(57)【要約】【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、締め付け最終段階でチップを切断して反動トルクを吸収することにより使用者が締め付けの反動を受けにくくしたシャーレンチについて、反力座金を用いて六角ナットを通常のボルトに締め付ける際にも適用できるようにして、当該ナット締め付け機の機能性及び使い勝手を高める。【解決手段】シャーボルトに六角ナットを締め付け、締め付け最終段階でチップ部を剪断して反動トルクを吸収する第１の締め付けモードと、反力座金Ｚを用いて反動トルクを吸収しつつ、通常のボルトＲに六角ナットＮ２を締め付ける第２の締め付けモードにも対応できる兼用機とする。アウターソケット４０とインナーソケット４１を交換すれば両締め付けモードに対応できることからナット締め付け機１の機能性及び使い勝手が高まる。【選択図】図４
2016013595.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動モータを駆動源として第１のボルトに第１のナットを締め付けるとともに、前記第１のボルトのチップ部を剪断するナット締め付け機であって、
前記第１のナットを締め付け方向に回転させる第１のアウターソケットと前記チップ部を前記第１のナットとは逆方向に回転させて剪断する第１のインナーソケットを装着した第１の締め付けモードと、
前記第１のインナーソケットに代えて、第２のボルトに対して第２のナットを締め付け方向に回転させる第２のインナーソケットを装着し、前記第１のアウターソケットに代えて、前記第２のナットの締め付けにより発生する反動トルクを反力座金に付加する第２のアウターソケットを装着して、前記電動モータを前記第１の締め付けモードとは逆方向に起動させて前記第２のナットを締め付ける第２の締め付けモードを兼用可能なナット締め付け機。
【請求項２】
請求項１記載のナット締め付け機であって、相互に逆方向に回転するアウタースリーブとインナースリーブを備え、
前記第１の締め付けモードでは、前記アウタースリーブに前記第１のアウターソケットを装着し、前記インナースリーブに前記第１のインナーソケットを装着して、前記第１のアウターソケットのナット嵌合部に前記第１のナットを嵌合し、前記第１のインナーソケットのチップ嵌合部に前記第１のボルトのチップ部を嵌合した状態で、前記第１のアウターソケットをナット締め付け方向に回転させて前記第１のナットを前記第１のボルトに締め付けるとともに、前記第１のインナーソケットを前記第１のアウターソケットとは逆方向に回転させて前記チップ部を剪断することにより前記第１のナットの締め付けにより発生する反動トルクを吸収し、
前記第２の締め付けモードでは、前記第１のアウターソケットに代えて、前記反力座金を嵌合させる座金嵌合部を備えた第２のアウターソケットを前記アウタースリーブに装着し、前記第１のインナーソケットに代えて、第２のナット嵌合部を備えた第２のインナーソケットを前記インナースリーブに装着して、前記座金嵌合部に前記反力座金を嵌合し、前記第２のナット嵌合部に前記第２のナットを嵌合した状態で、前記電動モータを前記第１の締め付けモードとは逆方向に起動させて、前記第２のインナーソケットをナット締め付け方向に回転させて前記第２のナットを前記第２のボルトに締め付けるとともに、前記第２のアウターソケットを経て前記反力座金にナット締め付け方向とは逆方向の反動トルクを付加して前記第２のナットの締め付けにより発生する締め付け反力を吸収する構成としたナット締め付け機。
【請求項３】
請求項１又は２記載のナット締め付け機であって、前記第２のアウターソケットと前記第２のインナーソケットがアッセンブリ化されたナット締め付け機。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか１項に記載したナット締め付け機であって、前記第２の締め付けモードにおいて、前記第２のナットが一定トルクで締め付けられて前記第２のインナーソケットに一定の外部トルクが付加された時点における前記電動モータへの供給電流値を検知するモータコントローラを備え、該モータコントローラにより検知される電流値に基づいて前記電動モータを逆回転させて前記第２のインナーソケットの前記第２のナットに対する食い付きを解除した後に前記電動モータを停止させる構成としたナット締め付け機。
【請求項５】
請求項４記載のナット締め付け機であって、前記モータコントローラにより検知される電流値を前記第２のナットのサイズに合わせて変更可能な構成としたナット締め付け機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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剪断するインナーソケットとを備えている。
【０００３】
ナット締め付け当初（仮締めの段階）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。仮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て締め付け反力が受けられる。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。
