(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動モータと共に回転駆動するライナと、前記ライナ内に回転自在に支持された出力軸と、前記出力軸に形成された前記出力軸の直角方向に対して貫通する挿入溝と、前記挿入溝と前記ライナとの間に配置された羽根を挟んで形成されたオイルを有する複数の室と、前記ライナを回転駆動して前記オイルを圧縮して前記複数の室の少なくとも１つに形成した高圧室とを備え、前記高圧室内のオイル圧力が羽根を押圧して発生した衝撃トルクにより、前記出力軸を正転駆動及び逆転駆動して被締結物を締め付け及び締め外すオイルパルス機構を有する電動油圧式締結工具であって、前記高圧室と低圧室との間を複数の連通路により連絡し、前記連通路内の各々に開閉弁及び弾性手段を配置し、正転時には前記高圧室からオイル圧により開閉弁が弾性手段を圧縮しながら前記低圧室と連通した連通路に前記オイル圧を逃がし、逆転時には前記正転時とは逆に前記高圧室を前記低圧室に前記低圧室を高圧室にして前記オイル圧を逃がし、前記複数の連通路は、前記出力軸方向に延びる連通路と、前記連通路に接続される第１の高圧室側連通路と、前記連通路に接続される第１の低圧室側連通路と、前記連通路に接続される第２の高圧室側連通路と、前記連通路に接続される第２の低圧室側連通路と、によって構成されることを特徴とする電動油圧式締結工具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動モータにより回転駆動されて衝撃トルクを発生するオイルパルス機構を備えた電動油圧式締結工具に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般にオイルパルス機構は、電動モータにより回転されるライナに形成した部屋内にオイルを充填、密閉し、ライナ内に同軸に挿入された出力軸に２個の挿入溝を設け、挿入溝内に羽根を挿入し、羽根を常時出力軸の外周方向に付勢してライナに当接するように構成し、ライナを回転駆動することにより、ライナの内周面に形成したシール部と出力軸の外周面に形成したシール部が合致した時オイルパルス機構内に圧力が発生して、出力軸から衝撃トルクが発生される。従って、金属同士の衝突がないため従来から低騒音型として用いられている。また、電動モータ用のオイルパルス機構を用いた電動油圧式締結工具としては、特開昭５９−１２９６７５号公報、実公平４−５１９８８号公報を挙げることができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前述のオイルパルス機構を用いた電動油圧式締結工具では、電動モータの回転力によりオイルパルス部内のオイルを急激に圧力上昇させ、その時に発生する圧力を利用してネジやボルトを締付ける。この圧力は、オイルパルス部の出力軸とライナの相対速度で決定され、ネジ締付とボルト締付では大きく差があり、ネジ締付時はネジが常に回転しているため相対速度が小さく、高いピーク圧力は発生せず、ボルト締付時はボルトが回転しないため相対速度が大きく、常に高いピーク圧力を発生し続け、ついにはオイルパルス部がオイル洩れを発生し、締付トルクが低下するという欠点があった。
【０００４】
この欠点は、オイルパルス部内の発生圧力を低くするという方法で改善できるが、ボルト締付時の高いピーク圧力の低下と共に、ネジ締付時の圧力も低下させてしまうことになり、ネジ締付スピードが遅くなるという欠点がある。
【０００５】
本発明の目的は、ボルト締付時、又はボルト締付に近い高負荷作業時にオイルパルス内で発生する高いピーク圧力を低下させ、高いピーク圧力によるオイル洩れを軽減し、締付トルクの低下を抑えた電動油圧式締結工具を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前述の目的を達成するために、本発明のオイルパルス機構では、電動モータと共に回転駆動するライナ内に回転自在に出力軸を支持し、出力軸に形成された出力軸の直角方向に挿入溝を貫通し、挿入溝とライナとの間に配置された羽根を挾んでオイルを有する複数の室を形成し、ライナを回転駆動してオイルを圧縮して複数の室の少なくとも１つに高圧室を形成し、高圧室内のオイル圧が羽根を押圧して発生した衝撃トルクにより出力軸を駆動し、この衝撃トルクを発生する高圧室のオイル圧を低圧室に逃がす圧力緩和手段を設け、オイル漏れと締付トルクの低下とを防止することを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
