JPH0929656A - エアーモータへの給気量制御機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 エアーモータの負荷に応じてエアーモータへ
の給気量を自動的に調節し、エアーモータの回転数を、
始動時の低い回転数から定常時の高い回転数に速やかに
移行することができるエアーモータへの給気量制御機構
を提供すること。 【解決手段】 エアーモータ４に対する給気通路１１に
給気量調節弁７１を配設するとともに、給気量調節弁７
１の弁室７４ａにエアーモータ４の作動高圧空気の一部
を供給し、エアーモータ４の作動高圧空気の圧力が所定
値に達するまでは、エアーモータ４への給気量を絞り込
み、エアーモータ４の作動高圧空気の圧力が所定値に達
したとき、絞り込みを解除する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エアーモータへの
給気量制御機構に関し、特に、トルクコントロールレン
チの駆動源として用いられるエアーモータに用いるのに
適したエアーモータへの給気量制御機構に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来、トルクコントロールレンチ、グラ
インダ等の駆動源として用いられるエアーモータにおい
ては、シリンダ内に複数枚の羽根を有するロータを回転
自在に設け、給気孔からシリンダ内に圧縮空気を導入す
ることによりロータを回転し、ロータに接続した油圧式
打撃トルク発生装置やグラインダを駆動するようにして
いる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、この種のエ
アーモータを、例えば、油圧式打撃トルク発生装置を備
えたトルクコントロールレンチの駆動源に用いた場合に
おいて、エアーモータの始動時に急に給気バルブを開放
すると、大量の圧縮空気が無負荷状態にあるエアーモー
タのシリンダ内に一気に導入されることにより、エアー
モータのロータが高速回転し、これに伴い、ロータに接
続した油圧式打撃トルク発生装置も高速回転することに
なる。これにより、ロータ及びロータに接続した油圧式
打撃トルク発生装置は、想定値以上の大きな慣性力を有
することとなり、トルク制御を正確に行えず、また、ト
ルクコントロールレンチやワークに許容値以上の大きな
負荷がかかる等の問題点を有していた。

【０００４】これに対処するために、作業者が給気バル
ブをマニュアルで適宜操作したり、給気バルブを２段操
作バルブで構成することにより、エアーモータの始動時
には、エアーモータへの給気量を少なくし、エアーモー
タを低い回転数で一定時間回転させた後、給気量を増加
させて高い回転数に移行するようにしていた。しかしな
がら、このうち作業者が給気バルブをマニュアルで操作
する方法は、作業に対する熟練が必要であり、締付等の
精度に信頼性がなく、また、作業者に負担となるもので
あった。また、いずれの方法も、エアーモータの始動
時、エアーモータを低い回転数で一定時間回転させなけ
ればならないが、エアーモータを低い回転数で回転させ
る時間の設定は、作業者が経験則により適宜決めてお
り、このため、この時間を必要以上に長く設定すること
により生産効率が低下することに加え、締付精度に信頼
性がないという問題点を有していた。

【０００５】本発明は、上記従来のエアーモータの有す
る問題点を解決し、エアーモータの負荷に応じてエアー
モータへの給気量を自動的に調節し、エアーモータの回
転数を、始動時の低い回転数から定常時の高い回転数に
速やかに移行することができるエアーモータへの給気量
制御機構を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のエアーモータへの給気量制御機構は、エア
ーモータに対する給気通路に給気量調節弁を配設すると
ともに、該給気量調節弁の弁室にエアーモータの作動高
圧空気の一部を供給し、エアーモータの負荷に応じてエ
アーモータへの給気量を調節することを特徴とする。

【０００７】この場合において、給気量調節弁を、エア
ーモータの作動高圧空気の圧力が所定値に達するまで
は、エアーモータへの給気量を絞り込み、エアーモータ
の作動高圧空気の圧力が所定値に達したとき、前記絞り
込みを解除するように構成することができる。

【０００８】本発明によれば、給気量調節弁の弁室にエ
アーモータの作動高圧空気の一部を供給することによ
り、エアーモータの負荷が小さい、すなわち、エアーモ
ータの作動高圧空気の圧力が低いときは、エアーモータ
への給気量を少なくし、エアーモータの負荷が大きく、
すなわち、エアーモータの作動高圧空気の圧力が高くな
ったときは、エアーモータへの給気量を多くするように
自動的に調節し、エアーモータの回転数を、始動時の低
い回転数から定常時の高い回転数に速やかに移行させ
る。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明のエアーモータへの
給気量制御機構の実施の形態を、油圧式打撃トルク発生
装置を備えたトルクコントロールレンチに適用した例に
基づいて説明する。なお、以下図面において、右側を
上、左側を下と表現する。

