JP4643210B2 - インパクトレンチ - Google Patents

Description

本発明は、アンビルシャフトに固定支持された被打撃部を回転駆動される打撃部により間欠的に打撃してトルクを発生させアンビルシャフトに装着されたボルトナットなどを締めつけたり緩めたりするオイルパルスレンチなどのインパクトレンチに関する。

近年、その締付力が設定値に達するとトルクレンチを駆動させる空気モータへの高圧空気の供給を遮断するシャットオフ機構を備えるようにしたトルクレンチが採用され、このような技術に関連して例えば以下のようなものが開示されている。
（１）特許文献１には、トルクレンチの締付力が設定値に達したことを作動油の圧力により開放されるリリーフバルブにより検知し、リリーフバルブを通過する作動油の圧力をピストンに作用させ、ピストンの背部に配設したロッドを介して、パイロットバルブを操作し、空気モータへの高圧空気の供給を遮断するようにしたトルクレンチのシャットオフ機構が記載されている。
（２）特許文献２には、ねじ継手締め付け用の自動動力遮断手段を備え、空圧式モータ、油圧式インパルス発生器、慣性アクチュエータなどを含む起動手段を初期締め付け段階の間、二次慣性部材を介して低速度で駆動させるようにしたインパルス工具が記載されている。
インパクトレンチに適用される回転打撃機構としては、アンビルシャフトの外周と回転するライナの内周部に瞬間的に１回転に１度オイル密閉塞が形成され、その１面をブレード面で受けてトルクを発生させるようにしたブレードタイプのものと、オイル密封が安価にできるピストンタイプのものとがある。以上のような回転打撃機構を備えたオイルパルスレンチなどを含むインパクトレンチに関連して、例えば以下のような技術のものが知られている。
（３）特許文献３には、モータのロータ軸に連結された回転円筒体の円形内周面にその内周面から内方に突出する突出部を設け、ハンマの先端部が出力軸の基部から半径方向に出没自在となるように嵌合させると共に、出力軸の基部とハンマの肩部との間にスプリングを介設し、突出したハンマの先端部に突出部が衝突して出力軸を回転させるようにしたインパクトレンチが記載されている。
（４）特許文献４には、回転ハンマの内周面に設けたカム摺動面の中心を回転軸芯から偏心させてカム摺動面を形成し、回転ハンマ内に同軸芯上に回転自在に設けているアンビル上のアンビル片の先端カムがカム摺動面に摺動しながらカム通過溝に近づくに従って徐々にその傾き角度を大きくさせてアンビル片と回転ハンマの打撃突起との打撃接触幅を増大させるようにしたインパクトレンチが記載されている。
（５）特許文献５にはライナの１回転につき１打撃する以下のような構成の油圧式トルクレンチが記載されている。すなわち、この油圧式トルクレンチは、ロータにて回転されるライナに繭形をしたライナ室を形成し、ライナの内周面に４つのシール面を設け、この内、２つのシール面をライナの内周面とライナの長軸線との交点上に直線形状に形成し、他の２つのシール面を打撃トルク発生時の２つの高圧室容積が同じ容積となるようにライナ室を区画すると共に、ライナの中心軸と平行又は中心軸と垂直な面内に、かつ２つのシール面が互いに１８０°回転非対称になるように形成し、主軸に打撃トルク発生時直線形状に形成した２つのシール面に摺接する２枚の羽根を配設すると共に、主軸の外周面に打撃トルク発生時他の２つのシール面に摺接する２つのシール面を形成し、これにより、ライナの１回転につき１回の打撃トルクを発生させる構造になっている。
（６）特許文献６にはライナの内周に２箇所の突起部が対向して形成されアンビルシャフトがその軸心と垂直方向に２つのピストンがそれぞれ対向して形成され、前記ピストンの外側にローラがライナ内壁面にコロガリ接触可能に配設されたインパクトレンチが記載されている。そのピストンのアンビルシャフト中心部に各ピストンをライナ内壁面に向かって張り出す略楕円形のカムがライナと同時回転可能に配設されている。こうして、カムの動きに連動して１回転に１回オイル密封可能にする逆止弁によりオイルパルスを発生させる構造になっている。

特開平１１−１６５２７４号公報 特表２００１−５０６１８８号公報 特開平５−２５３８５７号公報 特開平１０−２４４４７２号公報 特開平９−１７４４４９号公報 米国特許第５,７０４,４３４号

