JP3696054B2 - 連続流体作動式レンチ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、連続回転型流体作動式レンチに関する。
【従来の技術】
【０００２】
連続回転型流体作動式レンチは、例えば、本願と同一発明者による米国特許第４,４０９,８６５号や同第４,６４４,８２９号に開示されているように、当該技術分野において公知である。これらの連続回転型流体作動式レンチは、満足すべきものである一方で、５００ｆｔ.ｌｂｓ.を上回り、最大８０,０００ｆｔ.ｌｂｓ.を超えるトルクで使用されているという事実に鑑みて、いくつかの新規で重要な改善を必要としている。
【０００３】
加えて、こうしたレンチは、本願と同一発明者によって考案された米国特許第５,３１８,３９７号に開示されているスリーピースナットと共に使用できるよう改善する必要がある。このスリーピースナットは、インナスリーブとアウタスリーブと座金からなり、その座金は回転しないが、軸方向に移動できるようにインナスリーブと接続されている。このスリーピースナットの作用力および反力は、通常のナットのそれとは異なるため、通常のナットにも、また、上記の新型ナットにも使用できる流体作動式のレンチを考案することが重要である。特に、標準ナットに使用される場合、リアクションアームは、ナットに結合してこれを回転させるドライブの外側で、しかも同じサイドに接続する構成となり、上記の新型ナットに使用される場合、インナスリーブに接続するリアクションドライブは、アウタスリーブと結合してこれを回転させるドライブの内側に位置する構成となる。すなわち、上述の新型ナットのみならず、標準型のナットでも利用できる最新の連続回転型流体作動式レンチが要求される。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
従って、本発明においては、上述の、アウタスリーブ、インナスリーブおよび座金を備えた新型ナットのみならず、標準型ナットにも使用できる連続回転型流体作動式レンチを提供することを課題としている。
【０００５】
本発明は、さらに、ラチェットの歯に爪をスリップすることなく確実に噛合させることができる連続回転型流体作動式レンチを提供することを課題としている。ちなみに、爪がスリップすると、ラチェットの歯上部の欠損や機能不良を引き起こす。
【０００６】
本発明は、また、巻返しプロセス（rewinding process）において、ボルトのねじれや工具部材の撓みによって、噛合した状態で爪がラチェットの歯にロックされてしまった場合には、係合解除装置を使用してレンチの操作人が駆動爪の一つをラチェットの歯から外し、ラチェットの逆回転を僅かに許容して、蓄積されたねじれおよび工具部材の撓みを解消して、レンチをその仕事から解放することができるようにした連続回転型流体作動式レンチを提供することを課題としている。
【０００７】
本発明は、さらに、前進ストロークから後退ストロークへのポンプバルブの切替を手動で行うことなしに、ラチェットを連続的に回転させることを目論んでいる。
【０００８】
本発明のもう一つの課題によれば、工具を低トルクで作動させた時に、通常の構造的オーバーストロークを減少させることにある。ラチェット機構によるオーバーストロークは、場合によっては５０％以上もあり、高トルクで、駆動部品の撓みが大きくなった場合でも、ラチェット機構が不良化しないことを保証する必要である。低いトルクでは、駆動部品は撓まないので、ストロークの５０％以上は、非生産的である。
【０００９】
従って、本発明の目的は、従来技術の不利益を解消する連続流体作動式レンチを提供することにある。
【００１０】
