WO2010147207A1 - 衝撃式締付工具 - Google Patents

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WO2010147207A1
WO2010147207A1 PCT/JP2010/060350 JP2010060350W WO2010147207A1 WO 2010147207 A1 WO2010147207 A1 WO 2010147207A1 JP 2010060350 W JP2010060350 W JP 2010060350W WO 2010147207 A1 WO2010147207 A1 WO 2010147207A1
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WO
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liner
main shaft
impact
motor
shaft
Prior art date
Application number
PCT/JP2010/060350
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English (en)
French (fr)
Inventor
慎一郎 瀬戸
Original Assignee
ヨコタ工業株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP2009146225A external-priority patent/JP5464471B2/ja
Priority claimed from JP2009163642A external-priority patent/JP5339233B2/ja
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25BTOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING OR HOLDING
    • B25B21/00Portable power-driven screw or nut setting or loosening tools; Attachments for drilling apparatus serving the same purpose
    • B25B21/02Portable power-driven screw or nut setting or loosening tools; Attachments for drilling apparatus serving the same purpose with means for imparting impact to screwdriver blade or nut socket

Definitions

  • This invention relates to an impact type tightening tool for tightening bolts and nuts.
  • the impact-type tightening tool is a tool that connects a hydraulic pulse generator to a motor, generates a striking impact using the motor as a drive source, and intermittently applies this impact force to perform screw tightening.
  • a shut-off mechanism that stops an air motor that is a rotational drive source of an automatic liner when a predetermined fastening torque is reached.
  • the basic structure of the impact-type tightening tool is that the shaft core of the impact-type tightening tool is held at both ends by bearings or the like, while the hydraulic pulse generator Has a structure that supports the main shaft in a cantilevered manner.
  • an impact-type tightening tool including a shut-off mechanism for example, as shown in Patent Document 2, it is detected by a relief valve that is released by the pressure of hydraulic oil that the tightening torque has reached a specified value, The piston and the rod are driven by the pressure of the hydraulic oil that has passed through the relief valve to drive the pilot valve, the shut-off valve is closed, and the supply of air to the air motor is shut off.
  • the hydraulic oil that has pushed and moved the piston is returned to the liner chamber through a clearance formed in a gap between the rear end portion of the main shaft and the liner upper plate that pivotally supports the rear end portion of the main shaft.
  • the clearance formed by the outer peripheral surface of the rear end portion of the main shaft and the inner peripheral surface of the liner upper plate facing the outer peripheral surface in the radial direction of the main shaft serves as a hydraulic oil passage. Therefore, in order to quickly return the hydraulic oil to the liner chamber, the clearance is usually formed larger than that of a normal tool not provided with a shut-off mechanism.
  • the invention of the present application is made in view of the above problems, and energy generated by impact becomes heat generation, noise, vibration, etc., thereby reducing the product life and part life, increasing the work load on the worker, and preventing the work environment from deteriorating. It is an object of the present invention to provide an impact-type fastening tool that can be used.
  • Another object of the present invention is to provide an impact-type tightening tool that can quickly return the hydraulic oil into the liner chamber and can support the main shaft in a relatively stable state.
  • a motor a rotating member coupled to the drive shaft of the motor, rotating around the main shaft and applying an impact force to the main shaft, and at least the rotating member are rotatably supported.
  • An impact-type fastening tool comprising a bearing portion.
  • the invention according to claim 2 is provided with a bearing portion that supports a rear end portion of a drive shaft of the motor, and a bearing portion that supports a front end portion of the drive shaft of the motor. This is an impact-type tightening tool.
  • the rotating member has a front end portion that has an insertion hole through which the main shaft is inserted, and a rear end portion that is connected to the motor drive shaft by male-female connection.
  • the impact type tightening tool according to any one of claims 1 and 2.
  • the bearing portion that rotatably supports the rotating member is a bearing portion that supports the rear end portion of the rotating member, and a bearing portion that supports the front end portion of the rotating member.
  • the invention according to claim 5 is characterized in that the bearing portion that rotatably supports the rotating member includes an inner ring portion, a rolling element, and an outer ring portion that rotatably supports the inner ring portion via the rolling element.
  • the impact type tightening tool according to any one of claims 1 to 4.
  • a main shaft is pivotally supported in a motor as a driving source and a liner filled with hydraulic oil, and intermittently applied to the main shaft by hydraulic pressure generated by relative rotation between the liner and the main shaft.
  • a hydraulic pulse generating mechanism that gives a strong impact
  • an automatic stop mechanism that stops the motor based on the pressure of hydraulic oil
  • a rear end portion of the main shaft is connected to a shaft hole formed in the liner via a clearance.
  • the clearance is an impact-type tightening tool characterized in that the clearance has at least a portion having a relatively large clearance and a portion having a relatively small clearance.
  • the present invention is more stable in the clearance where the clearance is reduced by forming a portion with a large clearance and a portion with a small clearance in the clearance that becomes a flow path for returning the hydraulic oil.
  • a shaft support is realized to prevent shaft blurring, while a hydraulic fluid passage is secured by a portion where the clearance becomes large. As a result, the hydraulic oil can be quickly returned into the liner, and the main shaft can be supported in a relatively stable state.
  • the clearance has a large size by forming a large-diameter portion having a relatively large shaft diameter and a small-diameter portion having a small shaft diameter at the rear end portion of the main shaft.
  • the clearance according to the present invention is formed between the outer peripheral surface of the rear end portion (173) of the main shaft (7) and the inner peripheral surface of the shaft hole (142a).
  • a large-diameter portion having a relatively large shaft diameter and a small-diameter portion having a small shaft diameter are formed, and a portion having a relatively large clearance size is small.
  • An impact-type tightening tool characterized in that a part is formed.
  • the large diameter part with a relatively large shaft diameter and the small diameter part with a small shaft diameter are formed at the rear end part (173) of the main shaft (7), the large diameter part of the main shaft (7) is formed.
  • the clearance becomes small, and a stable shaft support state can be realized.
  • the clearance becomes large, and a flow path for hydraulic oil can be secured.
  • the hydraulic oil can be quickly returned into the liner, and the main shaft (7) can be pivotally supported in a relatively stable state.
  • a portion where the size of the clearance is large and a portion where the clearance is small may be formed. it can.
  • the present invention relates to a relief valve (180) opened by the pressure of hydraulic oil flowing out from the liner, a piston (109) driven by the pressure of hydraulic oil that has passed through the relief valve (180),
  • An impact type tightening tool having an automatic stop mechanism comprising a shutoff valve (195) for shutting off the supply of high-pressure air to the motor (M) in conjunction with the piston (109), and comprising an liner upper plate (104)
  • a passage (141 (141A, 141B)) for guiding hydraulic oil that has passed through the relief valve (180) to the piston (9) and a piston (109) that is driven by the pressure of the hydraulic oil so as to be movable in the axial direction.
  • a shaft hole (142a) that pivotally supports the rear end portion (173) of the main shaft (7) via a clearance
  • the clearance is such that hydraulic oil pressed into the piston (109) that moves back after the motor (M) stops flows, and the outer peripheral surface of the rear end (173) of the main shaft (7) and the shaft hole.
  • (142a) is formed between the inner peripheral surface of the main shaft (7a) and has at least a portion with a relatively large clearance and a portion with a relatively small clearance, and the rear end (173) of the main shaft (7).
  • the rear end of the main shaft (7) has a large clearance formed between the outer peripheral surface of the rear side portion and the inner peripheral surface of the shaft hole (142a) facing the outer peripheral surface in the axial radial direction.
  • the clearance formed between the outer peripheral surface of the front side portion of the portion (173) and the inner peripheral surface of the shaft hole (142a) facing the outer peripheral surface in the axial radial direction is a small portion. This is an impact-type tightening tool.
  • a groove having a depth in the axial diameter direction is formed in the rear end portion (173) of the main shaft (7) in order to form a portion where the clearance is large and a portion where the clearance is small. It is also possible to form a portion having a large clearance between the bottom surface of the groove and the shaft hole (142a).
  • a groove having a depth in the axial radial direction is formed on the inner peripheral surface constituting the shaft hole (142a) of the liner upper plate, and the outer peripheral surface of the bottom surface portion of the groove and the rear end portion of the main shaft (7). It is also possible to form a portion where the clearance is large between the two.
  • the invention according to claim 8 is characterized in that a blade groove of the main shaft is extended to the large diameter portion, and a groove portion constituting the hydraulic oil flow path is formed by connecting the blade groove to the small diameter portion.
  • An impact type tightening tool according to claim 7. Specifically, the rear end portion of the main shaft (7) which is formed along the axial direction and has a blade groove (170) which has a depth in the axial radial direction and accommodates the blade (105) in a retractable manner.
  • the present invention also provides a rear end of the main shaft (7) having a blade groove (170) that is formed along the axial direction and has a depth in the axial radial direction and accommodates the blade (105) in a retractable manner.
  • the large diameter portion (L4) and the small diameter portion (L3) are formed in the portion (173), and the blade groove (170) is extended to the large diameter portion (L4) of the rear end portion (173) of the main shaft (7).
  • it is suitably implemented as an impact-type tightening tool characterized by having a groove portion (174) that connects the rear end portion of the blade groove (170) and the small-diameter portion (L3) to form a hydraulic oil flow path. Is done.
  • the rear end portion of the main shaft (7) preferably has a blade groove (170) formed along the axial direction and having a depth in the axial radial direction to accommodate the blade (105) so as to be able to appear and retract.
  • a large diameter portion (L4) and a small diameter portion (L3) are formed, and the rear end portion of the blade groove (170) is used as the large diameter portion (L4) of the rear end portion (173) of the main shaft (7).
  • As an impact-type tightening tool that has a groove portion (174) that forms a hydraulic oil flow path by connecting the rear end portion of the blade groove (170) and the small diameter portion (L3). It is preferably implemented.
  • the hydraulic oil reaches the blade groove (170) through the groove (174) from the clearance formed between the small diameter portion (L3) and the shaft hole (142a), and finally flows back into the liner chamber.
  • the clearance is reduced at the large diameter portion (L4) of the main shaft (7) to stabilize the shaft support state, while the clearance is increased at the small diameter portion (L3) of the main shaft (7). If the groove portion (174) is formed as a flow path connecting the small diameter portion (L3) and the rear end portion of the blade groove (170) in the large diameter portion (L4) while promoting the inflow of Oil can be returned to the liner chamber.
  • the present invention it is possible to reduce heat generation, noise, and vibration by holding the shaft core of the motor and the shaft core of the impact generating portion on different standards and fixing the shaft core. Further, the hydraulic oil can be quickly returned into the liner, and the main shaft can be supported in a stable state.
  • FIG. 5 is an operation explanatory diagram of the liner using a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 4.
  • FIG. 6 is an enlarged view of FIG.
  • FIG. 6 is an enlarged view of FIG.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view of the impact type tightening tool shown in FIG. 11 taken along the line AA.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view of the impact type tightening tool shown in FIG. 11 taken along the line BB.
  • Operation explanatory diagram of hydraulic pulse generation mechanism P It is an enlarged view of operation
  • the rotational force of the rotationally driven motor M is converted into an intermittent impact force by an impact generator, and the impact-type tightening is performed by tightening bolts, nuts and the like by the rotational force of the main shaft 7 applied by the impact force. It is a tool. Further, the compressed air is guided to the motor M by operating the throttle lever SL, and the rotational force of the motor M is transmitted to the impact generating portion P, and the impact is generated via the main shaft 7 to perform tightening. .
  • the motor M which is a drive source, is a known motor that can rotate forward or reverse in accordance with the operation of the changeover switch, and is an air motor that is rotationally driven by the driving fluid pressure supplied from the air supply passage. It is rotated / stopped by ON / OFF operation of the throttle lever SL as an operation unit. Further, the rotational speed of the motor M changes according to the amount of the throttle lever SL retracted.
  • An external air hose that supplies air from an air supply source is connected to the tool body via a connector. The air supplied from the air hose is supplied to the motor through an air supply passage formed in the tool body. The air is supplied from the main valve that is opened and closed by operating the throttle lever SL to the motor M via a switching valve that is operated by a changeover switch.
  • the driving shaft M1 rotated by the motor M has both front and rear end portions by bearing portions B1 and B2. Supported.
  • the number of bearing portions that support the motor M is not particularly limited.
  • Bearing parts B1 and B2 are known radial ball bearings.
  • the bearing portion B1 includes an inner ring portion B11, a rolling element B13, and an outer ring portion B12 that rotatably supports the inner ring portion B11 via the rolling element B13.
  • the bearing portion B2 includes an inner ring portion B21, a rolling element B23, and an outer ring portion B22 that rotatably supports the inner ring portion B21 via the rolling element B23.
  • the bearing B2 that supports the front end M11 of the drive shaft M1 of the motor M includes an outer peripheral surface of the front end M11 and an opposing wall surface that faces the outer peripheral surface in a radial direction with a predetermined interval. (A part of the motor lower plate M2) and supports the front end M11 of the drive shaft M1.
  • the opposing wall surface portion is a wall portion that is integrally provided on the front side from the front end surface of the motor lower plate M2.
  • the inner peripheral surface of the opposing wall surface portion and the outer peripheral surface of the outer ring portion B22 are in contact with each other.
  • the front end portion M11 of the drive shaft M1 is supported in such a manner that the inner peripheral surface of the inner ring portion B21 and the outer peripheral surface of the front end portion M11 are in contact with each other.
