JP4750437B2 - 締付具 - Google Patents

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本発明はボルト、ナット、ネジなどを締めつけるための締付部材が取り付けられるアンビルシャフトを回転駆動される打撃部により間欠的に打撃してトルク発生させ、被締付物の用途別に対応したソケットタイプやドライバビットタイプなどの締付部材にその都度交換してその締付け作業を行なうためのインパクトレンチやオイルパルスレンチやドライバ工具などの締付具に関する。
近年、パルスレンチ及びインパクトレンチなどの締付具は、その作業形態に応じてドライバビットタイプやソケットタイプなどのような締付部材をそれぞれ交換して用いる場合が増えている。このようなインパクトレンチ類の分解、組み立て時にはインパクトレンチの打撃発生部又はパルス発生部から露出するドライバビットの着脱部材を分離しなければアンビルシャフトのメンテナンスができないため、その度に必要でない着脱部材の分解、組み立てが行なわれる。また、アンビル先端形状のみを変更する場合には打撃発生部やパルス発生部を含む回転打撃機構も分解しないと修理ができないという不便さがあった。
図6は従来のパルスレンチ60において、締付部材61を保持する連結部材62をドライバビットタイプからソケットタイプのものに交換する際の分解組立図である。この連結部材62をソケットタイプの連結部材62’に交換する場合には図示するように、まずレンチ本体前面側で締付部材61を固定しているカップル63を外してケーシングカバー64を引き出すように移動させる。つぎに露出された連結部材62をその後部側の接続リング65を取り外して打撃部66を含む回転打撃機構67を完全に分解して取り出した後、連結部材62をソケットタイプなどの異なるタイプの連結部材62’に交換して、再度組み立てるようになっている。
このようなインパクトレンチとして、例えば、特許文献1には通常的にドライバビットの着脱部材が取り付けられたものが示され、パルス発生部及びパルス発生部のハウジングも共にユニット化されたものが開示されている。また、特許文献2には通常的なソケット用のアンビルシャフトが組み込まれる代表的なパルスレンチが図示されている。
すなわち、上記文献1と文献2に代表されるように従来の小型パルスレンチ及びインパクトレンチでは、そのアンビルシャフト部分が二種類に作り分けられており、それぞれが専用機種として取り扱われている。
特願平7−308427号公報 特願平8−354116号公報
図6に示されるような従来のパルスレンチ60では、その締付部材61の交換に際して、ソケット部と打撃発生部が一体のため、打撃発生部やパルス発生部を含む回転打撃機構を多くの部材に分離しなければならず、分解工数やメンテナンス時間が多くなって、締付部材61を使用するドライバビットタイプから締付部材61’を使用するソケットタイプへの交換を迅速に行なうことができず、効率的な作業性を維持できない場合があるという課題があった。
特許文献1に記載のドライバビット用のトルクレンチでは、パルス発生部や打撃発生部の補修をしたい時、まず1段階で六角ドライブビットの着脱部材を分解分離後にハウジングを分離した後で第2段階でパルス発生部又は回転打撃発生部を分解処理を行い、処理終了後は再び着脱部材を元に組み戻すという手間があった。
又特許文献2に記載のソケット用のものでは、四角サイズの変更やドライバビット用への交換はパルス発生部又は回転打撃発生部を分解してアンビルシャフトを組替える必要があり、特にオイルパルスレンチのパルス発生部はオイル注入の困難さの為注入技術を要しオイル量の微妙な調整とリリーフの調整が更に必要となる。先端部が分離出来ないがために目的以外の心臓部までを分解し、元のとおりに復帰させなければならないという無駄があった。前記の理由で先端部だけの使用目的を変更する為に関係無い部分を特殊技術と特殊工具を使って工場内か専門修理店で交換しなければならないという不便さがあった。
