JP5561076B2

JP5561076B2 - オイルパルス工具

Info

Publication number: JP5561076B2
Application number: JP2010221961A
Authority: JP
Inventors: 哲祐原田
Original assignee: Hitachi Koki Co Ltd
Current assignee: Koki Holdings Co Ltd
Priority date: 2010-09-30
Filing date: 2010-09-30
Publication date: 2014-07-30
Anticipated expiration: 2030-09-30
Also published as: JP2012076165A

Description

本発明は、モータにより回転駆動され、油圧によって発生する間欠的な打撃力を利用してボルト等の部材を締め付けるオイルパルス工具に関する。

ネジやボルト等の締め付けを行うインパクト工具としてオイルパルス工具が知られている。オイルパルス工具は油圧を利用して打撃力を発生させるため金属同士の衝突がなく、メカニカル方式のインパクト工具に比べて作動音が低いという特徴を有する。このようなオイルパルス工具は、オイルパルスユニットを駆動する動力としてモータを使用し、モータの出力軸がオイルパルスユニットに接続される。オイルパルス工具を作動させるためのトリガを引くと、モータが駆動される。

オイルパルス工具においてはライナ回転数の増加による衝撃打撃トルクの増加のため、特許文献１のようにメインシャフトとライナのシール部形状を１回転１打撃となるように対応させたり、カム構造によりブレードを１回転に１打撃だけライナ内周に付勢するものもある。

特開平９−１７４４４９号公報

特許文献１に記載されたオイルパルス工具においては、１回転に１打撃を衝撃的に与えるため、オイルパルスユニット内部には非常に高い圧力が発生する。このオイルパルス工具の連続使用時における内部の温度上昇によってオイルが膨張すると、打撃時の圧力は更に高くなるため、それによりオイルが外部に漏れる方向に移動することになる。これを押えるために各部にはオイルシールとしてＯリングを配置している。その中でも特にライナとメインシャフト間に設けるＯリングは、Ｏリングとメインシャフトが回転摺動するために最もオイル漏れが危惧される個所であり、オイル漏れを防ぐために様々な対策が取られてきた。例えば、Ｏリングの配置個所に、バックアップリングを併用することも一つの対策である。しかしながら、オイルパルスユニットの寿命は無限ではなく、長期的な使用により徐々にオイル漏れが進行し、やがては性能低下に影響を与えることにつながる。

本発明は上記背景に鑑みてなされたもので、その目的は、長期間にわたって安定した動作を可能とするオイルパルス工具を提供することにある。

本発明の他の目的は、オイルの圧力変化に伴うＯリングへの影響を軽減させて、オイル漏れを効果的に防ぐことができるオイルパルス工具を提供することにある。

本発明のさらに他の目的は、オイルパルスユニットのメインシャフトには何ら変更を加えることなく、ライナ側の構造を換えるだけでオイルの圧力変化を吸収するダンパー手段を実現したオイルパルス工具を提供することにある。

本願において開示される発明のうち代表的なものの特徴を説明すれば次の通りである。

本発明の一つの特徴によれば、モータ等の駆動源と、駆動源により回転駆動されオイルの圧力変化を利用して打撃力を発生させるオイルパルスユニットと、オイルパルスユニットに接続される出力軸を有し、オイルパルスユニットは、回転駆動されるライナと、ライナ内に相対回転自在に設けられたメインシャフトと、ライナとメインシャフト間にオイル溜まり部が形成され、オイル溜まり部においてライナとメインシャフト間にオイルシール材を設けたオイルパルス工具において、オイル溜まり部の近傍に、オイルの圧力変化を吸収するダンパー手段を設けた。

本発明の他の特徴によれば、ダンパー手段はライナ側に設けられ、ライナの内周壁から径方向に形成された溝と、溝に設けられた弾性体で構成される。また、弾性体を溝の開口部付近に配置することにより、溝の外周側に空気溜まりを設けるようにした。この溝は、例えば円周方向に連続する円環状の溝であり、弾性体は溝の外径よりも小さい外径を有する円環状の形状とした。さらに、円環状の溝は中心側の溝の軸方向幅が外周側の溝の軸方向幅よりも狭くなるように形成すると好ましい。

本発明のさらに他の特徴によれば、ダンパー手段は、オイル溜まり部においてライナの外周に貫通させる穴と、穴の外周側を塞ぐ密閉部材と、穴の内周側であって密閉部材と離間して設けられた弾性体により構成され、弾性体と密閉部材の間に空気溜まりが形成されるように形成した。また、弾性体と密閉部材の間にはばねを配置し、弾性体を中心側に付勢するように構成しても良い。穴には雌ネジが形成され、密閉部材には雄ネジが形成され、これらが螺合されることにより穴が密閉される。

