液壓式脈衝扳手的夾緊控制裝置的製作方法
2023-05-17 18:21:16
專利名稱：液壓式脈衝扳手的夾緊控制裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及液壓式脈衝扳手的夾緊控制裝置，特別涉及結構簡單，可以進行高精度夾緊扭矩控制的液壓式脈衝扳手的夾緊控制裝置。
背景技術：
首先，根據圖4和圖5，簡單地說明現有的液壓式脈衝扳手的夾緊扭矩產生機構。在圖4中，51為缸體，52為配置在該缸體內部的主軸。上述缸體51利用空氣馬達驅動迴轉，上述主軸52的前端，與螺釘或螺母等夾緊件接合。在上述缸體51內形成液壓缸53，其截面形狀作成是在與離該主軸52的迴轉中心稍微偏心的位置上，作成的一對圓弧光滑地連接的形狀。另外，在上述液壓缸53的內圓周表面大約四等分位置上，分別形成沿著軸向延伸的密封部分53a，53b，53c和53d。另外，圖中沒有示出，在該液壓缸53內充滿工作油液。上述主軸52的底端的一側插入配置上述液壓缸53內；同時，在該底端形成葉片槽54，在葉片槽54內配置著兩個可以自由滑動的葉片55，55。該兩個葉片55，55，利用彈簧56(圖5)加力推動，從而使其向徑向方向的外側突出；這樣，該兩個葉片55，55的端部與上述液壓缸53的內圓周壁面滑動接觸。另外，在上述主軸52上，與上述葉片55，55垂直相交的位置上，形成密封部分52a，52b。
在上述夾緊扭矩產生機構中，當利用空氣馬達驅動缸體51迴轉時，主軸52和液壓缸53的相對迴轉位置變化。如圖所示，當達到上述主軸52的各個密封部分52a，52b和各個葉片55，55的前端，完全與液壓缸53的各個密封部分53a，53b，53c，53d接觸在特定位置時，工作油液被封閉在兩個葉片55，55的一側；在該部分形成高壓腔H。與上述葉片55，55的上述高壓腔相反的一側，工作油液不封閉，該部分成為壓力比上述高壓腔低的低壓腔L。這樣，由於工作油液被封閉，所以可產生脈衝式的高壓壓力；該脈衝式高壓壓力作用在主軸52上，並將夾緊扭矩傳給被夾緊件。另外，即使在上述缸體51從上述狀態迴轉180°時，仍是與上述狀態相同，但在這個狀態下，上述液壓缸53的各個密封部分53b，53d與上述主軸52的各個密封部分52a，52b之間會產生間隙。為了能夠產生間隙，一般需在各個密封部分53b，53d，52a，52b的形狀和配置上想辦法，或使上述各個密封部分53b，53d，52a，52b接觸，然而，只有在這個狀態下，通過採用上述高壓腔H和低壓腔L連通的結構，才能使在上述缸體51的一迴轉中，產生一次夾緊扭矩。
如上所述，在液壓缸53內形成高壓腔H和低壓腔L以後，為了使缸體51可以迴轉，必須使高壓腔H內的一部分高壓油，從旁路流到低壓腔L中。因此，在上述缸體51中，形成旁路通道57。另外，在上述缸體51中，設有橫切於上述旁路通道57的一個閥芯插入孔58。閥芯59則插入該插入孔58中。
圖5表示該脈衝產生機構的縱截面圖。如圖所示，在上述閥芯59上，形成與上述旁路通道57連通的通道60。當該連通通道60可調整上述閥芯59的軸向位置時，可起到改變其流路面積變化的作用。即，通過改變該連通通道60的流路面積，可以調整在上述高壓腔H內產生的脈衝式高壓壓力的峰值壓力，因而可以控制夾緊扭矩，例如，如果減小流路面積，則會產生高的峰值壓力，結果，得到大的夾緊扭矩。
