JP6762572B2 - 油圧式トルクレンチの打撃トルク発生装置 - Google Patents

Description

本発明は、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。

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、開発され、実用化されるに至っている。
図２１は、この油圧式トルクレンチの一例を示したもので、この油圧式トルクレンチの本体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の本体１の先端部に突設されたフロントケース６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５は、ライナーケース７内にライナー８を設け、このライナー８内に作動油を充填密閉し、ライナー８内に同軸に嵌挿した主軸９に１個又は複数個の羽根挿入溝を設け、この羽根挿入溝内に羽根Ｂを嵌挿し、この羽根ＢをばねＳにて常時主軸外周方向に付勢してライナー８の内周面に当接するとともに、主軸９の外周面に１個又は複数個のシール面を形成する。また、ライナー８には、打撃トルクの大きさを調整する出力調整機構１０を設ける。そして、ロータ４によりライナー８を回転させることにより、ライナー８の内周面に形成した複数個のシール面と主軸９の外周面に形成したシール面及び羽根Ｂとが合致したとき、主軸９に打撃トルクを発生させるものである。

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の場合、主軸９に１個又は複数個の羽根挿入溝を設け、この羽根挿入溝内に羽根Ｂを嵌挿し、この羽根ＢをばねＳにて常時主軸外周方向に付勢してライナー８の内周面に当接する構成を採用しているため、羽根Ｂの先端とライナー８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点を有していた。また、主軸９に羽根挿入溝やばねＳを挿入する穴を設ける必要があることから、主軸９の強度を維持するため、主軸９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Ｓの破損等、装置の耐久性にも問題点を有していた。

この問題に対処するため、本件出願人は、先に、油圧式トルクレンチの打撃トルク発生装置からばねＳにて常時主軸外周方向に付勢する羽根Ｂ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良く、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提案した（特許文献１参照。）。

特開平７−３２８９４４号公報

この油圧式トルクレンチ自体の基本構造は、図２１に示す従来の油圧式トルクレンチと同じもので、油圧式トルクレンチは、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の本体１の先端部に突設されたフロントケース６内に設けるようしている。

油圧式の打撃トルク発生装置５は、図１〜図６に示すように、ライナーケース７内にライナー１１を設け、このライナー１１内に作動油を充填密閉し、ライナー１１内に同軸に主軸９を嵌挿する。

主軸９を嵌挿するライナー１１には、内部に略楕円形状の空洞部を形成し、その内周面に山形状に２個１組で４個のシール面１１ａ、１１ｂを形成し、この２個１組のシール面、すなわち、シール面１１ａとシール面１１ｂとを、１８０°回転対称となる位置に形成する。この円筒状のライナー１１は、その外周をライナーケース７にて支持し、ライナー１１の両端にライナー上蓋１２及びライナー下蓋１３を配設し、ライナー１１とライナー上蓋１２及びライナー下蓋１３とは、ライナー１１に設けたピン穴とライナー上蓋１２及びライナー下蓋１３にそれぞれ設けたピン穴１２ａ、１３ａにノックピン１７を挿入することにより、一体化して回動するように構成する。そして、ライナー上蓋１２をさらにライナーケース蓋７ａで軸方向に固定して、ライナー１１の内部に充填される作動油を密封するようになっている。

ライナー１１の内部に同軸に配設される主軸９には、表面をなめらかな形状に形成した２個の突起部１５ａ、１５ｂを１８０°回転対称となる位置に形成する。
この主軸９の２個の突起部１５ａ、１５ｂは、軸方向及び周方向の長さをライナー１１の内部の空洞部よりいずれも短く形成することにより、軸方向の両端及び周方向の先端に作動油の流通する通路を形成するように構成する。

ライナー１１の内部に形成され、主軸９の突起部１５ａ、１５ｂによって区画された空洞部内に、表面をなめらかな形状に形成した断面略三角形状で同じ大きさの２個のドライビングブレード１４ａ、１４ｂを嵌挿する。この２個のドライビングブレード１４ａ、１４ｂは、ドライビングブレード１４ａ、１４ｂの側面がライナー上蓋１２及びライナー下蓋１３の内面と摺接するように軸方向の長さをライナー１１の内部の空洞部とほぼ同じ長さに形成するとともに、その両端部近傍にライナー１１のシール面１１ａ、１１ｂに対応するシール面を形成し、ライナー１１の１回転につきライナー１１のシール面１１ａ、１１ｂとドライビングブレード１４ａ、１４ｂのシール面が２回合致するように構成する。

ライナー１１の外周面には、ドライビングブレード１４ａ、１４ｂとライナー１１のシール面１１ａ、１１ｂとによって区画されるライナー１１の内部の低圧室Ｌとなる空洞部を相互に連通する連通溝１６を設ける。

また、ライナー１１には、ライナー１１の軸心に平行に打撃トルクの大きさを調整する出力調整機構１０を設ける。この出力調整機構１０は、従来公知のもので、ドライビングブレード１４ａ、１４ｂとライナー１１のシール面１１ａ、１１ｂとによって区画されるライナー１１の内部の高圧室Ｈとなる空洞部と低圧室Ｌとなる空洞部を連通するポート１０ａ、１０ｂと、ライナー下蓋１３に設けたネジ孔１３ｂに可調整的に螺合する出力調整弁１０ｃとで構成する。

