JP2001205572A - オイルパルス回転工具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 好適な緩衝作用の確保とエネルギー効率の向
上とを可能とする。 【解決手段】 ハンマー１３の内周には凹溝１４，１４
が、スピンドル１１の外面にはＶ字状のカム溝１５，１
５が夫々凹設されて、各凹溝１４とカム溝１５との間に
は、ボール１６が夫々両溝に跨って嵌入されている。１
７はハンマー１３を前方へ付勢するコイルバネである。
又、ハンマー１３は、係合凹部１８，１８と係合爪２
１，２１との嵌合によってアンビル１９と回転方向で一
体に連結され、アンビル１９は、オイルユニット２３の
本体２４と一体に連結されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、オイルパルスドラ
イバやオイルパルスレンチ等、オイルパルス発生器によ
って大きなトルクを断続的に発生させるオイルパルス回
転工具に関する。

【０００２】

【従来の技術】上記オイルパルス回転工具（以下「回転
工具」という）は、ハウジング内に、モータと、モータ
から減速機構を介してトルク伝達されるオイルパルス発
生器とを有しており、オイルパルス発生器が出力軸に大
きなトルクを瞬間的に発生させる。このような回転工具
では、減速機構とオイルパルス発生器とが直結されてい
ることから、オイルパルス発生時の衝撃がダイレクトに
減速機構側へ伝わり、ギヤ等の摩耗や作業者への不快感
を生じさせる。よって、実開平７−３１２８１号公報に
は、遊星歯車減速機構のインターナルギヤを回動自在に
設けて、インターナルギヤへ当接させた押圧部材を付勢
手段としてのコイルバネにより固定することで、コイル
バネによる押圧力を超える負荷が加わった場合には、イ
ンターナルギヤを空転させて衝撃を吸収する緩衝機構が
開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記緩衝機構は、押圧
部材又はインターナルギヤの一方に、両端がテーパ面の
嵌合溝が、他方に嵌合溝に嵌合するボールが夫々設けら
れて、コイルバネの付勢に抗してボールがテーパ面に乗
り上がることでインターナルギヤの空転を許容する構造
であるから、嵌合溝の深さやテーパ面の角度に制限を受
けやすく、緩衝作用の設定に自由度が小さかった。又、
緩衝のみを目的としており、コイルバネの押圧力はイン
ターナルギヤの固定にしか働かないものとなっていた。

【０００４】そこで、請求項１に記載の発明は、好適な
緩衝作用が得られるのに加えて、緩衝作用の設定の自由
度が大きく、更には付勢手段を出力トルクの増大にも利
用してしてエネルギー効率の向上にも寄与できるオイル
パルス回転工具を提供することを目的としたものであ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載の発明は、前記スピンドルとオイル
パルス発生器との間に、前記オイルパルス発生器と同軸
で一体回転可能且つ軸方向へ移動可能な連結体を設け、
前記連結体に前記スピンドルを遊挿させる一方、前記連
結体を前記オイルパルス発生器側へ付勢する付勢手段を
設け、前記スピンドルの外面と前記連結体の内面との間
に、両者に跨ってボールを嵌合させると共に、前記外面
と内面との何れか一方の前記ボールの嵌合部分を、前記
スピンドルの軸方向から傾斜するカム溝として、前記ス
ピンドルと連結体との間に回転速度の差が生じた際に
は、前記ボールの前記カム溝内での相対移動により、前
記連結体の後退と前記スピンドルの空転とを可能とした
ことを特徴とするものである。請求項２に記載の発明
は、請求項１の目的に加えて、連結体の動作性を良好と
するために、ハウジングの内側で連結体を軸支したもの
である。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。 《形態１》図１は、オイルパルス回転工具の一例である
オイルパルスドライバの一部縦断面図を示すもので、オ
イルパルスドライバ１において、ハウジング２の後部
（図１の左側を後方として説明する。以下同じ）にはモ
ータ３が内蔵され、モータ３の前方には遊星歯車減速機
構５が配置される。遊星歯車減速機構５は、ギヤハウジ
ング６にボールベアリング７を介して軸支されるキャリ
ア８を、モータ３の出力軸４に固着されるピニオンギヤ
９に外装させ、キャリア８が軸支する複数の遊星歯車１
０，１０・・をピニオンギヤ９に噛合させてなり、キャ
リア８の前方には出力軸４と同軸でスピンドル１１が突
設されている。１２は、ギヤハウジング６内で固定され
る遊星歯車１０，１０・・のインターナルギヤである。

