JPS6085877A - 打撃数制御型トルクコントロ−ルインパクトレンチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、エアモータによって作動するインパクトレン
チに関し、とくに打撃数の制御により締付トルクの調整
が可能な打撃数制御型トルクコントロールインパクトレ
ンチに関する。

従来技術 従来、打撃数制御型トルクコントロールインパクトレン
チは、国内においては見あたらず、もっばら外国製品た
とえばアトラスコブコ社（スウェーデン）製造ＬＴＳ３
６−ＨＲ１３等の高価格量に頼っていた。これらは高価
格であるため、通常のねじ締付けにおいて締付はトルク
を調整する場合には、インパクトレンチとトルクレンチ
の二つの工具を組み合せて用いていた。

しかし、インパクトレンチとトルクレンチを組み合せて
使用することは、重筋作業になるとともに作業性が悪い
という問題があり、かつ微妙な締付はトルクの調整が困
難であるとともに、作業者の勘やコツに頼る要素を含む
ため、締付はトルクのばらつきが大となり精度良く品質
保証することが困難になるという問題があった。

さらに、締付は完了の信号を出すことができないので締
付は忘れ防止のための対策を簡単には横じることができ
ないという問題もあった。

発明の目的 本発明の目的は、上記のような問題を解消するために、
１−ルクレンチとの組合せを不要化し、安価でかつ小型
で作業性の良好な、しかもばらつきのない所定の締付は
トルクを確実に設定できるとともに締付は完了信号を発
することのできる打撃数制御型トルクコントロールイン
パクトレンチを提供することにある。

発明の栴成、作用 この目的を達成するために、本発明の打撃数制御型トル
クコントロールインパクトレンチにおいては、エアモー
タを備えたインパクトレンチに、エアモータの回転変動
によりエアモータの回転軸軸芯方向に往復動する打撃数
検知手段と、回転運動を一方向にのみ許容するワンウェ
イクラッチを備え、打撃数検知手段の往復動を間欠的な
回転運動に変換する打撃数伝達手段と、打撃数伝達手段
の回転部の回転角が設定値に達するとエアモータへのエ
アの供給を停止するエアシャット手段と、エアシャット
手段が作動するまでの打撃数伝達手段回転部の回転角を
設定し、エアシャット手段作動後には打撃数伝達手段回
転部を初期設定状態まで戻すトルク調整手段と、エアシ
ャット手段によるエアモータへのエアの供給停止の信号
を出力するエアシャットオフ信号の出力手段と、が設け
られる。

このような手段を備えたインパクトレンチにおいては、
インパクトレンチによる打撃の際に生じるエアモータの
瞬間的な停止、回転の回転変動が、打撃数検知手段によ
って往復動に変換され、この往復動がワンウェイクラッ
チを介して間欠的な回転運動に変換されて、打撃数は、
打撃数伝達手段回転部の間欠的な回転によって累積され
る回転角に変換される。そして、この回転角がトルク調
整手段によって設定された所定の設定値に達すると、す
なわち打撃数が所定の設定値に達すると、エアシャット
手段によりエアモータへのエアの供給が停止され、締付
けが完了する。さらに、トルク調整手段は、続けて連続
的に同様の締付は作業ができるように初期設定状態に戻
されるとともに、締付は完了の信号としてエアシャット
オフ信号が発せられる。

これらの各手段は、後述の実施例で示す如く、インパク
トレンチ内にコンパクトに収納することが可能であり、
小型で安価な装置が得られるとともに、従来のトルクレ
ンチとの組合せが不要化される。また、打撃数が打撃と
対応するエアモータの回転変動から検知されるので礪械
的に確実な検知が可能であり、打撃数が打撃数伝達手段
回転部の累積的な回転角に変換されるので、角度設定ダ
イヤル等によって容易に打撃数の設定および微調整が可
能となる。したがって、打撃数に対応する締付はトルク
も容易にかつ微妙に設定することが可能になり、締付は
毎にトルク調整手段によって打撃数伝達手段回転部を初
期設定状態から所定の回転角になるまで回転させエアシ
ャフト手段によってエアモータを停止させることにより
、再現性よくばらつきのない所定の締付はトルクを得る
ことができる。さらに、エアモータの停止とともにエア
シャフトオフ信号が発せられるので、組付はコンベア等
との連動が可能になり、締付は忘れ防止のためのインタ
ロックも簡単にとることができる。

