半自動式のトルクレンチ
【課題】油圧配管をナット部材により被取り付け部に取付する際に、半自動式のトルクレンチにより所定トルク値に締付可能とする。
【解決手段】半自動式のトルクレンチのヘッド部に固定され、電動駆動される自動ナット締付機構１８として、ケース１７に配置した複数のギア列（２１，２２，２３，２４，２８）により構成し、終端の一部切欠きギア部２８を備えたナット係合軸１９に形成した軸開口部２０をケース開口部２７に対応して設け、油圧配管にケース開口部２７および軸開口部２０を通し、トルクレンチを下げる事でナット係合軸１９に油圧配管のナット部材を係合させてナット係合軸１９を仮締めトルク値まで仮締め後、手動操作で本締めを行う。その後、ナット係合軸１９を電動駆動で回転させ、軸開口部２０を近接センサーで検知し、係合待機位置でナット係合軸１９の回転を停止する。
【解決手段】半自動式のトルクレンチのヘッド部に固定され、電動駆動される自動ナット締付機構１８として、ケース１７に配置した複数のギア列（２１，２２，２３，２４，２８）により構成し、終端の一部切欠きギア部２８を備えたナット係合軸１９に形成した軸開口部２０をケース開口部２７に対応して設け、油圧配管にケース開口部２７および軸開口部２０を通し、トルクレンチを下げる事でナット係合軸１９に油圧配管のナット部材を係合させてナット係合軸１９を仮締めトルク値まで仮締め後、手動操作で本締めを行う。その後、ナット係合軸１９を電動駆動で回転させ、軸開口部２０を近接センサーで検知し、係合待機位置でナット係合軸１９の回転を停止する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ駆動により一定のトルク値までナット等の締結体を仮締めし、その後は手動で目的とするトルク値まで締付る半自動式のトルクレンチに係り、特にスパナのように先端部が開口した係合部をナットに差し込んで自動締め付けのために係合部を回転させる半自動式のトルクレンチに関する。
【背景技術】
【０００２】
半自動式のモータ駆動、例えば電動モータ駆動によるトルクレンチとしては、手動式のトルクレンチのヘッド部に電動モータを取り付けた構成のものが提案されている（特許文献１）。
【０００３】
特許文献１に記載のトルクレンチは、手動操作されるトルクレンチ本体と、前記トルクレンチ本体に対して揺動可能に連結されると共に、トルクリミッターとしてのトグル機構を介して固定されたヘッド部と、前記ヘッド部に設けた電動モータとにより構成し、前記電動モータの駆動力により前記ヘッド部に設けたラチェット機構付きの駆動軸を回転させ、前記駆動軸に装着される例えばソケットによりボルトを締付る。
【０００４】
トルクレンチ本体は、チューブ状に形成したハンドル部の先端部に回動自在に前記ヘッド部を取り付け、前記ハンドル部内に挿入された該ヘッド部の挿入端部と該ハンドル部とを前記トグル機構により連結している。
【０００５】
このトグル機構は、ハンドル部内に配置したばね部材により前記ヘッド部側にばね付勢される移動体と、該ヘッドの挿入端との間に連結されるリンク部材とにより構成され、該リンク部材は該ハンドルの軸方向に対して傾斜した状態をトグル非作動状態（トルク伝達状態）として該可動ヘッドを該ハンドル部に対して揺動不能の固定状態とし、該ハンドル部と一体化している。
【０００６】
そして、電動モータによる仮締め後、前記ハンドル部を手動操作により引いて（回動して）締付力を増し、前記ばね部材のばね力で設定される設定トルク値に達すると、前記リンク部材を介して前記移動体が該ばね部材のばね力に抗して後進し、該リンク部材が前記ハンドル部の軸心と平行となるまで回動するとトグル動作が行われ、該可動ヘッドが該ハンドル部に対して固定状態が解除されて揺動し、トルク非伝達状態となる。これにより、作業者はボルトが設定トルク値まで締付られたことを確認することができることになる。
【０００７】
このような電動トルクレンチによる締付対象は、筒状のソケットを嵌め込むことができるものを対象としている。すなわち、ボルトの先端部にナットを締付る場合、ナットからボルトの先端部が飛び出でいても、ソケットをその上から被せることができれば、ソケットをモータ駆動により回転させて仮締めし、手動操作での本締め終了後に、ソケットをナットから支障なく取り外すことができる。
【０００８】
しかし、配管されているパイプの端部を機器にナットにより取り付ける際、ヘッド部としてこのような円筒状のソケット、あるいはメガネレンチのような閉鎖型のヘッド部を使用することができないことから、一般に先端部が開口したスパナを用いて手動操作によりナットの締付を行なうようにしている。
【０００９】
このような、一般的な構造のスパナによるナットの締付作業は、ナットを少し回してはスパナをナットから抜き、またスパナを戻して再びナットに差し込んで締付るとういう単調な作業の繰り返しを伴うものである。
【００１０】
このため、フレアレンチと称されるスパナが提案されている（特許文献２）。このフレアレンチは、例えば六角ナットの側面に対して先端開口部を差し込んで係合し、スパナを締付方向に少しだけ回し、そのままの状態でスパナの柄を反対方向に回すとナットの側面との係合が解除され、再びスパナの柄を締付方向に回すとナットの締付ができるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００９−０９５９６１号公報
【特許文献２】特開２０００−３３４６６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、上記した特許文献２に示すようなフレアレンチは、例えば自動車の油圧ブレーキシステムにおけるマスターシリンダーに複数系統のブレーキ油圧配管をナットにより締付る場合、自動車の組み立て工場等において、締付作業の全てが手作業であるため、短時間での締付作業には限界がある。
【００１３】
また、ナットの締付トルク管理の徹底という点から、トルクレンチによる締め付けが要求され、特に短時間で所定のトルク値にナットを確実に締付るには、上述した半自動式のトルクレンチによる締め付けが望まれる。
【００１４】
本発明の目的は、スパナと同様にナットの側面から係合でき、モータ駆動によりナットの仮締め後、手動操作による所定トルク値の本締めができ、締付完了後にはナットから自由に取り外すことができる半自動式のトルクレンチを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の目的を実現する半自動式のトルクレンチの第１構成は、手動操作されるトルクレンチ本体と、前記トルクレンチ本体に対して揺動可能に連結されると共にトルクリミッターを介して固定されたヘッド部と、前記ヘッド部に取り付けられた電動駆動装置と、前記電動駆動装置の駆動制御を行う駆動制御部と、を有し、前記電動駆動装置の外部出力軸が前記ヘッド部に対して一方向回転機構を介して連結され、前記トルクレンチ本体の手動操作力を前記外部出力軸に伝達可能とする半自動式のトルクレンチにおいて、前記ヘッド部に固定されると共に、前記外部出力軸の回転駆動力が入力されるナット部材締付機構を有し、前記ナット部材締付機構は、先端部が開口するケース開口部を有するケースと、内径部でナット部材と係合し、周壁の一部分が軸方向に沿って開口する軸開口部が前記ケース開口部と対応して形成され、前記ケースの先端部に回転可能に支持された中空形状のナット係合軸と、前記ナット係合軸に前記外部出力軸からの駆動力を伝達する歯車伝達手段と、前記ナット係合軸の軸開口部を検出する開口部検出センサーと、を有し、前記駆動制御部は、前記ナット係合軸によるナット部材を設定した仮締付トルク値まで前記電動駆動装置による駆動力で締付、位置出しモード時に、前記ナット係合軸を回転させ、前記開口部検出センサーの検出情報に基づいて前記軸開口部が前記ケース開口部に一致する係合待機位置で前記ナット係合軸の回転を停止させることを特徴とする。
【００１６】
本発明の目的を実現する半自動式のトルクレンチの第２構成は、手動操作されるトルクレンチ本体と、前記トルクレンチ本体に対して揺動可能に連結されると共にトルクリミッターを介して固定されたヘッド部と、前記ヘッド部に取り付けられた電動駆動装置と、前記電動駆動装置の駆動制御を行う駆動制御部と、を有し、前記電動駆動装置の外部出力軸が前記ヘッド部に対して一方向回転機構を介して連結され、前記トルクレンチ本体の手動操作力を前記外部出力軸に伝達可能とする半自動式のトルクレンチにおいて、前記ヘッド部に固定されると共に、前記外部出力軸の回転駆動力が入力されるナット部材締付機構を有し、前記ナット部材締付機構は、先端部が開口するケース開口部を有するケースと、内径部でナット部材と係合し、周壁の一部分が軸方向に沿って開口する軸開口部が前記ケース開口部と対応して形成され、前記ケースの先端部に回転可能に支持された中空形状のナット係合軸と、前記ナット係合軸に前記外部出力軸からの駆動力を伝達する歯車伝達手段と、前記歯車伝達手段に対して係脱可能に前記ケースに配置され、係合状態で前記軸開口部が前記ケース開口部に一致する係合待機位置で前記ナット係合軸の回転を停止させる回転停止手段と、を有し、前記駆動制御部は、前記ナット係合軸によるナット部材を設定した仮締付トルク値まで前記電動駆動装置による駆動力で締付、位置出しモード時に、前記ナット係合軸を回転させ、前記回転停止手段を係合位置に設定することにより前記ナット係合軸を機械的に停止させることを特徴とする。
【００１７】
