(57)【要約】【課題】ボルトの係合部をインナー・ソケットに正確に嵌合させることを可能とする。【解決手段】軸回り回転で締め込み可能なソケット本体５と、工具本体３側のインナー・ソケット支持筒１６と、ボルト５５のピンテール８３を嵌合支持させ工具本体３に対して回り止め係止する凹部３５を先端側内周に備えたインナー・ソケット７と、センサ・スプリング４５と、出入力した超音波をボルト７５の軸力検出に用いるための超音波センサ１１と、インナー・ソケット７の外周側への突出位置でインナー・ソケット支持筒１６に軸方向に係合しソケット本体５に対するインナー・ソケット７の軸方向移動を阻止するストッパ・ピン６５と、ストッパ・ピン６５の内端に対向してストッパ・ピン６５の没移動を阻止し超音波センサ１１がインナー・ソケット７に対し軸方向へ退避移動するとストッパ・ピン６５の没移動を許容するロック部材６７とを備えたことを特徴とする。【選択図】図１
2010089176.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端外周に軸方向に沿う回転方向の係合部を備えたボルトに軸力を検知しながらナットを締め込む軸力検知締結工具であって、
前記ナットを嵌合させるナット嵌合部を備えて工具本体に回転可能に支持され該ナット嵌合部に嵌合させたナットを前記工具本体に対して回り止めされた前記ボルトに回転アクチュエータの回転駆動出力による軸回り回転で締め込み可能なソケット本体と、
前記ソケット本体に対し同心状に形成された工具本体側の支持部と、
前記ソケット本体及び支持部に同心状に配置されて前記ナット嵌合部内に臨み前記支持部に対し回転不能且つ前記ナット嵌合部内から退避移動するように軸方向可動支持され前記ボルトの係合部を嵌合支持させ前記工具本体に対して回り止め係止する係支部を先端側内周に備えたインナー・ソケットと、
該インナー・ソケットを前記支持部に対して付勢し前記ナット嵌合部側に臨ませる付勢部材と、
前記インナー・ソケットの軸心部に軸心方向に一定範囲で可動支持され前記係止部側で前記ボルトの先端に当接し出入力した超音波を前記ボルトの軸力検出に用いるための超音波センサと、
前記インナー・ソケットに径方向へ可動支持され該インナー・ソケットの外周に対し出没可能でインナー・ソケットの外周側への突出位置で前記支持部に軸方向に係合し前記ソケット本体に対する前記インナー・ソケットの軸方向移動を阻止するストッパ部材と、
前記超音波センサ側に設けられ該超音波センサが前記係止部側に臨んだ位置で前記ストッパ部材の内端に対向して該ストッパ部材の没移動を阻止し前記超音波センサが前記係止部から前記一定範囲で前記インナー・ソケットに対し軸方向へ退避移動すると前記ストッパ部材の没移動を許容するロック部材と、
を備えたことを特徴とする軸力検知締結工具。
【請求項２】
請求項１記載の軸力検知締結工具において、
前記ストッパ部材は、前記ソケット本体に軸方向に係合して該ソケット本体に対する前記インナー・ソケットのソケット本体外への軸方向移動を阻止する、
ことを特徴とする軸力検知締結工具。
【請求項３】
請求項１又は２記載の軸力検知締結工具において、
前記ストッパ部材は、前記インナー・ソケットの周方向へ所定間隔で複数備えられたストッパ・ピンである、
ことを特徴とする軸力検知締結工具。
【請求項４】
請求項２記載の軸力検知締結工具において、
前記ロック部材は、前記超音波センサに固定され外周面に大径部とテーパー部と小径部とを備えた、
ことを特徴とする軸力検知締結工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車のサスペンション等のボルト・ナットの締結に供される軸力検知締結工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の軸力検知締結工具としては、例えば図５に示すようなものがある。
【０００３】
図５の締結工具は、測定用ソケット２０１がトルク・レンチ２０３に着脱自在に装着されたものである。測定用ソケット２０１は、ソケット本体２０５と、静止部材２０７とを備えている。ソケット本体１０５は、静止部材１０７に対し相対回転可能となっている。ソケット本体２０５には、ボルト嵌合穴２０９が設けられている。ボルト嵌合穴２０９は、ボルト２１１の頭部２１２に嵌合する構成となっている。ボルト嵌合穴２０９の奥側には、超音波センサ２１３が収容配置されている。
【０００４】
前記超音波センサ２１３は、永久磁石で形成された本体２１４に圧電素子１１５を取り付けたものである。圧電素子２１５は、前記ボルト頭部２１２に直接当接する構成となっている。圧電素子２１５にはリード線２１７が接続され、リード線２１７はスリップ・リング２１９の一方の端子に接続されている。スリップ・リング２１９の他方の端子には、前記静止部材２０７に支持された同軸ケーブル２２１が接続されている。
【０００５】
