JPH05228850A - インパクトレンチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】工具サイズを大きくすることなく締め付け力が
検出可能なインパクトレンチを提供するにある。 【構成】出力軸２は後端の両側に突起１０、１０を突設
してＴ型に形成されたもので、突起１０、１０をハンマ
ー３２の前面の両側に形成した略扇状の凹部１１，１１
内に係合させる形で配置している。一方の突起１０は圧
力検出素子１３を設け、この圧力検出素子１３の検出信
号を信号線路１４ａ、１４ｂを介して出力軸２の前端部
のスリップリング１６ａ，１６ｂに夫々電気的に接続し
てある。これらのスリップリング１６ａ，１６ｂは出力
軸２に対して筒状絶縁体１５により電気的に絶縁される
とともに、夫々ブラシ１８ａ，１８ｂが摺接して、圧力
検出素子１３の検出信号をブラシ１８ａ，１８ｂを通じ
て外部に取り出すことができるようになっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ボルトやナット等のね
じ具を締め付けるインパクトレンチに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】ボルトやナットによる締め付け作業にお
いては、従来よりスパナやボックスレンチ等の手動工具
を使用したり、締め付け力や作業効率を高めるために、
インパクトレンチが用いられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】特に、インパクトレン
チにおいては、圧縮空気を用いたエアーモータにより駆
動されるタイプのものが多く用いられているが、コンプ
レッサや空気配管が必要であり、作業性が悪い場所では
充電電池式のインパクトレンチが有利である。しかしな
がら充電電池式のインパクトレンチにおいては、そのバ
ッテリー切れが問題となるため、できるだけ効率良くね
じ締めをする必要があり、インパクト式の工具では、所
定トルクに達したところで素早く回路を切断することが
望まれる。

【０００４】実際のインパクトレンチによるねじ締め時
の測定トルクを図６に示す。これによると、ねじが着座
し徐々に締まる初期段階には、発生した衝撃力はねじの
締め付け力に吸収され、測定データは小さく、ねじが締
まるにつれて徐々に増加する。そして、最後は発生衝撃
力とねじの締め付け力が一致すると、これ以上ねじに締
め付け力を与えることができず、測定される衝撃力は飽
和する。

【０００５】従って、トルクを知るために、トルクセン
サを備え、発生トルクを知ることは充電電池式のインパ
クトレンチにおいては重要なポイントとなる。この電動
機１と出力軸２との間の回転伝達手段にトルクの検出の
ために図７に示すようにトーションバー４２を用いて軸
の捩じれを検出してトルク換算する手段を用いた従来例
があるが、実際に取り付けるには工具サイズからみて困
難であった。

【０００６】本発明は、上記問題点に鑑みて為されたも
ので、その目的とするところは、工具サイズを大きくす
ることなく締め付け力が検出可能なインパクトレンチを
提供するにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述の目的を
達成するために、電動機の回転を出力軸の回転衝撃力に
変換し、出力軸の回転衝撃力によりボルトやナット等の
ねじ具を締め付けようにしたインパクトレンチにおい
て、出力軸の打撃部に設けた圧力検出素子と、該圧力検
出素子の検出信号を外部に伝えるために出力軸に設けた
スリップリングとを備えたものである。

【０００８】

【作用】而して本発明によれば、スリップリングによ
り、出力軸の打撃部に設けた圧力検出素子グからの検出
信号を外部に取り出すことができ、そのためトーション
バー等工具サイズを大きくするものを用いることなく、
締め付け力を検出することができ、結果工具サイズも現
状の大きさで済む。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。まず、本発明が適用されるインパクトレンチの構
造の一例を図３に基づいて説明を行う。図３に示すよう
に、インパクトレンチは、電動機１の回転を出力軸２の
回転衝撃力に変換し、出力軸２の回転衝撃力を大きくす
るために回転衝撃発生手段３を備えた構造となってい
る。電動機１と回転衝撃発生手段３の間には、減速機構
７が設けられており、電動機１の回転トルクを増幅して
いる。

