JP3890808B2

JP3890808B2 - Oil pulse screw tightening tool

Info

Publication number: JP3890808B2
Application number: JP11633599A
Authority: JP
Inventors: 琢磨斉藤; 新喜大津; 隆雄田辺; 貴啓大久保
Original assignee: Hitachi Koki Co Ltd
Current assignee: Koki Holdings Co Ltd
Priority date: 1999-04-23
Filing date: 1999-04-23
Publication date: 2007-03-07
Anticipated expiration: 2019-04-23
Also published as: JP2000308975A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気や電動モータにより回転駆動されて衝撃力を発生するオイルパルス発生装置を備えたねじ締め工具に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、ねじ締め用のインパクト装置としては、オイルの圧縮を利用したオイルパルス発生装置があり、金属同士の衝突がないため低騒音型のねじ締め工具として用いられている。
【０００３】
上記したオイルパルス発生装置へのオイル充填方法は、真空容器内に充填するオイルを入れた後、オイル給油口を開放した状態でオイルパルス発生装置を埋没させ、真空引きによりオイルパルス発生装置内の隅々の空気を排出し、その後大気圧に開放することでオイルパルス発生装置内にオイルが充填される。
【０００４】
前記した方法でオイルパルス発生装置内にオイルを充填した後、オイル給油口からオイルを数％取り除き、給油口を閉鎖する。そしてこのオイルパルス発生装置をねじ締め工具に組み込んでねじ締めを行い、所定のトルクが発生しているか確認し、完成品としている。外れている場合には、給油口を開いてオイル量を調整し、給油口を閉鎖してトルクを確認する。また、電動モータの場合には締め付け時の電流も測定し、所定の値であることを確認する。
【０００５】
ここで、オイル給油口からオイルを数％取り除き、給油口を閉鎖することは、逆に空気を数％封入することであり、この封入した空気は使用時に、オイルが熱膨張してライナー内部が超高圧になり、部品の変形やオイル漏れとなるのを防止する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来のオイルパルスねじ締め工具は、数ヶ月経過するとねじ締め時のトルクが変わらないものと、トルクが増加するものがあり、製品毎に締め付けトルクのばらつきが発生する問題点があった。以下、長期間の経過によるトルク増加の現象を経時変化と呼ぶ。
【０００７】
電動モータの場合、経時変化が発生すると、トルクと締め付け時の電流値が大きくなり、モータの寿命が著しく短くなるとともに、スイッチあるいは配線系の焼損等の不具合が生じる問題点があった。
【０００８】
本発明は、経時変化の大小が、初期に封入するオイルの空気溶解度によって影響され、オイルの空気溶解が少ないと経時変化が大きく、オイルの空気溶解が大気圧で略飽和していると経時変化が少ないことに着目し、オイルに対する空気の溶解度を適正にし、長期間後でも初期状態の特性が得られるインパクトねじ締め工具を得ることを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、オイルパルス発生装置に封入するオイル中に溶解する空気溶解度を、大気圧時におけるオイル中の飽和空気溶解度に近い値となるオイル充填手段とした。
【００１０】
第一の例は、従来から行われている真空操作で、オイルパルス発生装置内にオイルを充填し、その後オイルに空気を溶解させる方法である。前記真空操作とは、真空容器内に封入するオイルを入れた後、オイルパルス発生装置のオイル給油口を開放した状態でオイル中に埋没させ、真空容器上部管に接続した真空ポンプによりオイルパルス発生装置内の隅々の空気を排出し、その後大気圧に開放することでオイルパルス発生装置内にオイルを充填する方法である。その後、オイルの空気飽和溶解度が空気圧力に比例することを活用し、開放状態としたオイルパルス発生装置を加圧容器内に設置し、加圧容器に接続したコンプレッサー等により高圧に加圧する。次にオイル給油口を閉鎖し、加圧容器内に設けたモーターによりオイルパルス発生装置の出力軸を回転させると、オイルパルス発生装置内のオイルが攪拌され、より均一にかつ短時間でオイル中に空気を溶解させることが可能である。
【００１１】
第二の例は、真空操作によりオイルパルス発生装置内にオイルを充填した後、略飽和空気溶解度のオイルを満たしたオイル容器中に、オイル給油口を開放した状態でオイルパルス発生装置を埋没させ、出力軸をモータ等で回転させると、ライナー内部のシール部で分割された容積が脈動することにより、ライナー内部のオイルとオイル容器内のオイルが往来し、オイルパルス発生装置内のオイルとオイル容器内のオイルを置換することができる。ここで、オイル容器中のオイルは空気を泡状に発生させておくことで、空気を飽和させたオイルとすることができる。
【００１２】
第三の例は、空気を飽和させたオイルをポンプで吸引するか、あるいは空気を飽和させたオイルを注射器及びスポイト等で吸い取して、オイルを充填していないオイルパルス発生装置にオイル給油口から直接給油することもできる。
