JPH11262872A - インパルスレンチの自動停止機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 朝一番の始動時や休憩時間後の作業開始時で
あっても所定の締付トルクに達すると直ちにエアモータ
が停止し、常に一定した締付トルクが得られるインパル
スレンチの自動停止機構を提供する。 【解決手段】 エアモータ４の回転を油圧パルスに変換
してメインシャフト７を回転させてボルト・ナット等の
締付けを行い、ボルト・ナット等の締付トルクが設定値
に達したときにコントロールバルブ機構９を閉じて給気
路を遮断し、エアモータ４を停止させるようにしたイン
パルスレンチの自動停止機構であって、油圧パルス発生
機構部６の高圧室と低圧室の間にバイパス通路26を設け
ると共に、バイパス通路26と導通路31により連通したオ
イル室32を設け、さらにオイル室32にオイル室32内の圧
力に応じて膨らむダイアフラム35を設け、ダイアフラム
35が所定の大きさに膨らむとコントロールバルブ機構９
を作動させてエアモータ４の給気路を遮断するようにし
たインパルスレンチの自動停止機構とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ボルト・ナット等の
締付トルクが設定値に達したときに、自動的にエアモー
タを停止させるようにしたインパルスレンチの自動停止
機構に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ボルト・ナット等の締付けには、近年、
低騒音・低振動で、かつ発生トルクを予め設定しておく
と設定値以上にならず、締付トルクが安定するインパル
スレンチがインパクトレンチに代わり使用されている。

【０００３】インパルスレンチは、油圧パルス発生機構
部で生じた油圧パルス（衝撃パルス）を締付トルクに変
換してボルト・ナット等の締付けを行うものであり、従
来から使用されてきたハンマーの打撃による衝撃を締付
トルクに変換してボルト・ナット等の締付けを行うイン
パクトレンチに比べて手に受ける衝撃が小さいため、作
業者にとっては締め付けたという手応えがなく、締付完
了時の判断を困難にしていた。

【０００４】そのため、締付トルクが既に設定値に達し
ているにもかかわらず、さらに締付けを行うことが多
く、作業時間の無駄が生ずるという問題点があった。

【０００５】そこで、図７に示すように、油圧パルス発
生機構部40の高圧室と低圧室の間にバイパス通路41を設
けると共に、バイパス通路41と導通路42により連通した
シリンダ43を設け、ボルト・ナット等の締付トルクが設
定値に達すると、シリンダ43内のピストン44が後方に移
動してコントロールシャフト45を押してエアモータ46の
給気路に設けたバルブ47を閉じ、エアモータ46を停止さ
せる機構が発明された。（例えば、実開昭５７−３５７
３号参照） しかし、前記従来のピストン44を使用した機構は、シリ
ンダ43とピストン44との間に油漏れ防止のためにＯリン
グ等のシール材48を使用しているため、朝一番の始動時
や休憩時間後の作業開始時にシール材48とシリンダ43と
の滑りが悪くなって、エアモータ46が停止するまでの時
間が長くなり、締付トルクが高くなるという問題点があ
った。さらに、前記ピストン44を使用した機構は、シー
ル材48とシリンダ43との間からオイルが漏れやすいとい
う問題点もあった。

【０００６】またさらに、レンチの小型化の要求があ
り、ピストン44のストロークを大きくとることができな
いので、少しピストン44が動くだけでエアモータ46が停
止するようになっており、締付トルクの調整がしにくい
という問題点があった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】そこで、この発明は、
前記の問題点を解消し、朝一番の始動時や休憩時間後の
作業開始時であっても所定の締付トルクに達すると直ち
にエアモータが停止し、常に一定した締付トルクが得ら
れるインパルスレンチの自動停止機構を提供することを
目的としている。

