JP2840540B2 - ドライバ、レンチ本体及びジョイントの調整方法 - Google Patents
ドライバ、レンチ本体及びジョイントの調整方法Info
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- JP2840540B2 JP2840540B2 JP6093530A JP9353094A JP2840540B2 JP 2840540 B2 JP2840540 B2 JP 2840540B2 JP 6093530 A JP6093530 A JP 6093530A JP 9353094 A JP9353094 A JP 9353094A JP 2840540 B2 JP2840540 B2 JP 2840540B2
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- Forging (AREA)
- Flanged Joints, Insulating Joints, And Other Joints (AREA)
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、所定のトルクに達した
ときにナットドライバのソケットレンチにより止めナッ
ト(係止ナット)に可視マークを施すようにした、止め
ナットのための締結装置に関する。
ときにナットドライバのソケットレンチにより止めナッ
ト(係止ナット)に可視マークを施すようにした、止め
ナットのための締結装置に関する。
【0002】
【従来の技術及びその問題点】標準のネジ締結(ネジ締
め付け)装置においては、雌型締結具(ファスナー)は
雄型締結具の外ネジ部に螺合する内ネジ部を有する。適
合する締結具のレンチ表面は工具を受け入れて、締結具
の締め付けを可能にすると共に、レンチ表面間での1以
上のワークピースのクランプをも可能にする。適合する
締結具とワークピースとの組合わせは一般に「ジョイン
ト」と称する。雄型ネジ締結具はネジ、ボルト、ピン等
として知られ、雌型締結具はナットやカラーとして知ら
れている。
め付け)装置においては、雌型締結具(ファスナー)は
雄型締結具の外ネジ部に螺合する内ネジ部を有する。適
合する締結具のレンチ表面は工具を受け入れて、締結具
の締め付けを可能にすると共に、レンチ表面間での1以
上のワークピースのクランプをも可能にする。適合する
締結具とワークピースとの組合わせは一般に「ジョイン
ト」と称する。雄型ネジ締結具はネジ、ボルト、ピン等
として知られ、雌型締結具はナットやカラーとして知ら
れている。
【0003】満足できるジョイントを提供するために
は、十分なクランプ力即ち予負荷が絶対必要である。ク
ランプ荷重に対する反力により十分に負荷が掛かった締
結具は疲労による故障に耐えることができる。従って、
ジョイントが疲労に対する十分な強度を有することを保
証するようなクランプ荷重を知ることが望ましい。
は、十分なクランプ力即ち予負荷が絶対必要である。ク
ランプ荷重に対する反力により十分に負荷が掛かった締
結具は疲労による故障に耐えることができる。従って、
ジョイントが疲労に対する十分な強度を有することを保
証するようなクランプ荷重を知ることが望ましい。
【0004】クランプ締め付け荷重は、ナットにトルク
を加えてナットをボルトに更に螺合させて、ナットをワ
ークピースに当接させていくときに、ナットにかかる抵
抗に関係する。締め付け荷重が大きくなると、更なる螺
入に対する抵抗も大きくなり、ナットを回転させるに要
するトルクも大きくなる。
を加えてナットをボルトに更に螺合させて、ナットをワ
ークピースに当接させていくときに、ナットにかかる抵
抗に関係する。締め付け荷重が大きくなると、更なる螺
入に対する抵抗も大きくなり、ナットを回転させるに要
するトルクも大きくなる。
【0005】米国特許第4,260,005号明細書
は、レンチ表面として作用しトルク制限に役立つ複数個
の円周方向に離間したローブを外側に備えたトルク制限
及び自己係止カラーを開示している。三角形形状のソケ
ット(即ちレンチ工具)はローブの側面(フランク)に
係合してボルトに関しカラーを回転させる平坦部を有す
る。所定のクランプ荷重に達したとき、ローブは半径方
向に圧縮しなくなってカラーの本体内へ没入し、ローブ
がソケットに係止できる部分をもはや提供しなくなるの
で、レンチ動作(ねじ回し動作)が停止する。ローブの
半径方向内向きの変形により、カラーの材料が半径方向
内方へ変形して対応するボルトのネジ部に接触し、ロー
ブが消失したときにネジ係止を生じさせる。締結具を調
整するために使用するインパクトレンチはレンチ動作を
迅速に行い、極めて少ない回転量でローブが消失する。
調整トルクをカラーに急激に加えると、シートの弛緩に
より予荷重の損失が生じる。この弛緩は初期の負荷後の
シートの連続変形に起因する。このような変形は、材料
をクランプ領域から移動させてしまうので、単位面積当
りの負荷及び絶対負荷を減少させる。
は、レンチ表面として作用しトルク制限に役立つ複数個
の円周方向に離間したローブを外側に備えたトルク制限
及び自己係止カラーを開示している。三角形形状のソケ
ット(即ちレンチ工具)はローブの側面(フランク)に
係合してボルトに関しカラーを回転させる平坦部を有す
る。所定のクランプ荷重に達したとき、ローブは半径方
向に圧縮しなくなってカラーの本体内へ没入し、ローブ
がソケットに係止できる部分をもはや提供しなくなるの
で、レンチ動作(ねじ回し動作)が停止する。ローブの
半径方向内向きの変形により、カラーの材料が半径方向
内方へ変形して対応するボルトのネジ部に接触し、ロー
ブが消失したときにネジ係止を生じさせる。締結具を調
整するために使用するインパクトレンチはレンチ動作を
迅速に行い、極めて少ない回転量でローブが消失する。
調整トルクをカラーに急激に加えると、シートの弛緩に
より予荷重の損失が生じる。この弛緩は初期の負荷後の
シートの連続変形に起因する。このような変形は、材料
