JP2018111190A - 油圧作動装置およびトルク伝達用連結具 - Google Patents

油圧作動装置およびトルク伝達用連結具 Download PDF

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Abstract

【課題】狭隘な場所や二次災害が起こりそうな場所で使用することができる油圧作動装置およびこのような油圧作動装置で用いられるトルク伝達用連結具を提供する。
【解決手段】油圧作動装置は、一端が工具ユニット（１０）に着脱自在となっているとともに他端が駆動ユニット（６０）に着脱自在となっており、駆動ユニット（６０）により発生した回転トルクを工具ユニット（１０）の回転部材（４１）に伝達するためのトルク伝達用連結具（７０）を備えている。トルク伝達用連結具（７０）は、可撓性を有する棒状のシャフト（７４）およびシャフトの外周面を覆う、可撓性を有するカバー（７２）を有している。
【選択図】図１

Description

本発明は、油圧により作動する油圧作動装置、およびこのような油圧作動装置における工具ユニットと駆動ユニットとを連結するためのトルク伝達用連結具に関する。
従来から、レスキューの用途に可搬型の油圧作動装置を利用することが行われており、その一例が特許文献１に記載されている。特許文献１に記載された油圧作動装置は、バッテリー、このバッテリーから給電される電動モータおよびこの電動モータにより駆動される油圧ポンプを有する油圧発生ユニットと、油圧発生ユニットに着脱可能であり、当該油圧発生ユニットにより発生する圧油により駆動される先端工具を有するヘッドユニットとから構成されている。ヘッドユニットに設けられる先端工具として、カッター、スプレッダーなどの様々な種類のものが用意されており、ヘッドユニットを交換することにより多種多様な作業に対応することができる。また、油圧発生ユニットとヘッドユニットとを分離可能とすることにより、可搬性を向上させ、現場での作業員の負荷を軽減することができる。
特開２０１０−２８００１１号公報
上述した従来の油圧作動装置では、油圧発生ユニットにヘッドユニットが直接取り付けられるような構成となっているため、狭隘な場所では使用することができないおそれがあった。また、二次災害が起こりそうな場所で使用する場合には油圧発生ユニットのグリップを把持する作業者が危険にさらされるおそれがあった。
本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、狭隘な場所や二次災害が起こりそうな場所で使用することができる油圧作動装置およびこのような油圧作動装置で用いられるトルク伝達用連結具を提供することを目的とする。
本発明の油圧作動装置は、回転部材を回転させることにより圧油を発生させる油圧ポンプおよび前記油圧ポンプにより発生した圧油により作動する工具を有する工具ユニットと、回転トルクを発生させる駆動ユニットと、一端が前記工具ユニットに着脱自在となっているとともに他端が前記駆動ユニットに着脱自在となっており、前記駆動ユニットにより発生した回転トルクを前記工具ユニットの前記回転部材に伝達するためのトルク伝達用連結具と、を備え、前記トルク伝達用連結具は、可撓性を有する棒状のシャフトおよび前記シャフトの外周面を覆う、可撓性を有するカバーを有しており、前記シャフトが前記カバー内で回転することによって前記駆動ユニットにより発生した回転トルクが前記工具ユニットの前記回転部材に伝達されるようになっており、前記シャフトおよび前記カバーが可撓性を有するため前記トルク伝達用連結具を曲げることができるようになっていることを特徴とする。
本発明の油圧作動装置においては、前記トルク伝達用連結具の一端には前記シャフトの軸線方向に沿って前記工具ユニットに着脱可能となる第１着脱機構が設けられており、前記トルク伝達用連結具の他端には前記シャフトの軸線方向に沿って前記駆動ユニットに着脱可能となる第２着脱機構が設けられていてもよい。
本発明の油圧作動装置においては、前記工具ユニットの前記回転部材および前記トルク伝達用連結具の前記シャフトのうちのいずれか一方の軸端に、他方の軸端を受け入れることができる第１ワンウェイクラッチが設けられており、前記第１ワンウェイクラッチは、前記他方の軸端が受け入れられたときに、前記他方の軸端と直接接触するばね付勢されたローラ、ボールまたはスプラグを有していてもよい。
また、前記工具ユニットの前記回転部材および前記トルク伝達用連結具の前記シャフトのうちのいずれか一方の軸端に他方の軸端が受け入れられている状態を維持するための、前記工具ユニットと前記トルク伝達用連結具とを前記回転部材の軸線方向に固定する第１ロック機構が前記工具ユニットまたは前記トルク伝達用連結具に設けられていてもよい。
また、前記駆動ユニットは、モータおよび前記モータによって回転させられる回転軸を有しており、前記駆動ユニットの前記回転軸および前記トルク伝達用連結具の前記シャフトのうちのいずれか一方の軸端に、他方の軸端を受け入れることができる第２ワンウェイクラッチが設けられており、前記第２ワンウェイクラッチは、前記他方の軸端が受け入れられたときに、前記他方の軸端と直接接触するばね付勢されたローラ、ボールまたはスプラグを有していてもよい。
また、前記駆動ユニットの前記回転軸および前記トルク伝達用連結具の前記シャフトのうちのいずれか一方の軸端に他方の軸端が受け入れられている状態を維持するための、前記駆動ユニットと前記トルク伝達用連結具とを前記回転軸の軸線方向に固定する第２ロック機構が前記駆動ユニットまたは前記トルク伝達用連結具に設けられていてもよい。
また、前記トルク伝達用連結具における前記シャフトの材料は金属であってもよい。
