JP2006035358A - 打撃式トルクレンチ - Google Patents

Abstract

【課題】打撃音が小さく、かつ、安定した高トルクを得られるようにした打撃式トルクレンチを提供すること。
【解決手段】内部に油が封入される空洞２ａ及び突出部２ｂを有するライナー２と、このライナー２の内部に同軸に配設した主軸１と、主軸１に出没可能に配設し、ライナー２の突出部２ｂに当接することによりライナー２の回転力を主軸１に直接伝達するドライビングブレード５とからなり、ライナー２の底面部に溝状カム２ｃ、２ｅを形成するとともに、ドライビングブレード３の端面に溝状カム２ｃ、２ｅに挿入、案内されるピン３ａを突設し、ドライビングブレード３を、ライナー２の主軸１に対する相対的な回転に応じて定期的に突出させるようにする。
【選択図】図１

Description

本発明は、打撃音が小さく、かつ、ライナー１回転に１打撃を生じさせることにより安定した高トルクを得られるようにした打撃式トルクレンチに関するものである。

従来、打撃式トルクレンチにおいては、ロータの回転力により機械的な方法で打撃力を発生させ、これを利用して所望のトルクに変換している。
しかしながら、機械的な方法で打撃トルクを得る方式では、打撃音が大きく、騒音公害の起因ともなり、また打撃による振動も大きかった。

これに対処するため、打撃トルクを得る方式として油圧を用い、騒音と振動を防ぐ方式のトルクレンチが有望視され、開発されている。
この油圧式トルクレンチとして、主軸に１個の羽根を設けたものや複数の羽根を設けたもの（例えば、特許文献１〜２参照）等があるが、油圧式トルク発生装置の場合、封入された油の油圧が高くなって精密なシール機構が必要となり製造コストが高くなるとともに、摩擦や油圧の影響に起因する油の温度変化によって発生するトルクにバラツキを生じる等の問題があった。
特公昭４１−５８００号公報 実公平１−２９０１２号公報

本発明は、上記従来の打撃式トルクレンチや油圧式トルクレンチの有する問題点に鑑み、打撃音が小さく、かつ、安定した高トルクを得られるようにした打撃式トルクレンチを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の打撃式トルクレンチは、ロータにより回動され、内部に油が封入される空洞及び突出部を有するライナーと、該ライナーの内部に同軸に配設した主軸と、該主軸に出没可能に配設し、前記ライナーの突出部に当接することによりライナーの回転力を主軸に直接伝達するドライビングブレードとからなる打撃式トルクレンチにおいて、前記ライナーの底面部に溝状カムを形成するとともに、前記ドライビングブレードの端面に溝状カムに挿入、案内されるピンを突設し、前記ドライビングブレードを、ライナーの主軸に対する相対的な回転に応じて定期的に突出させるようにしたことを特徴とする。

この場合において、前記ドライビングブレードがライナーの突出部に当接した際に、ドライビングブレードが挿入された主軸のドライビングブレード挿入溝の開口部がドライビングブレードによって密閉され、ドライビングブレード挿入溝の内部が高圧室を形成するようにすることができる。

また、前記高圧室を形成するドライビングブレード挿入溝の内部とライナーの空洞とを、出力調節機構を介して連通するようにすることができる。

前記ドライビングブレードを、ライナーの主軸に対する相対的な１回転につき１回突出させるようにすることができる。

本発明の打撃式トルクレンチによれば、ロータにより回動され、内部に油が封入される空洞及び突出部を有するライナーと、該ライナーの内部に同軸に配設した主軸と、該主軸に出没可能に配設し、前記ライナーの突出部に当接することによりライナーの回転力を主軸に直接伝達するドライビングブレードとからなる打撃式トルクレンチにおいて、前記ライナーの底面部に溝状カムを形成するとともに、前記ドライビングブレードの端面に溝状カムに挿入、案内されるピンを突設し、前記ドライビングブレードを、ライナーの主軸に対する相対的な回転に応じて定期的に突出させるようにすることにより、ロータの空洞内部に封入された油の作用によって、ドライビングブレードがライナーの突出部に当接する際に発生する打撃音が小さくなるとともに、ライナーの回転力をドライビングブレードを介して主軸に直接伝達する方式のためエネルギの損失が少なく、摩擦や油圧の影響に起因する油の温度変化が小さいことと相俟って、エネルギ効率がよく、安定した高トルクを得ることができる。

