(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力回転部材と、前記入力回転部材の回転軸と同軸上に配置した回転自在の第１歯車部を備える第１部材と、前記第１歯車部と同軸上に配置した前記第１歯車部とは歯数が異なりモジュールが等しい固定の第２歯車部を備える第２部材と、前記入力部材に対して回転自在に取り付けられ、前記第１歯車部および前記第２歯車部にそれぞれ噛み合うと共にモジュールが等しい第３歯車部とを有し、前記入力回転部材の回転により前記第３歯車部が前記回転軸の回りを自転しながら公転することにより、前記第１歯車部と前記第２歯車部との歯数の差に応じて、前記入力回転部材の回転に対する前記第１歯車部の回転速度を異ならせた回転装置であって、
前記第１歯車部の歯数を前記第２歯車部の歯数よりも大きくし、前記第１歯車部を前記入力回転部材の回転速度に対して減速回転させ、
前記第１歯車部、又は前記第１歯車部と前記第２歯車部の双方を転位歯車とし、
前記第１歯車部および前記第２歯車部の外端面にそれぞれ当接し、前記第１歯車部および第２歯車部を前記第３歯車部に向けてバネ付勢するバネ部材を有し、
前記第１部材と前記第２部材とは前記回転軸上に中空軸部を夫々有し、前記第２部材の中空軸部の外周に前記第１部材の中空軸部を回転自在に装着し、
前記入力回転部材を後端に配置し、該入力回転部材の前方に前記第２歯車部を配置し、さらに該第２歯車部の前方に前記第１歯車部を配置し、
前記入力回転部材の回転軸上に固定されると共に前記第２部材の中空軸部を貫通する調整ねじ部材と、前記調整ねじ部材の回転により所定の軸方向距離の間を螺進する直動部材と、を有し、前記直動部材が移動範囲内を移動した場合における前記第１部材の最大の回転数を１回転以下としたことを特徴とする回転装置。
【請求項２】
トグル機構と、前記トグル機構に対してばね圧を調整可能に付与する調整ばねと、調整ばねのばね圧を調整するトルク値設定機構とを備え、ボルト等の締結部材の締め付けトルクが設定トルク値に達すると前記トグル機構が作動するプリセット型トルクレンチ等のトルク機器であって、
前記トルク値設定機構は、請求項１に記載した回転装置を有し、前記直動部材と前記トグル機構との間に前記調整ばねを配置し、前記入力回転部材の回転により前記調整ばねのバネ圧を調整すると共に、前記第１部材の外周面にトルク値の目盛を表示し、前記第２部材の外周面に前記目盛の指標を表示したことを特徴とするトルク機器。
【請求項３】
前記第１部材の外周面にトルクの単位を前記指標の脇に表示したことを特徴とする請求項２に記載のトルク機器。
【請求項４】
前記トルク値の目盛は前記第１部材の外周に装着される環状の目盛リングの表面に表示されていることを特徴とする請求項２または３に記載のトルク機器。
【請求項５】
前記トグル機構と、前記調整ばねと、前記トルク値設定機構をチューブ状のレバー内に配置し、前記レバーの後端から後方に前記入力回転部材を配置し、前記入力回転部材の前方に前記第１部材を配置したことを特徴とする請求項２から４のいずれかに記載のトルク機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力部材の回転に従動して歯車機構により従動部材を減速回転させる回転装置、およびこの回転装置を目盛表示機構に用いたトルクレンチ等のトルク機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
トルクレンチ等のトルク機器において、締結トルクを予め設定し、締付トルクが該設定トルク値に達すると、例えばトグル機構が動作して機械的に設定トルク値に達したことを作業者に知らせるプリセット型のトルクレンチが提案されている（特許文献１）。
【０００３】
