JP2983107B2 - スタッド用パルスレンチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は設定トルクにて自動的に
正回転より逆回転に切り換え、かつ自己保持するように
してスタッドボルトの植設を容易に行えるようにしたス
タッド用パルスレンチに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】スタッド用パルスレンチはメインバルブ
を開くことにより供給される高圧空気にて正回転し、ス
タッドボルトを締め付け、設定トルクに達した時、パル
スレンチ内に設けた逆回転用切換バルブを手動で切り換
えて植設されたスタッドボルトより締付用ソケットを取
り外すようになしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】したがって従来のパル
スレンチでは設定トルクに達する毎に付設の切換バルブ
を手動で切り換える手数を要し、作業性が悪い。

【０００４】本発明では設定トルクに達すると自動的に
逆回転へ切り換わり、かつ自己保持させて、その操作性
を向上させることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のスタッド用パルスレンチは、ロータの回転
にて油圧打撃トルク発生装置を介して主軸を回転するよ
うにしたパルスレンチにおいて、ロータ軸内を貫通し、
かつトルク発生装置内の圧力を検出し、該圧力が設定圧
に達すると作動するロッドを設け、このロッドの後端
を、ばね圧により支持したバルブに当接して、前記ロッ
ドの作動により前記バルブを操作して、該バルブを設け
た室内を大気に開放するようにするとともに、前記バル
ブを設けた室内と連通する、パルスレンチ内に設けたエ
アーをロータに供給してロータの正逆回転を切り換える
正逆切換バルブ機構のバルブ室の一端側の室内の圧力を
低下させて、正逆切換バルブ機構の切換バルブをロータ
が正回転から逆回転するように切り換え、前記正逆切換
バルブ機構のバルブ室の一端側の室内を排気回路を介し
て大気に開放するようにして該室内の圧力を低圧に維持
して、メインバルブを閉鎖するまでロータの逆回転を保
持するようにしたことを特徴とする。

【０００６】

【作用】このスタッド用パルスレンチは、トルク発生装
置内の圧力が設定圧に達すると作動するロッドを設け、
このロッドの後端を、ばね圧により支持したバルブに当
接して、ロッドの作動によりバルブを操作して、このバ
ルブを設けた室内を大気に開放するようにするととも
に、このバルブを設けた室内と連通する、パルスレンチ
内に設けたエアーをロータに供給してロータの正逆回転
を切り換える正逆切換バルブ機構のバルブ室の一端側の
室内の圧力を低下させて、正逆切換バルブ機構の切換バ
ルブをロータが正回転から逆回転するように切り換え、
正逆切換バルブ機構のバルブ室の一端側の室内を排気回
路を介して大気に開放するようにして室内の圧力を低圧
に維持して、メインバルブを閉鎖するまでロータの逆回
転を保持するようにし、これにより、メインバルブを解
放した状態で、かつパルスレンチを押しつけた状態で、
自動的にロータを正回転から逆回転に切り換えることが
できる。

【０００７】

【実施例】以下、本発明のスタッド用パルスレンチを図
示の実施例に基づいて説明する。図において１は油圧式
トルクレンチの本体で、この本体内に高圧空気の供給、
停止を手動操作にて行なうメインバルブ２と、設定トル
クにて自動的に逆回転に切り換える切換バルブ３２を設
けるとともに、このメインバルブ、及び切換バルブより
送気される高圧空気にて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、一般的ニューマチック
ツールのモータ構造を有する。そしてこのロータ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５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。

【０００８】この油圧式打撃トルク発生装置５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に対して回転自在に設け、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ともに、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。

【０００９】また２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
２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。

【００１０】このシール面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が回転するとき主軸７の
シール面７ａと接触もしくは近接され、両シール面７
ａ，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。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７
ａ，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，８ｂ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。さらにこのライ
ナー８の一方のシール面８ｂ部にライナー室と平行して
即ちライナーの軸心に平行して出力調整弁挿入孔１０を
穿孔するとともに、該孔１０の奥部に上記山形状シール
面８ｂを挟んで主軸のシール面、羽根により分割される
少なくとも２室間に該各室と出力調整弁挿入孔１０とが
導通するようポートＰ１，Ｐ２を形成し、且該孔１０内
に出力調整を行なうリリーフバルブ軸１１とリリーフバ
ルブＢとが可調整的に嵌合されている。

