JPS6026676B2 - 気動トルクレンチの締付制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は気動トルクレンチにおける綿付制御装置の改良
に関するものである。

ボルト、ナットなどの締結作業等に使用する空気作動の
トルクレンチについては従来汎用されている機械的な方
法により打撃力を発生せしめて、この打撃力を利用し所
望のトルクに変換する型式のもの、或いは侍公昭４０−
２０６３３号や特公昭５５−４６８３８号などによって
開示されている油の封じ込み部分に間欠的な圧力増加を
発生させて衝撃的にトルクを与える型式のものが開発さ
れている。

そして前者の型式に比べて後者の型式による場合、打撃
音や振動の発生が非常に低く、従って被締結物への共振
、共鳴もなく取扱いが良好であるため、綿付トルクを設
定して過剰な縦付けが行なわれないようにする必要があ
る。本発明は斯かるトルクレンチにおいて、発生トルク
を機械的機構とを粗せて電気的機構とを線合せて電気的
に検知して、予め設定した条件に達するとェアモータへ
の給気を遮断して締結動作を停止し適確な綿付け操作が
行なわれるようにした締付制御装置を提供することにあ
る。

本発明はエアーモータの出力軸に直結して綿付力発生機
構を備え、前記エアーモータの回転を起動させる起動操
作部を有し、該起動操作部にてモータへの給気通路を開
いて前記縦付力発生部から突出せしめた軸上の操作ソケ
ットを作動させるようにした気動トルクレンチにおいて
、エアーモー夕軸の後端部には、前記縦付力発生機構の
緒付動作発生時ごとに回転慣性力で轍線方向に移動する
円筒カム機構を介在させて検知子をモータ軸と組合せ、
モータカバー内には前記検知子を常態で定位暦に保持さ
せると共に該検知子の変動時軸方向に造従摺動して電気
的センサーを作動させる作動検知子、及び両検知子に複
帰推力を与える機構とからなる検知操作機構と、前記作
動検知子の移動により緒付トルク発生回教を検知する電
気的センサーとを設け、該センサーからの出力パルスを
カウントして予め設定した所望のカウント値に達したと
き指令信号を発するカウンタと、該カウンタ、の指令信
号により前記起動操作部への給気を遮断する電磁弁とを
、起動操作部にてモータの起動開始前に通電状態になる
よう関連せしめたスイッチを介して電源と接続する構成
としたのである。而して本発明にてはセンサーからの出
力パルスをカウントして、予め所望のカウント値に達し
たとき給気を遮断させる電気的制御機構をエアーモータ
のカバー内部若しくは工具本体の内部適所に配設するよ
うにして工具（トルクレンチ）の取扱いが便利なように
したのである。またモータへの給気適路中にカウンタか
らの指令信号で作動するようにした電磁作動式の開閉弁
を組込み操作することもできるのである。また本発明に
ては締付トルクの設定を行なうためのカゥンタ、電気制
御機構及びモータ部への給気の遮断を行なう電磁弁をト
ルクレンチとは別個なユニットにして、所望のカウント
値の設定、及び締付トルク発生回数を検知して直ちに電
磁弁を閉動作させるようにし、遠隔操作できるようにし
たのである。

以下本発明の一実施例について図面により詳述すれば次
の通りである。

第１図及び第２図に示すものは流体の封じ込み部分に間
欠的な圧力増加を発生させ、この圧力増加によって出力
軸に衝撃的な作用力を与える周知の締付トルク発生機構
を備えた気動トルクレンチであって、エアーモータ２と
、モータ正逆転切換弁機構９と、前記エアーモータ２へ
の給気弁機構３と、この給気弁機構３に関連せしめた電
気スイッチ４０と給気接続口４、及び給気通路４′、８
Ｅ気通路５などを内談してなる把持柄６′に本体６に、
前記エアーモータの前部位置では周知の締付トルク発生
機構１０を内設したケーシング７を取付け、前記エアー
モータ２の後部位置には縦付トルクの検出操作機構２０
を内在せしめたモータカバーー８を取付けてなる。

而してエアーモータ２と緒付トルク発生機構１０とは、
同一軸芯で、モータ２の前部軸２′に、緒付トルク発生
機構１０の外ケーシング１１と腐心シリンダ１２とを取
付盤１３の藤部１３′を介して競合連結し、偏心シリン
ダ１２内にはブレードとエッヂ部とを相反する位置で藤
線に沿って設けた主軸１４の要部と、トルクを発生させ
るための作動油を密封充填してあり、該主軸１４は縦付
トルク発生機構１０の取付盤１３と、該輪講付トルク発
生機構１０の本体６に対する取付けケーシング７先端部
に設けた軸受７′とで支持され、その先端に締付用ソケ
ット（図示せず）が着脱可能に取付けられるよう突出し
ている。

