JPH05212682A - パワーレンチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】駆動ユニットに加えて他の装置によってリング
を回転することができ、かつリングの戻し停止体として
他の装置を必要としないパワーレンチを提供することで
ある。 【構成】本発明は、ボタンダイス用の回転自在リングを
含むレンチヘッド筐体と、レンチヘッド筐体に係合し
て、固定体に当接する支持要素をレンチヘッド筐体に対
して移動させる駆動ユニットと、駆動ユニットの締付運
動中レンチヘッド筐体にリングを保持する自己鎖錠歯車
とを具えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】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ッド筐体と、固定体に当接させる
ためのレンチヘッド筐体に移動自在に嵌合される支持要
素と、レンチヘッド筐体と支持要素間に作用し、支持要
素に関しレンチヘッド筐体を動かすピストンシリンダユ
ニットとを具えるパワーレンチに関する。

【０００２】

【従来の技術】従前の提案（***国特許出願第３００８
３３２．０−１５）によれば加圧用シリンダはレンチヘ
ッド筐体内にある。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
ストンロッドを介して支持されており、このピストンロ
ッドはレンチヘッドにおいてリング軸に同軸に載置され
る。

【０００３】使用に当って、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。同時にレンチヘッド筐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ェットと
共に動き、これによりボタンダイス内に入れられたボル
トすなわちねじヘッドを回転させる。ピストンの戻り行
程時に、レンチヘッド筐体は反時計方向に旋回される
が、ボタンダイスはラチェットと共に動かない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】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、レンチヘッド筐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ッドに配設される支
持要素によって相当程度決定される。

【０００５】本発明の目的は駆動ユニットに加えて他の
装置によってリングを回転することができ、かつリング
の戻し停止体として他の装置を必要としない上記タイプ
のパワーレンチを提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明はボタンダイス用
の回転自在リングを含むレンチヘッド筐体と、レンチヘ
ッド筐体に係合して、固定体に当接する支持要素をレン
チヘッド筐体に対して移動させる駆動ユニットと、駆動
ユニットの締付運動中レンチヘッド筐体にリングを保持
する自己鎖錠歯車とを具えている。

【０００７】

【作用】この本発明は、リングの歯部に係合し回転駆動
シャフトを含む自己鎖錠歯車を具える点に特徴がある。

【０００８】自己鎖錠の目的はリングによって係合され
るボルトヘッ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を連続的に回転させ、
他方レンチヘッド筐体とリング間に作用する駆動ユニッ
トが動作されるとき、リングとレンチヘッド筐体の残余
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ャフトの回転をリングに伝え、他方
レンチヘッド筐体内にリングの相対回転を駆動シャフト
に伝えることができる。これによっ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ッド筐体の旋回時の
レンチリングの共動という機能を結合する。

【０００９】別のラチェッ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。

【００１０】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、リングは実際上両回転方向におい
てレンチヘッド筐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ットによってレンチヘ
ッド筐体外に移動されるならば、リングとレンチヘッド
筐体を共動させる間レンチヘット筐体は旋回される。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ャ
フトの次の回転時には、レンチヘッド筐体が固定体の方
に再び動きかつ支持要素がレンチ筐体に戻される間静止
状態のままである。かくて駆動ユニットの次の行程が可
能であり、リングはボルトヘッドの予定回転方向にレン
チヘッド筐体とともに動かされる。これによって駆動ユ
ニットの作動と駆動シャフトの回転を交互に行うことに
よってリングはステップ状に回転され、その結果ボルト
すなわちねじヘッ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ってボルトヘッ
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。

【００１１】また上述した問題は、上記タイプのパワー
レンチにおいて、レンチヘッド筐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
よって解決される。その結果、レンチヘッド筐体におけ
る支持要素の枢着は不必要である。本発明によって実現
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。

【００１２】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
ンシリンダユニッ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ってい
るようなものであるべきである。

【００１３】加圧媒体によって動作されるパワーレンチ
に対しては、レンチヘッドによってねじヘッドに作用す
るねじモーメントを加圧媒体によって動作されるシリン
ダの内側に加えられる圧力でもっ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
ストンロッドによって係合される支持要素がレンチヘッ
ド筐体において該筐体からほぼ接線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
ンチヘッド筐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ッドに作用
するトルクは固定体とレンチヘッド筐体の軸間の距離す
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ッド筐体におけるひず
みによっ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。

【００１４】圧力またはひずみの測定によってかなり正
確なトルク決定を行うため、本発明の他の実施例では、
リングの軸回りに円弧状にのびる案内路を設けている。

【００１５】このため支持要素はピストン・シリンダユ
ニットによってレンチヘッド筐体の外に動くことがで
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。

【００１６】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。

【００１７】逆に、レンチヘッド筐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。従っ
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・
シリンダユニットがレンチヘッド筐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。

