JP4121616B2 - 油圧式トルクレンチの打撃トルク発生装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内部に作動油を充填し、ライナーをロータにより回転駆動することにより、主軸に打撃トルクを発生させるようにした油圧式トルクレンチの打撃トルク発生装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
トルクレンチの打撃トルク発生装置として、騒音と振動が小さい、内部に作動油を充填し、ライナーをロータにより回転駆動することにより、主軸に打撃トルクを発生させるようにした油圧式の打撃トルク発生装置を使用した油圧式トルクレンチが、一般に使用されている。
【０００３】
図６に、この油圧式トルクレンチの一例を示す。
この油圧式トルクレンチ１０１は、高圧空気の供給、停止を行うメインバルブ１０２と正逆回転の打撃トルクを選択的に発生させるための正逆回転切換バルブ１０３を有し、このバルブ１０２，１０３から送気される高圧空気により回転トルクを発生するロータ１０４を駆動する。
そして、ロータ１０４の回転トルクを打撃トルクに変換する油圧式の打撃トルク発生装置１０５を油圧式トルクレンチ１０１の先端部に突設されたフロントケース１０６内に設けるようしている。
この油圧式の打撃トルク発生装置１０５は、ライナーケース１５１内にライナー１５０を設け、このライナー１５０内に作動油を充填密閉し、ライナー１５０内に同軸に嵌挿した主軸１０７に１個又は複数個の羽根挿入溝１７１を設け、この羽根挿入溝１７１内に羽根１５３を嵌挿し、この羽根１５３を、ばね１５４にて常時主軸１０７の外周方向に付勢してライナー１５０の内周面に摺接するようにするとともに、主軸１０７の外周面に１個又は複数個のシール面（図示省略）を形成する。
また、ライナー１５０には、打撃トルクの大きさを調整する出力調整機構１０８を設ける。
そして、ロータ１０４によりライナー１５０を回転させることにより、ライナー１５０の内周面に形成した複数個のシール面（図示省略）と主軸１０７の外周面に形成したシール面及び羽根１５３とが合致したとき、主軸１０７に打撃トルクを発生させるものである。
【０００４】
ところで、従来の油圧式トルクレンチの打撃トルク発生装置１０５の場合、主軸１０７に１個又は複数個の羽根挿入溝１７１を設け、この羽根挿入溝１７１内に羽根１５３を嵌挿し、この羽根１５３を、ばね１５４にて常時主軸１０７の外周方向に付勢してライナー１５０の内周面に摺接する構成を採用しているため、羽根１５３の先端とライナー１５０の内周面との摺動抵抗によるエネルギ損失が大きく、また、この摺動により発生する摩擦熱により作動油の温度が上昇し、作動油の粘度変化によりトルクレンチの出力が変動するという問題があった。
また、主軸１０７に羽根挿入溝１７１やばね１５４を挿入する穴を設ける必要があることから、主軸１０７の強度を維持するため、主軸１０７の径を大きくしなければならず、これに伴い装置自体が大形化し、かつ装置の構造も複雑になるとともに、ばね１５４の破損等、装置の耐久性にも問題点を有していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来の油圧式トルクレンチの打撃トルク発生装置の有する問題点に鑑み、油圧式トルクレンチの打撃トルク発生装置からばね１５４にて常時主軸１０７の外周方向に付勢する羽根１５３を無くすことによって、摺動抵抗が小さくエネルギ効率がよく、作動油の温度上昇が少なく安定した出力が得られ、小形で、構造が簡単で、かつ耐久性を有する油圧式トルクレンチの打撃トルク発生装置を得ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の油圧式トルクレンチの打撃トルク発生装置は、内部に作動油を充填し、ライナーをロータにより回転駆動することにより、主軸に打撃トルクを発生させるようにした油圧式トルクレンチの打撃トルク発生装置において、
内部に空洞部を形成し、ロータにより回転駆動されるライナーと、
