特許 6188414 半自動式トルクレンチ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6188414

(24)【登録日】2017年8月10日

(45)【発行日】2017年8月30日

(54)【発明の名称】半自動式トルクレンチ

(51)【国際特許分類】

   B25B 23/143 20060101AFI20170821BHJP

   B25B 23/14 20060101ALI20170821BHJP

   B25B 21/00 20060101ALI20170821BHJP

【ＦＩ】

   B25B23/143

   B25B23/14 620J

   B25B21/00 530D

【請求項の数】11

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2013-101148(P2013-101148)

(22)【出願日】2013年5月13日

(65)【公開番号】特開2014-221498(P2014-221498A)

(43)【公開日】2014年11月27日

【審査請求日】2016年4月14日

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】000151690

【氏名又は名称】株式会社東日製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100087398

【弁理士】

【氏名又は名称】水野 勝文

(72)【発明者】

【氏名】辻 洋

(72)【発明者】

【氏名】横山 哲也

(72)【発明者】

【氏名】山本 康弘

(72)【発明者】

【氏名】志村 宏一

(72)【発明者】

【氏名】緒方 智博

【審査官】 小川 真

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１１−１３８４５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１７７８１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２４８１９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−０７９５７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実公昭４９−０３８６４０（ＪＰ，Ｙ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２５Ｂ ２３／１４２−２３／１４３

Ｂ２５Ｂ ２１／００

Ｂ２５Ｂ ２３／１４

ＤＷＰＩ（Ｄｅｒｗｅｎｔ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

直線状の筒部内に駆動源と動力伝達部を配置し、前記筒部の先端部に該動力伝達部の出力軸を有し、前記筒部の尾端部をグリップ部とする動力駆動部と、
ヘッド部およびレバー部を有し、前記ヘッド部は前記出力軸からの締め付け力を第１入力部とし、前記レバー部からの締め付け力を第２入力部として締結体に締め付け力を付与し、前記レバー部からの締め付け力により前記締結体を所定のトルク値で締め付けるとトルクリミッタが作動するトルクレンチ本体部と、
前記トルクレンチ本体部の尾端部を保持し、前記筒部を介して前記レバー部に手力による締め付け力を伝達するトルクレンチ支持部と、
を備え、
前記第１入力部は、前記出力軸と係合する内軸と、前記内軸を同軸に内装すると共に前記締結体に連結される連結軸を備えた外軸部と、前記出力軸の締め付け方向の回転を前記内軸を介して前記外軸部に伝達する第１の一方向クラッチ手段と、をヘッド本体部に配置した構成とし、
前記第２入力部は、前記レバー部から前記ヘッド本体部に伝達された締め付け力を前記外軸部に伝達する第２の一方向クラッチ手段により構成したことを特徴とする半自動式トルクレンチ。

【請求項2】

前記グリップ部の外周に設けた手力線よりも尾端側に、前記駆動源の始動スイッチの始動レバー部を配置し、前記始動レバー部は、前記グリップ部の外周面から内側に向けて押し込む構造に構成されていることを特徴とする請求項１に記載の半自動式トルクレンチ。

【請求項3】

前記始動スイッチは、非接触式としたことを特徴とする請求項２に記載の半自動式トルクレンチ。

【請求項4】

前記動力駆動部は、前記トルクリミッタの作動を電気的に検知する非接触式の検知スイッチを有することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の半自動式トルクレンチ。

【請求項5】

前記動力駆動部は、前記駆動源としてブラシレスモータを有し、前記動力駆動部に配置する電気機器の回路部を前記筒部内に配置したことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の半自動式トルクレンチ。

【請求項6】

前記電気機器として、動作状態を知らせるＬＥＤランプを有することを特徴とする請求項５に記載の半自動式トルクレンチ。

【請求項7】

前記動力駆動部に配置した回路部に対し、外部電源から給電される電源線と、外部と通信する通信線を接続したことを特徴とする請求項５または６に記載の半自動式トルクレンチ。

【請求項8】

前記筒部の尾端部に、バッテリーを取り外し可能に取り付けたことを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の半自動式トルクレンチ。