をクランプ領域から移動させてしまうので、単位面積当
りの負荷及び絶対負荷を減少させる。
【0006】ローブが消失するときは、ローブは所望の
予負荷に対応する負荷で消失する。しかし、弛緩は時間
に依存する現象であり、予負荷をゆっくりかけたときに
は、弛緩及び予負荷の損失が少なくなる。
予負荷に対応する負荷で消失する。しかし、弛緩は時間
に依存する現象であり、予負荷をゆっくりかけたときに
は、弛緩及び予負荷の損失が少なくなる。
【0007】ある応用においては、同じナットにおいて
させも、予負荷を変更できるようにするのが望ましい。
例えば、シートが他のシートと同じように圧縮に対して
さほど強くない場合は、シートに対する圧縮を少なくす
る必要がある。
させも、予負荷を変更できるようにするのが望ましい。
例えば、シートが他のシートと同じように圧縮に対して
さほど強くない場合は、シートに対する圧縮を少なくす
る必要がある。
【0008】ある種の締結具は、既知で反復可能なクラ
ンプ荷重を有する。この荷重は締結具をセットするとき
のトルクに直接関係する。ある適用では、調整したトル
クはクランプ力を増すためではなく、摩擦に打ち勝つた
めに使用する。締結具の弛みや不完全な締結を補うため
に、予め設定した負荷以上に負荷を与えるための二次的
(補助的)なレンチ動作を行うのが望ましい。
ンプ荷重を有する。この荷重は締結具をセットするとき
のトルクに直接関係する。ある適用では、調整したトル
クはクランプ力を増すためではなく、摩擦に打ち勝つた
めに使用する。締結具の弛みや不完全な締結を補うため
に、予め設定した負荷以上に負荷を与えるための二次的
(補助的)なレンチ動作を行うのが望ましい。
【0009】締結装置の別の重要な形態においては、
「ジョイント」に適正にトルクが加えられそれが変更さ
れていないことを可視表示する。このような構成は米国
特許第4,784,549号、同第4,858,299
号、同第4,881,316号及び同第5,012,7
04号各明細書に開示されている。上記米国特許第4,
784,549号明細書は、圧痕付け(indenting) ボー
ルを各第1及び第2レンチに設け、圧痕付けボールをナ
ットから半径方向に延びる軸方向ローブの軸方向外表面
を横切ってこの表面内へ回転駆動して、このように係合
したローブを円周方向に横切る2つの軸方向に離間した
溝(グルーブ)を形成する技術を教示している。この試
みにおいては、表面圧痕付けボールは溝を形成する際に
ナットから材料の少量部分を剪断してしまい、剪断され
た材料が締結具を設置した装置を汚してしまい、また、
露出した溝が腐食してしまう。
「ジョイント」に適正にトルクが加えられそれが変更さ
れていないことを可視表示する。このような構成は米国
特許第4,784,549号、同第4,858,299
号、同第4,881,316号及び同第5,012,7
04号各明細書に開示されている。上記米国特許第4,
784,549号明細書は、圧痕付け(indenting) ボー
ルを各第1及び第2レンチに設け、圧痕付けボールをナ
ットから半径方向に延びる軸方向ローブの軸方向外表面
を横切ってこの表面内へ回転駆動して、このように係合
したローブを円周方向に横切る2つの軸方向に離間した
溝(グルーブ)を形成する技術を教示している。この試
みにおいては、表面圧痕付けボールは溝を形成する際に
ナットから材料の少量部分を剪断してしまい、剪断され
た材料が締結具を設置した装置を汚してしまい、また、
露出した溝が腐食してしまう。
【0010】
【課題を解決するための手段並びに作用効果】本発明の
ドライバは、ナットにトルクを加えることによりジョイ
ント内でナットの締め付け具合を調整するドライバであ
って 、 前記ナットの外周辺部がドライバにより変形でき
るように当該ナットから半径方向外方に延びた複数個の
角度的に離間し軸方向に延びる塑性変形可能なローブを
有し、該ナットを締め付けたときに前記ローブが半径方
向に圧縮変形するようになっており、当該ローブの材料
がドライバの進行のために該ナットの本体の方へ半径方
向内方へ移動して材料を除去し、前記ジョイントの締め
付けを終了させるようにしたドライバであって、該ドラ
イバが、回転軸線を有し、前記ナットの外周辺部を受け
入れこれを取り囲むソケットを形成する長手方向のドラ
イバ本体と;前記ドライバ本体に軸方向位置を変更可能
に装着したレースと;軸方向に延びて前記レース及び前
記ドライバ本体に係合し、ドライバに加えられたレンチ
トルクを受け取り前記各ローブの半径方向外方の軸方向
に延びる端部を半径方向に非弾性的に変形させるための
ローブ係合手段とを有し、前記ローブ係合手段は、前記
レースの軸方向での位置に応じて、各ローブの半径方向
外側端部と係合する深さが変わり、これによりローブの
材料の変形量を変えることができ、前記ドライバが更
に、一定のナットに対して前記レンチトルクを変更する
ための調節手段を備え、該調節手段が前記ドライバ本体
に対する前記レースの軸方向位置を変更するための手段
を有することを特徴とする。本発明の最適な形態によれ
ば、内ネジ部を備えたナットから軸方向に延びるローブ
は駆動レンチのソケット内に回転可能な状態で装着され
た円錐ローラにより回転駆動せしめられる。所定のトル
クにおいて、ローブを形成する材料の半径方向外端部分
は、ナットに向かう方向への半径方向の平坦化により塑
性変形せしめられるが、剪断はされず、これにより、ロ
ーブに関してソケットを回転させることができ、隣のロ
ーブに接するように円錐ローラを前進させることができ
る。後に締結具のクランプ力が緩んだら、レースを更に
下げて上記動作を繰り返し、円錐ローラを再度ローブに
係合させるように駆動する。
ドライバは、ナットにトルクを加えることによりジョイ
ント内でナットの締め付け具合を調整するドライバであ
って 、 前記ナットの外周辺部がドライバにより変形でき
るように当該ナットから半径方向外方に延びた複数個の
角度的に離間し軸方向に延びる塑性変形可能なローブを
有し、該ナットを締め付けたときに前記ローブが半径方