前記トルク・レンチ２０３は、駆動軸２２３とラチェット機構２２５とがベベル・ギヤ２２７，２２９の噛み合いによって回転連動する構成となっている。ラチェット機構２２５に連動するシャフト部２３１がソケット本体２０５の上端に嵌合し、ピン２３３によって結合されている。
【０００６】
ボルト締結に際し、前記ソケット本体２０５のボルト嵌合穴２０９をボルト２１１の頭部２１２に嵌合させると、頭部２１２が永久磁石の本体２１４に吸着され圧電素子２１５を頭部２１２上面に当接させることができる。
【０００７】
次いで、前記駆動軸２２３を回転駆動するとベベル・ギヤ２２７，２２９、ラチェット機構２２５を介してシャフト部２３１が回転駆動される。シャフト部２３１の回転によってソケット本体２０５が連動し、静止部材２０７に対して回転する。ソケット本体２０５の回転によって、ボルト２１１の頭部２１２が回転力を受けボルト２１１がブロック２３５に対し締め込まれ、被締結物２３７が締結される。
【０００８】
このとき、前記ボルト２１１による締結力は、ボルト２１１の軸力管理によって行われる。すなわち、コントローラの制御により圧電素子２１５から超音波を発信させると、ボルト２１１の先端で反射した反射波を圧電素子２１５が受信する。コントローラは、前記超音波を発信した時点から反射波を受信した時点までの経過時間を、超音波がボルト２１１をその軸心長さ方向に往復するために必要な往復時間として求め、この往復時間からボルト１１１の軸心長さを求める。そして、締め付けに伴うボルト２１１の軸心長さの伸び率を求め、さらにこの伸び率と比例関係にある軸力値を求め、この軸力値が設定値になったときに、ボルト２１１の締結を完了することができる。従って、ボルト２１１の軸力に応じた正確な締結を行うことができる。
【０００９】
しかしながら、上記の構造では、ボルト２１１をブロック１３５等に直接締結する場合に用いることはできるが、ボルト２１１にナットを締め込む作業では、ソケット本体２０５をナットに嵌合させて締め込んでもボルト２１１が共回りしてしまい、軸力検知締結工具を片手で持ち軸力を測定しながらナットを締め込む作業を行うことは全くできなくなる。
【００１０】
前記ボルト２１１にナットを締め込む作業において、前記ボルトが例えば植え込みボルトの様な場合にはボルトの供回りを起こさずにナットを締め込むことは可能である。しかしこの場合は、ナットを締め込む過程においてボルト先端と圧電素子２１５とが相対回転する構造となり、圧電素子２１５の破損を招きやすく、ボルト軸力を測定しながらナットを締め込む作業を行うことは結果的に困難であった。
【００１１】
また、ボルトにナットを締め込むと、ナットに対してボルト先端が締め込みに応じて突出するため、図５のように、ソケット本体２０５に超音波センサ２１３を固定的に設けたものではボルト先端の超音波センサ２１３側への突出に対応することができない。
【００１２】
さらに、永久磁石で形成された本体２１４に圧電素子２１５を固定的に取り付けているため、本体２１４がボルト２１１の頭部２１２に当接する面と圧電素子２１５がボルト２１１の頭部２１２に当接する面とを正確に面合わせしないと本体２１４は頭部２１２に正確に当接するが圧電素子２１５は正確に当接することができなくなる恐れがあり、本体２１４と圧電素子２１５との組付けが極めて煩雑且つ困難なものになる恐れがある。
【００１３】
また、ソケット本体２０５に対し超音波センサ２１３が固定的に取り付けられているため、圧電素子２１５とコントローラ側との信号伝達を相対回転するソケット本体２０５及び静止部材２０７間で行わなければならず、リード線２１７と同軸ケーブル２２１とをスリップ・リング２１９で接続する構造となり、構造が複雑になると共にスリップ・リング２１９での耐久性が低いという問題がある。
【００１４】
加えて、静止部材２０７がソケット本体２０５とトルク・レンチ２０３との間に存在しているため、例えば車両の組み立て工程において、サスペンションスラットとナックル・アームとの締結等、奥まった箇所のナットの締め込みを行う場合に、ソケット本体２０５を奥まった箇所に挿入しようとしても静止部材２０７の存在によってそれほど奧まで挿入することができず、作業が困難となるか限界を招く恐れがある。
【００１５】
これに対し、ボルトの先端外周にセレーションなどにより軸方向に沿った回転方向の係合部としてピン・テールを形成し、ボルトの軸力を検知しながらこのボルトにナットを締め込み可能な軸力検知締結工具を本出願人は既に提案している。
【００１６】
この軸力検知締結工具では、ボルトの係合部であるピン・テールに工具のインナー・ソケットの係支部を正確に嵌合させることでボルト先端に超音波センサを当接させるようにしている。この状態でボルトはインナー・ソケットを介して工具側に回り止めされる。このボルトに螺合し工具のソケット本体に設けられたナット嵌合部に嵌合するナットが、電動モータにより回転駆動されるソケット本体の回転によりボルトに締結される。このとき、ボルトの先端に当接する超音波センサが出力した超音波がボルト頭部の面で反射されて超音波センサに入力され、ボルトの軸力検出を行わせることができる。
【００１７】
