JP2022092643A - ねじ締め機及びねじ締め機の組立方法 - Google Patents

Abstract

【課題】トルクセンサの検出精度の低下を抑制すること。【解決手段】ねじ締め機１は、ステータ５１と、前後方向に延伸する回転軸を中心に回転するロータ５２とを有するモータ５と、ステータよりも前方に配置されるギヤケース３と、ギヤケースに収容されロータにより回転されるプラネタリギヤと、ギヤケースに収容されプラネタリギヤに連結されギヤケースに対して回転可能なインターナルギヤと、インターナルギヤに結合される前板部９１と、前板部よりも後方に配置されギヤケースに支持される後板部９２と、前後方向において前板部と後板部との間に配置される中空部９０と、中空部に固定される歪ゲージ９３とを有し、ギヤケースに収容されるトルクセンサ９と、前後方向においてステータと後板部との間に配置されロータの少なくとも一部を支持するベアリング５４と、ベアリングの周囲に配置されベアリングを支持するベアリングボックス６と、を備える。【選択図】図３

Description

本開示は、ねじ締め機及びねじ締め機の組立方法に関する。

製品の組立工程において、ねじ締め機を用いるねじ締め作業が実施される。製品の管理のために、ねじ締め機の出力部に掛かるトルクの検出信号を記録する場合がある。特許文献１には、モータを駆動源とし被駆動体の駆動トルクを検出するトルクセンサが開示されている。

特開２０１６－０９９１６３号公報

モータの振動がトルクセンサに伝達されると、トルクセンサの検出精度が低下する可能性がある。また、トルクセンサが適正に捩じられないと、トルクセンサの検出精度が低下する可能性がある。

本開示は、トルクセンサの検出精度の低下を抑制することを目的とする。

第１の開示に従えば、ステータと、前後方向に延伸する回転軸を中心に回転するロータとを有するモータと、ステータよりも前方に配置されるギヤケースと、ギヤケースに収容されロータにより回転されるプラネタリギヤと、ギヤケースに収容されプラネタリギヤに連結されギヤケースに対して回転可能なインターナルギヤと、インターナルギヤに結合される前板部と、前板部よりも後方に配置されギヤケースに支持される後板部と、前後方向において前板部と後板部との間に配置される中空部と、中空部に固定される歪ゲージとを有し、ギヤケースに収容されるトルクセンサと、前後方向においてステータと後板部との間に配置されロータの少なくとも一部を支持するベアリングと、ベアリングの周囲に配置されベアリングを支持するベアリングボックスと、を備える、ねじ締め機が提供される。

第２の開示に従えば、ステータと、前後方向に延伸する回転軸を中心に回転するロータとを有するモータと、ステータよりも前方に配置されるギヤケースと、ギヤケースに収容されロータにより回転されるプラネタリギヤと、ギヤケースに収容されプラネタリギヤに連結されギヤケースに対して回転可能なインターナルギヤと、インターナルギヤに結合される前板部と、前板部よりも後方に配置されギヤケースに支持される後板部と、前後方向において前板部と後板部との間に配置される中空部と、中空部に固定される歪ゲージとを有し、ギヤケースに収容されるトルクセンサと、回転軸の径方向において後板部の外周面よりも内側に配置され、後板部の第１部分及びギヤケースの第２部分のそれぞれに接触し、後板部とギヤケースとの相対回転を抑制する固定部材と、を備える、ねじ締め機が提供される。

第３の開示に従えば、プラネタリギヤ及びプラネタリギヤに連結されるインターナルギヤが収容されているギヤケースに、前板部、前板部よりも後方に配置される後板部、前後方向において前板部と後板部との間に配置される中空部、及び中空部に固定される歪ゲージを有するトルクセンサを挿入することと、インターナルギヤと前板部に設けられているギヤとを噛み合わせることと、インターナルギヤとギヤとが噛み合わされた後、周方向において後板部とギヤケースとが位置合わせされるように、後板部とギヤケースとを相対回転させることと、後板部とギヤケースとが位置合わせされた後、後板部とギヤケースとを固定することと、を含む、ねじ締め機の組立方法が提供される。

本開示によれば、トルクセンサの検出精度の低下が抑制される。

図１は、実施形態に係るねじ締め機を示す左前方からの斜視図である。 図２は、実施形態に係るねじ締め機を示す側面図である。 図３は、実施形態に係るねじ締め機を示す断面図である。 図４は、実施形態に係るモータ収容部の内部を示す左前方からの斜視図である。 図５は、実施形態に係るモータ収容部の内部を示す右後方からの斜視図である。 図６は、実施形態に係るギヤケース及び遊星歯車機構を示す分解斜視図である。 図７は、実施形態に係るトルクセンサを示す左前方からの斜視図である。 図８は、実施形態に係るトルクセンサを示す側面図である。 図９は、実施形態に係るトルクセンサを示す断面図である。 図１０は、実施形態に係る後板部とギヤケースとの固定構造を示す左前方からの斜視図である。 図１１は、実施形態に係る後板部とギヤケースとの固定構造を示す右後方からの斜視図である。 図１２は、実施形態に係るギヤケースに収容されたトルクセンサを後方から見た図である。 図１３は、実施形態に係るベアリングボックスとギヤケースとの固定構造を示す左前方からの斜視図である。 図１４は、実施形態に係るベアリングボックスとギヤケースとの固定構造を示す右後方からの斜視図である。 図１５は、実施形態に係るギヤケースに対するロータシャフトの挿入方法を示す左前方からの斜視図である。 図１６は、実施形態に係るギヤケースに対するロータシャフトの挿入方法を示す右後方からの斜視図である。

以下、本開示に係る実施形態について図面を参照しながら説明するが、本開示は実施形態に限定されない。以下で説明する実施形態の構成要素は、適宜組み合わせることができる。また、一部の構成要素を用いない場合もある。

実施形態においては、「左」、「右」、「前」、「後」、「上」、及び「下」の用語を用いて各部の位置関係について説明する。これらの用語は、ねじ締め機１の中心を基準とした相対位置又は方向を示す。

ねじ締め機１は、モータ５を動力源とする動力工具である。モータ５の回転軸ＡＸと平行な方向を適宜、軸方向、と称する。回転軸ＡＸの周囲を周回する方向を適宜、周方向又は回転方向、と称する。回転軸ＡＸの放射方向を適宜、径方向、と称する。

回転軸ＡＸは、前後方向に延伸する。軸方向と前後方向とは一致する。軸方向一方側は、前方であり、軸方向他方側は、後方である。また、径方向において、回転軸ＡＸに近い位置又は接近する方向を適宜、径方向内側、と称し、回転軸ＡＸから遠い位置又は離隔する方向を適宜、径方向外側、と称する。

［ねじ締め機］
図１は、実施形態に係るねじ締め機１を示す左前方からの斜視図である。図２は、実施形態に係るねじ締め機１を示す側面図である。図３は、実施形態に係るねじ締め機１を示す断面図である。

ねじ締め機１は、製品の組立工場において使用される産業用の電動ドライバである。製品の組立工程において、ねじ締め機１によるねじ締め作業が実施される。組立工場として、自動車の組立工場が例示される。製品として、自動車が例示される。

図１、図２、及び図３に示すように、ねじ締め機１は、ハウジング２と、ギヤケース３と、バッテリ装着部４と、モータ５と、ベアリング５４及びベアリング５５と、ベアリングボックス６と、遊星歯車機構７と、出力部８と、トルクセンサ９と、ファン１０と、トリガスイッチ１１と、正逆切換レバー１２と、音声出力部１３と、発光部１４と、コントローラ１５とを備える。

ハウジング２は、合成樹脂製である。ハウジング２は、左ハウジング２Ｌと、右ハウジング２Ｒとを含む。左ハウジング２Ｌと右ハウジング２Ｒとは、ねじ２Ｓにより固定される。左ハウジング２Ｌと右ハウジング２Ｒとが固定されることにより、ハウジング２が形成される。

ハウジング２は、モータ収容部２１と、グリップ部２２と、コントローラ収容部２３とを有する。

モータ収容部２１は、モータ５を収容する。モータ収容部２１は、筒状部を有する。モータ収容部２１は、グリップ部２２よりも上方に配置される。モータ収容部２１には、ねじ２Ｓが挿入される開口を有するねじボス部２Ｂが設けられる。

グリップ部２２は、作業者の手で握られる。グリップ部２２は、モータ収容部２１よりも下方に配置される。グリップ部２２は、モータ収容部２１から下方に突出する。トリガスイッチ１１は、グリップ部２２に配置される。

コントローラ収容部２３は、コントローラ１５を収容する。コントローラ収容部２３は、グリップ部２２よりも下方に配置される。コントローラ収容部２３は、グリップ部２２の下端部に接続される。前後方向及び左右方向のそれぞれにおいて、コントローラ収容部２３の外形の寸法は、グリップ部２２の外形の寸法よりも大きい。

ギヤケース３は、ベアリングボックス６、トルクセンサ９、遊星歯車機構７、及び出力部８の一部を収容する。ギヤケース３は、モータ５の少なくとも一部よりも前方に配置される。ギヤケース３は、筒状である。ギヤケース３は、金属製である。実施形態において、ギヤケース３は、アルミニウム製である。ギヤケース３は、モータ収容部２１の前部の開口を覆うように配置される。ギヤケース３は、モータ収容部２１に固定される。ギヤケース３の後部は、モータ収容部２１の内側に配置される。モータ収容部２１の少なくとも一部は、ギヤケース３の周囲に配置される。ギヤケース３の前部は、モータ収容部２１よりも前方に配置される。

