JP3416781B2 - 衝撃式締付工具 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】この発明は、ボルトやナットの締
付トルクが、所定の締付トルク（設定トルク）に達した
ときにエアモータへのエアの供給を停止してエアモータ
を停止させるエアモータ停止装置を備えた衝撃式締付工
具に関する。 【０００２】 【従来の技術】ボルトやナットの締付には、油圧の衝撃
力を締付トルクに変換する油圧パルス発生ユニットを用
いたインパルスレンチや、ハンマの衝撃力を締付トルク
に変換するハンマ衝撃発生ユニットを用いたインパクト
レンチが使用されている。ボルトやナットの締付けに
は、被締付物が剛体であるハードジョイント締付けと、
被締付物との間にゴム等の軟体物を挟んだソフトジョイ
ント締付けがある。ハードジョイント締付けは設定トル
クに達するまでの時間が早いが、ソフトジョイント締付
けは徐々に設定トルクに達しようとするので、設定トル
クに達するまでの時間が長い。このように、ハードジョ
イント締付けとソフトジョイント締付けとは締付け状態
の違いがあるため、締付け作業をする者にとっては、設
定トルクに達したかどうかの判断がしにくく、設定トル
クに達する前に作業を止めたり、既に設定トルクに達し
ているのに無駄に締付けを行うという問題があった。 【０００３】そこで、特願平５−４１７６号のようなエ
アモータ停止装置を備えた衝撃式締付工具が発明され
た。この衝撃式締付工具は、衝撃発生ユニットの後端に
直接コントロールウェイトを取り付けており、衝撃発生
ユニットから発生した衝撃パルスの反力が大きくなり、
前記コントロールウェイトが慣性力により締付トルク設
定バネに抗して所定角度以上に回動したときに、エアモ
ータのロータの中心を挿通するロッドを前方に移動させ
て、エアモータの後部に取り付けたコントロールバルブ
を閉じ、エアモータを停止させるようにしたものであっ
た。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】しかし、この衝撃式締
付工具では、コントロールウェイトを取り付けた衝撃発
生ユニットをエアモータの前端に、コントロールバルブ
をエアモータの後端に設けているので、衝撃発生ユニッ
トだけでなくカバー等の関連する部品も衝撃発生ユニッ
トの形状にあわせて新たに作らなければならず、エアモ
ータ停止装置を取り付けたために新設しなければならな
い部品が多くなってコスト高になるという問題があっ
た。さらに、新設しなければならない部品が多くなると
管理しなければならない部品の数も増えるので、部品管
理が煩雑になるという問題もあった。 【０００５】この発明では、エアモータ停止装置を備え
ていながら従来の衝撃式締付工具の衝撃ユニットを共通
化して使用できるようにし、上記の問題点を解決した衝
撃式締付工具を提供することを課題とする。 【０００６】 【課題を解決する為の手段】（請求項１記載の発明） この発明は、衝撃発生ユニット１の後端にエアモータ２
のロータ４の前端を連結した衝撃式締付工具であって、
前記エアモータ２のロータ４の後端に所定の締付トルク
になるとエアモータ２へのエアの供給を停止するエアモ
ータ停止装置３を連結してあり、前記エアモータ停止装
置３が、エアモータ２のロータ４の後端に連結されてい
ると共に前記ロータ４と一体的に回転するコントロール
ボディ５と、コントロールボディ５に設けたピン１８に
当該コントロールボディの回転軸心に対して偏心して回
動自在に取り付けられたコントロールウェイト６と、コ
ントロールウェイト６の回動運動を制御する締付トルク
設定バネ７と、エアモータ２へのエアの供給を制御する
コントロールバルブ１１と、常時はコントロールバルブ
１１を開状態に保持し、衝撃ユニットから発生した衝撃
