JP2558583B2 - トルクコントロールレンチにおける駆動時のトルク飛び跳ね吸収装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はトルクコントロールレン
チにおける駆動時のトルクの飛び跳ねを吸収し、小トル
ク時にても精度よくトルク調整を行なう装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】トルクコントロールレンチにおいては、
設定圧力に達した時、モータへの給気を停止し、レンチ
を停止させるシャットオフ機構が採用されている。この
シャットオフ機構の一方法はライナーの高圧室に通ずる
小穴をライナー上蓋に設け、パルス発生時のライナー室
圧力上昇によりピストンをライナー上蓋内を移動させ、
このピストンに連動して自己保持型の検知バルブを作動
させ、この検知バルブ作動と同時にタイマー回路を作動
させて、予め定めた一定時間経過後メインバルブを閉じ
てレンチの作動を停止させるようになしたものである。

【０００３】しかしこの方法ではピストンを圧力上昇に
より移動させる時、このピストン（ロッド）には復帰用
のばね圧が常に作用しているため、検知バルブとの関係
によりパルス時の内圧が高く対応できるばね設計を行な
うことが難しく、従って理論的にはばね調整により油圧
検知のタイミングを変えることはできても、実質的なタ
イミング調整は不可能であると共に、内圧が一定の上昇
からタイマーを作動させているので、締付ワークの状態
が変わると締付トルクも変化し、締付トルクが不均等と
なる。さらにはリリーフバルブ軸による出力調整とタイ
マーにより締付時間の調整が必要となる等の欠点があ
る。

【０００４】これを改善するため、ライナー内に可調整
的に嵌挿するリリーフバルブ軸にライナー高圧室側の圧
力油の一部を流通可能とした通路を形成し、この通路の
開口面をリリーフバルブ軸端に形成し、かつライナーに
設けたリリーフバルブ嵌挿孔とライナー上蓋に設けた通
路とを介してシリンダと導通し、ロータ軸を貫通したロ
ッドにシャットオフバルブ機構を設けた方法も提案され
ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし従来のトルクコ
ントロールレンチにおいては、駆動時に、しかも瞬時に
高いトルクが発生し、その後ワークの締付作業を行い、
ワークが座面に接触して締め付けが行われるに従ってト
ルクが徐々に高くなり、設定トルクに達した時、制御装
置の作用でレンチが停止する。けれども駆動初期におけ
るトルクの飛び跳ねが発生し、しかもこの飛び跳ねトル
クが締付トルク設定よりも高くなると、この飛び跳ねト
ルクにてトルクコントロールレンチの制御装置は作動し
て停止し、実質的にレンチは作動できなくなる。特に飛
び跳ねトルクよりも低い低トルクで調整する場合におい
て使用不能となる。

【０００６】本発明はこのレンチ駆動初期における飛び
跳ねトルクを吸収し、設定トルクが低い場合でもトルク
調整が精度よく行えることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するためになしたもので、ライナー上蓋内に設定トルク
可調整的にリリーフバルブを挿通し、このライナー上蓋
の外側に配したアキュームレータによりアキュームレー
タ室を形成すると共に、このライナー上蓋とリリーフバ
ルブに低圧トルク時にライナー室よりアキュームレータ
室内に導通する孔を突設し、レンチ駆動時に発生するト
ルクの飛び跳ね分をアキュームレータ室内に導き、吸収
するようになしたことを要旨とする。

【０００８】

【作用】設定低トルク時において、レンチの始動時に発
生するトルクの飛び跳ねは、ライナー室よりライナー上
蓋、及びリリーフバルブにそれぞれ導通するように穿孔
した孔を経て、ライナー上蓋外のアキュームレータ室へ
作動油の一部を導くようになし、かつこのアキュームレ
ータ室内に作動油圧を受ける皿ばねを配設しているの
で、このトルクの飛び跳ね分は、まずアキュームレータ
へ導かれて吸収される。このためトルクは検出ロッド側
へは伝達されないので、低圧トルク設定時から高圧まで
出力調整幅を大きくして、しかも正常なトルクコントロ
ール作用が行えるものとなる。