本発明のトルク伝達用連結具は、回転部材を回転させることにより圧油を発生させる油圧ポンプおよび前記油圧ポンプにより発生した圧油により作動する工具を有する工具ユニットと、回転トルクを発生させる駆動ユニットとを連結するためのトルク伝達用連結具であって、可撓性を有する棒状のシャフトと、前記シャフトの外周面を覆う、可撓性を有するカバーと、を備え、前記シャフトおよび前記カバーが可撓性を有するため前記トルク伝達用連結具を曲げることができるようになっており、前記シャフトが前記カバー内で回転することによって前記駆動ユニットにより発生した回転トルクが前記工具ユニットの前記回転部材に伝達されるようになっていることを特徴とする。
本発明のトルク伝達用連結具においては、前記シャフトの軸線方向に沿って前記工具ユニットに着脱可能となる第１着脱機構が一端に設けられており、前記シャフトの軸線方向に沿って前記駆動ユニットに着脱可能となる第２着脱機構が他端に設けられていてもよい。
本発明の油圧作動装置およびトルク伝達用連結具によれば、狭隘な場所や二次災害が起こりそうな場所で使用することができる。
本発明の実施の形態による油圧作動装置においてトルク伝達用連結具によって工具ユニットと駆動ユニットとが連結されているときの状態を、その一部を断面図で示す側面図である。 図１に示す油圧作動装置においてトルク伝達用連結具が工具ユニットおよび駆動ユニットからそれぞれ取り外されているときの状態を、その一部を断面図で示す側面図である。 図１に示す油圧作動装置における工具ユニットの構成の詳細を、その一部を断面図で示す側面図である。 図３に示す工具ユニットの上面図である。 図１に示す油圧作動装置における駆動ユニットの構成の詳細を、その一部を断面図で示す側面図である。 図１に示す油圧作動装置におけるトルク伝達用連結具の構成の詳細を示す側断面図である。 図１に示す油圧作動装置における工具ユニットの取付部およびトルク伝達用連結具の被取付部の構成の詳細を示す側断面図である。 図７に示す工具ユニットの取付部がトルク伝達用連結具の被取付部に取り付けられたときの状態を示す側断面図である。 （ａ）（ｂ）は、それぞれ、図７に示すトルク伝達用連結具の被取付部のＡ−Ａライン矢視およびＢ−Ｂライン矢視による縦断面図である。 図７に示す工具ユニットの取付部におけるワンウェイクラッチの構成を示す縦断面図である。
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。本実施の形態による油圧作動装置は、レスキュー等の用途に使用されるものであり、スプレッダー等の先端工具により鉄筋等の対象物を切断したり扉等の対象物をこじ開けたりすることができるものである。図１乃至図１０は、本実施の形態による油圧作動装置を示す図である。このうち、図１は、本実施の形態による油圧作動装置においてトルク伝達用連結具によって工具ユニットと駆動ユニットとが連結されているときの状態を、その一部を断面図で示す側面図であり、図２は、図１に示す油圧作動装置においてトルク伝達用連結具が工具ユニットおよび駆動ユニットからそれぞれ取り外されているときの状態を、その一部を断面図で示す側面図である。また、図３および図４は、それぞれ、図１に示す油圧作動装置における工具ユニットの構成の詳細を、その一部を断面図で示す側面図および上面図である。また、図５は、図１に示す油圧作動装置における駆動ユニットの構成の詳細を、その一部を断面図で示す側面図であり、図６は、図１に示す油圧作動装置におけるトルク伝達用連結具の構成の詳細を示す側断面図である。また、図７乃至図１０は、図１に示す油圧作動装置における工具ユニットの取付部およびトルク伝達用連結具の被取付部の構成の詳細を示す図である。
図１および図２に示すように、本実施の形態による油圧作動装置は、回転部材４１（後述）を回転させることにより圧油を発生させる油圧ポンプ４０および油圧ポンプ４０により発生した圧油により作動する工具３０を有する工具ユニット１０と、モータ６２を有する駆動ユニット６０と、一端が工具ユニット１０に着脱自在となっているとともに他端が駆動ユニット６０に着脱自在となっているトルク伝達用連結具７０とを備えており、トルク伝達用連結具７０によって、駆動ユニット６０のモータ６２により発生した回転トルクが工具ユニット１０の回転部材４１に伝達されるようになっている。また、本実施の形態による油圧作動装置では、図２に示すように、トルク伝達用連結具７０を工具ユニット１０および駆動ユニット６０からそれぞれ取り外すことができるようになっている。このような油圧作動装置の各構成部材の詳細について以下に説明する。
まず、工具ユニット１０の構成の詳細について図３および図４を用いて説明する。図３に示すように、工具ユニット１０は、油圧ポンプ４０と、当該油圧ポンプ４０により発生した圧油により動作するスプレッダー等の工具３０とを一体化して構成されるものである。工具３０は、圧油により開閉する一対のブレード３２を有しており、閉じたブレード３２の先端部を扉等の対象物の小さな隙間に挿入し、この状態でブレード３２を開くことにより、当該隙間を大きくすることができるようになっている。このようにして、例えば、要救助者が閉じこめられた空間を塞いでいて、通常の手段ではもはや開くことができなくなってしまった扉をこじ開けることができるようになる。また、狭い隙間を工具３０のブレード３２により油圧で強制的に広げることができるので、重量物を持ち上げる用途にも本実施の形態の油圧作動装置を使用することが可能である。例えば、一方のブレード３２を堅固な土台の上に置き、他方のブレード３２を持ち上げようとする物の下面に当てた状態でブレード３２を開くことにより、当該物を持ち上げることができる。なお、本実施の形態の油圧作動装置における工具ユニットの工具はスプレッダーに限定されることはなく、油圧ポンプにより発生した圧油により作動するものであれば工具ユニットの工具としてスプレッダー以外のもの（例えば、鉄筋等を切断するためのカッター等）が用いられてもよい。
