JPS5817738Y2 - ボルト・ナツト締付工具における給気遮断装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はボルト・ナツト締付工具たとえばナツトランナ
ーのエアモータにおける給気遮断装置に関するものであ
る。

一般にボルト・ナツト締付工具の一種であるナラ１〜ラ
ンナーは、エアモータの回転を減速歯車機構を経て発生
する停動回転力（ストールトルク）としてワーク軸に伝
達しうるよう威されているとともにこのナツトランナー
には上記ワーク軸に締付終了時に生じる負荷によって瞬
時にしてエアモータを停止すべく該エアモータへの給気
を遮断する給気遮断装置が既に本考案者により実願昭５
０１０８３４８号（現時点において公告決定の許可済で
ある）として考案され、装設されている。

また現在、ナツトランナー内にはワーク軸に予めボルト
・ナツト締めにおける規定締付力を設定する摩擦力を利
用したトルク制限器がワーク軸とエアモータとを接触す
べくその間に介設され、ワ−ク軸に負荷が生じた際上記
トルク制限器の回転伝達軸と外筒とのその両者間の回転
差によって発生するスベリ作動による検知でエアモータ
のワーク軸への回転伝達を断ち、ボルト・ナツト締めに
おける締付力を規制してその締付精度を高めうるような
されている。

ところでこのような場合においてワーク軸に負荷が生じ
る時点で上記トルク制限器が検知作動すると同時に上記
給気遮断装置を稼動させうるよう構成する必要があり、
そのためトルク制限器と給気遮断装置は第１図に示すよ
うにトルク制限器とエアモータとの間にクラッチ機構を
組込むとともに該クラッチ機構に一端が当接し、かつ他
端が給気遮断装置に臨みうるバルブピンをもって連結さ
れている。

まず同図を用いて、上述したナツトランナーを説明すれ
ば１は内部にエアモータ２を収納したモータケース３を
接続してなるナツトランナ一本体であり、該ナツトラン
ナ一本体１の内部には、上記エアモータ２とワーク軸４
とを接続すべくその両者間にトルク制限器５が介設され
ている。

上記トルク制限器５は、その外筒６と回転伝達軸７とを
摩擦力をもって接続構成してなり、そのうち外筒６が上
記エアモータ２の回転軸に連成された第一の減速歯車機
構８のプラネットフレーム９に連結され、他方回転伝達
軸７の先端は図示省略しているが第二の減速歯車機構を
介してワーク軸４に連結している。

また、上記回転伝達軸７の基端にはクラッチ機構１０の
ロアクラッチ１１を形成するとともに該ロアクラッチ１
１に対向し、かつ上記外筒６にスプライン嵌合１２によ
り摺動可能に内装されたアッパークラッチ１３およびこ
のアッパークラッチ１３に常時上記ロアクラッチ１１と
噛合せしめうるべく付勢する弾機１４とを組込んでいる
。

さらにナツトランナ一本体１のモータケース２後端には
給気遮断装置を接続してエアモータ２への圧縮空気の供
給および遮断をなさしめている。

すなわち上記給気遮断装置のその給気遮断機構１５は上
記モータケース３の後部に装設されたバルブケース１６
およびケースキャップ１７によって内部に給気アダプタ
１８に設けられたエア供給口１９と通ずる空室２０を形
成している。

そして上記空室２０内に排出孔２１と連通ずる弁室２２
およびエア供給口１９と連通ずる通気室２３を隔設すべ
く摺動可能に挿嵌され、かつ常時は上記通気室２３と排
気孔２４とを遮断する第一の弁部２５を有するスロット
ルバルブ２６を内装するとともに該スロットルバルブ２
６の中途には常時は通気室２３を介してエア供給口１９
とエアモータ２に通ずる給気孔２７とが連通状となり、
スロットルバルブ２６の摺動時において通気室２３とエ
ア供給口１９とを閉塞する第二の弁部２８を備えている
。

また上記弁室２２には球弁２９と弾機３０とを組込み、
この弾機３０の付勢力を球弁２９に与えて常時は排出孔
２１と弁室２２とを閉塞せしめているとともにスロット
ルバルブ２６の軸心には通気室２３およびエア供給口１
９とそれぞれ連通すべく各間（Ｌ３１および３２を介し
て排気通路３３が形成されている。

さらに上記クラッチ機構１０のアッパークラッチ１３に
一端が当接し、かつ他端が上記エアモータ２の回転軸軸
心を貫通して上記給気遮断機構１５の球弁２９に臨ませ
たバルブピン３４によってトルク制限器５と給気遮断機
構１５とを連動させうるようになされている。

したがって、エア供給口１９から供給される圧縮空気は
開孔３１，３２および排気通路３３を介して弁室２２内
を充満せしめるとともに通気室２３、給気孔２７を経て
エアモータ２に給気され回動する。

