JP5643199B2 - 安全デバイスを有する留め具締着装置 - Google Patents

Description

本出願は、2008年7月18日に出願された米国特許出願第61/081,765号、および、2008年12月12日に出願された米国特許出願第12/325,815号の優先権の特典を主張する。更に、上記の各米国特許出願の主題は、それらに対して言及したことにより明示的に本明細書中に援用される。本発明は、トルク動力工具に関する。より詳細には、本発明は、安全デバイスを有する螺条付き留め具締着装置に関する。

当業界において動力工具は知られている。斯かる公知の工具の内のひとつは、空気圧式のトルク動力工具である。他のトルク動力工具は、電気式、油圧式、手動式に駆動され、または、別様に動力供給されるべきことが知られている。全てのトルク動力工具は、作用力と、等しい逆向きの反作用力とを有している。空気圧式トルク工具、トルクマルチプライヤ、電気式もしくは油圧式のトルク工具の如きトルク工具の内の任意のものにおいて、作用力は、逆方向における反作用力と等しい。留め具を締着することが更に厳密な技術となるにつれ、正確なまたは少なくとも均一なボルト負荷は必須要件である。但し、このことは、強打レンチ(slugging wrench)または衝撃レンチ(impact wrench)によると達成され得ない。

トルク動力工具は、該工具がボルトの回りで転回することを阻止し、その代わりにナットを転回させるために、近傍の静止的物体に対して当接する反動アームを必要とする。斯かるトルク動力工具において、上記反動アームは通常は所定軸心の回りに接続され、且つ、動作の間において上記アームを工具ハウジングに対して確実に保持するための機構が配備される。このことは、スプライン、六角形部分、または、他の形状部分により行われ得る。

トルク動力工具が反動アームを含む理由は、工具ハウジングが逆方向に転回することが阻止されなければ、該工具はナットなどの留め具を締着し且つ弛緩させ得ないからである。このことは、トルク動力工具が適切に機能するためには、ナットを転回させる力と等しい逆向きの反作用力が方向転換されるべきことを意味する。静止的物体に対して当接する反動アームを含む公知のトルク動力工具の幾つかの例は、本発明と同様に本出願人が所有すると共に、言及したことにより本明細書中に援用されるという米国特許第6,152,243号、米国特許第6,253,642号および米国特許第6,715,881号に開示されている。

反動アームを備える公知のトルク動力工具においては、意図された使用の間、注意を払わない場合には、操作者の指もしくは手が上記反動アームと当接領域との間に捕捉されることがある、という相当のリスクが在る。必要な反動アームが当接する上記静止的物体もしくは当接領域は、近傍のナット、適用物のハウジング、パイプの一部分であるフランジ、などの内のいずれかとされ得る。

操作者は、トルク工具の動作のトリガも行う操作用の手により該工具を把持する。操作を行う手でない方の手は自由であり且つ偶発的に反動アームに向かい又は反動アームの近傍に向かい動くことがあり、其処でその自由な手は、操作者が操作を行う手によりトルク工具をトリガして起動する間に反動アームが静止的物体へと移動して該物体を当接領域として見出すときに、捕捉されることがある。このことはトルク動力工具によりボルト締めを行う際の最大の危険のひとつであると共に、それは頻繁に発生する、と言うのも、反動アームの部分であって当接を行うという部分は多くの場合に工具の転回軸心から離間延在する脚部の１／４未満なので、多くの場合に該工具により付与される反作用力はポンド・フィート(LBS/FT)トルクよりも相当に大きいからである。この種の工具は、指を切断してきており、また、これからも切断するであろう。

自由な手およびその指に対する負傷は、深刻であることが知られている。斯かる事故は頻繁に生じ、注意が必要である。負傷が生ずると、操作者の作業が中断されるだけでなく、全体的作業が中断されるべきこともある。負傷した作業員の近傍にいた者は通常は、その負傷、および、負傷した操作者に対して注意を向ける。故に、上記操作者が負傷して苦痛を受けただけでなく、作業または課業に対するコストおよび生産性の損失は相当である。更に述べれば、斯かる作業員の事故は通常は、OSHAの報告要件である。