内部に断面略長円形の空洞部を形成し、該空洞部の長軸に沿って、その内壁にシール面を、該シール面を挟んで壁体を貫通して内部と外部を連通させる作動油通路をそれぞれ形成し、前記ライナーの空洞部の内壁に回転軸と平行に設けた揺動軸を軸心として揺動自在に、前記ライナーの空洞部内に配設した揺動部材と、
前記揺動部材の空洞部を貫通する主軸と、
前記揺動部材の空洞部の内壁に形成したシール面に摺接するシール面及び該シール面を挟んで作動油通路を形成するとともに、揺動部材の空洞部のの短軸側の内壁に摺接する直径を有する円柱状で、回転軸に対して偏心するように前記主軸に形成した摺接突部と、
前記揺動軸を設けた反対側のライナーの空洞部の内壁に摺接して、ライナーの空洞部の内壁と揺動部材の外面とをシールする、前記揺動部材に配設したシール部材とからなり、
前記揺動部材とシール部材とにより区分するようにしたライナーの空洞部を、揺動部材に形成した空洞部及び作動油通路並びに摺接突部に形成した作動油通路を介して連通するようにするとともに、ライナーの主軸に対する相対的な１回転につき１回、前記区分されたライナーの空洞部を摺接突部によって遮断して、打撃トルクを主軸に発生させるようにしたことを特徴とする。
【０００７】
この油圧式トルクレンチの打撃トルク発生装置は、ロータによりライナーを回転させることにより、ライナーの主軸に対する相対的な１回転につき１回、揺動部材の空洞部の内壁に形成したシール面と、摺接突部に形成したシール面とを合致させて、揺動部材とシール部材とにより区分するようにしたライナーの空洞部を摺接突部によって遮断して、このとき、打撃トルクを主軸に発生させる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の油圧式トルクレンチの打撃トルク発生装置の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【０００９】
図１〜図４は、本発明の油圧式トルクレンチの打撃トルク発生装置の第１実施例を示す。
この油圧式トルクレンチ１は、高圧空気の供給、停止を行うメインバルブ２と正逆回転の打撃トルクを選択的に発生させるための正逆回転切換バルブ３を有し、このバルブ２，３から送気される高圧空気により回転トルクを発生するロータ４を駆動する。
そして、ロータ４の回転トルクを打撃トルクに変換する油圧式の打撃トルク発生装置５を油圧式トルクレンチ１の先端部に突設したフロントケース６内に設けるようしている。
【００１０】
油圧式の打撃トルク発生装置５は、内部に作動油を充填し、ロータ４により回転駆動されるライナー５０と、ライナー５０の空洞部５７内に配設した揺動部材５６と、揺動部材５６の空洞部５８を貫通する主軸７と、ライナー５０及び主軸７の共通する回転軸Ｏ１に対して偏心Ｏ２するように主軸７に形成した摺接突部７１と、揺動部材５６に配設したシール部材５５とからその主要部を構成するようにしている。
【００１１】
ロータ４により回転駆動されるライナー５０は、図２及び図３（ａ）に示すように、内部に揺動部材５６等を収容するとともに、作動油を充填する空洞部５７を形成した円筒状のライナー本体５１と、ライナー本体５１の開口部を閉鎖するライナー蓋体５２と、ライナー本体５１に螺合し、ライナー蓋体５２を固定する固定部材５３とから構成するようにする。
【００１２】
ライナー５０の空洞部５７内に配設される揺動部材５６は、図２及び図３（ｂ）に示すように、内部に断面略長円形の空洞部５８を形成するとともに、空洞部５８の長軸に沿って、その内壁にシール面５６ｂを形成し、さらに、シール面５６ｂを挟んで作動油通路５６ａ，５６ａを形成するようにする。
【００１３】
また、揺動部材５６の外面には、空洞部５８の長軸に沿って、一方側に、ライナー５０の空洞部５７の内壁５１ｂに回転軸Ｏ１と平行に設けた金属製の丸棒からなる揺動軸５４を嵌合する凹溝５６ｃを形成し、揺動部材５６を揺動軸５４を軸心としてライナー５０の空洞部５７内で揺動自在となるようにする。