【００１３】
またその他の例としては、オイルパルス発生装置の組立時に空気を飽和させたオイルを注ぎ込むか、あるいは空気を飽和させたオイルで満たしたオイル容器中でオイルパルス発生装置を組み立てることにより、オイルパルス発生装置内に空気を飽和させたオイルを封入することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下実施例図面を参照して本発明を説明する。図１はこの発明に係わるオイルパルスインパクトねじ締め工具の要部断面図で、図２はオイルパルス発生装置の横断面図である。
【００１５】
概略構造は、ハウジング１内に後方より電動モータ２、減速装置部６、オイルパルス発生装置１１、出力軸１６は十字ねじ回しビット１８が連結可能となっている。
【００１６】
減速機構部６はリングギヤ７、遊星歯車８及びキャリア１０から構成され、キャリア１０はオイルパルス発生装置１１に連結されている。オイルパルス発生装置１１は公知の形式であり、外側からライナーケース１２及びライナー１３と中央部に配置されたベーン１４とスプリング１５が組み込まれた出力軸１６から構成されており、ライナー１３と出力軸１６間には、容積比で約９２％のオイルと約８％空気の混合液１９が充満されている。
【００１７】
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るモータ２が、ハンドル３に配置されているスイッチ４を入れると駆動し、モータ２の動力はモータ２の先端に連結されているピニオン５を介して減速機構部６に伝達される。さらに、減速機構部６の遊星歯車軸９を支持しているキャリア１０を介してオイルパルス発生装置１１に伝達される。オイルパルス発生装置１１のライナーケース１２及びライナー１３がモータ２により反時計回りに回転駆動され、図２の（ａ）の状態から図２の（ｂ）の状態になり、出力軸シール部１６ａとライナーシール部１３ａ及びベーン１４ａとライナーシール部１３ｃにより閉鎖された圧縮部２１ａが生じ、同様に出力軸シール部１６ｂとライナーシール部１３ｂ及びベーン１４ｂとライナーシール部１３ｄにより閉鎖された圧縮部２１ｂが生ずる。ここで出力軸１６の中央部は貫通しており圧縮部２１ａと２１ｂ間の２１ｃも圧縮部となる。この圧縮部ではライナーの回転により次第に体積が減少していくが、まず圧縮部に封じ込められた空気が空気ばねとして働き、徐々に圧力を上昇させ、圧縮部の高圧によりベーン１４を反時計方向に回転する力が働き、出力軸１６が反時計回りに回転する。同時に圧縮部２１ａと２１ｂ間の高圧のオイルが、出力軸シール部１６ａと１６ｂから非圧縮部２０ａと２０ｂに漏れるので、ライナー１３が更に回転し、ライナー１３と出力軸１６あるいはベーン１４間のシールが開放されると、オイルと空気の混合液１９がシール隙間から非圧縮部２０ａ、２０ｂに流動していき、トルクが急激に減少し図２の（ｃ）の状態になる。その後更にライナーが回転するとライナー１３と出力軸１６あるいはベーン１４間のシールにより再度トルクが発生する状態となる。
【００１８】
オイルパルス発生装置に使用するオイルには、大気圧で約９〜１０％の空気が飽和溶解するため、初期調整時にオイルパルス発生装置内に封入するオイルの空気溶解度が少ないと、経時変化が大きくなることが判明し、初期封入時のオイルの空気溶解度を適正にする必要がある。
【００１９】
以下、オイルパルス発生装置１１内に充填するオイル中の空気溶解度を、使用するオイルの飽和空気溶解度に対して少なくとも７０％とする理由を説明する。
【００２０】
オイルパルス発生装置１１内の初期調整時に充填される空気とオイルの混合液１９の容積をＬとする。この混合液１９の容積比率を空気：オイル＝ｑ：１−ｑとすると、空気容積はＬ１＝Ｌ×ｑ、オイル容積はＬ２＝Ｌ×（１−ｑ）となる。また、初期封入したオイル中にすでに溶解している空気の比率すなわち初期空気溶解度をｍとすると、オイル中の空気量はＧ２＝Ｌ×（１−ｑ）×ｍ、オイルと分離している空気量はＧ１＝Ｌ１となる。
【００２１】
長期間経過後のオイルは、飽和空気溶解度に向かって空気を溶解していくため、オイル中へ空気が溶解して移動した分、オイルと分離している空気量が少なくなる。
【００２２】
またオイルパルス発生装置１１内は密閉されているため、混合液１９中の空気容積Ｌ１には変化がなく、オイルと分離している空気の圧力が減少する。オイル中へ移動した空気量をＧ３とすると、長期間経過後の圧力Ｐは式１で表される。なお、Ｐ₀は初期封入の大気圧（約１ｋｇｆ／ｃｍ²）である。
【００２３】
【式１】

【００２４】
また、空気がオイル中に移動したため、オイル中の空気量は増加する。
【００２５】
図３に示すように、オイル中に飽和する空気の溶解度Ｋは、ヘンリーの法則に従って圧力Ｐに比例するのでＫ＝ａ×Ｐで表され、ａは比例定数で図３の場合ａ＝０．１である。そこでオイル中に溶解する空気量Ｇ３は、オイルと分離している空気の圧力Ｐに従うこととなるため、長期間経過後のオイル中に溶解する空気溶解度Ｋは式２で表される。
【００２６】
【式２】

【００２７】
式１と式２より長期間経過後の圧力Ｐは式３となる。従って長期間経過後の圧力Ｐは、オイルの初期空気溶解度ｍと、混合液１９中の空気容積比ｑで表すことができる。
【００２８】
【式３】

【００２９】
また、オイルと分離している空気量は減少してＧ１−Ｇ３となり、全容積Ｌに対する空気容積内の空気量比率は見かけ上ｑ‘＝（Ｇ１−Ｇ３）／Ｌに減少する。