【０００８】またさらに、油圧パルス発生機構部内のオ
イルが漏れず、保守点検の作業を削減できるようにする
だけでなく、締付トルクの調整をしやすくすることを目
的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】そのため、この発明で
は、エアモータ４の回転を油圧パルス発生機構部６で油
圧パルスに変換し、発生した油圧パルスでレンチのメイ
ンシャフト７を回転させてボルト・ナット等の締付けを
行い、ボルト・ナット等の締付トルクが設定値に達した
ときにエアモータ４の給気路に設けたコントロールバル
ブ機構９を閉じて給気路を遮断し、エアモータ４を停止
させるようにしたインパルスレンチの自動停止機構であ
って、油圧パルス発生機構部６の高圧室と低圧室の間に
バイパス通路26を設けると共に、バイパス通路26と導通
路31により連通したオイル室32を設け、さらにオイル室
32にオイル室32内の圧力に応じて膨らむダイアフラム35
を設け、ダイアフラム35が所定の大きさに膨らむとコン
トロールバルブ機構９を作動させてエアモータ４の給気
路を遮断するようにしたインパルスレンチの自動停止機
構とした。

【００１０】この発明では、ダイアフラム35が膨らむと
コントロールバルブ機構９を閉じるようにしたので、従
来のピストンを使用した機構のように、朝一番の始動時
や休憩時間後の作業開始時におこる摺動部分の抵抗変化
がない。また、オイル室32は、ダイアフラム35により密
閉されているので、オイル漏れすることがない。またさ
らに、ダイアフラム35は、ピストンに比べ前後方向の距
離が短いため、ピストンを使用した従来の構造に比べて
圧力変化に対する前後方向の変化量を大きくすることが
できる。

【００１１】前記導通路31の入口に小孔30を設けると共
に、スプリング33により付勢されたボール34で導通路31
内から小孔30を塞ぐようにすることが好ましい。このよ
うにすれば、バイパス通路26内の圧力が所定の圧力以下
では導通路31内にオイルが流れにくいようになる。

【００１２】さらに、前記コントロールバルブ機構９
が、前部にバルブシート14を設けたバルブ本体12と、バ
ルブ本体12に摺動自在に取り付けられた弁体13と、バル
ブ本体12内に後端部が摺動自在に嵌入され、さらに後端
部に凹溝15が形成されたコントロールシャフト16と、バ
ルブ本体12に形成された孔17に嵌入されたボール18とを
有しており、ダイアフラム35の膨らみの変化によるコン
トロールシャフト16の前後への移動によりボール18がバ
ルブ本体12より出没し、さらにボール18がバルブ本体12
より突出しているときに弁体13を開状態に保持している
ようにすることが好ましい。このようにすれば、ダイア
フラム35の膨らみの変化が直接的にコントロールシャフ
ト16に伝わり、所定の締付トルクになると直ぐにコント
ロールバルブ機構９が閉じるようになる。

【００１３】前記ダイアフラム35とコントロールシャフ
ト16との間には、コントロールシャフト16の軸方向の動
きは伝えるが回転力は伝えない押子機構を設けることが
好ましい。このようにすれば、ダイアフラム35がコント
ロールシャフト16により激しく擦られることがないの
で、ダイアフラム35が破れにくくなる。

【００１４】前記押子機構が複数のボール136,137 から
なるものとすることができる。このようにすれば、押子
機構の構成が簡単なものになる。

【００１５】またさらに、ダイアフラム35の押子機構と
の接触面に基布35a を設けることが好ましい。このよう
にすれば、ダイアフラム35が丈夫で破れにくくなる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、この発明のインパルスレン
チの自動停止機構について図１〜図４の図面に基づいて
説明する。

【００１７】図１は、この発明の自動停止機構を備えた
インパルスレンチの断面図であり、図２は、図１の要部
拡大説明図である。

【００１８】このインパルスレンチは、ハンドル部１内
の通気路２にあるスロットルノブ3aを引いてスロットル
バルブ３を開くと、エアが流れてエアモータ４が回転
し、さらにエアモータ４のロータ５が油圧パルス発生機
構部６を回転させるようになっている。さらに、油圧パ
ルス発生機構部６が回転すると油圧パルスが発生し、発
生した油圧パルスでレンチのメインシャフト７を回転さ
せてボルト・ナット等の締付けを行うようになってい
る。

【００１９】エアモータ４の後部にはモータケースカバ
ー８が取り付けられており、その中には、エアモータ４
の給気路を開閉するコントロールバルブ機構９が設けら
れている。

