JPS629005Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 技術分野 本考案は、手動締付工具の締付力を減速機構に
より増力させて、大きなトルクでねじ締め作業を
行うねじ締め倍力装置に関する。

従来技術 従来より、手動でねじ締め作業を行う際に用い
るねじ締め倍力装置としては、歪ゲージを備えた
ものが知られている。

上記ねじ締め装置は、手動締付工具例えばラチ
エツトレンチを連結する入力軸と、被ねじ締付部
材例えばねじに連結する出力軸と、上記入力軸と
出力軸とを連結する減速機構とを夫々備えてお
り、上記レンチにより入力軸を回転させることに
より、減速機構を介して出力軸を増力・回転さ
せ、上記歪ゲージで締付トルクの検出を行いなが
らねじ締め作業をし、もつて締付トルクを常に設
定トルクにしうるようにしている。

しかしながら、上記構造のものでは、例えばね
じ穴に対してねじ込む際、ねじ穴に対してねじが
傾いてねじ込まれたとき、ねじが完全にねじ穴に
ねじ込まれなくとも、ねじとねじ穴とのかじりつ
きによりねじ締めに大きなトルクが必要となり、
ねじ締めが正常に行われたかの如く誤認するとい
つた問題があつた。

また、ねじ穴のねじ切りが不完全なため、該ね
じ穴に完全にねじ切られておらず途中までしかね
じが切られていないとき、ねじ穴にねじ込まれた
ねじが不完全ねじ部までねじ込まれると、上記と
同様にねじ締めに大きなトルクが必要となり、ね
じ締めが正常に行われたかの如く誤認するといつ
た問題があつた。

考案の目的 本考案の目的は、上記問題を解決することにあ
つて、簡単な構造でもつてねじ締め作業の不良を
確実に検出でき、かつ締付トルクが着座トルクに
達したのち常に所定回転角だけねじ締めを行うこ
とができるねじ締め倍力装置を堤供することにあ
る。

考案の構成 上記目的を達成するために、本考案は、反力受
板を外周に有するケース内に、手動締付工具と連
結される入力軸と、該入力軸に連動する減速機構
と、該減速機構に連動する締付出力軸とを設けて
なるねじ締め倍力装置であつて、かつ上記ケース
壁の歪を検出する歪ゲージと、上記ケース内の入
力軸側に組み込まれて上記入力軸の角度を直接的
に検出して該入力軸と連動する上記出力軸の回転
角を間接的に検出する角度センサと、上記歪ゲー
ジにより検出される被ねじ締め部材の締付トルク
が所定の着座トルクに達したときに信号を発する
第１比較器と、該第１比較器の信号で、かつ上記
角度センサより入力される回転角度信号に基づい
て回転角の計測を開始する角度計測器と、該角度
計測器が設定角を計測したときに警告装置に警告
信号を発する第２比較器と、上記入力軸の外周面
とケースの内周面との間に設けられて上記手動締
付工具による回転駆動方向とは逆方向の上記入力
軸の回転を規制する逆回転防止部材とを備えるよ
うに構成している。

考案の効果 上記構成によれば、歪ゲージで着座トルクを検
出したのち、角度センサで出力軸の回転角を検出
して一定の回転角までねじ締めを行うので、例え
ば、ねじがねじ穴に傾いてねじ込まれる場合に
は、締付トルクが着座トルクに達したのちねじが
それ以上回転せず、もつて出力軸の回転角が所定
回転角にならないため警告信号を発せられず、し
たがつて警告装置から警告が発生しないため、ね
じ締め不良を明瞭に検出することができ、ねじの
ねじ締め作業の良否が明確に検知できてねじをよ
り正確にねじ穴に着座させることができる。ま
た、歪ゲージにより検出されるねじ，ナツト等の
被ねじ締め部材の締付トルクが着座トルクに達し
たのちは、角度センサのみ作動させるようにし
て、装置全体の構造を簡単なものとすることがで
きる。