本体６内部に設けられたエアーモータ２への給気は、把
持柄６′下端の給気管接続口４から該把持柄６′内の通
路を経て、把持柄６′の基幹部に内設された給気弁機構
３から正逆転切換弁機構９を介して給気されるようにな
っており、排気はモ−夕の排気口から前記締付トルク発
生機構１０の取付けケーシング７内を通してその先端排
気口６′から放出するようになっている。

而してエアーモータ２の後部支持軸２１は中空軸にして
、この内孔２１′部には検知子２２の茎軸２２′部を遊
鼓し、該検知子２２はその茎軸２２′部に第３図及び第
４図にて示す如く対称位置で基幹部に向け比較的リード
の小さい誘導溝２３，２３を刻設した溝カムに形成し、
これと一体の頭部２２′はエアーモータ後部支持軸２１
を受支するボールベアリング６ａの外環には接しない直
径にして、その外側面中心に有底小孔２３′を穿設して
なり、前記エアーモータの後部支持軸２１に相対向して
穿設したボール保持孔２１″，２１″に一部を挿入遊支
せしめた小鋼球２４，２４を検知子２２の誘導溝２３，
２３に係合せしめ、該小鋼球２４，２４と誘導溝２３，
２３との係合によりエアーモータ２のロータと検知子２
２とが可動的に連結状態となし、前記譲導溝２３，２３
の振り方向はねじ込み回転と逆の方向に形成してある。

エアーモータ２の後部を覆うためのモータカバー８は第
１図及び第２図にて示すように、本体６にボルト６ｂ縦
着して、その中心にはモータ２軸心と合致する孔８′を
穿設し、この工８′内には綿付トルクの検知作動子２５
を往復摺動自在に鉄挿して、先端面２５′が前記検知子
２２外側面中心の小孔２３′に隊挿したボール２４′と
常時当俵するよう孔８′入口部に螺着したねじキャップ
２６と該検知作動子２５後端凹所２５″に介在させた巻
ばね２７力で保持せしめ、斯かる縦付トルクの検知作動
子２５は第２図及び第５図で示すように先端部２５ａと
後半部２５ｂとが円柱形をなし、その先端部２５ａと後
半部２５ｂとの間に上下を切削いで偏平にした遮断部２
５ｃと細い丸棒状にして前半部分を後半部２５ｂと一体
に繋ぐ接続綾部２５ｄとを形成し、斯かる検知子２２と
検知作動子２５及びその取付け部とによって検知操作機
構２０を構成する。そして斯かる検知操作機構２０を中
央に内設したモータカバー８の一部は、第２図で示す如
く側部から適宜寸法上下方向に切削いで溝８″部を形成
すると共に、その中央を更に適宜寸法中央孔８′をほぼ
半分跨いで切込み部８ａを設け、この溝８″部内で切込
み部８ａに要部を鉄め込んでフオトマィクロセンサ‐３
０を蕨設し、該センサー３０の投光部を受光部との間に
前記作動子２５の遮断部２５ｃが介在したとき光線を遮
断して信号を発するようにし、常態では接続捧部２５ｄ
によって投光部と受光部との間が開放された状態となよ
う関係づける。なおモータカバー８の内部で検知子２２
収容部分は、作動子２５が目的の動作できる寸法軸方向
に検知子が移動するに支障のない寸法の空間室２８を形
成し、前記センサー３０の鉄設溝８＾はカバー８の突出
外周に形成の環状溝８ｂに嫉め合せたりングカバー２９
にて被包し、支障のない構造としてある。前記した給気
弁機構３は把持柄６′の前方に操作ノプ３３を突出して
いて、このノブ３３と直結する弁棒３２の内先端に弁子
部３４を形成し、本体６に欧設したスリーブ状の弁体３
１内端孔縁を弁座３５としたものにして、該弁体３１の
中間部に切欠き３６を設け、把持柄６′内に形成した空
洞部６″に内設せしめたマイクロスイッチ４０の弾性片
にてなる操作片４１の先端を前記切欠き３６から弁体３
１内の弁榛３２中間切込み簿３２′に係合せしめて、該
弁棒３２による弁の開閉動作にスイッチ４０が連動する
ようになし、このマイクロスイッチ４０１こは把持柄６
′下端に設けたコネクター４２からリード線４３を接続
し、かつ該ード線の一部はセンサー３０にも連結するよ
う本体６内に形成した空洞を通じて接続する。而して斯
くなされたトルクレンチ１とは別個に電気的給気制御用
ユニット５０を設け、このユニットには縦付トルク発生
動作数を前記センサー３０と検知操作機構２０との作動
によりカウントして給気を遮断するための電気制御回路
と給気源からの給気を遮断するための電磁開閉弁５２と
が組込まれており、該電気制御回路としては、商用電源
から降圧トランスを介し、トルクレンチの使用に当り支
障のない低電圧にして締付トルクを設定するためのプリ
セットカウンタ５１と、該カウンター５１による指令信
号でリレーを介して電磁開閉弁５２が閉止動作するよう
になされている。