図３等に示すように、工具３０は、ベース部３１と、各々がベース部３１に対して軸３２ａを中心として回転自在となっている一対のブレード３２と、各ブレード３２を作動させる一対の作動部材３４と、後述するピストンロッド３８に取り付けられた取付部材３６とを有しておいる。各作動部材３４の先端部分には軸３４ａが設けられており、各ブレード３２は軸３４ａを中心として各作動部材３４に対して回転するよう当該軸３４ａに取り付けられている。また、各作動部材３４の基端部分には軸３４ｂが設けられており、各作動部材３４は軸３４ｂを中心として取付部材３６に対して回転するようになっている。そして、図３に示す状態からピストンロッド３８によって取付部材３６が図３における左方向に押動されると、各作動部材３４が取付部材３６によって図３における左方向に押動されることによりこれらの作動部材３４は取付部材３６に対して軸３４ｂを中心として互いに離間する方向に回転する。このことにより、軸３４ａを中心として各作動部材３４に対して回転するよう設けられた各ブレード３２は、各作動部材３４によって押動されることにより軸３２ａを中心として互いに離間する方向に回転する。このようにして各ブレード３２が図３に示す状態から開かれるようになる。一方、各ブレード３２が開かれている状態でピストンロッド３８が図３における右方向に摺動し、このピストンロッド３８に取り付けられている取付部材３６が図３における右方向に移動すると、各作動部材３４が取付部材３６により図３における右方向に引っ張られることにより各ブレード３２は互いに近づく方向に軸３２ａを中心として回転する。このことにより、各ブレード３２が閉じられて図３に示すような状態になる。
図３等に示すように、油圧ポンプ４０は、油室４９と、後述する棒状の回転部材４１の先端に取り付けられた偏心部４２と、偏心部４２が回転することにより上下運動するピストン４３とを有している。ここで、偏心部４２は、回転部材４１の軸線に対して偏心しており、当該偏心部４２の外周面にはニードルローラベアリング等のベアリング４２ａが取り付けられている。また、ピストン４３は、図示しないバネによってベアリング４２ａの外周面に向けて常時押し付けられている。このため、回転部材４１が回転すると偏心部４２およびベアリング４２ａが回転部材４１の軸線に対して偏心回転運動することによりピストン４３が上下運動し、油室４９から工具３０に向かって圧油が送られ、当該工具３０が作動するようになる。
また、図３等に示すように、油圧ポンプ４０の油室４９から工具３０に圧油を送ったり工具３０から油室４９に戻り油を戻したりするための油路４４が工具ユニット１０の内部に設けられている。油路４４は第１油路４４ａ、第２油路４４ｂ、第３油路４４ｃおよび第４油路４４ｄを有しており、第１油路４４ａおよび第２油路４４ｂは切換バルブ４８の芯体４８ａにより区画されるようになっている。また、第１油路４４ａおよび第３油路４４ｃは互いに連通しているとともに、第３油路４４ｃおよび第４油路４４ｄも切換バルブ４８の芯体４８ａにより区画されるようになっている。また、切換バルブ４８の芯体４８ａの内部にも油路が形成されており、当該芯体４８ａが図３に示すような位置にあるときには芯体４８ａの内部に形成されている油路によって第３油路４４ｃおよび第４油路４４ｄが連通するようになる。なお、切換バルブ４８の芯体４８ａが図３に示すような位置にあるときには当該芯体４８ａによって第１油路４４ａおよび第２油路４４ｂが遮断される。一方、図３に示す状態から作業者が切換バルブ４８を回転させることによって芯体４８ａが９０°回転すると、芯体４８ａの内部に形成されている油路によって第１油路４４ａおよび第２油路４４ｂが連通するようになる。なお、この場合には切換バルブ４８の芯体４８ａによって第３油路４４ｃおよび第４油路４４ｄが遮断される。
また、図３等に示すように、ピストンロッド３８の外側には第２油室４６が設けられており、この第２油室４６は第５油路４４ｅを介して第４油路４４ｄに連通している。
また、図３等に示すように、工具３０から油圧ポンプ４０の油室４９に戻り油を戻すための戻り油路４４ｆが設けられている。ここで、第２油路４４ｂおよび戻り油路４４ｆは切換バルブ４８の芯体４８ａにより区画されるようになっており、当該芯体４８ａが図３に示すような位置にあるときには芯体４８ａの内部に形成されている油路によって第２油路４４ｂおよび戻り油路４４ｆが連通するようになる。また、第４油路４４ｄおよび戻り油路４４ｆも切換バルブ４８の芯体４８ａにより区画されるようになっており、図３に示す状態から作業者が切換バルブ４８を回転させることによって芯体４８ａが９０°回転すると、芯体４８ａの内部に形成されている油路によって第４油路４４ｄおよび戻り油路４４ｆが連通するようになる。
図３に示すように、ピストンロッド３８の内部には第１油室４５が設けられており、この第１油室４５は第２油路４４ｂに連通している。より詳細には、ピストンロッド３８の基端部分にはフランジ４７が設けられており、第２油路４４ｂから工具３０に送られた圧油はフランジ４７よりも右側の領域に入るとともにピストンロッド３８の内部に設けられている第１油室４５にも入るようになっている。このため、図３に示す状態から切換バルブ４８の芯体４８ａが９０°回転させられた後に油圧ポンプ４０が作動し、第２油路４４ｂから第１油室４５やフランジ４７よりも右側の領域に圧油が送られるとフランジ４７やピストンロッド３８が図３や図４における左方向に押動されるようになっている。このようにしてピストンロッド３８が図３や図４における左方向に押動されると、工具３０における一対のブレード３２が開くようになる。なお、この際に、第２油室４６から第５油路４４ｅ、第４油路４４ｄおよび戻り油路４４ｆを順に経て戻り油が油圧ポンプ４０の油室４９に戻されるようになる。
