JPH059233B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はボタンダイスを受けるリングを有する
レンチヘツド筺体と、固定体に当接させるための
レンチヘツド筺体に移動自在に嵌合される支持要
素と、レンチヘツド筺体と支持要素間に作用し、
支持要素に関しレンチヘツド筺体を動かすピスト
ンシリンダユニツトとを具えるパワーレンチに関
する。

従前の提案（西独国特許出願第30083320−15）
によれば加圧用シリンダはレンチヘツド筺体内に
ある。加圧用シリンダ内で直線的に動きうるピス
トンは支持要素上に２つの撓み支持端を有するピ
ストンロツドを介して支持されており、このピス
トンロツドはレンチヘツドにおいてリング軸に同
軸に載置される。

使用に当つて、パワーレンチの支持要素は固定
体に当てられ、加圧用シリンダのピストンが外方
に動く。同時にレンチヘツド筺体は固定支持され
た支持要素に関してリング軸回りに旋回される。
この旋回運動中、リング内に配設されたボタンダ
イスはラチエツトと共に動き、これによりボタン
ダイス内に入れられたボルトすなわちねじヘツド
を回転させる。ピストンの戻り行程時に、レンチ
ヘツド筺体は反時計方向に旋回されるが、ボタン
ダイスはラチエツトと共に動かない。

上記パワーレンチの寸法及び重さは通常のパワ
ーレンチより大幅に減少しているが、レンチヘツ
ド筺体からリングへほぼ接線方向に突出する支持
要素のために余分の空間が必要である。さらにパ
ワーレンチの全重量はレンチヘツドに配設される
支持要素によつて相当程度決定される。

本発明の目的はレンチヘツド筺体において支持
要素を支持する必要がなく、小容量のかなり軽量
の支持要素によつて作動しうる上記タイプのパワ
ーレンチを提供することである。

上述した問題は、上記タイプのパワーレンチに
おいて、レンチヘツド筺体が支持要素の案内路を
有し、支持要素が案内路において変位自在であ
り、支持要素が案内路の一端から自由に突出する
ということによつて解決される。

その結果、レンチヘツド筺体における支持要素
の枢着は不必要である。本発明によつて実現され
たようなパワーレンチの容積及び重量の節約は特
に利点がある。

もし支持要素の案内路が直線状のものであれば
その延長部分は中心ストローク位置においてピス
トンシリンダユニツトがリングの中心とピストン
シリンダのピストンを通る線に直角に多少延びる
ようになつているようなものであるべきである。

加圧媒体によつて動作されるパワーレンチに対
しては、レンチヘツドによつてねじヘツドに作用
するねじモーメントを加圧媒体によつて動作され
るシリンダの内側に加えられる圧力でもつて決定
することが望ましい。圧力を測定することは非常
に容易である。もし圧力とねじモーメントの関係
がほぼ直線的であれば、ねじモーメントをこのよ
うにして決定することができる。ピストンロツド
によつて係合される支持要素がレンチヘツド筺体
において該筺体からほぼ接続方向に突出するよう
に配設されるならば、支持要素が配置される固定
体とレンチヘツド筺体の軸はしばしば変わる。し
かしシリンダ内の予設定圧力では、ねじすなわち
ボルトヘツドに作用するトルクは固定体とレンチ
ヘツド筺体の軸間の距離すなわち当接物が支持体
に作用するモーメント腕の長さに依存する。もし
トルクがレンチヘツド筺体におけるひずみによつ
て決定されるならば支持モーメント腕の長さへの
同様な依存性が存在する。

圧力またはひずみの測定によつてかなり正確な
トルク決定を行うためには、本発明の他の実施例
によれば、リングの軸回りに円弧状にのびる案内
路を設けている。

このため支持要素はピストン・シリンダユニツ
トによつてレンチヘツド筺体外に動くことがで
き、リング軸回りの円弧状通路上を動く、弧状セ
グメントからなる。

支持要素の円弧形状により、モーメント腕はね
じ動作中変化しない。なんとなれば支持要素の位
置は変化しない。

逆に、レンチヘツド筺体は固定されかつ静止支
持された支持要素に関しリング軸回りに前後に旋
回される。換言すれば、ピストン行程中、シリン
ダの圧力へのねじモーメントの依存性は相当直線
的である。従つてもし特殊の圧力がシリンダに先
行する圧力ラインに得られるならば、ねじ締付装
置をオフにすることができる。同時に確実に前記
圧力に相当するねじモーメントが達成される。一
般に前記直線状の圧力依存性は周知のパワーレン
チでは存在しない。なんとなれば、ピストン・シ
リンダユニツトがレンチヘツド筺体に係合する角
度が周知の組立体の行程中非常に変化するからで
ある。