【請求項9】

前記トルクレンチ本体部は、前記ヘッド部と前記レバー部が支軸を介して相対回転可能に連結され、前記トルクリミッタの作動により前記ヘッド部と前記レバー部とが相対回転する構成であって、
前記ヘッド部を前記筒部の先端部に回転自在に保持する保持手段を有し、
前記トルクレンチ支持部は、前記レバー部の尾端部を前記筒部に対して前記レバー部の軸方向に移動可能で、軸回りに傾動可能に支持することを特徴とする請求項１に記載の半自動式トルクレンチ。

【請求項10】

前記トルクレンチ支持部は、軸方向中央部分の内径に対し、軸方向両端の開口部の内径を大径とするテーパー孔形状に形成し、前記レバー部の尾端部を前記軸方向中央部分に線接触状態で支持することを特徴とする請求項９に記載の半自動式トルクレンチ。

【請求項11】

前記動力駆動部と前記トルクレンチ本体部とは上下に重ねて配置した構成としたことを特徴とする請求項１から１０のいずれかに記載の半自動式トルクレンチ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電動駆動によりボルト等の締結体を仮締めし、その後手動操作で目的のトルク値まで締結体を締め付ける半自動式トルクレンチに関する。

【背景技術】

【0002】

半自動式トルクレンチは、手動式のトルクレンチに、電動モータを駆動源とする自動駆動機構を装備し、例えばボルト等の締結体が被締結体に着座し仮締めトルク値に達すると、電動モータへの通電を停止し、自動駆動を終了する。その後、トルクレンチを手動操作して目的のトルク値で締結体を締め付ける（特許文献１）。

【0003】

ところで、半自動トルクレンチは、工場等の生産ラインにおいて吊り下げられていて、締結体の締め付け位置に半自動トルクレンチを移動して締め付け作業を行うことが一般に行われている。

【0004】

このような使用態様を考慮して、操作性が良く、長時間の作業でも疲労が少ない等といったさらなる使い易い半自動トルクレンチが望まれる。また、締め付けトルクの精度をさらに向上することも望まれている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００９ー９５９６１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明の目的は、操作性が良く、長時間の作業でも疲労が少ない等といった使い勝手が良く、さらなる締め付けトルクの精度向上が図れる半自動式トルクレンチを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の課題を解決する半自動式トルクレンチの構成は、直線状の筒部内に駆動源と動力伝達部を配置し、前記筒部の先端部に該動力伝達部の出力軸を有し、前記筒部の尾端部をグリップ部とする動力駆動部と、ヘッド部およびレバー部を有し、前記ヘッド部は前記出力軸からの締め付け力を第１入力部とし、前記レバー部からの締め付け力を第２入力部として締結体に締め付け力を付与し、前記レバー部からの締め付け力により前記締結体を所定のトルク値で締め付けるとトルクリミッタが作動するトルクレンチ本体部と、前記トルクレンチ本体部の尾端部を保持し、前記筒部を介して前記レバー部に手力による締め付け力を伝達するトルクレンチ支持部と、を備えたことを特徴とする。
そして、本願発明では、前記第１入力部は、前記出力軸と係合する内軸と、前記内軸を同軸に内装すると共に前記締結体に連結される連結軸を備えた外軸部と、前記出力軸の締め付け方向の回転を前記内軸を介して前記外軸部に伝達する第１の一方向クラッチ手段と、をヘッド本体部に配置した構成とし、前記第２入力部は、前記レバー部から前記ヘッド本体部に伝達された締め付け力を前記外軸部に伝達する第２の一方向クラッチ手段により構成している。

【発明の効果】

【0008】

請求項１，２に係る発明によれば、トルクレンチを吊り下げて使用する場合等において、トルクレンチのバランスが良く、長時間の作業でも疲労感が少ないトルクレンチを提供することができる。また、動力駆動部のグリップ部を握ったままで、締結体の仮締め後、手動操作されるトルクレンチ本体部による本締めを行うことができ、良好な操作性が得られる。

【0009】

請求項３に係る発明によれば、グリップ部を握った自然の状態で始動レバー部を操作できるので、操作性が向上する。特に、手力線よりも前に始動レバー部が配置され、人差し指を始動レバー部に掛けて操作する構成では、手力による本締め付けの際に、グリップ部を握り直す等の操作を必要とするのに対し、本発明では、グリップ部を握った状態を変えることなく仮締めから本締めまでの操作を行うことができる。

