JP3810363B2 - 油圧パルスレンチ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流体圧アクチュエータからなるモータと、該モータに連結された締め付けトルク発生機構と、ボルト・ナットなどの締結部品の締め付けトルクが所定値に達したときに上記モータを停止させる自動停止機構とを有する油圧パルスレンチに関し、特に、自動停止機構の動作を安定させる技術に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、図９に示すように、油圧パルスレンチ(100) は、例えばピストル型のケーシング(110) 内に、駆動源であるエアーモータ(120) と、このエアーモータ(120) に連結された油圧式の締め付けトルク発生機構(130) とを有している。締め付けトルク発生機構(130) には、ビスを回すためのビットやボルト・ナットを回すためのソケットが先端に装着される主軸(131) が設けられている。
【０００３】
上記締め付けトルク発生機構(130) は、低負荷のときには主軸(131) が連続的に回転する一方、ボルト・ナットが着座（ボルト頭またはナットが被締結物の座面に接触）して締め付けの負荷が大きくなると、エアーモータ(120) の出力軸(121) が一回転する間に一度だけ締め付けトルク（打撃トルク）を発生してボルト・ナットを締め付けるように構成されている。
【０００４】
締め付けトルク発生機構(130) は、具体的にはエアーモータ(120) の出力軸(121) に連結されたオイルシリンダ(132) を備えている。このオイルシリンダ(132) には、上記主軸(131) が回転可能に保持され、かつ作動油が封入されている。そして、締め付け負荷が小さいときはオイルシリンダ(132) と主軸(131) とが一体的に回転する。また、締め付け負荷が大きくなると、エアーモータ(120) の回転に伴ってオイルシリンダ(132) が一回転する間に一度だけ、該オイルシリンダ(132) 内が高圧室と低圧室とに区画され、該高圧室で発生する作動油のピーク圧でオイルシリンダ(132) から上記主軸(131) に回転力を伝達して締め付けトルクが発生する。この構成においてエアーモータ(120) が連続回転すると、締め付けトルクは間欠的に、つまりパルス状に発生することになる。
【０００５】
上記油圧パルスレンチ(100) には、締め付け作業中にボルトやナットの締め付けトルクが所定値に達するとエアーモータ(120) を停止するための自動停止機構(140) が設けられている。自動停止機構(140) は、エアーモータ(120) へのエアーの供給通路(115) に配置されたスプリングリターン式のシャットオフバルブ機構(141) を備えている。また、上記締め付けトルク発生機構(130) のオイルシリンダ(132) とこのシャットオフバルブ機構(141) との間には、リリーフバルブ(151) とピストン機構(152) とを配置したシャットオフ通路(153) が形成されている。そして、締め付けトルクが所定値に達したときに、オイルシリンダ(132) 内の作動油の圧力をリリーフバルブ(151) を通じてピストン機構(152) に作用させてシャットオフバルブ機構(141) に伝達し、該シャットオフバルブ機構(141) を動作させてエアーモータ(120) へのエアーの流れを遮断するようにしている。
【０００６】
上記構成では、通常の締め付け作業中にリリーフバルブ(151) から作動油が漏れると、該作動油が主軸(131) の周囲の隙間からオイルシリンダ(132) の低圧室側に戻る可能性があり、そうなるとオイルシリンダ(132) 内の圧力が変動して油圧パルスレンチ(100) の動作が不安定になってしまう。そこで、上記シャットオフ通路(153) からリリーフバルブ(151) の下流側で分岐する分岐通路(161) を設けて該分岐通路(161) をオイルシリンダ(132) に連通させるとともに、この分岐通路(161) にスプリングリターン型のチェックバルブ(162) を設け、リリーフバルブ(151) からオイルシリンダ(132) 側への作動油の漏れを防止する構成が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