上記したいずれかの構成において、前記駆動制御部は、前記位置出しモード時における前記ナット係合軸の回転速度を仮締付時の回転速度より低速とすることができる。
【００１８】
上記したいずれかの構成において、前記ナット係合軸は、パイプをナット部材により被取り付け部に締付る際に、前記ナット係合軸の軸開口部の開口幅を前記パイプの外径よりも大径とし、前記ナット部材の外径よりも小径とすることができる。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１、２に係る発明によれば、スパナでなければナットの締付ができない箇所での締付作業を自動による仮締めまで行え、設定トルク値まで手動操作により正確に行うことができ、締付作業の終了後は係合待機位置までナット係合軸をセンサー制御方式あるいは機械制御方式で復帰させることができる。
【００２０】
請求項３に係る発明によれば、位置出しモードでのナット係合軸を低速回転させて確実に軸開口部を係合待機位置に停止させることができる。
【００２１】
請求項４に係る発明によれば、ナット係合軸の軸開口部がケース開口部に向いた係合待機位置において、油圧配管等のパイプに軸開口部を通し、そのまま半自動式のトルクレンチを下げる事でナット係合軸がナット部材に係合するので、電動駆動によりナット部材の締付を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明による半自動式のトルクレンチの第１実施形態を示す上面図。
【図２】（ａ）は図１の正面図、（ｂ）は（ａ）の右側面図。
【図３】図２に示す自動ナット締付機構の縦断面図。
【図４】（ａ）は図３に示す自動ナット締付機構の外観斜視図、（ｂ）は近接センサーによる開口部検出方式の変形例を示す自動ナット締付機構の背面側の図。
【図５】図３のＡ-Ａ矢視断面図。
【図６】図１に示す半自動式のトルクレンチの駆動系の電気回路図。
【図７】図６の電気回路における動作を示すタイミングチャート。
【図８】本発明による半自動式トルクレンチの第２の実施形態を示す正面図。
【図９】図８に示す自動ナット締付機構の縦断面図。
【図１０】図９の自動ナット締付機構の外観斜視図。
【図１１】図９のＢ矢視断面図。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下本発明を図面に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００２４】
第１実施形態
図１から図７は本発明による半自動式のトルクレンチの第１実施形態を示す。
【００２５】
図１および図２において、トルクレンチ１０は、作業者により手動操作される中空扁平状の柄部等で構成されるトルクレンチ本体１１と、トルクレンチ本体１１に対して支軸１２を介して揺動可能に連結されたヘッド部１３と、ヘッド部１３に取り付けられた電動モータであるブラシレスモータ（以下単にモータと称す）１４及びモータ駆動制御回路（図６）を有する電動駆動装置１５と、により構成し、商用電源（例えばＡＣ１００Ｖ）を駆動電源とし、電源コード１５Ａが前記モータ駆動制御回路に接続されている。
【００２６】
また、ヘッド部１３とトルクレンチ本体１１とはトルクリミッターとしてのトグル機構（不図示）を介して連結されている。モータ１４のモータ回転軸（不図示）は、トルクレンチ本体１１の長さ方向と平行に配置され、前記モータ回転軸の軸端部に不図示の減速機構が接続されている。
【００２７】
前記減速機構の出力軸に不図示の第１べベルギアが取り付けられている。モータ１４のモータ回転軸と直交する軸方向に、図３に示すように、最終段出力軸１６が配置され、この最終段出力軸１６の入力側に前記第１べベルギアと噛合する第２べベルギア（不図示）が取り付けられ、モータ１４の回転を最終段出力軸１６に伝達する。
【００２８】
一方、ヘッド部１３には、電動駆動装置１５とは反対側に長楕円状のケース１７を備えた自動ナット締付機構１８が取り付けられている。
【００２９】
自動ナット締付機構１８の構成を図３、図４および図５を参照して説明する。
【００３０】
自動ナット締付機構１８は、ケース１７の先端部に、最終段出力軸１６と平行な軸方向と直交方向の横断面において概略Ｃ字形状に形成された中空のナット係合軸１９を回転可能に軸支している。
【００３１】
ナット係合軸１９は、軸方向に沿って開口する開口部（軸開口部）２０を有している。ナット係合軸１９の内面は、締付対象のナットの外径形状に対応して形成され、例えば正六角形形状の内面に形成されている。但し、開口部２０の幅は、対向する正六角形の内面の対向幅よりも狭くして上顎部２０ａと下顎部２０ｂを形成し、実質的には４面の内壁面を有している。
【００３２】
本実施形態のトルクレンチを、例えば油圧配管のコネクタあるいは油圧発生シリンダー装置のボディにナット締めにより取り付け用とする場合、接続用のナット部材は内径部に油圧配管が内装されていることから、該油圧配管の外径はナット部材の外径よりも小径である。このため、開口部２０の開口幅を油圧配管の外径よりも大径で、ナット部材の外径よりも小径としている。したがって、先ず、開口部２０を油圧配管に通すことで、ナット係合軸１９の内径部である係合部１９Ａをナットに係合させることができる。この係合状態では、開口部２０の両端の上顎部２０ａと下顎部２０ｂとがナットに係合するため、ナット係合軸１９の回転中にナット部材からナット係合軸１９が抜け出ることが防止される。
【００３３】
本実施形態において、ナット係合軸１９の軸方向長さを締付対象とするナット部材の高さの２倍以上とし、この長さ範囲のいずれの位置でもナット部材との係合を可能としている。また、例えば油圧配管を狭い間隔で油圧シリンダー装置のボディに並んで接続する場合、締付済みのナット部材が隣にあっても、ナット係合軸１９の長さの範囲内でナット係合部材との係合位置をずらすことで、ケース１７が締付済みのナット部材と干渉することなくナット締めを行なうことができる。この場合、ナット係合軸１９の外径を締付締めのナット部材と干渉しないサイズとすることはいうまでもないことである。
【００３４】
自動ナット締付機構１８は、ケース１７内に入力ギア２１と、入力ギア２１と噛み合うボールベアリングを介して軸支されている第１中間ギア２２と、第１中間ギア２２と噛み合う第２中間ギア２３とを一列に配置し、第２中間ギア２３と離れてケース１７の先端部にナット係合軸１９を回転可能に配置しており、入力ギア２１と第１中間ギア２２と第２中間ギア２３とナット係合軸１９とを同一の軸線Ｌ上に配置している。
【００３５】
また、ケース１７の先端部は開口部２０の開口幅と同幅に開口したケース開口部２７が形成され、図５に示すように、ナット係合軸１９の開口部２０がケース開口部２７と正対する係合待機位置において、前記油圧配管がケース開口部２７から開口部２０を通して係合部１９Ａ内に入り込み、トルクレンチ１０を下げることによりナット部材を係合部１９Ａに係合させることができる。なお、ケース１７の先端部２６はできるだけ外径を小さくし、狭い間隔の油圧配管の間に差し込むことができるようにしている。
【００３６】
ナット係合軸１９は、開口部２０を除いて外周部に一部切欠ギア部２８が形成されていて、前記軸線Ｌを挟んで左右に左出力ギア２４と右出力ギア２５とを回転可能に配置している。なお、入力ギア２１と第１中間ギア２２と第２中間ギア２３とナット係合軸１９の一部切欠ギア部２８は同径としている。
【００３７】
左出力ギア２４と右出力ギア２５とは、共に第２中間ギア２３に噛み合うと共に、ナット係合軸１９が前記係合待機位置に待機した状態において、ナット係合軸１９の一部切欠ギア部２８に同時に係合している。ここで、図５は図３のＡ-Ａ矢視断面図であり、図３の下側から上向きに自動ナット締付機構１８のギア列を見ているので、右ねじのナット部材を締付るには、図５において、ナット係合軸１９が反時計まわり方向に回転させる。したがって、図５において、入力ギア２１には反時計回りに回転駆動され、第１中間ギア２２から第２中間ギア２３を経て左出力ギア２４と右出力ギア２５が回転駆動され、ナット係合軸１９を右ねじ回り方向に回転させる。
【００３８】
ナット係合軸１９が係合待機位置から回転を開始すると、一部切欠ギア部２８の切欠部２８Ａ（開口部２０に対応する）が左出力ギア２４に達するが、右出力ギア２５が一部切欠ギア部２８と噛み合っているので、このままナット係合軸１９を回転駆動させることができる。その後、切欠部２８Ａが右出力ギア２５に達するが、左出力ギア２４が一部切欠ギア部２８に噛み合っているので、ナット係合軸１９を１回転させることができる。したがって、一部切欠ギア部２８に切欠部２８Ａが存在していても、ナット部材を複数回転させて締付ることが可能となる。
【００３９】
自動ナット締付機構１８の入力ギア２１は、軸部３０が中空軸に形成されていて、軸部３０の内径部がスプライン加工されている。そして、外周部にスプライン加工された連結軸３１が軸部３０内でスプライン結合している。最終段出力軸１６は、ヘッド部１３内に配置されたラチェット機構を構成するラチェットギア３２に軸回りに対して回転不能に結合されている。そして、ラチェットギア３２は中心軸部３３が中空に形成されていて、中心軸部３３の内周に形成したスプライン溝が連結軸３１の外周に形成したスプラインと結合し、最終段出力軸１６の回転駆動力を入力ギア２１に伝達し、ナット係合軸１９を回転させる。
【００４０】