【0010】

請求項４，５に係る発明によれば、スイッチ部の小型化が可能で、埃や油に強く、さらには耐久性があり、高信頼性と長寿命が得られる。

【0011】

請求項６に係る発明によれば、ブラシモータに比べて耐久性があり、メインテナンスフリーで高寿命が得られる。また、高価なサーボモータに比べて、安価であり、制御回路の小型化が可能である。

【0012】

請求項７に係る発明によれば、作業者はトルクレンチの動作状態をＬＥＤランプの表示色や点灯、点滅によって知ることができる。

【0013】

請求項８に係る発明によれば、外部に制御回路部を配置した場合に比べてケーブル線の芯数を低減でき、ケーブルの外径を小さくできる他、コネクタの小型化が可能である。また、ケーブル外径が小さくなることで、ケーブルの軽量化、締め付け作業性が向上する。

【0014】

請求項９に係る発明によれば、外部とのケーブル線が不要であり、操作性が向上する。

【0015】

請求項１０，１１に係る発明によれば、トルクリミッタを支障なく作動させることができる。

【0016】

請求項１に係る発明によれば、簡単な構成で、自動駆動と、手動による締め付けを行うことができる。

【0017】

請求項１２に係る発明によれば、コンパクトで、バランスが良く、操作性の良い半自動式トルクレンチを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明による半自動式トルクレンチの第１実施形態を示す図で、（ａ）は上面図、（ｂ）は正面図である。

【図2】（ａ）は図１（ｂ）のＡＡ矢視断面図、（ｂ）は図１（ｂ）のＢＢ矢視拡大断面図、（ｃ）は回転自在機構の拡大断面図である。

【図3】本発明による半自動式トルクレンチの第２実施形態を示す図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＣＣ矢視図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

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。

【0020】

第１実施形態
図１は第１実施形態を示す半自動式トルクレンチを示す図で、（ａ）は上面図、（ｂ）は正面図、図２（ａ）は図１（ｂ）のＡＡ矢視断面図、（ｂ）は図１（ｂ）のＢＢ矢視拡大断面図、（ｃ）はは回転自在機構の拡大断面図である。

【0021】

図１、図２において、本実施形態の半自動式トルクレンチ１は、電動駆動部３とトルクレンチ本体部５とを有する。また、本実施形態の半自動式トルクレンチ１は、バッテリー７を取り外し可能（交換可能）に取り付けたバッテリー搭載型の半自動トルクレンチとしている。

【0022】

電動駆動部３は、筒形状のケーシング１０と、ケーシング１０の後端部に連結される筒形状のグリップ部１１と、ケーシング１０の前端部に連結されるＬ字状に曲がった筒状の先端筒部１２を有する。グリップ部１１には、トルクレンチ本体部５の円筒形状の後端部が嵌合する円筒状のテーパー孔の嵌合部１３が形成されている。

【0023】

本実施形態において、ケーシング１０とグリップ部１１、ケーシング１０と先端筒部１２とはそれぞれねじ結合している。また、グリップ部１１の後端部にバッテリー７を取り外し可能に装着している。

【0024】

ケーシング１０内には、駆動源である電動モータ２１と、電動モータ２１の前部に減速機構で構成される動力伝達部２２とを直列に配置している。電動モータ２１はブラシレスモータを使用している。電動モータ２１のモータ軸は動力伝達部２２の入力部に連結される。動力伝達部２２は、遊星歯車機構で構成される減速機を例えば複数段直列に接続した構成を例示でき、電動モータ２１のモータ軸と、入力部と出力部を同一軸線上に配置している。なお、動力伝達部２２は変速クラッチ（不図示）を設けて機械的に減速比を切り換える構成とすることができる。

【0025】

先端筒部１２内には、互いに噛み合う一対のかさ歯車２３、２４と、一方のかさ歯車２３を先端に設けた入力軸部２５と、他方のかさ歯車２４を先端に設けた出力軸部２６とが配置される。入力軸部２５は動力伝達部２２の出力部に連結され、動力伝達部２２から入力される回転を、一対のかさ歯車２３，２４を介し、軸心が直角に交差する出力軸部２６に伝達する。