上記自動停止機構(140) では、シャットオフ動作の後はシャットオフバルブ機構(141) の動作を停止してエアーモータ(120) へのエアーの供給を再開できる状態にする必要があるが、シャットオフ時にオイルシリンダ(132) からピストン機構(152) 側へ導入された作動油が残ったままだとピストン機構(152) の復帰動作を妨げてしまうおそれがある。そこで、上記機構では、シャットオフバルブ機構(141) の復帰時にはチェックバルブ(162) を開放して作動油をオイルシリンダ(132) 内へ戻すようにしている。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００２−６６９４６号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記構成では、シャットオフバルブ機構(141) のスプリングリターン力よりもチェックバルブ(162) の閉鎖方向の付勢力を弱く設定する必要があるため、リリーフバルブ(151) から抜けた作動油の圧力でシャットオフバルブ機構(141) が動作するときには、チェックバルブ(162) も作動油の圧力で開いてしまうことになる。このため、締め付け作業中でもリリーフバルブ(151) から漏れた作動油がチェックバルブ(162) を開くおそれがあり、そうすると作動油がオイルシリンダ(132) 内に戻ってしまうことになり、実際には動作を安定させる効果は低い。
【００１０】
また、シャットオフ時にピストン機構(152) 側に作動油を導入して該作動油の高圧圧力をシャットオフバルブ機構(141) に作用させるときに、上述したようにチェックバルブ(162) も開放されてしまうので、ピストン機構(152) の動作が遅れたり、場合によってはピストン機構(152) が動作しなくなって自動停止機構(140) が働かなくなったりするおそれがある。さらに、シャットオフ後はシャットオフバルブ機構(141) の復帰動作を行う必要があるが、スプリング力が強すぎるとシャットオフバルブ機構(141) の復帰時に作動油がピストン機構(152) 側からオイルシリンダ(132) 側へ戻らず、シャットオフバルブ機構(141) が復帰せずにエアーモータ(120) を再起動できないおそれもある。
【００１１】
本発明は、このような問題点に鑑みて創案されたものであり、その目的とするところは、油圧パルスレンチにおける自動停止機構の動作を、締め付け作業中、シャットオフ時、復帰時のいずれにおいても安定させることである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、自動停止機構(50)のピストン機構(56)とオイルシリンダ(32)との間にチェックバルブ(72)を設けた構成において、通常の締め付け作業中にはこのチェックバルブ(72)にオイルシリンダ(32)内の作動油の圧力を作用させて該チェックバルブ(72)を閉鎖する一方、シャットオフ後の復帰時に作動油の圧力が低下するとチェックバルブ(72)を開放できるようにしたものである。
【００１３】
具体的に、請求項１に記載の発明は、流体圧アクチュエータからなるモータ(20)と、該モータ(20)に連結された締め付けトルク発生機構(30)と、締め付けトルクが所定値に達するとモータ(20)を停止させる自動停止機構(50)とを備えた油圧パルスレンチに関する。締め付けトルク発生機構(30)は、上記モータ(20)に連結されるとともに作動油が充填されたオイルシリンダ(32)と、オイルシリンダ(32)内に装着された主軸(31)と、オイルシリンダ(32)の回転力を作動油を介して主軸(31)に伝達する伝達機構(40)とを備えている。また、自動停止機構(50)は、上記オイルシリンダ(32)の回転中に作動油が所定の高圧圧力になると開放するリリーフバルブ(52)の設けられたシャットオフ通路(51)と、モータ(20)に駆動流体を供給する供給通路(15)中に配置されたシャットオフバルブ機構(53)と、シャットオフ通路(51)からリリーフバルブ(52)を通過した作動油の圧力でシャットオフバルブ機構(53)を開閉するピストン機構(56)とを備えている。
【００１４】
そして、この油圧パルスレンチは、本発明の特徴として、シャットオフ通路(51)におけるリリーフバルブ(52)の下流側から分岐してオイルシリンダ(32)に連通する分岐通路(71)と、該分岐通路(71)に配置された可動のバルブ本体(74)を有するチェックバルブ(72)とを備え、オイルシリンダ(32)内の作動油の圧力が上記バルブ本体(74)に対して該チェックバルブ(72)を閉鎖する方向に作用するように構成されている。
【００１５】
この請求項１の発明では、通常の締め付け作業中はオイルシリンダ(32)内の作動油の圧力がチェックバルブ(72)を閉鎖する方向に作用する。したがって、リリーフバルブ(52)から作動油が漏れて、その圧力が該チェックバルブ(72)を開放する方向に作用したとしても、作動油がオイルシリンダ(32)内に戻るのを防止できる。
【００１６】
また、締め付け作業中に締め付けが進んでオイルシリンダ(32)内の作動油の圧力が所定値まで上がるとリリーフバルブ(52)が開放され、その圧力がピストン機構(56)に印加されてシャットオフバルブ機構(53)が動作する。このときも、チェックバルブ(72)は閉じた状態に保持される。そして、シャットオフバルブ機構(53)の動作により、モータ(20)への駆動流体の供給が遮断され、締め付け作業が自動的に終了する（シャットオフ）。
【００１７】