請求項１の発明によれば、オイル溜まり部の近傍に、オイルの圧力変化を吸収するダンパー手段を設けたので、オイル漏れの可能性が最も高いライナとメインシャフト間のオイル溜まり部の圧力を緩和させることができ、オイル漏れを効果的に抑制することができ、オイルパルスユニットの一層の長寿命化を図ることができる。また、ダンパー手段はライナ側に設けられるのでメインシャフト側に何ら加工をすることなく、ライナ側にだけ加工をすることで容易にダンパー手段を実現できる。また、ダンパー手段を設ける位置をリリーフバルブ調整部やオイル注入部を避けることができ、ライナを加工によって製作する場合に安価に製作することができる。さらに、ダンパー手段はライナの内周壁から径方向に形成された溝と、溝に設けられた弾性体であるので機械加工が容易であり、安価なゴム等の弾性体によりダンパーを実現でき、本発明適用におけるオイルパルス工具の製造コストの上昇を抑えることができる。さらに、弾性体を溝の開口部付近に配置することにより、溝の外周側に空気溜まりを設けることができ、弾性体による減衰効果に加えて空気圧の変化による減衰効果を期待でき、オイル圧力の良好な緩和を実現できる。

請求項２の発明によれば、溝は円周方向に連続する円環状の溝であり、弾性体は溝の外径よりも小さい外径を有する円環状の形状としたので、弾性体を安価なＯリングで構成することができ、オイルパルス工具の製造コストの上昇を抑えることができる。

請求項３の発明によれば、円環状の溝は中心側の溝の軸方向幅が外周側の溝の軸方向幅よりも狭くなるように形成したので、弾性体をＯリングで構成したとしても、溝の内部でＯリングが一方の側面に偏ってしまったり、径方向に不均等にずれて溝から脱落したりすることを防ぐことができる。

請求項４の発明によれば、ダンパー手段は、オイル溜まり部においてライナの外周に貫通させる穴と、穴の外周側を塞ぐ密閉部材と、穴の内周側であって密閉部材と離間して設けられた弾性体により構成されるので、ライナの外周側から容易に機械加工ができる。また、弾性体と密閉部材の間に空気溜まりを形成したので、良好な減衰特性を実現できる。

請求項５の発明によれば、弾性体と密閉部材の間にばねを配置し、弾性体を中心側に付勢するので、打撃時のオイル圧力変化によって弾性体が穴の外周側に移動した場合でも、打撃後には弾性体を中心側に容易に押し戻すことができ、打撃終了後に弾性体を初期位置に確実に戻すことができる。これは弾性体の移動が大きくなるようなオイル圧力が高いオイルパルス工具において特に有効である。

請求項６の発明によれば、穴には雌ネジが形成され、密閉部材には雄ネジが形成され、これらネジによってしっかり螺合されるので、穴からのオイル漏れや空気漏れ等を効果的に防止できる。

本発明の上記及び他の目的ならびに新規な特徴は、以下の明細書の記載及び図面から明らかになるであろう。

本発明の実施例に係るオイルパルス工具の全体を示す断面図である。本発明の実施例に係るオイルパルスユニット４の構造を示す断面図である。図２のＢ−Ｂ断面であって、オイルパルスユニット４の使用状態における一回転の動きを８段階で示した断面図である。図２におけるオイル溜まり部６０付近の動作を示す部分断面図である（その１）。図２におけるオイル溜まり部６０付近の動作を示す部分断面図である（その２）。図２おけるオイル溜まり部６０付近の動作を示す部分断面図である（その３）。本発明の第２の実施例に係るオイルパルスユニット４Ａの全体を示す断面図である。本発明の第３の実施例に係るオイルパルスユニット４Ｂの全体を示す断面図である。図８におけるオイル溜まり部８０付近の動作を示す部分断面図である（その１）。図８におけるオイル溜まり部８０付近の動作を示す部分断面図である（その２）。図８におけるオイル溜まり部８０付近の動作を示す部分断面図である（その３）。本発明の第４の実施例に係るライナ２１Ｃの構造を示す部分断面図である。従来のオイルパルスユニット１０４の構造を示す断面図である。

以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。なお、以下の図において、同一の部分には同一の符号を付し、繰り返しの説明は省略する。また、本明細書においては、前後、上下の方向は図１に示す方向であるとして説明する。

図１は本発明の実施例に係るオイルパルス工具の全体を示す断面図である。オイルパルス工具１は、外部から交流または直流の電源コード２により供給される電力を利用してモータ３を駆動源とし、モータ３によってオイルパルスユニット４を駆動し、オイルパルスユニット４から延びる出力軸たるメインシャフト２４に回転力と打撃力を与えることによって六角ソケット等の図示しない先端工具に回転打撃力を連続的又は間欠的に伝達してナット締めやボルト締め等の作業を行う。オイルパルスユニット４は、メインシャフト（主軸）２４の軸心を通る平面状の溝に、スプリングでライナ内周面に半径方向外向きに付勢されるブレードを配置して、内部にオイルを充填させたものであって、オイル室を形成するためのケースとなるライナ２１の回転によりブレードの片面に間欠的に高い流体圧を作用させて、流体圧作用時にブレードが回転方向に傾斜しながらライナ２１内に設けられた軸方向に直線状に設けられたシール部とメインシャフト２４の軸心を通る溝の最外周角部の軸方向直線部とによってシールされることでメインシャフト２４に押付けられ、それによってメインシャフト２４を衝撃的に回転させるものである。メインシャフト２４の先端側には、先端工具を取り付けるための先端工具取り付け部２４ａが形成される。