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と、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本体１内のロータ室へ導入するとロータ４は高速で回転する。このロータの回転力はライナー１１に伝達される。

ライナー１１の回転により、ライナーケース７の内部は、図６（ａ）→（ｂ）→（ｃ）→（ｄ）→（ａ）・・・のとおり変化する。図６（ａ）は、主軸９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１１が略９０°ずつ回転した状態を（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）に示す。

主軸９に打撃トルクが発生するのは、図６（ｂ）及び（ｄ）に示すときで、ライナー１１のシール面１１ａ、１１ｂとドライビングブレード１４ａ、１４ｂのシール面が合致し、ライナー１１の内部の空洞部は４室に分けられ、ライナー１１の内部の空洞部の形状から、主軸９に打撃トルクが発生する瞬間、高圧室Ｈ側の体積は減少し、低圧室Ｌ側の体積は増加し、それぞれの室は高圧室Ｈと低圧室Ｌになる。すなわち、ロータ４によってライナー１１を回転させ、ライナー１１のシール面１１ａ、１１ｂとドライビングブレード１４ａ、１４ｂのシール面が合致する位置まで来ると、それぞれの室は高圧室Ｈと低圧室Ｌになるとともに、ドライビングブレード１４ａ、１４ｂが低圧室Ｌ側に押されることにより、ライナー１１のシール面１１ａ、１１ｂとドライビングブレード１４ａ、１４ｂのシール面が合致し、ライナー１１の内部の空洞部が完全に封止状態になって、ライナー１１の回転力がドライビングブレード１４ａ、１４ｂを介して主軸９の突起部１５ａ、１５ｂに作用し、主軸９に打撃トルクを発生させる。そして、このライナー１１の１回転につき２回、間欠的に発生する打撃トルクによって主軸９を回転させ、ボルト、ナットの締付け、緩め等の所望の作業を行うものである。

一方、図６（ａ）及び（ｃ）に示すときは、ライナー１１のシール面１１ａ、１１ｂとドライビングブレード１４ａ、１４ｂのシール面が合致する位置まで来ると、それぞれの室は瞬時、高圧室Ｈと低圧室Ｌになるが、ドライビングブレード１４ａ、１４ｂが低圧室Ｌ側に押されることにより、ライナー１１のシール面１１ａ、１１ｂとドライビングブレード１４ａ、１４ｂのシール面が合致せず、ライナー１１の内部の空洞部が封止状態とならずに高圧室Ｈ側の作動油が両シール面の間隙を通って低圧室Ｌ側に流れることから、主軸９に打撃トルクは発生しない。

また、ロータ４を逆方向に回転した場合には、ライナーケース７の内部は、図６（ｄ）→（ｃ）→（ｂ）→（ａ）→（ｄ）・・・のとおり変化し、主軸９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。

ここで、基本構造は上記の例と同じであるが、油圧式の打撃トルク発生装置５を、図７〜図１２に示すように構成することもできる。

この油圧式の打撃トルク発生装置５は、ライナーケース７内にライナー２１を設け、このライナー２１内に作動油を充填密閉し、ライナー２１内に同軸に主軸９を嵌挿する。

主軸９を嵌挿するライナー２１には、内部に略楕円形状の空洞部を形成し、その内周面に山形状に２個１組で４個のシール面２１ａ、２１ｂを形成し、この２個１組のシール面、すなわち、シール面２１ａとシール面２１ｂとを、１８０度回転対称となる位置に形成する。この円筒状のライナー２１は、その外周をライナーケース７にて支持し、ライナー２１の両端にライナー上蓋２２及びライナー下蓋２３を配設し、ライナー２１とライナー上蓋２２及びライナー下蓋２３とは、ライナー２１に設けたピン穴とライナー上蓋２２及びライナー下蓋２３にそれぞれ設けたピン穴２２ａ、２３ａにノックピン（図示省略）を挿入することにより、一体化して回動するように構成する。そして、ライナー上蓋２２をさらにライナーケース蓋７ａで軸方向に固定して、ライナー２１の内部に充填される作動油を密封するようになっている。また、ライナー上蓋２２及びライナー下蓋２３の内面には、ライナー２１の回転軸Ｏと偏心させてガイド溝２２ｃ、２３ｃを、偏心する方向が１８０度回転対称となるように形成する。また、ライナー下蓋２３には、ピン穴２３ｅ及び作動油注入孔２３ｆを形成する。なお、ピン穴２３ｅにはライナーケース７を貫通するピン２８を嵌入することにより、ライナーケース７とライナー下蓋２３の回り止めを行うようにする。

ライナー２１の内部に同軸に配設される主軸９には、表面をなめらかな形状に形成した２個の突起部２５ａ、２５ｂを１８０度回転対称となる位置に形成する。この主軸９の２個の突起部２５ａ、２５ｂは、軸方向及び周方向の長さをライナー２１の内部の空洞部よりいずれも短く形成することにより、軸方向の両端及び周方向の先端に作動油の流通する通路を形成するように構成する。

