(57)【要約】【課題】油圧式トルクレンチの打撃トルク発生装置が発生する打撃トルクの大きさの精度を高く、かつ、打撃トルクの発生周期を短くし、さらに、油圧式トルクレンチの打撃トルク発生装置の耐久性やエネルギ効率を向上することができるとともに、油量の変動の影響を受けにくい油圧式トルクレンチの打撃トルク調節装置を提供すること。【解決手段】ライナー７に、回転軸と平行にシリンダ部１４ａを形成するとともに、シリンダ部１４ａに開口し、シリンダ部１４ａを介して打撃トルクの発生時に高圧室及び低圧室となるライナー７の内部を連通させる作動油流路１４ｃを形成し、シリンダ部１４ａ内に、周面部に作動油の流路となる切欠部１４ｂ’を形成した円柱形状の弁体１４ｂを回転自在となるように配設するようにしたオートリリーフ機構１４を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータにより回転されるライナーと、該ライナーの内部に配設した主軸及び羽根とを備えた油圧式トルクレンチの打撃トルク調節装置において、
前記ライナーに、回転軸と平行にシリンダ部を形成するとともに、該シリンダ部に開口し、シリンダ部を介して打撃トルクの発生時に高圧室及び低圧室となるライナーの内部を連通させる作動油流路を形成し、
前記シリンダ部内に、周面部に作動油の流路となる切欠部を形成した円柱形状の弁体を回転自在となるように配設し、
前記ライナーの回転から得られる弁体の公転による遠心力と、パルス発生時のライナーの急制動から得られる弁体の自転による慣性力とによって、弁体のシリンダ部内での回転位置が変化するようにし、
前記弁体のシリンダ部内での回転位置が変化することにより、シリンダ部の作動油流路の開口と弁体の切欠部の重なり面積を変化させて、作動油流路及び弁体の切欠部を介する高圧室側から低圧室側への作動油の流量を調節する
オートリリーフ機構を備えるようにした
ことを特徴とする油圧式トルクレンチの打撃トルク調節装置。
【請求項２】
前記弁体の両端部をそれぞれ鋼球によって支持するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の油圧式トルクレンチの打撃トルク調節装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油圧式トルクレンチの打撃トルク調節装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、トルクレンチの打撃トルク発生装置として、騒音と振動が小さい油圧式の打撃トルク発生装置を使用した油圧式トルクレンチが、開発され、実用化されるに至っている（例えば、特許文献１〜２参照）。
【０００３】
図６及び図７は、この油圧式トルクレンチの一例を示したもので、この油圧式トルクレンチ１は、高圧空気の供給、停止を行うメインバルブ２と正逆回転の打撃トルクを選択的に発生させるための正逆回転切換バルブ３を有し、両バルブ２、３を介して送気される高圧空気により回転トルクを発生するロータ４を駆動するようにし、そして、ロータ４の回転トルクを打撃トルクに変換する油圧式の打撃トルク発生装置５を油圧式トルクレンチ１のケース６内に設けるようにしている。
油圧式の打撃トルク発生装置５は、ロータ４によって回転されるライナー７に形成した空洞内に作動油を充填、密閉し、ライナー７内に同軸に嵌挿した主軸８に２個（１個又は３個以上の複数個の場合もある。）の羽根挿入溝を設け、羽根挿入溝内に羽根９を嵌挿し、羽根９をばね１０にて常時主軸８の外周方向に付勢してライナー７の内周面に当接するように構成する。
また、打撃トルク発生装置５には、発生する打撃トルクの大きさを調節できるように、出力調節機構１１が配設されている。
そして、ロータ４によりライナー７を回転駆動することにより、ライナー７の内周面に形成した複数個のシール面と主軸８の外周面に形成したシール面及び羽根９とが合致したとき、主軸８に打撃トルクを発生させ、主軸８の先端に係合したナット等を締め付け又は弛めるものである。