ヘッド部１３内には、不図示のラチェット爪が配置されて不図示のばねによりラチェットギア３２のラチェット歯と係合する方向に付勢されている。したがって、トルクレンチ本体１１の柄部を手動操作により回動すると、前記ラチェット爪を介してラチェットギア３２を回動させ、ナット係合軸１９を回動させてナット部材の締付を行う。設定トルク値に近くなると、ナット部材からの反力により自動ナット締付機構１８のギア列が回転しなくなり、ヘッド部１３と自動ナット締付機構１８のケース１７が一体化し、設定トルク値に達すると前記トグル機構がトルク非伝達状態になり、作業者は設定トルク値に達したことを感覚的に知ることができる。
【００４１】
上記した構成において、ナット部材をモータ駆動により仮締めするには、始動レバー３４を引いてスタートスイッチ３５をオンさせると、モータ１４が起動して最終段出力軸１６を回転させるが、前記ラチェット爪は最終段出力軸１６の回転を阻止しない。そして、締付トルクの上昇に伴い、モータ電流が増加し、仮締めトルクに対応して設定したモータ電流に達すると、モータ１４の駆動が停止され。そして、作業者はトルクレンチ本体１１を構成する柄部１１ａを手で引き、ナット部材をさらに締め付け、設定トルク値に達すると前記トグル機構が作動して締め付けが完了する。
【００４２】
トルクレンチ本体１１のチューブ状に形成した柄部１１ａの先端部には、ヘッド部１３の後端部が挿入されると共に支軸１２を介して揺動自在に取り付けられ、ヘッド部１３の後端部と柄部１１ａとを前記トグル機構により連結している。
【００４３】
このトグル機構は、ハンドル部１１ａ内に配置したばね部材（不図示）によりヘッド部１３側にばね付勢される移動体（不図示）と、ヘッド部１３の後端部との間に連結されるリンク部材（不図示）とにより構成され、前記リンク部材は柄部１１ａの軸方向に対して傾斜した状態をトグル非作動状態（トルク伝達状態）としてヘッド部１３を柄部１１ａに対して揺動不能の固定状態とし、ハンドル部１１ａと一体化している。
【００４４】
そして、柄部１１ａを手動操作により引いて（回動して）締付力を増し、前記ばね部材のばね力で設定される設定トルク値に達すると、前記リンク部材を介して前記移動体が該ばね部材のばね力に抗して後進し、該リンク部材が柄部１１ａの軸心と平行となるまで回動するとトグル動作が行われ、ヘッド部１３が柄部１１ａに対して固定状態が解除（トルク非伝達状態）されて揺動する。これにより、作業者はナット部材が設定トルク値まで締付られたことを確認することができることになる。その際、ヘッド部１３の揺動により図６に示すトグル作動スイッチ５８がオンして締付完了信号を出力する。
【００４５】
上述した操作により、ナット部材の本締めが完了した状態において、ナット係合軸１９の開口部２０が前記係合待機位置に位置しているか否かは不明であり、開口部２０が係合待機位置に向いていない場合には、油圧配管からナット係合部材を抜き出すことができない。
【００４６】
そこで、ケース１７の背面側で、ナット係合軸１９に近接して近接センサー３６を取り付け、開口部２０の位置を検出し、前記モータ駆動制御回路に出力する。本実施形態において、ナット係合軸１９を金属製とすることで、開口部２０の位置を検出することができる。なお、近接センサー３６に代えてホール素子（ホールＩＣ）を用いてもよい。
【００４７】
前記モータ駆動制御回路は、電動駆動装置１５の外装ケースの後端部に取り付けた係合待機位置復帰スイッチ３７からのＯＮ信号で、モータ１４を駆動し、ナット係合軸１８を係合待機位置に戻すようにしている。
【００４８】
次に、モータ駆動制御回路５０を図６に基づいて説明する。
【００４９】
図６において、本実施形態のモータ駆動制御回路５０は、駆動電源であるＡＣ１００Ｖ電源５１によりブラシレスモータ１４を駆動制御するもので、のブラシレスモータの公知の駆動回路部５２と、駆動回路部５２を制御するＣＰＵで構成される制御回路部５３と、ラインフィルタ５４とダイオードブリッジ５５で構成される整流回路部と、を有している。
【００５０】
電源駆動装置１５の外装ケースには、ランプ表示部５６が設けられている。ランプ表示部５６には、緑色表示の回転ランプ５６Ｇと、青色表示の締付表示ランプ５６Ｂと、赤色表示の異常ランプ５６Ｒとを有し、制御回路部５３のランプ制御部５３Ａによりこれらのランプ５６Ｇ、５６Ｂ、５６Ｒの表示制御が行なわれる。回転ランプ５６Ｇはモータ駆動によりナット係合軸１９を回転させていることを点灯表示し、締付表示ランプ５６Ｂは仮締め完了を青点滅で表示すると共に本締め完了を青点灯で表示し、異常ランプ５６Ｒは締付不良等の異常の発生を点灯表示する。
【００５１】
駆動回路部５２は、ＦＥＴからなるスイッチング素子ＦＥＴ１〜ＦＥＴ６をモータ１４に対して図示の如く接続し、スイッチング素子用ドライバ５Ａによりスイッチング素子ＦＥＴ１〜ＦＥＴ６を制御してモータ１４を駆動するための公知の回路構成としている。
【００５２】
モータ１４には、マグネットロータの位置を検知するホール素子（ホールＩＣ）１４ａ〜１４ｃが所定間隔で配置され、制御回路部５３はこれらホール素子からの検知信号に基づいてスイッチング素子用ドライバ５３Ａを駆動して、スイッチング素子ＦＥＴ１〜ＦＥＴ６をオン・オフ制御し、モータ１４の巻線１４ｄ〜１４ｆに選択的に通電することでモータ１４を回転制御する。
【００５３】
本実施形態において、電源コード１５Ａと前記整流回路とを直結し、電源コード１５Ａを駆動電源５１に接続すると、ランプ表示部５６に配置した電源ランプ５７が点灯すると共に、制御回路部５３が起動するようにしている。スタートスイッチ３５は、前記整流回路と駆動回路部５２と間に直列に接続されている。
【００５４】
制御回路部５３には、トグル作動スイッチ５８スイッチ状態を検出する締付け完了入力部５３Ｂ、モータ駆動速度を調整する速度調整ボリューム５９Ａの調整量を検出する速度設定部５３Ｃ、仮締めトルク値を調整する仮締め調整ボリューム５９Ｂの調整量を検出する仮締めトルク設定部５３Ｄ、係合待機位置復帰スイッチ３７のスイッチ状態を検出する位置出しモード検出部５３Ｅ、近接センサー３６の検出情報が入力されるセンサー信号入力部５３Ｆ、締付け完了信号を外部に出力するための完了信号出力制御部５３Ｇ、駆動回路部５２に流れる電流をシャント抵抗Ｒを介して検出する電流検出部５３Ｈ、スイッチング素子用ドライバ５２Ａを制御する６相ＰＷＭ出力部５３Ｉ，ホール素子１４ａ〜１４ｃの信号が入力されてマグネットロータの位置を検出するホール素子信号入力位置検出部５３Ｊ、スタートスイッチ３５のスイッチ状態を検出するスタート検出回路５０Ｃからのスタート指令を検出するスタート指令部５３Ｋを備えている。なお、完了信号出力制御部５３Ｇからの完了信号は、外部出力端子５０Ａを介して有線により、また無線送信器５０Ｂを経て外部に出力され、例えば締付け本数のカウント等に用いられる。
【００５５】
以下、制御回路部５３の動作を７に示すタイミングチャートを参照して説明する。
【００５６】
制御回路部５３は、スタートスイッチ３５のオンをスタート検出回路５０Ｃが検知し、スタート指令部５３Ｋに閉信号が入力されると、駆動回路部５２への駆動開始指示を６相ＰＷＭ出力部５３Ｉからスイッチング素子ドライバ５２Ａに行い、ナット部材の仮締めのためにモータ１４の高速回転が開始される。また、回転ランプ５６Ｇが緑色で点灯する。なお、始動レバー３４は押し続けてスタートスイッチ３５をＯＮとしている。
【００５７】
モータ１４によるナット部材の自動締付が開始され、ナット部材の締付によりモータ１４の負荷抵抗が増して通電電流が大きくなり、電流検出部５３Ｈで検出した通電電流が仮締めトルク設定部５３Ｄに設定した仮締付完了状態に達したと判断すると、スタートスイッチ３５がＯＮであってもモータ１４を自動停止させると共に、回転ランプ５６Ｇを消灯する。
【００５８】
制御回路部１０は、モータ１４の自動停止と共に、仮締め完了表示のために締付け表示ランプ５６Ｂを点滅状態とし、作業者に手作業による本締を促す。
【００５９】
作業者が始動レバー３４から指を離してスタートスイッチ３５がオフし、手動で本締付を行い締付完了により前記トグル機構が作動すると、トグル作動スイッチ５８がオンし、締付け表示ランプ５６Ｂの点滅が消えて所定時間連続点灯となる。続いて、ナット係合軸１９の開口部２０を係合待機位置に復帰させるために、係合待機位置復帰スイッチ３７をＯＮ状態として始動レバー３４を押すと、位置出しモードに切換り、モータ１４を低速回転で回転させる。
【００６０】
近接センサー３６を例えば軸線Ｌ上に配置した場合、ナット締付け方向に回転するナット係合軸１９の開口部２０が近接センサー３６の前を通過すると、その位置からナット係合軸１９が半周回転すれば開口部２０が係合待機位置に復帰する。
【００６１】
本実施形態では、低速で回転するナット係合軸１９の回転速度より、例えばナット係合軸１９が半周する時間（停止位置演算）を回転停止位置演算部５３Ｌで演算する。勿論、近接センサー３６の配置位置は軸線Ｌ上に限定されるものではなく、開口部２０を検出できる位置であれば特に限定されるものではなく、その位置から係合待機位置に達するまでの時間（停止位置演算）が回転停止位置演算部５３Ｌで演算される。
【００６２】
そして、近接センサー３６が開口部２０を検出（ＯＮ）したことをセンサー信号入力部５３Ｆに入力すると、前記停止位置演算のタイマーがスタートし、前記タイマーが終了すると開口部２０を係合待機位置に復帰させてモータ１４の駆動が停止する。これにより、ナット係合軸１９の開口部２０がケース開口部２７に正対し、油圧配管からナット係合軸１９を取り外すことができる。
