JP6192456B2 - ねじ付きボルトを伸長するためのテンショナ装置および好ましくは駆動アダプタであるこの目的に適した工具 - Google Patents

Description

本発明は、まず、ねじ付きボルトのねじ付き端部に引張り力をかけることによりねじ付きボルトを伸長するためのテンショナ装置に関し、そのテンショナ装置は、ねじ付き端部を囲む支持管と、支持管の延長部に配置されるシリンダであって、支持管内において長手方向に移動することができ、かつ液圧供給部に接続することができる少なくとも１つのピストンを有するシリンダと、ピストンにより軸方向に駆動することができ、かつ一方の端部にねじ付き端部に螺合するための雌ねじが設けられ、他方の端部に外部多角形部が設けられるように構成される交換ソケットと、交換ソケットを回転させるために外部多角形部に着脱自在に取り付けることができる工具とを有する。

さらに、本発明は、このタイプのテンショナ装置を対象とする、好ましくは駆動アダプタとして構成される工具に関する。

ねじ付きボルトのための一般的なタイプのテンショナ装置は、国際公開第２０１０／０５４９５９号から公知である。テンショナ装置が、交換ソケットにより把持されるねじ付きボルトのねじ付き端部の長さを確認できるようにするために、細長の測定器が、長手方向に移動可能なように交換ソケットに設けられる。その測定器は、その下端で、引張り力を受けるねじ付きボルトの端面において支持される。他方の端部は、交換ソケットから突出し、この露出した端部にはマークが設けられる。このマークを使用することによって、ねじ付き突出部、すなわち、交換ソケットにより把持されるねじ付き部分の長さが、引張力付与工程に十分であるか否かを読み取ることができる。交換ソケットをねじ付きボルトに螺合するために、交換ソケットは、外部四角形部として露出するピン端部の下方に設計される。交換ソケットを回転させ、それによって交換ソケットをその底部に配置される雌ねじでねじ付きボルトに螺合するために、伸長工程を始め得る前に、オープンエンドスパナまたはリングスパナを露出したピン端部に取り付けることができる。一方、オープンエンドスパナまたはリングスパナ以外の工具は、細長の測定器およびそこに設けられるマークに損傷を与えるおそれがあるので適切ではない。

実際には、同じ引張力付与工程を何度も次々と行わなければならないことが多いので、オープンエンドスパナまたはリングスパナを用いて交換ソケットを締め付け、次いで再び緩めるための休止時間は、時間の浪費である。

国際公開第２０１０／０５４９５９号

本発明は、各引張力付与工程に伴う休止時間を短縮するという目的に基づく。

この目的を達成するために、ねじ付きボルトを伸長するための一般的なタイプのテンショナ装置において、外部多角形部に相対回動不能に連結するための工具面を内側に有するカップ状部分と、カップ状部分の延長部に配置されるより細長の駆動部とから構成される工具が提案される。

外部多角形部に着脱自在に取り付けることができる工具は、少なくとも２つの機能部分を有する駆動アダプタである。カップ状部分は、第１の機能部分を形成し、そのカップ状部分の内側には、交換ソケットの外部多角形部への形状接続による相対回動不能な接続を保証する工具面が設けられる。第２の機能部分は、カップ状部分の延長部として一体的に構成される細長の駆動部である。その駆動部は、好ましくは中実であり、かつその周縁には、モータ作動式ドライバ、例えば、電動ドライバのチャックに接続するための連結構造が設けられる。このようにして、例えば、どこでも入手可能なコードレスドライバを用いて、交換ソケットを固く螺合することができ、かつ引張力付与工程後に再び交換ソケットを外すことができる。引張力付与工程に伴う休止時間は、このようにして大幅に短縮することができる。

交換ソケットには、好ましくは、長手方向チャネルと、長手方向チャネル内で長手方向に移動可能なピンとが設けられる。その移動可能なピンの第１のピン端部は、ねじ付き端部を有するねじ付きボルトの端部において支持することができ、かつその移動可能なピンの第２のピン端部は、外部多角形部を越えて突出する。この場合、工具のカップ状部分は、工具面を有する第１の長手方向部分と、工具の長手方向軸線上にキャビティを形成する、第１の長手方向部分に隣接する第２の長手方向部分とから構成される。第２の長手方向部分には、第２のピン端部のレベルにおいて、少なくとも１つの観察用開口部が設けられる。その観察用開口部によって、第２のピン端部およびそこに表示される視覚的マークを外から観察することが可能になる。そのマークは、好ましくは、例えば緑色のラベルなどの良否マークであり、観察用開口部から見える場合、オペレータは、一方の交換ソケットと他方の引張り力を受けるねじ付きボルトの端部との間に十分なねじ係合長さがあると考えることができる。