【０００９】

【実施例】以下本発明トルクコントロールレンチにおけ
る駆動時のトルク飛び跳ね吸収装置を図示の実施例にも
とづいて説明する。図において１は油圧式トルクコント
ロールレンチの本体で、この本体内に高圧空気の供給、
停止を行なうメインバルブ２を設けると共に、このバル
ブ２をレバーより送気される高圧空気に回転トルクを発
生しめるようにしてロータ４を本体１内に設け、このロ
ータは一般的ニューマチックツールのモータ構造を有し
ている。ロータ４の回転トルクを打撃トルクに変換する
油圧室打撃トルク発生装置３は本体１の先端部に突設さ
れたフロントケース６内に設ける。

【００１０】この油圧式打撃トルク発生装置３はライナ
ーケース１２内に内口径が主軸７に対して偏心したるラ
イナー８を主軸７に対して回動自在に設け、このライナ
ー８内にトルクを発生せしめるための作動油を充填密閉
し、主軸７に中心を通る直径線上に相対向した２つの羽
根挿入溝７ｂ，７ｂを設け、各溝内にばねＳにて常時主
軸外周方向に突出するようにして、しかも厚さが溝幅よ
り小なる羽根９を嵌挿して設けると共に、この２枚の羽
根９，９の間の主軸外周面には主軸外端面より少し突出
したシール面７ａ，７ａを形成するが、この両シール面
７ａ，７ａ間を結ぶ直線はこれと平行なる主軸中心を通
る直線とはある一定の間隔を有して中心線よりいずれか
片方に寄るものとし、かつ中心線と、主軸中心とシール
面とを結ぶ直線とを所要の角度となすものである。

【００１１】また二枚の羽根９を互いに対向方向に突出
するようにして設けた主軸７を嵌合するライナー８は図
５に詳示する如く断面まゆ形のライナー室を形成し、且
この対向するくびれ部内周面を他部の内周面より山形状
に突出せしめてシール面８ａ，８ｂとする。だ円形のキ
ャビティ内周面に設けるシール面８ａ，８ｂのうちキャ
ビティ長軸方向に対向する２つのシール面８ｂ，８ｂは
キャビティ中心を通る一直線上に位置するものである
が、短軸方向に対向する２つのシール面８ａ，８ａは、
キャビティ中心を通る短軸線より右もしくは左（ライナ
ーの回転によって方向が変位する）にある一定間隔だけ
位置がずれた前記短軸線と平行なる直線上にあってしか
もキャビティ短軸線と、キャビティ中心とシールポイン
ト８ａとを結ぶ直線とを所要の角度となるように定める
ものであり、従ってキャビティ内周面に４箇所設けられ
るシール面８ａ，８ｂのキャビティ周囲方向のシール面
間距離はキャビティ長軸線を挟む両側のものは即ち長軸
線を介して対向するシール面間隔は等しいものとなるが
短軸線を介して対向するシール面間隔は不等となる。該
シール面８ａはライナー室内に嵌挿された主軸７の外周
をライナー８が回動するとき主軸７のシール面７ａと接
触もしくは近接され、両シール面７ａ，８ａにて上記室
を２分するように気密的にシールが行なわれるようにな
す。

【００１２】そしてライナー８の内周面のうち略対向す
る両シール面の中間位置に羽根９の先端と接触し、上記
ライナー室を２枚の羽根９と両シール面７ａ，８ａとに
より２室又は４室に一時的に分けるようになす山形状の
シール面８ｂが形成されるが、この両シール面８ｂ，８
ｂは互いに該室の中心を通る直線状にその中心を一致せ
しめて対設されるている。これによりライナー８の１回
転にて強力な打撃トルクを一回発生せしめる。さらにこ
のライナー８両側には、ライナー下蓋１０とライナー上
蓋１１とを対峙して配設されると共に、このライナー上
蓋１１内には主軸７と直交する方向にしてリリーフバル
ブ１３を嵌挿する。