【０００４】
ところで、従来の油圧式トルクレンチにおいて、打撃トルクの大きさを調節する出力調節機構１１は、操作軸を操作することにより、打撃トルクの発生時に高圧室及び低圧室となるライナー７の内部を連通する作動油流路の大きさを調節する（具体的には、操作軸を開放側に操作して作動油流路を大きくすることにより打撃トルクの大きさが小さくなり、逆に、操作軸を閉鎖側に操作して作動油流路を小さくすることにより打撃トルクの大きさが大きくなる。）ことにより行うように構成されている。
しかしながら、操作軸を操作することにより調節される作動油流路の大きさは、油圧式トルクレンチの動作中は一定（固定）のため、以下（１）〜（４）の問題が生じていた。
（１）実際に発生する打撃トルクの大きさと設定した打撃トルクの大きさとの誤差が大きい。
（２）締付動作の開始時（締付部材の着座時）に異常な高い打撃トルクが発生しやすい。
（３）打撃トルク発生後（パルス発生後）の抵抗が大きく、打撃トルクの発生周期が長い。
（４）シール部への負荷圧力がかかりやすく耐久性が乏しい。
【０００５】
この問題点に対処するために、本件出願人は、油圧式トルクレンチの打撃トルク発生装置が発生する打撃トルクの大きさの精度を高く、かつ、打撃トルクの発生周期を短くすることができる、打撃トルクの大きさを調節する出力調節機構を備えた油圧式トルクレンチの打撃トルク調節装置を提案した（特許文献３）。
【０００６】
図８〜図９は、この油圧式トルクレンチの一例を示したもので、この油圧式トルクレンチ１は、磁歪式トルク検出機構１２を備え、この磁歪式トルク検出機構１２の出力によってロータ４の駆動等を制御するようにしている。
ところで、この油圧式トルクレンチ１において、打撃トルクの大きさを調節する出力調節機構１１は、操作軸１１ａを操作することにより、打撃トルクの発生時に高圧室Ｈ及び低圧室Ｌとなるライナー７の内部を連通する作動油流路１１ｂの大きさを調節する（具体的には、操作軸１１ａを開放側に操作して作動油流路１１ｂを大きくする（絞らない）ことにより打撃トルクの大きさが小さくなり、逆に、操作軸１１ａを閉鎖側に操作して作動油流路１１ｂを小さくする（絞る）ことにより打撃トルクの大きさが大きくなる。）ことにより行うように構成されている。
【０００７】
さらに、この出力調節機構１１は、作動油流路１１ｂに、操作軸１１ａ及びばね１１ｃを介して作動油流路１１ｂを開放する方向に付勢された弁体１１ｄを配設するとともに、この弁体１１ｄの後背部に打撃トルクの発生時に高圧室Ｈとなるライナー７の内部と連通する油室１１ｅを形成し、締付動作の進行に従って高圧室Ｈの作動油の圧力が上昇すると、この高圧室Ｈの作動油の圧力の上昇に応じて、図９（ａ）から図９（ｂ）に示すように、作動油流路１１ｂが小さくなる（絞られる）オートリリーフ機構を備えるようにしている。
【０００８】
これにより、油圧式トルクレンチの打撃トルク発生装置が発生する打撃トルクの大きさの精度を高く、かつ、打撃トルクの発生周期を短くし、さらに、油圧式トルクレンチの打撃トルク発生装置の耐久性を向上することができる。
【０００９】
ところで、特許文献３に開示された油圧式トルクレンチ１の打撃トルク調節装置は、上記の優れた作用効果を奏するものであるが、一方向の回転、具体的には、正転時（締付時）のみしか機能せず、他方向の回転、具体的には、逆転時（弛め時）には機能せず、上記作用効果を奏するものではなかった。
【００１０】
この問題点に対処するために、本件出願人は、両方向の回転時、すなわち、正転時（締付時）及び逆転時（弛め時）に、油圧式トルクレンチの打撃トルク発生装置が発生する打撃トルクの大きさの精度を高く、かつ、打撃トルクの発生周期を短くし、さらに、油圧式トルクレンチの打撃トルク発生装置の耐久性を向上することができる油圧式トルクレンチの打撃トルク調節装置を提案した（特許文献４）。