然而，在上述液壓式脈衝扳手中，要附加一個當得到給定的夾緊扭矩時，可使空氣馬達的夾緊動作自動停止的機構。首先，在上述閥芯59的前端要附加一個安全閥61。該安全閥61的結構為，利用彈簧63將鋼球62壓在閥芯59的端面上，並與閥芯的端面接觸的結構。上述連通通道60中的工作油壓力，通過設置在該閥芯59中心的壓力通路64，作用在上述鋼球62上，並與上述彈簧63的力方向相對。上述安全閥61的輸出端，與作用在上蓋中的液壓缸腔65連通。在該液壓缸腔65內，設置著活塞66，藉助該活塞66的動作，通過活塞杆67，使自動斷開機構(圖中沒有示出)工作。即在夾緊動作中，在上述高壓腔H內產生峰值壓力；當連通通路60中的工作油壓力超過規定的壓力時，上述安全閥61，克服彈簧63的力而打開。由於安全閥61打開而使溢流出的工作油流入液壓缸腔65內，從而推動活塞66運動，再通過活塞杆67，使自動斷開機構工作。通過這個自動斷開機構的動作，可停止對空氣馬達的完氣供應，從而使夾緊動作停止。
在上述液壓式脈衝扳手中，夾緊扭矩的調整是通過在軸向移動上述閥芯59，調整上述連通通道60的流路面積，同時調整安全閥61的彈簧63的彈簧力來進行的。例如，當要增大夾緊扭矩時，可將閥芯59向圖5的右端移動，增大連通通道60的節流作用，可使高壓腔H內產生的工作油的峰值壓力增大；同時，縮短安全閥61的彈簧63，增大彈簧力，將安全閥的溢流壓力提高。
然而，在上述液壓式脈衝扳手中，為了改變單一的一個夾緊扭矩的特性值，需要改變高壓腔H內的工作油的峰值壓力和安全閥61的彈簧力兩個特性值。在這種情況下，為了與閥芯59的移動相適應，上述峰值壓力和彈簧力按完全相同的特性變化不成為問題，但上述峰值壓力和彈簧力雖有某種程度的相關性，但不可能按完全相同的特性變化。因此，在彈簧力的增加比峰值壓力顯著增大的情況下，安全閥61不動作，該裝置得不到預想的功能；另外，在得到足夠的峰值壓力，然而得不到足夠的彈簧力的情況下，在得到給定的峰值壓力前，安全閥61可能打開，從而得不到所希望的夾緊扭矩。
為了避免產生上述問題，閥芯59各個部分的尺寸要求非常高，而且彈簧的選擇也要充分考慮，裝配時也要特別細心，因此，現有的液壓式脈衝扳手的價格都很昂貴，這是其缺點。
本發明是為了克服上述現有技術的缺點而提出的，其目的是要提供一種結構簡單，可以高精度地控制夾緊扭矩的液壓式脈衝扳手的夾緊控制裝置。
發明的概述本發明的液壓式脈衝扳手的夾緊控制裝置，具有利用空氣馬達11驅動的夾緊扭矩產生機構20；該夾緊扭矩產生機構20具有缸體21和主軸22，利用上述空氣馬達11可以驅動上述缸體21和主軸22中的任何一個，並使其轉動，而另一個則與被夾緊件接合；在上述缸體21上設置的液壓缸23中充滿著工作油液，同時，在上述主軸22上安裝著葉片25；上述葉片25可在上述液壓缸23內相對轉動；在上述液壓缸23和葉片25的迴轉方向的特定位置上，分別在上述葉片的一側，形成封閉上述工作油液的高壓腔H，而在葉片的另一側，形成比高壓腔壓力低的低壓腔L，並通過該方式將夾緊扭矩傳給上述被夾緊件；該裝置其特徵是，設有將上述高壓腔H和低壓腔L連通的旁通通路27，同時，使該旁通通路27的中間分叉出一個壓力通路28；在從該旁通通路27的壓力通路28的分叉點的高壓腔H一側上，設有固定節流器27a；將上述壓力通路28與安全閥31的輸入端連接；同時，還設有利用溢流至該安全閥31的輸出端的工作油液的壓力工作的自動斷開機構41；讓該自動斷開機構41工作，可以停止對空氣馬達11的空氣供應；另外，該夾緊控制裝置還設有調整上述安全閥31的溢流壓力的溢流壓力調整裝置43。