【００１３】ライナーケース１２内には前述のライナー
下蓋１０、ライナー８、ライナー上蓋１１に、さらにラ
イナー下蓋に当接するようにしてリング状のライナーケ
ース間座１４とアキュームレータ１５とを嵌合し、この
アキュームレータ１５の中央に、ライナー上蓋１１の突
出筒部１１ａを嵌挿し、これらライナー上蓋１１、ライ
ナーケース間座１４はライナーケース１２に対して気密
的に、アキュームレータ１５はライナーケース間座１４
及びライナー上蓋の突出筒部１１ａに対し、気密的に嵌
合され、ライナーケース内にライナーケース蓋１６を螺
合して係着される。

【００１４】リリーフバルブ１３は、その外形が円柱状
で、内部空洞１３ｃ内にばね圧下にて綱球１８を嵌合
し、リリーフバルブに螺合するリリーフバルブ軸１７を
ライナーケース１２の外側から回動自在に螺合し、これ
によりばね圧を調整して綱球１８をリリーフバルブ内の
通路１３ｂを閉じるようになしている。

【００１５】リリーフバルブ１３の外側には、図示のよ
うにライナー上蓋１１にリリーフバルブ１３を挟んで設
けた作動油流通路Ｄ，Ｅと導通する溝１３ａを形成し、
この溝１３ａとリリーフバルブ１３内で、その長軸心方
向に設けた内通路１３ｂと導通させて、ライナーの回動
にて羽根９，９にて仕切られる高圧室と低圧室とを導通
すると共に、内通路１３ｂの弁座近傍でリリーフバルブ
１３の外側面に、空洞１３ｃと導通する孔１３ｄ，１３
ｄを穿孔し、さらにリリーフバルブには内通路１３ｂ、
溝１３ａと独立し、かつリリーフバルブを横方向に貫通
した小径の通路Ｂを、前記ライナー上蓋の作動油流通路
Ｄ，Ｅと平行して設ける。

【００１６】またライナー上蓋１１にはリリーフバルブ
に貫通した通路Ｂと一直線状に配列導通する通路Ａ，Ａ
を作動油通路Ｄ，Ｅ間にて設け、これによりライナー室
の作動油の一部が通路Ａ，Ｂ，Ａを経て、ライナー上蓋
１１の外側面とアキュームレータ１５間に設けたアキュ
ームレータ室Ｒに通ずるようになす。そしてこのリング
状のアキュームレータ室Ｒ内には作動油の一部が送油さ
れることにより、ばね圧が作用するよう、アキュームレ
ータ室内形状に合わせた皿ばね１９を嵌挿させる。

【００１７】ロータ４の軸心には穴が貫通され、この穴
内にトルク検出用のロッド２０が摺動可能に嵌挿され、
このロッド２０の先端にはピストン２１を一体に設け、
このピストン２１をライナー上蓋内に設けたシリンダ２
２内に嵌合され、ピストン２１の先端をこのライナー上
蓋１１内に設け、かつ孔１３ｄと導通する孔１１ｄとを
対向させ、このロッド２０の他端にはシャットオフバル
ブ機構２３を配設し、ロッド２０の移動にてこのシャッ
トオフバルブ機構を作動させるようになす。

【００１８】従って今メインバルブ２及び切換バルブを
操作して圧力空気を本体１内のロータ室へ導入するとロ
ータ４は高速で回動する。このロータの回動力はロータ
軸に設けられたライナー８に伝達される。このライナー
８はその外周を筒状のライナーケース１２にて回動自在
に支持され、該ケースの両端面にライナー上蓋１１、ラ
イナー下蓋１０が設けられてライナー室内に充満される
作動油は密封されるようになっている。このライナー８
の回動によりライナー室の断面形状は変化する。打撃時
では主軸のシール面７ａと羽根９は夫々ライナー８のシ
ール面８ａと８ｂに接し、ライナー室は一直線上に対向
する羽根９，９を挾んで左右に２室に分けられ、且シー
ル面７ａ，８ａにてさらに左右室が上下に高圧室Ｈと低
圧室Ｌとに分けられ実質的に羽根の両側に高圧室Ｈと低
圧室Ｌとが形成される。

