JP2015147255A - トルクレンチ - Google Patents

Abstract

【課題】半自動式のトルクレンチによるボルト等の締付作業の際に、最終締付け時の締め付けトルクに影響を与えることなくトルクレンチを保持できる半自動式のトルクレンチを提供する。【解決手段】半自動式のトルクレンチ１であって、ヘッド部１３に設けた駆動軸の一端側に連結されるボルト等を手動操作により設定トルク値まで締め付けるトルクレンチ本体１０と、ヘッド部１３のヘッド本体１３１に固定され、出力軸部３３が角軸部１３２の他端側に接続され、出力軸部３３をエアーモータ３１により自動駆動する駆動部３０と、角軸部１３２の軸周りに対して回転自在で、駆動軸１３２の軸方向に対して移動不能に前記駆動部に取り付けられ、締め付け操作者が片手で把持する把持部５７を備えたハンドホールド部５０と、を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、電動モータ、エアーモータ等の駆動源により一定のトルク値までボルトあるいは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め付ける半自動式のトルクレンチに関する。

半自動式のトルクレンチは、手動式のトルクレンチ本体に、電動モータあるいはエアーモータ等の駆動源及び前記駆動源の出力を減速する減速機を組み合わせた駆動部を取り付けた構成としている（特許文献１）。

トルクレンチ本体は、ハンドル部と、ハンドル部の先端部に取り付けたヘッド部と、ヘッド部のヘッド本体にラチェット機構を介して取り付けられた角軸部と、トルクリミッターとしてのトグル機構等を有する。前記角軸部には、例えばソケットが係合し、ソケットにボルトあるいはナットを嵌合する。この状態でハンドル部を所定方向に回動し、締付トルクが前記トルクリミッターの設定トルク値に達すると、前記トルクリミッターが作動し、締付作業を行う作業者に設定トルク値での締付が行われたことを報知する。前記ラチェット機構は、例えばハンドル部を時計回り方向に回動すると、前記ヘッド部と前記角軸部とを一体的に時計回り方向に回転させ、角軸部のみを締め付け方向である時計回り方向に回転すると、ヘッド部とは非係合状態で自由に回転する。

前記駆動部は、出力軸が前記ヘッド部の角軸部に連結され、前記駆動部のハウジング側が前記ヘッド部のヘッド本体側に固定されるがハンドル部には非連結状態に保持される。ボルト等の締付は、先ず前記駆動部の自動駆動により、所定の締め付けトルクに達すると、自動駆動を停止する。その後、上述のように、ハンドル部を手動操作により設定トルク値に達するまで回動し、締め付けを終了する。

特開２００９−０９５９６１号公報

ところで、前述した半自動式のトルクレンチは、駆動部が電動モータや減速機等を備えているため、全体として重くなり、またヘッド側が重くなる。そこで、締付作業者は、例えば左手により駆動部を握ってトルクレンチを保持し、右手でトルクレンチ本体のハンドル部を握るという構え方で作業を行うことが一般に行われる。

しかし、駆動部を手で握りながら自動駆動によるボルト等の締め付けを行う場合、前記駆動部のハウジングを介してヘッド本体に回転力が加わると、前記ラチェット機構を介して角軸部に力が伝達される。このため、自動締付後、トルクレンチ本体のハンドル部を回して最終締付けを手動操作で行う際、前記駆動部のハウジングを介して角軸部に不要なトルクが加わると、手動操作によるトルクの検出にエラーを招くおそれがある。

本発明は、半自動式のトルクレンチによるボルト等の締付作業の際に、最終締付け時の締め付けトルクに影響を与えることなくトルクレンチを保持できる半自動式のトルクレンチを提供することを目的とする。