【００１８】本発明の利点ある実施例によれば、ピスト
ン・シリンダユニットのシリンダは支持要素内に円筒状
のまっすぐな空胴を具え、該ピストンはロッドの一方端
にヒンジ結合され、ロッドの他端はレンチヘッド筐体に
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ッ
ド筐体に支持される。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。

【００１９】本発明のパワーレンチではラチェットを具
えることは必ずしも必要ではない。その構成はピストン
・シリンダユニッ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、本発明の他の
変形例によれば、レンチヘッド筐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。

【００２０】ラチェットなしのパワーレンチはラチェッ
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
することによって作ることができる。しかしながら使用
時には、リングをレンチヘッド筐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。

【００２１】

【実施例】以下添付図面を参照して、本発明に係るパワ
ーレンチの実施例を詳細に説明する。図１の実施例にお
いて、パワーレンチはレンチヘッド筐体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。レンチヘッド筐体１
０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、スナップリング（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ッ
ド筐体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、
レンチヘッド筐体１０の窪み部内で相互に支持されるウ
ォーム歯車１１６のウォーム歯部１１５に歯合するウォ
ーム歯部１１４が設けられる。軸受けはレンチヘッド筐
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（駆動シャフ
ト）１１７の外側端には正方形部材１１９が設置され駆
動軸１１７、従ってウォーム歯車１１６、を外部の道具
により回転させることを可能にする。ウォーム歯車１１
６が回転するとレンチヘッド筐体１０内で回転するリン
グ挿入部材１１が駆動される。

【００２２】レンチヘッド筐体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は図２に示すように円弧状の外側内壁２３およ
び内側内壁２４と平面の側壁２５および２６から画成さ
れる。案内路２２の断面は直方形もしくは正方形であ
る。図１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
に合うようになっている。支承部材２７は全周囲が閉じ
た周面をもつ案内路２２に沿って変位し、その外側端２
７′が案内路２２の、従ってレンチヘッド筐体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ッド等の固定体２
０に支持され、ねじ締め中に生じる反作用の力を支え
る。

【００２３】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ッド筐体１０に加わるトルクを形
成するように有効に使われる。

【００２４】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３
０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。
図２に油圧ライン３３を示す。

【００２５】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
ヘッド筐体１０に支持されるピストンロッド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
るときピストンロッド３４は円筒状空胴２８の軸とほぼ
同軸になる。

【００２６】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、レンチヘッ
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ッド
筐体１０を前後に動かすことにより締め付けることがで
きる。

【００２７】ボタンダイス（図示せず）がリング挿入部
材１１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。次にレンチヘッド筐体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ォーム歯車１１６を伴う駆動軸１１
７はレンチヘッド筐体１０内のリング挿入部材１１が矢
印１２１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、レンチヘッド筐体１０を図１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２７を案内路２２内に引き入れる。

【００２８】過度の締め付けのためのモーメントにより
ウォーム歯車１１６によるリング挿入部材１１の回転が
不可能になった場合には、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（図１）。支承部材２７を固
定体２０に当接させつつ、レンチヘッド筐体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
ボルトヘッドは共動する。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をレンチヘッド
筐体１０に関し矢印１２１の方向に回転させる。実際に
はボルトヘッドとリング挿入部材１１は固定状態にあ
り、レンチヘッド筐体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。

【００２９】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。

【００３０】図３の実施例においては、図１の実施例に
対応するか、同一の機能を有する要素には同一の参照番
号を付し、これらと異なる部分のみを以下に記述する。

【００３１】図３によれば、ピストンはレンチヘッド筐
体１０のシリンダ室２８内を移動する。ピストン２９
は、直線状の案内路２２内を変位する直線状の支承部材
２７に堅固に結合されており、支承部材２７の前方向２
７′を固定体２０に当接している。

【００３２】ライン１３５はシリンダ室２８の部分２８
ａに延びており、支承部材２７を押し離す。ライン１３
５は切換バルブ１３６を経由して加圧ライン１３７又は
油槽に延びる戻りライン１３８に接続される。切換バル
ブ１３６はリミットスイッチ（図示せず）により電磁的
に作動するものが好ましく、これによりシリンダ室２８
の対応端に対するピストン２９の位置が決定される。図
３に示すピストン２９が支承部材２７を左方に移動させ
ピストン行程の終端に到達した場合ライン１３５は切換
バルブ１３６を経由して戻りライン１３８に接続され
る。この時点で正方形部材１１９におけるウォーム車１
１５を回転することにより、ピストン２９が支承部材２
７を経由し固定体により保持される一方、レンチヘッド
筐体１０は反時計方向に旋回する。この結果、シリンダ
室２８の部分２８ａが縮少され、加圧媒体は戻りライン
１３８に押出される。ピストン２９の最終端への到達は
対応するリミットスイッチにより検出され、切換バルブ
１３６はライン１３５が加圧ライン１３７に接続される
ような図示される位置に切り換り、新しいピストン行程
に移る。

