JP4146915B2 - 流体力駆動レンチ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流体力駆動レンチ、特に請求項１に記載された固有の特徴を有する流体力駆動レンチに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ねじ締め用工具のほとんどの型式に関する一般的な問題は、ネジ接合部材のトルク抵抗特性の違いに関わらず、実際に全ての接合部において所望の要求レベルを達成すべきことにある。この種の特別な問題は、堅くまたは硬質な接続部を締め付ける時に、レンチがストーリング型(stalling type)であるか抑制応答遮断手段(retardation responsive shut-off means)を備えていることにより、望ましくないトルクのオーバーシュートまたは、流体力モータの遮断を避けることである。
この種の問題を解決する最善の方法は、回転部分の運動エネルギーに加えて抑制力を減少させるようにモータのアイドル速度又は無負荷時速度を減少させることである。運動エネルギが低いので望ましい目標トルクレベルにほとんど締め付けトルクがかからず、また、抑制力を低くすることで抑制応答遮断機構における流体力の遮断が生じなくなる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記した問題を解決するための既に公知の方法の一つは、動力レンチに調速機を設け、工具の低速出力能力を低下させることなくモータのアイドル速度レベルを低減させることである。しかし、この方法は、動力工具の設計を細かくし、また、複雑にするので、その問題を解決するには比較的複雑である。
これとは別に、この種の問題を解決するために一般的に用いられる簡単な方法は、モータへの圧縮空気導入通路に制限手段を設けることである。この方法によれば、モータのアイドル速度が低減し、それに応じて回転工具の運動エネルギーも低減する。しかし、この問題の解決方法もモータの低速出力を制限し、それにより、工具の最大能力を利用できなくなるという不都合を生じさせる。
流体力駆動工具のアイドル速度を減少させるさらに別の方法は、モータからの排気空気放出流体を制限することである。この方法は、放出流体の制限がモータの低速出力を減少させることなくモータのアイドル速度を低減させるのに効果的であるので、モータの圧縮空気導入流体を制限するより有利である。これは、ねじ締付行程の最終的な締付段階の間にモータの最大能力を利用することが可能になるので重要である。
本発明の全体的な目的は、放出流体制限手段の導入によりトルクのオーバーシュート及び／又は流体力遮断の問題を解決することができ、また、低速出力に悪影響を及ぼすことなく、かつ、レンチのアイドル速度を効果的に減少させる動力レンチの設計を複雑にすることのない流体力動力レンチを提供することである。
本発明の特別な目的は、簡単で質素な設計であり、また調整が簡単な放出流体制限手段を備えた流体力駆動レンチを提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために、本発明に係る流体力駆動レンチは、ハウジング、回転駆動装置、締め付けられるべきネジ連結部材に連結するための出力軸、前記駆動装置を前記出力軸に連結する動力伝達手段、圧縮空気導入通路、及び低負荷時の駆動装置速度を制限する調整可能な流体制限手段を備えた排気放出通路を有する流体力駆動レンチにおいて、前記流体制限手段が、前記放出通路を通って実質的に長手方向に伸びる弁スピンドルと、前記放出通路内の環状肩部によって形成される弁座と、前記弁スピンドル上に支持され、前記弁座と共働するように配置された弁要素とを備え、前記弁スピンドルが、前記流体制限手段の流体制限量を変更するために前記前記弁座に対して軸線方向に調整可能にされていることを特徴とするものである。
本発明の他の目的及び利点は、特許請求の範囲及び以下の説明から明らかになる。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の好ましい実施の形態を添付図面を参照して説明する。
図１は、制限なし流体力駆動装置（例えば、流体力モータ）を有する工具及び導入流体制限手段を有する工具の動力出力特性と放出流体制限手段を有する駆動レンチの動力出力特性との比較を示すグラフである。