【０００４】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−８７１号公報
【特許文献２】特開２０１２−３５３８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来一般的なシャーレンチは、トルシャーボルトに対して六角ナットを締め付ける専用機であり、例えばチップ部を有しない通常のボルトにナットを締め付ける作業には締め付け反力を受けることができないためそのままでは用いることができなかった。ここで、チップ部を有しない通常のボルトに六角ナットを締め付ける際には、いわゆる反力座金を用いて締め付け反力を受ける技術が知られている。この反力座金を用いることにより、締め付け最終段階で反力座金がナット締め付け方向とは逆方向の反動トルクを受けることにより締め付け反力が受けられる。このため、ナットを回転させるソケットに反力レバーを設けて周囲に当接させることにより締め付け反力を受けるといった手間を掛ける必要がなく、作業効率を格段に高めることができる。ところが、反力座金を用いる場合には、ナットを締め付けるソケットと反力座金に反動トルクを付加するソケットの双方を備えた専用機が必要であった。
【０００７】
以上のことから、従来トルシャーボルトにナットを締め付ける際にはシャーレンチと称される専用機を用意し、反力座金を用いて通常のボルトにナットを締め付ける際には、別の専用機を用意する必要があり、この点でそれぞれの専用機について作業性が悪かった。本発明は、トルシャーボルトに対するナットの締め付け作業と、反力座金を用いた通常のボルトに対するナットの締め付け作業の双方に用いることができる兼用機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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、２つの締め付けモードを兼用できるナット締め付け機である。第１の締め付けモードでは、第１のボルトに第１のナットを締め付けるとともに、第１のボルトのチップ部が剪断されて、ナット締め付けにより発生する反動トルクが吸収される。このため、第１の締め付けモードでは、第１のナットを締め付け方向に回転させる第１のアウターソケットとチップ部を第１のナットとは逆方向に回転させて剪断する第１のインナーソケットが装着される。
【０００９】
第２の締め付けモードでは、反力座金を用いて第２のボルトに第２のナットを締め付けることにより、ナット締め付けにより発生する反動トルク（締め付け反力）が吸収される。このため、第２の締め付けモードでは、第１のインナーソケットに代えて、第２のボルトに対して第２のナットを締め付け方向に回転させる第２のインナーソケットを装着し、第１のアウターソケットに代えて、反力座金に反動トルクを付加する第２のアウターソケットが装着される。第２の締め付けモードでは、電動モータが第１の締め付けモードとは逆方向に起動されて第２のナットが締め付けられる。
【００１０】
第１の発明によれば、一台のナット締め付け機を、いわゆるトルシャーボルトと称される第１のボルトに第１のナットを締め付けるとともに、第１のボルトのチップ部を剪断してナット締め付けにより発生する反動トルクを吸収する第１の締め付けモード（シャーレンチモード）と、反力座金を用いて第２のボルト（チップを備えない通常のボルト）に第２のナットを締め付ける第２の締め付けモード（反力座金モード）とに兼用することができる。
【００１１】
第２の発明は、第１の発明において、相互に逆方向に回転するアウタースリーブとインナースリーブを備えたナット締め付け機である。第１の締め付けモードでは、アウタースリーブに第１のアウターソケットを装着し、インナースリーブに第１のインナーソケットを装着して、第１のアウターソケットのナット嵌合部に第１のナットを嵌合し、第１のインナーソケットのチップ嵌合部に第１のボルトのチップ部を嵌合した状態で、第１のアウターソケットをナット締め付け方向に回転させて第１のナットを第１のボルトに締め付けるとともに、第１のインナーソケットを第１のアウターソケットとは逆方向に回転させてチップ部を剪断することにより第１のナットの締め付けにより発生する反動トルクが吸収される。
【００１２】
第２の締め付けモードでは、第１のアウターソケットに代えて、反力座金を嵌合させる座金嵌合部を備えた第２のアウターソケットをアウタースリーブに装着し、第１のインナーソケットに代えて、第２のナット嵌合部を備えた第２のインナーソケットをインナースリーブに装着して、座金嵌合部に反力座金を嵌合し、第２のナット嵌合部に第２のナットを嵌合した状態で、電動モータを第１の締め付けモードとは逆方向に起動させる。これにより、第２のインナーソケットをナット締め付け方向に回転させて第２のナットを第２のボルトに締め付けるとともに、締め付けにより第２のインナーソケットが回転方向に拘束されることにより、第２のアウターソケットを経て反力座金にナット締め付け方向とは逆方向の反動トルクを付加して締め付け反力を吸収する。
