JP3963303B2 - オイルユニット - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トルクレンチ等の電動工具に使用され、伝達されたトルクを油圧によって瞬間的なトルクとして出力するオイルユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図３に従来のオイルユニット３０を示す。オイルユニット３０は、筒状のケース３１内に、モータの出力軸等に連結されてトルク伝達されるライナ３２を一体に収容し、軸方向前後を図示しないキャップで閉塞して油室３３を形成すると共に、キャップによって油室３３内でスピンドル３４を軸支させている。このスピンドル３４には、一対のブレード３５，３５をスピンドル３４の半径方向で出没自在且つ図示しないコイルバネによって突出方向へ付勢した状態で遊挿すると共に、ブレード３５，３５と９０°の位相差で一対のリブ３６，３６を突設している。一方、ライナ３２の軸方向前後には、ブレード３５，３５の先端面が摺接する長円形状の案内孔３７，３７が夫々穿設され、案内孔３７，３７間には、端面を案内孔３７の内周形状に合致させた第１シール体３８，３８と、同じく端面を案内孔３７の内周形状に合致させた第２シール体３９，３９とが互いに９０°の位相差でライナ３２の軸方向に形成されている。よって、同図（Ａ）〜（Ｃ）に示す如く、ケース３１及びライナ３２の矢印方向への回転に伴い、案内孔３７，３７の内周面に沿って相対回転するブレード３５，３５が第１シール体３８，３８に、リブ３６，３６が第２シール体３９，３９に夫々達すると、油室３３が４つに仕切られて高圧室と低圧室とが交互に発生し、この圧力差でスピンドル３４に衝撃トルク（オイルパルス）が発生するものとなる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記オイルユニット３０において、ライナ３２は、案内孔３７，３７を３つの円を組み合わせて形成する上、第１、第２シール体３８，３９も必要となるため、形状が複雑化する。特に、案内孔３７の短軸方向の対向面は、図３（Ｄ）〜（Ｌ）に示すように、ライナ３２の回転に伴ってブレード３５，３５をコイルバネの付勢に抗してスピンドル３４内に押し込み、第２シール体３９，３９を通過させることとなるが、この通過の際、円と円との交点の抵抗が大きくなると、オイルパルスのトルクにロスが生じる。又、３つの円で構成している案内孔３７，３７の内径に精度の高い研磨作業が必要となり、製造工程の増加やコストアップを招いてしまう。
【０００４】
そこで、請求項１に記載の発明は、構成をより簡略化してコスト面に優れるオイルユニットを提供することを目的としたものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、作動油を充填した筒状のケース内にスピンドルを挿通させると共に、ケース両端の閉塞部でスピンドルを同軸で回動可能に軸支させ、スピンドルに、半径方向に突出付勢されてケース内面に当接し、ケース内面とスピンドル外面との間に形成される油室をスピンドルの軸方向に仕切るブレードを設ける一方、ケース内面に、ケースの所定の回転位置でスピンドルの周面へ軸方向に形成されるシール面と対向して油室をシール可能なシール体を軸方向に突設し、更に、ブレードにおける軸方向前後の端面にピンを夫々突設する一方、閉塞部の互いの対向面に、ケースの回転に伴ってピンを案内し、シール体がブレードを通過する際にブレードをスピンドル内に没入させるカム溝を夫々設けて、ケースとスピンドルとの相対回転により、ブレードの先端面をケース内面側と摺接させ、シール面とシール体とが対向する位置で複数に分割される油室内に圧力差を生じさせて、スピンドルへ瞬間的なトルクを発生可能としたオイルユニットであって、ケースの内面の形状を、スピンドルと同軸の円形としたものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１はオイルユニット１の軸方向の断面説明図、図２（Ａ）は横断面説明図で、オイルユニット１において、２は円筒状のケースで、ケース２には、後方（図１の左側を前方として説明する。）