本発明の目的を実現するトルクレンチの構成は、自動駆動により所定のトルク値まで締結部材を締め付け後、手動操作により前記締結部材を設定トルク値まで締め付ける半自動式のトルクレンチであって、ヘッド部に設けた駆動軸の一端側に連結される締結部材を手動操作により設定トルク値まで締め付けるトルクレンチ本体と、前記ヘッド部のヘッド本体に固定され、出力軸部が前記駆動軸の他端側に接続され、前記出力軸部を駆動源により自動駆動する駆動部と、前記駆動軸の軸周りに対して回転自在で、前記駆動軸の軸方向に対して移動不能に前記駆動部に取り付けられ、作業者が片手で把持する把持部を備えたハンドホールド部と、を有する。

上記した構成において、前記ハンドホールド部は、前記駆動部の外装部材に対して、前記駆動軸の軸周りに回転自在に取り付けられ、前記駆動軸の軸方向に移動不能に取り付けられた回転部材を有し、前記回転部材に前記把持部を一体的に取り付けたことを特徴とする。

上記した各構成において、前記把持部は、前記駆動軸の軸方向に沿って延びるロッド部材により構成したことを特徴とする。

上記したいずれかの構成において、前記駆動源は、エアーモータまたは電動モータであって、前記エアーモータの開閉バルブまたは前記電動モータの電源スイッチを前記ハンドホールド部に設けたことを特徴とする。

上記したいずれかの構成において、前記駆動源は、エアーモータまたは電動モータであって、前記エアーモータの開閉バルブまたは前記電動モータの電源スイッチを前記トルクレンチ本体に設けたことを特徴とする。

上記したいずれかの構成において、前記駆動部は、前記出力軸と前記駆動軸とを同一軸線上に配置し、前記駆動軸の軸線方向を長手方向とする外形形状に形成されていることを特徴とする。

本発明によれば、自動締付の際に、ハンドホールド部により駆動部を倒れることなくしっかりと保持することができ、しかも駆動軸回りに加わった外力はハンドホールド部が駆動軸の軸周り方向への自由回転で逃げるため、自動締付トルクに影響を与えることがない。

請求項２に係る発明によれば、前記ハンドホールド部を簡単な構成で形成することができる。

請求項３に係る発明によれば、把持部をロッド部材で構成したので、把持が容易であり、安定して駆動部を保持できる。

請求項４に係る発明によれば、ハンドホールド部を握った手で駆動源の駆動操作をおこなうことができる。

請求項５に係る発明によれば、トルクレンチ本体を握った手で駆動源の駆動操作を行うことができ、自動駆動の際に開閉バルブや電源スイッチの操作力の向きによって、駆動軸に余分なトルクを発生させることがない。

請求項６に係る発明によれば、ハンドホールド部をコンパクトに構成することができる。

本発明による半自動式のトルクレンチの第１実施形態を示す正面図。 図１の底面図。 図２のスイッチケースを取り除いた図。 図１の駆動部とハンドホールド部との取り付け部分を示す図。 本発明による半自動式のトルクレンチの第２実施形態を示す正面図。

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。

第１実施形態
図１は本発明による半自動式のトルクレンチの第１実施形態を示す正面図、図２は図１の底面図、図３は図２のスイッチケースを取り除いた図、図４は図１の駆動部とハンドホールド部との取り付け部分を示す図である。

図１および図２において、半自動式のトルクレンチ１は、手動式のトルクレンチ本体１０と、エアーモータを駆動源とする駆動部３０と、ハンドホールド部５０と、締め付け完了信号出力部７０とを有する。

トルクレンチ本体部１０は、扁平チューブ形状のハンドル部１１と、ハンドル部１１の前端部に支持ピン１２を介して回動自在に保持されるヘッド部１３と、ハンドル部１１内に配置される不図示のトルクリミッターとを有する。