このような軸力検知締結工具では、ボルトのピン・テールをインナー・ソケットに正確に嵌合させることが課題となる。
【００１８】
【特許文献１】特開２０００−７４７６４号公報
【特許文献２】特開２００５−２７９９２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
解決しようとする問題点は、ボルトに対しナットを締結しながらボルト軸力を測定する軸力検知締結工具では、ボルトの係合部をインナー・ソケットに正確に嵌合させることが肝要となる点である。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明は、ボルトの係合部をインナー・ソケットに正確に嵌合させるために、先端外周に軸方向に沿う回転方向の係合部を備えたボルトに軸力を検知しながらナットを締め込む軸力検知締結工具であって、前記ナットを嵌合させるナット嵌合部を備えて工具本体に回転可能に支持され該ナット嵌合部に嵌合させたナットを前記工具本体に対して回り止めされた前記ボルトに回転アクチュエータの回転駆動出力による軸回り回転で締め込み可能なソケット本体と、前記ソケット本体に対し同心状に形成された工具本体側の支持部と、前記ソケット本体及び支持部に同心状に配置されて前記ナット嵌合部内に臨み前記支持部に対し回転不能且つ前記ナット嵌合部内から退避移動するように軸方向可動支持され前記ボルトの係合部を嵌合支持させ前記工具本体に対して回り止め係止する係支部を先端側内周に備えたインナー・ソケットと、該インナー・ソケットを前記支持部に対して付勢し前記ナット嵌合部側に臨ませる付勢部材と、前記インナー・ソケットの軸心部に軸心方向に一定範囲で可動支持され前記係止部側で前記ボルトの先端に当接し出入力した超音波を前記ボルトの軸力検出に用いるための超音波センサと、前記インナー・ソケットに径方向へ可動支持され該インナー・ソケットの外周に対し出没可能でインナー・ソケットの外周側への突出位置で前記支持部に軸方向に係合し前記ソケット本体に対する前記インナー・ソケットの軸方向移動を阻止するストッパ部材と、前記超音波センサ側に設けられ該超音波センサが前記係止部側に臨んだ位置で前記ストッパ部材の内端に対向して該ストッパ部材の没移動を阻止し前記超音波センサが前記係止部から前記一定範囲で前記インナー・ソケットに対し軸方向へ退避移動すると前記ストッパ部材の没移動を許容するロック部材とを備えたことを最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の軸力検知締結工具は、先端外周に軸方向に沿う回転方向の係合部を備えたボルトに軸力を検知しながらナットを締め込む軸力検知締結工具であって、前記ナットを嵌合させるナット嵌合部を備えて工具本体に回転可能に支持され該ナット嵌合部に嵌合させたナットを前記工具本体に対して回り止めされた前記ボルトに回転アクチュエータの回転駆動出力による軸回り回転で締め込み可能なソケット本体と、前記ソケット本体に対し同心状に形成された工具本体側の支持部と、前記ソケット本体及び支持部に同心状に配置されて前記ナット嵌合部内に臨み前記支持部に対し回転不能且つ前記ナット嵌合部内から退避移動するように軸方向可動支持され前記ボルトの係合部を嵌合支持させ前記工具本体に対して回り止め係止する係支部を先端側内周に備えたインナー・ソケットと、該インナー・ソケットを前記支持部に対して付勢し前記ナット嵌合部側に臨ませる付勢部材と、前記インナー・ソケットの軸心部に軸心方向に一定範囲で可動支持され前記係止部側で前記ボルトの先端に当接し出入力した超音波を前記ボルトの軸力検出に用いるための超音波センサと、前記インナー・ソケットに径方向へ可動支持され該インナー・ソケットの外周に対し出没可能でインナー・ソケットの外周側への突出位置で前記支持部に軸方向に係合し前記ソケット本体に対する前記インナー・ソケットの軸方向移動を阻止するストッパ部材と、前記超音波センサ側に設けられ該超音波センサが前記係止部側に臨んだ位置で前記ストッパ部材の内端に対向して該ストッパ部材の没移動を阻止し前記超音波センサが前記係止部から前記一定範囲で前記インナー・ソケットに対し軸方向へ退避移動すると前記ストッパ部材の没移動を許容するロック部材とを備えた。
【００２２】
このため、ソケット本体の軸回り回転によりボルトに対しナットを締め込むとき、超音波センサとボルトとが相対回転せず、超音波センサの破損を抑制し、耐久性を向上させることができる。
【００２３】
前記超音波センサは、付勢部材の付勢力によりボルトの先端に正確に弾接することができ、正確な軸力検知を行わせることができる。
【００２４】
前記ナットの締め込みに際し、ボルト先端がナットに対し超音波センサ側に相対的に突出しても、超音波センサが付勢部材の付勢力に抗して工具本体側に後退することができ、軸力検知を行いながらボルトに対してナットを無理なく締め込むことができる。
【００２５】