【００１１】
図１０〜図１１は、この油圧式トルクレンチの一例を示したもので、この油圧式トルクレンチ１に備えられた打撃トルクの大きさを調節する出力調節機構１１は、打撃トルクの発生時に高圧室Ｈ及び低圧室Ｌとなるライナー７の内部を連通する作動油流路１１ｂを形成し、作動油流路１１ｂに作動油流路１１ｂを開放する方向に付勢された弁体１５ｄを配設するとともに、弁体１５ｄの後背部に主軸８の羽根挿入部８ａとライナ蓋７ａ、７ｂに形成された流路７ｃ、７ｄを介して連通する油室１５ｅを形成し、高圧室Ｈの作動油の圧力の上昇に伴って上昇する主軸８の羽根挿入部８ａの作動油の圧力の上昇に応じて、作動油流路１１ｂが小さくなる（図１１の上側に示す状態。）オートリリーフ機構１５を備えるようにしている。
【００１２】
弁体１５ｄは、作動油流路１５ｂを挟み対向するように配設された２個の弁体１５ｄからなり、ばね１５ｃを介して作動油流路１５ｂを開放する方向に付勢されている。
ここで、２個の弁体１５ｄの動作が安定するように、一方の弁体１５ｄ（図１０（ａ）において右側の弁体１５ｄ）を中実に、他方の弁体１５ｄ（図１０（ａ）において左側の弁体１５ｄ）を有底筒状にそれぞれ形成し、右側の中実に形成した弁体１５ｄに、左側の有底筒状に形成した弁体１５ｄの筒状部に挿入されるばね受け兼ガイド１５ｆを突設するようにしている。
【００１３】
そして、２個の弁体１５ｄを作動油流路１１ｂを挟み対向するように配設するとともに、各弁体１５ｄの後背部に、主軸８の羽根挿入部８ａとライナ上蓋７ａ及び下蓋７ｂに形成された流路７ｃ、７ｄを介して連通する油室１５ｅを形成し、高圧室Ｈの作動油の圧力の上昇に伴って上昇する主軸８の羽根挿入部８ａの作動油の圧力の上昇に応じて、２個の弁体１５ｄが作動油流路１１ｂが小さくなる（絞られる）ように移動するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】実開平３−４００７６号公報
【特許文献２】特開平６−２９７３４９号公報
【特許文献３】特開２００９−８３０９０号公報
【特許文献４】特開２０１０−１９９７９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
ところで、特許文献３及び特許文献４に開示された油圧式トルクレンチの打撃トルク調節装置は、上記の優れた作用効果を奏するものであるが、打撃トルクの大きさを調節する出力調節機構１１にばね１１ｃ、１５ｃを用いているため、耐久性に問題があり、また、作動油流路の開放時の大きさに制約があるため、十分なエネルギ効率の向上効果が得にくく、さらに、作動油の圧力によって作動油の流量を調節するものであるため、油量の変動の影響を受けやすいという問題があった。
【００１６】
本発明は、特許文献３及び特許文献４に開示された油圧式トルクレンチの打撃トルク調節装置が有する、油圧式トルクレンチの打撃トルク発生装置が発生する打撃トルクの大きさの精度を高く、かつ、打撃トルクの発生周期を短くできるという利点を享有しながら、さらに、油圧式トルクレンチの打撃トルク発生装置の耐久性やエネルギ効率を向上することができるとともに、油量の変動の影響を受けにくい油圧式トルクレンチの打撃トルク調節装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記目的を達成するため、本発明の油圧式トルクレンチの打撃トルク調節装置は、ロータにより回転されるライナーと、該ライナーの内部に配設した主軸及び羽根とを備えた油圧式トルクレンチの打撃トルク調節装置において、前記ライナーに、回転軸と平行にシリンダ部を形成するとともに、該シリンダ部に開口し、シリンダ部を介して打撃トルクの発生時に高圧室及び低圧室となるライナーの内部を連通させる作動油流路を形成し、前記シリンダ部内に、周面部に作動油の流路となる切欠部を形成した円柱形状の弁体を回転自在となるように配設し、前記ライナーの回転から得られる弁体の公転による遠心力と、パルス発生時のライナーの急制動から得られる弁体の自転による慣性力とによって、弁体のシリンダ部内での回転位置が変化するようにし、前記弁体のシリンダ部内での回転位置が変化することにより、シリンダ部の作動油流路の開口と弁体の切欠部の重なり面積を変化させて、作動油流路及び弁体の切欠部を介する高圧室側から低圧室側への作動油の流量を調節するオートリリーフ機構を備えるようにしたことを特徴とする。
