(57)【要約】【課題】  油圧パルス発生装置において、締め付け作業による劣化により油圧パルス発生装置内に充填された油の漏洩が生じ（Ｏリング部分からの漏洩）、レンチの能力が低下する問題を解決する。【解決手段】  回転駆動源により回転し、内部に油を密封するライナと、前記ライナに回転可能に嵌挿されたメインシャフトと、前記メインシャフトの溝に対して出没自在に配設され、その外周面が前記ライナの回転に伴ってライナの内面を摺動するブレードとを有する油圧パルス発生装置において、前記ブレードに窒化物又は炭化物からなる表面層を形成したことを特徴とする油圧パルス発生装置。【選択図】図３
2008254135.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転駆動源により回転し、内部に油を密封するライナと、前記ライナに回転可能に嵌挿されたメインシャフトと、前記メインシャフトの溝に対して出没自在に配設され、その外周面が前記ライナの回転に伴ってライナの内面を摺動するブレードとを有する油圧パルス発生装置において、前記ブレードに窒化物又は炭化物からなる表面層を形成したことを特徴とする油圧パルス発生装置。
【請求項２】
回転駆動源により回転し、内部に油を密封するライナと、前記ライナに回転可能に嵌挿されたメインシャフトと、前記メインシャフトの溝に対して出没自在に配設され、その外周面が前記ライナの回転に伴ってライナの内面を摺動するブレードとを有する油圧パルス発生装置において、前記ブレードに窒化チタン、炭化チタン、炭窒化チタン、窒化チタンクロム、窒化クロム、窒化チタンアルミの少なくともいずれかを含有する表面層を形成したことを特徴とする油圧パルス発生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は油圧パルス発生装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
油圧パルス発生装置によってパルスを発生させてねじ締めするインパルスレンチは従来から存在している（例えば、特許文献１、２）。
【０００３】
従来の油圧パルス発生装置はボルト締め付け時において締め付けボルトの座面が着座すると、メインシャフトに負荷がかかり当該メインシャフト、ブレード及びバネはほぼ停止した状態になり、ライナ、ライナケース、ライナ下板及びライナ上板（この欄ではこれらをライナ等という）は回転を続ける。
【０００４】
前記回転状態において上記ライナ等の回転に伴い１回転に１回の衝撃パルスが発生するが、この衝撃パルス発生時において油圧パルス発生装置内は、ライナの内周面に形成した一対の突状シール面とシャフトの外周面に形成した一対の突状シール面との接触、ライナの内周面に形成した一対の突状シール面とブレードとの接触により２つの高圧室と２つの低圧室に仕切られる。そして、前記高圧室と低圧室との圧力差によりメインシャフトがボルトを締め付けるべく回転する。
【０００５】
しかし、油圧パルス発生装置の締め付け作業による劣化により、油圧パルス発生装置内に充填された油の漏洩が生じ（Ｏリング部分からの漏洩）、レンチの能力が低下するという問題が生じている。
【特許文献１】特開平４−３６０７７６号
【特許文献２】特開昭６２−２４６４８１号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明の課題は、油圧パルス発生装置内に充填された油の漏洩を可及的に防止することにより、レンチの能力低下を抑制できる油圧パルス発生装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本件発明者は、油の漏洩が生じるいくつかの原因について鋭意検討した結果、ライナ及びメインシャフトと接触した状態で摺動を繰り返すブレードが惹起する摩擦熱によってライナ室内の油が発熱し、その粘度が低下することが油の漏洩の主な原因であることを見出した。
【０００８】
すなわち、油圧パルス発生装置において、ライナ等が回転し、ブレードはライナの内面に当接した状態で摺動すると共に、メインシャフトに対して出没動作を繰り返してメインシャフト内面に接触した状態で摺動すると、ブレードとライナ及びメインシャフトに摩擦熱が生じる。かかる熱がライナ室内の油を加熱してその粘度を低下せしめ、油の漏洩が生じ、もってレンチの能力を低下させるのである。
【０００９】
そこで本件発明者は、上記見解に基いて、ライナ及びメインシャフトの両者と摺動して発熱し、油の漏洩を引き起こすブレードを、炭化物や窒化物、具体的には、窒化チタン、炭化チタン、炭窒化チタン、窒化チタンクロム、窒化クロム、窒化チタンアルミの少なくともいずれかを含有する表面層を基材に形成したブレードと成し、ブレードの摩擦抵抗を低減し、摩擦熱の発生を可及的に防止して、油の発熱ないし粘度低下を防止して、レンチの能力低下を抑制できる油圧パルス発生装置を新たに創作した。
【００１０】