実施例 以下に本発明の打撃数制御型トルクコントロールインパ
クトレンチの望ましい実施例を図面を参照して説明する
。

第１図ないし第５図は、本発明の一実施例に係る打撃数
制御型トルクコントロールインパクトレンチを示してお
り、図中、１は打撃数制御型トルクコントロールインパ
クトレンチ全体を示している。打撃数制御型トルクコン
トロールインパクトレンチ１内には、供給されてくる工
アによって回転するロータ２を備えたエアモータ３が゛
組み込まれており、ロータ２の軸芯４延長線上には打撃
部５が連結されロータ２の回転とともに回転するように
なっている。エアモータ３には、バルブレバー６の作動
によって開閉されるバルブ７、エア通路８、切換弁９を
介してエアが供給される。

ロータ２の打撃部５と反対側の軸芯４上には、エアモー
タ３の回転変動、すなわちロータ２の回転変動によりエ
アモータ３の回転軸軸芯４方向に往復動する打撃数検知
手段１０が設けられている。打撃数検知手段１０は、ロ
ータ２の軸芯４上に設けられてロータ２と一体に回転し
、外周面に軸芯４に対し傾斜する方向に延びるリード溝
１１が刻設されたカム軸１２と、リード溝１１内を溝長
手方向に案内される鋼球１３と、カム軸１２外周に軸新
４方向に摺動自在に嵌合されｍ球１３がはめ込まれる穴
１４を有し鋼球１３を介してカム軸１２に係合するカム
軸受１５と、から成っている。

カム軸受１５には、鋼球１６を介して、打撃数検知手段
１０の往復動、す−なわちカム軸受１５の往復動を間欠
的ｑ回転運動に変換する打撃数伝達手段１７が係合され
ている。打撃数伝達手段１７は、以下の如き構成を有す
る。カム軸受１５には、鋼球１６を介して、支点１８を
中心に揺動可能に設けられたテコ１９の一端が係合され
ている。テコ１９の他端は、円筒状のクラッチケース２
０の外周面に設けられた切欠き２１に係合されている。

クラッチ２０の内周側には、クラッチケース２０と同志
の円筒状のスライドケース２２が設けられ、クラッチケ
ース２０とスライドケース２２との間には、回転運動を
一方向にのみ許容するワンウェイクラッチ２３が介装さ
れている。また、クラッチケース２０とスライドケース
２２は、その軸芯方向には互に運動が拘束されており、
ともに移動するようになっている。スライドケース２２
には、スライドケース２２と同志の伝導軸２４が、スラ
イドケース２２に対して軸芯方向に摺動可能にかつ回転
可能に挿入されている。伝導軸２４の外周面には、伝導
軸２４の軸芯２５に対し傾斜づる方向に延びるリード溝
２６が該設され−（おり、伝導軸２４とスライドケース
２２とは、スライドケース２２に設けられたビン２７が
リード溝２６内に摺動可能にはめ込ま杭ることによって
、係合している。

伝導軸２４の一端は鋼球２８を介して有底容器状のプラ
ンジャ２９に回転可能に当接されており、プランジャ２
９の内周面と伝導軸２４の端部外周面との間には、ワン
ウェイクラッチ３０が介装され、伝導軸２４はプランジ
ャ２９に対し一回転方向にのみ回転が許容されている。

このワンウェイクラッチ３０と前述のワンウェイクラッ
チ２３とは、回転を拘束する作動方向が互に逆になって
いる。

また、プランジャ２９は、ハウジング３１内に伝導軸２
４の軸芯２５方向に摺動可能に挿入されており、ビン３
２によって回転方向には拘束されている。プンジャ２９
の伝導軸２４と反対側には、プランジ２６の底面とハウ
ジング３１の内面とによってエアの封入が可能なチャン
バ３３が形成されており、チャンバ３３には切換弁９か
らのエア通路が連通している。

ワンウェイクラッチ３０とスライドケース２２との間に
は、伝導軸２４の外周まわりにはめ込まれたばね３４が
介装されており、スライドケース２２のプランジャ２６
側への移動に対し、その移動と反対方向にスライドケー
ス２２を付勢している。