【００１９】そしてさらにロータ４の回動にてライナー
８を回動させると衝撃の瞬間の直前において主軸７のシ
ール面７ａとライナー側のシール面８ａにて分離された
２室のうち高圧室Ｈの体積は減少され、低圧室Ｌの体積
は増加し、羽根を挟んだ２室が完全に封止状態になった
時高圧室にて高圧を発生せしめ、この油圧をもって羽根
９の側面を低圧室側へ瞬間的に挿圧し、羽根を嵌挿した
主軸にその打撃力を伝達し、主軸に所望の間歇的なトル
クが発生して主軸を回動させ、所望の作業を行なわしめ
る。

【００２０】そして羽根の打撃にて主軸にトルクを発生
させた後、さらにライナーが回動するとライナー室は主
軸の羽根とシール面８ｂとにより前記の羽根を挟んで形
成された高圧、低圧両室間が互いに導通し、一室とな
り、ライナー室全体が同圧の２室に分けられ、主軸には
トルクが発生せず、ライナーはロータの回動によりさら
に回転する。ライナーがさらに９０度即ち打撃時より１
８０度回転すると互いに対向するライナーのシール面８
ｂ，８ｂ及び主軸のシール面７ａ，７ａが夫々中心を通
す直線より数度偏心せしめているので両シール面７ａ，
８ａ間に隙間が生じ、ライナー室は主軸と上下の羽根
９，９にて左右の２室に分けられた状態でありライナー
室全体に圧力変化が生じず同圧となっているためライナ
ーはフリーに回動する。

【００２１】さらにライナーが９０度回転し、打撃時よ
り２７０度回転した状態は同９０度回転した状態と実質
的に同一となり、この状態よりライナーがさらに回動す
るとライナー室は羽根を挟んで左右に２室に分割されて
いたものが羽根とライナー側のシール面８ｂと、また主
軸・ライナー側の両シール面７ａ，８ａとが互いに接触
してライナー室は４室即ち２つの高圧室と２つの低圧室
となり羽根を挟んで両側室に圧力差が生じこれにより前
述の如くして打撃力が発生するもので、このようにして
このライナー１回転により強力な打撃を１回発生せしめ
るものである。

【００２２】油圧式打撃トルク発生装置３でライナー８
の回動にて高圧が発生すると、高圧室Ｈより作動油通路
Ｄ、溝１３ａ、内通路１３ｂ、作動油通路Ｅを経て低圧
室Ｌ側へ作動油が流れる。この時、高圧室Ｈの圧力が予
め設定された圧力に達する迄はリリーフバルブの綱球１
８はばねを介してリリーフバルブ軸に押圧されて、この
圧力は検出されない。しかし設定圧まで上昇し、パルス
が発生するとこの設定圧まで上昇した高圧側Ｈの圧力は
通路ＤよりＥに流れる。その一部にてリリーフバルブの
綱球１８をばねに抗して開き、作動油の一部は通路Ｄよ
り溝１３ａ、内通路１３ｂ、孔１３ｄを経てシリンダ２
２内に導かれると、この圧力はピストン２１に作用し、
ロッド２０を押圧移動させ、シャットオフバルブ機構２
３を作動させ、設定圧力を検出するものである。

【００２３】なお打撃力の調整はリリーフバルブ軸１７
を回動させることにより、ばねにて押圧されるリリーフ
バルブの綱球１８の押圧力を調整して行なうものであ
る。

【００２４】ライナー８の回動にてライナー室内の作動
油圧力が上昇すると、この作動油の一部は孔ＡよりＢを
経てアキュームレータ室Ｒ内へ導かれる。図１，図３は
トルクコントロールを比較的低圧にて行う場合を示し、
レンチ駆動初期においては、図８に示すような慣性によ
るトルクの飛び跳ねが発生する。この初期のトルクの飛
び跳ねはトルクの小さいときに顕著にみられる。このト
ルクの飛び跳ね分や油温の上昇による体積の膨張分は上
記のようにアキュームレータ室Ｒにて吸収され、シリン
ダ２２内には油圧の急激な上昇がかからないため、トル
ク検出としては作用しないので、レンチは正常な作動を
行う。

