JP2016010832A - ナット締め付け機 - Google Patents

Abstract

【課題】シャーボルトにナットを締め付ける締め付け工具であって、チップ部を切断して一定のナット締め付けトルクを確保するシャーレンチについて、従来、一次締め用と本締め用で別々の締め付け機を用いていたので、作業が面倒で時間がかかっていた。本発明は、ナットの締め付け作業の迅速化を図ることを目的とする。
【解決手段】電動モータ２を駆動源としてアウターソケット１８を回転させてトルシャーボルトＳにナットＮを締め付ける締め付け機であって、モード切替スイッチ４０の操作により、高速低トルクを出力する一次締めモードと、低速高トルクを出力する本締めモードを切り替え可能とする。一台のナット締め付け機１で一次締めと本締めを行うことができることにより、締め付け作業の迅速化を図ることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、いわゆるシャーレンチと称されるナット締め付け機に関する。

このナット締め付け機は、トルシャーボルトと称されるボルト（以下、単にシャーボルトと言う。）にナットを締め付けるための手持ち工具で、ナットを内周側に嵌め込んで締め付け方向に回転するアウターソケット（アウターソケット）と、シャーボルトのチップ部（ピンテール）を内周側に嵌め込んだ状態でアウターソケットとは逆方向に回転することによりシャーボルトのチップ部をせん段するインナーソケットとを備えている。

ナット締め付け当初（一次締めの段階）は、アウターソケットがナット締め付け方向に回転（右回転）する。一次締めの段階ではインナーソケットは回転しない。これにより、シャーボルトがナットと供回りしないよう固定される。締め付けの最終段階でアウターソケットに対して大きな外部トルクが付加されると、その締め付け反力によりインナーソケットがアウターソケットとは逆方向に回転（左回転）する。締め付け最終段階でインナーソケットが左回転することにより、シャーボルトのチップ部が剪断される。剪断されたチップ部は、チップ排出棒によりインナーソケットから押し出されて排出される。

シャーレンチと称されるナット締め付け機に関する技術が下記の特許文献に開示されている。特許文献１には、ナットの締め付けトルクが一定トルクに達した時点でスイッチレバーの引き操作に関係なくメインスイッチをオフしてアウターソケットの回転駆動を自動停止させる技術が開示されている。また、特許文献２には、衝撃吸収用のプロテクタに関する技術が開示されている。

特開平１１−８７１号公報 特開２０１２−３５３８２号公報

しかしながら、従来一次締めと本締めでは、出力トルクが異なる２台の専用機を使い分けており、この点で締め付け作業が面倒で時間がかかる問題があった。本発明は、一次締め作業と本締め作業の迅速化を図ることを目的とする。

上記した課題は、以下の各発明によって解決される。第１の発明は、電動モータを駆動源としてアウタースリーブを回転させてトルシャーボルトにナットを締め付ける締め付け機であって、高速低トルクを出力する一次締めモードと、低速高トルクを出力する本締めモードを切り替え可能な一次締め、本締め兼用のナット締め付け機である。

第１の発明によれば、モード切り替えにより一次締めと本締めの双方を行うことができるので、従来のようにそれぞれ専用機を用意して交換することなく、一台のナット締め付け機で一次締めと本締めを連続して行うことができ、これによりナットの締め付け作業の迅速化を図ることができる。

第２の発明は、第１の発明において、電動モータの回転出力を遊星ギヤ列を経て減速して、ナットを回転させるアウターソケットに出力する構成とされ、遊星ギヤ列のインターナルギヤの回転を許容して一次締めモードとし、インターナルギヤの回転を規制して本締めモードとする構成としたナット締め付け機である。第２の発明によれば、インターナルギヤの回転を許容し、逆に規制することにより一次締めモードと本締めモードの切り替えを確実に行うことができる。

第３の発明は、第２の発明において、インターナルギヤを機軸方向に移動させてその回転を許容する状態と回転を規制する状態に切り替えるモード切替スイッチを備えたナット締め付け機である。第３の発明によれば、モード切替スイッチの操作によりインターナルギヤを移動させて一次締めモードと本締めモードを切り替えることができる。

第４の発明は、第３の発明において、モード切替スイッチの操作状態を検知して前記一次締めモードと前記本締めモードの判別を行うナット締め付け機である。第４の発明によれば、モード切替スイッチの操作状態が検知されて一次締めモードと本締めモードの動作制御が切り替えられる。

