JP2024101590A - 油圧式トルクレンチの打撃トルク発生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】小形で、構造を簡単にした油圧式トルクレンチの打撃トルク発生装置を提供すること。【解決手段】ドライビングブレード３４の個数が１個で、かつ、ライナー３１の１回転につき主軸９に１回の打撃トルクを発生するようにする。【選択図】図１８

Description

本発明は、油圧式トルクレンチの打撃トルク発生装置に関するものである。

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。
図２０は、この油圧式トルクレンチの一例を示したもので、この油圧式トルクレンチの本体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、このバルブ２、３から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。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の本体１の先端部に突設されたフロントケース６内に設けるようしている。この油圧式の打撃トルク発生装置５は、ライナーケース７内にライナー８を設け、このライナー８内に作動油を充填密閉し、ライナー８内に同軸に嵌挿した主軸９に１個又は複数個の羽根挿入溝を設け、この羽根挿入溝内に羽根Ｂを嵌挿し、この羽根ＢをばねＳにて常時主軸外周方向に付勢してライナー８の内周面に当接するとともに、主軸９の外周面に１個又は複数個のシール面を形成する。また、ライナー８には、打撃トルクの大きさを調整する出力調整機構１０を設ける。そして、ロータ４によりライナー８を回転させることにより、ライナー８の内周面に形成した複数個のシール面と主軸９の外周面に形成したシール面及び羽根Ｂとが合致したとき、主軸９に打撃トルクを発生させるものである。

ところで、従来の油圧式トルクレンチの打撃トルク発生装置の場合、主軸９に羽根挿入溝を設け、この羽根挿入溝内に羽根Ｂを嵌挿し、この羽根ＢをばねＳにて常時主軸外周方向に付勢してライナー８の内周面に当接する構成を採用しているため、羽根Ｂの先端とライナー８の内周面との摺動抵抗によるエネルギ損失が大きく、またこの摺動により発生する摩擦熱により作動油の温度が上昇し、作動油の粘度変化によりトルクレンチの出力が変動するという問題点を有していた。また、主軸９に羽根挿入溝やばねＳを挿入する穴を設ける必要があることから、主軸９の強度を維持するため、主軸９の径を大きくしなければならず、これに伴い装置自体が大形化し、かつ装置の構造も複雑になるとともに、ばねＳの破損等、装置の耐久性にも問題点を有していた。

この問題に対処するため、本件出願人は、先に、油圧式トルクレンチの打撃トルク発生装置からばねＳにて常時主軸外周方向に付勢する羽根Ｂを無くすことによって、摺動抵抗が小さくエネルギ効率が良く、作動油の温度上昇が少なく安定した出力が得られ、小形で、構造が簡単で、かつ耐久性を有する油圧式トルクレンチの打撃トルク発生装置を提案した（特許文献１及び２参照。）。

特開平７－３２８９４４号公報 特開２０１９－４２９１９号公報

この油圧式トルクレンチ自体の基本構造は、図２０に示す従来の油圧式トルクレンチと同じもので、油圧式トルクレンチは、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、このバルブ
２、３から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。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の本体１の先端部に突設されたフロントケース６内に設けるようしている。

油圧式の打撃トルク発生装置５は、図１～図６に示すように、ライナーケース７内にライナー１１を設け、このライナー１１内に作動油を充填密閉し、ライナー１１内に同軸に主軸９を嵌挿する。

主軸９を嵌挿するライナー１１には、内部に略楕円形状の空洞部を形成し、その内周面に山形状に２個１組で４個のシール面１１ａ、１１ｂを形成し、この２個１組のシール面、すなわち、シール面１１ａとシール面１１ｂとを、１８０°回転対称となる位置に形成する。この円筒状のライナー１１は、その外周をライナーケース７にて支持し、ライナー１１の両端にライナー上蓋１２及びライナー下蓋１３を配設し、ライナー１１とライナー上蓋１２及びライナー下蓋１３とは、ライナー１１に設けたピン穴とライナー上蓋１２及びライナー下蓋１３にそれぞれ設けたピン穴１２ａ、１３ａにノックピン１７を挿入することにより、一体化して回動するように構成する。そして、ライナー上蓋１２をさらにライナーケース蓋７ａで軸方向に固定して、ライナー１１の内部に充填される作動油を密封するようになっている。

ライナー１１の内部に同軸に配設される主軸９には、表面をなめらかな形状に形成した２個の突起部１５ａ、１５ｂを１８０°回転対称となる位置に形成する。
この主軸９の２個の突起部１５ａ、１５ｂは、軸方向及び周方向の長さをライナー１１の内部の空洞部よりいずれも短く形成することにより、軸方向の両端及び周方向の先端に作動油の流通する通路を形成するように構成する。

