JP2000117650A - 油圧式パルスレンチの締付制御装置 - Google Patents
油圧式パルスレンチの締付制御装置Info
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- B25B23/14—Arrangement of torque limiters or torque indicators in wrenches or screwdrivers
- B25B23/145—Arrangement of torque limiters or torque indicators in wrenches or screwdrivers specially adapted for fluid operated wrenches or screwdrivers
- B25B23/1453—Arrangement of torque limiters or torque indicators in wrenches or screwdrivers specially adapted for fluid operated wrenches or screwdrivers for impact wrenches or screwdrivers
Abstract
御を行うことが可能な油圧式パルスレンチの締付制御装
置を提供する。 【解決手段】 高圧室Hと低圧室Lとを連通するバイパ
ス通路27の途中から導圧路28を分岐させ、バイパス
通路27における導圧路28の分岐部よりも高圧室H側
に固定絞り27aを設ける。上記導圧路28をリリーフ
弁31の1次側に接続すると共に、リリーフ弁31の2
次側にリリーフされる作動油圧力でもってオートシャッ
トオフ機構41を作動させてエアモータ11へのエア供
給を停止すべく構成する。さらに上記リリーフ弁31の
リリーフ圧力を調整するリリーフ圧調整手段43を設け
ている。
Description
ンチの締付制御装置に関するもので、特に簡素な構成で
もって高精度な締付トルク制御を行うことが可能な油圧
式パルスレンチの締付制御装置に係る。
締付トルク発生機構について、図4及び図5に基づいて
簡単に説明する。図4において、51はシリンダケー
ス、52はその内部に配置された主軸であり、上記シリ
ンダケース51はエアモータによって回転駆動されるよ
うになっており、また上記主軸52の先端部はボルトや
ナット等の被締付体に係合するようになっている。上記
シリンダケース51の内側にはオイルシリンダ53が形
成されているが、その断面形状は、主軸52の回転中心
からやや偏心した位置に並設された一対の円弧を滑らか
に連設した形状となされている。そして上記オイルシリ
ンダ53の内周面の略4等分位置にはそれぞれ軸方向に
延びるシール部53a、53b、53c、53dが形成
されている。なお図示しないが、このオイルシリンダ5
3内には作動油が充填されている。一方上記主軸52の
基端部は、上記オイルシリンダ53内に挿入、配置され
ると共に、当該部分に羽根溝54が形成され、この羽根
溝54内に一対の羽根55、55が摺動自在に配置され
ている。これら羽根55、55は、バネ56(図5)に
よって径方向外方へと突出するように付勢され、これに
より各羽根55、55の先端部が上記オイルシリンダ5
3の内周壁に摺接している。また上記主軸52において
は、上記各羽根55、55と直交する位置にシール部5
2a、52bが形成されている。
ータによってシリンダケース51が回転駆動されると、
主軸52とオイルシリンダ53との相対回転位置が変化
するが、オイルシリンダ53の各シール部53a、53
b、53c、53dに、上記主軸52の各シール部52
a、52bと各羽根55、55の先端部とが、図示する
ように全て接触するような特定位置に至ると、上記各羽
根55、55の一方の側に作動油が封じ込められ、この
部分に高圧室Hが形成される。上記羽根55、55の上
記とは反対の側には作動油の封じ込めは生じず、この部
分は上記よりも圧力の低い低圧室Lとなる。そしてこの
ように作動油が封じ込められることにより、パルス状に
高圧圧力が発生し、これが主軸52に作用して被締付体
に締付トルクとして付与される。なお上記シリンダケー
ス51が上記状態からさらに180°だけ回転した状態
においても、上記と同じ状態となるが、この状態では、