上記の目的と調和して、本発明による連続流体作動式レンチは次のような構成にある。すなわち、本発明に係るレンチは、シリンダと、シリンダ内を往復運動自在に移動するピストンと、ピストンロッドと、ロッドエンドとで構成される流体作動式駆動手段と、複数の歯を備えたラチェットと、前記のロッドエンドに機能的に接続可能で、かつ、前記ラチェットの歯に噛合可能な少なくとも２個の爪とで構成されるラチェット機構とを備え、ピストンが前進ストロークにある場合には、一方の爪がラチェット歯の少なくとも１つに噛合する一方で、他方の爪がラチェット歯の少なくとも１つを乗り越え（ratchet over）、ピストンが後退ストロークにある場合には、前記他方の爪がラチェット歯の少なくとも１つと噛合し、前記一方の爪がラチェット歯の少なくとも１つを乗り越えることで、ラチェ ットを常に一方向に回転させることができ、しかも、前記少なくとも２個の爪の少なくとも一方をラチェット歯との噛合から外して持ち上げることでラチェットの逆回転を許容して蓄積されたねじれ及び撓みを解消し、レンチをその仕事から解放することができることを特徴とする。
【００１１】
本発明の特徴点は、特許請求の範囲に記載したが、本発明に係る工具の構造、操作方法、有用性などは、以下に記載する実施態様を添付図面と併せ読むことで更に良く理解できよう。
【００１２】
【発明の実施の形態】
連続回転型流体作動式レンチは、全体を符号１で示すハウジングを備え、そのハウジングは、第１ハウジング部２と第２ハウジング部３とからなる。第１ハウジング部２は、作用室を形成するシリンダ４と、シリンダ内を往復運動自在に移動するピストン５と、ピストンロッドエンド７を有するピストンロッド６とを含む流体作動式の駆動手段を収容する。第２ハウジング部３は、駆動プレート８と、駆動プレート８に回動自在に結合する２個の爪９、１０と、この爪に係合可能な複数の歯を備えたラチェット１１とを含むラチェット機構を収容する。
【００１３】
この連続回転流体作動式レンチでは、流体がシリンダに供給されてピストン５が一方向に動くと、一方の爪がラチェット１１の歯と噛合し、ラチェットを一方向に回転させるが、他方の爪はラチェットの歯を乗り越えてラチェットの回転に関与しない。流体が反対側からシリンダへ供給されてピストン５が逆向きに動くと、前記他方の爪がラチェットの歯と噛合してこれを前記した同じ方向へ回転させ、前記一方の爪はラチェットの歯を乗り越えてラチェットの回転に関与しない。この動きは、公知の連続回転型流体作動式レンチと実質的に同じである。
【００１４】
本発明によれば、爪９と１０のうち、少なくとも一方がラチェット１１の歯から簡単に外れて持ち上がるので、ラチェットは逆回転して蓄積されたねじれや撓みを解消し、従って、液体操作式レンチをその仕事から解放することができる。この目的のため、スプリング１３を備えたレバー１２が設けられている。レバー１２は、第２ハウジング部３の溝１６に係合可能な突起１５を有するスライダ１４に、回転自在に取り付けられている。第２ハウジング部３は、スロット１７を備え、このスロット内に延びた接続素子１８は、スライダ１４と押しボタン１９とを接続する。図面から明らかなように、爪９は、ピボット点のそれぞれ対向する側に位置する２本のアームを有する。
【００１５】
流体作動式レンチが通常に作動している間は、スライダは、図２Ａで示す左側の位置にあり、第２ハウジング部の溝１６に突起１５が係合することよって固定されている。スプリングで付勢されたレバー１２は、爪９に力を及ぼして、爪の左側のアームをラチェット１１の歯に噛合させる。流体作動式レンチをその仕事から解放する必要がある場合は、爪９とラチェットの歯との噛合を解放しなければならない。この目的のために、スライダ１４が右に押しつけられ、ハウジングの溝１６から離れた位置に保たれる。そして、スプリングで付勢されたレバー１２が、爪９の右側のアームに作用して、爪の左側アームを持ち上げ、爪９をラチェットから外す。押しボタン１９を解除すると、スプリングで付勢されたレバー１２が、再び爪９に作用し、突起１５が溝１６に係合する元の位置にスライダ１４を戻す。
【００１６】
図３に示す実施態様においては、ラチェット１１は両側にポケット２１を備えている。爪９と１０には、交互に誘導突起２２が形成されている。少なくとも一方の爪が少なくとも１つのラチェットの歯を打つと、爪の丸端部がラチェットの歯と歯の隙間の丸い部分と当接する前に、爪のフロント部分が、爪の誘導突起２２の助けでラチェットのポケット２ １に案内される。
【００１７】
