JP6752079B2 - トルクコントロールレンチ - Google Patents
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Description
このトルクコントロールレンチ1は、高圧空気の供給、停止を行うメインバルブ2と正逆回転の打撃トルクを選択的に発生させるための正逆回転切換バルブ3を有し、このバルブ2、3から送気される高圧空気により回転トルクを発生するエアーモータ4を駆動する。
そして、エアーモータ4の回転トルクを打撃トルクに変換する油圧式打撃トルク発生装置5をフロントケース6内に設けるようしている。
この油圧式打撃トルク発生装置5は、ライナーケース56内にライナー本体51、ライナー上蓋52及びライナー下蓋53からなるライナー50を配設し、このライナー50内に作動油を充填密閉し、ライナー50内に同軸に嵌挿した主軸7に1個又は複数個(本例においては2個)の羽根挿入溝を設けるようにする。そして、この羽根挿入溝内に羽根54を嵌挿し、この羽根54をばね55にてライナー本体51の内周面に摺接するように付勢するとともに、主軸7の外周面に、1個又は複数個のシール面を形成する。
また、ライナー本体51の内周面に、複数個(本例においては4個)のシール面を形成するとともに、打撃トルクの大きさを調整する出力調整機構8を設ける。
そして、エアーモータ4によりライナー50を回転させることにより、ライナー50のライナー本体51の内周面に形成した複数個のシール面と主軸7の外周面に形成したシール面及び羽根54、54とが合致したとき、主軸7に打撃トルクを発生させるものである。
このシャットオフバルブ機構9は、トルクコントロールレンチ1の締付力が設定値に達したことを、油圧式打撃トルク発生装置5の作動油の圧力により開放される出力調整機構8のリリーフバルブ83により検知し、リリーフバルブ83を通過する作動油の圧力をライナー上蓋52に配設したピストン91に作用させ、ピストン91の背部にエアーモータ4を貫通して配設したロッド92を介して、パイロットバルブ93を操作し、エアー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95を作動させるようにしている。
パイロットバルブ93が開放されると、エアーポート11c内の高圧空気が、連通孔13、エアーポート11d、エアーポート11e及び連通孔13を介して外部に放出され、エアーポート11c内の圧力が低下することとなり、これにより、シャットオフバルブ95が、図6〜図7に示す右側の位置から左側の位置に移動し、高圧空気が導入されるエアーポート11aとエアーモータ4に連通するエアーポート11bとを遮断して、エアーモータ4への高圧空気の供給が停止され、ボルト等を予め設定した所定の締付力で締め付けることができるものとなる。
このトルクコントロールレンチ1は、高圧空気の供給、停止を行うメインバルブ2と正逆回転の打撃トルクを選択的に発生させるための正逆回転切換バルブ3を有し、このバルブ2、3から送気される高圧空気により回転トルクを発生するエアーモータ4を駆動する。
そして、エアーモータ4の回転トルクを打撃トルクに変換する油圧式打撃トルク発生装置5をフロントケース6内に設けるようしている。
この羽根挿入溝内に羽根54を嵌挿し、この羽根54をばね55にてライナー本体51の内周面に摺接するように付勢するとともに、主軸7の外周面に、1個又は複数個(本例においては2個)のシール面7a、7aを形成する。また、ライナー本体51の内周面に、複数個(本例においては4個)のシール面5a、5a、5b、5bを形成するとともに、打撃トルクの大きさを調整する出力調整機構8を設ける。
そして、エアーモータ4によりライナー50を回転させることにより、ライナー50の内周面に形成した複数個のシール面5a、5a、5b、5bと主軸7の外周面に形成したシール面7a、7a及び羽根54、54とが合致したとき、主軸7に打撃トルクを発生させるものである。
これにより、メインバルブ2及び切換バルブ3を操作して高圧空気をエアーモータ4に供給してエアーモータ4を回転することにより、油圧式打撃トルク発生装置5のライナー50を回転し、ライナー50の1回転につき、ライナー50のライナー本体51の内周面に形成したシール面5a、5a、5b、5bと主軸7の外周面に形成したシール面7a、7a及び羽根54、54とを1回合致させ、このとき、ライナー50の内部に形成された空洞が、2つの高圧室Hと2つの低圧室Lに区分されて羽根54、54が低圧室L側に押されることにより、ライナー50の1回転につき1回の間欠的な打撃トルクを主軸7に発生させるようにしている。