【００１３】
第２の発明によれば、一台のナット締め付け機において、電動モータを逆方向に起動させることにより、第１の締め付けモードと第２の締め付けモードの兼用が実現される。第１の締め付けモードでは、第１のアウターソケットと第１のインナーソケットが用いられる。第２の締め付けモードでは、第１のアウターソケットと第１のインナーソケットが第２のアウターソケットと第２のインナーソケットに交換される。アウタースリーブとインナースリーブに装着されるソケットを交換するだけで、シャーボルトにナットを締め付ける第１の締め付けモードと、反力座金を用いる第２の締め付けモードを兼用することができる。
【００１４】
第３の発明は、第１又は第２の発明において、第２のアウターソケットと第２のインナーソケットがアッセンブリ化されたナット締め付け機である。第３の発明によれば、第２の締め付けモードにおいて、第２のアウターソケットと第２のインナーソケットの取り扱い性を高めることができる。
【００１５】
第４の発明は、第１〜第３の何れか１つの発明において、第２の締め付けモードにおいて、第２のナットが一定のトルクで締め付けられた時点で電動モータが自動停止される。電動モータは自動停止する前に一旦逆転して第２のナットに対する第２のインナーソケットの食い付きが解除される。第２のナットが一定のトルクで締め付けられた時点では第２のインナーソケットに一定の外部トルクが付加される。第２のインナーソケットに一定の外部トルクが付加されると、電動モータに供給される電流値が一定値に達し、これがモータコントローラにより検知される。モータコントローラでは、一定の電流値が検知されると、電動モータを一旦逆転（ナット締め付け方向とは逆方向）した後、停止させる。
【００１６】
第４の発明によれば、第２のナットが一定のトルクで締め付けられた時点で、第２のインナーソケットが僅かに逆転して第２のナットに対する食い付きが解除される。このため、当該第２のナットから第２のインナーソケットひいては当該ナット締め付け機を容易に離脱させることができる。なお、第２のインナーソケットの第２のナットに対する食い付きを解除するための逆回転は、食い付きを解除するに必要かつ十分な角度だけ行われ、一旦締め付けた第２のナットの締め付け状態を緩めてしまうまでは逆回転させるものではない。また、こうして食い付きが解除された後に電動モータがモータコントローラにより自動停止されることから、締め付け完了後に使用者がスイッチレバーをオン操作したままの状態であっても、電動モータが自動停止されてその焼き付き等の損傷を未然に防止することができ、これにより電動モータの耐久性を高めることができる。
【００１７】
第５の発明は、第４の発明において、モータコントローラにより検知される電流値を前記第２のナットのサイズに合わせて変更可能な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、締め付ける第２のナットのサイズに合わせて、モータコントローラが検知する一定の電流値（モータ自動停止のための閾値）を変化させることにより、第２のナットの適正な締め付けトルクを確保しつつ、食い付きの解除及び電動モータ自動停止を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態に係るナット締め付け機の全体斜視図である。本図は、第１の締め付けモードに対応して第１のアウターソケットと第１のインナーソケットを装着した状態を示している。
【図２】本実施形態に係るナット締め付け機の縦断面図である。本図は、第１の締め付けモード（シャーレンチモード）に対応した状態で示されている。
【図３】本実施形態に係るナット締め付け機の縦断面図である。本図は、アウタースリーブ及びインナースリーブからソケットを取り外した状態を示している。
【図４】本実施形態に係るナット締め付け機の縦断面図である。本図は、第２の締め付けモード（反力座金モード）に対応した状態で示されている。
【図５】モータ制御回路のブロック図である。
【図６】本実施形態のナット締め付け機のフローチャートを示す図である。
【図７】自動停止タイプの第２の締め付けモードのフローチャートを示す図である。本図に示すフローでは、ナットの食い付き解除機能が含まれている。
【図８】手動停止タイプの第１の締め付けモードのフローチャートを示す図である。
【図９】自動停止タイプの第２の締め付けモードのフローチャートを示す図である。本図に示すフローでは、ナットの食い付き解除機能が省略されている。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
次に、本発明の実施形態を図１〜図４に基づいて説明する。図１及び図２は、本実施形態に係るナット締め付け機１を示している。以下説明する本実施形態のナット締め付け機１は、トルシャーボルトＳに第１のナットＮ１（六角ナット）を締め付けるためのシャーレンチとして用いる第１の締め付けモード（シャーレンチモード）と、反力座金を用いてボルトに第２のナットＮ２（六角ナット）を締め付ける第２の締め付けモード（反力座金モード）を選択できる兼用機となっている。いずれの締め付けモードでも、ナットの締め付けにより発生する反動トルクを吸収若しくは大幅に低減することができる。