【００２０】コントロールバルブ機構９は、空気孔を形
成したフランジ部10を前部に設けると共にフランジ部10
の後側面にバルブシート14を取り付け、さらに、中央部
に円筒部11を設けたバルブ本体12と、バルブ本体12の円
筒部11に摺動自在に外嵌され、前部の径が少し大きくな
った大径部13a を設けた弁体13と、バルブ本体12の円筒
部11の内側に後端部が内嵌され、さらに後端部に凹溝15
が周方向に形成されたコントロールシャフト16と、バル
ブ本体12の円筒部11に形成された孔17に嵌入されたボー
ル18とを有しており、コントロールシャフト16の前後へ
の移動によりボール18が凹溝15に嵌脱して円筒部11の孔
17より出没し、さらにボール18が円筒部11の孔17より突
出しているときには、ボール18が弁体13の大径部13a に
嵌まり、弁体13を後端側の位置（図示右側の位置）に保
持するようになっている。

【００２１】符号19は、弁体13が前側に移動してコント
ロールバルブ機構９が閉状態になったときにバルブシー
ト14と弁体13との間の隙間を埋めてエアを遮断するため
のＯリングである。

【００２２】符号20は、コントロールシャフト16を図示
左側へ付勢するスプリングであり、このスプリング20の
強さにより締付トルクが調整されるようになっている。
さらに、このスプリング20の強さは、調整ネジ21で調整
できるようになっている。

【００２３】符号22は弁体13を閉じる方向（図示左側）
に付勢するスプリングであり、符号23は弁体13を開く方
向（図示右側）に付勢する弁体復帰用のスプリングであ
り、通常弁体13は、開状態を保っている。

【００２４】エアモータ４のロータ５の先部と油圧パル
ス発生機構部６の後部とはスプライン結合されており、
エアモータ４が回転すると油圧パルス発生機構部６も一
緒に回転するようになっている。

【００２５】油圧パルス発生機構部６は、ライナ24のシ
ール部とメインシャフト７のシール部が合致してライナ
24の内部が高圧室と低圧室に分割されると油圧パルスが
発生するようになったものである。そして、発生した油
圧パルスがブレード25に作用してメインシャフト７が回
転するようになっている。

【００２６】ライナ24には、高圧室と低圧室を連通する
バイパス通路26が設けられており、その中にはリリーフ
弁27が設けられている。リリーフ弁27は、調整ネジ27a
により前後に動かされ、バイパス通路26の流量を調節す
ることにより油圧パルス発生機構部６で発生する油圧パ
ルスの強さを調節できるようになっている。

【００２７】符号28は、高圧室からバイパス通路26に至
る通路であり、符号29はバイパス通路26から低圧室に至
る通路である。

【００２８】また、バイパス通路26は、導通路31により
オイル室32につながっており、さらに導通路31の入口に
は小孔30が形成され、さらに、前記小孔30は、スプリン
グ33により小孔30に押し付けられたボール34により塞が
れている。

【００２９】従って、バイパス通路26から導通路31へ
は、バイパス通路26内の圧力が所定の圧力以上にならな
いとオイルが流れにくいようになっている。

【００３０】オイル室32は、油圧パルス発生機構部６の
後部中央に設けられており、オイル室32の後方は、ＮＢ
Ｒ（耐油性特殊ゴム）からなるダイアフラム35により密
閉されている。前記ダイアフラム35は、中央部が凹み、
その周囲が盛り上がった形状になっており（図３参
照）、オイル室32の圧力に応じて風船のように膨らむよ
うになっている。さらに、ダイアフラム35の後方側の面
には、ポリエステルからなる基布35a が設けられてお
り、高圧に耐えられるだけでなく、摩擦にも耐えられる
ようになっている。またさらに、ダイアフラム35の前方
は、オイル室32に形成された支持壁32a で支えられるよ
うになっており、支持壁32a にはダイアフラム35との間
にオイルが流れるように孔32b が形成されている。

【００３１】ダイアフラム35の後方側の面は、長方形に
形成された廻り止め36a の付いたピン36と接しており、
さらにピン36はロータ５の軸内に嵌入されたボール37と
接している。またさらに、ボール37は、ロータ５の軸内
に嵌入されたコントロールシャフト16の前端と接するよ
うになっている。