なおこの電気的給気制御用ユニット６０とトルクレンチ
１とは給気用ホースに制御用電流をセンサーまで連結す
るりード線を一体的に沿わせたもので接続するようにし
、それぞれ接続部において個々に接続臭でもつて取付け
る。また給気制御用ユニット５川こは必要に応じてカウ
ント数をデジタル表示するようにし、締付トルクの設定
が容易なようにすることができる。斯く如くなされた本
発明装置によれば、給気源並びに制御電源を使用可能な
状態にそれぞれ接続し、主軸１４の先端に稀付け用のソ
ケットを取付け、目的ファスナーを稀付ける態勢にして
給気弁機構３のノブ３３を押せば、該弁機構３の弁棒３
２の後退により先づマイクロスイッチ４０が関連せしめ
た操作片４１によって閉となり、センサー３０１こ通電
し、次いで弁子３４が弁座３５から離れてエアーモータ
２部に給気され、該エアーモータ２が起動回転する。

而して、このトルクレンチ１の起動に先立ってプリセッ
トカウンター５１において縦付トルクを予め所要のカウ
ント値において設定しておく。するとエアーモータ２の
起動によって目的とするナット若しくはボルト（小ねじ
を含む｝の締付け動作において、締付トルク発生機構１
０が作動し、回転状態にあったエアーモータ２に制動力
が作用すると、そのモータ２の後部支持軸２１に組合さ
れた検知子２２が、モータ２の回転停止に対してそれま
での回転慣性によりなおも回転しようとするため、支持
軸２１と検知子茎軸２２′部とを連結しているカム機構
部にて支持軸２１側に遊支された小鋼球２４，２４と茎
軸２２′部側の誘導溝２３，２３との間でカム運動によ
り自動的に検知子２２の頭部２２′は後方へ突出され、
ボール２４′を介して連接する検知作動子２５を後退さ
せることになるので、該検知作動子２５の遮断部２５ｃ
によりセンサー３０の投光部間で光ビームを遮断して指
令信号を発し、カウンター５１はその信号を入力してカ
ウントする。そして縦付トルク発生機構１０における縦
付トルク発生が消去状態になるとモータ２が回敷するこ
とになるので、検知子２２は検知操作機構２０の巻ばね
２７力で検知作動子２５を介して原位置に押戻されるの
であり、以後縦付トルク発生機構１０による締付トルク
の発生ごとにセンサー３０を介してカウンター５１に入
力信号を与え、設定したカウント値に達すると、電磁開
閉弁を閉じてモータ２への給気を自動的に遮断するので
ある。 ′斯くすることにより目的
のファスナーは予め設定された条件で締付けられること
になる。

そして給気弁機構３の／プ３３に対する押込力を除けば
、マイクロスイッチ４０の操作片４１に作用する復元力
によって（弁子３４の背後に戻し‘まねを付加しておけ
ばよい）弁棒３２が戻されて給気弁が閉じ、併せてセン
サー３０への電気回路がマイクロスイッチ４０の開動作
で断たれトルクレンチーの作動は停止する。従って予め
プリセットカゥンタ５１においてカウント値を設定して
おき、トルクレンチの起動操作部である給気弁機構３を
押し開レナ‘ま所定の締付トルク発生数をカウントする
と自動的に締付け動作が停止して設定条件に対応した締
付けができることになり、過剰な締付力が作用すること
はない。以上はトルクレンチと給気制御ユニットとを別
個にしたものについて説明したが、プリセットカゥンタ
−、トランス、しリー及びこれらに関連せしめた電気部
品を含む電気制御機構はモータカバー内に形成した空間
部に収容し、また電磁開閉弁も小型化して本体内に設け
て給気運路の開閉を行なうようにすれば、全体的にまと
められたトルクレンチが得られることになる。