向に圧縮変形するようになっており、当該ローブの材料
がドライバの進行のために該ナットの本体の方へ半径方
向内方へ移動して材料を除去し、前記ジョイントの締め
付けを終了させるようにしたドライバであって、該ドラ
イバが、回転軸線を有し、前記ナットの外周辺部を受け
入れこれを取り囲むソケットを形成する長手方向のドラ
イバ本体と;前記ドライバ本体に軸方向位置を変更可能
に装着したレースと;軸方向に延びて前記レース及び前
記ドライバ本体に係合し、ドライバに加えられたレンチ
トルクを受け取り前記各ローブの半径方向外方の軸方向
に延びる端部を半径方向に非弾性的に変形させるための
ローブ係合手段とを有し、前記ローブ係合手段は、前記
レースの軸方向での位置に応じて、各ローブの半径方向
外側端部と係合する深さが変わり、これによりローブの
材料の変形量を変えることができ、前記ドライバが更
に、一定のナットに対して前記レンチトルクを変更する
ための調節手段を備え、該調節手段が前記ドライバ本体
に対する前記レースの軸方向位置を変更するための手段
を有することを特徴とする。本発明の最適な形態によれ
ば、内ネジ部を備えたナットから軸方向に延びるローブ
は駆動レンチのソケット内に回転可能な状態で装着され
た円錐ローラにより回転駆動せしめられる。所定のトル
クにおいて、ローブを形成する材料の半径方向外端部分
は、ナットに向かう方向への半径方向の平坦化により塑
性変形せしめられるが、剪断はされず、これにより、ロ
ーブに関してソケットを回転させることができ、隣のロ
ーブに接するように円錐ローラを前進させることができ
る。後に締結具のクランプ力が緩んだら、レースを更に
下げて上記動作を繰り返し、円錐ローラを再度ローブに
係合させるように駆動する。
【0011】このように好ましくは、半径方向に平坦化
したローブは、トルクが適正にナットに加えられたこと
を表す可視表示を使用者に提供する。ローブは捩り方向
(トルク付加方向)に角度的に平坦化する。従って解除
工具を用いると、角度的に平坦化した部分(図11、1
2の符号67で示す部分)を剪断する。これにより平坦
化した部分(図11、12の符号67で示す部分)が残
っていることが、ナットが変更されなかったことを表す
表示となる。
したローブは、トルクが適正にナットに加えられたこと
を表す可視表示を使用者に提供する。ローブは捩り方向
(トルク付加方向)に角度的に平坦化する。従って解除
工具を用いると、角度的に平坦化した部分(図11、1
2の符号67で示す部分)を剪断する。これにより平坦
化した部分(図11、12の符号67で示す部分)が残
っていることが、ナットが変更されなかったことを表す
表示となる。
【0012】
【実施例】図を参照すると、図1に示す締結装置は、回
転可能な軸方向のドライバ(ネジ回し)12を有する動
力工具10と、ドライバに着脱可能に接続できる後方の
ドライバソケット16と前方のドライバソケット18と
を有する実質上円筒状のソケットレンチ14と、前方の
ドライバソケット18内に収容されるようになった外周
辺部と内ネジ付きの軸方向ボア(図示せず)とを有する
ローブ付き止めナット20と、整合して組をなすボルト
穴(図示せず)を形成する一対のシート部材22、24
と、シート部材22に着座するようになったヘッド26
aとボルト穴を通って延び止めナットにネジ接続するよ
うになった外ネジ付きの軸方向本体26bとを有するボ
ルト26と、から成る。ボルトヘッド26aは止めナッ
トへのネジ付き本体のねじ込みを補助するレンチ表面を
具備する。
転可能な軸方向のドライバ(ネジ回し)12を有する動
力工具10と、ドライバに着脱可能に接続できる後方の
ドライバソケット16と前方のドライバソケット18と
を有する実質上円筒状のソケットレンチ14と、前方の
ドライバソケット18内に収容されるようになった外周
辺部と内ネジ付きの軸方向ボア(図示せず)とを有する
ローブ付き止めナット20と、整合して組をなすボルト
穴(図示せず)を形成する一対のシート部材22、24
と、シート部材22に着座するようになったヘッド26
aとボルト穴を通って延び止めナットにネジ接続するよ
うになった外ネジ付きの軸方向本体26bとを有するボ
ルト26と、から成る。ボルトヘッド26aは止めナッ
トへのネジ付き本体のねじ込みを補助するレンチ表面を
具備する。
【0013】動力工具10は通常の手段により駆動せし
められるようになっており、ドライバ12は後方ドライ
バソケット16内に係止できるような断面を有する。種
々の形状が適用できるが、本実施例では図示のように、
ドライバ12及びドライバソケット16の横断面は正方
形である。
められるようになっており、ドライバ12は後方ドライ
バソケット16内に係止できるような断面を有する。種
々の形状が適用できるが、本実施例では図示のように、
ドライバ12及びドライバソケット16の横断面は正方
形である。
【0014】主として図1、2を参照すると、ソケット
レンチ14は中央回転軸線を有し、レンチの各素子はこ
の回転軸線に関して実質上同心的に位置している。ソケ
ットレンチ14は、ソケット16、18を含むように形
成した後方及び前方の端部分30、32を有する実質上
円筒状の第1スリーブたる本体スリーブ28と、本体の
中央を貫通してソケット16、18間を延びる段付きボ
ア34とを備え、前方ドライバソケット18の内壁及び
端部分30の外周辺部36には部分的にネジ部が設けて
あり、停止ナット38がソケット18内に螺入装着して
あり、レース40、スラストワッシャ42、第2スリー
ブたるスリーブ44及びジャムナット46(jam n
ut)がこの順に本体スリーブ28の外周辺部36上に
位置している。ネジ締結具48は次のような状態で段付
きボア34内に位置している。すなわち、締結具のヘッ
ド48aがソケット16a内に位置してその端壁に当接
し、締結具の本体48bがソケット18内を延び停止ナ
ット38にネジ連結している。
レンチ14は中央回転軸線を有し、レンチの各素子はこ
の回転軸線に関して実質上同心的に位置している。ソケ