前記超音波センサは、工具本体側に支持されているため、工具本体側から超音波センサに対しスリップ・リングを介すことなく直接的に配線を行うことができ、耐久性を向上させることができる。
【００２６】
前記工具本体側とソケット本体側との間に他の静止部材が介在することがないため、ナットが狭い空間の奥まった箇所に位置している場合でも、工具本体を持つことによってソケット本体先端側を狭い箇所に挿入し、そのナット嵌合部にナットを嵌合させて容易に締結作業及び軸力検知を行わせることができ、作業性を大幅に向上させることができる。
【００２７】
しかも、超音波センサが前記係止部側に臨んだ位置でロック部材が前記ストッパ部材の内端に対向して該ストッパ部材の没移動を阻止するから、超音波センサがインナー・ソケットの係止部から軸方向へ退避移動しようとするとき、ストッパ部材がインナー・ソケットの外周側への突出位置で工具本体側の支持部に係合してインナー・ソケットの退避移動が阻止される。
【００２８】
このため、ボルトの先端がインナー・ソケットに正常に嵌合しない誤挿入時には、ナット嵌合部内にインナー・ソケットが臨んだ状態が維持されることでナット嵌合部に対するナットの嵌合を規制し、誤挿入を知らせることができる。
【００２９】
ボルトの先端がインナー・ソケットに正常に嵌合して係合部が係止部に嵌入されると、ボルトの先端から力を受けて超音波センサが軸方向へ退避移動し、ロック部材がストッパ部材の没移動を許容する状態となる。
【００３０】
したがって、インナー・ソケットがボルトから押圧力を受けるとストッパ部材が工具本体側の支持部に軸方向に当接して径方向内側への力を受け、ストッパ部材がインナー・ソケットの径方向内側へ没移動する。
【００３１】
このため、インナー・ソケットがソケット本体のナット嵌合部から軸方向へ退避移動し、ナット嵌合部へナットを正常に嵌合させることができる。この嵌合により、ボルトを回り止めしながらナットを締結し、超音波センサにより軸力を検知しつつ締結を完了させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
ボルトに対しナットを締結しながらボルト軸力を測定する軸力検知締結工具であって、ボルトの係合部をインナー・ソケットに正確に嵌合させるという目的を、インナー・ソケットに設けたストッパ部材と超音波センサに設けたロック部材とにより実現した。
【実施例１】
【００３３】
図１は、本発明の実施例１に係る軸力検知締結工具の一部省略断面図、図２は、同要部拡大断面図である。
【００３４】
図１，図２のように、軸力検知締結工具１は、工具本体３と、ソケット本体５と、インナー・ソケット７と、回転アクチュエータである電動モータの回転を伝達する駆動伝達機構９と、超音波センサ１１とからなっている。
【００３５】
前記工具本体３は、中空のレバー部１３と、中空のレバー・ヘッド１５とが一体に形成されたものである。前記レバー部１３は中空に形成され、作業者が片手で把持できるようになっている。レバー部１３の図外の端部には、前記電動モータが取り付けられている。
【００３６】
前記レバー・ヘッド１５は、その軸心がレバー部１３の軸心に対して直交し、軸心部に工具本体３側の支持部としてインナー・ソケット支持筒１６が同心状に着脱可能に固定されている。
【００３７】
前記レバー・ヘッド１５には、支持筒取付穴１４が設けられている。支持筒取付穴１４には、キー溝２０が設けられている。
【００３８】
前記インナー・ソケット支持筒１６は、取付端２２に雄ねじ部２４とキー溝２６とが設けられている。取付端２２は、前記レバー・ヘッド１５の支持筒取付穴１４に挿入され、ナット２８により固定されると共に、キー溝２０，２６に嵌合するキー６０で回り止めがなされている。
【００３９】
前記インナー・ソケット支持筒１６の先端側内周には、軸心方向に沿ったインナー・スプライン１７が設けられている。インナー・ソケット支持筒１６の奥側には、スプリング支持穴１８が設けられている。スプリング支持穴１８は、貫通孔３０を介して前記取付端２２外に連通している。
【００４０】
前記ソケット本体５は、前記工具本体３のレバー・ヘッド１５に回転可能に支持されている。ソケット本体５は、回転連動部３４とナット駆動部３６とからなっている。
【００４１】
前記回転連動部３４には、係合穴３８が設けられている。係合穴３８は、例えば断面六角穴で構成されている。前記ナット駆動部３６には、係合端部４０が設けられている。係合端部４０は、前記係合穴３８に対応して断面六角に形成されている。前記係合端部に隣接してナット駆動部３６には、係合フランジ４２が設けられている。前記回転連動部３４の係合穴３８に前記ナット駆動部３６の係合端部４０が嵌合し、回転連動部３４に螺合するナット部材４４により前記係合フランジ４２が締結力を受け、回転連動部３４にナット駆動部３６が相対回転不能に締結結合されている。
【００４２】
