(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
作動油を充填した筒状のケース内にスピンドルを挿通させると共に、前記ケース両端の閉塞部で前記スピンドルを回動可能に軸支させ、前記スピンドルに、前記ケース内を周方向で４つの油室に分割する２つのブレード及びリブを等間隔で設けて、前記ケースとスピンドルとの相対回転により、前記ブレードとリブとの先端面を前記ケース内面側と摺接させ、前記ブレードとリブとの先端面が前記ケース内面側に夫々対応して形成されたシール面に達する位置で前記油室間に圧力差を生じさせて、前記スピンドルへ瞬間的なトルクを発生可能としたオイルユニットであって、
前記ブレードにおける前記スピンドルの軸方向前後の端面に、ピンを夫々突設し、前記ブレードごとにピンの長さを変える一方、
前記閉塞部の互いの対向面に、前記ケースの回転に伴って前記ピンを案内し、前記ブレードの先端面が前記リブに対応するシール面へ摺接するのを防止するカム溝を夫々設け、さらにカム溝を、長い方の第１ピンを案内する長円形状の深い第１カム溝と、短い方の第２ピンを案内する長円形状の浅い第２カム溝とすると共に、前記第１カム溝を、一方の長手端部を前記第２カム溝と共有しつつ長手方向の寸法を前記第２カム溝より短くして、前記第１カム溝による前記第１ピンの案内で当該ブレードを一方のシール面とは摺接不能としたことを特徴とするオイルユニット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トルクレンチ等の電動工具に使用され、伝達されたトルクを油圧によって瞬間的なトルクとして出力するオイルユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図４に従来のオイルユニット５０を示す。オイルユニット５０は、筒状のケース５１内に、モータの出力軸等に連結されてトルク伝達されるライナ５２を一体に収容し、軸方向前後を閉塞部としての図示しないキャップで閉塞して油室５３を形成すると共に、キャップによって油室５３内でスピンドル５４を軸支させている。このスピンドル５４には、一対のブレード５５，５５をスピンドル５４の半径方向で出没自在且つコイルバネ６２によって突出方向へ付勢した状態で遊挿すると共に、ブレード５５，５５と９０°の位相差で一対のリブ５６，５６を突設している。一方、ライナ５２の軸方向前後には、ブレード５５，５５の先端面が摺接する長円形状の案内孔５７，５７が夫々穿設され、案内孔５７，５７間には、内面を案内孔５７の内周形状に合致させた第１シール面５９，５９とした第１連結部５８，５８と、同じく内面を案内孔５７の内周形状に合致させた第２シール面６１，６１とした第２連結部６０，６０とが互いに９０°の位相差でライナ５２の軸方向に形成されている。よって、図４（Ａ）に示す如く、ライナ５２の矢印方向への回転に伴い、案内孔５７，５７の内周面に沿って相対回転するブレード５５，５５が第１シール面５９，５９に、リブ５６，５６が第２シール面６１，６１に夫々達すると、油室５３が４つに仕切られて高圧室と低圧室とが交互に発生し、この圧力差でスピンドル５４に衝撃トルク（オイルパルス）が発生するものとなる。尚、このようなオイルユニットとしては実公平６−２７３４１号公報に開示のものが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記オイルユニット５０においては、オイルパルス発生後、続くライナ５２の回転でブレード５５，５５及びリブ５６，５６が夫々第１、第２シール面５９，６１から離れることで、油室５３内のシールが解除されるため、オイルパルスは発生せず、ライナ５２のみが回転することになる（図４（Ｂ））。