JPH06226652A - トルクレンチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 回転ケースの１回転につきスピンドルに１回
の打撃を得ることができ、しかも、容易に製造できるト
ルクレンチを提供する。 【構成】 上記スピンドル９の外周面３０のうちブレー
ド１０,１１で仕切られた一方の側に１個のランド２７
を設け、他方の側にブレード６０を設ける。ブレード６
０は、スプリングで半径方向外向きに付勢され、かつ、
回転ケース７の端面に設けられた環状のスピンドル保持
部１４cに係止されて半径方向の位置が外周面３０を越
えないように規制される。回転ケース７の内周面に４つ
のランド３５,３７,３９,４１を設ける。ランド３７は
スピンドル外周面３０から半径方向外向きに少し離間し
た位置に設ける。スピンドル保持部１４cに偏心部６５
を設けて、回転ケース７がスピンドル９に対して図３
(a)の位置にきたとき、ブレード６０の半径方向外向き
の動きを許容してランド３７に摺接させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、高い流体圧力の作用
によりスピンドルを衝撃的に回転させるトルクレンチに
関する。

【０００２】

【従来の技術】この種のトルクレンチとしては、図６に
示すように、回転ケース１０７内の流体で満たされた偏
心キャビティ１１８に、スピンドル１０９を嵌合したも
のが知られている(実公平１−２９０１２号公報)。スピ
ンドル１０９には、図示しないスプリングで半径方向外
向きに付勢されている２枚のブレード１１０,１１１が
出没自在に設けられ、さらに、外周面にランド(シール
面を有する)１２７,１２８が設けられている。回転ケー
ス１０７の内周面には、４箇所にランド１３７,１３９,
１４１,１４３が設けられている。動作時には、エアモ
ータ(図示せず)で上記回転ケースを回転させることによ
り、上記ブレードやランドの摺接によってキャビティ１
１８を間欠的に仕切って、スピンドル１０９およびブレ
ード１１０,１１１の片面に高い流体圧を作用させる。
これにより、スピンドル１０９を衝撃的に回転させて、
ボルトやナット等を締め付けることができる。

【０００３】スピンドル１０９に２枚のブレード１１
０,１１１を設けた場合、１枚の場合に比して衝撃的な
トルク(打撃)を大きくできる利点がある。しかし、単に
２枚にした場合、回転ケース１０７の１回転につき２回
の打撃が発生するため、エアモータの負担が大きくな
る。これを避けるために、上の例では、回転ケース１０
７のランド１４１,１４３をキャビティ１１８の短軸線
Ｌから少しずらして配置している(スピンドル１０９の
ランド１２７,１２８も同じだけずらしている。)。この
配置によれば、打撃発生後、回転ケース１０７がさらに
半回転した時点(図６の状態)で、回転ケース１０７のラ
ンド１４１,１４３と、スピンドル１０９のランド１２
７,１２８との間に周方向の隙間δが生じる。この結
果、半回転時の打撃が無くなり、回転ケース１０７の１
回転につき１打撃が得られる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記ト
ルクレンチは、回転ケース１０７のランド１４１,１４
３やスピンドル１０９のランド１２７,１２８の位置が
微妙なものであるため、加工精度および組み立て精度が
厳しく要求される。このため、製造するのが難しいとい
う問題がある。

【０００５】そこで、この発明の目的は、回転ケースの
１回転につきスピンドルに１回の打撃を得ることがで
き、しかも、容易に製造できるトルクレンチを提供する
ことにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明は、略円筒状をなし、流体で満たされた断
面まゆ状の室を有する回転ケースを備え、上記回転ケー
スの上記室内に、軸の回りに回転可能なスピンドルを嵌
合し、このスピンドルの軸心を通る平面上に、スプリン
グで半径方向外向きに付勢され、かつ、上記室の内周面
によって上記半径方向の位置が規制される第１,第２の
ブレードを配置して、上記回転ケースの回転で上記スピ
ンドルおよびブレードの片面に間欠的に高い流体圧を作
用させて上記スピンドルを衝撃的に回転させるようにし
たトルクレンチにおいて、上記スピンドルの外周面のう
ち上記第１,第２のブレードで仕切られた一方の側に１
個のランドを設けるとともに、上記外周面の他方の側に
スプリングで半径方向外向きに付勢され、かつ、上記回
転ケースの端面に設けられた環状のスピンドル保持部に
係止されて上記半径方向の位置が上記外周面を越えない
ように規制される第３のブレードを設け、上記回転ケー
スの上記室の内周面に、この回転ケースが上記スピンド
ルに対して特定の回転角にきたとき上記スピンドルのラ
ンド,第１,第２のブレードにそれぞれ摺接する３個のラ
ンドと、上記スピンドル外周面から半径方向に離間した
位置で上記第３のブレードに対向する追加のランドとを
設け、上記回転ケースの端面の上記スピンドル保持部
に、上記回転ケースが上記スピンドルに対して上記特定
の回転角にきたとき上記第３のブレードの上記半径方向
外向きの動きを許容して上記追加のランドに摺接させる
偏心部を設けたことを特徴としている。