シャットオフ後はオイルシリンダ(32)内の圧力が下がり、シャットオフバルブ機構(53)の復帰動作が行われる。この時、すでにオイルシリンダ(32)内の圧力が下がっているため、チェックバルブ(72)を閉鎖する力は実質的に発生しておらず、シャットオフバルブ機構(53)はスプリングなどの復帰力によって確実に元の状態に復帰する。また、シャットオフ通路(51)に残った作動油は、チェックバルブ(72)がシャットオフバルブ機構(53)の復帰力で開放されるため、該チェックバルブ(72)を通じてオイルシリンダ(32)内に戻すことができる。
【００１８】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の油圧パルスレンチにおいて、チェックバルブ(72)のバルブ本体(74)に関して、オイルシリンダ(32)内の作動油の圧力が該チェックバルブ(72)を閉鎖する方向に作用する第１作用面(A1)が、分岐通路(71)の作動油の圧力が該チェックバルブ(72)を開放する方向に作用する第２作用面(A2)よりも大きい面積に構成されていることを特徴としている。
【００１９】
この請求項２の発明では、第１作用面(A1)を第２作用面(A2)よりも大きい面積にしているので、通常の締め付け作業中にオイルシリンダ(32)内の作動油の圧力によってチェックバルブ(72)を閉鎖する方向の力（閉鎖力）が、リリーフバルブ(52)から漏れた作動油が該チェックバルブ(72)を開放しようとする力（開放力）よりも確実に大きくなる。したがって、通常の締め付け作業中やシャットオフ時にチェックバルブ(72)を確実に閉じた状態に保持できるため、漏れた作動油がオイルシリンダ(32)内に戻って圧力が変動するのを確実に防止できる。
【００２０】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の油圧パルスレンチにおいて、チェックバルブ(72)が、該チェックバルブ(72)を閉鎖する方向へバルブ本体(74)を付勢するスプリング(76)を備えていることを特徴としている。このスプリング(76)は、通常の締め付け作業中などに、オイルシリンダ(32)内の作動油の圧力の補助的な働きをしてチェックバルブを閉鎖するもので、その付勢力は弱くてよい。
【００２１】
この請求項３の発明では、スプリング(76)を設けているので、通常の締め付け作業中などにオイルシリンダ(32)内の作動油の圧力によってチェックバルブ(72)を閉鎖する方向の力（閉鎖力）が、リリーフバルブ(52)から漏れた作動油が該チェックバルブ(72)を開放しようとする力（開放力）よりも確実に大きくなる。したがって、通常の締め付け作業中やシャットオフ時に、チェックバルブ(72)を確実に閉じた状態に保持できるため、作動油がオイルシリンダ(32)内に戻るのを確実に防止できる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２３】
図１は、この実施形態に係る油圧パルスレンチ(1) の断面構造図である。図示するように、この油圧パルスレンチ(1) は、本体部(11)とハンドル部(12)とが一体的に構成されたケーシング(10)を備えている。このケーシング(10)の本体部(11)は、リアケース(11a) とフロントケース(11b)とから構成されている。ケーシング(10)の本体部(11)には、駆動源であるエアーモータ(20)と、該エアーモータ(20)により駆動される締め付けトルク発生機構(30)とが収納されている。締め付けトルク発生機構(30)は、エアーモータ(20)の出力軸(21)に連結されるとともに、ケーシング(10)の本体部(11)に回転可能に保持された主軸(31)にも連結されている。この主軸(31)は、ボルト・ナットを締め付けるためのソケットや、ビスを締め付けるためのビットを先端に装着することができるようになっている。
【００２４】
上記ハンドル部(12)には、操作レバー(25)と回転方向切換ツマミ(26)とが設けられている。操作レバー(25)は主操作弁(27)に連結され、回転方向切換ツマミ(26)は回転切換弁(28)に連結されている。そして、操作レバー(25)は、主操作弁(27)を開閉して油圧パルスレンチ(1) の起動と停止を切り換えるように構成され、回転方向切換ツマミ(26)は、回転切換弁(28)を回して主軸(31)の回転方向を切り換えるように構成されている。なお、ハンドル部(12)の下端には、図示しないエアーホースを接続するためのコネクタ部(29)が設けられており、エアーホースから供給されたエアーがハンドル部(12)の中を通り、主操作弁(27)や回転切換弁(28)を通ってエアーモータ(20)に供給される。
【００２５】