よって、ブレード５５，５５は、ライナ５２の回転に伴って案内孔５７の内周面に沿って摺動し、徐々に第２シール面６１，６１へ近づくため、ブレード５５，５５が徐々にスピンドル５４内に押し込まれる格好となってコイルバネ６２によるブレード５５，５５への付勢力が高まり（図４（Ｃ））、ブレード５５，５５が第２シール面６１，６１と当接する図４（Ｄ）の位置で最大となる。従って、案内孔５７内周面へのブレード５５，５５の押圧力によってスピンドル５４に回転抵抗が生じてしまう。更に、案内孔５７は３つの円の組み合わせで形成されていることから、円同士の交点となる第２シール面６１，６１の両側がやや突出し、この交点部分Ｐをブレード５５，５５が乗り越えることでも回転抵抗が発生することになる。
【０００４】
図５は、上記オイルユニット５０において発生したトルクを示すグラフで、ａ，ａ・・は本来のオイルパルス発生によって生じたトルクであるが、各オイルパルス発生の間に、上記回転抵抗に伴って小さなトルクｂ，ｂ・・が発生していることがわかる。このようにスピンドル５４に回転抵抗に伴う余計なトルクが発生することで、本来のオイルパルスの発生時に得られるトルクが低下してしまうのである。
【０００５】
そこで、請求項１に記載の発明は、オイルパルス発生時以外のスピンドルの回転抵抗を効果的に軽減してオイルパルス発生時のトルクの増大を可能とするオイルユニットを提供することを目的としたものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、作動油を充填した筒状のケース内にスピンドルを挿通させると共に、ケース両端の閉塞部でスピンドルを回動可能に軸支させ、スピンドルに、ケース内を周方向で４つの油室に分割する２つのブレード及びリブを等間隔で設けて、ケースとスピンドルとの相対回転により、ブレードとリブとの先端面をケース内面側と摺接させ、ブレードとリブとの先端面がケース内面側に夫々対応して形成されたシール面に達する位置で油室間に圧力差を生じさせて、スピンドルへ瞬間的なトルクを発生可能としたオイルユニットであって、ブレードにおけるスピンドルの軸方向前後の端面に、ピンを夫々突設し、ブレードごとにピンの長さを変える一方、閉塞部の互いの対向面に、ケースの回転に伴ってピンを案内し、ブレードの先端面がリブに対応するシール面へ摺接するのを防止するカム溝を夫々設け、さらにカム溝を、長い方の第１ピンを案内する長円形状の深い第１カム溝と、短い方の第２ピンを案内する長円形状の浅い第２カム溝とすると共に、第１カム溝を、一方の長手端部を第２カム溝と共有しつつ長手方向の寸法を第２カム溝より短くして、第１カム溝による第１ピンの案内で当該ブレードを一方のシール面とは摺接不能としたことを特徴とするものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１（Ａ）はオイルユニット１の軸方向の断面図、同図（Ｂ）はＡ−Ａ線断面図、同図（Ｃ）はＢ−Ｂ線断面図、同図（Ｄ）はＣ−Ｃ線断面図である。オイルユニット１において、２は円筒状のケースで、ケース２には、後方（同図（Ａ）の左側を前方として説明する。）から閉塞部として円盤状のボトムキャップ４が遊挿されてケース２前端のストッパ部３に当接し、ケース２の前方を閉塞している。５はストッパ部３の切欠きを貫通してボトムキャップ４に挿通し、ボトムキャップ４をケース２と回転方向で一体化させるスプリングピン、６は同じくストッパ部３の切欠きを貫通してボトムキャップ４に螺合されたボルトで、ここから作動油を供給可能となる。
【０００８】