本発明は前記従来の課題を解決するためになされたもので、その締付部材の交換に際して、特別な工具を用いることなく分解及び組み立てがどこでも容易にでき、分解工数やメンテナンス時間を軽減して部材交換を効率的に行なうことができ、作業性と生産性に優れたパルスレンチ又はインパクトレンチなどの締付具を提供することを目的とする。
(1)本発明の締付具は、ボルト、ナット、ネジなどの結合部材がその先端側に装着されその基端側が締付具本体のケーシング内に回転自在に保持される締付部材と、前記締付部材が取り付けられるアンビルシャフトに回転打撃力を付加する回転打撃機構とを備えた締付具であって、前記ケーシングが互いに分割可能に螺合又はボルト接合される前側ケーシングと後側ケーシングとを有し、前記前側ケーシングが開放された前記アンビルシャフトと前記締付部材との間に着脱自在に配置される締付部材交換用部材を備え、前記締付部材交換用部材として、前記締付部材の基端に嵌合する先端の嵌合部が凸部である第1締付部材交換用部材と、前記締付部材の基端に嵌合する先端の嵌合部が凹部である第2締付部材交換用部材とを有し、前記第1締付部材交換用部材と前記第2締付部材交換用部材とを選択的に前記アンビルシャフトと前記締付部材との間に配置可能とし、しかも、前記締付部材交換用部材がその軸芯方向に貫通孔を有してパイプ状に形成されていることとした。
(2)本発明の締付具は、前記(1)において、前記回転打撃機構の前側中央にその回転打撃力を調整するための回転力調整部が備えられ、前記締付部材交換用部材の貫通孔を介して挿入される六角棒レンチなどの細長の工具を用いて前記回転力調整部の調整ネジが回転可能に設けられていることにも特徴を有している。
本発明によれば、このアンビルヤフトはボルトナット用の締付け部材取り付け部材側とパルス又は回転打撃発生部側の二つに分離可能な構造としているので、その締付部材の交換に際して、特別な工具を用いることなく分解及び組み立てがどこでも容易にできる。これによって、分解工数やメンテナンス時間を軽減して、その部材交換を効率的に行なうことができる。また、従来の一体型のパルスレンチと同様の機械的構造を備えているので、その回転エネルギを締付部材に効率的に伝達することができる。さらに、ユーザがソケットタイプのレンチをドライバビットタイプにしたい時は別の機種のものに買い直す必要がなく作業現場で先端部の交換ができ再びもとの先端に容易に戻す事ができる。
また、修理専門業者においては、オイル交換や補修の場合、ドライバビットの着脱部材の取り外し作業や、作業完了後の再取付作業による面倒さを解消できる。リース業者においてはユーザの需要に合せてその心臓部となるパルス発生部や打撃発生部を分解する事無く準備することができ、ユーザへの速い対応ができる。
本実施形態の締付具は、締付具本体のケーシングが前側ケーシングと後側ケーシングとに分割可能に螺合又はボルト接合して形成されるとともに、前側ケーシングが開放されることでアンビルシャフトと締付部材との間に着脱自在に配置され、装着される締付部材の基端形状に応じて接続されるように選択される逆ソケット状又はソケット状の締付部材交換用部材を有している。すなわち、アンビルヤフトのボルトナット用などの結合部材側とパルス又は回転打撃発生部を備えた回転打撃機構側の二つに分離可能な構造としているので、その締付部材の交換に際して、分解及び組み立てが容易にでき、その部材交換を効率的に行なうことができる。また、回転力は従来の一体型のインパクトレンチと同様の機械的構造を備えているので、打撃機構で生じる回転エネルギを締付部材に効率的に伝達できる。
本実施の形態の締付具は、前記締付部材交換用部材をその軸芯方向に貫通孔を有するパイプ状に形成している。これによって、締付部材交換用部材を軽量化して経済性に優れるとともに、この貫通孔を用いて冷却ガス通路を形成することによる冷却効率の向上などが図られる。
また、本実施の形態の締付具は、前記回転打撃機構の前側中央にその回転打撃力を調整するための回転力調整部が備えられ、前記締付部材交換用部材の前記貫通孔を介して挿入される六角棒レンチなどの細長の工具を用いて前記回転力調整部の調整ネジを回転可能にすることもできる。これによって、レンチ本体の軸芯中央に配置される回転力調整部の調整操作を容易にするとともに、その構造を単純化して経済性やメンテナンス性に優れた締付具とすることができる。