図２は、本発明による動力レンチの放出流体制限手段を含む長手方向断面図である。
図３は、放出流体制限手段を説明する動力レンチにおけるハンドルの断面の拡大図である。
図４は、放出流体制限手段の別の構成を説明する動力レンチにおけるハンドルの断面の拡大図である。
【０００６】
図１のグラフでは、放出流体制限付き駆動装置の出力Ｐ及び出力トルクＴが、回転速度ｎの作用に従って示されている。グラフには、比較のために制限なし工具と導入流体制限付き工具の出力特性も示されている。
制限なし工具に対するトルク／速度特性は、連続直線Ｔａとして示され、また、動力／速度特性は連続曲線Ｐａによって示されている。制限なし工具のアイドル速度、又は無負荷時速度はｎ（１）である。
本発明の全体的な目的は、アイドル速度又は無負荷時速度を２０％〜２５％減少させることである。この速度を点ｎ（２）で示す。通常使用される流体制限付きの導入形式を使用することで、破線Ｔｂで示すように実質的に低減されたトルク／速度特性が得られる。制限なし工具の動力／速度特性Ｐａと比較すると、導入制限付き工具の動力／速度特性Ｐｂもまた、実質的に低速範囲まで低減している。
導入流体を制限することによって同じアイドル速度を点ｎ（２）まで低減させることを達成することで、破線Ｔｃで示すように放出流体制限のトルク低減が実質的に少なくなる。典型的には、放出を制限した工具のトルク低下は導入を制限した工具より、特に低速範囲において非常に小さくなる。同様のことが制限なし工具と比較した出力の低減に対してもいえる。放出を制限した工具の動力／速度特性は破線Ｐｃで示されている。
放出流体制限付き駆動装置を設けるべき工具の重要な要素は、流体力衝撃クラッチ、詳細には、圧縮隔室間を短絡連結しない形式の衝撃クラッチを有する流体力駆動レンチである。この種の工具では、第１の伝達トルク衝撃は、高速であるためにかなり高いエネルギ量を有する傾向にある。これは、トルク抵抗が急激にかかる硬質ネジ連結部材を締め付ける時に、第１衝撃のエネルギが非常に高くなり、締めすぎ生じ易いことを意味する。さらに、この種の工具に抑制応答遮断機構が設けられている場合には、非常に始めのほうの第１衝撃が、駆動装置への動力供給を早く遮断しすぎてしまう。
【０００７】
ここで、本発明の実施例をみると、図２は、銃型動力レンチの断面図を示している。この銃型動力レンチは、ハウジング１０、回転駆動装置１１、流体力トルク衝撃クラッチの形式の動力伝達手段１２、及び出力軸１４を備えている。衝撃クラッチ１２には自動遮断手段が設けられている。この自動遮断手段は、衝撃クラッチに設けられた抑制応答トリガ機構１３ａと、ハウジング１０の後端部に配置された圧縮空気導入遮断弁１３ｂとから成る。遮断弁１３ｂは、駆動装置１１を貫通して軸線方向に伸びる押出しロッド１３ｃを介してトリガ機構１３ａと連結している。
遮断機構については出願人に対して特許された米国特許第５，０８２，０６６号に既に説明されている。
さらに、ハウジング１０には銃型ハンドル１５が形成されており、この銃型ハンドル１５は、ハンドル１５の下端部にネジ結合された空気路連結管１７を含む圧縮空気導入通路１６と絞り弁１８とを備えている。絞り弁１８は傾斜可能な弁要素１９を備え、この弁要素１９は、弁座密閉リング２０と密閉的に共働し、また、プッシュボタン２１によって作動するように配置されている。ばね２２は連結管１７の内端に支持され、弁要素１９を閉弁位置に向けて付勢している。
【０００８】
空気導入通路１６と平行に排気放出通路２３があり、この排気放出通路２３は、流体制限手段２４及び放出ディフレクタ２５を介して大気中に連通している。放出ディフレクタ２５は連結管１７の外周部分を覆い、流体の放出方向を調整可能にするために回転可能にされている。
ハンドルの下端部分には端部部材２７が取り付けられており、この端部部材２７を通して軸線方向孔２８及びネジ付き弁スピンドル２９が伸びている。スピンドル２９のねじは、端部部材２７内に堅固に固定されたネジ付きスリーブ３０と噛合し、スピンドル２９内の内ねじビットグリップ３１によって、スピンドル２９は、端部部材２７に対してその軸線方向に調整するために回転可能にされている。スピンドル２９の内端には弁要素３２が支持されており、この弁要素３２には、端部部材２７の内端によって形成される環状座３４と共働してシールをするための円錐形部分３３が形成されている。スピンドル２９の円周溝３６内にはロックリング３５が設けられ、弁要素３２に対する軸線方向ロック手段を形成している。