  • the bearing portion B1 that supports the rear end portion M12 of the drive shaft M1 of the motor M is opposed to the outer peripheral surface of the rear end portion M12 and the outer peripheral surface with a predetermined interval in the radial direction. It arrange
  • the opposing wall surface portion is a wall portion that is integrally erected rearward from the rear end surface of the motor upper plate M3.
  • the inner peripheral surface of the opposing wall surface portion and the outer peripheral surface of the outer ring portion B12 are in contact with each other.
  • the rear end portion M12 of the drive shaft M1 is supported in such a manner that the inner peripheral surface of the inner ring portion B11 and the outer peripheral surface of the rear end portion M12 are in contact with each other.
  • a connecting portion M4 is formed at the front end portion M11 of the drive shaft M1 of the motor M.
  • the connecting portion M4 is formed on the liner upper plate 4 that is a component of the liner 2A that is a rotating member, and is fitted to a connecting portion 41 that protrudes rearward.
  • the connecting portion M4 is a concave female portion having an inner polygonal shape, and is male and female fitted to a convex and outer polygonal connecting portion 41 formed on the liner upper plate 4.
  • the connecting portion M4 is a polygonal convex male portion corresponding to the concave connecting portion formed on the liner upper plate 4 and is connected by male-female fitting. There may be.
  • the motor M is not limited to the above, and may be an electric motor that is rotationally driven by a power source.
  • the impact generating part P converts the output of the motor M into a striking impact, and a known structure can be used.
  • a known hydraulic pulse generation that generates an impact force on the main shaft 7 using the pressure of hydraulic oil stored in the liner 2A (liner 2A including a liner main body, a liner case, a liner upper plate, and a liner lower plate). It is preferred to use an apparatus.
  • the impact generator is not limited to hydraulic pressure, and is not particularly limited as long as it can convert the output of the motor M into impact impact.
  • a known impact generator that generates a mechanical impact force may be used.
  • the liner body 2 is integrally fixed in the liner case 1, and the main shaft 7 is fitted into the liner body 2 so that the liner case 1 and the liner body 2 are attached to the main shaft 7. On the other hand, it can rotate freely.
  • the liner body 2 is filled with hydraulic oil for generating torque and sealed by the liner lower plate 3 and the liner upper plate 4 attached to both ends of the liner body 2.
  • a liner chamber 20 having an elliptical cross section is formed inside the liner body 2.
  • a blade 5 is inserted into a groove formed in the main shaft 7 via a spring 6 so that the blade 5 abuts on the inner surface of the liner 2 having an elliptical cross section.
  • the impact generating portion P includes a cylindrical liner case 1, a cylindrical liner body 2 that is integrally fixed to the liner case 1, and both ends of the liner case 1 and the liner body 2.
  • a liner 2 ⁇ / b> A that is a rotating member that includes a liner upper plate 4 and a liner lower plate 3 that are attached to and seals the inside of the liner body 2.
  • the liner main body 7 is fitted into the liner main body 2 so that the liner case 1 and the liner main body 2 are rotatable around the main shaft 7, and the liner main body 2 is filled with oil for generating torque. is there.
  • An insertion hole 30 for inserting the main shaft 7 is formed in the liner lower plate 3.
  • An O-ring for securing an air tightness (fluid tightness) between them is accommodated in a chamber formed between the constituent wall surface of the insertion hole 30 and the outer peripheral surface of the main shaft 7.
  • a connecting portion 41 that fits into the connecting portion M ⁇ b> 2 of the motor M is formed to protrude rearward, and the connecting portion 41 is a convex male portion having an outer polygonal shape.
  • a liner chamber 20 having an elliptical cross section is formed inside the liner main body 2, as shown in FIG. 5 and the like.
  • the blade 5 is inserted into the two grooves 70 and 70 facing the main shaft 7 via the spring 6 so that the blade 5 abuts on the inner surface of the liner 2 having an elliptical cross section.
  • the second seal surfaces 71 and 72 formed with two protrusions are provided on the outer surface of the main shaft 7 between the two blades 5 and 5.
  • the second seal surface 71 is formed in a step shape, and the second seal surface 72 is formed in a straight shape.
  • first seal surfaces 21, 22, 23, and 24 are provided at both ends of a short axis having an elliptical cross section and both ends of the long axis.
  • first seal surface 21 and the second seal surface 71 are the first
  • the seal surface 22 and the second seal surface 72 are aligned with the first seal surface 23 and the outer peripheral surface of one blade 5, and the first seal surface 24 and the outer peripheral surface of the other blade 5 are aligned.
  • the liner chamber 20 is hermetically divided into four chambers, two high-pressure chambers H and two low-pressure chambers L.
  • the first seal surface 21 is formed in a step shape like the second seal surface 71
  • first seal surface 22 is formed in a straight shape like the second seal surface 72.
  • the impact generating part P operates as shown in (1) ⁇ (2) ⁇ (3) ⁇ (4) ⁇ (5) in FIG. (1) and (2) of FIG. 5 show a state where a striking force by an impact pulse is generated on the main shaft 7.
  • the liner chamber 20 is hermetically divided into four chambers, two high-pressure chambers H and two low-pressure chambers L.
  • FIG. 5 shows a state in which the liner 2A has rotated 90 ° after the torque is generated in the main shaft 7.
  • the high-pressure chamber H and the low-pressure chamber L formed by sandwiching the upper and lower blades 5, 5 are connected to each other and no torque is generated, and the liner body 2 further rotates as the motor M rotates.
  • FIG. 5 shows a state that is further rotated by 180 ° from the state of (3) in FIG.
  • the first seal surface 21 and the second seal surface 72 do not match, and the first seal surface 22 and the second seal surface 71 only match at a very small part. Therefore, no sealing is performed between these sealing surfaces, and no pressure change occurs, so no torque is generated.
  • the liner 2A rotates as it is.
  • FIG. 5 shows a state in which the state is further rotated by 90 ° from the state of (4) and is rotated by 270 ° from the time of impact. This state is substantially the same as the state (3) in FIG. 5, and no torque is generated.
  • the state returns to the state of (1) in FIG. 5, the first seal surface 21 and the second seal surface 71, the first seal surface 22 and the second seal surface 72, and the first seal surface 23 and one side.
  • the outer end surface of the blade 5 matches the first seal surface 24 and the outer end surface of the other blade 5, and a striking force is generated again.
  • the liner 2A rotates with the rotation of the motor M, and the liner 2A rotates relative to the main shaft 7 by a load applied to the main shaft 7 by screw tightening or the like.
  • the four sealing surfaces of the liner 2A and the two sealing surfaces and two blades formed on the outer peripheral surface of the main shaft come into contact with each other and slide against each other, the two high pressure chambers H and the two low pressure chambers L Are formed.
  • the high-pressure chamber H oil is compressed, and the main shaft 7 instantaneously rotates to generate a shock pulse.
  • the impact generating portion P is rotatably supported in the front casing C1 via bearing portions B3 and B4 as shown in FIGS.
  • the number of bearing portions that support the liner 2A, which is a rotating member of the impact generating portion P, is not particularly limited.
  • the bearing part B3 of the present embodiment is a known radial ball bearing similar to the above as shown in FIG. 3, and a plurality of rolling elements B33 are arranged between the inner ring part B31 and the outer ring part B32. Similarly, in the bearing portion B4, a plurality of rolling elements B43 are arranged between the inner ring portion B41 and the outer ring portion B42.
  • Each of the bearing parts includes an inner ring part, a rolling element, and an outer ring part that rotatably supports the inner ring part via the rolling element.
  • the liner 2 ⁇ / b> A that is a rotating member is supported in a state where the front end portion of the liner lower plate 3 that is the front end portion of the liner 2 ⁇ / b> A is inserted into the bearing portion B ⁇ b> 4.
  • the front end portion of the liner upper plate 4 which is the rear end portion of the liner 2A is rotatably supported in a state where it is supported while being inserted into the bearing portion B3.
  • the bearing portion B ⁇ b> 4 is disposed between a step portion C ⁇ b> 11 formed on the inner surface of the front end portion of the front casing C ⁇ b> 1 and a step portion 31 formed on the outer surface of the front end portion of the liner lower plate 3.
  • the bearing portion B4 is formed between the outer peripheral surface of the reduced diameter tip portion of the liner lower plate 3 and the inner peripheral surface of the front casing C1 facing the outer peripheral surface with a predetermined interval in the radial direction ( Between the radial directions).
  • the front end surface of the liner lower plate 3 which is a wall surface continuously provided in the radial direction from the rear end portion of the outer peripheral surface of the front end portion of the liner lower plate 3, and the front end portion of the inner peripheral surface of the front casing C 1
  • the liner lower plate 3 is arranged between the liner lower plate 3 and the inner end face of the front casing C1 facing the front and rear direction with a predetermined interval (between the front and rear directions), and supports the liner lower plate 3.
  • the inner peripheral surface of the step C11 of the front casing C1 and the outer peripheral surface of the outer ring portion B42 are in contact with each other.
  • the liner lower plate 3 is supported by the bearing portion B4 such that the inner peripheral surface of the inner ring portion B41 and the outer peripheral surface of the tip of the liner lower plate 3 are in contact with each other.
  • the inner diameter of the insertion hole in the annular inner ring portion B41 is formed to be substantially the same as the outer diameter of the tip portion of the liner lower plate 3, and when the liner 2A rotates, the inner ring portion B41 rotates in the same manner. To do.
  • the front casing C1 has a large-diameter portion having an inner peripheral surface that is radially opposed to the outer peripheral surface of the liner case 1 via a predetermined interval, and a predetermined interval from the outer peripheral surface of the reduced diameter tip portion of the liner lower plate 3.
  • a first small-diameter portion having an inner peripheral surface opposed in the radial direction via the inner end surface and an inner end surface continuously provided in the radial direction from the front one end portion of the inner peripheral surface and facing rearward, and a base end portion of the main shaft bush
  • the second small-diameter portion having an inner peripheral surface that is radially opposite to the outer peripheral surface of the main shaft bush
  • the third small-diameter portion having an inner peripheral surface that is radially opposite to the outer peripheral surface of the tip portion of the main shaft bush.
  • the bearing portion B3 is disposed between a step portion 42 formed at the tip portion of the liner upper plate 4 and a step portion C12 of the front casing C1 (spacer member C13).
  • the step C12 is a step formed on the inner surface of the annular spacer member C13.
  • the annular spacer member C ⁇ b> 13 is arranged in such a manner that the outer peripheral surface thereof is in contact with the inner peripheral surface of the front casing C ⁇ b> 1.
  • a hole penetrating in the front-rear direction in which the liner upper plate 4 is inserted is formed at the center of the end face in the front-rear direction of the annular spacer member C13, and a ventilation hole penetrating in the front-rear direction is formed around the hole. Is formed.
  • the bearing B3 that supports the liner upper plate 4 includes an outer peripheral surface of the reduced-diameter tip portion of the liner upper plate 4, and an inner peripheral surface of the spacer member C13 that faces the outer peripheral surface with a predetermined interval in the radial direction. Between the two (in the radial direction). And the front end surface of the liner upper plate 4 which is a wall surface continuously provided in the radial direction from the front end portion of the outer peripheral surface of the front end portion of the liner upper plate 4, and the rear end portion of the inner peripheral surface of the spacer member C13 The liner upper plate 4 is supported between the liner upper plate 4 and the inner end surface of the spacer member C13 facing in the front-rear direction with a predetermined interval (between the front-rear direction).
  • the liner upper plate is configured such that the inner peripheral surface of the spacer member C13 and the outer peripheral surface of the outer ring portion B32 are in contact with each other, and the inner peripheral surface of the inner ring portion B31 and the outer peripheral surface of the tip portion of the liner upper plate 4 are in contact with each other. 4 is supported by bearing part B3.
  • the liner upper plate 4 is formed with a connecting portion 41 on the front side (rear side) of the tip portion and is connected to the motor M.
  • the inner diameter of the annular inner ring part B31 is formed to be substantially the same as the outer diameter of the step part 42 of the liner upper plate 4, and the inner ring part B31 also rotates when the liner 2A rotates.
  • the bearing portion that rotatably supports the rotating member used in the present invention can use not only a rolling bearing such as a ball bearing or a roller bearing but also a sliding bearing, a magnetic bearing, or a fluid bearing.
  • a rolling bearing such as a ball bearing or a roller bearing
  • a sliding bearing such as a ball bearing or a roller bearing
  • a magnetic bearing such as a magnetostatic bearing
  • a fluid bearing such as a ball bearing or a roller bearing
  • the outer peripheral surface of the liner case 1 can be supported by a bearing portion.
  • the number of bearing portions that rotatably support the rotating member is not particularly limited, and can be arbitrarily set.
  • a main shaft 7 is pivotally supported in a motor M as a driving source and a liner (liner main body, liner upper plate, liner lower plate, liner case) filled with hydraulic oil.
  • a liner liner main body, liner upper plate, liner lower plate, liner case
  • the main shaft 7 is rotatably supported in a shaft hole 142a formed through a predetermined clearance, and the clearance has a relatively large clearance portion and a small clearance portion. It is characterized by having at least.
  • the hydraulic oil can be quickly returned into the liner chamber, and the main shaft 7 can be supported in a relatively stable state.
  • the motor M accommodated in the casing is a known air motor that is rotationally driven by the driving fluid pressure supplied from the air supply passage and can be rotated forward or backward in accordance with the operation of the changeover switch.
  • An external air hose that supplies air from an air supply source is connected to the tool body via a connector. The air supplied from the air hose is supplied to the motor through an air supply passage 196 formed in the tool body.
  • Compressed air is supplied to the motor M from the main valve that is opened and closed by operating the throttle lever SL.
  • the motor M is rotated / stopped by the ON / OFF operation of the throttle lever SL, and the rotational speed of the motor M changes according to the amount of the throttle lever SL retracted.
  • each bearing includes an inner ring portion, a rolling element, and an outer ring portion that rotatably supports the inner ring portion via the rolling element.
  • the front end of the drive shaft M1 of the motor M is fitted and connected to the liner upper plate 104 which is a component of the liner.
  • a female connection portion is formed at the front end portion of the drive shaft M1 of the motor M
  • a male connection portion is formed at the rear end portion of the liner upper plate 104, and both are fitted and connected.
  • the female connecting portion is formed in a concave shape having an inner polygonal shape
  • the male connecting portion is formed in a convex shape and a polygonal shape on the outer surface.
