JP2003291073A - 電動レンチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電動レンチにおけるソケット開口部
とヘッド開口部の開口位相を容易に調節することができ
る技術を提供する。 【解決手段】 モータを収容する本体部１０３
と、モータの駆動制御手段と、本体部１０３に接続され
るとともにヘッド開口部１１１が形成されたヘッド部１
０９と、ヘッド部１０９に回転可能に設けられたソケッ
ト１４１とを有する電動レンチ１０１であって、ソケッ
ト１４１は、ヘッド開口部１１１に臨むソケット開口部
を有するとともに、モータの駆動によってヘッド部１０
９内で回転することによってソケット開口部に挿通され
たナットの締付作業を遂行し、モータ駆動制御手段は、
ナット締付作業が終了する場合に、ソケット開口部がヘ
ッド開口部１１１を臨むようにモータを駆動してソケッ
ト１４１を回動させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電動レンチに関し、
ナットの締付作業が終了した際に電動レンチをナット締
付作業箇所から容易に取り外すことを可能とする技術に
関する。

【０００２】

【従来の技術】ナットの締付作業に用いられる電動レン
チとして、モータを収容した本体部と、この本体部に接
続されるとともにヘッド開口部を有するヘッド部と、ヘ
ッド部に回転可能に設けられたソケット部とを有する構
造が知られている。ソケット部にはソケット開口部が形
成され、このソケット開口部に挿通されたナットは、モ
ータを介してソケット部がヘッド内で回転することによ
り締付トルクを受けることになる。

【０００３】従来の電動レンチでは、締付作業が終了し
た時点でソケット部は回転を停止することになるため、
ナットを収容したソケット開口部がヘッド開口部に臨ま
ない場合が生じ得る。ソケット開口部とヘッド開口部の
開口位相が合致しない場合、従来の電動レンチでは、ソ
ケット開口部がヘッド開口部を臨む位置に達するまでモ
ータを逆転駆動しソケット部を回転させて調節してい
た。この手法によればソケット開口部とヘッド開口部の
開口位相を合致させるべく、締付作業が終了する毎にモ
ータの逆転駆動操作を行うという煩雑な作業が必要とな
り、改良の余地がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる点に
鑑みてなされたものであり、電動レンチにおけるソケッ
ト開口部とヘッド開口部の開口位相を容易に調節するこ
とができる技術を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を達成するた
め、各請求項記載の発明が構成される。請求項１に記載
の発明によれば、モータを収容する本体部、モータ駆動
制御手段、ヘッド部およびソケットを有する電動レンチ
が構成される。ヘッド部は本体部に接続されるとともに
ヘッド開口部が形成されている。ソケットはこのヘッド
部に回転可能に設けられている。ヘッド部は本体部に直
接接続されてもよいし、モーターの回転を変速して伝達
する変速機構を収容したギアハウジング等あるいは他の
機能部材を介して間接的に接続されてもよい。また本体
部とヘッド部は直線状に接続されてもよいし、交差状に
接続されてもよい。

【０００６】ソケットは、ヘッド開口部に臨むソケット
開口部を有する。さらにソケットは、モータの駆動によ
ってヘッド部内で回転することによってソケット開口部
に挿通されたナットの締付作業を遂行する。典型的に
は、ヘッド開口部にソケット開口部を臨ませた状態で、
換言すればソケット開口部とヘッド開口部の開口位相が
合致した状態で、電動レンチ外方からナットをソケット
開口部に係合させ、この状態でソケットをヘッド部内で
回転させることにより、ナットが締付対象物に締付けら
れることになる。ヘッド開口部およびソケット開口部
は、それぞれナット・締付対象物の挿通および係合を許
容する寸法に設定されるのが好ましい。

【０００７】本発明におけるモータ駆動制御手段は、ナ
ット締付作業が終了する場合に、ソケット開口部がヘッ
ド開口部を臨むようにモータの駆動を介してソケットを
回動させる。ソケットを回動させてソケット開口部がヘ
ッド開口部を臨むことにより、すなわち両開口部の開口
位相が合致することにより、締付作業が終了した際に電
動レンチを締付作業部位から容易に取り外すことが可能
となる。とりわけ長尺状の締付対象物、例えばパイプ状
構造物においてナットの締付作業を行う場合には、両開
口部の開口位相が合致する場合にのみ電動レンチを当該
締付対象物の径方向に向かって取り外すことができるの
で有用である。