ライナー１１の内部に形成され、主軸９の突起部１５ａ、１５ｂによって区画された空洞部内に、表面をなめらかな形状に形成した断面略三角形状で同じ大きさの２個のドライビングブレード１４ａ、１４ｂを嵌挿する。この２個のドライビングブレード１４ａ、１４ｂは、ドライビングブレード１４ａ、１４ｂの側面がライナー上蓋１２及びライナー下蓋１３の内面と摺接するように軸方向の長さをライナー１１の内部の空洞部とほぼ同じ長さに形成するとともに、その両端部近傍にライナー１１のシール面１１ａ、１１ｂに対応するシール面を形成し、ライナー１１の１回転につきライナー１１のシール面１１ａ、１１ｂとドライビングブレード１４ａ、１４ｂのシール面が２回合致するように構成する。

ライナー１１の外周面には、ドライビングブレード１４ａ、１４ｂとライナー１１のシール面１１ａ、１１ｂとによって区画されるライナー１１の内部の低圧室Ｌとなる空洞部を相互に連通する連通溝１６を設ける。

また、ライナー１１には、ライナー１１の軸心に平行に打撃トルクの大きさを調整する出力調整機構１０を設ける。この出力調整機構１０は、従来公知のもので、ドライビングブレード１４ａ、１４ｂとライナー１１のシール面１１ａ、１１ｂとによって区画されるライナー１１の内部の高圧室Ｈとなる空洞部と低圧室Ｌとなる空洞部を連通するポート１０ａ、１０ｂと、ライナー下蓋１３に設けたネジ孔１３ｂに可調整的に螺合する出力調整弁１０ｃとで構成する。

この油圧式トルクレンチの打撃トルク発生装置５の作動について説明すると、まず、メインバルブ２及び切換バルブ３を操作して高圧空気を本体１内のロータ室へ導入するとロータ４は高速で回転する。このロータの回転力はライナー１１に伝達される。

ライナー１１の回転により、ライナーケース７の内部は、図６（ａ）→（ｂ）→（ｃ）
→（ｄ）→（ａ）・・・のとおり変化する。図６（ａ）は、主軸９に打撃トルクが発生していない状態を示し、これよりライナー１１が略９０°ずつ回転した状態を（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）に示す。

主軸９に打撃トルクが発生するのは、図６（ｂ）及び（ｄ）に示すときで、ライナー１１のシール面１１ａ、１１ｂとドライビングブレード１４ａ、１４ｂのシール面が合致し、ライナー１１の内部の空洞部は４室に分けられ、ライナー１１の内部の空洞部の形状から、主軸９に打撃トルクが発生する瞬間、高圧室Ｈ側の体積は減少し、低圧室Ｌ側の体積は増加し、それぞれの室は高圧室Ｈと低圧室Ｌになる。すなわち、ロータ４によってライナー１１を回転させ、ライナー１１のシール面１１ａ、１１ｂとドライビングブレード１４ａ、１４ｂのシール面が合致する位置まで来ると、それぞれの室は高圧室Ｈと低圧室Ｌになるとともに、ドライビングブレード１４ａ、１４ｂが低圧室Ｌ側に押されることにより、ライナー１１のシール面１１ａ、１１ｂとドライビングブレード１４ａ、１４ｂのシール面が合致し、ライナー１１の内部の空洞部が完全に封止状態になって、ライナー１１の回転力がドライビングブレード１４ａ、１４ｂを介して主軸９の突起部１５ａ、１５ｂに作用し、主軸９に打撃トルクを発生させる。そして、このライナー１１の１回転につき２回、間欠的に発生する打撃トルクによって主軸９を回転させ、ボルト、ナットの締付け、緩め等の所望の作業を行うものである。

一方、図６（ａ）及び（ｃ）に示すときは、ライナー１１のシール面１１ａ、１１ｂとドライビングブレード１４ａ、１４ｂのシール面が合致する位置まで来ると、それぞれの室は瞬時、高圧室Ｈと低圧室Ｌになるが、ドライビングブレード１４ａ、１４ｂが低圧室Ｌ側に押されることにより、ライナー１１のシール面１１ａ、１１ｂとドライビングブレード１４ａ、１４ｂのシール面が合致せず、ライナー１１の内部の空洞部が封止状態とならずに高圧室Ｈ側の作動油が両シール面の間隙を通って低圧室Ｌ側に流れることから、主軸９に打撃トルクは発生しない。

また、ロータ４を逆方向に回転した場合には、ライナーケース７の内部は、図６（ｄ）→（ｃ）→（ｂ）→（ａ）→（ｄ）・・・のとおり変化し、主軸９に先とは逆方向の打撃トルクを発生させることができる。