から閉塞部として円盤状のボトムキャップ４が遊挿されてケース２前端のストッパ部３に当接し、図示しない係止手段によって回転を規制された状態でケース２の前方を閉塞している。一方、ケース２の後方に形成されるやや大径の開口５には、後方の閉塞部として円盤状のトップキャップ６が遊挿され、図示しない係止手段によって回転を規制されると共に、トップキャップ６の後方には、トップナット７が螺合されて、トップナット７のケース２へのねじ込みによりトップキャップ６を固定可能となっている。８は、トップキャップ６の後方に突設されてトップナット７を貫通し、後端に六角穴を開口する筒状の連結部である。
【０００７】
９はスピンドルで、前端の出力部１０はボトムキャップ４を貫通してケース２の前方に突出し、後端の円柱部１１は、トップキャップ６前面の有底孔１２に遊挿して、ケース２の円形内面と同軸で回動自在に軸支されている。又、スピンドル９の中央部には、断面円形の大径部１３がボトムキャップ４とトップキャップ６との間一杯に形成され、大径部１３には、半径方向で大径部１３を直線状に貫通し、大径部１３の軸方向前後で連通する一対の収納溝１４，１４と、その収納溝１４，１４と周方向に９０°の位相差を有し、端面がシール面となる一対のリブ１５，１５とが夫々軸方向に形成され、収納溝１４，１４に、大径部１３と軸方向が同じ長さのブレード１６，１６が周方向へ若干揺動可能に収納されている。このブレード１６，１６は、大径部１３を貫通して両者間に介在された２つのコイルバネ１７，１７によって互いの離反方向へ付勢されて、先端面をケース２の内面に当接させている。一方、ケース２内面には、点対称の位置に一対のシール体１８，１８がボトムキャップ４とトップキャップ６との間に亘ってケース２の軸線と平行に、且つ軸線側の端面をスピンドル９の大径部１３の外面に摺接させた状態で固着されている。
【０００８】
よって、スピンドル９のブレード１６，１６とケース２のシール体１８，１８との間に周方向で９０°の位相差が生じる状態（図２（Ｃ）の位置）では、ブレード１６，１６がケース２の内面と当接すると共に、シール体１８，１８は大径部１３のリブ１５，１５と対向して、ケース２内面と大径部１３外面との間に形成される油室１９を４つに分割可能となっている。但し、大径部１３におけるリブ１５，１５の周方向両側は、互いに平行となる面取部２０，２０が形成されていることから、ケース２のシール体１８，１８が大径部１３のリブ１５，１５から周方向へずれると、面取部２０，２０により形成される大径部１３の凹部によって、シール体１８，１８とリブ１５，１５とによるシールは解除される。尚、図１において２１は、スピンドル９の出力部１０の前方からスピンドル９の軸心に形成され、収納溝１４，１４の前方連通部分と連通する作動油の供給孔、２２はその閉塞ネジである。
【０００９】
一方、ボトムキャップ４とトップキャップ６との互いの対向面には、長円形の第１カム溝２３と第２カム溝２４とが夫々形成される。第１カム溝２３は、長軸の中央をスピンドル９の軸心と一致させた長円形の溝、第２カム溝２４は、第１カム溝２３よりも長軸の長さが短い長円形の溝であるが、ここでは第２カム溝２４をスピンドル９の軸心から一方の長軸方向にずらせて当該方向で第１カム溝２３と重合させて、他方の長軸方向では、第１カム溝２３を第２カム溝２４との重合部分よりも浅く形成している。この第１カム溝２３と第２カム溝２４との向き及び重合方向は、ボトムキャップ４とトップキャップ６共に同じである。
そして、一方のブレード１６の前後端面には、第１カム溝２３に遊挿し、第１、第２カム溝２３，２４の重合部分の深さより短い第１ピン２５，２５が夫々突設され、他方のブレード１６の前後端面には、第１、第２カム溝２３，２４の重合部分に遊挿し、第１カム溝２３の深さより長い第２ピン２６，２６が夫々突設されている。
【００１０】