本発明の利点ある実施例によれば、ピストン・
シリンダユニツトのシリンダは支持要素内に円筒
状のまつすぐな空胴を具え、該ピストンはロツド
の一方端にヒンジ結合され、ロツドの他端はレン
チヘツド筺体に枢支される。かくてシリンダ内に
おけるピストンの直線運動は同時にシリンダを形
成する支持要素の円状運動に変換される。他の実
施例として、支持要素をピストンとして構成して
もよい。この場合シリンダはピストンまたは支持
要素の対応位置に自由に調節するべくレンチヘツ
ド筺体に支持される。いづれの場合にもパワーレ
ンチの構造及び重量はシリンダまたはピストンが
支持要素と一体化されるかまたは支持要素内に構
成される為減少される。

しかも、支持要素がリングの軸心を中心とする
円弧に沿つて移動するため、レンチヘツド筺体の
移動に伴う支持要素と固定体との位置ずれがなく
なり、ネジの締結、もしくは弛緩作業において、
レンチヘツド筺体のネジに対する配置位置の変更
回数を可及的に少なくすることができる。

本発明のパワーレンチの変形例ではリングがレ
ンチヘツド筺体のピボツト軸受で支持され、レン
チヘツド筺体とリング間においてラチエツトがレ
ンチヘツド筺体の回転の一方向にのみリングを共
動させるのに有効であるということに特徴があ
る。

パワーレンチに関連してこのようなラチエツト
は従来技術に属する。本発明のパワーレンチでは
ラチエツトを具えることは必ずしも必要ではな
い。その構成はピストン・シリンダユニツトの各
ストローク運動後手動で位置変更を行うようなも
のでもよい。このため、本発明の第２の変形例に
よれば、レンチヘツド筺体はリングとこのリング
に固定結合される延長部を有し、リングの軸と共
通な軸を有するレール上において延長部は変位自
在であり種々の位置に停止できる。

ラチエツトなしのパワーレンチはラチエツトを
有する装置よりも更に容積を節約し更に重量を軽
くすることによつて作ることができる。しかしな
がら使用時には、リングをレンチヘツド筺体に対
して手動で再配置し、各第２の行程の後少くとも
全装置を回転されるべき要素に対して手動で再配
置すべきであることを考慮しなければならない。

また、ボタンダイス用の回転自在リング挿入物
を含むレンチヘツド筺体と、レンチヘツド筺体に
係合して、固い当接物に適合する支持要素をレン
チヘツド筺体に対して移動させる駆動ユニツト
と、駆動ユニツトの締付運動中レンチヘツド筺体
にリング挿入物を保持する回転ロツクとを具える
パワーレンチに関する。

このパワーレンチは、回転ロツクがリング要素
の歯に係合し回転駆動シヤフトを含む自己鎖錠歯
車を具える点に特徴がある。

自己鎖錠の目的はリング要素によつて係合され
るボルトヘツドが回転に対しより大きな抵抗を生
じさせるまで減少されたトルクでリング要素を連
続的に回転させ、他方レンチヘツドとリング要素
間に作用する駆動ユニツトが動作されるとき、リ
ング要素とレンチヘツドの残余部分とを共動させ
るということである。換言すれば、自己鎖錠歯車
は駆動シヤフト回転をリング要素に伝え、他方レ
ンチヘツド筺体内にリング要素の相対回転を駆動
シヤフトに伝えることができる。これによつて直
線的に作動する駆動組立体はかなり減少されたト
ルクの場合のレンチリングの連続的な進み運動と
レンチヘツド筺体の施回時のレンチリングの共動
という機能を結合する。