前記ナット駆動部３６の端部にナット５５に嵌合させるためのナット嵌合部１９が形成されている。ナット嵌合部１９は、例えば六角ナットに対応して嵌合できるように、断面六角に形成されている。前記ナット嵌合部１９の奧壁２１には、断面円形のインナー・ソケット挿通穴２３が設けられ、奥壁２１に隣接して前記インナー・ソケット挿通穴２３に連通する嵌合軸穴２５が設けられている。嵌合軸穴２５は、前記インナー・ソケット支持筒１６の外周囲に嵌合し、ナット駆動部３６は、インナー・ソケット支持筒１６に対し相対回転可能となっている。
【００４３】
前記回転連動部３４は、前記ナット駆動部３６の嵌合軸穴２５と同径の嵌合軸穴４８を有し、該嵌合軸穴４８が前記インナー・ソケット支持筒１６の外周囲に嵌合し、回転連動部３４は、インナー・ソケット支持筒１６に対し相対回転可能となっている。回転連動部３４は、外周側が前記レバー・ヘッド１５に螺合するキャップ２７に軸受３１によって回転自在に支持されている。回転連動部３４の内周側は、ニードル・ベアリング３３によってインナー・ソケット支持筒１６の取付端２２側に回転自在に支持されている。前記回転連動部３４の基部側の端部には、回転連動用のベベル・ギヤ２９が設けられている。
【００４４】
前記インナー・ソケット７は、断面円形に形成され、前記ソケット本体５及びインナー・ソケット支持筒１６内に同心状に配置され、工具本体３側のインナー・ソケット支持筒１６に対して回転不能且つ軸方向可動支持されていると共に、ボルト先端の回り止め用の係合部を係止する係止部としてインナー・セレーション３７を有している。すなわち、インナー・ソケット７の先端には、前記係止部を構成する凹部３５が設けられている。凹部３５の内周面に、インナー・セレーション３７が設けられ、凹部３５の開口端にピンテールの挿入を容易にする面取り３５ａが設けられている。
【００４５】
前記インナー・ソケット７の軸心部には、センサ挿通穴３９が貫通形成されている。インナー・ソケット７は、前記インナー・ソケット挿通穴２３から前記ナット嵌合部１９内へ臨み、その先端がナット嵌合部１９外へ突出している。インナー・ソケット７の基端部には、スプライン４１が設けられている。スプライン４１は、前記インナー・ソケット支持筒１６のインナー・スプライン１７にスプライン嵌合している。このスプライン嵌合により、インナー・ソケット７は、インナー・ソケット支持筒１６に対し、回転不能、且つ、ナット嵌合部１９から退避移動するように軸心方向へ可動支持されている。
【００４６】
前記インナー・ソケット７の軸心部のセンサ挿通穴３９に、前記超音波センサ１１が挿通され、軸心方向へ一定範囲で可動支持されている。超音波センサ１１の先端は、インナー・ソケット７の凹部３５内に臨んでいる。この超音波センサ１１は、ボルト先端に当接した状態で超音波を出入力し、ボルトの軸力検出に用いるものである。
【００４７】
前記インナー・ソケット７の基端面には、ねじ穴５２が設けられ、ばね座５４を支持した取付座６１が螺合して取り付けられている。ねじ穴５２の奥側に当接部材６３が配置され、取付座６１によりインナー・ソケット７に対して締結固定されている。
【００４８】
ばね座５４とインナー・ソケット支持筒１６のスプリング支持穴１８との間には、付勢部材としてセンサ・スプリング４５が介設されている。
【００４９】
センサ・スプリング４５によりインナー・ソケット支持筒１６に対してインナー・ソケット７を付勢し前記ナット嵌合部１９側に臨ませる。また、センサ・スプリング４５によって、インナー・ソケット７を介し超音波センサ１１がナット嵌合部１９側へ向けて付勢される構成となっている。
【００５０】
前記インナー・ソケット７には、ストッパ部材としてのストッパ・ピン６５が径方向へ可動支持されている。ストッパ・ピン６５は、両端が球面を成し、インナー・ソケット７の周方向へ所定間隔で複数備えられている。
【００５１】
このストッパ・ピン６５は、インナー・ソケット７の外周に対し出没可能でインナー・ソケット７外周側への突出位置で前記インナー・ソケット支持筒１６のインナー・スプライン１７下端に軸方向に係合し前記ソケット本体５に対する前記インナー・ソケット７の軸方向移動を阻止する。
【００５２】
また、ストッパ・ピン６５は、ソケット本体５のインナー・ソケット挿通穴２３の縁部に軸方向に係合して該ソケット本体５に対する前記インナー・ソケット７のソケット本体５外への軸方向移動を阻止する。
【００５３】
前記超音波センサ１１には、雄ねじ部１１ａが設けられ、ロック部材６７が螺合固定されている。ロック部材６７には、外周面に大径部６７ａ，テーパー部６７ｂ、小径部６７ｃが備えられている。
【００５４】
この超音波センサ１１側に設けられたロック部材６７は、該超音波センサ１１が凹部３５側に臨んだ位置で大径部６７ａが前記ストッパ・ピン６５の内端に対向して該ストッパ・ピン６５のインナー・ソケット７に対する没移動を阻止する。前記超音波センサ１１が前記凹部３５から一定範囲で前記インナー・ソケット７に対し軸方向へ退避移動するとロック部材６７の小径部６７ｃが前記ストッパ・ピン６５の内端に対向し、ストッパ・ピン６５のインナー・ソケット７に対する没移動を許容することができる。
【００５５】
