JP4249734B2

JP4249734B2 - エアインパクトレンチ

Info

Publication number: JP4249734B2
Application number: JP2005202960A
Authority: JP
Inventors: 康明田口
Original assignee: VESSEL INDUSTRIAL CO., LTD.
Current assignee: VESSEL INDUSTRIAL CO., LTD.
Priority date: 2005-07-12
Filing date: 2005-07-12
Publication date: 2009-04-08
Anticipated expiration: 2025-07-12
Also published as: JP2007021592A

Description

本発明は、ボルト・ナット類の締め付け・緩めなどの作業に使用されるエアインパクトレンチに関するものである。

この種のエアインパクトレンチは、本体内にエアモータ部とハンマー部を備え、エアモータ部に圧縮エアを供給して回転トルクを発生させ、この回転トルクをハンマー部に伝達し、このハンマー部からアンビルに回転方向の打撃トルクを伝達して、アンビルの先端に装着した工具（ソケット形状のものやビット形状のもの）でボルト・ナット類の締め付けや緩めを行う構成とされている。
この種のエアインパクトレンチのハンドルは、本体の後端面に後方に向けて真っ直ぐに突出させた上下脚部の突出端に把持部を一連に形成して全体として上下脚部と把持部とが本体の後端面に略コ字形乃至Ｄ字形に取り付けられた第１のタイプと本体の中心軸線方向の途中側面（下面）に側方（下方）に向けて突出させて全体としてピストル型に取り付けた第２のタイプとに大別されている。

そして、エアモータ部への給気用エアホース接続口は、第１のタイプにあっては、ハンドルの把持部下端に下向きに形成されている。また、第２のタイプにあっては、ハンドルの下端に下向きに形成されている（例えば、特許文献１参照）。
実開昭６１−１１７６７３号公報

この種のエアインパクトレンチにあっては、作業者がその利き手で主ハンドルを把持し、他方の手で本体に設けられた補助ハンドルを把持して締め付けや緩めの作業を行うことになるため、両手が塞がった状態で作業をすることになり、エアモータ部への圧縮エアの供給・停止を行う始動レバーは、作業者の利き手で把持する主ハンドルの把持部に形成され、作業者が主ハンドルを把持したままでその利き手の人差し指などで始動レバーを操作できるように構成されている。
このような背景から、始動レバーで開閉制御される始動弁も主ハンドル内に組み込まれており、この始動弁の設置部分への圧縮エアの供給を行うエア通路も主ハンドル内に形成され、このエア通路へ圧縮エアを供給する給気用エアホース接続口は、主ハンドルの端部に形成されていたものである。

従来の第１のタイプにあっては、本体の後端面に略コ字形乃至Ｄ字形に取り付けられている主ハンドルの把持部の下端に給気用エアホース接続口が下向きに形成されているため、この接続口に接続されるエアホースは、本体の中心軸線から本体の径方向に大きく偏芯した位置から導出されて後方のコンプレッサなどの圧縮エア供給源に接続されることになっている。このため、エアホースが本体の後端から下方に垂れ下がって後方に繋がった状態で作業を行うことになり、本体をその中心軸線の回りで左右に捻った状態で対象物の締め付けや緩めを行う場合（こういう場合が少なくない）、エアホースの自重による本体中心軸線回りの復元モーメントが大きくなり、作業がし難く、大きな操作力を必要として疲労度も増加し、しかも、エアホースが本体の中心軸線から本体の径方向に大きく偏芯して導出されているため、周辺部材と干渉し易く、エアホースが損傷し易いなどの問題点があった。なお、従来の第１のタイプにおいて、例えば、給気用エアホース接続口を本体の後端面に形成することも考えられるが、この場合では、エアホースが主ハンドルとオーバーラップして干渉し、主ハンドルの把持を妨げたり、エアホースを迂回させる必要があるなどの不具合がある。

また、第２のタイプにあっても、上記した第１のタイプと同様な問題点があった。
本発明は、従来のエアインパクトレンチの上記問題点に鑑みて開発されたもので、その目的とするところは、給気用エアホースが作業の妨げとならないように本体に接続でき、本体が持ちやすく、楽に安定して操作でき、操作性の向上と疲労の軽減が図れる様にしたエアインパクトレンチを提供することである。