【００１０】ハウジング１２の把手６内の上部には電動
機１の回転を制御するスイッチ部４と、充電電池５が納
装されている。また、把手６の外側の上部には工具の動
作をオンオフする操作スイッチ９と、回転方向を切り換
えるレバー８が配設されている。次に、内部機構につい
て説明する。図４に示すように、電動機１は充電電池５
により駆動され、その回転力は減速機構７において減速
される。本実施例では、減速機構７は２段の遊星歯車に
より構成されている。この減速機構７により決まる減速
比で減速された回転力は伝達軸２６に伝達され、回転衝
撃発生手段３に接続されている。回転衝撃発生手段３
は、減速機構７と出力軸２との間に設けている。出力軸
２はハウジング１２の前端において軸受２８により回転
自在に枢支されている。

【００１１】駆動軸２７は減速機構７の伝達軸２６と一
体に成形されており、その先端部は先に述べた出力軸２
の後端部に設けられた凹部２９に嵌合された軸受３０に
より回転自在に枢支されている。駆動軸２７の中央部に
は円筒形のカム３１が設けられており、カム３１の外側
にはハンマー３２が遊嵌されている。ハンマー３２は駆
動軸２７の軸方向に摺動可能となっており、カム３１と
ハンマー３２との間は鋼球３３により係合されている。

【００１２】すなわち、カム３１の外周面には中央部で
駆動軸２７の先端側へ突極したＶ字形のカム溝３４を形
成し、このカム溝３４に対応してハンマー３２の内面に
は、軸方向のカム溝３５の後端に配置してある鋼球３３
の移動を止めるためのストッパ端３６（カム溝３４の
端）を設け、カム溝３４とカム溝３５との間に鋼球３３
を転動自在に嵌合させてある。

【００１３】しかして、駆動軸２７の回転は鋼球３３を
介してハンマー３２に伝達され、ハンマー３２も駆動軸
２７と同じ回転数で回転する。また、ハンマー３２はス
プリング３７の作用により前方に押されているので、鋼
球３３は通常は図５のようにカム溝３４の中央（前端）
に位置しているが、カム３１とハンマー３２との間に回
転方向の滑りを生じると鋼球３３がカム溝３４内をイ方
向へ移動するので、ハンマー３２のストッパ端３６が鋼
球３３に押されてハンマー３２が後方へ強制的にスライ
ドさせられる。

【００１４】また、出力軸２の後端面には爪３８が突設
されており、この爪３８に対向させてハンマー３２にも
爪３９が突設されており、両爪３８と３９はハンマー３
２がスライドすることにより係合したり、分離したりで
きるようになっている。駆動軸２７の後端に嵌合された
スプリング受け部４０とハンマー３２の内周のスプリン
グ受け部４１の間にはスプリング３７が張られており、
スプリング３７はハンマー３２を前方へ付勢して爪３８
と爪３９とを互いに係合させている。

【００１５】回転衝撃発生手段３は上記のように構成さ
れているので、次のような動作により電動機１の回転力
を回転衝撃力に変換して出力軸２に間欠的に回転衝撃力
を加えることができる。すなわち、駆動軸２７が減速回
転すると、カム３１を介してハンマー３２も同じ回転数
で回転し、ハンマー３２の爪３９と出力軸２の爪３８と
が係合しているので、出力軸２も回転する。

【００１６】この時、出力軸２の先のレーンアタッチメ
ント４３がボルトやナット等を掴んでいると、ボルトや
ナット等がある程度締まった時に回転に対する抵抗が生
じ、この抵抗力によって出力軸２の回転が妨げられるた
めに、ハンマー３２とカム３１との間に回転方向の滑り
を発生する。駆動軸２７の回転方向を図５に示すように
ロ方向とすると、滑りにより鋼球３３はカム溝３４内を
イ方向へ移動し、ハンマー３２は鋼球３３によって後方
へ押され、ハンマー３２はスプリング３７を押し縮めな
がら後方へスライドする。

【００１７】ハンマー３２が後方へスライドしてハンマ
ー３２の爪３９が出力軸２の爪３８から外れると、スプ
リング３７の押圧力のためにハンマー３２は前方へ押し
戻されると同時に、カム３１に追従すべく駆動軸２７よ
りも高速で回転し、ハンマー３２が出力軸２に衝突する
と共に、ハンマー３２の爪３９が出力軸２の爪３８と係
合可能な状態となり、ハンマー３２が回転してハンマー
３２の爪３９が一つ進んだ状態で出力軸２の爪３８と係
合した瞬間にハンマー３２の回転力が回転衝撃力として
出力軸２に伝えられる。

