JP2004122335A

JP2004122335A - 打撃トルク発生装置を備えたトルクレンチにおける衝撃吸収機構

Info

Publication number: JP2004122335A
Application number: JP2002293452A
Authority: JP
Inventors: Hirokazu Teramoto; 寺本　弘和
Original assignee: Uryu Seisaku Ltd
Current assignee: Uryu Seisaku Ltd
Priority date: 2002-10-07
Filing date: 2002-10-07
Publication date: 2004-04-22
Anticipated expiration: 2022-10-07
Also published as: JP4195270B2

Abstract

【課題】打撃トルク発生装置を備えたトルクレンチにおいて、打撃トルクが発生し、その回転を急速に停止する時の反力を吸収することができる衝撃吸収機構を提供することを目的とする。
【解決手段】打撃トルク発生装置３を備えたトルクレンチにおいて、減速装置２の遊星ギヤ２３と噛合するインターナルギヤ８３と、ギヤケース８１との間にクラッチを介在し、打撃トルク発生時の反力を前記クラッチを切ることにより吸収するようにしたことを特徴とする。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、打撃トルク発生装置を備えたトルクレンチに関し、特に、打撃トルク発生時の反力を吸収する衝撃吸収機構に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図５〜図６に従来の打撃トルク発生装置を備えたトルクレンチを示す。
【０００３】
このトルクレンチ１は、電動式の例を示し、本体のハンドル部１１に着脱自在に装着される乾電池パック４内の蓄電池Ｖを電源とするとともに、トリガーハンドル１５を引くことによってオンとなるスイッチユニット１６を介して給電される電動機２０を回転動力源とする電池電源型の電動式のもので、そのハウジング１０の後部には、トリガーハンドル１５の引き具合に応じた出力を出すスイッチユニット１６内のスピードコントロールモジュールの出力に応じて、電動機２０の回転数をデューティ比の変化で制御するドライブ回路と、締付トルクが設定値に達した時に電動機２０への通電を遮断するシャットオフ回路ブロックＳＢとが納められている。
なお、１７は電動機２０の回転方向を切り換えるための正逆切換スイッチ、１８はシャットオフ回路ブロックＳＢの動作を有効とするか無効とするかを切り換えることによって、トルクコントロールを行うか行わないかを切り換えるための切換スイッチである。
【０００４】
上記ハウジング１０の先端には、電動機２０の回転を減速する減速装置２と、オイルパルスインパクトを出力軸５に与える油圧打撃トルク発生装置３とが納められている。
【０００５】
減速装置２は、電動機２０の出力軸に固定された太陽ギヤ２１と、ハウジング１０に固定されたモータ取付台１２の内周面に固定されているインターナルギヤ２２、太陽ギヤ２１とインターナルギヤ２２とに噛み合う複数個の遊星ギヤ２３、そして遊星ギヤ２３を支持しているキャリア２４とからなる遊星機構で構成されたもので、軸受２８，２８によって支持されたキャリア２４は、中空の連結軸２５を備えている。
【０００６】
油圧打撃トルク発生装置３は、筒状で内面形状が繭形に形成されたライナー３０と、ライナー３０の外周を囲んでいるジャケット３１、ライナー３０の両端を閉じているエンドプレート３２，３３、出力軸５のライナー３０で囲まれた部分に取り付けられたベーン５０，５０及びライナー３０の内部空間に充填された作動油とから構成されている。
【０００７】
エンドプレート３３は、減速装置２のキャリア２４の連結軸２５に嵌合連結される連結部を備えており、原動機２０の減速出力によってライナー３０が回転駆動されるようになっている。
そして、油圧打撃トルク発生装置３は、従来の油圧打撃トルク発生装置と同様に、電動機２０の減速出力によってライナー３０が回転すると、出力軸５のベーン５０及びシール面と、ライナー３０のシール面とが一致する度に、ライナー３０の回転が作動油を介して回転軸５に伝達されるように構成されている。
