JP2009255290A - 油圧式トルクレンチの打撃トルク調節装置 - Google Patents

Abstract

【課題】油圧式トルクレンチの打撃トルク発生装置が発生する打撃トルクの大きさの精度を高く、かつ、打撃トルクの発生周期を短くし、さらに、油圧式トルクレンチの打撃トルク発生装置の耐久性を向上することができる油圧式トルクレンチの打撃トルク調節装置を提供すること。
【解決手段】打撃トルクの発生時に高圧室Ｈ及び低圧室Ｌとなるライナー７の内部を連通する作動油流路１１ｂを形成し、作動油流路１１ｂに作動油流路１１ｂを開放する方向に付勢された弁体１１ｄを配設するとともに、弁体１１ｄの後背部に打撃トルクの発生時に高圧室Ｈとなるライナー７の内部と連通する油室１１ｅを形成し、高圧室Ｈの作動油の圧力の上昇に応じて、作動油流路１１ｂが小さくなるようにする。
【選択図】図２

Description

本発明は、油圧式トルクレンチの打撃トルク調節装置に関するものである。

従来、トルクレンチの打撃トルク発生装置として、騒音と振動が小さい油圧式の打撃トルク発生装置を使用した油圧式トルクレンチが、開発され、実用化されるに至っている（例えば、特許文献１〜２参照）。
図６及び図７は、この油圧式トルクレンチの一例を示したもので、油圧式トルクレンチ１は、高圧空気の供給、停止を行うメインバルブ２と正逆回転の打撃トルクを選択的に発生させるための正逆回転切換バルブ３を有し、両バルブ２、３を介して送気される高圧空気により回転トルクを発生するロータ４を駆動するようにし、そして、ロータ４の回転トルクを打撃トルクに変換する油圧式の打撃トルク発生装置５を油圧式トルクレンチ１のケース６内に設けるようにしている。
油圧式の打撃トルク発生装置５は、ロータ４によって回転されるライナー７に形成した空洞内に作動油を充填、密閉し、ライナー７内に同軸に嵌挿した主軸８に２個（１個又は３個以上の複数個の場合もある。）の羽根挿入溝を設け、羽根挿入溝内に羽根９を嵌挿し、羽根９をばね１０にて常時主軸８の外周方向に付勢してライナー７の内周面に当接するように構成する。
また、打撃トルク発生装置５には、発生する打撃トルクの大きさを調節できるように、出力調節機構１１が配設されている。
そして、ロータ４によりライナー７を回転駆動することにより、ライナー７の内周面に形成した複数個のシール面と主軸８の外周面に形成したシール面及び羽根９とが合致したとき、主軸８に打撃トルクを発生させ、主軸８の先端に係合したナット等を締め付け又は緩めるものである。

ところで、従来の油圧式トルクレンチにおいて、打撃トルクの大きさを調節する出力調節機構１１は、操作軸を操作することにより、打撃トルクの発生時に高圧室及び低圧室となるライナー７の内部を連通する作動油流路の大きさを調節する（具体的には、操作軸を開放側に操作して作動油流路を大きくすることにより打撃トルクの大きさが小さくなり、逆に、操作軸を閉鎖側に操作して作動油流路を小さくすることにより打撃トルクの大きさが大きくなる。）ことにより行うように構成されている。
しかしながら、操作軸を操作することにより調節される作動油流路の大きさは、油圧式トルクレンチの動作中は一定（固定）のため、以下（１）〜（４）の問題が生じていた。
（１）実際に発生する打撃トルクの大きさと設定した打撃トルクの大きさとの誤差が大きい。
（２）締付動作の開始時（締付部材の着座時）に異常な高い打撃トルクが発生しやすい。
（３）打撃トルク発生後（パルス発生後）の抵抗が大きく、打撃トルクの発生周期が長い。
（４）シール部への負荷圧力がかかりやすく耐久性が乏しい。