オペレータが、駆動アダプタの回転可能な位置とは概して無関係に駆動アダプタの内部に配置されるマークを検出できるようにするために、テンショナ装置のさらなる改良として、第２の長手方向部分に、第２のピン端部またはマークのレベルにおいて、キャビティに関して向かい合って位置するように配置される合計で２つの観察用開口部を設けることが提案される。当然、その観察用開口部の数は、トルクに対する駆動アダプタの剛性が結果的に不都合な影響を受けない限り、３つまたは４つにすることもできる。

さらに、前述の目的を達成するために、ねじ付きボルトテンショナ装置とともに使用するのに適した工具、好ましくは駆動アダプタが提案される。その工具は、外部多角形部に相対回動不能に連結するための工具面を内側に有するカップ状部分と、カップ状部分の延長部に配置されるより細長の駆動部とから構成される。

工具の１つの改良において、駆動部は、中実に構成され、かつその周縁にモータ作動式ドライバのための連結面または連結構造が設けられる。

工具のさらなる改良において、カップ状部分は、工具面を有する第１の長手方向部分と、工具の長手方向軸線上にキャビティを形成する、第１の長手方向部分に隣接する第２の長手方向部分とから構成され、第２の長手方向部分には、少なくとも１つの観察用開口部が設けられる。

その観察用開口部の数に関して、好ましい１つの実施の形態として、キャビティに関して向かい合って位置するように配置される２つの観察用開口部が設けられる。しかし、その数は、駆動アダプタの対応する強度が与えられるならば増やすこともできる。

さらなる詳細および利点は、図面に示される１つの例示的な実施の形態に関する以下の記載から得られる。

ナットにより固定され、かつ台座に支持されるねじ付きボルトに取り付けられた、部分的に断面で示される液圧作動式ねじ付きボルトテンショナ装置の図である。 図１の図面の上部の拡大図である。 上部に取り付けられる駆動アダプタを有さない、図１に記載のねじ付きボルトテンショナ装置の上部の図である。 駆動アダプタの側面図の個別の図である。 表示面が、図３の表示面に関して９０°回転した、駆動アダプタの別の側面図である。 図４に記載の断面Ｖ−Ｖに沿った、駆動アダプタの断面図である。

液圧作動式テンショナ装置は、高負荷のねじ接続部を締め付け、場合により緩める働きもする。トルクなしでねじ接続部のナット４を締め付けまたは増締めし、ナット４が、ねじ付きボルト３に螺合される可能性を生むために、テンショナ装置は、ねじ付きボルト３に、所定の予張力をボルトの長手方向に規定の時間加える役目を有する。この目的のために、以下の記載でより詳細に説明されるテンショナ装置の交換ソケットは、ナット４を越えて突出し、その後液圧力を受けるねじ付きボルト３のねじ部に螺合される。その結果、ねじ付きボルト３は、長手方向に伸長する。

ねじ付きボルトのねじ込み深さは、ナット４の上方においてボルト突出部として利用可能なねじ付き端部Ａの長さにより制限されている。利用可能なねじ込み深さは、ボルトのねじ直径に少なくとも等しくなければならず、好ましくはその１．５倍である。最低限のねじ込み深さを維持するだけで、ねじ付きボルト３が引張力付与工程により損傷しないことが保証される。ねじ付き端部Ａにおけるねじ係合部の長さの最低値が守られない場合、ねじ付きボルト端部において折れが生じるおそれがある。

ボルトテンショナ装置は、１つまたは複数のシリンダ１を備えるハウジングを有する。ハウジングまたはシリンダ１の、長手方向Ｌにおける下向きの堅固な連続は、支持管２により形成されている。支持管２は、下側において開口しており、かつ通常は機械部分である台座８に支持されている。台座８にはナット４も支持されている。テンショナ装置は、液圧接続部７を通じて液圧供給部に接続されており、液圧接続部７は、シリンダ１から構成されるハウジングの側面に配置されている。