【０００７】

【作用】回転ケースが回転してスピンドルに対して特定
の回転角にきたとき、この回転ケースの室内の３個のラ
ンドがスピンドルのランド,第１,第２のブレードにそれ
ぞれ摺接する。同時に、上記室内の追加のランドがスピ
ンドル外周面から半径方向に離間した位置で第３のブレ
ードに対向する。この特定の回転角では、上記第３のブ
レードは、上記回転ケースの端面のスピンドル保持部に
設けられた偏心部によって半径方向外向きの動きが許容
されて、上記追加のランドに摺接する。したがって、上
記室内の流体の流れが塞き止められて流体圧が瞬間的に
上昇し、この結果、上記第１,第２のブレードに大きな
力が与えられて、スピンドルに衝撃的なトルク(打撃)が
発生する。この打撃発生後、上記回転ケースがさらに半
回転した時点で、回転ケース側のランドとスピンドル側
の第１,第２のブレードとが再び摺接する状態になる。
このとき、上記第３のブレードは、上記スピンドル保持
部に係止されてスピンドル外周面を越えないように半径
方向の位置が規制される。この結果、上記第３のブレー
ドと回転ケース側のランド(第３のブレードと対向する
位置にきたもの)との間に半径方向の隙間が生じる。同
時に、軸心の反対側の箇所では、スピンドルのランド
と、これに対向する位置にきているライナー側の追加の
ランドとの間に半径方向の隙間が生じる(追加のランド
はスピンドル外周面から離間した位置に設けられている
からである。)。この結果、上記室内の流体は塞き止め
られることなく、上記隙間を通して流れる。したがっ
て、上記打撃発生後、回転ケースが半回転した時点で、
スピンドルに打撃が発生することはない。つまり、この
トルクレンチでは、上記回転ケースの１回転につき１回
だけ打撃が発生することになる。したがって、上記回転
ケースを回転させるためのエアモータ等の駆動部に対し
て、大きな負担をかけることがない。

【０００８】しかも、上記回転ケース側の４つのランド
は、上記室の内周面に９０度毎の角度で設ければ良い。
すなわち、図６に示した従来のものと異なり、ランドを
加工するとき微妙な位置ぎめをする必要がない。したが
って、容易に製造される。

【０００９】

【実施例】以下、この発明のトルクレンチを図示の実施
例によって詳細に説明する。

【００１０】図１に示すように、このトルクレンチは、
ケーシング３内に収納したエアモータ部１と、パルス発
生部２を備えている。パルス発生部２は、ケーシング５
内に収納されハウジング６と、 回転ケースとしてのラ
イナー７と、スピンドル９と、第１のブレード１０と、
第２のブレード １１と、図２中に示す第３のブレード
６０により大略構成されている(図２は、図１に対して
ライナー７およびスピンドル９が９０度回転した状態を
示している。)。

【００１１】上記エアモータ部１のロータ１３の凹部１
３aにはトップキャップ１４の凸部１４aが嵌合して保持
されている。上記トップキャップ１４の外端面１４b
に、上記ライナー７の一端面７aを当接し、また、上記
ライナー７の他端面７bにボトムキャップ１５を当接し
て一体と成し、上記一体となったトップキャップ１４、
ライナー７およびボトムキャップ１５を上記ハウジング
６内に嵌入する。さらに、上記ハウジング６の雌ねじ６
aにハウジングナット１７の雄ねじ１７aを螺合して締付
けることにより、上記ハウジング６の端面の半径方向の
凸部６bと上記ハウジングナット１７とによって上記ト
ップキャップ１４,ライナー７およびボトムキャップ１
５を固定している。したがって、上記エアモータ部１に
エアを供給して上記ロータ１３を駆動することにより、
上記ライナー７が上記ケーシング５に対して回転され
る。