【００２０】
以下の説明において、第１の締め付けモードで締め付けるトルシャーボルトＳが第１のボルトに相当する。また、第１の締め付けモードで用いるアウターソケット１８が第１のアウターソケットに相当し、インナーソケット１９が第１のインナーソケットに相当する。さらに、第２の締め付けモードで締め付ける通常のボルト（剪断されるチップ部を有しないボルト）が第２のボルトに相当する。また、第２の締め付けモードで用いるアウターソケット４０が第２のアウターソケットに相当し、インナーソケット４１が第２のインナーソケットに相当する。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。第３段キャリア１３ａとインナースリーブ１４は、軸受け１５の内輪側を介して回転可能に支持され、第３段インターナルギヤ１３ｂとアウタースリーブ１６とフロントケース１７は軸受け１５の外輪側を介して回転可能に支持されている。
【００２５】
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、第１の締め付けモード用の第１のアウターソケットとしてアウターソケット１８が結合されている。アウターソケット１８の内周面には、第１のナットＮ１を嵌め込み可能なナット嵌合部１８ａが設けられている。
【００２６】
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、第１のアウターソケットであるアウターソケット１８に代えて、後述する第２のアウターソケットとしてのアウターソケット４０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１８ｂ〜１８ｂ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１６ａ〜１６ａが設けられている。４つの係合凹部１８ｂ〜１８ｂと４つの係合突部１６ａ〜１６ａ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１８ｂ内に係合突部１６ａ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。
【００２７】
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。
【００２８】
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に第１のナットＮ１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。
【００２９】
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に示すように第１のナットＮ１が仮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第１のナットＮ１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が回転して第１のナットＮ１がシャーボルトＳに締め付けられていく。
【００３０】
第１のナットＮ１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。
【００３１】
本実施形態のナット締め付け機１は、以上説明したようにシャーレンチとして用いる第１の締め付けモードに代えて、反力座金Ｚを用いて第２のナットＮ２（六角ナット）を第２のボルトＲに締め付ける第２の締め付けモードでも使用することができる。前記したようにアウターソケット１８はアウタースリーブ１６から取り外すことができる。また、インナーソケット１９は、インナースリーブ１４から取り外すことができる。さらに、なめり防止ピン３７、押し出しピン３６及び圧縮ばね３２，３４は、インナースリーブ１４の内周側から取り外すことができる。これらを全て取り外した状態が図３に示されている。
【００３２】
本実施形態のナット締め付け機１を第２の締め付けモードで用いるには、図３に示すようにアウターソケット１８をアウタースリーブ１６から取り外し、インナーソケット１９をインナースリーブ１４から取り外し、さらになめり防止ピン３７、押し出しピン３６及び圧縮ばね３２，３４を全て取り外した後、図４に示すようにアウタースリーブ１６に第２のアウターソケット４０を装着し、インナースリーブ１４に第２のインナーソケット４１を装着する。本実施形態の場合、第２のアウターソケット４０と第２のインナーソケット４１は、止めねじ４２，４２によりアッセンブリ化されて一体で取り扱えるようになっている。アッセンブリ化された第２のアウターソケット４０と第２のインナーソケット４１をそれぞれ同時にアウタースリーブ１６とインナースリーブ１４に挿入して装着することができる。
【００３３】
