JPS5894976A - ねじ連結部を締付けるための空気作動動力工具 - Google Patents

ねじ連結部を締付けるための空気作動動力工具

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JPS5894976A
JPS5894976A JP20470182A JP20470182A JPS5894976A JP S5894976 A JPS5894976 A JP S5894976A JP 20470182 A JP20470182 A JP 20470182A JP 20470182 A JP20470182 A JP 20470182A JP S5894976 A JPS5894976 A JP S5894976A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はねじ連結部を締付けるための空気動カニ具に関
するものである。特に本発明はハウジングと、ねじ連結
部に初期の締付度を得るための第1のモーターと、ねじ
連結部に所望の最終締付皺を得るための第2のモーター
と、モーターの動力を連結部に連結し得る出力スピンド
ルに伝達するための動力伝達系とを備えている種類のね
じ連結部締付工具に関する。
仁の種の工具は米国特許第j、jλり、si3号に記載
されている。
この欅の従来の動カニ具に関する問題は空気の消費が多
いことである。今日手に入るコモ−ターナツト同じ工具
の両方のモーターには全締付工程の間圧縮空気が同時に
供給される。これはねじ連結部に最終の締付度を達成す
みため第1のモーターよシも低いギヤで常に作動する第
2のモーターが工程の初期段階の間負荷されないで動く
ことを意味する。第一のモーターのこのような空転によ
ってかなりの量の圧縮空気が浪費され、ま九望ましくな
い高いエネルイーコストに加えて、衝撃又は停止型のよ
り普通の単モーター工具から仁の迅速作動工具への転換
Fi、極めて高価な手段がコンプレッサーユニットと空
気分配網を大11にせねばならないという結果を与える
かも知れない。
今日の一モーター工具がこうむる高いレベルの空気の消
費の別の観点から、これらの工具を携帯用工具の細部に
適用することは極めて困難であろう、先づ、必要とされ
る空気供給と排気導管は工具の満足な喉扱いを可能にす
るのに十分可撓性でなくかつ軽量であ夛得ず、!九次V
Cxロットル弁を含んでいる工具ハウジング内伸の空気
通路は、工具ハウジングの外形寸法と重置が携帯用工具
として許容するような寸法のものでなければならない。
本発明の主目的は圧縮空気の消費量が有効に減少される
空気作動のコモ−ターねじ連結部締付装置を提供するこ
とである。本発明によれば10%までの空気消費量の低
減を達成し得る6本発明の他の目的は、低速高トルタモ
ーターへの作動空気の供給を制御するため、高速低トル
クモーターからの逆圧と実際の空気源圧力との間の一定
の差で作用するよう配置される圧縮空気供給弁を備えて
いる空気作動の2モーターナツト回し工具を提供するこ
とである。
更に別の目的と利点は以下の記載と特許請求の範囲から
明らかとなろう。
本発明の望ましい実施例が添付図面を参照して以下詳細
に説明される。
81に示される動カニ具はハウジングioを備える空気
作動のナツトランナーで66、第1のモ−ター//と第
λのモーターココがハウジング内に保持される。内方の
モーターは空気摺動羽根型のものであシ、これはこの種
の工りにおいて周期的に用いられる型のモーターである
。モーターは第5図に示すように弊しい寸法のものでT
o夛また反対方向く回転する。
示される工具は携帯用工具であ夛、ま九ハウジング10
にはピストル型の握J)/Jが形成され。
この中を工具の主空気供給通路l#が延びる。ピストル
型握Btiyc据付けられるスロットル弁l!は空気供
給通路l−を通る圧縮空気の流れを制御するため引金1
1によって作動し得る。
モーターiiとココは継手装置/Iと減速歯車l?を介
して角形端部をもつ出力スピンドル17にトルクを伝達
するよう配置される(87図参照)。
減速歯車は詳細には図示されていない2つの普通の惑星
歯車を備える。