前記目的を達成するために本発明は、本体内にエアモータ部とハンマー機構部を備え、前記エアモータ部に左右切替バルブを介して圧縮エアを正転方向と逆転方向とに切替供給して回転トルクを発生させ、この回転トルクをハンマー機構部に伝達し、このハンマー機構部からアンビルに回転方向の打撃トルクを伝達して、アンビルの先端に装着した工具でボルト・ナット類の締め付けや緩めを行うエアインパクトレンチにおいて、
前記本体の後端面に、本体の中心軸線に対して斜め後方側部に傾斜して突出する上下脚部と、この上下脚部の突出端間に形成された把持部とからなる主ハンドルが一連に形成され、該把持部が本体の中心軸線に対して一方の側にオフセットして取り付けられており、前記エアモータ部への給気用エアホース接続口が本体の後端面に前記主ハンドルの把持部とオーバーラップしないように形成されていることを特徴としている。

上記構成によれば、主ハンドルが本体の後端面に設けられているにも拘わらず、給気用エアホースを、主ハンドルに妨げられることなく、本体の後端面から本体の中心軸線に沿って真っ直ぐに後方へ導出することができる。これによって、給気用エアホースが無理に曲げられることがなく、また、周辺部材への衝突や擦過疵の発生も回避でき、従って、狭い場所などでのボルト・ナット類の締め付けや緩め作業を行う場合に給気用エアホースが作業の妨げとなることがない。
また、前記本体の後端面には、エア排出口が前記主ハンドルの把持部とオーバーラップしないように形成されていることを特徴としている。

更に、前記エア排出口には、消音器又は排出ホースが接続可能とされていることを特徴としている。
上記構成によれば、本体の後端面に、エア排出口が主ハンドルとオーバーラップしないように形成されているため、消音器を接続する場合においても、また、排出ホースを接続した場合でも主ハンドルと干渉せず、また、本体の外周から食み出すこともなく、周辺部材との干渉も回避することができる。

本発明によれば、給気用エアホースが作業の妨げとならないように本体に接続でき、本体が持ちやすく、楽に安定して操作でき、操作性の向上と疲労の軽減が図れる様にしたエアインパクトレンチを提供することができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１〜図３において、１は本体であり、中央部がモータケース２とされ、前部がハンマーケース３とされ、後部がコントロールケース４とされ、各ケースは本体１の前後方向の中心軸線Ｓに沿って長手方向に接合連結され、各接合部には、ゴム等の弾性材料からなるシール環体５，６が嵌合されている。
コントロールケース４の一側（図１〜図３では右利き用として左側面としているが、左利き用の場合は右側面とされる）には、主ハンドル７が本体１の中心軸線Ｓに対して斜め後方側部に傾斜して突出する上下脚部８，９の突出端間に把持部１０が一連に形成されている。

また、補助ハンドル１１がハンマーケース３の一側に突出して取り付けられている。主ハンドル７と補助ハンドル１１は、本体１の中心軸線Ｓに対して同じ側にオフセットして取り付けられており、作業者が右手で主ハンドル７を握り、左手で補助ハンドル１１を把持して操作できるようにしている。
前記コントロールケース４の下面には、左右切替レバー１２が本体１の中心軸線Ｓに直交する軸線Ｔの回りで左右それぞれ４５°の範囲で回動操作可能に装着されている。この左右切替レバー１２は、圧縮エアの供給量を調節するレバーを兼ねており、３段階に調節可能とした場合を例示している。

主ハンドル７の把持部１０の上端付近には、始動レバー１３が支軸１４の回りで一定角度範囲で回動操作可能に枢着されている。
コントロールケース４の後端面には、給気用エアホース接続口１５とエア排出口１６が後者を上、前者を下にして上下に並べて形成されている。これらの配置は、上下逆でもよく、左右や斜めに並べて配置してもよい。いずれにしても、これら給気用エアホース接続口１５とエア排出口１６は、主ハンドル７とオーバーラップしないように、特に、主ハンドル７の把持部１０とオーバーラップしないような位置関係に形成されている。