超音波センサ１１のインナー・ソケット７に対する一定範囲での退避移動は、ロック部材６７が当接部材６３に当接するまでの範囲となる。
【００５６】
超音波センサ１１の先端側には、スペーサ６９を介してナット７１、ロック・ナット７３が締結されている。
【００５７】
前記超音波センサ１１の配線であるリード線４６は、前記センサ・スプリング４５の内側を通って、スプリング支持穴１８側に延設され、スプリング支持穴１８から貫通孔３０に取り付けられたグロメット５４を貫通してレバー・ヘッド１５外部に引き出され、軸力演算用の図外のコントローラに接続されている。リード線４６は、レバー部１３外面に複数箇所で固定バンド５６により支持されている。
【００５８】
前記駆動伝達機構９は、駆動軸４７と、ベベル・ギヤ機構４９とからなっている。駆動軸４７は、前記工具本体３のレバー部１３内に沿って配置され、ニードル・ベアリング５８等によりレバー部１３に回転可能に支持されている。駆動軸４７は、前記電動モータにより回転駆動される構成となっている。
【００５９】
前記ベベル・ギヤ機構４９は、駆動軸４７と前記ソケット本体５との間に設けられ、噛み合いにより駆動軸４７の回転をソケット本体５に伝達するものである。ベベル・ギヤ機構４９は、前記ソケット本体５のベベル・ギヤ２９と、駆動軸４７の端部に設けられたベベル・ギヤ５１とからなり、ベベル・ギヤ２９，５１相互が噛み合っている。
【００６０】
前記軸力検知締結工具１は、前記ナット２８の締結を外すと共に、レバー・ヘッド１５に対するキャップ２７の螺合を外すことで、インナー・ソケット支持筒１６、ソケット本体５、及びインナー・ソケット７をユニットとして着脱することができる。従って、ソケット本体５及びインナー・ソケット７等の修理、点検、交換等を容易に行わせることができる。
［締結操作］
図３，図４は、締結操作を示し、図３は、軸力検知締結工具によりボルトを締結している状態の一部省略断面図、図２は、同要部拡大断面図である。
【００６１】
図３，図４は、例えばボルト７５、ナット５５によってサスペンション・ストラットのボス部及びナックル・アーム等の締結対象７７の締結を行う構成を示している。
【００６２】
前記ボルト７５は、一端に頭部７９を有し、頭部７９には、頭側基準面８０が設けられている。雄ねじ部８１側の先端には、回り止め用の係合部としてセレーションで形成されたピンテール８３が設けられている。ボルト７５の先端には、先端側基準面８５が形成されている。ボルト７５の先端外周に、凹部３５への挿入を容易にする面取りを設けることもできる。ナット５５は、雄ねじ部８１に予め螺合させている。
【００６３】
（正常挿入）
ナット５５をボルト７５に締め込むには、締結具１をボルト７５に対して装着配置し、インナー・ソケット７の凹部３５をピンテール８３に嵌合させるように挿入しセレーション係合させる。このとき、ピンテール８３側の面取り及び凹部３側の面取り３５ａにより凹部３５のピンテール８３に対する挿入を確実且つ容易にすることができる。
【００６４】
この挿入により、超音波センサ１１の先端がボルト７５の先端側基準面８５に当接して押圧される。
【００６５】
超音波センサ１１が押圧力を受けると、ロック部材６７が当接部材６３に当接するまでインナー・ソケット７に対し一定範囲で軸方向相対移動する。
【００６６】
この移動によりロック部材６７が同方向へ一体に移動し、ロック部材６７の小径部６７ｃがストッパ・ピン６５の内端に対向する。この小径部６７ｃによりストッパ・ピン６５のインナー・ソケット７に対する没移動を許容することができる。
【００６７】
当接部材６３がロック部材６７からさらに押圧力を受けると、当接部材６３を介してインナー・ソケット７が力を受け、ナット嵌合部１９に対しセンサ・スプリング４５の付勢力に抗して退避移動する。
【００６８】
この退避移動によりストッパ・ピン６５の球状の外端がインナー・ソケット支持筒１６のインナー・スプライン１７端部に当接し、球状の外端の相対ガイドによりストッパ・ピン６５がインナー・ソケット７の径方向内側へ没移動する。
【００６９】
したがって、インナー・ソケット７のスプライン４１がインナー・ソケット支持筒１６のインナー・スプライン１７に沿って移動し、インナー・ソケット７がナット嵌合部１９内から退避移動する。
【００７０】
この退避移動により、図３，図４のようにナット５５がナット嵌合部１９に嵌合する。
【００７１】
このとき、センサ・スプリング４５の付勢力がインナー・ソケット７を介して超音波センサ１１にも作用するから超音波センサ１１の先端をボルト７５の先端側基準面８５に正確に当接させることができる。
【００７２】
締結具１がボルト７５から離脱されると、センサ・スプリング４５の付勢力によりインナー・ソケット７がナット嵌合部１９側へ移動し、ストッパ・ピン６５がインナー・スプライン１７から外れた位置で超音波センサ１１の相対移動によるロック部材６７の連動によりテーパー部６７ｂがストッパ・ピン６５を突出付勢する。
【００７３】