  • the liner upper plate 104 may be a female connecting portion
  • the drive shaft of the motor M may be a male connecting portion.
  • the hydraulic pulse generation mechanism P accommodated in the casing converts the output of the motor M into a striking impact.
  • a pulse generator is used.
  • the liner main body 102 is integrally fixed in the liner case 101, and the main shaft 7 is fitted and inserted into the liner main body 102 so that the liner case 101 and the liner main body 102 are rotatable with respect to the main shaft 7.
  • the liner main body 102 is filled with hydraulic oil for generating torque and sealed by a liner lower plate 103 and a liner upper plate 104 attached to both ends of the liner main body 102.
  • the interior of the liner body 102 forms a liner chamber 120 having an elliptical cross section.
  • the blade 105 is inserted into the blade groove 170 formed in the main shaft 7 via the spring 106 so that the blade 105 abuts on the inner surface of the liner 102 having an elliptical cross section.
  • the liner lower plate 103 is formed with an insertion hole 130 for inserting and supporting the front end portion of the main shaft 7.
  • An O-ring for securing an airtightness (fluid tightness) between these is accommodated in a chamber formed between the constituent wall surface of the insertion hole 130 and the outer peripheral surface of the main shaft 7.
  • the liner upper plate 104 is formed with a piston hole 142b for accommodating the piston 109 so as to be movable in the axial direction.
  • An O-ring for ensuring airtightness (fluid tightness) between these is accommodated in a chamber formed between the concave portion on the outer peripheral surface of the piston 109 and the inner peripheral surface of the piston hole 142b.
  • second seal surfaces 171 and 172 formed with two protrusions are provided on the outer surface of the main shaft 7 between the two blades 105 and 105.
  • the second seal surface 171 is formed in a step shape, and the second seal surface 172 is formed in a linear shape.
  • the inner surface of the liner main body 102 is provided with projecting first seal surfaces 121, 122, 123, and 124 at both ends of a short axis having an elliptical cross section and both ends of the long axis.
  • the first seal surface 121 and the second seal surface 171, and the first seal surface 122 and the second seal surface 172 are the first seal only once when the liner 102 ⁇ / b> A rotates once with respect to the main shaft 7.
  • the outer peripheral surface of the surface 123 and the one blade 105 coincide with the outer peripheral surface of the first seal surface 124 and the other blade 105, respectively.
  • the liner chamber 120 is hermetically divided into four chambers, two high-pressure chambers H and two low-pressure chambers L.
  • the first seal surface 121 is formed in a step shape like the second seal surface 171
  • the first seal surface 122 is formed in a straight shape like the second seal surface 172.
  • the shock pulse generation mechanism P operates as shown in (1) ⁇ (2) ⁇ (3) ⁇ (4) ⁇ (5) in FIG. 14, and (1) and (2) in FIG. The state when the impact force by the impact pulse is generated on the shaft 7 is shown.
  • the first seal surface 121 and the second seal surface 171 are the first seal surface 122 and the second seal surface 172 are the first seal.
  • the surface 123 and the outer peripheral surface of one blade 105 are matched with the first seal surface 124 and the outer peripheral surface of the other blade 105, respectively.
  • the liner chamber 120 is hermetically divided into four chambers, two high-pressure chambers H and two low-pressure chambers L.
  • FIG. 14 shows a state in which the liner has rotated 90 ° after the torque is generated in the main shaft 7.
  • the high pressure chamber H and the low pressure chamber L formed by sandwiching the upper and lower blades 105, 105 communicate with each other to generate a torque, and the liner main body 102 further rotates as the motor M rotates.
  • FIG. 14 shows a state that is further rotated by 180 ° from the state of (3) in FIG.
  • the first seal surface 121 and the second seal surface 172 do not match, and the first seal surface 122 and the second seal surface 171 only match at a very small part. Therefore, no sealing is performed between these sealing surfaces, and no pressure change occurs, so no torque is generated.
  • the liner rotates as it is.
  • FIG. 14 shows a state in which it is further rotated by 90 ° from the state of (4) and is rotated by 270 ° from the time of impact. This state is substantially the same as the state (3) in FIG. 14, and no torque is generated.
  • the state returns to the state of (1) in FIG. 14, the first seal surface 121 and the second seal surface 171, the first seal surface 122 and the second seal surface 172, and the first seal surface 123 and the other one.
  • the outer end surface of the blade 105 matches the first seal surface 124 and the outer end surface of the other blade 105, and a striking force is generated again.
  • the liner rotates as the motor M rotates.
  • the liner rotates relative to the main shaft 7 by a load applied to the main shaft 7 by screwing or the like.
  • the four sealing surfaces of the liner and the two sealing surfaces and two blades formed on the outer peripheral surface of the main shaft come into contact with each other and slide against each other, the two high pressure chambers H and two low pressure chambers L are formed. Four chambers are formed.
  • the high pressure chamber H oil is compressed, and the main shaft 7 instantaneously rotates to generate an impact pulse.
  • the hydraulic pulse generation mechanism P is rotatably supported in the casing via a bearing B.
  • Each bearing is a known radial ball bearing similar to the above, and a plurality of rolling elements are disposed between the inner ring portion and the outer ring portion.
  • the liner is supported in a state where the leading end portion of the liner lower plate 103 is inserted into the bearing B, and is supported rotatably while the leading end portion of the liner upper plate 104 is supported while being inserted into the bearing B.
  • the main shaft 7 is inserted into a shaft hole 142 a formed in the liner upper plate 104 and is pivotally supported, and a front end is inserted into the insertion hole 130 formed in the liner lower plate 103 and pivotally supported. And an intermediate portion in which a blade groove 170 for accommodating the spring 106 and the blade 105 is formed.
  • the rear end 173 of the main shaft 7 is inserted into the shaft hole 142a of the liner upper plate 104, and the outer peripheral surface of the rear end 173 and the inner peripheral surface of the shaft hole 142a of the liner upper plate 104
  • the shaft is supported in a manner through a clearance.
  • the clearance has a portion where the size of the clearance is relatively large and a portion where the clearance is relatively small.
  • the clearance is formed between the outer peripheral surface of the rear end portion 173 of the main shaft 7 and the inner peripheral surface of the shaft hole 142a. Further, the clearance has a portion where the size of the clearance is relatively large and a portion where the clearance is relatively small, and an outer peripheral surface of a rear side portion (small diameter portion) L3 of the rear end portion 173 of the main shaft 7, The clearance formed between the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the shaft hole 142a facing in the axial radial direction is a large portion, and the front side portion (large diameter portion) L4 of the rear end portion 173 of the main shaft 7 is formed.
  • the clearance formed between the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the shaft hole 142a facing the outer peripheral surface in the axial radial direction is a small portion. That is, with the point R in FIG. 11 as a boundary, the shaft diameter D1 at the rear part from the point R is made smaller than the shaft diameter D2 at the front part from the point R, and adjacent to the large diameter part L4 and the rear side in the axial direction.
  • the small diameter portion L3 is formed.
  • a reduced diameter portion is formed at the rear end of the small diameter portion L3.
  • the shaft hole 142a is enlarged in diameter at the rear end. Therefore, the clearance formed between the rear end portion of the shaft hole 142a and the rear end portion 173 of the main shaft 7 opposed to the shaft hole 142a in the axial radial direction is relatively large. That is, the clearance is larger than the clearance formed between the portion of the shaft hole 142a excluding the rear end portion and the rear end portion 173 of the main shaft 7 that opposes the axial end direction.
  • a groove portion 174 having a predetermined depth in the axial diameter direction of the main shaft 7 and a predetermined length in the axial direction is formed on the outer peripheral surface of the rear end portion 173 of the main shaft 7. Is formed.
  • the groove portion 174 is formed in a range from the rear end portion of the blade groove 170 extending to the large diameter portion L4 of the rear end portion 173 of the main shaft 7 to the small diameter portion L3.
  • the groove 174 connects the rear end portion of the semicircular blade groove 170 and the small-diameter portion L3 in a plan view and serves as a hydraulic oil flow path.
  • the hydraulic oil reaches the blade groove 170 through the groove portion 174 from the clearance formed between the small diameter portion L3 and the shaft hole 142a, and finally flows back into the liner chamber.
  • the clearance is reduced at the large diameter portion L4 of the main shaft 7 to stabilize the shaft support state, and the clearance is increased at the small diameter portion L3 of the main shaft 7 to promote the inflow of hydraulic oil.
  • the groove 174 is formed as a flow path connecting the small diameter portion L3 and the end of the blade groove 170, the hydraulic oil can be returned to the liner chamber more quickly.
  • the length of the groove 174 is formed from the rear end edge of the main shaft 7 to a point via a predetermined distance L2 from a point via a predetermined distance L1. Further, the rear end portion 173 of the main shaft 7 has a shaft diameter D1 at a rear portion from the point R and a shaft diameter at a front portion from the point R, with a point R included in the range of the length of the groove portion 174 as a boundary. It is smaller than D2.
  • the groove part 174 is a ditch
  • the rear wall portion 174b is also a lower wall than the other portions.
  • the groove part 174 has two grooves formed at intervals of 180 ° in the circumferential direction, it is also possible to form four grooves at intervals of 90 ° in the circumferential direction. Is not particularly limited.
  • the shape of the groove is not limited to the above, and may be an annular groove or a spiral groove carved in the circumferential direction on the outer peripheral surface of the rear end portion 173 of the main shaft 7, or on the inner peripheral surface of the liner upper plate 104. An annular groove or a spiral groove engraved in the circumferential direction may be used.
  • the clearance (difference between the hole diameter D4 and the shaft diameter D2 of the shaft hole 142a) formed between the outer peripheral surface of the large diameter portion L4 and the inner peripheral surface of the shaft hole 142a facing the large diameter portion L4 is 20 ⁇ m. It is. Further, the clearance (difference between the hole diameter D4 of the shaft hole 142a and the shaft diameter D1) formed between the outer peripheral surface of the small diameter portion L3 and the inner peripheral surface of the shaft hole 142a facing the small diameter portion L3 is 30 ⁇ m, and the clearance is large. The difference is 10 ⁇ m.
  • the shaft diameter D3 of the groove portion 174 is smaller than the shaft diameter D2 of the large diameter portion L4 and the shaft diameter D1 of the small diameter portion L3, and the depth of the groove portion 174 is 0.5 mm.
  • the hydraulic pulse generator P includes a relief valve shaft 181 having a communication passage 183 communicated with the high pressure chamber H, and a shaft end portion of the relief valve shaft 181 so that the communication passage 183 can be opened and closed. And a relief valve 180 urged by a spring 182 in a direction to close the opening of the communication path 183.
  • a passage formed in the relief valve shaft 181 on the downstream side of the relief valve 180 communicates with a passage 141A provided in the liner upper plate 104, and is connected to one end of the spring 191 through the passage 141B and biased forward.
  • the piston 109 communicates with the end.
  • the passage 141B is formed in the liner upper plate block 144.
  • the passage 141B includes a passage penetrating in the axial direction and a passage penetrating in the axial radial direction.
  • the passage penetrating in the axial direction includes a wide diameter passage and a small diameter passage. It consists of. One end of the wide diameter passage opens in the direction of the piston 109, the other end of the wide diameter passage communicates with one end of the small diameter passage, and the other end of the small diameter passage opens in the direction of the rear end surface of the main shaft 7. .
  • passage 141B one end of the passage penetrating in the axial diameter direction communicates with the passage 141A, and the opening at the other end is closed by the inner peripheral surface of the liner upper plate 104.
  • the passage 141B communicates with the wide-diameter passage at an intermediate portion thereof.
  • a rod 192 that is inserted in a through hole formed in the motor M and is movable in the front-rear direction is connected to the piston 109 that is movable in the front-rear direction.
  • a pilot valve 193 connected to one end of the spring 194 and biased forward and a shut-off valve 195 connected to the other end of the spring 194 are disposed at the rear end of the rod 192.
  • the rear end 173 of the main shaft 7, the liner upper plate block 144 that forms the passage 141 ⁇ / b> B, and the piston 109 are sequentially inserted into the through holes formed in the liner upper plate 104.
  • the rear end 173 of the main shaft 7 is formed in the shaft hole 142a
  • the liner upper plate block 144 is formed in a block hole having a smaller diameter than the shaft hole 142a
  • the piston 109 is formed in a smaller diameter than the block hole.
  • Each is inserted into a certain piston hole 142b.
  • the tightening torque is adjusted by rotating the adjusting shaft 184 to move the position of the relief valve shaft 181 in the front-rear direction, adjusting the urging force of the spring 182, and the passage 185 connecting the bypass passage and the passage 183. Adjust the opening amount.
  • the relief valve 180 maintains the closed position in which the opening of the passage 183 of the relief valve shaft 181 is closed against the pressure of the hydraulic oil by the biasing force of the spring 182 until the tightening torque reaches a specified value.
  • the relief valve 180 moves backward due to the pressure of the hydraulic oil to reach the open position, the opening is opened, and the hydraulic oil passes through the relief valve 180 and forms on the liner upper plate 104.
  • the gas flows into the cylinder chamber formed in the liner upper plate 104 through the passages 141A and 141B.
  • the hydraulic oil that has flowed into the cylinder chamber pushes the piston 109 stopped in the cylinder chamber backward to move it.
  • the rod 192 moves rearward with the piston 109 moving rearward, and the pyrod valve 193 biased forward by the spring 194 is moved rearward from the closed position to be displaced to the open position.
  • the pilot valve 193 is opened, the air on the right side of the pilot valve 193 in FIG. 9 is released into the atmosphere, so that the air balance before and after the shut-off valve 195 is lost, and the shut-off valve 195 moves forward from the open position. Then, it is displaced to the closed position, the supply of air from the air supply path 196 to the motor is cut off, and the motor M stops.
  • the motor M stops the pressure of the hydraulic oil that presses the piston 109 backward disappears.
  • the rod 192 and the piston 109 move forward and return to the stop position by the biasing force of the spring 194 and the spring 191. .
  • the hydraulic oil remaining on the front side of the piston 109 passes through the passage 141B as the piston returns to the front, and then hydraulically passes through the gap between the liner upper plate 104 and the rear end 173 of the main shaft 7. Returning to the inside of the liner chamber 120 of the pulse generator, at this time, it returns from the small diameter portion L3 to the liner chamber 120 through the groove portion 174.

