JP2007098562A - 電動式衝撃締め付け工具 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】電動モータの出力部の回転を衝撃発生部(P)に伝達し、前記衝撃発生部Pにおいて発生する衝撃力によりメインシャフト107に強力なトルクを発生させる電動式衝撃締め付け工具において、電動モータが、アウタロータ型電動モータMである。アウタロータ型電動モータMは、低速・高トルク特性を有するものである。衝撃発生部(P)とアウタロータ型電動モータM先端のロータフランジ部61とが一体回転するようになっている。
【選択図】図1
Description
(問題点1)
インナーロータ型電動モータでは、図20に示すように、トルクは磁石gからロータrとそれに圧入された細く惰弱な出力軸sに伝達されるようになっており、前記出力軸sの先端部に設けられたソケットkを介して衝撃発生部へとトルクが伝達される。
(問題点2)
インナロータ型電動モータのうちブラシレスの場合、レンチに使用されるような小型サイズのものではハイパワーを入力すると無負荷回転速度は40000〜50000rpm程度まで上がるため、主として磁極数を増やすことで回転数を低くし、そのトルクを上げるようにしている。
(問題点3)
インナロータ型電動モータを使用した電動式衝撃締め付け工具では、通常、減速機構(遊星歯車機構)を備えているため、減速している分だけ出力が大きくなるが、その力は内歯車で受けることになることから外側ケースに伝わる。したがって、作業者にとってはそのケースに伝達された力が比較的大きな反力として感じられ、作業性も悪く疲労度を増すことになり、長時間使用できない。
この発明は、電動モータの出力部の回転を衝撃発生部に伝達し、前記衝撃発生部において発生する衝撃力によりメインシャフトに強力なトルクを発生させる電動式衝撃締め付け工具において、電動モータが、アウタロータ型電動モータである。
(請求項2記載の発明)
この発明の電動式衝撃締め付け工具は、上記請求項1記載の発明に関し、アウタロータ型電動モータは、低速・高トルク特性を有するものである。
(請求項3記載の発明)
この発明の電動式衝撃締め付け工具は、上記請求項1又は2記載の発明に関し、衝撃発生部とアウタロータ型電動モータ先端のロータフランジ部とが一体回転するようになっている。
(この電動式インパルスレンチRの基本構成について)
この電動式インパルスレンチRは、図1に示すように、アウタロータ型電動モータMの出力部であるロータ6の回転を直接油圧パルス発生部P(課題を解決するための手段の欄に記載の衝撃発生部に相当する)のライナ102に伝達して、前記油圧パルス発生部Pにおいて発生する衝撃パルスによりメインシャフト107に強力なトルクを発生させるものであり、バッテリー電源7により上記アウタロータ型電動モータMを回転駆動せしめている。
(アウタロータ型電動モータMの基本構成及び動作について)
アウタロータ型電動モータMは、図1〜図3に示すように、筒部10と当該筒部の一端側に設けられたフランジ部11から成る支持体1と、前記筒部10内に設けた一対の軸受Bのインナーレースを介して設けられる回転軸2と、前記筒部10の外周面に固定され且つ6個の磁極部30を持つステータ3と、前記ステータ3に巻き付けられたコイル4と、前記ステータ3の外周側に隙間を設けて筒缶部60内面側に貼設された磁石5と、前記磁石5を内周面に保持する筒缶部60、上記回転軸2に密嵌されたロータフランジ部61及びロータフランジ部61に設けられたソケット部62から成るロータ6とから構成されている。なお、このアウタロータ型電動モータMは、図1に示すように支持体1を図示しないビス等を介してレンチ本体内部に脱落不能に取り付けられている。
(A) ステータ3のコイル4の励磁位置が60°回転する(図4の状態から図5の状態に変化)。
(B) 前記の如く励磁位置が60°回転すると、それに対応してロータ6の磁石5が引き付けられるが、励磁されたステータ3の磁極部30に最も近いロータ6の磁石5中の(3) が引き付けられる(図5の状態から図6の状態に変化)。つまり、ステータ3 のコイル4の磁極が60°回転すると、ロータ6は8.57°(360°/42)だけ回転する(計算式:360°/6−360°/7=360°/42)。
(C) ステータ3 のコイル4の励磁位置が更に60°回転する(図6の状態から図7の状態に変化)と、それに対応してロータ6の磁石5中の(5) が引き付けられ、ロータ6は8.57°(360°/42)だけ回転する(図7の状態から図8の状態に変化)。
(D) 上記(A) 〜(C) を繰り返すことによりロータ6は回転することとなるが、ステータ3の磁極が1回転(6×60°)したときのロータ6の回転は360°/7だけ回転することになる。効率が同一であれば、7倍のトルクが得られることになる。