【００６３】
本実施形態では、モータ１４あるいはナット係合軸１９の回転速度から停止位置演算を行なっているが、モータ駆動パルスのパルス数により停止位置演算を行なうようにしても良い。また、近接センサー３６が開口部２０を検出してからナット係合軸１９が１８０度回転した位置を係合待機位置としてモータ１４の駆動を停止しているが、図４（ｂ）に示すように、ナット係合軸１９の下ケース板１７Ｂから下方に突出する突出部の外周で、開口部２０から反対側の１８０度の位置に金属製の被検出体６５を突出させ、この被検出体６５を近接センサー３６により検出すると、直ちにモータ１４の駆動を停止してナット係合軸１９の回転をすれば、開口部２０を係合待機位置に位置出しすることができる。
【００６４】
第２実施形態
図８から図１１は本発明の第２実施形態を示す。
【００６５】
上記した第１実施形態において、ナット係合軸１９を係合待機位置に復帰させるために、近接センサー３６を用いたセンサー制御方式を採用して開口部２０の位置出しを行なっているが、本実施形態では、機械的にナット係合軸１９の開口部２０を係合待機位置に復帰させる位置出しを行なっている。
【００６６】
本実施形態の構成は、第１実施形態の構成と殆んど同一構成とし、異なる点は、自動ナット締付機構１８のギア列を構成する第２中間ギア２３を利用してナット係合軸１９の開口部２０の位置出しを行っている。
【００６７】
第２中間ギア２３は、中心軸部２３Ａを中空軸に形成し、中心軸部２３Ａの内径軸孔２３Ｂに回転停止手段であるストッパーピン６０を軸方向移動可能に貫通している。なお、図９において、ケース１７を貫通するストッパーピン６０の上端部には抜け止めフランジ部６１が形成され、貫通下端部には抜け止めナット６２がねじ止めされて抜けが防止されている。なお、抜け止めナット６２とケース１７の下ケース板１７Ｂとの間には、不図示のばねが装着され、フランジ部６１がケース１７の上面と当接するまでストッパーピン６０を下方に付勢している。
【００６８】
第２中間ギア２３の中心軸部２３Ａは、ケース１７の上下のケース板１７Ａと１７Ｂとの間に配置され、この中心軸部２３Ａの外周にギア部２３Ｂが形成されている。また、中心軸部２３Ａの下端部は、周壁の一部を切り欠いた切り欠き部２３Ｃを有している。この切り欠き部２３Ｃは、ナット係合軸１９の開口部２０が係合待機位置に向いている時に、軸線Ｌ上で、第１中間ギア２２側に位置する。
【００６９】
ストッパーピン６０が挿通される下ケース板１７Ｂのピン孔１７Ｃに連接して、軸線Ｌ上で第１中間ギア２２側に四角形のキー溝１７Ｄが形成されていて、キー溝１７Ｄは中心軸部２３Ａの下端部に形成した切り欠き部２３Ｃに臨めるようになっている。
【００７０】
ストッパーピン６０の軸部の外周部には、キー溝１７Ｄに係合するキー６３が抜け止めナット６２に隣接して形成されていて、図９に示すストッパーピン６０が不図示のばねで下方に付勢されている状態では、キー６３の上端は中心軸部２３Ａの下端とは干渉しない軸方向位置である非係合位置にある。したがって、モータ１４によるナット部材の仮締めの際に、第２中間ギア２３の回転を阻害することはない。また、キー溝１７Ｄにキー６３が係合しているので、ストッパーピン６０の軸回りの回転が規制される。
【００７１】
これに対し、モータ１４を低速回転させ、ナット係合軸１９の開口部２０を係合待機位置に復帰させる位置出しモードの際に、作業者が抜け止めナット６２を上向きに押す。低速回転している第２中間ギア２３の切り欠き部２３Ｃがキー６３の位置に移動してくると、キー６３が切り欠き部２３Ｃ内に入り込み、ストッパーピン６０が上方に移動する。そして、切り欠き部２３Ｃにキー６３が係合し、第２中間ギア２３の回転が停止し、ナット係合軸１９の開口部２０が係合待機位置に停止する。
【００７２】
本実施形態において、スタートスイッチ３５をＯＦＦにすることでモータ１４の回転を停止しても良く、またモータ１４の通電電流の急激な増大を検知して停止するようにしても良い。
【００７３】
また、キー６３は、切り欠き部２３Ｃとの係合を容易とするためにテーパ形状としても良い。
【符号の説明】
【００７４】
Ｌ 軸線
Ｒ シャント抵抗
１０ トルクレンチ
１１ トルクレンチ本体
１１ａ 柄部
１２ 支軸
１３ ヘッド部
１４ ブラシレスモータ（モータ）
１４ａ〜１４ｃ ホール素子（ホールＩＣ） １４ｄ〜１４ｆ 巻線
１５ 電動駆動装置
１５Ａ 電源コード
１６ 最終段出力軸
１７ ケース
１７Ａ 上ケース板 １７Ｂ 下ケース板 １７Ｃ ピン孔 １７Ｄ キー溝
１８ 自動ナット締付機構
１９ ナット係合軸
１９Ａ 係合部
２０ 開口部（軸開口部）
２０ａ 上顎部 ２０ｂ 下顎部
２１ 入力ギア
２２ 第１中間ギア
２３ 第２中間ギア
２３Ａ 中心軸部 ２３Ｂ ギア部 ２３Ｃ 切り欠き部
２４ 左出力ギア
２５ 右出力ギア
２６ 先端部
２７ ケース開口部
２８ 一部切欠きギア部
２８Ａ 切欠部
３０ 軸部
３１ 連結軸
３２ ラチェットギア
３３ 中心軸部
３４ 始動レバー
３５ スタートスイッチ
３６ 近接センサー
３７ 係合待機位置復帰スイッチ
５０ モータ駆動制御回路
５０Ａ 外部出力端子 ５０Ｂ 無線送信器 ５０Ｃ スタート検出回路
５１ 電源
５２ 駆動回路部
ＦＥＴ１〜ＦＥＴ６ スイッチング素子 ５２Ａ スイッチング素子ドライバ
５３ 制御回路部
５３Ａ ランプ制御部 ５３Ｂ 締付け完了入力部 ５３Ｃ 速度設定部 ５３Ｄ 仮締めトルク設定部 ５３Ｅ 位置出しモード検出部 ５３Ｆ セ ンサー信号入力部 ５３Ｇ 完了信号出力制御部 ５３Ｈ 電流検出部 ５３Ｉ ６相ＰＷＭ出力部 ５３Ｊ ホール素子信号入力位置検出部 ５３ Ｋ スタート指令部 ５３Ｌ 回転停止位置演算部
５４ ラインフィルタ
５５ ダイオードブリッジ
５６ ランプ表示部
５６Ｇ 回転ランプ ５６Ｂ 締付表示ランプ ５６Ｒ 異常ランプ
５７ 電源ランプ
５８ トグル作動スイッチ
５９Ａ 速度調整ボリューム
５９Ｂ 仮締め調整ボリューム
６０ ストッパーピン
６１ 抜け止めフランジ部
６２ 抜け止めナット
６３ キー
６５ 被検出体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ駆動により一定のトルク値までナット等の締結体を仮締めし、その後は手動で目的とするトルク値まで締付る半自動式のトルクレンチに係り、特にスパナのように先端部が開口した係合部をナットに差し込んで自動締め付けのために係合部を回転させる半自動式のトルクレンチに関する。
【背景技術】
【０００２】
半自動式のモータ駆動、例えば電動モータ駆動によるトルクレンチとしては、手動式のトルクレンチのヘッド部に電動モータを取り付けた構成のものが提案されている（特許文献１）。
【０００３】
特許文献１に記載のトルクレンチは、手動操作されるトルクレンチ本体と、前記トルクレンチ本体に対して揺動可能に連結されると共に、トルクリミッターとしてのトグル機構を介して固定されたヘッド部と、前記ヘッド部に設けた電動モータとにより構成し、前記電動モータの駆動力により前記ヘッド部に設けたラチェット機構付きの駆動軸を回転させ、前記駆動軸に装着される例えばソケットによりボルトを締付る。
【０００４】
トルクレンチ本体は、チューブ状に形成したハンドル部の先端部に回動自在に前記ヘッド部を取り付け、前記ハンドル部内に挿入された該ヘッド部の挿入端部と該ハンドル部とを前記トグル機構により連結している。
【０００５】
このトグル機構は、ハンドル部内に配置したばね部材により前記ヘッド部側にばね付勢される移動体と、該ヘッドの挿入端との間に連結されるリンク部材とにより構成され、該リンク部材は該ハンドルの軸方向に対して傾斜した状態をトグル非作動状態（トルク伝達状態）として該可動ヘッドを該ハンドル部に対して揺動不能の固定状態とし、該ハンドル部と一体化している。
【０００６】
そして、電動モータによる仮締め後、前記ハンドル部を手動操作により引いて（回動して）締付力を増し、前記ばね部材のばね力で設定される設定トルク値に達すると、前記リンク部材を介して前記移動体が該ばね部材のばね力に抗して後進し、該リンク部材が前記ハンドル部の軸心と平行となるまで回動するとトグル動作が行われ、該可動ヘッドが該ハンドル部に対して固定状態が解除されて揺動し、トルク非伝達状態となる。これにより、作業者はボルトが設定トルク値まで締付られたことを確認することができることになる。
【０００７】
このような電動トルクレンチによる締付対象は、筒状のソケットを嵌め込むことができるものを対象としている。すなわち、ボルトの先端部にナットを締付る場合、ナットからボルトの先端部が飛び出でいても、ソケットをその上から被せることができれば、ソケットをモータ駆動により回転させて仮締めし、手動操作での本締め終了後に、ソケットをナットから支障なく取り外すことができる。
【０００８】
しかし、配管されているパイプの端部を機器にナットにより取り付ける際、ヘッド部としてこのような円筒状のソケット、あるいはメガネレンチのような閉鎖型のヘッド部を使用することができないことから、一般に先端部が開口したスパナを用いて手動操作によりナットの締付を行なうようにしている。
【０００９】
このような、一般的な構造のスパナによるナットの締付作業は、ナットを少し回してはスパナをナットから抜き、またスパナを戻して再びナットに差し込んで締付るとういう単調な作業の繰り返しを伴うものである。