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Abstract

【課題】衝撃によるエネルギーが発熱等となり、製品寿命低下等を防ぐ衝撃式締付工具。また、作動油をライナ室内に速やかに戻すことができ、メインシャフトを比較的安定した状態で軸支できる衝撃式締付工具。 【解決手段】モータと、メインシャフトに衝撃力を与える回転部材と、回転部材を回転可能に支持する第1軸受け部と、を備える衝撃式締付工具。また、モータと、作動油を充填したライナ内にメインシャフトを軸支しライナとメインシャフトとの相対回転によって生じる油圧によってメインシャフトに間欠的な衝撃を与える油圧パルス発生機構と、作動油の圧力でモータを停止する自動停止機構と、を備え、メインシャフトの後端部はライナに形成された軸孔にクリアランスを介して回転自在に軸支され、相対的にクリアランスが大なる部分と小となる部分とを有する衝撃式締付工具。

Description

衝撃式締付工具
 この発明は、ボルトやナットを締付けるための衝撃式締付工具に関する。
 衝撃式締付工具とはモータに油圧パルス発生部を連結し、モータを駆動源として打撃衝撃を発生させ、この衝撃力を間欠的に与えてネジ締め等を行うものである。また、安定した締結を得るために、所定の締付けトルクに達すると自動的ライナの回転駆動源であるエアモータを停止させるシャットオフ機構を備えるものも存在する。
 衝撃式締付工具の基本的構造は、特許文献1の図1に示すように、衝撃式締付工具の軸芯は、モータ部分が両端においてベアリング等で保持される一方、油圧パルス発生部においてはメインシャフトを片持ちで支持する構造になっている。
 また、シャットオフ機構を備える衝撃式締付工具としては、例えば、特許文献2に示すように、締付トルクが規定値に到達したことを作動油の圧力によって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した作動油の圧力でピストン及びロッドを駆動させてパイロットバルブを駆動させ、シャットオフバルブを閉鎖状態とし、エアモータへのエアの供給を遮断するものである。この場合、ピストンを押圧移動させた作動油は、メインシャフトの後端部と、メインシャフトの後端部を軸支するライナ上板との隙間に形成されるクリアランスを通じてライナ室内に戻される。このように、メインシャフトの後端部の外周面と、この外周面に対してメインシャフトの 径方向に対向するライナ上板の内周面とで形成されるクリアランスが作動油の通路となることから、作動油をライナ室内に速やかに戻す為、前記クリアランスは、シャットオフ機構を備えない通常の工具に比して、大きく形成されるのが通常である。
特開2005-212022号公報 公開実用平3-40076号公報
 しかしながら、特許文献1の図1に示すようにモータと一体的に回転する油圧パルス発生部の回転部材であるライナ自体は全く支持されていない。そのため、衝撃によるエネルギーが発熱、騒音、振動等となり、製品寿命や部品寿命を低下させ、作業者の作業負担を高め、作業環境を悪化させる等の問題が生じている。
 また、シャットオフ機構を備える衝撃式締付工具では、特許文献2に示すようにクリアランスを大きく形成すると、作動油をライナ室内に速やかに戻すことができる反面、メインシャフトを軸支する態様が不安定となり、軸ブレが生じるという問題がある。
 本願発明は、上記課題に鑑みてなされてものであり、衝撃によるエネルギーが発熱、騒音、振動等となり、製品寿命や部品寿命を低下させ、作業者の作業負担を高め、作業環境の悪化を防ぐことができる衝撃式締付工具を提供することを課題とする。
 本願発明は、また、作動油をライナ室内に速やかに戻すことができると共に、メインシャフトを比較的安定した状態で軸支することができる衝撃式締付工具を提供することも課題とする。
 請求項1に係る発明は、モータと、前記モータの駆動軸に連結され、メインシャフトの周りに回転して前記メインシャフトに衝撃力を与える回転部材と、少なくとも前記回転部材を回転可能に支持する軸受け部と、を備えることを特徴とする衝撃式締付工具である。
 請求項2に係る発明は、モータの駆動軸の後端部を支持する軸受け部と、前記モータの駆動軸の前端部を支持する軸受け部と、を備えることを特徴とする請求項1に記載の衝撃式締付工具である。
 請求項3に係る発明は、回転部材は、メインシャフトが挿通される挿通孔を形成した前端部と、モータの駆動軸に雄雌嵌合して連結される後端部と、を有することを特徴とする請求項1又は2のいずれかに記載の衝撃式締付工具である。
 請求項4に係る発明は、回転部材を回転可能に支持する軸受け部は、前記回転部材の後端部を支持する軸受け部と、前記回転部材の前端部を支持する軸受け部と、であることを特徴とする請求項3に記載の衝撃式締付工具である。
 請求項5に係る発明は、回転部材を回転可能に支持する軸受け部は、内輪部と、転動体と、転動体を介して前記内輪部を回転可能に支持する外輪部とからなることを特徴とする請求項1~4のいずれかに記載の衝撃式締付工具である。              
 請求項6に係る発明は、駆動源であるモータと、作動油を充填したライナ内にメイン
シャフトを軸支し、前記ライナと前記メインシャフトとの相対回転によって生じる油圧によって前記メインシャフトに間欠的な衝撃を与える油圧パルス発生機構と、作動油の圧力に基づいて前記モータを停止する自動停止機構と、を備え、前記メインシャフトの後端部は前記ライナに形成された軸孔にクリアランスを介して回転自在に軸支されており、前記クリアランスは、相対的にクリアランスの大きさが大なる部分と小となる部分とを少なくとも有することを特徴とする衝撃式締付工具である。
 このように、本発明は、作動油が復帰する流路となる上記クリアランスにおいて、その大きさを比較してクリアランスが大きい部分と小さい部分を形成することにより、クリアランスが小となる部分によって安定した軸支を実現して軸ブレを防止する一方、クリアランスが大となる部分によって作動油の流路を確保するものである。これにより、作動油をライナ内に速やかに戻すことができると共に、メインシャフトを比較的安定した状態で軸支することができる。
 請求項7に係る発明は、クリアランスは、メインシャフトの後端部において相対的に軸径が大なる大径部分と小となる小径部分を形成することにより、前記クリアランスの大きさが大になる部分と小になる部分とを形成したことを特徴とする請求項6に記載の衝撃式締付工具である。具体的には、本発明の前記クリアランスは、メインシャフト(7)の後端部(173)の外周面と軸孔(142a)の内周面との間に形成されるものであり、メインシャフト(7)の後端部(173)において相対的に軸径が大となる大径部と小となる小径部を形成して、相対的にクリアランスの大きさが大になる部分と小になる部分とを形成したことを特徴とする衝撃式締付工具である。
 このように、メインシャフト(7)の後端部(173)に、相対的に軸径が大となる大径部と小となる小径部を形成すれば、メインシャフト(7)の大径部ではクリアランスが小となり、安定した軸支状態を実現することができ、さらに、小径部では、クリアランスは大となり、作動油の流路を確保することができる。これにより、作動油をライナ内に速やかに戻すことができ、メインシャフト(7)を比較的安定した状態で軸支することができるのである。
 また、例えば、軸孔(142a)の孔径において相対的に大となる部分と小となる部分を形成することにより、クリアランスの大きさが大になる部分と小になる部分とを形成することもできる。
 本発明は、より具体的には、ライナから流出する作動油の圧力により開放されるリリーフバルブ(180)と、リリーフバルブ(180)を通過した作動油の圧力により駆動するピストン(109)と、ピストン(109)に連動してモータ(M)への高圧空気の供給を遮断するシャットオフバルブ(195)とからなる自動停止機構を備える衝撃式締付工具であって、ライナ上板(104)には、リリーフバルブ(180)を通過した作動油をピストン(9)まで導く通路(141(141A,141B))と、作動油の圧力によって駆動するピストン(109)を軸方向に移動可能に収容したピストン孔(142b)と、メインシャフト(7)の後端部(173)をクリアランスを介して軸支する軸孔(142a)が形成されており、前記クリアランスは、モータ(M)が停止した後に復帰移動するピストン(109)に押圧された作動油が流入するものであり、メインシャフト(7)の後端部(173)の外周面と軸孔(142a)の内周面との間に形成され、相対的にクリアランスの大きさが大になる部分と小になる部分とを少なくとも有し、メインシャフト(7)の後端部(173)の後側部の外周面と、前記外周面に軸径方向に対向する軸孔(142a)の内周面との間に形成されるクリアランスを大になる部分とし、メインシャフト(7)の後端部(173)の前側部の外周面と、前記外周面に軸径方向に対向する軸孔(142a)の内周面との間に形成されるクリアランスを小になる部分としたことを特徴とする衝撃式締付工具である。
 なお、本発明は、クリアランスが大となる部分と小となる部分を形成するために、メインシャフト(7)の後端部(173)において、軸径方向に深さを有する溝を刻設し、溝の底面部と軸孔(142a)との間でクリアランスが大となる部分を形成することも可能である。或いは、ライナ上板の軸孔(142a)を構成する内周面において、軸径方向に深さを有する溝を刻設し、溝の底面部とメインシャフト(7)の後端部の外周面との間でクリアランスが大となる部分を形成することも可能である。 
 請求項8に係る発明は、メインシャフトのブレード溝を前記大径部まで延設すると共に、ブレード溝を小径部とを繋いで作動油の流路を構成する溝部を形成したことを特徴とする請求項7に記載の衝撃式締付工具である。具体的には、軸方向に沿って形成されると共に軸径方向に深さを有してブレード(105)を出没可能に収容するブレード溝(170)を有するメインシャフト(7)の後端部(173)において軸方向に隣接する大径部(L4)と小径部(L3)とを形成し、小径部(L3)とブレード溝(170)の間に大径部(L4)が形成され、大径部(L4)に溝部(174)を形成した衝撃式締付工具である。
 また、本発明は、軸方向に沿って形成されると共に軸径方向に深さを有してブレード(105)を出没可能に収容するブレード溝(170)を有するメインシャフト(7)の後端部(173)において大径部(L4)と小径部(L3)とを形成し、ブレード溝(170)をメインシャフト(7)の後端部(173)の大径部(L4)まで延設すると共に、ブレード溝(170)の後端部と小径部(L3)とを繋いで作動油の流路を構成する溝部(174)を有することを特徴とする衝撃式締付工具として好適に実施される。
 また、好ましくは、軸方向に沿って形成されると共に軸径方向に深さを有してブレード(105)を出没可能に収容するブレード溝(170)を有するメインシャフト(7)の後端部(173)において大径部(L4)と小径部(L3)とを形成し、ブレード溝(170)の後端部をメインシャフト(7)の後端部(173)の大径部(L4)まで延設すると共に、ブレード溝(170)の後端部と小径部(L3)とを繋いで作動油の流路を構成する溝部(174)を有することを特徴とする衝撃式締付工具として好適に実施される。作動油は、小径部(L3)と軸孔(142a)との間に形成されるクリアランスから溝(174)を通じてブレード溝(170)に至り、最終的にライナ室内に流入して戻される。
