JP2015512340A - 締め金具取り付け工具 - Google Patents

Abstract

空気圧で駆動される締め金具取り付け工具であって、主チャンネルの内部で軸方向に自由に動く浮遊引っ張りピストン及び浮遊戻しピストンを備え、複動空気圧ピストン及び増圧ロッドから圧力がヘッドピストンに伝達され、それによってロックボルトなどの締め金具を取り付けるときに従動し、工具の引っ張り行程中に油が失われても、真空状態が発生するのを防止する。【選択図】図１

Description

本発明は、ロックボルトのような締め金具、すなわち、破壊溝とカラーを含み、溝が形成されたステム（幹）を備えた締め金具を取り付けるための、空気圧で駆動される取り付け工具に関する。

ロックボルト締め金具を取り付けるための公知の工具は、溝が形成されたステムに対してカラー（鍔）を押しつぶすことによって、ロックボルトをワークピース（加工対象物）に対して取り付ける。工具のトリガーを押し込むと、引っ張り行程が開始され、それによって、圧縮空気が複動空気圧ピストンの一方の側に供給され、ピストンとそのピストンに連結された増圧ロッドの動きを引き起こす。ピストンとロッドの動きは、ヘッドピストンの動きを引き起こし、それに続いて、ジョーの工具ヘッドの内側への動きを引き起こす。この工具は、ジョーを介して締め金具に引っ張り力を与え、それによってカラーをステムに対して押し潰す。この引っ張り力は、ステムが破壊溝の部分で破壊されるまで加え続けられる。この工具は、工具ヘッドからカラーを排出するために、ヘッドピストンの逆方向の動きを介して「押し出し力」を加える。

トリガーが解除されると、戻し行程が開始され、ヘッドピストン及び空気圧ピストンが、それらの最初の位置に戻る。

現在公知のロックボルト取り付け工具において、ロックボルトを取り付けるために必要なピストンの往複動作を発生させるために、２つの油圧ラインがヘッドまで設けられている。これらの油圧ラインは、双方向に作動する増圧ロッドを作動させる複動空気圧ピストンによってもたらされる。

しかしながら、２つの油圧ラインの容積（量）が固定されている従来技術の工具において、引っ張り側における油のロスは、油への空気混入や工具性能の低下の原因となる、ストロークの減少や戻り行程中の真空状態を引き起こす。戻り側における油のロスは、ヘッドピストンが元の位置に完全に戻ることを阻害し、その結果、工具のジョーとロックボルトのステムの係合が浅くなり、それによって、工具のノーズ装置又はロックボルトが故障する可能性が高くなる。

上記の影響に対応するため、追加の加圧された油の容積をもたらすための二次回路を提供するために、油タンク及び圧力バックアップ弁が一般的に用いられている。タンクからの油は、油の容積に不均衡が生じたとき及びヘッドがその終点位置に戻ったときに吸い込まれ、過剰な容積が、圧力バックアップ弁を介して押し出される。

油タンクと圧力バックアップ弁の設置は、工具の複雑さ、大きさ及びコストを増加させる。さらに、圧力バックアップ弁が引っ張り側に接続されており、ヘッドが完全に元の位置に戻ることを妨げる障害がある場合、余分な油が引っ張り側に放出される。このことは、ヘッドピストンが、そのサイクルの開始において、部分的に戻ることを引き起こし、それによって、やはり、工具のジョーとロックボルトの溝が形成されたステムの係合が浅くなり、工具のノーズ装置又はロックボルトが故障する可能性が高くなる。

本発明の目的は、徐々にストロークが短くなることもなく、工具のジョーと溝が形成されたロックボルトのステムの完全な係合を保証し、それによって工具のノーズ装置又はロックボルトの潜在的な故障を防止する、ロックボルト取り付け工具を提供することにある。