又、ボトムキャップ４の後方でケース２内には、ライナ７が回動可能に遊挿され、複数のピン８，８・・によってボトムキャップ４と一体に連結されている。このライナ７は、３つの円を組み合わせてなる長円形状の案内孔１１を夫々形成した一対の前板９と後板１０とを、案内孔１１の長手方向両側に配置した一対の第１連結部１２，１２と、短手方向両側に配置した第２連結部１３，１３とで接続してなる筒状体で、第１連結部１２，１２の対向面には、案内孔１１の内周面と合致する第１シール面１４，１４が形成され、第２連結部１３，１３には、中央に突条１５，１５が突設されて、突条１５，１５の対向面に案内孔１１の内周面と合致する第２シール面１６，１６が形成されている。更に、ライナ７の後方には、後方の閉塞部として円盤状のトップキャップ１７が回動可能且つ軸方向へ移動可能にケース２へ遊挿され、ライナ７とは、複数のピン１８，１８によって回転方向で一体に連結されている。そして、トップキャップ１７の後方でケース２内には、皿バネ２０を介してトップナット２１が螺合されて、トップナット２１のねじ込みによる皿バネ２０の付勢力でトップキャップ１７を固定可能となっている。１９はトップキャップ１７の後方に突設され、後端に六角穴を開口する筒状の連結部である。
【０００９】
２２はスピンドルで、前端の出力部２３はボトムキャップ４を貫通してケース２の前方に突出し、後端の円柱部２４は、トップキャップ１７前面の有底孔に遊挿して、夫々回動自在に軸支されている。又、スピンドル２２の中央部には、ライナ７の案内孔１１，１１の中間の円形と合致する大径部２５がライナ７内で形成され、大径部２５には、半径方向で大径部２５を直線状に貫通する一対の収納溝２６，２６と、その収納溝２６，２６と周方向に９０°の位相差となる一対のリブ２７，２７とが夫々軸方向に形成され、収納溝２６，２６に、大径部２５と軸方向が同じ長さのブレード２８，２８が周方向へ若干揺動可能に収納されている。このブレード２８，２８は、両者間に介在された２つのコイルバネ２９，２９によって互いの離反方向へ付勢されて、先端面の前後をライナ７の案内孔１１，１１の内周面に当接させるものである。よって、図１（Ｃ）に示すスピンドルの回転位置では、ブレード２８，２８がライナ７の第１シール面１４，１４と当接すると共に、リブ２７，２７が第２シール面１６，１６と当接して、ライナ７内に形成される油室３０を４つに分割可能となる。
【００１０】
一方、ボトムキャップ４とトップキャップ１７との互いの対向面には、ライナ７の案内孔１１と長手方向を一致させた長円形の第１カム溝３１と第２カム溝３２とが形成される。第１カム溝３１は、図１（Ｄ）に示すように、スピンドル２２の大径部２５の端面近くから、出力部２３を略含むようにスピンドル２２の軸心から偏心した短い長円形で形成され、第２カム溝３２は、第１カム溝３１とその偏心方向での長円を共有し、第１カム溝３１の偏心方向と反対側は大径部２５の端面近くまで達する長い長円形で、第１カム溝３１よりも浅く形成されている。
【００１１】
そして、一方のブレード２８の前後端面には、第１カム溝３１に遊挿し、第２カム溝３２の深さより長い第１ピン３３，３３が夫々突設され、他方のブレード２８の前後端面には、第２カム溝３２に遊挿し、第２カム溝３２の深さよりやや短い第２ピン３４，３４が夫々突設されている。よって、ブレード２８，２８は、一方が第１ピン３３，３３と第１カム溝３１の内周面との干渉により、他方が第２ピン３４，３４と第２カム溝３２の内周面との干渉により夫々突出位置を規制されることになるが、ブレード２８，２８が第１、第２カム溝３１，３２の長手方向と平行な位置にあって、ブレード２８，２８が案内孔１１，１１の内周面に当接する回転位置（図１（Ｃ）（Ｄ）の位置）では、第１、第２ピン３３，３４は夫々第１、第２カム溝３１，３２の内周面と離反し、ブレード２８，２８が第１、第２カム溝３１，３２の短手方向と平行な位置（図１（Ｃ）（Ｄ）から９０°回転した位置）にある場合は、第１、第２ピン３３，３４が夫々第１、第２カム溝３１，３２の内周面に当接してブレード２８，２８の突出が規制される。このときブレード２８，２８の先端面は、大径部２５の端面より奥に没入して案内孔１１，１１とは非接触となる。