伝導軸２４のプランジャ２９と反対側の端部には、傘状
のテーパ面３５が形成されており、テーパ面３５は、伝
導軸２４の軸芯２５方向への移動によって、軸芯２５上
に設けられた伝導軸受３６に形成された凹状のテーパ面
３７に圧着して係合するようになっている。伝導軸２４
には、テーパ面３５側の端部から軸芯２５に沿って行き
止まりの孔３８が穿設されており、孔３８内には、ばね
３９、鋼球４０および軸４１が挿入され、軸４１は伝導
軸受３６を貫通して延び伝導軸受３６に相対回転可能に
支持されている。

上記のような楢成を有する打撃数検知手段１０には、該
打撃数検知手段１０の回転部としての伝導軸受３６が所
定の回転角に達するとエアモータ３へのエアの供給を停
止するエアシャット手段４２が第３図のよう、に係合さ
れている。

すなわち、伝導軸受３６の外周面上にはビン４３が取付
けられており、ビン４３は、伝導軸受３６とともに所定
の回転角だけ回転したときに、支点４４中心に揺動可能
に設けられねじりばね４５ａによって一回転方向に付勢
されているストップサインレバ−４５の一端に係合する
。ストップリインレバー４５の他端はストップバルブ４
６に係合している。ストップバルブ４６は、第４図に示
すように、バルブハウジング部４７内に軸方向に摺動可
能に設けられており、移動によりエア供給路４８とエア
モータ３に通じるエア通路４９との連通を制御する。

伝導軸受３６の回転角を設定するためには、トルク調整
５手段０が設けられている。第１図、第２図、第５図に
示すように、伝導軸受３６には同志の調節ダイヤル５１
がぜんまいばね５２によって相対回転可能に連結されて
いる。調節ダイヤル５１には、ビン５３が設けられてお
り、伝導軸受３６の回転によってビン４３と係合するよ
うになっている。また、調節ダイヤル５１には、ビン５
４、ばね５５を介して指示針５６が取付けられており、
指示針５６の先端には、ノツチプレート５７と係合する
係合部５８が形成されている。ノツチプレー１〜５７は
、円環状部材で内周面に周方向全周にわたって指示針５
６の係合部５８と係合する歯車状の係合溝５８８が形成
されたものから成っている。

前記Ｍ４図に示したストップバルブ４６部には、エアシ
ャット手段４２によるエアモータ３へのエアの供給停止
の信号をエア信号として出力とすエアシャットオフ信号
の出力手段５９が設けられている。すなわち、第４図に
おいて、ストップバルブ４６は、ばね６０によってスト
ップサインレバー４５とは反対側に付勢されており、ス
トップバルブ４６のバルブハウジング４７底面側には、
該底面との間にエアの侵入が可能な空間を形成するよう
に切欠かれた端面６１が形成されている。そして、スト
ップバルブ４６の内部には、バルブハウジング４７の底
面側から軸方向に延びるエア通路６２が穿設されており
、エア通路６２の一端は、ストップバルブ４Ｇが移動し
たときに、エア通路６３、ホース６４に連通可能となっ
ている。

上記のＪ：うに椙成された打撃数制御型１−ルクコン１
へロールインバク１−レンチの作用について以下に述べ
る。

打撃を開始させるために、バルブレバー６を引くと、エ
アは切換弁９を通りエアモータ３のロータ２を回転させ
る。これは通常のマルチベイン式エアモータと同じであ
る。モータ部へ行ったエアは同時にチャンバ３３に通じ
プランジ＋７２９を押し上げ、伝導軸２４と伝導軸受３
６をテーパ面同志で連結させ、伝導軸２４の回転運動を
伝導軸受３６に伝える。

ロータ２は打撃部５に回転を伝え、打撃部５を回転させ
ると共に、カム軸１２、及びカム軸１２と鋼球１３を゛
リード溝１１内を案内させる事より軟結合されたカム軸
受１５を回転させる。