【００３２】さらに、ピン36は、ダイアフラム押さえ38
の中央に形成された四角孔38a に嵌入されており、ダイ
アフラム押さえ38に対し摺動自在であるが廻り止め36a
により回動不能になっている。

【００３３】そのため、エアモータ４が回転することに
よりロータ５と一緒にコントロールシャフト16が回転し
ても、ピン36は回転しないようになっている。

【００３４】即ち、この実施例では、ピン36とボール37
が、コントロールシャフト16の軸方向の動きは伝えるが
回転力は伝えない押子機構となっている。

【００３５】以上が主な構成部品の説明であり、次にこ
の発明を構成する各部品の動きについて説明する。

【００３６】ハンドル部１のホースジョイント（図示せ
ず）から通気路２に入ったエアは、スロットルノブ3aを
引いてスロットルバルブ３を開くと、モーターケースカ
バー８の通路8aからコントロールバルブ機構９を通り、
エアモータ４を回転させる。

【００３７】油圧パルス発生機構部６は、エアモータ４
のロータ５とスプライン結合されているので、エアモー
タ４と一緒に回転する。

【００３８】ボルト・ナットの締付けを行い、油圧パル
ス発生機構部６のライナ24内部のシール部とメインシャ
フト７のシール部が合致すると、ライナ24内で高圧室と
低圧室ができ、油圧パルスが発生する。

【００３９】この発生した油圧パルスは、メインシャフ
ト７に取り付けられたブレード25，25に作用してメイン
シャフト７を回転させ、ボルト・ナットの締付けが行わ
れる。

【００４０】油圧パルスが発生すると、バイパス通路26
内の圧力が高くなり、所定の圧力以上になると、オイル
がボール34を押して小孔30を開き、小孔30から導通路31
に入る。そしてオイルがオイル室32に流入し、ダイアフ
ラム35を風船のように膨らませる。

【００４１】ダイアフラム35が膨らむと、ダイアフラム
35がピン36を後方へ押し、さらにピン36がボール37を後
方へ押す。すると、ボール37がコントロールシャフト16
を押し、コントロールシャフト16がスプリング20に抗し
て後方へ押される。

【００４２】コントロールシャフト16が押されて後方へ
移動すると、コントロールバルブ機構９の弁体13を開状
態に保持しているボール18がコントロールシャフト16の
凹溝15内に落ち、ボール18がバルブ本体12の円筒部11の
孔17に没入し、弁体13のロックが解除される。そして、
弁体13はスプリング22とモーターケースカバー８の通路
8aを流れるエアに押されて図４に示すように前方に移動
する。

【００４３】すると、弁体13に取り付けられたＯリング
19がバルブシート14と接してコントロールバルブ機構９
にエアが流れなくなり、エアモータ４が停止する。

【００４４】次に、スロットルノブ3aから指を離し、ス
ロットルバルブ３が閉じられると、モーターケースカバ
ー８の通路8a内に残っている残留エアは、スロットルバ
ルブ３に形成した小孔（図示せず）からハンドル部１の
排気路39に至り、外部に排出される。

【００４５】モーターケースカバー８の通路8aに残って
いる残留エアが外部に排出されてエアの圧力が低くなる
と、弁体13は復帰用のスプリング23により元の位置に戻
される。さらに、コントロールシャフト16がスプリング
20により押されて元の位置に戻る。

【００４６】このとき、ボール18が凹溝15より再び突出
してバルブ本体12の円筒部11の孔17から突出する。そし
て、ボール18が、弁体13の大径部13a に嵌まり、弁体13
を開状態に保持する。

【００４７】同時に、ピン36とボール37がコントロール
シャフト16により押され、さらにダイアフラム35がピン
36により押され、オイル室32のオイルが逆流して小孔30
からバイパス通路26内に戻り、ダイアフラム35が元の位
置に戻る。

【００４８】このように、ボルト・ナットの締付けが完
了すれば、インパルスレンチは自動停止機構により自動
的に停止し、スロットルノブ3aから指を離せば全てが最
初の状態に戻る。

【００４９】以上が実施例の説明であり、コントロール
シャフト16とダイアフラム35との間に設けた押子機構を
ピン36とボール37からなるものとした例を示したが、コ
ントロールシャフト16の軸方向の動きは伝えるが回転力
は伝えない押子機構であれば、他の構造のものに変更す
ることができる。