 このように、メインシャフト(7)の大径部(L4)においてクリアランスを小として軸支状態を安定的なものとしながら、メインシャフト(7)の小径部(L3)においてクリアランスを大として作動油の流入を促進しつつ、更に、大径部(L4)において小径部(L3)とブレード溝(170)の後端部と繋ぐ流路としての溝部(174)を形成すれば、より速やかに作動油をライナ室内に戻すことができる。
 本発明によれば、モータの軸芯と衝撃発生部の軸芯とを別々の基準で保持して軸芯を固定することにより、発熱、騒音、振動を低減させることができる。
また、作動油をライナ内に速やかに戻すことができると共に、メインシャフトを安定した状態で軸支することができる。
第1実施形態に係る衝撃式締付工具の断面図である。 図1に示す衝撃式締付工具の分解図である。 図1に示す衝撃式締付工具の一部分解図である。 衝撃式締付工具の衝撃発生部の断面図である。 図4のA―A線断面図を用いたライナの動作説明図である。 図5(1)の拡大図である。 図5(2)の拡大図である。 第2実施形態に係る衝撃式締付工具の断面図である。 図8に示す衝撃式締付工具部分拡大図である。 図8に示す衝撃式締付工具のX部付近を示す拡大図 図8に示す衝撃式締付工具のX部付近におけるメインシャフトの平面図である。 図11に示す衝撃式締付工具のA-A線断面図である。 図11に示す衝撃式締付工具のB-B線断面図である。 油圧パルス発生機構Pの動作説明図 図14に示す動作説明図(1)の拡大図である。 図14に示す動作説明図(2)の拡大図である。
 以下、本発明の衝撃式締付工具の実施形態について説明する。
(第1実施形態)
 まず、本発明の実施形態1に係る衝撃式締付工具を図1~図7を参照しながら説明する。
 本実施形態は、回転駆動するモータMの回転力を衝撃発生装置によって間欠的な衝撃力に変換し、衝撃力によって付与されるメインシャフト7の回転力によりボルト・ナット等を締め付ける衝撃式締付工具である。また、スロットルレバーSLの操作により圧縮空気をモータMに導き、モータMの回転力を衝撃発生部Pに伝達するようにし、メインシャフト7を介して打撃を生じさせて締付を行うものである。
(モータM)
 駆動源であるモータMは、切り換えスイッチの操作に応じて正転又は逆転可能な公知のモータであり、エア供給通路から供給される駆動流体圧によって回転駆動するエアモータである。操作部であるスロットルレバーSLのON/OFF操作によって回転/停止する。また、スロットルレバーSLの引き込み量に応じてモータMの回転速度は変化する。エア供給源からエアを供給する外部エアホースが、工具本体にコネクタを介して連結されている。エアホースから供給されるエアは、工具本体中に形成されたエア供給通路を通ってモータに供給されるものである。前記エアは、スロットルレバーSLの操作によって開閉操作されるメインバルブから、切り換えスイッチによって操作される切り換えバルブを介して、モータMに供給される。
 図1,2に示すように、ケーシングを構成する前側ケーシングC1及び後側ケーシングC2のうち、後側ケーシングC2内において、モータMの回転する駆動軸M1は軸受け部B1、B2によって前後両端部が支持される。なお、モータMを支持する軸受け部の数は特に問わない。
 軸受け部B1、B2は、公知のラジアルボールベアリングである。具体的には、図2に示すように、軸受け部B1は、内輪部B11と、転動体B13と、転動体B13を介して内輪部B11を回転可能に支持する外輪部B12とからなる。軸受け部B2は、前記と同様に、内輪部B21と、転動体B23と、転動体B23を介して内輪部B21を回転可能に支持する外輪部B22と、からなる。
 モータMの駆動軸M1の前端部M11を支持する軸受け部B2は、図2に示すように、前端部M11の外周面と、前記外周面と径方向に所定間隔を介して対向する対向壁面部(モータ下板M2の一部)との間に配置され、駆動軸M1の前端部M11を支持する。
 対向壁面部は、モータ下板M2の前方端面から前方に一体的に立設された壁部分である。軸受け部B2は、対向壁面部の内周面と外輪部B22の外周面とが対接する。同時に、内輪部B21の内周面と前端部M11の外周面とが対接する態様で、駆動軸M1の前端部M11を支持する。
 また、モータMの駆動軸M1の後端部M12を支持する軸受け部B1は、図2に示すように、後端部M12の外周面と、前記外周面と径方向に所定間隔を介して対向する対向壁面部(モータ上板M3の一部)との間に配置され、駆動軸M1の後端部M12を支持する。
 対向壁面部は、モータ上板M3の後方端面から後方に一体的に立設された壁部分であり、軸受け部B1は、対向壁面部の内周面と外輪部B12の外周面とが対接する。同時に、内輪部B11の内周面と後端部M12の外周面とが対接する態様で、駆動軸M1の後端部M12を支持する。
 また、図2に示すとおり、モータMの駆動軸M1の前端部M11には連結部M4が形成されている。連結部M4は、回転部材であるライナ2Aの構成要素であるライナ上板4に形成されて後方に突出する連結部41に嵌合するものである。連結部M4は、内面多角形状の凹状の雌部であり、ライナ上板4に形成された凸状且つ外面多角形状の連結部41に雄雌嵌合するものである。なお、連結部M4は、上記とは逆に、ライナ上板4に形成された凹状の連結部に対応した多角形状の凸状の雄部とし、これらを雄雌嵌合して連結するものであっても良い。
 なお、モータMは上記に限らず、電源によって回転駆動する電動モータでも良い。
(衝撃発生部P)
 衝撃発生部Pは、モータMの出力を打撃衝撃に変換するものであって、公知の構造を用いることができる。例えば、ライナ2A(ライナ本体、ライナケース、ライナ上板、ライナ下板からなるライナ2A)の内部に収容した作動油の圧力を利用してメインシャフト7に衝撃力を発生させる公知の油圧パルス発生装置を用いるのが好適である。なお、衝撃発生装置は油圧に限らず、モータMの出力を打撃衝撃に変換するものであれば特に限定されない。例えば、機械的な衝撃力を発生させる公知の衝撃発生装置でも良い。
 具体的には、図4に示すとおり、ライナケース1内にライナ本体2を一体的に固着し、ライナ本体2内にメインシャフト7を嵌挿してライナケース1及びライナ本体2をメインシャフト7に対して回転自在とする。このライナ本体2内にトルクを発生させる為の作動油を充填してライナ本体2の両端に取り付けたライナ下板3とライナ上板4によって密封する。
 図5等に示すとおり、ライナ本体2内部は断面楕円形のライナ室20を形成している。メインシャフト7に形成した溝にバネ6を介してブレード5を挿入し、ブレード5がライナ2の断面楕円形の内面に出没可能に当接するものとしている。締め付け作業時にナットが着座するまでの低負荷時は、ライナケース1及びライナ本体2とメインシャフト7が一体的に回転する。一方、着座した後の高負荷時は、ライナケース1及びライナ本体2の一回転中に一度だけオイルにピーク圧を発生させ、締め付けトルクを発生するものである。
以下、衝撃発生部Pの具体的構成を詳細に説明する。
(衝撃発生部Pの作用)
 衝撃発生部Pは、図4,5に示すように、筒状のライナケース1と、ライナケース1に一体的に固着された筒状のライナ本体2と、ライナケース1及びライナ本体2の両端に取り付けてライナ本体2内を密封するライナ上板4及びライナ下板3とからなる回転部材であるライナ2Aを備えている。前記ライナ本体2内にメインシャフト7を嵌挿してライナケース1及びライナ本体2をメインシャフト7回りに回転自在とし、このライナ本体2内にトルクを発生するための油を充填してなるものである。
 ライナ下板3には、メインシャフト7を挿通するための挿通孔30が形成されている。この挿通孔30の構成壁面とメインシャフト7の外周面との間にできた室内にこれら相互間の気密性(流体密性)を確保するためのOリングを収容させてある。 
 ライナ上板4には、モータMの連結部M2に嵌合する連結部41が後方へ突出形成されており、連結部41は外面多角形状の凸状の雄部である。
 ライナ本体2内部は、図5等に示すように、断面楕円形のライナ室20を形成している。メインシャフト7の対向する2つの溝70,70にバネ6を介してブレード5を挿入し、ブレード5がライナ2の断面楕円形の内面に出没可能に当接するものとしている。
 二枚のブレード5,5間のメインシャフト7の外面には、二本の突条を形成して成る第2シール面71,72を設けてある。前記第2シール面71は階段状に、第2シール面72は直線状に、それぞれ形成してある。
 ライナ本体2の内面には、断面楕円形の短軸の両端及び長軸の両端に突状の第1シール面21,22,23,24を設けてある。そして、メインシャフト7に対してライナ2Aが1回転しているときに一度だけ、図5の(1)(2)に示すように、第1シール面21と第2シール面71が、第1シール面22と第2シール面72が、第1シール面23と一方のブレード5の外周面が、第1シール面24と他方のブレード5の外周面が、それぞれ合致している。
 これによりライナ室20が2つの高圧室Hと2つの低圧室Lの4室に密閉区画されるようになっている。これを実現するため、第1シール面21は第2シール面71と同じく階段状に、第1シール面22は第2シール面72と同じく直線状に、それぞれ形成してある。
 衝撃発生部Pは、図5の(1)→(2)→(3)→(4)→(5)に示したように作動する。図5の(1)及び(2)は、メインシャフト7に衝撃パルスによる打撃力が発生するときの状態を示している。
 図5の(1)及びこれを拡大した図6の状態では、第1シール面21と第2シール面71が、第1シール面22と第2シール面72が、第1シール面23と一方のブレード5の外周面が、第1シール面24と他方のブレード5の外周面が、それぞれ合致している。これによりライナ室20が2つの高圧室Hと2つの低圧室Lの4室に密閉区画されている。
 そして、図5の(2)及びこれを拡大した図7の状態では、さらにモータMの回転によってライナ2Aが回転すると、高圧室Hの容積は減少するため油は圧縮されて瞬間的に高圧が発生し、この高圧はブレード5を低圧室L側に押しやる。メインシャフト7には上下のブレード5,5を介して瞬間的に偶力が作用して強力なトルクが発生する。
 図5の(3)は、メインシャフト7にトルクが発生した後、ライナ2Aが90°回転した状態を示している。ライナ室20は上下のブレード5,5を挟んで形成された高圧室Hと低圧室Lが連通して一室となりトルクは発生せず、ライナ本体2はモータMの回転によりさらに回転する。
 図5の(4)は、図5の(3)の状態から更に90°回転した状態で打撃時より180°回転した状態を示している。第1シール面21と第2シール面72は合致せず、第1シール面22と第2シール面71とは極一部で合致しているのみである。そのため、これらのシール面間ではシールが行われず、圧力変化は生じないためトルクは発生しない。ライナ2Aはそのまま回転する。
 図5の(5)は、(4)の状態から更に90°回転し、打撃時より270°回転した状態を示している。この状態では図5の(3)の状態と実質的に同じであり、トルクは発生しない。
 さらにライナ2Aが回転すると図5の(1)の状態に戻り、第1シール面21と第2シール面71が、第1シール面22と第2シール面72が、第1シール面23と一方のブレード5の外端面が、第1シール面24と他方のブレード5の外端面が、それぞれ合致し、再び打撃力が発生する。
 このように、モータMの回転に伴ってライナ2Aが回転し、ネジ締め等によってメインシャフト7にかかる負荷によって、ライナ2Aがメインシャフト7に対して相対的に回転する。そして、ライナ2Aの4個のシール面とメインシャフトの外周面に形成された2個のシール面及び2個のブレードとが当接し互いに摺動すると、2つの高圧室Hと2つの低圧室Lとからなる4つの室が形成され、高圧室Hではオイルが圧縮されており、メインシャフト7が瞬間的に回転して衝撃パルスが発生する。