図２は、ケーシング(10)の本体部(11)におけるフロントケース(11b) 側の内部機構を示す断面構造図、図３は、該本体部(11)におけるリアケース(11a) 側の内部機構を示す断面構造図である。上記エアーモータ(20)はベーン式のエアーモータである。該エアーモータ(20)は、図３に示すように、出力軸(21)とベーン(22)とが筒状のモータケース(23)に挿入されたもので、出力軸(21)がベーン(22)とともに該モータケース(23)に対して回転可能に構成されている。このエアーモータ(20)は、操作レバー(25)により主操作弁(27)を開放してエアーを供給すると起動し、回転方向切換ツマミ(26)により回転切替弁を操作すると回転方向を切り替えることができる。
【００２６】
上記締め付けトルク発生機構(30)は、図２に示すように上記エアーモータ(20)の出力軸(21)に連結されたオイルシリンダ(32)を備え、オイルシリンダ(32)には作動油が充填されている。上記主軸(31)はこのオイルシリンダ(32)内に装着されている。上記オイルシリンダ(32)は、シリンダケース(33)内に、筒状のオイルシリンダ本体(34)と、該オイルシリンダ本体(34)の両端に固定されたシリンダ上蓋(35)及びシリンダ下蓋(36)と、シリンダケース(33)に装着されたエンドプレート(37)とを備えている。上記主軸(31)は先端部がシリンダ下蓋(36)側から突出し、後端部がシリンダ上蓋(35)内に嵌合している。オイルシリンダ(32)内には、上記エアーモータ(20)の回転に伴うオイルシリンダ(32)の回転力を、作動油を介して主軸(31)に伝達する伝達機構(40)が設けられている。
【００２７】
この伝達機構(40)は、ボルト・ナットの締め付け作業中に該ボルト・ナットが着座するまでの低負荷時には、オイルシリンダ(32)と主軸(31)が一体的に回転するように構成されている。また、該伝達機構(40)は、ボルト・ナットが着座して締め付け負荷が大きくなると、オイルシリンダ(32)が一回転する間に一度だけ作動油にピーク圧を発生させて、そのピーク圧発生時にオイルシリンダ(32)から上記主軸(31)に回転力を伝達して締め付けトルクを発生させるようになっている。
【００２８】
図４は図２のIV−IV線断面図であり、トルク発生機構(30)の軸直角断面構造を表している。この図４に示しているように、主軸(31)には２枚のブレード(41)が装着されている。これらのブレード(41)は、主軸(31)の外周面に回転中心を挟んで反対の位置に形成されたブレード溝(42)に装着され、スプリング(43)（図２）により主軸(31)の径方向外方へ付勢されてオイルシリンダ本体(34)の内周面に摺接するようになっている。また、主軸(31)の外周面には、両ブレード(41)の間の位置に、軸方向へのびるシール突起(44)が形成されている。主軸(31)の外周面は、シール突起(44)を除く部分が該シール突起(44)からくぼんだ形になっている。
【００２９】
オイルシリンダ(32)の内周面は断面が繭形（中央部が若干くびれた長円形）に形成されている。オイルシリンダ(32)の内周面には軸方向へのびる４つのシール部(45)が形成され、該内周面は、シール部(45)を除く部分が該シール部(45)からくぼんだ形になっている。このシール部(45)のうち２つは、主軸(31)の回転中心を挟んで相対する位置から僅かにずれた位置に形成されている。
【００３０】
図４（ａ）から図４（ｄ）には、オイルシリンダ(32)が９０°回転する毎の動作の様子を表している。この機構では、図４（ａ）に示しているように、オイルシリンダ(32)が１回転するときに一度だけ、４つのシール部(45)が主軸(31)のシール突起(44)及びブレード(41)と密着する。これにより、オイルシリンダ(32)内が４つの部屋に区画され、２つの部屋で作動油が高圧に、他の２つで作動油が低圧になる。そして、このときにオイルシリンダ(32)の回転力が作動油の高圧圧力とブレード(41)とを介して主軸(31)に伝達され、締め付けトルク（打撃トルク）が発生する。したがって、エアーモータ(20)が連続回転すると、締め付けトルクは間欠的に、つまりパルス状に発生することになる。
【００３１】
一方、この油圧パルスレンチ(1) には、所定の締め付けトルクが得られるとエアーモータ(20)を停止するための自動停止機構(50)が設けられている。自動停止機構(50)は、シャットオフ通路(51)と、リリーフバルブ(52)と、シャットオフバルブ機構(53)と、ピストン機構(56)とを備えている。
【００３２】
シャットオフ通路(51)は、一端が上記オイルシリンダ(32)に連通し、他端がピストン機構(56)に連通している。上記リリーフバルブ(52)は、オイルシリンダ(32)の回転中に作動油が所定の高圧圧力になると開放するようにシャットオフ通路(51)に設けられている。また、シャットオフバルブ機構(53)は、エアーモータ(20)に駆動流体であるエアーを供給するエアー供給通路(15)中に配置されている。
【００３３】