モータ３は、内周側に永久磁石を有する回転子３ｂを有し、外周側に鉄心に巻かれた巻線を有する固定子３ａを有するブラシレス直流モータであって、２つのベアリング１０ａ、１０ｂによってその回転軸が固定され、ハウジングの筒状の胴体部６ａ内に収容される。ハウジングは、胴体部６ａとハンドル部６ｂと基板収納部６ｃを含んで構成され、胴体部６ａの先端部にはオイルパルスユニット４を収納するためのケース５が取り付けられる。オイルパルスユニット４の後端の嵌合軸２３ａは、モータ３の回転軸３ｃに接続されるとともに、ベアリング１０ｂによって回転可能に保持される。オイルパルスユニット４から前方に延びるメインシャフト２４の先端部はケース５によって回転可能に保持される。ケース５の先端の内周部であって、メインシャフト２４に接する部分には、摺動性向上のためにメッキが施される。尚、メインシャフト２４の保持において、さらなる摺動性向上のために、ボールベアリングやメタルベアリングを用いて、メインシャフト２４の先端部分を保持するようにしても良い。

ハウジングは、プラスチック等の合成樹脂により一体成型で製造され、ケース５はアルミ合金等の金属の一体成型により製造される。しかしながら、これらの材質に限られずに、その他の材料、その他の方法により製造しても良い。モータ３の後方には、モータ３を駆動するための駆動回路基板７が配設され、この回路基板上にはＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ Eｆｆｅｃｔ Tｒａｎｓｉｓｔｏｒ）などのスイッチング素子１５により構成されるインバータ回路及び回転子３ｂの回転位置を検出するためのホールＩＣ等の回転位置検出素子１９が搭載される。ハウジングの胴体部６ａ内部の最後端には、冷却用の冷却ファンユニット１７が設けられる。冷却ファンユニット１７によって、胴体部６ａの中央付近側部の空気取入口（図示せず）から外気が吸引され、吸引された外気はモータ３の内部及び外周部を流れて、スイッチング素子１５の周囲を流れ、その後冷却ファンユニット１７に吸引され、図示しない排出口からハウジングの外部に排出される。

ハウジングの胴体部６ａから略直角に下方向に延びるハンドル部６ｂの取り付け部付近にはトリガスイッチ１４が配設され、トリガスイッチ１４のトリガ８を引いた量に比例する信号が、制御基板９に伝達される。ハンドル部６ｂの下側部分は、ハンドル部６ｂに対して大きな外径を有する基板収納部６ｃが形成され、基板収納部６ｃには後述する制御回路を搭載する制御基板９が収容される。本実施例では、モータの回転駆動用の制御回路やその他の電子回路を搭載するために３枚の基板が略水平に配置しているが、必ずしもこの構成や配置に限られず、必要な基板を任意の空間に収容することが可能である。制御基板９には、複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）１８が設けられ、発光ダイオード１８の光は図示しないハウジングの透過窓を透過又は貫通孔を通して外部から識別できるように構成される。

ハウジングの胴体部６ａ内には、ユニット式で構成されたオイルパルス機構、即ちオイルパルスユニット４が収容される。オイルパルスユニット４は、後方側のライナプレート２３の嵌合軸２３ａがモータ３の回転軸３ｃに直結され、前方側のメインシャフト２４が出力軸となる。トリガ８が引かれてモータ３が起動されると、モータ３の回転はオイルパルスユニット４に伝達される。オイルパルスユニット４の内部にはオイルが充填されていて、メインシャフト２４に負荷のかかっていないとき又は負荷が小さい際には、メインシャフト２４がオイルの抵抗のみでモータ３の回転にほぼ同期して回転する。メインシャフト２４に強い負荷がかかるとメインシャフト２４の回転が止まり、オイルパルスユニット４の外周側のライナ２１のみが回転を続け、１回転に１箇所あるオイルを密閉する位置にてオイルの圧力が急激に上昇して衝撃パルスを発生し、短い時間に大きな回転トルクが発生する、尖塔状の強いトルクによりメインシャフト２４に大きな締付トルクが生ずる。以後、同様の打撃動作が数回繰り返され、締め付け対象が設定トルクで締め付けられる。