【００３３】明らかなように、シリンダ室２８の部分２
８ａに加わる圧力は自動的にピストン２９の対応する終
端位置に加えられる。従って、操作者は唯正方形部材１
１９或いはウォーム歯車１１６の駆動軸のいずれかを回
転させて支承部材２７が常に固定体２０に当接するよう
にするのみでよい。ピストンの往復運動は自動的に制御
される。

【００３４】図４および図５の実施例は大部分が図１の
実施例に対応しているため、異った部分のみを以下に記
載する。

【００３５】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。図１の実施例とは異な
りリング挿入部材１１は３６０度にわたっては歯部に囲
まれておらず、ほぼ９０度リング要素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
ッド筐体１０の残り部分で回転するウォーム歯車１１６
と歯合する。

【００３６】図５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ッド筐体１０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。

【００３７】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
および留め具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。

【００３８】図４および図５のパワーレンチの使用にあ
たっては駆動軸１１７を回転することおよびシリンダ室
を加圧することを交替に行うという図１において記載さ
れた動作が行なわれる。有歯片１４２の端部がウォーム
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１４
５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。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るパワ
ーレンチでは、リングにネジを結合させた状態で自己鎖
錠歯車を適宜方向に回転させれば、該リングに対してレ
ンチヘッド筐体が固定体に近接離反する方向に移動され
ることになるため、上記支持要素を伸長状態から縮退さ
せた際にも、リングをネジから取り外すことなく、しか
もネジを逆方向に回転させることなく、該支持要素を再
び固定体に当接させてパワーレンチを初期状態に復帰さ
せることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明に係るパワーレンチの第１実施
例を示す部分断面図である。

【図２】図２は、図１における II−II 線断面図であ
る。

【図３】図３は、本発明に係るパワーレンチの第２実施
例を示す部分断面図である。

【図４】図４は、本発明に係るパワーレンチの第３実施
例を示す部分断面図である。

【図５】図５は、図４における V−V 線断面図である。

【符号の説明】

１０…レンチヘッド筐体 １１…リング １２…内部歯部 ２０…固定体 ２２…案内路 ２７…支承部材 ２９…ピストン ３０…管状延出部 １１６…ウォーム歯車 １１７…駆動軸 １１８…プラグ １１９…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 (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一端部側にネジの頭部に結合されるリング
   が回動可能に配設され、かつ他端部側にその側面に開口
   する案内路が形成されたレンチヘッド筐体と、 上記レンチヘッド筐体に回動自在に配設された駆動シャ
   フトと、 上記レンチヘッド筐体および上記リング間に配置される
   とともに、該リングに設けられた歯部に歯合し、上記駆
   動シャフトの回動によりこれらレンチヘッド筐体および
   リング間に相対的な回動を与える自己鎖錠歯車と、 上記レンチヘッド筐体の案内路内に移動可能に嵌合配置
   された支持要素と、 上記レンチヘッド筐体および上記支持要素間に構成さ
   れ、上記案内路において上記支持要素を上記レンチヘッ
   ド筐体に対して往復移動させる駆動ユニットとを備え、
   上記支持要素の外端を固定体に当接させた状態で上記駆
   動ユニットを作動させることにより、上記自己鎖錠歯車
   を介して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. 【請求項２】上記自己鎖錠歯車は、上記駆動シャフトに
   結合され、上記リングの歯部に歯合するウォーム歯車で
   あることを特徴とする請求項１記載のパワーレンチ。
3. 【請求項３】上記駆動シャフトは、上記リングの軸に対
   して横方向に延在することを特徴とする請求項２記載の
   パワーレンチ。
4. 【請求項４】上記リングに設けられた歯部は、該リング
   の外周全域に環状に構成されていることを特徴とする請
   求項２記載のパワーレンチ。
5. 【請求項５】上記リングは、環状または円弧状の案内溝
   を介して上記レンチヘッド筐体に結合され、上記自己鎖
   錠歯車は、上記案内溝の行路内において上記歯部に作用
   することを特徴とする請求項１記載のパワーレンチ。
6. 【請求項６】上記駆動ユニットは、切換バルブを介して
   加圧ラインまたは戻りラインのいずれか一方に交互に連
   通されるシリンダ室を備えた単方向ピストン・シリンダ
   ユニットであることを特徴とする請求項１記載のパワー
   レンチ。
7. 【請求項７】上記切換バルブは、上記シリンダ室内にお
   けるピストンの終端位置に応答するリミットスイッチに
   より制御されることを特徴とする請求項６記載のパワー
   レンチ。