ここで、基本構造は上記の例と同じであるが、油圧式の打撃トルク発生装置５を、図７～図１２に示すように構成することもできる。

この油圧式の打撃トルク発生装置５は、ライナーケース７内にライナー２１を設け、このライナー２１内に作動油を充填密閉し、ライナー２１内に同軸に主軸９を嵌挿する。

主軸９を嵌挿するライナー２１には、内部に略楕円形状の空洞部を形成し、その内周面に山形状に２個１組で４個のシール面２１ａ、２１ｂを形成し、この２個１組のシール面、すなわち、シール面２１ａとシール面２１ｂとを、１８０度回転対称となる位置に形成する。この円筒状のライナー２１は、その外周をライナーケース７にて支持し、ライナー２１の両端にライナー上蓋２２及びライナー下蓋２３を配設し、ライナー２１とライナー上蓋２２及びライナー下蓋２３とは、ライナー２１に設けたピン穴とライナー上蓋２２及びライナー下蓋２３にそれぞれ設けたピン穴２２ａ、２３ａにノックピン（図示省略）を挿入することにより、一体化して回動するように構成する。そして、ライナー上蓋２２をさらにライナーケース蓋７ａで軸方向に固定して、ライナー２１の内部に充填される作動油を密封するようになっている。また、ライナー上蓋２２及びライナー下蓋２３の内面には、ライナー２１の回転軸Ｏと偏心させてガイド溝２２ｃ、２３ｃを、偏心する方向が１８０度回転対称となるように形成する。また、ライナー下蓋２３には、ピン穴２３ｅ及び作動油注入孔２３ｆを形成する。なお、ピン穴２３ｅにはライナーケース７を貫通するピ
ン２８を嵌入することにより、ライナーケース７とライナー下蓋２３の回り止めを行うようにする。

ライナー２１の内部に同軸に配設される主軸９には、表面をなめらかな形状に形成した２個の突起部２５ａ、２５ｂを１８０度回転対称となる位置に形成する。この主軸９の２個の突起部２５ａ、２５ｂは、軸方向及び周方向の長さをライナー２１の内部の空洞部よりいずれも短く形成することにより、軸方向の両端及び周方向の先端に作動油の流通する通路を形成するように構成する。

ライナー２１の内部に形成され、主軸９の突起部２５ａ、２５ｂによって区画された空洞部内に、表面をなめらかな形状に形成した断面略三角形状で同じ大きさの２個のドライビングブレード２４ａ、２４ｂを嵌挿する。この２個のドライビングブレード２４ａ、２４ｂは、ドライビングブレード２４ａ、２４ｂの側面がライナー上蓋２２及びライナー下蓋２３の内面と摺接するように軸方向の長さをライナー２１の内部の空洞部とほぼ同じ長さに形成し、その両端部近傍にライナー２１のシール面２１ａ、２１ｂに対応するシール面を形成するとともに、ドライビングブレード２４ａ、２４ｂの一方の側面に、ライナー上蓋２２及びライナー下蓋２３の内面に形成したガイド溝２２ｃ、２３ｃに嵌挿するピン２７ａ、２７ｂを形成し、ライナー上蓋２２のガイド溝２２ｃにドライビングブレード２４ｂのピン２７ｂを、ライナー下蓋２３のガイド溝２３ｃにドライビングブレード２４ａのピン２７ａを、それぞれ嵌挿して、ライナー２１の１回転につきライナー２１のシール面２１ａ、２１ｂとドライビングブレード２４ａ、２４ｂのシール面が２回合致しようとしたとき、このうちの１回は、ライナー上蓋２２及びライナー下蓋２３の内面にライナー２１の回転軸Ｏと偏心させて形成したガイド溝２２ｃ、２３ｃに嵌挿したドライビングブレード２４ａ、２４ｂのピン２７ａ、２７ｂによってドライビングブレード２４ａ、２４ｂの動きを規制することにより、合致を阻止し、これにより、主軸９にライナー２１の１回転につき１回の打撃トルクを発生するように構成する。

ライナー２１の外周面には、ドライビングブレード２４ａ、２４ｂとライナー２１のシール面２１ａ、２１ｂとによって区画されるライナー２１の内部の低圧室Ｌとなる空洞部を相互に連通する連通溝２６を設ける。

また、ライナー２１には、ライナー２１の軸心に平行に打撃トルクの大きさを調整する出力調整機構１０を設ける。この出力調整機構１０は、従来公知のもので、ドライビングブレード２４ａ、２４ｂとライナー２１のシール面２１ａ、２１ｂとによって区画されるライナー２１の内部の高圧室Ｈとなる空洞部と低圧室Ｌとなる空洞部を連通するポート１０ａ、１０ｂと、ライナー下蓋２３に設けた操作孔２３ｂから調整される出力調整弁１０ｃとで構成する。

また、ライナー２１には、ライナー２１の軸心に平行に作動油の熱膨張を吸収するためのアキュムレータ２９を設ける。このアキュムレータ２９は、ピストン２９ａと通気部材２９ｂとで構成し、ピストン２９ａの一方の端面をライナー下蓋２３に穿設したアキュムレータ用小孔２３ｄを介してライナー２１の内部の空洞部に連通するとともに、他方の端面を通気部材２９ｂ、ライナー上蓋２２に穿設したアキュムレータ用小孔２２ｂ及びライナー上蓋２２とライナーケース蓋７ａとの間隙を介して大気と連通するように構成する。

この油圧式トルクレンチの打撃トルク発生装置５の作動について説明すると、まず、メインバルブ２及び切換バルブ３を操作して高圧空気を本体１内のロータ室へ導入するとロータ４は高速で回転する。このロータの回転力はライナー２１に伝達される。