また、上述したように、ピストンロッド３８の外側には第２油室４６が設けられており、この第２油室４６は第５油路４４ｅを介して第４油路４４ｄに連通している。このため、切換バルブ４８の芯体４８ａが図３に示すような位置にあるときに油圧ポンプ４０が作動すると、第３油路４４ｃ、第４油路４４ｄおよび第５油路４４ｅを順に経て第２油室４６に圧油が送られることによりフランジ４７が図３や図４における右方向に押動され、よってピストンロッド３８もピストンロッド３８が図３や図４における右方向に押動されるようになる。このようにしてピストンロッド３８が図３や図４における右方向に押動されると、工具３０における一対のブレード３２が閉じるようになる。なお、この際に、第１油室４５から第２油路４４ｂおよび戻り油路４４ｆを順に経て戻り油が油圧ポンプ４０の油室４９に戻されるようになる。
また、工具ユニット１０の基端部分には、トルク伝達用連結具７０の一端を取り付けるための取付部５０が設けられている。このような取付部５０の構成の詳細については後述する。
次に、駆動ユニット６０の構成の詳細について図５を用いて説明する。図５に示すように、駆動ユニット６０の内部には電動モータ等のモータ６２が設けられており、当該モータ６２によりこのモータ６２に取り付けられた回転軸６２ａが回転させられるようになっている。また、駆動ユニット６０には作業者が手で把持するための把持部６５が設けられており、この把持部６５には、当該把持部６５を手で握った作業者の指により操作されるスイッチ６６が形成されている。このようなスイッチ６６は、モータ６２を作動させるための操作部として機能するようになっている。また、駆動ユニット６０の下側端部には、リチウムイオン電池またはニッケル水素電池等の二次電池からなるバッテリー６４が設けられており、作業者によりスイッチ６６が操作されると、バッテリー６４からモータ６２に電力が供給されるようになっている。また、駆動ユニット６０の先端部分には、トルク伝達用連結具７０の他端が取り付けられる被取付部６９が設けられている。このような被取付部６９の構成の詳細については後述する。
次に、トルク伝達用連結具７０の構成の詳細について図６を用いて説明する。図６に示すように、トルク伝達用連結具７０は、可撓性を有する棒状のシャフト７４と、シャフト７４の外周面を覆う、可撓性を有する保護カバー７２とを有している。ここで、棒状のシャフト７４は、例えば特殊硬鋼線を右巻、左巻交互に数層巻いた構成のものであり、回転トルクを伝達するとともに可撓性を有するものとなっている。なお、棒状のシャフト７４はこのような構成のものに限定されることはなく、ステンレス等の他の金属材料から構成されていてもよい。また、棒状のシャフト７４として、金属材料以外の材料のものが用いられてもよい。また、シャフト７４および保護カバー７２が可撓性を有するためトルク伝達用連結具７０を曲げることができるようになっている。また、トルク伝達用連結具７０における保護カバー７２の一端には、工具ユニット１０の基端部分に設けられた取付部５０が着脱自在に取り付けられる被取付部８０が設けられている。また、保護カバー７２の他端には、駆動ユニット６０の先端部分に設けられた被取付部６９に着脱自在に取り付けるための取付部９０が設けられている。これらの被取付部８０および取付部９０の構成の詳細については後述する。
次に、工具ユニット１０の取付部５０およびトルク伝達用連結具７０の被取付部８０の構成の詳細について図７乃至図１０を用いて説明する。なお、図７は、工具ユニット１０の取付部５０およびトルク伝達用連結具７０の被取付部８０の構成の詳細を示す側断面図であり、図８は、図７に示す工具ユニット１０の取付部５０がトルク伝達用連結具７０の被取付部８０に取り付けられたときの状態を示す側断面図である。また、図９（ａ）（ｂ）は、それぞれ、図７および図８に示すトルク伝達用連結具７０の被取付部８０のＡ−Ａライン矢視およびＢ−Ｂライン矢視による縦断面図であり、図１０は、図７に示す工具ユニット１０の取付部５０におけるワンウェイクラッチ５４の構成を示す縦断面図である。
図７および図８に示すように、トルク伝達用連結具７０の被取付部８０において、棒状のシャフト７４の端部には回転部材８１が接続されており、この回転部材８１の先端部分８１ａには差込部８２が取り付けられている。より詳細には、図９（ｂ）に示すように、被取付部８０の基端部分には開口が設けられており、この開口に保護カバー７２が挿入されるようになっている。また、被取付部８０の開口に挿入された保護カバー７２は複数（例えば、２つ）のネジ８８により被取付部８０の開口の内部で固定されるようになっている。また、図９（ａ）に示すように、回転部材８１の基端部分には孔が設けられており、この孔に棒状のシャフト７４の先端が挿入されるようになっている。また、回転部材８１の孔に挿入されたシャフト７４は複数（例えば、４つ）のネジ８１ｂにより回転部材８１の孔の内部で固定されるようになっている。本実施の形態では、このような被取付部８０により、シャフト７４の軸線方向に沿ってトルク伝達用連結具７０が工具ユニット１０に着脱可能となる第１着脱機構が構成されている。
また、工具ユニット１０における回転部材４１の先端部分４１ａには、トルク伝達用連結具７０の差込部８２が差し込まれる円筒形の被差込部５２が取り付けられており、この被差込部５２に設けられた孔の内部にはワンウェイクラッチ５４（第１ワンウェイクラッチ）が取り付けられている。図１０に示すように、ワンウェイクラッチ５４は、複数のニードル（ニードルローラ）５４ａと、トルク伝達用連結具７０の差込部８２がワンウェイクラッチ５４内に挿入されていないときにニードル５４ａを脱落しないように保持する保持器（リテーナ）５４ｂと、各ニードル５４ａに対応するカム面５４ｄがその内周側に設けられた外レース５４ｃと、各ニードル５４ａがトルク伝達用連結具７０の差込部８２と接触した状態を維持するように付勢するバネ５４ｅとを有している。