ットレンチ14は、ソケット16、18を含むように形
成した後方及び前方の端部分30、32を有する実質上
円筒状の第1スリーブたる本体スリーブ28と、本体の
中央を貫通してソケット16、18間を延びる段付きボ
ア34とを備え、前方ドライバソケット18の内壁及び
端部分30の外周辺部36には部分的にネジ部が設けて
あり、停止ナット38がソケット18内に螺入装着して
あり、レース40、スラストワッシャ42、第2スリー
ブたるスリーブ44及びジャムナット46(jam n
ut)がこの順に本体スリーブ28の外周辺部36上に
位置している。ネジ締結具48は次のような状態で段付
きボア34内に位置している。すなわち、締結具のヘッ
ド48aがソケット16a内に位置してその端壁に当接
し、締結具の本体48bがソケット18内を延び停止ナ
ット38にネジ連結している。
【0015】停止ナット38は実質上円筒状を呈し、対
向する軸方向端面38a、38b間を同軸的に延びる段
付きボアを有する。端面38aはソケット18の軸方向
端壁と当接するようになっており、端面38bは止めナ
ット20の頂部に当接着座するようになっている。停止
ナットの外表面はネジ部を備え、このネジ部は前方のソ
ケット18のネジ部と係合して、ソケット18に関する
止めナットの着座位置を軸方向で変更できるようにして
いる。段付きボアは締結具の本体48bにネジ係合する
部分的な内ネジ部を有し、ボルト26の軸方向端部分を
収容するために端面38bから軸方向内方へ延びた円筒
状ソケット即ちキャビティ38cを具備する。
向する軸方向端面38a、38b間を同軸的に延びる段
付きボアを有する。端面38aはソケット18の軸方向
端壁と当接するようになっており、端面38bは止めナ
ット20の頂部に当接着座するようになっている。停止
ナットの外表面はネジ部を備え、このネジ部は前方のソ
ケット18のネジ部と係合して、ソケット18に関する
止めナットの着座位置を軸方向で変更できるようにして
いる。段付きボアは締結具の本体48bにネジ係合する
部分的な内ネジ部を有し、ボルト26の軸方向端部分を
収容するために端面38bから軸方向内方へ延びた円筒
状ソケット即ちキャビティ38cを具備する。
【0016】スリーブ44は実質上円筒状を呈し、スラ
ストワッシャ42の軸方向後面に当接する軸方向前端面
と、ジャムナット46に当接する軸方向後端面とを有す
る。スリーブ44及びジャムナット46は内ネジ部を有
し、後端部分30の外ネジ部とネジ連結する。好ましく
は、ネジ連結により、本体部分30、32に関してスリ
ーブ44を軸方向に移動させることができ、本体の前端
部分に関してレース40の軸方向位置を変更させること
ができ、これにより、トルクを調節できる。これについ
ては後述する。
ストワッシャ42の軸方向後面に当接する軸方向前端面
と、ジャムナット46に当接する軸方向後端面とを有す
る。スリーブ44及びジャムナット46は内ネジ部を有
し、後端部分30の外ネジ部とネジ連結する。好ましく
は、ネジ連結により、本体部分30、32に関してスリ
ーブ44を軸方向に移動させることができ、本体の前端
部分に関してレース40の軸方向位置を変更させること
ができ、これにより、トルクを調節できる。これについ
ては後述する。
【0017】レース40は実質上円筒状を呈し、軸方向
前端面と後端面との間を延びる。軸方向後端面はスラス
トワッシャ42の軸方向前端面に当接する。レースの内
壁は、前端部分32の外周辺部36のまわりに軸方向の
摺動すきま嵌めを提供するような寸法の円筒状後壁部分
50と、前端部分32を取り巻く半径方向外方に傾斜
(テーパ)したさい頭円錐状の壁部分52とを有する。
前端面と後端面との間を延びる。軸方向後端面はスラス
トワッシャ42の軸方向前端面に当接する。レースの内
壁は、前端部分32の外周辺部36のまわりに軸方向の
摺動すきま嵌めを提供するような寸法の円筒状後壁部分
50と、前端部分32を取り巻く半径方向外方に傾斜
(テーパ)したさい頭円錐状の壁部分52とを有する。
【0018】好ましくは、本発明によれば、それぞれが
対応する円錐ローラ56を収容するような寸法を有する
複数個の軸方向溝穴(スロット)54を前端部分32の
まわりに等角度間隔で配置する。溝穴54は一対の細長
く円周方向に離間した側壁54a、54bと、一対の軸
方向に離間した端壁54c、54dとを有する。側壁5
4a、54bは放射方向に延びる平面内に位置し、円錐
ローラ56を回転可能な状態で支持するV字状の架台を
形成する。これに関し、円錐ローラ56は中心軸線のま
わりで対称的に位置し、対向する端面56b、56c間
に位置するさい頭円錐状の外表面56aを有する。円錐
ローラは、その端面56b、56cが溝穴54の端壁5
4c、54dに隣接して位置し円錐ローラの軸方向に延
びた湾曲セグメント58がソケット18内へ軸方向に突
出するような状態で、溝穴54内に着座している。ロー
ラを溝穴内に着座させたとき、湾曲セグメント58の半
径方向最内側突出部は回転軸線上に中心を有する円の円
弧上に位置する。レース40の傾斜壁部分52は端部分
18に関し鋭角をなして位置する。重要なのは、傾斜壁
部分52が円錐ローラの外表面56aと線接触するよう
な寸法を有し、これにより、円錐ローラが溝穴内で溝穴
に関して回転させられることである。
対応する円錐ローラ56を収容するような寸法を有する
複数個の軸方向溝穴(スロット)54を前端部分32の
まわりに等角度間隔で配置する。溝穴54は一対の細長
く円周方向に離間した側壁54a、54bと、一対の軸
方向に離間した端壁54c、54dとを有する。側壁5
4a、54bは放射方向に延びる平面内に位置し、円錐
ローラ56を回転可能な状態で支持するV字状の架台を
形成する。これに関し、円錐ローラ56は中心軸線のま
わりで対称的に位置し、対向する端面56b、56c間
に位置するさい頭円錐状の外表面56aを有する。円錐
ローラは、その端面56b、56cが溝穴54の端壁5
4c、54dに隣接して位置し円錐ローラの軸方向に延
びた湾曲セグメント58がソケット18内へ軸方向に突