バッテリ装着部４は、コントローラ収容部２３の下部に形成される。バッテリ装着部４は、バッテリパック１６に接続される。バッテリパック１６は、バッテリ装着部４に装着される。バッテリパック１６は、バッテリ装着部４に着脱可能である。バッテリパック１６は、二次電池を含む。実施形態において、バッテリパック１６は、充電式のリチウムイオン電池を含む。バッテリ装着部４に装着されることにより、バッテリパック１６は、ねじ締め機１に電力を供給することができる。モータ５は、バッテリパック１６から供給される電力に基づいて駆動する。コントローラ１５は、バッテリパック１６から供給される電力に基づいて作動する。

モータ５は、ねじ締め機１の動力源である。モータ５は、電動モータである。モータ５は、インナロータ型のブラシレスモータである。モータ５は、モータ収容部２１に収容される。

図４は、実施形態に係るモータ収容部２１の内部を示す左前方からの斜視図である。図５は、実施形態に係るモータ収容部２１の内部を示す右後方からの斜視図である。

図１、図２、図３、図４、及び図５に示すように、モータ５は、ステータ５１と、ロータ５２とを有する。ステータ５１は、ロータ５２の周囲に配置される。ロータ５２は、回転軸ＡＸを中心に回転する。ギヤケース３は、ステータ５１よりも前方に配置される。ギヤケース３の上部には、ねじボス部２Ｂが配置される凹部３Ｒが設けられる。また、ギヤケース３の左部、右部、及び下部のそれぞれには、モータ収容部２１の少なくとも一部に掛かる凸部３Ｔが設けられる。凸部３Ｔにより、ギヤケース３とモータ収容部２１との相対回転が抑制される。

ステータ５１は、ステータコア５１Ａと、前インシュレータ５１Ｂと、後インシュレータ５１Ｃと、コイル５１Ｄと、センサ基板５１Ｅと、短絡部材５１Ｆと、ヒュージング端子５１Ｇとを有する。

ステータコア５１Ａは、筒状である。ステータコア５１Ａは、積層された複数の鋼板を含む。前インシュレータ５１Ｂは、ステータコア５１Ａの前部に固定される。後インシュレータ５１Ｃは、ステータコア５１Ａの後部に固定される。コイル５１Ｄは、複数設けられる。複数のコイル５１Ｄは、前インシュレータ５１Ｂ及び後インシュレータ５１Ｃを介してステータコア５１Ａのティースに巻かれる。センサ基板５１Ｅは、ロータ５２の回転を検出する複数の検出素子を有する。センサ基板５１Ｅは、後インシュレータ５１Ｃに支持される。短絡部材５１Ｆは、ヒュージング端子５１Ｇを介して複数のコイル５１Ｄを接続する。短絡部材５１Ｆは、後インシュレータ５１Ｃに支持される。短絡部材５１Ｆは、リード線（不図示）を介してコントローラ１５に接続される。

ロータ５２は、ロータコア５２Ａと、永久磁石５２Ｂと、ロータシャフト５３とを有する。

ロータコア５２Ａは、ステータコア５１Ａ及びコイル５１Ｄの内側に配置される。ロータコア５２Ａは、円筒状である。ロータコア５２Ａは、ロータシャフト５３の周囲に配置される。ロータコア５２Ａは、積層された複数の鋼板を含む。永久磁石５２Ｂは、複数設けられる。永久磁石５２Ｂは、ロータコア５２Ａに保持される。ロータコア５２Ａは、前後方向に延伸する貫通孔を有する。貫通孔は、周方向に複数形成される。永久磁石５２Ｂは、ロータコア５２Ａの複数の貫通孔のそれぞれに配置される。

センサ基板５１Ｅの検出素子は、複数の永久磁石５２Ｂの磁界を検出することによって、ロータ５２の回転を検出する。コントローラ１５は、検出素子の検出信号に基づいて、コイル５１Ｄに駆動電流を供給する。

ロータシャフト５３は、前後方向に延伸する。ロータシャフト５３は、回転軸ＡＸを中心に回転する。ロータシャフト５３の回転軸ＡＸは、出力部８の回転軸と一致する。

ベアリング５４は、ロータ５２の少なくとも一部を支持する。ベアリング５４は、ロータシャフト５３の前部を回転可能に支持する。ベアリング５４は、ステータ５１よりも前方のロータシャフト５３の一部を支持する。

ベアリング５５は、ロータ５２の少なくとも一部を支持する。ベアリング５５は、ロータシャフト５３の後部を回転可能に支持する。ベアリング５５は、ステータ５１よりも後方のロータシャフト５３の一部を支持する。

ベアリングボックス６は、ベアリング５４の周囲に配置される。ベアリングボックス６は、ベアリング５４を支持する。ベアリングボックス６は、ギヤケース３に収容される。ベアリングボックス６は、ギヤケース３に固定される。

ベアリング５５は、モータ収容部２１に設けられたベアリング保持部５７に保持される。

ロータシャフト５３の前端部は、ベアリング５４よりも前方に配置される。ロータシャフト５３の前端部は、ギヤケース３の内部に配置される。

ロータシャフト５３の前端部にピニオンギヤ７１Ｓが装着される。ピニオンギヤ７１Ｓは、ロータシャフト５３に着脱可能である。ピニオンギヤ７１Ｓは、交換可能である。ピニオンギヤ７１Ｓは、筒状である。ピニオンギヤ７１Ｓは、ロータシャフト５３よりも前方からロータシャフト５３の前端部に挿入されることにより、ロータシャフト５３に装着される。ロータシャフト５３の前端部に装着されているピニオンギヤ７１Ｓは、ロータシャフト５３から前方に引き抜かれることにより、ロータシャフト５３から外される。ロータシャフト５３は、ピニオンギヤ７１Ｓを介して遊星歯車機構７に連結される。

遊星歯車機構７は、ギヤケース３に収容される。遊星歯車機構７は、トルクセンサ９よりも前方に配置される。遊星歯車機構７は、ロータシャフト５３と出力部８とを連結する。遊星歯車機構７は、ロータシャフト５３の回転を減速し、ロータシャフト５３よりも低い回転速度で出力部８を回転させる。遊星歯車機構７は、モータ５が発生した回転力を出力部８に伝達する動力伝達機構として機能する。

図６は、実施形態に係るギヤケース３及び遊星歯車機構７を示す分解斜視図である。

図３及び図６に示すように、遊星歯車機構７は、プラネタリギヤ７１Ｐと、キャリア７１Ｃと、サンギヤ７２Ｓと、プラネタリギヤ７２Ｐと、キャリア７２Ｃと、インターナルギヤ７０とを有する。プラネタリギヤ７１Ｐ、キャリア７１Ｃ、サンギヤ７２Ｓ、プラネタリギヤ７２Ｐ、キャリア７２Ｃ、及びインターナルギヤ７０のそれぞれは、ギヤケース３に収容される。

プラネタリギヤ７１Ｐは、複数設けられる。複数のプラネタリギヤ７１Ｐは、ピニオンギヤ７１Ｓの周囲に配置される。実施形態において、プラネタリギヤ７１Ｐは、ピニオンギヤ７１Ｓの周囲に３つ配置される。複数のプラネタリギヤ７１Ｐのそれぞれは、ピニオンギヤ７１Ｓに噛み合う。

キャリア７１Ｃは、複数のプラネタリギヤ７１Ｐを回転可能に支持する。

サンギヤ７２Ｓは、キャリア７１Ｃの前方に配置される。サンギヤ７２Ｓの直径は、キャリア７１Ｃの直径よりも小さい。キャリア７１Ｃとサンギヤ７２Ｓとは一体である。キャリア７１Ｃとサンギヤ７２Ｓとは一緒に回転する。

プラネタリギヤ７２Ｐは、複数設けられる。複数のプラネタリギヤ７２Ｐは、サンギヤ７２Ｓの周囲に配置される。実施形態において、プラネタリギヤ７２Ｐは、サンギヤ７２Ｓの周囲に４つ配置される。複数のプラネタリギヤ７２Ｐのそれぞれは、サンギヤ７２Ｓに噛み合う。径方向において、プラネタリギヤ７２Ｐは、サンギヤ７２Ｓとインターナルギヤ７０との間に配置される。

キャリア７２Ｃは、複数のプラネタリギヤ７２Ｐを回転可能に支持する。キャリア７２Ｃは、出力部８に接続される。キャリア７２Ｃは、回転軸ＡＸを中心に回転可能である。

インターナルギヤ７０は、実質的に円筒状である。インターナルギヤ７０は、複数のプラネタリギヤ７２Ｐの周囲に配置される。インターナルギヤ７０は、複数のプラネタリギヤ７２Ｐのそれぞれに噛み合う。ギヤケース３の内周面３Ｄとインターナルギヤ７０の外周面７０Ｃとは対向する。実施形態において、インターナルギヤ７０は、ギヤケース３に対して回転可能である。インターナルギヤ７０は、トルクセンサ９に連結される。

