JP3867224B2 - 回転慣性力緩衝器 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は回転慣性力緩衝器に関し、更に詳細には、回転トルク測定器の使用時に生ずる回転慣性力を緩衝除去する緩衝器において、該緩衝器に内蔵したコイルバネに入力されたエネルギーが蓄積されるために、該入力の停止時に該エネルギーが放出されて回転工具等を破損したり、使用者に不快な反動を与えたりする弊害があるので、反転時のエネルギーの放出を阻止する機構を設けることで前記不都合を回避するようにした提案に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
各種工業製品の大量組立ライン等において、ビスやナット等の締付け作業における時間短縮や労働者の負担軽減を計るために、図４に示すような電動ドライバーやエアードライバー等の回転工具１０が好適に使用されている。これらの回転工具１０は、組立製品や取付け部品の破損を防止するために、常に一定の力で締付けが行なわれるよう調整する必要がある。すなわちこの調整とは、当該の回転工具１０に予め設定した基準トルク値と、該回転工具１０のビット１２から出力される実際の回転トルクとを回転トルク測定器により比較し、該回転トルクが前記基準トルク値内に納まるよう追い込む作業をいう。
【０００３】
この回転トルクの測定に際しては、従来より図５に示す如き回転トルク測定器１４(トルクテスター)が一般に使用されている。この回転トルク測定器１４は、そのケース１６における上部パネル面に、測定値をデジタル表示する液晶ディスプレイ部１８、被測定物である回転工具１０の出力軸であるビット１２(図４)を受ける入力部となる特殊形状のソケット２０、パワースイッチ２２、較正用ツマミ２４その他リセットボタンスイッチ２６等が配設されている。また前記ケース１６内には、ストレンゲージの如き歪み計や、該歪み計からの信号を測定値に変換する電気回路等(何れも図示せず)が収納されている。
【０００４】
この回転トルク測定器１４を使用して、前記回転工具１０の回転トルクを測定する場合は、図６に示す構成に係る回転慣性力緩衝器２８が使用されている。この回転慣性力緩衝器２８は、出願人の別途特許出願中(特願平１０−３４１０９号)に係るものであって、回転工具１０の出力軸１２より出力される回転トルクの中から高速回転により蓄積された回転慣性力を緩衝除去(吸収除去)し、正味の回転トルクだけが得られるようにしたものである。すなわちこの緩衝器２８は、中空の筒体３０と、該筒体３０の上部に中心線に沿って軸受け３２を介して配設される第１シャンク３４と、該筒体３０の内部に配設されるコイルバネ３６と、該筒体３０の下部に固定され前記中心線に沿って延出する第２シャンク３８とから基本的に構成されている。そしてコイルバネ３６の一端部は第１シャンク３４に嵌合されると共に、その他端部は前記筒体３０の底部に穿設した通孔３０ａに挿入固定されている。
【０００５】
前記第１シャンク３４の上端部には、図６に示すように、電動ドライバー等の回転工具１０の出力軸であるビット１２の係合を許容するボルト状頭部４０が設けられている。また前記筒体３０の下部から延出する第２シャンク３８は、図５に示す回転トルク測定器１４の前記ソケット２０に着脱自在に嵌合させ得るようになっている。
【０００６】
この緩衝器２８を使用する場合は、前記の第２シャンク３８を回転トルク測定器１４のソケット２０に嵌合させた後に、第１シャンク３４のボルト頭部４０に回転工具１０のビット１２を係合させる。そして回転工具１０を回転させると、該工具の出力は緩衝器２８を経て前記ソケット２０に伝達され、その測定値がディスプレイ部１８にデジタル表示される。この測定値は、前記ビット１２の回転に伴ってコイルバネ２０が巻回されて変形することにより、回転慣性力が緩衝除去された正味の回転トルクとしての数値である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
前述した緩衝器は、回転トルク測定器１４により例えば電動ドライバー１０からの出力トルクを測定する際に、これに伴って発生する回転慣性力を有効に緩衝除去し、実際のネジ締めに近い状態での特性が再現できるので、正確な測定値が得られる点で優れている。しかし反面で回転慣性力緩衝器は、外来の回転慣性力を前記コイルバネ２０の巻き込みにより吸収するものであるため、トルク測定が終了した時点で該コイルバネ２０には大きな回転エネルギーが蓄積されている。従ってコイルバネ２０に蓄積されたエネルギーは、トルク測定の終了によりフリー状態となった電動ドライバー１０に反力(反対方向の回転力)として一挙に放出される。この反力は極めて大きいので、電動ドライバー１０やビット１２を破損したり、使用者の手首等の人体に不快な衝撃を与える等の欠点がある。
