JP4428617B2

JP4428617B2 - トルク設定アダプタ

Info

Publication number: JP4428617B2
Application number: JP2003170045A
Authority: JP
Inventors: 重喜山部; 繁深浦
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2003-06-13
Filing date: 2003-06-13
Publication date: 2010-03-10
Anticipated expiration: 2023-06-13
Also published as: JP2005001087A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、締付工具の出力部に取り付けて締付トルクを調節自在とするためのトルク設定アダプタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
締付工具のうち、比較的幅の広いトルク域を得るものはトルク調整機構を備えていないものがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記トルク調整機構のない締付工具は五感に頼ってトルク調節するため、締結トルクを指定されたトルクにすることが難しく、熟練を必要とするとともに、個人差が大きくなった。そこで、このような締付工具へ別体で取付けることができるワンウェイ機構のアダプタを使用することが知られている。しかし、このトルク設定アダプタが有するクラッチ機構は、設定トルク近傍にて不安定な半クラッチ状態になって接続と分離を反復することにより異音を発生する”カジリ”という現象を生じることがあるので、これを確実に防止することを目的とする。
【０００４】
さらに、ボルト等を取り外すため、逆回転させると、ワンウェイクラッチの作動方向を逆転させなければならないので、切り換え機構と切り換え操作が必要である。しかし、このようにすると、構造が複雑になり、かつ切り換え操作を忘れてしまう等の不都合があるので、これらの切り換え機構及び切り換え操作を省略できるようにすることを目的とする
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本願のトルク設定アダプタに係る請求項１の発明は、締付工具の出力部へ取付けて使用するトルク設定アダプタにおいて、締付工具の出力部へ接続される入力軸と、締結部材を回転させる出力軸と、これら入力軸と出力軸の間に介装されるクラッチ部材とを備え、入力軸又は出力軸のいずれか一方がクラッチ部材と常時一体回転可能に接続する一体軸となり、他方がトルク設定部材により、出力軸側のトルクが設定値以下のとき接続して回転し、設定値を超えると分離した回転非伝達状態にする結合・分離軸をなすとともに、前記クラッチ部材が回転非伝達状態になったとき、回転停止までその位置を維持するための分離状態維持手段を備えたことを特徴とする。
【０００６】
請求項２の発明は上記請求項１において、前記分離状態維持手段は、クラッチ部材と一体軸の間に設けた係合凸部と係合凹部を備え、回転非伝達状態のときのみクラッチ部材又は結合・分離軸側に設けられた係合凸部が他方側に設けられた係合凹部へ係合し、クラッチの戻りを止め半クラッチを防止することを特徴とする。
【０００７】
請求項３の発明は上記請求項２において、前記係合凸部がボール部材からなることを特徴とする。
【０００８】
請求項４の発明は上記請求項１において、前記クラッチ部材と結合・分離軸の間に、結合・分離軸を逆回転させるとき、クラッチ部材の分離を阻止する移動阻止手段を備えることを特徴とするトルク設定アダプタ。
【０００９】
請求項５の発明は上記請求項４において、前記移動阻止手段は、クラッチ部材又は結合・分離軸の周面に形成された傾斜溝と、この傾斜溝内を移動可能に他方側へ支持されているガイド部とを備え、傾斜溝は長溝状をなしクラッチ部材の軸線に対して締付方向先端側が締付回転側へずれ、反対側が逆方向へずれるように傾斜していることを特徴とする。
【００１０】
請求項６の発明は上記請求項５において、前記ガイド部がボール部材であることを特徴とする。
【００１１】
請求項７の発明は上記請求項１〜３のいずれかに記載したトルク設定アダプタにおいて、分離状態維持手段と請求項４〜６いずれかの傾斜溝とを併有したことを特徴とする。
【００１２】
【発明の効果】
請求項１によれば、分離状態維持手段を備えたので、出力軸のトルクが設定値を超えると、結合・分離軸から分離したクラッチ部材を回転非伝達状態の位置で固定し、クラッチ部材を確実に結合・分離軸と分離して、不安定な状態を生じさせないので、カジリ現象の発生を阻止できる。