弁要素３２は、スピンドル２９にスピンドル２９の肩部３７とロックリング３５との間で移動可能にガイドされている。ばね３８は、スリーブ３０の内端と弁要素３２との間で弁要素３２をロックリング３５側に付勢するよう作用する。この方法では、弁要素３２は、ロックリング３５によって画定される最大流量位置と肩部３７によって画定される最小流量位置との間で移動可能である。
図２に示すようにロックリング３５によって画定される弁要素３２の最も内方の位置では、流体制限手段がその最大の大きさまで開けられる。この位置はねじ付きスピンドル２９によって調整可能である。工具を高速で作動させる時は、放出流量は高く、また、弁要素３２に作用する圧力降下により弁要素３２がばね３８の力に抗して動かされる。それにより、弁要素３２はその最小流量位置を採り、放出流体を制限し、工具のアイドル速度を制限する。最小流量位置はスピンドル２９上の肩部３７によって画定される。
動力工具の動作状態では、弁スピンドル２９は、弁要素３２と座３４との間に所望のアイドル速度に合った流体制限通路を形成するよう設定される。制限用弁２９の設定は、工具の出力特性を実際のネジ連結特性に適合するよう調整され得る。
図３に示すように、ばねによって付勢された放出流体制限弁は、有利なアイドル速度の低下を維持したまま、工具を低回転で作動させる時の動力損失をさらに小さくするのに有効である。
【０００９】
図４には、さらに簡単な設計の別の放出流体制限手段２４が示されている。本発明のこの実施例では、弁要素３２はスピンドル２９に堅固に固定され、実際の空気流を自動的に調節することはできない。弁要素３２は、スピンドル２９の肩部３９とロックリング３５との間に動けないようにロックされ、スピンドル２９で調整可能にされている。
【図面の簡単な説明】
【図１】 制限なし流体力駆動装置を有する工具及び導入流体制限手段を有する工具の動力出力特性と放出流体制限手段を有する駆動レンチの動力出力特性との比較のグラフを示す図である。
【図２】 本発明による動力レンチの放出流体制限手段を含む長手方向断面図である。
【図３】 放出流体制限手段を説明する動力レンチにおけるハンドルの断面の拡大図である。
【図４】 放出流体制限手段の別の構成を説明する動力レンチにおけるハンドルの断面の拡大図である。
【符号の説明】
１０ ハウジング
１２ 動力伝達手段
１３ａ 抑制応答トリガ機構
１３ｂ 圧縮空気導入遮断弁
１３ｃ 押出しロッド
１５ ハンドル
２３ 排気放出通路
２４ 流体制限手段
２９ ねじ付き弁スピンドル
３２ 弁要素
３４ 環状座

Claims (1)

1. ハウジング(10)、
   回転駆動装置(11)、
   締め付けられるべきネジ連結部材に連結するための出力軸(14)、
   前記駆動装置(11)を前記出力軸(14)に連結する動力伝達手段(12)、
   圧縮空気導入通路(16)、及び
   駆動装置 (11) からの排気空気流を制限する調整可能な空気流制限手段(24)を備えた排気放出通路(23)
   を有する流体力駆動レンチにおいて、
   前記空気流制限手段(24)が、
   前記排気放出通路(23)を通って実質的に長手方向に伸びる弁スピンドル(29)と、
   前記排気放出通路(23)内の環状肩部によって形成される弁座(34)と、
   前記弁スピンドル(29)上に固定され、前記弁座(34)と共働するように配置された弁要素(32)とを備え、
   前記弁スピンドル(29)に、前記ハウジング(10)内のネジ付き孔(30)及び、ねじビットグリップ(31)に係合するねじが形成され、それにより、前記弁スピンドル(29)が、前記駆動装置 (11) からの排気空気流の制限量を変更し、駆動装置 (11) のアイドル速度を変更するために、長手方向に調整可能であること、
   を特徴とする流体力駆動レンチ。

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