ライナー２１の回転により、ライナーケース７の内部は、図１２（ａ）→（ｂ）→（ｃ
）→（ｄ）→（ａ）・・・のとおり変化する。図１２（ａ）は、主軸９に打撃トルクが発生していない状態を示し、これよりライナー２１が略９０度ずつ回転した状態を（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）に示す。

主軸９に打撃トルクが発生するのは、図１２（ｂ）に示すときで、ライナー２１のシール面２１ａ、２１ｂとドライビングブレード２４ａ、２４ｂのシール面が合致し、ライナー２１の内部の空洞部は４室に分けられ、ライナー２１の内部の空洞部の形状から、主軸９に打撃トルクが発生する瞬間、高圧室Ｈ側の体積は減少し、低圧室Ｌ側の体積は増加し、それぞれの室は高圧室Ｈと低圧室Ｌになる。すなわち、ロータ４によってライナー２１を回転させ、ライナー２１のシール面２１ａ、２１ｂとドライビングブレード２４ａ、２４ｂのシール面が合致する位置まで来ると、それぞれの室は高圧室Ｈと低圧室Ｌになるとともに、ドライビングブレード２４ａ、２４ｂが低圧室Ｌ側に押されることにより、ライナー２１のシール面２１ａ、２１ｂとドライビングブレード２４ａ、２４ｂのシール面が合致し、ライナー２１の内部の空洞部が完全に封止状態になって、ライナー２１の回転力がドライビングブレード２４ａ、２４ｂを介して主軸９の突起部２５ａ、２５ｂに作用し、主軸９に打撃トルクを発生させる。そして、このライナー２１の１回転につき１回、間欠的に発生する打撃トルクによって主軸９を回転させ、ボルト、ナットの締付け、緩め等の所望の作業を行うものである。

一方、図１２（ｄ）に示すときは、ライナー２１のシール面２１ａ、２１ｂとドライビングブレード２４ａ、２４ｂのシール面が合致しようとするが、このとき、ライナー上蓋２２及びライナー下蓋２３の内面にライナー２１の回転軸Ｏと偏心させて形成したガイド溝２２ｃ、２３ｃに嵌挿したドライビングブレード２４ａ、２４ｂのピン２７ａ、２７ｂによってドライビングブレード２４ａ、２４ｂの動きが規制され、これにより、ライナー２１の内部の空洞部が封止状態とならないことから、主軸９に打撃トルクは発生しない。

また、図１２（ａ）及び（ｃ）に示すときは、ライナー２１のシール面２１ａ、２１ｂとドライビングブレード２４ａ、２４ｂのシール面が合致する位置まで来ると、それぞれの室は瞬時、高圧室Ｈと低圧室Ｌになろうとするが、ドライビングブレード２４ａ、２４ｂが低圧室Ｌ側に押されることにより、ライナー２１のシール面２１ａ、２１ｂとドライビングブレード２４ａ、２４ｂのシール面が合致せず、ライナー２１の内部の空洞部が封止状態とならずに高圧室Ｈ側の作動油が両シール面の間隙を通って低圧室Ｌ側に流れることから、主軸９に打撃トルクは発生しない。

また、ロータ４を逆方向に回転した場合には、ライナーケース７の内部は、図１２（ｄ）→（ｃ）→（ｂ）→（ａ）→（ｄ）・・・のとおり変化し、主軸９に先とは逆方向の打撃トルクを発生させることができる。

図１～図６及び図７～図１２に記載した油圧式の打撃トルク発生装置５によれば、図２０に記載した従来の油圧式トルクレンチの打撃トルク発生装置に必須であった、ばねにて常時主軸外周方向に付勢する羽根を必要とせず、摺動抵抗が小さくエネルギ効率が良く、作動油の温度上昇が少なく安定した出力が得られ、小形で、構造が簡単で、かつ耐久性を有する油圧式トルクレンチの打撃トルク発生装置を得ることができるという利点を有するものであった。

本発明は、摺動抵抗が小さくエネルギ効率が良く、作動油の温度上昇が少なく安定した出力が得られ、小形で、構造が簡単で、かつ耐久性を有する、図１～図６及び図７～図１２に記載した油圧式の打撃トルク発生装置をさらに改良して、より小形で、構造を簡単にした油圧式トルクレンチの打撃トルク発生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発生装置は、
内部に作動油が充填される空洞部を備え、該空洞部の内周面にシール面を形成した、ロータによって回動されるライナーと、
突起部を有し、ライナーの内部に同軸に配設される主軸と、
両端部にシール面を有し、作動油が充填されるライナーの空洞部に嵌挿されるドライビングブレードとを有し、
ドライビングブレードによって、ライナーの内部を高圧室と低圧室とに区画して、主軸に打撃トルクを発生させるようにした油圧式トルクレンチの打撃トルク発生装置において、
前記ドライビングブレードの個数が１個で、かつ、ライナーの１回転につき主軸に１回の打撃トルクを発生するようにしたことを特徴とする。

この場合において、前記ライナーに、回転軸と平行に出力調節機構を設けるとともに、該出力調節機構を挟んで出力調節機構を設けた側の１８０°の範囲のライナーの肉厚より、反対側の１８０°の範囲のライナーの肉厚を薄く形成するようにすることができる。