また、手動で、すなわち例えばラチエツトレン
チ等の手動締付工具で、入力軸を回転させて出力
軸を介してナツトを締付ける場合、ラチエツトレ
ンチを一定角度回転させると一旦ラチエツトレン
チを逆回転させて初期位置まで戻したのち再び上
記ナツトの締付方向に回転させてナツトを締付け
るのであるが、上記逆回転時、減速機構等のギヤ
の遊び等によりラチエツトレンチとともに入力軸
が若干逆回転してしまうことがある。しかしなが
ら、上記逆回転防止部材によりこの入力軸の逆回
転を確実に防止することができて、角度計測器に
誤差が生じるのを効果的に防止することができ、
ねじ締付作業をより精度良く行うことができる。
また、反力受板を備えて、反力受板をワークの所
定の反力受板当て部材に当接させることにより、
ねじの回転に伴う反力を受けることができ、ねじ
締付作業を円滑に行うことができる。

実施例 以下に、図示の実施例に基づいて本考案を具体
的に説明する。

第１，２図に示すように、本実施例のねじ締め
倍力装置は、円筒状ケース１内に、ソケツト２と
回転軸３よりなる入力軸と、被ねじ締付部材例え
ばねじを回転させる出力軸４と、上記入力軸の回
転により出力軸４を増力・回転させる減速機構と
を夫々備えるとともに、反力受け板１２と、ねじ
の締付トルクを検出する歪センサ１４と、ねじす
なわち出力軸の回転角を検出する角度センサ７を
ケース１に備えている。

上記反力受け板１２は、ケース１の先端小径部
１ａの外周に嵌合・固定され、ワークの所定の反
力受け板当て部材に当接させ、ねじの回転に伴う
反力を受けるようにしている。

上記減速機構は、以下の構成よりなつている。

すなわち、ケース先端小径部１ａの内面には、
上記出力軸４を回転自在に嵌合している。出力軸
４の先端４ａは、ねじ締め用ソケツト（図示せ
ず）を介してねじの頭部と連結するように形成す
る一方、後部には軸方向に凹部４ｂを凹設した大
径部４ｃを形成している。この大径部４ｃには、
第３図に示すように、ピン６により遊星歯車５を
２個夫々設けて、ケース内周面に形成した内歯車
１ｂと噛合するようにしている。また、上記出力
軸４の大径部凹部４ｂには、回転軸３を出力軸４
と同軸にかつ回転自在に嵌合している。回転軸３
は、その外周面に太陽歯車３ａを設けて、上記遊
星歯車５，５と噛合して、各遊星歯車５が太陽歯
車３ａの回りを遊星回転運動するようにしてい
る。

また、上記ソケツト２は、上記回転軸３の後方
にかつ同軸に回転自在に設けている。すなわち、
ソケツト２の軸方向には四角穴２ｃを貫設して、
手動締付工具例えばラチエツトレンチの駆動軸を
四角穴２ｃに嵌合してレンチとともに一体的に回
転するようにしている。そして、この四角穴２ｃ
の先端には、上記回転軸３の後端角柱部３ｂを相
対回転不自在に嵌合するとともに、ソケツト２の
先端を出力軸後端凹部４ｄに相対回転自在に嵌合
している。

上記ソケツト２の先端部には、薄肉の円板部２
ａを径方向に突設するとともに、第４図に示すよ
うに、該円板部２ａに多数のスリツト２ｂ，…，
２ｂを径方向に設けている。

このソケツト２の円板部２ａに対応して、ケー
ス中央部壁面の一部に切欠１ｃを設け、この切欠
１ｃより角度センサとしてフオトセンサ７をケー
ス内に組込んでいる。フオトセンサ７は、ソケツ
ト２の円板部２ａを挾む溝７ａを有しており、円
板部２ａのスリツト２ｂが溝７ａ内を通過する毎
にフオトセンサ７がスリツト２ｂを検出して入力
軸したがつて出力軸４の回転角度の検出を行う。

