JP2004209628A - 流体作動トルク工具 - Google Patents
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Abstract
【課題】ボルト伸長の測定手段が組み込まれた流体作動トルク工具の提供。
【解決手段】流体作動式のモーター装置と、このモーター装置によって駆動され、締付け留め具と係合する駆動部３と、この駆動部に組み込まれ、駆動部が留め具に係合すると、留め具の一方と接触して当該留め具の一方に音を送り、前記留め具の一方の伸長を示す信号を受信する超音波探針１２とを備えたネジ付き留め具締付け用流体作動トルク工具。
【選択図】図１
【解決手段】流体作動式のモーター装置と、このモーター装置によって駆動され、締付け留め具と係合する駆動部３と、この駆動部に組み込まれ、駆動部が留め具に係合すると、留め具の一方と接触して当該留め具の一方に音を送り、前記留め具の一方の伸長を示す信号を受信する超音波探針１２とを備えたネジ付き留め具締付け用流体作動トルク工具。
【選択図】図１
Description
本発明はネジ付き留め具を締付けるための流体作動トルク工具に関する。
ネジ付き留め具を締める場合、例えば、ボルト締め接合を行う場合、ボルトの円周方向に均等な力を発生させることが重要である。全てのボルトが同じ残留応力を持ち、その値が予め計算されることは理想的なことであり、工学技術部門で推奨されることである。しかし、ナットについて２つの未知の摩擦、すなわち、面摩擦とネジ山摩擦が存在するため、上記のようになることは難しい。ナットに適用されるトルクも、最終結果に影響を及ぼすほど変化する。
達成させたボルト伸長（この伸長は、計算によってボルト負荷（荷重）に変換可能である）を測定する測定装置がある。この種の測定装置の一つとして、ボルト底部からはね返る信号をボルト内に送る超音波測定器があり、その装置は信号がはね返ったポイントで正確なボルトの伸びを測定する。しかしながら、この種の超音波測定器は、ネジ付き留め具を締めるのに使用するトルク工具と一体化さえておらず、トルク工具とは、無関係に、且つ個別に使用されている。従って、現存の流体作動トルク工具を、ボルト伸長が測定できるように改良した流体作動トルク工具の提供は、有用であると言える。
本発明の目的の一つは、トルク工具によって達成されたボルト伸長を直接測定できるところの、ネジ付き留め具の緊締に使用する流体作動トルク工具を提供することにある。
本発明に係る留め具締付け用流体作動トルク工具の一つは、流体作動式のモーター装置と、このモーター装置によって駆動し、且つ留め具と係合する駆動部と、この駆動部に組み込まれ、駆動部が留め具に係合すると、留め具の一方と接触して当該留め具の一方に音を送り、前記留め具の一方の伸長を示す信号を受信する超音波探針とを備えている。
本発明はまた、超音波探針の撓み防止手段付き流体作動トルク工具を提供するものでもあって、その工具は、留め具の一方であるボルトと係合する係合部を内側に備えて留め具の他方であるナットの下側に配置され、ナットにトルクが掛かった際のボルトに対するナットの抗力によってボルトが回転するのを阻止する座金を備えると共に、ナットが回転した際にこの座金を静止状態に保持する手段を備える。
本発明の別の流体作動トルク工具は、駆動素子停止手段を持ち、その手段は、探針が受信した信号を評価する手段と、その評価手段に接続され、流体作動式モーター装置への流体の供給を中断する実行手段とで構成される。
添付図面に沿って本発明をさらに詳しく以下に説明するが、本発明の構成、目的及び効果などは、図示の具体例からより一層平易に理解できるものと思われる。