ライナー２１の内部に形成され、主軸９の突起部２５ａ、２５ｂによって区画された空洞部内に、表面をなめらかな形状に形成した断面略三角形状で同じ大きさの２個のドライビングブレード２４ａ、２４ｂを嵌挿する。この２個のドライビングブレード２４ａ、２４ｂは、ドライビングブレード２４ａ、２４ｂの側面がライナー上蓋２２及びライナー下蓋２３の内面と摺接するように軸方向の長さをライナー２１の内部の空洞部とほぼ同じ長さに形成し、その両端部近傍にライナー２１のシール面２１ａ、２１ｂに対応するシール面を形成するとともに、ドライビングブレード２４ａ、２４ｂの一方の側面に、ライナー上蓋２２及びライナー下蓋２３の内面に形成したガイド溝２２ｃ、２３ｃに嵌挿するピン２７ａ、２７ｂを形成し、ライナー上蓋２２のガイド溝２２ｃにドライビングブレード２４ｂのピン２７ｂを、ライナー下蓋２３のガイド溝２３ｃにドライビングブレード２４ａのピン２７ａを、それぞれ嵌挿して、ライナー２１の１回転につきライナー２１のシール面２１ａ、２１ｂとドライビングブレード２４ａ、２４ｂのシール面が２回合致しようとしたとき、このうちの１回は、ライナー上蓋２２及びライナー下蓋２３の内面にライナー２１の回転軸Ｏと偏心させて形成したガイド溝２２ｃ、２３ｃに嵌挿したドライビングブレード２４ａ、２４ｂのピン２７ａ、２７ｂによってドライビングブレード２４ａ、２４ｂの動きを規制することにより、合致を阻止し、これにより、主軸９にライナー２１の１回転につき１回の打撃トルクを発生するように構成する。

ライナー２１の外周面には、ドライビングブレード２４ａ、２４ｂとライナー２１のシール面２１ａ、２１ｂとによって区画されるライナー２１の内部の低圧室Ｌとなる空洞部を相互に連通する連通溝２６を設ける。

また、ライナー２１には、ライナー２１の軸心に平行に打撃トルクの大きさを調整する出力調整機構１０を設ける。この出力調整機構１０は、従来公知のもので、ドライビングブレード２４ａ、２４ｂとライナー２１のシール面２１ａ、２１ｂとによって区画されるライナー２１の内部の高圧室Ｈとなる空洞部と低圧室Ｌとなる空洞部を連通するポート１０ａ、１０ｂと、ライナー下蓋２３に設けた操作孔２３ｂから調整される出力調整弁１０ｃとで構成する。

また、ライナー２１には、ライナー２１の軸心に平行に作動油の熱膨張を吸収するためのアキュムレータ２９を設ける。このアキュムレータ２９は、ピストン２９ａと通気部材２９ｂとで構成し、ピストン２９ａの一方の端面をライナー下蓋２３に穿設したアキュムレータ用小孔２３ｄを介してライナー２１の内部の空洞部に連通するとともに、他方の端面を通気部材２９ｂ、ライナー上蓋２２に穿設したアキュムレータ用小孔２２ｂ及びライナー上蓋２２とライナーケース蓋７ａとの間隙を介して大気と連通するように構成する。

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と、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本体１内のロータ室へ導入するとロータ４は高速で回転する。このロータの回転力はライナー２１に伝達される。

ライナー２１の回転により、ライナーケース７の内部は、図１２（ａ）→（ｂ）→（ｃ）→（ｄ）→（ａ）・・・のとおり変化する。図１２（ａ）は、主軸９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２１が略９０度ずつ回転した状態を（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）に示す。

主軸９に打撃トルクが発生するのは、図１２（ｂ）に示すときで、ライナー２１のシール面２１ａ、２１ｂとドライビングブレード２４ａ、２４ｂのシール面が合致し、ライナー２１の内部の空洞部は４室に分けられ、ライナー２１の内部の空洞部の形状から、主軸９に打撃トルクが発生する瞬間、高圧室Ｈ側の体積は減少し、低圧室Ｌ側の体積は増加し、それぞれの室は高圧室Ｈと低圧室Ｌになる。すなわち、ロータ４によってライナー２１を回転させ、ライナー２１のシール面２１ａ、２１ｂとドライビングブレード２４ａ、２４ｂのシール面が合致する位置まで来ると、それぞれの室は高圧室Ｈと低圧室Ｌになるとともに、ドライビングブレード２４ａ、２４ｂが低圧室Ｌ側に押されることにより、ライナー２１のシール面２１ａ、２１ｂとドライビングブレード２４ａ、２４ｂのシール面が合致し、ライナー２１の内部の空洞部が完全に封止状態になって、ライナー２１の回転力がドライビングブレード２４ａ、２４ｂを介して主軸９の突起部２５ａ、２５ｂに作用し、主軸９に打撃トルクを発生させる。そして、このライナー２１の１回転につき１回、間欠的に発生する打撃トルクによって主軸９を回転させ、ボルト、ナットの締付け、緩め等の所望の作業を行うものである。