【００３０】
見かけ上の空気容積比率が小さくなると、トルク発生時に圧縮部で使用される空気量が少なくなり、反面圧縮部のオイル量が増加し、圧力を発生する時間が長くなることでトルクが増加し、モータ電流が増加することとなる。
【００３１】
例１として図４のＡの変化の場合であるが、初期調整時においてオイルパルス発生装置１１内の混合液１９中の空気容積比ｑ＝８％として、モータ電流値を約２６Ａに設定し、オイル中の空気溶解度ｍ＝７％とした。このオイルパルス発生装置１１をインパクト工具に組み込み２ヶ月間未使用状態で放置したところモータ電流は約３２Ａに上昇していた。ここでオイル中の空気溶解度ｍを測定したところ、ｍ＝８．９％となり、空気容積比ｑ‘＝６．７％と予想される。この場合若干の経時変化が発生していたが、モータ電流は実用上問題が生じない範囲（図４のＤの範囲）である。
【００３２】
例２として図４のＢの変化の場合であるが、初期調整時の空気容積比とモータ電流値は図４Ａと同じで、オイル中の空気溶解度ｍ＝５％と少なくした。この状態で２ヶ月間未使用状態で放置したところモータ電流は約４０Ａに上昇しており、オイル中の空気溶解度ｍ＝７．３％であり、空気容積比ｑ‘＝５．９％と予想される。この場合、経時変化後のモータ電流は実用上問題が生じない範囲（図４のＤの範囲）から著しく逸脱しており、モータ寿命が著しく短くなる不具合が発生した。
【００３３】
従って例１のように、初期設定時のオイル中の空気溶解度は、少なくとも７％以上とすることが必要である。なおこのオイルは図３に示したように、大気圧における飽和空気溶解度が１０％であるため、言い換えると初期設定時のオイル中の空気溶解度は、使用するオイルの飽和空気溶解度の少なくとも７０％以上とすることが必要である。ここで、以下にオイルパルス発生装置１１内のオイルを飽和空気溶解度の７０％以上とする実施例を示す。
【００３４】
図５はオイルパルス発生装置１１内にオイル２３を充填する従来方法である。真空容器２２内にオイルパルス発生装置１１が埋没する程度のオイル２３を満たし、真空ポンプ２４にて容器２２内の空気を排出する。ここでオイルパルス発生装置１１のオイル給油口１７を開放しておくと、オイルパルス発生装置１１内の空気も排出され、数分間真空ポンプ２４を運転した後、大気圧に開放することでオイルパルス発生装置１１内にオイル２３が充填される。この真空操作でオイル２３を充填すると、オイルパルス発生装置１１内の隅々までオイル２３を充填することが可能である。ただし真空容器２２内とオイルパルス発生装置１１内の空気を排出すると共に、オイル２３中に溶解している空気も排出されるため、オイルパルス発生装置１１内に充填したオイルは、飽和空気溶解度の７０％に達していない場合もある。
【００３５】
図６は図５による充填方法の後に、オイルパルス発生装置１１内のオイル２３中の空気溶解度を向上させる方法である。また図７に、加圧圧力とモータの回転、及び栓の開閉タイミング説明図を示す。圧力容器２５内にオイルパルス発生装置１１を給油口１７を開放させた状態で設置し、加圧容器２５に接続したコンプレッサー等の加圧装置３０により加圧容器２５内の圧力を上昇させる。オイル２３中に溶解する空気溶解度はヘンリーの法則に従い、圧力を上昇させれば、空気に接触している近辺のオイル２３の空気溶解度が上昇するが、給油口閉鎖後、加圧容器２５内に設置したモータによりオイルパルス発生装置１１の出力軸１６を回転させると、オイルパルス発生装置１１内のオイル２３が攪拌され、より均一に空気溶解度が増加する。そこでモータ回転時に電磁昇降機器２７等により給油口１７を栓２９で封鎖し、モータ２６の停止後に栓２９を開放する動作を数回繰り返すことにより、空気溶解度は飽和状態に近くなる。
【００３６】
また、図６のモータ２６及び電磁昇降器２７等がない場合、加圧容器２５に給油口１７を開放させた状態でオイルパルス発生装置１１を設置し、数分間加圧を行った後減圧してオイルパルス発生装置１１を取り出す。次に給油口１７に栓をした状態で出力軸１６を回転させオイル２３を攪拌する。更に再度加圧容器２５に給油口１７を開放させた状態でオイルパルス発生装置１１を設置し加圧する。この操作を数回繰り返すことでオイルパルス発生装置１１内のオイル２３中の空気溶解度を向上させることが可能で、例えばオイルパルス発生装置１１内に初期封入したオイル２３が、大気圧時の飽和空気溶解度に対して２０％の場合、７．５ｋｇｆ／ｃｍ²、５分の加圧と攪拌を３回行った後は、約８０％となっていた。
【００３７】
図８も図６と同様に、オイルパルス発生装置１１内のオイル２３中の空気溶解度を向上させる方法である。オイル容器３１内にオイルパルス発生装置１１が埋没する程度のオイル３５を満たし、オイルパルス発生装置１１のオイル給油口１７を開放した状態で出力軸１６をモータ３２等で回転させると、ライナー内部のシール部で分割された容積が脈動することにより、ライナー内部のオイル２３とオイル容器３１内のオイル３５が往来し、オイルパルス発生装置１１内のオイル２３とオイル容器３１内のオイル３５を置換することができる。ここでオイル容器３１内のオイル３５の空気溶解度を、大気圧時の飽和空気溶解度に対して７０％以上にしておくために、空気ポンプ３６から空気を泡状で溶解させる泡発生器３７をオイル３５中に配置し、動作させておく。なおオイルパルス発生装置１１内の容積が脈動して突出したオイル３８が、給油口１７付近の液面に極力戻らないように、モータシャフト３３に付随させたオイル遮蔽円板３４によりオイル容器３１の内壁に飛ばすようにするとよい。例えば、オイルパルス発生装置１１内に約８ｃｃのオイル２３をオイル容器３１内のオイル３５と置換させる場合、出力軸１６を６０ｒｐｍで３分間回転させれば約９９％以上置換され、オイルパルス発生装置１１内のオイル２３の空気溶解度は、オイル容器３１内のオイル３５とほぼ同じになる。