一方、ソケツト２の後端部外周面とケース内周
面との間には、断面Ｈ状支持リング８と該支持リ
ング８の内外凹部８ｂ，８ａに夫々２個ずつ嵌合
されたＯリング９，…，９とよりなる逆回転防止
部材としてのリング状摩擦部材を設けている。こ
の支持リング８は、ワツシヤ１３を介してソケツ
ト２の段部２ｄで軸方向先端側に対して当て止め
られる一方、ワツシヤ１３を介してケース後端に
嵌合されたストツプリング１１により軸方向後側
に移動不自在に保持されている。上記支持リング
８の内側凹部８ｂ内の各Ｏリング９は、内側凹部
壁面とソケツト外周面に夫々摺接する一方、外側
凹部８ａ内の各Ｏリング９は、外側凹部壁面とケ
ース内周面に夫々摺接している。したがつて、ラ
チエツトレンチによりソケツト２をねじ締め方向
に正回転させるときには、回転力が各Ｏリング９
と支持リング凹部壁面、ケース内周面及びソケツ
ト外周面との間に働く摩擦力に打ち勝つて、自在
に回転する。一方、レンチを無負荷状態で逆回転
させるときには、上記各Ｏリング９と該Ｏリング
９と接触する部材との間に働く摩擦力により、ソ
ケツト２とケース１を一体的に回転させるように
している。したがつて、減速機構の各歯車のバツ
クラツシユによりソケツト２の円板部２ａがケー
ス１のフオトセンサ７に対して逆回転して、該フ
オトセンサ７がソケツト円板部２ａのスリツト２
ｂの回転を検出して誤作動するのを防止してい
る。

さらに、上記歪ゲージ１４は、ケース１の先端
側壁面に設けられている。そして、出力軸４の回
転時に出力軸４が受ける反力を遊星歯車５及び内
歯車１ｂを介してケース１で受け、このケース１
に生じた歪を上記歪ゲージ１４で検出して、ねじ
の締付トルクを算出しうるようにしている。

上記歪ゲージ１４は、第５図に示すように、ア
ンプ１５を介してＡ／Ｄ変換器１６に接続し、さ
らに第１比較器１７に接続して、歪ゲージ１４で
検出した締付トルクの値をアンプ１５で増巾した
のち、Ａ／Ｄ変換器１６でアナログ値をデジタル
値に変換して第１比較器１７に入力する。この第
１比較器１７では、着座トルク設定器１８で予め
設定した着座トルク（ねじ頭部がワークの座面に
当接したときの初期トルク）の値とねじを締め付
けたトルクの値とを比較し、着座トルクよりも締
付トルクが大きいかもしくは等しくなつたとき
に、角度計測器１９に計測開始信号を入力する。
該角度計測器１９は、角度センサに接続し、上記
計測開始信号の入力後、角度センサであるフオト
センサ７の溝７ａ内を通過するソケツト円板部２
ａのスリツト２ｂの数を示す回転角度信号をカウ
ントして、出力軸４の回転角を計測し、この計測
した値を第２比較器２０に入力する。該第２比較
器２０では、締付角度設定器２１で予め設定され
たねじの締付角とねじ締めされるねじの回転角と
を比較して、ねじの回転角が設定締付角に達する
と、警告信号を警告装置としてのブザー２２に入
力してブザー２２を鳴らし、作業者に作業の終了
を知らせる。なお、２３はトルク・回転角表示装
置であつて、ねじ締めの作業中の時々刻々の締付
トルク及び回転角を表示する。

次に、本装置の作動を第６図に示すフローチヤ
ートに基づいて説明する。

まず、ラチエツトレンチの軸部を上記ソケツト
２の四角穴２ｃ内に嵌合するとともに、出力軸先
端にねじ締め用ソケツトを装着して所定のねじ頭
に該ねじ締め用ソケツトを嵌合し、かつ反力受け
板１２をワークの適当な反力受け板当て部材に当
接させる。そして、ラチエツトレンチを回転して
ソケツト２及び減速機構を介して出力軸４を増
力・回転させ、ねじ締めを行う。このねじ締めを
行うことによりねじから出力軸４を介してケース
１に反力が伝わり、該反力によるケース１の歪を
歪ゲージ１４で検出してねじの締付トルクを算出
する。該締付トルクが着座トルクTsより大きく
なるか、もしくは等しくなつたとき、第１比較器
１７より計測開始信号を角度計測器１９に入力し
て、ねじの回転角の計測を開始する。これ以後
は、ねじの回転角の計測のみ行い、ねじの締付角
が設定角に達するとブザー２２が警報を発し、作
業者に作業終了を知らす。