打撃部５に負荷が掛ると、打撃部５は打撃を始め、打撃
した時、ロータ２およびカム軸１２は瞬間停止するが、
このとき、鋼球１３、カム軸受１５の慣性によって、鋼
球１３はリード溝１１に沿って転勤し、ｍ球１３と穴１
４を介して係合するカム軸受１５は、回転するとともに
、第６図に示づように、エアモータ３の軸芯４方向にロ
ータ２から離れる方向に押し上げられる。

このカム軸受１５の運動のうち、軸芯４方向゛の運動が
、ｍ球１６を介してテコ１つに伝達され、テコ１９が支
点１８廻りに揺動される。また、テコ１９は、その他端
がクラッチケース２０、ワンウェイクラッチ２３、スラ
イドケース２２を介してばね３４と係合しているため、
ロータ２が次の打撃のために回転を始めると、ばね３４
により、又カム軸１２どカム軸受１５の相対回転速度差
（カム軸１２の速度〉カム軸受５の速度）で円球１３が
リード溝１１内を逆方向に元に戻ることも手伝って、カ
ム軸受１５は元の位置に戻される。打撃１回につき、こ
のカム軸受１５の往復動が１回行なわれ、打撃が続く間
くり返される。したがって、打撃数は、カム軸受１５の
往復動の回数と対応する。

カム軸受′１５の往復動はテコ１９を介してクラッチケ
ース２０に伝わり、ワンウェイクラッチ２３を介して、
スライドケース２２に伝わる。

スライドケース２２と伝導軸２４とは、傾斜したリード
溝２６およびビン２７を介して係合しているので、スラ
イドケース２２の軸芯２５方向ｌ＼の移動により、スラ
イドケース２２と伝導’１１１２４は相対回転しＪ：つ
とする。今、テコ１９によってスライドケース２２が押
し下げられたとき、スライドケース２２はワンウェイク
ラッチ２３によって回転が規制されるＩ＝め、第７図に
示すように、ビン２７、リードｉ７＆２６の働きによっ
て伝導軸２４が一定角度回転する。逆に、スライドケー
ス２２がばわ３４によって戻されるときには、伝２１ｆ
ｌｌ１２４はワンウェイクラッチ３０によって回転が規
制されるので、第８図に示すように、スライドケース２
２ｈ−一定角度回転する。したがって、打撃部５の打撃
毎に、伝導＠２４は、わずかづつしかもリード溝１１の
傾斜角と長さに相等する一定角づつ、回転され、打撃さ
れている間中、間欠的に回転が続けられる。

伝導軸２４は、前述の如く伝導軸受３６に圧着されてい
るので、伝導ｆ１１２４の回転はそのまま伝導軸受３６
に伝達される。伝達軸受３６は、第９図に示すように、
最初は、後述の如くそ゛のビン４３の位置が調節ダイヤ
ル５１のビン５３に係合する位置Ａにあり、打撃に伴な
い矢印Ｂの方向に回転して間欠的に進んでいき、やがて
所定の打撃数に対応する所定の回転角だけ回転した後に
、第１０図に示すように、ストップサインレバ−４５の
一端にＣの位置で係合して、ストップυインレバー４５
をたたく。

ストップ１ナインレバー４５がビン４３によってたたか
れると、ストップサインレバー４５が揺動されて、ス１
へツプザインレバ−４５とストップバルブ４６との係合
が外れる。係合が外れると、それまで第４図の状態にあ
ったストップバルブ４６は、第１１図に示すように、軸
方向に移動してエア供給路４８とエア通路４９との連通
を遮断し、エアモータ３へのエアの供給が停止され、打
撃が停止される。すなわちストップバルブ４６では、端
面６１とは反対側のエア通路側の圧力がエアモータ３で
エアが消費されるので端面６１側のエア圧力よりも低い
ため、端面６１側からのエア圧力によって軸芯方向に押
圧されている。しかし、ストップサインレバー４５が係
合している状態では、ストップバルブ４６の移動が防止
されているため、ストップバルブ４６は第４図の状態に
保持され、係合が外れると第１１図のように移動され、
エアモータ３へのエア供給が停止される。また、バルブ
レバー６がはなされると、エアが抜けてエア圧がなくな
るため、ストップバルブ４６は、ばね６０の力によって
再び元の状態すなわち第４図の状態まで戻される。

