(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
モーター４により回転駆動される中空のライナ２３内に、アンビル２４を回転可能に挿入して、ライナ２３内に、アンビル２４に対するライナ２３の正転方向への相対回転時に高圧側とされる第１の油室３２および低圧側とされる第２の油室３３を設け、これら第１の油室３２および第２の油室３３のそれぞれに導油ポート３５、３６を介して連通するバルブシリンダ３４を上記ライナ２３に設け、このバルブシリンダ３４内に、導油ポート３５、３６の開口量を調整するバルブスプール４０をスライド自在に設け、上記ライナ２３に、バルブシリンダ３４内の油圧を検出する検圧ポート４５を設け、この検圧ポート４５の圧力が所定値以上に高くなったときモーター停止機構を動作させてモーター４を停止させるようにした油圧式パルスレンチにおいて、前記第１の油室３２に連通する導油ポート３５のバルブシリンダ３４側の開口と第２の油室３３に連通する導油ポート３６のバルブシリンダ３４側の開口をバルブスプール４０のスライド方向に位置をずらすと共に前記検圧ポート４５のバルブシリンダ３４側の開口を導油ポート３６の開口とほぼ同位置で、かつ周方向にずれた位置とし、前記ライナ２３には、第１の油室３２の油圧をバルブシリンダ３４内に導いて第１の油室３２に連通する導油ポート３５の開口量を調整できる位置までバルブスプール４０を移動させる第１の導圧ポート４３と、第２の油室３３の油圧をバルブシリンダ３４内に導いて第１の油室３２および第２の油室３３に連通するそれぞれの導油ポート３５、３６の開口および検圧ポート４５の開口を閉じる位置までバルブスプール４０を移動させる第２の導圧ポート４２とを設けたことを特徴とする油圧式パルスレンチ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、所定以上の負荷がかかるとモーターが自動的に停止する油圧式パルスレンチに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、このような油圧式パルスレンチとしては、実開平３−４００７６号公報に記載されたものがある。
【０００３】
この油圧式パルスレンチは、モーターにより回転駆動される中空のライナ内に、アンビルを回転可能に挿入して、ライナ内に高圧側と低圧側の油室を形成し、これら油室のそれぞれに導油ポートを介して連通するバルブシリンダを、上記ライナに設け、このバルブシリンダ内に、導油ポートの開口量をスライドにより調整するバルブスプールを、スライド自在に設け、上記ライナに、バルブシリンダ内の油圧を検出する検圧ポートを設け、この検圧ポートに、油圧によって動作するモーター停止機構を接続して構成されている。
【０００４】
そして、この油圧式パルスレンチは、ねじを締め付ける際に、アンビルに取り付けたレンチソケットを介して受けるねじからの負荷により、アンビルがライナに対して相対的に回転すると、高圧側の油室から低圧側の油室へ導油ポートとバルブシリンダを介して高圧化した作動油が間欠的に流れることによって、アンビルにパルス状のトルクがかかるようになっている。
【０００５】
ねじが完全に締め付けられてねじからアンビルに所定以上の負荷がかかると、バルブシリンダ内の圧力が上昇し、この上昇した油圧によって検圧ポートを介してモーター停止機構が動作するようになっており、ねじが必要以上に締め付けられるのを防止すると共に、アンビル、ライナやモーターに余分なストレスがかからないようにしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、この構成の油圧式パルスレンチでねじを緩める場合には、モーターを逆転させるのであるが、緩めるべきねじが錆びついたりしていると、このねじを緩めるためには、締め付けたトルク以上の出力トルクが必要となる。ところが、この油圧式パルスレンチは、その構造上、ライナ内の高圧側と低圧側の油室を連通するバルブシリンダに開口する導油ポートの開口量を調整するバルブスプールの位置が、正転時および逆転時とも同一である。このためバルブシリンダに開口する導油ポートの開口量が正転時および逆転時とも同一であることにより、正転時も逆転時も同じ出力トルクを発生する。このことにより、錆び付いたりして、締め付けトルク以上の緩めトルクを必要とするねじを緩めることができないという問題がある。