【００１０】
このため、フレアレンチと称されるスパナが提案されている（特許文献２）。このフレアレンチは、例えば六角ナットの側面に対して先端開口部を差し込んで係合し、スパナを締付方向に少しだけ回し、そのままの状態でスパナの柄を反対方向に回すとナットの側面との係合が解除され、再びスパナの柄を締付方向に回すとナットの締付ができるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００９−０９５９６１号公報
【特許文献２】特開２０００−３３４６６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、上記した特許文献２に示すようなフレアレンチは、例えば自動車の油圧ブレーキシステムにおけるマスターシリンダーに複数系統のブレーキ油圧配管をナットにより締付る場合、自動車の組み立て工場等において、締付作業の全てが手作業であるため、短時間での締付作業には限界がある。
【００１３】
また、ナットの締付トルク管理の徹底という点から、トルクレンチによる締め付けが要求され、特に短時間で所定のトルク値にナットを確実に締付るには、上述した半自動式のトルクレンチによる締め付けが望まれる。
【００１４】
本発明の目的は、スパナと同様にナットの側面から係合でき、モータ駆動によりナットの仮締め後、手動操作による所定トルク値の本締めができ、締付完了後にはナットから自由に取り外すことができる半自動式のトルクレンチを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の目的を実現する半自動式のトルクレンチの第１構成は、手動操作されるトルクレンチ本体と、前記トルクレンチ本体に対して揺動可能に連結されると共にトルクリミッターを介して固定されたヘッド部と、前記ヘッド部に取り付けられた電動駆動装置と、前記電動駆動装置の駆動制御を行う駆動制御部と、を有し、前記電動駆動装置の外部出力軸が前記ヘッド部に対して一方向回転機構を介して連結され、前記トルクレンチ本体の手動操作力を前記外部出力軸に伝達可能とする半自動式のトルクレンチにおいて、前記ヘッド部に固定されると共に、前記外部出力軸の回転駆動力が入力されるナット部材締付機構を有し、前記ナット部材締付機構は、先端部が開口するケース開口部を有するケースと、内径部でナット部材と係合し、周壁の一部分が軸方向に沿って開口する軸開口部が前記ケース開口部と対応して形成され、前記ケースの先端部に回転可能に支持された中空形状のナット係合軸と、前記ナット係合軸に前記外部出力軸からの駆動力を伝達する歯車伝達手段と、前記ナット係合軸の軸開口部を検出する開口部検出センサーと、を有し、前記駆動制御部は、前記ナット係合軸によるナット部材を設定した仮締付トルク値まで前記電動駆動装置による駆動力で締付、位置出しモード時に、前記ナット係合軸を回転させ、前記開口部検出センサーの検出情報に基づいて前記軸開口部が前記ケース開口部に一致する係合待機位置で前記ナット係合軸の回転を停止させることを特徴とする。
【００１６】
本発明の目的を実現する半自動式のトルクレンチの第２構成は、手動操作されるトルクレンチ本体と、前記トルクレンチ本体に対して揺動可能に連結されると共にトルクリミッターを介して固定されたヘッド部と、前記ヘッド部に取り付けられた電動駆動装置と、前記電動駆動装置の駆動制御を行う駆動制御部と、を有し、前記電動駆動装置の外部出力軸が前記ヘッド部に対して一方向回転機構を介して連結され、前記トルクレンチ本体の手動操作力を前記外部出力軸に伝達可能とする半自動式のトルクレンチにおいて、前記ヘッド部に固定されると共に、前記外部出力軸の回転駆動力が入力されるナット部材締付機構を有し、前記ナット部材締付機構は、先端部が開口するケース開口部を有するケースと、内径部でナット部材と係合し、周壁の一部分が軸方向に沿って開口する軸開口部が前記ケース開口部と対応して形成され、前記ケースの先端部に回転可能に支持された中空形状のナット係合軸と、前記ナット係合軸に前記外部出力軸からの駆動力を伝達する歯車伝達手段と、前記歯車伝達手段に対して係脱可能に前記ケースに配置され、係合状態で前記軸開口部が前記ケース開口部に一致する係合待機位置で前記ナット係合軸の回転を停止させる回転停止手段と、を有し、前記駆動制御部は、前記ナット係合軸によるナット部材を設定した仮締付トルク値まで前記電動駆動装置による駆動力で締付、位置出しモード時に、前記ナット係合軸を回転させ、前記回転停止手段を係合位置に設定することにより前記ナット係合軸を機械的に停止させることを特徴とする。
【００１７】
上記したいずれかの構成において、前記駆動制御部は、前記位置出しモード時における前記ナット係合軸の回転速度を仮締付時の回転速度より低速とすることができる。
【００１８】
上記したいずれかの構成において、前記ナット係合軸は、パイプをナット部材により被取り付け部に締付る際に、前記ナット係合軸の軸開口部の開口幅を前記パイプの外径よりも大径とし、前記ナット部材の外径よりも小径とすることができる。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１、２に係る発明によれば、スパナでなければナットの締付ができない箇所での締付作業を自動による仮締めまで行え、設定トルク値まで手動操作により正確に行うことができ、締付作業の終了後は係合待機位置までナット係合軸をセンサー制御方式あるいは機械制御方式で復帰させることができる。
【００２０】
請求項３に係る発明によれば、位置出しモードでのナット係合軸を低速回転させて確実に軸開口部を係合待機位置に停止させることができる。
【００２１】
請求項４に係る発明によれば、ナット係合軸の軸開口部がケース開口部に向いた係合待機位置において、油圧配管等のパイプに軸開口部を通し、そのまま半自動式のトルクレンチを下げる事でナット係合軸がナット部材に係合するので、電動駆動によりナット部材の締付を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明による半自動式のトルクレンチの第１実施形態を示す上面図。
【図２】（ａ）は図１の正面図、（ｂ）は（ａ）の右側面図。
【図３】図２に示す自動ナット締付機構の縦断面図。
【図４】（ａ）は図３に示す自動ナット締付機構の外観斜視図、（ｂ）は近接センサーによる開口部検出方式の変形例を示す自動ナット締付機構の背面側の図。
【図５】図３のＡ-Ａ矢視断面図。
【図６】図１に示す半自動式のトルクレンチの駆動系の電気回路図。
【図７】図６の電気回路における動作を示すタイミングチャート。
【図８】本発明による半自動式トルクレンチの第２の実施形態を示す正面図。
【図９】図８に示す自動ナット締付機構の縦断面図。
【図１０】図９の自動ナット締付機構の外観斜視図。
【図１１】図９のＢ矢視断面図。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下本発明を図面に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００２４】
第１実施形態
図１から図７は本発明による半自動式のトルクレンチの第１実施形態を示す。
【００２５】
図１および図２において、トルクレンチ１０は、作業者により手動操作される中空扁平状の柄部等で構成されるトルクレンチ本体１１と、トルクレンチ本体１１に対して支軸１２を介して揺動可能に連結されたヘッド部１３と、ヘッド部１３に取り付けられた電動モータであるブラシレスモータ（以下単にモータと称す）１４及びモータ駆動制御回路（図６）を有する電動駆動装置１５と、により構成し、商用電源（例えばＡＣ１００Ｖ）を駆動電源とし、電源コード１５Ａが前記モータ駆動制御回路に接続されている。
【００２６】
また、ヘッド部１３とトルクレンチ本体１１とはトルクリミッターとしてのトグル機構（不図示）を介して連結されている。モータ１４のモータ回転軸（不図示）は、トルクレンチ本体１１の長さ方向と平行に配置され、前記モータ回転軸の軸端部に不図示の減速機構が接続されている。
【００２７】
前記減速機構の出力軸に不図示の第１べベルギアが取り付けられている。モータ１４のモータ回転軸と直交する軸方向に、図３に示すように、最終段出力軸１６が配置され、この最終段出力軸１６の入力側に前記第１べベルギアと噛合する第２べベルギア（不図示）が取り付けられ、モータ１４の回転を最終段出力軸１６に伝達する。
【００２８】
一方、ヘッド部１３には、電動駆動装置１５とは反対側に長楕円状のケース１７を備えた自動ナット締付機構１８が取り付けられている。
【００２９】
自動ナット締付機構１８の構成を図３、図４および図５を参照して説明する。
【００３０】
自動ナット締付機構１８は、ケース１７の先端部に、最終段出力軸１６と平行な軸方向と直交方向の横断面において概略Ｃ字形状に形成された中空のナット係合軸１９を回転可能に軸支している。
【００３１】
ナット係合軸１９は、軸方向に沿って開口する開口部（軸開口部）２０を有している。ナット係合軸１９の内面は、締付対象のナットの外径形状に対応して形成され、例えば正六角形形状の内面に形成されている。但し、開口部２０の幅は、対向する正六角形の内面の対向幅よりも狭くして上顎部２０ａと下顎部２０ｂを形成し、実質的には４面の内壁面を有している。
【００３２】