次に、本体１の内部構造を図４を参照して説明する。
モータケース２内には、エアモータ１７がロータ軸１８を介して本体１の前後方向の軸心（中心軸線Ｓ）回りに回転自在に軸承されている。エアモータ１７は、図４及び図５に示すように、円筒状のシリンダ１９と該シリンダ１９の前後の端板２０，２１とで偏芯円筒空間２２を構成し、この空間２２に円柱体形状のロータ２３がロータ軸１８を介して偏芯状態で回転自在に支持され、該ロータ２３の円周等配位置にロータ羽根２４が径方向外方に突出退入自在に嵌合された構成からなっている。

シリンダ１９には、図５に示すように、右回転用エア導入口２５と左回転用エア導入口２６と排気口２７とが径方向内外に貫通して形成され、これらは、排気口２７に対して右回転用エア導入口２５と左回転用エア導入口２６とが互いに対称位置に形成されている。
シリンダ１９の両端は、端板２０，２１を含めてモータケース２内に嵌合されており、このモータケース２は、後方に向けて拡開する形状とされ、後端壁部２ａに左右２つに分けられたエア導入通路２８，２９と１つの排気通路３０とが区画形成されている。２つのエア導入通路２８，２９は、シリンダ１９とモータケース２との間に区画形成された空間を通じて、前記左右回転用エア導入口２５，２６に、また、排気通路３０は、前記排気口２７にそれぞれ連通せしめられている。

前記ロータ軸１８の前端部は、図４に示すように、ハンマーケース３内に突出しており、このロータ軸１８の前端部には、スプラインジョイント３１がスプライン嵌合されている。このスプラインジョイント３１の外周には、ハンマー３３の後端部がスプライン嵌合されている。なお、ハンマー３３の途中にはエア抜き孔３５が適宜形成されている。
ハンマー３３は、ロータ軸１８の延長線上に配置されたカム軸３４に回転及び軸方向摺動自在に支持されている。カム軸３４のフランジ部３４ａの前面には、図７に示すように、円周方向の一部に突部３４ｃを残して半球状凹溝３４ｂが略全周に亘って形成され、この半球状凹溝３４ｂにはボール３２が転動可能に保持されており、これと対向するハンマー３３の後端内周端面３３ｂには、カム突部３３ｃが形成されている。

上記ハンマー３３の前面側には、図４に示すように、アンビル３６が配置されている。アンビル３６は、ハンマーケース３に軸受スリーブ３７を介して回転自在に支持されている。アンビル３６の後端には、カム軸３４の前端がスプライン嵌合されている。
ハンマー３３の前面には、軸方向前方に突出する複数個のハンマー突起３３ａが周方向等配位置に形成されており、これに対応して、アンビル３６の後端面には、軸方向後方に突出する複数個の羽根部３６ａが形成されている。これらのハンマー突起３３ａと羽根部３６ａは、ハンマー３３の右回転と左回転のいずれの方向の回転に対しても同様な反復打撃回転トルク伝達特性を持つ形状（例えば、左右回転方向に対称形状）とされている。

ハンマー３３の前面とアンビル３６の後面との間には、リターンスプリング３８がカム軸３４をガイドとして圧縮介在されており、ハンマー３３を、常時、アンビル３６から後方へ離隔させる方向に向けて弾圧している。
アンビル３６の先端には、ソケットレンチ等の工具が着脱自在に取り付けられる取付部３６ｂが形成されている。
上記構造によって、エアモータ１７のロータ軸１８とスプライン嵌合するスプラインジョイント３１の回転により、ハンマー３３が回転し、図７のカム突部３３ｃがボール３２を周方向に押しながら回転し、該ボール３２がカム軸３４の突部３４ｃに乗り上げることによって、ハンマー３３がリターンスプリング３８に抗して軸方向前方へ押し出され、ハンマー突起３３ａがアンビル３６の羽根部３６ａを打撃してアンビル３６に回転方向の打撃トルクを伝達するハンマー機構部３９を構成している。カム突部３３ｃは、ハンマー３３の１回転中にボール３２をカム軸３４の突部３４ｃに１回だけ乗り上げてハンマー３３を軸方向前方に押し出し、さらに、ボール３２が該突部３４ｃを乗り越えると、ハンマー３３がリターンスプリング３８によって、ただちに軸方向後方に押し戻される構成とされている。上記カム突部３３ｃ及びカム軸３４の突部３４ｃの形状は、ハンマー３３の右回転と左回転のいずれにおいても同様な軸方向変位をハンマー３３に付与する形状（例えば、左右回転方向に対称形状）とされている。