【０００８】
【発明の目的】
この発明は、従来の技術に内在している前記欠点に鑑み、これを好適に解決するべく提案されたものであって、回転慣性力緩衝器を介して回転トルク測定器でトルク測定を行なった後に、該緩衝器に内蔵したコイルバネが反転するのを阻止して、回転工具が破損したり使用者に不快な反動が戻ったりするのを防止し得る手段を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記課題を克服し、初期の目的を好適に達成するため本発明は、回転工具の出力軸と、これから出力される回転トルクを測定する測定器の入力部との間に介在させて、当該トルクの測定時に発生する回転慣性力を緩衝する緩衝器において、 前記出力軸からの出力を受ける受容部を一端に備え、他端にコイルバネの一端部が取付けられる取付部を備えた第１回転軸と、
内部に挿通される前記第１回転軸に前記出力軸の回転方向への回転だけを許容し、反対方向への回転は阻止するようにした反転阻止手段と、
前記回転トルク測定器の入力部への着脱自在な連結部を一端に備え、他端に前記コイルバネの他端部が取付けられる取付部を備えた第２回転軸と、
前記反転阻止手段が一端部に取付けられると共に、他端部に前記第２回転軸が回転自在に取付けられて、内部に前記コイルバネが収納される筒状本体とからなり、
前記コイルバネの一端部を第１回転軸の取付部に取付けると共に、該コイルバネの他端部を第２回転軸の取付部に取付けることで、前記回転トルクの測定終了時における該コイルバネの反転を前記反転阻止手段により阻止し得るよう構成したことを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係る回転慣性力緩衝器につき、好適な実施例を挙げて、添付図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、好適な実施例に係る回転慣性力緩衝器４２の分解斜視図であって、この緩衝器４２は上方に開放する筒状本体４４を備え、この筒状本体４４の内部には図示形状のコイルバネ４６が、その中心軸線を該筒状本体４４の軸線に整列させて収納されるようになっている。前記筒状本体４４の上方開口部には、図２に示すように、円盤状蓋体４８が密接に被着されてビス等で固定し得るようになっている。前記円盤状蓋体４８の中心には軸受５０が設けられ、この軸受５０に第１回転軸５２が回転自在に挿通されている。
【００１１】
この第１回転軸５２に関して、前記円盤状蓋体４８から外方へ僅かに突出する一端部は、図４に示した電動ドライバー１０のビット１２からの回転出力を受ける受容部５４を備えている。前記受容部５４は、具体的には前記出力軸たるビット１２が着脱自在に係合されるボルト頭部として構成され、図示例ではプラスのすり割りが形成されている。この受容部５４は、各種の型式のビット１２を係合させ得るように、例えば第１回転軸５２の一端部にネジ込みにより交換自在としておくのが好ましい。また第１回転軸５２に関して、前記円盤状蓋体４８の内部に臨む他端部は、前記コイルバネ４６の一端部４６ａが取付けられる取付部５６を備えている。この取付部５６は、図１に示すように、下方に開口する嵌合用すり割り部として形成され、このすり割り部５６にコイルバネ４６の一端部４６ａを嵌合させるようになっている。
【００１２】
前記円盤状蓋体４８の内部には、図２に示すように、前記第１回転軸５２の内挿を許容する反転阻止手段５８が、前記軸受５０と軸心を整列させて配設されている。この反転阻止手段５８として好適には一方向クラッチが採用されるが、それ以外にも例えばラチェットの如く一方向への回転はフリーに許容するが、反対方向への回転は確実に阻止する手段であってもよい。従って図示例では、反転阻止手段として一方向クラッチを使用した場合について説明する。
【００１３】