図４に示す実施態様においては、ラチェット１１は、第２ハウジング３を形成する２つ部分の間に位置している。これは、相互係合スプラインによって、アクションドライブ素子３１に接続される。リアクションドライブ素子３２の左端は、ドライブリテーナ３３の多角形開口部と係合し、ドライブリテーナ３３は、クリップ３４に保持され、かつ、相互係合スプラインによって、第２ハウジング部３と回転しないように接続される。流体作動式レンチが作動する間、アクションドライブ素子３１は、例えば、スリーピースナットのアウタスリーブなど、締結具の一部であるキャッスレーション（castellations）と係合し、一方、リアクションドライブ素子３２は、スリーピースナットの他の部分、例えば、座金又はインナスリーブと係合する。このような構成において、ラチェットは、駆動部材が連続回転型流体作動式レンチのトルク出力に耐えるのに必要な直径より実質大きな内径を有し、その結果、レンチを機械的引張りナットと共に用いると、リアクションドライブ素子３２は、ナットを回転させるアクションドライブ素子３１の中心を貫通する。
【００１８】
図５に示す実施態様においては、爪９および１０の各々には、ラチェット１１の歯と係合可能な自由端に、センサ４１および４２が設けられている。流体作動式レンチには、センサ４１および４２と協働する切替ユニット４３が設けられる。ちなみに、前方の爪９のセンサ４１がラチェットの歯と出会うと、切替ユニット４３に信号が送られ、切替ユニットはバルブを作動させてピストンの一方の側から他方の側への流体の流れを逆向きにし、ピストンの動く方向を反対向きに変える。同様に、爪１０がラチェットの歯と出会うと、センサ４２が切替ユニット４３へ信号を送り、切替ユニット４３が再びバルブに働きかけて、ピストンの動く方向を反対方向に反転させる。センサと切替ユニットおよびセンサとバルブの接続は、ワイヤレスである。特に、センサは遠隔伝送装置として形成でき、一方、切替ユニットは、遠隔受信機を含むことができる。また、切替ユニットに遠隔伝送装置を備えることも可能で、一方、バルブに遠隔受信機を設けることもできる。
【００１９】
図６は、本発明の連続回転型流体作動式レンチＷと、バルブＶを介して流体をレンチＷに供給する流体作動式ポンプＰの概要を示している。
【００２０】
【発明の効果】
本発明は、上記に説明したようなものであるから、標準型ナットにも、アウタスリーブ、インナスリーブ、および座金を備えた新型ナットにも使用できる連続回転型流体作動式レンチを提供する。本発明に基づいてレンチを設計すれば、歯のスリップを防ぎ、爪と、対応するラチェットの歯との正確な噛合を確実にし、ラチェットの歯に噛合した爪がロックされてしまった場合も、ラチェットを若干後方向に回動させ、原因となるボルトのねじれやパーツのたわみを解消し、ナットを取外することができる。また、ポンプのバルブを前進ストロークから後退ストロークへ手動で切替えることなくラチェットの連続回動を可能にするとともに、ツールが低トルクで作動している時に、通常の構造的オーバーストロークを減少させることができる。
【００２１】
上記した構成要素の各々を用いて、あるいは、２つ又はそれ以上を組み合わせて、上記とは異なるタイプの様々な構成で応用したり活用したりすることは理解されよう。
【００２２】
本発明を連続回転型流体作動式レンチにおける実施態様として図解し、かつ、説明してきたが、本発明はこれらに記載された細部に限定されるものではなく、本発明の精神を逸脱しない範囲においていろいろな応用や構造的な改変が可能である。
【００２３】
更なる分析をしなくても、前記の説明は、本発明の要旨を漏らさず開示しているので、現在の知識を活用し、また従来技術の観点からも本発明の特質を損うことなく、第三者をして即座に様々に利用できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 公知の連続回転型流体作動式レンチを示す側面図である。
【図２】 本発明の一実施態様による新規な技術を備えた連続回転型流体作動式レンチを示すもので、（Ａ）は側面図、（Ｂ）は端面図である。
【図３】 本発明の異なる実施態様による新規な連続回転型流体作動式レンチのラチェット機構を示すもので、（Ａ）は側面図、（Ｂ）は端面図である。
【図４】 本発明の更に別の実施態様による新規な連続回転型流体作動式レンチのラチェット機構を示す部分断面図である。