【０００７】
そこでこの発明は、モータの逆転時に正転時より大きなトルク（最大トルク）をアンビルに付与することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、この発明においては、モーターにより回転駆動される中空のライナ２３内に、アンビル２４を回転可能に挿入して、ライナ２３内に、アンビル２４に対するライナ２３の正転方向への相対回転時に高圧側とされる第１の油室３２および低圧側とされる第２の油室３３を設け、これら第１の油室３２および第２の油室３３のそれぞれに導油ポート３５、３６を介して連通するバルブシリンダ３４を上記ライナ２３に設け、このバルブシリンダ３４内に、導油ポート３５、３６の開口量を調整するバルブスプール４０をスライド自在に設け、上記ライナ２３に、バルブシリンダ３４内の油圧を検出する検圧ポート４５を設け、この検圧ポート４５の圧力が所定値以上に高くなったときモーター停止機構を動作させてモーター４を停止させるようにした油圧式パルスレンチにおいて、前記第１の油室３２に連通する導油ポート３５のバルブシリンダ３４側の開口と第２の油室３３に連通する導油ポート３６のバルブシリンダ３４側の開口をバルブスプール４０のスライド方向に位置をずらすと共に前記検圧ポート４５のバルブシリンダ３４側の開口を導油ポート３６の開口とほぼ同位置で、かつ周方向にずれた位置とし、前記ライナ２３には、第１の油室３２の油圧をバルブシリンダ３４内に導いて第１の油室３２に連通する導油ポート３５の開口量を調整できる位置までバルブスプール４０を移動させる第１の導圧ポート４３と、第２の油室３３の油圧をバルブシリンダ３４内に導いて第１の油室３２および第２の油室３３に連通するそれぞれの導油ポート３５、３６の開口および検圧ポート４５の開口を閉じる位置までバルブスプール４０を移動させる第２の導圧ポート４２とを設けた構成を採用したのである。
【０００９】
この発明に係る油圧式パルスレンチにおいては、モーター４の逆転時には、第２の油室３３に連通する導圧ポート４２からの油圧により導油ポート３５、３６がバルブスプール４０によって全閉されるようになるので、導油ポート３６を介しての高圧側の油室３３からの低圧側の油室３２への作動油の流れが遮断されて、アンビル２４に最大トルクがかかるようになる。また、このときには、検圧ポート４５も同時に全閉されるので、モーター停止機構が作動しない。
【００１０】
【発明の実施の形態】
この発明に係る油圧式パルスレンチの実施の一形態を、添付図面に基づいて説明する。
【００１１】
図１に示される油圧式パルスレンチ１は、外部からのエアがインレット６を介して供給されるシャットオフバルブユニット２と、このシャットオフバルブユニット２からのエアを受けるオペレイトバルブユニット３と、このオペレイトバルブユニット３からのエアにより駆動されるモーター４と、このモーター４の回転によりレンチソケット５２に間欠的なトルクを与えるパルスユニット５とを、ボディケース７に収容している。
【００１２】
シャットオフバルブユニット２は、インレット６からのエアが下から上へ通過するシャットオフバルブシリンダ８と、このシャットオフバルブシリンダ８内に設けられて上端が閉塞されたパイロットシリンダ室９と、このパイロットシリンダ室９内に上下にスライド自在に嵌め入れられて上方へスライドした状態でシャットオフバルブシリンダ８のエアの通過を遮断するシャットオフバルブスプール１０と、このシャットオフバルブスプール１０を常時下方へスライドするよう付勢するスプリング１１とからなる。
【００１３】
オペレイトバルブユニット３は、シャットオフバルブシリンダ８からのエアをモーター４に供給する際のスイッチとなる操作ボタン１２と、エアの供給ポートを切り替えてモーター４の回転方向を設定する切替レバー１３とを備えている。
【００１４】
モーター４は、出力軸であるローター１４に、その軸心方向に沿う前後方向のパイロットバルブ室１５が設けられており、このパイロットバルブ室１５は、スプリング１６により前方に付勢されたパイロットバルブ１７により閉鎖されている。
【００１５】