ヘッド部１３は、楕円形状のヘッド本体１３１の凹部（不図示）内に、駆動軸である角軸部１３２が回転可能に保持される。角軸部１３２は、軸周りに不図示のラチェット歯が一体に形成されている。ヘッド本体１３１の凹部には、ラチェット爪（不図示）が配置され、前記ラチェット歯に不図示のラチェットバネで付勢されて係合する。このラチェット歯、ラチェット爪、ラチェットバネによりラチェット機構を構成する。前記ラチェット機構は、右ねじのボルト等を締め付ける際、ヘッド本体１３１を時計回り方向に回転すると、前記ラチェット爪が前記ラチェット歯との係合により、前記角軸部１３２に締付トルクを伝達する。また、角軸部１３２に時計回り方向の回転を加えると、前記ラチェット歯が前記ラチェット爪と非係合状態となり、角軸部１３２がヘッド本体１３１に対して回転する。

角軸部１３２は、ヘッド本体１３１から露出する先端部１３２Ａに不図示のソケットが嵌合し、前記ソケットを介してボルト、ナット等の締結部材の締め付けを行う。

前記トルクリミッターとしては、トグル機構を利用した構成を例示することできる。ハンドル部１１内の後部に配置したトルク設定用のトグルバネ（不図示）と、前記トグルバネの先端部に当接するトグルシート（不図示）と、前記ハンドル部１１内に挿入されるヘッド本体１３１の後端部と前記トグルシートとの間に連結されてリンク機構を構成するトグル部材（不図示）とを有する。

前記トグルバネは、予め設定したトルク値に対応したバネ力を前記トグルシートに付与する。ハンドル部１１を回動してボルト等の締結部材を締め付け、設定トルク値に達すると、ハンドル部１１の長手方向の軸線に対して傾斜する前記トグル部材が、前記トグルシートを介して前記トグルバネを縮め、ハンドル部１１がヘッド本体１３１に対して支持ピン１２を支点として回動する。ヘッド本体１３１又は前記トグルシートには、スイッチ作動用の作動ピン（不図示）が取り付けられる。例えば前記トグルシートに前記作動ピンを設けた場合、図３において、ハンドル部１１に設けた不図示の孔部を通して前記作動ピンの先端部は外部に支出される。

締め付け完了信号出力部７０は、図１〜図３に示すように、ハンドル部１１に固定された取り付け板７１に装着されるスイッチケース７２内に、不図示のスイッチが配置され、前記作動ピンにより前記スイッチが開閉動作される。前記スイッチの開閉信号は、コード７３を介して不図示の管理装置に送信される。なお、管理装置は、不図示のスイッチがトルクリミッターの動作を検知し、出力する締め付け完了信号を取得すると、当該締結部材の締め付けが完了したことを記録し、締付忘れの管理を行う。

駆動部３０は、駆動源のエアーモータ３１の外装部材をなすケーシング３２に、不図示の減速機が一体的に取り付けられる。前記減速機の出力軸３３は、エアーモータ３１および前記減速機の軸心と同一軸線上に配置される。本実施形態において、駆動部３０は、出力軸３３の軸線がトルクレンチ本体１０の長手方向に沿った軸線と直交する方向に取り付けられる。略円筒状の外形を有する駆動部３０は、トルクレンチ本体１０と直交するように縦長に配置される。

エアーモータ３１のケーシング３２には、出力軸３３側に円筒状の接続部材３４が取り付けられる。接続部材３４の軸方向一端側に設けた第１取り付け片３４Ａがケーシング３２にボルト３５Ａにより固定される。接続部材３４の軸方向他端側に設けた第２取り付け片３４Ｂがヘッド本体１３１にボルト３５Ｂにより固定される。したがって、エアーモータ３１のケーシング３２と、ヘッド部１３のヘッド本体１３１は、接続部材３４により一体的に固定される。

接続部材３４は、出力軸３３側に第１孔部３６Ａが形成され、ヘッド部１３側に第２孔部３６Ｂが形成される。第１孔部３６Ａと第２孔部３６Ｂは出力軸３３の軸心と同一軸心上に形成され、第１孔部３６Ａと第２孔部３６Ｂは連通する。第１孔部３６Ａの内径は、第２孔部３６Ｂの内径よりも大径に形成される。