この出力調整機構8は、ライナー本体51の軸心と平行に形成した出力調整機構挿入孔51aと、シール面5bを挟んで主軸7のシール面7aにより分割される2室間と出力調整機構挿入孔51aとを連通するポートP1、P2と、出力調整機構挿入孔51a内に挿入されるリリーフバルブ軸81、調整軸82、リリーフバルブ83及びリリーフバルブ83を閉鎖する方向に付勢するばね84とで構成するようにしている。
リリーフバルブ軸81は、リリーフバルブ軸81と螺合した調整軸82を回動操作することにより、出力調整機構挿入孔51a内で摺動するようにされるとともに、リリーフバルブ軸81の外周面にポートP1とポートP2とを連通する凹溝からなる通路81qを形成し、さらに、リリーフバルブ軸81を軸と直角方向に貫通する通路81p及びこの通路81pの中間に連通し、リリーフバルブ軸81を軸方向に貫通して、出力調整機構挿入孔51aのリリーフバルブ83側に作動油を供給する通路81rを形成する。
そして、トルクコントロールレンチ1の締付力が設定値に達する(高圧室Hの作動油の圧力が設定圧力に達する)と、リリーフバルブ83が開放され、作動油の一部が、ポートP1より、通路81q及び通路81rを介して、リリーフバルブ83を通過し、ライナー上蓋52に形成した通路52aを通って流出することによって、作動油の圧力が、ライナー上蓋52に形成したシリンダ52b内に配設したピストン91に作用するように構成されている。
すなわち、通路部材10は、トルクコントロールレンチ1の中心軸上に配設し、通路部材10には、エアーモータ4側と油圧式打撃トルク発生装置5側とにそれぞれ開口する、貫通孔からなる作動油の通路を形成し、作動油の圧力が、ダイヤフラム部材11のフランジ部11gの内周面に形成した溝部11hに、中心に貫通孔を有する嵌着部材11iを装着することでシリンダ52b内に配設したダイヤフラム部材11を介して、ライナー上蓋52に形成したシリンダ52b内に配設したピストン91に作用するようにするとともに、ライナー上蓋52と主軸7の後部との間の隙間を通じて、ライナー50内に連通するように形成されている。
このように、通路部材10の油圧式打撃トルク発生装置側の出口にチェックバルブ15を配設することにより、通常の打撃トルク発生時において、リリーフバルブ83から漏れ出てくる微量の作動油が、ライナー上蓋52と主軸7の後部との間の隙間を通じて流出すること、すなわち、リリーフバルブ83からの作動油の漏れを防止することができ、これにより、締付作業の作業効率を向上するとともに、安定した締付力を得ることができるものとなる。
また、シャットオフ後は、ピストン91が復帰するのと合わせてチェックバルブ15をばね16の付勢力に抗して開放して、シリンダ52b内の作動油を、ライナー上蓋52と主軸7の後部との間の隙間を通じて、油圧式打撃トルク発生装置側に戻すことができる。
このため、チェックバルブ15を付勢するばね16の付勢力よりも、後述のパイロットバルブ93を付勢するばね94の付勢力とピストン91を付勢するばね97の付勢力を合計した付勢力が大きくなるように、ばね16、ばね94及びばね97の付勢力を設定するようにする。
なお、リリーフバルブ83が開放されて作動油の圧力がピストン91に作用するシャットオフ時にも、ばね16の付勢力に抗してチェックバルブ15が開放されるが、ライナー上蓋52と主軸7の後部との間の隙間が狭いことから、ダイヤフラム部材11を介して行われるピストン91の移動に支障が出ることはない。
この場合、リリーフバルブ軸81が回動すると、通路81pの開口の方向が変動し、打撃トルクの大きさの正確な調整が困難になるため、図3に示すように、リリーフバルブ軸81の軸方向に長孔81hを穿設し、この長孔81hにライナー50のライナー本体51に設けたノックピン57を嵌挿して、回り止めをするようにする。
リリーフバルブ軸81をライナー上蓋52内に設けることにより、油圧式打撃トルク発生装置5の外径を小さくでき、かつ、ライナー50を構成するライナー本体51、ライナー上蓋52及びライナー下蓋53並びにノックピン57の精度の許容度を大きくできるとともに、ライナー本体51とライナー上蓋52間のシール性が出力調整機構挿入孔51aに影響されないものとなる。
これを改善するため、図3に示すように、通路81pを通し孔ではなく、片方の口径を大きく、他方の口径を小としたオリフィス形状に形成し、正回転時に、高圧室H側となるポートP1側の口径が、低圧室L側となるポートP2側の口径よりも大になるように、リリーフバルブ軸81を配設するようにする。