継手装置はその前方端部に、減速歯車lりと係合するた
めの−xt5形成される中実軸コQを備える。中実軸−
20はその後端部に平歯車コ2を備え、これは第1のモ
ーターtiによって直接駆動される小さな平歯車コ3と
噛合わされる。第λのモーターココによって直接駆動さ
れる小径の平歯車J−は継手スリーブー−の内方歯車コ
!と噛合う。継手スリーブは軸方向に隔てられるローラ
ーベアリングコア、21によって中実軸λO!lc月転
し得るように支承される。これらのローラーベアリング
λ7.コtの間に軸方向クラッチ30が配置され、継手
スリーブ24に関してねじ継手締付は方向に中実軸20
の自由な回転を可能にする。
クラッチ30は任意通常の設計の自由転勤型のクラッチ
であり、従って詳細には説明しない。
図示された継手11において、平歯車、23対減速モー
タ//に駆動結合される平歯車ココとの減速比社コニl
でToり、−男子歯車2v対第コのモーターココに駆動
結合される内歯車コjとの減速比は約7.!:/である
。こうして第コのモーター/Jの減速は第1のモーター
//の減速の約3.7j倍である。この継手装置tt#
iコン・ぞクトな設計と、第コのモーター/Jの丸めの
かなり高速な減速比とをあわせもつ。
λつのモーター1/と/J4Cは空気人口J/と3Jが
それぞれ設けられ、これを通してモーターには供給弁3
33からの圧縮空気が供給される。このため、供給弁J
JK−はハウジングlOO主空気供給通路l弘と連通し
ている空気人口/−)77が設けられる。
空気供給弁J3はシリンダ穴IIとその中を摺動して案
内される弁要素JFを備える。弁要素Jデはコツプ状の
ものでToJI、その周@K”弁開日参〇を有し、tた
その底部即ち端部−を通って砥びている多数の空気連絡
開口参/を有している。弁要素Jりの端部時にはロッド
#Jが延びる中央開口−−も設けられる。、四ツド4c
Jと弁要素Jりはロツクツンダ##によって軸方向に連
結される。
ロッド−Jはその一端部が、第1図の左方でシリンダ穴
ivy同軸KWII付けられる管状部#l内に案内して
受は止められる。管状部−Iの底端部は通路−4を介し
て大気と連通する。弁要素Jデとシリンダ穴Jtとの間
の1stlFliシールOように。
ロツ)’$3と管状部#jは空気人口、JP−)37倉
通して供給される圧縮空気が通路−6を通って大気に漏
出するのを防止するよう共働する。
μツド#3は弁要素JFを通ってまっすぐに砥び、また
その右手端部に振勅減衰俟@#rを備え、この装置は制
動ピストン参デ、0リンダjO及び支持りンダsiを有
している。これら3つの喪章はコつのaツクリングjコ
によって軸方向の動きが防止される。制動ピストン参り
は円周間Sをもって7りンを穴Jl内に嵌合するが、外
周のギャップよりも大きな円lIギャップでロッド参J
K受は止められる。
これは空気が制動ピストン−デによってギャップを通過
し、また制動ピストン参デが進行の極めて狭い軸方向の
限度内でロッド参JK関して自由に移動し得るというこ
とを意味する。
弁要素If、−ツド夢3及び制動装@#1は最終O端部
位置間でシリンダ穴II内にユニットとして互に変位し
得、前記位置はそれぞれ管状部−jO底−とシリンダ穴
3tの右手@jJを打撃しているロッド≠3の端部によ
って制限される0弱いコイルばねsrは全ユニットを図
の右&li奇するよう配置され、こうして工具が始動さ
れるとき弁要素J?が常にその右手端部位置にあるのを
確実にする。
シリンダ穴3tには空気入口/−)77に加えて、第7
のモーターllの空気人口31と連通している第1のサ
ービスポー(j4及び第2のモーター12の入口3−2
と連通している第Jのサービス・パートj7が設けられ
る。第2図と第3図に示されるよう蹟、空気入口ボー)
77と第1のサービスボー)j4ijそれらが弁要素3
2によって決して被われないようにシリンダ穴1r内に
配置される。第2のサービスポートj7は弁要素JPが
その右手位置を占めるとき弁要素によって被われるが、
弁要素Jりがその左手位置に変位されるとき升し一ロー
〇を介して被われない。
第2図と第3図に示す装置の作動順序は次の過シである
弁33に圧縮空気が供給される前並びにねじ連結部締付