外レース５４ｃは、工具ユニット１０の被差込部５２に設けられた孔に圧入され、外レース５４ｃと被差込部５２とは相対回転不能となっている。なお、外レース５４ｃと被差込部５２とを圧入以外の方法により相対回転不能としてもよい。また、トルク伝達用連結具７０の差込部８２の外径は、当該差込部８２がワンウェイクラッチ５４内に差し込まれていないときのワンウェイクラッチ５４の中心軸線から最も近くに位置する各ニードル５４ａの周面上のポイントＰを通る円の直径よりわずかに大きいことが好ましい。ワンウェイクラッチ５４にトルク伝達用連結具７０の差込部８２を差し込もうとすると、ニードル５４ａがバネ５４ｅの力に逆らい図１０の時計回りの方向に変位するので、トルク伝達用連結具７０の差込部８２をワンウェイクラッチ５４内に差し込むことができるようになる。
図１０において、トルク伝達用連結具７０の差込部８２が反時計回りの方向に回転すると、ニードル５４ａがロック位置（具体的には、図１０に示す位置よりも反時計回りの方向に変位した位置）に移動し、これにより差込部８２とワンウェイクラッチ５４の外レース５４ｃとの間の相対回転が不可能となる（ロック状態）。この場合には、トルク伝達用連結具７０のシャフト７４や回転部材８１の回転トルクはニードル５４ａおよび外レース５４ｃを介して工具ユニット１０の被差込部５２や回転部材４１にそのまま伝達される。これにより油圧ポンプ４０が動作し、工具３０における各ブレード３２が開閉するようになる。
一方、図１０において、トルク伝達用連結具７０の差込部８２が反時計回りの方向に回転しなくなれば、ワンウェイクラッチ５４のロック状態が解除されるとともに、差込部８２をワンウェイクラッチ５４から容易に引き抜くことができるようになる。
また、本実施の形態の油圧作動装置には、トルク伝達用連結具７０の差込部８２がワンウェイクラッチ５４内に受け入れられた状態を維持するために、工具ユニット１０とトルク伝達用連結具７０とを回転部材４１の軸線方向に関して固定する第１ロック機構が設けられている。以下、このような第１ロック機構について説明する。
トルク伝達用連結具７０の被取付部８０において、差込部８２の周りには、当該差込部８２から間隔を空けて設けられた第１リング部材８３が配設されている。また、第１リング部材８３の周りには第２リング部材８４が配設されている。さらに、第２リング部材８４の周りには第３リング部材８５が配設されている。ここで、第２リング部材８４は被取付部８０に対して不動に固定されているのに対し、第１リング部材８３および第３リング部材８５はそれぞれ第２リング部材８４に対して回転部材８１の軸線方向に沿ってスライド可能となっている。
より詳細には、図７および図８に示すように、第１リング部材８３は、第２リング部材８４の内部で回転部材８１の軸線方向に沿ってスライド可能となっている。また、第１リング部材８３は、バネ８３ａにより図７や図８における左方向に付勢されるようになっている。なお、第２リング部材８４にはボルト８４ａが取り付けられており、第１リング部材８３の図７や図８における左方向の変位はボルト８４ａの先端部分により制限されるようになっている。
第３リング部材８５は、第２リング部材８４の外周面に沿って回転部材８１の軸線方向に沿ってスライド可能となっている。また、第３リング部材８５は、バネ８５ａにより図７や図８における左方向に付勢されるようになっている。なお、第２リング部材８４の外周面にはストッパ８４ｂが設けられており、第３リング部材８５の図７や図８における左方向の変位はストッパ８４ｂにより制限されるようになっている。また、第３リング部材８５の外周面には、作業者が当該第３リング部材８５をスライドさせるためのフランジ８５ｂが設けられている。
また、第２リング部材８４には、円周方向に間隔を空けて複数の孔（図７や図８では１つの孔のみが図示されている）が形成されており、各孔の内部には長円形断面を有するピン８６が収容されている。そして、図７に示すように工具ユニット１０とトルク伝達用連結具７０とを分離した状態から、トルク伝達用連結具７０の差込部８２を工具ユニット１０の被差込部５２に設けられたワンウェイクラッチ５４内に差し込んでいくと、工具ユニット１０の取付部５０に設けられた押込部材５１により、第１リング部材８３が図７や図８における右方向に押し込まれる。そして、ピン８６が、押込部材５１の表面に形成された窪み５１ａと一致すると、ピン８６が窪み５１ａ内に押し込まれる。このピン８６を窪み５１ａ内に押し込む力は、バネ８５ａにより図７や図８における左方向に付勢されている第３リング部材８５の先端部分にある傾斜面８５ｃがピン８６を押すことにより生じる。なお、傾斜面８５ｃはピン８６を窪み５１ａの中に押し込んだ後にピン８６を乗り越え、ストッパ８４ｂと衝突する。工具ユニット１０に対するトルク伝達用連結具７０の連結操作が終了した後の状態が図８に示されている。図８に示すようにピン８６が窪み５１ａ内に挿入されることにより、工具ユニット１０とトルク伝達用連結具７０とが回転部材４１の軸線方向に関して固定されるようになる。
図８に示す連結状態から図７に示す分離状態に移行させるには、第３リング部材８５のフランジ８５ｂを持って、第３リング部材８５をバネ８５ａの力に逆らって図７や図８における右方向に移動させる。すると、ピン８６が窪み５１ａから抜け出すことができる状態になる。これに伴い、第１リング部材８３がバネ８３ａの力により工具ユニット１０の取付部５０に設けられた押込部材５１を第２リング部材８４の中から図７や図８における左方向に押し出す。これに伴い、窪み５１ａの内表面である傾斜面がピン８６を外側に押し出す。これによりトルク伝達用連結具７０の差込部８２がワンウェイクラッチ５４から抜け出し、図７に示す分離状態になる。なお、図７は、作業者が第３リング部材８５のフランジ８５ｂを図７における右方向に移動させようとする力を加えているときの状態を示していることに注意されたい。
図７乃至図１０に示すような工具ユニット１０の取付部５０およびトルク伝達用連結具７０の被取付部８０の構成によれば、トルク伝達用連結具７０の回転部材８１に取り付けられている差込部８２がいかなる回転位相となっていても、そのまま工具ユニット１０のワンウェイクラッチ５４内に差し込むことができる。通常、回転軸同士の動力伝達可能な連結は、キーおよびキー溝等の両回転軸の相対回転を禁止する構造を介して行わなければならないため、両回転軸の回転位相を一致させる作業が必要である。これに対し、本実施の形態の油圧作動装置ではワンウェイクラッチ５４を用いることにより回転位相合わせの作業が不必要となっている。このため、工具ユニット１０に対するトルク伝達用連結具７０の連結作業を大幅に簡略化することができる。