即ち、本発明ではネジ締付時の発生圧力に影響することなくボルト締付時の高いピーク圧力のみ低下させる方法として、ライナを回転駆動することにより、ライナの内周面に形成したシール部と出力軸の外周面に形成したシール部が合致した時、オイルパルス機構内に形成される高圧室と低圧室をつなぐように連通路を設け、更に、連通路内に配置した開閉弁をボルト締付時等の高いピーク圧力が発生した時に、開放するように設定することで達成される。
【０００８】
以下、本発明の具体的な実施例について図面を参照して説明する。図１は、この発明に係わる電動油圧式締結工具の要部断面図である。
【０００９】
概略構造はハウジング２内に後方より電動モータ１、遊星歯車機構部３、オイルパルス機構部４、ハンマケース６が配置されている。オイルパルス機構部４は、オイルの圧縮を利用した公知のものである。
【００１０】
衝撃トルク発生時の動作は、充電可能の電池（図示せず）から電源を供給され電動モータ１が駆動し、電動モータ１の動力はモータ１の先端に連結されているピニオン３１を介して遊星歯車機構部３に伝達され、オイルパルス機構部４を駆動する。
【００１１】
図１及び図２(Ａ)，(Ｂ)にオイルパルス機構部４を示し説明する。電動モータ１と共に回転駆動するライナ７内に回転自在に出力軸５を支持し、出力軸５に出力軸５の直角方向に貫通する挿入溝５１を形成し、挿入溝５１に２個の羽根８Ａ，８Ｂを配置し、２個の羽根８Ａ，８Ｂは互いに反対方向に伸びてライナ７に当接している。挿入溝内の羽根８Ａと羽根８Ｂとの間に羽根押圧バネ５Ｃを配置し、圧縮された羽根押圧バネ５Ｃの釈放力により羽根８Ａ，８Ｂがライナ７を押圧してシール部を形成している。挿入溝５１とライナ７との間に配置された羽根８Ａ，８Ｂを挾んでオイルを充填した複数の部屋例えば高圧室７１及び低圧室７２を形成している。高圧室内のオイル圧が低圧室を押圧して発生した衝撃トルクにより出力軸５を回転駆動する。
【００１２】
即ち、ライナ７には、内周面に山形状に突出した４個のシール部が形成されており、このうち、羽根８Ａ，８Ｂの先端が接してライナ７に形成した部屋内をシールする２個のシール部は、相互に１８０°回転対象となるように設定し、出力軸５の外周面に形成したシール部５Ａ，５Ｂに接してライナ７に形成した空洞内をシールする他の２個のシール部７Ａ，７Ｂは、２個のシール部が相互に１８０°回転対象となる中間に、相互に１８０°回転非対象となるように設定している。
【００１３】
また、ライナ７内に同軸に配置した出力軸５は、２個の羽根８Ａ，８Ｂを挿入溝５１内に配置すると共に、相互に１８０°回転対象となるように設定し、更に、外周面に山形状に突出した２個のシール部５Ａ，５Ｂを２個の相互に１８０°回転対象となる羽根８Ａ，８Ｂの中間にそれぞれ１８０°回転非対象となるように形成し、かつ、ライナ７に形成した２個のシール部と接してライナ７に形成した空洞をシールするように設定する。つまり、２個の羽根８Ａ，８Ｂ及びシール部７Ａ，７Ｂと出力軸５及びライナ７との間に高圧室７１及び低圧室７２を各２個づつ形成している。
【００１４】
これにより、電動モータ１にてライナ７を回転駆動することにより、ライナ７のシール部７Ｃ，７Ｄと出力軸５の羽根８Ａ，８Ｂの先端が合致し、ライナ７のシール部７Ａ，７Ｂと出力軸５のシール部５Ａ，５Ｂが合致した時、ライナ７に形成した空洞は図２（Ａ）のように高圧室７１と低圧室７２の４室に分割され、ライナ７の出力軸５に対する相対的な１回転に対し、出力軸５に１回の間欠的な衝撃トルクを発生することができる。ただし、高圧室７１は、挿入溝５１により連通されている。
【００１５】
