JPS593811Y2 - 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ツトラン
ナーは第１図に示すようにその本体１内に、ワーク軸２
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３が上記ワーク軸２と
モータケース４内に組込まれたエアモータ５とを接続す
べくその間に介設され、ワーク軸２に負荷が生じた際、
上記トルク制限器３の回転伝達軸６と外筒７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５のワーク軸２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
高めうるようになされている。

またエアモータ５側に位置するトルク制限器３内には、
その回転伝達軸６に形成されたロアクラッチ８と該ロア
クラッチ８に噛合し、かつ外筒７とスプライン嵌合９を
もって軸心方向に摺動可能に接続され、しかも弾機１０
の付勢力により常時噛合状態が保持されたアッパークラ
ッチ１１とからなるクラッチ機構１２を組込むとともに
、このクラッチ機構１２のアッパークラッチ１１に一端
が当接しかつ他端が上記エアモータ５の軸心を貫通して
後述する給気遮断装置に臨みうるバルブピン１３を配設
し、上記トルク制限器３によるワーク軸２に発生する負
荷の検知と同時に弾機１０の付勢力に抗したクラッチ機
構１２のアッパークラッチ１１の摺動でバルブピン１３
を介して給気遮断装置を稼動させ、エアモータ５を停止
させうるべく給気の遮断を行なわせている。

ところで第１図に示す給気遮断装置は既に本出願人が実
願昭５４−２４４１０号として考案したものであり、こ
の場合、その給気遮断機構１４は、バルブケース１５の
内部に有する空室１６に摺動可能にスロットバルブ１７
を挿嵌して給気アダプタ１８のエア供給口１９とモータ
ケース４の供給孔２０に連なる給気孔２１とを常時は連
通せしめる通気室２２および排出孔２３と連通せしめる
弁室２４を隔離形成するとともに、上記弁室２４内には
、常時は弾機２５の付勢力をもってバルブピン１３側に
押圧された滑動弁２６と、この滑動弁２６に外装されて
、その部位で閉塞状態にある透孔２７を有しかつ上記排
出孔２３を閉塞するブツシュ２８とを組込んで構成され
てなるものである。

したがって常時は矢印ａのごとく給気アダプタ１８のエ
ア供給口１９から流入する圧縮空気は、通気室２２、給
気室２１．供給孔２０を経てエアモータ５内に導ひ゛か
れ、回動せしめるとともに、このエアモータ５の回動は
、図示省略したが減速歯車機構およびトルク制限器３を
介し停動回転力としてワーク軸２に伝達され、ボルト・
ナツト締め作業が行なわれるものであるが、ここにおい
てボルト・ナツト締め作業終了時にワーク軸２に負荷が
生じた際、トルク制限器３が働いてそれを検知すると同
時にクラッチ機構１２が作動し、そのアッパークラッチ
１１０弾機１０付勢力に抗した摺動に伴なう移動量がバ
ルブピン１３を介して給気遮断機構１４の滑動弁２６に
伝達される。

ここで滑動弁２６は弾機２５の付勢力に抗して競上げら
れるとともにこれに追従してブツシュ２８がその透孔２
７を排出孔２３に連通させうるべく滑動し、かつ上記ク
ラッチ機構１２のロアクラッチ８とアッパークラッチ１
１とによる正常な噛合状態に復元した時点で、滑動弁２
６が弾機２５の付勢力によりバルブピン１３側に滑動し
てブツシュ２８の透孔２７を開口せしめ、ここで弁室２
４内はその圧縮空気が透孔２７を経て排出孔２３より吐
出されて減圧されると同時にこの弁室２４内の減圧に伴
なうスロットバルブ１７の弾機２５の付勢力に抗したバ
ルブピン１３側への移動によりエア供給口１９と通気室
２２とを閉塞せしめてエアモータ５への給気を遮断し、
停止させうるようなされている。

このように上述した給気遮断機構１４はトルク制限器３
がワーク軸２での負荷発生を検知すると同時にクラッチ
機構１２を作動させかつこのクラッチ機構１２が正常な
噛合状態に復元した時点でのみ稼動して所期目的を達成
すべくエアモータ５を停止させうるよう構成してなるも
のであるが、この場合弁室２４内の減圧に基づくスロッ
トルバルブ１７の移動をもってエア供給口１９からの圧
縮空気を遮断せしめてなるため、そのスロットバルブ１
７の動作に緩慢さを招いて応答性を悪化させるという問
題が生じていた。