しかしながら、前記従来のインパクトレンチでは以下のような課題があった。
（１）特許文献１に記載のインパクトレンチ（トルクコントロールトレンチ）では、パイロットバルブを介してシャットオフ機構が作動されるのでその動作しきい値の調整や設定が困難である。このため、インパクトレンチに装着されるボルトナットなどの形態や操作状況に応じて、シャットオフ機構の動作条件を適正に設定して作動させることができない場合があるという課題があった。また、装置構成が複雑となるパイロットバルブなどを必要とするために、コスト面やメンテナンス面で不利になりやすいという課題があった。
（２）特許文献２に記載のインパクトレンチ（トルクインパルス工具）では、二次慣性部材を介したシャットオフ構造はボルト締付作業においてボルトが着座するまでのフリーランニングが長い時、初打撃に二次慣性部材が働いてトルク感知のばらつきを生じる。このばらつきを補正するために二段階の二次慣性部材を組み込むなど、その構造を複雑化せざるを得ず経済的に不利である。また、シャットオフ機構を必要としない作業を行なう際には、常時シャットオフ機構が働くためにかえってトルクレンチの操作性が悪くなる場合があるという課題があった。
（３）特許文献３に記載のインパクトレンチでは、ロータと直結した略円筒状のライナに突出部を内径側に向かって隆起させ、突出部を打撃するハンマを反対側に押し出す機構となっている。これは構造上ハンマを長手方向にして打撃部を中央に前後にハンマを押し出すためのカムの役目を持たせて１回転に１打撃の機能を持たせている。このようなインパクトレンチでは、精密なカム機構を必要とするために複数の打撃構造を組み合わせて偶力を発生させる場合には、その構造が複雑化、大型化して偶力打撃による効果を充分に発揮させることができない。また、この打撃機構の配置に対称性がないことに加えて金属のハンマと金属のライナとが直接機械的に叩き合う構造のため無負荷回転や打撃時のバランスが悪く振動が大きいという課題があった。さらに、ライナ内にオイルを充填してこのオイルを密封してオイルパルスを発生させるようなオイルパルス式のインパクトレンチではないために、締付け作業時のトルク精度にバラツキが多いという課題があった。
（４）特許文献４に記載のカム機構により被打撃部を進退させるようにしたインパクトレンチでは、衝撃力がカム部材に直接負荷されるために長期にわたる耐久性やメンテナンス性に欠けると共に、これらを高強度材で構成してなる装置が複雑となって部品加工工程や組み立て工程が複雑化してコスト高となり易く、オイルパルス構造にまで発展できないという課題があった。
（５）特許文献５に記載のオイルパルスレンチでは、主軸に一対の羽根を回転軸芯に対称に配設しながら、ライナの１回転につき１回の打撃トルクを発生させる構造であるが、打撃トルク発生時に必要なオイル密閉室の形成において、繭状の室全周の囲い面をシールする必要があり、全面摺動しながら形成する５面で囲まれた繭形状を全面シールするための加工精度が必要で、この精度によるオイルの密閉如何でパルス性能が左右される構造となっている。また、性能アップを図るべく、ライナの１回転につき１回の打撃トルクを発生させるようにするには、主軸のシール突起部を軸線から外した非対称形状にし、相手側のライナの内周面のシール突起部も同様に軸線上から外し、非対称形状にする等して、１回転に１打撃するための精密加工技術を要し、高コストとなる繭状の密閉室形成に伴って製造やメンテナンスに課題があった。
（６）特許文献６に記載のオイルパルスレンチでは、アンビルシャフトの軸心と垂直方向に同一断面上で対向して一対のピストン及びローラがロータ軸に連結された回転円筒体の内周に突出する同一断面上で対向して一対の突出部により偶力で回転トルクを発生させる。半回転毎に偶力トルクを発生させると、その打撃時に充分な回転スピードが得られないままオイルの圧縮工程に入るため打撃力が不足してこれを防ぐ工夫が必要となる。すなわち、ピストン内部の被圧縮油を１回転に１回だけ打撃時と同期して密封する逆止弁構造を持ったカムが内在するため、密封室の面積が極端に狭くなってオイルの早期劣化やメンテナンスに問題があった。又、この逆止弁構造における一対のピストンは、構造的にどうしても無駄な往復運動を１回転に１回行わざるを得なくなる。さらに、このような逆止弁構造を付加するため、油槽調整用のリリーフバルブが作れない。さらに中心部のみ発生する高圧油からトルク発信信号を取り出すことが不可能なため、シャットオフ機構付きの製品に適用する場合は、複雑な構造を取らざるを得ないという欠点があった。

本発明は前記従来の課題を解決するためになされたもので、シャットオフ機構におけるしきい値などの動作パラメータの調整や設定を容易に行なうことができ作業性と操作性に優れるとともに、パイロットバルブや二次慣性部材などを要せずその装置構成を簡略にでき、コスト面やメンテナンス面に優れたインパクトレンチを提供することを目的とする。また本発明はその回転打撃機構における回転する打撃部が被打撃部を打撃する衝突時点で被打撃部を支持してオイルパルスなどにより発生するトルクをアンビルに効果的に伝達できるインパクトレンチを提供することも目的とする。

（１）本発明のインパクトレンチは、空気モータで駆動される円筒状のライナの回転によりボルトナットなどの取付部材が取り付けられるアンビルシャフトに間欠的な打撃力を付加する回転打撃機構を備えたインパクトレンチにおいて、前記ライナ内の作動用オイルに連通され打撃時に発生する油圧を所定値に調整させる減圧装置と、前記減圧装置を通過したオイルの油圧力によりその軸方向に駆動される駆動ロッドと、前記駆動ロッドに連動して前記空気モータへの高圧空気の供給を遮断するシャットオフバルブと、前記駆動ロッドの後端に弾性部材を調整自在に配置して所定の押圧力を付加する圧力設定手段と、を備えた空気モータのシャットオフ機構を有し、さらに、前記シャットオフ機構を経由して高圧空気を前記空気モータに供給するトルクコントロール回路と前記シャットオフ機構を迂回させて高圧空気を前記空気モータに供給する非トルクコントロール回路とに切り換える回路切換バルブを備えたことを特徴とする。
（２）本発明のインパクトレンチは、前記（１）において、前記回転打撃機構が、前記ライナ内側に前記ライナと同軸に回転自在に配置されたアンビルシャフトと、前記アンビルシャフトの回転軸に直交して前記アンビルシャフトに設けられたシリンダと、前記シリンダに嵌合してスライド自在に取り付けられたピストンと、前記シリンダ内と前記アンビルシャフト外側とを連通するオイル通路と、前記ピストンの先側に把持され前記ライナの内壁面に弾性手段を介して圧着して転動されるローラ状やボール状の転動部材と、回転される前記ライナの内壁面に隆起して形成され前記転動部材を打撃する突設部と、を有することを特徴とする。
（３）本発明のインパクトレンチは、前記（２）において、前記ライナのオイルを前記ピストンの基部が嵌合された前記シリンダ内に導入する逆止弁が前記オイル通路に設けられていることを特徴とする。
（４）本発明のインパクトレンチは、前記（２）又は（３）において、前記回転打撃機構が同軸に複数段連結され、前記ライナの突設部及び前記ピストン、前記転動部材の対が互いに回転対称状に配置されていることを特徴とする。
（５）本発明のインパクトレンチは、前記（１）〜（４）のいずれかにおいて、前記空気モータを駆動した空気を前記回転打撃機構に形成された排気通路に供給して前記回転打撃機構を冷却することを特徴とする。