【００１２】また、上記トップキャップ１４の中央凹部
１４cに上記スピンドル９の一端９aが回転自在に嵌合し
ており、また、スピンドル９の他端９bは上記ボトムキ
ャップ１５の円筒部１５aに回転自在に嵌合している。
すなわち、スピンドル保持部としての中央凹部１４cと
円筒部１５aとで、ライナー７と軸心を同一にした状態
でスピンドル９を保持している。そして、上記エアモー
タ部１にエアを供給して上記ロータ１３を駆動すること
により、後に詳述するように上記パルス発生部２でスピ
ンドル９を衝撃的に回転させるようにしている。上記ス
ピンドル９の先端は、ケーシング５外に突出して、締付
具等を連結するようにしている。

【００１３】図４(a)に示すように、上記ライナー７は
内部に断面まゆ状のオイル収納用キャビティ１８を軸方
向に貫通しており、上記キャビティ１８は上記ライナー
７の軸心に対して一方向に偏心した中心を有する円筒状
の室１８aと、上記室１８aの中心の上記ライナー７の軸
心に対して対称位置に中心を有する円筒状の室１８bと
からなる。上記キャビティ１８内に嵌合したスピンドル
９には、平行なスプリング１９,２１(図１参照)で半径
方向外向きに付勢された上記第１のブレード１０,第２
のブレード１１を設けている。上記ブレード１０,１１
の先端が室１８aおよび室１８bの円弧２３,２５上を回
転するにつれてブレード１０,１１がスピンドル９に対
して出入りするようにしている。また、スピンドル９の
外周面３０のうちブレード１０,１１で仕切られた片側
に第３のブレード６０を設けている。この第３のブレー
ド６０は、図２に示すように、スプリング６１,６２で
半径方向外側に付勢されている。また、第３のブレード
６０のトップキャップ１４側,ボトムキャップ１５側に
は一対のピン６３,６３が設けられており、このピン６
３,６３は、上記トップキャップの中央凹部１４c,ボト
ムキャップ１５の円筒部１５aにそれぞれ係止されてい
る。この結果、図４(a),(b)乃至図５(a),(b)に示すよう
に、ライナー７の通常の回転角では、第３のブレード６
０の先端はスピンドル９の外周面３０を越えないように
規制されている。ただし、上記トップキャップの中央凹
部１４c,ボトムキャップ１５の円筒部１５aには、半径
方向外向きに湾曲した偏心部６５が設けられている。し
たがって、ライナー７が特定の回転角(図３(a)の状態)
にきたとき、上記第３ブレード６０の半径方向外向きの
動きが許容される。また、上記スピンドル９には、ブレ
ード６０と反対の側に外周面３０の一部を切り欠くこと
により、ランド２７を設けている。なお、上記ブレード
１０,１１用の溝２６、ブレード６０用の溝６６は、スピ
ンドル９の軸心を通る平面に沿って形成している。

【００１４】図３(a)に示すように、上記ライナー７内
のキャビティ１８の内周面には、室１８aの内壁と室１
８bの内壁との交わる位置に、上記スピンドル９のラン
ド２７と摺接するランド３５を設け、一方、上記ランド
２７とランド３５とが摺接しているときに、上記ランド
３５の軸心に対して反対側に、上記スピンドル外周面３
０から半径方向に離間して上記ブレード６０と対向する
(実際には摺接する)追加のランド３７を設けている。上
記ライナー７のランド３５,３７の内面は、スピンドル
９の外周面３０との同じ曲率の円弧に形成している。し
たがって、上記スピンドル９のランド２７,ブレード６
０と上記ライナー７のランド３５,３７とは、密着して
摺接し、室１８a,１８b内のオイルをシールする。また、
上記ランド２７,ブレード６０と上記ランド３５,３７と
が摺接しているとき、上記ブレード１０,１１が室１８a
の内壁または室１８bの内壁に摺接する位置にランド３
９,４１を設けている。したがって、上記ライナー７が
スピンドル９に対して図３(a)に示す特定の回転角にき
たときに、ブレード１０,１１とランド３９,４１とが密
着して摺接し、ランド２７,ブレード６０とランド３５,
３７,３８とが密着して摺接することにより、上記室１８
a,１８bをそれぞれ分割する。また、上記ライナー７の
内壁にはキャビティ内部のオイルが移動するための凹部
４８,４９,５０および５１を設けている。５３はリリー
フ弁である。

【００１５】上記構成のトルクレンチは次のように作動
する。

【００１６】まず、スピンドル９に負荷のないときは、
スピンドル９は、ライナー７のキャビティ内周面とブレ
ード１０,１１との抵抗などにより、ライナー７等とと
もに回転する。そして、上記スピンドル９が負荷の状態
になったとき、すなわち、ボルト締付等を行うとき、ス
ピンドル９は停止しようとするが、ライナー７は図１,
２に示したエアモータ部１の力で回転しつづける。