インターナルギヤ７０の内側において、プラネタリギヤ７１Ｐの後方にワッシャ７３が配置される。ワッシャ７３は、ピニオンギヤ７１Ｓを囲むように配置される。

ギヤケース３の内側に、弾性部材７４（第１弾性部材）が配置される。弾性部材７４は、リング状である。弾性部材７４は、ギヤケース３の内周面３Ｄに設けられた溝３１に配置される。弾性部材７４が溝３１に配置されることにより、ギヤケース３と弾性部材７４とは位置決めされる。インターナルギヤ７０の後端面７０Ｂは、弾性部材７４に接触する。弾性部材７４として、ゴム製のＯリングが例示される。

径方向において、ギヤケース３とインターナルギヤ７０との間に弾性部材７５（第２弾性部材）が配置される。弾性部材７５は、リング状である。弾性部材７５は、インターナルギヤ７０の外周面７０Ｃに設けられた溝７６に配置される。弾性部材７５が溝７６に配置されることにより、インターナルギヤ７０と弾性部材７５とは位置決めされる。ギヤケース３の内周面３Ｄは、弾性部材７５に接触する。弾性部材７５として、ゴム製のＯリングが例示される。実施形態において、弾性部材７５は、前後方向に２つ配置される。

ロータシャフト５３の前端部に装着されているピニオンギヤ７１Ｓは、プラネタリギヤ７１Ｐ、キャリア７１Ｃ、及びサンギヤ７２Ｓを介して、プラネタリギヤ７２Ｐに連結される。プラネタリギヤ７２Ｐ及びキャリア７２Ｃのそれぞれは、ロータ５２により回転される。プラネタリギヤ７１Ｐは、キャリア７１Ｃ、サンギヤ７２Ｓ、及びプラネタリギヤ７２Ｐを介して、インターナルギヤ７０に連結される。

モータ５の駆動によりロータシャフト５３が回転すると、ピニオンギヤ７１Ｓが回転し、プラネタリギヤ７１Ｐがピニオンギヤ７１Ｓの周囲を公転する。プラネタリギヤ７１Ｐの公転により、キャリア７１Ｃ及びサンギヤ７２Ｓは、ロータシャフト５３の回転速度よりも低い回転速度で回転する。サンギヤ７２Ｓが回転すると、プラネタリギヤ７２Ｐがサンギヤ７２Ｓの周囲を公転する。プラネタリギヤ７２Ｐの公転により、キャリア７２Ｃは、キャリア７１Ｃの回転速度よりも低い回転速度で回転する。このように、モータ５が駆動すると、キャリア７２Ｃは、ロータシャフト５３よりも低い回転速度で回転する。

出力部８は、ロータ５２により駆動される。出力部８は、遊星歯車機構７を介してロータ５２から伝達された回転力に基づいて回転する。出力部８は、回転軸ＡＸを中心に回転する。出力部８は、ステータ５１よりも前方に配置される。出力部８の少なくとも一部は、遊星歯車機構７よりも前方に配置される。出力部８にビット（先端工具）が装着される。出力部８は、ビットが装着されている状態で回転する。

出力部８は、スピンドル８１と、チャック８２とを含む。

スピンドル８１は、ロータ５２から伝達された回転力に基づいて回転軸ＡＸを中心に回転する。スピンドル８１は、ベアリング８３及びベアリング８４により回転可能に支持される。スピンドル８１は、キャリア７２Ｃに接続される。キャリア７２Ｃの回転により、スピンドル８１は、回転軸ＡＸを中心に回転する。スピンドル８１は、ビットが挿入される挿入孔８１Ａを有する。挿入孔８１Ａは、スピンドル８１の前端部から後方に延伸するように形成される。回転軸ＡＸに直交する挿入孔８１Ａの断面は、六角形状である。ビッドの断面も、六角形状である。断面が六角形状のビットが、断面が六角形状の挿入孔８１Ａに挿入されることにより、周方向においてビットはスピンドル８１に固定される。チャック８２は、スピンドル８１の前部の周囲に配置される。チャック８２は、ビットが挿入孔８１Ａから抜けることを抑制する。ビットの側面に凹部が設けられる。チャック８２は、ビットの凹部に配置されるボール８２Ａを有する。ビットが挿入孔８１Ａに挿入されている状態で、チャック８２のボール８２Ａがビットの凹部に配置されることにより、ビットが挿入孔８１Ａから抜けることが抑制される。スピンドル８１が回転することにより、挿入孔８１Ａに挿入されているビットが回転する。

トルクセンサ９は、出力部８による作業の異常の有無を検出する。トルクセンサ９は、出力部８に連結される。実施形態において、出力部８による作業は、ねじ締め作業を含む。実施形態において、トルクセンサ９は、ねじ締め作業において出力部８に掛かるトルクを検出する。トルクセンサ９から出力される検出信号は、出力部８に掛かるトルクを示す。ねじ締め作業は、出力部８にビットが装着されている状態で実施される。トルクセンサ９により検出されるトルクは、ねじ締め作業において出力部８に掛かるねじの締め付けトルクを含む。

トルクセンサ９は、ギヤケース３に収容される。前後方向において、トルクセンサ９は、ステータ５１と出力部８との間に配置される。実施形態において、トルクセンサ９は、ファン１０と遊星歯車機構７との間に配置される。

トルクセンサ９は、筒状である。トルクセンサ９は、ロータシャフト５３の周囲に配置される。ロータシャフト５３の前端部は、トルクセンサ９の前端部よりも前方に配置される。ピニオンギヤ７１Ｓの前端部は、トルクセンサ９の前端部よりも前方に配置される。ファン１０及びモータ５は、トルクセンサ９の後端部よりも後方に配置される。

ファン１０は、モータ５を冷却するための気流を生成する。前後方向において、ファン１０は、ステータ５１とベアリングボックス６との間に配置される。ファン１０は、ロータシャフト５３に固定される。ファン１０は、ロータシャフト５３の回転により回転する。モータ収容部２１は、モータ収容部２１の内部空間と外部空間とを繋ぐ開口２４を有する。開口２４は、吸気口２４Ａと、排気口２４Ｂとを含む。吸気口２４Ａは、排気口２４Ｂよりも後方に設けられる。ファン１０が回転することにより、ハウジング２の外部空間の空気が、吸気口２４Ａを介してハウジング２の内部空間に流入する。ハウジング２の内部空間に流入した空気は、ハウジング２の内部空間を流通することにより、モータ５を冷却する。ハウジング２の内部空間を流通した空気は、排気口２４Ｂを介してハウジング２の外部空間に流出する。

トリガスイッチ１１は、モータ５を起動するために操作される。トリガスイッチ１１は、グリップ部２２に配置される。トリガスイッチ１１は、トリガ部材１１Ａと、スイッチ本体１１Ｂとを含む。スイッチ本体１１Ｂは、グリップ部２２に収容される。トリガ部材１１Ａは、グリップ部２２の前部の上部から前方に突出する。トリガ部材１１Ａは、作業者に操作される。トリガ部材１１Ａが操作されることにより、モータ５の駆動と停止とが切り換えられる。

正逆切換レバー１２は、ロータ５２の回転方向を切り換えるために操作される。正逆切換レバー１２は、グリップ部２２の上部に設けられる。正逆切換レバー１２は、作業者に操作される。正逆切換レバー１２が操作されることにより、ロータ５２の回転方向が正転方向と逆転方向とに切り換えられる。ロータ５２の回転方向が切り換えられることにより、出力部８の回転方向が切り換えられる。

音声出力部１３は、トルクセンサ９の検出信号に基づいて音声を発生する。音声出力部１３は、モータ収容部２１に収容される。

発光部１４は、出力部８又は出力部８の前方を照明する。発光部１４は、モータ収容部２１の前部に配置される。発光部１４は、前方に照明光を射出する。発光部１４は、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）を含む。

コントローラ１５は、コンピュータシステムを含む。コントローラ１５は、モータ５を制御するための制御指令を出力する。コントローラ１５は、コントローラ収容部２３に収容される。コントローラ１５は、複数の電子部品が実装された基板１５Ａを含む。コントローラ１５の少なくとも一部は、コントローラケース１５Ｂに収容される。基板１５Ａに実装される電子部品として、ＣＰＵ（Central Processing Unit）のようなプロセッサ、ＲＯＭ（Read Only Memory）又はストレージのような不揮発性メモリ、ＲＡＭ（Random Access Memory）のような揮発性メモリ、トランジスタ、コンデンサ、及び抵抗が例示される。

［トルクセンサ］
図７は、実施形態に係るトルクセンサ９を示す左前方からの斜視図である。図８は、実施形態に係るトルクセンサ９を示す側面図である。図９は、実施形態に係るトルクセンサ９を示す断面図である。

図３、図７、図８、及び図９に示すように、トルクセンサ９は、中空部９０と、前板部９１と、後板部９２と、歪ゲージ９３と、リード線９４とを有する。

中空部９０は、筒状である。前後方向において、中空部９０は、前板部９１と後板部９２との間に配置される。中空部９０の中心軸と回転軸ＡＸとは一致する。中空部９０は、ロータシャフト５３の周囲に配置される。

前板部９１は、中空部９０の前端部に固定される。前板部９１と中空部９０とは、一体である。前板部９１は、実質的に円環状である。前板部９１の中心軸と回転軸ＡＸとは一致する。前板部９１は、ロータシャフト５３の周囲に配置される。ロータシャフト５３に装着されているピニオンギヤ７１Ｓの少なくとも一部は、前板部９１の前端部よりも前方に配置される。前板部９１の外径は、中空部９０の外径よりも大きい。前板部９１は、前面９１Ａと、後面９１Ｂと、外周面９１Ｃとを有する。前面９１Ａは、前方を向く。後面９１Ｂは、後方を向く。前面９１Ａ及び後面９１Ｂのそれぞれは、回転軸ＡＸに平行な軸と直交する。前板部９１の外周面９１Ｃにギヤ９１Ｄが設けられる。