ここで図１３を用いて、従来のオイルパルスユニット１０４の構造を説明する。図１３は従来のオイルパルスユニット１０４の構造を示す断面図である。オイルパルスユニット１０４は、主に、モータ３と同期して回転する駆動部分と、先端工具を回転させる出力部分となるメインシャフト２４により構成される。モータ３と同期して回転する駆動部分は、モータ３の回転軸３ｃに直結されるライナプレート２３と、その外周側で前方に延びるように固定される外径が略円柱形の一体成型のライナ１２１を含む。

メインシャフト２４と同期して回転する出力部分は、メインシャフト２４と、メインシャフト２４の外周側に１８０度隔てて形成された溝にバネを介して取付けられる２つのブレード２５を含んで構成される。メインシャフト２４はライナ１２１に貫通されて、ライナ１２１とライナプレート２３により形成される閉空間（第１のオイル室）内で回転できるように保持され、この閉空間内には、トルクを発生するためのオイル（作動油）が充填される。ライナ１２１とメインシャフト２４の間にはオイル溜まり部（第２のオイル室）１６０が形成され、オイル溜まり部１６０の軸方向前方にはバックアップリング３１とＯリング３０が設けられ、ライナ１２１とメインシャフト２４の気密性が確保される。一方、ライナ１２１とライナプレート２３の間にはＯリング２９が設けられる。尚、図示していないが、ライナ１２１にはオイルの圧力を高圧室から低圧室に逃がすリリーフバルブが設けられ、発生するオイルの最大圧力を制御し、締め付けトルクを調整することができる。

次に図２を用いて、本発明の実施例に係るオイルパルスユニット４を説明する。ここで、図１３のオイルパルスユニット１０４と共通の部分には同じ参照符号を付しており、本発明によって変更した部分のみ違う参照符号を付している。メインシャフト２４の後方側には、一定の外径を有する第１の軸部２４ｂが形成され、ライナプレート２３の内周側に形成された円筒状の第１の回転保持部２３ｂにより回転可能に保持される。また、メインシャフト２４の前方側には、一定の外径を有する第２の軸部２４ｃが形成され、ライナ２１の内周側に形成された円筒状の第２の回転保持部５９により回転可能に保持される。この第１の回転保持部２３ｂと第２の回転保持部５９の間の空間に、打撃を行うためのオイル空間（第１のオイル室）が形成される。

本実施例において従来のオイルパルスユニット１０４と異なるのは、ライナ２１のオイル溜まり部６０付近の構造である。本実施例では、ライナ２１のメインシャフト２４が貫通する出口側のオイル溜まり部６０に溝６１を設け、溝６１の内部に弾性体６２を配置した。この溝は、外周方向にて底部を有する。また、溝６１の底部（最外周側の端部）に弾性体６２が接触しないように配置することにより閉塞部を構成し、この閉塞部を空気溜まり６３として形成されるようにした。溝６１は円周方向に連続した円環状の溝とし、ここにＯリング等の弾性体６２を配置した。これにより打撃時においてオイル溜まり部６０に高圧が発生したときに、弾性体６２が外周側に移動又は変形し、打撃時のオイル溜まり部６０の圧力変化を抑制することができる。つまり、溝６１と弾性体６２が、オイルの圧力変化のダンパー手段として作用する。

オイルパルスユニット４による打撃後は、ライナ２１内部の高いオイル圧力が解放されるので、ライナ２１内部の圧力差と、変形した弾性体６２の復元力と、弾性体が６２を空気溜まり６３を圧縮した反力により元の状態（初期状態）に戻るので、オイル溜まり部６０に集まったオイルが打撃前の状態に戻る。

次に、図３を用いてオイルパルスユニット４の動作手順を説明する。図３の（１）〜（８）は、図２のＢ−Ｂ断面を示し、ライナ２１がメインシャフト２４に対して相対角で１回転する状態を８段階で示した断面図である。ライナ２１の内部は、図３（１）に示すような４つの領域を形成するような断面を有するライナ室が形成される。メインシャフト２４の外周部には、対向する２個の溝部にバネを介してブレード２５ａ、２５ｂが嵌挿され、ブレード２５ａ、２５ｂがライナ２１の内面に当接するようにバネによって円周方向に付勢される。ブレード２５ａ、２５ｂ間のメインシャフト２４の外周面には軸方向に延びる二本の突状たる凸状シール面２６ａ、２６ｂが設けられる。ライナ２１の内周面には凸状シール面２７ａ、２７ｂと、凸状部２８ａ、２８ｂが形成される。

オイルパルス工具１は、例えばボルト締め付け時において締め付けボルトの座面が着座すると、メインシャフト２４に負荷がかかり、メインシャフト２４、ブレード２５ａ、２５ｂはほぼ停止した状態になり、ライナ２１だけが回転し続ける。メインシャフト２４に対してライナ２１が回転することに伴い、１回転に１回の衝撃パルスが発生するが、この衝撃パルス発生時においてオイルパルス工具１内は、ライナ２１の内周面に形成した凸状シール面２７ａとメインシャフト２４の外周面に形成した凸状シール面２６ａが接触する。同時に、凸状シール面２７ｂと凸状シール面２６ｂが接触する。このようにライナ２１の内周面に形成した一対の凸状シール面２７ａ、２６ａと、メインシャフト２４の外周面に形成した一対の凸状シール面２７ｂ、２６ｂがそれぞれ当接することにより、ライナ２１の内部は二つの高圧室と２つの低圧室に仕切られる。そして、高圧室と低圧室との圧力差によりメインシャフト２４に瞬間的な強い回転力が発生する。