パイロットバルブ室１５は、連通管１８と、シャットオフバルブシリンダ８に穿設された連通口１９とを介して、上記パイロットシリンダ室９内に連通している。パイロットバルブ室１５とパイロットシリンダ室９内は、シャットオフバルブスプール１０に形成されたオリフィス２０を通して導入されたエアにより高圧となっており、この高圧力とスプリング１１の付勢力によって、シャットオフバルブスプール１０は、通常下方にスライドした状態で保持されて、シャットオフバルブシリンダ８を開放しているので、インレット６からのエアは、オペレイトバルブユニット３へ供給されることとなる。
【００１６】
パルスユニット５は、上記ローター１４の前端に連結されたライナキャップ２１と、このライナキャップ２１及びボトムライナキャップ２２に前後端が固定されたライナ２３と、このライナ２３内に挿入されて上記ライナキャップ２１及びボトムライナキャップ２２に回動自在に支持されたアンビル２４とからなり、ライナケース２５に収容されて、ロックナット２６で固定されている。
【００１７】
ライナ２３は、図２乃至図４に示すように、楕円形の内径を有し、この内径面には、上記アンビル２４に形成された溝２７に取り付けられてスプリング２８により外方へ付勢されたブレード２９が、圧接している。
【００１８】
ライナ２３の内径面とアンビル２４の外周面には、複数の突起３０、３１が設けられており、これら突起３０、３１と上記ブレード２９によって、ライナ２３内に複数の油室３２、３３が形成されている。また、これらの油室３２、３３は、アンビル２４がライナ２３に対して回転した際に、ライナ２３の内径面の突起３０がアンビル２４の外周面の突起３１とブレード２９に接するようになっているので、ライナ２３の油室は、高圧側と低圧側とに分けられている。すなわち、モーター４の正転時（ねじ締付け時）において、図２の矢印で示す方向に回転するライナ２３がアンビル２４に対して矢印方向に相対回転すると、油室３２が高圧側となり、油室３３が低圧側となる。また、モータ４の逆転時（ねじの弛め時）においては、図２の矢印と反対方向に回転するライナ２３がアンビル２４に対して矢印で示す方向の逆方向に相対回転すると、油室３３が高圧側となり、油室３２が低圧側となる。
【００１９】
ライナ２３の外周壁には、図５及び図６に示すように、両端閉塞のバルブシリンダ３４が設けられており、このバルブシリンダ３４は、その内周面で開口する導油ポート３５、３６を介して、油室３２、３３に連通している。ここで、油室３２に連通する導油ポート３５のバルブシリンダ３４側の開口と油室３３に連通する導油ポート３６のバルブシリンダ３４側の開口は後述するバルブスプール４０のスライド方向に位置がずれている。
【００２０】
バルブシリンダ３４内には、ピストンロッド３７と、このピストンロッド３７に固定されて導油ポート３５、３６の開口量をスライドにより調節する第１ピストン３８と、この第１ピストン３８から後方に間隔をあけてピストンロッド３７に固定された第２ピストン３９とからなるバルブスプール４０が、スライド自在に設けられている。
【００２１】
また、バルブシリンダ３４の前端部には、後方への突出量を調整することによって、バルブスプール４０のストローク量を規定するリリーフスクリュー４１が取り付けられている。
【００２２】
さらに、バルブシリンダ３４は、モーター４の正転時、即ち図２乃至図４におけるライナ２３の右回転（図２の矢印で示す方向の回転）時に低圧側となる油室３３と導圧ポート４２を介して連通していると共に、高圧側となる油室３２と導圧ポート４３を介して連通しており、これら導圧ポート４２、４３は、バルブシリンダ３４内の第１ピストン３８より前方部分と、第２ピストン３９より後方部分でそれぞれ開口している。
【００２３】
ライナ２３の外周壁には、図５及び図６に示すように、チェックバルブシリンダ４４が設けられており、このチェックバルブシリンダ４４は、その前端部から前方へ向かう検圧ポート４５を介してバルブシリンダ３４と連通している。また、チェックバルブシリンダ４４内には、チェックバルブ４６が嵌め入れられており、このチェックバルブ４６は、スプリング４７により前方へ付勢されて、チェックバルブシリンダ４４と検圧ポート４５との連通を遮断している。
【００２４】