【００１３】
請求項２によれば、分離状態維持手段を係合凸部と係合凹部で構成するので、回転非伝達状態のとき、クラッチ部材又は結合・分離軸側に設けた係合凸部が他方側に設けた係合凹部と係合してクラッチ部材の戻りを阻止するので、半クラッチ状態の発生を防ぐことができる。
【００１４】
請求項３によれば、係合凸部をボール部材とすることにより、係合凹部との係脱を容易にし、かつ回転非伝達状態になる前の状態において、クラッチ部材と結合・分離軸の相対移動をスム−ズにする。
【００１５】
請求項４によれば、移動阻止手段を備えたので、出力軸を逆回転させたとき、移動阻止手段によりクラッチ部材を介して入力軸の回転を出力軸へ伝達させることができる。このため、従来のような正・逆転切り換え機構を省略でき、かつ切り換え操作を不要にできる。
【００１６】
請求項５によれば、移動阻止手段は傾斜溝とガイド部を備え、傾斜溝が長溝をなし、かつ回転軸線に対して締付方向先端側が締付回転側へずれ、反対側が逆方向へずれるように傾いているので、出力軸を正転させるときは、クラッチ部材と結合・分離軸の結合状態を設定値の範囲内で維持し、設定値を超えるとガイド部が傾斜溝内を移動することにより、クラッチ部材と結合・分離軸を分離する。
また、逆転するときは、ガイド部が締付方向先端側へ押しつけられ、傾斜溝内を移動できないので、クラッチ部材と結合・分離軸の結合を維持したまま結合・分離軸を逆転させることができる。
【００１７】
請求項６によれば、ガイド部をボール部材としたので、傾斜溝内の移動をスムーズにすることができる。
【００１８】
請求項７によれば、分離状態維持手段と移動阻止手段を併有するので、カジリ現象を防止でき、かつ正逆転切り換え機構及び操作を省略できるトルク設定アダプタを得ることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて実施の形態を説明する。図１は本トルク設定アダプタを取付けた締付工具の外形を示す図、図２はトルク設定アダプタの軸方向断面図、図３はトルク設定アダプタの分解図、図４は入力軸の外形を示す図、図５は図２の５−５線断面図、図６は図２の６−６線断面図、図７は図２の７−７線断面図、図８は作用を示す図（結合時）、図９は同様図（分離時）である。
【００２０】
図１において、この締付工具１は、インパクトドライバであり、グリップ２に接続されたエアホース３より供給された高圧エアにより出力部４から回転出力を得るようになっている。この締付工具１には、トルク調整機構が内蔵されていない。そこでこの出力部４にトルク設定アダプタ５が着脱自在に取り付けられる。
【００２１】
トルク設定アダプタ５は出力部４へ接続する入力軸６と、これとクラッチ部材７を介して接続する出力軸８を備え、出力軸８の先端に設けられたソケット８ａに図示しないボルト等の締結部材９の頭部等を嵌合して回転することにより締結もしくは弛めて外すようになっている。
【００２２】
図２及び図３において、入力軸６を構成するクラッチ部材７は、小径部１０と太径部１１を備える。小径部１０はクラッチ部材７から外方へ突出する部分であり、先端側は６角断面をなして、締付工具１の出力部４に嵌合して一体回転するようになっている。小径部１０の太径部１１側部分はネジ部１２をなす。
なお、図２中の符号は煩雑を避けるため大まかな部分を示すもののみとし、細部の符号は図３の方へ付すものとする。
【００２３】
太径部１１の外周面には係合凹部である係合穴１３と、これに一端が近接して傾斜溝１４が設けられる。太径部１１の軸心部には小径部１０側で行き止まりの軸穴１５が形成され、かつ太径部１１の先端側部分は拡径部１６をなし、ここにニードルベアリング１７が設けられている。
【００２４】
出力軸８は中間部に大径の６角部２０が設けられ、その先端側外周に大径リング２１が嵌合され、６角部２０と一体回転可能になっている。大径リング２１の外周にはボールベアリング２４が取り付けられ、先端側の止めリング２５で抜け止めされている。
【００２５】
出力軸８の６角部２０より後方側は、中径部２６と細径部２７を備え、中径部２６はニードルベアリング１７の座面になっている。細径部２７の後端周囲にはスプールスプリング２８が設けられ、細径部２７の後端外周へ摺動自在に嵌合されたスプール３０を後方へ押圧付勢している。
【００２６】
スプール３０は斜面部３１と基底部３２を備え（図３参照）、ここにプレッシャーボール３３が乗っている。クラッチ部材７と出力軸８が結合している通常時では、プレッシャーボール３３は基底部３２上にあり、その一部は係合穴１３内に入っているが、入力軸６の太径部１１外周面より外方へ突出しない位置関係を維持する。スプール３０は細径部２７後端に設けられたピン２９により抜け止めされている。