第１孔部３６Ａ内には、出力軸３３の先端軸部３３Ａが装入される。先端軸部３３Ａは、軸受部材３６を介して回転自在に第１孔部３６Ａ内に保持される。第２孔部３６Ｂには、角軸部１３２の後端部１３２Ｂが軸支される。また、角軸部１３２の後端部１３２Ｂに出力軸３３の先端軸部３３Ａが軸周りに方向に一体化するように係合し、出力軸３３の回転を角軸部１３２に伝達する。

接続部材３４の外周部には、軸方向両端部に、周方向に沿った溝部である第１溝部３７Ａと第２溝部３７Ｂが形成される。

ハンドホールド部５０は、接続部材３４の外周部に円筒状のブッシュ部材５１を介して、出力軸３３の軸周りに回転自在に配置された自由回転リング部５２を有する。自由回転リング部５２は、軸方向の両端部が、第１溝部３７Ａと第２溝部３７Ｂの間に位置して配置される。すなわち、自由回転リング部５２は、ブッシュ部材５１によりガタなくスムーズに接続部材３４の周りを回転する。自由回転リング部５２の軸方向両端面には、ブッシュ部材５１の軸方向両端面をオーバラップして第１抜け止め板５３Ａと第２抜け止め板５３Ｂがそれぞれ配置される。さらに、止め輪である第１スナップリング５４Ａを第１溝部３７Ａに係合させて第１抜け止め板５３Ａの軸方向移動を規制し、同様に第２スナップリング５４Ｂを第２溝部３７Ｂに係合させて第２抜け止め板５３Ｂの軸方向移動を規制する。したがって、自由回転リング部５２は、駆動部３０のケーシング３２に対して軸心の周りを自由に回転する。

ハンドホールド部５０は、自由回転リング部５２の外周部から径方向外方に向けて延びる矩形平板状の平板部５５が一体的に形成されている。平板部５５には、駆動部３０の軸方向と平行に把持ロッド部５６が取り付けられている。把持ロッド部５６は、上部を作業者が片手で把持する把持部５７とし、下部を開閉バルブ５８としている。開閉バルブ５８の開閉レバー５９が把持部５７に沿って配置される。開閉バルブ５８は、入口側ポート５８Ａに不図示の空気源に不図示の空気ホースを介して接続され、出口側ポート５８Ｂに不図示の接続ホースを介してエアーモータ３１が接続される。

すなわち、ハンドホールド部５０は、締付作業の際に、例えば作業者の左手で把持ロッド部５６の把持部５７を把持する。その際、開閉バルブ５８の開閉レバー５９に指を掛けて握る。作業者はトルクレンチ本体１０のハンドル部１１の後端部に設けられたグリップ１１２を手力線１１３に合わせて右手で握る。そして、左手で開閉レバー５９を引くと、開閉バルブ５８が開放されて圧縮空気がエアーモータ３１に供給される。エアーモータ３１が駆動されると、ボルト等の締結部材の締め付けが所定トルクに達するまで自動で行われる。その際、把持ロッド部５６を作業者が把持してトルクレンチ１をバランスよく保持して締結作業が行える。

そして、把持ロッド部５６を把持部５７を把持した状態で、把持ロッド部５６に、把持ロッド部５６に軸線と直交する平面内で力が加わっても、平板部５５を介して自由回転リング部５２が回転して把持ロッド部５６に加わった力が逃げる。したがって、駆動部３０のケーシング３２に力が伝達されてヘッド部１３に余計な力が伝達されない。このため、自動締付後、トルクレンチ本体１０のハンドル部１１を手動操作で回動して最終的にボルト等の締結部材を設定トルク値に締め付ける際、角軸部１３２に駆動部３０を介して不要なトルクが加わることが防止でき、正確に設定トルクで締結部材の締め付けを行うことができる。