出するような状態で、溝穴54内に着座している。ロー
ラを溝穴内に着座させたとき、湾曲セグメント58の半
径方向最内側突出部は回転軸線上に中心を有する円の円
弧上に位置する。レース40の傾斜壁部分52は端部分
18に関し鋭角をなして位置する。重要なのは、傾斜壁
部分52が円錐ローラの外表面56aと線接触するよう
な寸法を有し、これにより、円錐ローラが溝穴内で溝穴
に関して回転させられることである。
【0019】
【0020】止めナット20は、シート24に着座する
ようになった当接面60aを有するさい頭円錐状ベース
区分60と、ベース区分から頂端面62bへ長手方向に
延びる円筒状ヘッド62とを具備し、ヘッドは前方ソケ
ット内に収容される。複数個の軸方向に延び円周方向に
位置したローブ64は円筒状表面62aから半径方向外
方へ延び、隣接する対のローブは軸方向の樋部を形成
し、この樋部は端面62bで開き、ベース区分60へ軸
方向に延びている。円錐ローラのセグメントは樋部内に
収容され、ローブに隣接して着座するようになってい
る。ローブ64は実質上半円筒状の横断面を呈し、図8
に示すように半径方向外方の山部64aと、捩り(トル
ク)回転方向に向いた湾曲側面(フランク)64bと、
回転方向から離れる方向に向いた湾曲側面64cとを有
する。
ようになった当接面60aを有するさい頭円錐状ベース
区分60と、ベース区分から頂端面62bへ長手方向に
延びる円筒状ヘッド62とを具備し、ヘッドは前方ソケ
ット内に収容される。複数個の軸方向に延び円周方向に
位置したローブ64は円筒状表面62aから半径方向外
方へ延び、隣接する対のローブは軸方向の樋部を形成
し、この樋部は端面62bで開き、ベース区分60へ軸
方向に延びている。円錐ローラのセグメントは樋部内に
収容され、ローブに隣接して着座するようになってい
る。ローブ64は実質上半円筒状の横断面を呈し、図8
に示すように半径方向外方の山部64aと、捩り(トル
ク)回転方向に向いた湾曲側面(フランク)64bと、
回転方向から離れる方向に向いた湾曲側面64cとを有
する。
【0021】各ローブの外周辺部に接する円の直径は、
ソケット18の最大内径(例えば、前端部分32の内壁
により画定される部分の内径)より僅かに小さいが円錐
ローラセグメント58の半径方向内方を延長部に接する
円の円弧より大きな直径を有する。
ソケット18の最大内径(例えば、前端部分32の内壁
により画定される部分の内径)より僅かに小さいが円錐
ローラセグメント58の半径方向内方を延長部に接する
円の円弧より大きな直径を有する。
【0022】ナット20及びこれに関連するローブ64
は塑性変形できる材料で作ってある。すなわち、駆動円
錐ローラ56はナット20の材料より硬い材料で作って
ある。円錐ローラ56及びローブ64に対しては種々の
材料の組合わせを採用できるが、一応用例においては、
円錐ローラをカーバイドで作った。
は塑性変形できる材料で作ってある。すなわち、駆動円
錐ローラ56はナット20の材料より硬い材料で作って
ある。円錐ローラ56及びローブ64に対しては種々の
材料の組合わせを採用できるが、一応用例においては、
円錐ローラをカーバイドで作った。
【0023】回転する円錐ローラ56がローブ64の山
部64a(図8)を横断するのに要する時間、及び調整
工具の回転速度により、ジョイントが弛緩する度合いが
決定されるが、他のすべてのパラメータは一定である。
樋部を一層引き離せばジョイントの弛緩を所望の予負荷
まで最小化にでき、望ましい。
部64a(図8)を横断するのに要する時間、及び調整
工具の回転速度により、ジョイントが弛緩する度合いが
決定されるが、他のすべてのパラメータは一定である。
樋部を一層引き離せばジョイントの弛緩を所望の予負荷
まで最小化にでき、望ましい。
【0024】樋部の深さ、止めナットの材料及びローブ
の直径は、駆動円錐ローラの直径に所定の圧縮力が作用
したときに、ローブが塑性変形してソケットに係止する
部分がなくなるように選択される。この圧縮力は、加え
られるトルク及び止めナットと係止ボルトのヘッドとの
間でのジョイントの予負荷と関係している。予負荷は、
非弾性的にローブを変形させる円錐ローラ56の材料を
変えたり、ローブ及び円錐ローラの数を変えることによ
って変更することができる。また予負荷は円錐ローラに
係合するローブの面積を変えることによっても変更する
ことができる。更に円錐ローラの材料特性に対するロー
ブの硬度を変えることによっても変更することができ
る。
の直径は、駆動円錐ローラの直径に所定の圧縮力が作用
したときに、ローブが塑性変形してソケットに係止する
部分がなくなるように選択される。この圧縮力は、加え
られるトルク及び止めナットと係止ボルトのヘッドとの
間でのジョイントの予負荷と関係している。予負荷は、
非弾性的にローブを変形させる円錐ローラ56の材料を
変えたり、ローブ及び円錐ローラの数を変えることによ
って変更することができる。また予負荷は円錐ローラに
係合するローブの面積を変えることによっても変更する
ことができる。更に円錐ローラの材料特性に対するロー
ブの硬度を変えることによっても変更することができ
る。
【0025】図3−7を参照すると、レース40はその
最前方の軸方向位置で本体28に対して装着されてい
る。一定の溝穴54及び円錐ローラ56に対しては、レ
ースの傾斜壁52が円錐ローラセグメント58を半径方
向内方へ更に押圧し、円錐ローラの半径方向外向き運動
を阻止する。
最前方の軸方向位置で本体28に対して装着されてい
る。一定の溝穴54及び円錐ローラ56に対しては、レ
ースの傾斜壁52が円錐ローラセグメント58を半径方
向内方へ更に押圧し、円錐ローラの半径方向外向き運動
を阻止する。
【0026】図4、図8に示すように、ドライバに所定
のトルクを加えたとき、円錐ローラ56はローブ64の
側面64cに接して回転する。図5において、更なるト
ルクが加わることでローブをナットの方へ半径方向内方
へ圧縮し、この半径方向への圧縮によりローブを消失さ