【００２７】
クラッチ部材７はベアリング４０により相対回転自在かつ軸方向への相対移動不能のインナー４１とアウター４２を備える。インナー４１は太径部１１の外周上に嵌合され、その軸方向へ摺動自在である。先端部内周に６角穴４３が設けられ、６角部２０の外周面と噛み合うようになっている。
【００２８】
インナー４１の中間部で傾斜溝１４に対応する位置にはボール３４が回転自在に支持され、その一部は傾斜溝１４内に入っている。また、この出力部４に近接して後方側に係合凹部４５が設けられている。係合凹部４５は、クラッチ部材７と出力軸８が分離したとき、プレッシャーボール３３が係合する位置関係になっている。
【００２９】
アウター４２はトルクスプリング４６により後方移動を制限されている。トルクスプリング４６は設定値を得るためのコイルスプリング等適宜形式のスプリングであり、ケース５０の後端厚肉部５１の内側に設けられたスプリングカラー５２との間に設けられる。
【００３０】
スプリングカラー５２は厚肉部５１の外周部へネジ止めされた調節リング５３とピン５４により一体化されており、調節リング５３を軸方向へ調節することにより、軸方向へ進退移動してトルクスプリング４６のセット荷重を調節できるようになっている。
【００３１】
ケース５０は入力軸６，クラッチ部材７及び出力軸８の外側を覆う筒状部材であり、先端側はボールベアリング２４の外周に嵌合し、ケースナット５６で固定される。後端側は小径部１０の外周に設けられたボールベアリング５７の外周部に嵌合し、ボールベアリング５７はネジ部１２に締結されるロックナット５８で固定される。
【００３２】
図４において、傾斜溝１４は入力軸６の中心軸線すなわち回転中心線Ｃに対してθなる傾きを付されて、太径部１１の外周面に９０°間隔で計４個が形成されている。
【００３３】
傾斜溝１４の傾きは、締付方向先端側１４ａがＡで示す締付回転側へθなる傾きでずれ、反対側１４ｂが逆方向、すなわち弛み方向Ｂへθなるずれをなしている。傾斜溝１４の反対側１４ｂ近傍に設けられる係合穴１３も太径部１１の外周面に９０°間隔で計４個が設けられている。
【００３４】
図５において、インナー４１の先端側内周面に形成された６角穴４３が６角部２０の外周へ嵌合して一体回転可能かつ軸方向相対移動可能でなっている。なお、６角穴４３及び６角部２０は６角断面に限らず、各種の多角形又はスプライン溝等の結合関係であってもよい。
【００３５】
図６において、６角穴４３の先端よりも若干先端側位置に６角部２０を貫通するピン２３が設けられ、インナー４１の６角穴４３部分と６角部２０の嵌合位置が位置決めされている。ピン２３の突出量は６角穴４３の先端側に形成された拡径部４７の内径よりも少なく、拡径部４７と干渉しないようになっている。
【００３６】
図７において、ボール３４は傾斜溝１４とインナー４１に貫通形成されたボール穴４４に嵌合している。傾斜溝１４の底部はボール３４の外形と一致する半円形断面になっている。
【００３７】
次に、本実施形態の作用を説明する。トルク設定アダプタ５を締付工具１の出力部４に取付け、ソケット８ａをボルト等の締結部材９に係合させて締結するとき（図１）、締付工具１の出力部４を回転駆動すると、その回転は入力軸６へ伝達されて、その回転は入力軸６と一体回転するクラッチ部材７が当初は出力軸８と結合しているので、出力軸８を回転することにより、締結する。
【００３８】
このとき、締結トルクの反力は締結部材側から出力軸８へ伝達され、６角部２０と６角穴４３の噛み合い部に力が加わるため、インナー４１をトルクスプリング４６に抗して後方へ移動させようとする。
【００３９】
しかし、図８に示すように、通常時では、設定値が所定値以下であり、トルクスプリング４６のセット荷重に打ち勝てないから、インナー４１の移動は係合凹部４５がプレッシャーボール３３の上まで到達することはなく、６角穴４３と６角部２０の噛み合いを保ったままの状態でボール３４が傾斜溝１４内を転動して移動する。
【００４０】
やがて締結が完了すると、締結部材９側から出力軸８へ加わるトルクが増大し、トルクスプリング４６のセット荷重を上回る。するとクラッチ部材７がトルクスプリング４６を圧縮して大きく後退し、図９に示すように、６角穴４３が６角部２０から噛み合いが外れ、同時に係合凹部４５がプレッシャーボール３３の上まで移動する。
【００４１】
これにより、プレッシャーボール３３はインナー４１により押さえられなくなるため、スプールスプリング２８によりスプール３０が後方へ押し出されて移動し、その斜面部３１によりプレッシャーボール３３を係合穴１３の外方へ押し出し、プレッシャーボール３３の略半分が係合凹部４５へ入る。