前板部９１は、インターナルギヤ７０に結合される。インターナルギヤ７０の少なくとも一部は、前板部９１の周囲に配置される。前板部９１のギヤ９１Ｄとインターナルギヤ７０とが噛み合うことにより、前板部９１とインターナルギヤ７０とが結合される。トルクセンサ９は、前板部９１を介してインターナルギヤ７０に連結される。上述ように、キャリア７２Ｃは、出力部８に接続される。トルクセンサ９は、遊星歯車機構７を介して出力部８に連結される。

後板部９２は、前板部９１よりも後方に配置される。後板部９２は、中空部９０の後端部に固定される。後板部９２と中空部９０とは、一体である。後板部９２は、実質的に円環状である。後板部９２の中心軸と回転軸ＡＸとは一致する。後板部９２は、ロータシャフト５３の周囲に配置される。後板部９２の外径は、中空部９０の外径よりも大きい。後板部９２の外径は、前板部９１の外径よりも大きい。後板部９２は、前面９２Ａと、後面９２Ｂと、外周面９２Ｃとを有する。前面９２Ａは、前方を向く。後面９２Ｂは、後方を向く。前面９２Ａ及び後面９２Ｂのそれぞれは、回転軸ＡＸに平行な軸と直交する。後板部９２の外周面９２Ｃに凹部９２Ｄ（第１凹部）が設けられる。凹部９２Ｄは、外周面９２Ｃから径方向内側に窪むように設けられる。凹部９２Ｄは、周方向に間隔をあけて複数設けられる。実施形態において、凹部９２Ｄは、周方向に３つ設けられる。

後板部９２は、ギヤケース３に支持される。ギヤケース３の少なくとも一部は、後板部９２の周囲に配置される。後板部９２は、ギヤケース３の少なくとも一部に固定される。

トルクセンサ９は、前板部９１の前面９１Ａと後板部９２の後面９２Ｂとを貫く貫通孔９６を有する。貫通孔９６の少なくとも一部は、中空部９０の内側に形成される。

歪ゲージ９３は、中空部９０に固定される。歪ゲージ９３は、出力部８に掛かるトルクを示す検出信号（電圧）を出力する。実施形態において、歪ゲージ９３は、中空部９０の外面に固定される。歪ゲージ９３は、複数設けられる。実施形態において、歪ゲージ９３は、周方向に４つ配置されている。４つの歪ゲージ９３は、周方向に等間隔で配置される。

リード線９４は、歪ゲージ９３に接続される。リード線９４は、複数設けられる。歪ゲージ９３から出力された検出信号は、リード線９４を介してコントローラ１５に送信される。

ねじ締め作業において出力部８に掛かったトルクは、キャリア７２Ｃ及びプラネタリギヤ７２Ｐを介してインターナルギヤ７０に伝達される。トルクセンサ９の前板部９１はインターナルギヤ７０に連結され、トルクセンサ９の後板部９２はギヤケース３の少なくとも一部に固定される。そのため、インターナルギヤ７０にトルクが掛かると、中空部９０が回転方向に捩られる。中空部９０が回転方向に捩じられると、中空部９０の表面に配置されている４つの歪ゲージ９３が変形する。歪ゲージ９３が変形することにより、歪ゲージ９３から中空部９０に掛かるトルクを示す検出信号（電圧）が出力される。このように、出力部８に掛かるトルクは、遊星歯車機構７を介してトルクセンサ９に伝達されるため、トルクセンサ９は、出力部８に掛かるトルクを検出することができる。

実施形態において、歪ゲージ９３は、中空部９０に掛かるトルクを検出することによって、出力部８に掛かるトルクを間接的に検出する。出力部８に掛かるトルクが大きい場合、歪ゲージ９３から出力される検出信号が大きくなり、出力部８に掛かるトルクが小さい場合、歪ゲージ９３から出力される検出信号（電圧）が小さくなる。

［後板部とギヤケースとの固定構造］
図１０は、実施形態に係る後板部９２とギヤケース３との固定構造を示す左前方からの斜視図である。図１１は、実施形態に係る後板部９２とギヤケース３との固定構造を示す右後方からの斜視図である。図１２は、実施形態に係るギヤケース３に収容されたトルクセンサ９を後方から見た図である。

ギヤケース３の後部に開口３２が設けられる。遊星歯車機構７は、開口３２からギヤケース３に収容される。遊星歯車機構７がギヤケース３に収容された後、トルクセンサ９が開口３２からギヤケース３に収容される。トルクセンサ９は、ギヤケース３に収容されているインターナルギヤ７０と前板部９１に設けられているギヤ９１Ｇとが噛み合うように、ギヤケース３に挿入される。インターナルギヤ７０とギヤ９１Ｇとが噛み合うことにより、前板部９１がインターナルギヤ７０に結合される。

トルクセンサ９がギヤケース３に挿入された後、後板部９２とギヤケース３とが固定される。後板部９２とギヤケース３とは、固定部材１７により固定される。固定部材１７は、少なくとも後板部９２とギヤケース３との相対回転を抑制する。

固定部材１７は、径方向において後板部９２の外周面９２Ｃよりも内側に配置される。固定部材１７は、後板部９２の第１部分９５及びギヤケース３の第２部分３４のそれぞれに接触することにより、後板部９２とギヤケース３との相対回転を抑制する。

後板部９２の外周面９２Ｃに凹部９２Ｄ（第１凹部）が設けられる。凹部９２Ｄは、外周面９２Ｃから径方向内側に窪む。凹部９２Ｄは、周方向に複数設けられる。ギヤケース３の内周面３Ｄに凹部３３（第２凹部）が設けられる。凹部３３は、周方向に複数設けられる。実施形態において、凹部９２Ｄ及び凹部３３のそれぞれは、周方向に間隔をあけて３つずつ設けられる。

実施形態において、固定部材１７は、凹部９２Ｄ及び凹部３３に配置されるピンを含む。固定部材１７は、３つ設けられる。固定部材１７が接触する後板部９２の第１部分９５は、凹部９２Ｄの内面を含む。固定部材１７が接触するギヤケース３の第２部分３４は、凹部３３の内面を含む。トルクセンサ９がギヤケース３に収容されている状態で、凹部９２Ｄ及び凹部３３のそれぞれに固定部材１７が配置されることにより、回転軸ＡＸを中心とする後板部９２とギヤケース３との相対回転が抑制される。

前板部９１がインターナルギヤ７０に結合され、固定部材１７が後板部９２の第１部分９５及びギヤケース３の第２部分３４に接触しない状態で、トルクセンサ９とギヤケース３とは相対回転する。すなわち、インターナルギヤ７０とギヤ９１Ｇとが噛み合うようにトルクセンサ９がギヤケース３に挿入された後、後板部９２とギヤケース３とが固定部材１７により固定される前において、トルクセンサ９は、ギヤケース３に対して回転することができる。上述のように、インターナルギヤ７０は、ギヤケース３に対して回転可能である。そのため、後板部９２とギヤケース３とが固定部材１７により固定される前において、前板部９１とインターナルギヤ７０とが結合されている状態で、トルクセンサ９は、インターナルギヤ７０と一緒に、ギヤケース３に対して回転することができる。トルクセンサ９は、周方向において凹部９２Ｄと凹部３３とが位置合わせされるように回転することができる。

周方向において凹部９２Ｄと凹部３３とが位置合わせされるようにギヤケース３に対してトルクセンサ９が回転された後、凹部９２Ｄ及び凹部３３のそれぞれに固定部材１７が挿入される。これにより、回転軸ＡＸを中心とする後板部９２とギヤケース３との相対回転が抑制される。

図１２に示すように、周方向において、第１部分９５を含む凹部９２Ｄ及び第２部分３４を含む凹部３３のそれぞれは、不等間隔に配置される。実施形態において、凹部９２Ｄは、第１の凹部９２Ｄ１と、第２の凹部９２Ｄ２と、第３の凹部９２Ｄ３とを含む。凹部３３は、第１の凹部３３１と、第２の凹部３３２と、第３の凹部３３３とを含む。径方向において、回転軸ＡＸと凹部９２Ｄ１の第１部分９５との距離と、回転軸ＡＸと凹部９２Ｄ２の第１部分９５との距離と、回転軸ＡＸと凹部９２Ｄ３の第１部分９５との距離とは、等しい。径方向において、回転軸ＡＸと凹部３３１の第２部分３４との距離と、回転軸ＡＸと凹部３３２の第２部分３４との距離と、回転軸ＡＸと凹部３３３の第２部分３４との距離とは、等しい。

周方向において、凹部９２Ｄ１の第１部分９５と凹部９２Ｄ２の第１部分９５との距離と、凹部９２Ｄ２の第１部分９５と凹部９２Ｄ３の第１部分９５との距離とは、異なる。周方向において、凹部３３１の第２部分３４と凹部３３２の第２部分３４との距離と、凹部３３２の第２部分３４と凹部３３３の第２部分３４との距離とは、異なる。