【００３８】
図９及び図１０は、オイルパルス発生装置１１内に空気を略飽和させたオイル３５を充填させる方法である。図９はオイルパルス発生装置１１内に直接ポンプ３９等で給油口１７から空気を略飽和させたオイル３５を充填させる手段で、空気を略飽和させたオイル３５を注射器及びスポイト等で吸い取り、直接給油口１７から充填させることもできる。
【００３９】
図１０はオイルパルス発生装置１１の、最終組立工程であるライナーケース１２を組む前に、ビーカー４０等から空気を略飽和させたオイル３５を、ライナー１３と出力軸１６間に充満させ、その後ライナーケース１２を組み立てる。また、この組立を空気を略飽和させたオイル３５中で行うことで、オイルパルス発生装置１１内に空気を略飽和させたオイル３５を充填することも可能である。
【００４０】
上記図９及び図１０の方法は、比較的簡単にしかも迅速にオイルパルス発生装置１１内に空気を略飽和させたオイル３１を充填することが可能であるが、このオイルパルス発生装置１１をインパクト工具に組み込み、初期目標のトルク及びモータ電流を調整する時に、トルク及び電流が図６〜図８の方法で充填した場合よりバラツキが大きい。これは、オイルパルス発生装置１１内の部品間隙間に残存している空気が調整時に出てくる場合もあれば、出ない場合もあるため、初期調整時の混合液１９のオイルと空気の比率が変化するためである。
【００４１】
また、オイル中の空気の溶解や排出は、空気と接触しているオイルの表面から行われるため、大気圧下で空気を略飽和させたオイルを用いて、図５の真空容器２２のオイル２３の表面積を少なくし、真空引きの時間を短くすることにより、オイルパルス発生装置１１内のオイル２３は大気圧時の飽和空気溶解度に対して７０％以上を達成できる。
【００４２】
但し、図６及び図７の例よりも、オイルパルス発生装置１１内のオイル２３は空気溶解度が低下する。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、オイルパルス発生装置に充填させたオイルは空気を溶解しており、その溶解度は使用するオイルの大気圧時の空気を飽和溶解度の少なくとも７０％としたことにより、長期間放置しても放置前の状態と同等のトルクと電流が確保されるため、当インパクトねじ締め工具を持つ作業者は常に同じ状態でねじ締めすることができ、またねじ締めの信頼性が低下することはない。さらにモータ寿命も短くなることもなくスイッチあるいは配線系の焼損等の不具合も生じない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のオイルパルスねじ締め工具の要部断面図である。
【図２】オイルパルス発生装置の横断面図である。
【図３】圧力とオイル中の飽和空気溶解度の関係図である。
【図４】オイルパルス発生装置内の混合液中の空気容積比率とモータ電流の例である。
【図５】真空容器内におけるオイルパルス発生装置内へのオイル充填方法断面図である。
【図６】本発明の加圧容器内におけるオイルパルス発生装置内への空気溶解方法断面図である。
【図７】本発明の加圧容器内におけるオイルパルス発生装置内への空気溶解方法における加圧圧力とモータ回転、及び栓の開閉タイミングの説明図である。
【図８】本発明の他実施例であるオイル容器内におけるオイルパルス発生装置内のオイルと、空気を略飽和させたオイルとの置換方法断面図である。
【図９】本発明の他実施例であるオイルパルス発生装置内への、ポンプによる空気を略飽和させたオイルの充填方法断面図である。
【図１０】本発明の他実施例であるオイルパルス発生装置内への、組立時における空気を略飽和させたオイルの充填方法断面図である。
【符号の説明】
１はハウジング、２はモータ、６は減速機構部、９は遊星歯車軸、１１はオイルパルス発生装置、１５はスプリング、１３はライナー、１６は出力軸、２２は真空容器、２４は真空ポンプ、２５は圧力容器、２８は昇降軸、３０は加圧装置、３１はオイル容器、３３は連結軸、３７は泡発生器、３６は空気ポンプ、３９は液輸送ポンプ、４１はビーカー、Ｃは初期設定時のモータ電流範囲。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a screw tightening tool provided with an oil pulse generator that is rotationally driven by air or an electric motor to generate an impact force.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as an impact device for screw tightening, there is an oil pulse generator using oil compression, which has been used as a low noise type screw tightening tool because there is no collision between metals.