 衝撃発生部Pは、図1、2等に示すとおり、前側ケーシングC1内に軸受け部B3、B4を介して回転可能に支持されている。なお、衝撃発生部Pの回転部材であるライナ2Aを支持する軸受け部の数は特に問わない。
 本実施例の軸受け部B3は、図3に示すとおり、上記と同様の公知のラジアルボールベアリングであり、内輪部B31と外輪部B32の間に複数の転動体B33を配置したものである。軸受け部B4も同様、内輪部B41と外輪部B42の間に複数の転動体B43を配置したものである。いずれもの軸受け部も、内輪部と、転動体と、転動体を介して内輪部を回転可能に支持する外輪部とからなる。
 回転部材であるライナ2Aは、図3に示すとおり、ライナ2Aの前端部であるライナ下板3の先端部分が軸受け部B4に挿入された状態で支持される。同時に、ライナ2Aの後端部であるライナ上板4の先端部分が軸受け部B3に挿入された状態で支持された状態で回転可能に支持される。
 軸受け部B4は、図2、3に示すとおり、前側ケーシングC1の先端部分の内面に形成された段部C11と、ライナ下板3の先端部分の外面に形成された段部31の間に配置されている。具体的には、軸受け部B4は、ライナ下板3の縮径した先端部の外周面と、前記外周面と径方向に所定間隔を介して対向する前側ケーシングC1の内周面との間(径方向間)に配置されている。同時に、前記ライナ下板3の先端部の外周面の後方一端部から径方向に連設された壁面であるライナ下板3の前端面と、前記前側ケーシングC1の内周面の前方一端部に連設されてライナ下板3と前後方向に所定間隔を介して対向する前側ケーシングC1の内端面との間(前後方向間)に配置され、ライナ下板3を支持している。
 前側ケーシングC1の段部C11における内周面と、外輪部B42の外周面とが対接する。同時に、内輪部B41の内周面と、ライナ下板3の先端部の外周面とが対接する態様で、ライナ下板3は軸受け部B4に支持される。
 軸受け部B4において、環状に形成された内輪部B41における挿通穴の内径は、ライナ下板3の先端部の外径と略同径に形成され、ライナ2Aが回転すると内輪部B41も同様に回転する。
 なお、前側ケーシングC1は、ライナケース1の外周面と所定間隔を介して径方向に対向する内周面を有する大径部と、ライナ下板3の縮径した先端部の外周面と所定間隔を介して径方向に対向する内周面及び前記内周面の前方一端部から径方向に連設されて後方に対面する内端面とを有する第1小径部と、メインシャフトブッシュの基端部の外周面と径方向に対向する内周面を有する第2小径部と、メインシャフトブッシュの先端部の外周面と径方向に対向する内周面を有する第3小径部とから構成されている
 軸受け部B3は、ライナ上板4の先端部に形成された段部42と、前側ケーシングC1(スペーサ部材C13)の段部C12の間に配置されている。段部C12は、環状のスペーサ部材C13の内面に形成された段部である。環状のスペーサ部材C13は、図1、2に示すように、その外周面と前側ケーシングC1の内周面とが対接する態様で配置される。なお、環状のスペーサ部材C13の前後方向端面の中心には、ライナ上板4が挿入される前後方向に貫通した孔が形成されると共に、その周囲には前後方向に貫通する通気用の孔が形成されている。
 また、ライナ上板4を支持する軸受け部B3は、ライナ上板4の縮径した先端部の外周面と、前記外周面と径方向に所定間隔を介して対向するスペーサ部材C13の内周面との間(径方向間)に配置される。かつ、前記ライナ上板4の先端部の外周面の前方一端部から径方向に連設された壁面であるライナ上板4の前端面と、前記のスペーサ部材C13の内周面の後方一端部に連設されてライナ上板4と前後方向に所定間隔を介して対向するスペーサ部材C13の内端面との間(前後方向間)に配置され、ライナ上板4を支持している。
 スペーサ部材C13の内周面と、外輪部B32の外周面とが対接すると共に、内輪部B31の内周面と、ライナ上板4の先端部の外周面とが対接する態様で、ライナ上板4は軸受け部B3に支持される。ライナ上板4は、前記先端部の先方(後方)に連結部41を形成しており、モータMに連結する。
 軸受け部B3において、環状に形成された内輪部B31の内径は、ライナ上板4の段部42における外径と略同径に形成されており、ライナ2Aが回転すると内輪部B31も回転する。
 このように、モータMの駆動軸M1と、衝撃発生部Pとを別々の基準で支持して軸芯を固定することにより、具体的には、衝撃発生部Pの回転部材であるライナ2Aの前後両端を軸受け部で支持することにより、発熱、騒音、振動を低減させることができる。  
 なお、本発明に用いる回転部材を回転可能に支持する軸受け部は、玉軸受やころ軸受等の転がり軸受けのみならず、すべり軸受け、磁気軸受、流体軸受を用いることが可能である。例えば、実施態様に示すもののほか、ライナケース1の外周面を軸受け部で支持することも可能であり、その場合は、ころ軸受けであるニードルベアリングを用いるのが好適である。
 また、回転部材を回転可能に支持する軸受け部の数は特に限定されるものではなく、任意に設定可能である。
(第2実施形態)
 本発明に係る衝撃式締付工具の第2実施形態について、図8~16を参照しながら説明する。 
 本発明は、締付トルクが規定値に到達したことを作動油の圧力によって開放されるリリーフバルブ180により検知する。リリーフバルブ180を通過した作動油の圧力でピストン109及びロッド192を介してパイロットバルブ193を駆動させ、シャットオフバルブ195を閉鎖状態に変位し、エアの供給を遮断する衝撃式締付工具において好適に実施される。
 本発明は、駆動源であるモータMと、作動油を充填したライナ(ライナ本体、ライナ上板、ライナ下板、ライナケース)内にメインシャフト7を軸支し、ライナとメインシャフト7との相対回転によって生じる油圧によってメインシャフト7に間欠的な衝撃を与える油圧パルス発生機構Pと、作動油の圧力を検知してモータMを停止する自動停止機構とを備える衝撃式締付工具において、ライナに形成された軸孔142aに所定のクリアランスを介して回転自在に軸支されたメインシャフト7を有し、前記クリアランスは相対的にクリアランスの大きさが大になる部分と小になる部分とを少なくとも有することを特徴とする。
 これにより、作動油をライナ室内に速やかに戻すことができ、更に、メインシャフト7を比較的安定した状態で軸支することができる。
 以下、本発明の各構成要素について詳述する。
(モータM)
 ケーシング内に収容されたモータMは、エア供給通路から供給される駆動流体圧によって回転駆動し、切り換えスイッチの操作に応じて正転又は逆転可能な公知のエアモータである。エア供給源からエアを供給する外部エアホースがコネクタを介して工具本体に連結されている。エアホースから供給されるエアは、工具本体中に形成されたエア供給通路196を通ってモータに供給される。
 スロットルレバーSLの操作によって開閉操作されるメインバルブから、モータMに圧縮エアが供給される。スロットルレバーSLのON/OFF操作によって回転/停止し、また、スロットルレバーSLの引き込み量に応じてモータMの回転速度は変化する。
 モータMの駆動軸M1は、ケーシング内において、軸受けBによって前後両端部が支持されている。軸受けBは、公知のラジアルボールベアリングである。具体的には、各軸受けは、内輪部と、転動体と、転動体を介して内輪部を回転可能に支持する外輪部とからなる。
 モータMの駆動軸M1の前端部は、ライナの構成要素であるライナ上板104に嵌合して連結している。モータMの駆動軸M1の前端部には雌型連結部が形成され、ライナ上板104の後端部には雄型連結部が形成され、両者が雄雌嵌合して連結される。雌型連結部は、内面多角形状の凹状に形成され、雄型連結部は凸状且つ外面多角形状に形成される。なお、前記とは逆に、ライナ上板104を雌型連結部とし、モータMの駆動軸を雄型連結部としても良い。
(油圧パルス発生機構P)
 ケーシング内に収容された油圧パルス発生機構Pは、モータMの出力を打撃衝撃に変換するものである。図9に示すように、ライナ本体102、ライナケース101、ライナ上板104及びライナ下板103からなるライナの内部に収容した作動油の圧力を利用してメインシャフト7に衝撃力を発生させる油圧パルス発生装置を用いる。具体的には、ライナケース101内にライナ本体102を一体的に固着し、ライナ本体102内にメインシャフト7を嵌挿してライナケース101及びライナ本体102をメインシャフト7に対して回転自在とする。このライナ本体102内にトルクを発生させる為の作動油を充填してライナ本体102の両端に取り付けたライナ下板103とライナ上板104によって閉封している。
 ライナ本体102内部は断面楕円形のライナ室120を形成している。メインシャフト7に形成したブレード用の溝170にばね106を介してブレード105を挿入し、ブレード105がライナ102の断面楕円形の内面に出没可能に当接するものとしている。締め付け作業時にナットが着座するまでの低負荷時は、ライナケース101及びライナ本体102とメインシャフト7が一体的に回転する。一方、着座した後の高負荷時は、ライナケース101及びライナ本体102の一回転中に一度だけオイルにピーク圧を発生させ、締め付けトルクを発生するものである
 ライナ下板103には、メインシャフト7の前端部を挿通して軸支するための挿通孔130が形成されている。この挿通孔130の構成壁面とメインシャフト7の外周面との間にできた室内にこれら相互間の気密性(流体密性)を確保するためのOリングを収容させてある。
 また、ライナ上板104には、ピストン109を軸方向に移動可能に収容するピストン孔142bが形成されている。ピストン109の外周面における凹部と前記ピストン孔142bの内周面との間にできる室内にこれら相互間の気密性(流体密性)を確保するためのOリングを収容させてある。
 図14などに示すとおり、二枚のブレード105,105間のメインシャフト7の外面には、二本の突条を形成して成る第2シール面171,172を設けている。前記第2シール面171は階段状に、第2シール面172は直線状に、それぞれ形成してある。 
 ライナ本体102の内面には、断面楕円形の短軸の両端及び長軸の両端に突状の第1シール面121,122,123,124を設けてある。そして、メインシャフト7に対してライナ102Aが1回転しているときに一度だけ、第1シール面121と第2シール面171が、第1シール面122と第2シール面172が、第1シール面123と一方のブレード105の外周面が、第1シール面124と他方のブレード105の外周面が、それぞれ合致する。これにより、ライナ室120が2つの高圧室Hと2つの低圧室Lの4室に密閉区画されるようになっている。これを実現するため、第1シール面121は第2シール面171と同じく階段状に、第1シール面122は第2シール面172と同じく直線状に、それぞれ形成してある。
 衝撃パルス発生機構Pは、図14の(1)→(2)→(3)→(4)→(5)に示したように作動し、図14の(1)及び(2)は、メインシャフト7に衝撃パルスによる打撃力が発生するときの状態を示している。
 図14の(1)及び(1)を拡大した図15の状態では、第1シール面121と第2シール面171とが、第1シール面122と第2シール面172とが、第1シール面123と一方のブレード105の外周面とが、第1シール面124と他方のブレード105の外周面とが、それぞれ合致している。これによりライナ室120が2つの高圧室Hと2つの低圧室Lの4室に密閉区画されている。