さらに、支持管２の開口部を通じて動作する歯車機構１５を設けることができる。この歯車機構１５によって、ねじ付きボルト３に螺合されているナット４を回転させることができる。当然、この回転は、テンショナ装置が動作しているときのみ可能であるので、ナット４は大きな摩擦を受けない。

ハウジングは、可撓な耐圧性の液圧ラインを介して外部液圧供給部に接続される、１つまたは複数の液圧シリンダを含むことができる。ピストンは、シリンダ１の内壁に封止されていて、長手方向に移動することができるように各シリンダ１内に配置されている。液圧供給部がオンのとき、各シリンダ内に配置されるピストンは、その各シリンダの作動室に液圧が供給されることにより上昇する。これは、ピストンに上方から支持される圧縮ばねの作用に反して発生する。

ピストンは、ピストンの中央に配置されている交換ソケット１０に堅固に接続されている。その結果、ピストンの長手方向の移動により、交換ソケット１０が同じように移動する。

交換ソケット１０は、適切な手段により交換することができるように設計されている。そのため、交換ソケット１０は、異なる形状を有する交換ソケット１０と交換することができるが、ピストンを他のピストンと交換する必要は無い。

交換ソケット１０は、下方の連結部１０Ａと、上方のシャンク部１０Ｂとから一体的に構成されている。連結部１０Ａは、支持管２内に配置されており、かつねじ付きボルト３の雄ねじに螺合することができる雌ねじ１１を有している。交換ソケット１０のシャンク部１０Ｂは、１つまたは複数のピストンにより囲まれており、シャンク部１０Ｂは、好ましくはねじ接続部によって堅固にピストンに接続される。

ねじ付きボルトに引張り力を付与するために、まず、交換ソケット１０の雌ねじ１１は、ねじ付きボルトのねじ付き端部Ａに螺合されている。

その後の液圧供給の結果として、シリンダ１内で案内されるピストンは、交換ソケット１０を駆動しながら上昇する。その結果、ねじ付きボルト３の長手方向における伸長が発生する。ナット４の下面における摩擦は、これに関連している。結果として、そのナット４はこの時点で、ボルトのねじ部分上で回転することができる、すなわち、増締めすることができる。

引張力付与動作のためには、ねじ付き端部Ａの長さに基づいて利用可能になるねじ付きボルト３のねじ込み深さを、交換ソケット１０の対応する雌ねじ１１と共に使用し、十分な長さのねじ係合を確実に達成することが重要である。

ねじ係合長さを検査するために、交換ソケット１０の中央に配置されている長手方向ガイド１７内にピン２０が配置されている。そのピン２０には、カラーまたは拡大部２１が設けられている。カラーまたは拡大部２１には、ばねが支持されており、ばねは他方の端部においては交換ソケット１０に支持されている。このため、交換ソケットの長手方向ガイド１７において長手方向に移動することができるピン２０には、やや下向きにねじ付きボルト３に向けて押圧力が常にかかっている。

ピン２０は、その下端部２２で、ねじ付きボルト３の端面３Ａにおいて軸方向に支持されている。ピン２０の他方の端部２３は、テンショナ装置の上部領域に配置されている。そこで、ピン端部２３の長手方向位置およびピン２０の位置を検出するための手段が設けられている。この長手方向位置は、ピン下端部２２が配置されている高さを導き出すのに使用することができ、それによって、ねじ付き端部Ａにおけるねじ係合の長さに関して直接的な結論を下すことが可能になる。というのも、ねじ係合の長さＡが図１に示されている状態よりも短い場合、ピン２０はより低い位置にあり、このことが、ピン端部２３を囲んでいる交換ソケット１０に対するピン上端部２３の位置から検出することができるからである。

このために、ピン２０の上部の露出した端部には、例えば、良否マークとしての緑色マークまたは赤色マークなどのマークＭが設けられている。ユーザは、交換ソケット１０の上縁部または交換ソケット１０上の対応するマークに関して、鉛直位置から一目で、ねじ付き端部Ａにおけるねじ係合が十分な長さを有しているか否か検査することができる。