本発明は、回転駆動源により回転し、内部に油を密封するライナと、前記ライナに回転可能に嵌挿されたメインシャフトと、前記メインシャフトの溝に対して出没自在に配設され、その外周面が前記ライナの回転に伴ってライナの内面を摺動するブレードとを有する油圧パルス発生装置において、前記ブレードに窒化物又は炭化物からなる表面層を形成したことを特徴とする油圧パルス発生装置である。
【００１１】
また、本発明は、回転駆動源により回転し、内部に油を密封するライナと、前記ライナに回転可能に嵌挿されたメインシャフトと、前記メインシャフトの溝に対して出没自在に配設され、その外周面が前記ライナの回転に伴ってライナの内面を摺動するブレードとを有する油圧パルス発生装置において、前記ブレードに窒化チタン、炭化チタン、炭窒化チタン、窒化チタンクロム、窒化クロム、窒化チタンアルミの少なくともいずれかを含有する表面層を形成したことを特徴とする油圧パルス発生装置である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の油圧パルス発生装置は、ライナ内からの油の漏洩を抑えることにより、レンチ自体の能力低下を抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に、本発明の油圧パルス発生装置を実施するための最良の形態としての実施例について詳細に説明する。
【実施例１】
【００１４】
図１は、本発明の油圧パルス発生装置Ｐを有する２ブレード式インパルスレンチＲの一部断面図、図２は本発明の油圧パルス発生装置Ｐの断面図、図３は前記インパルスレンチＲの使用状態における油圧パルス発生装置Ｐの図２のＡ−Ａ断面であって、一回転の動きを第１〜第５段階で示した断面図、図４は前記油圧パルス発生装置Ｐにおける第１段階目の拡大断面図、図５は前記油圧パルス発生装置Ｐにおける第２段階目の拡大断面図、図６、７、８はメインシャフト７を示し、図９はブレード５，５の斜視図を示している。図１０は図２Ｂ部の拡大図であり、本発明によって可及的に防止されるべき油の漏洩の経路を示している。
【００１５】
２ブレード式インパルスレンチＲは図１に示すように、スロットルレバーＳＬの操作により圧縮空気を回転駆動源たるモータＭに導き、前記モータＭの回転力を油圧パルス発生装置Ｐに伝達するようにしたものである。
【００１６】
上記２ブレード式インパルスレンチＲにおける、油圧パルス発生装置Ｐについて説明する。
【００１７】
油圧パルス発生装置Ｐは、図１や図２に示すように、ライナケース１内にライナ２を設け、前記ライナ２内にメインシャフト７を嵌挿してライナ２をメインシャフト７に対して回転自在とし、このライナ２内にトルクを発生するための油を充填してライナ２の両端に取り付けたライナ下板３とライナ上板４によって密封している。
【００１８】
前記ライナ下板３には図２に示すようにメインシャフト７を挿通するための孔３０が形成されており、この孔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８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８０を収容させてある。      
【００１９】
なお、前記ライナケース１とライナ２は相互に結合されており、モータＭの回転によりこれらは一体的に回転せしめられる。
【００２０】
ライナ２内部は図４に示すように断面楕円形のライナ室２０を形成しており、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、該ブレード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。
【００２１】
前記二枚のブレード５，５間のメインシャフト７の外面には図６や図７に示すように二本の突条を形成して成る第２シール面７１，７２を設けてあり、前記第２シール面７１は図６に示すように階段状に、第２シール面７２は図７に示すように直線状に、それぞれ形成してある。
【００２２】
ライナ２の内面には図４に示すように、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、上記メインシャフト７に対してライナ２が１回転しているときに一度だけ、図３の（１）（２）、図４や図５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５２が、第１シール面２４と他方のブレード５の外周面５２が、それぞれ合致（メインシャフト７の軸芯方向全域で気密状態を保つべく合致）し、これにより上記ライナ室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。
【００２３】
ブレード５，５は、図９に示すように、略四角柱状の外側部５０と、外側部５０の中央部に突設した略四角柱状の内側部５１とからなり、ライナ２の内面に対して当接しながら摺動するブレード外周面５２と、メインシャフト７のエッジ７３に対して当接しながら摺動するブレード側面５３と、メインシャフト７の溝７０の内面７４に対して当接しながら摺動するブレード底角５４と、ライナ下板３の内面とライナ上板４の内面に対して当接しながら摺動するブレード端面５５とを有する。