在上述本發明第一個權利要求所述的液壓式脈衝扳手的夾緊控制裝置中，當上述高壓腔H內產生的峰值壓力達到規定的壓力，上述壓力通路28中的工作油壓力超過安全閥31的溢流壓力時，安全閥31打開，再利用溢流至安全閥31的輸出端的工作油壓力，使自動斷開機構41工作，停止對空氣馬達11的空氣供應，從而使夾緊動作自動停止。這樣，利用溢流壓力調整裝置43便可調整上述安全閥31的溢流壓力，從而可以調整夾緊扭矩。由於這樣調整夾緊扭矩，只需要調整安全閥31的溢流壓力，因此，可用簡單的結構，進行高精度的夾緊扭矩控制。
另外，本發明第二個權利要求所述的液壓式脈衝扳手的夾緊控制裝置，在從上述旁通通路27的壓力通路28的分叉點的低壓腔L一側，設有固定節流器27b。
根據上述第二個權利要求的本發明的液壓式脈衝扳手的夾緊控制裝置，由於是將兩個固定節流器27a，27b的中間壓力，供給安全閥31，用這個壓力可進行扭矩控制，因此，可以進行高精度的扭矩控制。
附圖的簡要說明
圖1為本發明的液壓式脈衝扳手的夾緊控制裝置的大致結構圖；圖2為表示上述液壓式脈衝扳手的夾緊控制裝置的實施例的整體縱截面圖；圖3為表示上述液壓式脈衝扳手的夾緊控制裝置的主要部分的部分縱截面圖；圖4為表示現有的液壓式脈衝扳手的夾緊控制裝置的橫截面圖；圖5為表示現有的液壓式脈衝扳手的夾緊控制裝置的縱截面圖。
優選實施例下面，將參照附圖來詳細說明本發明的液壓式脈衝扳手的夾緊控制裝置的具體實施例。
圖2為表示該裝置整體的大致結構。該液壓式脈衝扳手具有握持部分1，和在該握持部分1上端，在前後方向延伸的本體殼體10。在握持部分1上設有供氣口2和操作槓桿3。在本體殼體10的後部，裝有葉片式空氣馬達11，而在其前部裝有夾緊扭矩產生機構20。該夾緊扭矩產生機構20利用空氣馬達11的轉子12轉動。另外，主軸22從上述本體殼體10的前端伸出，在殼體10的前端，還形成有凹窩(圖中沒有示出)等安裝部分。
夾緊扭矩產生機構20與上述現有的機構大致相同。如圖1所示，該機構20具有缸體21和配置在該缸體內部的主軸22。上述缸體21利用空氣馬達11的轉子12驅動轉動，而上述主軸22的前端，與螺釘或螺母等接合在被夾緊件。在上述缸體21的內側，形成液壓缸23。液壓缸23的截面形狀作成為將在離主軸22的迴轉中心稍微偏心的位置上作出的兩個圓弧，並光滑連接而成的橢圓形狀。另外，在上述液壓缸23的內圓周表面的大致四等分位置上，分別形成沿軸向延伸的密封部分23a，23b，23c和23d。圖中沒有示出，在該液壓缸23中充滿了工作油液。上述主軸的底端一側插入上述液壓缸23內，同時，在該部分上作出葉片槽24，兩個葉片25，25可在該葉片槽24內自由滑動。該兩個葉片25，25，利用彈簧26(圖2和圖3)推動，並沿徑向方向向外突出；這樣，該兩個葉片25，25的端部，與上述液壓缸23的內圓周壁面滑動接觸。另外，在上述主軸22的與上述葉片25，25垂直相交的位置上，作出密封部分22a，22b。