コントロールケース４は、図４に示すように、内部が、排気室４０と、給気受容室４１と、給気通路室４２とに区画形成されている。
排気室４０は、前面側が前記排気通路３０に連通され、後面側がエア排出口１６に連通され、このエア排出口１６には、消音器４３が回動可能に取り付けられており、排気方向を自由に変更できるように構成されている。この消音器４３は、円筒キャップ形状のケースの外周面に複数のスリット孔４３ａを形成した形状を例示しているが、これに限定されるものではない。例えば、内部に消音材を充填してもよく、迷路状の消音通路を形成させてもよい。また、消音器４３の代わりに排出ホース（図示省略）を接続して、排気を適当な場所まで誘導して排出させてもよい。

給気受容室４１は、後面側が給気用エアホース接続口１５に連通され、この室４１は主ハンドル７の把持部１０の下端側内部に形成された始動弁室４４の入口側に主ハンドル７の下脚部９内の第１通路４５を経由して連通されている。
給気通路室４２は、始動弁室４４の出口側に主ハンドル７の下脚部９内の第２通路４６を経由して連通されている。
上記第１通路４５と第２通路４６は、主ハンドル７の下脚部９内に区画壁４７で区画形成されている（図４及び図６参照）。

始動弁室４４の入口側室（下部室）内には、ボール状弁体からなる始動弁４８が、弁ばね４９により、弁座５０に向けて圧接されて、給気通路を、常時、閉じる方向に付勢された状態で配置されている。
上記始動弁室４４の出口側室（上部室）内には、主ハンドル７の把持部１０の上端部側に取り付けられた始動レバー１３により前記弁ばね４９に抗して始動弁４８を弁座５０から離隔させるためのスロットルピン５１が配置されている。
また、給気通路室４２には、左右切替バルブ５２が設置されている。この左右切替バルブ５２は、円筒体５３とこの円筒体５３内に回動可能に収納された円柱状の弁体５４とからなっている。円筒体５３には、図６に示すように、４つの窓孔５５，５６，５７，５８が周方向に９０°の間隔で径方向に貫通して形成されており、第１の窓孔５５は前記第２通路４６を経て始動弁室４４の出口側室に連通され、この第１の窓孔５５に対して左右に９０°回動した位置の第２の窓孔５６と第３の窓孔５７は前記エア導入通路２８，２９に連通する左右給気通路５９，６０に連通され、第４の窓孔５８は第１の窓孔５５に対して円筒体５３の直径方向に対向した位置にあり、この位置に形成された排気室６１に連通され、この排気室６１は、前記排気室４０に連通されている。

上記弁体５４には左右切替レバー１２が結合され、このレバー１２は、中立位置と、この中立位置から左右にそれぞれ４５°の範囲で回動させることができるように構成されている。そして、中立位置では、弁体５４で第１の窓孔５５と第４の窓孔５８とを閉じ、かつ、第２の窓孔５６と第３の窓孔５７とを遮断し、中立位置から右に４５°回動させると、第１と第２の窓孔５５，５６を連通させ、同時に第３と第４の窓孔５７，５８を連通させ、また、中立位置から左に４５°回動させると、第１と第３の窓孔５５，５７を連通させ、同時に第２と第４の窓孔５６，５８を連通させるように連通溝５４ａ，５４ｂが対称的に形成されている。

なお、上記左右切替バルブ５２は、中立位置から左右にそれぞれ４５°の範囲内で途中の任意の角度で止めることができ、このように途中で止めると、弁体５４の閉鎖壁部５４ｃによる窓孔の開度が角度に比例して変化し、圧縮エアの供給量を調整することができる構成とされている。
本発明のエアインパクトレンチの実施形態は、以上の構成から成り、次に動作を説明する。本体１の後端面の給気用エアホース接続口１５には、ホース接続金具６２が取り付けられており、この金具６２に、コンプレッサなどの圧縮エア供給源に接続されたエアホース（図示省略）を接続しておく。そして、左右切替レバー１２を右側に切り替えておき、この状態で、始動レバー１３を操作すると、スロットルピン５１により始動弁４８を弁座５０から離隔させてエア通路を開放する。始動レバー１３の操作を加減調整すると、始動弁４８の開度が調整できる。