【００１０】図１〜図４は、第１実施例を示す。このト
ルクコントロールレンチは、本体１内に、レバー２によ
って操作される高圧空気の供給、停止を行うためのメイ
ンバルブ３と、メインバルブ３より供給される高圧空気
により回転するエアーモータ４と、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と、エアーモータ４に供給される高圧空気を遮断
するシャットオフ機構６、出力調整機構１０等を設け
た、従来公知の基本構造を以て構成されている。

【００１１】エアーモータ４に対する本体１の給気通路
１１には、給気量制御機構７をアタッチメント式に接続
する。この給気量制御機構７は、給気量調節弁７１と、
上端部に小孔７２ａを、胴部に複数個の大孔７２ｂを形
成した絞り部材７２と、ニードル弁７３と、給気量調節
弁７１の一方の弁室７４ａと本体１内の給気通路１１ａ
とを連通する接続管７５と、他方の弁室７４ｂに配設し
た給気量調節弁７１を付勢するばね７６とから構成さ
れ、エアーモータ４の負荷に応じてエアーモータ４への
給気量を調節するものである。

【００１２】次に、このトルクコントロールレンチの動
作について、その詳細構造を含め説明する。図１に示す
状態で、レバー２を操作することにより、メインバルブ
操作軸８を押し下げ、メインバルブ３を開放して、給気
通路１１を介して高圧空気をエアーモータ４へ供給する
ようにする。

【００１３】ところで、このとき、給気量制御機構７の
給気量調節弁７１は、ばね７６の付勢力により下方位置
で絞り部材７２の上端面に当接した状態にあるため、高
圧空気の通路は、絞り部材７２の上端部に形成した小孔
７２ａのみとなり、エアーモータ４への給気量は絞り込
まれ、エアーモータ始動時の負荷が小さい間は、エアー
モータ４は、低速で回転する（図２、図４（ａ）参
照）。このエアーモータ４の回転トルクは、エアーモー
タ４に接続された油圧式打撃トルク発生装置５において
打撃トルクに変換され、主軸９を回転し、締付作業等を
行う。

【００１４】そして、エアーモータ４が低速で回転を続
けることにより、主軸９に負荷がかかり、エアーモータ
４の負荷が大きく、すなわち、エアーモータ４の作動高
圧空気の圧力が設定値まで高くなると、この作動高圧空
気の一部は、本体１内の給気通路１１ａから接続管７５
を介して給気量制御機構７の弁室７４ａに供給されてい
るため、給気量調節弁７１は、ばね７６の付勢力に抗し
て上方位置に移動し、高圧空気の通路は、絞り部材７２
の上端部に形成した小孔７２ａ及び胴部に形成した複数
個の大孔７２ｂとなり、エアーモータ４への給気量の絞
り込みが解除されることにより、エアーモータ４への給
気量が自動的に増加し、エアーモータ４は、始動時の低
い回転数から定常時の高い回転数に速やかに移行し、こ
の状態が維持される（図４（ｂ）参照）。

【００１５】この場合において、エアーモータ４への給
気量の絞り込みを解除するタイミング、すなわち、上記
作動高圧空気の圧力の設定値の調節は、弁室７４ａに連
通して設けたニードル弁７３による大気中への放出空気
量の調節又はばね７６の変更により行うことができる。

【００１６】また、打撃トルクの調整は、出力調整機構
１０により行うことができ、主軸９にかかる負荷の大き
さが設定値まで高くなると、本体内１の給気通路１１ｂ
に配設したシャットオフ機構６によりエアーモータ４に
供給される高圧空気を遮断するようにしている。このシ
ャットオフ機構６の動作は、以下のとおりである。