【００４２】
その結果、インナー４１はプレッシャーボール３３を介して入力軸６側と係合するため、先端側へ戻れなくなり、６角穴４３と６角部２０の分離状態が維持される。このため不安定な半クラッチ状態が発生せず、不完全な結合分離状態を回避できるので、カジリ現象の発生を阻止できる。
【００４３】
締付工具１の回転が止まり、出力軸８へ加わっていたトルク反力が無くなると、インナー４１は再びトルクスプリング４６のセット荷重により先端側へ押し出される。このため、係合凹部４５内へ一部が嵌合していたプレッシャーボール３３は係合凹部４５から押し出されてスプール３０スプールスプリング２８に抗して先端側へ押し戻しつつ係合穴１３内へ押し込まれ、再びインナー４１の後端部により突出を阻止された初期状態に戻る。
【００４４】
また、ボルト等の締結部材を取り外す等のため弛める場合には、締付工具１を逆転させて入力軸６を逆転させる。このとき、図４に示すように、傾斜溝１４は締付方向先端側１４ａが締付回転側Ａ側へ傾き、かつボール３４は締付方向先端側１４ａ内にあるから、出力軸８側に反力が加わってもプレッシャーボール３３は傾斜溝１４内を反対側１４ｂ側へ移動しにくくなっている。
【００４５】
このため、逆転時には、締付工具１のトルクが確実に出力軸８へ伝達されて締結部材を弛めることができる。しかも特別な正逆転切り換え機構や切り換え操作をしなくても簡単に作業できる。
【００４６】
また、この傾斜溝１４は、上記傾きにより正転時における設定値を超えたときボール３４が傾斜溝１４内を移動する場合は、これをスムーズに行わせることができる。
【００４７】
なお、係合穴１３とプレッシャーボール３３及び傾斜溝１４と係合凹部４５の位置関係は反対であってもよい。また、クラッチ部材７との関係も出力軸８と常時一体回転し、入力軸６と分断続させるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本トルク設定アダプタを取付けた締付工具の外形を示す図
【図２】トルク設定アダプタの軸方向断面図
【図３】トルク設定アダプタの分解図
【図４】入力軸の外形を示す図
【図５】図２の５−５線断面図
【図６】図２の６−６線断面図
【図７】図２の６−６線断面図
【図８】作用を示す図（結合時）
【図９】作用を示す図（分離時）
【符号の説明】
１：締付工具、５：トルク設定アダプタ、６：入力軸、７：クラッチ部材、８：出力軸、１３：係合穴、１４：傾斜溝、２０：６角部、２３：ピン、２７：細径部、２８：スプールスプリング、３０：スプール、３３：プレッシャーボール、４０：ベアリング、４１：インナー、４２：アウター、４３：６角穴、３４：ボール、４５：係合凹部、４６：トルクスプリング

Claims

締付工具の出力部へ取付けて使用するトルク設定アダプタにおいて、
締付工具の出力部へ接続される入力軸と、締結部材を回転させる出力軸と、これら入力軸と出力軸の間に介装されるクラッチ部材とを備え、入力軸又は出力軸のいずれか一方がクラッチ部材と常時一体回転可能に接続する一体軸となり、他方がトルク設定部材により、出力軸側のトルクが設定値以下のとき接続して回転し、設定値を超えると分離した回転非伝達状態にする結合・分離軸をなすとともに、前記クラッチ部材が回転非伝達状態になったとき、回転停止までその位置を維持するための分離状態維持手段を備えたことを特徴とするトルク設定アダプタ。
前記分離状態維持手段は、クラッチ部材と一体軸の間に設けた係合凸部と係合凹部を備え、回転非伝達状態のときのみクラッチ部材又は結合・分離軸側に設けられた係合凸部が他方側に設けられた係合凹部へ係合し、クラッチの戻りを止め半クラッチを防止することを特徴とする請求項１のトルク設定アダプタ。
前記係合凸部がボール部材からなることを特徴とする請求項２のトルク設定アダプタ。
前記クラッチ部材と結合・分離軸の間に、結合・分離軸を逆回転させるとき、クラッチ部材の分離を阻止する移動阻止手段を備えることを特徴とする請求項１のトルク設定アダプタ。
前記移動阻止手段は、クラッチ部材又は結合・分離軸の周面に形成された傾斜溝と、この傾斜溝内を移動可能に他方側へ支持されているガイド部とを備え、傾斜溝は長溝状をなしクラッチ部材の軸線に対して締付方向先端側が締付回転側へずれ、反対側が逆方向へずれるように傾斜していることを特徴とする請求項４のトルク設定アダプタ。
前記ガイド部がボール部材であることを特徴とする請求項５のトルク設定アダプタ。
上記請求項４〜６のいずれかに記載した傾斜溝と前記分離状態維持手段とを併有したことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載したトルク設定アダプタ。