ここで、締付部材は、ボルト、ナット、ネジなどの結合部材がその先端側に装着されその基端側がレンチ本体のケーシング内に回転自在に保持される部材である。
アンビルシャフトは、ボルトやナット、ネジなどに装着される締付部材に所定のトルクを間欠的に付与するための略円筒状の部材であって、締付部材との間に後述する締付部材交換用部材を介して接続されるようになっている。
ケーシングはレンチ本体を包み込むように金属鋳造体などで略円筒容器状に形成され、その前後に螺合部又はボルト接合部を介して分割可能に接合される前側ケーシングと後側ケーシングとからなっている。
締付部材交換用部材は、その先部に六角穴ボルト等を締付けるために必要なビットが装着されるものと六角ボルトや六角ナットを締付けるために必要な四角ソケットが装着されるものが結合部材を固定支持してアンビルシャフトに接合される部材があって、この結合部材の基端に嵌合するようにその先端嵌合部が凸部を有するソケット状又は凹部を有するピット状(非ソケット状)のそれぞれ異なる形状に形成されたものが複数準備されている。こうして、ボルト締めやネジ締めなどの作業形態に応じて、異なる種類の締付部材交換用部材をアンビルシャフトに適宜簡単に取り付けられるようにしてその作業が特別な設備を必要とすることなくどこでも効率的にできるようにしている。
回転打撃機構は、前記締付部材が締付部材交換用部材を介して取り付けられるアンビルシャフトに回転打撃力を付加する機械系である。このような回転打撃機構としては、例えば、空気モータや電動モータなどの駆動機構に接続されて回転されその内部がオイルで充填される略円筒状のライナと、前記ライナ内側に前記ライナと同軸に回転自在に配置されたアンビルシャフトと、前記アンビルシャフトの回転軸に直交して前記アンビルシャフトに設けられたシリンダと、前記シリンダに嵌合してスライド自在に取り付けられたピストンと、前記シリンダ内と前記アンビルシャフト外側とを連通するオイル通路と、前記ピストンの先側に把持され前記ライナの内壁面に弾性手段を介して圧着して転動されるローラ状やボール状の転動部材と、回転される前記ライナの内壁面に隆起して形成され前記転動部材を打撃する突設部と、を有するものなどが適用できる。この場合、ライナに充填されたオイルがオイル通路を介してピストンを保持するシリンダ内に流入可能に配設されるので、突設部(打撃部)が転動部材(被打撃部)に圧着又は打撃する際の打撃トルクの伝達性や各部材間の潤滑性、静粛性に優れると共に、構造を単純化して耐久性やメンテナンス性、経済性にも優れている。
なお、前記ライナ内に充填されるオイルを前記ピストンの基部が嵌合された前記シリンダ内に導入する逆止弁を前記オイル通路に設けることによって、密閉状態に保持され、転動部材及びピストンの没入が阻止されて転動部材を効果的に圧着できる。また転動部材が前記ライナの突設部を越えて回転した後は、逆止弁を介してシリンダ内部にアンビルシャフト外周のオイルが供給されて転動部材の先側を伸張させた状態で回転させることができる。こうして、転動部材と突設部との圧着又は衝突時点で被圧着部となる転動部材を確実に支持してこの打撃力を効果的にアンビルに伝達することができる。
さらに、前記回転打撃機構を同軸に複数多段連結して、前記ライナの突設部及び前記ピストン、前記転動部材の対が互いに回転対称状に配置することもできるので、アンビルシャフトに偶力モーメントを効率的に負荷でき、1回転に1打撃させるためのカム機構などの複雑な構造を要することなく回転打撃機構を実現できるため、打撃効率を高め小型化を容易にできると共に、回転部分による振動や騒音などを少なくして安定した打撃状態を維持させることができる。
(実施例)
以下、図面を参照しながら実施例の締付具についてさらに具体的に説明する。図1は実施例1の締付具の断面図であり、図2は締付部材交換用部材を交換する際の分解説明図である。図1及び図2において、10は実施例1の締付具の一例であるオイルパルスレンチ、11はオイルパルスレンチ10の互いに螺合又はボルト接合される前側ケーシング11aと後側ケーシング11bとを含むケーシング、12はボルト、ナット、ネジなどの結合部材に嵌合して装着される締付部材Jを交換可能に保持するためのドライバビットタイプの締付部材交換用部材、13は締付部材交換用部材12に接続されるアンビルシャフト13cを介して打撃力を負荷しながら回転駆動させるためのオイルパルスレンチ10の回転打撃機構、14は回転打撃機構13に回転駆動力を付与するための空気モータ、15はオイルパルスレンチ10の把持部を兼ねた空気モータ14に圧縮空気を供給するための給気部である。