このため、ライナー５０の空洞部５７は、揺動部材５６の空洞部５８の長軸方向が短軸となる略長円形の断面形状に形成するようにする。
一方、凹溝５６ｃを形成した他方側に、ライナー５０の空洞部５７の内壁５１ｂに摺接して、ライナー５０の空洞部５７の内壁５１ｂと揺動部材５６の外面とをシールする金属製の丸棒からなるシール部材５５を嵌挿する凹溝５６ｄを回転軸Ｏ１と平行に形成するようにする。
また、揺動部材５６の凹溝５６ｃ及び凹溝５６ｄを形成した外面を除く面は、面取りを施すことにより、ライナー５０の空洞部５７内に、所要量の作動油が充填されるようにする。
【００１４】
揺動部材５６の空洞部５８を貫通する主軸７は、図２に示すように、その基端部７２をライナー蓋体５２に形成した凹部５２ａに軸支されるとともに、中間部７３をＯリング５９によりシールして、その先端部７４を打撃トルク発生装置５から突出させるようにする。
【００１５】
回転軸Ｏ１に対して偏心Ｏ２するように主軸７の基端部７２と中間部７３の間に形成した摺接突部７１は、図２及び図３（ｃ）に示すように、揺動部材５６の空洞部５８の短軸側の内壁に摺接する直径を有する円柱状に形成するとともに、揺動部材５６の空洞部５８の内壁に形成したシール面５６ｂに摺接するシール面７１ｂを、回転軸Ｏ１から最も離れた位置の外周面に回転軸Ｏ１に平行に形成し、さらに、シール面７１ｂを挟んで作動油通路７１ａ，７１ａを形成するようにする。
【００１６】
ライナー５０のライナー蓋体５２には、打撃トルク発生装置５により主軸７に発生する打撃トルクの大きさを調整する出力調整機構８を設ける。
この出力調整機構８は、従来公知のもので、ライナー５０の空洞部５７を揺動部材５６とシール部材５５とにより区分することにより形成された空洞部５７ａ，５７ｂを、小孔（図示省略）及びライナー蓋体５２に形成した出力調整孔８２を介して連通するとともに、この出力調整孔８２に出力調整弁８１を可調整的に螺合することにより、後述のように、ライナー５０の空洞部５７ａ，５７ｂの一方が高圧室Ｈ、他方が低圧室Ｌとなった場合に、この出力調整機構８を介して高圧室Ｈから低圧室Ｌに向けて作動油が流通することになる作動油の圧力を調整することができるように構成されている。
この出力調整機構８を設ける位置は、本実施例の位置に限定されず、例えば、ライナー５０のライナー本体５１に、回転軸Ｏ１に平行に設けることができる。
【００１７】
次に、この油圧式トルクレンチの打撃トルク発生装置５の作動について説明する。
まず、メインバルブ２及び切換バルブ３を操作して高圧空気をロータ４へ導入すると、ロータ４は高速で回転する。
このロータ４の回転力は打撃トルク発生装置５のライナー５０に伝達され、ライナー５０が回転する。
【００１８】
ライナー５０の回転により、ライナー５０の内部は、図４（ａ）→（ｂ）→（ｃ）→（ｄ）→（ｅ）→（ｆ）→（ａ）→・・・のとおり変化する。なお、この図４は、主軸７を固定した状態（仮定）を描いたものである。
図４（ａ）は、主軸７に打撃トルクが発生していない状態を示し、これよりライナー５０が略６０度ずつ回転した状態を（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）及び（ｆ）に示す。
【００１９】
主軸７に打撃トルクが発生するのは、図４（ｄ）に示すときで、このとき、揺動部材５６とシール部材５５とにより区分されたライナー５０の空洞部５７ａ，５７ｂを連通する、揺動部材５６に形成した空洞部５８（摺接突部７１に形成した作動油通路７１ａ，７１ａ）及び作動油通路５６ａ，５６ａを、摺接突部７１によって、より具体的には、摺接突部７１の外周面が揺動部材５６の空洞部５８の内壁に摺接するとともに、摺接突部７１のシール面７１ｂが揺動部材５６の空洞部５８の内壁に形成したシール面５６ｂに摺接することによって遮断されることとなる。
このように、ライナー５０の空洞部５７ａ，５７ｂが遮断された状態で、さらにライナー５０が回転すると、回転軸Ｏ１に対して偏心Ｏ２するように主軸７に形成した摺接突部７１の作用により、揺動部材５６が揺動軸５４を軸心としてライナー５０の空洞部５７内で右側（図４（ｄ）中の矢印参照）に揺動し、ライナー５０の空洞部５７ａの体積が減少し、一方、空洞部５７ｂの体積が増加して、それぞれ、高圧室Ｈと低圧室Ｌが形成されることとなる。