第５の発明は、第１〜第４の何れか１つの発明において、電動モータの動作を制御するモータ制御装置を備え、このモータ制御装置により検出される電動モータの回転数の変化に基づいて当該電動モータを自動停止させる構成としたナット締め付け機である。第５の発明によれば、ナットが適正なトルクで締め付けられと電動モータの回転数が低下し、この回転数の変化を検知して電動モータが自動停止される。これにより電動モータの無駄な起動状態をなくして電力の節約を図ることができる。

第６の発明は、第１〜第５の何れか１つの発明において、締め付けるナットのサイズに合わせて前記電動モータの回転出力を変化させるボルト設定機能を備えたナット締め付け機である。第６の発明によれば、締め付けるナットのサイズ（ボルトのサイズ）に適正な回転出力で電動モータが作動することから、無駄な電力を消費することなく適正な締め付けトルクでナットの締め付け作業を迅速に行うことができる。

第７の発明は、第１〜第６の何れか１つの発明において、ナット締め付け後に前記電動モータを逆転させて前記ナットの前記アウタースリーブに対する食い付きを外す構成としたナット締め付け機である。第７の発明によれば、ナットが適正なトルクで締め付けられた後、自動的にアウタースリーブに対するナットの食い付き（かじり）が外れて、ナット締め付け機を迅速かつ楽にトルシャーボルトから外して締め付け作業を終了することができる。

本発明の実施形態に係るナット締め付け機の全体断面図である。本図は、本締めモードに切り替えた状態を示している。 本実施形態に係るナット締め付け機の工具本体部の縦断面図である。本図は、一次締めモードに切り替えた状態を示している。 工具本体の先端部の縦断面図である。本図では、アウターソケットにナットを嵌め込み、インナーソケットにチップ部を嵌め込んだ状態が示されている。 本実施形態に係る制御装置のブロック図である。 本実施形態に係る制御フローを示す図である。 一次締めモードの制御フローを示す図である。 モータ自動停止タイプの本締めモードの制御フローを示す図である。 モータ手動停止タイプの本締めモードの制御フローを示す図である。

次に、本発明の実施形態を図１〜図８に基づいて説明する。図１は、本実施形態に係るナット締め付け機１を示している。本実施形態では、ナット締め付け機１の一例としていわゆるシャーレンチを例示する。このナット締め付け機１を用いていわゆるシャーボルトＳにナットＮ（例えば六角ナット）を締め付けるとともに、チップ部Ｓａの切断（剪断）が行われる。本実施形態のナット締め付け機１は、工具本体部１０と、モータ部２０と、使用者が把持するＤ形のハンドル部３０を備えている。工具本体部１０の側部から下方へ突き出す状態にモータ部２０が設けられている。モータ部２０の後方にハンドル部３０が設けられている。ハンドル部３０の下部に電源供給用の電源コード３１が引き込まれている。この電源コード３１により商用の交流電源が供給される。本実施形態では、交流電源仕様のナット締め付け機１を例示する。

モータ部２０のモータケース２ｅ内に電動モータ２が内装されている。この電動モータ２は、ハンドル部３０の上部前面に設けたトリガ形式のスイッチレバー３のオン操作によりメインスイッチ４がオンすると起動する。この電動モータ２は、出力軸２ｂに固定された回転子２ｃと、回転子２ｃの周囲に配置された固定子２ｄを備えている。固定子２ｄは巻き線されたコイルを有している。出力軸２ｂの上部にはモータ冷却用のファン２ｈが取り付けられている。電動モータ２の回転は、その出力軸２ｂの先端に形成されたピニオンギヤ２ａ、中間ギヤ５、中間ギヤ６を経て中間軸７に伝達される。中間軸７の先端にはかさ歯車７ａが形成されており、これはかさ歯車８に噛み合っている。かさ歯車８は、軸受け８ａ，８ｂを介して本体ケース９に回転自在に支持されている。かさ歯車８の回転軸線が工具本体部１０の機軸Ｊに一致している。

かさ歯車８の回転出力は、第１〜第３段の遊星ギヤ列１１〜１３を経てインナースリーブ１４とアウタースリーブ１６に伝達される。第１段遊星ギヤ列１１は、かさ歯車８に一体に設けた第１段サンギヤ８ｃと、第１段遊星ギヤ１１ｂと、第１段キャリア１１ａと、第１段インターナルギヤ１１ｃを有している。第２段遊星ギヤ列１２は、第１段キャリア１１ａに一体に設けた第２段サンギヤ１２ｃと、第２段遊星ギヤ１２ｂと、第２段キャリア１２ｄと、第２段インターナルギヤ１２ａを有している。第３段遊星ギヤ列１３は、第２段キャリア１２ｄに一体に設けた第３段サンギヤ１３ｃと、第３段遊星ギヤ１３ｄと、第３段キャリア１３ａと、第３段インターナルギヤ１３ｂを有している。