故に、本発明の目的は、先行技術の不都合を回避するトルク動力工具を提供するに在る。

これらの目的、および、本明細書において以下に明らかとなる他の目的を達成するために、本発明のひとつの特徴は、簡潔に述べると、留め具を締着および弛緩する装置であって、上記留め具の回転を行うデバイスであって、操作者の一方の手により操作可能なトリガを有するというデバイスと、操作者の他方の手により操作可能な安全デバイスであって、使用に際し、回転を行う上記デバイスは操作可能であるが、操作者の一方の手のみが使用され且つ上記トリガが操作されたときには、当該装置が留め具を締着もしくは弛緩すべく機能しないように構成される、という安全デバイスとを含む装置に在る。

本発明の別の特徴に依れば、該装置のハウジングに対して接続可能であり且つ該ハウジングから接続解除可能である反動アームであって、上記留め具の締着もしくは弛緩の間に当該装置が転回することを阻止するために当該装置が機能する間は近傍の静止的物体に対して当接すべく構成されるという反動アームを含み、
上記安全デバイスは、該安全デバイスが使用中であるときには上記反動アームが上記ハウジングに対して回転不能に接続され且つ該反動アームが反作用力を上記近傍の静止的物体へと方向転換し得るが、操作者の一方の手のみが使用され且つ上記トリガが操作されたときには上記反動アームが上記ハウジングから接続解除され、故に、接続解除されたときに該反動アームは反作用力を上記近傍の静止的物体へと方向転換し得ないように構成される。

また、本発明の更なる特徴は、留め具を締着および弛緩する装置であって、当該手動操作子が操作者により操作されたときには上記反動アームが上記ハウジングに対して回転不能に接続されるが、操作者の一方の手のみが使用され且つ上記トリガが操作されたときには上記反動アームが上記ハウジングから自動的に接続解除される如く、上記安全デバイスは手動操作子を更に含む、という装置に在る。

本発明の更なる特徴に依れば、上記安全デバイスは、実質的に上記反動アームと上記ハウジングとの間に配置された係合要素であって、該係合要素が上記反動アームを上記ハウジングに対して回転不能に接続する第1位置と、該係合要素が上記反動アームを上記ハウジングから接続解除する第2位置との間で変位可能であるという係合要素を含む。

上記安全デバイスは、当該手動操作子が操作者により操作されたときに上記係合要素はスプリング力に抗して上記第2位置から上記第1位置へと移動されるが、操作者が上記手動操作子を解放したときに当該スプリング手段は自動的に上記係合要素を上記第2位置から上記第1位置へと戻し変位させる如く配置されたスプリング手段を更に含み得る。

本発明の別実施例に依れば、上記安全デバイスは、該安全デバイスが操作者の他方の手により操作されたときには、留め具の回転を行うたとえばモータなどの上記デバイスには動力が供給されるが、操作者の一方の手のみが使用され且つ上記トリガが操作されたときには、留め具の回転を行う上記デバイスに動力は供給されず且つ当該装置が留め具を締着もしくは弛緩すべく機能しないように構成され得る。この安全デバイスは、電気式、油圧式、空気圧式などの任意のトルク動力レンチに対して使用可能である。

たとえば、流体作動式(空気圧式もしくは油圧式)の駆動器を備えたトルク動力レンチに対し、上記安全デバイスは、該安全デバイスが操作されたときには、該デバイスは、留め具の回転を行う上記デバイスに対して作動流体を提供するが、操作者の一方の手のみが使用され且つ上記トリガが操作されたときには、留め具の回転を行う上記デバイスに対する作動流体の供給は中断され且つ当該装置が留め具を締着もしくは弛緩すべく機能しないように構成され得る。