本考案は上述に鑑みてなされたもので、応答性が良くし
かも容易に作動して所期目的が達威しえる給気遮断装置
を提供せんとするにあり、以下その実施例を示す第２図
以降の添付図面に基づき詳細に説明する。

まず第２図において、３１はその給気遮断機構であり、
該給気遮断機構３１は上記モータケース４の後部に装設
されたバルブケース３２およびケースキャップ３３とに
よって内部に上記バルブケース３２外周に嵌着された給
気アダプタ１８のエア供給口１９と送入孔３４を介して
連通となりかつ上記バルブピン１３の他端が臨みうる空
室３５を形成している。

また上記バルブケース３２には、空室３５とモータケー
ス４の供給孔２０とを連ねる給気孔３６を有するととも
に、後述する弁室内を大気圧に保持するための貫通孔３
７およびエアモータ４内の残存空気吐出用の排気孔３８
をそれぞれ開設せしめている。

そして上記空室３５内に各々送入孔３４、給気孔３６お
よび排気孔３８に通ずる各弁孔３９，４０．４１を開孔
せしめたバルブスリーブ４２を精嵌するとともにこのバ
ルブスリーブ４２内に常時は上記弁孔３９．４０と弁孔
４１とを遮へいしかつバルブピン１３側に弁孔４１を介
して排気孔３８と通ずる弁室４３を形成すべく中空状の
シャットバルブ４４が摺動可能に挿嵌され、さらにこの
シャットバルブ４４の外周には各弁孔３９．４０を介し
て送入孔３４と送気（Ｌ３６とを連通せしめる環状の通
気室４５を凹設しているとともにその部位の所要位置に
通気室４５と内部とを連ねるべく複数の透孔４６を開設
せしめている。

サラに上記シャットバルブ４４にはその複数の透孔４６
を常時は閉塞状態に保持すべく摺動可能に中空状のマス
ターバルブ４７が内装されている。

すなわちこのマスターバルブ４７は上記シャットバルブ
４４の前端面４８が当接すべく掛止壁４９を形成した基
端部５０を上記前端面４８に対し所要間隔をもって弁室
４３内に臨みうるようその中間部５１をシャットバルブ
４４に内嵌挿せしめ、かつ上端部５２は上記ケースキャ
ップ３３に成形された凹所５３に摺動許容寸法を存して
嵌合されている。

またマスターバルブ４７の中間部５１で上記シャットバ
ルブ４４の透孔４６に対してバルブピン１３寄りの所要
位置には、常時はシャットバルブ４４への嵌合により閉
塞となりかつマスターバルブ４７のケースキャップ３３
方向への移動時において透孔４６と連通する連通孔５４
が開設され、他方上端部５２には後述のごとき上記シャ
ットバルブ４４の後端面５５に形成される加圧室とマス
タ−バルブ４７内部とを連ねる複数の透孔５６およびこ
の透孔５６よりケースキャップ３３側の位置に所要間隔
を存して後述する係止部材がマスターバルブ４７の摺動
に応じて係合するための二条の係合環状溝５７および５
８を設けている。

５９はリリーフバルブであり、該リリーフバルブ５９は
上記マスターバルブ４７にクラッチ機構１２のアッパー
クラッチ１１の移動量を付与すべく上記弁室４３内でし
かもバルブピン１３の他端とマスターバルブ４７の基端
部５０との間にその基端部５０面に当接して介在される
ばね座６０とともに形成された鍔部６１を有し、かつこ
の鍔部６１に連ねて設けられた円墳部６２のマスターバ
ルブ４７内への挿嵌でその連通孔５４を常時は閉塞状態
に保持せしめているとともに上記ばね座６０とシャット
バルブ４４との間に弾機６３を組込み、常時この弾機６
３の付勢力をもってリリーフバルブ５９をバルブピン１
３方向に押圧している。

６４は、シャットバルブ躬の後端面５５とケースキャッ
プ３３との間に介在されたスペーサであり、このスペー
サ６４により上記シャットバルブ劇の後端面５５側に上
記マスターバルブ４７の上端部５２に設けられた透孔５
６を介してその内部と連通ずる加圧室６５を形成すると
ともにこのスペーサ６４とケースキャップ３３との間に
は第３図に示すようにスペーサ６４背面に成形された凹
溝６６内にたとえば同図のごとき彎曲成形して弾性付与
せしめた係止部材６７を組込み、通常においてこの係止
部材６７の一方の係合環状溝５７への係止挟着によりそ
のマスターバルブ４７を支持せしめている。