また、図２（Ｂ）のように電動モータ１を逆転した時も、同じくライナ７の出力軸５に対する相対的な１回転に対し、出力軸５に１回の間欠的な衝撃トルクを発生することができる。この衝撃トルクを緩和するために、本発明のオイルパルス機構部４は、衝撃トルクの大きさを調整するための出力調整機構４１を配設している。
【００１６】
図３は本発明による出力調整機構４１の断面図を示す。ライナ７に高圧室７１と低圧室７２を連絡するように連通路９を設け、連通路９内にはピストン型開閉弁１０、弾性手段であるスプリング１１、バルブ１２を内蔵し構成されている。連通路９はシール部７Ａ，７Ｂを設けたライナ７の肉厚の箇所に設けることにより、連通路９の形成作業が容易に出来る。
【００１７】
出力軸５が回転して羽根８Ａ，８Ｂがオイルをシール部７Ｃ，７Ｄに押圧すると、オイルを圧縮された高圧室７１と高圧室７１より圧力の低い低圧室７２とが形成される。高圧室７１の圧力は、高圧室側の連通路口９１からの圧力により連通路９に押し出されたオイルが流入し、ピストン型開閉弁１０に高圧室７１からの圧力を伝達し、ピストン型開閉弁１０はスプリング１１を圧縮しながら移動し、低圧室側連通路口９２から低圧室７２内へオイルを流出させ、高圧室７１側の高いピーク圧力を低下させる。
【００１８】
この間にスプリング１１は圧縮エネルギーを蓄積する。蓄積された圧縮エネルギーの方が高圧室側のオイル圧より大きくなると、圧縮エネルギーが釈放され、この釈放力によりピストン型開閉弁１０、スプリング１１、バルブ１２は元の位置に戻される。
【００１９】
このように、スプリング１１の圧縮力と連通路口９２の開放量とを設定し、高圧室７１内で発生する圧力に対してピストン型開閉弁１０の移動に伴う高圧室側連通路口９２の開放量を調整することができるため、ボルト締付時に発生する圧力に合わせることで、ボルト締付時のみ高いピーク圧力を連通路９により低下させ、オイル洩れ発生を防ぐことが出来ると共に、オイル洩れ発生による締付トルクの低下を抑えることができる。つまり、スプリング１１の圧縮力と連通路口９２の開放量とを調整しオイル洩れが生じないように設定する。
【００２０】
図４は、ピストン型開閉弁１０をバルブ１２に圧接しているスプリング１１をバルブ１２側に配設した実施例であり、この場合、高圧室側連通路口９２をピストン型開閉弁１０の後方に設置することで、図３の実施例とは逆方向にピストン型開閉弁１０を動作するように構成し高いピーク圧力を低下させる。
【００２１】
また、バルブ１２を移動させるための調整ネジ１３を配設することにより、スプリング１１のセット時のたわみ量の調整が可能となり、調整ネジ１３を回し荷重を変更することで、高圧室７１内で発生する圧力に対してピストン型開閉弁１０の移動に伴う高圧室側連通路口９２の開放量を調整することができるため、作業内容に合わせて本機構の効果を容易に調整することができる。
【００２２】
図５は、図４のスプリング１１に替えて中空の弾性体１４例えばゴム，弾性金属板を使用した場合であり、同じく高いピーク圧力を低下させることができる。
【００２３】
図６は、バルブ１２の本体に連通路９を形成した実施例である。ライナ７に高圧室７１と低圧室７２を連絡するように連通路９を設け、高圧室側連通路口９１に合わせてバルブ１２本体にも連通路９を形成し、図３にあるピストン型開閉弁１０に替えてスチールボール弁１５とし、前記スチールボール弁１５をバルブ１２に圧接するためのスプリングガイド１６及びスプリング１１にて構成することにより、片当りを避けるためにスチールボール弁１５とスプリングガイド１６の曲率部１６Ａとの接触状態を良くした。
【００２４】
図３の実施例と同じく、ライナ７のシール部と出力軸５の羽根８の先端が合致し、ライナ７のシール部と出力軸５のシール部が合致し高圧室７１と低圧室７２が形成され圧力が発生した時、高圧室側連通路口９１から圧力により押し出されたオイルが流入し、バルブ１２の連通路９を通過し、スチールボール弁１５に圧力を伝達し、チールボール弁１５をバルブ１２に圧接させているスプリング１１の荷重を超えると、スチールボール弁１５が移動し、低圧室側連通路口９２から低圧室７２内へオイルを流出させ、高圧室７１の高いピーク圧力を低下させる。