インナースリーブ１４は第３段遊星ギヤ列１３の第３段キャリア１３ａに対して機軸Ｊ回りの回転について一体化されている。このため、第３段キャリア１３ａの回転によりインナースリーブ１４が一体で回転する。アウタースリーブ１６はフロントケース１７に対して機軸Ｊ回りの回転について一体化されている。フロントケース１７は、本体ケース９に対して機軸Ｊ回りに回転自在に支持されている。フロントケース１７の内周面に第３段インターナルギヤ１３ｂが固定されている。このため、第３段インターナルギヤ１３ｂの回転によりフロントケース１７及びアウタースリーブ１６が一体で回転する。フロントケース１７と第３段キャリア１３ａとの間には軸受け１５が介在されている。この軸受け１５を介して、フロントケース１７及びアウタースリーブ１６と、第３段キャリア１３ａ及びインナースリーブ１４は、機軸Ｊ回りに相互に回転可能に支持されている。第３段キャリア１３ａの回転方向（遊星ギヤの公転方向）と、第３段インターナルギヤ１３ｂの回転方向とは相互に逆方向であるから、インナースリーブ１４とアウタースリーブ１６は相互に逆方向に回転する。アウタースリーブ１６の前端にアウターソケット１８が結合されている。アウターソケット１８の内周面には、ナットＮを嵌め込み可能なナット嵌合部１８ａが設けられている。

アウターソケット１８はアウタースリーブ１６に対して軸方向変位可能かつ軸回りに相対回転不能に結合されている。アウターソケット１８は、インナースリーブ１４に対して同軸に配置されている。アウターソケット１８は、アウタースリーブ１６に対して前側へ変位させることにより取り外すことができる。アウタースリーブ１６には、互換性のある別のアウターソケットを取り付けることができる。アウターソケット１８の後部外周面には、４つの係合凹部が設けられている。これに対して、アウタースリーブ１６の前部外周面には、４つの係合突部が設けられている。４つの係合凹部と４つの係合突部は、それぞれ周方向四等分位置に設けられている。アウターソケット１８の後部側をアウタースリーブ１６の内周側に挿入して、各係合凹部内に係合突部を挿入させた状態に取り付けることにより、当該アウターソケット１８がアウタースリーブ１６に対して回転について一体化された状態となる。

インナースリーブ１４とアウターソケット１８の内周側には、インナーソケット１９が支持されている。インナーソケット１９は圧縮ばね３４によりインナースリーブ１４に対して前側へ付勢されている。インナーソケット１９の外周側は、インナースリーブ１４の内周面に対してスプライン嵌合されている。これによりインナースリーブ１４とインナーソケット１９は機軸Ｊ回りの回転について一体化されている。

インナーソケット１９の内周面にはチップ嵌合部１９ａが設けられている。チップ嵌合部１９ａ内にはなめり防止ピン３７が突き出されている。なめり防止ピン３７は圧縮ばね３２によりインナーソケット１９に対して突き出し側に付勢されている。インナーソケット１９のチップ嵌合部１９ａ内にチップ部Ｓａが完全に嵌合されて上記なめり防止ピン３７がチップ嵌合部１９ａ内から退避すると、インナーソケット１９の周面に設けたストッパ３３がインナーソケット１９の内周側に退避してインナーソケット１９がインナースリーブ１４の奥側に移動可能となる。この構成によれば、チップ部Ｓａをインナーソケット１９のチップ嵌合部１９ａに完全に嵌合した状態でなければ、アウターソケット１８のナット嵌合部１８ａにナットを嵌合することができず、これによりチップ部Ｓａに対するなめりが防止されるようになっている。

このように構成された駆動力伝達経路および締め付け機構によれば、図２に示すようにナットＮが一次締めされたシャーボルトＳに対してまずチップ部Ｓａをインナーソケット１９のチップ嵌合部１９ａに挿入する。圧縮ばね３２に抗してなめり防止ピン３７及び押し出しピン３６を後退させてチップ部Ｓａをチップ嵌合部１９ａ内に完全に挿入する。その後、インナーソケット１９を圧縮ばね３４に抗して後退させることにより、図３に示すようにナットＮがアウターソケット１８のナット嵌合部１８ａに嵌合される。この段階で、インナーソケット１９はインナースリーブ１４にスプライン嵌合されている。この状態で前記スイッチレバー３をオン操作して電動モータ２を起動させると、アウターソケット１８が回転してナットＮがシャーボルトＳに締め付けられていく。