このように、打撃数は、打撃数検知手段１０、打撃数伝
達手段１７により、伝導軸受３６の間欠回転の累積的な
回転角度に変換され、所定の回転角度に達するとエアシ
ャット手段４２によって打撃が停止される。また、打撃
数は、締付は完了までの時間と対応し、締付は時間と締
付はトルクはある比例関係をもっている。したがって、
締付はトルクを設定するには、締付はトルクと比例する
打撃数を設定すればよく、打撃数を設定するには、打撃
数と対応する初期状態からエア停止状態までの伝導軸受
３６の回転角度を調整すればよいことになる。

伝導軸受３６の回転角度はつぎのように、調整される。

打撃に伴いビン４３はわずかずつ、しかも一定ｍづつ動
くから、打撃数を変えるには、ビン１３のスタート位置
からストップサインレパー４５に当るまでのビン４３の
移動距離を変えれはよい。ビン４３がス１へツブサイン
レバー４５に当る位置は同じなので、スタート位置を変
化させることにより調節できる。

スタート時、ビン４３は調節ダイヤル５１のビン５３に
ぜｌνまいバネ５２で押しつけられているので、ビン４
３のスタート位置の変更はビン５３の位置を変えること
により行なわれる。

すなわち、支持針５６を押し、係合部５８とノッヂブレ
−１−５７とのひっかかりをはずした後、調節ダイヤル
５１を回す事により、ビン５３の位置が変えられ、ビン
４３のスタート位置が変えられる。そして、ビン５３が
ス１へツブサインレバー４５に近づくと打撃数が少なく
設定され、離れると多く設定される。

また、伝導軸受３６が設定された角度だけ回転し、エア
モータ３へのエア供給が停止されて打撃が停止されたの
ち、バルブレバー６をはなすと、チャンバ３３の圧力が
下り、ばね３４によって伝導軸２４が押し下げられ、伝
導軸２４と伝導軸受３６との連結がはずされる。連結が
外れると伝導軸受３６は、それまで伝導軸２４によって
回転方向の運動が拘束されていたのが解除されるため、
ぜんまいはね５２によって元の方向に回転されて戻され
、ビン４３が調節ダイヤル５１のビン５３に当接する初
期状態まで戻され、一連の作動が終了する。したがって
、再びバルブレバー６を作動させることにより、以上述
べたと同様の所定の打撃数による所定の締付け１〜ルク
で、締付は作業がくり返し行なわれ得る。

つぎに、打撃終了時のエアシャット信号の発信について
であるが、ストップバルブ４６が移動され第１１図に示
す状態に作動するとき、前述の如くエアモータ３へのエ
アの供給が停止されるとともに、エア通路６２がらエア
通路６３を経て、ホース６４内をエアが流れ、打撃の終
了の信号がホース６４からのエア信号として発せられる
。エアシャットオフ信号がエア信号として発信されるの
で、他の機器たとえば組付はコンベア等とのインタロッ
クは容易にとられる。

ちなみに、本実施例の打撃数制御型トルクコントロール
インパクトレンチを使用して、試験を行なっｌ〔結果、
つぎのような結果が得られた。

試験条件として、試験■ニスキッドモア、使用ポル１〜
：ＪＩＳ規格Ｍ１４（ＩＩＴ）、空気圧力４　ｋｇ　／
’　Ｃシ、使用ホース、３／８　ｘ　５ｎ＋で、調節ダ
イヤル５１の調節位置と得られる軸力、および増し締め
トルクとの関係を測定したところ、第１２図および第１
３図に示すような結果が得られた。図において、矢印の
幅は得られる測定結果のばらつきの範囲を示している。

第１２図、第１３図に示すように、ばらつきの少ない、
しかも調節位置と完全に対応のとれる良好な結果が得ら
れた。

発明の詳細 な説明したように、本発明の打撃数制御型１−ルクコン
トロールインパクトレンチによるときは、つぎのような
種々の効果が得られる。

まず、従来のようにインパクトレンチと１−ルクレンチ
を組み合せて使用する必要がなく、本発明に係る低価格
で製作可能なインパクトレンチのみで締付トルクをＩ数
の調整により自由に精度よく設定でき、ねじ締付精度を
向上して良好な品質を保証することができる。