次に、オイルパルスユニット４の動作手順を説明する。まず、トリガ８を引くことによりモータ３が回転し、これに伴いライナ２１も同期して回転する。本実施例では、モータ３の回転軸３ｃにライナプレート２３が直結され、同じ回転数で回転するが、この構成に限定されず、減速機構を介してモータ３とオイルパルスユニット４を接続するようにしても良い。

ライナ２１の回転方向は、図３（１）においてライナ２１の外側に示す矢印の方向である。前述したように、メインシャフト２４に負荷のかかっていないとき、又は、負荷が小さい時には、オイルの抵抗のみでメインシャフト２４がライナ２１の回転に追従して（同期して）回転する。メインシャフト２４に強い負荷がかかるとメインシャフト２４の回転が止まり、外側のライナ２１のみが回転を続ける。

図３の（１）に示す位置が、１回転に１箇所あるオイルを密閉する位置であり、メインシャフト２４に衝撃パルスによる打撃力が発生する。ここでは、凸状シール面２７ａと２６ａが、凸状シール面２７ｂと２６ｂが、ブレード２５ａと凸状部２８ａが、ブレード２５ｂと凸状部２８ｂがそれぞれメインシャフト２４の軸方向全域において当接し、これによりライナ２１の内部空間が２つの高圧室と２つの低圧室の４室に区画される。

ここで高圧、低圧とは、内部に存在するオイルの圧力である。さらにモータ３の回転によってライナ２１が回転すると、高圧室の容積は減少するためオイルは圧縮されて瞬間的に高圧が発生し、この高圧はブレード２５ａ、２５ｂを低圧室側に押し出す。その結果、メインシャフト２４には上下のブレード２５ａ、２５ｂを介して瞬間的に回転力が作用して強力な回転トルクが発生する。尚、図示していないがライナ２１の円周方向の１箇所にはオイルの圧力を高圧室から低圧室に逃がすオイル通路と調整弁が設けられ、発生するオイルの最大圧力を制御し、締め付けトルクを調整することができる。このように高圧室及び低圧室が形成されることにより、ブレード２５ａ、２５ｂを図中時計方向に回転させるような強い打撃力が作用する。図３（１）に示す位置を本明細書では「打撃位置」と呼ぶ。

図３の（２）は、打撃位置からライナ２１が４５度回転した状態を示す。（１）に示す打撃位置を過ぎると、凸状シール面２６ａと凸状シール面２７ａ、凸状シール面２６ｂと凸状シール面２７ｂ、ブレード２５ａと凸状部２８ａ、及び、ブレード２５ｂと凸状部２８ｂの当接状態が解除されるため、ライナ２１の内部の４室に区画されていた空間が解除され、相互の空間にオイルが流れるため、トルクは発生せず、ライナ２１はモータ３の回転によりさらに回転する。

図３の（３）は、打撃位置からライナ２１が９０度回転した状態を示す。この状態では、ブレード２５ａ、２５ｂが凸状シール面２７ａ、２７ｂに当接してメインシャフト２４から突出しない位置まで半径方向内側まで後退するため、オイルの圧力の影響を受けずトルクは発生しないため、ライナ２１はそのまま回転する。

図３の（４）は、打撃位置からライナ２１が１３５度回転した状態を示す。この状態ではライナ２１の内部空間は連通してオイルの圧力変化は生じないため、メインシャフト２４に回転トルクは発生しない。

図３の（５）は、打撃位置からライナ２１が１８０度回転した状態を示す。この位置では、凸状シール面２６ｂと凸状シール面２７ａ、凸状シール面２６ａと凸状シール面２７ｂが接近するが当接しない。これは、メインシャフト２４に形成した凸状シール面２６ａと凸状シール面２６ｂが、メインシャフト２４の軸に対して対称位置にないためである。同様にライナ２１の内周に形成した凸状シール面２７ａと２７ｂもメインシャフト２４の軸に対して対称位置にはない。従って、この位置ではオイルの影響をほとんど受けないためトルクはほとんど発生しない（しかしながら、僅かにトルクが発生することもある）。尚、発生するトルクがゼロではないのは、内部に充填されるオイルには粘性があり、凸状シール面２６ｂと凸状シール面２７ａ、又は、凸状シール面２６ａと凸状シール面２７ｂが対面した際に、ほんの僅かながら高圧室が形成されるため、（２）〜（４）、（６）〜（８）と違って若干の回転トルクを生じさせる。