【０００７】又、スピンドル１１の前方には、連結体と
してのハンマー１３及びアンビル１９が同軸で配置さ
れ，スピンドル１１はハンマー１３を貫通し、先端をア
ンビルの有底孔２０に遊挿させている。ハンマー１３の
内面には、前方側から軸方向に一対の凹溝１４，１４が
形成され、対するスピンドル１１の外面には、尖端を前
方へ向けたＶ字状のカム溝１５，１５が一対凹設され
て、各凹溝１４とカム溝１５との間には、ボール１６が
夫々両溝に跨って嵌入されている。１７は、ハンマー１
３とキャリア８との間に配されてハンマー１３を前方へ
付勢するコイルバネである。更に、ハンマー１３の前端
には、一対の係合凹部１８，１８が、アンビル１９の後
端には、係合凹部１８，１８に夫々嵌合する一対の係合
爪２１，２１が夫々形成されて、コイルバネ１７の付勢
により、ハンマー１３とアンビル１９とは、係合凹部１
８と係合爪２１との嵌合によって回転方向で一体化して
いる。２２は、アンビル１９の有底孔２０に収容される
ボールで、スピンドル１１の先端が当接してスピンドル
１１の摩擦を抑える作用を奏する。

【０００８】そして、アンビル１９の前方には、オイル
パルス発生器としてのオイルユニット２３が同軸で配置
され、アンビル１９と一体に連結されている。このオイ
ルユニット２３は、アンビル１９と固定される本体２４
と、本体２４の前方に突出する出力軸２５とを備え、所
定のトルクまでは本体２４と出力軸２５とが一体に回転
し、所定のトルクを超える負荷が出力軸２５に加わって
本体２４との回転にずれが生じると、本体２４内部で蓄
圧された作動油の油圧により出力軸２５へ大きなトルク
が伝達される周知の構成を有する。このオイルユニット
２３の出力軸２５は、ボールベアリング２６に軸支され
てハウジング２の前方へ突出し、先端にビットを着脱可
能なチャック２７を備えている。

【０００９】以上の如く構成されたオイルパルスドライ
バ１においては、図１のように前方へ付勢されるハンマ
ー１３とアンビル１９とが連結される位置では、ボール
１６，１６は凹溝１４，１４の最後部、カム溝１５，１
５の尖端に位置する。よって、スピンドル１１は、ボー
ル１６，１６を介してハンマー１３と回転方向で一体と
なり、アンビル１９を介してオイルユニット２３とも一
体となる。ここでモータ３を駆動させると、遊星歯車減
速機構５を介して減速されたトルクがスピンドル１１を
回転させ、スピンドル１１と一体的にハンマー１３、ア
ンビル１９、オイルユニット２３が回転（ここでは前方
へ向かって右回転）し、出力軸２５に装着したビットを
回転させてネジ締め等が可能となる。そして、締付作業
につれて出力軸２５への負荷が高まり、オイルユニット
２３の本体２４の回転より出力軸２５の回転が遅れるよ
うになると、オイルユニット２３が油圧による衝撃力を
発生させ（オイルパルス）、この衝撃力を出力軸２５へ
断続的に与えるため、増し締めが可能となる。

【００１０】このオイルパルスの発生時に、出力軸２５
の回転の低下に連れて回転が低下しようとする本体２４
やハンマー１３、アンビル１９と、等速で回転しようと
するスピンドル１１との間にギャップが生じる。しか
し、図２の如く、スピンドル１１とハンマー１３との間
のボール１６，１６が、カム溝１５，１５の傾斜部分に
沿って相対的に後退し、ハンマー１３をコイルバネ１７
の付勢に抗して後退させることで、スピンドル１１の空
転を許容するため、この動作によりギャップを吸収でき
る。オイルパルスが発生してギャップが解消されると、
コイルバネ１７の付勢によりハンマー１３は前進すると
共に、ボール１６，１６がカム溝１５，１５の傾斜部分
に沿って尖端まで前進し、元の図１の位置に復帰する。
このハンマー１３の前進時には、ボール１６，１６のカ
ム溝１５，１５に沿った前進によってハンマー１３及び
アンビル１９にスピンドル１１の回転方向へトルクが生
じるため、このトルクがオイルユニット２３に加わるこ
とになる。