なお、図1に示すようにオイルパルスレンチ10にはドライバビットタイプの締付部材Jに装着される締付部材交換用部材12とは別に、ソケットタイプの締付部材J'に対応した締付部材交換用部材12'などのものが準備されており、図2に示す分解交換の手順に従って、その作業内容に応じた所定の締付部材及び締付部材交換用部材の交換が簡単にできるようになっている。
この締付部材J及び締付部材交換用部材12の交換に際しては、まず、レンチ本体の前側に配置された前側ケーシング11aを後側ケーシング11bから離脱させる。これによって締付部材交換用部材12の基端側が露出され、アンビルシャフト13cに嵌合された締付部材交換用部材12を取り外して、ソケットタイプに対応した締付部材交換用部材12'を装着する。最後に、前側ケーシング11aを後側ケーシング11bに螺着して締付部材J'の装着が可能となる。
すなわち、この分解の際、アンビルシャフト13cのボルトナット用などの結合部材側と回転打撃機構13の二つに分離可能な構造としているので、その締付部材J、J'の交換に際して、分解及び組み立てがどこでも容易にでき、部材交換を効率的に行なえる。また、従来の一体型のインパクトレンチと同様の機械的構造を備えているので、回転打撃機構13で生じる回転エネルギを締付部材J、J'に効率的に伝達することができる。
また、締付部材交換用部材12、12’をその軸芯方向に貫通孔を有するパイプ状部材で形成するとともに、回転打撃機構13の前側中央にその回転打撃力を調整するためのオイルバルブ調整弁などの回転力調整部を設け、レンチ本体の前部に開口した締付部材交換用部材12、12’の貫通孔を介して六角棒レンチやドライバなどの細長の工具を挿入して、回転力調整部のオイル流量調整ネジを回転させることにより、外部から簡単にトルク調整ができるようにすることも可能である。こうして、その調整部分がケース外部に突出することがなく、ハンドリング性やメンテナンス性に優れたパルスレンチやインパクトレンチなどの締付具とすることができる。
図3は締付具の回転打撃機構を示す正面断面図であり、図4(a)、(b)はそれぞれ図3における矢視A、矢視Bの断面図である。回転打撃機構13は、図3及び図4に示すように空気モータ14の駆動軸14aに接続されて回転される略円筒状のライナ13aと、ライナ13a内の前後にそれぞれ形成された油室13b、13b'内に回転自在に配置されたアンビルシャフト13cと、アンビルシャフト13cに形成されたシリンダ13d、13d'と、シリンダ13d、13d'にその胴部が嵌合されアンビルシャフト13cの回転軸と垂直方向にスライド自在に取り付けられたピストン13j、13j'と、ピストン13j、13j'に把持されその先端がライナ13aの内壁面にコイルバネ13hなどを介して圧着コロガリされる転動部材の一例であるローラ13i、13i'と、シリンダ13d、13d'内のピストン13j、13j'下部の油室13k、13k'と油室13b、13b'とをそれぞれ連通するオイル通路に設けられたボール状の逆止弁13f、13f'とを有している。なお、前記ローラ13i,13i'が圧着されるローラ圧着部13eは、これらローラ13i、13i'を把持するピストン13j、13j'などを備えて構成されている。
ライナ13aの内壁面には山形状に隆起した前後一対の突設部13g、13g'が設けられている。こうして、ローラ圧着部13eのローラ13i、13i'を突設部13g、13g'で圧着してその反力がアンビルシャフト13cの軸心に向かってピストン13j、13j'に伝わり油室13k、13k'に密閉圧を立てて(又はローラ13i、13i'がライナ13aの内壁面に直打撃できる突出形状にした時さらに内部のオイルを抜けば円周方向へ直打撃するような締付具を構成して)オイルパルスを発生させアンビルシャフト13cに衝撃力を負荷する。