在上述夾緊扭矩產生機構20中，當利用空氣馬達11驅動缸體21轉動時，主軸22與液壓缸23的相對迴轉位置變化。如圖所示，當達到上述主軸22的各個密封部分22a，22b和兩個葉片25，25的端部，完全與液壓缸23的各個密封部分23a，23b，23c和23d接觸的特定位置時，工作油液被封閉在上述各個葉片25，25的一側；在該部分形成高壓腔H。在與上述葉片25，25的上述一側相反的一側，工作油液不封閉，在該部分形成比上述高壓腔的壓力低的低壓腔L。這樣，由於壓力油被封閉。從而產生脈衝式的高壓壓力。該脈衝高壓壓力作用在主軸22上，再傳至被夾緊件上，進而形成夾緊扭矩。另外，上述缸體21轉一轉，就產生一次夾緊扭矩，這與現有的裝置一樣。
另外，將以上這樣形成的高壓腔H和低壓腔L連接起來，形成一條旁通通路27。該旁通通路27由兩個固定節流器27a，27b和壓力通路28的一部分構成。如圖3所示，壓力通路28以缸體21的軸向延伸的狀態形成。又如圖1所示，形成了一條將壓力通路28與高壓腔H連接的小直徑通路作為固定節流器27a；同時，又形成了一條將壓力通路28與低壓腔L連接的小直徑通路，將其作為固定節流器27b。另外，如圖3所示，上述壓力通路28又與液壓缸23的上蓋29連通；在該上蓋29內部，又與安全閥31的輸入端連接。安全閥31設有一個鋼球32和彈簧33。該閥是通過利用彈簧33的力，使上述鋼球32壓緊到上述壓力通路28的開口上，從而與該開口接觸而構成的。
在上述液壓缸23的上蓋29的中心部分的位置上，作出一個液壓缸腔35；該液壓缸腔35與上述安全閥31的輸出端，即安放上述彈簧33的彈簧腔34連通。而且在該液壓缸腔35中，配置著活塞36，活塞杆37與活塞36連接。又如圖2所示，活塞杆37穿過上述空氣馬達11的轉子12的軸心部，向其後端延伸；活塞杆的後端與球閥38接觸。球閥38中的鋼球40，利用彈簧39的力可將上述活塞杆37壓緊在前端。當克服彈簧39的力，使鋼球40運動時，球閥打開，可將空氣送入自動斷開機構41中，使該自動斷開機構41工作。
現在再來詳細說明上述安全閥31。如圖3所示，安全閥31的結構是，輸入口42，鋼球32和彈簧33都設置在上述上蓋29的徑向方向上，上述彈簧33利用柱銷43壓緊在上述輸入口42上。這個柱銷43是安全閥的溢流壓力調整裝置，它可擰在上述上蓋29上，並能徑向前進和後退，並可以在上蓋29的徑向方向外側操作。即通過擰緊上述柱銷43，可增加彈簧33的彈簧力，從而使安全閥31的溢流壓力提高；另一方面，通過擰松上述柱銷43，可降低上述彈簧33的彈簧力，從而使安全閥31的溢流壓力降低。另外，上述柱銷43可以在本體殼體10的外面操作，為此，在上述本體殼體10的對應位置上，形成一個操作孔44。圖中，45為不操作上述柱銷43時，封閉上述操作孔44用的堵頭。
其次，說明上述液壓式脈衝扳手的工作情況。首先，當操作上述操作槓桿，使空氣馬達11轉動時，缸體21也隨之迴轉。缸體21每迴轉一轉，就會產生夾緊扭矩，從而可以夾緊螺釘或螺母等被夾緊件。隨著夾緊的進行，高壓腔H內產生的峰值壓力上升，與此同時，上述壓力通路28內的峰值壓力也會上升。當該通路28中的峰值壓力超過規定的壓力時，克服彈簧33的力，使上述安全閥31打開。利用溢流至上述彈簧腔34中的工作油的壓力，使液壓缸腔35內的活塞36運動。這樣，順序地產生活塞杆37的移動，球閥38的打開和自動斷開機構41的動作。利用該自動斷開機構41的工作，可使空氣馬達11停止供應，因此，夾緊動作自動停止。這樣，在上述液壓式脈衝扳手中，當高壓腔H中產生的峰值壓力為規定的壓力時，夾緊動作就會自動停止；結果，可在一定的夾緊扭矩下，進行夾緊作業。