第２のアウターソケット４０の内周面には、反力座金Ｚを嵌合させるための座金嵌合部４０ａが設けられている。反力座金Ｚは、その周囲に例えば１２個の波形の突起を設けたもので、本実施形態の場合公知の反力座金Ｚをそのまま用いることができる。第２のインナーソケット４１の内周面には、第２のナットＮ２を嵌め込むためのナット嵌合部４１ａが設けられている。図示するように、第２のボルトＲに一定のトルクで仮締めされた第２のナットＮ２を第２のインナーソケット４１のナット嵌合部４１ａ内に嵌め込み、反力座金Ｚを第２のアウターソケット４０の座金嵌合部４０ａ内に嵌め込んだ状態で当該ナット締め付け機１を用いることができる。
【００３４】
第２の締め付けモードでは、電動モータ２の回転方向（出力軸２ｂの回転方向）が第１の締め付けモードとは逆方向に切り替えられる。電動モータ２の回転方向は、モータ部２０の下部側面に設けたモード切替スイッチ２３により切り替えることができる。このモード切替スイッチ２３は、シーソー形のスイッチで図示左側の「Ｓ」表示側を押し操作すると、電動モータ２は正転して前記した第１の締め付けモードに切り替えられる。電動モータ２が正転すると、第１のアウターソケット１８がナット締め付け方向（第１のナットＮ１が右ねじであれば右回り）に回転して、第１のナットＮ１が第１のボルトＳに締め付けられるとともに、インナーソケット１９が反ナット締め付け方向（第１のナットＮ１が右ねじであれば左周り）に回転してチップ部Ｓａが剪断される。以下の説明において、第１の締め付けモードにおける電動モータ２の回転方向（正転方向）を第１の回転方向と言い、第２の締め付けモードにおける電動モータ２の回転方向（逆転方向）を第１の回転方向とは逆の第２の回転方向と言う。
【００３５】
モード切替スイッチ２３の図示右側の「Ｈ」表示側を押し操作すると、当該ナット締め付け機１は第２の締め付けモードに切り替えられる。モード切替スイッチ２３の「Ｈ」表示側の押し操作により電動モータ２の回転方向を第２の回転方向に切り替え、かつ上記したように第２のインナーソケット４１に第２のナットＮ２を嵌め込み、第２のアウターソケット４０に反力座金Ｚを嵌め込んだ状態で、スイッチレバー３を引き操作すると電動モータ２が第２の回転方向に起動する。電動モータ２が第２の回転方向に起動すると、第１〜第３段遊星ギヤ列１１〜１３を経て、第２のインナーソケット４１がナット締め付け方向（第２のナットＮ２が右ねじであれば右回り）に回転して、第２のナットＮ２が第２のボルトＲに締め付けられる。反力座金Ｚは第２のナットＮ２の仮締めにより大きな回転抵抗を伴うため回転せず、従って第２のアウターソケット４０も回転しない。
【００３６】
第２のナットＮ２が一定のトルクで締め付けられて第２のインナーソケット４１に大きな回転抵抗が付加されると、その反動トルクが第３段インターナルギヤ１３ｂ、フロントケース１７、アウタースリーブ１６及び第２のアウターソケット４０を経てナット締め付け方向の外力として反力座金Ｚ（反力座金Ｚと部材間の摩擦抵抗）で受けられる。ナット締め付けにより発生した反動トルクが上記のようにして反力座金Ｚで受けられることにより、当該ナット締め付け機１を用いる使用者が受ける締め付け反動を大幅に低減することができる。
【００３７】
本実施形態のナット締め付け機１は、第２の締め付けモードにおいて、第２のナットＮ２が一定の締め付けトルクで締め付けられると、第２のインナーソケット４１が反ナット締め付け方向に僅かに逆転して第２のナットＮ２に対する食い付きが解除された後に、電動モータ２が自動停止される。このため、第２の締め付けモードでは、使用者がスイッチレバー３をオン操作（引き操作）した状態のままであっても、第２のナットＮ２が一定のトルクで締め付けられると、第２のナットＮ２に対する第２のインナーソケット４１の食い付きが解除された後、電動モータ２が自動停止される。本実施形態のナット締め付け機１は、第２の締め付けモードで電動モータ２を上記のように動作させるためのモータ制御装置５０を備えている。図５にはモータ制御装置５０の概要が示されている。また、図６〜図９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。
【００３８】
上記したように第２のインナーソケット４１の回転により第２のナットＮ２が一定のトルクで締め付けられると、第２のインナーソケット４１に対して一定の外部トルクが付加される。第２のインナーソケット４１に一定の外部トルクが付加されると、電動モータ２に供給される電流値が一定値に達する。電動モータ２に供給される電流値はモータコントローラ２１により検知される。モータコントローラ２１では、一定の電流値が検知された時点で、電動モータ２のナット締め付け方向への回転を停止し、ついで僅かな角度だけ電動モータ２を逆転させる制御がなされる。さらに、モータコントローラ２１では、僅かな角度だけ電動モータ２を逆転させた後、当該電動モータ２への電力供給を遮断して自動停止させる制御がなされる。
【００３９】