 そして、図14の(2)及び(2)を拡大した図16の状態では、さらにモータMの回転によってライナが回転する。すると、高圧室Hの容積は減少するため油は圧縮されて瞬間的に高圧が発生し、この高圧はブレード105を低圧室L側に押しやる。メインシャフト7には上下のブレード105を介して瞬間的に偶力が作用して強力なトルクが発生する。
 図14の(3)は、メインシャフト7にトルクが発生した後、ライナが90°回転した状態を示している。ライナ室120は上下のブレード105,105を挟んで形成された高圧室Hと低圧室Lが連通して一室となりトルクは発生せず、ライナ本体102はモータMの回転によりさらに回転する。
 図14の(4)は、図14の(3)の状態から更に90°回転した状態で打撃時より180°回転した状態を示している。第1シール面121と第2シール面172は合致せず、第1シール面122と第2シール面171とは極一部で合致しているのみである。そのため、これらのシール面間ではシールが行われず、圧力変化は生じないためトルクは発生しない。ライナはそのまま回転する。
 図14の(5)は、(4)の状態から更に90°回転し、打撃時より270°回転した状態を示している。この状態では図14の(3)の状態と実質的に同じであり、トルクは発生しない。
 さらにライナが回転すると図14の(1)の状態に戻り、第1シール面121と第2シール面171が、第1シール面122と第2シール面172が、第1シール面123と一方のブレード105の外端面が、第1シール面124と他方のブレード105の外端面が、それぞれ合致し、再び打撃力が発生する。
 このように、モータMの回転に伴ってライナが回転する。ネジ締め等によってメインシャフト7にかかる負荷によって、ライナがメインシャフト7に対して相対的に回転する。ライナの4個のシール面とメインシャフトの外周面に形成された2個のシール面及び2個のブレードとが当接し互いに摺動すると、2つの高圧室Hと2つの低圧室Lとからなる4つの室が形成される。高圧室Hではオイルが圧縮されており、メインシャフト7が瞬間的に回転して衝撃パルスが発生する。
 油圧パルス発生機構Pは、ケーシング内に軸受けBを介して回転可能に支持されている。各軸受けは、上記と同様の公知のラジアルボールベアリングであり、内輪部と外輪部の間に複数の転動体を配置したものである。ライナは、ライナ下板103の先端部分が軸受けBに挿入された状態で支持されると共に、ライナ上板104の先端部分が軸受けBに挿入された状態で支持された状態で回転可能に支持される。
(メインシャフトの後端部)
 メインシャフト7は、ライナ上板104に形成された軸孔142aに挿入されて軸支される後端部173と、ライナ下板103に形成された挿通孔130に挿入されて軸支される前端部と、ばね106及びブレード105を収容するブレード溝170を形成した中間部とからなる。
 メインシャフト7の後端部173は、図9に示すとおり、ライナ上板104の軸孔142aに挿入され、前記後端部173の外周面とライナ上板104の軸孔142aの内周面との間にクリアランスを介する態様で軸支されている。前記クリアランスは、相対的にクリアランスの大きさが大になる部分と小になる部分とを有する。
 すなわち、前記クリアランスは、図10,11に示すとおり、メインシャフト7の後端部173の外周面と軸孔142aの内周面との間に形成されている。また、前記クリアランスは、相対的にクリアランスの大きさが大になる部分と小になる部分とを有し、メインシャフト7の後端部173の後側部(小径部)L3の外周面と、前記外周面に軸径方向に対向する軸孔142aの内周面との間に形成されるクリアランスを大になる部分とし、メインシャフト7の後端部173の前側部(大径部)L4の外周面と、前記外周面に軸径方向に対向する軸孔142aの内周面との間に形成されるクリアランスを小になる部分としている。つまり、図11における点Rを境として、点Rよりも後方部分の軸径D1を、点Rよりも前方部分の軸径D2よりも小さくして、大径部L4と軸方向後側に隣接する小径部L3を形成している。なお、小径部L3の後端には縮径部が形成されている。
 なお、軸孔142aは、後側端部において拡径している。したがって、軸孔142aの後側端部とこれに対して軸径方向に対向するメインシャフト7の後端部173との間に形成されるクリアランスは相対的に大きく形成される。つまり、前記クリアランスは、軸孔142aのうち前記後側端部を除く部分とこれに対して軸径方向に対向するメインシャフト7の後端部173との間に形成されるクリアランスよりも大きい。
 また、図10~12に示すとおり、メインシャフト7の後端部173の外周面には、メインシャフト7の軸径方向に所定深さを有すると共に軸方向に所定の長さを有する溝部174が形成されている。溝部174は、メインシャフト7の後端部173の大径部L4まで延設されたブレード溝170の後端部から小径部L3に至る範囲に形成される。図11に示すように、溝部174は、平面視において半円形状のブレード溝170の後端部と小径部L3とを繋いで作動油の流路となる。作動油は、小径部L3と軸孔142aとの間に形成されるクリアランスから溝部174を通じてブレード溝170に至り、最終的にライナ室内に流入して戻されることになる。このように、メインシャフト7の大径部L4においてクリアランスを小として軸支状態を安定的なものとしながら、メインシャフト7の小径部L3においてクリアランスを大として作動油の流入を促進しつつ、更に、小径部L3とブレード溝170の端部とを繋ぐ流路としての溝部174を形成すれば、より速やかに作動油をライナ室内に戻すことができる。
 溝部174の長さは、メインシャフト7の後端縁から所定距離L1を介した点から前方へ所定距離L2を介した点までの間に形成される。また、メインシャフト7の後端部173は、溝部174の長さの範囲に内包される点Rを境として、点Rよりも後方部分の軸径D1を、点Rよりも前方部分の軸径D2よりも小さくしている。
 溝部174は、図10、11に示すとおり、底面部174cの両側及び後側に壁部174a,174bを形成した凹溝である。具体的には、底面部174cと、前記底面部174cの両側に所定間隔を介して立設した各側壁部174a,174aと,底面部174cの後方端に立設した後壁部174bとからなる凹状溝である。そして、溝部174の一部が小径部L3の範囲に及ぶため、図10に示すとおり、両側壁部174a,174aのうちの後壁側の端部分は他の部分に比して低壁であり、また、後壁部174bも前記他の部分に比して低壁である。
 なお、溝部174は、周方向に180°の間隔を介して2つの溝が形成されているが、周方向に90°の間隔を介して4つの溝を形成することも可能であり、その数は特に限定されない。また、溝の形態は上記に限るものではなく、メインシャフト7の後端部173の外周面において、周方向に刻設した環状溝や螺旋状溝でも良く、ライナ上板104の内周面において、周方向に刻設した環状溝や螺旋状溝でも良い。
 なお、本実施態様において、大径部L4の外周面とこれに対向する軸孔142aの内周面との間に形成されるクリアランス(軸孔142aの孔径D4と軸径D2の差)は20μmである。また、小径部L3の外周面とこれに対向する軸孔142aの内周面との間に形成されるクリアランス(軸孔142aの孔径D4と軸径D1の差)は30μmであり、クリアランスの大きさは10μmの相違を設けている。また、本実施態様の図13において、溝部174の軸径D3は、大径部L4の軸径D2及び小径部L3の軸径D1よりも小さく、溝部174の深さは0.5mmである。
(シャットオフ機構)
 油圧パルス発生装置Pは、図9に示すように、高圧室Hに連通された連通路183を有するリリーフバルブ軸181と、連通路183を開閉可能とするべく、リリーフバルブ軸181の軸端部に配設されると共に連通路183の開口を閉鎖する方向にばね182にて付勢されたリリーフバルブ180とを備えている。
 リリーフバルブ軸181においてリリーフバルブ180の下流側に形成された通路は、ライナ上板104に設けた通路141Aに連通し、通路141Bを介して、ばね191の一端に連結されて前方へ付勢されたピストン109の端部まで連通している。 
 なお、通路141Bは、ライナ上板ブロック144に形成されており、軸方向に貫通した通路と、軸径方向に貫通した通路とからなり、軸方向に貫通した通路は、広径通路と小径通路とからなる。広径通路の一端がピストン109方向に開口しており、広径通路の他端には、小径通路の一端に連通し、小径通路の他端はメインシャフト7の後端面方向に開口している。また、通路141Bのうち、軸径方向に貫通した通路の一端は通路141Aに連通し、他端の開口はライナ上板104の内周面によって閉鎖されている。また、通路141Bはその中間部において前記広径通路に連通している。
 前後方向に移動可能なピストン109には、モータMに形成された貫通孔に挿入されて前後方向に移動可能なロッド192が連結されている。また、ロッド192の後端には、ばね194の一端に連結して前方に付勢されたパイロットバルブ193と、ばね194の他端部に連結したシャットオフバルブ195を配設している。
 なお、メインシャフト7の後端部173、通路141Bを形成したライナ上板ブロック144、ピストン109は、ライナ上板104に形成された貫通孔に順次挿入されている。具体的には、メインシャフト7の後端部173は、軸孔142aに、ライナ上板ブロック144は前記軸孔142aよりも小径のブロック用孔に、ピストン109は前記ブロック用孔よりも小径であるピストン孔142bに、各々挿入される。
 なお、締付けトルクの調整は、調整軸184を回動操作し、リリーフバルブ軸181の位置を前後方向に移動させ、ばね182の付勢力を調整すると共に、バイパス通路と通路183を繋ぐ通路185の開口量を調整して行う。
 リリーフバルブ180は、締付トルクが規定値に達するまでは、ばね182の付勢力によって作動油の圧力に抗して、リリーフバルブ軸181の通路183の開口を閉鎖した閉鎖位置を維持する。締付トルクが規定値に達すると、リリーフバルブ180が作動油の圧力によって後方に移動して開放位置となり、前記開口は開放され、作動油はリリーフバルブ180を通過し、ライナ上板104に形成された通路141A及び141Bを通って、ライナ上板104内に形成されたシリンダ室に流入する。シリンダ室内に流入した作動油は、シリンダ室内に停止しているピストン109を後方へ押圧して移動させる。後方へ移動するピストン109に伴ってロッド192が後方へ移動し、ばね194によって前方へ付勢されたパイロッドバルブ193を閉鎖位置から後方へ移動させて開放位置に変位される。パイロットバルブ193が開通すると、パイロットバルブ193の図9中右側のエアが大気中に解放されるため、シャットオフバルブ195の前後のエアバランスがくずれ、シャットオフバルブ195が開放位置から前方向に移動して閉鎖位置に変位し、エア供給路196からモータへのエアの供給を遮断してモータMは停止する。モータMが停止すると、ピストン109を後方へ押圧する作動油の圧力がなくなり、その結果、ばね194及びばね191の付勢力により、ロッド192及びピストン109が前方向に移動して停止位置まで復帰する。
 したがって、ピストン109の前側に残留する作動油は、ピストンの前方への復帰移動に伴って、通路141Bを通過し、次いで、ライナ上板104とメインシャフト7の後端部173との隙間を通じて油圧パルス発生装置のライナ室120内に戻るが、その際、小径部L3から溝部174を経てライナ室120内に戻る。
 M モータ
 P 衝撃発生部
 7 メインシャフト
 2A 回転部材(ライナ)
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
 