【００５０】押子機構を他の構造のものに変更したのが
図５及び図６に示す実施例であり、押子機構を二つのボ
ール136,137 からなるものとしている。

【００５１】即ち、この実施例では、図５に示すよう
に、ダイアフラム35の後方側の面は、ボール136,137 か
らなる押子機構と接しており、さらに後方側のボール13
7 の後端はロータ５を貫通して配されたコントロールシ
ャフト16の前端と接するようになっている。すなわち、
コントロールシャフト16の前端とボール137 が点接触に
なっているだけでなく、二つのボール136,137 どうしも
点接触なっているため、エアモータ４が回転することに
よりロータ５と一緒にコントロールシャフト16が回転し
ても、前側のボール136 は回転せず、ダイアフラム35は
ボール136 と接しているが擦れないようになっている。

【００５２】尚、符号138 は、ダイアフラム35を固定す
るダイアフラム押さえであり、後方側のボール137 は、
ダイアフラム押さえ138 の中央に形成された丸孔138aを
通過可能となっている。

【００５３】他の構成及び作用は前記の実施例と同一で
あるので、説明を省略する。尚、この実施例では、押子
機構を二つのボール136,137 からなるものとしたが、ボ
ールの数は複数であれば任意に変更することができ、ボ
ールの数が増える程コントロールシャフト16の回転をダ
イアフラム35に伝えなくなる。

【００５４】

【発明の効果】以上のように、この発明では、ダイアフ
ラム35を使用し、ダイアフラム35の動きによりコントロ
ールバルブ機構９を作動させてエアモータ４を停止させ
るようにしているので、従来のピストンを使用した構造
のように、朝一番の始動時や休憩時間後の作業開始時に
締付トルクが高くなることがない。そのため、常に一定
した締付トルクが得られる。

【００５５】またさらに、オイル室32はダイアフラム35
により密閉されているので、オイルが漏れることがな
く、インパルスレンチの保守点検の作業を削減できると
いう効果も生ずる。

【００５６】さらに、従来のピストンを使用した構造に
比べ、圧力変化に対する前後方向の変化量を大きくする
ことができるので、締付トルクの調整がしやすくなると
いう効果も生ずる。

【００５７】請求項２に記載のように、前記導通路31の
入口に小孔30を設けると共に、スプリング33により付勢
されたボール34で導通路31内から小孔30を塞ぐように
し、バイパス通路26内の圧力が所定の圧力以下では導通
路31内にオイルが流れにくいようにすれば、所定の圧力
以下ではダイアフラム35が膨らまないので、誤作動が少
なくなる。

【００５８】さらに、請求項３に記載のように、前記コ
ントロールバルブ機構９を、前部にバルブシート14を設
けたバルブ本体12と、バルブ本体12に摺動自在に取り付
けられた弁体13と、バルブ本体12内に後端部が摺動自在
に嵌入され、さらに後端部に凹溝15が形成されたコント
ロールシャフト16と、バルブ本体12に形成された孔17に
嵌入されたボール18とを有しており、ダイアフラム35の
膨らみの変化によるコントロールシャフト16の前後への
移動によりボール18がバルブ本体12より出没し、さらに
ボール18がバルブ本体12より突出しているときに弁体13
を開状態に保持するようにしたものとすれば、ダイアフ
ラム35の膨らみの変化が直接コントロールシャフト16に
伝わり、所定の締付トルクになると直ぐにコントロール
バルブ機構９が閉じるので、締付トルクのバラツキが少
なくなる。

【００５９】請求項４に記載のように、前記ダイアフラ
ム35とコントロールシャフト16との間に、軸方向の動き
は伝えるが回転力は伝えない押子機構を設ければ、ダイ
アフラム35が擦れないので、ダイアフラム35が破れにく
くなり、壊れにくいものとなる。

【００６０】請求項５に記載のように、前記押子機構を
複数のボール136,137 からなるものとするれば、押子機
構の構成が簡単になるので、安価なものになる。

【００６１】また、請求項６に記載のように、ダイアフ
ラム35の押子機構との接触面に基布35a を設ければ、ダ
イアフラム35がさらに破れにくく丈夫なものになり、さ
らに壊れにくいものになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の自動停止機構を備えたインパルスレ
ンチの断面図である。