【００１１】このリリーフバルブ軸１１はライナー下蓋
１４に螺合され、ライナー下蓋１４の外側より回転調整
可能となっているとともに、このリリーフバルブ軸１１
の外周に凹溝１１ａを形成し、この凹溝１１ａの周面よ
りリリーフバルブ軸先端面に開口し導通する通路１１ｂ
を形成する。そしてこの通路１１ｂのリリーフバルブ軸
先端面の開口部にばね圧にて押圧接されるようにしてリ
リーフバルブＢが配設される。このリリーフバルブＢは
ライナー上蓋１３内に刻設されたくぼみ１３ａ内に嵌合
支持したばね１１ｃにてリリーフバルブ軸１１側に所要
押圧力にて圧接されるようになっている。

【００１２】ロータ４の軸心には穴が貫通され、この穴
内にロッド１５が摺動可能に嵌挿され、このロッド１５
の先端にはピストン１６が一体に設け、このピストン１
６をライナー上蓋内に設けたシリンダ１７内に嵌合さ
れ、ピストン１６の先端をこのライナー上蓋１３と対向
した主軸７の端面と対向させ、この主軸端面をライナー
上蓋のくぼみ内に挿入するとともに、くぼみの内底面と
主軸端面間に微細な隙間を形成し、これを圧力検出用の
シリンダ１３ｄとし、このシリンダ１３ｄとライナー上
蓋のくぼみ１３ａとの間を繋ぐ小径の通路１３ｂを設け
る。またロッド１５の他端にはバルブ切換機構１８を配
設し、ロッド１５の移動にてこのバルブ切換機構を作動
させるようになす。

【００１３】後ケース２１にはくぼみ１８を形成し、こ
のくぼみ１８内に支持したロッドガイド１９にて摺動自
在にして前記ロッド１５の後端部を支持するとともに、
くぼみ１８内にばね圧下にて嵌合したバルブ２０とロッ
ド後端とを接しさせ、ロッドガイド１９の後端に設けた
弁座を、このバルブ２０の押圧にて閉じるようにし、ロ
ッド１５が後退方向に押された時、バルブを押して弁座
１９Ｖが開口し、くぼみ１８内の空気が大気へ逃げるよ
うになす。

【００１４】この後ケース２１内には筒状のボールケー
ス２３を嵌合し、このボールケース２３内にはボールバ
ルブ２４をばね圧下にて嵌挿し、かつ前記後ケース２１
内に形成されたくぼみ１８とボールケース２３とを導通
するエアー通路２２と接続するようにボールケース２３
に孔２３Ｈを穿孔させるとともに、本体１内に設けた正
逆切換バルブ機構３とボールケース２３とは連結され
る。

【００１５】正逆切換バルブ機構３は図１、及び図２，
図３に詳示する如く、筒状をしたバルブケース３１内に
バルブ３２を摺動自在に嵌挿するとともに、バルブケー
ス３１の後端に接合するようにして配設したボールケー
ス２３内に嵌挿したばね３３にて、このバルブ３２の後
端を押圧する。そしてこのバルブ３２の外周にはリング
状のエアー通路３２ａ，３２ｂを独立して２条設けると
ともに、一方のエアー通路３２ｂはバルブ３２の後端側
に開口した通路３２ｃと導通する。