【００１１】よって、ハンマー１３はオイルパルスの発
生の度に後退と前進とを行うことになるが、このストロ
ークでも係合凹部１８と係合爪２１との嵌合は維持され
るように両者の軸方向の長さが設定されているため、ス
ピンドル１１とオイルユニット２３との連結が解除され
ることはない。同様に、カム溝１５，１５のリード及び
傾斜部分の長さは、ハンマー１３の最後退位置でもボー
ル１６がカム溝１５の後端へ到達しないように設定され
ている。尚、モータ３が逆回転の時はスピンドル１１も
上記と逆回転し、カム溝１５の反対側の傾斜部分でボー
ル１６が移動することになる。

【００１２】このように上記形態によれば、ハンマー１
３の後退とスピンドル１１の空転とによってオイルパル
ス発生時の衝撃を緩衝し、遊星歯車減速機構５やモータ
３側への反動を防止することができる。よって、ギヤの
摩耗やモータの焼損がなくなり、オイルパルスドライバ
１の耐久性が向上すると共に、作業者の使用感も良好と
なる。又、衝撃をエネルギーとしてコイルバネ１７に蓄
えて、タイミング良く放出可能となるので、オイルパル
ス発生時の出力トルクが増大し、エネルギー効率も良く
なって消費電力の節約にも繋がる。更に、インターナル
ギヤ１２を利用せずに、オイルユニット２３の前段でス
ピンドル１１とハンマー１３との間でカム溝１５やボー
ル１６等の緩衝機構を設けたことで、カム溝１５のリー
ドやハンマー１３のストロークを簡単に調整でき、緩衝
作用の設定の自由度を大きくすることができる。

【００１３】《形態２》次に、本発明の他の形態を説明
する。尚、形態１と同じ符号は同じ構成部であるため、
重複する説明は省略する。図３は、オイルパルス回転工
具としてのアングルオイルパルスレンチ３０の一部縦断
面図で、モータ３からスピンドル１１までの構成は上記
形態１と同じで、ハンマー３１とスピンドル１１との連
結も、ハンマー３１の凹溝３２，３２とスピンドル１１
のカム溝３３，３３との間に嵌合されるボール３４，３
４によってなされるが、ハンマー３１は、オイルユニッ
ト２３の本体２４に嵌着される筒状のアンビル３６の後
方（本形態２では左側を前方として説明する）から遊挿
され、図４に示すように、ハンマー３１の外周へ軸方向
に凹設された凹部３５，３５・・と、アンビル３６の内
周へ後端から軸方向に凹設された凹溝３７，３７・・と
の間に跨って嵌入されたボール３８，３８・・によっ
て、アンビル３６と互いに一体回転且つ軸方向へスライ
ド可能に連結されている。又、アンビル３６は、ハウジ
ング２に嵌挿されるスリーブ３９内でニードルベアリン
グ４０によって軸支されている。尚、ここでは、オイル
ユニット２３の出力軸２５はベベルギヤ４１に連結さ
れ、その前方で直交状に軸支されるスピンドル４２と一
体のベベルギヤ４３と噛合して、トルクを直交状に出力
可能としている。

【００１４】以上の如く構成されたアングルオイルパル
スレンチ３０においては、コイルバネ１７によってハン
マー３１が前方へ付勢される図３の位置では、スピンド
ル１１はボール３４，３４を介してハンマー３１と回転
方向で一体となり、アンビル３６を介してオイルユニッ
ト２３とも一体となる。ここでモータ３を駆動させる
と、遊星歯車減速機構５を介してスピンドル１１及びハ
ンマー３１、アンビル３６、オイルユニット２３が一体
に回転（前方へ向かって右回転）し、出力軸２５からベ
ベルギヤ４１，４３を介してスピンドル４２を回転させ
る。そして、スピンドル４２への負荷が高まり、オイル
ユニット２３がオイルパルスを発生させると、図５の如
く、スピンドル１１とハンマー３１との間のボール３
４，３４がカム溝３３，３３の傾斜部分に沿って相対的
に後退することで、ハンマー３１をコイルバネ１７の付
勢に抗して後退させ、スピンドル１１を空転させるた
め、形態１と同様に衝撃を吸収できる。尚、ハンマー３
１の前進時にトルクを生じさせてオイルユニット２３の
出力トルクを増大させるのも形態１と同様である。