本発明に係る流体作動工具は、当業界で周知の流体作動式シリンダー−ピストン装置１で例示される流体作動モーター備える。そして、前記の装置は、内部に流体を出し入れできるシリンダーと、流体の作用でシリンダー内を往復運動可動なピストンを備える。流体は、公知の供給／抜き取り手段２によって、流体作動式シリンダー−ピストン装置１に供給され、また当該装置から抜き出される。
本発明の流体作動トルク工具は、さらに全体を符号３で示す駆動部を有している。図に示すように、駆動部３は、流体作動式シリンダー−ピストン装置のピストンに、例えばラチェット・ポール機構で接続された中空のドライブシャフト４と、このドライブシャフトと一緒に回転するように当該シャフト上に配置されたインナーソケット５を備えている。インナーソケット５は、内側に係合手段を備え、その係合手段は、例えば、締付け用ネジ付き留め具の一部であるナットの六角頭部に係合する六角開口部で構成させることができる。駆動部３はさらに、トルク工具のハウジングに動かないように接続されたアウタソケット７を持つ。アウターソケット７は、例えば、座金８と係合する六角開口部を備えている。
本発明の流体作動トルク工具で締付けられるネジ付き留め具は、ナットの他に、このナットがねじ込まれるボルト９を持つ。座金８には、その内側に、例えば、ボルトに螺着するネジ付きセグメントが設けられ、座金に設けたこの係合手段は、ナットの回転でボルトに及ぶ抗力（摩擦抵抗）により、ボルトが回転するのを止める役割を果たす。
本発明によれば、流体作動トルク工具は、符号１１で示すボルト伸長測定手段を備える。ボルト伸長測定手段１１は、駆動部に組み込まれた超音波探針１２を備えている。例えば、探針は中空シャフト４の中央に組み込むことができる。超音波探針１２は、駆動部から外側に延びたワイヤー１３によって電子処理手段１４に接続されるが、この電子処理手段は電子変換装置であって差し支えない。スプリング１５は、工具が留め具に適用された時に、超音波探針１２がボルト９の端部に接触するように、探針を付勢する。インナーソケット５は、ナット６と係合する。
電子処理手段１４は、例えば、流体の供給／抜き取り手段２を介して工具と接続することができ、これにより一旦所望のボルト伸長が達成されれば、工具はナットの回転を停止する。
本発明に係る流体作動トルク工具は、次のように作動する。
すなわち、例えば、互いに接合させる二つのパーツを締付ける必要が生じた場合、流体を流体作動式シリンダー−ピストン装置１に供給すると、ピストンは、ラチェット・ポール機構を介してドライブシャフト４及びインナーソケット５を回転させ、その結果、ネジ付き留め具のナット６を回転させるが、座金８は静止状態に保持され、ボルト９の回転が阻止されるため、ボルトは回転せずに伸長する。超音波探針１２がボルトの端部に接触するようになると、探針はボルトの底部からはね返る音を送り、その信号は信号評価手段に送られ、正確なボルト伸長が測定され、この測定値は表示計に表示させることもできる。実際に達成できたボルト伸長は、電子処理手段１４に蓄えることが可能な所望のボルト伸長と比較され、所望のボルト伸長が達成された時点で、流体作動トルク工具の駆動は停止する。つまり、上記の信号に対応する信号が、流体の供給／抜き取り手段２に送られると、シリンダー−ピストン装置への流体の供給が停止し、これにより、ドライブシャフト４、インナーソケット５及びナット６の回転が停止する。
すなわち、例えば、互いに接合させる二つのパーツを締付ける必要が生じた場合、流体を流体作動式シリンダー−ピストン装置１に供給すると、ピストンは、ラチェット・ポール機構を介してドライブシャフト４及びインナーソケット５を回転させ、その結果、ネジ付き留め具のナット６を回転させるが、座金８は静止状態に保持され、ボルト９の回転が阻止されるため、ボルトは回転せずに伸長する。超音波探針１２がボルトの端部に接触するようになると、探針はボルトの底部からはね返る音を送り、その信号は信号評価手段に送られ、正確なボルト伸長が測定され、この測定値は表示計に表示させることもできる。実際に達成できたボルト伸長は、電子処理手段１４に蓄えることが可能な所望のボルト伸長と比較され、所望のボルト伸長が達成された時点で、流体作動トルク工具の駆動は停止する。つまり、上記の信号に対応する信号が、流体の供給／抜き取り手段２に送られると、シリンダー−ピストン装置への流体の供給が停止し、これにより、ドライブシャフト４、インナーソケット５及びナット６の回転が停止する。