このエアモータ２の回動は第一の減速歯車機構８を介し
てトルク制限器５に伝達され、かつこのトルク制限器５
の回転伝達軸７から第二の減速歯車機構を経て停動回転
力としてワーク軸４に伝達される。

ところで非常時、すなわちボルト・ナツト締付終了時に
ワーク軸４に負荷が発生した際、トルク制限器５の外筒
６と回転伝達軸７との間に、その摩擦力に抗した回転差
によるスベリ作動をもって検知し、かつこの検知でクラ
ッチ機構１０が働き、そのエアクラッチ１１に噛合して
いるアッパークラッチ１３の弾機１４の付勢力に抗した
摺動で噛合状態を解くようになされている。

また上記アッパークラッチ１３の摺動はバルブピン３４
に伝わり、かつこのバルブピン３４によって給気遮断機
構１５の球弁２９を弾機３０の付勢力に抗して競上げる
こととなって弁室２２と排出孔２１とが連通し、その弁
室２２は減圧される。

この弁室２２の減圧と同時にスロットルバルブ２６がバ
ルブピン３４方向に摺動してその第一の弁部２５が排気
孔２４を開口して通気室２３と連通せしめるとともに第
二の弁部２８で通気室２３を閉塞してエア供給口１９か
らの圧縮空気のエアモータ２への給気を遮断し、エアモ
ータ２を停止させうるようになされている。

なおこの時点においてエアモータ２内の残存空気および
給気遮断機構１５内の空気は排出孔２１および排気孔２
４より外部に吐出される。

しかしながらこの場合において、トルク制限器５の回転
差によるスベリ作動の検知をクラッチ機構１０に付与し
て作用させるべくそのアッパークラッチ１３が上記トル
ク制限器５の外筒６にスプライン嵌合１２で接続されて
いるがため、上記アッパークラッチ１３の摺動で上述の
ごとくバルブピン３４を介して稼動する給気遮断機構１
５によるエアモータ２停止の際、クラッチ機構１０のロ
アクラッチ１１に対するアッパークラッチ１３の正常な
噛合状態に復帰しないままでエアモータ２が停止すると
いう事態を誘起していた。

これはトルク制限器５の機能上、その作用する回転差に
よるスベリ作動がスラスト方向の作用でなしにラジアル
方向に作用し、このラジアル方向に作用するスベリ作動
をクラッチ機構１０をもってスラスト方向に変換し、バ
ルブピン３４に伝達せしめうるように構成したことに起
因するものである。

そのため、上記クラッチ機構１０のロアクラッチ１１と
アッパークラッチ１３との正常な噛合状態に復元させる
ためにはナツトランナ一本体１１を分解しなければなら
ずその保守点検に多大の労力と時間を要するとともに次
後におけるボルト・ナツト締め作業に支障をきたしてい
た。

本考案は上述に鑑みなされたものであり、以下その一実
施例を示す第２図以降の添付図面に基づいて詳″細に説
明する。

なお図中において同一符号は同一部分あるいは相当部分
を示す。

すなわち本考案の給気遮断装置は、クラッチ機構１０の
トルク制限器５による作動でそのアッパークラッチ１３
が摺動してその移動量がバルブピン３４を介し給気遮断
機構１５に伝達されても該給気遮断機構１５が瞬時には
働かず、上記クラッチ機構１０のロアクラッチ１１に対
し上記アッパークラッチ１３が正常な噛合状態に復帰し
た時点でのみ給気遮断機構１５が働いて、エアモータ２
への圧縮空気の給気を遮断してエアモータ２を停止させ
うるようになさしめたものである。

まず第２図に基づいて説明すれば、同図に示すものが本
考案の給気遮断装置であり、その給気遮断機構４１は後
述のごとく構成されている。

すなわち上記給気遮断機構４１は、バルブケース１６の
空室２０内へのスロットルバルブ２６の第一の弁部２５
の挿嵌により形成された弁部２２に、その垂直壁面４２
を存して内装孔４３を成形するとともに該内装孔４３の
内壁面に環状排出通路４４を凹設し、かつこの環状排出
通路４４と連通すべく排出（Ｌｉ２が設けられている。

そして上記内装孔４３に、常時は環状排出通路４４を閉
塞するブツシュ４５を摺動可能に精嵌するとともに、該
ブツシュ４５はその基端に上記垂直壁面４２に係止され
る鍔部４６を有し、かつ先端部には弁室２２と通ずる複
数の透孔４７が穿設されている。