別のラチエツトを設けることは必ずしも必要で
はないので、パワーレンチの重量及び寸法の減少
のみならずパワーレンチをより少ない要素で構成
することもできる。

歯車の自己鎖錠作用は両方の回転方向において
有効であるので、リング挿入物は実際上両回転方
向においてレンチヘツド筺体と共に動かされる。
もし支持要素が固定体に当接するために駆動ユニ
ツトによつてレンチヘツド筺体外に移動されるな
らば、リング挿入物とレンチヘツドを共動させる
間レンチヘツト筺体は施回される。相当減少され
た力による以前と同じ方向の歯車の駆動シヤフト
の次の回転時には、レンチヘツド筺体が固定体の
方に再び動きかつ支持要素がレンチ筺体に戻され
る間静止状態のままである。かくて駆動ユニツト
の次の行程が可能であり、リング挿入物はボルト
ヘツドの予定回転方向にレンチヘツドとともに動
かされる。これによつて駆動ユニツトの作動と駆
動シヤフトの回転を交互に行うことによつてリン
グ挿入物はステツプ状に回転され、その結果ボル
トすなわちねじヘツドの段階的な締付を行うこと
ができる。実際の問題としてパワーレンチによつ
てボルトヘツドをゆるめることは上記と全く逆の
作動により可能である。

以下添付図面を参照して本発明によるパワーレ
ンチの実施例を詳細に説明する。

第１図及び第２図の実施例において、パワーレ
ンチはその内部にリング１１が回転自在に支持さ
れるレンチヘツド筺体１０を有する。リング１１
は内部歯部１２を具え、この内部歯部１２の間に
は対応する外部歯部を具えたボタンダイスが軸方
向に挿入可能であり、これら歯部によりボタンダ
イスはリング１１に回転しないように結合され
る。リング１１はレンチヘツド筺体１０の両側に
僅かに延出しておりスナツプリング１３により係
留されこのためレンチヘツド筺体１０により分離
することなくしかも回転自在に支持される。リン
グ１１を取囲む周壁にはレンチヘツド筺体１０の
窪み部１７内に収容される有歯片１６を含むラチ
エツト１５と共動する歯部が配設され、リング１
１の外部歯部１４と歯合する。有歯片１６の後部
には傾斜肩部に沿つて凹状の窪みが設けられボー
ル１８を収容する。この凹状の窪みは更に加圧細
片１９の端辺部に延びている。加圧細片１９の後
端部はレンチヘツド筺体１０の壁面においてボー
ル２０により支持される。加圧細片１９はその軸
の延長線がリング１１のほぼ接線方向であるよう
な空胴部２１内に延びている。空胴部２１の直径
はその内部で加圧細片１９が振動できる程度の大
きさを有するので、有歯片１６と外部歯部１４の
歯合がはずれることができる。レンチヘツド筺体
１０がリング１１の軸に関し時計方向に回転する
場合は、ボール１８およびボール２０により形成
されるジヨイントを有する加圧細片１９はトグル
レバーとして働らきこれにより有歯片１６は外部
歯部１４に挿入される。従つてレンチヘツド筺体
１０が時計方向に回転する場合にのみ、ラチエツ
ト１５がリング１１と共に動く。

レンチヘツド筺体１０は更にリング１１の軸に
関して湾曲する円弧状の案内路２２を有し、この
案内路２２は円弧状の外側内壁２３及び内側内壁
２４と平面の側壁２５及び２６から画成される。
第２図から明らかなように案内路２２の断面は直
方形もしくは正方形である。第１図に示すように
この円弧状の案内路２２の内部の円弧状の支承部
材（支持要素）２７の断面は案内路２２に合うよ
うになつている。支承部材２７は全周囲が閉じた
周面をもつ案内路２２に沿つて変位し、その外側
端２７′が案内路２２の、従つてレンチヘツド筺
体１０の、外部に位置するように移動する。支承
部材２７の外側端２７′は壁もしくは隣接するレ
ンチヘツド等の固定体に支持され、ねじ締め中に
生じる反作用の力を支える。

支承部材２７の内部には円筒状空胴２８が設け
られその内部をピストン２９が直線的に移動す
る。円筒状空胴２８の長手軸の中心はリングの径
に対しほぼ垂直であり、このためピストン２９と
支承部材２７間に加わる圧力がレンチヘツド筺体
１０に加わるトルクを形成するように有効に使わ
れる。