【０００８】本発明では、ナット締付作業が終了する際
に、モータ駆動制御手段がソケットを回動させてソケッ
ト開口部がヘッド開口部を臨ませるようにするため、容
易にナットないし締付対象物等を電動レンチから取り外
すことが可能な状態が得られる。とりわけ本発明では、
両開口部の位相合わせを、モータ駆動制御手段によるモ
ータ駆動を通じて行うため、例えば付勢バネや遊動駒等
の機械的手段によってソケットを回動する構成に比べ、
一層シンプルな構造で両開口部の位相合わせを行うこと
ができ合理的である。なお本発明におけるモータ駆動制
御手段に関しては、ナット締付作業をおこなう際のモー
タ駆動制御部と、作業終了時のソケット回動をおこなう
際のモータ駆動制御部とを別に設定してもよいし、ひと
つのモータ駆動制御部によって締付作業時の駆動制御と
作業終了時のソケット回動制御とを行ってもよい。

【０００９】（請求項２に記載の発明）請求項２に記載
の電動レンチでは、ナット締付作業終了の際の上記ソケ
ット開口部とヘッド開口部の位相合わせは、ナット締付
トルクの大きさおよびトリガスイッチの断続状態に基づ
いて遂行される。具体的には、ナット締付作業が終了す
ることにより、ナット締付トルクが増大し所定の範囲を
超える場合に、モータ駆動制御手段がモータの駆動を停
止し、これによってソケットの回転が停止する。

【００１０】次にトリガスイッチが解除される場合、す
なわち作業者がトリガスイッチを解除した場合には、モ
ータ駆動制御手段は、モータを再駆動してソケットを回
動させ、これによってソケット開口部がヘッド開口部に
臨むようにする。これにより電動レンチをナットによる
締付作業箇所から取り外すのを容易にすることができ
る。

【００１１】（請求項３に記載の発明）請求項３に記載
の電動レンチによれば、モータ駆動制御手段は、回転位
置検出手段からの信号に基づいてソケット開口部とヘッ
ド開口部との位相を合致させるので、複雑な機械的構造
を設定することなく簡便な手法によってネジ締付作業が
終了したソケット開口部をヘッド開口部に臨ませて、ナ
ットないし締付作業対象物を電動レンチから抜き出すこ
とが可能となる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施の形態につき、図面を参
照しつつ、詳細に説明する。図１に、本発明の実施の形
態の一例である電動レンチ１０１の全体構成が示され、
図２には電動レンチ１０１のヘッド部１０９の詳細な構
造を示す部分的断面図、図３には電動レンチ１０１の模
式的な構成を示す底面図が示される。

【００１３】電動レンチ１０１は、概括的に見て、モー
タハウジング１０５とギアハウジング１０７とを備えた
本体部１０３と、当該本体部１０３のギアハウジング１
０７側に連接されるとともにヘッド開口部１１１を有す
るヘッド部１０９と、モータハウジング１０５に着脱自
在に接続されるバッテリパック１１３とを有する。

【００１４】モータハウジング１０５内には電動レンチ
１０１駆動のためのモータ１２１が収容されている。モ
ータ１２１は、バッテリパック１１３に収容されたバッ
テリ（便宜上特に図示しない）からの駆動電流を受けて
駆動制御手段１６１によって駆動制御される。モータ１
２１が駆動されると、モータの駆動軸１２３が回転され
るとともに、当該駆動軸１２３の回転は、遊星歯車１２
５ａを主体とする減速機構１２５およびクラッチ１２７
を経てスピンドル１３１に伝達される。スピンドル１３
１の回転はベベルギア１３３，１３３を経て第１スパー
ギア（平歯車）１３５に伝達され、当該スパーギア１３
５を水平面内にて回転させる。