【0026】

先端筒部１２は、入力軸部２５を回転自在に支持する第１筒部２７と、出力軸部２６を回転自在に支持する第２筒部２８を有している。第１筒部２７の後端側外周部にはねじ部２９が形成され、ケーシング１０の先端側内周部に形成したねじ部３０に螺合する。また、ねじ部２９にはロックナット部３１ａが螺合し、このロックナット部３１ａの締め付けで、先端筒部１２をケーシング１０に対して位置決め固定している。

【0027】

先端筒部１２の第２筒部２８内には、出力軸部２６が抜け止め部材３２により保持されており、第２筒部２８とトルクレンチ本体部５のヘッド部５１とは後述の回転自在機構９０により回転自在に連結されている。

【0028】

グリップ部１１は、操作者が手で握る個所を示す手力線３３よりも後方に、始動スイッチ３４のスイッチレバー３５を配置している。スイッチレバー３５は、グリップ部１１の外周面に切り欠かれた切欠部３６に配置される。スイッチレバー３５は、後端部に枢軸ピン３７を支点として回動可能に取り付けられ、先端部側がグリップ部１１の外周面よりも外側に突出するようにコイルばねで構成した第１ばね部３８により付勢されている。また、スイッチレバー部３５は、２枚の板ばねによりトグルばねをなす第２ばね部３９により、スイッチオンとスイッチオフ方向に付勢される。

【0029】

本実施形態において、始動スイッチ３４は、ホールＩＣと磁石とを組み合わせた非接触式のスイッチ回路により構成している。磁石４０はスイッチレバー部３５の内側に固定し、スイッチレバー部３５をストッパー（不図示）に当接するまで押し込んだ状態で、磁石４０に僅かな隙間を有して正対する位置にホールＩＣ４１をグリップ部１１内に配置している。

【0030】

本実施形態において、操作者はグリップ部１１を手で握る際、手のひらの中央を手力線３３に合わせるので、スイッチレバー部３５は薬指と小指により握られる。このため、グリップ部１１を握る手に力を入れると、自然にスイッチレバー部３５が押し込まれてスイッチオンとなる。また、グリップ部１１を握る手の力を緩めると、スイッチレバー部３５が押し戻されてスイッチオフとなる。

【0031】

なお、ケーシング１０の後端部の外周面に形成した後端ねじ部に、グリップ部１１の先端部の内周面に形成したねじ部が螺合し、該後端ねじ部に螺合するロックナット部３１ｂを締め付けることにより、グリップ部１１をケーシング１０に対して任意の回転位置に固定することができる。

【0032】

回路部８０のスイッチ検出回路がスイッチオンを検出すると、回路部８０のモータ制御回路により電動モータ２１の回転が開始され、また回路部８０のＬＥＤ点灯回路によりＬＥＤで構成される動作ランプが点灯する。回路部８０を構成する回路基板が例えばケーシング１０の後端部から後方に延出する。この回路基板の後端から後方に前記動作ランプが取り付けられている。グリップ部１１の外周面には、周方向に沿って等間隔に４か所の開口部が形成されている。前記各開口部は前記動作ランプに臨む位置に形成され、前記各開口部には光拡散板４２が取り付けられ、該動作ランプの光が光拡散板４２に導かれ、どの方向からも動作ランプの点灯、点滅、点灯色を操作者が確認できるようにしている。なお、各光拡散板４２にそれぞれＬＥＤの動作ランプを配置しても良い。

【0033】

次に、トルクレンチ本体部５の構成を説明する。

【0034】

トルクレンチ本体部５は、ヘッド部５１と、中空形状のレバー部５２と、トルク値設定部５３と、トルクリミッタであるトグル機構５４とを有する。ヘッド部５１は、本体部５１ａから後方に延びるヘッド後端部５１ｂを有し、ヘッド後端部５１ｂがレバー部５２の先端開口部からレバー部５２内に挿入され、支軸５１ｃを介してレバー部５２に回転自在に軸支されている。