(油圧パルス発生部Pの基本構成及び動作について)
油圧パルス発生部Pは、図1や図9に示すように、ライナケース101内にライナ102を設け、前記ライナ102内にメインシャフト107を嵌挿してライナ102をメインシャフト107に対して回動自在とし、このライナ102内にトルクを発生するための作動油(オイル)を充填してライナ102の両端に取り付けたライナ下板103とライナ上板104によって密封している。
「図10の(1)及び(2)の状態」
図10の(1)及びこれを拡大した図11の状態では、第1シール面121と第2シール面171が、第1シール面122と第2シール面172が、第1シール面123と一方のブレード105の外端面が、第1シール面124と他方のブレード105の外端面が、それぞれ合致(メインシャフト107の軸芯方向全域で気密状態を保つべく合致)し、これにより上記ライナ室20が2つの高圧室Hと2つの低圧室Lの4室に密閉区画されている。
「図10の(3)の状態」
図10の(3)は、メインシャフト107にトルクが発生した後、ライナ102が90°回転した状態を示している。
「図10の(4)の状態」
図10の(4)は、図10の(3)の状態からさらに90°回転した状態で打撃時より180°回転した状態を示している。
「図10の(5)の状態」
図10の(5)は、図10の(4)の状態から更に90°回転し、打撃時より270°回転した状態を示している。
(アウタロータ型電動モータMと油圧パルス発生部Pの結合について)
アウタロータ型電動モータMと油圧パルス発生部Pとの結合は、図1に示す如く、アウタロータ型電動モータMのソケット部62に油圧パルス発生部Pのライナ上板104の六角部を嵌入する態様で、回転を伝達できるようにしてある。
(この電動式インパルスレンチRの優れた点について)
(1) インナロータ型電動モータは、図21に示すようにロータ6’の径がモータ外径の2/3程度であるのに対して、アウタロータ型電動モータは、図22に示すようにロータ6自体がモータ外径であるので、同一磁力で駆動した場合、アウタロータ型電動モータはインナロータ型モータに比べて出力トルクは1.5倍程度に大きくなる。換言すれば、出力トルクを同一とした場合、アウタロータ型電動モータはインナロータ型モータに比べてそのモータ外径が2/3倍程度に小さくなる。
(2) この電動式インパルスレンチRにおいても、油圧パルス発生部Pのライナ102の回転速度は、ボルト等の着座後の締め付け抵抗の増加に伴い高トルクが発生するために一挙に減少することには変わりがない。
(3) 上記した内容から、この電動式インパルスレンチRの構成によると、小型、軽量で、低反力且つ耐久性を有するものとなる。
(アウタロータ型電動モータMと油圧パルス発生部Pとの連結の他の形態について)
上記実施例のアウタロータ型電動モータMにかえて、ロータ6を図15や図16に示す形態とすることができる。この電動式インパルスレンチRの構成によると、小型、軽量で、且つ耐久性を有するものとなり、その上でそれぞれ以下に示す如き効果を奏する。
(その他)
上記実施例1〜3における電動式衝撃締め付け工具は一例であり、アウタロータ型電動モータの出力部の回転を衝撃発生部に伝達し、前記衝撃発生部において発生する衝撃力によりメインシャフトに強力なトルクを発生させる形態であれば、この発明の技術的範囲に属するものである。
(参考形態について)
アウタロータ型電動モータMは、図19に示すタイプの電動レンチにも使用できる。この電動レンチは、アウターロータ型電動モータMの回転力を2又は3段の遊星歯車75→一対の傘歯車76→出力軸77を介して、ネジ等を締めつけ得るようにしたものである。この電動レンチではアウターロータ型電動モータMが上述した如く遊星歯車の段数を減少させ得るので、レンチ全体の重量を軽量化にできる。
M アウタロータ型電動モータ
P 油圧パルス発生部
1 支持体
2 回転軸
3 ステータ
30 磁極部
4 コイル
5 磁石
6 ロータ
7 バッテリ
102 ライナ
107 メインシャフト
Claims (3)
- 電動モータの出力部の回転を衝撃発生部に伝達し、前記衝撃発生部において発生する衝撃力によりメインシャフトに強力なトルクを発生させる電動式衝撃締め付け工具において、電動モータが、アウタロータ型電動モータであることを特徴とする電動式衝撃締め付け工具。
- アウタロータ型電動モータは、低速・高トルク特性を有するものであることを特徴とする請求項1記載の電動式衝撃締め付け工具。
- 衝撃発生部とアウタロータ型電動モータ先端のロータフランジ部とが一体回転するようになっていることを特徴とする請求項1又は2記載の電動式衝撃締め付け工具。
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