【００１５】図３によく示されるように、ヘッド部１０
９には第１〜第３のスパーギア１３５，１３７，１３９
が配置されており、第１のスパーギア１３５の回転は、
第２および第３のスパーギア１３７，１３９を経由して
ソケット１４１に伝達され、当該ソケット１４１を水平
面内にて回転させる。ソケット１４１には、ヘッド開口
部１１１に臨む切り欠き状のソケット開口部１４３が形
成されている。ソケット開口部１４３にはナット１５１
が係脱可能に挿通される。

【００１６】ソケット１４１は、ヘッド部１０９内にて
回転（自転）可能とされるが、ソケット１４１の回転に
伴い、ソケット開口部１４３はヘッド開口部１１１に臨
む状態と、臨まない状態とが出現し得る。図３では、ソ
ケット開口部１４３がヘッド開口部１１１に臨んだ状
態、すなわちソケット開口部１４３とヘッド開口部１１
１との両開口部１４３，１１１の開口位相が合致した状
態でソケット１４１が静止した状態が示される。

【００１７】ソケット１４１の底面にはソケット１４１
とともに回転するマグネット１６５が設けられ、このマ
グネット１６５に対応してヘッド部１０９の下部には、
ホールＩＣ回路１６３が配置される（図２参照）。マグ
ネット１６５およびホールＩＣ回路１６３は、本発明に
おける「ソケット開口部の回転位置検出手段」の一例に
相当する。ホールＩＣ回路１６３はハーネス１６３ａを
介して駆動制御手段１６１に電気的に接続される。ホー
ルＩＣ回路１６３は、特に図示しないもののホール素子
を主体として構成され、ソケット開口部１４３がヘッド
開口部１１１を臨んだ際にホールＩＣ回路１６３の上方
に位置するように構成されたマグネット１６５を検知
し、これによってソケット開口部１４３とホール開口部
１１１との開口位相の合致信号を出力し、ハーネス１６
３ａを通じて駆動制御手段に当該合致信号を送る。なお
ホールＩＣ回路１６３およびハーネス１６３ａは、アン
グルヘッドカバー１１７下部に配列されるとともに回路
カバー１１５に着脱自在に覆蓋される。

【００１８】本実施の形態に係る電動レンチ１０１は上
記のように構成される。次に当該電動レンチ１０１の作
用および使用方法について説明する。なお、本実施の形
態における駆動制御手段１６１によるモータ１２１の駆
動制御手順が図４に示されるが、以下の説明において
は、電動レンチ１０１の操作手順とともに、図４に示す
駆動制御手順についても併せて説明する。

【００１９】本実施の形態では、電動レンチ１０１は、
自動車工場において長尺状の自動車用パイプ部材、例え
ばアンチブレーキロック装置（ＡＢＳ）用パイプ（以下
ＡＢＳパイプという）をナット締付によって接合する作
業に用いられる。この場合、電動レンチ１０１のソケッ
ト開口部１４３にナット１５１を挿通した状態で、図１
に示すトリガスイッチ１６２を作動させる。図４では、
ステップＳ１およびＳ２がこれに対応する。トリガスイ
ッチ１６２の作動によってバッテリパック１１３側から
駆動電流が供給され、モータ１２１は駆動制御手段１６
１を介して駆動される。図４ではステップＳ２で「Ｙｅ
ｓ」が出力されてステップＳ３が実行された状態がこれ
に対応する。

【００２０】モータ１２１の回転トルクは駆動軸１２
３、減速機構１２５、クラッチ１２７、スピンドル１３
１、ベベルギア１３３、第１スパーギア１３５、第２お
よび第３スパーギア１３７，１３９を経由してソケット
１４１に伝達され、当該ソケット１４１はヘッド部１０
９内で回転駆動される。ソケット１４１が回転駆動され
ることによりソケット開口部１４３内に挿通されたナッ
ト１５１が回転されてパイプ部材を締付結合する。図４
では、モータ１２１が駆動されつつ、ステップＳ４で
「Ｙｅｓ」と判断されるとともに、ステップＳ５で「Ｎ
ｏ」と判断され、ステップＳ４およびＳ５の手順が繰り
返される状態がこれに対応する。