一方、図１２（ｄ）に示すときは、ライナー２１のシール面２１ａ、２１ｂとドライビングブレード２４ａ、２４ｂのシール面が合致しようとするが、このとき、ライナー上蓋２２及びライナー下蓋２３の内面にライナー２１の回転軸Ｏと偏心させて形成したガイド溝２２ｃ、２３ｃに嵌挿したドライビングブレード２４ａ、２４ｂのピン２７ａ、２７ｂによってドライビングブレード２４ａ、２４ｂの動きが規制され、これにより、ライナー２１の内部の空洞部が封止状態とならないことから、主軸９に打撃トルクは発生しない。

また、図１２（ａ）及び（ｃ）に示すときは、ライナー２１のシール面２１ａ、２１ｂとドライビングブレード２４ａ、２４ｂのシール面が合致する位置まで来ると、それぞれの室は瞬時、高圧室Ｈと低圧室Ｌになろうとするが、ドライビングブレード２４ａ、２４ｂが低圧室Ｌ側に押されることにより、ライナー２１のシール面２１ａ、２１ｂとドライビングブレード２４ａ、２４ｂのシール面が合致せず、ライナー２１の内部の空洞部が封止状態とならずに高圧室Ｈ側の作動油が両シール面の間隙を通って低圧室Ｌ側に流れることから、主軸９に打撃トルクは発生しない。

また、ロータ４を逆方向に回転した場合には、ライナーケース７の内部は、図１２（ｄ）→（ｃ）→（ｂ）→（ａ）→（ｄ）・・・のとおり変化し、主軸９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。

図１〜図６及び図７〜図１２に記載した油圧式の打撃トルク発生装置５によれば、図２１に記載した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良く、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という利点を有するものであった。

本発明は、図１〜図６及び図７〜図１２に記載した油圧式の打撃トルク発生装置５をさらに改良して、構造がより簡単で、耐久性を有し、摺動抵抗が小さくエネルギ効率をより良くした油圧式トルクレンチの打撃トルク発生装置を提供することを目的とする。

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、内部に作動油が充填される空洞部を備え、該空洞部の内周面から突出するようにシール面を形成した、ロータによって回動されるライナーと、２個の突起部を有し、ライナーの内部に同軸に配設される主軸と、両端部にシール面を有し、作動油が充填されるライナーの空洞部に嵌挿される２個のドライビングブレードとを有してなり、ドライビングブレードによって、ライナーの内部を高圧室と低圧室とに区画して、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、前記ライナーのシール面を空洞部の１８０°回転対称位置に２個形成し、該ライナーのシール面と、各ドライビングブレードの一方のシール面が合致したとき、他方のシール面が空洞部の内周面に摺接してシールすることにより、ドライビングブレードによって、ライナーの内部を高圧室と低圧室とに区画して、主軸に打撃トルクを発生させるようにしたことを特徴とする。

この場合において、前記各ドライビングブレードの一方の側面に、ライナー上蓋及びライナー下蓋の内面に形成したガイド溝に嵌挿されて、ドライビングブレードの動きを規制する鋼球を配設することにより、ライナーの１回転につき１回の打撃トルクを主軸に発生させるようにしてなるようにすることができる。

また、前記ドライビングブレードのシール面を、ドライビングブレードの両端部に形成した溝に配設した鋼棒で構成するようにすることができる。

また、前記ドライビングブレードの横断面形状を非対称に形成するようにすることができる。

また、前記ドライビングブレードに磁力を持たせるようにすることができる。

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、内部に作動油が充填される空洞部を備え、該空洞部の内周面から突出するようにシール面を形成した、ロータによって回動されるライナーと、２個の突起部を有し、ライナーの内部に同軸に配設される主軸と、両端部にシール面を有し、作動油が充填されるライナーの空洞部に嵌挿される２個のドライビングブレードとを有してなり、ドライビングブレードによって、ライナーの内部を高圧室と低圧室とに区画して、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、前記ライナーのシール面を空洞部の１８０°回転対称位置に２個形成し、該ライナーのシール面と、各ドライビングブレードの一方のシール面が合致したとき、他方のシール面が空洞部の内周面に摺接してシールすることにより、ドライビングブレードによって、ライナーの内部を高圧室と低圧室とに区画して、主軸に打撃トルクを発生させるようにしたことから、各ドライビングブレードの他方のシール面に対応するライナーのシール面を空洞部の内周面で構成することで、実質的にこのシール面を形成するライナーの空洞部の加工工程を省略することができ、構造が簡単となり、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提供することができる。

また、前記各ドライビングブレードの一方の側面に、ライナー上蓋及びライナー下蓋の内面に形成したガイド溝に嵌挿されて、ドライビングブレードの動きを規制する鋼球を配設することにより、ライナーの１回転につき１回の打撃トルクを主軸に発生させるようにしてなるようにすることにより、摺動抵抗が小さくエネルギ効率をより良くした油圧式トルクレンチの打撃トルク発生装置を提供することができる。

また、前記ドライビングブレードのシール面を、ドライビングブレードの両端部に形成した溝に配設した鋼棒で構成するようにすることにより、摺動抵抗が小さくエネルギ効率をより良くした油圧式トルクレンチの打撃トルク発生装置を提供することができる。