また、前記ライナーの蓋部材に、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することができる。

また、前記ドライビングブレードと主軸の突起部が当接することにより発生する力の方向が周方向を向くように、ドライビングブレードと主軸の突起部とが当接する部位に突出部を形成することができる。

この場合において、前記突出部を、主軸の突起部の両端部に形成することができる。

本発明の油圧式トルクレンチの打撃トルク発生装置によれば、ドライビングブレードの個数が１個で、かつ、ライナーの１回転につき主軸に１回の打撃トルクを発生するようにすることにより、より小形で、構造を簡単にした油圧式トルクレンチの打撃トルク発生装置を提供することができる。

また、ライナーに、回転軸と平行に出力調節機構を設けるとともに、該出力調節機構を挟んで出力調節機構を設けた側の１８０°の範囲のライナーの肉厚より、反対側の１８０°の範囲のライナーの肉厚を薄く形成するようにすることにより、作動油の充填量を確保しながら、ライナーの形状を小形（小径）にすることができる。

また、ライナーの蓋部材に、ライナーの形状を小形（小径）に維持しながら、オートリリーフ機構を備え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やエネルギ効率を向上することができるとともに、油量の変動の影響を受けにくくすることができる。

また、ドライビングブレードと主軸の突起部が当接することにより発生する力の方向が周方向を向くように、ドライビングブレードと主軸の突起部とが当接する部位に突出部を形成することにより、ドライビングブレード及びライナーの内周面のシール面の磨耗が大きく軽減され、耐久性を有するものとなるとともに、主軸に掛かる力が、半径方向の距離が長く、直角に近い状態で加えられるので、出力がアップし、ドライビングブレードとライナー内周面の摺動抵抗が小さいことと相俟って、エネルギ効率をより良くすることができる。

また、突出部を、主軸の突起部の両端部に形成することにより、正逆いずれの方向の回転にも対応することができる。

油圧式トルクレンチの打撃トルク発生装置の一例を示し、（ａ）は正面断面図、（ｂ）はそのＩ－Ｉ断面図を示す。 同例の打撃トルク発生装置のドライビングブレードを示す図である。 同例の打撃トルク発生装置の主軸を示す図である。 同例の打撃トルク発生装置のライナー上蓋を示す図である。 同例の打撃トルク発生装置のライナー下蓋を示す図である。 同例の打撃トルク発生装置の作動状態を示す図である。 油圧式トルクレンチの打撃トルク発生装置の他例を示し、（ａ）は正面断面図、（ｂ）はそのII－II断面図を示す。 同例の打撃トルク発生装置のドライビングブレードを示す図である。 同例の打撃トルク発生装置の主軸を示す図である。 同例の打撃トルク発生装置のライナー上蓋を示す図である。 同例の打撃トルク発生装置のライナー下蓋を示す図である。 同例の打撃トルク発生装置の作動状態を示す図である。 本発明の油圧式トルクレンチの打撃トルク発生装置の一実施例を示す正面断面図である。 同実施例の打撃トルク発生装置の主軸及びドライビングブレードを示し、（ａ１）は主軸の正面図、（ａ２）は同平面図、（ａ３）は同右側面図、（ｂ１）はドライビングブレードの正面図、（ｂ２）は同右側面図、（ｃ）はピンの正面図である。 同実施例の打撃トルク発生装置のライナー上蓋を示し、（ａ１）はライナー上蓋の外側部材の正面断面図、（ａ２）はライナー上蓋の内側部材の正面断面図、（ａ３）は同左側面図、（ｂ１）は抜け止め片の正面図、（ｂ２）は同右側面図である。 同実施例の打撃トルク発生装置のライナー及びライナー下蓋を示し、（ａ１）はライナーの正面断面図、（ａ２）はライナーの中央縦断面図、（ｂ１）はライナー下蓋の正面断面図、（ｂ２）は同右側面図、（ｃ１）は弁体の正面図、（ｃ２）は同右側面図、（ｄ）はピンの正面図である。 同実施例の打撃トルク発生装置の作動状態を示す図である。 同実施例の打撃トルク発生装置の作動状態を示す拡大図である。 同実施例の打撃トルク発生装置の作動状態を示す図である。 従来の打撃トルク発生装置を組み込んだ油圧式インパクトレンチの全体を示す図である。

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

図１３～図１９に、本発明の油圧式トルクレンチの打撃トルク発生装置の一実施例を示す。

この油圧式の打撃トルク発生装置５は、図１～図６及び図７～図１２に記載した油圧式の打撃トルク発生装置５をさらに改良して、より小形で、構造を簡単にしたものである。

そして、その基本構造は、図１～図６及び図７～図１２に記載した油圧式の打撃トルク発生装置５と同じもので、ライナーケース７内にライナー３１を設け、このライナー３１内に作動油を充填密閉し、ライナー３１内に同軸に主軸９を嵌挿するようにしている。