【００２１】ナット１５１の締付が終了段階に至ると、
ナット１５１の締付トルク（ナット１５１側からソケッ
ト１４１が受ける締付反動トルク）が増大する。ナット
１５１の締付トルクが所定範囲を超える場合、換言すれ
ば所定の設定トルクを超える場合、モータ１２１の駆動
トルクを伝達しようとする側のクラッチ歯が、当該駆動
トルクを受承する側のクラッチ歯に乗り上げる形でクラ
ッチ歯の噛み合い係合が解除される。このようにクラッ
チ１２７が作動することにより、モータ１２１の駆動ト
ルクのソケット１４１への伝達が遮断される。図４では
ステップＳ５においてクラッチ１２７作動が検知され
「Ｙｅｓ」と判断された状態がこれに該当する。

【００２２】これと同時に、例えばマイクロスイッチ等
を用いて、クラッチ歯の係合解除によるクラッチ１２７
の作動を検出した駆動制御手段１６１は、モータ１２１
の駆動を停止する。図４ではステップＳ６がこれに対応
する。モータ１２１の駆動が停止されることによってナ
ット１５１の締付作業が終了する。なおモータ１２１の
駆動停止により、ナット１５１の締付トルクが解除され
るためクラッチ１２７におけるクラッチ歯は再度噛み合
い係合した状態に復帰する。

【００２３】ナット１５１による締付作業が終了した
際、作業者はトリガスイッチ１６２を作動した状態のま
ま、電動レンチ１０１をパイプの長軸方向（ナット１５
１の締付による進行方向）へ移動させて、ソケット開口
部１４３からナット１５１を抜き出す。このときナット
１５１が抜け出したソケット開口部１４３内にはパイプ
部材が挿通された状態となっている。図４ではステップ
Ｓ７にて「Ｙｅｓ」が出力されるとともに、トリガスイ
ッチ１６２の解除が検知されるまでステップＳ７の判断
を繰り返す。このときステップＳ６におけるモータ１２
１の駆動停止状態が維持されている。

【００２４】ソケット開口部１４３からナット１５１が
抜け出した状態で、作業者はトリガスイッチ１６２を解
除する。図４では、ステップＳ７にて「Ｎｏ」が出力さ
れた状態に相当する。するとトリガスイッチ１６２が解
除された状態で、駆動制御手段１６１はモータ１２１を
回転駆動し（図４ではステップＳ８に対応）、ソケット
開口部１４３がヘッド開口部１１１を臨むように、換言
すればソケット開口部１４３とヘッド開口部１１１の開
口位相が合致するようにソケット１４１を回転させる。
具体的にはソケット１４１に設置されたマグネット１６
５がホールＩＣ回路１６３に検出されるまでモータ１２
１を駆動してソケット１４１を回動する。図４ではステ
ップＳ１０で「Ｎｏ」が出力されてステップＳ８におけ
るモータ１２１の回転駆動が維持されたままの状態でス
テップＳ９，Ｓ１０を繰り返す。

【００２５】マグネット検出信号が出力されると、ソケ
ット開口部１４３がヘッド開口部１１１に臨んだものと
して（両開口部１４３，１１１の開口位相が合致したも
のとして）モータ１２１の駆動を停止する。図４では、
ステップＳ１０にて「Ｙｅｓ」が出力され、ステップＳ
１１にてモータ１２１の駆動が停止された状態がこれに
対応する。これによってソケット開口部１４１がヘッド
開口部１１１に臨んだ状態にてソケット１４１が静止す
る。なおソケット開口部１４３からナット１５１が抜け
出さない状態でトリガスイッチ１６２を解除してしまっ
た場合には、再びクラッチ１２７が作動する。図４で
は、ステップＳ９にて「Ｙｅｓ」に進み、ステップＳ１
１にてモータ１２１が停止する。

【００２６】作業者は、ソケット開口部１４３とヘッド
開口部１１１の開口位相とが合致した状態にて、ソケッ
ト開口部１４３内のパイプ部材を当該ソケット開口部１
４３およびヘッド開口部１１１を通じて外方に離脱さ
せ、これによって電動レンチ１０１をパイプ部材から取
り外し、ナット締付作業が完了することとなる。

