JP6272758B2 - ネジ込み式ファスナーを締めるための器具 - Google Patents

ネジ込み式ファスナーを締めるための器具 Download PDF

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Description

本出願は、コピー全体が参照により本明細書に援用されている2011年8月26日を出願日とし「ネジ込み式ファスナーを締めるための器具」という名称の同時係属米国特許出願第61/527,989号(U.S.Application Serial No.61/529,989)の継続出願である。
本出願に開示されている革新は、コピー全体が参照により本明細書に援用されている以下の共同所有された発行済み特許中で開示された技術を前進させるものである:1992年8月25日を出願日とする「流体作動式レンチ」という名称の米国特許第5,140,874号(U.S.Patent No.5,140,8749);および2008年11月18日を出願日とする「トルクレンチに対するリンクアタッチメント」という名称の米国特許第7,451,672号(U.S.Patent No.7,451,672)。
本発明は、トルク動力工具用のリンクアタッチメントに関する。公知のリンクアタッチメントは通常、ネジ込み式ファスナーの締緩用のつめラチェット機構を含んでいる。既存のリンクアタッチメントをさらに改善することが可能であると考えられている。
ファスナーを締緩するために順方向361および逆方向371に揺動する間欠的回転力360をもたらすための装置300と共に使用するためのリンクアタッチメント100であって、
リンクハウジング115と;
装置300と作動的に連結可能であるリンク駆動入力部131と;
リンク駆動入力部131と作動的に連結されたリンク駆動レバー102と;
リンク駆動ピン105により枢動点125においてリンク駆動レバー102に対し作動的に連結されたリンク駆動プレート101と;
駆動つめ104によりリンク駆動レバー102に対して作動的に連結されているリンクラチェット機構103と;
リンクラチェット機構103と作動的に連結されファスナーと作動的に連結可能であるリンクアタッチメント駆動出力部130と;
を含むリンクアタッチメント100であって、ファスナーを回転させるための間欠的回転力360を提供するように装置300に対して作動的に連結可能であるリンクアタッチメント100。
有利には、リンクアタッチメント100は、
単独でまたは駆動エクステンションを介して装置300に対して作動的に連結可能であり;
装置100内の可動構成要素100の必要性を制限し;アクセス不能のファスナーと係合し;
間欠的回転力360を増倍させ、ファスナーに伝達する。
本発明について添付図面を用いて単なる例として記述することができる。
リンク上部ハウジング部分106が取外された状態の、リンクアタッチメント100の上面図である。 リンクアタッチメント100の側面図である。 駆動エクステンション200の側面断面図である。 装置300の側面図である。 ファスナーの緩めへの適用400の図である。 ファスナーの緩めへの適用400の図である。 ファスナーを締めへの適用500の図である。 ファスナーを締めへの適用500の図である。
図1A、1B、2、3を参照すると、一例として、駆動エクステンション200を介して装置300に取付けるためのリンクアタッチメント100が提供されている。
装置300の内部部品は図3に示されていないが、典型的には以下のものを含んでいる。装置ハウジング301は2つのハウジング部分、すなわち装置シリンダ部分301Aと装置駆動部分301Bとを有する。装置シリンダ部分301A内には、装置ピストンアセンブリ315が配置されており、これには装置シリンダ315A、ピストン軸A1に沿ってシリンダ装置315A内を往復運動できる装置ピストン315Bおよび装置ピストン315Bと連結された装置ピストンロッド315Cが含まれている。装置駆動部分301B内に配置された装置駆動つめアセンブリ338と装置駆動プレートアセンブリは、装置ピストンアセンブリ315に対し作動的に連結され、それによって駆動可能である。
典型的には、装置駆動つめアセンブリ338および装置駆動プレートアセンブリ339は、装置ラチェット325Aを含む装置ラチェットアセンブリ340に対し作動的に連結されている。装置ラチェット325Aは、ピストン軸A1に対し垂直である回転力軸B1を中心として回転可能である。この典型的な構成において、装置ラチェット325Aは、装置300の作動中1つの方向370で回転力軸B1を中心にして作用する第1の回転力360を受け入れる装置駆動出力アセンブリ330と連結されている。さらに、トルク動力工具様の装置300は、装置反作用つめアセンブリ341を含み、これが、装置ピストンアセンブリ315の戻り行程中に装置ラチェットアセンブリ340が反対のあるいは別の方向370に回転するのを防いでいる。