工程の初期手順の間、弁要素39は第2図に示すように
その右手位置を占める。圧縮空気が弁33に供給されな
いとき、ばねsjの1JIi埼W荷は弁要素3りがその
右手位置、即ち閉鎖位Iikτ占めるのを確実にする。
工具はスロットル弁/!t−開放するよう引金/6を押
すことによって始動される。次いで圧縮空気が通路l≠
を介して工具忙供給される。
操作の初期手順の間、圧縮空気は入口ボート37を介し
て弁3Jに入り、弁要素3りの開口U/、(通過し、ま
た第1のサービス4− ) I Aと第1のモーターの
空気入口31を介して第1のモーター//に到達する。
Ixlのモーター//ifi平歯車コ3とコ一を介して
中実軸−20を回転させ、また第1のモーター//によ
って発生される動力は減速歯車19を介して出口スピン
ドル17に伝達される。工程の停止手順の間、締付けら
れているねじ連結部に発生δiする回転に対する抵抗は
低く、これは第1の七−タ−11の回転速度並びに供給
弁33を通る空気入が高いことを意味する。
圧縮空気が弁要素32の開口4clを通過すると。
これら開口を横切る圧力低下が発生される。仁れは弁要
素3りの右手側の圧力がその反対側の圧力。
卸ち工具が連結される圧縮空気源の圧力よりも低いこと
を意味する。しかしながら、1つの反対方向に弁髪$3
Fに作用している負荷の相違は、弁要素3りの圧伸の横
断面積の一部分、即ちロッド−3の横断面によって示さ
れる表面部が通気通路−6vこよってのみ大気圧にさら
されるので、この圧力差が示す程大きくはない。ロッド
参3はその反対端部で弁要素と同じ圧力にさらされる。
制動ピストン≠2はその右手11に作用している圧力に
基ぐいかなる実際の影響をもたない。
弁要素3りの異なる表面寸法並びに開口参lの寸法は、
ねじ連結部の抵抗が増大しかつ第1のモーター//の回
転速度がある範囲に低下すると、M/の七−ターtiか
らの逆圧のはつき)した増大を得るような要領で選択さ
れる。ねじ連結部の所定の締付割合で、第1のモーター
tiからの逆圧は弁要素JPを左に動がし、かつその開
放位置を占めさせるのに十分大きく、かくして弁tf4
11eυが第2のサービスポートj7と位置合せされる
(第3図参照)、第1のモーター/Iへの空気1μ給を
阻止することなく、供給弁3Jは第コのモーター/−2
に圧縮空気を与える 第コのモーターlコは第1のモーターllと共に最終的
な締付手順を行うように付勢される。第λのモーターl
コの出方トルクは平歯車コ弘と内歯軍コjを介して継手
スリーブコ≦に伝達される。
この内歯車対平歯車装置の歯車比はこの平−車対第1の
モーターiiに連結される平−車装置のそれよりも一層
大きい、これは継手スリーブコtがよ〕遅く回転されか
つ中実軸コ。かもともと何うものよりも高いトルクレベ
ルで一転されること全意味する。しかしながら、締付け
られるねじ連結部の抵抗が増大することKより、tA/
のモーターl/は第コのモーターlλが追いつくことの
できるような低い速度レベルに減速され、また一方向ク
ラッチ30にょシ#!λのモーターlコの旬カが中実軸
コOに分院されかつ第1のモーター/Ikよって筐に発
生される一D力に加えられる。
所望の最終締付割合がねじ連結部に得られると、両モー
ターからの全逆圧が予じめ設定した空気源圧力と実餉的
に吟しb結濠としてか或Fill断弁に応答する逆圧の
閉鎖の結果として停止することによってモーターiiと
lコは回転を止める。遁断弁は図示されないが、任意普
通の設計のものであり、また供給弁33の上流に配置さ
れる。
制動装置参tは弁髪lA3りが振動するのを防止しかつ
供給弁J3の正確な作動を達成するのに用いらノする。
このため、制動ピストンーナは右手及びシリンダ穴II
の部分から又はそれに空気流をある範囲に阻止するよう
配置される。弁要素Jりがその左への運動の間1反対方
向への運動の関よシも小さい有効な減衰を有することが
望ましい。
1m11+ピストン−2とロッド#3、との間の円周ギ
ャップによシ、制動ピストン弘りを通る第コの空気通路
が確立される。しかしながらこの通路は、弁要素3り、
ロンド参3及び制動ピストン−2が左に動かされるとき
にのみ開放きれる。右VC動くと、制動ピストンVりは