【0035】

トルク値設定部５３はレバー部５２の後部に配置され、不図示のねじ軸をレバー部５２の後端側から回転すると、該ねじ軸に螺合する不図示のナット部が螺進し、トルク値設定用の不図示のばね部材のばね力を変化させる。このばね部材のばね力は、レバー部５２内を軸方向に移動可能なトグル機構５４を構成する不図示のスラスタに伝達される。

【0036】

また、ヘッド後端部５１ｂの後端と前記スラスタの先端とは隙間を有して対向し、ヘッド後端部５１ｂの後端部と前記スラスタの先端部との間に例えば板形状のトグル（不図示）が配置されている。前記トグルの両端部は、不図示のトグルピンによりそれぞれヘッド後端部５１ｂの後端部と前記スラスタの先端部に回転自在に連結されている。また、ヘッド後端部５１ｂの軸方向の軸心が前記スラスタの軸方向軸心と一致した状態において、前記トグルは前記軸方向軸心に対して傾斜した状態に配置される。

【0037】

トルクレンチ本体部５のレバー部５２に締付け力を作用してねじを締め付けると、前記傾斜配置した前記トグルを介して軸心方向に発生した分力が前記スラスタに加わり、設定トルク値に達すると、トルク値設定用の前記ばね部材のばね力に抗して前記スラスタが軸方向後方に移動し、前記レバー部５２が前記ヘッド部５１に対して回動し、トグル機構５４の動作が確認される。本実施形態では、このトグル機構５４が動作したことを電気的に検知するトグル動作検知スイッチ５５を設けている。なお、トグル動作検知スイッチ５５の構成は後述する。

【0038】

トルクレンチ本体部５と電動駆動部３とは、ヘッド部本体５１ａの内軸６１に出力軸２６が係合すると共に、トルクレンチ本体部５のレバー部５２の後端部がグリップ部１１に一体に設けられたトルクレンチ支持部をなす嵌合部１３に嵌合することにより一体的に連結される。嵌合部１３はテーパー孔状に形成されている。嵌合部１３は、両端開口部１３ａの内径軸方向の中央部１３ｂの内径よりも大径に形成されていて、中央部１３ｂの内径面にレバー部５２の後端部が周方向に線接触状態で嵌合保持されている。

【0039】

本実施形態において、嵌合部１３の内径は、軸方向の中央部１３ｂからそれぞれ軸方向前方および後方に向けて内径が漸次大きくなるテーパー孔形状としているので、レバー部５２は軸心を中心として任意の方向に向きを変えることができ、また軸方向に沿って移動可能としている。

【0040】

図２に示すように、ヘッド部５１は、ヘッド本体部５１ａに、第１穴部６２と第２穴部６３とを連設している。第１穴部６２内には、外軸部６４が回転可能に配置されている。外軸部６４は、円柱形状の軸本体部６５と締結体に連結される連結軸をなす角軸形状の角軸部６６と、を軸方向に沿って一体に形成され、角軸部６６がヘッド本体部５１ａの他面側から外方に突出している。角軸部６６には、例えば不図示のソケットを係合し、該ソケットにボルトやナットを係合する。

【0041】

外軸部６４の軸本体部６５は、外周部に外ラチェット歯部６７が形成され、内径穴部６８に内ラチェット歯部６９が形成されている。この内径穴部６８には、内軸６１が回転可能に配置されている。

【0042】

第２穴部６３には、第２ラチェット爪７０が第２押しばね７１により外ラチェット歯部６７に係合して一方向クラッチを構成している。図２（ｂ）において、矢印で示す方向が締め付け方向で、ヘッド本体部５１ａが締め付け方向に回転すると、第２ラチェット爪７０が外ラチェット歯部６７に係合し、外軸部６４と締め付け方向に一体となり、ねじ等を締め付ける。また、締め付け方向と逆方向にヘッド部５１が回転すると、第２ラチェット爪７０と外ラチェット歯部６７との係合が解除され、ヘッド部５１のみが回転する。