また、前記ドライビングブレードの横断面形状を非対称に形成するようにすることにより、回転軸を水平方向にして使用する際のドライビングブレードの動作の安定性が向上し、安定して高い出力を得ることができる。

また、前記ドライビングブレードに磁力を持たせるようにすることにより、作動油中に含まれる部品の摩耗に生じた磁性粉をドライビングブレードに吸着させることで、磁性粉によって部品が摩耗することを防止することができる。また、メンテナンスの際にドライビングブレードを拭うだけで、ドライビングブレードに吸着した磁性粉を簡易に除去することができる。

油圧式トルクレンチの打撃トルク発生装置の一例を示し、（ａ）は正面断面図、（ｂ）はそのＩ−Ｉ断面図を示す。 同例の打撃トルク発生装置のドライビングブレードを示す図である。 同例の打撃トルク発生装置の主軸を示す図である。 同例の打撃トルク発生装置のライナー上蓋を示す図である。 同例の打撃トルク発生装置のライナー下蓋を示す図である。 同例の打撃トルク発生装置の作動を示す図である。 油圧式トルクレンチの打撃トルク発生装置の他例を示し、（ａ）は正面断面図、（ｂ）はそのII−II断面図を示す。 同例の打撃トルク発生装置のドライビングブレードを示す図である。 同例の打撃トルク発生装置の主軸を示す図である。 同例の打撃トルク発生装置のライナー上蓋を示す図である。 同例の打撃トルク発生装置のライナー下蓋を示す図である。 同例の打撃トルク発生装置の作動を示す図である。 本発明の油圧式トルクレンチの打撃トルク発生装置の一実施例を示し、（ａ）は正面断面図、（ｂ）はそのIII−III断面図を示す。 同実施例の打撃トルク発生装置の作動を示す図である。 同実施例のドライビングブレードの分解図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。 ドライビングブレードの動きを規制するピンと鋼球による比較試験の出力とその波形を示す図である。 本発明の油圧式トルクレンチの打撃トルク発生装置の変形実施例を示し、（ａ）は正面断面図、（ｂ）はそのIV−IV断面図、（ｃ）はドライビングブレードの側面図を示す。 同変形実施例のドライビングブレードの分解図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は異なる実施例の側面図である。 同変形実施例の打撃トルク発生装置の作動を示す図である。 同変形実施例の係る比較試験の出力波形を示す図である。 従来の打撃トルク発生装置を組み込んだ油圧式インパクトレンチの全体を示す図である。

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。

図１３〜図１６に、本発明の油圧式トルクレンチの打撃トルク発生装置の一実施例を示す。

この油圧式の打撃トルク発生装置５は、図１〜図６及び図７〜図１２に記載した油圧式の打撃トルク発生装置５をさらに改良して、構造がより簡単で、耐久性を有し、摺動抵抗が小さくエネルギ効率をより良くしたものである。

そして、その基本構造は、図１〜図６及び図７〜図１２に記載した油圧式の打撃トルク発生装置５と同じもので、ライナーケース７内にライナー３１を設け、このライナー３１内に作動油を充填密閉し、ライナー３１内に同軸に主軸９を嵌挿するようにしている。

主軸９を嵌挿するライナー３１には、内部に略楕円形状の空洞部を形成し、その内周面に山形状に２個のシール面３１ａ、３１ｂを１８０°回転対称位置に形成する。この円筒状のライナー３１は、その外周をライナーケース７にて支持し、ライナー３１の両端にライナー上蓋３２及びライナー下蓋３３を配設し、ライナー３１とライナー上蓋３２及びライナー下蓋３３とは、ライナー３１に設けたピン穴とライナー上蓋３２及びライナー下蓋３３にそれぞれ設けたピン穴にノックピン（図示省略）を挿入することにより、一体化して回動するように構成する。そして、ライナー上蓋３２をさらにライナーケース蓋７ａで軸方向に固定して、ライナー３１の内部に充填される作動油を密封するようになっている。また、ライナー上蓋３２及びライナー下蓋３３の内面には、ライナー３１の回転軸Ｏと偏心させてガイド溝３２ｃ、３３ｃを、偏心する方向が１８０度回転対称となるように形成する。また、ライナー上蓋３２及びライナー下蓋３３の内面には、作動油を逃がす溝を所定位置に形成する。

ここで、本実施例の油圧式の打撃トルク発生装置５は、図１〜図６及び図７〜図１２に記載した油圧式の打撃トルク発生装置５とは異なり、対をなすシール面３１ａ、３１ｂの他方のシール面３１ａ’、３１ｂ’、すなわち、後述の各ドライビングブレード３４ａ、３４ｂのシール面に対応するライナー３１のシール面を、空洞部の内周面で構成するようにしている。
このシール面３１ａ’、３１ｂ’を構成するライナー３１の空洞部の内周面は、略円筒面形状をし、その角度θが３０°〜７０°、好ましくは、４０°〜６０°程度（本実施例においては、５０°）に形成するようにする。
これにより、山形状のシール面３１ａ、３１ｂを２個にすることで、実質的にこのシール面３１ａ’、３１ｂ’を形成するライナー３１の空洞部の加工工程を省略することができ、構造が簡単となり、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提供することができるものとなる。