【０００８】
この場合において、ベーン５０の両側に位置する２室のうち、一方はライナー３０の回転で容積が小さくなり、他方は容積が大きくなるために、前者の室内の作動油は高圧となり、後者の室内の作動油は低圧となる。
そして、高圧となった作動油の圧力の値は、出力軸５でボルトやナットの締付及び緩めを行う時の締付トルクに応じたものとなるために、作動油の圧力値を検出することによってトルクコントロールを行えるものである。
【０００９】
このトルクコントロールは、ライナー３０内に配した調整軸４０とリリーフバルブ４７、エンドプレート３３に配したピストン６０、減速装置２における中空の連結軸２５内に配したロッド６１、連結軸２５の外周面に配し、ロッド６１に連動するスリーブ６３、軸６５で支持したレバー６６、レバー６６によって開閉される検知スイッチ１９及びシャットオフ回路で構成されている。
図中６２はロッド６１とスリーブ６３とを連動させるためのピン、６４はスリーブ６３を付勢しているバネ、６７はレバー６６を付勢しているバネであり、これらのバネ６４，６７により、キャリア２４とともに回転するスリーブ６３と回転しないレバー６６とが、通常時非接触状態を保つように構成されている。
【００１０】
調整軸４０は、ライナー３０における２つのシール面のうちの一方の両側に形成されている一対のポート間を連通する環状の溝４１を外周面に備えるとともに、この溝４１の一端につながり、かつ他端が調整軸４０の端面に至る通孔４２を備えたもので、通孔４２の端面にバネ４８により付勢されたリリーフバルブ４７を当接し、通孔４２を閉じるようにする。
そして、リリーフバルブ４７が配設された部分は、エンドプレート３３に穿設された連通孔３９を通じて、エンドプレート３３と出力軸５の端面との間で、かつピストン６０の一端面が露出する室内に連通している。
【００１１】
シャットオフ回路ブロックＳＢは、図７に示すように、ＲＳフリップフロップからなるラッチ回路Ｌと、トランジスタＱ、常閉型のリレーＲｙで構成し、検知スイッチ１９は、ラッチ回路Ｌにおけるセット端子Ｓに接続する。
なお、ラッチ回路Ｌは、イネーブル端子Ｅがハイレベルでリセット端子Ｒがローレベルの時に出力端子Ｏをハイインピーダンスに、イネーブル端子Ｅがハイレベルでリセット端子Ｒがローレベルの時に出力端子Ｏをローレベルに、イネーブル端子Ｅ及びリセット端子Ｒがハイレベルでセット端子Ｓがローレベルの時に出力端子Ｏをハイレベルに、そして、イネーブル端子Ｅ、リセット端子Ｒ及びセット端子Ｓがハイレベルの時に出力端子Ｏの出力レベルをそれ以前の状態にラッチするものである。
【００１２】
そして、トリガーハンドル１５を引いてスイッチユニット１６をオンにすれば、電動機２０は正逆切換スイッチ１７と、リレーＲｙにおける常閉接点ＮＣを通じて蓄電池パック４の電池Ｖに接続されて回転を始める。
この時、同時に電源が入るラッチ回路Ｌは、そのリセット端子Ｒ入力が抵抗ＲとコンデンサＣ１とによる遅延回路のために初期はローレベルであるがすぐにハイレベルとなり、検知スイッチ１９がオフであってセット端子Ｓ入力がハイレベルであることから、トランジスタＱのベースに接続された出力端子Ｏはローレベルであるとともに、リセット端子Ｒ入力のハイレベルへの移行に伴ってラッチ状態となり、ローレベルを保持する。
したがって、トランジスタＱはオフ、リレーＲｙは常閉位置にある。
【００１３】
そして、レンチの作動時、高圧となった作動油は、高圧側から一方のポート、調整軸４０の溝４１及び他方のポートを通って低圧側に流れようとするが、この流れの一部が通孔４２に入ってリリーフバルブ４７を押圧するものであり、この押圧力がバネ４８の付勢力に打ち勝った時点でリリーフバルブ４７が開いて作動油がピストン６０側へと流れ、ピストン６０を押圧する。
これにより、ピストン６０はロッド６１を後退させ、ロッド６１とともにバネ６４の付勢に抗して後退するスリーブ６３は、レバー６６を回動させて検知スイッチ１９を切り換える。
そして、検知スイッチ１９が切り換えられると、シャットオフ回路ブロックＳＢが電動機２０への通電を遮断するとともに、この遮断状態を保持する。