なお図中の６８は、ケースキャップ３３の凹所５３に連
ねて開設された細孔であり、該細孔６８により凹所５３
内でのバキューム現象および加圧室６５内の高圧化を防
止するようになされている。

以上のごとく本考案のボルト・ナツト締付工具における
給気遮断装置は構成されており、次にその作動手順を第
４図に基づき詳細に説明する。

まず同図イはボルト・ナツト締付工具たとえばナツトラ
ンナ一本体１の正常な駆動状態における給気遮断機構３
１の状況を示すもので、この場合、給気アダプタ１８の
エア供給口１９からの圧縮空気は矢印のごとく送入孔３
４→弁孔３９→通気室４５→弁孔４０→給気孔３６→供
給孔２０を経てエアモータ５に導かれ、このエアモータ
５は回動する。

そしてエアモータ５の回動は、ナツトランナ一本体１内
に組込まれた減速歯車機構およびトルク制限器３を介し
てワーク軸２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１２はそのロアクラッチ８
が回転伝達軸６に形成され、がつアッパークラッチ１１
は外筒７にスプライン嵌合９となり、しかも弾機１０の
付勢力をもって上記ロアクラッチ８に押圧されているが
ため正常な噛合状態で訃ルク制限器３とともに回動して
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２に負荷が生じた際、この負荷によりトルク制限器３
にはその回転伝達軸６と外筒７とに摩擦力に抗した回転
差が発生し、クラッチ機構１２を働かせることになる。

すなわち、上記トルク制限器３に発生する回転差により
クラッチ機構１２のアッパークラッチ１１が弾機１０の
付勢力に抗して同口図のごとく摺動し、かつこれに伴な
いその移動量がバルブピン１３を介し瞬時にして給気遮
断機構３１を作動させうるべく伝達される。

ここで給気遮断機構３１はそのリリーフバルブ５９が同
口図に示すように上記バルブピン１３から伝受した移動
量により弾機６３の付勢力に抗して弁室４３内で競上げ
られると同時にそれに追従してマスターバルブ４７もシ
ャットバルブ５５内を滑動する。

この時点でマスターバルブ４７はその連通孔５４が上記
リリーフバルブ５９の円墳部６２によるその内面開口部
の閉塞状態でシャットバルブ５５の透孔４６を介して通
気室４５に連通ずるとともに、至端部５２において、そ
の一方の係合環状溝５７に係止挟着する係止部材６７は
、それ自身が有する付勢力に抗した至端部５２の凹所５
３内への没入移動により上記係止挟着が解かれかつ新ら
たに他方の係合環状溝５８と係止挟着して支持されるこ
ととなる。

また、上述のごとき状態よりエア供給口１９からの圧縮
空気は未だ同口図の矢印のごとく送入孔３４→弁孔３９
→通気室４５→弁孔４０→給気孔３６→供給孔２０を経
てエアモータ５内へ給気しつづけ、したがってこのエア
モータ５の回動状態が継続してトルク制限器３の外筒７
に伝達される。

このことからクラッチ機構１２の上記外筒７にスプライ
ン嵌合９されたアッパークラッチ１１が回動し、同ハ図
に示すごとくロアクラッチ８に対して正常な噛合状態に
復元する。

上記クラッチ機構１２の正常な噛合状態の復元によりリ
リーフバルブ５９のみが弾機６３に付勢されてバルブピ
ン１３方向に押戻されるとともにマスターバルブ４７は
係止部材６７の他方の係合環状溝５８への係止挟着によ
り残存してその連通孔５４を開口する。

この連通孔５４の開口で同ハ図の矢印のごとくエア供給
口１９からの圧縮空気は、弁孔３９→通気室４５→透孔
４６→連通孔５４を経てマスターバルブ４７内に導抵が
れ、さらにこのマスターバルブ４７内よりその透孔５６
を介して加圧室６５内に供給加圧される。