図３の（６）〜（８）の状態は、（２）〜（４）とほぼ同様であり、これらの状態の際はトルクが発生しない。（８）の状態からさらに回転すると、図３の（１）の状態に戻る。図３（１）の打撃位置において発生した高圧室の圧力は、ライナ２１に設けた図示しないオイル通路を通り、図示しない調整弁を介し、低圧室に流入する。この流入の程度により、高圧室の圧力が変化し、発生する衝撃トルクの強弱が調整される。調整弁の開口面積を広くすると高圧室のオイルが低圧室に早く流入するため、高圧室の圧力は低くなり、逆に開口面積を狭めると低圧室への流入量が減り、高圧室の圧力は高くなる。

以上説明したように、オイルパルスユニット４においては、ライナ２１とメインシャフト２４が相対的に回転することによって、１周に１回の強い打撃トルクを発生させることができるので、先端工具を強い締め付けトルクにて回転させることができる。

次に、図４〜図６を用いて本実施例におけるオイルの圧力変化を減衰させるダンパー手段（６１、６２）の動作を説明する。図４〜図６は図４のオイル溜まり部６０付近の拡大図である。図４は、打撃直前の状況（図３の（８）付近）であり、ライナ２１の回転によって内部に充填されるオイルの圧力が高くなり、ライナ２１の第２の回転保持部５９とメインシャフト２４の第２の軸部２４ｃの隙間部分を介したオイルの流れが矢印６５のように流れるため、オイル溜まり部６０における圧力が上昇する。尚、図では矢印６５の位置をずらして書いており、実際にオイルが流れるのはライナ２１とメインシャフト２４の隙間部分であるので注意されたい。

打撃時（図３の（１）付近）には、打撃による高圧発生によりオイル溜まり部６０のオイルにも高い圧力が加わり、図５の小さい複数の矢印で示すように、弾性体６２を外周側に押しつける力が作用する。また、Ｏリング３０に対して軸方向前方に押しつける力が発生する。この際、弾性体６２の外周側には、空気溜まり６３が設けられるのでエアーダンパーの機能を得ることができる。また、弾性体６２自体も変形するので空気溜まり６３の作用に加えて良好な減衰特性を得ることができる。Ｏリング３０に加わる圧力は、Ｏリング３０の前方に設けられたバックアップリング３１により保持される。

次に、ライナ２１が打撃位置からさらに回転して図３の（２）の位置になるとオイル溜まり部６０付近の圧力が低下するため、図６に示すようにライナ２１の第２の回転保持部５９とメインシャフト２４の第２の軸部２４ｃの隙間部分を介して矢印６６のようにオイルが流れる。この結果、弾性体６２は内周側に移動して初期位置に戻ることになる。以上のように、打撃の前後においてオイル溜まり部６０における圧力変化が生ずるが、実際の締め付け動作における打撃中は１秒あたり数回〜２０数回の打撃が行われ、打撃毎に衝撃が発生するため、オイルが戻るよりもオイル溜まり部６０に侵入してくる量が大きくなり、オイル溜まり部６０の圧力が一層増加する。この結果、従来は摺動用のＯリング３０とメインシャフト２４の間を通って長期的にみて極少量のオイル漏れが進行する現象がみられたが、本発明では図４〜図６のように弾性体６２が大きく移動し、進入してきたオイルを受け入れているためオイル溜まり部６０の圧力上昇は抑制され、Ｏリング３０に加わる負担を軽減させることができる。また打撃後にライナ２１内部の圧力上昇が開放されると、オイル溜まり部６０の高圧状態も開放されるので、弾性体６２と空気溜まり６３の復元力によって図４のように元の状態に戻る。

以上のように、本実施例によればオイル漏れの可能性が最も高いライナ２１とメインシャフト２４間のオイル溜まり部６０の圧力変化を緩和させることができるので、オイル漏れを効果的に抑制することができる。

次に、図７を用いて本発明の第２の実施例を説明する。第２の実施例においては第１の実施例と基本的な構成は同じである。即ち、ライナ２１Ａのメインシャフト２４が貫通する出口側のオイル溜まり部７０に円周方向に連続する溝７１を設け、溝７１に弾性体７２を配置した。また、溝７１の底部（最外周側の端部）に弾性体７２が接触しないように配置し、空気溜まり７３が形成されるようにした。このとき弾性体７２をＯリングとした場合、一方の側に偏ってしまうことを防ぐために溝７１の開口部７１ａの幅（前後方向の長さ）を狭くするようにした。通常、弾性体７２を溝７１に配置する際の潰し代は、Ｏリング３０よりも小さくする方が、高圧時にオイル溜まり部７０に移動してきたオイルを弾性体７２と空気溜まり７３が受けることになるのでＯリング３０が受ける圧力を軽減することができる。尚、Ｏリング３０よりも弾性体７２の潰し代が大きい場合でも、ある程度の効果は得ることはできる。