本発明において、装置300は、装置反作用つめアセンブリ341を含んでいない。さらに装置ラチェットアセンブリ340は、装置駆動プレートアセンブリ339にピン留めされている。装置300作動中、装置駆動出力アセンブリ330は、一方の方向370および他方の方向371への回転力360から順方向および逆方向に揺動する。装置ラチェット325Aは、駆動プレートアセンブリ339との関係において回転しない。回転力360とは、ピストンアセンブリ315の出発行程と戻り行程の両方によって作り出される力を意味するという点に留意されたい。
駆動エクステンション200は、装置300の装置反作用支持アセンブリ333と作動的かつ回転不能の形で連結可能なエクステンション外側反作用アセンブリ201を含む。エクステンション外側反作用アセンブリ201は、各々の側のエクステンション反作用ドエルピン220、221が下向きに延在している状態で、エクステンションベースプレート203を有する。1つの連結用手段であるエクステンション駆動入力アセンブリ231が、装置駆動出力アセンブリ330と作動的に連結可能であり、これと共に回転する。連結手段231を例えばスクエア駆動係合として形成してよいが、任意の多角形係合として形成してよい。エクステンション内側駆動アセンブリ202が、エクステンション駆動入力アセンブリ231およびエクステンション駆動出力アセンブリ230と作動的に連結され、これらと共に回転する。作動中、回転力360は、器具1の作動中の装置駆動出力アセンブリ330を介してエクステンション内側駆動アセンブリ202を回転させる。相応して、エクステンション内側駆動アセンブリ202は、エクステンション駆動出力アセンブリ230を回転させる。駆動エクステンション200は器具1の作動のために必要なわけではなく、特定のタイプのファスナーの締緩の適用に到達するために使用可能であるという点に留意されたい。
装置反作用支持アセンブリ333は、装置ハウジング301の一部の上に形成され、このハウジングと回転不能の形で連結されている。それは、回転力軸B1から半径方向外向きに延在する環状本体のまわりに円周方向に位置づけされた複数の外側スプラインを有する環状多角形本体で形成されている。反作用支持アセンブリ333に取付けられた場合、エクステンション外側反作用アセンブリ201は、第2の回転力361、すなわち器具1の作動中に別の方向371に作用する反作用力を受ける。回転力361とは、ピストンアセンブリ315の出発行程と戻り行程の両方によって作り出される反作用力を意味し得るという点に留意されたい。
リンクアタッチメント100は、ファスナー締めモードに対応するリンク上部ハウジング部分106とファスナー緩めモードに対応するリンク下部ハウジング部分107を有するリンクハウジング115を含む。連結手段131すなわちリンク駆動入力部131は、リンク駆動レバー102に作動的に連結されており、装置駆動出力アセンブリ330と同じ方向に回転するエクステンション駆動出力アセンブリ230に対して連結可能である。
作動中、第1の回転力360および第2の回転力361は、互いに等しく、互いに相対する方向にある。駆動エクステンション200は、装置300からリンクアタッチメント100まで第1の回転力360を伝達し、これがファスナーを回転させて締緩する。同時に、エクステンション外側反作用アセンブリ201、200は第2の回転力361をエクステンション反作用ドエルピン220、221に対して第2の回転力361を伝達する。リンクアタッチメント100は、連結手段122、エクステンション反作用ドエルピン220、221を受入れる反作用力孔120、121を含む。器具1の作動中、装置ハウジング115はエクステンション外側反作用アセンブリ201または装置反作用支持アセンブリ333との関係において回転しない。
リンク駆動レバー102は、リンク駆動ピン105により枢動点125においてリンク駆動プレート101と作動的に連結している。リンク駆動プレート101は、バネ111、セグメント109およびロールピン108を有するバネ付き座部126と作動的に連結している。リンク駆動つめ104はリンク駆動プレート101により担持され、リンクラチェット機構103と連動しこれを回転させる。リンクラチェット機構103は、回転力軸C1を中心にしてその歯との係合によってリンクハウジング115内で回転可能な形で支持される。回転力軸C1は回転力軸B1に対して平行である。連結手段130、すなわちリンクアタッチメント駆動出力部130は、リンクラチェット機構103と作動的に連結されており、ファスナーと作動的に連結可能である。連結手段130は、例えばヘックスファスナー係合として形成されてよいが、任意の好適な多角形係合として形成されてよい。