ピストン２９の後端部には円筒状空胴２８の端
壁３１を貫通して密閉状態で延出する管状延出部
３０が設けられる。管状延出部３０の直径は前部
ピストン面３２の直径より小さいため、ピストン
２９により円筒状空胴２８が２個の部分に分割さ
れる。この部分の夫々は油圧ラインを経由して油
圧切換バルブ（図示せず）に接続される。この油
圧ラインは支承部材２７中を通る。第２図に油圧
ライン３３を示す。

管状延出部３０を通り、管状延出部から半径方
向に間隔を置いて一端が球状の継手３５を経由し
てピストン２９に結合し、他端が継手３６を介し
てレンチヘツド筺体１０に支持されるピストンロ
ツド３４が延出する。ピストン２９の中心位置が
円筒状空胴２８内にあるときピストンロツド３４
は円筒状空胴２８の軸とほぼ同軸になる。

支承部材２７を固定して、圧力媒体をピストン
２９の前方の円筒状空胴の部分とピストン２９の
後方の部分とに交替に作用させることにより、レ
ンチヘツドはリング１１の軸に関し回動する。支
承部材２７の端部が固定体に当接して設置される
場合、リング１１に回転できないように結合され
たネジの頭部はレンチヘツド筺体１０を前後に動
かすことにより締め付けることができる。ピスト
ン２９が前進する（第１図においては右方向に移
動する）場合にのみラチエツトとレンチヘツドは
共に動き、ピストン２９が後退する（第１図にお
いては右から左へ移動する）際には、ラチエツト
１５はリング１１の外部歯部上を摺動する。

全周囲が閉ざされたこの実施例による中空の案
内路２２の代りに、開いた、もしくは一部閉じた
案内路を使用することも可能である。この場合円
弧状の案内路に沿つてなされる支承部材２７の案
内が正確であること、及びその中心が少なくとも
ほぼリング１１の軸に等しいことのみを満足すれ
ばよい。

第３図及び第４図に示す実施例において、留め
具（レンチヘツド筺体の他方部分）４３及び交換
可能なリング挿入部材（レンチヘツド筺体の一方
部分）４１からなるレンチヘツド筺体４０が示さ
れる。リング挿入部材４１は全体として鋼体でそ
の内側の輪郭は星型をなしボタンダイスを形成す
る。周知の方法においては、ボタンダイスに嵌合
する６角形のボルトヘツドが管状延出部３０に関
して回転する際に再びボタンダイスに適合するよ
うに内部輪郭４２が構成されている。即ち、少な
くとも30度回転するとパワーレンチはボルトヘツ
ドに関して完全に位置換えがなされる。回転中の
トルク変化を可能なかぎり減少させるため、ピス
トンシリンダのストロークによる回転角を制限す
る。リング挿入部材４１がそのきざみ角又はその
倍数の回転を行うようにするため、リング挿入部
材４１は留め具４３に着脱可能にかつ回転自在に
結合される。このため、リング挿入部材４１の周
面の一部に第４図に示すようにＴ字形断面を持つ
環状案内レール４４が設置される。このＴ字形案
内レール４４は留め具４３のＴ字形溝４５に挿入
される。このようにして留め具４３は案内レール
４４上のリング挿入部材の軸まわりを旋回するこ
とが可能となる。留め具４３は案内レール４４又
は留め具４３の孔部４７及び４８を貫通するボル
ト４６によりリング挿入部材４１と結合される。
リング挿入部材４１と留め具４３が特別の位置に
位置するとこれらの孔部４７及び４８は一致しボ
ルト４６が通過できるようになる。

第３図に示すボタンダイスの内部輪郭４２の場
合、孔部４７及び４８が一致することにより形成
される孔は、リング１１に対して留め具４３の変
位が少なくとも各１５度ごとに形成されボルト４
６が孔を貫通できるようにしなければならない。

これにより、ピストン・シリンダ部により決定
される回転角は小さいものであるにもかかわらず
各ピストン行程ごとにパワーレンチの位置換えに
必要な少なくとも30度のねじり角を実現すること
が可能である。