上記オイルシリンダ53の各シール部53b、53dと
上記主軸52の各シール部52a、52bとの間の隙間
が生じるように各シール部53b、53d、52a、5
2bの形状や配置を工夫したり、あるいは上記各シール
部53b、53d、52a、52bは接触するけれど
も、この状態でのみ、上記高圧室Hと上記低圧室Lとが
連通するような構造を採用することにより、上記シリン
ダケース51の1回転において1回だけ締付トルクを発
生させるようにしているのが一般的である。
室Hと低圧室Lとが形成された後、さらにシリンダケー
ス51を回転可能とするためには、高圧室H内の高圧油
の一部を低圧室Lへとバイパスする必要がある。上記シ
リンダケース51には、そのためのバイパス通路57が
形成されている。また上記シリンダケース51には、上
記バイパス通路57を横切るようにバルブ軸挿入孔58
が穿設されており、この挿入孔58にバルブ軸59が挿
入されている。
ている。図のように上記バルブ軸59には、上記バイパ
ス通路57を連通させる連通路60が形成されている
が、この連通路60は上記バルブ軸59の軸方向位置の
調整を行うことにより、その流路面積が変化する可変絞
りとして機能するものである。つまりこの連通路60の
流路面積を変化させることによって、上記高圧室H内で
発生するパルス状の高圧圧力のピーク圧力を調整し、こ
れにより締付トルクを制御するようにしている。例え
ば、流路面積を小さくすれば高いピーク圧力が発生し、
この結果、高い締付トルクが得られる。
さらに、所定の締付トルクが得られたときに、エアモー
タの締付動作を自動的に停止するための機構が付加され
ている。まず上記バルブ軸59の先端側の軸端部には、
リリーフ弁61が付設されている。このリリーフ弁61
は、ボール62をバネ63でもって、バルブ軸59の軸
端面に押圧、接触させた構造のものであって、上記連通
路60の作動油圧力が、バルブ軸59の軸心部に設けた
導圧路64を介して上記ボール62に作用し、上記バネ
63の力と相対向している。上記リリーフ弁61の2次
側は、上蓋に設けたシリンダ室65へと連通している。
このシリンダ室65内にはピストン66が収納されてお
り、このピストン66の動きによって、ロッド67を介
してオートシャットオフ機構(図示せず)を動作させる
ようになっている。すなわち締付動作中において、高圧
室H内に所定のピーク圧力が発生し、連通路60内の作
動油圧力が所定圧を超えたときに上記リリーフ弁61が
バネ63の力に抗して開弁し、このリリーフ弁61の開
弁によってリリーフされた作動油がシリンダ室65内へ
と流入してピストン66を押動し、ロッド67を介して
オートシャットオフ機構を動作させる。そしてこのオー
トシャットオフ機能の動作によりエアモータへのエアの
供給を停止して締付動作を停止するのである。
ルクを調整するのは、上記バルブ軸59を軸方向に移動
させ、上記連通路60の流路面積を調整すると共に、リ
リーフ弁61のバネ63のバネ力を調整することによっ
て行っている。例えば、締付トルクを大きくする場合に
は、バルブ軸59を、図5において右側に移動させ、連
通路60における絞りを大とし、高圧室H内において発
生する作動油のピーク圧力を大とすると共に、リリーフ
弁61のバネ63を短縮してバネ力を増大させ、リリー
フ圧力を高く設定するのである。
ルスレンチにおいは、締付トルクという単一の特性値を
変化させるために、高圧室H内の作動油のピーク圧力と
リリーフ弁61のバネ力との2つの特性値を変化させて
いる。この場合、バルブ軸59の移動に応じて、上記ピ
ーク圧力とバネ力とが全く同じ特性で変化するのなら問
題は生じないが、両者はある程度の相関性は有するもの
の、全く同じ特性で変化するものではない。従ってピー
ク圧力の上昇よりもバネ力の増加が著しい場合には、リ
リーフ弁61が作動せず、装置が機能し得ない事態の生
じることが予想されるし、また充分なピーク圧力が得ら
れる状態であっても、充分なバネ力が得られない場合に
は、所定のピーク圧力が得られる前にリリーフ弁61が
開弁してしまい、所望の締付トルクが得られないことに
もなる。
回避するためには、バルブ軸59においてはその各部に
非常に高い寸法精度を要し、またバネの選択にも充分な
配慮が必要であり、またその組立にも細心の注意を要す
ることになり、従って従来の油圧式パルスレンチは高価