図1A、1B、2、3に示されているように、リンクラチェット機構103は、リンクアタッチメント駆動出力部130を、駆動力360の方向170には回転させずに、それとは反対の方向171に前進させる。リンク駆動プレート101は、バネ付き座部126により自らリセットして別の順方向行程を達成する。作動中、器具1はその最終的トルクに達するまで、ファスナーを締め続ける。方向170におけるリンク出力トルク160は、回転力360にモーメントアーム、すなわち枢動点125からリンクラチェット機構103の中心までの距離を乗じることによって計算される。リンク出力トルク160は、当接圧力点と接触することにより発生する反対方向の等しいリンク反作用力161を有する。リンク反作用力161はリンクアタッチメント100を、リンクアタッチメント駆動出力部130にある回転力360の反対方向171に移動させる。
図4Aおよび4Bは、一例として、力460、461と当接圧力点450を有するファスナーの緩めの適用400を示している。図5Aおよび5Bは、一例として、力560、561と当接圧力点550とを有するファスナーの締めの適用500を示す。
換言すると、本発明は、AVANTI(登録商標)の商標の下でHYTORC Division UNEX Corporationにより市販される油圧式トルク工具で、非ラチェット用に修正されたものを含む。工具の反作用つめは、プレートを駆動して工具が単に前後に揺動されるようにピン留めされている。ラチェットはもはや自由に転回しなくなる。
このとき、駆動エクステンションは、修正されたAVANTI(登録商標)工具に連結される。駆動エクステンションは、特定のファスナーの締め/緩めの適用に到達するのに必要な追加の高さを提供する。駆動エクステンションは、工具からラチェットリンクまでの力の伝達によって機能し、これは駆動トルクおよび反作用トルクの力を分析することによって追跡可能である。修正されたAVANTI(登録商標)工具のスクエア駆動が、内側スクエア駆動エクステンションを駆動する。修正されたAVANTI(登録商標)工具からの反作用力は、駆動エクステンションの上面にあるスプラインアダプターを通って伝達される。これらの力は、反対方向に移動する。
駆動トルクは、リンクアタッチメントのメス型スクエアに作用して、修正されたAVANTI(登録商標)工具のスクエア駆動と類似した形で揺動させる。この揺動動作は、リンクアタッチメントの枢動点に作用する。枢動点は、バネ、セグメント、およびメス型ソケットを戻り無く一方向に前進させることのできるラチェットを含めたその独自のラチェット機構を有するバネ付き駆動プレートに連結されている。ラチェット機構は、メス型ヘックスソケットを駆動力の反対方向に移動させる。
リンクアタッチメントは、駆動プレート内にあるバネにより自らをリセットする。バネは、駆動プレートアセンブリが戻って、別の順方向行程を達成できるようにし、こうして最終的トルクに達するまで器具がファスナーを締め続けることができるようにする。リンクアタッチメントの出力トルクは、メス型スクエアにある駆動力にモーメントアーム、すなわち枢動点からラチェット103の中心までの距離を乗じたものによって作り出される。この出力トルクは、不動の反作用点350との接触により発生する反対方向の等しい反作用力を有する。反作用力は、メス型ヘックスソケットにある締め力の反対方向にリンクアタッチメントを移動させる。
上述の要素の各々または2つ以上を合わせたものが同様に上述のタイプとは異なる他のタイプの構成においても有効に応用され得ることが理解される。開示された機能を実施するための手段または開示された結果を達成するための方法またはプロセスに関して、あるいはその具体的形態で表現された上述の説明または以下のクレームまたは添付図面に開示されている特徴は、本発明をそのさまざまな形態で実現するために、適宜、別個にまたはこのような特徴の任意の組合せの形で使用されてよい。
本発明は、流体作動式工具において実施された状態で例示され記述されてきたが、本発明は、その精神からいかなる形であれ逸脱することなくさまざまな修正および構造的変化を加えることができることから、示された詳細に限定されるよう意図されてはいない。
さらなる分析を行なわなくとも、以上で本発明の要点は極めて完全な形で明らかにされていることから、他の人々も現在の知識を応用することで、先行技術の観点から見て本発明の包括的または特定的態様の本質的特徴を適正に構成する特徴を省略することなく、さまざまな利用分野のためにこの要点を適応させることができる。
本明細書およびクレーム中で使用されている「具備する(Comprising、including)」、「有する(having)」という用語およびそれらの変形形態は、特定された特徴、ステップまたは整数が内含されることを意味している。これらの用語は、他の特徴、ステップまたは構成要素の存在を排除するものと解釈されるべきではない。

