JP2020055081A - 油圧式トルクレンチの打撃トルク調節装置 - Google Patents
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Abstract
Description
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弛めるものである。
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。
ところで、この油圧式トルクレンチ1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。
ここで、2個の弁体15dの動作が安定するように、一方の弁体15d(図10(a)において右側の弁体15d)を中実に、他方の弁体15d(図10(a)において左側の弁体15d)を有底筒状にそれぞれ形成し、右側の中実に形成した弁体15dに、左側の有底筒状に形成した弁体15dの筒状部に挿入されるばね受け兼ガイド15fを突設するようにしている。
また、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。
そして、弁体14bのシリンダ部14a内での回転位置が変化することにより、シリンダ部14aの作動油流路14cの開口と弁体14bの切欠部14b’の重なり面積を変化させて、作動油流路14c及び弁体14bの切欠部14b’を介する高圧室H側から低圧室L側への作動油の流量を調節するオートリリーフ機構14を備えるようにしている。
なお、本実施例において、切欠部14b’は、2つの仕切り壁によって3つに区画するようにしているが、区画することなく1つの切欠部として構成することもできる。
これにより、ライナー7が回転しているときは、ライナー7の回転から得られる弁体14bの公転による遠心力によって、弁体14bのシリンダ部14a内での回転位置が、弁体14bの切欠部14b’がライナー7の回転軸の中心側を向くように位置し(図2の下側に示す状態。)、これにより、シリンダ部14aの作動油流路14cの開口と弁体14bの切欠部14b’の重なり面積が大きくなり、作動油流路14c及び弁体14bの切欠部14b’を介する作動油の流量が制限されない。
一方、パルス発生時のライナー7の急制動から得られる弁体14bの自転による慣性力とによって、弁体14bの切欠部14b’がライナー7の回転軸の中心側以外の方向を向くように弁体14bのシリンダ部14a内での回転位置が変化し(図2の上側に示す状態。)、これにより、シリンダ部14aの作動油流路14cの開口と弁体14bの切欠部14b’の重なり面積が小さくなり(又は実質的になくなり)、作動油流路14c及び弁体14bの切欠部14b’を介する作動油の流量を制限する。
この作動油の流量の制限度合いは、パルス発生時のライナー7の制動の大きさによって変化するため、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、作業効率を高めることができる。
これにより、弁体14bの回転動作を円滑にすることができる。
(1)従来の油圧式トルクレンチの打撃トルク調節装置は、打撃トルクの大きさを調節する出力調節機構11にばね11c、15cを用いていたが、この油圧式トルクレンチの打撃トルク調節装置は、このようなばねを用いていないため、耐久性を向上することができる。
(2)従来の油圧式トルクレンチの打撃トルク調節装置は、作動油流路の開放時の大きさに制約があったが、この油圧式トルクレンチの打撃トルク調節装置は、そのような制約がないため、エネルギ効率を向上することができる(ロータ4(エアモータ)に0.6MPaの高圧空気を供給した場合における、図4(a)の従来例(特許文献4)に比べて、図4(b)の実施例は、締付作業に要する時間を、0.87秒から0.76秒に短縮することができた。)。
(3)従来の油圧式トルクレンチの打撃トルク調節装置は、作動油の圧力によって作動油の流量を調節するものであるため、油量の変動の影響を受けやすかったが、この油圧式トルクレンチの打撃トルク調節装置は、作動油の圧力にかかわらず作動油の流量を調節することができるため、油圧式トルクレンチの長期間の使用による作動油の漏出等による油量の変動の影響を受けにくく、長期間に亘って安定した稼働状態を維持することができる(作動油の充填量を標準より0.8ml少なくし、ロータ4(エアモータ)に0.5MPaの高圧空気を供給した場合における、図5(a)の従来例(特許文献4)に比べて、図5(b)の実施例は、締付作業に要する時間を、1.18秒から0.93秒に短縮することができた。)。
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
7a ライナ上蓋
7b ライナ下蓋
7c 流路
7d 流路
8 主軸
8a 羽根挿入部
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
14 オートリリーフ機構
14a シリンダ部
14b 弁体
14b’ 切欠部
14c 作動油流路(開口)
14d 鋼球
15 オートリリーフ機構
15b 作動油流路
15c ばね
15d 弁体
15e 油室
15f ばね受け兼ガイド
B リリーフバルブ
H 高圧室
L 低圧室
Claims (2)
- 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を備えた油圧式トルクレンチの打撃トルク調節装置において、
前記ライナーに、回転軸と平行にシリンダ部を形成するとともに、該シリンダ部に開口し、シリンダ部を介し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させる作動油流路を形成し、
前記シリンダ部内に、周面部に作動油の流路となる切欠部を形成した円柱形状の弁体を回転自在となるように配設し、
前記ライナーの回転から得られる弁体の公転による遠心力と、パルス発生時のライナーの急制動から得られる弁体の自転による慣性力とによって、弁体のシリンダ部内での回転位置が変化するようにし、
前記弁体のシリンダ部内での回転位置が変化することにより、シリンダ部の作動油流路の開口と弁体の切欠部の重なり面積を変化させて、作動油流路及び弁体の切欠部を介する高圧室側から低圧室側への作動油の流量を調節する
オートリリーフ機構を備えるようにした
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。 - 前記弁体の両端部をそれぞれ鋼球によって支持するようにしたことを特徴とする請求項1に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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