パルスの反力が大きくなり、コントロールウェイト６が
締付トルク設定バネ７に抗して所定角度以上に回動した
ときにコントロールバルブ１１を閉状態にするコントロ
ールバルブ開閉機構と、カバー１３とから構成されてお
り、前記カバー１３にはスロットルバルブからコントロ
ールバルブ１１に至る流路１３ａを形成してある。 【０００７】 【作用】エアモータ２のロータ４の後端に所定の締付ト
ルクになるとエアモータ２へのエアの供給を停止するエ
アモータ停止装置３を連結しているので、衝撃発生ユニ
ット１は従来と同じ構造のものでよい。 【０００８】エアモータ２もロータ４以外は従来のもの
と同じ構造でよいので、従来の締付工具と共通化ができ
る部品が多くなり、新設しなければならない部品が少な
くなる。 【０００９】尚、前記エアモータ停止装置３は、次の作
用をする。衝撃発生ユニット１に衝撃パルスが発生する
と、衝撃発生ユニット１に反力が生ずる。この反力は、
エアモータ２のロータ４を経てエアモータ停止装置３の
コントロールボティ５に伝達される。コントロールボテ
ィ５に取り付けられたコントロールウェイト６はコント
ロールボティ５と一緒に回転しているので、コントロー
ルボティ５に反力を受けると、慣性力によりコントロー
ルウェイト６だけが回転しようとする。しかし、締付ト
ルク設定バネ７がコントロールウェイト６の回動を制御
するので、設定トルク内であればコントロールバルブ１
１を開状態に保持する。締付トルクが設定トルク以上に
なり、コントロールボティ５に受ける反力が大きくなる
と、コントロールウェイト６が慣性力により所定の角度
以上に回動するようになる。すると、コントロールバル
ブ開閉機構がコントロールバルブ１１の係止を解除して
コントロールバルブ１１を閉状態にし、エアモータ２を
停止させる。 【００１０】 【実施例】以下、この発明を図面に基づいて説明する。
この発明の衝撃式締付工具は、衝撃発生ユニット１、エ
アモータ２、設定トルクになるとエアモータ２へのエア
の供給を停止するエアモータ停止装置３を備えている。 【００１１】衝撃発生ユニット１は、衝撃パルスを発生
させる公知の構造のものであり、油圧の衝撃力を締付ト
ルクに変換する油圧パルス発生ユニットでも、ハンマの
衝撃力を締付トルクに変換するハンマ衝撃発生ユニット
でも良いが、これら衝撃発生ユニット１の外形形状は同
一であり、相互に組み替えできるようになっている。こ
の衝撃発生ユニット１の後端は、エアモータ２のロータ
４と回動不能に連結されている。 【００１２】エアモータ２は、ロータ４以外は従来のも
のと同じ構造のものである。ロータ４の後端にはネジ穴
４ａが形成され、後述するエアモータ停止装置３のコン
トロールボティ５から突出したネジ部５ａと螺合するよ
うになっている。 【００１３】エアモータ停止装置３は、コントロールボ
ティ５と、コントロールウェイト６と、締付トルク設定
バネ７と、コントロールピン８と、コントロールロッド
９と、コントロールブッシュ１０と、コントロールバル
ブ１１と、鋼球１２と、カバー１３と、その他バネ等か
ら構成されている。（図２及び図３参照） 【００１４】コントロールボティ５は、エアモータ２の
ロータ４に螺合されており、エアモータ２のロータ４と
一緒に回転するようになっている。コントロールボティ
５には、ピン１８が設けられており、このピン１８に偏
心したコントロールウェイト６が回動自在に取り付けら
れている。 【００１５】締付トルク設定バネ７は、一端をコントロ
ールボティ５に設けられた穴に嵌入され、他端をコント
ロールウェイト６に設けられた穴に嵌入されており、コ
ントロールウェイト６を回転方向と逆の方向に付勢して
いる。コントロールピン８は、小径部と大径部からなる
ピンであり、大径部から小径部に至る部分には斜面８ａ
を形成している。そして、バネ１４によりコントロール