この突出付勢によりストッパ・ピン６５がインナー・ソケット７の外周に突出し、インナー・ソケット挿通穴２３の縁部に軸方向に係合してインナー・ソケット７のソケット本体５外への軸方向移動を阻止する。
【００７４】
（誤挿入）
締結具１がボルト７５に対して位置ずれし、凹部３５がピンテール８３に傾斜状態で挿入されるなど、後挿入が生じたとき、ボルト７５の先端が超音波センサ１１に当接する前にインナー・ソケット７が押圧力を受け、ボルト嵌合部１９から退避移動しようとする。
【００７５】
このとき、ロック部材６７の大径部６７ａがストッパ・ピン６５の内端に対向して該ストッパ・ピン６５のインナー・ソケット７に対する没移動を阻止する。
【００７６】
このため、ストッパ・ピン６５はインナー・ソケット７の外周に突出した状態であり、ストッパ・ピン６５の外端がインナー・ソケット支持筒１６のインナー・スプライン１７端部に当接してインナー・ソケット７の移動がロックされる。
【００７７】
したがって、誤挿入時は、インナー・ソケット７のソケット本体５から突出した状態が維持され、ナット５５をナット嵌合部１９へ嵌合させることができず、後挿入を防止することができる。
【００７８】
（締結）
前記正常挿入において、電動モータの駆動によって駆動軸４７を回転駆動すると、この回転駆動によってベベル・ギヤ５１，２９を介し、ソケット本体５が回転駆動される。このときインナー・ソケット７は、工具本体３側のインナー・ソケット支持筒１６に回転不能に支持されているため、インナー・ソケット７が静止し、その回りでソケット本体５のみが回転する。
【００７９】
前記ソケット本体５の回転により、ナット嵌合部１９を介しナット５５が回転してボルト７５に締め込まれる。このときボルト７５は、ピンテール８３がインナー・ソケット７の凹部３５にセレーション係合することによって、工具本体３側に対し回り止めが行われる。従って、ソケット本体５の回転駆動によって、ボルト７５の回り止めを行いながら、ナット５５を確実に締め込むことができる。
【００８０】
前記超音波センサ１１が発信した超音波は、ボルト７５の頭部７９の頭側基準面８０で反射し、該反射波が超音波センサ１１によって受信される。この超音波の発信、受信により、コントローラは、超音波を発信させた時点から反射波を受信した時点までの経過時間を超音波がボルト７５をその軸心長さ方向に往復するために必要な往復時間として求め、この往復時間からボルト７５の軸心長さを求める。
【００８１】
そして、ナット５５の締め付けに伴うボルト７５の軸心長さの伸び率を求め、この伸び率と比例関係にある軸力値を求めて、ディスプレイ等に出力する。作業者は、ディスプレイに表示された軸力値を見ることによって、表示された軸力値が設定値に達したとき、電動モータの回転を停止させる。或いは、コントローラの制御により予め設定した軸力値で電動モータを自動停止させる。この停止によりサスペンション・ストラットのボス部とナックル・アームとの間の締結等、締結対象７７のボルト７５、ナット５５による締結を設定された軸力によって正確に行わせることができる。
［実施例の効果］
本発明実施例の軸力検知締結工具１は、先端外周に軸方向に沿う回転方向の係合部であるピンテール８３を備えたボルト７５に軸力を検知しながらナット５５を締め込む軸力検知締結工具１であって、前記ナット５５を嵌合させるナット嵌合部１９を備えて工具本体３に回転可能に支持されナット嵌合部１９に嵌合させたナット５５を前記工具本体３に対して回り止めされた前記ボルト７５に電動モータの回転駆動出力による軸回り回転で締め込み可能なソケット本体５と、前記ソケット本体５に対し同心状に形成された工具本体３側のインナー・ソケット支持筒１６と、前記ソケット本体５及びインナー・ソケット支持筒１６に同心状に配置されて前記ナット嵌合部１９内に臨み前記インナー・ソケット支持筒１６に対し回転不能且つ前記ナット嵌合部１９内から退避移動するように軸方向可動支持され前記ボルト５５のピンテール８３を嵌合支持させ前記工具本体３に対して回り止め係止する凹部３５を先端側内周に備えたインナー・ソケット７と、該インナー・ソケット７を前記インナー・ソケット支持筒１６に対して付勢し前記ナット嵌合部１９側に臨ませるセンサ・スプリング４５と、前記インナー・ソケット７の軸心部に軸心方向に一定範囲で可動支持され前記インナー・ソケット支持筒１６側で前記ボルト７５の先端に当接し出入力した超音波を前記ボルト７５の軸力検出に用いるための超音波センサ１１と、前記インナー・ソケット７に径方向へ可動支持され該インナー・ソケット７の外周に対し出没可能でインナー・ソケット７の外周側への突出位置で前記インナー・ソケット支持筒１６に軸方向に係合し前記ソケット本体５に対する前記インナー・ソケット７の軸方向移動を阻止するストッパ・ピン６５と、前記超音波センサ１１側に設けられ該超音波センサ１１が前記インナー・ソケット支持筒１６側に臨んだ位置で前記ストッパ・ピン６５の内端に対向して該ストッパ・ピン６５の没移動を阻止し前記超音波センサ１１が前記インナー・ソケット支持筒１６から前記一定範囲で前記インナー・ソケット７に対し軸方向へ退避移動すると前記ストッパ・ピン６５の没移動を許容するロック部材６７とを備えた。