ピン上端部２３は、交換ソケット１０の長手方向部分２５内に部分的に配置されている。その長手方向部分２５は、テンショナ装置のシリンダのハウジング１の端面２７を越えて上方向に突出している。その都度の良否状態に応じて、ピン２０上のマークＭは、その長手方向部分２５の上方に部分的にまたは全体的に位置する。この場合、マークＭは露出しているので、あらゆる面から観察することができる。

シリンダのハウジング１の端面２７を越えて突出している長手方向部分２５において、交換ソケット１０には、例えば六角形部である、外部多角形部２６が設けられている。交換ソケット１０をシリンダのハウジング１に関して回転させるために、外部多角形部２６に工具を取り付けることができる。というのも、すでに述べたように、交換ソケット１０は、第１のステップにおいて、ねじ部１１を用いてねじ付き端部Ａに完全に螺合する必要があるからである。

この螺合作業は、外部多角形部２６に取り付けられるオープンエンドスパナまたはリングスパナを使用して手動で行う場合、非常に時間を浪費する。電動ドライバを外部多角形部２６に取り付けることで、時間は大幅に節約される。その電動ドライバには、通常は工具ナットである、対応する取付工具が設けられている。しかし、取付工具は、マークＭが取り付けられた測定器の露出端部を損傷するおそれがある。加えて、取付工具は、マークＭの観察を妨げるおそれがある。そのため、オペレータは、電動ドライバを用いて交換ソケット１０を回転させることと、その間にマークＭから目を離さずにいることとを同時に達成することはできないだろう。

そのため、通例の取付工具の構造設計から逸脱した形態においては、交換ソケット１０の回転は、外部多角形部２６に上方から取り付けることができる駆動アダプタ３０を用いて行われる。その駆動アダプタ３０は、測定器の露出した端部のために、駆動アダプタ３０の内部に十分な空間と移動の自由度を残し、ピン端部に取り付けられた良否マークの観察を可能にする。

図１は、取り付けることができる駆動アダプタ３０を有する装置の図である。図２は、その駆動アダプタ３０を有さない装置の図である。

駆動アダプタ３０は、外部多角形部２６に相対回動不能に連結するための、好ましくは６つの工具面３３を内側に有するカップ状部分３１と、部分３１よりも細長で、かつ部分３１の延長部に配置されている駆動部３２とを備える工具である。例えばコードレスドライバである電動ドライバのチャックを、駆動部３２に締め付けることができる。このため、駆動部３２には、対応する連結構造が設けられている。

カップ状部分３１は、工具面３３を内側に有する第１の長手方向部分Ｌ１と、工具の長手方向軸線において第１の長手方向部分Ｌ１に隣接し、かつ工具の長手方向軸線上に配置されるキャビティ３７を形成する第２の長手方向部分Ｌ２とから構成されている。

カップ形状から成る追加のキャビティ３７は、測定器２０の露出した端部が、キャビティ３７に収容されるだけの、正確には、測定器２０の各鉛直位置を収容し得るだけの幅と高さとを有している。部分３１のカップ形状により達成される追加のキャビティ３７によって、測定器２０との接触は、交換ソケット１０がねじ付きボルト３に螺合されている間は発生しない。そのため、測定器それ自体または測定器に取り付けられたマークＭの損傷は発生しない。

マークＭを常に外から見ることができるようにするために、第２の長手方向部分Ｌ２には、マークＭのレベルにおいて、少なくとも１つの観察用開口部３５が設けられており、その観察用開口部３５を通じて、キャビティ３７の内部を観察することができる。図３によると、例示的な実施の形態において、キャビティ３７に関して向かい合って位置するように配置された２つの観察用開口部３５が配置されているが、その数はそれより多くても良い。

キャビティ３７内の十分な観察のためには、観察用開口部３５は、観察用開口部３５による中央のキャビティ３７内とそこに位置するマークＭとの観察が、合計で円周の少なくとも３分の２を超えて可能になる程度に、円周方向において大きくなければならない。

１ シリンダ
２ 支持管
３ ねじ付きボルト
３Ａ ねじ付きボルトの端面
４ ナット
５ ピストン
７ 液圧接続部
８ 台座
１０ 交換ソケット
１０Ａ 連結部
１０Ｂ シャンク部
１１ 雌ねじ
１５ 歯車機構
１７ 長手方向ガイド
２０ ピン
２１ 拡大部
２２ ピン端部
２３ ピン端部
２５ 長手方向部分
２６ 外部多角形部
２７ 端面
３０ 工具、駆動アダプタ
３１ カップ状部分
３２ 駆動部
３３ 工具面
３５ 観察用開口部
３７ キャビティ
Ａ ねじ付き端部
Ｌ１ 長手方向部分
Ｌ２ 長手方向部分
Ｍ マーク