另外，在上述液壓式脈衝扳手中，也可以調整上述安全閥31的彈簧33的彈簧力，從而來改變夾緊扭矩的設定值。即，通過調整壓緊上述彈簧33的柱銷43的擰入位置，來調整彈簧33的長度，進而改變安全閥31的溢流壓力。
在上述液壓式脈衝扳手中，為了調整設定的扭矩，不需要象現在那樣，調整高壓腔H內產生的峰值壓力和安全閥的溢流壓力兩個特性，而只需要調整安全閥31的溢流壓力即可，因此，提供了一種可用簡單結構，進行精度高的夾緊扭矩控制。
以上，說明了本發明的液壓式脈衝扳手的夾緊控制裝置的實施例。然而，本發明的液壓式脈衝扳手的夾緊控制裝置不是僅限於上述實施例，也可以作各種改變。例如，如上所述的，通過安全閥31的動作，通過活塞36，活塞杆37等，可使自動斷開機構41動作，同樣也可替換成其他眾所周知的方法。
權利要求
1．一種液壓式脈衝扳手的夾緊控制裝置，該裝置具有利用空氣馬達(11)驅動的夾緊扭矩產生機構(20)；該夾緊扭矩產生機構(20)具有缸體(21)和主軸(22)，利用上述空氣馬達(11)可以驅動上述缸體(21)和主軸(22)中的任何一個，並使其轉動，而另一個則與被夾緊件接合；在上述缸體(21)上設置的液壓缸(23)中充滿著工作油液，同時，在上述主軸(22)上安裝著葉片(25)；上述葉片(25)可在上述液壓缸(23)內相對轉動；在上述液壓缸(23)和葉片(25)的迴轉方向的特定位置上，分別在上述葉片的一側，形成封閉上述工作油液的高壓腔(H)，而在葉片的另一側，形成比高壓腔壓力低的低壓腔(L)，並通過該方式將夾緊扭矩傳給上述被夾緊件；該裝置其特徵是，設有將上述高壓腔(H)和低壓腔(L)連通的旁通通路(27)，同時，使該旁通通路(27)的中間分叉出一個壓力通路(28)；在從該旁通通路(27)的壓力通路(28)的分叉點的高壓腔(H)一側上，設有固定節流器(27a)；將上述壓力通路(28)與安全閥(31)的輸入端連接；同時，還設有利用溢流至該安全閥(31)的輸出端的工作油液的壓力工作的自動斷開機構(41)；讓該自動斷開機構(41)工作，可以停止對空氣馬達(11)的空氣供應；另外，該夾緊控制裝置還設有調整上述安全閥(31)的溢流壓力的溢流壓力調整裝置(43)。
2．如權利要求1所述的液壓式脈衝扳手夾緊控制裝置，其特徵為，在從上述旁通通路(27)的壓力通路(28)的分叉點的低壓腔(L)一側，設有固定節流器(27b)。
全文摘要
使連通高壓腔H和低壓腔L的旁通通路27的中間分叉出一個壓力通路28,並在離開該旁通通路27的壓力通路28的分叉點的高壓腔H一側,設固定節流器27a。上述壓力通路28與安全閥31的輸入端連接;同時,溢流至安全閥31的輸出端的工作油的壓力,可使自動斷開機構41工作,從而停止對空氣馬達11的空氣供應。另外,還設有調整上述安全閥31的溢流壓力的溢流壓力調整裝置43。這樣,可用簡單的結構,進行高精度的夾緊扭矩控制。
文檔編號B25D15/00GK1287521SQ99801836
公開日2001年3月14日 申請日期1999年2月24日 優先權日1998年10月15日
發明者長門篤司 申請人:不二空機株式會社