ここで弁室４３内は貫通孔３７および弁孔４１を介した
排気孔３８により常に大気圧に保持されていることから
加圧室６５の加圧でシャットバルブ４４が弾機６３の付
勢力に抗してバルブスリーブ４２内をバルブピン１３方
向へ圧縮空気流路を切換えるとともにマスターバルブ４
７を復元させるべく同二図に示すように摺動する。

すなわち同二図のごとくシャットバルブ４４は送入孔３
４と給気孔３６とを遮断すると同時に送入（Ｌ３４を弁
孔３９を介して直接加圧室６５と連通せしめ、かつ給気
孔３６を弁孔４０、通気室４５、弁孔４１を介して排気
孔３８と連通させうるべく摺動じて圧縮空気流路を切換
えるものであり、したがって同二図の矢印に示すように
送入孔３４がらの圧縮空気は加圧室６５に直接導びかれ
て供給加圧するとともにエアモータ５内の残存空気は排
気孔３８より吐出されることとなる。

またマスターバルブ４７はシャットバルブ４４のバルブ
ピン１３方向への摺動に伴ないその前端面４８がマスタ
ーバルブ４７の掛止壁４９に当接して摺動し、復帰する
ものである。

なお、ここで係止部材６７は、他方の係合環状溝５８で
の係止挟着状態が解かれ、かつ一方の係合環状溝５７で
の係止挟着となりマスターバルブ４７を支持する。

その後、送入孔３４からの圧縮空気を断つ換言すれば元
エアを切ることで加圧室６５内の圧縮空気はケースキャ
ップ３３に設けられた細孔６８より洩出すると同時に弾
機６３の付勢力によりシャットバルブ４４が復帰して次
後の駆動体勢を待機するものである。

さらに第５図は本考案の他の例である給気遮断装置とと
もにその後部にトルク制限器のスベリ作動を検知する検
出器を取付けた実施例を示すもので、この場合検出器と
してたとえばマイクロスイッチ６９を取付板７０をもっ
てケースキャップ３３後面に装設し、かつ中途に組込ま
れた弾機７１の付勢力をもって常時一端７２が上記ＩＪ
ＩＪ−フバルブ５９の円墳部６２端面に当接する検知
器７３を配設するとともにその他端７４は上記マイクロ
スイッチ６９に臨ませてなるものであり、このようにす
ることで上述したごとき動作するリリーフバルブ５９に
追従して検知軸７３が同調動作すると同時にマイクロス
イッチ６９を叩いてパルス信号が発信されるものであり
、したがって容易にトルク制限器３に生じるスベリ作動
を検知することができて、遠隔操作によるエアモータ４
の制御に簡易に対応しえるものとなる。

このように本考案の給気遮断装置は、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め、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大気圧に対しそれより高
い圧力を生成せしめて給気遮断機構を作動させうるよう
構成したものであり、したがって従来のごとき給気遮断
機構内での減圧を利用したものに比し応答性が良くしか
も低圧であっても所期目的を損なわずして容易に作動し
、かつ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、次後における作業に
支障をきたすことなく使用に供しえるという効果を兼ね
備えた考案である。

また第５図に示すごときマイクロスイッチを給気遮断装
置に取付けることで容易にトルク制限器に生じるスベリ
作動が検知しえて遠隔操作によるエアモータ制御に簡易
に対応しえ、したがって図示省略したが従来のごとき近
接スイッチを備えたトルク検出器を介設し、かつこのト
ルク検出器によるトルク制限器のスベリ作動の検知に基
づく近接スイッチの作用で遠隔操作によるエアモータ制
御に比し、小型化かつ簡便さが計れしかもコストダウン
がなしえるものとなる。

【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
遮断装置の実施例を示す拡大断面図、第３図は第２図に
おけるＩＩＩ −ＩＩＩ線矢視断面図、第４図イル二は
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５図は本考案の他の例を
示す断面図である。 １は締付工具本体（ナツトランナ一本体）、２はワーク
軸、３はトルク制限器、４はモータケース、５はエアー
モータ、１２はクラッチ機構、１３はバルブピン、３１
は給気遮断機構、３２はバルブケース、３３はケースキ
ャップ、３４は送入孔、３５は空室、３６は給気孔、３
７は貫通孔、３８は排気孔、３９，４０．４１は弁孔、
４２はバルブスリーブ、４３は弁室、４４はシャットバ
ルブ、４５は通気室、４６は透孔、４７はマスターバル
ブ、５０はその基端部、５１は中間部、５２は至端部、
５３は凹所、５４は連通孔、５５はシャットバルブの後
端面、５６はマスターバルブの透孔、５９はリリーフバ
ルブ、６０はばね座、６１は鍔部、６２は円墳部、６３
は弾機、６４はスペーサ、６５は加圧室。