トルクレンチに設定トルク値を設定するトルク値設定機構は、トルクレンチを構成するチューブ形状の操作レバーの後端部内に配置され、軸方向移動不能に保持された調整ねじを回転させると、該調整ねじに螺合するスライダー（前記操作レバーに対して回転が規制されて螺合する）が軸方向に螺進し、このスライダーと前記トグル機構との間に配置された調整バネを伸縮させて設定トルク値に対応するバネ圧を該トグル機構に付与する。
【０００４】
前記調整ねじの後端部には主目盛板が取り付けられ、前記スライダーの表面には副目盛板が取り付けられ、前記調整ねじの回転によって指示された主目盛板上の主指示値と、前記スライダーの軸方向移動による副目盛板上の副指示値とからトルク設定値を読み取るようにしている。
【特許文献１】特開２０００−２４６６６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したトルク値設定機構にあっては、異なる位置に配置された主目盛板と副目盛板との双方を別々に読み取る必要があり、瞬時にトルク設定値を読み取り難かった。
【０００６】
また主目盛値と副目盛値との読み方にある程度の学習が必要であった。
【０００７】
さらに、調整ねじに対するスライダーの螺合位置の調整、調整ねじと副目盛板との取り付け調整等に手間がかかり、トルクレンチの組み立て、調整に時間を要していた。
【０００８】
一方、従来のトルク値設定機構に対し、例えば入力部材（太陽歯車）の回転を遊星歯車および遊星レバーを介して減速回転する出力部材からなる歯車遊星機構を利用することも考えられるが、遊星歯車機構には遊星レバー等の部品点数が多く、また構造が複雑化するため、トルクレンチのレバー内に収容するには大型化し、またコストアップとなる。特に、遊星歯車機構は、入力部材に対して出力部材を減速回転させることを目的としているが、トルク値設定機構では必ずしも、減速した出力部材により調整ねじを回転させる必要はない。
【０００９】
本発明の目的は、構成が簡単で、小型化可能とし、入力部材の回転を減速して従動回転する従動回転部材を備えた回転装置を提供しようとするものである。
【００１０】
また、本発明の他の目的は、主目盛と副目盛を用いることなくトルク値の設定範囲を直読できるトルクレンチ等のトルク機器を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の目的を実現する回転装置の構成は、請求項１に記載のように、入力回転部材と、前記入力回転部材の回転軸と同軸上に配置した回転自在の第１歯車部と、前記第１歯車部と同軸上に配置した前記第1歯車部とは歯数が異なりモジュールが等しい固定の第２歯車部と、前記入力部材に対して回転自在に取り付けられ、前記第１歯車部および前記第２歯車部にそれぞれ噛み合うと共にモジュールが等しい第３歯車部とを有し、前記入力回転部材の回転により前記第３歯車部が前記回転軸の回りを自転しながら公転することにより、前記第１歯車部と前記第２歯車部との歯数の差に応じて、前記入力回転部材の回転に対する前記第１歯車部の回転速度を異ならせたことを特徴とする。
【００１２】
上記した回転装置において、前記第１歯車部の歯数を前記第２歯車部の歯数よりも大きくし、前記第１歯車部を前記入力回転部材の回転速度に対して減速回転させる。
【００１３】
上記した回転装置において、前記第１歯車部、又は前記第１歯車部と前記第２歯車部の双方を転移歯車とした。
【００１４】
上記した回転装置において、前記第１歯車部および前記第２歯車部の外端面にそれぞれ当接し、前記第１歯車部および第２歯車部を前記第３歯車部に向けてバネ付勢するバネ部材を設けた。
【００１５】
上記した回転装置において、前記第１歯車部を備えた第１部材と、前記第２歯車部を備えた第２部材とを有し、前記第１部材と前記第２部材とは前記回転軸上に中空軸部を夫々有し、前記第２部材の中空軸部の外周に前記第１部材の中空軸部を回転自在に装着した。