本実施形態のトルクレンチを、例えば油圧配管のコネクタあるいは油圧発生シリンダー装置のボディにナット締めにより取り付け用とする場合、接続用のナット部材は内径部に油圧配管が内装されていることから、該油圧配管の外径はナット部材の外径よりも小径である。このため、開口部２０の開口幅を油圧配管の外径よりも大径で、ナット部材の外径よりも小径としている。したがって、先ず、開口部２０を油圧配管に通すことで、ナット係合軸１９の内径部である係合部１９Ａをナットに係合させることができる。この係合状態では、開口部２０の両端の上顎部２０ａと下顎部２０ｂとがナットに係合するため、ナット係合軸１９の回転中にナット部材からナット係合軸１９が抜け出ることが防止される。
【００３３】
本実施形態において、ナット係合軸１９の軸方向長さを締付対象とするナット部材の高さの２倍以上とし、この長さ範囲のいずれの位置でもナット部材との係合を可能としている。また、例えば油圧配管を狭い間隔で油圧シリンダー装置のボディに並んで接続する場合、締付済みのナット部材が隣にあっても、ナット係合軸１９の長さの範囲内でナット係合部材との係合位置をずらすことで、ケース１７が締付済みのナット部材と干渉することなくナット締めを行なうことができる。この場合、ナット係合軸１９の外径を締付締めのナット部材と干渉しないサイズとすることはいうまでもないことである。
【００３４】
自動ナット締付機構１８は、ケース１７内に入力ギア２１と、入力ギア２１と噛み合うボールベアリングを介して軸支されている第１中間ギア２２と、第１中間ギア２２と噛み合う第２中間ギア２３とを一列に配置し、第２中間ギア２３と離れてケース１７の先端部にナット係合軸１９を回転可能に配置しており、入力ギア２１と第１中間ギア２２と第２中間ギア２３とナット係合軸１９とを同一の軸線Ｌ上に配置している。
【００３５】
また、ケース１７の先端部は開口部２０の開口幅と同幅に開口したケース開口部２７が形成され、図５に示すように、ナット係合軸１９の開口部２０がケース開口部２７と正対する係合待機位置において、前記油圧配管がケース開口部２７から開口部２０を通して係合部１９Ａ内に入り込み、トルクレンチ１０を下げることによりナット部材を係合部１９Ａに係合させることができる。なお、ケース１７の先端部２６はできるだけ外径を小さくし、狭い間隔の油圧配管の間に差し込むことができるようにしている。
【００３６】
ナット係合軸１９は、開口部２０を除いて外周部に一部切欠ギア部２８が形成されていて、前記軸線Ｌを挟んで左右に左出力ギア２４と右出力ギア２５とを回転可能に配置している。なお、入力ギア２１と第１中間ギア２２と第２中間ギア２３とナット係合軸１９の一部切欠ギア部２８は同径としている。
【００３７】
左出力ギア２４と右出力ギア２５とは、共に第２中間ギア２３に噛み合うと共に、ナット係合軸１９が前記係合待機位置に待機した状態において、ナット係合軸１９の一部切欠ギア部２８に同時に係合している。ここで、図５は図３のＡ-Ａ矢視断面図であり、図３の下側から上向きに自動ナット締付機構１８のギア列を見ているので、右ねじのナット部材を締付るには、図５において、ナット係合軸１９が反時計まわり方向に回転させる。したがって、図５において、入力ギア２１には反時計回りに回転駆動され、第１中間ギア２２から第２中間ギア２３を経て左出力ギア２４と右出力ギア２５が回転駆動され、ナット係合軸１９を右ねじ回り方向に回転させる。
【００３８】
ナット係合軸１９が係合待機位置から回転を開始すると、一部切欠ギア部２８の切欠部２８Ａ（開口部２０に対応する）が左出力ギア２４に達するが、右出力ギア２５が一部切欠ギア部２８と噛み合っているので、このままナット係合軸１９を回転駆動させることができる。その後、切欠部２８Ａが右出力ギア２５に達するが、左出力ギア２４が一部切欠ギア部２８に噛み合っているので、ナット係合軸１９を１回転させることができる。したがって、一部切欠ギア部２８に切欠部２８Ａが存在していても、ナット部材を複数回転させて締付ることが可能となる。
【００３９】
自動ナット締付機構１８の入力ギア２１は、軸部３０が中空軸に形成されていて、軸部３０の内径部がスプライン加工されている。そして、外周部にスプライン加工された連結軸３１が軸部３０内でスプライン結合している。最終段出力軸１６は、ヘッド部１３内に配置されたラチェット機構を構成するラチェットギア３２に軸回りに対して回転不能に結合されている。そして、ラチェットギア３２は中心軸部３３が中空に形成されていて、中心軸部３３の内周に形成したスプライン溝が連結軸３１の外周に形成したスプラインと結合し、最終段出力軸１６の回転駆動力を入力ギア２１に伝達し、ナット係合軸１９を回転させる。
【００４０】
ヘッド部１３内には、不図示のラチェット爪が配置されて不図示のばねによりラチェットギア３２のラチェット歯と係合する方向に付勢されている。したがって、トルクレンチ本体１１の柄部を手動操作により回動すると、前記ラチェット爪を介してラチェットギア３２を回動させ、ナット係合軸１９を回動させてナット部材の締付を行う。設定トルク値に近くなると、ナット部材からの反力により自動ナット締付機構１８のギア列が回転しなくなり、ヘッド部１３と自動ナット締付機構１８のケース１７が一体化し、設定トルク値に達すると前記トグル機構がトルク非伝達状態になり、作業者は設定トルク値に達したことを感覚的に知ることができる。
【００４１】
上記した構成において、ナット部材をモータ駆動により仮締めするには、始動レバー３４を引いてスタートスイッチ３５をオンさせると、モータ１４が起動して最終段出力軸１６を回転させるが、前記ラチェット爪は最終段出力軸１６の回転を阻止しない。そして、締付トルクの上昇に伴い、モータ電流が増加し、仮締めトルクに対応して設定したモータ電流に達すると、モータ１４の駆動が停止され。そして、作業者はトルクレンチ本体１１を構成する柄部１１ａを手で引き、ナット部材をさらに締め付け、設定トルク値に達すると前記トグル機構が作動して締め付けが完了する。
【００４２】
トルクレンチ本体１１のチューブ状に形成した柄部１１ａの先端部には、ヘッド部１３の後端部が挿入されると共に支軸１２を介して揺動自在に取り付けられ、ヘッド部１３の後端部と柄部１１ａとを前記トグル機構により連結している。
【００４３】
このトグル機構は、ハンドル部１１ａ内に配置したばね部材（不図示）によりヘッド部１３側にばね付勢される移動体（不図示）と、ヘッド部１３の後端部との間に連結されるリンク部材（不図示）とにより構成され、前記リンク部材は柄部１１ａの軸方向に対して傾斜した状態をトグル非作動状態（トルク伝達状態）としてヘッド部１３を柄部１１ａに対して揺動不能の固定状態とし、ハンドル部１１ａと一体化している。
【００４４】
そして、柄部１１ａを手動操作により引いて（回動して）締付力を増し、前記ばね部材のばね力で設定される設定トルク値に達すると、前記リンク部材を介して前記移動体が該ばね部材のばね力に抗して後進し、該リンク部材が柄部１１ａの軸心と平行となるまで回動するとトグル動作が行われ、ヘッド部１３が柄部１１ａに対して固定状態が解除（トルク非伝達状態）されて揺動する。これにより、作業者はナット部材が設定トルク値まで締付られたことを確認することができることになる。その際、ヘッド部１３の揺動により図６に示すトグル作動スイッチ５８がオンして締付完了信号を出力する。
【００４５】
上述した操作により、ナット部材の本締めが完了した状態において、ナット係合軸１９の開口部２０が前記係合待機位置に位置しているか否かは不明であり、開口部２０が係合待機位置に向いていない場合には、油圧配管からナット係合部材を抜き出すことができない。
【００４６】
そこで、ケース１７の背面側で、ナット係合軸１９に近接して近接センサー３６を取り付け、開口部２０の位置を検出し、前記モータ駆動制御回路に出力する。本実施形態において、ナット係合軸１９を金属製とすることで、開口部２０の位置を検出することができる。なお、近接センサー３６に代えてホール素子（ホールＩＣ）を用いてもよい。
【００４７】
前記モータ駆動制御回路は、電動駆動装置１５の外装ケースの後端部に取り付けた係合待機位置復帰スイッチ３７からのＯＮ信号で、モータ１４を駆動し、ナット係合軸１８を係合待機位置に戻すようにしている。
【００４８】
次に、モータ駆動制御回路５０を図６に基づいて説明する。
【００４９】
図６において、本実施形態のモータ駆動制御回路５０は、駆動電源であるＡＣ１００Ｖ電源５１によりブラシレスモータ１４を駆動制御するもので、のブラシレスモータの公知の駆動回路部５２と、駆動回路部５２を制御するＣＰＵで構成される制御回路部５３と、ラインフィルタ５４とダイオードブリッジ５５で構成される整流回路部と、を有している。
【００５０】
電源駆動装置１５の外装ケースには、ランプ表示部５６が設けられている。ランプ表示部５６には、緑色表示の回転ランプ５６Ｇと、青色表示の締付表示ランプ５６Ｂと、赤色表示の異常ランプ５６Ｒとを有し、制御回路部５３のランプ制御部５３Ａによりこれらのランプ５６Ｇ、５６Ｂ、５６Ｒの表示制御が行なわれる。回転ランプ５６Ｇはモータ駆動によりナット係合軸１９を回転させていることを点灯表示し、締付表示ランプ５６Ｂは仮締め完了を青点滅で表示すると共に本締め完了を青点灯で表示し、異常ランプ５６Ｒは締付不良等の異常の発生を点灯表示する。
【００５１】
駆動回路部５２は、ＦＥＴからなるスイッチング素子ＦＥＴ１〜ＦＥＴ６をモータ１４に対して図示の如く接続し、スイッチング素子用ドライバ５Ａによりスイッチング素子ＦＥＴ１〜ＦＥＴ６を制御してモータ１４を駆動するための公知の回路構成としている。