また、前記ドライビングブレードがライナーの突出部に当接した際に、ドライビングブレードが挿入された主軸のドライビングブレード挿入溝の開口部がドライビングブレードによって密閉され、ドライビングブレード挿入溝の内部が高圧室を形成するようにすることにより、高圧室の内圧がドライビングブレードの背圧として作用し、ドライビングブレードがライナーの突出部に当接する状態を維持し、ライナーの回転力をドライビングブレードを介して主軸に確実に伝達することができる。

また、前記高圧室を形成するドライビングブレード挿入溝の内部とライナーの空洞とを、出力調節機構を介して連通するようにすることにより、ドライビングブレードの背圧として作用しドライビングブレードがライナーの突出部に当接する状態を維持する高圧室の内圧の大きさを調節することができ、これによって、トルクレンチ自体の出力を調節することができる。

前記ドライビングブレードを、ライナーの主軸に対する相対的な１回転につき１回突出させるようにすることにより、小形の装置によっても、大きな出力を得るようにすることができる。

以下、本発明の打撃式トルクレンチの実施の形態を、図面に基づいて説明する。

図１〜図８に、本発明の打撃式トルクレンチの一実施例を示す。
この打撃式トルクレンチは、エアモータや電動モータ等の駆動源のロータ（図示省略）により回動され、内部に油が封入される空洞２ａ及び複数個（本実施例においては、２個）の突出部２ｂを有するライナー２と、このライナー２の内部に同軸に配設した主軸１と、主軸１に出没可能に配設し、ライナー２の突出部２ｂに当接することによりライナー２の回転力を主軸１に直接伝達する複数個（本実施例においては、２個）のドライビングブレード３とからなり、ライナー２の底面部に溝状カム２ｃ、２ｅを形成するとともに、ドライビングブレード３の端面に溝状カム２ｃ、２ｅに挿入、案内されるピン３ａを突設し、複数個のドライビングブレード３を、ライナー２の主軸１に対する相対的な回転に応じて定期的に突出させるようにしている。

この場合において、ドライビングブレード３がライナー２の突出部２ｂに当接した際に、ドライビングブレード３が挿入された主軸１のドライビングブレード挿入溝１ａの開口部がドライビングブレード３によって密閉され（図２に示すＡの部分でシールされる。）、ドライビングブレード挿入溝１ａの内部が高圧室（図３に示す網掛けを施したＢの部分）を形成するようにしている。
これにより、ドライビングブレード挿入溝１ａの内部の高圧室の内圧がドライビングブレード３の背圧として作用し、ドライビングブレード３がライナー２の突出部２ｂに当接する状態を維持し、ライナー２の回転力をドライビングブレード３を介して主軸１に確実に伝達することができる。

ライナー２には、図６に示すように、その底面部、具体的には、主軸１の基端側のライナー底蓋２ｄの内面に、ドライビングブレード挿入溝１ａの側部とライナー２の空洞２ａの側部とを、ライナー２の主軸１に対する相対的な回転に応じて定期的に連通させる凹部２ｆを形成するようにしている。
これにより、ライナー２の突出部２ｂへの当接が解除された後（突出部２ｂを通過した後）のドライビングブレード３の溝状カム２ｃ、２ｅに沿った移動を円滑に行わせることができる。

高圧室を形成するドライビングブレード挿入溝１ａの内部とライナー２の空洞２ａとを、主軸１に形成した連通孔１ｃ及びこの連通孔１ｃに配設した出力調節機構４を介して連通するようにしている。
この出力調節機構４は、主軸１の先端側から挿入される操作具（図示省略）により回動操作することによって、連通孔１ｃの開口量を調整することができるようにしている。
これにより、ドライビングブレード３の背圧として作用しドライビングブレード３がライナー２の突出部２ｂに当接する状態を維持する高圧室の内圧の大きさを調節することができ、これによって、トルクレンチ自体の出力を調節することができる。