【0043】

一方、内軸６１の外周部には、軸心を中心として回転対称位置に２つの第１ラチェット爪７２が一端を支点として傾動可能に配置され、これらの第１ラチェット爪７２は第１押しばね７３に押されて外軸部６４の内ラチェット歯部６９に係合する。なお、第１押しばね７３は径方向に形成した軸穴部７４内配置されている。内軸６１が矢印の締め付け方向に回転すると、第１ラチェット爪７２が内ラチェット歯部６９に係合し、外軸部６４を締め付け方向に回転させる。外軸部６４が締め付け方向に回転すると、第２ラチェット爪７０は外ラチェット歯部６７との係合が解除されるので、動力によりボルト等の締結体を締め付けることができる。

【0044】

内軸６１は、一端部に一文字形状の係合溝部７５が形成され、出力軸２６の先端部に形成した矩形形状の軸端部２６ａが係合溝部７５に係合する。

【0045】

本実施形態において、ヘッド本体部５１ａと第２筒部２８とは後述する回転自在機構９０により回転自在に保持されている。

【0046】

ここで、電動駆動部３の動力によりボルト等を仮締めするには、ボルトにソケットを係合し、始動スイッチ３４のスイッチレバー部３５を握ってスイッチをオンする。始動スイッチ３４のスイッチオンで電動モータ２１が駆動し、動力伝達部２２により減速した駆動力により出力軸２６を締め付け方向に回転する。

【0047】

電動駆動によりボルト等の締結体の締め付けトルクが仮締めトルクに達すると、モータ駆動回路が電動モータ２１への締め付け方向への通電を断ち、モータを一端停止させ、一瞬の間、電動モータ２１に逆回転方向の通電を行い、モータを一瞬の間逆転させる。この逆転により、電動モータ２１から出力軸２６までの動力伝達系に残留している力を逃がすことができる。

【0048】

ここで、電動モータ２１を逆回転させても、仮締めしたボルト等の締結体が緩まないことを以下に説明する。

【0049】

先ず、内軸６１が逆回転すると、第１ラチェット爪７２は、内ラチェット歯部６９とは非係合となり、内軸６１のみが空回転し、外軸部６４には逆回転力が伝達されない。

【0050】

前記動力伝達系に自動変速機等の機構が設けられていると、逆回転により自動変速機構のクラッチが作動し、高トルクの逆転トルクが伝達されない。

【0051】

自動変速機等の機構が設けられていなくても、仮に第１ラチェット爪７２と内ラチェット歯部６９を介して内軸の回転が外軸部６４に伝達されても、第２ラチェット爪７０が外ラチェット歯部６７に係合し、外軸部６４の逆回転が防止される。なお、電動モータ２１を弱いトルクで逆転させれば、電動モータ２１が先にストールし、高い逆転トルクは伝達されない。

【0052】

続いて、操作者は、スイッチレバー部３５を握った状態でグリップ部１１を締め付け方向に向けて引くと、手動操作による手引き力が嵌合部１３を介してトルクレンチ本体部５に伝達される。

【0053】

トルクレンチ本体部５のレバー部５２に締め付け方向の力が加わると、支軸５１ｃを介してヘッド本体部５１ａに締め付け力が伝達され、第２ラチェット爪７０と外ラチェット歯部６７が係合し、外軸部６４を締め付け方向に回転させるので、ボルト等の締結体は仮締めトルクからさらに締め付けられる。そして、設定トルク値に達すると、トグル機構５４が動作し、支軸５１ｃを支点としてヘッド部５１とレバー部５２とが相対的に折れ曲がり、レバー部５２の内部にヘッド後端部５１ｂが衝突し、相対回転が停止する。その際、レバー部５２は嵌合部１３に対して軸方向に移動可能であり、軸回りの任意の方向に向きを変えることができるため、レバー部５２がスムーズに傾きながら前方に移動する。また、ヘッド部５１は回転自在機構９０を介して第２筒部２８に回転自在に保持されているので、トグル機構５４の作動時に支軸５１ｃを支点としてスムーズに回る。その際、トグル動作検知スイッチ５５がトグル動作の開始を検知し、設定トルク値に達したことを回路部８０のトグル検知回路に出力する。

【0054】

このように、トルクレンチ本体部５が回転自在機構９０により、トルクレンチ本体部５が自由に作動できる状態となり、トルクレンチ本体５を単体として作動させた状況と略同じ状態が得られる。