【００１７】図３〜図５によりライナー７の１回転にお
けるパルス発生の１サイクルを説明する。

【００１８】図５(a)〜(b)は、パルス発生前の状態であ
り、ライナー７が矢印の方向に回り、ライナー７のラン
ド３５がスピンドル９のブレード１１の先端からランド
２７に、ライナー７のランド３７がスピンドル９のブレ
ード１０の先端からブレード６０に夫々近づくところを
示している。このとき、ライナー７のキャビティ１８の
室１８a,１８bのオイルは、それぞれライナー内周面の
凹部４９,５１を通って、同図(b)中に矢印で示すように
移動する。このとき、ブレード６０はピン６３がトップ
キャップ１４の中央凹部１４c(およびボトムキャップ１
５の円筒部１５a)に係止されているので、スピンドル外
周面３０の内側に没入している。

【００１９】図３(a)は、さらにライナー７が回転し
て、ライナー７のランド３５,３９,４１がスピンドル９
のランド２７,ブレード１０,１１の先端に夫々完全に接
触した状態を示している。また、ライナー７がスピンド
ル９に対してこの回転角になったときは、ブレード６０
は偏心部６５によって半径方向外向きの動きが許容され
る。そして、対向する位置にきているライナー７のラン
ド３７に接触する。このとき、室１８a,１８b内で上述
のオイルの流れが急激に停止させられるため、オイルの
慣性によって、図においてブレード１０の上側面および
ブレード１１の下側面に瞬間的に大きな力が加わる。こ
の結果、スピンドル９に衝撃的なトルク(打撃)が発生し
て、ボルト等の締付けを行うことができる。

【００２０】この打撃発生後、ライナー７がさらに回転
して図３(b)の状態から図４(a)に示す状態となる。図４
(a)は、ライナー７のランド３５,３７がブレード１０,
１１の先端に完全に接触した状態を示している。このと
き、キャビティ１８内のオイルの流れが急激に塞き止め
られ、上記スピンドル９に仕切られた２室のうち室１８
bの図中左側と室１８aの図中右側のオイルの圧力が瞬間
的に上昇(パルス発生)する。しかし、このオイルの圧力
をスピンドルに伝える２枚のブレード１０,１１は、こ
のとき、ライナー７の内壁によって上記スピンドル９内
に没入しているのでスピンドル９にオイルの圧力が伝え
られず、スピンドル９は回転しない。

【００２１】図４(b)は同図(a)の状態からさらに９０度
回転した状態した状態を示している。この状態は締付け
トルクが得られる図３(a)の状態から１８０度回転した
逆の状態であり、ライナー７のランド４１,３９がスピ
ンドル９側のブレード１０,１１とそれぞれ摺接する。
しかし、ブレード６０はピン６３がトップキャップ１４
の中央凹部１４c(およびボトムキャップ１５の円筒部１
５a)に係止されているので、スピンドル外周面３０の内
側に没入している。この結果、上記ブレード６０とライ
ナー７側のランド３５との間に半径方向の隙間δ１が生
じる。同時に、軸心の反対側の箇所では、スピンドル９
のランド２７と、これに対向する位置にきているライナ
ー７のランド３７との間に半径方向の隙間δ２が生じる
(ランド３７はスピンドル外周面３０から半径方向に離
間した位置に設けられているからである。)。この結
果、上記室１８内のオイルは塞き止められることなく、
上記隙間δ１,δ２を通して流れる。したがって、上記
打撃発生後、ライナー７が半回転した時点で、スピンド
ル９に打撃が発生することはない。つまり、このトルク
レンチでは、ライナー７の１回転につき１回だけ打撃を
発生することができる。したがって、図１,２に示した
ハウジング６やライナー７などを回転させるために、エ
アモータ部１に対して、大きな負担をかけることがな
い。

【００２２】なお、図４(b)の状態からライナー７がさ
らに９０度回転して図５(a)に示す状態になったとき、
図４(a)と同じようにパルスは発生するが、ブレード１
０,１１が没入しているためオイルの圧力はスピンドル
９に伝えられず、スピンドル９は回転しない。

【００２３】以上のような作動を繰返すことによって、
スピンドル９に２枚のブレード１０,１１で大きなパル
ス状のトルクを与え、ソケット等の締付具を介してボル
ト・ナットを締付けることができる。