主軸９を嵌挿するライナー３１には、内部に空洞部を形成し、その内周面に山形状に１個のシール面３１ａを形成する。この円筒状のライナー３１は、その外周をライナーケース７にて支持し、ライナー３１の両端にライナー上蓋３２（外側部材３２ａ、内側部材３２ｂ）及びライナー下蓋３３を配設し、ライナー３１とライナー上蓋３２及びライナー下蓋３３とは、ライナー３１に設けたピン穴とライナー上蓋３２及びライナー下蓋３３にそれぞれ設けたピン穴にノックピン（図示省略）を挿入することにより、一体化して回動するように構成する。そして、ライナー上蓋３２をさらにライナーケース蓋７ａで軸方向に固定して、ライナー３１の内部に充填される作動油を密封するようになっている。また、ライナー上蓋３２の内面には、ライナー３１の回転軸Ｏと偏心させてガイド溝３２ｃを形成する。ここで、主軸９及びライナー上蓋３２（内側部材３２ｂ）には、主軸９を抜け止めするキー３２ｅの嵌入溝９ａ、３２ｄを形成するようにする。

ここで、本実施例の油圧式の打撃トルク発生装置５は、図１～図６及び図７～図１２に記載した油圧式の打撃トルク発生装置５とは異なり、対をなすシール面３１ａの一方のシール面３１ａ’を、空洞部の内周面で構成するようにしている。
このシール面３１ａ’を構成するライナー３１の空洞部の内周面は、略円筒面形状に形成するようにする。より具体的には、ライナー３１の空洞部の内周面は、図１６（ａ２）に示すように、中心が左右方向外周側に偏倚した２つの円筒面で構成するようにしている。
このように、山形状のシール面３１ａを１個にすることで、実質的にシール面３１ａ’を形成するライナー３１の空洞部の加工工程を省略することができ、構造が簡単となり、耐久性を有する油圧式トルクレンチの打撃トルク発生装置を提供することができる。
また、ライナー３１の山形状のシール面３１ａを形成した位置に、回転軸Ｏと平行に出力調整機構１０を設けるとともに、この出力調整機構１０を挟んで出力調整機構１０を設けた側の１８０°の範囲のライナーの肉厚より、反対側の１８０°の範囲のライナーの肉厚を薄く形成するようにすることにより、作動油の充填量を確保しながら、ライナーの形状を小形（小径）にすることができ、小形で、高出力の油圧式トルクレンチの打撃トルク発生装置を提供することができる。

ライナー３１の内部に同軸に配設される主軸９には、表面をなめらかな形状に形成した２個の突起部３５ａ、３５ｂを１８０°回転対称となる位置に形成する。この主軸９の２個の突起部３５ａ、３５ｂは、軸方向及び周方向の長さをライナー３１の内部の空洞部よりいずれも短く形成することにより、軸方向の両端及び周方向の先端に作動油の流通する通路を形成するように構成する。

そして、ドライビングブレード３４と主軸９の突起部３５ａが当接することにより発生する力Ｆ１の方向がおおよそ周方向を向くように、ドライビングブレード３４が当接する主軸９の突起部３５ａ（３５ｂ）に突出部３６ａ（３６ｂ）を形成するようにしている。

このように、ドライビングブレード３４と主軸９の突起部３５ａ（３５ｂ）が当接することにより発生する力Ｆ１の方向がおおよそ周方向を向くように、ドライビングブレード３４が当接する主軸９の突起部３５ａ（３５ｂ）に突出部３６ａ（３６ｂ）を形成するようにしたことから、ドライビングブレード３４及びライナー３１の内周面（シール面３１ａ、３１ａ’）の磨耗が大きく軽減され、耐久性を有するものとなる。
また、主軸９に掛かる力も、半径方向の距離が長く、直角に近い状態で加えられるので、出力がアップし、ドライビングブレード３４とライナー３１の内周面（シール面３１ａ、３１ａ’）の摺動抵抗が小さいことと相俟って、エネルギ効率をより良くすることができる。

また、主軸９の突起部３５ａ、３５ｂの両端部に突出部３６ａ、３６ｂを形成することにより、正逆いずれの方向の回転の場合でも、上記作用効果を奏することができる。

ライナー３１の内部に形成され、主軸９の突起部３５ａ、３５ｂによって区画された空洞部内に、表面をなめらかな形状に形成した断面略三角形状の１個のドライビングブレード３４を嵌挿する。このドライビングブレード３４は、ドライビングブレード３４の側面がライナー上蓋３２及びライナー下蓋３３の内面と摺接するように軸方向の長さをライナー３１の内部の空洞部とほぼ同じ長さに形成し、その両端部近傍にライナー３１のシール面３１ａ、３１ａ’に対応するシール面を形成するとともに、ドライビングブレード３４の側面に、ライナー上蓋３２の内面に形成したガイド溝３２ｃに嵌挿するピン３７を配設し、ライナー上蓋３２のガイド溝３２ｃにドライビングブレード３４のピン３７を嵌挿して、ライナー３１の１回転につきライナー３１のシール面３１ａ、３１ａ’とドライビングブレード３４のシール面が合致することにより、主軸９にライナー３１の１回転につき１回の打撃トルクを発生するように構成する。