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４内のエアモータ
   ５と先端に備えられたワーク軸２とを連結すべくその間
   にトルク制限器３を介設するとともに該トルク制限器３
   内でしかも上記ワーク軸２に生した負荷の上記トルク制
   限器３による検知で作用するクラッチ機構１２を組込み
   、かつこのクラッチ機構１２の摺動によりバルブピン１
   ３を介して作動する給気遮断装置において、上記モータ
   ケース４後部に装設されかつバルブピン１３の他端が臨
   みうる空室３５を形成するとともにこの空室３５に精嵌
   されたバルブスリーブ４２が有する各弁孔３９．４０．
   ４１と各々連通すべく送入孔３４、給気孔３６、排気孔
   ３８および直接上記空室３５に開口する貫通孔３７とを
   備えたバルブケース３２およびこの後面に装着されたケ
   ースキャップ３３と、上記バルブスリーブ４２内におい
   て、常時は弁孔４１を遮断しがつ各弁孔３９と４０とを
   連ねる通気室４５を外周に凹設するとともにこの通気室
   ４５の所要位置に透孔４６を開設し、さらに上記弁孔４
   １を介して排気孔３８と連なりしかも貫通孔３７により
   常に大気圧維持される弁室４３を形成すべく摺動可能に
   挿嵌された中空状のシャットバルブ４４と、基端部５０
   が上記弁室４３内に臨みかつ至端部５２が上記ケースキ
   ャップ３３に形成された凹所５３内に摺動許容寸法を存
   して嵌合し、さらに上記シャットバルブ４４にその移動
   に追従ししかも上記透孔４６を常時は閉塞すべく中間部
   ５１を挿嵌するとともにその中間部５１の上記透孔４６
   に対しバルブピン１３側の所要位置に常時は閉塞すべく
   設けられた連通孔５４および至端部５２に常時開口する
   透孔５６を備えた中空状のマスターバルブ４７と、この
   マスターバルブ４７にバルブピン１３の移動量を伝達し
   てその連通孔５４と上記シャットバルブ４４の透孔４６
   とを連通させうるべくマスターバルブ４７の基端部５０
   とバルブピン１３の他端との間にばね座６０とともに形
   成された鍔部６１を介在せしめるとともに上記マスター
   バルブ４７内にその連通孔５４を常時は閉塞しうるよう
   摺動可能に挿嵌された円墳部６２を有するリリーフバル
   ブ５９およびこのリリーフバルブ５９に常時バルブピン
   １３方向へ押圧すべくそのばね座６０と上記シャットバ
   ルブ４４の間に組込まれた弾機６３と、上記シャットバ
   ルブ剃とケースキャップ３３の間でしかもシャットバル
   ブ４４の後端面５５に上記マスターバルブ４７の透孔５
   ６と常時連なる加圧室６５を形成すべく介在されたスペ
   ーサ６４とを具備して給気遮断機構３１はなり、上記ク
   ラッチ機構１２の働きによるアッパークラッチ１１の摺
   動量がバルブピン１３を介しリリーフバルブ５つに伝達
   されても送入孔３４からの給気を遮断することなく弾機
   ６３の付勢力に抗してリリーフバルブ５９とともにマス
   ターバルブ４７を競上げると同時にエアモータ５への給
   気を継続してアッパークラッチ１１に回動を与え、かつ
   クラッチ機構１２が正常な噛合状態に復元した時点にお
   いて、弾機６３の付勢力によるリリーフバルブ５９のみ
   の押戻しで送入孔３４と加圧室６５とを弁孔３９、通気
   室４５、透孔４６、連通孔５４さらにマスタ−バルブ４
   ７内部および透孔５６を介して連通せしめ、しかも上記
   加圧室６５をエア供給口１９からの圧縮空気で供給加圧
   せしめると同時に送入孔３４と給気孔３６との圧縮空気
   の流路切換を行なうべくシャットバルブ４４に弾機６３
   の付勢力に抗した摺動を与えてエアモータ５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。