周方向において、凹部９２Ｄ２の第１部分９５と凹部９２Ｄ３の第１部分９５との距離とは、凹部９２Ｄ３の第１部分９５と凹部９２Ｄ１の第１部分９５との距離とは、異なってもよいし、等しくてもよい。周方向において、凹部３３２の第２部分３４と凹部３３３の第２部分３４との距離と、凹部３３３の第２部分３４と凹部３３１の第２部分３４との距離とは、異なってもよいし、等しくてもよい。

凹部９２Ｄ１と凹部３３１とが位置合わせされたとき、凹部９２Ｄ２と凹部３３２とが位置合わせされ、凹部９２Ｄ３と凹部３３３とが位置合わせされる。凹部９２Ｄ１と凹部３３２とが位置合わせされても、凹部９２Ｄ２と凹部３３１及び凹部３３３とは位置合わせされず、凹部９２Ｄ３と凹部３３３及び凹部３３１とは位置合わせない。凹部９２Ｄ１と凹部３３３とが位置合わせされても、凹部９２Ｄ２と凹部３３１及び凹部３３２とは位置合わせされず、凹部９２Ｄ３と凹部３３２及び凹部３３１とは位置合わせされない。

周方向において３つの凹部９２Ｄと３つの凹部３３とが位置合わせされたとき、リード線９４が中空部９０から下方に延伸する。ギヤケース３の下部には、リード線９４が通される凹部３Ｅが設けられる。

［ベアリングボックスとギヤケースとの固定構造］
図１３は、実施形態に係るベアリングボックス６とギヤケース３との固定構造を示す左前方からの斜視図である。図１４は、実施形態に係るベアリングボックス６とギヤケース３との固定構造を示す右後方からの斜視図である。

ベアリングボックス６は、ギヤケース３に収容される。ベアリングボックス６は、ギヤケース３に固定される。ベアリングボックス６の少なくとも一部は、ギヤケース３の後部に設けられた開口３２からギヤケース３に収容される。遊星歯車機構７がギヤケース３に収容され、トルクセンサ９がギヤケース３に収容された後、ベアリングボックス６が開口３２からギヤケース３に収容される。

ベアリングボックス６は、実質的に円環状である。ベアリングボックス６は、前面６Ａと、後面６Ｂと、外周面６Ｃとを有する。前面６Ａは、前方を向く。後面６Ｂは、後方を向く。ベアリングボックス６の中央部に開口６４が設けられる。

ベアリングボックス６の外周面６Ｃの少なくとも一部にねじ山６０が設けられる。ギヤケース３の内周面３Ｄの少なくとも一部にねじ溝３５が設けられる。ねじ山６０とねじ溝３５との結合により、ベアリングボックス６がギヤケース３に固定される。すなわち、ベアリングボックス６がギヤケース３にねじ込まれることにより、ベアリングボックス６がギヤケース３に固定される。ベアリングボックス６の後部には、ナット部６１が設けられる。ナット部６１は、ベアリングボックス６の後部において開口６４の周囲に配置される。回転軸ＡＸに直交するナット部６１の外形は、六角形状である。ナット部６１にナット締付工具が装着され、ベアリングボックス６が回転されることにより、ベアリングボックス６がギヤケース３にねじ込まれる。

ベアリングボックス６は、ねじ山６０が設けられる結合部６２と、結合部６２よりも前方に配置される直胴部６３とを有する。直胴部６３は、ねじ山６０よりも前方に配置される。直胴部６３にねじ山は設けられない。直胴部６３は、円筒状である。直胴部６３の外径は、結合部６２の外径よりも小さい。

ギヤケース３は、ねじ溝３５が設けられる結合部３６と、結合部３６よりも前方に配置される直管部３７とを有する。直管部３７は、ねじ溝３５よりも前方に配置される。直管部３７にねじ溝は設けられない。直管部３７は、円管状である。直管部３７の内径は、結合部３６の内径よりも小さい。

結合部６２のねじ山６０と結合部３６のねじ溝３５とが結合されている状態で、直胴部６３は、直管部３７の内側に配置される。直胴部６３の外周面と直管部３７の内周面とは、接触する。直胴部６３の外周面と直管部３７の内周面との接触により、ベアリングボックス６とギヤケース３とが径方向に位置決めされる。

ベアリングボックス６は、ベアリングボックス６の前面６Ａと後板部９２の後面９２Ｂとが接触するように、ギヤケース３に収容される。結合部６２のねじ山６０と結合部３６のねじ溝３５とが結合されている状態で、ベアリングボックス６の前面６Ａは、後板部９２の後面９２Ｂに接触する。ベアリングボックス６の前面６Ａと後板部９２の後面９２Ｂとの接触により、ベアリングボックス６とギヤケース３とトルクセンサ９とが軸方向に位置決めされる。

ベアリングボックス６は、ベアリングボックス６の後面６Ｂがギヤケース３の後端面３Ｂよりも前方に配置されるように、ギヤケース３に収容される。結合部６２のねじ山６０と結合部３６のねじ溝３５とが結合されている状態で、ベアリングボックス６の後面６Ｂは、ギヤケース３の後端面３Ｂよりも前方に配置される。すなわち、ベアリングボックス６の全部が、ギヤケース３の内側に配置される。

図３に示すように、前後方向において、ベアリングボックス６及びベアリングボックス６に支持されるベアリング５４は、ステータ５１と後板部９２との間に配置される。実施形態において、ベアリングボックス６及びベアリング５４は、前後方向においてファン１０と後板部９２との間に配置される。

［組立方法］
次に、ねじ締め機１の組立方法について説明する。以下、モータ収容部２１の内部に収容されるねじ締め機１の構成要素の組立方法について説明する。実施形態において、ねじ締め機１の組立作業は、組立作業者により実施される。なお、ねじ締め機１の組立作業は、組立ロボットにより実施されてもよい。

図１０及び図１１を参照して説明したように、ギヤケース３の後部に開口３２が設けられる。組立作業者は、ギヤケース３に開口３２を介して出力部８を挿入する。また、組立作業者は、ギヤケース３に開口３２を介して遊星歯車機構７を挿入する。上述のように、遊星歯車機構７は、ロータシャフト５３の前端部に装着されたピニオンギヤ７１Ｓに噛み合うプラネタリギヤ７１Ｐ、プラネタリギヤ７１Ｐを回転可能に支持するキャリア７１Ｃ、キャリア７１Ｃと一体のサンギヤ７２Ｓ、サンギヤ７２Ｓに噛み合うプラネタリギヤ７２Ｐ、プラネタリギヤ７２Ｐを回転可能に支持するキャリア７２Ｃ、及びプラネタリギヤ７２Ｐに噛み合うインターナルギヤ７０を有する。プラネタリギヤ７１Ｐは、キャリア７１Ｃ、サンギヤ７２Ｓ、及びプラネタリギヤ７２Ｐを介して、インターナルギヤ７０に連結される。

次に、組立作業者は、遊星歯車機構７が収容されているギヤケース３に開口３２を介してトルクセンサ９を挿入する。上述のように、トルクセンサ９は、前板部９１、前板部９１よりも後方に配置される後板部９２、前後方向において前板部９１と後板部９２との間に配置される中空部９０、中空部９０に固定される歪ゲージ９３、及び歪ゲージ９３に接続されるリード線９４を有する。組立作業者は、ギヤケース３に収容されているインターナルギヤ７０とトルクセンサ９の前板部９１に設けられているギヤ９１Ｇとが噛み合うように、トルクセンサ９をギヤケース３に挿入する。インターナルギヤ７０とギヤ９１Ｇとが噛み合うことにより、前板部９１がインターナルギヤ７０に結合される。

インターナルギヤ７０と前板部９１のギヤ９１Ｇとが噛み合わされた後、組立作業者は、回転軸ＡＸの周方向において後板部９２とギヤケース３とが位置合わせされるように、後板部９２とギヤケース３とを相対回転させる。上述のように、インターナルギヤ７０は、ギヤケース３に対して回転可能である。インターナルギヤ７０と前板部９１のギヤ９１Ｇが噛み合っている状態で、後板部９２が回転されることにより、トルクセンサ９は、インターナルギヤ７０と一緒に、ギヤケース３に対して回転することができる。

上述のように、後板部９２に凹部９２Ｄ（第１凹部）が設けられる。ギヤケース３に凹部３３（第２凹部）が設けられる。後板部９２とギヤケース３とを位置合わせすることは、凹部９２Ｄと凹部３３とを位置合わせすることを含む。組立作業者は、周方向において凹部９２Ｄと凹部３３とが位置合わせされるように、インターナルギヤ７０と前板部９１のギヤ９１Ｇが噛み合っている状態で、後板部９２を回転させる。後板部９２が回転されることにより、トルクセンサ９とインターナルギヤ７０とは、ギヤケース３に対して回転する。

図１２を参照して説明したように、凹部９２Ｄ及び凹部３３のそれぞれは、周方向において不等間隔に配置される。組立作業者は、凹部９２Ｄ１と凹部３３１とが位置合わせされ、凹部９２Ｄ２と凹部３３２とが位置合わせされ、凹部９２Ｄ３と凹部３３３とが位置合わせされるように、後板部９２を回転させる。

リード線９４は、中空部９０から下方に延伸するように配置されることが好ましい。リード線９４は、３つの凹部９２Ｄと３つの凹部３３とが位置合わせされたときに中空部９０から下方に延伸するように配置されている。実施形態においては、３つの凹部９２Ｄ及び３つの凹部３３のそれぞれが周方向において不等間隔に配置されるので、組立作業者は、３つの凹部９２Ｄと３つの凹部３３とを位置合わせすることにより、リード線９４を中空部９０から下方に延伸するように配置することができる。