第２のナットＮ２が一定のトルクで締め付けられた時点において、モータコントローラ２１が検知する一定の電流値（モータ自動停止のための閾値）は第２のナットＮ２のサイズに合わせて調整することができる。モード切替スイッチ２３の後ろ側には、調整ダイヤル２２が設けられている。この調整ダイヤル２２を回転することにより、モータ自動停止のための電流値を第２のナットＮ２のサイズに合わせて変更することができる。これにより種々サイズの第２のナットＮ２をそれぞれ適正なトルクで締め付ける本来の機能を確保しつつ、第２のインナーソケット４１の第２のナットＮ２に対する食い付き解除機能、及び電動モータ２の自動停止機能を実現することができる。なお、調整ダイヤル２２には、「０，１，２，３…，９」の表示がなされている。各数値は、締め付け可能なナット（第１のナットＮ１又は第２のナットＮ２）のねじ径に対応している。例えば、「３」はＭ１６、「５」はＭ２０、「７」はＭ２２、「９」はＭ２４に対応している。従って、「０，１，２，３…，９」の表示に代えて直接ねじ径の表示に代えてもよい。
【００４０】
図５に示すようにモータ制御装置５０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit：中央演算装置）を含むモータコントローラ２１を備えている。モータコントローラ２１には、上記したようにモータ電流値の他に、調整ダイヤル２２から出力される「ねじ径信号」と、モード切替スイッチ２３から出力されるモード切替信号と、メインスイッチ４から出力される「オン信号」が入力される。これらの入力信号及び情報に基づいて、モータコントローラ２１からモータドライブ２４に制御信号が出力され、これにより電動モータ２の起動停止、回転方向等の動作が制御される。
【００４１】
図６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２１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、モード切替信号の確認がなされる（ＳＴ０２）。ＳＴ０３で第２の締め付けモードではないことが確認されると、ＳＴ０４で第１の締め付けモードか否かの確認がなされる。第１の締め付けモードでもない場合には引き続きＳＴ０２でモード切替信号の確認がなされる。ＳＴ０４で第１の締め付けモードであることが確認されると、第１の締め付けモードへ移行する（ＳＴ０５）。図８に示す第１の締め付けモードについては後述する。
【００４２】
ＳＴ０３で第２の締め付けモードであることが確認されると、第２の締め付けモードに移行する（ＳＴ０６）。図７に示すようにＳＴ０７で第２の締め付け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２２の出力信号に基づいてなされる。ねじ径情報の読み込みにより、締め付けトルクの設定値が判定され、またこのときの電動モータ２に対する電流値の閾値が設定される。
【００４３】
次いで、ＳＴ０９で電動モータ２を第２の回転方向（逆転方向）に起動するための信号が出力されて電動モータ２が第２の回転方向に起動する。電動モータ２の起動によりインナーソケット１９が回転して第２のナットＮ２が第２のボルトＲに締め付けられていく。この過程では、電動モータ２に流れる電流値の変化が監視される（ＳＴ１０）。ＳＴ１１では、電動モータ２に流れる電流値が一定値に達したか否かの判定がなされる。電動モータ２への電流値が一定値に達していない場合には引き続きＳＴ１０で電流値の監視がなされる。なお、第２のナットＮ２の締め付け中、反力座金Ｚは第２のアウターソケット４０の座金嵌合部４０ａに嵌り込んでその回転が規制されている。
【００４４】
第２のボルトＲに対する第２のナットＮ２の締め付けトルクが一定に達すると、その反動トルクが第２のアウターソケット４０及び反力座金Ｚにより受けられる。また、第２のナットＮ２の締め付けトルクが一定に達すると、電動モータ２に流れる電流値が一定に達する。
【００４５】
ＳＴ１１でモータ電流値が一定に達したことが確認されると、ＳＴ１２で電動モータ２が一旦停止されて、第２のナットＮ２に対する締め付けが停止される。電動モータ２の第２の回転方向の回転動作が停止された直後に、ＳＴ１３で電動モータ２が第１の回転方向（正転方向）に僅かな角度だけ回転される。こうして電動モータ２が第２のナットＮ２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、第２のナットＮ２に対するインナーソケット１９の食い付き（かじり）が解除される（ナットの食い付き解除機能）。第２のナットＮ２に対するインナーソケット１９の食い付きが解除されることにより、第２のナットＮ２からインナーソケット１９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で第２のナットＮ２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、第２の締め付けモードのルーチンが終了する。
【００４６】
