーブ４０がコイルバネ４７の付勢により再び前進するが、このときボール４４が傾斜溝４６を転動しながら前進することで、後退時と逆方向へ僅かに回転しながら前進位置へ復帰する。よって、ボール４１を介して後スリーブ４０と連結されるスピンドル２１も同方向へ回転し、遊星歯車減速機構２５を介してインナスリーブ３１を逆回転させる。この逆回転動作により、ナットへの嵌合部３２の食い付きが解除される。

特に、この逆回転動作の際、逆回転トルクがボール４４を介して前スリーブ３５に伝わり、その前段のベベルギヤ３９や中間軸６にも伝わる。しかし、第１ギヤ７は、ワンウェイクラッチ１３が図２（Ｃ）の位置となって第１ギヤ７の逆回転を阻止するため、逆回転トルクをフリー状態の出力軸４まで伝えることがない。従って、後スリーブ４０で発生した逆回転トルクは確実にスピンドル２１に伝わり、嵌合部３２の食い付きを確実に解除することができる。
なお、逆回転動作が終了して後スリーブ４０が前方位置に復帰すると、フランジ５７が再びプッシュロッド５６の上端に当接してプッシュロッド５６を下方に押し下げるため、揺動レバー５４が左回転し、前端がマイクロスイッチ５２の動作片５３から離れてマイクロスイッチ５２をＯＮさせる。よって、次の締め付け作業が可能となる。

このように、上記形態のレンチ１によれば、第１ギヤ７に、スピンドル２１が締め付け方向の回転となる第１ギヤ７の正回転のみを許容し、第１ギヤ７の逆回転を規制するワンウェイクラッチ１３を設けたことで、逆回転動作が出力軸４側へ伝わることがなく、スピンドル２１へ確実に伝達される。よって、ナットへのインナスリーブ３１の食い付きを確実に解除することができ、使い勝手や信頼性に優れる。特に、スピンドル２１の逆回転動作が確実に行われるため、ナットのサイズが変わってもアウタスリーブ３０を交換すれば一台のレンチ１で対応可能となる。

また、ワンウェイクラッチ１３を、第１ギヤ７に設けた軸部１２に外装される筒状の本体１４と、その本体１４の内面に凹設され、軸部１２の正回転方向へ行くに従って底面１８が深くなる複数のクラッチ溝１５内で夫々軸部１２の周方向へ転動可能に設けられたクラッチピン１６と、そのクラッチピン１６を軸部１２の正回転方向へ付勢するコイルバネ１９とで構成し、軸部１２の逆回転の際には、クラッチピン１６が軸部１２との摩擦によってコイルバネ１９の付勢に抗して逆回転方向へ転動し、クラッチ溝１５の底面１８と軸部１２との間に噛み込んで第１ギヤ７の逆回転を規制するようにしたことで、ワンウェイクラッチ１３が第１ギヤ７の軸部１２を利用して簡単且つ省スペースで形成可能となる。

なお、ワンウェイクラッチは第１ギヤの下側に限らず、上側に設けて上側の軸部に対して回転規制を行うようにしてもよい。また、第１ギヤに限らず、第２ギヤや中間軸、ベベルギヤ等の他の中間伝達部材に設けてもよい。勿論中間伝達部材となるギヤや中間軸の数や種類等は適宜変更可能であるため、中間伝達部材の配設形態に合わせてワンウェイクラッチを設ければよい。
さらに、ワンウェイクラッチ自体の構造も、上記形態と逆に、付勢部材でクラッチピンをクラッチ溝の底面が浅い端部側へ付勢させて、停止状態ではクラッチピンがクラッチ溝の底面と軸部との間に噛み込んで逆回転を規制するようにし、正回転の際には、軸部との摩擦によってクラッチピンが付勢部材の付勢に抗してクラッチ溝の底面が深い端部側へ転動することで、噛み込みを解除して正回転を許容する構造としてもよい。勿論クラッチピンを用いた上記形態以外に、係合子としてボールを用いたり、クラッチ歯車と爪部材との係脱構造を採用したり等、適宜選択できる。

その他、逆回転動作機構の構成も適宜変更可能で、例えば前スリーブと後スリーブの重合を逆にしたり、後スリーブのコイルバネを複数設けたりしても差し支えない。
また、本発明は一次締めレンチに限らず、本締め用のシャーレンチ等であっても適用可能である。

一次締めレンチの縦断面図である（締め付け前）。ワンウェイクラッチの説明図で、（Ａ）は縦断面、（Ｂ）（Ｃ）はＡ−Ａ線断面での逆回転規制状態、正回転状態を夫々示す。一次締めレンチの縦断面図である（モータ停止時）。

符号の説明

１・・一次締めレンチ、２・・ハウジング、３・・モータ、４・・出力軸、６・・中間軸、７・・第１ギヤ、１２・・軸部、１３・・ワンウェイクラッチ、１４・・本体、１５・・クラッチ溝、１６・・クラッチピン、１８・・底面、１９・・コイルバネ、２１・・スピンドル、２４・・伝達機構、２５・・遊星歯車減速機構、２９・・出力部、３０・・アウタスリーブ、３１・・インナスリーブ、３２・・嵌合部、３５・・前スリーブ、３９・・ベベルギヤ、４０・・後スリーブ、４１，４４・・ボール、４５・・長溝、４６・・傾斜溝、４７・・コイルバネ、５０・・スイッチ、５１・・スイッチレバー、５２・・マイクロスイッチ、５３・・動作片、５４・・揺動レバー、５６・・プッシュロッド。

Claims

モータと、そのモータの出力軸から少なくとも１つの中間伝達部材を介して回転伝達されるスピンドルと、そのスピンドルの回転に伴って回転し、ナットが嵌合可能なスリーブと、前記スリーブの一定の締め付けトルクで前記モータを停止させた後、前記スピンドルを逆回転させる逆回転動作機構とを備えたレンチであって、
前記中間伝達部材に、前記スピンドルが締め付け方向の回転となる前記中間伝達部材の正回転のみを許容し、前記中間伝達部材の逆回転を規制するワンウェイクラッチを設けたことを特徴とするレンチ。
前記ワンウェイクラッチを、前記中間伝達部材に設けた軸部に外装される筒状の本体と、その本体の内面に凹設され、前記軸部の正回転方向へ行くに従って底面が深くなる複数のクラッチ溝内で夫々前記軸部の周方向へ転動可能に設けられた係合子と、その係合子を前記軸部の正回転方向へ付勢する付勢部材とで構成し、前記軸部の逆回転の際には、前記係合子が前記軸部との摩擦によって前記付勢部材の付勢に抗して逆回転方向へ転動し、前記クラッチ溝の底面と軸部との間に噛み込んで前記中間伝達部材の逆回転を規制することを特徴とする請求項１に記載のレンチ。