上記ピストン機構(56)は、シャットオフ通路(51)からリリーフバルブ(52)を通過した作動油の圧力でシャットオフバルブ機構(53)を開閉するように構成されている。このピストン機構(56)は、ピストン(54)及びピストンロッド(55)から構成され、主軸(31)と同一の中心線上に配置されている。そして、ピストン(54)は、上記エアーモータ(20)の中心を通るように配置されたピストンロッド(55)を介してシャットオフバルブ機構(53)に連結されている。
【００３４】
シャットオフバルブ機構(53)は、締め付け作業中に締め付けトルクが所定値に達するとエアーモータ(20)を停止するための機構である。該シャットオフバルブ機構(53)は、図３に示すように、エアー供給通路(15)中に配置されたシャットオフバルブ(81)と、該シャットオフバルブ(81)を閉鎖する方向に付勢するリターンスプリング(82)とを備えている。そして、シャットオフバルブ機構(53)は、締め付けトルク発生機構(30)において得られる締め付けトルクが所定値に達したときに、オイルシリンダ(32)内の作動油の圧力がリリーフバルブ(52)からピストン(54)を介してシャットオフバルブ(81)に伝達されると、シャットオフバルブ(81)の動作によりエアーモータ(20)へのエアーの流れを遮断する。なお、シャットオフバルブ機構について、これ以上の具体的な説明は省略する。
【００３５】
上記シャットオフ通路(51)は、シリンダ上蓋(35)の内部に形成されている。また、上記リリーフバルブ(52)は、シリンダ上蓋(35)内に、オイルシリンダ(32)の軸直角方向沿いに配置されている。リリーフバルブ(52)は、その拡大断面図である図５に示すように、シリンダ上蓋(35)の径方向一方側（図の下方側）から装着されたバルブシート(61)と、径方向他方側（図の上方側）から装着されたトルク調節ネジ(62)と、その間に装着された弁体としてのボール(63)とを備えている。バルブシート(61)の先端部はピン(61a) として形成され、トルク調節ネジ(62)の先端部はスリーブ(62a) として形成されている。バルブシート(61)のピン(61a) とトルク調節ネジ(62)のスリーブ(62a) とは、互いに嵌合している。
【００３６】
バルブシート(61)のピン(61a) には、該バルブシート(61)の径方向に貫通する長孔(61b) と、該バルブシート(61)の先端部の端面から長孔(61b) まで連通する軸孔(61c) とが形成されている。一方、トルク調節ネジ(62)のスリーブ(62a) の中にはスプリング(64)が装着され、該スプリング(64)が上記ボール(63)をバルブシート(61)の先端面に押しつけて軸孔(61c) を閉鎖している。この構成において上記トルク調節ネジ(62)を回して矢印Ｃ方向に位置を調節すると、スプリング(64)のたわみ量が変化するので、リリーフバルブ(52)の動作力を調整することができる。
【００３７】
上記トルク調節ネジ(62)のスリーブ(62a) には、内周面から外周面に貫通する連通孔(62b) が設けられている。連通孔(62b) は、上記スリーブ(62a) の周方向に分割して複数箇所（例えば９０°間隔で４箇所）に形成されている。この連通孔(62b) は、オイルシリンダ(32)からシャットオフ通路(51)を流れる作動油が上記ボール(63)をバルブシート(61)から押し上げてスリーブ(62a) 内に流入したときに、該作動油をスリーブ(62a) の外側へ案内するものである。
【００３８】
上記トルク調節ネジ(62)は、ネジを回して位置を調整することにより、該トルク調節ネジ(62)のスリーブ(62a) とバルブシート(61)のピン(61a) とのオーバーラップ代を調整できるようになっている。これにより、上記長孔(61b) の開口面積を変化させ、作動油の流量を調整できる可動絞り(68)が構成されている。
【００３９】
図５のVI−VI線断面図である図６に示すように、オイルシリンダ(32)には、高圧室(C1)と低圧室(C2)とをバルブシート(61)の長孔(61b) を介して互いに連通させる連通路(65)が設けられている。この連通路(65)は、シャットオフ通路(51)と一部を共用している。この連通路(65)により、通常の締め付け作業中に、高圧室(C1)内の作動油の一部を低圧室(C2)に逃がす作用が生じる。そして、予め上記トルク調節ネジ(62)を調整しておくことにより、長孔(61b) の開口面積を変化させて高圧室(C1)から低圧室(C2)に戻る作動油の流量を適宜設定しておくことができる。
【００４０】
具体的には、図７から図８に示すように上記可動絞り(68)を絞り込むと、連通路(65)を流れる作動油の流量が少なくなるために、オイルシリンダ(32)内の発生圧力を高くするような設定が可能で、締め付けトルクを大きな値に設定できる（特に図８の状態）。逆に可動絞り(68)を図５のように開くと連通路(65)を流れる作動油の流量が多くなるために、オイルシリンダ(32)内の圧力を低くするような設定が可能で、締め付けトルクを小さな値に設定できる。
【００４１】