ライナー３１の内部に同軸に配設される主軸９には、表面をなめらかな形状に形成した２個の突起部３５ａ、３５ｂを１８０°回転対称となる位置に形成する。この主軸９の２個の突起部３５ａ、３５ｂは、軸方向及び周方向の長さをライナー３１の内部の空洞部よりいずれも短く形成することにより、軸方向の両端及び周方向の先端に作動油の流通する通路を形成するように構成する。

ライナー３１の内部に形成され、主軸９の突起部３５ａ、３５ｂによって区画された空洞部内に、表面をなめらかな形状に形成した断面略三角形状で同じ大きさの２個のドライビングブレード３４ａ、３４ｂを嵌挿する。この２個のドライビングブレード３４ａ、３４ｂは、ドライビングブレード３４ａ、３４ｂの側面がライナー上蓋３２及びライナー下蓋３３の内面と摺接するように軸方向の長さをライナー３１の内部の空洞部とほぼ同じ長さに形成し、その両端部近傍にライナー３１のシール面３１ａ、３１ａ’、３１ｂ、３１ｂ’に対応するシール面を形成するとともに、ドライビングブレード３４ａ、３４ｂの一方の側面に、ライナー上蓋３２及びライナー下蓋３３の内面に形成したガイド溝３２ｃ、３３ｃに嵌挿する鋼球３７ａ、３７ｂを配設し、ライナー上蓋３２のガイド溝３２ｃにドライビングブレード３４ｂの鋼球３７ｂを、ライナー下蓋３３のガイド溝３３ｃにドライビングブレード３４ａの鋼球３７ａを、それぞれ嵌挿して、ライナー３１の１回転につきライナー３１のシール面３１ａ、３１ａ’、３１ｂ、３１ｂ’とドライビングブレード３４ａ、３４ｂのシール面が２回合致しようとしたとき、このうちの１回は、ライナー上蓋３２及びライナー下蓋３３の内面にライナー３１の回転軸Ｏと偏心させて形成したガイド溝３２ｃ、３３ｃに嵌挿したドライビングブレード３４ａ、３４ｂの鋼球３７ａ、３７ｂによってドライビングブレード３４ａ、３４ｂの動きを規制することにより、合致を阻止し、これにより、主軸９にライナー３１の１回転につき１回の打撃トルクを発生するように構成する。

ここで、本実施例において用いている、ドライビングブレード３４ａ、３４ｂの動きをガイドして規制する、ガイド溝３２ｃ、３３ｃに嵌挿する鋼球３７ａ、３７ｂに代えて、図７〜図１２に記載した、ドライビングブレード３４ａ、３４ｂの動きをガイドして規制する、油圧式の打撃トルク発生装置５において用いている、ガイド溝２２ｃ、２３ｃに嵌挿するピン２７ａ、２７ｂを適用することもできる。

表１及び図１６に、ピン２７ａ、２７ｂと鋼球３７ａ、３７ｂを用いたときの比較試験の出力（デジタルトルクテスタによる測定値）とその波形を示す。

ピン２７ａ、２７ｂと鋼球３７ａ、３７ｂを用いたときの比較試験の結果から明らかなように、鋼球３７ａ、３７ｂはピン２７ａ、２７ｂと比較して摺動抵抗が小さく、エネルギ効率が良くなることを確認した。

ドライビングブレード３４ａ、３４ｂのシール面は、図１５に示すように、必要に応じて、ドライビングブレードの両端部に形成した溝３４ｃに配設した鋼棒３４ｄで構成するようにすることができる。
これにより、摺動抵抗が小さくエネルギ効率をより良くした油圧式トルクレンチの打撃トルク発生装置を提供することができる。

ライナー３１の外周面には、ドライビングブレード３４ａ、３４ｂとライナー３１のシール面３１ａ、３１ａ’、３１ｂ、３１ｂ’とによって区画されるライナー３１の内部の低圧室Ｌとなる空洞部を相互に連通する連通溝（図示省略）を設ける。

また、ライナー３１には、ライナー３１の軸心に平行に打撃トルクの大きさを調整する出力調整機構１０を設ける。この出力調整機構１０は、従来公知のもので、ドライビングブレード２４ａ、２４ｂとライナー３１のシール面３１ａ、３１ａ’、３１ｂ、３１ｂ’とによって区画されるライナー３１の内部の高圧室Ｈとなる空洞部と低圧室Ｌとなる空洞部を連通するポート（図示省略）と、ライナー下蓋３３に設けたネジ孔に可調整的に螺合する出力調整弁１０ｃとで構成する。

また、ライナー３１には、ライナー３１の軸心に平行に作動油の熱膨張を吸収するためのアキュムレータ３９を設ける。

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と、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本体１内のロータ室へ導入するとロータ４は高速で回転する。このロータの回転力はライナー３１に伝達される。

ライナー３１の回転により、ライナーケース７の内部は、図１４（ａ）→（ｂ）→（ａ）・・・のとおり変化する。図１４（ａ）は、主軸９に打撃トルクが発生している状態を示し、これよりライナー３１が略１８０°回転した状態を図１４（ｂ）に示す。