主軸１の基端部には、アキュムレータ５を配設するようにしている。
このアキュムレータ５は、空洞２ａ内に封入された油の内圧を調整するためのもので、これにより、油の温度変化や油漏れに伴う空洞２ａ内に封入された油の内圧の変動を吸収することができるようにしている。

主軸１の先端側のライナー２の底部に覆われた外周面には、周溝１ｂを形成するようにしている。
この周溝１ｂは、周期的に高圧となるドライビングブレード挿入溝１ａの内部の高圧室の内圧を、この周溝１ｂで吸収する（具体的には、高圧室から漏れた高圧油を周溝１ｂから、主軸１の表面に形成した溝１ｄを介して、空洞２ａ（低圧室）に逃がすようにする）ことによって、高圧室の内圧が、その外側に配設したＯリング６に直接作用しないようにするためのもので、これにより、Ｏリング６の消耗による油漏れを確実に防止できるようにしている。

ところで、本実施例においては、ライナー２の底面部、具体的には、主軸１の先端側のライナー２の底部内面に形成する溝状カム２ｃと、主軸１の基端側のライナー底蓋２ｄの内面に形成する溝状カム２ｅとを、１８０゜位相を異ならせて形成するとともに、２個のドライビングブレード３のうち、一方のドライビングブレード３の左端面（図１（１）参照）に溝状カム２ｃに挿入、案内されるピン３ａを、他方のドライビングブレード３の右端面（図１（１）参照）に溝状カム２ｅに挿入、案内されるピン３ａを、それぞれ突設し、２個のドライビングブレード３を、ライナー２の主軸１に対する相対的な１回転につき１回突出させるようにすることができるようにしている。
これにより、ライナー２の主軸１に対する相対的な１回転につき１回、ドライビングブレード３をライナー２の突出部２ｂに当接させることができ、小形の装置によっても、大きな出力を得るようにすることができる。

なお、図９に示す本実施例の第１変形例のように、ドライビングブレード３の左右両端面に溝状カム２ｃ、２ｅに挿入、案内されるピン３ａを突接し、これに対応して、ライナー２の底面部、具体的には、主軸１の先端側のライナー２の底部内面に形成する溝状カム２ｃと、主軸１の基端側のライナー底蓋２ｄの内面に形成する溝状カム２ｅとを、例えば、ライナー２の主軸１に対する相対的な１回転につき２回（又は３回以上）突出させる同形状に形成することもできる。
これにより、ライナー２の主軸１に対する相対的な１回転につき２回（又は３回以上）、ドライビングブレード３をライナー２の突出部２ｂに当接させることができる。

また、図１０に示す本実施例の第２変形例のように、ドライビングブレード３が挿入される主軸１に形成するドライビングブレード挿入溝１ａの個数を１個（又は３個以上）とすることもできる。
これにより、ライナー２の主軸１に対する相対的な１回転につき任意回数（ライナー２に形成した突出部２ｂの個数及び溝状カム２ｃ、２ｅの形状に対応する。）、ドライビングブレード３をライナー２の突出部２ｂに当接させることができる。

次に、この打撃式トルクレンチの動作について説明する。
まず、エアモータや電動モータ等の駆動源のロータ（図示省略）を起動すると、このロータに連動してライナー２が回転する。
ライナー２の回転により、ライナー２の内部は、図１（２）→（３）→（４）→（２）・・・のとおり変化する。
ここで、図１（２）は、ドライビングブレード３が、主軸１に形成したドライビングブレード挿入溝１ａに没した状態を、図１（３）は、ドライビングブレード３が、溝状カム２ｃ、２ｅに案内されて、主軸１に形成したドライビングブレード挿入溝１ａから突出した状態を、図１（４）は、ドライビングブレード３が主軸１に形成したドライビングブレード挿入溝１ａから突出した状態で、ライナー２の突出部２ｂに当接することにより、主軸１に打撃トルクが発生した状態（ライナー２の回転力が主軸１に伝達されている状態）を、それぞれ示す。