なお、このように締め付けトルクの設定を調整する場合には、シャットオフバルブ機構(53)におけるシャットオフ動作の設定値も適宜調整しておくとよい。具体的には、シャットオフバルブ機構(53)のリターンスプリング(82)をばね定数の異なるものに交換することにより、該設定値を締め付けトルクに合わせて調整することができる。
【００４２】
上記シャットオフ通路(51)には、図５に示すように、リリーフバルブ(52)の下流側から分岐してオイルシリンダ(32)に連通する分岐通路(71)が設けられている。この分岐通路(71)にはチェックバルブ(72)が配置されている。チェックバルブ(72)は、主軸(31)の後端部に形成されたバルブ孔(73)と、このバルブ孔(73)に装着されたバルブ本体(74)とを備えている。主軸(31)には、オイルシリンダ(32)内からバルブ孔(73)に連通する高圧導入孔(75)が形成されている。このことにより、締め付け作業中にオイルシリンダ(32)内の作動油の圧力が上記バルブ本体(74)に作用すると、該バルブ本体(74)が上記分岐通路(71)の開口端に当接し、分岐通路(71)が閉鎖される。
【００４３】
上記チェックバルブ(72)は、オイルシリンダ(32)内の作動油の圧力が該チェックバルブ(72)を閉鎖する方向に作用する第１作用面(A1)と、分岐通路(71)の作動油の圧力が該チェックバルブ(72)を開放する方向に作用する第２作用面(A2)とを比較すると、第１作用面(A1)の方が第２作用面(A2)よりも大きい面積に設定されている。
【００４４】
また、チェックバルブ(72)は、該チェックバルブ(72)を閉鎖する方向へ上記バルブ本体(74)を付勢するスプリング(76)を備えている。このスプリング(76)は、主軸(31)や上蓋(35)をオイルシリンダ(32)内に組み付けるときに、上記バルブ本体(74)を分岐通路(71)の開口端面に接触させた状態にする程度の付勢力を持った、弱いスプリングである。
【００４５】
次に、以上のように構成された油圧パルスレンチ(1) の動作について具体的に説明する。
【００４６】
この油圧パルスレンチ(1) により締め付け作業を行うときは、まず操作レバー(25)により主操作弁(27)を開放してエアーをエアーモータ(20)に供給し、該エアーモータ(20)を起動する。エアーモータ(20)の出力軸(21)が回転すると、該出力軸(21)に連結されたオイルシリンダ(32)が回転する。オイルシリンダ(32)の回転は、作動油とブレード(41)とを介して主軸(31)に伝達される。
【００４７】
ボルト・ナットが着座するまでは、締め付け負荷が小さいため、オイルシリンダ(32)と主軸(31)が一緒に回転し、ボルト・ナットが回される。ボルト・ナットが着座すると締め付け負荷が大きくなって主軸(31)の回転が止まるが、オイルシリンダ(32)は停止せずに回転を続ける。そして、オイルシリンダ(32)が一回転する間に４つのシール部(45)と主軸(31)側のシール突起(44)及びブレード(41)との位置が揃うと、オイルシリンダ(32)内が４つの部屋に区画されて２つで高圧圧力が発生し、オイルシリンダ(32)の回転が高圧の作動油とブレード(41)とを介して主軸(31)に伝達される。これにより締め付けトルク（打撃トルク）が発生し、この作用がオイルシリンダ(32)の一回転に一度繰り返されることでボルト・ナットが間欠的に締め付けられて行く。なお、締め付けトルクの発生時は高圧室(C1)の作動油の一部が連通路(65)を通って低圧室(C2)に導入されるため、該高圧室(C1)の圧力が過度に上昇するのを抑えながら、所定の締め付けトルクが得られるまでオイルシリンダ(32)の回転が連続する。
【００４８】
オイルシリンダ(32)内の高圧の作動油は、シャットオフ通路(51)を通ってリリーフバルブ(52)にも作用している。そして、締め付けトルク発生機構(30)において予め定められた締め付けトルクが得られると、オイルシリンダ(32)内の作動油の圧力が設定値まで上昇し、リリーフバルブ(52)が開放される。リリーフバルブ(52)が開くと作動油がトルク調節ネジ(62)のスリーブ(62a) に形成した連通孔(62b) を通ってピストン(54)の端面まで到達する。そうすると、この作動油の圧力によりピストン(54)がケーシング(10)の後端方向へ移動するので、シャットオフバルブ機構(53)が動作してエアーモータ(20)へのエアーの供給が遮断され、エアーモータ(20)が停止する。このように、締め付け作業は所定の締め付けトルクが得られると自動的に終了する。
【００４９】
なお、所定の締め付けトルクが得られたとき、リリーフバルブ(52)を抜けた高圧の作動油は主軸(31)の後端面のチェックバルブ(72)にも作用するが、該チェックバルブ(72)にはオイルシリンダ(32)内の高圧の作動油が逆向きに、つまり該チェックバルブ(72)を閉じる方向に作用している。そして、上記チェックバルブ(72)の第１作用面(A1)が第２作用面(A2)よりも大きい面積で、しかもスプリング(76)が設けられているため、チェックバルブ(72)を閉じる方向の力が開く方向の力よりも大きく、該チェックバルブ(72)は閉じた状態に保持される。したがって、このときには作動油がオイルシリンダ(32)内に戻らないのでオイルシリンダ(32)内の圧力が安定し、締め付け動作も安定する。