次に、ＳＴ０４で第１の締め付けモードであることが確認されると、ＳＴ０５で第１の締め付けモードへ移行する。第１の締め付けモードがＳＴ１５で開始されると、モード切替スイッチ２３が「Ｓ］側に切り替えられているため電動モータ２が第１の回転方向（正転方向）に起動する。電動モータ２が第１の回転方向に起動することによりアウターソケット１９がナット締め付け方向に回転して第１のナットＮ１が第１のボルトＳ（シャーボルト）に締め付けられていく。
【００４７】
第１のナットＮ１が適正な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、第１のナットＮ１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。
【００４８】
締め付け過程において、ＳＴ１７ではメインスイッチ４のオン信号の検出がなさ、ＳＴ１８でメインスイッチ４のオンオフ状態が判定される。ＳＴ１８でメインスイッチ４のオン状態が確認されると、ＳＴ１７へ戻って電動モータ２の起動状態が維持される。第１の締め付けモードでは、第１のナットＮ１の締め付け完了後にチップ部Ｓａが剪断され、その結果インナーソケット１９の逆方向の回転(空回り）が許容されることから、電動モータ２の起動状態が維持されても支障はない。
【００４９】
ＳＴ１８でメインスイッチ４がオフされたことが確認されると、ＳＴ１９で電動モータ２が停止される。このように第１の締め付けモードでは、第１のナットＮ１が適正トルクで締め付けられてチップ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。従って、ＳＴ１５〜ＳＴ１９は、スイッチレバー３をオフ操作しない限り電動モータ２が起動状態に維持される手動停止タイプの第１の締め付けモードを示している。手動停止タイプの第１の締め付けモードでは、第２の締め付けモードでなされたねじ径設定の読み込み、モータ電流値の設定等に基づくモータコントローラ２１での制御が省略される。
【００５０】
以上のように構成した本実施形態のナット締め付け機１によれば、第１のボルト（シャーボルトＳ）に第１のナットＮ１を締め付ける第１の締め付けモードと、第２のボルト（通常のボルトＲ）に第２のナットＮ２を締め付ける第２の締め付けモードとに対応可能な兼用機とすることができる。工具本体部１０、モータ部２０及びハンドル部３０等の主要部分を共用し、アウターソケット１８（４０）とインナーソケット１９（４１）を交換すれば第１若しくは第２の締め付けモードに対応することができることから、当該ナット締め付け機１の機能性及び使い勝手を大幅に高めることができる。
【００５１】
また、第２の締め付けモードでは、第２のナットＮ２が一定のトルクで締め付けられると、その反動トルクが第２のアウターソケット４０を経て反力座金Ｚで受けられるとともに、第２のインナーソケット４１が反締め付け方向に僅かに回転して第２のナットＮ２に対する当該第２のインナーソケット４１の食い付きが解除される。これにより、使用者は第２のナットＮ２が締め付けられたことによる反動トルクを受けることなく、かつ第２のインナースリーブ４１を第２のナットＮ２からスムーズに離脱させて当該ナット締め付け機１を作業部位から引き離すことができる。
【００５２】
さらに、第２の締め付けモードでは、上記したように反力座金Ｚにより反動トルクが吸収され、かつ第２のナットＮ２に対する食い付きが解除された後、電動モータ２が自動停止される。このため、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、第２のナットＮ２が一定トルクで締め付けられると、その反動トルクが反力座金Ｚにより吸収され、また第２のナットＮ２に対する第２のインナーソケット４１の食い付きが解除された後に、電動モータ２が自動停止される。このため、スイッチレバー３のオン操作状態のままであっても、電動モータ２の起動状態が不必要に継続されることなく、これにより無駄な電力消費を抑制するとともに、電動モータ２の焼き付き等の損傷を未然に防止することができ、ひいては当該電動モータ２の耐久性を高めることができる。
【００５３】
さらに、コントローラ２１には調整ダイヤル２２が設けられている。この調整ダイヤル２２を回転させることにより、電動モータ２を自動停止させる電流値の閾値を、締め付ける第２のナットＮ２のサイズに合わせて変更することができる。このことから、本実施形態によれば、種々サイズの第２のナットＮ２のサイズに合わせてそれぞれ適正な締め付けトルクを確保しつつ、反力座金Ｚで反動トルクを吸収し、第２のナットＮ２の食い付きを解除するとともに、電動モータ２を自動停止させてその耐久性を高めることができる。この電動モータ２の自動停止機能によれば、電源をバッテリパックとする場合に無駄な電力消費をなくすことができる点で大きな作用効果を得ることができる。
【００５４】
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、交流電源仕様のＡＣ機を例示したが、充電により繰り返し使用できるバッテリパックを電源とする充電式のナット締め付け機にも同様の構成を適用して兼用機とすることができる。
【００５５】