ナットの締め付けが最終段階に至って大きな反動トルクがアウターソケット１８に付加されると、第３段インターナルギヤ１３ｂの回転が規制されて第３段キャリア１３ａが逆方向に回転し、従ってインナーソケット１９がナットの締め付け方向とは逆方向に回転する。こうして、インナーソケット１９が回転することによりシャーボルトＳのチップ部Ｓａが剪断（切断）される。剪断されたチップ部Ｓａは圧縮ばね３２によりなめり防止ピン３７が前側へ突き出されることによりチップ嵌合部１９ａから排出される。また、スイッチレバー３の上方には、排出レバー３５が設けられている。この排出レバー３５を引き操作すると、押し出しピン３６が前側（図２において左側）へ強制的に移動され、これにより剪断されたチップ部Ｓａがチップ嵌合部１９ａから強制的に排除される。

本実施形態のナット締め付け機１は、変速機構を備えている。第２段遊星ギヤ列１２の第２段インターナルギヤ１２ａが機軸Ｊ方向に変位可能に設けられている。第３段遊星ギヤ列１３の第３段キャリア１３ａには、支持スリーブ１３ｅが一体に設けられている。支持スリーブ１３ｅの後端部と本体ケース９との間には、一定の回転抵抗を与えるためのブレーキ４１が介装されている。この支持スリーブ１３ｅを介して第３段キャリア１３ａは、本体ケース９に対して機軸Ｊ方向移動不能かつ機軸Ｊ回りに一定の回転抵抗が与えられた状態となっている。

図１に示すように第２段インターナルギヤ１２ａが前側に位置する状態では、第２段インターナルギヤ１２ａの前面に設けた噛み合い部１２ａａと、第３段キャリア１３ａの後面に設けた噛み合い部１３ａａが相互に噛み合うことにより、機軸Ｊ回りの回転について第２段インターナルギヤ１２ａが第３段キャリア１３ａに一体化されている。このため、第２段インターナルギヤ１２ａには機軸Ｊ回りに一定の回転抵抗が与えられた状態となっている。

これに対して、図２に示すように第２段インターナルギヤ１２ａが後ろ側に位置する状態では、噛み合い部１２ａａと噛み合い部１３ａａとの噛み合いが外れて第２段インターナルギヤ１２ａが回転について第３段キャリア１３ａから切り離された状態となる。このため、第２段インターナルギヤ１２ａが機軸Ｊ回りに回転可能な状態となる。また、第２実施形態の場合、第１段遊星ギヤ列１１の第１段キャリア１１ａの周囲には噛み合い部１１ａａが設けられている。第２段インターナルギヤ１２ａが後ろ側に位置する状態では、その内周側に第１段キャリア１１ａの噛み合い部１１ａａが噛み合わされた状態となる。このため、この状態では、第１段キャリア１１ａと第２段インターナルギヤ１２ａが回転について一体化された状態となる。

第２段インターナルギヤ１２ａの外周面には、係合溝部１２ａｂが全周にわたって設けられている。係合溝部１２ａｂには、モード切替スイッチ４０の係合縁部４０ａが挿入されている。係合縁部４０ａは、第２段インターナルギヤ１２ａの回転を阻害しない範囲で、係合溝部１２ａｂ内に進入している。モード切替スイッチ４０は円筒形状を有する操作部材で、工具本体部１０の外面に沿って嵌め付けられている。このモード切替スイッチ４０は、前後に一定の範囲でスライド操作可能に支持されている。図１に示すようにモード切替スイッチ４０を前側へスライド操作すると、第１段〜第３段遊星ギヤ列１１〜１３による減速比が大きくなってアウターソケット１８に対して低速高トルクが出力される状態となる。逆に、図２に示すようにモード切替スイッチ４０を後ろ側へスライド操作すると、第１段〜第３段遊星ギヤ列１１〜１３による減速比が小さくなってアウターソケット１８に対して高速低トルクが出力される状態となる。

上記したようにモード切替スイッチ４０を前側へスライド操作して低速高トルク出力状態に切り替えると、第２段インターナルギヤ１２ａが前側へ変位してその噛み合い部１２ａａが第３段キャリア１３ａの噛み合い部１３ａａに噛み合うことにより当該第２段インターナルギヤ１２ａの回転がロックされた状態となる。この状態では、第２段遊星ギヤ１２ｂ〜１２ｂが公転して第２段キャリア１２ｄと一体で第３段サンギヤ１３ｃが回転し、これにより第３段遊星ギヤ１３ｄ〜１３ｄが自転しつつ公転することによりフロントケース１７が機軸Ｊ回りに回転する。フロントケース１７が機軸Ｊ回りに回転することにより、アウタースリーブ１６が回転し、従ってアウターソケット１８が比較的低速で回転する。アウターソケット１８が低速で回転することにより、ナットＮがシャーボルトＳに対して高トルクで確実に本締めされる。