【００５０】
また、シャットオフ時にもオイルシリンダ(32)内の圧力でチェックバルブ(72)を閉じた状態に保持できるため、リリーフバルブ(52)を抜けた作動油でピストン(54)を確実に動作させることができる。
【００５１】
さらに、シャットオフ後はオイルシリンダ(32)内の圧力が下がるため、チェックバルブ(72)を保持する力がスプリング(76)の弱い力のみになる。このときは、リリーフバルブ(52)が閉じた状態に戻るため、余った作動油をリリーフバルブ(52)経由でシャットオフ通路(51)からオイルシリンダ(32)には戻せないが、シャットオフバルブ機構(53)のスプリングリターン力で押し戻された作動油により該チェックバルブ(72)が簡単に開くため、余った作動油を該チェックバルブ(62)におけるバルブ孔(73)とバルブ本体(74)との微細な隙間からシリンダ内に戻すことができる。本実施形態では、以上のようにしてシャットオフ時と復帰時のシャットオフバルブ機構(53)の動作を安定させることができる。
【００５２】
−実施形態の効果−
以上説明したように、本実施形態によれば、シャットオフ通路(51)におけるリリーフバルブ(52)の下流側から分岐してオイルシリンダ(32)に連通する分岐通路(71)にチェックバルブ(72)を配置し、通常の締め付け作業中はこのチェックバルブ(72)にオイルシリンダ(32)内の作動油の圧力を作用させて分岐通路(71)を閉鎖するようにしているので、締め付け作業中にリリーフバルブ(52)から漏れた作動油でチェックバルブ(72)が誤って開放されることがない。このため、リリーフバルブ(52)から漏れた作動油が不用意にオイルシリンダ(32)内に戻らないので該シリンダ内の圧力が変動するのを確実に防止でき、締め付け動作を安定させることが可能となる。このことは、チェックバルブ(72)の第１作用面(A1)を第２作用面(A2)よりも大きい面積にし、しかもスプリング(76)を設けていることで、より確実にすることができる。
【００５３】
また、シャットオフ時にも、チェックバルブ(72)を閉じる力が開こうとする力よりも必ず大きくなるため、ピストン(54)の動作が遅れたり、ピストン(54)が動作しなくなってシャットオフバルブ機構(53)が働かなくなったりするおそれはない。
【００５４】
さらに、シャットオフ後はシャットオフバルブ機構(53)の動作を停止し、これを復帰させる必要があるが、この場合にはエアーモータ(20)が停止していてオイルシリンダ(32)内の圧力が既に下がっているので、シャットオフバルブ機構(53)のスプリングリターン力によってチェックバルブ(72)を開き、作動油を該チェックバルブ(72)からオイルシリンダ(32)内に戻すことでピストン(54)及びシャットオフバルブ機構(53)を確実に復帰させることができる。
【００５５】
このように、本実施形態によれば油圧パルスレンチ(1) の動作を極めて安定させることが可能である。
【００５６】
【発明のその他の実施の形態】
本発明は、上記実施形態について、以下のような構成としてもよい。
【００５７】
例えば、上記実施形態では、チェックバルブ(72)のバルブ本体(74)を閉じる方向に弱く付勢するスプリング(76)を設けるとともに、該バルブ本体(74)における第１作用面(A1)と第２作用面(A2)の面積に差を付けることにより、チェックバルブ(72)の動作を安定させるようにしているが、スプリング(76)か面積差のいずれか一方のみを採用する構成にしてもよい。また、スプリング(76)を設けず、しかも第１作用面(A1)と第２作用面(A2)を同じ面積にした場合でも、チェックバルブ(72)を開こうとする力は閉じる力よりも大きくはならないので、動作の不都合を防止することは可能である。
【００５８】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の発明によれば、自動停止機構(50)のピストン(54)とオイルシリンダ(32)との間に設けたチェックバルブ(72)を、通常の締め付け作業中はオイルシリンダ(32)内の作動油の圧力で閉鎖しているので、作動油がリリーフバルブ(52)から漏れて該チェックバルブ(72)を開放する方向に作用したとしても、その力がチェックバルブ(72)を閉鎖する力よりも小さいために作動油がオイルシリンダ(32)内に戻るのを防止できる。したがって、油圧パルスレンチ(1) の動作を安定させることができる。また、シャットオフ後はオイルシリンダ(32)内の圧力が下がるため、シャットオフバルブ機構(53)の復帰動作を確実に行うことができる。
【００５９】