せる。すなわち、ボルト上でシートに当接するようにナ
ットを締め付けてシートに関して所定の負荷を生じさせ
る傾向を有する回転方向でドライバ12と十分に係合し
たとき、ローブは半径方向内方に変形し、円錐ローラは
ローブの材料を符号65にて示すように回転方向へ変位
させる。最終的には、円錐ローラは符号67にて示すよ
うにローブを変形させ、次のローブに接する位置へ回転
する。図7はローブの平坦化した部分69を示す。
のトルクを加えたとき、円錐ローラ56はローブ64の
側面64cに接して回転する。図5において、更なるト
ルクが加わることでローブをナットの方へ半径方向内方
へ圧縮し、この半径方向への圧縮によりローブを消失さ
せる。すなわち、ボルト上でシートに当接するようにナ
ットを締め付けてシートに関して所定の負荷を生じさせ
る傾向を有する回転方向でドライバ12と十分に係合し
たとき、ローブは半径方向内方に変形し、円錐ローラは
ローブの材料を符号65にて示すように回転方向へ変位
させる。最終的には、円錐ローラは符号67にて示すよ
うにローブを変形させ、次のローブに接する位置へ回転
する。図7はローブの平坦化した部分69を示す。
【0027】その後、円錐ローラ56は次のローブまで
駆動せしめられ、このようにしてジョイントの弛緩はな
くなる。
駆動せしめられ、このようにしてジョイントの弛緩はな
くなる。
【0028】図8−12は、ジャムナット46及びスリ
ーブ44が後端にあるドライバソケット16に対して、
より後方に位置決めされたときの状態を示している。こ
れにより、レース40を軸方向後方に位置決めできる。
このような状態において、レース40を軸方向に引き戻
せば、傾斜壁52は円錐ローラ56から更に半径方向外
方に位置決めされることになる。従って円錐ローラ56
がローブ64に係合したときには、円錐ローラ56が傾
斜壁52の方へ半径方向外方に押圧される。従って、図
11、12に示すように、円錐ローラ56とローブ64
との係合量が少なくなり、塑性変形量も少なくなり、ト
ルクも小さくなる。
ーブ44が後端にあるドライバソケット16に対して、
より後方に位置決めされたときの状態を示している。こ
れにより、レース40を軸方向後方に位置決めできる。
このような状態において、レース40を軸方向に引き戻
せば、傾斜壁52は円錐ローラ56から更に半径方向外
方に位置決めされることになる。従って円錐ローラ56
がローブ64に係合したときには、円錐ローラ56が傾
斜壁52の方へ半径方向外方に押圧される。従って、図
11、12に示すように、円錐ローラ56とローブ64
との係合量が少なくなり、塑性変形量も少なくなり、ト
ルクも小さくなる。
【0029】以上、好ましい実施例につき本発明を説明
したが、本発明の要旨を逸脱することなく種々の修正、
変形、変更等が可能であることは言うまでもない。
したが、本発明の要旨を逸脱することなく種々の修正、
変形、変更等が可能であることは言うまでもない。
【図1】駆動レンチと、多数のローブを備えた内ネジ付
きナットを外ネジ付き締結具に対して締め付けるように
駆動し一対のシートを一緒に固定するようになった駆動
ソケットとを有する締結装置の長手方向断面図である。
きナットを外ネジ付き締結具に対して締め付けるように
駆動し一対のシートを一緒に固定するようになった駆動
ソケットとを有する締結装置の長手方向断面図である。
【図2】図1に示す駆動ソケットの分解部品長手方向断
面図である。
面図である。
【図3】駆動ソケット及びソケットレースを示す図であ
り、ソケットレースが下方に位置し、円錐ローラが相対
的に半径方向内側に位置する様子を示す図である。
り、ソケットレースが下方に位置し、円錐ローラが相対
的に半径方向内側に位置する様子を示す図である。
【図4】ナットを駆動するために第1ローブに接して位
置決めされた駆動ソケットを示す図3の4−4線におけ
る断面図である。
置決めされた駆動ソケットを示す図3の4−4線におけ
る断面図である。
【図5】止めナットにトルクを加える駆動ソケットを示
す、図4と同様の断面図である。
す、図4と同様の断面図である。
【図6】駆動ソケットにより完全にトルクを加えられた
ときの第1ローブ及び次の第2ローブにトルクを加える
位置へ退避した駆動ソケットを示す、図4と同様の断面
図である。
ときの第1ローブ及び次の第2ローブにトルクを加える
位置へ退避した駆動ソケットを示す、図4と同様の断面
図である。
【図7】図6に示すトルクを加えられたローブを示す、
ナットの頂部を見下ろした部分斜視図である。
ナットの頂部を見下ろした部分斜視図である。
【図8】図3に対応する図であるが、駆動ソケットに関
してソケットレースを軸方向後方に移動させて、円錐ロ
ーラが図3の位置より相対的に外側に移動した状態を示
す図である。
してソケットレースを軸方向後方に移動させて、円錐ロ
ーラが図3の位置より相対的に外側に移動した状態を示
す図である。
【図9】図4に対応する図であるが、駆動ソケットに関
してソケットレースを軸方向後方に移動させてしまった
状態を示す図である。
してソケットレースを軸方向後方に移動させてしまった
状態を示す図である。
【図10】図5に対応する図であるが、駆動ソケットに
関してソケットレースを軸方向後方に移動させてしまっ
た状態を示す図である。
関してソケットレースを軸方向後方に移動させてしまっ
た状態を示す図である。
【図11】図6に対応する図であるが、駆動ソケットに
関してソケットレースを軸方向後方に移動させてしまっ
た状態を示す図である。
関してソケットレースを軸方向後方に移動させてしまっ
た状態を示す図である。
【図12】図7に対応する図であるが、駆動ソケットに
関してソケットレースを軸方向後方に移動させてしまっ
た状態を示す図である。
関してソケットレースを軸方向後方に移動させてしまっ
た状態を示す図である。