[0003]
In the oil filling method to the oil pulse generator described above, after filling the vacuum container with oil, the oil pulse generator is buried with the oil filler opening opened, and the oil pulse generator inside the oil pulse generator is evacuated. Oil in the oil pulse generator is filled by discharging air from every corner and then releasing it to atmospheric pressure.
[0004]
After filling the oil pulse generator with oil by the above-described method, several percent of the oil is removed from the oil filler port and the filler port is closed. Then, this oil pulse generator is assembled into a screw tightening tool and tightened to confirm whether or not a predetermined torque is generated, thereby completing a finished product. If it is disengaged, open the refueling port to adjust the oil amount and close the refueling port to check the torque. In the case of an electric motor, the current at the time of tightening is also measured to confirm that it is a predetermined value.
[0005]
Here, removing a few percent of the oil from the oil filler port and closing the filler port conversely encloses a few percent of the air. Prevents parts from deforming or leaking oil due to excessive pressure.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
The conventional oil pulse screw tightening tools include those in which the torque during screw tightening does not change after several months and those in which the torque increases, and there is a problem in that the tightening torque varies from product to product. Hereinafter, the phenomenon of torque increase over a long period of time is referred to as a change with time.
[0007]
In the case of an electric motor, if a change with time occurs, the torque and the current value at the time of tightening increase, resulting in a problem that the life of the motor is remarkably shortened and problems such as burning of a switch or wiring system occur.
[0008]
In the present invention, the degree of change over time is affected by the air solubility of the oil initially sealed, and the change over time is large when the oil is less dissolved in the air, and the change over time is when the air dissolution of the oil is substantially saturated at atmospheric pressure. It is an object to obtain an impact screw tightening tool in which the solubility of air in oil is appropriate and the initial characteristics are obtained even after a long period of time.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an oil filling means is used in which the air solubility dissolved in the oil sealed in the oil pulse generator is close to the saturation air solubility in the oil at atmospheric pressure.
[0010]
The first example is a method in which oil is filled in an oil pulse generator and then air is dissolved in the oil by a conventional vacuum operation. The vacuum operation means that the oil to be sealed is put into the vacuum vessel and then buried in the oil with the oil filler opening of the oil pulse generator open, and the oil pulse is generated by the vacuum pump connected to the upper tube of the vacuum vessel. This is a method of filling the oil pulse generator with oil by discharging air in every corner of the device and then releasing it to atmospheric pressure. Then, utilizing the fact that the air saturation solubility of the oil is proportional to the air pressure, an open oil pulse generator is installed in the pressurized container and pressurized to a high pressure by a compressor or the like connected to the pressurized container. Next, when the oil supply port is closed and the output shaft of the oil pulse generator is rotated by the motor provided in the pressurized container, the oil in the oil pulse generator is agitated, and the oil in the oil is more uniformly and in a short time. It is possible to dissolve air.
[0011]
In the second example, the oil pulse generator is filled with oil by a vacuum operation, and then the oil pulse generator is buried in an oil container filled with oil having a substantially saturated air solubility with the oil filler opening opened. When the output shaft is rotated by a motor or the like, the volume divided by the seal portion inside the liner pulsates, so that the oil inside the liner and the oil inside the oil container come and go, and the oil and oil inside the oil pulse generator The oil in the container can be replaced. Here, the oil in the oil container can be made to be an oil saturated with air by generating air in the form of bubbles.
[0012]
In the third example, the oil saturated with air is sucked with a pump, or the oil saturated with air is sucked up with a syringe and a syringe, and oil is supplied to an oil pulse generator not filled with oil. You can also refuel directly from the mouth.
[0013]
As another example, oil pulse generation is performed by pouring oil saturated with air when assembling the oil pulse generator or assembling the oil pulse generator in an oil container filled with oil saturated with air. Oil saturated with air can be enclosed in the apparatus.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a sectional view of an essential part of an oil pulse impact screw tightening tool according to the present invention, and FIG. 2 is a transverse sectional view of an oil pulse generator.