さらに、シャットオフ時にピストン(54)側に導入された作動油の高圧圧力がチェックバルブ(72)に作用しても、チェックバルブ(72)が誤動作により開放されてしまうことはなく、ピストン(54)が確実に動作するので自動停止機構(50)の動作が安定する。また、シャットオフ後にシャットオフバルブ機構(53)が復帰しないおそれもなく、モータ(20)を確実に再起動できる。このように、本発明によれば油圧パルスレンチ(1) の動作の安定性が向上する。
【００６０】
また、請求項２に記載の発明によれば、第１作用面(A1)を第２作用面(A2)よりも大きい面積に設定して、通常の締め付け作業中のチェックバルブ(72)の閉鎖力が、リリーフバルブ(52)から漏れた作動油によるチェックバルブ(72)の開放力よりも確実に大きくなるようにしているので、通常の締め付け作業中にチェックバルブ(72)が誤って開放されるのを確実に防止できる。このため、油圧パルスレンチ(1) の動作をさらに安定させることが可能となる。
【００６１】
また、請求項３に記載の発明によれば、スプリング(76)を設けて、通常の締め付け作業中のチェックバルブ(72)の閉鎖力が、リリーフバルブ(52)から漏れた作動油によるチェックバルブ(72)の開放力よりも確実に大きくなるようにしているので、通常の締め付け作業中にチェックバルブ(72)が誤って開放されるのを確実に防止できる。このため、付勢力の弱いスプリングをスプリング(76)に用いても、油圧パルスレンチ(1) の動作をより安定させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る油圧パルスレンチの断面構造図である。
【図２】ケーシングの本体部におけるフロントケース側の内部機構を示す断面構造図である。
【図３】ケーシングの本体部におけるリアケース側の内部機構を示す断面構造図である。
【図４】トルク発生機構の軸直角断面図であり、（ａ）から（ｄ）は動作状態を示している。
【図５】リリーフバルブの拡大断面図である。
【図６】図５のVI−VI線断面図である。
【図７】リリーフバルブの第１の動作状態を示す断面図である。
【図８】リリーフバルブの第２の動作状態を示す断面図である。
【図９】従来の油圧パルスレンチの断面構造図である。
【符号の説明】
(10) ケーシング
(20) モータ（エアーモータ）
(30) トルク発生機構
(31) 主軸
(32) オイルシリンダ
(40) 伝達機構
(50) 自動停止機構
(51) シャットオフ通路
(52) リリーフバルブ
(53) シャットオフバルブ機構
(54) ピストン
(71) 分岐通路
(72) チェックバルブ
(74) バルブ本体
(76) スプリング
(A1) 第１作用面
(A2) 第２作用面

Claims (3)

1. 流体圧アクチュエータからなるモータ(20)と、該モータ(20)に連結された締め付けトルク発生機構(30)と、締め付けトルクが所定値に達するとモータ(20)を停止させる自動停止機構(50)とを備え、
   締め付けトルク発生機構(30)が、上記モータ(20)に連結されるとともに作動油が充填されたオイルシリンダ(32)と、オイルシリンダ(32)内に装着された主軸(31)と、オイルシリンダ(32)の回転力を作動油を介して主軸(31)に伝達する伝達機構(40)とを備え、
   自動停止機構(50)が、上記オイルシリンダ(32)の回転中に作動油が所定の高圧圧力になると開放するリリーフバルブ(52)の設けられたシャットオフ通路(51)と、モータ(20)に駆動流体を供給する供給通路(15)中に配置されたシャットオフバルブ機構(53)と、シャットオフ通路(51)からリリーフバルブ(52)を通過した作動油の圧力でシャットオフバルブ機構(53)を開閉するピストン機構(56)とを備えた油圧パルスレンチであって、
   シャットオフ通路(51)におけるリリーフバルブ(52)の下流側から分岐してオイルシリンダ(32)に連通する分岐通路(71)と、該分岐通路(71)に配置された可動のバルブ本体(74)を有するチェックバルブ(72)とを備え、
   チェックバルブ(72)は、オイルシリンダ(32)内の作動油の圧力が上記バルブ本体(74)に対して該チェックバルブ(72)を閉鎖する方向に作用するように構成されていることを特徴とする油圧パルスレンチ。
2. チェックバルブ(72)のバルブ本体(74)は、オイルシリンダ(32)内の作動油の圧力が該チェックバルブ(72)を閉鎖する方向に作用する第１作用面(A1)が、分岐通路(71)の作動油の圧力が該チェックバルブ(72)を開放する方向に作用する第２作用面(A2)よりも大きい面積に構成されていることを特徴とする請求項１記載の油圧パルスレンチ。
3. チェックバルブ(72)は、該チェックバルブ(72)を閉鎖する方向へバルブ本体(74)を付勢するスプリング(76)を備えていることを特徴とする請求項１または２記載の油圧パルスレンチ。

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