(57)【要約】【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
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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。
【請求項２】
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。
【発明の詳細な説明】
【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。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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