よって、ブレード１６，１６は、一方が第１ピン２５，２５と第１カム溝２３の内周面との干渉により、他方が第２ピン２６，２６と第２カム溝２４の内周面との干渉により夫々突出位置を規制されることになるが、第２ピン２６が第１、第２カム溝２３，２４の重合側にあって、第１、第２ピン２５，２６が第１、第２カム溝２３，２４の長軸上に位置する図２（Ｃ）の状態では、ブレード１６，１６がケース２の内面に当接して突出位置を規制されることで、第１、第２ピン２５，２６は夫々第１、第２カム溝２３，２４の内周面と離反する。又、第１、第２ピン２５，２６が第１、第２カム溝２３，２４の短軸上に略位置する同図（Ｌ）の状態では、第１、第２ピン２５，２６が夫々第１、第２カム溝２３，２４の内周面に当接してブレード１６，１６の突出が規制される。このときブレード１６，１６の端面は、大径部１３の周面より奥に没入する。
【００１１】
以上の如く構成されたオイルユニット１は、インパルスドライバ等の電動工具のハウジング内に収容して、トップキャップ６の連結部８に、電動工具内のモータから回転伝達される出力軸を一体に連結する一方、スピンドル９の出力部１０は、ハウジングから前方へ突出させてチャック等を介してビットを装着可能とする。よって、モータの回転に伴い、トップキャップ６が回転すると、これと一体のケース２が図２の矢印方向へ左回転し、油室１９を介してスピンドル９を一体回転させる。そして、出力部１０への負荷が高まり、スピンドル９の回転がケース２よりも遅れるようになると、図２（Ａ）（Ｂ）のようにブレード１６，１６がケース２の回転方向へ傾いた姿勢で相対的にケース２の内面を摺動する。そして、同図（Ｃ）のようにシール体１８，１８が大径部１３のリブ１５，１５の位置に到達して油室１９をシールすると、ブレード１６，１６の傾きにより収納溝１４，１４を介して互いに連通するシール体１８，１８の回転方向前方側の油圧が高まって油室１９内に高圧室と低圧室とが交互に発生し、その圧力差によってブレード１６，１６を介してスピンドル９への出力トルクを瞬間的に増大させてスピンドル９を回転させる（オイルパルス発生）。
【００１２】
その後更にケース２が回転を続けることで、ボトムキャップ４とトップキャップ６の第１、第２カム溝２３，２４も回転し、同図（Ｄ）〜（Ｆ）のように、一方のブレード１６の第１ピン２５が第１カム溝２３の内周面に、他方のブレード１６の第２ピン２６が第２カム溝２４の内周面に沿って夫々摺動するため、ブレード１６，１６は回転に伴ってスピンドル９の軸心との距離が徐々に近くなる第１、第２カム溝２３，２４の内周面によって徐々に大径部１３内に引き込まれ、同図（Ｇ）の位置では、ブレード１６，１６はケース２の内面から夫々離反する。そして、更にケース２の回転に伴って同図（Ｈ）〜（Ｋ）のようにブレード１６，１６は、第１、第２カム溝２３，２４の案内によって大径部１３内に没入し、ケース２が同図（Ｃ）から９０°回転した同図（Ｌ）の位置では、第１、第２カム溝２３，２４の短軸方向の寸法によって、前述の如くブレード１６，１６は大径部１３内へ完全に没入し、シール体１８，１８を干渉することなく通過させる。
【００１３】
尚、ケース２が更に回転を続けると、一方のブレード１６は、上記作用と逆に、短い第１ピン２５が第１カム溝２３の内周面に案内されることで徐々に大径部１３から突出し、再びケース２の内面に当接することになるが、他方のブレード１６は、長い第２ピン２６が長軸の短い第２カム溝２４の内周面に案内されることで、そのまま大径部１３から突出することなく回転し、ケース２の内面に当接しない。よって、同図（Ｌ）からケース２が９０°回転してシール体１８，１８がリブ１５，１５の位置に達しても、油室１９が他方のブレード１６側でシールされないため、オイルパルスは発生せず、更にケース２がここから１８０°回転して第２ピン２６が再び第１、第２カム溝２３，２４の重合側にあって第１、第２ピン２５，２６が両溝の長軸上に当接する図２（Ｃ）の位置でオイルパルスが発生する。即ち、ブレード１６，１６が一対あってもケース２の一回転で一回のオイルパルスが発生するようにしたものである。