【００１２】
以上の如く構成されたオイルユニット１は、図２に示すように、インパルスドライバ３５のハウジング３６内に収容して、トップキャップ１７の連結部１９に、モータ３７から回転伝達される遊星歯車減速機構３８のキャリア３９の先端を一体に連結する一方、スピンドル２２の出力部２３は、ハウジング３６から前方へ突出させてチャック４０を設ける。よって、モータ３７の回転に伴い、キャリア３９とトップキャップ１７とが一体回転すると、ケース２とライナ７とが図３（Ａ）のように矢印方向へ右回転し、相対回転するブレード２８，２８がケース２の回転方向へ傾いた姿勢で案内孔１１，１１の内面を摺動する。そして、ブレード２８，２８が第１シール面１４，１４の位置に到達してリブ２７，２７と共に油室３０を４つに分割してシールすると、油室３０内に高圧室と低圧室とが交互に発生して、その圧力差によってブレード２８，２８を介してスピンドル２２への出力トルクを瞬間的に増大させてスピンドル２２を回転させる（オイルパルス発生）。
【００１３】
その後更にケース２が回転を続けることで、ボトムキャップ４とトップキャップ１７の第１、第２カム溝３１，３２も回転し、図３（Ｂ）のように、一方のブレード２８の第１ピン３３が第１カム溝３１の内周面に、他方のブレード２８の第２ピン３４が第２カム溝３２の内周面に沿って夫々摺動するため、ブレード２８，２８は回転に伴ってスピンドル２２の軸心との距離が徐々に近くなる第１、第２カム溝３１，３２の内周面によって徐々に大径部２５内に引き込まれ、ライナ７が略９０°回転する直前の図３（Ｃ）の位置では、ブレード２８，２８は案内孔１１の内周面から夫々離反する。そして、ライナ７が略９０°回転した図３（Ｄ）の位置では、第１、第２カム溝３１，３２の短手方向の寸法によって第１ピン３３と第２ピン３４との距離が最も近くなるため、ブレード２８，２８は大径部２５内へ完全に没入し、ブレード２８，２８は第２シール面１６，１６に摺接することなく通過する。
【００１４】
更にケース２が回転を続けると、一方のブレード２８は、上記作用と逆に、短い第２ピン３４が第２カム溝３２の内周面に案内されることで徐々に大径部２５から突出し、ライナ７が１８０°回転した位置では、図３（Ｅ）のように再び第１シール面１４に当接することになるが、他方のブレード２８は、長い第１ピン３３が偏心した第１カム溝３１の内周面に案内されることでそのまま大径部２５から突出することなく回転し、第１シール面１４から離れて油室３０内をシールしない。よって、この位置でオイルパルスは発生せず、更にライナ７がここから１８０°回転して第１、第２ピン３３，３４が再び第１、第２カム溝３１，３２の内周面に当接する図３（Ａ）の位置でオイルパルスが発生する。即ち、ブレード２８，２８が一対あってもケース２の一回転で一回のオイルパルスが発生するようにしたものである。
【００１５】
このように上記形態によれば、一方のブレード２８の端面に長い第１ピン３３，３３を、他方のブレード２８の端面に短い第２ピン３４，３４を夫々突設する一方、ボトムキャップ４とトップキャップ１７との互いの対向面に、ケース２の回転に伴って第１、第２ピン３３，３４を案内し、ブレード２８，２８の先端面がリブ２７，２７に対応する第２シール面１６，１６へ摺接するのを防止する第１、第２カム溝３１，３２を夫々設けたことで、ブレード２８，２８の先端面が案内孔１１，１１の内周面を摺接してスピンドル２２の大径部２５内へ押し込まれることで生じる回転抵抗や、第２シール面１６，１６を乗り越えることで生じる回転抵抗の発生を完全に解消でき、本来のオイルパルス発生時のトルクを増大させることができる。即ち、図５のグラフで言えば、トルクｂ，ｂ・・を解消させてその分トルクａ，ａ・・を大きくできることになる。