【0055】

すなわち、トルクレンチ本体部５が回転自在機構９０により回転自在といっても、摩擦トルクが発生する。この摩擦トルク（Ｔｆ）は、以下の式１で求められる。なお、Ｔは締め付けトルク、Ｌは有効長、Ｌ１は手力点３３から電動モータ２１とトルクレンチ本体部５の接続点間の距離、Ｌ２は締結体中心から電動モータ２１とトルクレンチ本体部５の接続点間の距離、Ｒはトルクレンチ本体部５と嵌合部１３との接続点の軸心Ｘを中心とする半径、μは摩擦係数を示す。

【0056】

Ｔｆ＝（Ｔ/Ｌ）×（Ｌ１/Ｌ２）×Ｒ×μ・・・・式１
ここで、摩擦トルクＴｆは、締め付けトルクＴと比較して限りなく小さいので、無視することができる。また、トルクレンチ本体部５が作動してヘッド部５が微小角α傾くときに（ヘッド部５は締め付け方向と逆方向に回転する）、かさ歯車２３，２４を通して電動モータ２１を回そうとするトルクが発生する。しかし、角度αの傾きにより生じる回転角度は、電動モータ２１の内部の伝達機構のバックラッシュの角度（β）と比較して限りなく小さい。

【0057】

このため、電動モータ２１が仮締め後に逆回転して伝達機構にバックラッシュが発生していれば、電動モータ２１を回そうとするトルクは、トルクレンチ本体部５の作動時には加算する必要がない。

【0058】

トグル動作検知スイッチ５５は、ホールＩＣと磁石とを組み合わせた非接触式のスイッチ回路により構成している。本実施形態において、ヘッド部５１のヘッド後端部５１ｂに、レバー部５２に設けた一部切欠部５２ａを貫通する支持ピン５５ａを設け、支持ピン５５ａの先端に磁石５５ｂを設けている。また、ケーシング１０の外周部に磁石５５ｂが近接するとオンし、離れるとオフするホールＩＣ５５ｃを設けている。トグル機構５４が非動作の状態において、ホールＩＣ５５ｃは磁石５５ｂから離れた位置に配置し、トグル機構５４が作動して、ヘッド部５１がケーシング１０に対して支軸５１ｃを支点として停止位置まで回転したときに、磁石５５ｂと近接する位置に配置している。なお、本実施形態ではトルクレンチ本体部５が作動したかどうかは、トグル機構５４のヘッドの動きにより検出して判断しているが、スラスタの動き等を検出することで判断することができる。そして、ホールＩＣ５５からオン信号が出力されると、回路部８０は、締め付け完了を示すために、例えばＬＥＤを青色に点灯させる。

【0059】

ヘッド本体部５１ａと第２筒部２８とを回転自在に保持する回転自在機構９０の構成を図２（ｃ）を参照して説明する。

【0060】

回転自在機構９０は、ヘッド本体部５１ａの他端面側から支出した軸心Ｘを中心として対称位置に設けた例えば２本の係合突起部９１と、抜け止めツバ付きナット９２を有する。抜け止めツバ付きナット９２は、ナット本体部９２ａの一端に抜け止めツバ９２ｂが形成されていて、予め２本の係合突起部９１が挿入される。係合突起部９１の先端に形成されている外向きの係合爪部９１ａが抜け止めツバ部９２ｂと係合し、係合突起部９１の抜けが防止される。

【0061】

本実施形態において、抜け止めツバ付きナット９２は、ヘッド部５１のヘッド本体部５１ａに２本の係合突起部９１を介して配置されている。一方、第２筒部２８の先端外周部には、抜け止めツバ付きナット９２のナット本体部９２ａが螺合するねじ部が形成されている。出力軸２６の軸端部２６ａを内軸６１の係合溝部７５に係合させて抜け止めツバ付きナット９２のナット本体部９２ａを第２筒部２８の一端外周部にねじ込む。その際、係合突起部９１の係合爪部９１ａと抜け止めツバ部９２ｂが締め付けられない程度で抜け止めツバ付きナット９２のねじ締めを終了する。なお、抜け止めツバ付きナット９２に対し、緩み止め手段により緩み止め防止を行うこともできる。