実開平３−４００７６号公報 特開平６−２９７３４９公報

本発明は、上記従来の油圧式トルクレンチの有する問題点に鑑み、油圧式トルクレンチの打撃トルク発生装置が発生する打撃トルクの大きさの精度を高く、かつ、打撃トルクの発生周期を短くし、さらに、油圧式トルクレンチの打撃トルク発生装置の耐久性を向上することができる油圧式トルクレンチの打撃トルク調節装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の油圧式トルクレンチの打撃トルク調節装置は、ロータにより回転されるライナーと、該ライナーの内部に配設した主軸及び羽根とからなる油圧式トルクレンチの打撃トルク調節装置において、打撃トルクの発生時に高圧室及び低圧室となるライナーの内部を連通する作動油流路を形成し、該作動油流路に作動油流路を開放する方向に付勢された弁体を配設するとともに、該弁体の後背部に打撃トルクの発生時に高圧室となるライナーの内部と連通する油室を形成し、前記高圧室の作動油の圧力の上昇に応じて、前記作動油流路が小さくなるようにしたことを特徴とする。

この場合において、打撃トルクの大きさを調節する出力調節機構に前記弁体を組み込むことができる。

本発明の油圧式トルクレンチの打撃トルク調節装置によれば、打撃トルクの発生時に高圧室及び低圧室となるライナーの内部を連通する作動油流路を形成し、該作動油流路に作動油流路を開放する方向に付勢された弁体を配設するとともに、該弁体の後背部に打撃トルクの発生時に高圧室となるライナーの内部と連通する油室を形成し、前記高圧室の作動油の圧力の上昇に応じて、前記作動油流路が小さくなるようにすることにより、油圧式トルクレンチの打撃トルク発生装置が発生する打撃トルクの大きさの精度を高く、かつ、打撃トルクの発生周期を短くし、さらに、油圧式トルクレンチの打撃トルク発生装置の耐久性を向上することができる。

また、打撃トルクの大きさを調節する出力調節機構に前記弁体を組み込むことにより、打撃トルク調節装置の構成を簡略化することができる。

本発明の油圧式トルクレンチの打撃トルク調節装置の第１実施例を示す全体正面断面図である。 同実施例の、（ａ）は締付動作の開始時の要部正面断面図、（ｂ）は締付動作の進行時の要部正面断面図、（ｃ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図、（ｄ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図ある。 出力特性図を示し、（ａ）は従来例（作動油流路の大きさが油圧式トルクレンチの動作中は一定（固定））の場合を、（ｂ）は第１実施例の場合を、それぞれ示す。 本発明の油圧式トルクレンチの打撃トルク調節装置の第２実施例を示す要部正面断面図である。 本発明の油圧式トルクレンチの打撃トルク調節装置の第３実施例を示し、（ａ）は締付動作の開始時の要部正面断面図、（ｂ）は締付動作の進行時の要部正面断面図、（ｃ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。 従来の油圧式トルクレンチの打撃トルク調節装置を示す全体正面断面図である。 従来の油圧式トルクレンチの打撃トルク調節装置を示す全体正面断面図である。

以下、本発明の油圧式トルクレンチの打撃トルク調節装置の実施の形態を、図面に基づいて説明する。

図１〜図２に、本発明の油圧式トルクレンチの打撃トルク調節装置の第１実施例を示す。
本実施例の油圧式トルクレンチ１は、特許文献２に開示された従来の油圧式トルクレンチと同様、磁歪式トルク検出機構１２を備え、この磁歪式トルク検出機構１２の出力によってロータ４の駆動等を制御するようにしたもので、高圧空気の供給、停止を行うメインバルブ２と正逆回転の打撃トルクを選択的に発生させるための正逆回転切換バルブ３を有し、両バルブ２、３を介して送気される高圧空気により回転トルクを発生するロータ４を駆動するようにし、そして、ロータ４の回転トルクを打撃トルクに変換する油圧式の打撃トルク発生装置５を油圧式トルクレンチ１のケース６内に設けるようにしている。
油圧式の打撃トルク発生装置５は、ロータ４によって回転されるライナー７に形成した空洞内に作動油を充填、密閉し、ライナー７内に同軸に嵌挿した主軸８に２個（１個又は３個以上の複数個の場合もある。）の羽根挿入溝を設け、羽根挿入溝内に羽根９を嵌挿し、羽根９をばね１０にて常時主軸８の外周方向に付勢してライナー７の内周面に当接するように構成する。
また、打撃トルク発生装置５には、発生する打撃トルクの大きさを調節できるように、出力調節機構１１が配設されている。
そして、ロータ４によりライナー７を回転駆動することにより、ライナー７の内周面に形成した複数個のシール面と主軸８の外周面に形成したシール面及び羽根９とが合致したとき、主軸８に打撃トルクを発生させ、主軸８の先端に係合したナット等を締め付け又は緩めるものである。