また上記内装孔４３内には上記ブツシュ４５にクラッチ
機構１０のアッパークラッチ１３の摺動量を付与すべく
バルブピン３４の他端とブツシュ４５との間にそのブッ
シュ４５先端面に当接して介在となる鍔部４８を有し、
かつ上記ブツシュ４５の透孔４７を閉塞すべく嵌合する
円墳部４９を備えた滑動弁５０を摺動可能に挿嵌せしめ
ているとともに該滑動弁５０と上記スロットルバルブ２
６との間に弾機５１を組込み常時この弾機５１の付勢力
をもって滑動弁５０をバルブピン３４方向に押圧してい
る。

なお図中の５２は上記ブツシュ４５を挾持すべくその外
周でしかも内装孔４３内周面に設けられたＯノングであ
る。

このように本考案の給気遮断装置は構成されており、次
にその作動手順を第３図のイ〜ホに基づいて説明する。

まず同イ図は、ナツトランナーの正常な駆動状態を示し
、この場合エア供給口１９からの圧縮空気は矢印のごと
く給気遮断機構１５内に形成された通気室２３および給
気孔２７を介してエアモータ２に導びかれ、このエアモ
ータ２は回動する。

そしてエアモータ２の回動は第一の減速歯車機構８を経
てそのプラネットフレーム９からトルク制限器５の外筒
６に伝達され、かつ摩擦力をもつて回転伝達軸７に伝達
され、さらにこの回転伝達軸７から第二の減速歯車機構
を経てワーク軸４に停動回転力として伝達される。

なおこの時点でクラッチ機構１０はそのロアクラッチ１
１が回転伝達軸７に形成され、かつアッパークラッチ１
３は外筒６にスプライン嵌合１２となり、しかも弾機１
４の付勢力により上記ロアクラッチ１１に押圧されてい
るがため正常な噛合状態でトルク制限器５とともに回動
し、また弁室２２内にはスロットルバルブ２６に設けら
・れた各開孔３１，３２から排気通路３３を経て圧縮空
気が供給されている。

この状態においてボルト・ナツト締め作業を行なうもの
であり、そのボルト・ナツト締め作業の終了時にワーク
軸４に負荷が生じた際、この負荷によりトルク制限器５
にはその外筒６と回転伝達軸７とに摩擦力に抗した回転
差が発生し、クラッチ機構１０を働かせる。

すなわち上記トルク制限器５に発生する回転差によりク
ラッチ機構１０のアッパークラッチ１３が弾機１４の付
勢力に抗して同口図のごとく摺動し、この移動量をバル
ブピン３４で瞬時にして滑動弁５０に伝達されると同時
に該滑動弁５０は弾機５１の付勢力に抗して競上げられ
るとともにブツシュ４５がその先端に設けられた透孔４
７を環状排出通路４４と連通させつるべく滑動する。

ここにおいて滑動弁５０の円墳部４９によりブツシュ４
５の透孔４７は閉塞されており、そのためエア供給口１
９からの圧縮空気は通気室２３、給気孔２７を介してエ
アモータ２内に同口図の矢印のごとく給気しつづけ、し
たが′つてこのエアモータ２の回動状態が継続してトル
ク制限器５の外筒６に伝達される。

このことからクラッチ機構１０の上記外筒６にスプライ
ン嵌合１２シているアッパークラッチ１３が回動し、同
ハ図に示すごとくロアクラッチ１１に対して正常な噛合
状態に復元する。

上記クラッチ機構１０の正常な噛合状態の復元により滑
動弁５０のみが弾機５１に付勢されてバルブピン３４方
向に押戻されるとともにブツシュ４５はＯリング５２に
挾持により残存してその透孔４７を開口する。

この透孔４７の開口で排出孔２１と環状排気通路４４、
透孔４７を介し弁室２２とが連通して該弁室２２内の圧
縮空気が同ハ図の矢印のごとく外部に吐出され、減圧さ
れる。

したがって同二図に示すようにスロットルバルブ２６が
弾機５１の付勢力に抗しバルブピン３４方向に移動して
その第二の弁部２８でエア供給口１９と通気室２３とを
閉塞すると同時に第一の弁部２５が排気孔２４を開口し
て通気室２３と連通せしめ、かつエアモータ２への圧縮
空気の給気を遮断して停止せしめるとともにブツシュ４
５が内装孔４３に押戻されて弁室２２と排出孔２１とを
閉塞する。

この時点でエアモータ２内の残存空気は同二図の矢印の
ごとく通気室２３を経て排気孔２４から外部に吐出され
て減圧となり、かつこの減圧でスロットルバルブ２６は
同ホ図に示すごとく弾機５１の付勢力によって復元し、
第一の弁部２５で排気孔２４を閉塞するとともに第二の
弁部２８が通気室２３とエア供給口１９とを連通せしめ
、次後の駆動体勢を待機するものである。