【００１４】
なお、調整軸４０はライナー３０の一端を閉じているエンドプレート３２に螺合し、その進退によって設定されるリリーフ圧を調整することができるものとなっている。
【００１５】
そして、締付トルクが設定した値に達したことにより検知スイッチ１９が切り換えられてオンになれば、周知の方法により、電動機２０への通電が遮断されると同時に、電動機２０は短絡して発電制動状態となり、その回転を急速に停止する。
【００１６】
【特許文献１】
特開平６−３１２３８１号公報
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来の打撃トルク発生装置を備えたトルクレンチでは、打撃トルクが発生し、その回転を急速に停止する時に、その反力が遊星ギヤからインターナルギヤを介してハンドル部に伝わり作業者の負担となっていた。
また、長時間の使用によっては腱鞘炎など健康に被害をもたらす等の問題があった。
【００１８】
本発明は、上記従来の打撃トルク発生装置を備えたトルクレンチの有する問題点に鑑み、打撃トルク発生装置を備えたトルクレンチにおいて、打撃トルクが発生し、その回転を急速に停止する時の反力を吸収することができる衝撃吸収機構を提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の打撃トルク発生装置を備えたトルクレンチにおける衝撃吸収機構は、打撃トルク発生装置を備えたトルクレンチにおいて、減速装置の遊星ギヤと噛合するインターナルギヤと、ギヤケースとの間にクラッチ機構を介在し、打撃トルク発生時の反力を前記クラッチ機構を切ることにより吸収するようにしたことを特徴とする。
【００２０】
この打撃トルク発生装置を備えたトルクレンチにおける衝撃吸収機構は、打撃トルクの発生によって生じる反力を、減速装置の遊星ギヤと噛合するインターナルギヤとギヤケースとの間に介在したクラッチ機構を切ることにより吸収する。
【００２１】
この場合において、クラッチ機構を、円錐クラッチ機構とすることができる。
【００２２】
これにより、スペースの限られた小型のトルクレンチでもクラッチ機構を組み込むことができる。
【００２３】
また、クラッチ機構を、平面クラッチ機構とすることができる。
【００２４】
これにより、インターナルギヤの両側面を挟持したクラッチ機構とすることができるからより確実にクラッチ機構を切ることができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の打撃トルク発生装置を備えたトルクレンチにおける衝撃吸収機構の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２６】
図１〜図３に、本発明の打撃トルク発生装置を備えたトルクレンチにおける衝撃吸収機構の第１実施例を示す。
【００２７】
この衝撃吸収機構を備えたトルクレンチ７９は、従来例と同様の機構によって、ボルトやナットを締め付けるもので、そのトルク発生には従来同様、油圧打撃トルク発生装置３によってなされ、締付トルクが設定した値に達したことにより打撃トルクが発生し、その回転を急速に停止する。
【００２８】
本発明の衝撃吸収機構８０は、図３に示すとおり、内周面をテーパ角度βに形成し、ケーシング１０に固定して取り付けられるギヤケース８１と、外周面をテーパ角度βに形成し、内周面をテーパ角度αに形成したブレーキシュ８２と、外周面をテーパ角度αに形成し、内周面を遊星ギヤ２３と噛合するギヤを形成したインターナルギヤ８３を主構成部品としている。
【００２９】
そして、遊星ギヤ２３の回転を打撃トルク発生装置３側に伝達するキャリア２４を軸止する軸受２８を嵌入する軸受嵌入孔８８を軸心中央に形成したモータ取付台８６には、軸受嵌入孔８８より外周上に複数のスプリング挿入孔８７を形成し、スラスト板８４のスプリング受面８４ａに該スプリング挿入孔８７に挿入したスプリング８５を当接せしめ、スラスト板８４のギヤ当接面８４ｂによりインターナルギヤ８３の外周面とブレーキシュ８２の内周面とを当接する円錐型クラッチ機構を採用する。
【００３０】