始動弁４８が開放すると、圧縮エアは、本体１の後端面に設けた給気用エアホース接続口１５からコントロールケース４内の給気受容室４１に入り、主ハンドル７の下脚部９内に形成された第１通路４５を経て主ハンドル７の把持部１０の下部内に形成された始動弁室４４の入口側室に至り、さらに、弁座５０の孔と始動弁４８の弁隙間を通過して始動弁室４４の出口側室に入り、ここから主ハンドル７の下脚部９内に形成された第２通路４６を経てコントロールケース４内に形成された給気通路室４２に入り、この給気通路室４２に設置された左右切替バルブ５２の円筒体５３の第１の窓孔５５から弁体５４の連通溝５４ａ及び第２の窓孔５６を通り、コントロールケース４内の右給気通路５９からモータケース２の後端壁部２ａに形成された右用エア導入通路２８を経てエアモータ１７のシリンダ１９の右回転用エア導入口２５からエアモータ１７とロータ２３との偏芯円筒空間２２内に流入してロータ２３を右回転させる。

エアモータ１７内の排気は、シリンダ１９の排気口２７からモータケース２の後端壁部２ａの排気通路３０を経てコントロールケース４の排気室４０に入るものと、シリンダ１９の左回転用エア導入口２６からモータケース２の後端壁部２ａの左用エア導入通路２９を通り、コントロールケース４内の左給気通路６０から左右切替バルブ５２の円筒体５３の第３の窓孔５７から弁体５４の連通溝５４ｂ及び第４の窓孔５８を経て排気室６１に入り、この排気室６１から前記排気室４０に入るものとがあり、いずれも排気室４０を経て本体１の後端面に設けたエア排出口１６から消音器４３内を通って複数のスリット孔４３ａから排出される。

圧縮エアを上記のように本体１のエアモータ１７に供給することにより、エアモータ１７のロータ２３は右回転する。ロータ２３が右回転すると、ロータ軸１８とスプライン嵌合されたスプラインジョイント３１も右回転し、これとスプライン嵌合されたハンマー３３も一体的に右回転する。このハンマー３３の右回転により、ボール３２がカム軸３４の半球状凹溝３４ｂを転動しながら突部３４ｃに乗り上げてハンマー３３を軸方向前方に押し出し、ハンマー突起３３ａによりアンビル３６の羽根部３６ａを右回転方向に反復打撃してアンビル３６を右回転方向に打撃を繰り返しながら右回転させる。これにより、アンビル３６の先端の取付部３６ｂに取り付けた工具（図示省略）によって右ねじ方式のボルト・ナット類であれば、締め付けを行うことになり、左ねじ方式のボルト・ナット類であれば、緩めを行うことになる。

上記動作は、左右切替レバー１２を右側に切り替えた場合であるが、これを左側に切り替えると、圧縮エアの供給経路が左右切替バルブ５２の円筒体５３と弁体５４との部分で第１の窓孔５５と第３の窓孔５７とが連通し、第２の窓孔５６と第４の窓孔５８とが連通してエアモータ１７のシリンダ１９とロータ２３との間の偏芯円筒空間２２内に左回転用エア導入口２６から圧縮エアが導入されてロータ２３が左回転せしめられ、スプラインジョイント３１，ハンマー３３、カム軸３４上のボール３２とカム突部３３ｃとからなるハンマー３３の軸方向変位付与機構を経てアンビル３６が前記と逆方向の回転（左回転）方向に打撃を繰り返しながら左回転する。これにより、右ねじ方式のボルト・ナット類であれば、緩めを行うことになり、左ねじ方式のボルト・ナット類であれば、締め付けを行うことになる。

また、左右切替レバー１２の左右切替に当たり、０〜４５°の範囲内で、任意の角度に設定することができ、この角度に比例してエア通路の開度を変化させ、圧縮エアの流量を調整することができる。
上記実施形態の構成によれば、主ハンドル７が本体１の後端面に設けられているにも拘わらず、給気用エアホースを、主ハンドル７の把持部１０に妨げられることなく、本体１の後端面から本体１の中心軸線Ｓに沿って真っ直ぐに後方へ導出することができる。これによって、給気用エアホースが無理に曲げられることがなく、また、周辺部材への衝突や擦過疵の発生も回避でき、従って、狭い場所などでのボルト・ナット類の締め付けや緩め作業を行う場合に給気用エアホースが作業の妨げとなることがない。