なお、ライナ13aの前側に配置される油室13b及びシリンダ13d、突設部13gは、ライナ13aの後側に配置される油室13b'及びシリンダ13d'、突設部13g'に対してその回転軸が同軸に設けられると共に、互いに180度反転した位置関係になるように前後一体に取り付けられている。
各ピストン13j、13j'に把持されたローラ13i、13i'は、共に進退自在に配置されている。ローラ13i、13i'はその全体が円形状断面を有してライナ13aの内壁面に当接される。ローラ13i、13i'はピストン13j、13j'により回転可能に支持され、コイルバネ13hなどの弾性部材を介してその先端がシリンダ13d、13d'から伸長するように付勢されている。
シリンダ13d、13d'基部側の油室13b、13b'に連通するオイル通路には逆止弁13fが設けられている。この逆止弁13fによって、内部に充填されたオイルにより、前記ローラ13i、13iのピストン13j、13j'と共なるシリンダ13d、13d'への沈み込みが阻止され、さらに、逆止弁13fを介して油室13b、13b'のオイルを油室13k、13k'に取り込んで一旦沈み込んだ前記ローラ13i、13i'が前記ピストン13j、13j'と共に弾性部材によって伸長されて復元するのを許容するようにしている。
駆動機構となる空気モータ14としては公知のエアモータの他、本体ケーシング11に内蔵した電池や外部電源などで駆動される電動モータなどが適用できる。ここでは本体ケーシング11に内蔵されたロータ支持部14bとロータ支持部14bに内蔵されその軸心に対して偏心した空気室14cを有するロータ部14dとを備えたエアモータを用いている。この空気室14c内に給気部15に連通する正回転流路又は逆回転流路が配設される。こうして、給気部15の給気レバー15aや図示しない流路切換レバーなどを操作することにより、ロータ支持部14bの内周壁面に設けられた正回転流路、逆回転流路に連通する吐出孔から圧縮空気を噴出させ、空気モータ14のロータ部14dを正逆いずれかの方向に回転させることができる。このロータ部14dは回転打撃機構13のライナ13aに連結されており、これによって空気モータ14の動力が伝達されるようにしている。
給気部15にはエアホース連結部15bが設けられており、ここに接続されるエアホースを介して図示しないコンプレッサやエアタンクなどから所定圧力の圧縮空気が供給される。なお、給気部15はオイルパルスレンチ10の把持部を兼ねてハンドル状に形成され、その給気レバー15aを指先で操作することにより所定流量の圧縮空気を取り込むようにしている。
図1において、空気モータから排出される空気は排気通路16aより排気口16bへ供給される。この空気は排気口16bに接続された回転打撃機構13を冷却した後、排気通路16cを通って大気排出部16dから外部に排出される。
続いて、以上のように構成された実施例における締付具10の回転打撃機構について図5に示す動作説明図を参照しながら説明する。なお、以下においては、図4(a)に示す前側の回転打撃機構について説明するが、これを180度反転させたような位置関係にある図4(b)に示す後側の回転打撃機構についても同様に成立するものである。
まず、図5の(1)に示すようにアンビルシャフト13cの各シリンダ13d、13d’がライナ13aのそれぞれ突設部13g、13g'からもっとも遠い位置からスタートするものとする。ここで空気モータ14を給気部15から供給される圧縮空気によって作動させることにより、(2)〜(4)位置に示すようにライナ13aを右回りに回転させる。このとき各ローラ13i、13i'の先端はシリンダ13d、13d'から突出するようにコイルバネ13hで付勢され、ライナ13aの内周面に沿って抵抗を受けることなく、コロガリ接触し高加速にて助走させることができるようにしている。