[0015]
In the schematic structure, the electric motor 2, the reduction gear unit 6, the oil pulse generator 11, and the output shaft 16 can be connected to the housing 1 from behind in the housing 1 with a cross screwdriver bit 18.
[0016]
The speed reduction mechanism 6 includes a ring gear 7, a planetary gear 8 and a carrier 10, and the carrier 10 is connected to an oil pulse generator 11. The oil pulse generator 11 is of a known type, and includes a liner case 12 and a liner 13 from the outside, an output shaft 16 in which a vane 14 and a spring 15 are arranged in the center, and the liner 13 and the output shaft. The space 16 is filled with a mixture 19 of about 92% oil and about 8% air by volume.
[0017]
When the impact torque is generated, the motor 2 to which power is supplied from a rechargeable battery (not shown) is driven when the switch 4 disposed on the handle 3 is turned on. It is transmitted to the speed reduction mechanism 6 through the pinion 5 connected to the tip. Further, it is transmitted to the oil pulse generator 11 through the carrier 10 supporting the planetary gear shaft 9 of the speed reduction mechanism section 6. The liner case 12 and the liner 13 of the oil pulse generator 11 are rotationally driven counterclockwise by the motor 2 to change from the state of FIG. 2 (a) to the state of FIG. 2 (b). The compression part 21a closed by the liner seal part 13a and the vane 14a and the liner seal part 13c is generated, and similarly, the compression part 21b closed by the output shaft seal part 16b, the liner seal part 13b, the vane 14b and the liner seal part 13d is formed. Arise. Here, the central portion of the output shaft 16 penetrates, and 21c between the compression portions 21a and 21b also becomes a compression portion. In this compression section, the volume gradually decreases due to the rotation of the liner. First, the air confined in the compression section acts as an air spring, gradually increasing the pressure, and the high pressure of the compression section causes the vane 14 to move counterclockwise. The rotating force works and the output shaft 16 rotates counterclockwise. At the same time, high-pressure oil between the compression portions 21a and 21b leaks from the output shaft seal portions 16a and 16b to the non-compression portions 20a and 20b, so that the liner 13 further rotates and seals between the liner 13 and the output shaft 16 or vane 14. Is released, the mixed liquid 19 of oil and air flows from the seal gap to the non-compressed portions 20a and 20b, and the torque is rapidly reduced to a state shown in FIG. Thereafter, when the liner further rotates, the seal between the liner 13 and the output shaft 16 or the vane 14 is brought into a state where torque is generated again.
[0018]
The oil used in the oil pulse generator dissolves and dissolves approximately 9 to 10% of air at atmospheric pressure. Therefore, if the oil solubility in the oil pulse generator during initial adjustment is low, the change over time will be large. Therefore, it is necessary to make the air solubility of the oil at the initial filling proper.
[0019]
Hereinafter, the reason why the air solubility in the oil filled in the oil pulse generator 11 is set to at least 70% with respect to the saturated air solubility of the oil used will be described.
[0020]
Let L be the volume of the mixture 19 of air and oil that is filled during the initial adjustment in the oil pulse generator 11. When the volume ratio of the mixed liquid 19 is air: oil = q: 1−q, the air volume is L1 = L × q and the oil volume is L2 = L × (1−q). Further, if the ratio of air already dissolved in the initially sealed oil, that is, the initial air solubility, is m, the amount of air in the oil is G2 = L × (1−q) × m, and the air separated from the oil The amount is G1 = L1.
[0021]
Since the oil after a long period of time dissolves toward the saturation air solubility, the amount of air separated from the oil decreases as the air dissolves and moves into the oil.
[0022]
Since the oil pulse generator 11 is hermetically sealed, there is no change in the air volume L1 in the mixed liquid 19, and the pressure of the air separated from the oil decreases. When the amount of air that has moved into the oil is G3, the pressure P after a long period of time is expressed by Equation 1. P ₀ is the atmospheric pressure (about 1 kgf / cm ² ) of the initial enclosure.
[0023]
[Formula 1]

[0024]
Further, since the air has moved into the oil, the amount of air in the oil increases.
[0025]
As shown in FIG. 3, the solubility K of air saturated in oil is proportional to the pressure P according to Henry's law, and is expressed as K = a × P, where a is a proportional constant and in the case of FIG. 1. Therefore, since the amount of air G3 dissolved in the oil follows the pressure P of the air separated from the oil, the air solubility K dissolved in the oil after a long period of time is expressed by Equation 2.
[0026]
[Formula 2]

[0027]
The pressure P after a long period of time from Equation 1 and Equation 2 is Equation 3. Accordingly, the pressure P after a long period of time can be expressed by the initial air solubility m of the oil and the air volume ratio q in the liquid mixture 19.
[0028]
[Formula 3]

[0029]
In addition, the amount of air separated from the oil decreases to G1-G3, and the ratio of the amount of air in the air volume to the total volume L apparently decreases to q ′ = (G1-G3) / L.