ナットＮが高トルクで締め付けられると、その反動トルク（締め付け反力）により第３段キャリア１３ａが第３段インターナルギヤ１３ｂとは逆方向に回転する。第３段キャリア１３ａの回転は、前記したブレーキ４１の回転抵抗に抗してなされる。第３段キャリア１３ａが締め付け時の反動トルクで逆方向に回転することにより、インナースリーブ１４を介してインナーソケット１９が逆方向に回転し、これによりチップ部Ｓａが剪断される。こうしてチップ部Ｓａが剪断されて反動トルクが吸収されることにより、使用者がナット締め付け時に受ける反動は大幅に低減される。

図２に示すようにモード切替スイッチ４０を後ろ側へスライド操作して高速低トルク出力状態に切り替えると、第２段インターナルギヤ１２ａが第３段キャリア１３ａから切り離される一方、第１段キャリア１１ａの噛み合い部１１ａａに噛み合わされた状態となる。この状態では、第１段キャリア１１ａと第２段インターナルギヤ１２ａが一体で回転する状態となる。このため、第２段及び第３段遊星ギヤ列１２，１３の減速比が小さくなってアウターソケット１８に高速低トルクが出力される。アウターソケット１８に高速低トルクが出力されることにより、ナットＮがシャーボルトＳに対して比較的小さな締め付けトルクで迅速に一次締めされる。このようにモード切替スイッチ４０の切り替え操作により、第１段〜第３段遊星ギヤ列１１〜１３による減速比を変化させてアウターソケット１８に対する回転出力を低速高トルク出力状態（本締めモード）と高速低トルク出力状態（一次締めモード）に切り替えることができる。

モード切替スイッチ４０の操作状態はモード切替センサ４２により検知される。モード切替センサ４２は、本体ケース９の上面に設けたセンサ収容部９ａ内に収容されている。モード切替スイッチ４０と、モード切替センサ４２との間には、検知ロッド４２ａが配置されている。検知ロッド４２ａは、前後に変位可能に支持されている。検知ロッド４２ａの前端は、モード切替スイッチ４０の後面に向けられている。検知ロッド４２ａの後端は、モード切替センサ４２の検知レバー４２ｂに向けられている。図１に示すようにモード切替スイッチ４０が前側へスライド操作されて低速高トルク出力状態に切り替えられると、検知ロッド４２ａが前側へ変位可能となる結果、モード切替センサ４２の検知レバー４２ｂがばね付勢力でオフ側に復帰して当該モード切替センサ４２がオフする。

これに対して、図２に示すようにモード切替スイッチ４０が後ろ側へスライド操作されて高速低トルク出力状態に切り替えられると、検知ロッド４２ａが当該モード切替スイッチ４０により後ろ側へ押される。検知ロッド４２ａが後ろ側へ押されると、その後端部によりモード切替センサ４２の検知レバー４２ｂがオン側に押されて当該モード切替センサ４２がオンする。モード切替センサ４２のオンオフ信号は後述するモータ制御装置５０のモータコントローラ５１に入力される。

電動モータ２の回転数は回転数検知センサ４３により検知される。電動モータ２の出力軸２ｂの下端部にはマグネット４５が取り付けられている。このマグネット４５の回転数を回転数検知センサ４３により検知することで電動モータ２の回転数が検知される。電動モータ２の回転数情報は、後述するモータ制御装置５０のモータコントローラ５１に入力される。電動モータ２の回転数の変化に基づいて、ナットＮが一定のトルクで締め付けられたことが確認される。

本実施形態のナット締め付け機１では、締め付けるナットＮのサイズ（トルシャーボルトＳのねじ径）に合わせて電動モータ２への供給電力（電流若しくは電圧）を調整することができる。電動モータ２への供給電力を調整するための調整ダイヤル４４がハンドル部３０の下部側面に配置されている。この調整ダイヤル４４には、ねじ径「Ｍ１６」、「Ｍ２０」、「Ｍ２２」の表示がなされている。使用者はこのねじ径表示を見て調整ダイヤル４４を回転させることにより、電動モータ２への供給電力をねじ径に合わせて適切に調整することができる。

モード切替センサ４２、回転数検知センサ４３及び調整ダイヤル４４からの出力信号に基づいて電動モータ２の動作がモータ制御装置５０により制御される。本実施形態に係るモータ制御装置５０の概要が図４に示されている。また、図５〜図８には、モータ制御装置５０で行われる動作制御のフローチャートが示されている。モータ制御装置５０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit：中央演算装置）を含むモータコントローラ５１を備えている。モータコントローラ５１には、モード切替センサ４２の出力信号（モード切替信号）と、メインスイッチ４のオン信号と、調整ダイヤル４４の出力信号と電動モータ２の回転数情報が入力される。