主軸９に打撃トルクが発生するのは、図１４（ａ）に示すときで、ライナー３１のシール面３１ａ、３１ａ’、３１ｂ、３１ｂ’とドライビングブレード３４ａ、３４ｂのシール面が合致し、ライナー３１の内部の空洞部は４室に分けられ、ライナー３１の内部の空洞部の形状から、主軸９に打撃トルクが発生する瞬間、高圧室Ｈ側の体積は減少し、低圧室Ｌ側の体積は増加し、それぞれの室は高圧室Ｈと低圧室Ｌになる。すなわち、ロータ４によってライナー３１を回転させ、ライナー３１のシール面３１ａ、３１ａ’、３１ｂ、３１ｂ’とドライビングブレード３４ａ、３４ｂのシール面が合致する位置まで来ると、それぞれの室は高圧室Ｈと低圧室Ｌになるとともに、ドライビングブレード３４ａ、３４ｂが低圧室Ｌ側に押されることにより、ライナー３１のシール面３１ａ、３１ａ’、３１ｂ、３１ｂ’とドライビングブレード３４ａ、３４ｂのシール面が合致し、ライナー３１の内部の空洞部が完全に封止状態になって、ライナー３１の回転力がドライビングブレード３４ａ、３４ｂを介して主軸９の突起部３５ａ、３５ｂに作用し、主軸９に打撃トルクを発生させる。そして、このライナー３１の１回転につき１回、間欠的に発生する打撃トルクによって主軸９を回転させ、ボルト、ナットの締付け、緩め等の所望の作業を行うものである。

一方、図１４（ｂ）に示すときは、ライナー３１のシール面３１ａ、３１ａ’、３１ｂ、３１ｂ’とドライビングブレード３４ａ、３４ｂのシール面が合致しようとするが、このとき、ライナー上蓋３２及びライナー下蓋３３の内面にライナー３１の回転軸Ｏと偏心させて形成したガイド溝３２ｃ、３３ｃに嵌挿したドライビングブレード３４ａ、３４ｂの鋼球３７ａ、３７ｂによってドライビングブレード３４ａ、３４ｂの動きが規制され、これにより、ライナー３１の内部の空洞部が封止状態とならないことから、主軸９に打撃トルクは発生しない。

このように、図１４（ａ）に示すとき以外で、ライナー３１のシール面３１ａ、３１ａ’、３１ｂ、３１ｂ’とドライビングブレード３４ａ、３４ｂのシール面が合致、シールされることはない。

また、ロータ４を逆方向に回転した場合には、主軸９に逆方向の打撃トルクを発生させることができる。

なお、この油圧式の打撃トルク発生装置５のその他の構成及び作用は、図１〜図６及び図７〜図１２に記載した油圧式の打撃トルク発生装置５と同様である。

また、ライナー３１の１回転につき１回、主軸９に打撃トルクを発生させる機構としては、ドライビングブレード３４ａ、３４ｂの動きをガイドして規制する、ガイド溝３２ｃ、３３ｃに嵌挿する鋼球３７ａ、３７ｂ、図７〜図１２に記載した、ドライビングブレード３４ａ、３４ｂの動きをガイドして規制する、油圧式の打撃トルク発生装置５において用いている、ガイド溝２２ｃ、２３ｃに嵌挿するピン２７ａ、２７ｂのほか、特許文献１で開示されている機構を採用することができる。

さらに、この油圧式の打撃トルク発生装置５は、摺動抵抗が小さくエネルギ効率が良いため、図１〜図６に記載した油圧式の打撃トルク発生装置５と同様、ライナー３１の１回転につき２回、主軸９に打撃トルクを発生させるようにしてもよい。

ところで、この油圧式の打撃トルク発生装置５は、上記の作用効果を奏するものであるが、以下の問題があった。
（１）回転軸を水平方向にして使用する際のドライビングブレードの動作の安定性が低い。
（２）作動油中に含まれる部品の摩耗に生じた磁性粉によって、部品が摩耗し、装置の耐久性を低下させる。

この問題に対処できるようにした、本発明の油圧式トルクレンチの打撃トルク発生装置の変形実施例を、図１７〜図２０に示す。

上記（１）の問題に対処するため、この変形実施例においてはドライビングブレード３４ａ、３４ｂの横断面形状を非対称に形成するようにするようにしている。
具体的には、図１７（ｃ）に示すように、ドライビングブレード３４ａ、３４ｂの横断面形状において、中心線Ｌｏを挟んで左側に膨出部３４ｅを形成することで、左側半分の体積を右側半分の体積より大きくし、中心線Ｌｏ上に重心が位置しないようにしている。
これにより、図２０に示すように、特に、回転軸を水平面に対して垂直方向にして使用する場合と比較して、ドライビングブレード３４ａ、３４ｂの動作が安定しにくい回転軸を水平方向にして使用する際のドライビングブレード３４ａ、３４ｂの動作の安定性が向上し、安定して高い出力を得ることができる。