【００５２】
モータ１４には、マグネットロータの位置を検知するホール素子（ホールＩＣ）１４ａ〜１４ｃが所定間隔で配置され、制御回路部５３はこれらホール素子からの検知信号に基づいてスイッチング素子用ドライバ５３Ａを駆動して、スイッチング素子ＦＥＴ１〜ＦＥＴ６をオン・オフ制御し、モータ１４の巻線１４ｄ〜１４ｆに選択的に通電することでモータ１４を回転制御する。
【００５３】
本実施形態において、電源コード１５Ａと前記整流回路とを直結し、電源コード１５Ａを駆動電源５１に接続すると、ランプ表示部５６に配置した電源ランプ５７が点灯すると共に、制御回路部５３が起動するようにしている。スタートスイッチ３５は、前記整流回路と駆動回路部５２と間に直列に接続されている。
【００５４】
制御回路部５３には、トグル作動スイッチ５８スイッチ状態を検出する締付け完了入力部５３Ｂ、モータ駆動速度を調整する速度調整ボリューム５９Ａの調整量を検出する速度設定部５３Ｃ、仮締めトルク値を調整する仮締め調整ボリューム５９Ｂの調整量を検出する仮締めトルク設定部５３Ｄ、係合待機位置復帰スイッチ３７のスイッチ状態を検出する位置出しモード検出部５３Ｅ、近接センサー３６の検出情報が入力されるセンサー信号入力部５３Ｆ、締付け完了信号を外部に出力するための完了信号出力制御部５３Ｇ、駆動回路部５２に流れる電流をシャント抵抗Ｒを介して検出する電流検出部５３Ｈ、スイッチング素子用ドライバ５２Ａを制御する６相ＰＷＭ出力部５３Ｉ，ホール素子１４ａ〜１４ｃの信号が入力されてマグネットロータの位置を検出するホール素子信号入力位置検出部５３Ｊ、スタートスイッチ３５のスイッチ状態を検出するスタート検出回路５０Ｃからのスタート指令を検出するスタート指令部５３Ｋを備えている。なお、完了信号出力制御部５３Ｇからの完了信号は、外部出力端子５０Ａを介して有線により、また無線送信器５０Ｂを経て外部に出力され、例えば締付け本数のカウント等に用いられる。
【００５５】
以下、制御回路部５３の動作を７に示すタイミングチャートを参照して説明する。
【００５６】
制御回路部５３は、スタートスイッチ３５のオンをスタート検出回路５０Ｃが検知し、スタート指令部５３Ｋに閉信号が入力されると、駆動回路部５２への駆動開始指示を６相ＰＷＭ出力部５３Ｉからスイッチング素子ドライバ５２Ａに行い、ナット部材の仮締めのためにモータ１４の高速回転が開始される。また、回転ランプ５６Ｇが緑色で点灯する。なお、始動レバー３４は押し続けてスタートスイッチ３５をＯＮとしている。
【００５７】
モータ１４によるナット部材の自動締付が開始され、ナット部材の締付によりモータ１４の負荷抵抗が増して通電電流が大きくなり、電流検出部５３Ｈで検出した通電電流が仮締めトルク設定部５３Ｄに設定した仮締付完了状態に達したと判断すると、スタートスイッチ３５がＯＮであってもモータ１４を自動停止させると共に、回転ランプ５６Ｇを消灯する。
【００５８】
制御回路部１０は、モータ１４の自動停止と共に、仮締め完了表示のために締付け表示ランプ５６Ｂを点滅状態とし、作業者に手作業による本締を促す。
【００５９】
作業者が始動レバー３４から指を離してスタートスイッチ３５がオフし、手動で本締付を行い締付完了により前記トグル機構が作動すると、トグル作動スイッチ５８がオンし、締付け表示ランプ５６Ｂの点滅が消えて所定時間連続点灯となる。続いて、ナット係合軸１９の開口部２０を係合待機位置に復帰させるために、係合待機位置復帰スイッチ３７をＯＮ状態として始動レバー３４を押すと、位置出しモードに切換り、モータ１４を低速回転で回転させる。
【００６０】
近接センサー３６を例えば軸線Ｌ上に配置した場合、ナット締付け方向に回転するナット係合軸１９の開口部２０が近接センサー３６の前を通過すると、その位置からナット係合軸１９が半周回転すれば開口部２０が係合待機位置に復帰する。
【００６１】
本実施形態では、低速で回転するナット係合軸１９の回転速度より、例えばナット係合軸１９が半周する時間（停止位置演算）を回転停止位置演算部５３Ｌで演算する。勿論、近接センサー３６の配置位置は軸線Ｌ上に限定されるものではなく、開口部２０を検出できる位置であれば特に限定されるものではなく、その位置から係合待機位置に達するまでの時間（停止位置演算）が回転停止位置演算部５３Ｌで演算される。
【００６２】
そして、近接センサー３６が開口部２０を検出（ＯＮ）したことをセンサー信号入力部５３Ｆに入力すると、前記停止位置演算のタイマーがスタートし、前記タイマーが終了すると開口部２０を係合待機位置に復帰させてモータ１４の駆動が停止する。これにより、ナット係合軸１９の開口部２０がケース開口部２７に正対し、油圧配管からナット係合軸１９を取り外すことができる。
【００６３】
本実施形態では、モータ１４あるいはナット係合軸１９の回転速度から停止位置演算を行なっているが、モータ駆動パルスのパルス数により停止位置演算を行なうようにしても良い。また、近接センサー３６が開口部２０を検出してからナット係合軸１９が１８０度回転した位置を係合待機位置としてモータ１４の駆動を停止しているが、図４（ｂ）に示すように、ナット係合軸１９の下ケース板１７Ｂから下方に突出する突出部の外周で、開口部２０から反対側の１８０度の位置に金属製の被検出体６５を突出させ、この被検出体６５を近接センサー３６により検出すると、直ちにモータ１４の駆動を停止してナット係合軸１９の回転をすれば、開口部２０を係合待機位置に位置出しすることができる。
【００６４】
第２実施形態
図８から図１１は本発明の第２実施形態を示す。
【００６５】
上記した第１実施形態において、ナット係合軸１９を係合待機位置に復帰させるために、近接センサー３６を用いたセンサー制御方式を採用して開口部２０の位置出しを行なっているが、本実施形態では、機械的にナット係合軸１９の開口部２０を係合待機位置に復帰させる位置出しを行なっている。
【００６６】
本実施形態の構成は、第１実施形態の構成と殆んど同一構成とし、異なる点は、自動ナット締付機構１８のギア列を構成する第２中間ギア２３を利用してナット係合軸１９の開口部２０の位置出しを行っている。
【００６７】
第２中間ギア２３は、中心軸部２３Ａを中空軸に形成し、中心軸部２３Ａの内径軸孔２３Ｂに回転停止手段であるストッパーピン６０を軸方向移動可能に貫通している。なお、図９において、ケース１７を貫通するストッパーピン６０の上端部には抜け止めフランジ部６１が形成され、貫通下端部には抜け止めナット６２がねじ止めされて抜けが防止されている。なお、抜け止めナット６２とケース１７の下ケース板１７Ｂとの間には、不図示のばねが装着され、フランジ部６１がケース１７の上面と当接するまでストッパーピン６０を下方に付勢している。
【００６８】
第２中間ギア２３の中心軸部２３Ａは、ケース１７の上下のケース板１７Ａと１７Ｂとの間に配置され、この中心軸部２３Ａの外周にギア部２３Ｂが形成されている。また、中心軸部２３Ａの下端部は、周壁の一部を切り欠いた切り欠き部２３Ｃを有している。この切り欠き部２３Ｃは、ナット係合軸１９の開口部２０が係合待機位置に向いている時に、軸線Ｌ上で、第１中間ギア２２側に位置する。
【００６９】
ストッパーピン６０が挿通される下ケース板１７Ｂのピン孔１７Ｃに連接して、軸線Ｌ上で第１中間ギア２２側に四角形のキー溝１７Ｄが形成されていて、キー溝１７Ｄは中心軸部２３Ａの下端部に形成した切り欠き部２３Ｃに臨めるようになっている。
【００７０】
ストッパーピン６０の軸部の外周部には、キー溝１７Ｄに係合するキー６３が抜け止めナット６２に隣接して形成されていて、図９に示すストッパーピン６０が不図示のばねで下方に付勢されている状態では、キー６３の上端は中心軸部２３Ａの下端とは干渉しない軸方向位置である非係合位置にある。したがって、モータ１４によるナット部材の仮締めの際に、第２中間ギア２３の回転を阻害することはない。また、キー溝１７Ｄにキー６３が係合しているので、ストッパーピン６０の軸回りの回転が規制される。
【００７１】
これに対し、モータ１４を低速回転させ、ナット係合軸１９の開口部２０を係合待機位置に復帰させる位置出しモードの際に、作業者が抜け止めナット６２を上向きに押す。低速回転している第２中間ギア２３の切り欠き部２３Ｃがキー６３の位置に移動してくると、キー６３が切り欠き部２３Ｃ内に入り込み、ストッパーピン６０が上方に移動する。そして、切り欠き部２３Ｃにキー６３が係合し、第２中間ギア２３の回転が停止し、ナット係合軸１９の開口部２０が係合待機位置に停止する。
【００７２】
本実施形態において、スタートスイッチ３５をＯＦＦにすることでモータ１４の回転を停止しても良く、またモータ１４の通電電流の急激な増大を検知して停止するようにしても良い。
【００７３】
また、キー６３は、切り欠き部２３Ｃとの係合を容易とするためにテーパ形状としても良い。
【符号の説明】
【００７４】
Ｌ 軸線
Ｒ シャント抵抗
１０ トルクレンチ
１１ トルクレンチ本体
１１ａ 柄部
１２ 支軸
１３ ヘッド部
１４ ブラシレスモータ（モータ）
１４ａ〜１４ｃ ホール素子（ホールＩＣ） １４ｄ〜１４ｆ 巻線
１５ 電動駆動装置
１５Ａ 電源コード
１６ 最終段出力軸
１７ ケース
１７Ａ 上ケース板 １７Ｂ 下ケース板 １７Ｃ ピン孔 １７Ｄ キー溝
１８ 自動ナット締付機構
１９ ナット係合軸
１９Ａ 係合部
２０ 開口部（軸開口部）
２０ａ 上顎部 ２０ｂ 下顎部
２１ 入力ギア
２２ 第１中間ギア