【００１７】エアーモータ４の回転を続けることによ
り、主軸９を回転し、締付作業等を行うと、主軸９に負
荷がかかる。主軸９にかかる負荷の大きさが設定値まで
高くなると、油圧式打撃トルク発生装置５内の作動油が
出力調整機構１０を介してピストン６８を上方に押し上
げ、これにより、ロッド６４を介して、シャットオフバ
ルブ６１内に配設したボール形状の封止弁６５をばね６
６の付勢力に抗して押し上げる。封止弁６５が押し上げ
られると、シャットオフバルブ６１内部と排気通路１２
に連なるシャットオフバルブ６１のバルブ室６７とが連
通し、シャットオフバルブ６１内の圧力が低下するのに
対して、シャットオフバルブ６１の上端面には上部スト
ッパ６２に穿設した空気孔６２ａを介して高圧空気の圧
力が作用し続けるため、シャットオフバルブ６１にかか
る圧力バランスが崩れ、シャットオフバルブ６１は、上
部ストッパ６２に当接する上方位置（図２参照）から、
弁座６３に当接する下方位置（図３参照）に移動し、こ
れにより、エアーモータ４に供給される高圧空気は遮断
され、エアーモータ４は停止するとともに、ピストン６
８、ロッド６４及び封止弁６５は、当初位置に復帰す
る。エアーモータ４が停止した後、レバー２を操作する
ことにより、メインバルブ操作軸８の押し下げを解除す
ると、メインバルブ３が閉鎖されるとともに、給気通路
１１ａ，１１ｂ内の高圧空気がメインバルブ操作軸８に
形成した空気逃がし溝８ａを介して外部に放出され、給
気通路１１ａ，１１ｂ内は大気圧となり、シャットオフ
バルブ６１の上端面に高圧空気の圧力が作用しなくなる
ため、シャットオフバルブ６１にかかる圧力バランスが
崩れ、シャットオフバルブ６１は、弁座６３に当接する
下方位置（図３参照）から、上部ストッパ６２に当接す
る上方位置に移動し、当初の状態となる（図１参照）。

【００１８】また、給気通路１１ａ，１１ｂ内が大気圧
になると、給気通路１１ａと接続管７５を介して連通さ
れている給気量制御機構７の弁室７４ａ内も大気圧とな
り、給気量調節弁７１は、ばね７６の付勢力により下方
位置に移動し、当初の状態となる（図１、図４（ａ）参
照）。

【００１９】本実施例のトルクコントロールレンチの給
気量制御機構７は、給気量制御機構７をアタッチメント
式に本体１に接続するようにしているため、１台のトル
クコントロールレンチを、エアーモータ４の負荷に応じ
てエアーモータ４への給気量の調節をすることができる
トルクコントロールレンチとしても、従来どおり給気量
の調節をしないトルクコントロールレンチとしても使用
することができる。また、既存のトルクコントロールレ
ンチであっても、給気量制御機構７の接続管７５を本体
１内の給気通路１１ａに連接できるようにわずかな加工
を施すことにより、給気量制御機構７を取り付けること
が可能となる。

【００２０】図５は、第２実施例を示す。このトルクコ
ントロールレンチは、第１実施例のものと同様、本体１
内に、レバー２によって操作される高圧空気の供給、停
止を行うためのメインバルブ３と、メインバルブ３より
供給される高圧空気により回転するエアーモータ４と、
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と、エアーモータ４に供給さ
れる高圧空気を遮断するシャットオフ機構６、出力調整
機構１０等を設けた、従来公知の基本構造を以て構成さ
れている。

【００２１】エアーモータ４に対する本体１内の給気通
路１１には、給気量制御機構７を内蔵式に配設する。こ
の給気量制御機構７は、給気量調節弁７１と、下端部に
小孔７２ａを、胴部に複数個の大孔７２ｂを形成した絞
り部材７２と、ニードル弁７３と、給気量調節弁７１の
一方の弁室７４ａと給気量調節弁７１内の給気通路１１
ｃとを連通する給気量調節弁７１に穿設した空気孔７１
ａと、他方の弁室７４ｂに配設した給気量調節弁７１を
付勢するばね７６とから構成され、エアーモータ４の負
荷に応じてエアーモータ４への給気量を調節するもので
ある。

【００２２】次に、このトルクコントロールレンチの動
作について説明する。（なお、この第２実施例のトルク
コントロールレンチの動作は、基本的には、第１実施例
のものと同様であるため、詳細については、第１実施例
の動作を参照。） 図５に示す状態で、レバー２を操作することにより、メ
インバルブ操作軸８を押し下げ、メインバルブ３を開放
して、給気通路１１を介して高圧空気をエアーモータ４
へ供給するようにする。

【００２３】ところで、このとき、給気量制御機構７の
給気量調節弁７１は、ばね７６の付勢力により上方位置
で絞り部材７２の上端面に当接した状態にあるため、高
圧空気の通路は、絞り部材７２の下端部に形成した小孔
７２ａのみとなり、エアーモータ４への給気量は絞り込
まれ、エアーモータ始動時の負荷が小さい間は、エアー
モータ４は、低速で回転する。このエアーモータ４の回
転トルクは、エアーモータ４に接続された油圧式打撃ト
ルク発生装置５において打撃トルクに変換され、主軸９
を回転し、締付作業等を行う。