12 ドライバ 14 ソケットレンチ 18 駆動ソケット 20 止めナット 22、24 シート 28 円筒状本体 40 レース 44 スリーブ 52 傾斜壁 54 溝穴 56 円錐ローラ 56a 外表面 58 ローラセグメント 64 ローブ 64a 山部 64b、64c 側面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (73)特許権者 594074757 25219 DEQUINDRE ROAD MADISON HEIGHTS,M ICHIGAN 48071 UNITED STATES OF AMERICA (56)参考文献 実開 昭60−183178(JP,U) 米国特許4260005(US,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B25B 23/153 B25B 23/15 B23P 19/06
Claims (15)
- 【請求項1】 ナットにトルクを加えることによりジョ
イント内でナットの締め付け具合を調整するドライバで
あって、 前記ナットの外周辺部がドライバにより変形で
きるように当該ナットから半径方向外方に延びた複数個
の角度的に離間し軸方向に延びる塑性変形可能なローブ
を有し、該ナットを締め付けたときに前記ローブが半径
方向に圧縮変形するようになっており、当該ローブの材
料がドライバの進行のために該ナットの本体の方へ半径
方向内方へ移動して材料を除去し、前記ジョイントの締
め付けを終了させるようにしたドライバであって、該ド
ライバが、 回転軸線を有し、前記ナットの外周辺部を受け入れこれ
を取り囲むソケットを形成する長手方向のドライバ本体
と; 前記ドライバ本体に軸方向位置を変更可能に装着したレ
ースと; 軸方向に延びて前記レース及び前記ドライバ本体に係合
し、ドライバに加えられたレンチトルクを受け取り前記
各ローブの半径方向外方の軸方向に延びる端部を半径方
向に非弾性的に変形させるためのローブ係合手段とを有
し、前記ローブ係合手段は、前記レースの軸方向での位置に
応じて、各ローブの半径方向外側端部と係合する深さが
変わり、これによりローブの材料の変形量を変えること
ができ、 前記ドライバが更に、一定のナットに対して前記レンチ
トルクを変更するための調節手段を備え、該調節手段が
前記ドライバ本体に対する前記レースの軸方向位置を変
更するための手段を有することを特徴とするドライバ。 - 【請求項2】 前記ドライバ及びレースが同心的に位置
した実質上円筒状の前端部分を有し、前記ローブ係合手
段が、前記ドライバ本体を通って半径方向にそれぞれ延
びる複数個の軸方向に延び角度的に離間して位置した溝
穴と、これら各溝穴に収納された細長いローラとを有
し、該各ローラが、対応する前記溝穴内に回転可能な状
態で装着され、該各ローラの部分が、前記ソケットの半
径方向内方へ延びて前記ローブに係合してローブを塑性
変形させることを特徴とする請求項1記載のドライバ。 - 【請求項3】 前記レースの前端部分が、前記ローブに
対する前記ローラの係合期間中に、当該ローラの半径方
向外側の運動を阻止することを特徴とする請求項2のド
ライバ。 - 【請求項4】 前記レースの前端部分が、前記ローブに
対する前記ローラの係合期間中に、前記レースの位置に
応じて当該ローラの半径方向外側の運動を許容すること
を特徴とする請求項2のドライバ。 - 【請求項5】 前記ローラが実質上さい頭円錐形状を呈
し、中心軸線に沿って対称的に位置しており、当該ロー
ラの外表面が前記ローブに回転可能な状態で係合してロ
ーブを塑性変形させることを特徴とする請求項2記載の
ドライバ。 - 【請求項6】 前記レースの内向きの壁が前記ドライバ
本体に関してさい頭円錐状に位置し、前記ローラの外表
面が当該レースの溝穴から半径方向外方へ部分的に延び
て該レースの内向きの壁に係合することを特徴とする請
求項5記載のドライバ。 - 【請求項7】 前記各ローブがトルク回転方向に関して
前方及び後方に面する一対の軸方向に延びる側面と、こ
れら側面間に画定された半径方向外方へ突出する山部と
を有し、当該ローブは、前記山部が前記ナットの方へ半
径方向内方に塑性変形するように変形し、当該ローブ
は、変形するローブの前記前方に面する側面から次のロ
ーブの前記後方に面する側面の方へ円周方向へ塑性変形
して延びる部分を形成するように変形することを特徴と
する請求項6のドライバ。 - 【請求項8】 前記ナットが角度的に離間した少なくと
も2つのローブを具備し、前記レースが2つの円錐ロー
ラを具備することを特徴とする請求項7のドライバ。 - 【請求項9】 回転可能なレンチ本体において、 ほぼ円筒状の締結具ヘッドを受け入れこれにトルクを加
えるような形状を有するソケット部分を備え、 ワークピースに接するように前記締結具ヘッドをこれと
共働するネジ締結具に締結したときに、前記締結具ヘッ
ドのほぼ円筒状の外表面が半径方向に塑性変形するよう
になっている一組の角度的に離間し半径方向外側へ突出
した軸方向に延びるローブを有し、 前記ソケット部分が、 前記ローブの外周部から半径方向に離間した内壁であっ
て、角度的に離間した軸方向に延びる一組みの溝穴を具
備した円筒状の内壁と; それぞれがローブの軸方向に延びる部分に係合しこれを
塑性変形させるようになっていて、対応する前記溝穴に
回転可能な状態で装着された一組の駆動円錐体と; 前記内壁を取り巻くように装着され前記駆動円錐体の半
径方向外向きの運動を阻止する外壁とを有し、 前記駆動円錐体は、前記ソケット部分の移動位置に応じ
て前記ローブとの係合状態が変わり、これにより前記ロ
ーブの変形量を変えることができることを特徴とするレ
ンチ本体。 - 【請求項10】 前記外壁が回転軸線に関してさい頭円
錐形状を呈しており、前記駆動円錐体がさい頭円錐形状
を呈し、これら駆動円錐体の外表面が前記溝穴の側壁に
当接し前記外壁と線接触するようになっていることを特
徴とする請求項9のレンチ本体。 - 【請求項11】 ネジ付きナットと、ネジ付きボルト
と、少なくとも1つのシートとのジョイントを調整する
方法であり、前記ナットがその長手方向外表面に塑性変
形可能なローブを具備していて、当該ナットと前記シー