図５に示すようにメインスイッチ４がオン操作されるとモータコントローラ５１にオン信号が入力される（ステップ０１、以下「ＳＴ０１」と略記する）。メインスイッチ４のオン信号が入力されると、モード切替スイッチ４０の確認がなされる（ＳＴ０２）。ＳＴ０３で一次締めモードではないことが確認されると、ＳＴ０４で本締めモードか否かの確認がなされる。本締めモードでもない場合には引き続きＳＴ０２でモード切替スイッチ４０の確認がなされる。ＳＴ０４で本締めモードであることが確認されると、本締めモードへ移行する（ＳＴ０５）。図７又は図８に示す本締めモードについては後述する。

ＳＴ０３で一次締めモードであることが確認されると、一次締めモードに移行する（ＳＴ０６）。図６に示すようにＳＴ０７で一次締めモードのフローが開始されると、ＳＴ０８でねじ径情報の読み込みがなされる。ねじ径情報は調整ダイヤル４４の出力信号に基づいてなされる。このねじ径情報及びモード切替スイッチ４０の操作状態（一次締めモード）の読み込みにより、ねじ径に適合した一次締めトルクの設定値が判定される。

次いで、ＳＴ０９で電動モータ２を起動するための信号がモータドライブ５２に出力されて電動モータ２が一次締め用の高速低トルクで起動する。電動モータ２の起動によりアウターソケット１８が高速で締め付け方向（右回り）回転してナットＮがシャーボルトＳに締め付けられていく。この過程では、電動モータ２の回転数が監視される（ＳＴ１０）。ＳＴ１１では、電動モータ２の回転数が変化したか否かの判定がなされる。電動モータ２の回転数の変化が確認されない場合には引き続きＳＴ１０でモータ回転数の監視がなされる。

シャーボルトＳに対してナットＮが比較的低い一次締めトルクで締め付けられると、アウターソケット１８の回転が規制される。また、電動モータ２が低トルクで起動しているためアウターソケット１８の反動トルクは小さいことから、インナーソケット１９は逆転せず従ってチップ部Ｓａは剪断されない。アウターソケット１８とインナーソケット１９の双方が回転しないことにより電動モータ２がロックされた状態となってその回転数が変化する。

ＳＴ１１でモータ回転数の変化が確認されると、ＳＴ１２で電動モータ２が一旦停止されて、アウターソケット１８のナットＮに対する締め付けが停止される。こうして電動モータ２が一旦停止された直後に、ＳＴ１３で電動モータ２が逆転方向に僅かな角度だけ再起動される。こうして電動モータ２がナットＮの締め付け方向とは逆方向に僅かな角度回転されることにより、ナットＮに対するアウターソケット１８の食い付き（かじり）が解除される。ナットＮに対するアウターソケット１８の食い付きが解除されることにより、ナットＮからアウターソケット１８を容易に離脱させることができ、これにより使用者は当該ナット締め付け機１を締め付け部位から遠ざけて作業を終了することができる。ＳＴ１３でナットＮの食い付きが解除された後、ＳＴ１４で電動モータ２が自動停止される。以上で、一次締めモードのルーチンが終了する。一次締め完了後、ナット締め付け機１は、ナットＮ及びその締め付け部位から一旦取り外される。

次に、上記のように一次締めされたナットＮを本締めする場合には、ナット締め付け機１のモード切替スイッチ４０を前側へスライド操作して、当該ナット締め付け機１の動作モードを一次締めモードから本締めモードに切り替える。モード切替スイッチ４０を前側へスライド操作すると、モード切替センサ４２がオフする。本締めモードに切り替えた後、アウターソケット１８のナット嵌合部１８ａにナットＮを嵌め込んでスイッチレバー３を引き操作すると（ＳＴ０１）、モード切替センサ４２のオフ信号が入力される（オン信号が入力されない）結果ＳＴ０４で本締めモードであることが確認される。

ＳＴ０４で本締めモードであることが確認されると、ＳＴ０５で本締めモードへ移行する。図７に示すように本締めモードがＳＴ１５で開始されると、モード切替スイッチ４０が前側に切り替えられているため電動モータ２が低速高トルクで起動する（ＳＴ１６）。電動モータ２が起動することによりアウターソケット１８がナット締め付け方向に回転してナットＮがシャーボルトＳに高トルクで本締めされていく。ナットＮの締め付け過程では、ＳＴ１７でモータ回転数が監視される。