ところで、ライナー５０の空洞部５７に充填されている作動油は、非圧縮性流体であるため、ライナー５０の内部は、図４（ｄ）に示した状態で固定され、ライナー５０が主軸７に対して相対的に自由に回転することができない状態となり、ライナー５０の回転力が作動油を介して主軸７に伝達され、主軸９に打撃トルクを発生させる。
【００２０】
このとき、主軸７に発生する打撃トルクの大きさは、出力調整機構８の出力調整弁８１により、この出力調整機構８を介して高圧室Ｈから低圧室Ｌに向けて作動油が流通することになる作動油の圧力を調整することによって、設定することができ、これにより、ボルト、ナット等を所定の設定トルクで以て締め付けることができるものとなる。
【００２１】
一方、図４（ｄ）以外の、図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｅ）及び（ｆ）に示すときは、揺動部材５６とシール部材５５とにより区分されたライナー５０の空洞部５７ａ，５７ｂは、摺接突部７１のシール面７１ｂが揺動部材５６の空洞部５８の内壁に形成したシール面５６ｂに摺接しないため、揺動部材５６に形成した空洞部５８（摺接突部７１に形成した作動油通路７１ａ，７１ａ）及び作動油通路５６ａ，５６ａを介して連通され、ライナー５０の空洞部５７ａ，５７ｂに、高圧室Ｈと低圧室Ｌが形成されることはない。
そして、ライナー５０の内部は固定されず、ライナー５０が主軸７に対して相対的に自由に回転することができる状態となり、ライナー５０の回転力は主軸７に伝達されず、主軸９に打撃トルクは発生しない。
【００２２】
このようにして、ロータ４によりライナー５０を回転させることにより、ライナー５０の主軸７に対する相対的な１回転につき１回、揺動部材５６の空洞部５８の内壁に形成したシール面５６ｂと、摺接突部７１に形成したシール面７１ｂとを合致させて、揺動部材５６とシール部材５５とにより区分するようにしたライナー５０の空洞部５７ａ，５７ｂを摺接突部７１によって遮断して、このとき、打撃トルクを主軸７に発生させることができる。
【００２３】
なお、ロータ４を逆方向に回転した場合には、ライナー５０の内部は、図４（ｆ）→（ｅ）→（ｄ）→（ｃ）→（ｂ）→（ａ）→（ｆ）・・・のとおり変化し、主軸７に先とは逆方向の打撃トルクを発生させることができる。
【００２４】
ところで、本実施例においては、揺動部材５６の作動油通路５６ａ，５６ａ及びシール面５６ｂを揺動軸５４の近傍位置に形成するようにしたが、図５に示す、本発明の油圧式トルクレンチの打撃トルク発生装置の第２実施例のように、これらを揺動軸５４の反対側のシール部材５５の近傍位置に形成することもできる。
この場合、主軸７に打撃トルクが発生するのは、図５に示すときで、この第２実施例においても、上記第１実施例と同様、ロータ４によりライナー５０を回転させることにより、ライナー５０の主軸７に対する相対的な１回転につき１回、揺動部材５６の空洞部５８の内壁に形成したシール面５６ｂと、摺接突部７１に形成したシール面７１ｂとを合致させて、揺動部材５６とシール部材５５とにより区分するようにしたライナー５０の空洞部５７ａ，５７ｂを摺接突部７１によって遮断して、このとき、打撃トルクを主軸７に発生させることができる。
【００２５】
【発明の効果】
本発明の油圧式トルクレンチの打撃トルク発生装置によれば、ロータによりライナーを回転させることにより、ライナーの主軸に対する相対的な１回転につき１回、揺動部材の空洞部の内壁に形成したシール面と、摺接突部に形成したシール面とを合致させて、揺動部材とシール部材とにより区分するようにしたライナーの空洞部を摺接突部によって遮断して、このとき、打撃トルクを主軸に発生させることができる。