Claims (22)

  1. ファスナーを締緩するための器具であって、
    順方向(361)および逆方向(371)に揺動する間欠的回転力(360)をもたらすための装置(300)と;
    ファスナーを回転させるために間欠的回転力(360)を提供する装置(300)に対して作動的に連結可能であるリンクアタッチメント(100)と;
    を具備し、
    さらに、装置(300)およびリンクアタッチメント(100)と作動的に連結可能である駆動エクステンションを具備する、
    ことを特徴とするファスナーを締緩するための器具。
  2. リンクアタッチメント(100)が、
    リンクハウジング(115)と;
    装置(300)と作動的に連結可能であるリンク駆動入力部(131)と;
    リンク駆動入力部(131)と作動的に連結されたリンク駆動レバー(102)と;
    リンク駆動ピン(105)により枢動点(125)においてリンク駆動レバー(102)に対し作動的に連結されたリンク駆動プレート(101)と;
    駆動つめ(104)によりリンク駆動レバー(102)に対して作動的に連結されているリンクラチェット機構(103)と;
    リンクラチェット機構(103)と作動的に連結されファスナーと作動的に連結可能であるリンクアタッチメント駆動出力部(130)と;
    を具備する、
    ことを特徴とする請求項1に記載の器具。
  3. 装置(300)が、
    装置ハウジング(301)と;
    装置ピストンアセンブリ(315)と;
    ピストンアセンブリ(315)と作動的に連結された装置駆動つめアセンブリ(338)と;
    駆動つめアセンブリ(338)と作動的に連結された装置駆動プレートアセンブリ(339)と;
    駆動プレートアセンブリ(339)と作動的に連結された装置ラチェットアセンブリ(340)と;
    装置駆動出力アセンブリ(330)と;
    装置反作用支持アセンブリ(333)と;
    を具備し、
    駆動エクステンション(200)が、
    装置反作用支持アセンブリ(333)と作動的に連結可能で、かつエクステンション反作用ピン(220、221)を伴うエクステンションベースプレート(203)を有する、エクステンション外側反作用アセンブリ(201)と;
    装置駆動出力アセンブリ(330)と作動的に連結可能であるエクステンション駆動入力アセンブリ(231)と;
    エクステンション駆動入力アセンブリ(231)と作動的に連結されたエクステンション内側駆動アセンブリ(202)と;
    エクステンション駆動出力アセンブリ(230)と;
    を具備する、
    ことを特徴とする請求項1または2に記載の器具。
  4. リンクアタッチメント(100)が、エクステンション反作用ピン(220、221)用のリンク反作用力孔(120、121)を具備する、
    ことを特徴とする請求項1〜のいずれか1項に記載の器具。
  5. リンク駆動入力部(131)が順方向および逆方向に揺動して、リンクラチェット機構(103)を介して一方向にリンク駆動出力部(130)を前進させる、ことを特徴とする請求項1からのいずれか1項に記載の器具。
  6. リンクアタッチメント(100)が、ファスナーの締めに対応するリンク上部ハウジング部分(106)と、ファスナーの緩めに対応するリンク下部ハウジング部分(107)を具備する、ことを特徴とする請求項1からのいずれか1項に記載の器具。
  7. 装置(300)が同軸的な作用回転力(360)および反作用回転力(361)を実質的に等しいトルクで対向する方向(370、371)に提供する、ことを特徴とする請求項1〜のいずれかに記載の器具。
  8. リンクアタッチメント(100)が、近くの静止物体と当接して、トルク動力工具(300)がファスナーを中心にして回転するのを妨げるための手段を具備する、ことを特徴とする請求項1〜のいずれかに記載の器具。
  9. リンクアタッチメント(100)が、作用回転力(360)を増倍させる、ことを特徴とする請求項1〜のいずれかに記載の器具。
  10. リンクアタッチメント(100)を傾動させようとする装置反作用回転力(361)が、装置の作用回転力(360)および反作用回転力(361)よりも大きいと同時にそれに対して垂直であるリンク作用力(160)および反作用力(161)により克服され、こうしてリンクアタッチメント(100)がファスナーおよび近くの静止物体と同一線上にとどまるようになっている、ことを特徴とする請求項1〜のいずれかに記載の器具。
  11. リンクアタッチメント(100)が、1つのユニットとして装置(300)に連結可能でありかつ装置(300)から連結解除可能である、ことを特徴とする請求項1〜10のいずれかに記載の器具。