ナットＮが一定のトルクで本締めされると、アウターソケット１８の回転が規制されることにより発生する反動トルクによりインナーソケット１９が逆方向に僅かに回転してチップ部Ｓａが剪断される。チップ部Ｓａが剪断されることにより、ナットＮの締め付けトルクが適正に管理されるとともに、締め付けにより発生する反動トルクが吸収される。チップ部Ｓａが剪断されることにより、インナースリーブ１９は空回り（無負荷状態）する。このため、電動モータ２の負荷が小さくなって回転数が変化する。ＳＴ１８でモータ回転数の変化が確認されると、ＳＴ１９で電動モータ２が自動停止される。以上で、モータ自動停止タイプの本締めモードのルーチンが完了する。

上記したモータ自動停止タイプの本締めモードでは、ナットＮの本締め完了後スイッチレバー３を引き操作した状態のままであっても、電動モータ２が自動的に停止されて無駄な電力の消費が抑制される。一方、上記したように本締めモードでは、ナットＮが一定トルクで本締めされるとチップ部Ｓａが剪断されてインナーソケット１９が空回りする状態となる。このため、スイッチレバー３を引き操作している限り、電動モータ２の起動状態が維持されても焼き付き等の問題は発生しない。従って、上記モータ自動停止タイプに代えて、モータ手動停止タイプの本締めモードを採用することも可能である。モータ手動停止タイプの本締めモードのフローが図８に示されている。

モード切替スイッチ４０を前側へスライド操作して本締めモードに切り替えた後、スイッチレバー３を引き操作すると、図５に示すＳＴ０５で本締めモードへ移行する。図８に示すＳＴ２０でモータ手動停止タイプの本締めモードが開始されると、ＳＴ２１で電動モータ２が低速高トルクで起動する。電動モータ２の起動によりアウターソケット１８が締め付け方向に回転してナットＮがシャーボルトＳに締め付けられる。ナットＮが一定の本締めトルクで締め付けられると、その反動トルクでインナーソケット１９が逆転してチップ部Ｓａが剪断される。この間、電動モータ２の回転数の監視に代えて、ＳＴ２２でメインスイッチ４のオンオフ状態が監視される。ＳＴ２３でメインスイッチ４のオフ状態が確認されない限り、ＳＴ２２に戻って電動モータ２の起動状態が維持される。

ＳＴ２３でメインスイッチ４がオフされたことが確認されると、ＳＴ２４で電動モータ２が停止される。このようにモータ手動停止タイプの本締めモードでは、ナットＮが本締めトルクで締め付けられてチップ部Ｓａが剪断された後、スイッチレバー３のオン操作状態では電動モータ２が起動状態に維持され、スイッチレバー３をオフ操作した時点で電動モータ２が手動停止される。このように、自動停止タイプの本締めモードでは、ナットＮが適正トルクで本締めされ、チップ部Ｓａの剪断が完了すると、使用者がスイッチレバー３をオン操作した状態のままであっても電動モータ２が自動的に停止される。このため、締め付け作業を迅速に完了することができ、また電力の無駄な消費が抑制される。

以上説明したように本実施形態のナット締め付け機１によれば、モード切替スイッチ４０を前後にスライド操作することにより第１段〜第３段遊星ギヤ列１１〜１３で構成される減速ギヤ列の減速比を切り替えて、アウターソケット１８に高速低トルクを出力する状態と低速高トルクを出力する状態に切り替えることができる。このことから、本実施形態のナット締め付け機１によれば、シャーボルトＳに対してナットＮを締め付ける初期段階の一次締めと最終段階の本締めの双方を行うことができる（一次締め、本締め兼用機）。一台のナット締め付け機１を用いて一次締めと本締めの双方を行うことができるので、それぞれ専用の締め付け機を交換して用いる場合に比してナットＮの締め付け作業の迅速化を図ることができる。

また、例示したナット締め付け機１によれば、調整ダイヤル４４により電動モータ２の出力を締め付けるナットＮのねじ径に合わせて設定することができ、この点でも当該ナット締め付け機１の汎用性を高めることができる。

さらに、一次締めモード及び自動停止タイプの本締めモードでは、回転数の変化に基づいて電動モータ２を自動停止させる構成であるので、使用者はナットＮが一定のトルクで締め付けられたことを即座に知ることができ、これにより締め付け作業の迅速化を図ることができる。また、電動モータ２が自動停止されるので、無駄な電力の消費を抑制することができる。この点は、電源として例示したＡＣ機（交流電源仕様のナット締め付け機）ではなくバッテリを電源とするＤＣ機（バッテリ仕様のナット締め付け機）の場合に大きな効果を発揮する。