【００１６】また一端側を閉塞した筒状のバルブケース
３１は図２，図３に示すように、その長手方向に沿って
断面し、かつその断面位置を９０度ずらした時、バルブ
３２の外周面に設けたエアー通路３２ａ，３２ｂと接続
される孔３１ａ，３１ｂおよび３１ｃ，３１ｄ，３１ｅ
が穿孔される。そしてエアーモータが正回転（右回転）
時、図２に示すようにエアー通孔３２ａは大きな孔３１
ａと、エアー通路３２ｂは、大きな孔３１ｂとそれぞれ
導通するとともに、この位置より９０度旋回した位置で
はエアー通路３２ａと小さな孔３１ｄに、エアー通路３
２ｂは大きな孔３１ｃとそれぞれ導通している。そして
バルブ３２はばね３３にて押圧され、バルブ先端はバル
ブケース３１の内端面に押圧されている。

【００１７】そして主軸７に設定トルクが発生し、ロッ
ド１５を介して正逆切換バルブ機構３を逆回転に切り換
えられると、図４，図５に示すようにバルブ３２がばね
３３に抗して左方へ移動すると、エアー通路３２ａは孔
３１ａとは導通しているが、小さな孔３１ｄとは閉塞さ
れ、エアー通路３２ｂは大きな孔３１ｂと閉塞、大きな
孔３１ｃと小さな孔３１ｅと導通し、エアーモータには
逆回転用エアー通路よりエアーが供給されるとともに、
この逆回転が保持されるものである。

【００１８】従って今メインバルブ２及び正逆切換バル
ブ機構３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は高速で右回転する。このロータの回
転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
にて回転自在に支持され、該ケースの両端面にライナー
上蓋１３、ライナー下蓋１４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の回転によりライナー室の断面形状は変化
する。

【００１９】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を挟んで左右に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。そしてさら
にロータ４の回転にてライナー８を回転させると衝撃の
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転
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転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転によりさら
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
ーはフリーに回転する。

【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、単に出力調整弁位置が上下逆になって
いるに過ぎない。この状態よりライナーがさらに回転す
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５でライナー８
の回転にて高圧が発生すると、高圧室ＨよりポートＰ
１，穴１０内のリリーフバルブＢ，ポートＰ２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Ｂはば
ね圧にてリリーフバルブ軸端面に押圧されて、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の圧力はポー
トＰ１よりポートＰ２に流れるその一部にてリリーフバ
ルブをばねに抗して開き、作動油の一部は通路１１ｂよ
り１３ｂを経てシリンダ１３ｄ内に導かれると、この圧
力はピストン１６に作用し、ロッド１５を押圧移動さ
せ、バルブ２０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１１
を回転させることによりばねにて押圧されるリリーフバ
ルブＢの押圧力を調整し、又同時にＰ１，Ｐ２の通路を
ふさいでいく事により行なうものである。

【００２４】主軸７が設定トルクに達するまではメイン
バルブ２を開くことにより高圧空気は本体１内のメイン
エアー通路より正逆切換バルブ機構の右回転用通路を経
てロータ室へ供給されるとともに、図２に示すようにバ
ルブケース３１のオリフィス３１ｇを経てバルブケース
内で、かつバルブ３２の左端側密室内にも高圧空気の一
部が供給され、かつ右端側室内にも孔３１ｂよりエアー
通路３２ｂ，３２ｃを経て供給される。しかしこの時、
バルブ３２には左方側より右方側室の方がエアー圧にば
ね圧が加わり押圧力が強く、バルブ３２はバルブケース
３１内左側に押圧された状態を保持され、ロータは右回
転を続ける。

【００２５】そして主軸が設定トルクに達し、これによ
りロッド１５が右方へ移動すると、バルブ２０が右方へ
押されてくぼみ１８は解放されたバルブ２０にて大気と
導通し、バルブケース３１内でバルブ３２の右端側室内
の圧力は孔２３Ｈ、エアー通路２２よりくぼみ１８内を
経て大気へ放出される。これによりバルブケース内のバ
ルブ左方側室内が右方側室内よりも高くなってバルブは
図４，図５に示すようにエアー圧によりバルブケース３
１内を右方へ移動する。これによりメインバルブ２より
供給されるエアー通路は孔３１ｂよりエアー通路３２
ａ，３１ａを経てロータの左回転を行う方向に供給さ
れ、排気は孔３１ｃ、エアー通路３２ｂ、孔３１ｅを経
た後、大気へ放出され、これによりロータは左回転に自
動的に切り換わる。そしてメインバルブを開いている限
り、この正逆切換バルブ機構は左回転に切り換えられて
逆回転が保持される。