また、トルクレンチの廃止とどもに、締付トルクＦａＦ
ｆＡのための名手りをインパクトレンチ内にコンパクト
に組込むことができるので、従来のトルクレンチとの組
合せによる川筋作業を解消覆ることができる。

また、締付完了時にエアモータへのエア供給が機械的に
精度よく停止されるので、作業者の熟柿による勘やコツ
に頼らず、精度のよいかつ再現姓の良好な締付］−ルク
をくり返し１ｑることができる。

また、締付トルクの設定をダイヤルで行なうことができ
、微妙な調整を行なうことができるので、ハードジヨイ
ント、ソフトジョイン１へにおいても的確に目標とする
締付はトルクをねらうことができる。

さらに、？ｍ付完了信号をエア信号として採れるため、
締付忘れ防止のために組付はコンベア等とのインタロツ
タを簡単にとることができるという効果も得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る打撃数制御型１−ルク
コ〕／トｊ”］−ルｒンパクトレンチの断面図、 第２図は第１図の装置の打撃数伝達手段部およびトルク
調整手段部の分解斜視図、 第３図は第１図の装置のエアシャツ１一手段部の正面図
、 第４図は第１図の装置のストップバルブ部の断面図、 第５図は第１図の装置の１〜シルク整手段部の正面図、 第６図は第１図の装置の打撃数伝達手段部の作動状態を
示す断面図、 第７図は伝導軸の作動を示す斜視図、 第８図はスライドケースの作動を示す斜視図、第９図は
伝導軸受の作動を示す正面図、第１０図はエアシャット
手段の作動を示す正面図、 第１１図はストップバルブの一作動状態を示す断面図、 第１２図は調節ダイヤルの調節位置と軸力とのＦｉ係図
、 第１３図は調節ダイヤルの調節位置と増し締め］・ルク
との関係図、 である。 １・・・・・・打撃数制御型トルクコン１−ロールイン
パクトレンチ ２・・・・・・ロータ ３・・・・・・エアモータ ４・・・・・・エアモータの回転軸 ５・・・・・・打撃部 ６・・・・・・バルブレバー １０・・・・・・打撃数検知手段 １１・・・・・・リード溝 １２・・・・・・カム軸。 １　Ｓ・・・・・・８］球 １５・・・・・・カム軸受 １７・・・・・・打撃数伝達手段 １９・・・・・・デコ ２０・・・・・・クラッチケース ２２・・・・・・スライドケース ２３．３０・・・・・・ワンウェイ・クラッチ２４・・
・・・・伝導軸 ２６・・・・・・リード溝 ２０・・・・・・プランジャ ３３・・・・・・チャンバ ３４・・・・・・はね ３６・・・・・・伝導軸受 ４２・・・・・・エアシャット手段 ４３・・・・・・ビン ４５・・・・・・ストップサインレバー４６・・・・・
・ストップバルブ ５０・・・・・・トルク調整手段 ５１・・・・・・調節ダイヤル ５２・・・・・・ぜんまいばね ５３・・・・・・ピン ５６・・・・・・指示針 ５７・・・・・・ノツチプレート ５つ・・・・・・エアシャットオフ信号の出力手段６０
・・・・・・ばね ６１・−・・・・端面 ６２．６３・・・・・・エア通路 ６４・・・・・・ホース 特許出願人　トヨタ自動車株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　エアモータの回転変動によりエアモータの回転
   軸軸芯方向に往復動する打撃数検知手段と、回転運動を
   一方向にのみ許容するワンウェイクラッチを備え、前記
   打撃数検知手段の往復動を間欠的な回転運動に変換する
   打撃数伝達手段と、該打撃数伝達手段の回転部の回転角
   が設定値に達すると前記エアモータへのエアの供給を停
   止するエアシャット手段と、該エアシャット手段が作動
   するまでの前記打撃数伝達手段回転部の回転角を設定し
   、前記エアシャット手段作動後には前記打撃数伝達手段
   回転部を初期設定状態まで戻すトルク調整手段と、前記
   エアシャフト手段によるエアモータへのエアの供給停止
   の信号を出力するエアシャットオフ信号の出力手段と、
   を備えたことを特徴とする打撃数制御型トルクコントロ
   ールインパクトレンチ。