以上説明した実施形態には、種々変更を加えることができる。例えば、電動モータ２の回転数の変化に基づいて当該電動モータ２を自動停止させる構成を例示したが、電動モータ２の電流若しくは電圧の変化（負荷の変動）に基づいて当該電動モータ２を自動停止させる構成としてもよい。

また、一次締めモードでのみ、ナットＮの食い付きを解除する動作を含めたが、本締めモードにおいて電動モータ２を停止後、逆転させてアウターソケット１８のナットＮに対する食い付きを解除する構成としてもよい。

Ｓ…トルシャーボルト（シャーボルト）
Ｓａ…チップ部
Ｎ…ナット（六角ナット）
１…ナット締め付け機（シャーレンチ）
２…電動モータ
２ａ…ピニオンギヤ、２ｂ…出力軸、２ｃ…回転子、２ｄ…固定子、２ｅ…モータケース
３…スイッチレバー
４…メインスイッチ
５，６…中間ギヤ
７…中間軸、７ａ…かさ歯車
８…かさ歯車、８ａ，８ｂ…軸受け、８ｃ…第１段サンギヤ
９…本体ケース、９ａ…センサ収容部
１０…工具本体部、Ｊ…機軸
１１…第１段遊星ギヤ列
１１ａ…第１段キャリア、１１ａａ…噛み合い部、１１ｂ…第１段遊星ギヤ
１１ｃ…第１段インターナルギヤ
１２…第２段遊星ギヤ列
１２ａ…第２段インターナルギヤ、１２ａａ…噛み合い部、１２ａｂ…係合溝部
１２ｂ…第２段遊星ギヤ、１２ｃ…第２段サンギヤ、１２ｄ…第２段キャリア
１３…第３段遊星ギヤ列
１３ａ…第３段キャリア、１３ａａ…噛み合い部、１３ｂ…第３段インターナルギヤ
１３ｃ…第３段サンギヤ、１３ｄ…第３段遊星ギヤ、１３ｅ…支持スリーブ
１４…インナースリーブ
１５…軸受け
１６…アウタースリーブ
１７…フロントケース
１８…アウターソケット、１８ａ…ナット嵌合部
１９…インナーソケット、１９ａ…チップ嵌合部
２０…モータ部
３０…ハンドル部
３１…電源コード
３２…圧縮ばね
３３…ストッパ
３４…圧縮ばね
３５…排出レバー
３６…押し出しピン
３７…なめり防止ピン
４０…モード切替スイッチ、４０ａ…係合縁部
４１…ブレーキ
４２…モード切替センサ、４２ａ…検知ロッド、４２ｂ…検知レバー
４３…回転数検知センサ
４４…調整ダイヤル
４５…マグネット
５０…モータ制御装置
５１…モータコントローラ
５２…モータドライブ

Claims (7)

1. 電動モータを駆動源としてアウタースリーブを回転させてトルシャーボルトにナットを締め付ける締め付け機であって、
   高速低トルクを出力する一次締めモードと、低速高トルクを出力する本締めモードを切り替え可能なナット締め付け機。
2. 請求項１記載のナット締め付け機であって、前記電動モータの回転出力を遊星ギヤ列を経て減速して、前記ナットを回転させるアウターソケットに出力する構成とされ、前記遊星ギヤ列のインターナルギヤの回転を許容して前記一次締めモードとし、前記インターナルギヤの回転を規制して前記本締めモードとする構成としたナット締め付け機。
3. 請求項２記載のナット締め付け機であって、前記インターナルギヤを機軸方向に移動させてその回転を許容する状態と回転を規制する状態に切り替えるモード切替スイッチを備えたナット締め付け機。
4. 請求項３記載のナット締め付け機であって、前記モード切替スイッチの操作状態を検知して前記一次締めモードと前記本締めモードの判別を行うナット締め付け機。
5. 請求項１〜４の何れか１項に記載したナット締め付け機であって、前記電動モータの動作を制御するモータ制御装置を備え、該モータ制御装置により検出される前記電動モータの回転数の変化に基づいて当該電動モータを自動停止させる構成としたナット締め付け機。
6. 請求項１〜５の何れか１項に記載したナット締め付け機であって、締め付けるナットのサイズに合わせて前記電動モータの回転出力を変化させるボルト設定機能を備えたナット締め付け機。
7. 請求項１〜６の何れか１項に記載したナット締め付け機であって、ナット締め付け後に前記電動モータを逆転させて前記ナットの前記アウタースリーブに対する食い付きを外す構成としたナット締め付け機。
   

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