【００１８】
この場合において、前記弁体の両端部をそれぞれ鋼球によって支持するようにすることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の油圧式トルクレンチの打撃トルク調節装置によれば、油圧式トルクレンチの打撃トルク発生装置が発生する打撃トルクの大きさの精度を高く、かつ、打撃トルクの発生周期を短くし、さらに、油圧式トルクレンチの打撃トルク発生装置の耐久性やエネルギ効率を向上することができるとともに、油量の変動の影響を受けにくくすることができる。
【００２０】
また、弁体の両端部をそれぞれ鋼球によって支持するようにすることにより、弁体の回転動作を円滑にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の油圧式トルクレンチの打撃トルク調節装置の一実施例を示す全体正面断面図である。
【図２】同油圧式トルクレンチの打撃トルク調節装置の動作説明図である。
【図３】油圧式トルクレンチの打撃トルク調節装置の弁体の説明図で、（ａ）は全体図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ、Ｂ−Ｂ及びＣ−Ｃ断面図である。
【図４】出力特性図を示し、（ａ）は従来例（特許文献４）の場合を、（ｂ）は実施例の場合を、それぞれ示す。
【図５】出力特性図を示し、（ａ）は従来例（特許文献４）の場合を、（ｂ）は実施例の場合を、それぞれ示す。
【図６】従来の油圧式トルクレンチの打撃トルク調節装置を示す全体正面断面図である。
【図７】従来の油圧式トルクレンチの打撃トルク調節装置を示す全体正面断面図である。
【図８】従来の油圧式トルクレンチの打撃トルク調節装置を示す全体正面断面図である。
【図９】同油圧式トルクレンチの打撃トルク調節装置の要部の説明図で、（ａ）は締付動作の開始時の要部正面断面図、（ｂ）は締付動作の進行時の要部正面断面図、（ｃ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図、（ｄ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図ある。
【図１０】従来の油圧式トルクレンチの打撃トルク調節装置を示し、（ａ）は正面断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【図１１】同油圧式トルクレンチの打撃トルク調節装置の動作説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の油圧式トルクレンチの打撃トルク調節装置の実施の形態を、図面に基づいて説明する。
【００２３】
図１〜図３に、本発明の油圧式トルクレンチの打撃トルク調節装置の一実施例を示す。
【００２４】
この油圧式トルクレンチ１は、磁歪式トルク検出機構１２を備え、この磁歪式トルク検出機構１２の出力によってロータ４の駆動等を制御するようにしている。
また、打撃トルクの大きさを調節する出力調節機構１１は、操作軸１１ａを操作することにより、打撃トルクの発生時に高圧室Ｈ及び低圧室Ｌとなるライナー７の内部を連通する作動油流路１１ｂの大きさを調節する（具体的には、操作軸１１ａを開放側に操作して作動油流路１１ｂを大きくする（絞らない）ことにより打撃トルクの大きさが小さくなり、逆に、操作軸１１ａを閉鎖側に操作して作動油流路１１ｂを小さくする（絞る）ことにより打撃トルクの大きさが大きくなる。）ことにより行うように構成されている。