この一方向クラッチ５８は、前記回転工具１０の出力軸(ビット)１２がトルク測定のため回転する方向への回転だけを許容し、反対方向への回転は阻止するようになっている。一方向クラッチ５８の機構には各種あるが、図３に示すようなシェル形のローラクラッチが推奨される。このクラッチ機構は、ハウジング７０の通孔内周に波形の薄鋼板７２を配設すると共に、該通孔に同心的に挿通した回転軸７４と前記波形の薄鋼板７２との間にローラ列７６を介在させるよう構成したものである。この薄鋼板７２の波形面は、所謂くさび面として機能するものであり、クラッチ内部に組込んだスプリング(図示せず)の力によって前記ローラ列７６を押圧するようになっている。そして前記ハウジング７０と回転軸７４との相対回転によって、前記ローラ列７６は薄鋼板７２のくさび面から解放されることで、他方に対するハウジング７０または回転軸７４の一方向への回転を許容する。但し、シェル形のローラクラッチは１つの推奨例に過ぎず、設計その他の仕様が許すものであれば、一方向クラッチ５８として他にも種々の型式のものを使用することができる。
【００１４】
前記筒状本体４４の底部中心には、図１および図２に示すように、軸受６０を介して第２回転軸６２が回転自在に配設され、その中心軸線を該筒状本体４４の軸線に整列させている。この第２回転軸６２は、筒状本体４４の底部から外方へ延出する側の一端部に、前記回転トルク測定器１４の入力部２０に着脱自在に連結される連結部６４を備えている。また第２回転軸６２に関して、筒状本体４４の内部に臨ませている側の他端には、前記コイルバネ４６の他端部４６ｂが取付けられる取付部６６を備えている。この取付部６６は、図１に示すように、上方に開口する嵌合用すり割り部として形成され、このすり割り部５６にコイルバネ４６の他端部４６ｂを嵌合させるようになっている。従って図２に示すように、コイルバネ４６の一端部４６ａを第１回転軸５２の取付部５６に嵌合させて取付けると共に、該コイルバネ４６の他端部４６ｂを第２回転軸６２の取付部６６嵌合させて取付けることで、第１回転軸５２および第２回転軸６２は該コイルバネ４６を介して相互に連結される。
【００１５】
【実施例の作用】
次に、このように構成した実施例に係る回転慣性力緩衝器４２の作用につき説明する。緩衝器４２の第２回転軸６２における連結部６４を、図５で説明した回転トルク測定器１４の入力部(ソケット)２０に嵌合させた後、第１回転軸５２の受容部(ボルト頭部)５４に回転工具(ドライバー)１０の出力部(ビット)１２を係合させる。そして回転工具１０を回転させると、該工具の出力は緩衝器４２を経て前記ソケット２０に伝達され、その測定値がディスプレイ部１８にデジタル表示される。このとき前記ビット１２の回転に伴ってコイルバネ４６が巻回されて変形し、これにより回転慣性力が緩衝除去されることは在来の回転慣性力緩衝器と同じである。
【００１６】
先に述べた如く回転慣性力緩衝器では、そのトルク測定が終了した時点で内蔵のコイルバネ４６には大きな回転エネルギーが蓄積されている。このため従来の回転慣性力緩衝器では、コイルバネに蓄積されたエネルギーは、トルク測定の終了によりフリー状態となった回転工具に反力として一挙に放出される弊害があった。しかるに実施例に係る回転慣性力緩衝器４２では、前記コイルバネ４６が反力を第１回転軸５２に伝達しょうとしても、該コイルバネ４６は一方向クラッチ５８の作用下に反対方向への回転が阻止される。従って第１回転軸５２も、トルク測定時に回転した方向と反対の方向への回転を阻止されるので、前記反力の一挙放出により回転工具１０を破損したり、使用者に不快な衝撃を与えたりすることがない。
【００１７】
なおトルク測定が終了した時点では、先に述べた如く前記コイルバネ４６に大きなエネルギーが蓄積されているので、このエネルギーを円滑かつ安全に放出しなければらない。このとき図示の実施例では、回転慣性力緩衝器４２に一方向クラッチ５８を使用しているから、該緩衝器４２に対する前記ビット１２からの入力が断たれると、該一方向クラッチ５８がコイルバネ４６に対して逆方向への回転を許容することになる。すなわち前記コイルバネ４６の反転は、一方向クラッチ５８→円盤状蓋体４８→筒状本体４４と伝達され、該筒状本体４４を自由回転させることで蓄積されたエネルギーを放出することになる。従ってこの場合も、蓄積エネルギーの放出により回転工具１０を破損したり、使用者に不快な衝撃を与えたりすることはない。
【００１８】
【ラチェットを使用する変形例について】
図示例に係る回転慣性力緩衝器では、反転阻止手段として一方向クラッチを使用するものであったが、これに代えて例えばパウル(爪部)とセレーション(山形歯部)とからなるラチェットを使用するようにしてもよい。この場合も、第２回転軸６２の連結部６４を、トルク測定器１４のソケット２０に嵌合させた後、第１回転軸５２の受容部５４に前記ビット１２を係合させ、電動ドライバー１０を回転させると、その出力は前記ラチェットを経て前記ソケット２０に伝達され、測定値がディスプレイ部１８にデジタル表示される。そして前述の如くコイルバネ４６が反力を第１回転軸５２に伝達しょうとしても、該コイルバネ４６はラチェットの作用下に逆方向への回転が阻止され、従って前記反力の放出により回転工具１０を破損したり、使用者に衝撃を与えたりすることがない。