【図２】図１の要部拡大説明図である。

【図３】この発明の自動停止機構の、ダイアフラムと押
子機構との関係を示す拡大分解斜視図である。

【図４】ダイアフラムが膨らんだときの状態を示す要部
拡大説明図である。

【図５】この発明の自動停止機構であって、他の押子機
構を使用した場合の実施例を示す拡大分解斜視図であ
る。

【図６】図５に示す押子機構の拡大分解斜視図である。

【図７】従来の自動停止機構を備えたインパルスレンチ
の断面図である。

【符号の説明】

１ ハンドル部 ３ スロットルバルブ ４ エアモータ ６ 油圧パルス発生機構部 ７ メインシャフト ８ モーターケースカバー ９ コントロールバルブ機構 10 フランジ部 12 バルブ本体 13 弁体 14 バルブシート 15 凹溝 16 コントロールシャフト 17 孔 18 ボール 26 バイパス通路 30 小孔 31 導通路 32 オイル室 33 スプリング 34 ボール 35 ダイアフラム 35a 基布 36 ピン 36a 廻り止め 37 ボール 38 ダイアフラム押さえ 38a 四角孔 136 ボール 137 ボール 138 ダイアフラム押さえ 138a 丸孔

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エアモータ（４）の回転を油圧パルス発
   生機構部（６）で油圧パルスに変換し、発生した油圧パ
   ルスでレンチのメインシャフト（７）を回転させてボル
   ト・ナット等の締付けを行い、ボルト・ナット等の締付
   トルクが設定値に達したときにエアモータ（４）の給気
   路に設けたコントロールバルブ機構（９）を閉じて給気
   路を遮断し、エアモータ（４）を停止させるようにした
   インパルスレンチの自動停止機構であって、油圧パルス
   発生機構部（６）の高圧室と低圧室の間にバイパス通路
   （26）を設けると共に、バイパス通路（26）と導通路
   （31）により連通したオイル室（32）を設け、さらにオ
   イル室（32）にオイル室（32）内の圧力に応じて膨らむ
   ダイアフラム（35）を設け、ダイアフラム（35）が所定
   の大きさに膨らむとコントロールバルブ機構（９）を作
   動させてエアモータ（４）の給気路を遮断するようにし
   たことを特徴とするインパルスレンチの自動停止機構。
2. 【請求項２】 導通路（31）の入口に小孔（30）を設け
   ると共に、スプリング（33）により付勢されたボール
   （34）で導通路（31）内から小孔（30）を塞ぐようにし
   たことを特徴とする請求項１記載のインパルスレンチの
   自動停止機構。
3. 【請求項３】 コントロールバルブ機構（９）が、前部
   にバルブシート（14）を設けたバルブ本体（12）と、バ
   ルブ本体（12）に摺動自在に取り付けられた弁体（13）
   と、バルブ本体（12）内に後端部が摺動自在に嵌入さ
   れ、さらに後端部に凹溝（15）が形成されたコントロー
   ルシャフト（16）と、バルブ本体（12）に形成された孔
   （17）に嵌入されたボール（18）とを有しており、ダイ
   アフラム（35）の膨らみの変化によるコントロールシャ
   フト（16）の前後への移動によりボール（18）がバルブ
   本体（12）より出没し、さらにボール（18）がバルブ本
   体（12）より突出しているときに弁体（13）を開状態に
   保持していることを特徴とする請求項１又は２に記載の
   インパルスレンチの自動停止機構。
4. 【請求項４】 ダイアフラム（35）とコントロールシャ
   フト（16）との間に、コントロールシャフト（16）の軸
   方向の動きは伝えるが回転力は伝えない押子機構を設け
   たことを特徴とする請求項３に記載のインパルスレンチ
   の自動停止機構。
5. 【請求項５】 前記押子機構が複数のボール（136,137
   ）からなるものであることを特徴とする請求項４記載
   のインパルスレンチの自動停止機構。
6. 【請求項６】 ダイアフラム（35）の押子機構との接触
   面に基布（35a ）を設けたことを特徴とする請求項４又
   は５に記載のインパルスレンチの自動停止機構。