【００２５】
そして、この油圧式トルクレンチ１は、ライナー７に、回転軸と平行にシリンダ部１４ａを形成するとともに、シリンダ部１４ａに開口し、シリンダ部１４ａを介して打撃トルクの発生時に高圧室及び低圧室となるライナーの内部を連通させる作動油流路１４ｃを形成し、シリンダ部１４ａ内に、周面部に作動油の流路となる切欠部１４ｂ’を形成した円柱形状の弁体１４ｂを回転自在となるように配設し、ライナー７の回転から得られる弁体１４ｂの公転による遠心力と、パルス発生時のライナー７の急制動から得られる弁体１４ｂの自転による慣性力とによって、弁体１４ｂのシリンダ部１４ａ内での回転位置が変化するようにする。
そして、弁体１４ｂのシリンダ部１４ａ内での回転位置が変化することにより、シリンダ部１４ａの作動油流路１４ｃの開口と弁体１４ｂの切欠部１４ｂ’の重なり面積を変化させて、作動油流路１４ｃ及び弁体１４ｂの切欠部１４ｂ’を介する高圧室Ｈ側から低圧室Ｌ側への作動油の流量を調節するオートリリーフ機構１４を備えるようにしている。
【００２６】
このオートリリーフ機構１４に用いられる弁体１４ｂは、図３に示すように、柱形状の素材の周面部に作動油の流路となる切欠部１４ｂ’を形成することによって、その重心が中心軸から偏倚するようにしている。
なお、本実施例において、切欠部１４ｂ’は、２つの仕切り壁によって３つに区画するようにしているが、区画することなく１つの切欠部として構成することもできる。
これにより、ライナー７が回転しているときは、ライナー７の回転から得られる弁体１４ｂの公転による遠心力によって、弁体１４ｂのシリンダ部１４ａ内での回転位置が、弁体１４ｂの切欠部１４ｂ’がライナー７の回転軸の中心側を向くように位置し（図２の下側に示す状態。）、これにより、シリンダ部１４ａの作動油流路１４ｃの開口と弁体１４ｂの切欠部１４ｂ’の重なり面積が大きくなり、作動油流路１４ｃ及び弁体１４ｂの切欠部１４ｂ’を介する作動油の流量が制限されない。
一方、パルス発生時のライナー７の急制動から得られる弁体１４ｂの自転による慣性力とによって、弁体１４ｂの切欠部１４ｂ’がライナー７の回転軸の中心側以外の方向を向くように弁体１４ｂのシリンダ部１４ａ内での回転位置が変化し（図２の上側に示す状態。）、これにより、シリンダ部１４ａの作動油流路１４ｃの開口と弁体１４ｂの切欠部１４ｂ’の重なり面積が小さくなり（又は実質的になくなり）、作動油流路１４ｃ及び弁体１４ｂの切欠部１４ｂ’を介する作動油の流量を制限する。
この作動油の流量の制限度合いは、パルス発生時のライナー７の制動の大きさによって変化するため、油圧式トルクレンチの打撃トルク発生装置が発生する打撃トルクの大きさの精度を高く、かつ、打撃トルクの発生周期を短くし、作業効率を高めることができる。
【００２７】
また、柱形状の素材からなる弁体１４ｂは、鋼棒に、例えば、クロムメッキ等を施すことによって、耐摩耗性等の機械的特性を向上することができるが、さらに、弁体１４ｂの両端部１４ｂ”をそれぞれ鋼球１４ｄによって支持するようにすることができる。
これにより、弁体１４ｂの回転動作を円滑にすることができる。
【００２８】
そして、この油圧式トルクレンチの打撃トルク調節装置は、両方向の回転時、すなわち、正転時（締付時）及び逆転時（弛め時）に、油圧式トルクレンチの打撃トルク発生装置が発生する打撃トルクの大きさの精度を高く、かつ、打撃トルクの発生周期を短くし、さらに、油圧式トルクレンチの打撃トルク発生装置の耐久性を向上することができることに加え、以下の作用効果を奏する。
（１）従来の油圧式トルクレンチの打撃トルク調節装置は、打撃トルクの大きさを調節する出力調節機構１１にばね１１ｃ、１５ｃを用いていたが、この油圧式トルクレンチの打撃トルク調節装置は、このようなばねを用いていないため、耐久性を向上することができる。