次に、上記（２）の問題に対処するため、この変形実施例においてはドライビングブレード３４ａ、３４ｂに磁力を持たせるようにしている。
具体的には、図１８（ａ）及び（ｂ）に示すように、ドライビングブレード３４ａ、３４ｂの他の部材と接触しない箇所に磁石３８を埋め込んだり、図１８（ｃ）に示すように、磁石３８を貼り付けたりするほか、ドライビングブレード３４ａ、３４ｂ自体を磁化するようにすることもできる。
なお、磁石３８の大きさ（表面積や厚み）や磁力強度は、ドライビングブレード３４ａ、３４ｂに吸着させる磁性粉の量等によって、適宜設定することができる。
これにより、他の部材との接触による抵抗やバランス面での影響を受けることなく、作動油中に含まれる部品の摩耗に生じた磁性粉をドライビングブレード３４ａ、３４ｂに吸着させることで、磁性粉によって部品が摩耗することを防止することができる。また、メンテナンスの際にドライビングブレード３４ａ、３４ｂを拭うだけで、ドライビングブレード３４ａ、３４ｂに吸着した磁性粉を簡易に除去することができる。

なお、この油圧式の打撃トルク発生装置５のその他の構成及び作用は、図１３〜図１６に記載した油圧式の打撃トルク発生装置５と同様である。

以上、本発明の油圧式トルクレンチの打撃トルク発生装置について、その実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、例えば、駆動源のモータとして、エアーモータのほか、電動モータを用いることもできる等、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができる。

本発明の油圧式トルクレンチの打撃トルク発生装置は、ばねにて常時主軸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良く、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特性を有することから、動力源の高圧空気による空冷効果を期待できない電動モータを用いた油圧式トルクレンチや高い締付精度を要求される油圧式トルクレンチの用途に好適に用いることができるほか、例えば、エアーモータを用いた油圧式トルクレンチの用途にも用いることができる。

１ 本体
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
６ フロントケース
７ ライナーケース
８ ライナー
９ 主軸
１０ 出力調整機構
１１ ライナー
１１ａ ライナーのシール面
１１ｂ ライナーのシール面
１２ ライナー上蓋
１３ ライナー下蓋
１４ａ ドライビングブレード
１４ｂ ドライビングブレード
１５ａ 主軸の突起部
１５ｂ 主軸の突起部
１６ 連通溝
１７ ノックピン
２１ ライナー
２１ａ ライナーのシール面
２１ｂ ライナーのシール面
２２ ライナー上蓋
２２ｃ ガイド溝
２３ ライナー下蓋
２３ｃ ガイド溝
２４ａ ドライビングブレード
２４ｂ ドライビングブレード
２５ａ 主軸の突起部
２５ｂ 主軸の突起部
２６ 連通溝
２７ａ ピン
２７ｂ ピン
２９ アキュムレータ
３１ ライナー
３１ａ ライナーのシール面
３１ａ’ ライナーのシール面
３１ｂ ライナーのシール面
３１ｂ’ ライナーのシール面
３２ ライナー上蓋
３２ｃ ガイド溝
３３ ライナー下蓋
３３ｃ ガイド溝
３４ａ ドライビングブレード
３４ｂ ドライビングブレード
３４ｃ 溝
３４ｄ 鋼棒
３４ｅ 膨出部
３５ａ 主軸の突起部
３５ｂ 主軸の突起部
３７ａ 鋼球
３７ｂ 鋼球
３８ 磁石
３９ アキュムレータ
Ｈ 高圧室
Ｌ 低圧室
Ｌｏ 中心線
Ｓ ばね

Claims (4)

1. 内部に作動油が充填される空洞部を備え、該空洞部の内周面から突出するようにシール面を形成した、ロータによって回動されるライナーと、
   ２個の突起部を有し、ライナーの内部に同軸に配設される主軸と、
   両端部にシール面を有し、作動油が充填されるライナーの空洞部に嵌挿される２個のドライビングブレードとを有してなり、
   ドライビングブレードによって、ライナーの内部を高圧室と低圧室とに区画して、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、
   前記ドライビングブレードの横断面における長手方向の中心を通り長手方向に対して垂直に交わる線を挟んで、ドライビングブレードの横断面形状を非対称に形成するようにするとともに、
   前記ライナーのシール面を空洞部の１８０°回転対称位置に２個形成し、該ライナーのシール面と、各ドライビングブレードの一方のシール面が合致したとき、他方のシール面が空洞部の内周面に摺接してシールすることにより、ドライビングブレードによって、ライナーの内部を高圧室と低圧室とに区画して、主軸に打撃トルクを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。
2. 前記各ドライビングブレードの一方の側面に、ライナー上蓋及びライナー下蓋の内面に形成したガイド溝に嵌挿されて、ドライビングブレードの動きを規制する鋼球を配設することにより、ライナーの１回転につき１回の打撃トルクを主軸に発生させるようにしてなることを特徴とする請求項１に記載の油圧式トルクレンチの打撃トルク発生装置。
3. 前記ドライビングブレードのシール面を、ドライビングブレードの両端部に形成した溝に配設した鋼棒で構成するようにしたことを特徴とする請求項１又は２に記載の油圧式トルクレンチの打撃トルク発生装置。
4. 前記ドライビングブレードに磁力を持たせるようにしたことを特徴とする請求項１、２又は３に記載の油圧式トルクレンチの打撃トルク発生装置。

Images