その結果、本発明は、添付した特許請求の範囲の請求項１に記載された工具を備えている。

本発明は、複動空気圧ピストンからヘッドピストンへ圧力が伝達されるときに、追従性をもたらすために複数の浮遊ピストンを用いている。複数の浮遊ピストンの間の容積中に、空気が大気中から通気口を介して供給される。浮遊ピストンは、油圧による変位しだいで、どこにでも自由に位置することができる。引っ張り行程における油のロスは、工具内部の油の容積中に真空状態を引き起こさない。

本発明の第１実施形態は、逆止弁を介して接続された正圧が加えられた油タンク及び主油圧回路の戻し側に（平行に）接続された圧力バックアップ弁を備えた、二次油圧回路を含む。

本発明の第２実施形態では、二次タンクは設けられていない。その代わりに、戻し側の油の容積に対して余分な油が戻ってくるように、一体化されたタンクが設けられている。それゆえ、通常のサイクルでは、空気圧ピストンのストロークの減少は生じる。しかしながら、もしも、戻し側から油が失われたときは、付加的な空気圧ピストンのストロークが利用可能である。油が失われているので、油圧による引っ張り及び戻しピストンは主チャンネル内で、互いに離れて動く。

空気圧ピストンに密着され、空気圧ピストンが戻し行程の終点にあるときに、引っ張り側の空気の吸引孔／排気孔をシールするように作用する、シール部材を設けることが好ましい。

また、空気圧ピストンを貫通する直径の小さな開口を設けることが好ましい。この開口は、このピストンを突き抜けて、すなわち空気圧ピストンの引っ張り側と戻し側の間で、空気が流れるように作用し、それによって、工具が使用されていないときに、両側の圧力を均等化させる。空気圧ピストンの戻し側に大きな方の領域が存在するので、圧力は、通常はシール部材が確実にシールするように維持される。しかしながら、ヘッドピストンの戻し側の圧力は、大きく減少される。