【００１５】よって、形態２においても、ハンマー３１
の後退とスピンドル１１の空転とによってオイルパルス
発生時の衝撃を緩衝し、遊星歯車減速機構５やモータ３
側への反動を防止したことで、ギヤの摩耗やモータ３の
焼損もなくなり、耐久性が向上すると共に、作業者の使
用感も良好となる。又、出力トルクの増大と消費電力の
節約に加えて、緩衝機構の位置による自由度も大きくな
る。特にこの形態では、ハンマー３１とアンビル３６と
の連結をボール３８によって行っているから、オイルパ
ルス発生時のハンマー３１の軸方向のスライドがスムー
ズに行える。又、ハウジング２の内側でアンビル３６を
ニードルベアリング４０で軸支しているため、ハンマー
３１やアンビル３６に軸のブレが生じることがなく、動
作性が良好となる。

【００１６】尚、上記形態１，２では、連結体としてハ
ンマーとアンビルとを採用しているが、アンビルをなく
して、ハンマーをオイルユニットの本体に直接連結させ
ることもできる。但しその場合は、キー結合やスプライ
ン結合等で本体に対してハンマーを軸方向へスライド可
能とする必要がある。又、カム溝はスピンドルの外面に
形成しているが、カム溝のＶ字の尖端を後方へ向けれ
ば、上記形態１，２と逆にカム溝をハンマーの内面に設
けても同じ作用が得られる。更に、上記形態２では、ア
ンビルにハンマーが遊挿する構造となっているが、これ
と逆に、アンビルにハンマーが外装する構造とすること
もできる。更に、アンビルをニードルベアリングで軸支
しているが、アンビルがない場合やアンビルとの連結構
造によっては、ハンマーをニードルベアリング等で軸支
すれば良い。

【００１７】

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、オイル
パルス発生時の衝撃を緩衝し、減速機構やモータ側への
反動を防止することができる。よって、ギヤの摩耗やモ
ータの焼損がなくなり、オイルパルス回転工具の耐久性
が向上すると共に、作業者の使用感も良好となる。又、
衝撃をエネルギーとして付勢手段に蓄えて、タイミング
良く放出可能となるので、オイルパルス発生時の出力ト
ルクが増大し、エネルギー効率も良くなって消費電力の
節約にも繋がる。更に、インターナルギヤを利用せず
に、オイルユニットの前段でスピンドルと連結体との間
にカム溝やボール等の緩衝機構を設けたことで、カム溝
のリードや連結体のストロークを簡単に調整でき、緩衝
作用の設定の自由度を大きくすることができる。請求項
２に記載の発明によれば、請求項１の効果に加えて、ハ
ウジングの内側で連結体を軸支したことで、連結体に軸
のブレが生じることがなく、動作性が良好となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】形態１のオイルパルスドライバの一部縦断面図
である。

【図２】形態１のオイルパルスドライバの一部縦断面図
である（オイルパルス発生時）。

【図３】形態２のアングルオイルパルスレンチの一部縦
断面図である。

【図４】ハンマーとアンビル部分の断面説明図である。

【図５】形態２のアングルオイルパルスレンチの一部縦
断面図である（オイルパルス発生時）。

【符号の説明】

１・・オイルパルスドライバ、２・・ハウジング、３・
・モータ、５・・遊星歯車減速機構、１１・・スピンド
ル、１３，３１・・ハンマー、１４，３２・・凹溝、１
５，３３・・カム溝、１６，３４・・ボール、１７・・
コイルバネ、１８・・係合凹部、１９，３６・・アンビ
ル、２１・・係合爪、２３・・オイルユニット、３０・
・アングルオイルパルスレンチ、４０・・ニードルベア
リング。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハウジング内に、モータと、モータから
   トルク伝達される減速機構と、その減速機構のスピンド
   ルの前方へ同軸に配置され、前記スピンドルからトルク
   伝達されるオイルパルス発生器とを内蔵したオイルパル
   ス回転工具であって、 前記スピンドルとオイルパルス発生器との間に、前記オ
   イルパルス発生器と同軸で一体回転可能且つ軸方向へ移
   動可能な連結体を設け、前記連結体に前記スピンドルを
   遊挿させる一方、前記連結体を前記オイルパルス発生器
   側へ付勢する付勢手段を設け、前記スピンドルの外面と
   前記連結体の内面との間に、両者に跨ってボールを嵌合
   させると共に、前記外面と内面との何れか一方の前記ボ
   ールの嵌合部分を、前記スピンドルの軸方向から傾斜す
   るカム溝として、前記スピンドルと連結体との間に回転
   速度の差が生じた際には、前記ボールの前記カム溝内で
   の相対移動により、前記連結体の後退と前記スピンドル
   の空転とを可能としたことを特徴とするオイルパルス回
   転工具。
2. 【請求項２】 ハウジングの内側で連結体を軸支した請
   求項１に記載のオイルパルス回転工具。