第２実施形態
図５は本発明による半自動式のトルクレンチの第２実施形態を示す正面図である。なお、図５において、上記した図１〜図４に示す部材と同じ部材には同じ符号を付してその説明を省略する。

本第２実施形態の半自動式のトルクレンチ１００は、駆動部３０のエアーモータ３１の開閉バルブ６０をトルクレンチ本体１０のグリップ１１２に設けている。

本実施形態によれば、作業者は左手により把持ロッド部５６を握り、トルクレンチ１００を支えて倒れを防止するだけで済み、右手でグリップ１１２を握りながら開閉バルブ６０を操作することができる。このため、操作者は左手でトルクレンチ１００を支えるのみでよく、操作者は例えば自動締付でボルトが着座したことを確認して開閉バルブ６０を右手で閉じ操作することができる。したがって、自動締付後、トルクレンチ本体１０の手動操作による最終の締め付けの際に、駆動部５０に余計な力が加わり難くなり、トルクレンチ本体１０の手動操作の際により一層安定した締付作業が行える。なお、開閉バルブ６０とエアーモータ―３１とは接続ホース６１により接続され、開閉バルブ６０には不図示の圧縮空気源に空気ホース等により接続される。

なお、上記した各実施形態は駆動部３０の駆動源にエアーモータを用いているが、本発明はこれに限定されるものではなく、電気モータであってもよい。この場合、開閉バルブ５８、６０に代えて電源スイッチを配置すればよい。

１ トルクレンチ
１０ トルクレンチ本体
１１ ハンドル部 １２ 支持ピン １３ ヘッド部
１３１ ヘッド本体 １３２ 角軸部
３０ 駆動部 ３１ エアーモータ ３２ ケーシング
３３ 出力軸 ３４ 接続部材
５０ ハンドホールド部 ５１ ブッシュ部材
５２ 自由回転リング部 ５５ 平板部
５６ 把持ロッド部 ５７ 把持部
５８、６０ 開閉バルブ ５９ 開閉レバー
７０ 締め付け完了信号出力部

Claims (6)

1. 自動駆動により所定のトルク値まで締結部材を締め付け後、手動操作により前記締結部材を設定トルク値まで締め付ける半自動式のトルクレンチであって、
   ヘッド部に設けた駆動軸の一端側に連結される締結部材を手動操作により設定トルク値まで締め付けるトルクレンチ本体と、
   前記ヘッド部のヘッド本体に固定され、出力軸部が前記駆動軸の他端側に接続され、前記出力軸部を駆動源により自動駆動する駆動部と、
   前記駆動軸の軸周りに対して回転自在で、前記駆動軸の軸方向に対して移動不能に前記駆動部に取り付けられ、締め付け操作者が片手で把持する把持部を備えたハンドホールド部と、
   を有するトルクレンチ。
2. 前記ハンドホールド部は、前記駆動部の外装部材に対して、前記駆動軸の軸周りに回転自在に取り付けられ、前記駆動軸の軸方向に移動不能に取り付けられた回転部材を有し、前記回転部材に前記把持部を一体的に取り付けたことを特徴とする請求項１に記載のトルクレンチ。
3. 前記把持部は、前記駆動軸の軸方向に沿って延びるロッド部材により構成したことを特徴とする請求項１または２に記載のトルクレンチ。
4. 前記駆動源は、エアーモータまたは電動モータであって、前記エアーモータの開閉バルブまたは前記電動モータの電源スイッチを前記ハンドホールド部に設け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トルクレンチ。
5. 前記駆動源は、エアーモータまたは電動モータであって、前記エアーモータの開閉バルブまたは前記電動モータの電源スイッチを前記トルクレンチ本体に設け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トルクレンチ。
6. 前記駆動部は、前記出力軸と前記駆動軸とを同一軸線上に配置し、前記駆動軸の軸線方向を長手方向とする外形形状に形成されていることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のトルクレンチ。
   

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