作業終了後、反力受け板１２を反力受け板当て
部材より離すときは、まず、ラチエツトレンチの
駆動回転方向を逆向きに調整して、ねじ締め力よ
りも小さな力で回転させる。そして、反力受け板
１２に上記ねじ締め作業時とは逆方向に反力を働
かせ、反力受け板１２と上記当て部材との当接を
解除し、ねじ締め装置を作業位置より離脱させ
る。

本実施例によれば、ねじ締め作業当初は、歪ゲ
ージ１４で着座トルクに達するまで検出し、着座
トルクに達したのちは、ねじの回転角を角度セン
サ７で計測して所定回転角までねじ締め作業を行
うようにしたので、例えばねじがねじ穴に対して
傾いてねじ込まれ、それ以上ねじが回転しないと
きには、締付トルクが着座トルクに達したのちに
角度センサでねじの回転角の検出を行つても所定
回転角に達し得ないため、第２比較器より警告信
号が警告装置に入力されず、警告装置から警告が
発せられないから作業者は確実にねじ締め作業の
不良を確認することができ、もつてねじ締め作業
を正確に行うことができる。また、支持リングに
Ｏリングを嵌合してソケツトとケース間に設けた
ので、ラチエツトレンチ等での回転駆動方向とは
反対方向への無負荷回転時に、フオトセンサに対
してソケツト円板部が回転するのを阻止すること
ができ、フオトセンサの誤作動を確実に防止でき
る。

なお、本考案は本実施例に限定されるものでは
なく、その他種々の態様で実施することができ
る。例えば、回転軸とソケツトを一体的に設けた
り、また、ソケツトに四角穴を設けずに軸を後方
に向けて突設し、手動締付工具に連結するように
してもよい。また、減速機構としては遊星歯車機
構に限らず、その他種々の公知の機構を用いるこ
とができる。また、角度センサもフオトセンサに
限らず、高周波や磁束の変化を利用したものや、
リード・スイツチをソケツト円板部とケース等固
定側に設けて回転角を計測するようにしてもよ
い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例に係るねじ締め倍力
装置の一部を示す縦断面図、第２図は第１図の装
置において後方より見た背面図、第３図は第１図
の装置の減速機構部分の断面正面図、第４図はソ
ケツト円板部の拡大部分図、第５図は上記装置の
作動ブロツク図、第６図はフローチヤート図であ
る。 １……ケース、２……ソケツト、３……回転
軸、４……出力軸、５……遊星歯車、７……角度
センサ、８……支持リング、９……Ｏリング、１
２……反力受け板、１４……歪ゲージ、１７，２
０……第１，第２比較器、１９……角度計測器、
２２……ブザー。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 反力受板１２を外周に有するケース１内に、
   手動締付工具と連結される入力軸２，３と、該
   入力軸２，３に連動する減速機構と、該減速機
   構に連動する締付出力軸４とを設けてなるねじ
   締め倍力装置であつて、かつ上記ケース壁の歪
   を検出する歪ゲージ１４と、上記ケース１内の
   入力軸２，３側に組み込まれて上記入力軸２，
   ３の角度を直接的に検出して該入力軸２，３と
   連動する上記出力軸４の回転角を間接的に検出
   する角度センサ７と、上記歪ゲージ１４により
   検出される被ねじ締め部材の締付トルクが所定
   の着座トルクに達したときに信号を発する第１
   比較器１７と、該第１比較器１７の信号で、か
   つ上記角度センサ７より入力される回転角度信
   号に基づいて回転角の計測を開始する角度計測
   器１９と、該角度計測器１９が設定角を計測し
   たときに警告装置２２に警告信号を発する第２
   比較器２０と、上記入力軸２，３の外周面とケ
   ース１の内周面との間に設けられて上記手動締
   付工具による回転駆動方向とは逆方向の上記入
   力軸２，３の回転を規制する逆回転防止部材
   ８，９とを備えてなることを特徴とするねじ締
   め倍力装置。 (2) 上記逆回転防止部材８，９はリング状摩擦部
   材からなり、該摩擦部材により、所定値以上の
   回転力では上記入力軸２，３が上記ケース１に
   対して自在に回転する一方、所定値以下の回転
   力では上記入力軸２，３と上記ケース１が摩擦
   力により一体的に回転するようにした実用新案
   登録請求の範囲第１項に記載のねじ締め倍力装
   置。