なお、本実施の形態の油圧作動装置で用いることができるワンウェイクラッチ５４は、（ａ）ニードル５４ａが差込部８２の外周面に直接接触するタイプ（すなわち、差込部８２の外周面に直接接触する内レースを有しないタイプ）であること、（ｂ）ニードル５４ａがバネ５４ｅにより付勢されていて、差込部８２をワンウェイクラッチ５４内に挿入していったときにニードル５４ａが差込部８２の挿入を妨害しないように逃げてくれて、かつ、バネ５４ｅの弾性力により、ニードル５４ａが逃げたときにもニードル５４ａと差込部８２の外周面との接触が失われないこと、という２つの条件を満たしている。
なお、上記の条件（ａ）に関して、ワンウェイクラッチ５４が差込部８２と接触する内レースを有しているとしたならば、差込部８２と内レースとの間にトルク伝達結合を形成するために、キーおよびキー溝の結合や、かみ合い結合等を形成しなければならず、この場合にはトルク伝達用連結具７０の差込部８２と工具ユニット１０の被差込部５２との回転位相合わせを行う必要がある。
また、本実施の形態では、ニードル５４ａを有するワンウェイクラッチ５４の代わりに、ボールを用いたワンウェイクラッチが使用されてもよい。また、本実施の形態では油圧ポンプ４０を駆動するための回転方向と逆方向に回転部材４１を滑らかに転動（空転）させる必要はないため、スプラグを用いたワンウェイクラッチを使用することもできる。これらのワンウェイクラッチも、上記の条件（ａ）（ｂ）を満たしている（この場合、上記の条件（ａ）（ｂ）におけるニードル５４ａを、ボールまたはスプラグと読み替える）。
また、ワンウェイクラッチ５４を工具ユニット１０の回転部材４１の軸端に取り付けられた被差込部５２に設けられることに代えて、トルク伝達用連結具７０の回転部材８１の軸端にワンウェイクラッチを設けてもよい。この場合には、トルク伝達用連結具７０の回転部材８１の先端部にワンウェイクラッチを取り付けるための孔が形成され、工具ユニット１０の回転部材４１の軸端にはワンウェイクラッチ内に挿入される差込部が設けられるようになる。
また、本実施の形態の油圧作動装置では、トルク伝達用連結具７０におけるシャフト７４の他端に設けられた取付部９０は、工具ユニット１０の取付部５０と略同一の構成となっている。また、駆動ユニット６０に設けられた被取付部６９は、トルク伝達用連結具７０の被取付部８０と略同一の構成となっている。具体的には、図１、図２および図５に示すように、駆動ユニット６０の被取付部８０において、モータ６２により回転させられる回転軸６２ａの先端部分には差込部６８が取り付けられている。また、図６に示すように、トルク伝達用連結具７０の取付部９０において、シャフト７４には回転部材９１が取り付けられており、この回転部材９１の先端部分には、駆動ユニット６０の差込部６８が差し込まれる円筒形の被差込部９４が取り付けられている。そして、被差込部９４に設けられた孔の内部には、駆動ユニット６０の差込部６８が挿入されるワンウェイクラッチ９６（第２ワンウェイクラッチ）が取り付けられている。ここで、ワンウェイクラッチ９６の構成は、図１０に示すワンウェイクラッチ５４の構成と略同一となっている。本実施の形態では、このような取付部９０により、シャフト７４の軸線方向に沿ってトルク伝達用連結具７０が駆動ユニット６０に着脱可能となる第２着脱機構が構成されている。
また、本実施の形態の油圧作動装置には、駆動ユニット６０の差込部６８がトルク伝達用連結具７０のワンウェイクラッチ９６内に受け入れられた状態を維持するために、駆動ユニット６０とトルク伝達用連結具７０とを回転軸６２ａの軸線方向に関して固定する第２ロック機構が設けられている。ここで、第２ロック機構は第１ロック機構と略同一の構成となっている。すなわち、トルク伝達用連結具７０の取付部９０には、工具ユニット１０の取付部５０に設けられている押込部材５１と略同一の構成の押込部材９２が設けられている。また、駆動ユニット６０の被取付部６９には、トルク伝達用連結具７０の被取付部８０に設けられている各リング部材８３、８４、８５と略同一の構成の各リング部材が設けられている。このことにより、駆動ユニット６０とトルク伝達用連結具７０とを回転軸６２ａの軸線方向に関して固定することができるようになる。
また、本実施の形態では、ワンウェイクラッチ９６として、ニードルを有するものの代わりに、ボールを用いたものが使用されてもよい。また、本実施の形態では油圧ポンプ４０を駆動するための回転方向と逆方向に回転部材９１を滑らかに転動（空転）させる必要はないため、ワンウェイクラッチ９６としてスプラグを用いたものを使用することもできる。
また、ワンウェイクラッチ９６をトルク伝達用連結具７０の回転部材９１の軸端に取り付けられた被差込部９４に設けられることに代えて、駆動ユニット６０の回転軸６２ａの軸端にワンウェイクラッチを設けてもよい。この場合、駆動ユニット６０の回転軸６２ａの先端部にワンウェイクラッチを取り付けるための孔が形成され、トルク伝達用連結具７０の回転部材９１の軸端にはワンウェイクラッチ内に挿入される差込部が設けられるようになる。
また、本実施の形態の油圧作動装置では、上述したように、トルク伝達用連結具７０の取付部９０が、工具ユニット１０の取付部５０と略同一の構成となっており、また、駆動ユニット６０の被取付部６９が、トルク伝達用連結具７０の被取付部８０と略同一の構成となっているため、トルク伝達用連結具７０を用いないで工具ユニット１０の取付部５０を駆動ユニット６０の被取付部６９に直接取り付けることができるようになる。すなわち、工具ユニット１０と駆動ユニット６０とを直接連結させた状態で油圧作動装置を使用することができるようになる。