ここで、本実施例において用いている、ドライビングブレード３４の動きをガイドして規制する、ガイド溝３２ｃに嵌挿するピンに代えて、鋼球（図示省略）を適用することもできる。

また、ライナー３１には、ライナー３１の軸心に平行に打撃トルクの大きさを調整する出力調整機構１０を設ける。この出力調整機構１０は、従来公知のもので、ドライビングブレード２４とライナー３１のシール面３１ａ、３１ａ’とによって区画されるライナー３１の内部の高圧室Ｈとなる空洞部と低圧室Ｌとなる空洞部を連通するポート（図示省略）と、ライナー下蓋３３に設けた操作孔３３ｂから調整される出力調整弁１０ｃとで構成する。

また、ライナー３１の蓋部材、具体的には、ライナー下蓋３３にオートリリーフ機構３８を備えるようにしている。
このオートリリーフ機構３８は、回転軸と平行にシリンダ部３８ａを形成するとともに、シリンダ部３８ａに開口し、シリンダ部３８ａを介して打撃トルクの発生時に高圧室Ｈ及び低圧室Ｌとなるライナーの内部を連通させる作動油流路３８ｃを形成し、シリンダ部３８ａ内に、周面部に作動油の流路となる切欠部３８ｂ’を形成した円柱形状の弁体３８ｂを回転自在となるように配設し、ライナー３１（ライナー下蓋３３）の回転から得られる弁体３８ｂの公転による遠心力と、パルス発生時のライナー３１の急制動から得られる弁体３８ｂの自転による慣性力とによって、弁体３８ｂのシリンダ部３８ａ内での回転位置が変化するようにする。
ここで、弁体３８ｂは、ライナー下蓋３３の内部の所定位置に、ピン３８ｄによって設置される。
そして、弁体３８ｂのシリンダ部３８ａ内での回転位置が変化することにより、シリンダ部３８ａの作動油流路３８ｃの開口と弁体３８ｂの切欠部３８ｂ’の重なり面積を変化
させて、作動油流路３８ｃ及び弁体３８ｂの切欠部３８ｂ’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ようにしている。

このオートリリーフ機構３８に用いられる弁体３８ｂは、図１６（ｃ１）及び（ｃ２）に示すように、周面部に作動油の流路となる切欠部３８ｂ’を形成することによって、その重心が中心軸から偏倚するようにしている。
これにより、ライナー３１（ライナー下蓋３３）が回転しているときは、ライナー３１の回転から得られる弁体３８ｂの公転による遠心力によって、弁体３８ｂのシリンダ部３８ａ内での回転位置が、弁体３８ｂの切欠部３８ｂ’がライナー３１の回転軸の中心側を向くように位置し（図１６（ｃ１）及び（ｃ２）に示す状態。）、これにより、シリンダ部３８ａの作動油流路３８ｃの開口と弁体３８ｂの切欠部３８ｂ’の重なり面積が大きくなり、作動油流路３８ｃ及び弁体３８ｂの切欠部３８ｂ’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３１の急制動から得られる弁体３８ｂの自転による慣性力とによって、弁体３８ｂの切欠部３８ｂ’がライナー３１の回転軸の中心側以外の方向を向くように弁体３８ｂのシリンダ部３８ａ内での回転位置が変化し、これにより、シリンダ部３８ａの作動油流路３８ｃの開口と弁体３８ｂの切欠部３８ｂ’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３８ｃ及び弁体３８ｂの切欠部３８ｂ’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３１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。

また、柱形状の素材からなる弁体３８ｂは、例えば、クロムメッキ等を施すことによって、耐摩耗性等の機械的特性を向上することができる。
これにより、弁体３８ｂの回転動作を円滑にすることができる。

そして、この油圧式トルクレンチの打撃トルク調節装置は、一方向の回転時、すなわち、正転時（締付時）に、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。

この油圧式トルクレンチの打撃トルク発生装置５の作動について説明すると、まず、メインバルブ２及び切換バルブ３を操作して高圧空気を本体１内のロータ室へ導入するとロータ４は高速で回転する。このロータの回転力はライナー３１に伝達される。

ライナー３１の回転により、ライナーケース７の内部は、図１７（ａ）→（ｂ）→（ｃ）→（ｄ）→（ａ）・・・のとおり変化する。

主軸９に打撃トルクが発生するのは、図１７（ｃ）及び図１８（ｃ）に示すときで、ライナー３１のシール面３１ａ、３１ａ’とドライビングブレード３４のシール面が合致し、ライナー３１の内部の空洞部は２室に分けられ、ライナー３１の内部の空洞部の形状から、主軸９に打撃トルクが発生する瞬間、高圧室Ｈ側の体積は減少し、低圧室Ｌ側の体積は増加し、それぞれの室は高圧室Ｈと低圧室Ｌになる。すなわち、ロータ４によってライナー３１を回転させ、ライナー３１のシール面３１ａ、３１ａ’とドライビングブレード３４のシール面が合致する位置まで来ると、それぞれの室は高圧室Ｈと低圧室Ｌになるとともに、ドライビングブレード３４が低圧室Ｌ側に押されることにより、ライナー３１のシール面３１ａ、３１ａ’とドライビングブレード３４のシール面が合致し、ライナー３１の内部の空洞部が完全に封止状態になって、ライナー３１の回転力がドライビングブレ
ード３４を介して主軸９の突起部３５ａに作用し、主軸９に打撃トルクを発生させる。そして、このライナー３１の１回転につき１回、間欠的に発生する打撃トルクによって主軸９を回転させ、ボルト、ナットの締付け、緩め等の所望の作業を行うものである。