リング挿入部材４１の留め具４３を頻繁に位置
換えすることを避けるため、例えばネジ等による
調節可能な延伸具を支承部材２７の外側端２７′
に設置してもよい。支承部材２７は、移動が完了
した後再び全移動量或いは一部移動量だけ戻され
る。その後、調節可能な延伸具は再び移動完了す
る支承部材２７の外側端２７′に固着される。こ
の延伸具の代りに、支承部材２７の外側端２７′
に交換可能な中間部材を一時的に取付けることも
可能である。これにより、簡単な方法により行程
を節約できる。

第５図の実施例において、パワーレンチはレン
チヘツド筺体１０を有し、その内部にリング挿入
部材（リング）１１が回転自在に設置される。リ
ング挿入部材１１には内部歯部１２が設けられ、
その内部には対応する外部歯部を有するボタンダ
イスが軸方向に設けられボタンダイスをリング挿
入部材１１に回転しないように結合する。レンチ
ヘツド筺体１０においてリング挿入部材１１は両
側に僅かに突出しており、スナツプリング（図示
せず）により係留されることにより取りはずし不
可能にかつ回転自在にレンチヘツド筺体１０によ
り支持される。リング挿入部材１１の周壁面に
は、駆動軸１１７に回転することなく結合され、
レンチヘツド筺体１０の窪み部内で相互に支持さ
れるウオーム歯車１１６のウオーム歯部１１５に
歯合するウオーム歯部１１４が設けられる。軸受
けはレンチヘツド筺体１０のネジ穴内に螺着され
るプラグ１１８により形成される。プラグ１１８
を貫通する駆動軸１１７の外側端には正方形部材
１１９が設置され駆動軸１１７、従つてウオーム
歯車１１６、を外部の道具により回転させること
を可能にする。ウオーム歯車１１６が回転すると
レンチヘツド筺体１０内で回転するリング挿入部
材１１が駆動される。レンチヘツド筺体１０は第
１図に示す構成になつている。

ボタンダイス（図示せず）がリング挿入部材１
１の内部歯部１２内に導入されネジ或はボルトの
頭部を締め付ける。次にレンチヘツド筺体１０
は、支承部材２７の突出する前方端２７′が締め
付け操作中の支持物として機能する固定体２０に
当接するように回転する。手動或いは電動の回転
工具を正方形部材１１９に適用することによりウ
オーム歯車１１６を伴う駆動軸１１７はレンチヘ
ツド筺体１０内のリング挿入部材１１が矢印１２
１の方向に回転するように回転される。このよう
にしてボルトの頭部は多大のエネルギを要せずに
締付けることができる。締付けに際し多大の回転
抵抗力が存在する場合は、レンチヘツド筺体１０
を第５図に示す位置から反時計方向に回転するこ
とにより、ピストン２９の前方面３２をシリンダ
室２８の前方端壁に対し押圧しつつ、支承部材２
７を案内路２２内に引き入れる。

過度の締め付けのためのモーメントによりウオ
ーム１１６によるリング挿入部材１１の回転が不
可能になつた場合には、ピストン２９の前方部の
シリンダ室２８を加圧することにより、シリンダ
室内のピストン２９を右方に押圧する（第５図）。
支承部材２７を固定体２０に当接させつつ、レン
チヘツド筺体１０は時計方向に回転する。この時
点では、リング挿入部材１１とボルトヘツドは共
動する。ピストン行程が終ると駆動軸１１７は再
び回転しリング挿入部材１１をレンチヘツド筺体
１０に関し矢印１２１の方向に回転させる。実際
にはボルトヘツドとリング挿入部材１１は固定状
態にあり、レンチヘツド筺体１０が反時計方向に
回転する。この結果、シリンダ室２８のピストン
２９前方の部分は小さくなり加圧媒体はシリンダ
室の外に送出する。実際の操作においては、ピス
トン２９の前方面３２のみが加圧媒体の作用を受
け、後方面はその作用を受けない。