【００２４】そして、エアーモータ４が低速で回転を続
けることにより、主軸９に負荷がかかり、エアーモータ
４の負荷が大きく、すなわち、エアーモータ４の作動高
圧空気の圧力が設定値まで高くなると、この作動高圧空
気の一部は、給気量調節弁７１内の給気通路１１ｃから
空気孔７１ａを介して弁室７４ａに供給されているた
め、給気量調節弁７１は、ばね７６の付勢力に抗して下
方位置に移動し、高圧空気の通路は、絞り部材７２の下
端部に形成した小孔７２ａ及び胴部に形成した複数個の
大孔７２ｂとなり、エアーモータ４への給気量の絞り込
みが解除されることにより、エアーモータ４への給気量
が自動的に増加し、エアーモータ４は、始動時の低い回
転数から定常時の高い回転数に速やかに移行し、この状
態が維持される。

【００２５】この場合において、エアーモータ４への給
気量の絞り込みを解除するタイミング、すなわち、上記
作動高圧空気の圧力の設定値の調節は、弁室７４ａに連
通して設けたニードル弁７３による排気通路１２への放
出空気量の調節又はばね７６の変更により行うことがで
きる。

【００２６】また、打撃トルクの調整は、出力調整機構
１０により行うことができ、主軸９にかかる負荷の大き
さが設定値まで高くなると、本体内１の給気通路１１ｂ
に配設したシャットオフ機構６によりエアーモータ４に
供給される高圧空気を遮断するようにしている。

【００２７】このシャットオフ機構６により、エアーモ
ータ４に供給される高圧空気が遮断されると、エアーモ
ータ４は停止し、その後、レバー２を操作することによ
り、メインバルブ操作軸８の押し下げを解除すると、メ
インバルブ３が閉鎖されるとともに、給気通路１１ｃ内
の高圧空気がメインバルブ操作軸８に形成した空気逃が
し溝８ａを介して外部に放出され、給気通路１１ｃ内は
大気圧となり、これにより、給気通路１１ｃと空気孔７
１ａを介して連通されている弁室７４ａ内も大気圧とな
り、給気量調節弁７１は、ばね７６の付勢力により上方
位置に移動し、当初の状態となる（図１参照）。

【００２８】本実施例のトルクコントロールレンチの給
気量制御機構７は、給気量制御機構７を内蔵式に本体１
に配設するようにしているため、エアーモータ４の負荷
に応じてエアーモータ４への給気量の調節をすることが
できるトルクコントロールレンチをコンパクトに構成す
ることができる。

【００２９】

【発明の効果】本発明のエアーモータへの給気量制御機
構によれば、エアーモータの負荷が小さい、すなわち、
エアーモータの作動高圧空気の圧力が低いときは、エア
ーモータへの給気量を少なくし、エアーモータの負荷が
大きく、すなわち、エアーモータの作動高圧空気の圧力
が高くなったときは、エアーモータへの給気量を多くす
るように自動的に調節し、エアーモータの回転数を、始
動時の低い回転数から定常時の高い回転数に速やかに移
行させることができ、これにより、生産効率及び締付等
の精度の信頼性を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の給気量制御機構をトルクコントロール
レンチに適用した第１実施例を示す断面図である。

【図２】動作を示す説明図である。

【図３】動作を示す説明図である。

【図４】給気量制御機構の動作を示す説明図である。

【図５】本発明の給気量制御機構をトルクコントロール
レンチに適用した第２実施例を示す断面図である。

【符号の説明】

１ 本体 ２ レバー ３ メインバルブ ４ エアーモータ ５ 油圧式打撃トルク発生装置 ６ シャットオフ機構 ７ 給気量制御機構 ７１ 給気量調節弁 ７２ 絞り部材 ８ メインバルブ操作軸 ９ 主軸 １０ 出力調整機構 １１ 給気通路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エアーモータに対する給気通路に給気量
   調節弁を配設するとともに、該給気量調節弁の弁室にエ
   アーモータの作動高圧空気の一部を供給し、エアーモー
   タの負荷に応じてエアーモータへの給気量を調節するこ
   とを特徴とするエアーモータへの給気量制御機構。
2. 【請求項２】 給気量調節弁が、エアーモータの作動高
   圧空気の圧力が所定値に達するまでは、エアーモータへ
   の給気量を絞り込み、エアーモータの作動高圧空気の圧
   力が所定値に達したとき、前記絞り込みを解除するもの
   であることを特徴とする請求項１記載のエアーモータへ
   の給気量制御機構。