トとの間に所定のクランプ荷重が存在するときに、前記
ローブが半径方向に圧縮塑性変形し、該ナットの材料を
変位させてトルク付与動作を終了させるようなジョイン
トを調整する方法において、 軸方向に移動可能な駆動ソケット内に少なくとも第1ロ
ーラ円錐体と第2ローラ円錐体とを含む複数個の軸方向
に延びる円錐体を回転可能な状態で装着する工程と; 前記駆動ソケットの最大内径より僅かに小さいが前記円
錐体の半径方向内縁部に接する円の円弧より大きな直径
を有する円の円弧上に形成された外縁部を有する前記ロ
ーブに対して、前記円錐体を隣接させた状態で、前記駆
動ソケット内に前記ナットを位置決めする工程と; 前記駆動ソケットを前記軸方向に移動して、ローブの塑
性変形量を所定量にできるように前記駆動ソケットの内
面と各円錐体の傾斜面との係合状態を調整する工程と、 前記駆動ソケットを回転させ、前記円錐体を前記ローブ
上に押圧して、当該ローブの軸方向に延びる部分を塑性
変形させる工程と; から成ることを特徴とするジョイントの調整方法。 - 【請求項12】 前記塑性変形させる工程は、前記第1
ローラ円錐体により第1ローブを塑性変形させる工程
と、休止工程と、前記第2ローラ円錐体を前記第1ロー
ブに回転可能な状態で係合させる工程とを有することを
特徴とする請求項11の方法。 - 【請求項13】 前記装着工程は、円筒状の第1スリー
ブと一緒に回転運動するように前記円錐体を同スリーブ
に装着する工程と、前記第1スリーブ及び前記円錐体の
まわりに円錐体の斜面と線接触する傾斜壁部分を内面に
有する第2スリーブを軸方向に摺動可能に装着する工程
とを有し、前記位置決め工程は当該円錐体が前記ローブ
の軸方向端部分に当接するように前記ナットに関して該
第1スリーブを軸方向で位置決めする工程とを有するこ
とを特徴とする請求項11の方法。 - 【請求項14】 前記第2スリーブを装着する工程は、
内壁が前記円錐体の軸方向外方延長部に係合して前記第
1スリーブの装着部から離れるような同円錐体の半径方
向外向き運動を阻止するように、前記第2スリーブを軸
方向で位置決めする工程を有することを特徴とする請求
項13の方法。 - 【請求項15】 前記第1スリーブの位置決め工程の後
に、前記第2スリーブを前記第1スリーブに関して軸方
向後方に移動させ、これにより前記円錐体の斜面と前記
第2スリーブの傾斜壁部分とを相対的にずらすことによ
り、該第2スリーブの傾斜壁部分を当該第1スリーブに
関して半径方向外方へ位置させ、もって、前記円錐体を
前記ローブから離れるように半径方向外方へ移動させ
て、同円錐体により塑性変形せしめられる材料の量を減
少させる工程を有することを特徴とする請求項13の方
法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US054977 | 1993-04-30 | ||
US08/054,977 US5390573A (en) | 1993-04-30 | 1993-04-30 | Fastening system for torque limited fasteners |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH071354A JPH071354A (ja) | 1995-01-06 |
JP2840540B2 true JP2840540B2 (ja) | 1998-12-24 |
Family
ID=21994757
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6093530A Expired - Fee Related JP2840540B2 (ja) | 1993-04-30 | 1994-05-02 | ドライバ、レンチ本体及びジョイントの調整方法 |
Country Status (13)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US5390573A (ja) |
JP (1) | JP2840540B2 (ja) |
KR (1) | KR0174061B1 (ja) |
CN (1) | CN1042112C (ja) |
BR (1) | BR9401646A (ja) |
CA (1) | CA2120421C (ja) |
DE (1) | DE4414963C2 (ja) |
ES (1) | ES2120293B1 (ja) |
FR (1) | FR2704474B1 (ja) |
GB (1) | GB2277471B (ja) |
IT (1) | IT1269576B (ja) |
NO (1) | NO303273B1 (ja) |
SE (1) | SE508936C2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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---|---|---|---|---|
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JP2001054876A (ja) * | 1999-08-17 | 2001-02-27 | Nec Corp | 締結部品の締め付けトルク管理用治具 |
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US20020144575A1 (en) * | 1999-09-17 | 2002-10-10 | David Niven | Gripping or clamping mechanisms |
WO2003048507A1 (en) * | 2001-12-04 | 2003-06-12 | Weatherford/Lamb, Inc. | Gripping apparatus |
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