シール部材及び直径の小さな開口は、工具が使用されていない間に、ヘッドピストンの戻し側の油圧を減少させるように作用する。

第２実施形態におけるタンクは一体化されているので、工具の構成部品数が少なくなり、工具の複雑さ、大きさ及びコストが低減される。

図１は、工具の初期状態における本発明の第１実施形態に係る工具の断面図である。 図２は、引っ張り行程の終点における図１に示す工具の断面図である。 図３は、戻し／押し出し行程の始点における図１に示す工具の断面図である。 図４は、戻し／押し出し行程の終点及びタンク交換開始時における図１に示す工具の断面図である。 図５は、本発明の第２実施形態に係る工具の側面図である。 図６は、図５に示す工具の底面図である。 図７ａから７ｄは、図５に示す工具の等角図である。 図８は、図５に示す工具の背面図である。 図９は、図５に示す工具の正面図である。 図１０は、工具が使用されていないときの、第２実施形態に係る工具の図８のＤ−Ｄ線に沿った断面図である。 図１１は、工具が使用されていないときの、第２実施形態に係る工具の図８のＥ−Ｅ線に沿った断面図である。 図１２は、工具が使用されていないときの、第２実施形態に係る工具の図８のＦ−Ｆ線に沿った断面図である。 図１３は、工具が使用されていないときの、第２実施形態に係る工具の図９のＡ−Ａ線に沿った断面図である。 図１４は、工具が使用されていないときの、第２実施形態に係る工具の図９のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。 図１５は、工具が使用されていないときの、第２実施形態に係る工具の図９のＣ−Ｃ線に沿った断面図である。 図１６は、工具が引っ張り行程の終点における、第２実施形態に係る工具の図８のＤ−Ｄ線に沿った断面図である。 図１７は、工具が引っ張り行程の終点における、第２実施形態に係る工具の図８のＥ−Ｅ線に沿った断面図である。 図１８は、工具が引っ張り行程の終点における、第２実施形態に係る工具の図８のＦ−Ｆ線に沿った断面図である。 図１９は、工具が引っ張り行程の終点における、第２実施形態に係る工具の図９のＡ−Ａ線に沿った断面図である。 図２０は、工具が引っ張り行程の終点における、第２実施形態に係る工具の図９のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。 図２１は、工具が引っ張り行程の終点における、第２実施形態に係る工具の図９のＣ−Ｃ線に沿った断面図である。 図２２は、工具が戻し／押し出し行程の始点における、第２実施形態に係る工具の図８のＤ−Ｄ線に沿った断面図である。 図２３は、工具が戻し／押し出し行程の始点における、第２実施形態に係る工具の図８のＥ−Ｅ線に沿った断面図である。 図２４は、工具が戻し／押し出し行程の始点における、第２実施形態に係る工具の図８のＦ−Ｆ線に沿った断面図である。 図２５は、工具が戻し／押し出し行程の始点における、第２実施形態に係る工具の図９のＡ−Ａ線に沿った断面図である。 図２６は、工具が戻し／押し出し行程の始点における、第２実施形態に係る工具の図９のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。 図２７は、工具が戻し／押し出し行程の始点における、第２実施形態に係る工具の図９のＣ−Ｃ線に沿った断面図である。 図２８は、油タンクが満タンであり、工具が戻し／押し出し行程の終点における、第２実施形態に係る工具の図８のＤ−Ｄ線に沿った断面図である。 図２９は、油タンクが満タンであり、工具が戻し／押し出し行程の終点における、第２実施形態に係る工具の図８のＥ−Ｅ線に沿った断面図である。 図３０は、油タンクが満タンであり、工具が戻し／押し出し行程の終点における、第２実施形態に係る工具の図８のＦ−Ｆ線に沿った断面図である。 図３１は、油タンクが満タンであり、工具が戻し／押し出し行程の終点における、第２実施形態に係る工具の図９のＡ−Ａ線に沿った断面図である。 図３２は、油タンクが満タンであり、工具が戻し／押し出し行程の終点における、第２実施形態に係る工具の図９のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。 図３３は、油タンクが満タンであり、工具が戻し／押し出し行程の終点における、第２実施形態に係る工具の図９のＣ−Ｃ線に沿った断面図である。 図３４は、油タンクが空であり、工具が戻し／押し出し行程の終点における、第２実施形態に係る工具の図９のＣ−Ｃ線に沿った断面図である。 図３５は、油タンクが空であり、工具が戻し／押し出し行程の終点における、第２実施形態に係る工具の図９のＣ−Ｃ線に沿った断面図である。 図３６は、油タンクが空であり、工具が戻し／押し出し行程の終点における、第２実施形態に係る工具の図９のＣ−Ｃ線に沿った断面図である。

本発明の実施形態について、図面を参照しつつ、例示の目的で説明する。図１から４を参照して、本発明の第１実施形態に係る工具２は、ヘッドピストン６を備えたヘッド部４と、ハンドル部１０と、ベース部１２と、トリガー１４とを備えている。この工具は、ベース部１２の内部に設けられた空気圧ピストン１６を備えた空気圧取り付け手段をさらに備えており、空気圧ピストン１６は増圧ロッド１８に連結され、ロッド１８は、この空気圧ピストン１６から離れた側の端部に、Ｔ字部２０を有している。ロッド１８は、工具２のハンドル部１０の内部の主チャンネル２２の内部に延伸されている。引っ張りピストン２４及び戻しピストン２６は、主チャンネル２２の内部に設けられている。引っ張りピストン２４及び戻しピストン２６は、ロッド１８又はチャンネル２２の壁には固定されておらず、それにより、これらは主チャンネル２２の内部で軸方向に自由に浮遊する、すなわち、これらは主チャンネル２２に対してその軸方向に主チャンネル２２の内部で自由に動くことができる。

主チャンネル２２は、引っ張りピストン２４及び戻しピストン２６によって、戻しピストン２６と工具ヘッド部４の間の戻し側２２ａと、引っ張りピストン２４と戻しピストン２６の間の中間部２２ｂと、引っ張りピストン２４と工具のベース部１２の間の引っ張り側２２ｃの、３つの部分に分割されている。これら３つの部分のそれぞれの容積は、引っ張りピストン２４と戻しピストン２６の相対的な位置に依存し、工具の一行程中変化する。