【００１４】
このように上記形態によれば、ケース２の内面形状をスピンドル９の大径部１３と同軸の円形として、ケース２を従来のライナと兼用させ、スピンドル９側に設けたリブ１５，１５とブレード１６，１６と、ケース２内面に設けたシール体１８，１８とによって油室１９をシールさせると共に、第１、第２カム溝２３，２４による第１、第２ピン２５，２６の案内でブレード１６，１６とシール体１８，１８との干渉を避ける構造としたことで、部品点数が減少するのと共に、ケース２の内面は円形の孔の加工で足りるから、精度の高い研磨は不要となる。よって、構造や製造工程が簡略化して大幅なコストダウンが可能となる。
【００１５】
尚、上記形態では、第１カム溝２３と第２カム溝２４との深さと長さとを相違させて、各ブレード１６ごとの第１、第２ピン２５，２６との摺接により、一回転で一回のオイルパルスを発生させる構造としているが、このような相違をなくして、カム溝を１つとすると共に、そのカム溝に摺接する同じ長さのピンを夫々のブレードに突設して、一回転で二回のオイルパルスを発生させる構造であっても本発明は適用可能である。
又、ブレードの数は２つに限らず、１つであったり３つであったりしても差し支えないし、カム溝の形状も、長円形全面を凹部とした上記形態に限らず、ピンが遊挿可能な幅の凹条を長円形に連続形成するものでも良い。更に長円形以外に楕円形も採用可能である。
【００１６】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、ケースの内面の形状をスピンドルと同軸の円形としたことで、ケースを従来のライナと兼用できて部品点数が減少するのと共に、ケースの内面は円形の孔の加工で足りるから、精度の高い研磨は不要となる。よって、構造や製造工程が簡略化して大幅なコストダウンが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】オイルユニットの軸方向の断面説明図である。
【図２】（Ａ）〜（Ｌ）ケースの回転に伴うブレードの動きをケースの１０°回転ごとに示す横断面説明図である。
【図３】（Ａ）〜（Ｌ）従来のオイルユニットでのブレードの動きをケースの１０°回転ごとに示す横断面説明図である。
【符号の説明】
１・・オイルユニット、２・・ケース、４・・ボトムキャップ、６・・トップキャップ、９・・スピンドル、１３・・大径部、１５・・リブ、１６・・ブレード、１８・・シール体、１９・・油室、２３・・第１カム溝、２４・・第２カム溝、２５・・第１ピン、２６・・第２ピン。

Claims (1)

1. 作動油を充填した筒状のケース内にスピンドルを挿通させると共に、前記ケース両端の閉塞部で前記スピンドルを同軸で回動可能に軸支させ、前記スピンドルに、半径方向に突出付勢されて前記ケース内面に当接し、前記ケース内面と前記スピンドル外面との間に形成される油室を前記スピンドルの軸方向に仕切るブレードを設ける一方、前記ケース内面に、前記ケースの所定の回転位置で前記スピンドルの周面へ前記軸方向に形成されるシール面と対向して前記油室をシール可能なシール体を前記軸方向に突設し、更に、前記ブレードにおける前記軸方向前後の端面にピンを夫々突設する一方、前記閉塞部の互いの対向面に、前記ケースの回転に伴って前記ピンを案内し、前記シール体が前記ブレードを通過する際に前記ブレードを前記スピンドル内に没入させるカム溝を夫々設けて、前記ケースとスピンドルとの相対回転により、前記ブレードの先端面を前記ケース内面側と摺接させ、前記シール面とシール体とが対向する位置で複数に分割される前記油室内に圧力差を生じさせて、前記スピンドルへ瞬間的なトルクを発生可能としたオイルユニットであって、
   前記ケースの内面の形状が、前記スピンドルと同軸の円形であることを特徴とするオイルユニット。

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