なものにならざるを得ないという欠点がある。
になされたものであって、その目的は、簡素な構成でも
って、高精度な締付トルク制御を行うことが可能な油圧
式パルスレンチの締付制御装置を提供することにある。
パルスレンチの締付制御装置は、エアモータ11によっ
て駆動される締付トルク発生機構20を備え、この締付
トルク発生機構20はシリンダケース21と主軸22と
を有し、上記エアモータ11によって上記シリンダケー
ス21と主軸22とのいずれか一方を回転駆動し、その
他方を被締付体に係合させるべく構成し、上記シリンダ
ケース21に設けたオイルシリンダ23に作動油を充填
すると共に、上記主軸22には羽根25を装着して上記
オイルシリンダ23内に上記羽根25を相対回転可能に
配置し、上記オイルシリンダ23と羽根25との回転方
向の特定位置において、上記羽根の一方の側に上記作動
油の封じ込められる高圧室Hを、またその他方の側にそ
れよりも圧力の低い低圧室Lをそれぞれ形成することに
よって上記被締付体に締付トルクを付与すべく構成した
油圧式パルスレンチにおいて、上記高圧室Hと低圧室L
とを連通するバイパス通路27を設けると共に、このバ
イパス通路27の途中から導圧路28を分岐させ、バイ
パス通路27における導圧路28の分岐部よりも高圧室
H側に固定絞り27aを設け、上記導圧路28をリリー
フ弁31の1次側に接続すると共に、リリーフ弁31の
2次側にリリーフされる作動油圧力でもって作動するオ
ートシャットオフ機構41を設け、このオートシャット
オフ機構41を作動させてエアモータ11へのエア供給
を停止すべく構成し、さらに上記リリーフ弁31のリリ
ーフ圧力を調整するリリーフ圧調整手段43を設けてい
ることを特徴としている。
制御装置においては、上記高圧室H内に発生するピーク
圧力が所定の圧力に達し、上記導圧路28内の作動油圧
力がリリーフ弁31のリリーフ圧を超えると、リリーフ
弁31が開弁し、リリーフ弁31の2次側にリリーフさ
れる作動油圧力でもってオートシャットオフ機構41が
作動してエアモータ11へのエア供給を停止し、締付動
作が自動的に停止する。そして締付トルクを調整するの
は、リリーフ圧調整手段43によって上記リリーフ弁3
1のリリーフ圧力を調整すればよい。
制御装置においては、上記バイパス通路27における導
圧路28の分岐部よりも低圧室L側にも固定絞り27b
を設けていることを特徴としている。
制御装置においては、2つの固定絞り27a、27bの
中間圧力がリリーフ弁31に供給され、この圧力でもっ
てトルク制御が行われるので、高精度なトルク制御を行
うことが可能となる。
チの締付制御装置の具体的な実施の形態について、図面
を参照しつつ詳細に説明する。
の油圧式パルスレンチは、把持部1と、この把持部1の
上端部において前後方向に延びる本体ケーシング10と
を備えている。把持部1には、給気口2と、操作レバー
3とが設けられている。また本体ケーシング10の後部
側には、ベーン式のエアモータ11が収納され、またそ
の前部側には、締付トルク発生機構20が収納されてい
る。この締付トルク発生機構20は、エアモータ11の
ロータ12によって駆動されるものである。なお上記本
体ケーシング10の先端部からは、主軸22が導出さ
れ、その先端部にソケット(図示せず)等の取付部が形
成されている。
ものと略同様のものであって、図1に示すように、シリ
ンダケース21と、その内部に配置された主軸22とを
有し、上記シリンダケース21はエアモータ11のロー
タ12によって回転駆動されるようになっており、また
上記主軸22の先端部はボルトやナット等の被締付体に
係合するようになっている。上記シリンダケース21の
内側にはオイルシリンダ23が形成されているが、その
断面形状は、主軸22の回転中心からやや偏心した位置
に並設された一対の円弧を楕円状に滑らかに連設した形
状となされている。そして上記オイルシリンダ23の内
周面の略4等分位置にはそれぞれ軸方向に延びるシール
部23a、23b、23c、23dが形成されている。
なお図示しないが、このオイルシリンダ23内には作動
油が充填されている。一方上記主軸22の基端部は、上
記オイルシリンダ23内に挿入、配置されると共に、当
該部分に羽根溝24が形成され、この羽根溝24内に一
対の羽根25、25が摺動自在に配置されている。これ