【００２４】
ブレード５は基材表面の全部又は一部に表面層を被膜（コーティング）して成るものである（図示しない）。表面層は基材よりも低摩擦抵抗であって高硬度である。
【００２５】
本実施例では、ブレード外周面５２、ブレード側面５３、ブレード底角５４、ブレード端面５５にそれぞれ表面層が形成される。表面層は炭化物や窒化物等によって形成され、具体的には、窒化チタン（ＴｉＮ）、炭化チタン（ＴｉＣ）、炭窒化チタン（ＴｉＣＮ）、窒化チタンアルミ（ＴｉＡｌＮ）、窒化チタンクロム（ＴｉＣｒＮ）、窒化クロム（Ｃｒ−Ｎ)、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、炭化タングステン（Ｗ２Ｃ）、立方晶ホウ素（ｃＢＮ）等の硬質膜たる表面層を形成する。
【００２６】
表面層は物理蒸着法（ＰＶＤ）や化学蒸着法（ＣＶＤ）によって形成される。物理的蒸着法（ＰＶＤ：Physical Vapor Deposition）は、減圧状態で蒸発材料を加熱して蒸発させ、基材上に膜を形成する真空蒸着や、真空中で蒸発した金属や化合物のガスをイオン化して、負の電圧を印加した基材に叩き付けて膜を形成するイオンプレーティング、また、真空中に不活性ガスを導入しながら基材と材料の間に直流高電圧を印加し、イオン化したガスを基材に衝突させて、はじき飛ばされた材料を基材に形成するスパッタリング等によるものであり、化学蒸着法（ＣＶＤ：Chemical Vapor Deposition）は、複数のガスによる熱平衡反応によって膜を形成する熱ＣＶＤや、プラズマの反応促進作用を利用してガスの反応温度を低温化したプラズマＣＶＤ、また、紫外線やレーザ光による光分解作用を利用した光ＣＶＤ等によるものである。
【００２７】
なお、表面層を構成する上記材料群のいずれか１の材料のみを含有する表面層たる硬質膜を構成する場合のほか、上記材料群に含まれる材料を含有すると共に他の材料（上記材料群に含まれない材料）を含有する表面層たる硬質膜とする場合や、また上記材料群に含まれる一の材料からなる層に、上記材料群に含まれる他の材料からなる層を積層した表面層たる硬質膜とすることを可能である。
【００２８】
油圧パルス発生装置Ｐは上記のような構成であるから、これを使用した２ブレード式インパルスレンチＲは以下のように機能する。
【００２９】
スロットルレバーＳＬの操作により圧縮空気をモータＭに供給すると、モータＭは高速で回転し、これに伴いライナ２も回転する。
【００３０】
ライナ２の回転に伴うライナ室２０は、ライナ２が１回転する間に図３の（１）→（２）→（３）→（４）→（５）に示したように変化する。
【００３１】
図３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。
【００３２】
図３の（１）及びこれを拡大した図４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（メインシャフト７の軸芯方向全域で気密状態を保つべく合致）し、これにより上記ライナ室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。
【００３３】
そして、図３の（２）及びこれを拡大した図５に示す如く、さらにモータＭの回転によってライナ２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。
【００３４】
図３の（３）は、メインシャフト７にトルクが発生した後、ライナ２が９０°回転した状態を示している。
【００３５】
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２はモータＭの回転によりさらに回転する。
【００３６】
ここで、図３の（１）から（３）の状態に移行する際、ブレード５，５の外周面５２はライナ２の内面に当接しながら摺動し、ブレード５，５の端面５５は、ライナ下板３の内面とライナ上板４の内面に当接しながら摺動する。また、図３の（１）の状態において、メインシャフト７の溝７０の外方に突出するブレード５，５は、図３の（３）の状態に移行する際に、ブレード５，５の側面５３がメインシャフト７の溝７０のエッジ７３に当接しながら摺動すると共に、ブレード５，５の底角５４が溝７０の内面７４に当接しながら摺動して、ブレード５，５は溝７０の内方に除々に退いて埋没する。
【００３７】
図３の（４）は、図３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。
【００３８】
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２はそのまま回転する。
【００３９】
ここで、図３の（３）から（４）の状態に移行する際、ブレード５，５の外周面５２はライナ２の内面に当接しながら摺動し、ブレード５，５の端面５５は、ライナ下板３の内面とライナ上板４の内面に当接しながら摺動する。また、図３の（３）の状態において、メインシャフト７の溝７０の内方に埋没するブレード５，５は、図３の（４）の状態に移行する際に、ブレード５，５の側面５３がメインシャフト７の溝７０のエッジ７３に当接しながら摺動すると共に、ブレード５，５の底角５４が溝７０の内面７４に当接しながら摺動して、ブレード５，５は溝７０の外方に除々に進出して突出する。