【００１６】
上記した回転装置において、前記入力回転部材を後端に配置し、該入力回転部材の前方に前記第２歯車部を配置し、さらに該第２歯車部の前方に前記第１歯車部を配置した。
【００１７】
上記した回転装置において、前記入力回転部材の回転軸上に固定されると共に前記第２部材の中空軸部を貫通する調整ねじ部材と、前記調整ねじ部材の回転により所定の軸方向距離の間を螺進する直動部材と、前記直動部材の移動範囲に応じて、前記第１部材を１回転以下とした。
【００１８】
本発明の目的を実現するトルク機器の構成は、請求項８に記載のように、トグル機構と、前記トグル機構に対してばね圧を調整可能に付与する調整ばねと、調整ばねのばね圧を調整するトルク値設定機構とを備え、ボルト等の締結部材の締め付けトルクが設定トルク値に達すると前記トグル機構が作動するプリセット型トルクレンチ等のトルク機器であって、前記トルク値設定機構は、請求項７に記載した回転装置を有し、前記直動部材と前記トグル機構との間に前記調整ばねを配置し、前記入力回転部材の回転により前記調整ばねのバネ圧を調整すると共に、前記第１部材の外周面にトルク値の目盛を表示し、前記第２部材の外周面に前記目盛の指標を表示したことを特徴とする。
【００１９】
上記したトルク機器において、前記第１部材の外周面にトルクの単位を前記指標の脇に表示した。
【００２０】
上記したトルク機器において、前記トルク値の目盛は前記第１部材の外周に装着される環状の目盛リングの表面に表示されている。
【００２１】
上記したトルク機器において、前記トグル機構と、前記調整ばねと、前記トルク値設定機構をチューブ状のレバー内に配置し、前記レバーの後端から後方に前記入力回転部材を配置し、前記入力回転部材の前方に前記第１部材を配置した。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の回転装置によれば、簡単な構成で入力回転部材の回転方向と同方向に第１歯車部を高い減速比で回転させることができる。また構成が簡単なため、組み付け作業が容易である。
【００２３】
請求項２に係る発明によれば、第１歯車部と第２歯車部の歯数により減速比を設定できるため、減速比の設定が容易である。
【００２４】
請求項３に係る発明によれば、第１歯車部、又は第１歯車部と第２歯車部の双方を転移歯車とするだけで良く、装置全体の構成を簡単化することができる。
【００２５】
請求項４に係る発明によれば、連続回転を要しない場合には、バネ部材により第１歯車部および第２歯車部を第３歯車部に向けてバネ付勢するという簡単な構成でバックラッシュを防ぐことができる。
【００２６】
請求項５、６に係る発明によれば、回転装置をコンパクト化できる。
【００２７】
請求項７に係る発明によれば、入力回転部材によって直接調整ねじ部材を回動させて直動部材を螺進させることができ、その際、第１歯車部の回転を取り出す減速回転する第１部材を１回転内に収めることができるので、第１部材を情報伝達手段として利用することができる。
【００２８】
本発明によるトルクレンチ等のトルク機器によれば、従来のように主目盛と副目盛が不要となり、しかも設定トルク値の範囲を最大１回転以下の範囲で回転する第１部材の外周面に表示できるので、設定トルク値の範囲を一見して判断でき、しかも設定値を容易に判断することができる。
【００２９】
また、請求項７に記載した回転装置をトルク値設定機構に用いたので、トルクレンチ等のトルク機器の組み立て調整が簡単になった。
【００３０】
請求項９に係る発明によれば、設定トルク値の単位も間違いなく確認することができる。
【００３１】
請求項１０に係る発明によれば、環状の目盛リングを用いて目盛表示を行う構成としているので、目盛表示の位置調整を容易に行える。
【００３２】