３つの凹部９２Ｄ及び３つの凹部３３のそれぞれが周方向において等間隔に配置されている場合、凹部９２Ｄ１と凹部３３１とが位置合わせされたとき、凹部９２Ｄ２と凹部３３２とが位置合わせされ、凹部９２Ｄ３と凹部３３３とが位置合わせされる。凹部９２Ｄ１と凹部３３２とが位置合わせされたとき、凹部９２Ｄ２と凹部３３３とが位置合わさせされ、凹部９２Ｄ３と凹部３３１とが位置合わせされる。凹部９２Ｄ１と凹部３３３とが位置合わせされたとき、凹部９２Ｄ２と凹部３３１とが位置合わせされ、凹部９２Ｄ３と凹部３３２とが位置合わせされる。このように、３つの凹部９２Ｄ及び３つの凹部３３のそれぞれが周方向において等間隔に配置されている場合、３つの凹部９２Ｄと３つの凹部３３とが位置合わせされるパターンは、３パターンである。３つの凹部９２Ｄと３つの凹部３３とが位置合わせされるパターンが複数存在する場合、３つの凹部９２Ｄと３つの凹部３３とが位置合わせされても、リード線９４が中空部９０から下方に延伸するように配置されない可能性がある。実施形態によれば、凹部９２Ｄ及び凹部３３のそれぞれが周方向において不等間隔に配置されるので、周方向において３つの凹部９２Ｄと３つの凹部３３とが位置合わせされることにより、リード線９４が中空部９０から下方に延伸するように配置される。これにより、組立作業者による誤装着の発生が抑制される。

凹部９２Ｄと凹部３３とが位置合わせされた後、組立作業者は、後板部９２とギヤケース３とを固定する。後板部９２とギヤケース３とを固定することは、位置合わせされた凹部９２Ｄと凹部３３とに固定部材１７を配置することを含む。組立作業者は、後板部９２よりも後方から凹部９２Ｄ及び凹部３３のそれぞれに固定部材１７を挿入する。凹部９２Ｄ及び凹部３３のそれぞれに固定部材１７が配置されることにより、回転軸ＡＸを中心とする後板部９２とギヤケース３との相対回転が抑制される。

後板部９２とギヤケース３とが固定部材１７により固定された後、組立作業者は、ベアリングボックス６をギヤケース３に挿入する。

図１３及び図１４を参照して説明したように、ベアリングボックス６の外周面６Ｃの少なくとも一部にねじ山６０が設けられる。ギヤケース３の内周面３Ｄの少なくとも一部にねじ溝３５が設けられる。組立作業者は、ベアリングボックス６のナット部６１にナット締付工具を装着して、ベアリングボックス６を回転させる。ベアリングボックス６が回転されることにより、ベアリングボックス６がギヤケース３にねじ込まれ、ベアリングボックス６がギヤケース３に固定される。

ベアリングボックス６は、ベアリングボックス６の前面６Ａと後板部９２の後面９２Ｂとが接触するように、ギヤケース３に収容される。ベアリングボックス６は、ベアリングボックス６の後面６Ｂがギヤケース３の後端面３Ｂよりも前方に配置されるように、ギヤケース３に収容される。

ギヤケース３にベアリングボックス６が挿入され、ギヤケース３とベアリングボックス６とが固定された後、組立作業者は、ロータシャフト５３の前端部に装着されたピニオンギヤ７１Ｓが遊星歯車機構７のプラネタリギヤ７１Ｐに噛み合うように、ロータシャフト５３をトルクセンサ９の中空部９０の内側に挿入する。

図１５は、実施形態に係るギヤケース３に対するロータシャフト５３の挿入方法を示す左前方からの斜視図である。図１６は、実施形態に係るギヤケース３に対するロータシャフト５３の挿入方法を示す右後方からの斜視図である。

図１５及び図１６に示すように、ギヤケース３にベアリングボックス６が固定される。ロータシャフト５３の前端部にピニオンギヤ７１Ｓが装着される。ロータシャフト５３の周囲にベアリング５４が配置される。

実施形態において、ベアリング５４の内径は、ピニオンギヤ７１Ｓの外径よりも小さい。

組立作業者は、ベアリングボックス６の開口６４を介して、ピニオンギヤ７１Ｓをギヤケース３の内側に挿入する。ギヤケース３の内側において、ベアリングボックス６の前方にはトルクセンサ９が配置され、トルクセンサ９の前方には遊星歯車機構７が配置されている。ギヤケース３の内側に挿入されたピニオンギヤ７１Ｓは、トルクセンサ９の貫通孔９６を通過して、遊星歯車機構７のプラネタリギヤ７１Ｐに到達することができる。組立作業者は、ロータシャフト５３の前端部に装着されたピニオンギヤ７１Ｓが遊星歯車機構７のプラネタリギヤ７１Ｐに噛み合うように、ロータシャフト５３をギヤケース３の内側に挿入することができる。

ロータシャフト５３がギヤケース３の内側に挿入されることにより、ベアリング５４がベアリングボックス６の開口６４に配置される。ベアリング５４は、ベアリングボックス６に支持される。

［動作］
ねじ締め作業において、コントローラ１５は、トリガスイッチ１１の操作信号に基づいて、出力部８を回転させるためにモータ５を起動する。ねじ締め作業において、ねじが作業対象にねじ込まれると、出力部８に掛かるトルクが高くなる。出力部８に掛かるトルクは、キャリア７２Ｃ及びプラネタリギヤ７２Ｐを介してインターナルギヤ７０に伝達される。インターナルギヤ７０に掛かるトルクは、前板部９１を介してトルクセンサ９に伝達される。出力部８に掛かるトルクは、トルクセンサ９により検出される。

トルクセンサ９の後板部９２は、ギヤケース３に固定されている。トルクセンサ９の中空部９０は、インターナルギヤ７０により回転方向に捩られる。なお、前板部９１及び後板部９２もトルクを受けるが、前板部９１及び後板部９２のそれぞれは、中空部９０よりも太径である。そのため、前板部９１及び後板部９２のねじれ変形は、中空部９０のねじれ変形よりも小さい。トルクセンサ９の中空部９０が回転方向に捩じられると、中空部９０の表面に配置されている４つの歪ゲージ９３が変形する。歪ゲージ９３の変形により、中空部９０に掛かるトルクを示す検出信号（電圧）が歪ゲージ９３からリード線９４を介してコントローラ１５に送信される。

コントローラ１５は、トルクセンサ９の検出信号を取得する。コントローラ１５は、トルクセンサ９の検出信号に基づいて、出力部８に掛かるトルクを算出する。コントローラ１５に目標トルクが登録されている。コントローラ１５は、トルクセンサ９の検出信号に基づいて、ねじが作業対象に目標トルクで締め付けられるように、モータ５を制御する。

コントローラ１５は、トルクセンサ９の検出信号に基づいて、出力部８に掛かるトルクが目標トルクに到達したと判定したとき、ロータ５２の回転が停止されるように、モータ５を制御する。これにより、コントローラ１５は、トルクセンサ９の検出信号に基づいて、ねじが作業対象に目標トルクで締め付けられるように、モータ５を制御することができる。

実施形態において、ねじ締め機１は、無線通信装置（不図示）を有する。無線通信装置は、ハウジング２の規定部位に配置される。無線通信装置は、無線免許が不要な通信方式で近距離無線通信を実施可能である。無線通信装置は、例えば米国電気電子学会（ＩＥＥＥ：Institute of Electrical and Electronics Engineers）で標準化されたＩＥＥＥ８０２．１５．１の規格に準拠した通信方式で無線通信を実施可能である。

コントローラ１５は、トルクセンサ９の検出信号を無線通信装置に送信する。無線通信装置は、トルクセンサ９の検出信号を、ねじ締め機１の外部に配置されている管理コンピュータに送信する。管理コンピュータは、ねじ締め作業におけるトルクセンサ９の検出信号を記録する。

［効果］
以上説明したように、実施形態によれば、ねじ締め機１は、遊星歯車機構７及びトルクセンサ９を収容するギヤケース３と、ベアリング５４を支持するベアリングボックス６とを有する。ベアリング５４は、ロータ５２の少なくとも一部を支持する。ギヤケース３とベアリングボックス６とは、別々の部材である。したがって、ロータ５２で発生した回転方向の振動がトルクセンサ９に伝達されることが抑制される。外乱として機能する振動がトルクセンサ９に伝達されることが抑制されるので、トルクセンサ９の検出精度の低下が抑制される。

ベアリングボックス６の少なくとも一部は、ギヤケース３の後部に設けられた開口３２からギヤケース３に収容される。ベアリングボックス６の少なくとも一部がギヤケース３に収容されるので、軸方向におけるねじ締め機１の大型化が抑制される。

ベアリングボックス６の後面６Ｂは、ギヤケース３の後端面３Ｂよりも前方に配置される。ベアリングボックス６の全部がギヤケース３に収容されるので、軸方向におけるねじ締め機１の大型化が抑制される。

ベアリングボックス６は、ギヤケース３に固定される。これにより、ベアリングボックス６とギヤケース３との相対位置の変化が抑制される。

ベアリングボックス６の外周面６Ｃの少なくとも一部にねじ山６０が設けられる。ギヤケース３の内周面３Ｄの少なくとも一部にねじ溝３５が設けられる。ねじ山６０とねじ溝３５との結合により、ベアリングボックス６がギヤケース３に簡単に固定される。