【0062】

本実施形態の半自動トルクレンチ１は、ケーシング１０に吊り下げリング部２を設け、例えば工場に配置された吊り下げリールの吊り下げワイヤの下端が吊り下げリング部２に取り付けられる。一直線状に延びる電動駆動部３の後端部に設けられるグリップ部１１を握るだけで、自然に始動スイッチ３４をオンし、仮締め後は、グリップ部１１を手前側に引くだけでトルクレンチ本体部５による本締め付けを所定のトルク値で行うことができるので、操作性が良い。

【0063】

また、電動駆動部３の後端にバッテリー７を搭載しているものの、全体にバランスが良く、このため操作者は疲労感の少ない作業を行うことができる。

【0064】

第２実施形態
図３は本発明による半自動式トルクレンチの第２実施形態を示す図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＣＣ矢視図である。

【0065】

本実施形態の半自動式トルクレンチ１００は、商用電源からの給電により電動モータ２１を駆動する構成とした点を除いて図１に示す第１実施形態の半自動式トルクレンチ１と同じ構成を有しており、同じ部材には同じ符号を付してその説明を省略する。なお、４か所の光拡散板４２にそれぞれＬＥＤの動作ランプを配置した場合を例にして説明する。

【0066】

本実施形態において、電動駆動部３内に配置した回路部８０には、モータ制御回路と、スイッチ検出回路と、ＬＥＤ点灯回路が設けられている。回路部８０を駆動するための電源線１０１は、モータ制御回路用の高電圧電源用に２本、スイッチ検出回路とＬＥＤ点灯回路用の低電圧電源用の２本の合計４本を要する。なお、回路部８０を外部コントロールボックス等に配置した場合、電動モータ２１であるブラシレスモータのインバータを使用したモータ制御回路には、３相に給電するモータ線が３本、３相に配置した３つのホール素子ＩＣ用の３本のホール素子ＩＣ用線、始動スイッチ３４用の線が２本、トグル動作検知スイッチ５５用の線が２本、計１６本必要である。

【0067】

すなわち、本実施形態では、回路部８０を電源駆動部３に内蔵することにより、外部に回路部を設ける場合に比べて大幅にケーブル線の芯数を低減することが可能となった。このため、ケーブル外径を小さくでき、コネクタの小型化が可能となる。また、ケーブル外径が小さくなることで、ケーブルの軽量化、締め付けの作業性が向上する。

【0068】

なお、上記した第１実施形態および第２実施形態において、締め付けトルク値を検出できる歪みゲージ等のトルクセンサを内蔵することができる。このように、トルクセンサを設けることにより、計測したトルクデータを有線または無線にて出力することができ、締め付けデータの高度な管理システムの構築が可能となった。

【0069】

なお、上記した各実施形態は、電動モータを駆動源としているが、エアーモータ、油圧モータを駆動源としてもよい。

【符号の説明】

【0070】

１、１００ 半自動式トルクレンチ
３ 電動駆動部 ５ トルクレンチ本体部
７ バッテリー １０ ケーシング
１１ グリップ部 １２ 先端筒部
１３ 嵌合部 １３ａ 開口部 １３ｂ 中央部
２１ 電動モータ ２２ 動力伝達部 ２３、２４ かさ歯車
２５ 入力軸部 ２６ 出力軸部 ２６ａ 軸端部
２７ 第１筒部 ２８ 第２筒部 ３１ａ、３１ｂ ロックナット部
３３ 手力線 ３４ 始動スイッチ ３５ スイッチレバー
３７ 枢軸ピン ４０、５５ｂ 磁石 ４１、５５ｃ ホールＩＣ
４２ 光拡散板 ５１ ヘッド部 ５１ａ 本体部
５１ｂ ヘッド後端部 ５１ｃ 支軸 ５２ レバー部
５３ トルク値設定部 ５４ トグル機構
５５ トグル動作検知スイッチ ６１ 内軸
６４ 外軸部 ６５ 軸本体部 ６６ 角軸部
６７ 外ラチェット歯部 ６８ 内径穴部
６９ 内ラチェット歯部 ７０ 第２ラチェット爪
７１ 第２押しばね ７２ 第１ラチェット爪
７３ 第１押しばね ７４ 軸穴部
８０ 回路部 ９０ 回転自在機構

【図1】

【図2】

【図3】