２３ 第２中間ギア
２３Ａ 中心軸部 ２３Ｂ ギア部 ２３Ｃ 切り欠き部
２４ 左出力ギア
２５ 右出力ギア
２６ 先端部
２７ ケース開口部
２８ 一部切欠きギア部
２８Ａ 切欠部
３０ 軸部
３１ 連結軸
３２ ラチェットギア
３３ 中心軸部
３４ 始動レバー
３５ スタートスイッチ
３６ 近接センサー
３７ 係合待機位置復帰スイッチ
５０ モータ駆動制御回路
５０Ａ 外部出力端子 ５０Ｂ 無線送信器 ５０Ｃ スタート検出回路
５１ 電源
５２ 駆動回路部
ＦＥＴ１〜ＦＥＴ６ スイッチング素子 ５２Ａ スイッチング素子ドライバ
５３ 制御回路部
５３Ａ ランプ制御部 ５３Ｂ 締付け完了入力部 ５３Ｃ 速度設定部 ５３Ｄ 仮締めトルク設定部 ５３Ｅ 位置出しモード検出部 ５３Ｆ セ ンサー信号入力部 ５３Ｇ 完了信号出力制御部 ５３Ｈ 電流検出部 ５３Ｉ ６相ＰＷＭ出力部 ５３Ｊ ホール素子信号入力位置検出部 ５３ Ｋ スタート指令部 ５３Ｌ 回転停止位置演算部
５４ ラインフィルタ
５５ ダイオードブリッジ
５６ ランプ表示部
５６Ｇ 回転ランプ ５６Ｂ 締付表示ランプ ５６Ｒ 異常ランプ
５７ 電源ランプ
５８ トグル作動スイッチ
５９Ａ 速度調整ボリューム
５９Ｂ 仮締め調整ボリューム
６０ ストッパーピン
６１ 抜け止めフランジ部
６２ 抜け止めナット
６３ キー
６５ 被検出体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
手動操作されるトルクレンチ本体と、
前記トルクレンチ本体に対して揺動可能に連結されると共にトルクリミッターを介して固定されたヘッド部と、
前記ヘッド部に取り付けられた電動駆動装置と、
前記電動駆動装置の駆動制御を行う駆動制御部と、
を有し、前記電動駆動装置の外部出力軸が前記ヘッド部に対して一方向回転機構を介して連結され、前記トルクレンチ本体の手動操作力を前記外部出力軸に伝達可能とする半自動式のトルクレンチにおいて、
前記ヘッド部に固定されると共に、前記外部出力軸の回転駆動力が入力されるナット部材締付機構を有し、
前記ナット部材締付機構は、
先端部が開口するケース開口部を有するケースと、
内径部でナット部材と係合し、周壁の一部分が軸方向に沿って開口する軸開口部が前記ケース開口部と対応して形成され、前記ケースの先端部に回転可能に支持された中空形状のナット係合軸と、
前記ナット係合軸に前記外部出力軸からの駆動力を伝達する歯車伝達手段と、
前記ナット係合軸の軸開口部を検出する開口部検出センサーと、
を有し、
前記駆動制御部は、前記ナット係合軸によるナット部材を設定した仮締付トルク値まで前記電動駆動装置による駆動力で締付、位置出しモード時に、前記ナット係合軸を回転させ、前記開口部検出センサーの検出情報に基づいて前記軸開口部が前記ケース開口部に一致する係合待機位置で前記ナット係合軸の回転を停止させることを特徴とする半自動式のトルクレンチ。
【請求項２】
手動操作されるトルクレンチ本体と、
前記トルクレンチ本体に対して揺動可能に連結されると共にトルクリミッターを介して固定されたヘッド部と、
前記ヘッド部に取り付けられた電動駆動装置と、
前記電動駆動装置の駆動制御を行う駆動制御部と、
を有し、前記電動駆動装置の外部出力軸が前記ヘッド部に対して一方向回転機構を介して連結され、前記トルクレンチ本体の手動操作力を前記外部出力軸に伝達可能とする半自動式のトルクレンチにおいて、
前記ヘッド部に固定されると共に、前記外部出力軸の回転駆動力が入力されるナット部材締付機構を有し、
前記ナット部材締付機構は、
先端部が開口するケース開口部を有するケースと、
内径部でナット部材と係合し、周壁の一部分が軸方向に沿って開口する軸開口部が前記ケース開口部と対応して形成され、前記ケースの先端部に回転可能に支持された中空形状のナット係合軸と、
前記ナット係合軸に前記外部出力軸からの駆動力を伝達する歯車伝達手段と、
前記歯車伝達手段に対して係脱可能に前記ケースに配置され、係合状態で前記軸開口部が前記ケース開口部に一致する係合待機位置で前記ナット係合軸の回転を停止させる回転停止手段と、
を有し、
前記駆動制御部は、前記ナット係合軸によるナット部材を設定した仮締付トルク値まで前記電動駆動装置による駆動力で締付、位置出しモード時に、前記ナット係合軸を回転させ、前記回転停止手段を係合位置に設定することにより前記ナット係合軸を機械的に停止させることを特徴とする半自動式のトルクレンチ。
【請求項３】
前記駆動制御部は、前記位置出しモード時における前記ナット係合軸の回転速度を仮締付時の回転速度より低速としたことを特徴とする請求項１または２に記載の半自動式のトルクレンチ。
【請求項４】
前記ナット係合軸は、パイプをナット部材により被取り付け部に締付る際に、前記ナット係合軸の軸開口部の開口幅を前記パイプの外径よりも大径とし、前記ナット部材の外径よりも小径としたことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の半自動式のトルクレンチ。
【請求項１】
手動操作されるトルクレンチ本体と、
前記トルクレンチ本体に対して揺動可能に連結されると共にトルクリミッターを介して固定されたヘッド部と、
前記ヘッド部に取り付けられた電動駆動装置と、
前記電動駆動装置の駆動制御を行う駆動制御部と、
を有し、前記電動駆動装置の外部出力軸が前記ヘッド部に対して一方向回転機構を介して連結され、前記トルクレンチ本体の手動操作力を前記外部出力軸に伝達可能とする半自動式のトルクレンチにおいて、
前記ヘッド部に固定されると共に、前記外部出力軸の回転駆動力が入力されるナット部材締付機構を有し、
前記ナット部材締付機構は、
先端部が開口するケース開口部を有するケースと、
内径部でナット部材と係合し、周壁の一部分が軸方向に沿って開口する軸開口部が前記ケース開口部と対応して形成され、前記ケースの先端部に回転可能に支持された中空形状のナット係合軸と、
前記ナット係合軸に前記外部出力軸からの駆動力を伝達する歯車伝達手段と、
前記ナット係合軸の軸開口部を検出する開口部検出センサーと、
を有し、
前記駆動制御部は、前記ナット係合軸によるナット部材を設定した仮締付トルク値まで前記電動駆動装置による駆動力で締付、位置出しモード時に、前記ナット係合軸を回転させ、前記開口部検出センサーの検出情報に基づいて前記軸開口部が前記ケース開口部に一致する係合待機位置で前記ナット係合軸の回転を停止させることを特徴とする半自動式のトルクレンチ。
【請求項２】
手動操作されるトルクレンチ本体と、
前記トルクレンチ本体に対して揺動可能に連結されると共にトルクリミッターを介して固定されたヘッド部と、
前記ヘッド部に取り付けられた電動駆動装置と、
前記電動駆動装置の駆動制御を行う駆動制御部と、
を有し、前記電動駆動装置の外部出力軸が前記ヘッド部に対して一方向回転機構を介して連結され、前記トルクレンチ本体の手動操作力を前記外部出力軸に伝達可能とする半自動式のトルクレンチにおいて、
前記ヘッド部に固定されると共に、前記外部出力軸の回転駆動力が入力されるナット部材締付機構を有し、
前記ナット部材締付機構は、
先端部が開口するケース開口部を有するケースと、
内径部でナット部材と係合し、周壁の一部分が軸方向に沿って開口する軸開口部が前記ケース開口部と対応して形成され、前記ケースの先端部に回転可能に支持された中空形状のナット係合軸と、
前記ナット係合軸に前記外部出力軸からの駆動力を伝達する歯車伝達手段と、
前記歯車伝達手段に対して係脱可能に前記ケースに配置され、係合状態で前記軸開口部が前記ケース開口部に一致する係合待機位置で前記ナット係合軸の回転を停止させる回転停止手段と、
を有し、
前記駆動制御部は、前記ナット係合軸によるナット部材を設定した仮締付トルク値まで前記電動駆動装置による駆動力で締付、位置出しモード時に、前記ナット係合軸を回転させ、前記回転停止手段を係合位置に設定することにより前記ナット係合軸を機械的に停止させることを特徴とする半自動式のトルクレンチ。
【請求項３】
前記駆動制御部は、前記位置出しモード時における前記ナット係合軸の回転速度を仮締付時の回転速度より低速としたことを特徴とする請求項１または２に記載の半自動式のトルクレンチ。
【請求項４】
前記ナット係合軸は、パイプをナット部材により被取り付け部に締付る際に、前記ナット係合軸の軸開口部の開口幅を前記パイプの外径よりも大径とし、前記ナット部材の外径よりも小径としたことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の半自動式のトルクレンチ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１１−２０６８７２（Ｐ２０１１−２０６８７２Ａ）
【公開日】平成２３年１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−７５５１７（Ｐ２０１０−７５５１７）
【出願日】平成２２年３月２９日（２０１０．３．２９）
【出願人】（０００１５１６９０）株式会社東日製作所 (47)
【公開日】平成２３年１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月２９日（２０１０．３．２９）
【出願人】（０００１５１６９０）株式会社東日製作所 (47)
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