本発明を特徴付けると考えられる新規な特徴は、特に添付の各請求項中に示される。但し、本発明の付加的な目的および利点と併せ、本発明の構成およびその作用方法の両方に関し、本発明自体は、添付図面に関して以下の特定実施例の説明を読破した場合に最適に理解されよう。

本発明の一実施例に係るトルク動力レンチの断面図である。 シフタ・ロッドおよびスリーブを含む、本発明のトルク動力レンチの安全デバイスの各部材を示す図である。 本発明のトルク動力レンチの上記安全デバイスの別の部材、特にシフタ・リンクを示す図である。 本発明のトルク動力レンチの工具ハウジングの一部分に対して反動アームの一部分が係合する領域を拡大縮尺で示す図である。 本発明の別実施例に係る安全デバイスの２つの位置を示す図である。 本発明の別実施例に係る安全デバイスの２つの位置を示す図である。

本発明に係る手持ち式のトルク動力レンチは、参照番号1で示されるハウジングであって、油圧式、空気圧式、電気式などの原動機として形成され得るモータ2を収容するというハウジングを有する。該モータ2により駆動要素3が回転駆動されると共に、該駆動要素3は、締着もしくは弛緩されるべき留め具に対して係合することから、モータ2が起動されたとき、駆動要素3は回転し且つ対応留め具に対して回転を提供する。上記トルク動力レンチは、駆動モータ2から駆動要素3に対するトルク出力を増大するためのトルク増強手段を備え得る。該トルク増強手段は、ハウジング1内に配置された遊星歯車であって図面中には示されないという遊星歯車として形成され得る。

上記トルク動力レンチは、操作者の片手で該トルク動力レンチを所定位置に保持するための握り柄(handle)4であって、操作者の片手により該トルク動力工具を起動するためのトリガ5を備えるという握り柄4を有している。該握り柄4は、たとえば、ハウジング1に対して移動不能に接続される。操作者が握り柄4を保持してトリガ5を引いたとき、駆動モータ2が起動される。

上記トルク動力工具は更に、近傍の静止的物体に対して当接する反動アームであって、動作の間に生成される反作用力を該近傍の静止的物体へと方向転換するという反動アームを有する。以下に説明される様に、上記反動アームは、上記工具が留め具の回りで転回することを阻止するために静止的物体に対して当接すべく構成された末端部分6と、上記トルク動力レンチのハウジング1に対して接続可能および接続解除可能な基端部分7とを有している。上記反動アームの部分6および7は、これらの部分が駆動要素3の回転の軸心Aの回りで相互に対して回転不能である様に、相互に対して接続される。

本発明に係る上記手持ち式トルク動力レンチは、操作者の手により対抗し得るトルク出力を超えるトルク出力を有している。換言すると、操作者は、駆動要素3により提供される作用力に対して逆向きである反作用力の作用下で上記工具のハウジングが転回することを阻止し得ないが、代わりに、上記反動アームは、本発明のトルク動力レンチが機能するために、常に機能的とされねばならない。それは、ハウジング1と駆動要素3との軸心Aの回りにおいて回転不能に該ハウジングに対して接続されねばならず、且つ、近傍の静止的物体に対して当接せねばならない。

本発明に依れば、上記トルク動力レンチは、操作者の他方の手により操作可能な安全デバイスであって、それが操作者の他方の手により操作されたときに上記トルク動力レンチは留め具を締着もしくは弛緩すべく機能するが、操作者の一方のみの手が握り柄4を保持し且つトリガ5を引くことにより上記トルク動力レンチを所定位置に保持すべく使用されたときには該トルク動力レンチが留め具を締着もしくは弛緩するようには機能しない、という様に設計されるという安全デバイスを備えている。

本出願において開示される本発明のひとつの好適実施例に依ると、上記安全デバイスは、それが操作者の他方の手により操作されたときには、留め具の締着もしくは弛緩の間に上記トルク動力レンチのハウジングが該留め具の回りで転回することを阻止するために上記トルク動力レンチが機能する間において上記反動アームが上記ハウジングに対して接続され且つ該アームが近傍の静止的物体に対して当接し得るように構成される。但し、上記安全デバイスが操作者の他方の手により操作されないときに上記反動アームは上記ハウジングから接続解除され、故に、後者の場合に反動アームは反作用力を上記近傍の静止的物体へと方向転換し得ない。