（１）本発明によれば、空気モータへの高圧空気の供給を遮断するシャットオフバルブに連動する駆動ロッドの後端に弾性部材を調整自在に配置して所定の押圧力を付加する圧力設定手段を有するので、シャットオフ機構におけるしきい値などの調整や設定を容易に行なうことができ作業性と操作性に優れ、しかもその装置構成を簡略にしてコスト面やメンテナンス面に優れたインパクトレンチを提供することができる。また、本発明によれば、シャットオフ機構を経由して高圧空気を空気モータに供給するトルクコントロール回路とシャットオフ機構を迂回させて高圧空気を空気モータに供給する非トルクコントロール回路とに切り換える回路切換バルブを備えることもできるので、シャットオフ機構を必要としない作業を行なう場合には、シャットオフ機構を無効にして、使い勝手に優れたインパクトレンチとすることができる。
（２）本発明によれば、ライナに充填されたオイルがオイル通路を介してピストンを保持するシリンダ内に流入可能に配設することができるので、突設部（打撃部）が転動部材（被打撃部）に圧着又は打撃する際の打撃トルクの伝達性や各部材間の潤滑性、静粛性に優れている。さらに、単純な構造でオイルパルスなどを発生させる回転打撃機構（オイルパルス発生機構）を構成でき、長期にわたる耐久性やメンテナンス性、経済性にも優れている。
（３）本発明によれば、ライナの内壁面の内側に隆起した突設部が前記ピストンに把持された転動部材に圧着（又は打撃）される時にピストンが嵌合したシリンダ内部のオイルが逆止弁によって、密閉状態に保持され、転動部材及びピストンの没入が阻止されて転動部材を効果的に圧着できる。また転動部材が前記ライナの突設部を越えて回転した後は、逆止弁を介してシリンダ内部にアンビルシャフト外周のオイルが供給されて転動部材の先側を伸張させた状態で回転させることができる。こうして、転動部材と突設部との圧着又は衝突時点で被圧着部となる転動部材を確実に支持してこの打撃力を効果的にアンビルシャフトに伝達することができる。
（４）本発明によれば、回転打撃機構を回転対称状に複数配置して、アンビルシャフトの回転軸に偶力モーメントを負荷し、１回転に１打撃させるためのカム機構などの複雑な構造を要することなく実現できるため、打撃効率を高め小型化を容易にできると共に、回転部分による振動や騒音などを少なくして安定した打撃状態を維持させることができる。
（５）本発明によれば、発生トルクの精度に大きな影響を及ぼす回転打撃機構の温度上昇を防いで安定した打撃性能を確保できる。これによって、従来のブレードタイプのオイルパルス構造において、回転シール部に打撃時に発生する高圧油が作用し回転抵抗と同時に発熱し、オイルの熱膨張によるロック現象や温度変化によるオイル特性の変化に伴う出力精度のバラツキや乱れなどによって使用条件が制限されるような問題を解決することができる。

本実施形態のインパクトレンチは、回転打撃機構におけるライナ内の作動用オイルに連通され打撃時に発生する油圧を所定値に調整させる減圧装置と、減圧装置を通過したオイルの油圧力によりその軸方向に駆動される駆動ロッドと、駆動ロッドに連動して空気モータへの高圧空気の供給を遮断するシャットオフバルブと、駆動ロッドの後端に弾性部材を調整自在に配置して所定の押圧力を付加する圧力設定手段と、を備えるように構成したものであり、シャットオフ機構を作動させるためのトルクのしきい値の調整や設定を容易に行なうことができその作業性と操作性に優れるとともに、アンビルシャフトに装着されるボルトナットなどに過剰なトルクが付加されるのを防止して、しかも空気モータを駆動させる高圧空気が無駄に消費されるのを効果的に抑制することができる。

さらに、前記シャットオフ機構を経由して高圧空気を前記空気モータに供給するトルクコントロール回路と前記シャットオフ機構を迂回させて高圧空気を前記空気モータに供給する非トルクコントロール回路とに切り換える回路切換バルブを設けることができ、その操作条件に応じてこのようなシャットオフ機構を無効にして、その操作性を高めることができる。