ところで、本実施例の油圧式トルクレンチにおいて、打撃トルクの大きさを調節する出力調節機構１１は、操作軸１１ａを操作することにより、打撃トルクの発生時に高圧室Ｈ及び低圧室Ｌとなるライナー７の内部を連通する作動油流路１１ｂの大きさを調節する（具体的には、操作軸１１ａを開放側に操作して作動油流路１１ｂを大きくする（絞らない）ことにより打撃トルクの大きさが小さくなり、逆に、操作軸１１ａを閉鎖側に操作して作動油流路１１ｂを小さくする（絞る）ことにより打撃トルクの大きさが大きくなる。）ことにより行うように構成されている。

さらに、この出力調節機構１１は、作動油流路１１ｂに、操作軸１１ａ及びばね１１ｃを介して作動油流路１１ｂを開放する方向に付勢された弁体１１ｄを配設するとともに、この弁体１１ｄの後背部に打撃トルクの発生時に高圧室Ｈとなるライナー７の内部と連通する油室１１ｅを形成し、締付動作の進行に従って高圧室Ｈの作動油の圧力が上昇すると、この高圧室Ｈの作動油の圧力の上昇に応じて、図２（ａ）から図２（ｂ）に示すように、作動油流路１１ｂが小さくなる（絞られる）ようにしている。

これにより、油圧式トルクレンチの打撃トルク発生装置が発生する打撃トルクの大きさの精度を高く、かつ、打撃トルクの発生周期を短くし、さらに、油圧式トルクレンチの打撃トルク発生装置の耐久性を向上することができる。

上記作用効果について、図３に示す出力特性図（図３（ａ）は従来例（作動油流路の大きさが油圧式トルクレンチの動作中は一定（固定））の場合を、図３（ｂ）は本実施例の場合を、それぞれ示す。）を用いて説明すると、以下のとおりである。
（１）締付状態に応じて高圧室Ｈとなるライナー７の内部の作動油の圧力を正確にコントロールすることができることから、実際に発生する打撃トルクの大きさと設定した打撃トルクの大きさとの誤差が、従来例：Δｔ１＞本実施例：Δｔ２となり、打撃トルクの大きさの精度を高くすることができる。
（２）締付動作の開始時（締付部材の着座時）は、作動油流路１１ｂが大きくなる（絞られていない）ことから、従来例のような異常な高い打撃トルクｔｘが発生しない。
（３）打撃トルク発生後（パルス発生後）に、作動油流路１１ｂが大きくなる（絞られていない）ことから、打撃トルク発生後（パルス発生後）の抵抗が小さく、打撃トルクの発生周期が、従来例：Ｔ１＞本実施例：Ｔ２となり、締付に要する作業時間を短縮することができる。
（４）締付状態に応じて高圧室Ｈとなるライナー７の内部の作動油の圧力を正確にコントロールすることができることから、従来例のようなシール部への負荷圧力がかかりにくく、打撃トルク発生装置５の耐久性を向上することができる。

図４に、本発明の油圧式トルクレンチの打撃トルク調節装置の第２実施例を示す。
本実施例の油圧式トルクレンチ１は、ロータ４の駆動等の制御を、上記第１実施例の磁歪式トルク検出機構１２等のトルク検出機構の出力によって行うようにすることに代えて、特許文献１や図７に開示された従来の油圧式トルクレンチと同様、出力調節機構１１にリリーフバルブＢを配設し、締付動作が進行して高圧室Ｈの作動油の圧力（打撃トルク）が設定した大きさに達したときに、リリーフバルブＢが開放され、作動油の圧力をシャットオフバルブ機構１３に伝達することによって行うようにしたものである。
この方式の油圧式トルクレンチ１の場合、出力調節機構１１に弁体１１ｄを組み込むことができないため、ライナー７に、出力調節機構１１とは別に、弁体１４ｄを配設するようにする。

弁体１４ｄは、ばね１４ｃを介して作動油流路１４ｂを開放する方向に付勢されるとともに、この弁体１４ｄの後背部に打撃トルクの発生時に高圧室Ｈとなるライナー７の内部と連通する油室１４ｅを形成し、締付動作の進行に従って高圧室Ｈの作動油の圧力が上昇すると、この高圧室Ｈの作動油の圧力の上昇に応じて作動油流路１４ｂが小さくなる（絞られる）ようにしている。