図１および図４から理解され得る如く、上記反動アームの末端部分7は軸心方向に長寸である内側スプライン8を備える一方、末端部分7の内部を通り延在するハウジング1の部分は、径方向において当該スプライン8および9が相互から離間される様に構成された軸心方向に短寸である外側スプライン9を備える。上述の安全デバイスは、たとえば、軸心方向に移動可能なリング10であって、たとえば上記反動アームの末端部分7の内側スプライン8に対して常に係合する外側スプライン11を有し、且つ、たとえばハウジング1の上記部分のスプライン9に対して係合可能であり且つそれから係合解除可能である内側スプライン12も有する、というリング10として形成された係合要素を含んでいる。参照番号20は、この領域に配備された軸受を示している。

図１に示された位置において、リング10は、そのスプライン12が上記ハウジングのスプライン9と係合しない様に軸心方向に下方に変位されており、故に、上記反動アームの部分7は、軸心Aの回りで回転不能となる様にハウジング1に対して接続はされない。軸心Aの回りで回転不能となる様に上記反動アームを上記ハウジングに対して接続するために、リング10は、そのスプライン11が上記反動アームの内側スプラインに係合するだけでなく、そのスプライン12も上記ハウジングのスプライン9に係合する様に、軸心方向に上方に変位される。上記反動アームは、軸心Aの回りで回転不能となる様に上記ハウジングに対して接続される状態となる。この位置にて、上記トルク動力レンチの動作の間において末端部分6または上記反動アームが近傍の静止的物体に当接したときには上記トルク動力レンチは機能し得る、と言うのも、操作者の手によっては対抗され得ない反作用トルク出力は、上記近傍の静止的物体に当接している上記反動アームにより対抗されるからである。

リング10を軸心方向に上方に変位させて上記ハウジングに対する上記反動アームの係合を提供するために、操作者は手動操作子(hand grip)13の一方の脚部に作用を及ぼすことから、該手動操作子の他方の脚部はチェーン・リンク部材14を介してシフタ・ロッド15を揚動する。該シフタ・ロッド15はスリーブ16を揚動し、すると該スリーブはリンク17を揚動し、該リンクは次に、リング10に対して接続されたシフタ18を揚動することから、最終的にリング10が揚動される。本明細書中において上記に説明された如く、リング10が上方に変位されたとき、それは、上記ハウジングに対する上記反動アームの接続を提供することから、上記反動アームは軸心Aの回りで回転不能となる様に上記ハウジングに対して接続された状態となる。

故に、操作者はトルク動力工具の握り柄4を所定位置に保持して一方の手でトリガ15を引き、同時に、操作者は他方の手で手動操作子13に作用を及ぼすことで上記安全デバイスを作動させる、という両方の動作が行われたときにのみトルク動力レンチが機能し得るので、操作者の他方の手は上記反動アームの領域内には進入し得ない、ということが理解されるものと確信される。

操作者が自身の他方の手により手動操作子13に作用を及ぼさない場合、手動操作子13が操作されたときに張設されていた戻しスプリング19が弛緩する。それは要素16、17および18を軸心方向に下方に変位させ、且つ、リング10もまた軸心方向に下方に変位されることから、そのスプライン12は上記ハウジングのスプライン9から係合解除され、且つ、上記反動アームはもはや上記ハウジングに対して回転不能に接続はされない。

別実施例に係る手持ち式トルク動力レンチに対する安全デバイスは、たとえば、操作者の他方の手が該安全デバイスを操作した場合に該デバイスはモータ2に対する動力供給を提供するが、操作者の一方の手のみが、握り柄4を保持することでトルク動力レンチを所定位置に保持し且つトリガ5を引くために使用される場合にはモータ2に対する動力供給が中断され且つ上記トルク動力レンチは留め具を締着もしくは弛緩させるように機能はしない、という様に形成され得る。この安全デバイスは、たとえば電気式、空気圧式、油圧式の種々の形式の駆動器、および、他の駆動器を備えたトルク動力レンチに対して使用され得る。本発明のこの実施例の一例は、安全デバイスを２つの異なる位置で示す図５および図６に示される。