また、本実施形態のインパクトレンチは、空気モータに接続されて回転されその内部がオイルで充填される円筒状のライナと、前記ライナ内側に前記ライナと同軸に回転自在に配置されたアンビルシャフトと、前記アンビルシャフトの回転軸に直交して前記アンビルシャフトに設けられたシリンダと、前記シリンダに嵌合してスライド自在に取り付けられたピストンと、前記シリンダ内と前記アンビルシャフト外側とを連通するオイル通路と、前記ピストンの先側に把持され前記ライナの内壁面に弾性手段を介して圧着して転動されるローラ状やボール状の転動部材と、回転される前記ライナの内壁面に隆起して形成され前記転動部材を打撃する突設部と、を有した回転打撃機構を備えるように構成したものである。これによって、前記ライナに充填されたオイルがオイル通路を介してピストンを保持するシリンダ内に流入可能に配設されるので、打撃部が転動部材（被打撃部）に圧着又は打撃する際の打撃トルクの伝達性や各部材間の潤滑性、静粛性に優れると共に、単純な構造でオイルパルスを発生させる回転打撃機構を構成でき、長期にわたる耐久性やメンテナンス性、経済性に優れたインパクトレンチを提供できる。

また、前記ライナのオイルを前記ピストンの基部が嵌合された前記シリンダ内に導入する逆止弁が前記オイル通路に設けられている構成とすることができる。これによって、前記ライナの内壁面の内側に隆起した突設部が前記ピストンに把持された転動部材に圧着（又は打撃）される時にピストンが嵌合したシリンダ内部のオイルが逆止弁によって、密閉状態に保持され、転動部材及びピストンの没入が阻止されて転動部材を効果的に圧着できる。また転動部材が前記ライナの突設部を越えて回転した後は、逆止弁を介してシリンダ内部にアンビルシャフト外周のオイルが供給されて転動部材の先側を伸張させた状態で回転させることができる。こうして、転動部材と突設部との圧着時点又は衝突時点で被圧着部となる転動部材を確実に支持してこの打撃力を効果的にアンビルシャフトに伝達することができる。

また、前記回転打撃機構が同軸に複数段連結され、前記ライナの突設部及び前記ピストン、前記転動部材の対が互いに回転対称状に配置することもできる。これによって、回転打撃機構を回転対称状に複数配置して、アンビルの回転軸にモーメントを負荷し、１回転に１打撃させるためのカム機構などの複雑な構造を要することなく実現できるため、打撃効率を高め小型化を容易にできると共に、回転部分による振動や騒音などを少なくして安定した打撃状態を維持させることができる。

さらに、本実施形態のインパクトレンチは、前記ライナが空気モータを備えた駆動機構により回転され、前記空気モータを駆動した空気を前記回転打撃機構に形成された排気通路に供給して前記回転打撃機構を冷却する構成とすることが望ましい。これによって、要求された打撃性能を維持したまま、全流量の排気される空気を回転打撃機構のライナなどの胴体部分に直接当てることにより効果的に冷却することができる。

（実施例１）
以下、本発明の実施例についてより具体的に説明する。図１は本発明の実施例１に係るインパクトレンチの正面断面図であり、図２は同インパクトレンチの側面図である。図１及び図２において、１０は実施例１のインパクトレンチ、１１はインパクトレンチ１０の本体ケーシング、１２はボルトナットなどがその先部に嵌合して装着されるソケット、１３はソケット１２に打撃力を負荷しながら回転駆動させるためのインパクトレンチ１０の回転打撃機構、１４は回転打撃機構１３に回転駆動力を付与するための空気モータ、１５はインパクトレンチ１０の把持部を兼ねた空気モータ１４に圧縮空気を供給するための給気部、１は回転打撃機構１３における作動用オイルに連通された減圧装置、２は減圧装置１により減圧されたオイルの油圧力により駆動され空気モータ１４の軸芯位置に配置された駆動ロッド、３は駆動ロッド２に連動して空気モータ１４への高圧空気の供給を遮断するシャットオフバルブ、４は駆動ロッド２の後端にコイルばねなどの弾性部材５を調整自在に配置して所定の押圧力を付加するための圧力設定手段、６は減圧装置１、駆動ロッド２、圧力設定手段４などを含むシャットオフ機構を経由して高圧空気を空気モータ１４に供給するトルクコントロール回路とシャットオフ機構を迂回させて高圧空気を空気モータ１４に供給する非トルクコントロール回路とに切り換えるための切換レバー７を備えた回路切換バルブである。

インパクトレンチ１０のシャットオフ機構は、図３及び図４の部分拡大図に示すように減圧装置１と、その軸方向に駆動される駆動ロッド２と、弾性部材５による弾性力を駆動ロッド２に調整可能に付与する圧力設定手段４を含んで構成される。

減圧装置１は回転打撃機構１３のライナに充填された作動用オイルの油圧力により開放されるボール弁１ａ及びコイルバネ１ｂにより付勢された弁座１ｃを有する。こうして回転打撃機構１３によりライナ内に間欠的に発生する衝撃波の強度が所定値を超える範囲を減圧装置１のボール弁１ａとコイルバネ１ｂによりカットした後、さらに減圧装置１の減圧ボックス１ｅに付設されたオリフィス１ｆによって衝撃波の方向を直角方向に変換された作動用オイルを油室１ｄに供給する。この作動油を介してピストン２ａを押圧することによって、駆動ロッド２をその軸方向に滑らかに駆動させる。