ベアリングボックス６は、ねじ山６０よりも前方に配置される直胴部６３を有する。ギヤケース３は、ねじ溝３５よりも前方に配置される直管部３７を有する。ねじ山６０とねじ溝３５とが結合されている状態で、直胴部６３の外周面と直管部３７の内周面とは、接触する。直胴部６３の外周面と直管部３７の内周面との接触により、ベアリングボックス６とギヤケース３とは、少なくとも径方向に位置決めされる。

ベアリングボックス６の前面６Ａは、後板部９２の後面９２Ｂに接触する。ベアリングボックス６の前面６Ａと後板部９２の後面９２Ｂとの接触により、ベアリングボックス６とギヤケース３とトルクセンサ９とは、少なくとも軸方向に位置決めされる。

ギヤケース３の内周面３Ｄに設けられた溝３１に弾性部材７４（第１弾性部材）が配置される。インターナルギヤ７０の後端面７０Ｂは、弾性部材７４に接触する。これにより、インターナルギヤ７０とギヤケース３とは、少なくとも軸方向に位置決めされる。また、インターナルギヤ７０の振動がギヤケース３に伝達されることが抑制される。

ピニオンギヤ７１Ｓは、ロータシャフト５３に着脱可能である。ピニオンギヤ７１Ｓは、交換可能である。遊星歯車機構７も、交換可能である。これにより、ロータシャフト５３と出力部８との間のギヤ比が任意に定められる。

ベアリング５４の内径は、ピニオンギヤ７１Ｓの外径よりも小さい。すなわち、ロータシャフト５３の外径は、ピニオンギヤ７１Ｓの外径よりも小さい。ロータシャフト５３の太さが細いので、回転方向におけるロータシャフト５３の慣性は、小さい。ねじ締め作業において、ロータ５２の回転が停止されるように、モータ５を制御する。回転方向におけるロータシャフト５３の慣性が小さいので、コントローラ１５がロータ５２の回転を停止させる制御を開始したとき、ロータ５２は直ちに回転を停止することができる。したがって、ねじが作業対象に目標トルクで締め付けられる。

ギヤケース３とインターナルギヤ７０との間に弾性部材７５（第２弾性部材）が配置される。これにより、インターナルギヤ７０の振動がギヤケース３に伝達されることが抑制されたり、異音が発生したりすることが抑制される。

トルクセンサ９の前板部９１にギヤ９１Ｇが設けられる。前板部９１のギヤ９１Ｇとインターナルギヤ７０とが噛み合う。ねじ締め作業において出力部８に掛かったトルクは、キャリア７２Ｃ及びプラネタリギヤ７２Ｐを介してインターナルギヤ７０に伝達される。トルクセンサ９とインターナルギヤ７０とは、ギヤ９１Ｇを介して連結されるので、インターナルギヤ７０に掛かったトルクは、トルクセンサ９に伝達される。

トルクセンサ９の後板部９２とギヤケース３とは、固定部材１７により固定される。固定部材１７は、後板部９２の第１部分９５及びギヤケース３の第２部分３４のそれぞれに接触することにより、トルクセンサ９の後板部９２とギヤケース３とを固定する。これにより、トルクセンサ９は、出力部８に掛かったトルクで適正に捩じられる。トルクセンサ９が適正に捩じられることにより、トルクセンサ９の検出精度の低下が抑制される。また、固定部材１７は、径方向において後板部９２の外周面９２Ｃよりも内側に配置される。これにより、径方向におけるギヤケース３の大型化が抑制される。

後板部９２の外周面９２Ｃに凹部９２Ｄ（第１凹部）が設けられる。ギヤケース３の内周面３Ｄに凹部３３（第２凹部）が設けられる。固定部材１７は、凹部９２Ｄ及び凹部３３に配置されるピンを含む。第１部分９５は、凹部９２Ｄの内面を含む。第２部分３４は、凹部３３の内面を含む。これにより、後板部９２の後方から凹部９２Ｄ及び凹部３３に固定部材１７を挿入するだけで、トルクセンサ９の後板部９２とギヤケース３とは、簡単に固定される。

第１部分９５及び第２部分３４のそれぞれは、回転軸ＡＸの周方向に複数設けられる。周方向において、第１部分９５及び第２部分３４のそれぞれは、不等間隔に配置される。これにより、例えばリード線９４が中空部９０から下方に延伸するようにトルクセンサ９とギヤケース３とを固定した場合、組立作業者は、複数の凹部９２Ｄと複数の凹部３３とを位置合わせすることにより、リード線９４が中空部９０から下方に延伸するようにトルクセンサ９とギヤケース３とを固定することができる。組立作業者によるヒューマンエラーの発生が抑制され、ギヤケース３に対するトルクセンサ９の誤装着が抑制される。

前板部９１のギヤ９１Ｇとインターナルギヤ７０とが結合された後、且つ、後板部９２とギヤケース３とが固定部材１７により固定される前において、トルクセンサ９とギヤケース３とは相対回転する。これにより、組立作業者は、後板部９２を回転させることにより、凹部９２Ｄと凹部３３とが位置合わせされるように、ギヤケース３に対してトルクセンサ９とインターナルギヤ７０とを一緒に回転させることができる。

ねじ締め機１を組み立てるとき、プラネタリギヤ７１Ｐ及びプラネタリギヤ７１Ｐに連結されるインターナルギヤ７０が収容されているギヤケース３にトルクセンサ９が挿入され、インターナルギヤ７０と前板部９１に設けられているギヤ９１Ｇとが噛み合わされる。インターナルギヤ７０とギヤ９１Ｇとが噛み合わされた後、周方向において後板部９２とギヤケース３とが位置合わせされるように、後板部９２とギヤケース３とが相対回転される。周方向において後板部９２とギヤケース３とが位置合わせされた後、後板部９２とギヤケース３とが固定される。これにより、良好な組立性でねじ締め機１が組み立てられる。

後板部９２に凹部９２Ｄ（第１凹部）が設けられる。ギヤケース３に凹部３３（第２凹部）が設けられる。周方向において後板部９２とギヤケース３とを位置合わせすることは、凹部９２Ｄと凹部３３とを位置合わせすることを含む。後板部９２とギヤケース３とを固定することは、周方向に位置合わせされた凹部９２Ｄと凹部３３とに固定部材１７を配置することを含む。これにより、良好な組立性でねじ締め機１が組み立てられる。

後板部９２とギヤケース３とが固定された後、ギヤケース３にベアリングボックス６が挿入される。ギヤケース３にベアリングボックス６が挿入され、ギヤケース３とベアリングボックス６とが固定された後、ロータシャフト５３の前端部に装着されたピニオンギヤ７１Ｓがプラネタリギヤ７１Ｐに噛み合うように、ロータシャフト５３が中空部９０の内側に挿入される。また、モータ５のロータシャフト５３を支持するベアリング５４がベアリングボックス６の開口６４に挿入される。これにより、良好な組立性でねじ締め機１が組み立てられる。

［その他の実施形態］
上述の実施形態において、ピニオンギヤ７１Ｓに噛み合うプラネタリギヤ７１Ｐは、キャリア７１Ｃ、サンギヤ７２Ｓ、及びプラネタリギヤ７２Ｐを介して、インターナルギヤ７０に連結されることとした。プラネタリギヤ７１Ｐがインターナルギヤ７０に噛み合ってもよい。キャリア７１Ｃが出力部８に接続されてもよい。すなわち、サンギヤ７２Ｓ及びプラネタリギヤ７２Ｐが省略されてもよい。

上述の実施形態においては、ねじ締め機１の電源としてバッテリ装着部４に装着されるバッテリパック１６が使用されることとした。ねじ締め機１の電源として、商用電源（交流電源）が使用されてもよい。

上述の実施形態においては、電動工具として、電動ドライバであるねじ締め機１を例にして説明した。電動工具は、モータ５と、モータ５が発生する動力により回転する出力部８とを有していればよい。電動工具は、震動ドライバドリル、グラインダ、アングルドリル、インパクトドライバ、ハンマドリル、マルノコ、及びレシプロソーの少なくとも一つでもよい。

上述の実施形態においては、動力工具が、電動モータであるモータ５を動力源とする電動工具であることとした。動力工具は、空気モータを動力源とする空気動工具でもよい。また、動力工具の動力源は、電動モータ又は空気モータに限定されず、他の動力源でもよい。動力工具の動力源は、例えば油圧モータでもよいし、エンジンにより駆動するモータでもよい。