また、主ハンドル７と補助ハンドル１１とは、本体１の中心軸線Ｓに対して同じ側にオフセットして取り付けられているため、作業者が本体１の後端面の主ハンドル７を利き手で把持して腰横に構え、この位置を起点として、他方の手で前方の補助ハンドル１１を把持してアンビル３６の先端の工具を作業者の前方の対象物に向けて楽に安定して操作することができ、本体１が持ちやすくなり、対象物に向け易くなり、操作性の向上と疲労の軽減が図れる。
また、前記本体１の後端面には、エア排出口１６が前記主ハンドル７の把持部１０とオーバーラップしないように形成されているため、消音器４３を接続する場合においても、また、排出ホースを接続した場合でも主ハンドル７の把持部１０と干渉せず、また、本体１の外周から食み出すこともなく、周辺部材との干渉も回避することができる。

さて、本発明の実施形態の構成と動作は、以上の通りであるが、本発明は、この実施形態にのみ限定されるものではなく、特許請求範囲に記載した意味と範囲内において種々変形して実施することができるもので、例えば、エアモータ１７やハンマー機構部３９は、他の構成のものを採用してもよい。また、エア排出口１６には消音器４３を設けた場合を例示しているが、これに代えて排出ホースを接続し、締め付け作業場所から離れた場所へ排気するようにしてもよい。また、消音器４３の構造は他の構造としてもよい。さらに、始動レバー１３は、主ハンドル７の把持部１０の外側上部（後面側上部）に設けた場合を例示しているが、内側上部（前面側上部）に設けてもよい。

本発明の実施形態に係るエアインパクトレンチの側面図である。図１の下から見た底面図である。図１の右側から見た端面図である。図１の縦断側面図である。図４のエアモータ部分の縦断面図である。図４の左右切替バルブ部分の横断面図である。図４におけるハンマーのカム突部とカム軸のボールとの関係を示す概略斜視図である。

符号の説明

１本体
２モータケース
３ハンマーケース
４コントロールケース
７主ハンドル
１１補助ハンドル
１２左右切替レバー
１３始動レバー
１５給気用エアホース接続口
１６エア排出口
１７エアモータ
１８ロータ軸
１９シリンダ
２３ロータ
２４ロータ羽根
３１スプラインジョイント
３２ボール
３３ハンマー
３４カム軸
３６アンビル
３９ハンマー機構部
４０排気室
４１給気受容室
４２給気通路室
４３消音器
４４始動弁室
４８始動弁
５２左右切替バルブ
５３円筒体
５４弁体
５５〜５８窓孔

Claims

本体（１）内にエアモータ（１７）部とハンマー機構部（３９）を備え、前記エアモータ（１７）部に左右切替バルブ（５２）を介して圧縮エアを正転方向と逆転方向とに切替供給して回転トルクを発生させ、この回転トルクをハンマー機構部（３９）に伝達し、このハンマー機構部（３９）からアンビル（３６）に回転方向の打撃トルクを伝達して、アンビル（３６）の先端に装着した工具でボルト・ナット類の締め付けや緩めを行うエアインパクトレンチにおいて、
前記本体（１）の後端面に、本体（１）の中心軸線（Ｓ）に対して斜め後方側部に傾斜して突出する上下脚部（８）（９）と、この上下脚部（８）（９）の突出端間に形成された把持部（１０）とからなる主ハンドル（７）が一連に形成され、該把持部（１０）が本体（１）の中心軸線（Ｓ）に対して一方の側にオフセットして取り付けられており、前記エアモータ（１７）部への給気用エアホース接続口（１５）が本体（１）の後端面に前記主ハンドル（７）の把持部（１０）とオーバーラップしないように形成されていることを特徴とするエアインパクトレンチ。
前記本体（１）の後端面には、エア排出口（１６）が前記主ハンドル（７）の把持部（１０）とオーバーラップしないように形成されていることを特徴とする請求項１に記載のエアインパクトレンチ。
前記エア排出口（１６）には、消音器（４３）又は排出ホースが接続可能とされていることを特徴とする請求項２に記載のエアインパクトレンチ。