  12. ファスナーを締緩するために順方向(361)および逆方向(371)に揺動する間欠的回転力(360)をもたらすための装置(300)と共に使用するためのリンクアタッチメント(100)であって、
    リンクハウジング(115)と;
    装置(300)と作動的に連結可能であるリンク駆動入力部(131)と;
    リンク駆動入力部(131)と作動的に連結されたリンク駆動レバー(102)と;
    リンク駆動ピン(105)により枢動点(125)においてリンク駆動レバー(102)に対し作動的に連結されたリンク駆動プレート(101)と;
    駆動つめ(104)によりリンク駆動レバー(102)に対して作動的に連結されているリンクラチェット機構(103)と;
    リンクラチェット機構(103)と作動的に連結されファスナーと作動的に連結可能であるリンクアタッチメント駆動出力部(130)と;
    を具備するリンクアタッチメント(100)であって、
    ファスナーを回転させるための間欠的回転力(360)を提供するように装置(300)に対して作動的に連結可能であり、
    装置(300)およびリンクアタッチメント(100)と作動的に連結可能である駆動エクステンション(200)を具備する、
    ことを特徴とするリンクアタッチメント(100)。
  13. 駆動エクステンション(200)が、
    装置反作用支持アセンブリ(333)と作動的に連結可能で、かつエクステンション反作用ピン(220および221)を伴うエクステンションベースプレート(203)を有する、エクステンション外側反作用アセンブリ(201)と;
    装置駆動出力アセンブリ(330)と作動的に連結可能であるエクステンション駆動入力アセンブリ(231)と;
    エクステンション駆動入力(231)アセンブリと作動的に連結されたエクステンション内側駆動アセンブリ(202)と;
    エクステンション駆動出力アセンブリ(230)と;
    を具備する、
    ことを特徴とする請求項12に記載のリンクアタッチメント。
  14. リンクアタッチメント(100)が、エクステンション反作用ピン(220、221)用のリンク反作用力孔(120、121)を具備する、ことを特徴とする請求項13に記載のリンクアタッチメント。
  15. リンク駆動入力部(131)が順方向および逆方向に揺動して、リンクラチェット機構(103)を介して一方向にリンク駆動出力部(130)を前進させる、ことを特徴とする請求項13又は14に記載のリンクアタッチメント。
  16. リンクアタッチメント(100)が、ファスナーの締めに対応するリンク上部ハウジング部分(106)と、ファスナーの緩めに対応するリンク下部ハウジング部分(107)を具備する、ことを特徴とする請求項13,14または15に記載に記載のリンクアタッチメント。
  17. 装置(300)が同軸的な作用回転力(360)および反作用回転力(361)を実質的に等しいトルクで対向する方向(370、371)に提供する、ことを特徴とする請求項13,14,15または16に記載に記載のリンクアタッチメント。
  18. リンクアタッチメント(100)が、近くの静止物体と当接して、トルク動力工具(300)がファスナーを中心にして回転するのを妨げるための手段を具備する、ことを特徴とする請求項13,14,15,16または17に記載に記載のリンクアタッチメント。
  19. リンクアタッチメント(100)が、作用回転力(360)を増倍させる、ことを特徴とする請求項13,14,15,16,17または18に記載に記載のリンクアタッチメント。
  20. リンクアタッチメント(100)を傾動させようとする装置反作用回転力(361)が、装置の作用回転力(360)および反作用回転力(361)よりも大きいと同時にそれに対して垂直であるリンク作用力(160)および反作用力(161)により克服され、こうしてリンクアタッチメント(100)がファスナーおよび近くの静止物体と同一線上にとどまるようになっている、
    ことを特徴とする請求項13,14,15,16,17,18または19に記載のリンクアタッチメント。
  21. リンクアタッチメント(100)が、1つのユニットとして装置(300)に連結可能でありかつ装置(300)から連結解除可能である、ことを特徴とする請求項13,1415,16,17,18,19または20に記載のリンクアタッチメント。
  22. 駆動プレート(101)が、バネ付き座部(126)上に載っている、ことを特徴とする請求項13,14,15,16,17,18,19,20または21に記載の器具。
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