（２）従来の油圧式トルクレンチの打撃トルク調節装置は、作動油流路の開放時の大きさに制約があったが、この油圧式トルクレンチの打撃トルク調節装置は、そのような制約がないため、エネルギ効率を向上することができる（ロータ４（エアモータ）に０．６ＭＰａの高圧空気を供給した場合における、図４（ａ）の従来例（特許文献４）に比べて、図４（ｂ）の実施例は、締付作業に要する時間を、０．８７秒から０．７６秒に短縮することができた。）。
（３）従来の油圧式トルクレンチの打撃トルク調節装置は、作動油の圧力によって作動油の流量を調節するものであるため、油量の変動の影響を受けやすかったが、この油圧式トルクレンチの打撃トルク調節装置は、作動油の圧力にかかわらず作動油の流量を調節することができるため、油圧式トルクレンチの長期間の使用による作動油の漏出等による油量の変動の影響を受けにくく、長期間に亘って安定した稼働状態を維持することができる（作動油の充填量を標準より０．８ｍｌ少なくし、ロータ４（エアモータ）に０．５ＭＰａの高圧空気を供給した場合における、図５（ａ）の従来例（特許文献４）に比べて、図５（ｂ）の実施例は、締付作業に要する時間を、１．１８秒から０．９３秒に短縮することができた。）。
【００２９】
以上、本発明の油圧式トルクレンチの打撃トルク調節装置について、その実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、例えば、高圧空気により回転トルクを発生するロータ４（エアモータ）に代えて、電気モータを用いるようにしたり、その駆動等の制御を、磁歪式トルク検出機構１２等のトルク検出機構の出力によって行うようにすることに代えて、図７に開示された従来の油圧式トルクレンチと同様、出力調節機構１１にリリーフバルブＢを配設し、締付動作が進行して高圧室Ｈの作動油の圧力（打撃トルク）が設定した大きさに達したときに、リリーフバルブＢが開放され、作動油の圧力をシャットオフバルブ機構１３に伝達することによって行うようにする等、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明の油圧式トルクレンチの打撃トルク調節装置は、油圧式トルクレンチの打撃トルク発生装置が発生する打撃トルクの大きさの精度を高く、かつ、打撃トルクの発生周期を短くし、さらに、油圧式トルクレンチの打撃トルク発生装置の耐久性やエネルギ効率を向上することができるとともに、油量の変動の影響を受けにくいという特性を有することから、油圧式の打撃トルク発生装置を使用した油圧式トルクレンチの用途に好適に用いることができる。
【符号の説明】
【００３１】
１    油圧式トルクレンチ
２    メインバルブ
３    正逆回転切換バルブ
４    ロータ
５    打撃トルク発生装置
６    ケース
７    ライナー
７ａ  ライナ上蓋
７ｂ  ライナ下蓋
７ｃ  流路
７ｄ  流路
８    主軸
８ａ  羽根挿入部
９    羽根
１０  ばね
１１  出力調節機構
１１ａ  操作軸
１１ｂ  作動油流路
１１ｃ  ばね
１１ｄ  弁体
１１ｅ  油室
１２  磁歪式トルク検出機構
１３  シャットオフバルブ機構
１４  オートリリーフ機構
１４ａ  シリンダ部
１４ｂ  弁体
１４ｂ’  切欠部
１４ｃ  作動油流路（開口）
１４ｄ  鋼球
１５  オートリリーフ機構
１５ｂ  作動油流路
１５ｃ  ばね
１５ｄ  弁体
１５ｅ  油室
１５ｆ  ばね受け兼ガイド
Ｂ    リリーフバルブ
Ｈ    高圧室
Ｌ    低圧室
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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