請求項１１に係る発明によれば、トルクレンチに有効に利用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
図１から図４は本発明の実施形態を示す。図１は本発明を適用したプリセット型トルクレンチの外観図で、（ａ）は上面図、（ｂ）は正面図である。図２は図１に示すトルクレンチに設けたトルク値設定機構の断面図、図３は図２に示すトルク値設定機構の分解斜視図、図４は図３に示すトルク値設定機構のバックラッシュ防止機構を示す。
【００３４】
図１に示すプリセット型トルクレンチ１０は、チューブ状に形成された金属製のレバー１１の先端部に不図示のボルト等に嵌合する不図示のソケットが装着されるヘッド部１２がピン１３を介して取り付けられ、またレバー１１の後端部にトルク値設定機構２０のトルク値設定部材である回転ダイアル部２１が回転可能に配置されている。
【００３５】
レバー１１の内部には、不図示のトグル機構が配置され、レバー１１を回動してボルトを締め付け、設定トルク値に達すると該トグル機構が作動すると、ヘッド部１２に対してレバー１１がピン１３を介して回動するため、設定トルク値に達したことを作業者が確認する。このトグル機構は、ヘッド部１２の後端部と不図示のばね受部材との間にトグルレバー（不図示）をそれぞれ連結ピンを介して連結し、設定状態では該トグルレバーがレバー１１の軸方向の軸線に対して斜めに位置する。そして、締め付けトルクが増すとヘッド部１２が該トグルレバーを介して前記ばね受け部材を不図示の調整ばねのばね力に抗して後方に移動させ、さらに締付けトルクが増して設定トルク値に達すると、前記トグルレバーによる前記ヘッド部１２と前記ばね受け部材との力の釣り合いが解除されて設定トルク値に達したことが判断できるようになっている。
【００３６】
本実施形態において、この設定トルク値の設定は、トルク値設定機構２０の回転ダイアル部２１を回転することにより行われる。その際、回転ダイアル部２１の回転角に対して例えば１/１０の回転角で同方向に従動回転する従動回転部材（第１部材）２２（図２、図３参照）の外表面に装着固定した形成した目盛リング２３に形成した目盛２３ａの値を指標２４に合わせることによりトルク値が設定される。この指標２４はレバー１１に固定されている円筒状のガイド部材（第２部材）２５のフランジ部２５ａの外表面に表示されており、フランジ部２５ａの外表面には、指標２４に並んでトルク値の単位表示２６として、本実施形態ではＮｍを表示している。目盛リング２３は従動回転部材２２に対して取り付け位置を調節可能に固定ピン２３ｐにより位置決め固定されている。このため、目盛位置と指標２４との位置決めを容易に行える。
【００３７】
次に、トルク値設定機構２０の構成を図２、図３及び図４を参照して説明する。
【００３８】
トルク値設定機構２０は、図２に示すように、レバー１１内の後端部に調整ねじ１を配置し、レバー１１内にねじ込まれたストッパーナット２に調整ねじ１のフランジ部１ａが当接することで調整ねじ１の軸方向後方への移動を規制している。調整ねじ１のネジ部１ｂには、レバー１１に対して軸回りについて回転不能に係合すると共に軸方向へ移動可能とするスライダー３が螺合しており、調整ねじ１の回転によりスライダー３が螺進する。また調整ねじ１の後端部に回転ダイアル部２１が固定ねじ２１ａにより固定されている。
【００３９】
スライダー３と前記ばね受け部材との間に調整ばね４が配置され、調整ねじ１を時計回りあるいは反時計回りに回転させることにより、スライダー３をレバー１１の軸方向の前方あるいは後方へ螺進させることで調整ばね４のばね力を調整する。すなわち、ばね力に応じた設定トルク値を変更できることになる。調整ばね４のばね力とトルク値との関係は予め決められており、また調整ねじ１とスライダー３とが螺合するねじ部のピッチも予め決まっているので、調整ねじ１に対するスライダー３の螺合位置が決まれば、調整ねじ１の１回転でのトルク値が決まる。