これによって、ポートP1とポートP2を連通する通路81qの開口量の調整による打撃トルクの大きさの調整をより有効に機能させながら、通路81pから通路81rに流入する油の量を確保することができ、打撃トルクの大きさの調整を正確に行うことができる。
これにより、トルクコントロールレンチ1の故障の原因になる作動油の漏出をなくすことができるとともに、併せて、耐久性に乏しいピストン91の外周部に設けたOリング91aを省略して(さらに、ピストン91を省略して、ボール12によって、ロッド92を直接操作するようにすることもできる。)、トルクコントロールレンチ1の耐久性を向上することができる。
特に、ダイヤフラム部材11の背面に、ボール12を配設し、作動油の圧力を、ダイヤフラム部材11からボール12に作用させることにより、作動油の圧力を円滑に伝達させることができる。
そして、このエアーポート18aとパイロットバルブ93を介して連通するロッド挿通部には、外部と連通した連通孔19が形成されている。
パイロットバルブ93とシャットオフバルブ17とは、ばね94を介して相互に弾支されており、ばね94は、パイロットバルブ93を閉鎖する方向に付勢するとともに、シャットオフバルブ17を開放する方向に付勢している。
パイロットバルブ93が開放されると、エアーモータ4と連通する側のエアーポート18aが連通孔19を介して外部と連通して圧力が低下することから、シャットオフバルブ17が反対側のエアーポート18bの高圧空気に押されて、図1及び図4(a)において左方に移動し、エアーモータ4に通じる通路18cを遮断する。
これにより、エアーモータ4への高圧空気の供給が停止され、ボルト等を予め設定した所定の締付力で締め付けることができる。
このトルクコントロールレンチ21は、電力の供給、停止を行うメインスイッチ22と正逆回転の打撃トルクを選択的に発生させるための正逆回転切換スイッチ23を有し、このスイッチ22、23から送られる電力により回転トルクを発生する電気モータ24を駆動する。
そして、電気モータ24の回転トルクを打撃トルクに変換する油圧式打撃トルク発生装置5をフロントケース6内に設けるようしている。
2 メインバルブ
3 正逆回転切換バルブ
4 エアーモータ
5 油圧式打撃トルク発生装置
50 ライナー
54 羽根
6 フロントケース
7 主軸
71 主軸後部
72 孔
8 出力調整機構
81 リリーフバルブ軸
82 調整軸
83 リリーフバルブ
84 ばね
9 シャットオフバルブ機構(モータのON・OFF機構)
91 ピストン
92 ロッド
93 パイロットバルブ
94 ばね
10 通路部材
11 ダイヤフラム部材
12 ボール
15 チェックバルブ
16 ばね
17 シャットオフバルブ
18a、18b エアーポート
18c 通路
19 連通孔
21 トルクコントロールレンチ
22 メインスイッチ
23 正逆回転切換スイッチ
24 電気モータ
25 電気スイッチ(モータのON・OFF機構)
Claims (1)
- トルクコントロールレンチの締付力が設定値に達したことを油圧式打撃トルク発生装置の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、リリーフバルブの下流側からライナー上蓋に形成した作動油の通路を介して取り出して、該作動油の圧力によってモータのON・OFF機構を作動させるようにしたトルクコントロールレンチにおいて、前記ライナー上蓋に形成した作動油の通路が開口するシリンダ内に、該通路の開口と連通し、通路から流出する作動油を、中心に形成した貫通孔に導く構造とした通路部材を配設し、該通路部材の貫通孔の開口する一方の位置に、貫通孔の中心と一致させて、作動油の流通を遮断するダイヤフラム部材及び該ダイヤフラム部材の背面にボールを、他方の位置に、チェックバルブを、それぞれ配設し、ダイヤフラム部材を介して、作動油の圧力を取り出すことで、該作動油の圧力を、ダイヤフラム部材のフランジ部の内周面に形成した溝部に、中心に貫通孔を有する嵌着部材を装着することでシリンダ内に配設したダイヤフラム部材からボールに作用させて、モータのON・OFF機構を作動させるようにするとともに、チェックバルブを介して、作動油を油圧式打撃トルク発生装置側に戻すようにしたことを特徴とするトルクコントロールレンチ。
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