圧力設定手段４は図４に示すように、駆動ロッド２の後端に取り付けられる弁部４ａと、弁部４ａに嵌合される弁座部４ｂと、弁部４ａ側に所定の弾性力を付与する弾性部材５を着脱自在に又はそのスプリング長さを調整可能に保持して本体ケーシング１１の後部に蓋状に形成されてねじなどを介して着脱自在に取り付けられる弾性部材受部４ｃを備えている。

ここで図５は作動用オイルによって押し出されるピストン２ａのピストンストロークの時間変化を示したシャットオフダイヤグラム図である。図示するように回転打撃機構１３におけるライナ内の作動用オイルが減圧装置１を介して油室１ｄに注入されるのに伴って、スタート直後からボルト又はナットが着座するまではピストン２ａが緩やかに移動する。ピストン２ａはボルトやナットの着座後、さらにピストン２ａのストロークエンドまで移動される。そしてそのまま、給気レバー１５ａを引いた状態で空気モータ１４への高圧空気が遮断され、シャットオフ状態が維持される。このシャットオフ状態に至る時間は弾性部材３５によって調整された設定荷重により決定されようにしている。圧力設定手段４の弾性部材５の弾性力により駆動ロッド部２を介してピストン２ａが引き戻されて元位置にリセットされる。なお、このピストン２ａの復帰工程においては油室１ｄ内の作動用オイルは図示しない油流路を通ってライナ内に戻される。

回路切換バルブ６は図示するように、本体ケーシング１１の後部に設けられた切換レバー７を約９０度回動させることにより図１に示すトルクコントロール回路と図４に示す非トルクコントロール回路の状態にそれぞれ切り換えることができるようになっている。こうして、シャットオフ機構を必要としないような場合は、シャットオフ機構を無効にした状態でボルトナットなどを装置に組み付けたり分解したりする際などの作業が効率的に行なえるようにしている。すなわち、回路切換バルブ６が図１に示すように直立されると、空気モータ１４を駆動させるための高圧空気が圧力設定手段４を経由して流れるトルクコントロール回路が形成される。また、回路切換バルブ６が図４に示すように９０度回転されると、高圧空気が圧力設定手段４を迂回して空気モータ１４に供給されるような非トルクコントロール回路が形成される。

図６は同インパクトレンチの回転打撃機構を示す正面断面図であり、図７（ａ）、（ｂ）はそれぞれ図６における矢視Ａ、矢視Ｂの断面図である。回転打撃機構１３は、図６及び図７に示すように空気モータ１４の駆動軸１４ａに接続されて回転される略円筒状のライナ１３ａと、ライナ１３ａ内の前後にそれぞれ形成された油室１３ｂ、１３ｂ'内に回転自在に配置されたアンビルシャフト１３ｃと、アンビルシャフト１３ｃに形成されたシリンダ１３ｄ、１３ｄ'と、シリンダ１３ｄ、１３ｄ'にその胴部が嵌合されてアンビルシャフト１３ｃの回転軸と垂直方向にスライド自在に取り付けられたピストン１３ｊ、１３ｊ'と、ピストン１３ｊ、１３ｊ'に把持されその先端がライナ１３ａの内壁面にコイルバネ１３ｈなどを介して圧着コロガリされる転動部材の一例であるローラ１３ｉ、１３ｉ'と、シリンダ１３ｄ、１３ｄ'内のピストン１３ｊ、１３ｊ'下部の油室１３ｋ、１３ｋ'と油室１３ｂ、１３ｂ'とをそれぞれ連通するオイル通路に設けられたボール状の逆止弁１３ｆ、１３ｆ'とを有している。なお、前記ローラ１３ｉ，１３ｉ'が圧着されるローラ圧着部１３ｅは、これらローラ１３ｉ、１３ｉ'を把持するピストン１３ｊ、１３ｊ'などを備えて構成されている。

ライナ１３ａの内壁面には山形状に隆起した前後一対の突設部１３ｇ、１３ｇ'が設けられている。こうして、ローラ圧着部１３ｅのローラ１３ｉ、１３ｉ'を突設部１３ｇ、１３ｇ'で圧着してその反力がアンビルシャフト１３ｃの軸心に向かってピストン１３ｊ、１３ｊ'に伝わり油室１３ｋ、１３ｋ'に密閉圧を立ててオイルパルスを発生させアンビルシャフト１３ｃに回転衝撃トルクを負荷する。

なお、ライナ１３ａの前側に配置される油室１３ｂ及びシリンダ１３ｄ、突設部１３ｇは、ライナ１３ａの後側に配置される油室１３ｂ'及びシリンダ１３ｄ'、突設部１３ｇ'に対してその回転軸が同軸に設けられると共に、互いに１８０度反転した位置関係になるように前後一体に取り付けられている。

各ピストン１３ｊ、１３ｊ'に把持されたローラ１３ｉ、１３ｉ'は共に進退自在に配置されている。ローラ１３ｉ、１３ｉ'はその全体が円形状断面を有してライナ１３ａの内壁面に当接される。ローラ１３ｉ、１３ｉ'はピストン１３ｊ、１３ｊ'により回転可能に支持され、コイルバネ１３ｈなどの弾性部材を介してその先端がシリンダ１３ｄ、１３ｄ'から伸長するように付勢されている。