ら羽根25、25は、バネ26(図2及び図3)によっ
て径方向外方へと突出するように付勢され、これにより
各羽根25、25の先端部が上記オイルシリンダ23の
内周壁に摺接している。また上記主軸22においては、
上記各羽根25、25と直交する位置にシール部22
a、22bが形成されている。
アモータ11によってシリンダケース21が回転駆動さ
れると、主軸22とオイルシリンダ23との相対回転位
置が変化するが、オイルシリンダ23の各シール部23
a、23b、23c、23dに、上記主軸22の各シー
ル部22a、22bと各羽根25、25の先端部とが、
図示するように全て接触するような特定位置に至ると、
上記各羽根25、25の一方の側に作動油が封じ込めら
れ、この部分に高圧室Hが形成される。上記羽根25、
25の上記とは反対の側には作動油の封じ込めは生じ
ず、この部分は上記よりも圧力の低い低圧室Lとなる。
そしてこのように圧力が封じ込められることにより、パ
ルス状に高圧圧力が発生し、これが主軸22に作用して
被締付体に締付トルクとして付与される。なお上記シリ
ンダケース21の1回転において1回だけ締付トルクを
発生させるようにしているのは従来同様である。
低圧室Lとを結ぶようにバイパス通路27が形成されて
いるが、このバイパス通路27は、一対の固定絞り27
a、27bと導圧路28の一部とによって構成されてい
る。つまり、導圧路28は、図3に示すようにシリンダ
ケース21の軸方向に延びる態様で形成されており、ま
た図1に示すように、この導圧路28と高圧室Hとを結
ぶように細径通路が固定絞り27aとして形成されると
共に、さらにこの導圧路28と低圧室Lとを結ぶように
細径通路が固定絞り27bとして形成されているのであ
る。そして上記導圧路28は、図3に示すように、さら
にオイルシリンダ23の上蓋29へと導かれており、そ
の上蓋29内部において、リリーフ弁31の1次側に接
続されている。このリリーフ弁31は、ボール32とバ
ネ33とを有し、上記導圧路28の開口部に上記ボール
32をバネ33の力で押圧、接触させることによって構
成されている。
部の位置には、シリンダ室35が形成されており、この
シリンダ室35は上記リリーフ弁31の2次側、つまり
上記バネ33の配置されたバネ室34に連通している。
そしてこのシリンダ室35にピストン36が配置されて
おり、このピストン36にロッド37が連結されてい
る。ロッド37は、上記エアモータ11のロータ12の
軸心部を貫通してその後端側へと延びるものであって、
図2に示すように、その後端部はボール弁38に当接し
ている。ボール弁38は、バネ39でもってボール40
と共に、上記ロッド37を先端側へと押圧、付勢してい
るものであり、バネ39の力に抗してボール40が押動
されたときに開弁し、これによりエアをオートシャット
オフ機能41へと供給し、オートシャットオフ機能41
を作動させるのである。
説明すると、図3のように、このリリーフ弁31は、そ
の1次ポート42、ボール32、バネ33が上記上蓋2
9の径方向に並設された構造のものであり、上記バネ3
3はプラグ43によって上記1次ポート42に押し付け
られている。このプラグ43は、リリーフ圧調整手段と
なるものであって、上記上蓋29に、その径方向に進退
可能に螺着され、上蓋29の径方向外方から操作可能と
なっている。つまり、上記プラグ43をねじ込むことで
上記バネ33のバネ力を増加してリリーフ弁31のリリ
ーフ圧を高くする一方、上記プラグ43を緩めることで
上記バネ33のバネ力を低下してリリーフ弁31のリリ
ーフ圧を低くし得るようなされている。そして上記プラ
グ43を本体ケーシング10の外方から操作可能なよう
に、上記本体ケーシング10の対応位置には、操作孔4
4が形成されている。なお45は、上記プラグ43の非
操作時に上記操作孔44を閉鎖するための栓体である。
ついて説明する。まず操作レバーの操作によりエアモー
タ11が回転すると、シリンダケース21も回転し、こ
のシリンダケース21の回転毎に締付トルクが発生し、
ボルトやナット等の被締付体の締付が行われる。締付の
進行に従って、高圧室H内で発生するピーク圧力が上昇
し、これと共に上記導圧路28内でのピーク圧力も上昇
する。そしてこのピーク圧力が所定の圧力を超えると、
上記リリーフ弁31は、バネ33の力に抗して開弁し、
そのバネ室34へとリリーフした作動油圧力でもってシ