ウェイト６側に付勢されている。 【００１６】コントロールロッド９は、バネ２１により
付勢されてコントロールピン８の斜面８ａに一端を接触
しており、コントロールピン８の移動に伴いコントロー
ルピン８の軸心と直交方向にコントロールブッシュ１０
内を摺動するようになっており、側面に小径部９ａを形
成している。尚、このコントロールロッド９を付勢して
いるバネ２１は、バネ定数を大きくしてあり、コントロ
ールピン８及びコントロールロッド９がコントロールウ
ェイト６の動きに対して過剰に応答して誤動作すること
を防ぐ役割もしている。 【００１７】コントロールバルブ１１は、エアモータ２
へのエアの通路を開閉するバルブであり、コントロール
ブッシュ１０の外壁を摺動する弁体１５と、バルブシー
ト１６からなる。弁体１５のエアモータ２側の内壁には
大径部１５ａが設けられている。さらに、弁体１５の前
後はバネ１９，２０で付勢されている。 【００１８】コントロールブッシュ１０には、穿設穴１
０ａが設けられており、コントロールロッド９の動きに
より、穿設穴１０ａより鋼球１２が出没するようになっ
ている。そして、鋼球１２は、平常時にはコントロール
ブッシュ１０により押し上げられて弁体１５の内壁の大
径部１５ａに入り、弁体１５をロックしてコントロール
バルブ１１を開状態に保持している。 【００１９】カバー１３は、エアモータ停止装置３を覆
うだけでなく、スロットルバルブ（図示せず）からコン
トロールバルブ１１に至る流路１３ａを形成している。 【００２０】次に、この発明の衝撃式締付工具の作動状
態について説明する。スロットルレバー１７を引くと、
スロットルバルブが開き、エア源（図示せず）より供給
されたエアが流路１３ａを通りコントロールバルブ１１
に至る。 【００２１】コントロールバルブ１１に至ったエアは、
弁体１５とバルブシート１６の間を通り、エアモータ２
に供給され、エアモータ２を回転させる。すると、衝撃
発生ユニット１が回転し、衝撃発生ユニット１のメイン
シャフト１ａも回転する。 【００２２】メインシャフト１ａにボックススパナ等
（図示せず）を取り付けてボルト・ナット等の締付けを
行うと、メインシャフト１ａに負荷がかかり、メインシ
ャフト１ａは停止しようとするが、エアモータ２により
回転されているので、衝撃パルスが発生してさらに締付
けが行われるようになる。 【００２３】衝撃パルスが発生すると、衝撃発生ユニッ
ト１に断続的に反力が生じるので、反力がエアモータ２
のロータ４に伝えられ、さらにエアモータ停止装置３の
コントロールボティ５に伝えられる。 【００２４】コントロールボティ５に反力が伝えられる
と、コントロールボティ５は反力により停止しようとす
るが、コントロールボティ５に取り付けられたコントロ
ールウェイト６はコントロールボティ５と一緒に回転し
ているので、慣性力によりコントロールウェイト６だけ
が回転を続けようとする。しかし、コントロールウェイ
ト６は締付トルク設定バネ７により回動を制御され、コ
ントロールボティ５に対して少しだけ回動する。 【００２５】反力が次第に大きくなってくると、コント
ロールボティ５に対するコントロールウェイト６の回動
角度もそれに比例して大きくなってくる。締付トルクが
設定トルクに達し、コントロールウェイト６が所定の角
度まで回動するようになると、コントロールピン８が図
示左側に移動する。（図４参照） すると、コントロールロッド９がコントロールピン８の
斜面８ａにそって後方に移動する。そして、弁体１５を
係止していた鋼球１２がコントロールロッド９の小径部
９ａに入り、弁体１５の係止を解除する。 【００２６】すると、弁体１５はスロットルレバー１７
を経て流路１３ａに至ったエア圧とバネ２０により押さ
れてバルブシート１６側に移動し、コントロールバルブ
１１を閉じる。（図５参照） 以上の作用により、エアモータ２が停止し、締付けが完