【００２５】また検出トルクの調整を行う際、リリーフ
バルブ軸１７を回動して行うが、設定トルクを高めてい
くと、ライナー上蓋に穿孔した孔Ａの位置は変化しない
が、リリーフバルブ１３が図２，図４に示すように、ト
ルクが上昇することによりリリーフバルブが移動し、必
然的に孔Ｂの位置が変化する。従って低トルク時にはト
ルクの飛び跳ね分はアキュームレータ室へ導かれ、皿ば
ねをたわませて吸収され、トルクが上昇するにつれて、
そのアキュームレータ室での吸収分は少なくなり、一定
値以上に達すると、孔ＡとＢはず２に示すように完全に
閉じられるので、アキュームレータ室でのトルク吸収は
行われなくても飛び跳ねトルクよりも高トルクでレンチ
が作動するため、正常な駆動が行えるものとなる。

【００２６】

【発明の効果】本発明トルクコントロールレンチにおけ
る駆動時のトルク飛び跳ね吸収装置はライナー上蓋内に
設定トルク可調整的にリリーフバルブを挿通し、このラ
イナー上蓋の外側に配したアキュームレータによりアキ
ュームレータ室を形成すると共に、このライナー上蓋と
リリーフバルブに低圧トルク時にライナー室よりアキュ
ームレータ室内に導通する孔を突設しているため、低圧
トルク設定時、レンチ駆動初期において発生するトルク
の飛び跳ね分は、トルク検出用のシリンダへ加わる前に
ライナー上蓋とリリーフバルブの孔を経て、アキューム
レータ室へ導かれて吸収されるので、設定高圧時だけで
なく低圧時にてもレンチは正常な駆動が行え、トルク設
定が高圧から低圧まで行える利点を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明トルクコントロールレンチにおける駆動
時のトルク飛び跳ね吸収装置の低圧トルク時のトルク発
生部の断面図である。

【図２】同高圧トルク時のトルク発生部の断面図であ
る。

【図３】図１におけるリリーフバルブ部の縦断面図であ
る。

【図４】図２におけるリリーフバルブ部の縦断面図であ
る。

【図５】ライナー部の縦断面図である。

【図６】アキュームレータ室部の縦断面図である。

【図７】トルクレンチの一実施例を示す断面図である。

【図８】レンチ駆動時のトルク発生状況を示すグラフ図
である。

【符号の説明】

１ 本体 ２ メインバルブ ３ 油圧式打撃トルク発生装置 ４ ロータ ７ 主軸 ８ ライナー ９ 羽根 １０ ライナー下蓋 １１ ライナー上蓋 １３ リリーフバルブ １５ アキュームレータ １９ 皿ばね ２０ ロッド ２１ ピストン ２２ シリンダ Ａ，Ｂ，Ｃ 孔 Ｄ，Ｅ 作動油通路

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ライナー内に可調整的に嵌挿するリリー
   フバルブ軸にライナー高圧室側の圧力油の一部を流通可
   能とした通路を形成し、この通路の開口面をリリーフバ
   ルブ軸端に形成し、この端面に設定圧で前記通路を開口
   せしめるよう、ばね圧下で押圧接したリリーフバルブを
   配し、かつライナーに設けたリリーフバルブ嵌挿孔とラ
   イナー上蓋に設けた通路とを介してシリンダと導通し、
   ロータ軸を貫通したロッド先端に設けたピストンを前記
   ライナー上蓋内のシリンダ内に嵌挿し、ロッド他端にシ
   ャットオフバルブ機構を設けたトルクコントロールレン
   チにおいて、ライナー上蓋内に設定トルク可調整的にリ
   リーフバルブを挿通し、このライナー上蓋の外側に配し
   たアキュームレータによりアキュームレータ室を形成す
   ると共に、このライナー上蓋とリリーフバルブに低圧ト
   ルク時にライナー室よりアキュームレータ室内に導通す
   る孔を突設し、レンチ駆動時に発生するトルクの飛び跳
   ね分をアキュームレータ室内に導き、吸収するようにな
   したことを特徴とするトルクコントロールレンチにおけ
   る駆動時のトルク飛び跳ね吸収装置。