この実施例において上記トルク動力レンチは、作動流体(液体もしくは気体)を、たとえば空気モータとして形成され且つ方向性バルブ22を備えたモータ21に対して供給する手段を有している。作動流体を供給する該手段は流体取入通路23を含み、これを通して作動流体が供給される。上記作動流体が回収される排出通路は、参照番号24により表される。

本発明に係る上記安全デバイスは、操作者の他方の手により保持されるべき旋回可能な手動操作子25を含むと共に、該手動操作子は戻しスプリング26を備えている。操作者は手動操作子25の上側アームに対して作用を及ぼす一方、下側アームは、案内ブッシュ28内で摺動する軸部27であってピストン29に対して接続されるという軸部27に対して接続される。ピストン29は、図５に示された位置であって、其処で該ピストンは取入通路23の通過開口を閉成して作動流体が空気モータ21に流入することを阻止するという位置と、図６に示された位置であって、其処で該ピストンは取入通路23の上記開口を開成して空気モータ21への作動流体の流入を許容するという位置との間において、取入通路23を縦走して移動可能である。

図５に示された位置から図６に示された位置までピストン29と共に軸部27を変位させるために、操作者は、取入通路23の通過開口が開成し、作動流体が空気モータ21内へと供給され且つトルク動力レンチが機能し得る様に、自身の他方の手により手動操作子25を保持し且つたとえば時計方向にそれを転回させねばならない。但し、操作者が自身の他方の手を手動操作子25から離したとき、スプリング26はそれを反時計方向に押圧し、該手動操作子25の内側脚部はピストン29と共に軸部27を図６に示された位置へと変位させ、其処でピストン29は取入通路23の通過開口を閉成し、作動流体はもはやモータ21内には供給されず、且つ、上記トルク動力レンチは機能しない。

ユーザである操作者の一方の手がトルク動力レンチを保持し且つトリガを引くだけでなく、操作者の他方の手も該トルク動力レンチの操作のために使用されているときときにのみ、該トルク動力レンチが機能する如く、本発明に従い設計された安全デバイスに対しては他の実施例も可能であることが明らかであると確信される。但し、操作者の他方の手がトルク動力レンチの所定構成要素を起動すべく使用されていないとき、該トルク動力レンチは機能を停止する。

上述の要素の各々、または、その内の協働する２つもしくは３つの要素は、上述の形式とは異なる他の形式の構成において有効に適用され得ることは理解されよう。

本発明は反動アームの安全性の制御器を備えたトルク動力工具において具現されたものとして図示かつ記述されたが、示された詳細に対して本発明が限定されるべきことは意図されない、と言うのも、如何なる意味においても、本発明の精神から逸脱せずに種々の改変および構造的変更が為され得るからである。

更に解析せずとも、上記内容は、先行技術の観点から本発明の総括的なもしくは詳細な見地の本質的特性を明確に構成する特徴を省略することなく、現在の知見を適用することにより他者が該知見を種々の用途に対して容易に適合化させ得るほどに、本発明の要旨を十分に明らかとしている。

新規であるとして権利請求され且つ特許証により保護されることが望まれる処は、添付の各請求項中に示される。

Claims (9)