リンダ室35内のピストン36を押動する。これによ
り、ロッド37の移動、ボール弁38の開弁、オートシ
ャットオフ機構41の作動が順番に生じ、このオートシ
ャットオフ機構41の作動によってエアモータ11への
エアの供給が停止され、締付動作が自動的に停止され
る。このように上記油圧式パルスレンチにおいては、高
圧室H内において生じるピーク圧力が所定の圧力になっ
たときに自動的に締付動作が停止される結果、一定の締
付トルクでもって締付作業を行うことが可能となる。
締付トルクの設定値を変更するのは、上記リリーフ弁3
1のバネ33のバネ力を調整すればよい。すなわち、上
記バネ33を押圧しているプラグ43のねじ込み位置を
調整し、バネ33の長さを調整することで、リリーフ弁
31のリリーフ圧を変化させればよいのである。
設定トルクを調整するため、従来のように高圧室H内に
生じるピーク圧力とリリーフ圧力の2つの特性を調整す
るのではなく、リリーフ弁31のリリーフ圧力だけを調
整すればよいので、簡素な構成でもって高精度な締付ト
ルク制御を行うことが可能となる。
付制御装置の実施形態について説明したが、この発明の
油圧式パルスレンチの締付制御装置は上記実施形態に限
られるものではなく、種々変更して実施可能である。例
えば上記においては、リリーフ弁31の動作により、ピ
ストン36、ロッド37等を介してオートシャットオフ
機構41を動作させたが、これは他の公知の手法に置換
可能である。
御装置においては、締付トルクの調整を行うには、リリ
ーフ弁のリリーフ圧力だけを調整すればよいので、簡素
な構成でもって高精度な締付トルク制御を行うことが可
能となる。
制御装置においては、2つの固定絞りの中間圧力でもっ
てトルク制御が行われるので、一段と高精度なトルク制
御を行うことが可能となる。
の概略構成図である。
形態を示す全体縦断面図である。
を示す部分縦断面図である。
す横断面図である。
す縦断面図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 エアモータ(11)によって駆動される
締付トルク発生機構(20)を備え、この締付トルク発
生機構(20)はシリンダケース(21)と主軸(2
2)とを有し、上記エアモータ(11)によって上記シ
リンダケース(21)と主軸(22)とのいずれか一方
を回転駆動し、その他方を被締付体に係合させるべく構
成し、上記シリンダケース(21)に設けたオイルシリ
ンダ(23)に作動油を充填すると共に、上記主軸(2
2)には羽根(25)を装着して上記オイルシリンダ
(23)内に上記羽根(25)を相対回転可能に配置
し、上記オイルシリンダ(23)と羽根(25)との回
転方向の特定位置において、上記羽根の一方の側に上記
作動油の封じ込められる高圧室(H)を、またその他方
の側にそれよりも圧力の低い低圧室(L)をそれぞれ形
成することによって上記被締付体に締付トルクを付与す
べく構成した油圧式パルスレンチにおいて、上記高圧室
(H)と低圧室(L)とを連通するバイパス通路(2
7)を設けると共に、このバイパス通路(27)の途中
から導圧路(28)を分岐させ、バイパス通路(27)
における導圧路(28)の分岐部よりも高圧室(H)側
に固定絞り(27a)を設け、上記導圧路(28)をリ
リーフ弁(31)の1次側に接続すると共に、リリーフ
弁(31)の2次側にリリーフされる作動油圧力でもっ
て作動するオートシャットオフ機構(41)を設け、こ
のオートシャットオフ機構(41)を作動させてエアモ
ータ(11)へのエア供給を停止すべく構成し、さらに
上記リリーフ弁(31)のリリーフ圧力を調整するリリ
ーフ圧調整手段(43)を設けていることを特徴とする
油圧式パルスレンチの締付制御装置。 - 【請求項2】 上記バイパス通路(27)における導圧
路(28)の分岐部よりも低圧室(L)側にも固定絞り
(27b)を設けていることを特徴とする請求項1の油
圧式パルスレンチの締付制御装置。
Priority Applications (6)
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KR (1) | KR20010024714A (ja) |
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