主チャンネル２２に案内された通気チャンネル２８が、工具２のハンドル部１０に設けられており、それによって、主チャンネル２２から大気中に排気が行われる。

工具２のハンドル部１０の内部には、二次油回路３０が設けられている。二次油回路３０は、逆止弁３４とこの逆止弁３４に並列接続された圧力バックアップ弁３６を介して接続された正圧が加えられた油タンク３２を備えている。逆止弁３４は、戻し側２２ａからタンク３２の内部への方向に油が流れるのを阻止する。タンク３２の内部には、浮遊タンクピストン４０が設けられている。

図１に示すように、工具２の初期状態において、空気圧ピストン１６は、工具２のベース部１２の頂上（すなわち、ヘッド部に最も近いところ）にある。工具２の動作は、トリガー１４を押し込むことによって誘発され、それによって引っ張り行程が開始される。引っ張り行程中、空気供給チャンネル３８を介してホース（図示せず）により、工具内に圧縮空気が供給され、それによって空気圧ピストン１６及びロッド１８を工具のヘッド部４から離れるように移動させる。それによって、ヘッドピストン６が引き込まれ、ジョー（図示せず）は、ロックボルト（図示せず）のカラーをステムに押しつぶし、それに続いて、ステムを破壊溝で破壊し、それによってロックボルトを取り付けるように、ロックボルトのステムに必要な引っ張り力を与えるように作動される。

引っ張り行程中、ロッド１８は、工具ヘッド部４から離れるように主チャンネル２２の中を通って移動するので、Ｔ字部２０は、引っ張りピストン２４に接触し、引っ張りピストン２４も、工具ヘッド部４から離れるように主チャンネル２２の中を通って移動される。戻しピストン２６は、Ｔ字部２０と工具ヘッド部４の間で、主チャンネル２２の内部で自由に浮遊している。通気チャンネル２８は、戻し部２２ａ内の圧力と中間部２２ｂ内の圧力を均等にさせる。

工具の引っ張り行程中、主チャンネル２２の戻し側２２ａ内の圧力が最小であるとき、図２に示すように、二次油回路３０の正圧によって、タンク３２から逆止弁３４を介して戻し側２２ａに油を押し出す。

トリガー１４を解除すると、戻し／押し出し行程が開始され、空気圧ピストン１６及びロッド１８は、図１の初期状態に戻る。ロッド１８は、工具ヘッド部４に向かって主チャンネル２２に沿って移動するので、図３に示すように、Ｔ字部２０は戻しピストン２６に接触し、それを工具ヘッド部４に向かって押し上げる。戻し行程において、引っ張りピストン２４は、主チャンネル２２の内部で自由に浮遊しており、それによって、引っ張り側２２ｃに真空状態が起こらないことを保証する。通気チャンネル２８は、引っ張り部２２ｃ内の圧力と中間部２２ｂ内の圧力を均等にさせる。

工具２の戻し行程中、逆止弁３４は、油が主チャンネル２２の戻し側２２ａからタンク３２に押し戻されるのを阻止する。図４に示すように、ヘッドピストン６がその終端にあるとき、圧力バックアップ弁３６が開き、それによって、余分な油がタンク３２に押し戻される。図１は、タンク３２への油の戻りが完了した後の工具２を示している。

図１から４に示す第１実施形態において、二次油回路３０がハンドル部１０の内部に設けられている。しかしながら、二次油回路３０は、工具のどの部分、例えばヘッド部４に設けてもよい。

図５から３３に示すように、本発明の第２実施形態は、第２油回路３０が設けられていない点で、第１実施形態と異なる。その代わりに、工具２’は、一体化された油タンクを備えており、この一体化された油タンクは、戻し側２２ａの過度の油の容積、すなわち戻し側２２ａに第１実施形態よりも多くの油を供給することによって実現される。これによって、工具２’の通常サイクル中の空気圧行程のロスが無くなる。しかしながら、主チャンネル２２の戻し側２２ａから油が失われたときは、（図１４及び３１の符号４４で示された）空気圧ピストン１６の付加的な行程が利用可能である。