【図５】 本発明の更なる実施態様による連続回転型流体作動式レンチのラチェット機構を示す拡大側面図である。
【図６】 図５の連続回転型流体作動式レンチに流体ポンプを備えた様子を示す側面図である。
【符号の説明】
１ ハウジング ２ 第１ハウジング部 ３ 第２ハウジング部
４ シリンダ ５ ピストン ６ ピストンロッド
７ ピストンロッドエンド ８ 駆動プレート
９、１０ 爪 １１ ラチェット １２ レバー
１３ スプリング １４ スライダ １５ 突起
１６ 溝 １７ スロット １８ 接続素子
１９ 押しボタン ２０ 開口部 ２１ ポケット
２２ 誘導突起 ３１ アクションドライブ素子
３２ リアクションドライブ素子 ３３ ドライブリテーナ
３４ クリップ ３５ キャステレーション
４１、４２ センサ ４３ 切替ユニット

Claims (6)

1. シリンダと、シリンダ内を往復運動自在に移動し、ピストンロッドエンド付きのピストンロッドを有するピストンとを備えた流体作動式駆動手段と、複数の歯を備えた１つのラチェットと、ピストンロッドエンドに結合可能で、かつ、前記ラチェットの歯に噛合可能な少なくとも２個の爪とを備えたラチェット機構とを有し、前記流体作動式駆動手段を第１ハウジング部に、前記ラチェット機構を第２ハウジング部にそれぞれ収容し、さらに、前記爪の少なくとも一方をラチェットに噛合させるスプリングで付勢したレバーと、前記スプリングとレバーを有し、かつ、ラチェットに噛合した前記爪を噛合から解除させる位置に前記レバーを移動させるスライダとを前記第２ハウジング部に設けたレンチであって、ピストンが前進ストロークにある場合は、一方の爪がラチェットの歯の少なくとも１つと噛合し、ピストンが後退ストロークにある場合は、前記他方の爪がラチェットの歯と少なくとも１つに噛合することで、ラチェットを一方向に回転させることができ、しかも、ラチェットの歯と噛合状態にある爪を噛合から解除することで、ラチェットの逆回転を許容して蓄積されたねじれと撓みを解消し、レンチをその仕事から解放することができる流体作動式レンチ。
2. 前記少なくとも２個の爪の各々が、一方の端部にガイドを備え、少なくとも一方の爪がラチェットの歯に出会った時に、各爪の前部がラチェットの歯に誘導される請求項１記載の流体作動式レンチ。
3. 前記ラチェットの内径が、レンチのトルク出力に耐えるのに必要な駆動手段の直径より実質的に大きく、レンチを機械的引張りナットとともに用いた時に、リアクションドライブがナットを回転させるアクションドライブの中心を貫通する請求項１記載の流体作動式レンチ。
4. シリンダと、シリンダ内を往復運動自在に移動し、ピストンロッドエンド付きのピストンロッドを有するピストンとを備えた流体作動式駆動手段と、複数の歯を備えた１つのラチェットと、ピストンロッドエンドに結合可能で、かつ、前記ラチェットの歯に噛合可能な少なくとも２個の爪とを備えたラチェット機構とを有し、さらに、前記少なくとも２個の爪の各々がセンサを備え、一方の爪のセンサから信号を受取ると、ピストンの移動方向を逆転させ、他方の爪のセンサから信号を受取ると、ピストンの移動方向を再逆転させる切替手段を持ったレンチであって、
   ピストンが前進ストロークにある場合は、一方の爪がラチェットの歯の少なくとも１つと噛合し、ピストンが後退ストロークにある場合は、前記他方の爪がラチェットの歯と少なくとも１つに噛合することで、ラチェットを一方向に回転させることができ、しかも、ラチェットの歯と噛合状態にある爪を噛合から解除することで、ラチェットの逆回転を許容して蓄積されたねじれと撓みを解消し、レンチをその仕事から解放することができる流体作動式レンチ。
5. 前記センサから前記切替手段へ信号を供給するために、センサを切替手段に接続させる無線手段を含んでなる請求項４記載の流体作動式レンチ。
6. 前記爪のセンサから受取った信号に応答して、流体をピストンの両側に交互に供給するバルブ手段を、前記流体作動式駆動手段に設けた請求項５記載の流体作動式レンチ。

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