次に、図８を用いて本発明の第３の実施例を説明する。第３の実施例においては第１、第２の実施例とは異なり、円環状の溝を形成するのではなく、円周方向の部分領域において貫通穴を設けることによりダンパー手段を実現したものである。図８は本発明の第３の実施例のオイルパルスユニット４Ｂの断面図である。ライナ２１Ｂの円周方向の一部には、外周側からオイル溜まり部８０に貫通する穴８４を設け、弾性体８２を穴８４に対して圧入させて配置したものである。この構成のダンパー手段は、円周方向に連続するように溝を形成する必要がないので、図示しないリリーフバルブの調整部やオイル注入部をライナ２１Ｂの先端側に配置しているオイルパルスユニットであって物理的に円環状の溝を形成できないような場合であっても、本発明を容易に適用できる。

穴８４は、例えばドリル等であけることができる円柱状であって、図９の拡大図で示すように穴８４の一部に密閉手段８５を固定するための雌ネジ８４ａを形成した。密閉手段８５の細径部の一部には雄ネジ８５ａが形成され、雌ネジ８４ａと螺合する。また、雌ネジ８４ａ及び雄ネジ８５ａの外周側にはＯリング８６を介在させるようにした。このように、穴８４の外周側開口を密閉手段８５で塞ぎ、弾性体８２と密閉手段８５の間に空気溜まり８３ができるように配置される。穴８４は中心側の径を穴径よりも小さくする（先細りにする）ことで弾性体８２のオイル溜まり部８０への脱落又は進入を防止できる。

次に、図９〜図１１を用いてダンパー手段（８２〜８６）によるオイルの圧力変化を吸収する動作を説明する。図９〜図１１は図８のオイル溜まり部８０付近の拡大図である。図９は、打撃直前の状況（図３の（８）付近）であり、ライナ２１Ｂの回転によって内部に充填されるオイルの圧力が高くなり、ライナ２１Ｂとメインシャフト２４の隙間部分（第２の回転保持部分）におけるオイルの流れが矢印８７のように流れるため、オイル溜まり部８０における圧力が上昇する。オイル溜まり部８０の圧力は均一に伝わるため、図１０で複数の小さい矢印で示すように、弾性体８２を外周側に押しつける力が発生する。また、Ｏリング３０に対して軸方向前方に押しつける力が発生する。この際、弾性体８２の外周側には、空気溜まり８３が設けられるのでエアーダンパーの機能を得ることができる。Ｏリング３０に加わる圧力は、Ｏリング３０の前方に設けられたバックアップリング３１により保持される。尚、穴８４の内周側開口部の径を小さくして段差８４ｂを形成することにより弾性体８２がオイル溜まり部８０側に過剰に移動してしまうことを防止することができる。

次に、ライナ２１が打撃位置からさらに回転して図３の（２）の位置になるとオイル溜まり部８０付近の圧力が低下するため、ライナ２１とメインシャフト２４の隙間部分（第２の回転保持部分）を介して図１１の矢印８８のようにオイルが流れる。この結果、弾性体８２は内周側に移動して初期位置に戻る。この際、穴８４の段差８４ｂ（図１０参照）により弾性体８２の内周側への移動が制限されるので、弾性体８２は初期位置にて安定して保持される。

以上のように、第３の実施例によれば移動してきたオイルは図１０のように弾性体８２の移動と空気溜まり８３により受け入れるため、摺動用のＯリング３０の負担は軽減する。打撃後はライナ２１内部の圧力は開放されるので、オイル溜まり部８０とライナ２１Ｂ内部の圧力差と、空気溜まり８３の復元力によって図９のように元の状態に戻るので、オイル漏れの可能性が最も高いライナ２１Ｂとメインシャフト２４間のオイル溜まり部８０の圧力を緩和させることができ、オイル漏れを効果的に抑制することができ。

次に図１２を用いて第４の実施例を説明する。図９〜図１１では、弾性体８２の圧入代や摩擦係数によっては空気溜まり８３のみの復元力では元の状態に戻りにくくなるケースも考えられるので、そのような場合には空気溜まり８３にバネ９３を配置するように構成した。バネの９３は弾性体９２及び密閉手段９５がお互いに離れる方向に付勢する。穴８４の一部に密閉手段９５を固定するための雌ネジ８４ａを形成した。密閉手段９５の細径部の一部には雄ネジ９５ａが形成され、雌ネジ８４ａと螺合する。本実施例においては、バネ９３としてコイルバネを用いるが、コイルバネだけに限られずに、その他の任意の形状のバネを用いても良い。バネ９３を配置することで空気溜まりによる復元力に加えてバネ９３による復元力が加わることで、弾性体９２を元の状態に戻り易くすることができる。