【００２４】しかも、上記ライナー７の内周面の４つの
ランド３５,３７,３９,４１は、上記室１８の内周面に
９０度毎の角度で設ければ良い。すなわち、図６に示し
た従来のものと異なり、ランドを加工するとき微妙な位
置ぎめをする必要がない。したがって、このトルクレン
チは容易に製造することができる。

【００２５】

【発明の効果】以上より明らかなように、この発明のト
ルクレンチは、スピンドルの外周面のうち第１,第２の
ブレードで仕切られた一方の側に１個のランドを設ける
とともに、上記外周面の他方の側にスプリングで半径方
向外向きに付勢され、かつ、回転ケースの端面に設けら
れた環状のスピンドル保持部に係止されて上記半径方向
の位置が上記外周面を越えないように規制される第３の
ブレードを設け、上記回転ケースの内周面に、この回転
ケースが上記スピンドルに対して特定の回転角にきたと
き上記スピンドルのランド,第１,第２のブレードにそれ
ぞれ摺接する３個のランドと、上記スピンドル外周面か
ら半径方向に離間した位置で上記第３のブレードに対向
する追加のランドとを設け、上記回転ケースの端面の上
記スピンドル保持部に、上記回転ケースが上記スピンド
ルに対して上記特定の回転角にきたとき上記第３のブレ
ードの上記半径方向外向きの動きを許容して上記追加の
ランドに摺接させる偏心部を設けているので、上記特定
の回転角で上記スピンドル側のランド,第１,第２および
第３のブレードと上記回転ケース側の４つのランドとを
夫々摺接してスピンドルに衝撃的なトルク(打撃)を与え
ることができる。しかも、打撃発生後、上記回転ケース
が上記スピンドルに対してさらに半回転した時点で、上
記スピンドル側のランド,第３のブレードと、上記回転
ケース側の相対するランドとの間にそれぞれ隙間を生じ
させて、打撃が生じないようにできる。したがって、回
転ケースの１回転につきスピンドルに１回の打撃を得る
ことができ、上記回転ケースを駆動する駆動部のパワー
アップを図ることなく、１枚のブレードの場合よりも大
きなパルス状のトルクを得ることができる。

【００２６】しかも、上記回転ケースの内周面の４つの
ランドは上記室の内周面に９０度毎の角度で設ければ良
く、微妙な位置ぎめを要しない。したがって、このトル
クレンチは容易に製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の一実施例のトルクレンチのパルス
発生部を示す図である。

【図２】 この発明の一実施例のトルクレンチのパルス
発生部を示す図である。

【図３】 作動状態にある上記パルス発生部の断面を示
す図である。

【図４】 作動状態にある上記パルス発生部の断面を示
す図である。

【図５】 作動状態にある上記パルス発生部の断面を示
す図である。

【図６】 従来のトルクレンチの断面を示す図である。

【符号の説明】

１ エアモータ部 ２ パルス発生部 ７ ライナー ９ スピンドル １０,１１,６０ ブレード ２７,３５,３７,３９,４１ ランド

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 略円筒状をなし、流体で満たされた断面
   まゆ状の室を有する回転ケースを備え、上記回転ケース
   の上記室内に、軸の回りに回転可能なスピンドルを嵌合
   し、このスピンドルの軸心を通る平面上に、スプリング
   で半径方向外向きに付勢され、かつ、上記室の内周面に
   よって上記半径方向の位置が規制される第１,第２のブ
   レードを配置して、上記回転ケースの回転で上記スピン
   ドルおよびブレードの片面に間欠的に高い流体圧を作用
   させて上記スピンドルを衝撃的に回転させるようにした
   トルクレンチにおいて、 上記スピンドルの外周面のうち上記第１,第２のブレー
   ドで仕切られた一方の側に１個のランドを設けるととも
   に、上記外周面の他方の側にスプリングで半径方向外向
   きに付勢され、かつ、上記回転ケースの端面に設けられ
   た環状のスピンドル保持部に係止されて上記半径方向の
   位置が上記外周面を越えないように規制される第３のブ
   レードを設け、 上記回転ケースの上記室の内周面に、この回転ケースが
   上記スピンドルに対して特定の回転角にきたとき上記ス
   ピンドルのランド,第１,第２のブレードにそれぞれ摺接
   する３個のランドと、上記スピンドル外周面から半径方
   向に離間した位置で上記第３のブレードに対向する追加
   のランドとを設け、 上記回転ケースの端面の上記スピンドル保持部に、上記
   回転ケースが上記スピンドルに対して上記特定の回転角
   にきたとき上記第３のブレードの上記半径方向外向きの
   動きを許容して上記追加のランドに摺接させる偏心部を
   設けたことを特徴とするトルクレンチ。