この場合、インターナルギヤ８３の外周面とブレーキシュ８２の内周面の接触により生じるスベリトルクの設定は、モータ取付台８６に複数個形成したスプリング挿入孔８７に挿入するスプリング８５の数の増減やスプリング８５のバネ定数の変更によって調整する。
ブレーキシュ８２は、その外周面がギヤケース８１の内周面と同じ傾斜角度βをもって構成されており、ギヤケース８１に圧入固定されインターナルギヤ８３の回転力によって回転しないようにされている。
【００３１】
上記構成において、打撃トルクの発生により、出力軸５の先端に取り付けられたボルトやナットの締付工具が受けるボルトやナットが締付力を受ける側からの反力は、出力軸５、太陽ギヤ２１、遊星ギヤ２３を介してインターナルギヤ８３に伝わるが、インターナルギヤ８３の外周面は、ブレーキシュ８２の内周面とスプリング８５によって調整されたスベリトルクによって当接しているから、打撃トルク発生時の反力が、クラッチ機構が切れること、すなわち、インターナルギヤ８３の外周面とブレーキシュ８２の内周面の接続が切れることにより、ケーシング１０に固定して取り付けられるギヤケース８１を越えてハンドル部１１に伝わることを防止できる。
【００３２】
次に、図４に、本発明の打撃トルク発生装置を備えたトルクレンチにおける衝撃吸収機構の第２実施例を示す。
この衝撃吸収機構９０は、ケーシング１０に固定して取り付けられるギヤケース９１と、中空円盤の２枚のブレーキシュ９２ａ、９２ｂによって挟持されたインターナルギヤ９３を主構成部品とし、上述したモータ取付台８６に形成したスプリング挿入孔８７に挿入したスプリング８５によって一方のブレーキシュ９２ｂ側面を押圧し、インターナルギヤ９３の両側面とブレーキシュ９２ａ、９２ｂの側面によって生じるスベリトルクを調整する平面型クラッチ機構を採用したものである。
【００３３】
本実施例の場合も、上記第１実施例の円錐型クラッチ機構の場合と同様、打撃トルク発生時の反力が、クラッチ機構が切れることにより、ケーシング１０に固定して取り付けられるギヤケース８１を越えてハンドル部１１に伝わることを防止できる。
【００３４】
以上、本発明の打撃トルク発生装置を備えたトルクレンチにおける衝撃吸収機構について、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、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ものである。
【００３５】
【発明の効果】
以上の如く本発明によるときは、打撃トルク発生装置を備えたトルクレンチにおいて、打撃トルクの発生により生じる、反力を衝撃吸収機構としてのクラッチ機構により吸収し、反力によって生じる作業者の負担を軽減し、長時間の使用によっても腱鞘炎などの健康的被害を与えることのないトルクレンチを提供することができるなどの効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の衝撃吸収機構を備えたトルクレンチの第１実施例を示す一部断面の全体図である。
【図２】同衝撃吸収機構を説明する部分断面拡大図である。
【図３】同衝撃吸収機構を説明する分解図である。
【図４】本発明の衝撃吸収機構を備えたトルクレンチの第２実施例を示す衝撃吸収機構を説明する部分断面拡大図である。
【図５】従来のトルクレンチを示す全体図である。
【図６】従来のトルクレンチの作動を説明する一部断面図である。
【図７】従来のトルクレンチの回路図である。
【符号の説明】
２　　減速装置
３　　打撃トルク発生装置
２３　遊星ギヤ
７９　トルクレンチ
８０　衝撃吸収機構
８３　インターナルギヤ
９３　インターナルギヤ

Claims

打撃トルク発生装置を備えたトルクレンチにおいて、減速装置の遊星ギヤと噛合するインターナルギヤと、ギヤケースとの間にクラッチ機構を介在し、打撃トルク発生時の反力を前記クラッチ機構を切ることにより吸収するようにしたことを特徴とする打撃トルク発生装置を備えたトルクレンチにおける衝撃吸収機構。
クラッチ機構が、円錐クラッチ機構であることを特徴とする請求項１記載の打撃トルク発生装置を備えたトルクレンチにおける衝撃吸収機構。
クラッチ機構が、平面クラッチ機構であることを特徴とする請求項１記載の打撃トルク発生装置を備えたトルクレンチにおける衝撃吸収機構。