了する。 【００２７】スロットルレバー１７を離すと、流路１３
ａの残留エアはスロットルバルブ（図示せず）を通じて
サイレンサ２２から排出され、弁体１５はバネ１９によ
り元の位置に復帰する。さらに、エアモータ２が停止す
るので、コントロールウェイト６等の他の構成部品もす
べて元の位置に復帰する。 【００２８】尚、締付トルク設定バネ７のコントロール
ウェイト６側に取り付けられたスプリングガイド７ａ
は、締付トルク設定バネ７の腰折れを防ぎ、スムーズに
動くようにするためのものである。 【００２９】この実施例では、コントロールバルブ開閉
機構をコントロールピン８と、コントロールロッド９
と、コントロールブッシュ１０と、鋼球１２等からなる
構成ととしたが、コントロールウェイト６が締付トルク
設定バネ７に抗して所定角度以上に回動したときにコン
トロールバルブ１１を閉状態にするものであれば適宜構
造を変更して実施することもできる。 【００３０】 【発明の効果】この発明は、上述のようにエアモータ停
止装置を備えていながら、従来の衝撃式締付工具の衝撃
発生ユニットをそのまま共通化して使用することができ
るので、新設しなければならない部品が少なくなり、コ
スト高になりにくい。さらに、新設しなければならない
部品が少なくなると管理しなければならない部品の数も
少なくなるので、部品管理が容易になる。

【図面の簡単な説明】 【図１】この発明の衝撃式締付工具の一部切欠正面図。 【図２】図１のエアモータ停止装置部分の拡大図。 【図３】エアモータ停止装置のコントロールボティの部
分を回転軸と直交方向に切断したときの断面図。 【図４】締付トルクが設定トルクに達したときのコント
ロールウェイト、コントロールピン、締付トルク設定バ
ネの動作を説明する説明図。 【図５】締付トルクが設定トルクに達したときのコント
ロールピン、コントロールロッド、鋼球、弁体の動作を
説明する説明図。 【符号の説明】 １ 衝撃発生ユニット ２ エアモータ ３ エアモータ停止装置 ４ ロータ ５ コントロールボティ ６ コントロールウェイト ７ 締付トルク設定バネ ８ コントロールピン ９ コントロールロッド １１ コントロールバルブ １２ 鋼球 １５ 弁体

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 衝撃発生ユニット（１）の後端にエアモ
   ータ（２）のロータ（４）の前端を連結した衝撃式締付
   工具であって、前記エアモータ（２）のロータ（４）の
   後端に所定の締付トルクになるとエアモータ（２）への
   エアの供給を停止するエアモータ停止装置（３）を連結
   してあり、前記エアモータ停止装置（３）が、エアモー
   タ（２）のロータ（４）の後端に連結されていると共に
   前記ロータ（４）と一体的に回転するコントロールボデ
   ィ（５）と、コントロールボディ（５）に設けたピン
   （１８）に当該コントロールボディの回転軸心に対して
   偏心して回動自在に取り付けられたコントロールウェイ
   ト（６）と、コントロールウェイト（６）の回動運動を
   制御する締付トルク設定バネ（７）と、エアモータ
   （２）へのエアの供給を制御するコントロールバルブ
   （１１）と、常時はコントロールバルブ（１１）を開状
   態に保持し、衝撃ユニットから発生した衝撃パルスの反
   力が大きくなり、コントロールウェイト（６）が締付ト
   ルク設定バネ（７）に抗して所定角度以上に回動したと
   きにコントロールバルブ（１１）を閉状態にするコント
   ロールバルブ開閉機構と、カバー（１３）とから構成さ
   れており、前記カバー（１３）にはスロットルバルブか
   らコントロールバルブ（１１）に至る流路（１３ａ）を
   形成してあることを特徴とする衝撃式締付工具。