Claims (8)

  1. モータと、
    前記モータの駆動軸に連結し、メインシャフトの周りに回転して前記メインシャフトに衝撃力を与える回転部材と、
    少なくとも前記回転部材を回転可能に支持する軸受け部と、
    を備えることを特徴とする衝撃式締付工具。
  2. モータの駆動軸の後端部を支持する軸受け部と、
    前記モータの駆動軸の前端部を支持する軸受け部と、
    を備えることを特徴とする請求項1に記載の衝撃式締付工具。
  3. 回転部材は、
    メインシャフトを挿通させる挿通孔を形成した前端部と、
    モータの駆動軸に雄雌嵌合して連結される後端部と、
    を有することを特徴とする請求項1又は2のいずれかに記載の衝撃式締付工具。
  4. 回転部材を回転可能に支持する軸受け部は、前記回転部材の後端部を支持する軸受け部と、前記回転部材の前端部を支持する軸受け部と、であることを特徴とする請求項3に記載の衝撃式締付工具。
  5. 回転部材を回転可能に支持する軸受け部は、内輪部と、転動体と、転動体を介して前記内輪部を回転可能に支持する外輪部とからなることを特徴とする請求項1~4のいずれかに記載の衝撃式締付工具。
  6. 駆動源であるモータと、
    作動油を充填したライナ内にメインシャフトを軸支し、前記ライナと前記メインシャフトとの相対回転によって生じる油圧によって前記メインシャフトに間欠的な衝撃を与える油圧パルス発生機構と、
    作動油の圧力に基づいて前記モータを停止する自動停止機構と、
    を備え、
    前記メインシャフトの後端部は前記ライナに形成された軸孔にクリアランスを介して回転自在に軸支されており、前記クリアランスは、相対的にクリアランスの大きさが大なる部分と小となる部分とを少なくとも有することを特徴とする衝撃式締付工具。
  7. クリアランスは、メインシャフトの後端部において相対的に軸径が大なる大径部分と小となる小径部分を形成することにより、前記クリアランスの大きさが大になる部分と小になる部分とを形成したことを特徴とする請求項6に記載の衝撃式締付工具。
  8. メインシャフトのブレード溝を前記大径部まで延設すると共に、ブレード溝を小径部とを繋いで作動油の流路を構成する溝部を形成したことを特徴とする請求項7に記載の衝撃式締付工具。
      
      
      
      
      
      
      
      
      
      
      
      
      
      
      
      
      
      
      
      
      
      
      
      
      
      
      
      
      
      
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