又、ここでは、カム溝を、長い方の第１ピン３３を案内する深い第１カム溝３１と、短い方の第２ピン３４を案内する浅い第２カム溝３２とすると共に、第１カム溝３１を、一方の長手端部を第２カム溝３２と共有しつつ長手方向の寸法を第２カム溝３２より短くして、第１カム溝３１による第１ピン３３の案内で当該ブレード２８を一方の第１シール面１４とは摺接不能としているから、一対のブレード２８，２８を用いたものであっても、ケース２の一回転で一回というオイルパルス発生のサイクルが維持され、回転抵抗の解消と合わせて一回のトルクをより効果的に増大可能となっている。
【００１６】
尚、カム溝の形状は、長円形全面を凹部とした上記形態に限らず、ピンが遊挿可能な幅の凹条を長円形に連続形成するものでも良い。更に長円形以外に楕円形も採用可能である。
【００１７】
【発明の効果】
本発明によれば、ブレードにおけるスピンドルの軸方向前後の端面にピンを夫々突設する一方、閉塞部の互いの対向面に、ケースの回転に伴ってピンを案内し、ブレードの先端面がリブに対応するシール面へ摺接するのを防止するカム溝を夫々設けたことで、ブレードの先端面がリブに対応するシール面付近を摺接してこれを乗り越えることで生じる回転抵抗の発生を完全に解消でき、本来のオイルパルス発生時のトルクを増大させることができる。
また、ブレードとそれに対応するシール面とを夫々２つずつ設けており、ブレードごとにピンの長さを変える一方、カム溝を、長い方の第１ピンを案内する長円形状の深い第１カム溝と、短い方の第２ピンを案内する長円形状の浅い第２カム溝とすると共に、第１カム溝を、一方の長手端部を第２カム溝と共有しつつ長手方向の寸法を第２カム溝より短くして、第１カム溝による第１ピンの案内で当該ブレードを一方のシール面とは摺接不能としたことで、ケースの一回転で一回というオイルパルス発生のサイクルが維持され、回転抵抗の解消と合わせて一回のトルクをより効果的に増大可能となっている。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）オイルユニットの軸方向の断面図である。
（Ｂ）Ａ−Ａ線断面図である。
（Ｃ）Ｂ−Ｂ線断面図である。
（Ｄ）Ｃ−Ｃ線断面図である。
【図２】オイルユニットを設けたインパルスドライバの説明図である。
【図３】（Ａ）ケースの回転に伴うブレードの動きを示す断面説明図である。
（Ｂ）ケースの回転に伴うブレードの動きを示す断面説明図である。
（Ｃ）ケースの回転に伴うブレードの動きを示す断面説明図である。
（Ｄ）ケースの回転に伴うブレードの動きを示す断面説明図である。
（Ｅ）ケースの回転に伴うブレードの動きを示す断面説明図である。
【図４】（Ａ）従来のオイルユニットでのブレードの動きを示す断面説明図である。
（Ｂ）従来のオイルユニットでのブレードの動きを示す断面説明図である。
（Ｃ）従来のオイルユニットでのブレードの動きを示す断面説明図である。
（Ｄ）従来のオイルユニットでのブレードの動きを示す断面説明図である。
【図５】従来のオイルユニットにおけるオイルパルスの発生状態を示すグラフである。
【符号の説明】
１・・オイルユニット、２・・ケース、４・・ボトムキャップ、７・・ライナ、１４・・第１シール面、１６・・第２シール面、１７・・トップキャップ、２２・・スピンドル、２５・・大径部、２８・・ブレード、３０・・油室、３１・・第１カム溝、３２・・第２カム溝、３３・・第１ピン、３４・・第２ピン、３５・・インパルスドライバ。
【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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