次に、本実施の形態による油圧作動装置の動作について説明する。まず、本実施の形態による油圧作動装置を使用しようとする作業者は、工具ユニット１０、駆動ユニット６０およびトルク伝達用連結具７０が互いに分離された状態でこれらのユニット等をレスキュー等の現場に運搬する。そして、作業者は最初に工具ユニット１０における工具３０の各ブレード３２の先端部を扉等の対象物の小さな隙間に挿入する。次に、作業者は、工具ユニット１０の取付部５０における被差込部５２に設けられたワンウェイクラッチ５４内に、トルク伝達用連結具７０の被取付部８０における差込部８２を差し込む。このことにより、図８に示すように、工具ユニット１０の取付部５０がトルク伝達用連結具７０の被取付部８０に取り付けられるようになる。また、作業者は、トルク伝達用連結具７０の取付部９０における被差込部９４に設けられたワンウェイクラッチ９６内に、駆動ユニット６０の被取付部６９における差込部６８を差し込む。このことにより、トルク伝達用連結具７０の取付部９０が駆動ユニット６０の被取付部６９に取り付けられるようになる。
このようにして、図１に示すようにトルク伝達用連結具７０を介して工具ユニット１０と駆動ユニット６０とが連結された後、図１乃至図３に示すような芯体４８ａの状態から切換バルブ４８を９０°回転させる。その後、駆動ユニット６０の把持部６５を作業者が把持し、この作業者の指によりスイッチ６６を操作すると、モータ６２が作動するようになり、当該モータ６２により回転軸６２ａが回転する。また、駆動ユニット６０の回転軸６２ａの先端部分に取り付けられた差込部６８がトルク伝達用連結具７０のワンウェイクラッチ９６内に受け入れられているため、駆動ユニット６０の回転軸６２ａが回転するとトルク伝達用連結具７０の棒状のシャフト７４や各回転部材８１、９１も同方向に回転するようになる。さらに、トルク伝達用連結具７０の回転部材８１の先端部分に取り付けられた差込部８２が工具ユニット１０のワンウェイクラッチ５４内に受け入れられているため、トルク伝達用連結具７０の回転部材８１が回転すると工具ユニット１０の回転部材４１も同方向に回転するようになる。このようにして回転部材４１が回転すると、当該回転部材４１の先端に取り付けられた偏心部４２およびベアリング４２ａが回転部材４１の軸線に対して偏心回転運動することによりピストン４３が上下運動し、油室４９から第１油室４５に向かって圧油が送られ、工具３０が作動するようになる。具体的には、ピストンロッド３８が図３や図４における左方向に押動されることにより、一対のブレード３２が開くようになる。
レスキュー等の現場において本実施の形態による油圧作動装置の使用が終了すると、作業者は切換バルブ４８を９０°回転させることにより芯体４８ａを図１乃至図３に示す状態に戻す。その後、駆動ユニット６０の把持部６５を作業者が把持し、この作業者の指によりスイッチ６６を操作すると、モータ６２が作動するようになり、工具ユニット１０の回転部材４１も回転するようになる。このようにして回転部材４１が回転すると、偏心部４２およびベアリング４２ａが回転部材４１の軸線に対して偏心回転運動することによりピストン４３が上下運動し、油室４９から第２油室４６に向かって圧油が送られる。このことにより、ピストンロッド３８が図３や図４における右方向に押動されることにより、一対のブレード３２が閉じるようになる。その後、作業者は工具ユニット１０からトルク伝達用連結具７０を取り外すとともにトルク伝達用連結具７０から駆動ユニット６０を取り外す。このようにして、使用後の油圧作動装置の各ユニット等を分離した状態で運搬することができるようになる。
以上のような構成からなる本実施の形態の油圧作動装置によれば、トルク伝達用連結具７０は、一端が工具ユニット１０に着脱自在となっているとともに他端が駆動ユニット６０に着脱自在となっており、駆動ユニット６０により発生した回転トルクを工具ユニット１０の回転部材４１に伝達するようになっている。また、トルク伝達用連結具７０は、可撓性を有する棒状のシャフト７４およびシャフト７４の外周面を覆う、可撓性を有する保護カバー７２を有しており、シャフト７４が保護カバー７２内で回転することによって駆動ユニット６０により発生した回転トルクが工具ユニット１０の回転部材４１に伝達されるようになっている。このような油圧作動装置によれば、シャフト７４および保護カバー７２が可撓性を有するためトルク伝達用連結具７０を曲げることができるようになっている。このため、レスキュー等の現場における狭隘な場所や二次災害が起こりそうな場所に工具ユニット１０のみを設置するとともに、トルク伝達用連結具７０を曲げることによって駆動ユニット６０を狭隘な場所や二次災害が起こりそうな場所から離れた場所に設置し、工具ユニット１０から離れた場所からトルク伝達用連結具７０により当該工具ユニット１０を遠隔操作することができるため、本実施の形態による油圧作動装置を狭隘な場所や二次災害が起こりそうな場所で使用することができるようになる。
なお、本発明による油圧作動装置は、上述したような態様に限定されることはなく、様々な変更を加えることができる。
例えば、工具ユニット１０に設けられるポンプは図示されたものに限定されることはない。ワンウェイクラッチ５４、９６を使用する場合にはポンプの逆転は不可能となるものの、ポンプのある構成部材を回転駆動させることにより圧油を送り出すように構成された任意の形式のポンプを工具ユニット１０に組み込むことが可能である。
また、工具ユニット１０とトルク伝達用連結具７０との間の連結や、トルク伝達用連結具７０と駆動ユニット６０の間の連結は、一方のユニット等に設けられた差込部を他方のユニット等に設けられたワンウェイクラッチ内に挿入するような構成のものに限定されることはない。工具ユニット１０とトルク伝達用連結具７０との間の連結方法や、トルク伝達用連結具７０と駆動ユニット６０の間の連結方法として、ワンウェイクラッチを用いる方法以外の任意の方法を用いることができる。