シリンダ１３ｄ、１３ｄ'基部側の油室１３ｂ、１３ｂ'に連通するオイル通路には逆止弁１３ｆが設けられている。この逆止弁１３ｆによって、内部に充填されたオイルにより、ローラ１３ｉ、１３ｉのピストン１３ｊ、１３ｊ'と共なるシリンダ１３ｄ、１３ｄ'への沈み込みが阻止され、さらに、逆止弁１３ｆを介して油室１３ｂ、１３ｂ'のオイルを油室１３ｋ、１３ｋ'に取り込んで一旦沈み込んだローラ１３ｉ、１３ｉ'がピストン１３ｊ、１３ｊ'と共に弾性部材によって伸長されて復元されるのを許容するようにしている。

なお、１３ｌは回転打撃機構１３において設定圧力に達したライナ内のオイルを図示しないバイパス流路に逃がすためのリリーフバルブ、１３ｍはリリーフバルブ１３ｌの設定圧力を規定する調整ピンを固定するためのロックスクリューである。

図８は逆止弁１３ｆに対応する変形例の断面図である。図８に示すように、シリンダ１３ｄ、１３ｄ'基部側の油室１３ｂ、１３ｂ'に連通するオイル通路には、内部にボール状弁体１７を所定の移動距離の範囲内で上下動可能に保持するキャップ部１８を備えた逆止弁１３ｆ'が設けられている。この逆止弁１３ｆ'によってバネなどの付勢手段を用いることなく、ローラ１３ｉ、１３ｉ'のシリンダ１３ｄ、１３ｄ'への沈み込みが阻止されると共に、逆止弁１３ｆ'を介して油室１３ｂ、１３ｂ'にオイルを取り込んで一旦沈み込んだローラ１３ｉ、１３ｉ'が伸長されて復元されるようにしている。このように変形例の逆止弁１３ｆ'を用いる場合は、バネなどの繰り返し使用によって劣化する部分がないので、耐久性に特に優れている。

空気モータ１４としては、本体ケーシング１１に内蔵した電池や外部電源などで駆動される電動モータなどを適用することもできる。ここでは本体ケーシング１１に内蔵されたロータ支持部１４ｂとロータ支持部１４ｂに内蔵されその軸心に対して偏心した空気室１４ｃを有するロータ部１４ｄとを備えたエアモータを用いている。この空気室１４ｃ内に給気部１５に連通する正回転流路又は逆回転流路が配設される。こうして、給気部１５の給気レバー１５ａや図示しない流路切換レバーなどを操作することにより、ロータ支持部１４ｂの内周壁面に設けられた正回転流路、逆回転流路に連通する吐出孔から圧縮空気を噴出させ、空気モータ１４のロータ部１４ｄを正逆いずれかの方向に回転させることができる。このロータ部１４ｄは回転打撃機構１３のライナ１３ａに連結されており、これによって空気モータ１４の動力が伝達されるようにしている。

給気部１５にはエアホース連結部１５ｂが設けられており、ここに接続されるエアホースを介して図示しないコンプレッサやエアタンクなどから所定圧力の圧縮空気が供給される。なお、給気部１５はインパクトレンチ１０の把持部を兼ねてハンドル状に形成され、その給気レバー１５ａを指先で操作することにより所定流量の圧縮空気が取り込まれる。

図１において、空気モータから排出される空気は排気通路１６ａより排気口１６ｂへ供給される。この空気は排気口１６ｂに接続された回転打撃機構１３を冷却した後、排気通路１６ｃを通って大気排出部１６ｄから外部に排出される。このように空気モータから排出される空気は、排気口１６ｂ以外に排気通路１６ｃへ通じる通過口を持たずその全流量が回転打撃機構１３の発熱する胴体部を冷却する働きを有している。

続いて、以上のように構成された実施例１におけるインパクトレンチ１０の回転打撃機構について図９に示す動作説明図を参照しながら説明する。なお、以下においては、図７（ａ）に示す前側の回転打撃機構について説明するが、これを１８０度反転させたような位置関係にある図７（ｂ）に示す後側の回転打撃機構についても同様に成立するものである。

まず、図９の（１）に示すようにアンビルシャフト１３ｃの各シリンダ１３ｄ、１３ｄ'がライナ１３ａのそれぞれ突設部１３ｇ、１３ｇ'からもっとも遠い位置からスタートするものとする。ここで空気モータ１４を給気部１５から供給される圧縮空気によって作動させることにより、（２）〜（４）位置に示すようにライナ１３ａを右回りに回転させる。このとき各ローラ１３ｉ、１３ｉ'の先端はシリンダ１３ｄ、１３ｄ'から突出するようにコイルバネ１３ｈで付勢され、ライナ１３ａの内周面に沿って抵抗を受けることなく、コロガリ接触し高加速にて助走させることができるようにしている。

こうして、突出した各ローラ１３ｉ、１３ｉ'の先端が突設部１３ｇ、１３ｇ'に当接する位置（５）に達すると、ローラ１３ｉ、１３ｉ'をシリンダ１３ｄ、１３ｄ'内に押し込む方向に力が作用する。しかし、このとき下部のシリンダ１３ｄ、１３ｄ'内の油室１３ｋ、１３ｋ'にはオイルが充填され逆止弁１３ｆによって密閉された固定状態に保持されており、突設部１３ｇ、１３ｇ'がローラ１３ｉ、１３ｉ'に衝突することによって、ローラ１３ｉ、１３ｉ'が突設部１３ｇ、１３ｇ'に乗り上げ、内部のオイルにパルス状に変化する圧力を効果的に発生させることができる。