第２実施形態の工具２’は、シール部材４６及び好ましくはねじ１７に形成された直径の小さな開口１７ａを備え、これらはそれぞれ空気圧ピストン１６に設けられており、これらが共同して、工具が使用されていない間に、ヘッドピストン６の戻し側に保持された油圧を減少させるように作用する。

シール部材４６は、図２８に示すように、空気圧ピストン１６が戻し行程の終点にあるときに、引っ張り側の空気の吸入／排気を封止するように作用する。

直径の小さな開口は、空気圧ピストン１６を貫通するように設けられており、空気圧ピストン１６の引っ張り側１６ａと戻し側１６ｂの間で空気が流れるように作用し、それによって、工具２’が使用されていないときに、空気圧ピストン１６の両側の圧力を均等化させる。空気圧ピストン１６の戻し側１６ａに大きな方の領域が存在しているので、密閉を確実にするように、常時圧力がシール部材４６に加えられる。しかしながら、ピストンの戻し側の圧力は、空気の流れによって大きく減少される。

本発明の第２実施形態では、二次油タンクがないので、工具のコスト、大きさ及び複雑さを小さくすることができる。

２ 工具
４ ヘッド部
６ ヘッドピストン
１０ ハンドル部
１２ ベース部
１４ トリガー
１６ 空気圧ピストン
１８ 増圧ロッド
２０ Ｔ字部
２２ 主チャンネル
２４ 引っ張りピストン
２６ 戻しピストン
２２ａ 戻し側
２２ｂ 中間部
２２ｃ 引っ張り側
２８ 通気チャンネル
３０ 二次油回路
３２ 油タンク
３４ 逆止弁
３６ 圧力バックアップ弁
３８ 空気供給チャンネル
４０ 浮遊油タンクピストン
２’ 工具
４６ シール部材
４４ 付加的な行程

Claims (7)

1. 空気圧で駆動される締め金具取り付け工具であって、ヘッド部と、ハンドル部と、増圧ロッドに連結された空気圧ピストンを備えた空気圧取り付け手段を備えており、前記増圧ロッドは、この工具の前記ハンドル部の内部の主チャンネル内に伸張し、前記主チャンネルの内部に引っ張りピストンと戻しピストンが設けられており、前記引っ張りピストンと前記戻しピストンは、前記主チャンネルに対して軸方向に前記主チャンネルの内部を自由に移動し、使用に際して、前記工具は引っ張り行程と戻し行程を備えたサイクルを実行し、それによって締め金具が取り付けられる、ことを特徴とする工具。
2. 油回路をさらに備え、前記油回路は、逆止弁及び圧力バックアップ弁を介して前記主チャンネルに接続された、正圧が加えられた油タンク、及び前記油タンクの内部の浮遊油タンクピストンを備えていることを特徴とする、請求項１に記載の工具。
3. 前記油タンクは、前記工具の前記ハンドル部に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の工具。
4. 前記工具は、戻し側の油の過度の容積によって実現される一体化されたタンクを備えることを特徴とする請求項１に記載の工具。
5. 前記空気圧ピストンに嵌め込まれたシール部材をさらに備え、前記シール部材は、前記空気圧ピストンが前記戻し行程の終点にあるときに、前記引っ張り側の空気の吸入孔／排気孔を密閉するように作用することを特徴とする請求項４に記載の工具。
6. 前記空気圧ピストンを貫通する開口をさらに備え、前記開口は、前記空気圧ピストンを突き抜けて空気が流れるように作用することを特徴とする請求項４に記載の工具。
7. 前記空気圧ピストンを貫通する開口をさらに備え、前記開口は、前記空気圧ピストンを突き抜けて空気が流れるように作用することを特徴とする請求項５に記載の工具。

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