また、第２のアウターソケット４０と第２のインナーソケット４１が止めねじ４２でアッセンブリ化されて一体で取り付け、取り外しする構成を例示したが、それぞれ個別に取り付け、取り外しする構成としてもよい。
【００５６】
また、第２の締め付けモードにおいて、電動モータ２の電流値の変動を検知してナットの締め付けトルクを検知する構成を例示したが、係る電流検知方式に代えて、電動モータ２の回転数の変動を検知することにより締め付けトルクが一定値に達したことを検知する構成としてもよい。電動モータ２の回転数は、例えばその出力軸に取り付けたマグネットの回転数をセンサでカウントすることにより検知することができる。
【００５７】
さらに、例示したモータコントローラ２１によれば、第２の締め付けモードにおいてのみ、ナット食い付き解除機能及び電動モータ２の自動停止機能が発揮されるよう電動モータ２を制御する構成を例示したが、第１の締め付けモードにおいても同様の機能が発揮されるよう当該モータコントローラ２１により電動モータ２を制御する構成としてもよい。
【００５８】
また、図７に示す第２の締め付けモードにおいて、ＳＴ１３で電動モータ２を逆転させてインナーソケット１９に対する第２のナットＮ２の食い付きを解除する構成（ナットの食い付き解除機能）を例示したが、係る食い付き解除機能については省略することができる。電動モータ２の自動停止機能は備えるが、第２のナットＮ２のインナーソケット１９に対する食い付き解除機能を省略した第２の締め付けモードのフローが図９に示されている。図９に示すように、自動停止タイプの第２の締め付けモードがＳＴ２０で開始されると、ＳＴ２１で電動モータ２が同じく第２の回転方向（逆転方向）に起動する。電動モータ２が第２の回転方向に起動することによりインナーソケット１９がナット締め付け方向に回転して第２のナットＮ２が第２のボルトＲに締め付けられていく。
【００５９】
第２のナットＮ２が適正なトルクで締め付けられると、インナーソケット１９の回転が規制されることにより発生する反動トルクがアウターソケット１８を経て反力座金Ｚで受けられる。
【００６０】
締め付け過程において、ＳＴ２２では電動モータ２に流れる電流値（モータ電流値）が検出される。ＳＴ２３でモータ電流値の変化が判定される。第２のナットＮ２の締め付けトルクが一定トルクに達していない段階では、モータ電流値の変化が確認されず、ルーチンはＳＴ２２に戻される。第２の締め付けモードでは、アウターソケット１８は反力座金Ｚに拘束されているため回転しない。このため、第２のナットＮ２が適正トルクで締め付けられてインナーソケット１９の回転が拘束を受けることによりモータ電流値が変化する。ＳＴ２３でモータ電流値の変化が確認されると、ＳＴ２４で電動モータ２が自動停止される。
【００６１】
このように、ナットの食い付き解除機能（ＳＴ１３）を省略し、モータ電流値の変化に伴い電動モータ２を停止させることでルーチンが完了する自動停止タイプの第２の締め付けモードによっても、第２のナットＮ２が適正トルクで締め付けられると、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とにより無駄な電力消費が抑制される。
【符号の説明】
【００６２】
Ｓ…第１のボルト（トルシャーボルト）
Ｓａ…チップ部
Ｎ１…第１のナット（六角ナット）
Ｒ…第２のボルト
Ｎ２…第２のナット（六角ナット）
Ｚ…反力座金
１…ナット締め付け機
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
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、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、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、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
１４…インナースリーブ
１５…軸受け
１６…アウタースリーブ、１６ａ…係合突部
１７…フロントケース
１８…第１のアウターソケット、１８ａ…ナット嵌合部
１９…第１のインナーソケット、１９ａ…チップ嵌合部
２０…モータ部
２１…モータコントローラ
２２…調整ダイヤル
２３…モード切替スイッチ
２４…モータドライブ
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…第２のアウターソケット、４０ａ…座金嵌合部
４１…第２のインナーソケット、４１ａ…ナット嵌合部
４２…止めねじ
５０…モータ制御装置
【図１】
2016013595.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2016013595.tif 000006
【図５】
2016013595.tif 000007
【図６】
2016013595.tif 000008
【図７】
2016013595.tif 000009
【図８】
2016013595.tif 000010
【図９】
2016013595.tif 000011