図５乃至図７に示すように、ライナキャップ２１には、ローター１４の軸心の延長線上に位置する圧力検出シリンダ４８が設けられており、この圧力検出シリンダ４８は、連絡ポート４９を介してチェックバルブシリンダ４４に連通している。
【００２５】
圧力検出シリンダ４８内には、圧力検出ピストン５０がスライド自在に嵌め込まれており、この圧力検出ピストン５０は、連結ロッド５１を介して上記スプリング１６で付勢されたパイロットバルブ１７により前方へ付勢されている。
【００２６】
この油圧式パルスレンチ１の操作方法を以下に示す。
【００２７】
まず、モーター４が正転、即ちねじを締め付ける方向へ回転するように、切替レバー１３を設定し、アンビル２４の先端部のレンチソケット５２をねじに嵌め込んで、操作ボタン１２を押してエアによりモーター４を回転させると、回転するローター１４によりライナキャップ２１とライナ２３が図２の矢印で示す方向に回転駆動されることとなる。
【００２８】
ねじからの負荷が少ないときは、アンビル２４は、ライナ２３と一体に回転するが、ねじがある程度締め付けられて負荷が増えると、アンビル２４の回転数が減り、ライナ２３に対して相対的に回転するようになる。この相対回転の速度は、ねじが完全に締め付けられてアンビル２４が停止したときに最大となる。
【００２９】
ライナ２３とアンビル２４が相対回転するようになると、油室３２が高圧側となり、一方、油室３３が低圧側となって高圧側の油室３２から低圧側の油室３３へ、導油ポート３５、３６を介して間欠的に作動油が流れ、パルス状のトルクがアンビル２４に作用することとなる。このとき、バルブシリンダ３４内のバルブスプール４０は、高圧側の油室３２から導圧ポート４３を介してかかる油圧により、リリーフスクリュー４１に当接するまで前方へスライドする。したがって、リリーフスクリュー４１の突出量を調整することにより、バルブスプール４０の第１ピストン３８の位置を調整して導油ポート３５の開口量を調節する。これにより、油室３２、３３間に流れる作動油に抵抗を与えて、アンビル２４にかかる締付けトルクの大きさを調節することができる。
【００３０】
ねじの締め付けが完了し、ライナ２３とアンビル２４の相対回転速度が高くなると、作動油の流量が多くなる。このとき、バルブシリンダ３４内を流れる作動油は、低圧側の油室３３への導油ポート３５の開口部によって絞られているので、バルブシリンダ３４内の圧力が上昇する。この圧力は、通過する作動油の流量の関数となり、流量が多い程高く、流量は、ライナ２３とアンビル２４の相対回転速度が高い程多くなる。そして、バルブシリンダ３４内の圧力が所定以上に上昇すると、この上昇した油圧が検圧ポート４５を介してチェックバルブ４６をスプリング４７に抗して後方に押圧してチェックバルブシリンダ４４を開く。
【００３１】
チェックバルブシリンダ４４が開かれると、バルブシリンダ３４内の油圧が、連絡ポート４９を介して圧力検出シリンダ４８に伝達されて、圧力検出ピストン５０が後方へ押圧される。圧力検出ピストン５０が、後方へスライドすると、連結ロッド５１を介してパイロットバルブ１７がスプリング１６に抗して後方へスライドして、パイロットバルブ室１５が開放される。
【００３２】
パイロットバルブ室１５が開放されると、パイロットバルブ室１５内のエアが連結ロッド５１の外周に沿って形成された間隙を通り、ライナキャップ２１に設けられた排出ポート５３を介して外部へ排出されるため、パイロットバルブ室１５及び連通管１８を介してパイロットシリンダ室９内の圧力が低下して、スプリング１１に抗してシャットオフバルブスプール１０が上方へスライドしインレット６からのエアを遮断するので、モーター４が停止することとなる。モーター４の停止後に、操作ボタン１２を放して、モーター４へのエアの供給を止めるようにする。
【００３３】
操作ボタン１２を放すと、インレット６からのエアは、シャットオフバルブシリンダ８に設けられたオリフィス５４を介してエアポート５５内に充填されると共に、シャットオフバルブスプール１０のオリフィス２０を介して、パイロットシリンダ室９からパイロットバルブ室１５内に導入されて圧力を上昇させる。このため、シャットオフバルブスプール１０は、スプリング１１によって下方にスライドし、シャットオフバルブシリンダ８を開放する。そして、次の起動に備えることとなる。
【００３４】