【００１８】尚、ボルトやナットが締まってくると、こ
の衝撃力が反発力になり工具回転方向とは逆の方向にハ
ンマー３２が動作する場合も見られるが、上記の動作を
繰り返すことにより、ボルトやナットが高い締め付けト
ルクで締め付けられるのである。本発明は、前述のよう
に、ハンマー３２が衝撃を発生した際に、衝撃力が出力
軸２に伝達された際に発生するトルクを圧力検出素子で
検出しようとするものである。

【００１９】つまり、出力軸２は図１に示すように後端
の両側に上記爪３８の代わりに突起１０、１０を突設し
てＴ型に形成されたもので、突起１０、１０をハンマー
３２の前面の両側に形成した略扇状の凹部１１，１１内
に係合させる形で配置するとともに、図６の場合と同様
にハンマー３２の中央を貫通させた駆動軸２７を内装の
軸受３０に結合させている。凹部１１が上記爪３９の代
わりとなり、凹部１１と突起１０の係合離脱がハンマー
３２の動きに応じて行われる。

【００２０】一方の突起１０には圧力検出素子１３を設
け、この圧力検出素子１３の検出信号を信号線路１４
ａ、１４ｂを介して出力軸２の前端部の太径部１７の外
周に設けた導体からなるスリップリング１６ａ，１６ｂ
に夫々電気的に接続してある。これらのスリップリング
１６ａ，１６ｂは出力軸２に対して筒状絶縁体１５によ
り電気的に絶縁されるとともに、夫々ブラシ１８ａ，１
８ｂが摺接して、上記圧力検出素子１３の検出信号をブ
ラシ１８ａ，１８ｂを通じて外部に取り出すことができ
るようになっている。

【００２１】而して上述のようにハンマー３２が衝撃を
発生した場合に、その衝撃力が出力軸２の突起２ａに加
わり、その部分で発生したトルクを圧力検出素子１３で
検出する。この検出信号はスリップリング１６ａ、１６
ｂとブラシ１８ａ，１８ｂとで外部に取り出されること
になる。この検出信号は図２に示す衝撃検出部１９によ
りトルク値に応じた電圧値の信号に変換され、比較部２
０に於いて予め設定している所定の基準値Ｖｒｅｒと比
較されて、比較部２０の基準値Ｖｒｅｆを検出値が越え
ている場合、電流制御部２１に停止信号Ｓを送り、電流
制御部２１はこの停止信号Ｓが入力すると電動機１の電
流を制御して電動機１の回転を停止させるのである。

【００２２】

【発明の効果】本発明は、電動機の回転を出力軸の回転
衝撃力に変換し、出力軸の回転衝撃力によりボルトやナ
ット等のねじ具を締め付けようにしたインパクトレンチ
において、出力軸の打撃部に設けた圧力検出素子と、該
圧力検出素子の検出信号を外部に伝えるために出力軸に
設けたスリップリングとを備えたから、スリップリング
により、出力軸の打撃部に設けた圧力検出素子からの検
出信号を外部に取り出すことができ、そのためトーショ
ンバー等工具サイズを大きくするものを用いることな
く、締め付け力を検出することができ、結果工具サイズ
も現状の大きさで済むという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の要部の拡大斜視図である。

【図２】本発明の一実施例のブロック回路構成図であ
る。

【図３】本発明にかかるインパクトレンチの側面図であ
る。

【図４】本発明にかかるインパクトレンチの拡大断面図
である。

【図５】本発明にかかるインパクトレンチの動作説明図
である。

【図６】衝撃トルクの測定図である。

【図７】従来例の断面図である。

【符号の説明】

２ 出力軸 １０ 突起 １１ 凹部 １３ 圧力検出素子 １４ａ，１４ｂ 信号線路 １５ 筒状絶縁体 １６ａ，１６ｂ スリップリング １８ａ，１８ｂ ブラシ ３２ ハンマー

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電動機の回転を出力軸の回転衝撃力に変換
   し、出力軸の回転衝撃力によりボルトやナット等のねじ
   具を締め付けようにしたインパクトレンチにおいて、出
   力軸の打撃部に設けた圧力検出素子と、該圧力検出素子
   の検出信号を外部に伝えるために出力軸に設けたスリッ
   プリングとを備えたことを特徴とするインパクトレン
   チ。