上記した構成部材のそれぞれ又は２つ以上の組合せは、本発明のトルク工具とは構造を異にする工具にも有用に応用できることは理解されるべきである。
本発明は、流体作動トルク工具の一具体例で説明され、記述されているが、本発明が意図するところを逸脱せずに、様々な部分的改造や構造変更を行うことは可能であるので、上記の一具体例は本発明を限定するものではない。
上記したところは、本発明の骨子を充分に明らかにしているので、当業者はさらなる分析を行わなくても、現在の知識を適用するだけで、本発明の特徴を損なうことなく、様々な応用例に本発明を容易に活用することができる。
１：シリンダー−ピストン装置 ２：供給／抜き取り手段 ３：駆動部
４：ドライブシャフト ５：インナーソケット
６：ナット ７：アウターソケット ８：座金
９：ボルト １０：係合手段
１１：ボルト伸長測定手段 １２：超音波探針 １３：ワイヤー
１４：電子処理手段
４：ドライブシャフト ５：インナーソケット
６：ナット ７：アウターソケット ８：座金
９：ボルト １０：係合手段
１１：ボルト伸長測定手段 １２：超音波探針 １３：ワイヤー
１４：電子処理手段
Claims (12)
- 流体作動式のモーター装置と、このモーター装置によって駆動され、締付け留め具と係合する駆動部と、この駆動部に組み込まれ、駆動部が留め具に係合すると、留め具の一方と接触して当該留め具の一方に音を送り、前記留め具の一方の伸長を示す信号を受信する超音波探針とを備えてなり、ネジ付き留め具の締付けに用いる流体作動トルク工具。
- 前記留め具がボルトとボルトに螺着するナットで構成され、前記駆動部がナットを係合する駆動素子と有し、前記の探針がその駆動素子に組み込まれている請求項１記載の流体作動トルク工具。
- 前記探針が前記駆動素子の実質上中央に位置している請求項２記載の流体作動トルク工具。
- 前記探針が留め具の一方に接触するように探針を留め具の一方に付勢する手段をさらに備えた請求項１記載の流体作動トルク工具。
- 前記付勢手段がスプリングである請求項４記載の流体作動トルク工具。
- 前記スプリングが前記駆動部に組み込まれている請求項５記載の流体作動トルク工具。
- 探針からの信号を評価して留め具の伸長を表示させる手段をさらに備えた請求項１記載の流体作動トルク工具。
- 前記の評価手段が電子変換器を備えた請求項７記載の流体作動トルク工具。
- 留め具の一方の回転又は捩れに起因する探針の撓み防止手段をさらに備えた請求項１記載の流体作動トルク工具。
- 前記撓み防止手段が、留め具の一方であるボルトと係合する係合部を内側に備え、留め具の他方であるナットに下側に配置され、ナットにトルクが掛かった際のボルトに対するナットの抗力によってボルトが回転するのを阻止できる座金と、その座金をナットが回転した際に静止状態に保持する手段とを備えた請求項９記載の流体作動トルク工具。
- 所望の伸長が達成されたことを示す信号を超音波探針から受信した際に、前記駆動素子を停止させる手段をさらに備えた請求項記載の流体作動トルク工具。
- 前記の停止手段が、探針から受けた信号を評価する手段と、この評価手段に接続され、流体作動式モーター装置への流体の供給を中断させる実行手段とを含む請求項１１記載の流体作動トルク工具。
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