図１（４）に示すように、ドライビングブレード３がライナー２の突出部２ｂに当接した状態では、ドライビングブレード３が挿入された主軸１のドライビングブレード挿入溝１ａの開口部がドライビングブレード３によって密閉され（図２に示すＡの部分でシールされる。）、ドライビングブレード挿入溝１ａの内部が高圧室（図３に示す網掛けを施したＢの部分）を形成するようになる。
これにより、ドライビングブレード挿入溝１ａの内部の高圧室の内圧がドライビングブレード３の背圧として作用し、ドライビングブレード３がライナー２の突出部２ｂに当接する状態を維持し、ライナー２の回転力をドライビングブレード３を介して主軸１に確実に伝達することができる。
そして、ドライビングブレード３の背圧として作用しドライビングブレード３がライナー２の突出部２ｂに当接する状態を維持する高圧室の内圧の大きさは、出力調節機構４によって調節することができ、これによって、トルクレンチ自体の出力を調節することができる。

なお、図１においては、ライナー２を右回転する場合を説明したが、同じ打撃式トルクレンチを使用して、図８に示すように、ライナー２を左回転することもでき、これにより、ねじの締め付け及び緩めを１台の打撃式トルクレンチを使用して行うことができる。

以上、本発明の打撃式トルクレンチについて、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。

本発明の打撃式トルクレンチは、打撃音が小さく、かつ、安定した高トルクが得られることから、駆動源にエアモータや電動モータを使用した打撃式トルクレンチに好適に用いることができる。

本発明の打撃式トルクレンチの一実施例を示し、（１）は正面断面図、（２）〜（４）は（１）のＸ−Ｘ断面図（ライナーの内部の変化を示す説明図）である。 ドライビングブレードがライナーの突出部に当接した状態を示す説明図である。 高圧室を示す説明図である。 主軸を示し、（１）は正面図、（２）は正面断面図、（３）は（２）のＸ−Ｘ断面図である。 ライナーを示し、（１）は正面断面図、（２）は側面図である。 ライナー底蓋を示し、（１）は側面図、（２）は正面断面図である。 ドライビングブレードを示し、（１）は一方のドライビングブレードの左側面図、（２）は同正面図、（３）は他方のドライビングブレードの正面図、（４）は同右側面図である。 ライナーを逆回転（左回転）した状態を示し、（１）は正面断面図、（２）は（１）のＸ−Ｘ断面図である。 本発明の打撃式トルクレンチの実施例の第１変形例のドライビングブレードを示し、（１）は左側面図、（２）は正面図、（３）は右側面図である。 本発明の打撃式トルクレンチの実施例の第２変形例の主軸を示し、（１）は正面断面図、（２）は右側面図である。

符号の説明

１ 主軸
１ａ ドライビングブレード挿入溝
１ｂ 周溝
１ｃ 連通孔
１ｄ 溝
２ ライナー
２ａ 空洞
２ｂ 突出部
２ｃ 溝状カム
２ｄ ライナー底蓋
２ｅ 溝状カム
２ｆ 凹部
３ ドライビングブレード
３ａ ピン
４ 出力調節機構

Claims (4)

1. ロータにより回動され、内部に油が封入される空洞及び突出部を有するライナーと、該ライナーの内部に同軸に配設した主軸と、該主軸に出没可能に配設し、前記ライナーの突出部に当接することによりライナーの回転力を主軸に直接伝達するドライビングブレードとからなる打撃式トルクレンチにおいて、前記ライナーの底面部に溝状カムを形成するとともに、前記ドライビングブレードの端面に溝状カムに挿入、案内されるピンを突設し、前記ドライビングブレードを、ライナーの主軸に対する相対的な回転に応じて定期的に突出させるようにしたことを特徴とする打撃式トルクレンチ。
2. 前記ドライビングブレードがライナーの突出部に当接した際に、ドライビングブレードが挿入された主軸のドライビングブレード挿入溝の開口部がドライビングブレードによって密閉され、ドライビングブレード挿入溝の内部が高圧室を形成するようにしたことを特徴とする請求項１記載の打撃式トルクレンチ。
3. 前記高圧室を形成するドライビングブレード挿入溝の内部とライナーの空洞とを、出力調節機構を介して連通するようにしたことを特徴とする請求項２記載の打撃式トルクレンチ。
4. 前記ドライビングブレードを、ライナーの主軸に対する相対的な１回転につき１回突出させるようにしたことを特徴とする請求項１、２又は３記載の打撃式トルクレンチ。

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