第６図および第７図の実施例は大部分が第５図
の実施例に対応しているため、異つた部分のみを
以下に記載する。

リング挿入部材１１はボタンダイスとして機能
し、複数の６角形の輪郭を有する空胴部１４１を
形成する。ネジの６角形の頭部は空胴部１４１に
挿入される。次に、リング挿入部材１１が回転し
ないようにネジ又はボルトの頭部に結合される。
第５図の実施例とは異なりリング挿入部材１１は
360度にわたつては歯部に囲まれておらず、ほぼ
90度リング要素（レンチヘツド筺体の一方部分）
１４０のまわりに延びる有歯片１４２を有するの
みである。有歯片１４２の歯部１１４はリング要
素１４０と同軸に延びレンチヘツド筺体１０の残
り部分で回転するウオーム歯と歯合する。

第７図から明らかなように、有歯片１４２はＴ
字形の断面形状を有しこの断面形状に適合するよ
うに形成されるレンチヘツド筺体におけるＴ字形
案内溝１４３に案内される。溝１４３は円弧状で
ありリング要素１４０と同軸に延びる。

有歯片１４２はリング要素１４０に取りはずし
可能に結合される。このため有歯片１４２の内側
面には円弧状の溝１４４が形成され、その中にリ
ング要素１４０の円弧状の留め具１４５が挿入さ
れる。溝１４４及び留め具１４５の横側壁には
夫々孔１４６が設けられており、この孔１４６は
リング要素１４０を回転することにより一致す
る。軸が一致して孔にピン（図示せず）を貫通し
てリング要素１４０と有歯片１４２を係止するこ
とができる。

第６図及び第７図のパワーレンチの使用にあた
つては駆動軸１１７を回転すること及びシリンダ
室を加圧することを交替に行うという第５図にお
いて記載された動作が行なわれる。有歯片１４２
の端部がウオーム歯車１１６に歯合する場合には
必要に応じてパワーレンチはボルトの頭部から取
りはずすことができ、軸１１７により開始位置に
戻される。溝１４４により留め具１４５とプラグ
（図示せず）が取りはずし可能に結合されるため
有歯片１４２に異なる寸法のリング要素１４０を
結合することが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるラチエツト付パワーレン
チの一実施例を示す部分断面図、第２図は第１図
の線−から見た断面図、第３図は本発明によ
るラチエツトを有しないパワーレンチの一実施例
を示す部分断面図、第４図は第３図の線−か
ら見た断面図、第５図は本発明によるパワーレン
チの第３の実施例を示す部分断面図、第６図は本
発明によるパワーレンチの第４の実施例を示す部
分断面図、第７図は第６図の線−から見た断
面図である。 １０，４０……レンチヘツド筺体、１１……リ
ング、１２……内部歯部、１４……外部歯部、１
５……ラチエツト、１６……有歯片、１９……加
圧細片、２０……固定体、２２……案内路、２７
……支承部材、２９……ピストン、３０……管状
延出部、４１……リング挿入部材、４３……留め
具、４４……案内レール、１１６……ウオーム歯
車、１１７……駆動軸、１１８……プラグ、１１
９……正方形部材、１３５……ライン、１３６…
…切換バルブ、１３７……加圧ライン、１３８…
…戻りライン。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ その一端部側にネジの頭部に結合されるリン
   グが構成されるとともに、その他端部側の側面に
   開口し、かつ上記リングの軸心を中心とする円弧
   状の案内路が形成されたレンチヘツド筺体と、 上記レンチヘツド筺体に形成された案内路の内
   部に移動可能に嵌合配置され、かつその内部に空
   胴を有した支持要素と、 上記支持要素の空胴の内部に移動自在に嵌合収
   容されたピストンと、 その一方端が上記ピストンに結合され、かつそ
   の他方端が上記レンチヘツド筺体に揺動自在に枢
   止されたピストンロツドと を備え、上記支持要素の外端を固定体に当接させ
   た状態で上記空胴の内部に圧力を加え、該支持要
   素を外部に突出させる方向に移動させることによ
   り、上記リングに結合されたネジを回動させるこ
   とを特徴とするパワーレンチ。 ２ 上記リングは、上記レンチヘツド筺体に回動
   自在に保持され、かつラチエツト機構を介して該
   レンチヘツド筺体に連結されていることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載のパワーレンチ。 ３ 上記レンチヘツド筺体は、上記リングが構成
   される一方部分と、 上記支持要素および上記ピストンロツドが配設
   され、上記一方部分の外周域における上記リング
   の軸心回りの任意の位置に保持される他方部分と を備えることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載のパワーレンチ。