なお、本実施例の油圧式トルクレンチの打撃トルク調節装置の作用は、上記第１実施例の油圧式トルクレンチの打撃トルク調節装置と同様である。

図５に、本発明の油圧式トルクレンチの打撃トルク調節装置の第３実施例を示す。
本実施例の油圧式トルクレンチ１は、第２実施例と同様に、出力調節機構１１（詳細は図４参照）にリリーフバルブを配設し、締付動作が進行して高圧室Ｈの作動油の圧力（打撃トルク）が設定した大きさに達したときに、リリーフバルブが開放され、作動油の圧力をシャットオフバルブ機構１３（図７参照）に伝達することによって行うようにしている。
この方式の油圧式トルクレンチ１の場合、出力調節機構１１に弁体を組み込むことができないため、ライナー７に、出力調節機構１１とは別に、弁体１５ｄを配設する。

弁体１５ｄは、作動油流路１５ｂを挟み対向するように配設された２個の弁体１５ｄからなり、ばね１５ｃを介して作動油流路１５ｂを開放する方向に付勢されている。
各弁体１５ｄの後背部には、打撃トルクの発生時に高圧室Ｈとなるライナー７の内部と連通する油室１５ｅが形成されており、締付動作の進行に従って高圧室Ｈの作動油の圧力が上昇すると、各弁体１５ｄが近接する方向に移動し、高圧室Ｈの作動油の圧力の上昇に応じて作動油流路１５ｂが小さくなる（絞られる）。

本実施例の油圧式トルクレンチの打撃トルク調節装置の作用は、第１〜第２実施例の油圧式トルクレンチの打撃トルク調節装置と同様であるが、２個の弁体１５ｄを作動油流路１５ｂを挟み対向するように配設し、高圧室Ｈの作動油の圧力の上昇に応じて、２個の弁体１５ｂが作動油流路１５ｂが小さくなる（絞られる）ように移動するようにすることにより、作動油流路１５の大きさを調整するために移動する際の弁体１５ｄの移動ストロークを小さくすることができ、これにより、応答性能を高め、打撃トルクの大きさの精度をさらに向上することができる。

以上、本発明の油圧式トルクレンチの打撃トルク調節装置について、複数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、例えば、出力調節機構１１、弁体１１ｄ、１４ｄ、１５ｄの配設箇所を、ライナー７の筒部に代えて、蓋部にする等、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。

本発明の油圧式トルクレンチの打撃トルク調節装置は、油圧式トルクレンチの打撃トルク発生装置が発生する打撃トルクの大きさの精度を高く、かつ、打撃トルクの発生周期を短くし、さらに、油圧式トルクレンチの打撃トルク発生装置の耐久性を向上することができることから、油圧式の打撃トルク発生装置を使用した油圧式トルクレンチの用途に好適に用いることができる。

１ 油圧式トルクレンチ
２ メインバルブ
３ 正逆回転切換バルブ
４ ロータ
５ 打撃トルク発生装置
６ ケース
７ ライナー
８ 主軸
９ 羽根
１０ ばね
１１ 出力調節機構
１１ａ 操作軸
１１ｂ 作動油流路
１１ｃ ばね
１１ｄ 弁体
１１ｅ 油室
１２ 磁歪式トルク検出機構
１３ シャットオフバルブ機構
１４ｂ 作動油流路
１４ｃ ばね
１４ｄ 弁体
１４ｅ 油室
１５ｂ 作動油流路
１５ｃ ばね
１５ｄ 弁体
１５ｅ 油室
Ｂ リリーフバルブ
Ｈ 高圧室
Ｌ 低圧室

Claims (2)

1. ロータにより回転されるライナーと、該ライナーの内部に配設した主軸及び羽根とからなる油圧式トルクレンチの打撃トルク調節装置において、打撃トルクの発生時に高圧室及び低圧室となるライナーの内部を連通する作動油流路を形成し、該作動油流路に作動油流路を開放する方向に付勢された弁体を配設するとともに、該弁体の後背部に打撃トルクの発生時に高圧室となるライナーの内部と連通する油室を形成し、前記高圧室の作動油の圧力の上昇に応じて、前記作動油流路が小さくなるようにしたことを特徴とする油圧式トルクレンチの打撃トルク調節装置。
2. 打撃トルクの大きさを調節する出力調節機構に前記弁体を組み込んでなることを特徴とする請求項１記載の油圧式トルクレンチの打撃トルク調節装置。

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