位置（６），（７）に示すようにシリンダ１３ｄ、１３ｄ'の油室１３ｋ、１３ｋ'内のオイルが弾性収縮してローラ１３ｉ、１３ｉ'の先端が沈み込んだ状態で瞬発的に突設部１３ｇの山を乗り越えると、コイルバネ１３ｈで付勢されたローラ１３ｉ、１３ｉ'の先端が伸長するのに伴って、逆止弁１３ｆから油室１３ｂ、１３ｂ'内のオイルが取り込まれて、先端がライナ１３ａの周壁に当接する。そして位置（８），（９）以降はローラ１３ｉ、１３ｉ'がライナ１３ａの周壁に当接したままコロガリ又は摺動して加速され、スタート位置（１）に復帰する。

すなわち、このインパクトレンチ１０ではライナ１３ａが一回転する間の位置（５），（６）において、アンビルシャフト１３ｃの突設部１３ｇ、１３ｇ'を介して１８０度対称位置に配置した二つのローラ１３ｉ、１３ｉ'が打撃され、その瞬発的な偶力によって１回転に１打撃させるための特別な機構を付加することなく、アンビルシャフト１３ｃに接続されたソケット１２が１回転に１打の偶力回転打撃される。こうして、突設部１３ｇ、１３ｇ'による打撃力を効果的にアンビル１２に伝達して長期にわたる耐久性やメンテナンス性、経済性に優れたインパクトレンチを提供することができる。

さらにインパクトレンチ１０は、空気モータ１４への高圧空気の供給を遮断するシャットオフバルブに連動する駆動ロッド２の後端に弾性部材５を調整自在に配置して所定の押圧力を付加することができるので、シャットオフ機構におけるしきい値などの調整や設定を容易に行なうことができる。また、シャットオフ機構を経由して高圧空気を空気モータに供給するトルクコントロール回路とシャットオフ機構を迂回させて高圧空気を空気モータに供給する非トルクコントロール回路とに切り換える回路切換バルブ６を備えるので、作業形態などに応じて、シャットオフ機構を無効にして使い勝手を良好にすることもできる。

（実施例２）
図１０は本発明の実施例２に係るインパクトレンチの回転打撃機構を示す正面断面図である。図１０において、２０はオイルパルスレンチとは異なるクッションクラッチ式のインパクトレンチに適用される回転打撃機構、２１は空気モータ１４に接続されて回転されるライナ、２２はライナ２１の潤滑油室２３内に回転自在に配置されたアンビルシャフト、２４はアンビルシャフト２２の回転軸に直交して形成されたシリンダ、２５はシリンダ２４にその底部の弾性部材２６を介して嵌合挿入されて回転軸と垂直方向に付勢されスライド自在に取り付けられたピストン、２７はピストン２５の先側に把持されライナ２１の内壁面に圧着してコロガリ転動されるローラ状やボール状の転動部材、２８はシリンダ２４内と潤滑油室２３とをそれぞれ連通する潤滑オイル及びエア通路、２９はライナ２１の内壁面に山形状に隆起して突設されピストン２５に把持された転動部材２７を打撃してアンビルシャフト２２に回転打撃による衝撃力を負荷するための突設部である。

なお、実施例２のインパクトレンチはその回転打撃機構２０が実施例１のインパクトレンチ１０と異なる他は、その主要構成が同様であるので同様の機能を有するものについては同一の符号を付してその説明を省略する。すなわち、このインパクトレンチは複数の回転打撃機構２０を同軸に多段配置して構成され、それぞれの突設部２９の位置が対称関係になるようにし、しかもシリンダ２４の軸方向を揃えて突設部２９の転動部材２７の回転打撃時における偶力を効果的に発生させるようにしている。

実施例２のインパクトレンチでは、実施例１のインパクトレンチ１０に対してその回転打撃機構の逆止弁の部分を省略して、従来からのクッションクラッチ式のインパクトレンチのものなどにも幅広く応用できることを表している。シリンダ２４の内部には付勢手段の一例である弾性部材２６が配置される。弾性部材２６の外側への張出し力でピストン２５及び転動部材２７をライナ２１の内壁面に当接された状態にする。ライナ２１がモータで駆動され内周の突設部２９が打撃される。こうして、ライナ２１が一回転する間にピストン２５を１回打撃することができるとともに、アンビルシャフト２２のアンビルに装着されるボルトナットなどの締め付けや取り外しが容易にできる。

なお、ライナ内にオイルを充填しないオイルパルスレンチとは異なる構造の従来のインパクトレンチにおいても、偶力の発生と１回転に１打撃となる機構が要求されることがあるが、実施例２の回転打撃機構２０をこれに適用することによって、この回転打撃機構による偶力の効果的な発生と１回転に１打撃させる機能及び優れたオイル潤滑機能を備えた機構のものが容易に得られその応用発展が期待できる。

以上説明したように、実施例２のインパクトレンチによれば、ライナの突設部がその回転１円周内に１箇所あり、回転打撃が１周に１回確実に行われる単純構造として回転打撃機構を構成することができるので、長期にわたる耐久性、メンテナンス性、経済性に優れている。さらにオイル潤滑式で、しかも偶力を発生させる形式のインパクトレンチとして応用できる。また、回転打撃機構２０を備えたインパクトレンチは、上記オイル潤滑式、偶力発生式のいずれの条件も満たすことができる。その回転打撃をライナ２１内部に隆起した突設部２９で発生させ、突設部２９をその回転円周上に１箇所設けることによって、この突設部２９を、打撃役と１回転１打撃のカム役としての２役を効果的に演じさせることができ、これを同軸に複数多段にして片方を１８０°回転させた位置にして偶力打撃を発生させ、この最も単純な構造で高性能を発揮させることができる。また、従来のオイル潤滑方式やグリス潤滑方式のインパクトレンチのものと較べて、ライナ内だけがオイルで充填されるオイルバス方式なので、オイル充填や密閉が容易で油切れも少なく、そのメンテナンスを容易にできる。