勿論電磁開閉弁の別個に設けるようにしてもよい。また
、プリセットカゥンターについてはトルクレンチの外側
でカウント値を設定するようにその調節つまみを設けて
おくようにすることが好ましく、必要ならばカウンタの
デジタル表示部分を本体等の適所に付設するようにして
もよい。更に、起動操作部（給気弁機構）に関連せしめ
る制御回路の起動動用スイッチとしてプッシュ釘式のも
のを操作用ノプに組込んで、このプッシュスイッチを先
づ操作してから蛤気弁機構の弁部が開くようにすればよ
り正確なトルクレンチの駆動制御が行ない得る。本発明
は上述した実施例の説明からも容易に了解できるように
、締付トルク発生機構において生じる緒付トルク発生の
機械的な動作をカム機構を巧みに利用して軸心線上で機
械的に検知し、これをそのまま電気的に検知させてカウ
ントするようにすることで締付トルク発生数を電気的な
制御条件に置換して、逆にその条件を設定することによ
り、、エアーモータに対する給気状態がＯＮのままで自
動的に設定条件に達すると給気を停止し、過剰な縦付力
が生じるのを制止できるようにしたものであるから、全
く無理なく正確にかつ迅速に目的の達成ができ、締付力
を均等に付与できて能率の向上を計ることが容易となり
、ことに検知機構を小型化してモータカバー内に組込ん
だ直線運動機構としたことで、コンパクトにまとめるこ
とができ、取扱い上便利なものとなったのである。

なお、本発明の趣旨によれば、締付トルク発生機構とし
ては上記した流体を利用する方式のほか、在釆のハンマ
ー式のものであってもそのまま利用することができるこ
とは謂うまでもない。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明装置を組込んだ給気制御ユニットが別設型
式のトルクレンチの一実施例をす示すものであり、第１
図は縦断正面図、第２図は第１図のローロ視断面図、第
３図及び第４図は検知子を示す図、第５図は検知操作機
構を表わす平面図、第６図は制御機構のブロックダイヤ
グラムである。 １…トルクレンチ、２…エアーモータ、３…給気弁機構
、６・・・本体、６′・・・把持柄、８・・・モータカ
バー、８′中央孔、１０…綿付トルク発生機構、１４・
・・主軸、２０…検知操作機構、２１・・・モータの後
部支持軸「 ２１′・・・内孔、２２″・・・ボール保
持孔、２２・・・検知子、２２′・・・茎軸、２２″・
・・頭部、２３・・・譲導溝、２４・・・小鋼球、２４
′・・・ボール、２５・・・作動検知子、２５ｃ・・・
遮断部、２５ｄ・・・接続樺部、２７・・・巻ばね、３
０・・・センサー、３１・・・弁体、３２・・・弁棒、
３２′・・・切込み溝、３４・・・弁子部、３５・・・
弁座、３６・・・切欠き、４０・・・マィクロスィッチ
、４１・・・操作片、５０・・・給気制御ユニット、５
１…プリセツトカウンター、５２…電磁開閉弁。 簾′図 鱗２図 繁３函 繁々函 簾ふ図 ※６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ エアーモータの出力軸に直結した締付力発生機構と
   、該エアーモータの回転を起動するために給気通路を開
   閉する起動操作部とを備え、前記締付力発生機構から突
   出した軸に操作ソケツトを付すようにしてなる気動トル
   クレンチにおいて、エアーモータ軸の後端部には、前記
   締付力発生機構の締付トルク発生時ごとに回転慣性力で
   軸線方向に移動するよう円筒カム機構を介在させた検知
   子をモータ軸と組合せ、本体背後のモータカバー内には
   、前記検知子を常態で定位置に保持させると共に該検知
   子の変動時軸方向に追従摺動して電気的センサーを作動
   させる作動検知子、及び両検知子に復帰推力を与える機
   構とからなる検知操作機構と、作動検知子の移動により
   締付トルク発生を検知入力する電気的センサーとを設け
   、該センサーからの出力パルスをカウントして予め設定
   した所望のカウント値に達したとき指令信号を発するカ
   ウンタと、該カウンタの指令信号により前記起動操作部
   への給気を遮断する電磁弁とを、起動操作部にてモータ
   の起動開始前に通電状態になよう関連せしめたスイツチ
   を介し電源と接続する構成としたことを特徴とする気動
   トルクレンチの締付制御装置。