１０ 工具ユニット
３０ 工具
３１ ベース部
３２ ブレード
３２ａ 軸
３４ 作動部材
３４ａ、３４ｂ 軸
３６ 取付部材
３８ ピストンロッド
４０ 油圧ポンプ
４１ 回転部材
４１ａ 先端部分
４２ 偏心部
４２ａ ベアリング
４３ ピストン
４４ 油路
４４ａ 第１油路
４４ｂ 第２油路
４４ｃ 第３油路
４４ｄ 第４油路
４４ｅ 第５油路
４４ｆ 戻り油路
４５ 第１油室
４６ 第２油室
４７ フランジ
４８ 切換バルブ
４８ａ 芯体
４９ 油室
５０ 取付部
５１ 押込部材
５１ａ 窪み
５２ 被差込部
５４ ワンウェイクラッチ
５４ａ ニードル
５４ｃ 外レース
５４ｄ カム面
５４ｅ バネ
６０ 駆動ユニット
６２ モータ
６２ａ 回転軸
６４ バッテリー
６５ 把持部
６６ スイッチ
６８ 差込部
６９ 被取付部
７０ トルク伝達用連結具
７２ 保護カバー
７４ シャフト
８０ 被取付部
８１ 回転部材
８１ａ 先端部分
８１ｂ ネジ
８２ 差込部
８３ 第１リング部材
８３ａ バネ
８４ 第２リング部材
８４ａ ボルト
８４ｂ ストッパ
８５ 第３リング部材
８５ａ バネ
８５ｂ フランジ
８５ｃ 傾斜面
８６ ピン
８８ ネジ
９０ 取付部
９１ 回転部材
９２ 押込部材
９４ 被差込部
９６ ワンウェイクラッチ

Claims (9)

  1. 回転部材を回転させることにより圧油を発生させる油圧ポンプおよび前記油圧ポンプにより発生した圧油により作動する工具を有する工具ユニットと、
    回転トルクを発生させる駆動ユニットと、
    一端が前記工具ユニットに着脱自在となっているとともに他端が前記駆動ユニットに着脱自在となっており、前記駆動ユニットにより発生した回転トルクを前記工具ユニットの前記回転部材に伝達するためのトルク伝達用連結具と、
    を備え、
    前記トルク伝達用連結具は、可撓性を有する棒状のシャフトおよび前記シャフトの外周面を覆う、可撓性を有するカバーを有しており、前記シャフトが前記カバー内で回転することによって前記駆動ユニットにより発生した回転トルクが前記工具ユニットの前記回転部材に伝達されるようになっており、
    前記シャフトおよび前記カバーが可撓性を有するため前記トルク伝達用連結具を曲げることができるようになっている、油圧作動装置。
  2. 前記トルク伝達用連結具の一端には前記シャフトの軸線方向に沿って前記工具ユニットに着脱可能となる第１着脱機構が設けられており、前記トルク伝達用連結具の他端には前記シャフトの軸線方向に沿って前記駆動ユニットに着脱可能となる第２着脱機構が設けられている、請求項１記載の油圧作動装置。
  3. 前記工具ユニットの前記回転部材および前記トルク伝達用連結具の前記シャフトのうちのいずれか一方の軸端に、他方の軸端を受け入れることができる第１ワンウェイクラッチが設けられており、
    前記第１ワンウェイクラッチは、前記他方の軸端が受け入れられたときに、前記他方の軸端と直接接触するばね付勢されたローラ、ボールまたはスプラグを有している、請求項１または２記載の油圧作動装置。
  4. 前記工具ユニットの前記回転部材および前記トルク伝達用連結具の前記シャフトのうちのいずれか一方の軸端に他方の軸端が受け入れられている状態を維持するための、前記工具ユニットと前記トルク伝達用連結具とを前記回転部材の軸線方向に固定する第１ロック機構が前記工具ユニットまたは前記トルク伝達用連結具に設けられている、請求項３記載の油圧作動装置。
  5. 前記駆動ユニットは、モータおよび前記モータによって回転させられる回転軸を有しており、
    前記駆動ユニットの前記回転軸および前記トルク伝達用連結具の前記シャフトのうちのいずれか一方の軸端に、他方の軸端を受け入れることができる第２ワンウェイクラッチが設けられており、
    前記第２ワンウェイクラッチは、前記他方の軸端が受け入れられたときに、前記他方の軸端と直接接触するばね付勢されたローラ、ボールまたはスプラグを有している、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の油圧作動装置。
  6. 前記駆動ユニットの前記回転軸および前記トルク伝達用連結具の前記シャフトのうちのいずれか一方の軸端に他方の軸端が受け入れられている状態を維持するための、前記駆動ユニットと前記トルク伝達用連結具とを前記回転軸の軸線方向に固定する第２ロック機構が前記駆動ユニットまたは前記トルク伝達用連結具に設けられている、請求項５記載の油圧作動装置。
  7. 前記トルク伝達用連結具における前記シャフトの材料は金属である、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の油圧作動装置。
  8. 回転部材を回転させることにより圧油を発生させる油圧ポンプおよび前記油圧ポンプにより発生した圧油により作動する工具を有する工具ユニットと、回転トルクを発生させる駆動ユニットとを連結するためのトルク伝達用連結具であって、
    可撓性を有する棒状のシャフトと、
    前記シャフトの外周面を覆う、可撓性を有するカバーと、
    を備え、
    前記シャフトおよび前記カバーが可撓性を有するため前記トルク伝達用連結具を曲げることができるようになっており、
    前記シャフトが前記カバー内で回転することによって前記駆動ユニットにより発生した回転トルクが前記工具ユニットの前記回転部材に伝達されるようになっている、トルク伝達用連結具。
  9. 前記シャフトの軸線方向に沿って前記工具ユニットに着脱可能となる第１着脱機構が一端に設けられており、前記シャフトの軸線方向に沿って前記駆動ユニットに着脱可能となる第２着脱機構が他端に設けられている、請求項８記載のトルク伝達用連結具。
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