[0030]
When the apparent air volume ratio is reduced, the amount of air used in the compression section when torque is generated decreases, while the amount of oil in the compression section increases, and the torque is increased by increasing the pressure generation time. The motor current will increase.
[0031]
Example 1 is the case of the change in A of FIG. 4, and the motor current value is set to about 26 A with the air volume ratio q = 8% in the mixed liquid 19 in the oil pulse generator 11 at the time of initial adjustment. Air solubility m in oil was set to 7%. When this oil pulse generator 11 was assembled in an impact tool and left unused for two months, the motor current increased to about 32A. Here, when the air solubility m in the oil was measured, m = 8.9%, and the air volume ratio q ′ = 6.7% is expected. In this case, a slight change with time occurred, but the motor current is in a range where no practical problem occurs (range D in FIG. 4).
[0032]
As an example 2, the change in B of FIG. 4 was performed, but the air volume ratio and motor current value at the time of initial adjustment were the same as those in FIG. When left unused for 2 months in this state, the motor current has increased to about 40A, the air solubility in oil m = 7.3%, and the air volume ratio q ′ = 5.9% is expected. Is done. In this case, the motor current after the lapse of time deviates significantly from the range in which no practical problem occurs (the range of D in FIG. 4), resulting in a problem that the motor life is remarkably shortened.
[0033]
Therefore, as in Example 1, the air solubility in the oil at the initial setting needs to be at least 7% or more. Since this oil has a saturated air solubility at atmospheric pressure of 10% as shown in FIG. 3, in other words, the air solubility in the oil at the initial setting is at least 70% or more of the saturated air solubility of the oil used. Is necessary. Here, the Example which makes the oil in the oil pulse generator 11 70% or more of saturation air solubility is shown below.
[0034]
FIG. 5 shows a conventional method for filling the oil pulse generator 11 with the oil 23. The vacuum vessel 22 is filled with oil 23 to the extent that the oil pulse generator 11 is buried, and the vacuum pump 24 discharges the air in the vessel 22. If the oil supply port 17 of the oil pulse generator 11 is opened here, the air in the oil pulse generator 11 is also discharged, and after operating the vacuum pump 24 for several minutes, the oil pulse is released to atmospheric pressure. Oil 23 is filled into the generator 11. When the oil 23 is filled by this vacuum operation, the oil 23 can be filled to every corner in the oil pulse generator 11. However, since the air in the vacuum vessel 22 and the oil pulse generator 11 is discharged and the air dissolved in the oil 23 is also discharged, the oil filled in the oil pulse generator 11 has a saturated air solubility. It may not reach 70%.
[0035]
FIG. 6 shows a method for improving the air solubility in the oil 23 in the oil pulse generator 11 after the filling method shown in FIG. FIG. 7 shows an explanatory diagram of the pressurizing pressure, the rotation of the motor, and the opening / closing timing of the stopper. The oil pulse generator 11 is installed in the pressure vessel 25 with the oil supply port 17 opened, and the pressure in the pressure vessel 25 is increased by a pressurizing device 30 such as a compressor connected to the pressurizing vessel 25. According to Henry's law, the solubility of air dissolved in the oil 23 increases according to Henry's law. If the pressure is increased, the air solubility of the oil 23 in the vicinity in contact with air increases. When the output shaft 16 of the oil pulse generator 11 is rotated by the installed motor, the oil 23 in the oil pulse generator 11 is agitated, and the air solubility increases more uniformly. Therefore, when the motor is rotated, the oil supply port 17 is sealed with the plug 29 by the electromagnetic elevating device 27 or the like, and the operation of opening the plug 29 after the motor 26 is stopped is repeated several times, so that the air solubility becomes close to saturation.
[0036]
Further, when the motor 26 and the electromagnetic elevator 27 shown in FIG. 6 are not provided, the oil pulse generator 11 is installed in a state where the oil filler opening 17 is opened in the pressurized container 25, and after pressurizing for several minutes, the pressure is reduced. And take out the oil pulse generator 11. Next, the output shaft 16 is rotated while the oil filler 17 is plugged, and the oil 23 is stirred. Further, the oil pulse generator 11 is installed and pressurized in a state where the oil supply port 17 is opened again in the pressure vessel 25. By repeating this operation several times, the air solubility in the oil 23 in the oil pulse generator 11 can be improved. For example, the oil 23 initially sealed in the oil pulse generator 11 is saturated air at atmospheric pressure. In the case of 20% of the solubility, 7.5 kgf / cm ² , after applying pressure and stirring for 5 minutes three times, it was about 80%.