実施例１に係るインパクトレンチの正面断面図である。 同インパクトレンチの側面図である。 同インパクトレンチにおける減圧装置の拡大図である。 同インパクトレンチにおけるシャットオフ機構の部分拡大図である。 ピストンストロークの時間変化を示したシャットオフダイヤグラム図である。 同インパクトレンチの回転打撃機構の正面断面図である。 （ａ）図６における矢視Ａの断面図である。 （ｂ）図６における矢視Ｂの側面図である。 逆止弁の変形例を示す断面図である。 回転打撃機構の動作説明図である。 実施例２のインパクトレンチの回転打撃機構を示す正面断面図である。

符号の説明

１ 減圧装置
１ａ ボール弁
１ｂ コイルバネ
１ｃ 弁座
１ｄ 油室
１ｅ 減圧ボックス
１ｆ オリフィス
２ 駆動ロッド
２ａ ピストン
３ シャットオフバルブ
４ 圧力設定手段
４ａ 弁部
４ｂ 弁座部
４ｃ 弾性部材受部
５ 弾性部材
６ 回路切換バルブ
７ 切換レバー
１０ インパクトレンチ
１１ 本体ケーシング
１２ ソケット
１３ 回転打撃機構
１３ａ ライナ
１３ｂ、１３ｂ' 油室
１３ｃ アンビルシャフト
１３ｄ、１３ｄ' シリンダ
１３ｅ ローラ圧着部
１３ｆ 逆止弁
１３ｆ' 逆止弁
１３ｇ、１３ｇ' 突設部
１３ｈ コイルバネ（付勢手段）
１３ｉ、１３ｉ' ローラ（転動部材）
１３ｊ、１３ｊ' ピストン
１３ｋ、１３ｋ' 油室
１３ｌ リリーフバルブ
１３ｍ ロックスクリュー
１４ 空気モータ
１４ａ 駆動軸
１４ｂ ロータ支持部
１４ｃ 空気室
１４ｄ ロータ部
１５ 給気部
１５ａ 給気レバー
１５ｂ エアホース連結部
１６ａ 排気通路
１６ｂ 排気口
１６ｃ 排気通路
１６ｄ 大気排出部
１７ ボール状弁体
１８ キャップ部
２０ 回転打撃機構
２１ ライナ
２２ アンビルシャフト
２３ 潤滑油室
２４ シリンダ
２５ ピストン
２６ 弾性部材（付勢手段）
２７ 転動部材
２８ 潤滑オイル及びエア通路
２９ 突設部

Claims (5)

1. 空気モータで駆動される円筒状のライナの回転によりボルトナットなどの取付部材が取り付けられるアンビルシャフトに間欠的な打撃力を付加する回転打撃機構を備えたインパクトレンチにおいて、
   前記ライナ内の作動用オイルに連通され打撃時に発生する油圧を所定値に調整させる減圧装置と、前記減圧装置を通過したオイルの油圧力によりその軸方向に駆動される駆動ロッドと、前記駆動ロッドに連動して前記空気モータへの高圧空気の供給を遮断するシャットオフバルブと、前記駆動ロッドの後端に弾性部材を調整自在に配置して所定の押圧力を付加する圧力設定手段と、を備えた空気モータのシャットオフ機構を有し、
   さらに、前記シャットオフ機構を経由して高圧空気を前記空気モータに供給するトルクコントロール回路と前記シャットオフ機構を迂回させて高圧空気を前記空気モータに供給する非トルクコントロール回路とに切り換える回路切換バルブを備えたことを特徴とするインパクトレンチ。
2. 前記回転打撃機構が、前記ライナ内側に前記ライナと同軸に回転自在に配置されたアンビルシャフトと、前記アンビルシャフトの回転軸に直交して前記アンビルシャフトに設けられたシリンダと、前記シリンダに嵌合してスライド自在に取り付けられたピストンと、前記シリンダ内と前記アンビルシャフト外側とを連通するオイル通路と、前記ピストンの先側に把持され前記ライナの内壁面に弾性手段を介して圧着して転動されるローラ状やボール状の転動部材と、回転される前記ライナの内壁面に隆起して形成され前記転動部材を打撃する突設部と、を有することを特徴とする請求項１記載のインパクトレンチ。
3. 前記ライナのオイルを前記ピストンの基部が嵌合された前記シリンダ内に導入する逆止弁が前記オイル通路に設けられていることを特徴とする請求項２に記載のインパクトレンチ。
4. 前記回転打撃機構が同軸に複数段連結され、前記ライナの突設部及び前記ピストン、前記転動部材の対が互いに回転対称状に配置されていることを特徴とする請求項２又は３に記載のインパクトレンチ。
5. 前記空気モータを駆動した空気を前記回転打撃機構に形成された排気通路に供給して前記回転打撃機構を冷却することを特徴とする請求項１〜４の内いずれか１項に記載のインパクトレンチ。

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