【００４０】
図３の（５）は、図３の（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。
【００４１】
この状態では図３の（３）の状態と実質的に同じであり、トルクは発生しない。
【００４２】
ここで、図３の（４）から（５）の状態に移行する際、ブレード５，５の外周面５２はライナ２の内面に当接しながら摺動し、ブレード５，５の端面５５は、ライナ下板３の内面とライナ上板４の内面に当接しながら摺動する。また、図３の（４）の状態において、メインシャフト７の溝７０の外方に突出するブレード５，５は、図３の（５）の状態に移行する際に、ブレード５，５の側面５３がメインシャフト７の溝７０のエッジ７３に当接しながら摺動すると共に、ブレード５，５の底角５４が溝７０の内面７４に当接しながら摺動して、ブレード５，５は溝７０の内方に除々に退いて埋没する。
【００４３】
さらにライナが回転すると図３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。
【００４４】
ここで、図３の（５）から（１）の状態に移行する際、ブレード５，５の外周面５２はライナ２の内面に当接しながら摺動し、ブレード５，５の端面５５は、ライナ下板３の内面とライナ上板４の内面に当接しながら摺動する。また、図３の（５）の状態において、メインシャフト７の溝７０の内方に埋没するブレード５，５は、図３の（１）の状態に移行する際に、ブレード５，５の側面５３がメインシャフト７の溝７０のエッジ７３に当接しながら摺動すると共に、ブレード５，５の底角５４が溝７０の内面７４に当接しながら摺動して、ブレード５，５は溝７０の外方に除々に進出して突出する。
【００４５】
（本発明の２ブレード式インパルスレンチＲの優れた点について）
上述のとおり、本発明のブレード５、５は、窒化チタン、炭化チタン、炭窒化チタン、窒化チタンクロム、窒化クロム、窒化チタンアルミ、立方晶ホウ素の少なくともいずれかを含有する表面層を基材の表面にコーティングしたブレードと成しているので、ライナの回転に伴ってブレード５，５が、（ア）ブレード外周面５２がライナ２の内面に接触しながら摺動し、（イ）ブレード端面５５がライナ下板３及びライナ上板４の内面に接触しながら摺動し、（ウ）ブレード側面５３がメインシャフト７のエッジ７３に接触した状態で摺動し、（エ）ブレード底角５４がメインシャフト７の溝７０の内面に接触しながら摺動しても、摩擦熱による油の加熱が可及的に抑制されるので、油の粘度低下・漏洩が回避でき、レンチの早期能力低下を招かないという優れた効果を有する。
【００４６】
（他の実施の形態について）
上記実施例は２ブレード式インパルスレンチであるが、これに限定されることなく、１ブレード式、３ブレード式とすることができる。
また、上記実施例では、ブレード外周面５２、ブレード側面５３、ブレード底角５４、ブレード端面５５にそれぞれ表面層が形成しているが、これらの一部にのみ表面層を形成することができる。
【００４７】
上記実施例１では、ライナ２とライナ下板３及びライナ上板４とが別体となっているが、これに限定されることなく、ライナ下板３又はライナ上板４のうちのいずれか一方のみがライナ２と一体になっている形態を採ることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の実施例１の油圧パルス発生装置を有する２ブレード式インパルスレンチの一部断面図。
【図２】前記油圧パルス発生装置の断面図。
【図３】前記インパルスレンチの使用状態における油圧パルス発生装置の図２のＡ−Ａ断面であって、一回転の動きを第１〜第５段階で示した断面図。
【図４】前記油圧パルス発生装置における第１段階目の拡大断面図。
【図５】前記油圧パルス発生装置における第２段階目の拡大断面図。
【図６】メインシャフトの斜視図。
【図７】メインシャフトの斜視図。
【図８】メインシャフトの断面図。
【図９】ブレードの斜視図。
【図１０】本発明によって防止される油の漏洩の経路。
【符号の説明】
【００４９】
１ ライナケース
２ ライナ
３ ライナ下板
４ ライナ上板
５ ブレード
６ バネ
７ メインシャフト
８ 室
２０ ライナ室
７０ 溝
８０ Ｏリング
【図１】
2008254135.tif 000003
【図２】
2008254135.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2008254135.tif 000008
【図７】
2008254135.tif 000009
【図８】
2008254135.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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