[0037]
FIG. 8 is also a method for improving the air solubility in the oil 23 in the oil pulse generator 11 as in FIG. When the oil 35 is filled in the oil container 31 to the extent that the oil pulse generator 11 is buried, and the oil supply port 17 of the oil pulse generator 11 is opened, the output shaft 16 is rotated by the motor 32 or the like. As the volume divided by the seal portion pulsates, the oil 23 in the liner and the oil 35 in the oil container 31 come and go to replace the oil 23 in the oil pulse generator 11 and the oil 35 in the oil container 31. be able to. Here, in order to set the air solubility of the oil 35 in the oil container 31 to 70% or more of the saturated air solubility at the atmospheric pressure, a foam generator 37 that dissolves air in the form of foam from the air pump 36 is oiled. 35 and put it in operation. In addition, the oil shielding disc 34 attached to the motor shaft 33 prevents the oil 38 protruding due to the pulsation of the volume in the oil pulse generator 11 from returning to the liquid surface near the oil supply port 17 as much as possible. It is good to fly to the inner wall. For example, when replacing about 8 cc of oil 23 in the oil pulse generator 11 with oil 35 in the oil container 31, if the output shaft 16 is rotated at 60 rpm for 3 minutes, about 99% or more is replaced. The air solubility of the oil 23 in the oil 11 is almost the same as that of the oil 35 in the oil container 31.
[0038]
9 and 10 show a method of filling the oil pulse generator 11 with the oil 35 that is substantially saturated with air. FIG. 9 shows a means for directly filling the oil pulse generator 11 with oil 35 that is substantially saturated with air from the oil supply port 17 using a pump 39 or the like. The oil 35 that is substantially saturated with air is sucked with a syringe or a syringe directly. It can also be filled from the fuel filler port 17.
[0039]
FIG. 10 shows that before assembling the liner case 12 which is the final assembly process of the oil pulse generator 11, oil 35 in which air is substantially saturated from a beaker 40 or the like is filled between the liner 13 and the output shaft 16, and then the liner Assemble the case 12. Further, by performing this assembly in the oil 35 substantially saturated with air, the oil pulse generator 11 can be filled with the oil 35 substantially saturated with air.
[0040]
9 and 10 can fill the oil pulse generator 11 with the oil 31 substantially saturated with air relatively easily and quickly, but the oil pulse generator 11 is impacted. When adjusting the initial target torque and motor current in the tool, the variation is larger than when the torque and current are filled by the method shown in FIGS. This is because the air remaining between the component gaps in the oil pulse generator 11 may or may not come out at the time of adjustment, so the ratio of oil to air of the mixed liquid 19 at the time of initial adjustment This is because of changes.
[0041]
Further, since the air in the oil is dissolved and discharged from the surface of the oil in contact with the air, the oil 23 in the vacuum container 22 in FIG. By reducing the surface area of the oil and shortening the evacuation time, the oil 23 in the oil pulse generator 11 can achieve 70% or more of the saturated air solubility at atmospheric pressure.
[0042]
However, the oil 23 in the oil pulse generator 11 has a lower air solubility than the examples of FIGS. 6 and 7.
[0043]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the oil filled in the oil pulse generator dissolves air, and the solubility of the oil used at atmospheric pressure is at least 70% of the saturation solubility. As a result, the same torque and current as that before leaving can be secured even if left for a long period of time, so that an operator with this impact screw tightening tool can always tighten the screw in the same state, and the reliability of screw tightening There is no decline in sex. Further, the motor life is not shortened, and there is no trouble such as burnout of the switch or the wiring system.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of an essential part of an oil pulse screw tightening tool of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of the oil pulse generator.
FIG. 3 is a relationship diagram of pressure and saturated air solubility in oil.
FIG. 4 is an example of an air volume ratio and a motor current in a mixed liquid in an oil pulse generator.
FIG. 5 is a sectional view of an oil filling method in an oil pulse generator in a vacuum vessel.
FIG. 6 is a sectional view of a method for dissolving air into an oil pulse generator in a pressurized container according to the present invention.
FIG. 7 is an explanatory diagram of pressurization pressure, motor rotation, and stopper opening / closing timing in the method of dissolving air into an oil pulse generator in a pressurized container according to the present invention.
FIG. 8 is a cross-sectional view of a method for replacing oil in an oil pulse generator in an oil container according to another embodiment of the present invention with oil substantially saturated with air.
FIG. 9 is a cross-sectional view of a method of filling oil in which air is substantially saturated by a pump into an oil pulse generator according to another embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a cross-sectional view of a method of filling oil into which an oil pulse generator according to another embodiment of the present invention is substantially saturated with air during assembly.
[Explanation of symbols]
1 is a housing, 2 is a motor, 6 is a speed reduction mechanism, 9 is a planetary gear shaft, 11 is an oil pulse generator, 15 is a spring, 13 is a liner, 16 is an output shaft, 22 is a vacuum vessel, 24 is a vacuum pump, 25 is a pressure vessel, 28 is a lifting shaft, 30 is a pressurizing device, 31 is an oil container, 33 is a connecting shaft, 37 is a foam generator, 36 is an air pump, 39 is a liquid transport pump, 41 is a beaker, and C is initial Motor current range at the time of setting.

Claims

Air solubility of oil to be sealed in a liner rotated by a motor, a seal portion provided in the liner, an output shaft provided in the center of the liner, and an oil pulse generator in which oil and air are sealed in the liner Is an oil pulse screw tightening tool characterized in that the oil solubility is 70% or more of the saturated air solubility at atmospheric pressure.