【００２７】本実施の形態によれば、ナット締付作業が
終了する際、駆動制御手段１６１は、トリガスイッチ１
６２の解除に基づいて、ソケット開口部１４３がヘッド
開口部１１１を臨むようにモータ１２１を駆動してソケ
ット１４１を回動させる。これにより締付作業が終了し
た際にソケット開口部１４３とヘッド開口部１１１の開
口位相が合致した状態が得られるため、電動レンチ１０
１を作業部位から容易に取り外すことが可能となる。

【００２８】しかも本実施の形態では、ソケット開口部
１４３とヘッド開口部１１１の開口位相を合致させるの
に、作業者がモータ１２１を逆転させてソケット１４１
を後戻りさせて調節したり、あるいはスパーギア１３
５，１３７，１３９に付勢バネや遊動駒等を別途配設す
ることを要せず、単にナット締付作業終了時にトリガス
イッチ１２１の解除を行うだけで駆動制御手段１６１が
モータ１２１を駆動し、両開口部１４３，１１１の開口
位相が合致した状態を自動的に得ることができるので、
シンプルな構造で実用性の高い電動レンチ１０１が得ら
れることとなった。

【００２９】なお本発明の趣旨に鑑み、下記のような各
種形態が構成可能である。 （形態１）「請求項１から３のいずれかに記載の電動レ
ンチであって、前記ナット締付作業により自動車用パイ
プの接合が行われることを特徴とする電動レンチ。」

【００３０】形態１に記載の電動レンチによれば、ナッ
トや当該ナットによる締付対象物等を狭い空間の中でソ
ケット開口部から取り外すことが多い自動車用パイプ接
合作業に請求項１から３までの各電動レンチが供される
ので、ネジ締付作業を合理的に遂行することが可能とな
る。

【００３１】（形態２）「モータを収容する本体部と、
前記モータの駆動制御手段と、前記本体部に接続される
とともにヘッド開口部が形成されたヘッド部と、前記ヘ
ッド部に回転可能に設けられたソケットとを有する電動
レンチの使用方法であって、前記モータの駆動によって
前記ソケットを前記ヘッド部内で回転させ、これによっ
て前記ソケット開口部に挿通されたナットの締付作業を
遂行し、前記ナット締付作業が終了する場合に、前記モ
ータ駆動制御手段によって前記モータを駆動して前記ソ
ケットを回動させ、これによって前記ソケット開口部を
前記ヘッド開口部に臨ませるステップを有することを特
徴とする電動レンチの使用方法。」

【００３２】この形態２に記載の発明によれば、上記請
求項１に記載の発明と実質的に同等の構成を有する電動
レンチの使用方法の発明が示される。もちろん他の請求
項に係る発明の特徴的構成要素を適宜組み合わせた電動
レンチの使用方法を構成することも可能である。

【００３３】（形態３）「形態２に記載の電動レンチの
使用方法であって、前記モータ通電用のトリガスイッチ
が投入される場合に、前記モータ駆動制御手段が前記モ
ータを駆動し、前記ソケットによるナット締付トルクが
所定の範囲を超える場合に前記モータの駆動を停止し、
さらに前記トリガスイッチが解除される場合に、前記ソ
ケット開口部が前記ヘッド開口部を臨むように前記モー
タを再駆動して前記ソケットを回動させるステップを有
することを特徴とする電動レンチの使用方法。」

【００３４】形態３に記載の発明によれば、上記請求項
２に記載の発明と実質的に同等の構成を有する電動レン
チの使用方法の発明が示される。もちろん他の請求項に
係る発明の特徴的構成要素を適宜組み合わせた電動レン
チの使用方法を構成することも可能である。なお当該形
態３の具体的な実施形態として下記のような構成例が可
能である。「形態３に記載の電動レンチの使用方法であ
って、前記ソケット開口部が前記ヘッド開口部に臨む状
態でパイプ接合用のナットを前記ソケット開口部に挿通
し、モータ通電用のトリガスイッチを投入することによ
って、前記モータ駆動制御手段が前記モータを駆動し、
これによって前記ソケットが回転するとともに前記ソケ
ット開口部に挿通されたナットの締付作業が遂行され、
前記ソケットによるナット締付トルクが所定の範囲を超
える場合には、前記モータ駆動制御手段は、前記トリガ
スイッチ投入が維持された状態で前記モータの駆動を停
止し、前記トリガスイッチ投入が維持されつつ前記モー
タの駆動が停止された状態にて、前記パイプの長軸方向
に向かって前記ソケット開口部から前記ナットを離脱さ
せ、前記ソケット開口部から前記ナットが離脱された状
態にて前記トリガスイッチが解除される場合に、前記モ
ータ駆動制御手段は、前記ソケット開口部が前記ヘッド
開口部を臨むように前記モータを再駆動して前記ソケッ
トを回動し、これによって前記ソケット開口部から前記
パイプを離脱させ、電動レンチを接合済みパイプから取
り外すステップを有することを特徴とする電動レンチの
使用方法。」