【００４０】
ここで、トルク値の設定範囲の上限値と下限値との間にスライダー３を螺進させるには調整ねじ１に直結固定されている回転ダイアル部２１を複数回にわたって回転させる必要があるのに対し、本実施形態では、下記の減速回転装置を用いて回転ダイアル部２１の回転に従動回転する従動回転部材２２を１回転以下としている。そして、従動回転部材２２の外周に装着される目盛リング２３上に表示される目盛２３ａの表示範囲を一周以内としている。
【００４１】
本実施形態において、回転ダイアル部２１の回転に対して従動回転部材２２を減速回転する減速回転装置を図２及び図３を参照して説明する。
【００４２】
本実施形態において、減速回転装置３０は、レバー１１の後端部の外周に固定ピン２５ｐを介して固定されるガイド部材２５と、ガイド部材２５の外周に同軸的に装着される従動回転部材２２と、従動回転部材２２の後端に固定（又は一体的に形成）された第１歯車部３１と、ガイド部材２５の後端で第１歯車部３１よりも後方位置に固定ピン３２ｐを介して固定される第２歯車部３２と、回転ダイアル部２１の内周部３４内にピン３３ａにより回転自在に取り付けられ、第１歯車部３１と第２歯車部３２の双方に噛み合う第３歯車部３３とにより構成している。
【００４３】
そして、第１歯車部３１と第２歯車部３２との回転中心を同一軸線上（本実施形態では調整ねじ１の回転中心をなす軸線と同一軸線）として軸線方向に並設し、第１歯車部３１の歯数（Ｚ１）と第２歯車部３２の歯数（Ｚ２）とを異ならせ（Ｚ１＞Ｚ２）ている。
【００４４】
ここで、第３歯車部３３が第２歯車部３２にのみ噛み合っている状態を考え、第３歯車部３３と第２歯車部３２とのモジュールが等しいとした場合、トルクレンチ１０のレバー１１を後方から前方に見た状態で回転ダイアル部２１を時計回り方向に回転させると、第２歯車部３２はレバー１１に対して固定されて回転不能であることから、第３歯車部３３は時計回転方向に自転しながら時計回転方向に公転する。
【００４５】
これに対し、第１歯車部３１のモジュールと第２歯車部３２のモジュールを等しくし、第１歯車部３１を転移平歯車として、第１歯車部３１と第３歯車部３３とが噛み合うようにしている。なお、第１歯車部３１および第２歯車部３２の双方を転移歯車としても良い。
【００４６】
ここで、第１歯車部３１の歯数が第２歯車部３２の歯数と同数でモジュールも等しいと仮定した場合、回転ダイアル部２１を回転させると、第３歯車部３３は第２歯車部３２との噛み合いによって自転することになるが、第１歯車部３１の各歯とは単に嵌り合うだけで、第１歯車部３１を回転駆動させることはない。
【００４７】
しかし、本実施の形態のように、第１歯車部３１の歯数を第２歯車部３２の歯数と異ならせることによって、例えば第３歯車部３３が第２歯車部３２に対して噛み合いながら１公転した場合、同時に第３歯車部３３は第１歯車部３１に対して噛み合いながら丁度１公転しなければならない。そうすると、第３歯車部３３が第１歯車部３１に対して１公転する間に、第１歯車部３１の歯数（Ｚ１）に対して第２歯車部３２の歯数（Ｚ２）の差（Ｚ１−Ｚ２）だけ余分に噛み合うことになり、その際この歯数の差分だけ第１歯車部３１が回転すことになる。
【００４８】
すなわち、第３歯車部３３は、歯数の異なる第１歯車部３１と第２歯車部３２と同時に噛み合っているので、第１歯車部３１の歯数（Ｚ１）で見た場合、第１歯車部３１の歯数（Ｚ１）と第２歯車部３２の歯数（Ｚ２）との歯数差（Ｚ１−Ｚ２）に応じた減速比で第１歯車部３１が回転することになる。
【００４９】
この場合、減速比は、
減速比＝（Ｚ１−Ｚ２）／（Ｚ１）
で与えられる。
【００５０】
例えば、Ｚ１＝４０、Ｚ２＝３６とすると、減速比は１／１０となり、回転ダイアル部２１の１０回転で第１歯車部３１、すなわち従動回転部材２２が時計回り方向に１回転することになる。