【００２５】
また、バルブ１２を移動させるための調整ネジ１３を配設することにより、図４の実施例と同じく本機構の効果を容易に調整することができ、更にバルブ１２本体にも連通路９を設けているため、バルブ１２の移動に伴う高圧室側連通路口９１の開放量でオイルの流量調整が可能となり、スプリング１１の荷重調整と合わせて細かい出力調整が可能となる。
【００２６】
図３から図６までの実施例は、電動モータ１によるライナ７の回転駆動方向が正転時のみ動作（連通路口の高圧室７１側と低圧室７２側の位置を逆に構成すれば逆転時のみ動作も可能）となっているが、図７は正転時、逆転時とも動作可能とした実施例である。
【００２７】
連通路９内にはピストン型開閉弁１０、バルブ１２、スプリング１７，１８はピストン型開閉弁１０の両端に配設し、連通路口は、図７（Ａ）のように高圧室側連通路口９３、低圧室側連通路口９４、高圧室側連通路口９５、低圧室側連通路口９６と交互に２ヵ所ずつ計４ヵ所配設する（高圧室側連通路口、低圧室側連通路口の位置は交互に配設されれば逆順でも可）。
【００２８】
ピストン型開閉弁１０は、圧力が発生していない通常状態では常に中央の２ヵ所の連通路口９１，９２を塞ぐように設定し、高圧室７１と低圧室７２が形成され圧力が発生した時は高圧室側連通路口９３よりオイルが流入しピストン型開閉弁１０がスプリング１８を圧縮して移動し、低圧室側連通路口９４から低圧室７２内へオイルを流出させ、高圧室７１の高いピーク圧力を低下させる。
【００２９】
逆転時は、図２（Ｂ）にあるように高圧室７１と低圧室７２の構成が逆に入れ替わるため、連通路口は図７（Ａ）の状態から図７（Ｂ）の状態になる。従って、高圧室７１と低圧室７２が形成され圧力が発生した時は高圧室側連通路口９５からオイルが流入し、ピストン型開閉弁１０がスプリング１７を圧縮して移動し、低圧室側連通路口９６から低圧室７２内へオイルを流出させ、正転時と同様の効果が得られる。
【００３０】
また、バルブ１２を移動させるための調整ネジ１３を配設することにより、図４の実施例と同じく本機構の効果を容易に調整することができる。
【００３１】
【発明の効果】
以上のように、本発明の電動油圧式締結工具によれば、高いピーク圧力によるオイル洩れを軽減し、締付トルクの低下を抑えることができるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例として示した電動油圧式締結工具の要部断面図である。
【図２】図１のオイルパルス機構部の正転時（Ａ）及び逆転時（Ｂ）を示す横断面図である。
【図３】図１に使用した出力調整機構の断面図である。
【図４】本発明による他の実施例を示す出力調整機構の断面図である。
【図５】本発明による他の実施例を示す出力調整機構の断面図である。
【図６】本発明による他の実施例を示す出力調整機構の断面図である。
【図７】本発明による他の実施例を示す出力調整機構の正転時（Ａ）及び逆転時（Ｂ）の断面図である。
【符号の説明】
１…電動モータ、２…ハウジング、３…遊星歯車機構部、４…オイルパルス機構部、５…出力軸、５Ｃ…羽根押圧バネ、６…ハンマケース、７…ライナ、８，８Ａ，８Ｂ…羽根、９…連通路、１０…ピストン型開閉弁、１１…スプリング、１２…バルブ、１３…調整ネジ、１４…弾性体、１５…スチールボール弁、１６…スプリングガイド、１７…スプリング、１８…スプリング、３１…ピニオン、４１…出力調整機構、５１…挿入溝、７１…高圧室、７２…低圧室、９１…高圧室側連通路口、９２…低圧室側連通路口、９３…高圧室側連通路口、９４…低圧室側連通路口、９５…高圧室側連通路口、９６…低圧室側連通路口。
【図１】
0004820027.tif 000002
【図２】
0004820027.tif 000003
【図３】
0004820027.tif 000004
【図４】
0004820027.tif 000005
【図５】
0004820027.tif 000006
【図６】
0004820027.tif 000007
【図７】
0004820027.tif 000008