また、図１２に示す形態は密閉手段９５を外すことによって、空気溜まりへのオイル漏れの状態の確認や、漏れたオイルの取り出しや、オイルの再注入をすることも可能であるのでオイルパルスユニットのメンテナンス性が向上する。なお、図１２において穴８４は円周方向の１箇所に設けるようにしたが、これに限られずに円周方向に均等に或いは不均等に複数個設けても良く、これにより効果的にオイル漏れを防止することもできる。

以上、本発明を示す実施例に基づき説明したが、本発明は上述の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で種々の変更が可能である。例えば、駆動源としては電気モータだけでなくエアモータを駆動源にするものでも同様に適用できる。さらに、弾性体を空気溜まりで保持するだけでなく、溝又は穴の内部形状に沿った中空状であって、内部に気体或いは液体の入ったダンパー部材、弾性体を設けるようにしても良い。

１オイルパルス工具２電源コード３モータ
３ａ（モータの）固定子３ｂ（モータの）回転子
３ｃ（モータの）回転軸４，４Ａ，４Ｂオイルパルスユニット
５ケース６ａ（ハウジングの）胴体部
６ｂ（ハウジングの）ハンドル部６ｃ（ハウジングの）基板収納部
７駆動回路基板８トリガ９制御基板
１０ａ，１０ｂベアリング１４トリガスイッチ
１５スイッチング素子１７冷却ファンユニット
１８発光ダイオード１９回転位置検出素子
２１，２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃライナ２３ライナプレート
２３ａ嵌合軸２３ｂ第１の回転保持部２４メインシャフト
２４ａ先端工具取り付け部２４ｂ第１の軸部
２４ｃ第２の軸部２５，２５ａ，２５ｂブレード
２６ａ，２６ｂ凸状シール面２７ａ，２７ｂ凸状シール面
２８ａ，２８ｂ凸状部２９，３０Ｏリング
３１バックアップリング５９第２の回転保持部
６０オイル溜まり部６１溝６２弾性体
６３空気溜まり７０オイル溜まり部７１溝
７１ａ開口部７２弾性体７３空気溜まり
８０オイル溜まり部８２弾性体８３空気溜まり
８４穴８４ａ雌ネジ８４ｂ段差
８５密閉手段８５ａ雄ネジ９２弾性体
９３バネ９５密閉手段１０４オイルパルスユニット
１２１ライナ１６０オイル溜まり部

Claims

駆動源と、
前記駆動源により回転駆動されオイルの圧力変化を利用して打撃力を発生させるオイルパルスユニットと、
前記オイルパルスユニットに接続される出力軸を有し、
前記オイルパルスユニットは、回転駆動されるライナと、前記ライナ内に相対回転自在に設けられたメインシャフトと、前記ライナと前記メインシャフト間にオイル溜まり部が形成され、
前記オイル溜まり部において前記ライナと前記メインシャフト間にオイルシール材を設けたオイルパルス工具において、
前記オイル溜まり部の近傍であって前記ライナ側にオイルの圧力変化を吸収するダンパー手段を設け、
前記ダンパー手段は、前記ライナの内周壁から径方向に形成された溝と、前記溝に設けられた弾性体であり、
前記弾性体を前記溝の開口部付近に配置することにより、前記溝の外周側に空気溜まりを設けたことを特徴とするオイルパルス工具。
前記溝は円周方向に連続する円環状の溝であり、前記弾性体は前記溝の外径よりも小さい外径を有する円環状の形状であることを特徴とする請求項１に記載のオイルパルス工具。
前記円環状の溝は中心側の溝の軸方向幅が外周側の溝の軸方向幅よりも狭くなるように形成したことを特徴とする請求項２に記載のオイルパルス工具。
駆動源と、
前記駆動源により回転駆動されオイルの圧力変化を利用して打撃力を発生させるオイルパルスユニットと、
前記オイルパルスユニットに接続される出力軸を有し、
前記オイルパルスユニットは、回転駆動されるライナと、前記ライナ内に相対回転自在に設けられたメインシャフトと、前記ライナと前記メインシャフト間にオイル溜まり部が形成され、
前記オイル溜まり部において前記ライナと前記メインシャフト間にオイルシール材を設けたオイルパルス工具において、
前記オイル溜まり部の近傍であって前記ライナ側にオイルの圧力変化を吸収するダンパー手段を設け、
前記ダンパー手段は、前記オイル溜まり部において前記ライナの外周に貫通させる穴と、前記穴の外周側を塞ぐ密閉部材と、前記穴の内周側であって前記密閉部材と離間して設けられた弾性体により構成され、
前記弾性体と前記密閉部材の間に空気溜まりが形成されることを特徴とするオイルパルス工具。
前記弾性体と前記密閉部材の間にばねを配置し、前記弾性体を中心側に付勢することを特徴とする請求項４に記載のオイルパルス工具。
前記穴には雌ネジが形成され、前記密閉部材には雄ネジが形成され、これらが螺合されることを特徴とする請求項４に記載のオイルパルス工具。