1. 留め具を締着および弛緩する装置であって、
   前記留め具の回転を行うデバイスであって、操作者の一方の手により操作可能なトリガを有するというデバイスと、
   操作者の他方の手により操作可能な安全デバイスであって、使用に際し、回転を行う前記デバイスは操作可能であるが、操作者の一方の手のみが使用され且つ前記トリガが操作されたときには、前記装置が留め具を締着もしくは弛緩すべく機能しない様に構成される、という安全デバイスとを含み、また、
   前記装置のハウジングに対して接続可能であり且つ該ハウジングから接続解除可能である反動アームであって、前記留め具の締着もしくは弛緩の間に前記装置が転回することを阻止するために前記装置が機能する間は近傍の静止的物体に対して当接すべく構成されるという反動アームを含み、
   前記安全デバイスは、該安全デバイスが使用中であるときには前記反動アームが前記ハウジングに対して回転不能に接続され且つ該反動アームが反作用力を前記近傍の静止的物体へと方向転換し得るが、操作者の一方の手のみが使用され且つ前記トリガが操作されたときには前記反動アームが前記ハウジングから接続解除され、故に、接続解除されたときに該反動アームは反作用力を前記近傍の静止的物体へと方向転換し得ないように構成される、装置。
2. 手動操作子が操作者により操作されたときには前記反動アームが前記ハウジングに対して回転不能に接続されるが、操作者の一方の手のみが使用され且つ前記トリガが操作されたときには前記反動アームが前記ハウジングから自動的に接続解除される如く、前記安全デバイスは手動操作子を含む、請求項１に記載の装置。
3. 前記安全デバイスは、実質的に前記反動アームと前記ハウジングとの間に配置された係合要素であって、該係合要素が前記反動アームを前記ハウジングに対して回転不能に接続する第1位置と、該係合要素が前記反動アームを前記ハウジングから接続解除する第2位置との間で変位可能であるという係合要素を含む、請求項２に記載の装置。
4. 前記安全デバイスは、前記手動操作子が操作者により操作されたときに前記要素は前記第2位置から前記第1位置へと移動されるが、操作者が前記手動操作子を解放したときに当該スプリング手段は自動的に前記要素を前記第1位置から前記第2位置へと戻し変位させる如く配置されたスプリング手段を含む、請求項３に記載の装置。
5. 前記係合要素は実質的にリング状であり、且つ、
   該係合要素は、
   前記ハウジングもしくは前記反動アームの一方の係合用形態部に対して永続的に係合可能であるという係合用形態部、ならびに、
   前記第1位置および前記第2位置において、夫々、前記ハウジングおよび前記反動アームの他方の係合用形態部に対して係合可能であり且つ該係合用形態部から係合解除可能であるという係合用形態部を有する、請求項４に記載の装置。
6. 前記安全デバイスは、該安全デバイスが操作者の他方の手により操作されたときには、留め具の回転を行う前記デバイスには動力が供給されるが、操作者の一方の手のみが使用され且つ前記トリガが操作されたときには、留め具の回転を行う前記デバイスに動力は供給されず且つ前記装置が留め具を締着もしくは弛緩すべく機能しないように構成される、請求項１から請求項５のいずれか一つの請求項に記載の装置。
7. 前記装置は、留め具の回転を行う前記デバイスに対して作動流体を供給してそれを作動させることで前記装置を機能させる手段を含み、
   前記安全デバイスは、該安全デバイスが操作者の他方の手により操作されたときには、作動流体を供給する前記手段は、留め具の回転を行う前記デバイスに対して作動流体を提供するが、操作者の一方の手のみが使用され且つ前記トリガが操作されたときには、作動流体を供給する前記手段は、留め具の回転を行う前記デバイスに対して作動流体を供給せず且つ前記装置が留め具を締着もしくは弛緩すべく機能しないように構成される、請求項６に記載の装置。
8. 作動流体を供給する前記手段は、
   当該通路を通り、留め具の回転を行う前記デバイスに対して作動流体が供給可能である、という通路と、
   操作者の他方の手が前記安全デバイスを操作したとき、または、操作者の一方の手のみが使用され且つ前記トリガが操作されたときには、夫々、前記通路を開成または閉成する手段と、
   を含む、請求項７に記載の装置。
9. 留め具の回転を行う前記デバイスを収容するハウジングと、操作者の一方の手により前記装置を所定位置に保持する握り柄とを含む、請求項１に記載の装置。

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