【００２６】主軸先端に取り付けられたソケットが植設
したスタッドボルトより外れると、メインバルブを閉じ
ることによりロータの逆回転は停止されると同時に、切
換バルブ３２はバネ３３の押し圧により復帰し、右回転
に切り換えられる。

【００２７】このようにしてメインバルブを開いた状態
でロータを回転させ、主軸が設定トルクに達すると自動
的に逆回転に切り換わり、メインバルブを閉とすること
により正逆切換バルブ機構は自動的に復帰するものであ
る。

【００２８】

【発明の効果】本発明のスタッド用パルスレンチによれ
ば、トルク発生装置内の圧力が設定圧に達すると作動す
るロッドを設け、このロッドの後端を、ばね圧により支
持したバルブに当接して、ロッドの作動によりバルブを
操作して、このバルブを設けた室内を大気に開放するよ
うにするとともに、このバルブを設けた室内と連通す
る、パルスレンチ内に設けたエアーをロータに供給して
ロータの正逆回転を切り換える正逆切換バルブ機構のバ
ルブ室の一端側の室内の圧力を低下させて、正逆切換バ
ルブ機構の切換バルブをロータが正回転から逆回転する
ように切り換え、正逆切換バルブ機構のバルブ室の一端
側の室内を排気回路を介して大気に開放するようにして
室内の圧力を低圧に維持して、メインバルブを閉鎖する
までロータの逆回転を保持するようにし、これにより、
メインバルブを解放した状態で、かつパルスレンチを押
しつけた状態で、自動的にロータを正回転から逆回転に
切り換えることができ、スタッドボルトの植設を、効率
よく、容易かつ確実に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のスタッド用パルスレンチの一実施例を
示す縦断面図である。

【図２】正逆切換バルブ機構のロータの正回転時におけ
る給気回路を含む断面図である。

【図３】正逆切換バルブ機構のロータの正回転時におけ
る排気回路を含む断面図である。

【図４】正逆切換バルブ機構のロータの逆回転時におけ
る給気回路を含む断面図である。

【図５】正逆切換バルブ機構のロータの逆回転時におけ
る排気回路を含む断面図である。

【図６】図１における油圧室打撃トルク発生装置の縦断
面図である。

【符号の説明】

１ 本体 ２ メインバルブ ３ 正逆切換バルブ機構 ４ ロータ ５ 油圧室打撃トルク発生装置 ７ 主軸 １５ ロッド １６ ピストン １７ シリンダ １８ くぼみ ２０ バルブ ２１ 後ケース ２３ ボールケース ２４ バルブ ３１ バルブケース ３２ 切換バルブ

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ロータの回転にて油圧打撃トルク発生装
   置を介して主軸を回転するようにしたパルスレンチにお
   いて、ロータ軸内を貫通し、かつトルク発生装置内の圧
   力を検出し、該圧力が設定圧に達すると作動するロッド
   を設け、このロッドの後端を、ばね圧により支持したバ
   ルブに当接して、前記ロッドの作動により前記バルブを
   操作して、該バルブを設けた室内を大気に開放するよう
   にするとともに、前記バルブを設けた室内と連通する、
   パルスレンチ内に設けたエアーをロータに供給してロー
   タの正逆回転を切り換える正逆切換バルブ機構のバルブ
   室の一端側の室内の圧力を低下させて、正逆切換バルブ
   機構の切換バルブをロータが正回転から逆回転するよう
   に切り換え、前記正逆切換バルブ機構のバルブ室の一端
   側の室内を排気回路を介して大気に開放するようにして
   該室内の圧力を低圧に維持して、メインバルブを閉鎖す
   るまでロータの逆回転を保持するようにしたことを特徴
   とするスタッド用パルスレンチ。