また第４図は、上記第３図イ〜ホで説明した本考案給気
遮断装置の作動時における制御トルクの特性曲線図を表
わしたものであり、この第４図からも明らかなごとくワ
ーク軸４に負荷が発生した際、トルク制限器の制御すべ
り開始点Ｏから給気遮断機構４１の作動開始点Ｓすなわ
ちエアモータ２への給気遮断までの間（第３図口から同
ハ図に経過する間）に制御トルクの保持区間（換言すれ
ばすべりタイム）Ｃを形成し、しかもこの時点でクラッ
チ機構１０を正常な噛合状態に復元したのち給気遮断機
構４１を作動させて給気を遮断し、エアモータ２を停止
させるとともに上記給気遮断機構４１が復帰して次後の
駆動体勢に待機されていることがわかる。

以上のごとく本考案の給気遮断装置は従来のごとくワー
ク軸に生じる負荷で作動するトルク制限器によって働く
クラッチ機構のアッパークラッチの移動量がバルブピン
を介して伝達されてもエア供給口からの圧縮空気が遮断
されることなく上記クラッチ機構のアッパークラッチが
ロアクラッチに対し正常な噛合状態に復元するまでエア
モータへの給気を継続して回動せしぬ、かつ上記クラッ
チ機構が正常な噛合状態に復元した時点で給気遮断機構
が作動しつるよう構成したものであり、したがって保守
点検を行なうことなく常に正常なボルト・ナツト締付工
具の駆動体勢が維持でき、次後の工具における作業に支
障をきたすことなく使用できうるという効果を兼ね備え
た考案である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の給気遮断装置を装設したボルト・ナツト
締付工具を示す一部切欠断面図、第２図は本考案の給気
遮断装置の一実施例を示す拡大断面図、第３図のイ〜ホ
は本考案給気遮断装置とトルク制限器およびクラッチ機
構との関係を示す作動手順図、第４図は本考案における
制御トルクの特性曲線図である。 １は締付工具本体（ナツトランナ一本体）、２はエアモ
ータ、３はモータケース、４はワーク軸、５はトルク制
限器、１０はクラッチ機構、１１はロアクラッチ、１３
はアッパークラッチ、２０は空室、２１は排出孔、２２
は弁室、２６はスロットルバルブ、３４はバルブピン、
４１は給気遮断機構、４２は垂直壁面、４３は内装孔、
４４は環状排出通路、４５はブツシュ、４７は透孔、４
８は鍔部、４９は円墳部、５０は滑動弁、５１は弾機。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 締付工具本体１におけるモータケース３内のエアモータ
   ２と先端に備えられたワーク軸４とを連結すべくその間
   にトルク制限器５を介設するとともに該トルク制限器５
   内でしかも上記ワーク軸４に生じた負荷の上記トルク制
   限器５による検知で作用するロアクラッチ１１および゛
   アッパークラッチ１３を備えたクラッチ機構１０を組込
   み、かつこのクラッチ機構１０のアッパークラッチ１３
   の摺動によりバルブピン３４を介して作動する給気遮断
   装置において、空室２０内へのスロットルバルブ２６の
   挿嵌により形成された弁室２２内に垂直壁面４２を存し
   て成形された内装孔４３と、該内装孔４３内壁面に排出
   孔２１と連通すべく凹設された環状排出通路４４と、こ
   の環状排出通路４４を閉塞すべく摺動可能な上記内装孔
   ４３への精嵌となり、かつ先端部に複数の透孔４７を穿
   設したブツシュ４５と、このブッシュ４５先端面に当接
   し、しかもバルブピン３４の他端との間に介在される鍔
   部４８を有し、かつ上記ブッシュ４５先端部に嵌合して
   透孔４７を閉塞する円墳部４９を備えた摺動可能な滑動
   弁５０およびこの滑動弁５０に常時バルブピン３４方向
   に付勢すべく組込まれた弾機５１とを具備して給気遮断
   機構４１はなり、上記クラッチ機構１０の働きによるア
   ッパークラッチ１３の摺動量がバルブピン３４を介して
   滑動弁５０に伝達されても排出孔２１を開口することな
   く弾機５１の付勢力に抗して滑動弁５０とともにブツシ
   ュ４５を競上げると同時にエアモータ２への給気を継続
   してアッパークラッチ１３に回動を与え、かつこのアッ
   パークラッチ１３のロアクラッチ１１への正常な噛合状
   態に復元した時点において弾機５１の付勢力による滑動
   弁５０のみの押戻しで弁室２２と排出孔２１とを透孔４
   ７を介し連通せしめて上記弁室２２内を減圧すると同時
   に上記給気遮断機構４１のスロットルバルブ２６が作用
   してエアモータ２への給気を遮断しうるよう構成したこ
   とを特徴とするボルト・ナツト締付工具における給気遮
   断装置。