【００５１】
したがって、設定トルク値の範囲が回転ダイアル２１の１０回転以下とすれば、目盛リング２３に表示する目盛２３ａの表示範囲を全周以下とすることができ、例えば上面から見た範囲（略半周）内に目盛２３ａの表示範囲を設定することも可能となる。この場合、設定トルク値の範囲を一見して判断できる。
【００５２】
本実施の形態において、ガイド部材２５は、小径軸部２５ｂと大径軸部２５ｃとにより構成し、小径軸部２５ｂ内に調整ねじ１を貫通させている。従動回転部材２２も大径軸部２２ａと小径軸部２２ｂとにより構成し、ガイド部材２５の大径軸部２５ｂと小径軸部２５ｃの各外周にそれぞれ大径軸部２２ａと小径軸部２２ｂを回転自在に装着し、ガイド部材２５に対して従動回転部材２２を同軸に回転自在に支持している。なお、従動回転部材２２の大径軸部２２ａはレバー１１の外周よりも外方に配置されているので、この大径軸部２２ａに装着される目盛リング２３の目盛２３ａは全周にわたって露出し、また目盛リング２３の表面をガイド部材２５のフランジ部２５ａと同一面に合わせている。このため、目盛リング２３を一見するだけでトルク値の設定範囲を把握することができる。また、目盛リング２３の全周内に目盛２３ａを表示させることができるので、その間に間隔を広げて目盛を表示させることができ、視認性を向上させることができる。
【００５３】
また、回転ダイアル部２１の前部には周方向に凹溝部３４が形成され、この凹溝部３４内に第３歯車部３３が収容されている。したがって、第１歯車部３１および第２歯車部３２も凹溝部３４内に収容されることになる。
【００５４】
図４（ａ）に示すように、第３歯車部３３に対して第１歯車部３１と第２歯車部３２との軸間距離が離れるとバックラッシュを招き、特に第１歯車部３１の基準円直径は第２歯車部３２の基準円直径よりも小径であるため、回転ダイアル部２１の時計回りおよび反時計回り方向の回転操作の際に目盛のずれを招き易い。
【００５５】
そこで、本実施の形態では、湾曲した板ばね部材３５を凹溝部３４の内周と第１歯車部３１と第２歯車部３２との間で、前記第３歯車部３３とは反対側の位置に配置し、板ばね部材３５の凸部を第１歯車部３１と第２歯車部３２の外周面に当接させ、第１歯車部３１および第２歯車部３２の各歯部を第３歯車部３３に隙間なく噛み合うことができるようにしている。
【００５６】
なお、上記した実施の形態では、第２歯車部３２を固定歯車としているが、回転装置としてはこれに限定されるものではなく、第１歯車部３１と第２歯車部３２を逆の構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明を適用したプリセット型トルクレンチの実施の形態を示す外観図で、（ａ）は上面図、（ｂ）は正面図。
【図２】図１に示すトルクレンチに設けたトルク値設定機構の断面図。
【図３】図２に示すトルク値設定機構の分解斜視図。
【図４】（ａ）は図３に示すトルク値設定機構のバックラッシュの発生状態を示し、（ｂ）はバックラッシュ防止機構を示す。
【符号の説明】
【００５８】
１  調整ねじ
２  ストッパーナット
３  スライダー
４  調整ばね
１０  プリセット型トルクレンチ１０
１１  レバー
１２  ヘッド部
１３  ピン
２０  トルク値設定機構
２１  回転ダイアル部
２２  従動回転部材
２３  目盛リング
２４  指標
２５  ガイド部材
２６  単位表示
３０  減速回転装置
３１  第１歯車部
３２  第２歯車部
３３  第３歯車部
３４  凹溝部
３５  板ばね部材
【図１】
0005198937.tif 000002
【図２】
0005198937.tif 000003
【図３】
0005198937.tif 000004
【図４】
0005198937.tif 000005