【００８２】
このため、ソケット本体５の軸回り回転によりボルト７５に対しナット５５を締め込むとき、超音波センサ１１とボルト７５とが相対回転せず、超音波センサ１１の破損を抑制し、耐久性を向上させることができる。
【００８３】
前記超音波センサ１１は、センサ・スプリング４５の付勢力によりボルト７５の先端側基準面８５に正確に弾接することができ、正確な軸力検知を行わせることができる。
【００８４】
前記ナット５５の締め込みに際し、ボルト７５先端がナット５５に対し超音波センサ１１側に相対的に突出しても、超音波センサ１１がセンサ・スプリング４５の付勢力に抗して工具本体３側に後退することができ、軸力検知を行いながらボルト７５に対してナット５５を無理なく締め込むことができる。
【００８５】
前記超音波センサ１１は、工具本体３側に支持されているため、工具本体３側から超音波センサ１１に対しスリップ・リングを介すことなく直接的に配線を行うことができ、耐久性を向上させることができる。
【００８６】
前記工具本体３側とソケット本体５側との間に他の静止部材が介在することがないため、ナット５５が狭い空間の奥まった箇所に位置している場合でも、工具本体３を持つことによってソケット本体５先端側を狭い箇所に挿入し、そのナット嵌合部１９にナット５５を嵌合させて容易に締結作業及び軸力検知を行わせることができ、作業性を大幅に向上させることができる。
【００８７】
しかも、超音波センサ１１が前記凹部３５側に臨んだ位置でロック部材６７が前記ストッパ・ピン６５の内端に対向して該ストッパ・ピン６５の没移動を阻止するから、超音波センサ１１がインナー・ソケット７の凹部３５から軸方向へ退避移動しようとするとき、ロック部材６７がインナー・ソケット７の外周側への突出位置で工具本体３側のインナー・ソケット支持筒１６に係合してインナー・ソケット７の退避移動が阻止される。
【００８８】
このため、ボルト５５の先端がインナー・ソケット７に正常に嵌合しない誤挿入時には、ナット嵌合部１９内にインナー・ソケット７が臨んだ状態が維持されることでナット嵌合部１９に対するナット５５の嵌合を規制し、誤挿入を知らせることができる。
【００８９】
ボルト５５の先端がインナー・ソケット７に正常に嵌合してピンテール８３が凹部３５に嵌入されると、ボルト７５の先端から力を受けて超音波センサ１１が軸方向へ退避移動し、ロック部材６７がストッパ・ピン６５の没移動を許容する状態となる。
【００９０】
したがって、インナー・ソケット７が工具本体３側のインナー・ソケット支持筒１６に軸方向に当接して径方向内側への力を受け、ストッパ・ピン６５がインナー・ソケット７の径方向内側へ没移動する。
【００９１】
このため、インナー・ソケット７がソケット本体５のナット嵌合部１９から軸方向へ退避移動し、ナット嵌合部１９へナッ５５トを正常に嵌合させることができる。この嵌合により、ボルト７５を回り止めしながらナット５５を締結し、超音波センサ１１により軸力を検知しつつ締結を完了させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】軸力検知締結工具の一部省略断面図である。（実施例１）
【図２】軸力検知締結工具の要部拡大断面図である。（実施例１）
【図３】締結操作を示す軸力検知締結工具の一部省略断面図である。（実施例１）
【図４】締結操作を示す軸力検知締結工具の要部拡大断面図である。（実施例１）
【図５】軸力検知締結工具によりボルトを締結している状態を示す断面図である。（従来例）
【符号の説明】
【００９３】
１  軸力検知締結工具
３  工具本体
５  ソケット本体
７  インナー・ソケット
９  駆動伝達機構
１１  超音波センサ
１６  インナー・ソケット支持筒（支持部）
１７  インナー・スプライン
１９  ナット嵌合部
４５  センサ・スプリング（付勢部材）
５５  ナット
６５  ストッパ・ピン（ストッパ部材）
６７  カム部材（ロック部材）
７５  ボルト
８３  ピンテール
３５  凹部（係止部）
３７  インナー・セレーション（係止部）
４１  雄スプライン
４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃ  ソケット・スプリング（ソケット付勢部材）
４５  センサ・スプリング（付勢部材）
４５Ａ，４５Ｃ  クッション・ゴム（付勢部材）
４５Ｂ  コイル・スプリング（付勢部材）
４６  リード線（配線）
４７  駆動軸
４９  ベベル・ギヤ機構
５１  ベベル・ギヤ
５５  ナット
６１  頭部
６９  先端側基準面
７１  軸線
７３  傾斜面
７５  頭側基準面
８３  ピンテール（係合部）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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