一方、図１７（ａ）、（ｂ）及び（ｄ）に示すときは、ライナー３１の内部の空洞部が封止状態とならないことから、主軸９に打撃トルクは発生しない。

また、ロータ４を逆方向に回転した場合には、ライナーケース７の内部は、図１９（ａ）→（ｂ）→（ｃ）→（ｄ）→（ａ）・・・のとおり変化し、図１９（ｃ）に示すときに、主軸９に逆方向の打撃トルクを発生させることができる。

なお、この油圧式の打撃トルク発生装置５のその他の構成及び作用は、図１～図６及び図７～図１２に記載した油圧式の打撃トルク発生装置５と同様である。

以上、本発明の油圧式トルクレンチの打撃トルク発生装置について、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、例えば、駆動源のモータとして、エアーモータのほか、電動モータを用いることもできる等、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。

本発明の油圧式トルクレンチの打撃トルク発生装置は、ばねにて常時主軸外周方向に付勢する羽根を必要とせず、摺動抵抗が小さくエネルギ効率が良く、作動油の温度上昇が少なく安定した出力が得られ、小形で、構造が簡単で、かつ耐久性を有する特性を有することから、動力源の高圧空気による空冷効果を期待できない電動モータを用いた油圧式トルクレンチや高い締付精度を要求される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ほか、例えば、エアーモータを用いた油圧式トルクレンチの用途にも用いることができる。

１ 本体
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 フロントケース
７ ライナーケース
８ ライナー
９ 主軸
１０ 出力調整機構
１１ ライナー
１１ａ ライナーのシール面
１１ｂ ライナーのシール面
１２ ライナー上蓋
１３ ライナー下蓋
１４ａ ドライビングブレード
１４ｂ ドライビングブレード
１５ａ 主軸の突起部
１５ｂ 主軸の突起部
１６ 連通溝
１７ ノックピン
２１ ライナー
２１ａ ライナーのシール面
２１ｂ ライナーのシール面
２２ ライナー上蓋
２２ｃ ガイド溝
２３ ライナー下蓋
２３ｃ ガイド溝
２４ａ ドライビングブレード
２４ｂ ドライビングブレード
２５ａ 主軸の突起部
２５ｂ 主軸の突起部
２６ 連通溝
２７ａ ピン
２７ｂ ピン
２９ アキュムレータ
３１ ライナー
３１ａ ライナーのシール面
３１ａ’ ライナーのシール面
３２ ライナー上蓋
３２ｃ ガイド溝
３３ ライナー下蓋
３４ ドライビングブレード
３５ａ 主軸の突起部
３５ｂ 主軸の突起部
３６ａ 主軸の突起部の突出部
３６ｂ 主軸の突起部の突出部
３７ ピン
３８ オートリリーフ機構
３８ａ シリンダ部
３８ｂ 弁体
３８ｂ’ 切欠部
３８ｃ 作動油流路
３８ｄ ピン
Ｈ 高圧室
Ｌ 低圧室
Ｓ ばね

Claims (5)

1. 内部に作動油が充填される空洞部を備え、該空洞部の内周面にシール面を形成した、ロータによって回動されるライナーと、
   突起部を有し、ライナーの内部に同軸に配設される主軸と、
   両端部にシール面を有し、作動油が充填されるライナーの空洞部に嵌挿されるドライビングブレードとを有し、
   ドライビングブレードによって、ライナーの内部を高圧室と低圧室とに区画して、主軸に打撃トルクを発生させるようにした油圧式トルクレンチの打撃トルク発生装置において、
   前記ドライビングブレードの個数が１個で、かつ、ライナーの１回転につき主軸に１回の打撃トルクを発生す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発生装置。
2. 前記ライナーに、回転軸と平行に出力調節機構を設けるとともに、該出力調節機構を挟んで出力調節機構を設けた側の１８０°の範囲のライナーの肉厚より、反対側の１８０°の範囲のライナーの肉厚を薄く形成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発生装置。
3. 前記ライナーの蓋部材に、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
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の油圧式トルクレンチの打撃トルク発生装置。
4. 前記ドライビングブレードと主軸の突起部が当接することにより発生する力の方向が周方向を向くように、ドライビングブレードと主軸の突起部とが当接する部位に突出部を形成したことを特徴とする請求項１又は２に記載の油圧式トルクレンチの打撃トルク発生装置。
5. 前記突出部を、主軸の突起部の両端部に形成したことを特徴とする請求項４に記載の油圧式トルクレンチの打撃トルク発生装置。

Images