これによって、従来の油圧式トルクレンチの打撃トルク発生装置に必須であった、ばねにて常時主軸の外周方向に付勢する羽根を必要とせず、摺動抵抗が小さくエネルギ効率がよく、作動油の温度上昇が少なく安定した出力が得られ、小形で、構造が簡単で、かつ耐久性を有する油圧式トルクレンチの打撃トルク発生装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の打撃トルク発生装置を組み込んだ油圧式トルクレンチの全体図である。
【図２】 本発明の油圧式トルクレンチの打撃トルク発生装置の第１実施例を示し、（ａ）は正面断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】 本発明の油圧式トルクレンチの打撃トルク発生装置の構成部材を示し、（ａ）はライナー、（ｂ）は揺動部材、（ｃ）は主軸に形成した摺接突部の側面図である。
【図４】 本発明の油圧式トルクレンチの打撃トルク発生装置の作動状態を示す断面図である。
【図５】 本発明の油圧式トルクレンチの打撃トルク発生装置の第２実施例を示し、（ａ）は正面断面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【図６】 従来の打撃トルク発生装置を組み込んだ油圧式トルクレンチの全体図である。
【符号の説明】
１ 油圧式トルクレンチ
２ メインバルブ
３ 正逆回転切換バルブ
４ ロータ
５ 打撃トルク発生装置
５０ ライナー
５１ ライナー本体
５２ ライナー蓋体
５３ 固定部材
５４ 揺動軸
５５ シール部材
５６ 揺動部材
５６ａ 作動油通路
５６ｂ シール面
５７（５７ａ，５７ｂ） 空洞部
５８ 空洞部
５９ Ｏリング
６ フロントケース
７ 主軸
７１ 摺接突部
７１ａ 作動油通路
７１ｂ シール面
８ 出力調整機構
Ｏ１ 回転軸

Claims (1)

1. 内部に作動油を充填し、ライナー（５０）をロータ（４）により回転駆動することにより、主軸（７）に打撃トルクを発生させるようにした油圧式トルクレンチ（１）の打撃トルク発生装置（５）において、
   内部に空洞部（５７）を形成し、ロータ（４）により回転駆動されるライナー（５０）と、
   内部に断面略長円形の空洞部（５８）を形成し、該空洞部（５８）の長軸に沿って、その内壁にシール面（５６ｂ）を、該シール面（５６ｂ）を挟んで壁体を貫通して内部と外部を連通させる作動油通路（５６ａ，５６ａ）をそれぞれ形成し、前記ライナー（５０）の空洞部（５７）の内壁に回転軸（Ｏ１）と平行に設けた揺動軸（５４）を軸心として揺動自在に、前記ライナー（５０）の空洞部（５７）内に配設した揺動部材（５６）と、
   前記揺動部材（５６）の空洞部を貫通する主軸（７）と、
   前記揺動部材（５６）の空洞部（５８）の内壁に形成したシール面（５６ｂ）に摺接するシール面（７１ｂ）及び該シール面（７１ｂ）を挟んで作動油通路（７１ａ，７１ａ）を形成するとともに、揺動部材（５６）の空洞部の（５８）の短軸側の内壁に摺接する直径を有する円柱状で、回転軸（Ｏ１）に対して偏心するように前記主軸（７）に形成した摺接突部（７１）と、
   前記揺動軸（５４）を設けた反対側のライナー（５０）の空洞部（５７）の内壁（５１ｂ）に摺接して、ライナー（５０）の空洞部（５７）の内壁（５１ｂ）と揺動部材（５６）の外面とをシールする、前記揺動部材（５６）に配設したシール部材（５５）とからなり、
   前記揺動部材（５６）とシール部材（５５）とにより区分するようにしたライナー（５０）の空洞部（５７）を、揺動部材（５６）に形成した空洞部（５８）及び作動油通路（５６ａ，５６ａ）並びに摺接突部（７１）に形成した作動油通路（７１ａ，７１ａ）を介して連通するようにするとともに、ライナー（５０）の主軸（７）に対する相対的な１回転につき１回、前記区分されたライナー（５０）の空洞部（５７）を摺接突部（７１）によって遮断して、打撃トルクを主軸（７）に発生させるようにしたことを特徴とする油圧式トルクレンチの打撃トルク発生装置。

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