【００１９】
このラチェットを反転阻止手段として使用する場合は、回転トルク測定の終了後に、回転慣性力緩衝器４２の連結部６４をトルク測定器１４のソケット２０から取外せば、前記第２回転軸６２は回転自在となっているから、前記コイルバネ４６に蓄積されたエネルギーはこの第２回転軸６２を回転させることで放出される。このとき第２回転軸６２は、回転トルク測定器１４のソケット２０から外れており、しかも第２回転軸６２の回転は回転工具１０や使用者に伝達されるものではないから極めて安全である。
【００２０】
【発明の効果】
以上に説明した如く、本発明に係る回転慣性力緩衝器によれば、反転阻止手段を内装しているので、回転トルク測定器でトルク測定を行なった後に、該緩衝器に内蔵のコイルバネが反転するのを有効に阻止することができる。従って回転工具が破損したり、使用者に不快な反動が戻ったりするのを有効に防止し得るものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好適な実施例に係る回転慣性力緩衝器の分解斜視図である。
【図２】実施例に係る回転慣性力緩衝器の縦断面図である。
【図３】実施例に係る回転慣性力緩衝器に使用される一方向クラッチの説明図である。
【図４】ボルトやナット等の締付け作業に使用される回転工具の一例としての電動ドライバーの斜視図である。
【図５】一般的な回転トルク測定器の斜視図である。
【図６】従来技術に係る回転慣性力緩衝器を一部断面で示す斜視図である。
【符号の説明】
１０ 回転工具(電動ドライバー)
１２ 出力軸(ビット)
１４ 回転トルク測定器
２０ 入力部(ソケット)
４２ 回転慣性力緩衝器
４４ 筒状本体
４６ コイルバネ
４６ａ コイルバネの一端部
４６ｂ コイルバネの他端部
５２ 第１回転軸
５４ 受容部
５６ 取付部
５８ 反転阻止手段(一方向クラッチ,ラチェット)
６２ 第２回転軸
６４ 連結部
６６ 取付部

Claims (5)

1. 回転工具(10)の出力軸(12)と、これから出力される回転トルクを測定する測定器(14)の入力部(20)との間に介在させて、当該トルクの測定時に発生する回転慣性力を緩衝する緩衝器(42)において、
   前記出力軸(12)からの出力を受ける受容部(54)を一端に備え、他端にコイルバネ(46)の一端部(46a)が取付けられる取付部(56)を備えた第１回転軸(52)と、
   内部に挿通される前記第１回転軸(52)に前記出力軸(12)の回転方向への回転だけを許容し、反対方向への回転は阻止するようにした反転阻止手段(58)と、
   前記回転トルク測定器(14)の入力部(20)への着脱自在な連結部(64)を一端に備え、他端に前記コイルバネ(46)の他端部(46ｂ)が取付けられる取付部(66)を備えた第２回転軸(62)と、
   前記反転阻止手段(58)が一端部に取付けられると共に、他端部に前記第２回転軸(62)が回転自在に取付けられ、内部に前記コイルバネ(46)が収納される筒状本体(44)とからなり、
   前記コイルバネ(46)の一端部(46a)を第１回転軸(52)の取付部(56)に取付けると共に、該コイルバネ(46)の他端部(46ｂ)を第２回転軸(62)の取付部(66)に取付けることで、前記回転トルクの測定終了時における該コイルバネ(46)の反転を前記反転阻止手段(58)により阻止し得るよう構成した
   ことを特徴とする回転慣性力緩衝器。
2. 前記反転阻止手段(58)は一方向クラッチであって、この一方向クラッチ(58)としてローラクラッチが採用される請求項１記載の回転慣性力緩衝器。
3. 前記反転阻止手段(58)としてラチェットが採用される請求項１記載の回転慣性力緩衝器。
4. 前記反転阻止手段(58)は、前記回転工具(10)が回転トルクの測定のため回転させられる方向へのみ前記第１回転軸(52)の回転を許容し、この回転方向と反対方向への回転は阻止するようになっている請求項１〜３の何れかに記載の回転慣性力緩衝器。
5. 前記回転工具(10)は電動ドライバーであり、前記受容部(54)は前記出力軸(12)たるビットが着脱自在に係合されるボルト頭部である請求項１記載の回転慣性力緩衝器。

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