【００３５】かかる具体的適用例によれば、ナットを締
め付けることによってパイプの接合作業を行う場合に、
ナットの締付作業を効果的に遂行するのみならず、締付
作業終了時に電動レンチをパイプ接合箇所から容易に取
り外すことが可能な構成が得られるので、ネジ締付作業
を合理的に完遂することが可能となる。とりわけこの形
態例では、狭小空間での作業を強いられることが多い自
動車製造ライン等での使用、例えば自動車におけるＡＢ
Ｓパイプ等の接合作業を行う場合に有用である。

【００３６】

【発明の効果】本発明によれば、電動レンチにおいてソ
ケット開口部とヘッド開口部の開口位相を容易に調節す
るのに有効な技術が提供されることとなった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る電動レンチの全体構
成を示す。

【図２】本実施の形態に係る電動レンチのヘッド部の詳
細な断面構造を示す。

【図３】本実施の形態に係る電動レンチのヘッド部の模
式的な底面図を示す。

【図４】本実施の形態に係る電動レンチの駆動制御手段
によるモータの制御手順を示す。

【符号の説明】

１０１ 電動レンチ １０３ 本体部 １０５ モータハウジング １０７ ギアハウジング １０９ ヘッド部 １１１ ヘッド開口部 １１３ バッテリパック １１５ 回路カバー １１７ アングルヘッドカバー １２１ モータ １２３ モータ駆動軸 １２５ 減速機構 １２５ａ 遊星歯車 １２７ クラッチ １３１ スピンドル １３３ ベベルギア １３５ 第１スパーギア １３７ 第２スパーギア １３９ 第３スパーギア １４１ ソケット １４３ ソケット開口部 １５１ ナット １６１ 駆動制御手段 １６３ ホールＩＣ回路 １６５ マグネット

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】モータを収容する本体部と、前記モータの
   駆動制御手段と、前記本体部に接続されるとともにヘッ
   ド開口部が形成されたヘッド部と、前記ヘッド部に回転
   可能に設けられたソケットとを有する電動レンチであっ
   て、 前記ソケットは、前記ヘッド開口部に臨むソケット開口
   部を有するとともに、前記モータの駆動によって前記ヘ
   ッド部内で回転することによって前記ソケット開口部に
   挿通されたナットの締付作業を遂行し、 前記モータ駆動制御手段は、前記ナット締付作業が終了
   する場合に、前記ソケット開口部が前記ヘッド開口部を
   臨むように前記モータを駆動して前記ソケットを回動さ
   せることを特徴とする電動レンチ。
2. 【請求項２】請求項１に記載の電動レンチであって、 前記モータ通電用のトリガスイッチを有し、前記モータ
   駆動制御手段は、前記トリガスイッチが投入される場合
   に前記モータを駆動するとともに、前記ソケットによる
   ナット締付トルクが所定の範囲を超える場合に前記モー
   タの駆動を停止し、さらに前記トリガスイッチが解除さ
   れる場合に、前記ソケット開口部が前記ヘッド開口部を
   臨むように前記モータを再駆動して前記ソケットを回動
   させることを特徴とする電動レンチ。
3. 【請求項３】請求項１または２に記載の電動レンチであ
   って、 前記ソケット開口部の回転位置検出手段をさらに有し、 前記モータ駆動制御手段は、前記ナット締付作業が終了
   する場合、前記回転位置検出手段からの信号に基づいて
   前記ソケット開口部が前記ヘッド開口部を臨むまで前記
   モータの駆動を介して前記ソケットを回動することを特
   徴とする電動レンチ。