Claims (7)

1. ねじ付きボルトのねじ付き端部（Ａ）に引張り力をかけることにより該ねじ付きボルトを伸長するためのテンショナ装置であって、該テンショナ装置は、前記ねじ付き端部（Ａ）を囲む支持管（２）と、該支持管（２）の延長部に配置されるシリンダ（１）であって、前記支持管（２）内で長手方向に移動することができ、かつ液圧供給部に接続することができる少なくとも１つのピストンを有するシリンダ（１）と、前記ピストンにより軸方向に駆動することができ、かつ一方の端部に前記ねじ付き端部（Ａ）に螺合するための雌ねじ（１１）が設けられ、他方の端部に外部多角形部（２６）が設けられるように構成された交換ソケット（１０）と、該交換ソケット（１０）を回転させるために前記外部多角形部（２６）に着脱自在に取り付けることができる工具とを備える前記テンショナ装置であって、前記工具（３０）は、前記外部多角形部（２６）に相対回動不能に連結するための工具面（３３）を内側に有するカップ状部分（３１）と、該カップ状部分（３１）の延長部に配置されるより細長の駆動部（３２）とから構成されており、
   前記交換ソケット（１０）には、長手方向チャネル（１７）と、該長手方向チャネル（１７）内で軸方向に移動することができるピン（２０）とが設けられ、該ピン（２０）の第１のピン端部（２２）を、前記ねじ付き端部（Ａ）を有する前記ねじ付きボルトの端部において支持することができ、前記ピン（２０）の第２のピン端部（２３）は、前記外部多角形部（２６）を越えて突出し、前記工具（３０）の前記カップ状部分（３１）は、前記工具面（３３）を有する第１の長手方向部分と、前記工具の長手方向軸線上にキャビティ（３７）を形成する、前記第１の長手方向部分に隣接する第２の長手方向部分とから構成され、前記第２の長手方向部分には、前記第２のピン端部（２３）のレベルにおいて、少なくとも１つの観察用開口部（３５）が設けられることを特徴とするテンショナ装置。
2. 前記駆動部（３２）は、中実に構成され、かつ前記駆動部（３２）の周縁にモータ作動式ドライバのための連結面が設けられる、請求項１記載のテンショナ装置。
3. 前記第２の長手方向部分には、前記第２のピン端部（２３）のレベルにおいて、前記キャビティ（３７）に関して向かい合って位置するように配置される２つの観察用開口部（３５）が設けられる、請求項１または２記載のテンショナ装置。
4. 前記第２のピン端部（２３）には、前記少なくとも１つの観察用開口部（３５）のレベルにおいて、視覚的マーク（Ｍ）が設けられる、請求項３記載のテンショナ装置。
5. ねじ付きボルトを伸長するためのテンショナ装置のための駆動アダプタとしての工具（３０）であって、前記工具（３０）は、前記テンショナ装置の交換ソケット（１０）の端部に設けられた外部多角形部（２６）に相対回動不能に連結するための工具面（３３）を内側に全周にわたって有するカップ状部分（３１）と、該カップ状部分（３１）の延長部に配置されるより細長の駆動部（３２）とから構成されており、
   前記カップ状部分（３１）は、前記工具面（３３）を有する第１の長手方向部分と、前記工具の長手方向軸線上にキャビティ（３７）を形成する、前記第１の長手方向部分に隣接する第２の長手方向部分とから構成され、前記第２の長手方向部分には、前記ねじ付きボルトのねじ係合長さを検査するためのピン（２０）の、前記外部多角形部（２６）を越えて突出する端部（２３）のレベルにおいて、少なくとも１つの観察用開口部（３５）が設けられることを特徴とする工具。
6. 前記駆動部（３２）は、中実に構成され、かつ該駆動部（３２）の周縁には、モータ作動式ドライバのための連結面が設けられる、請求項５記載の工具。
7. 前記第２の長手方向部分には、前記キャビティ（３７）に関して向かい合って位置するように配置される２つの観察用開口部（３５）が設けられる、請求項５または６記載の工具。

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