また、ねじを緩めるときには、モーター４が逆転するように切替レバー１３を設定して、このパルスレンチ１を起動させればよい。
【００３５】
このとき、油室３２、３３は、モーター４の正転時に対して高圧側と低圧側とが逆転し、油室３２が低圧側、油室３３が高圧側となる。そして、高圧側の油室３３から導圧ポート４２を介してかかる油圧により、バルブシリンダ３４内のバルブスプール４０が後方へスライドし、バルブスプール４０の第１ピストン３８により、導油ポート３５、３６と検圧ポート４５の開口が全閉される。
【００３６】
すなわち、導油ポート３５、３６を通じて行われる作動油の流れが完全に遮断されるので、アンビル２４には最大のトルクがかかることになる。
【００３７】
また、検圧ポート４５を介してのチェックバルブシリンダ４４への油圧の伝達が完全に遮断されることより、チェックバルブ４６は、閉鎖状態が保たれるので、圧力検出ピストン５０は、スライドすることがない。従って、モーター４がねじからの負荷により停止してしまう、ということがない。
【００３８】
このように、ねじを緩める際には、油圧式パルスレンチとして考えられる最大のトルクがねじにかかるようになるので、ねじが錆びついたりしていて大きなトルクが必要な場合に、非常に都合がよい。
【００３９】
このとき、高圧側の油室３３から低圧側の油室３２への作動油の流れが完全に遮断されるとパレスレンチ１は作動しないが、実際にはライナ２３の内周面及びアンビル２４の外周面の突起３０、３１やブレード２９とライナ２３内周面のすき間などからわずかなモレがあり、パレスレンチ１の作動が確保されることとなる。
【００４０】
【効果】
この発明に係る油圧式パルスレンチは、以上のように構成されていることより、モーターの逆転時には導圧ポートからの油圧により導油ポートが全閉されるようになり、導油ポートを介しての高圧側から低圧側への作動油の流れが遮断されて、アンビルに最大トルクがかかるので、ねじが錆びついていた場合でも緩めることができる。このとき、検圧ポートも同時に全閉されて、モーター停止機構が作動しないので、ねじからの負荷の大小に拘わらずモーターが停止せず、油圧式パルスレンチとして最大のトルクでねじを緩めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この油圧式パルスレンチの実施の形態を示す断面図
【図２】ライナー内の油室を示す図１のＡ−Ａ断面図
【図３】ライナー内の油室を示す図１のＢ−Ｂ断面図
【図４】ライナー内の油室を示す図１のＣ−Ｃ断面図
【図５】図１のパルスレンチの締付時の状態を示す要部断面図
【図６】図１のパルスレンチの締め時の状態を示す要部断面図
【図７】チェックバルブシリンダの周辺を示す断面図
【符号の説明】
１  油圧式パルスレンチ
２  シャットオフバルブユニット
３  オペレイトバルブユニット
４  モーター
５  パルスユニット
６  インレット
７  ボディケース
８  シャットオフバルブシリンダ
９  パイロットシリンダ室
１０  シャットオフバルブスプール
１１、１６、２８、４７  スプリング
１２  操作ボタン
１３  切替レバー
１４  ローター
１５  パイロットバルブ室
１７  パイロットバルブ
１８  連通管
１９  連通口
２０、５４  オリフィス
２１  ライナキャップ
２２  ボトムライナキャップ
２３  ライナ
２４  アンビル
２５  ライナケース
２６  ロックナット
２７  溝
２９  ブレード
３０、３１  突起
３２、３３  油室
３４  バルブシリンダ
３５、３６  導油ポート
３７  ピストンロッド
３８  第１ピストン
３９  第２ピストン
４０  バルブスプール
４１  リリーフスクリュー
４２、４３  導圧ポート
４４  チェックバルブシリンダ
４５  検圧ポート
４６  チェックバルブ
４８  圧力検出シリンダ
４９  連絡ポート
５０  圧力検出ピストン
５１  連結ロッド
５２  レンチソケット
５３  排出ポート
５５  エアポート
【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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