こうして、突出した各ローラ13i、13i'の先端が突設部13g、13g'に当接する位置(5)に達すると、ローラ13i、13i'をシリンダ13d、13d'内に押し込む方向に力が作用する。しかし、このとき下部のシリンダ13d、13d'内の油室13k、13k'にはオイルが充填され逆止弁13fによって密閉された固定状態に保持されており、突設部13g、13g'がローラ13i、13i'に衝突することによって、ローラ13i、13i'が突設部13g、13g'に乗り上げ、内部のオイルにパルス状に変化する圧力を効果的に発生させることができる。
位置(6),(7)に示すようにシリンダ13d、13d'の油室13k、13k'内のオイルが弾性収縮してローラ13i、13i'の先端が沈み込んだ状態で瞬発的に突設部13gの山を乗り越えると、コイルバネ13hで付勢されたローラ13i、13i'の先端が伸長するのに伴って、逆止弁13fから油室13b、13b'内のオイルが取り込まれて、先端がライナ13aの周壁に当接する。そして位置(8),(9)以降はローラ13i、13i'がライナ13aの周壁に当接したままコロガリ又は摺動して加速され、スタート位置(1)に復帰する。
すなわち、このオイルパルスレンチ10ではライナ13aが一回転する間の位置(5),(6)において、アンビルシャフト13cの突設部13g、13g'を介して180度対称位置に配置した二つのローラ13i、13i'が打撃され、その瞬発的な偶力によって1回転に1打撃させるための特別な機構を付加することなく、アンビルシャフト13cに接続されたソケット状などの締付部材交換用部材12が回転される。こうして、突設部13g、13g'による打撃力を効果的にアンビルシャフト13cに伝達して長期にわたる耐久性やメンテナンス性、経済性に優れた締付具を提供することができる。
実施例に係る締付具の正面断面図である。 同締付具の締付部材交換用部材交換時の分解説明図である。 同締付具の回転打撃機構の正面断面図である。 (a)図3における矢視Aの断面図である。 (b)図3における矢視Bの側面図である。 回転打撃機構の動作説明図である。 従来のパルスレンチの正面断面図である。
10 オイルパルスレンチ(締付具)
11 ケーシング
11a 前側ケーシング
11b 後側ケーシング
12、12' 締付部材交換用部材
13 回転打撃機構
13a ライナ
13b、13b' 油室
13c アンビルシャフト
13d、13d' シリンダ
13e ローラ圧着部
13f 逆止弁
13f' 逆止弁
13g、13g' 突設部
13h コイルバネ
13i、13i' ローラ
13j、13j' ピストン
13k、13k' 油室
14 空気モータ
14a 駆動軸
14b ロータ支持部
14c 空気室
14d ロータ部
15 給気部
15a 給気レバー
15b エアホース連結部
16a 排気通路
16b 排気口
16c 排気通路
16d 大気排出部
J、J' 締付部材

Claims (2)

  1. ボルト、ナット、ネジなどの結合部材がその先端側に装着されその基端側が締付具本体のケーシング内に回転自在に保持される締付部材と、前記締付部材が取り付けられるアンビルシャフトに回転打撃力を付加する回転打撃機構とを備えた締付具であって、
    前記ケーシングが互いに分割可能に螺合又はボルト接合される前側ケーシングと後側ケーシングとを有し、前記前側ケーシングが開放された前記アンビルシャフトと前記締付部材との間に着脱自在に配置される締付部材交換用部材を備え、
    前記締付部材交換用部材として、前記締付部材の基端に嵌合する先端の嵌合部が凸部である第1締付部材交換用部材と、前記締付部材の基端に嵌合する先端の嵌合部が凹部である第2締付部材交換用部材とを有し、前記第1締付部材交換用部材と前記第2締付部材交換用部材とを選択的に前記アンビルシャフトと前記締付部材との間に配置可能とし
    しかも、前記締付部材交換用部材がその軸芯方向に貫通孔を有してパイプ状に形成されていることを特徴とする締付具。
  2. 前記回転打撃機構の前側中央にその回転打撃力を調整するための回転力調整部が備えられ、前記締付部材交換用部材の貫通孔を介して挿入される六角棒レンチなどの細長の工具を用いて前記回転力調整部の調整ネジが回転可能に設けられていることを特徴とする請求項1記載の締付具。
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