１…ねじ締め機、２…ハウジング、２Ｂ…ねじボス部、２Ｌ…左ハウジング、２Ｒ…右ハウジング、２Ｓ…ねじ、３…ギヤケース、３Ｂ…後端面、３Ｄ…内周面、３Ｅ…凹部、３Ｒ…凹部、３Ｔ…凸部、４…バッテリ装着部、５…モータ、６…ベアリングボックス、６Ａ…前面、６Ｂ…後面、６Ｃ…外周面、７…遊星歯車機構、８…出力部、９…トルクセンサ、１０…ファン、１１…トリガスイッチ、１１Ａ…トリガ部材、１１Ｂ…スイッチ本体、１２…正逆切換レバー、１３…音声出力部、１４…発光部、１５…コントローラ、１５Ａ…基板、１５Ｂ…コントローラケース、１６…バッテリパック、１７…固定部材、２１…モータ収容部、２２…グリップ部、２３…コントローラ収容部、２４…開口、２４Ａ…吸気口、２４Ｂ…排気口、３１…溝、３２…開口、３３…凹部、３４…第２部分、３５…ねじ溝、３６…結合部、３７…直管部、５１…ステータ、５１Ａ…ステータコア、５１Ｂ…前インシュレータ、５１Ｃ…後インシュレータ、５１Ｄ…コイル、５１Ｅ…センサ基板、５１Ｆ…短絡部材、５１Ｇ…ヒュージング端子、５２…ロータ、５２Ａ…ロータコア、５２Ｂ…永久磁石、５３…ロータシャフト、５４…ベアリング、５５…ベアリング、５７…ベアリング保持部、６０…ねじ山、６１…ナット部、６２…結合部、６３…直胴部、６４…開口、７０…インターナルギヤ、７０Ｂ…後端面、７０Ｃ…外周面、７１Ｃ…キャリア、７１Ｐ…プラネタリギヤ、７１Ｓ…ピニオンギヤ、７２Ｃ…キャリア、７２Ｐ…プラネタリギヤ、７２Ｓ…サンギヤ、７３…ワッシャ、７４…弾性部材（第１弾性部材）、７５…弾性部材（第２弾性部材）、７６…溝、８１…スピンドル、８１Ａ…挿入孔、８２…チャック、８２Ａ…ボール、８３…ベアリング、８４…ベアリング、９０…中空部、９１…前板部、９１Ａ…前面、９１Ｂ…後面、９１Ｃ…外周面、９１Ｄ…ギヤ、９２…後板部、９２Ａ…前面、９２Ｂ…後面、９２Ｃ…外周面、９２Ｄ…凹部（第１凹部）、９２Ｄ１…凹部、９２Ｄ２…凹部、９２Ｄ３…凹部、９３…歪ゲージ、９４…リード線、９５…第１部分、９６…貫通孔、３３１…凹部、３３２…凹部、３３３…凹部、ＡＸ…回転軸。

Claims (20)

1. ステータと、前後方向に延伸する回転軸を中心に回転するロータとを有するモータと、
   前記ステータよりも前方に配置されるギヤケースと、
   前記ギヤケースに収容され前記ロータにより回転されるプラネタリギヤと、
   前記ギヤケースに収容され前記プラネタリギヤに連結され前記ギヤケースに対して回転可能なインターナルギヤと、
   前記インターナルギヤに結合される前板部と、前記前板部よりも後方に配置され前記ギヤケースに支持される後板部と、前後方向において前記前板部と前記後板部との間に配置される中空部と、前記中空部に固定される歪ゲージとを有し、前記ギヤケースに収容されるトルクセンサと、
   前後方向において前記ステータと前記後板部との間に配置され前記ロータの少なくとも一部を支持するベアリングと、
   前記ベアリングの周囲に配置され前記ベアリングを支持するベアリングボックスと、を備える、
   ねじ締め機。
2. 前記ベアリングボックスの少なくとも一部は、前記ギヤケースの後部に設けられた開口から前記ギヤケースに収容される、
   請求項１に記載のねじ締め機。
3. 前記ベアリングボックスの後面は、前記ギヤケースの後端面よりも前方に配置される、
   請求項２に記載のねじ締め機。
4. 前記ベアリングボックスは、前記ギヤケースに固定される、
   請求項２又は請求項３に記載のねじ締め機。
5. 前記ベアリングボックスの外周面の少なくとも一部にねじ山が設けられ、
   前記ギヤケースの内周面の少なくとも一部にねじ溝が設けられ、
   前記ねじ山と前記ねじ溝との結合により、前記ベアリングボックスが前記ギヤケースに固定される、
   請求項４に記載のねじ締め機。
6. 前記ベアリングボックスは、前記ねじ山よりも前方に配置される直胴部を有し、
   前記ギヤケースは、前記ねじ溝よりも前方に配置される直管部を有し、
   前記ねじ山と前記ねじ溝とが結合されている状態で、前記直胴部の外周面と前記直管部の内周面とは、接触する、
   請求項５に記載のねじ締め機。
7. 前記ベアリングボックスの前面は、前記後板部の後面に接触する、
   請求項２から請求項６のいずれか一項に記載のねじ締め機。
8. 前記ギヤケースの内周面に設けられた溝に配置される第１弾性部材を備え、
   前記インターナルギヤの後端面は、前記第１弾性部材に接触する、
   請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のねじ締め機。
9. 前記ロータは、ロータシャフトと、前記ロータシャフトの周囲に配置されるロータコアと、前記ロータコアに保持される永久磁石とを有し、
   前記ベアリングは、前記ステータよりも前方の前記ロータシャフトの一部を支持し、
   前記ロータシャフトの前端部に前記プラネタリギヤに連結されるピニオンギヤが装着され、
   前記ピニオンギヤは、前記ロータシャフトに着脱可能である、
   請求項１から請求項８のいずれか一項に記載のねじ締め機。
10. 前記ベアリングの内径は、前記ピニオンギヤの外径よりも小さい、
    請求項９に記載のねじ締め機。
11. 前記ギヤケースの内周面と前記インターナルギヤの外周面とは対向し、
    前記ギヤケースと前記インターナルギヤとの間に配置される第２弾性部材を備える、
    請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載のねじ締め機。
12. 前記前板部にギヤが設けられ、
    前記前板部のギヤと前記インターナルギヤとが噛み合う、
    請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載のねじ締め機。
13. 前記回転軸の径方向において前記後板部の外周面よりも内側に配置され、前記後板部の第１部分及び前記ギヤケースの第２部分のそれぞれに接触し、前記後板部と前記ギヤケースとの相対回転を抑制する固定部材を備える、
    請求項１から請求項１２のいずれか一項に記載のねじ締め機。
14. ステータと、前後方向に延伸する回転軸を中心に回転するロータとを有するモータと、
    前記ステータよりも前方に配置されるギヤケースと、
    前記ギヤケースに収容され前記ロータにより回転されるプラネタリギヤと、
    前記ギヤケースに収容され前記プラネタリギヤに連結され前記ギヤケースに対して回転可能なインターナルギヤと、
    前記インターナルギヤに結合される前板部と、前記前板部よりも後方に配置され前記ギヤケースに支持される後板部と、前後方向において前記前板部と前記後板部との間に配置される中空部と、前記中空部に固定される歪ゲージとを有し、前記ギヤケースに収容されるトルクセンサと、
    前記回転軸の径方向において前記後板部の外周面よりも内側に配置され、前記後板部の第１部分及び前記ギヤケースの第２部分のそれぞれに接触し、前記後板部と前記ギヤケースとの相対回転を抑制する固定部材と、を備える、
    ねじ締め機。
15. 前記後板部の外周面に第１凹部が設けられ、
    前記ギヤケースの内周面に第２凹部が設けられ、
    前記固定部材は、前記第１凹部及び前記第２凹部に配置されるピンを含み、
    前記第１部分は、前記第１凹部の内面を含み、
    前記第２部分は、前記第２凹部の内面を含む、
    請求項１３又は請求項１４に記載のねじ締め機。
16. 前記第１部分及び前記第２部分のそれぞれは、前記回転軸の周方向に複数設けられ、
    前記周方向において、前記第１部分及び前記第２部分のそれぞれは、不等間隔に配置される、
    請求項１３から請求項１５のいずれか一項に記載のねじ締め機。
17. 前記前板部が前記インターナルギヤに結合され、前記固定部材が前記第１部分及び前記第２部分に接触しない状態で、前記トルクセンサと前記ギヤケースとは相対回転する、
    請求項１３から請求項１６のいずれか一項に記載のねじ締め機。
18. プラネタリギヤ及び前記プラネタリギヤに連結されるインターナルギヤが収容されているギヤケースに、前板部、前記前板部よりも後方に配置される後板部、前後方向において前記前板部と前記後板部との間に配置される中空部、及び前記中空部に固定される歪ゲージを有するトルクセンサを挿入することと、
    前記インターナルギヤと前記前板部に設けられているギヤとを噛み合わせることと、
    前記インターナルギヤと前記ギヤとが噛み合わされた後、周方向において前記後板部と前記ギヤケースとが位置合わせされるように、前記後板部と前記ギヤケースとを相対回転させることと、
    前記後板部と前記ギヤケースとが位置合わせされた後、前記後板部と前記ギヤケースとを固定することと、を含む、
    ねじ締め機の組立方法。
19. 前記後板部に第１凹部が設けられ、
    前記ギヤケースに第２凹部が設けられ、
    前記後板部と前記ギヤケースとを位置合わせすることは、前記第１凹部と前記第２凹部とを位置合わせすることを含み、
    前記後板部と前記ギヤケースとを固定することは、位置合わせされた前記第１凹部と前記第２凹部とに固定部材を配置することを含む、
    請求項１８に記載のねじ締め機の組立方法。
20. 前記後板部と前記ギヤケースとが固定された後、前記ギヤケースにベアリングボックスを挿入することと、
    前記ギヤケースに前記ベアリングボックスが挿入された後、モータのロータシャフトの前端部に装着されたピニオンギヤが前記プラネタリギヤに噛み合うように、前記ロータシャフトを前記中空部の内側に挿入することと、
    前記ロータシャフトを支持するベアリングを前記ベアリングボックスに挿入することと、を含む、
    請求項１９に記載のねじ締め機の組立方法。

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