0リングSOと7−ル接触され、かくして第2の空気通
路を閉鎖しかつ一一勺効な制動作用を与える。
第一図には空気供給弁の変形した実施例が参照番号13
3で示される。目的と主作動叡序は上述した弁とほぼ同
じである。第一図による弁の特t!二は異なるよう設計
されたロッドiuiであり、これは同軸の通気通路1u
6を備え、かつそのる十端部でシリンダ端部壁/13の
開口/10を簀−する、かくして、一方で管状部l≠5
とロフト1443によって形成される室と、他力で大気
とq)間に連通が達成される。ヘッドil/Id管状部
t4IS内にシールして案内され、また通気通路lμ6
により、ヘッドがその左端面で大気圧にさらされる。ヘ
ッドtriはまた空気源圧力にさらされる環状肩部/1
2を形成する。
第一図に示す実施例による供給弁の作m費領tま第2図
諸第3図に示す弁のそれと極めて似ている。
これは弁要素13りが空気源圧力と第1の七−ターから
の逆圧との間で平衡されることを意味する。
餉の実施例において、弁要素Jりに2つの反対方向に作
用している圧力の関係した力の間の大きな差が、大気に
連通されるロッド4I−3の左端面を有することKよっ
て補償され、一方右手面は第1のモーターの逆圧にさら
される。
第一図に示す弁において、ロッド/413の右端面は大
鉋圧だけによって作動される。それから発生されかつロ
ッドl#3を左に負荷するよう作用する減少した力は、
環状肩部112九作用している空気源圧力によって作り
出される。
これらの違いはさておき1作動原理は弁のλつの笑−例
におけるのと同じである。従って第一図に示す弁の弁要
素13りはその右@に向かってかっばね1ssKよって
閉鎖位置に偏倚される。これをま工具が少しでも作動さ
れる前に弁要素13デがその閉鎖位置を占めることを意
味する。しかしながら軸付工程の初期段階が開始された
とき、開口iuiを横切る圧力低下から発する力はばね
issによって発生される偏倚力より優位を占めるだろ
う。この閉鎖位置で、シリンダ穴iit内の第コのサー
ビスイード/!7は弁要素13りによって被われ、また
従って運動を起こさせる空気が第2のモーターlλに到
達するのを防止する。
締付けられているねじ連結部からのトルク抵抗かあるレ
ベルに増大すると、第1のモーターl/からの逆圧は弁
要素13りをその開放位置KN位させる。この位置で、
弁要素139の弁開口/410は第2のサービスポート
117とそろい、また圧縮空気は第コのモーター/λに
供給される。kV素13りの両位置で空気入口ポート1
37並びに第1のサービスイードtztは開放される。
この実施例の振動減衰装置iltはhlに述べた実施例
の装置と同様に設計されかつ作動する。
内実−施例に信用のおける利点はある空気源圧力とは独
立している。換言すれば、1つ又は他の理由で供給され
る空気の圧力がII車正圧力即ち通常6ノ々−ルからそ
れるときもまたこの弁社正しく作動する。λ〜3パール
の圧力低下はこのような工具の連結点では異例でない、
しかしながら上述した空気供給弁が供給圧力と第1のモ
ーターからの逆圧との間で平衡され、これは圧カレペル
それ自体が重要でないことを意味する。偏倚ばね22゜
/Ijは余りに弱くて弁作動に影蕃を及ぼさな騒ことは
注目すべきである。
第1図を麹層すると、工具の減速歯車lりは。
I−ルベアリングタlによって工具ハウジング10ti
c回転するよう支持されるケーシングタO内に取囲まれ
るのが示される。ボールベアリングはハウジングioと
減速歯車ケーシングタOとの間に自在連結を構成する。
ケーシングタOの前方端部にトルク反動棒?コがしつか
夛と暇付けられ、これは締付けられるねじ連結部によっ
て互に固定されている部分のいずれかの突出部分のよう
な固定部分としっかりと接触するようなされる。その理
由はトルク反動が余りに重く工具のオペレーターによっ
て牛で平衡され得ないからである。
自在連結の目的は反動棒の迅速かつ満足な調整をoT 
fiしKすることであり、オペレーターがピストル型握
りを満足な位置に保持する可能性をそこなうことなく反
動棒のためのしっかりとしだ女J? /j支持点を見出
す。
従来の単一モーター工具の適用において、モーター単独
から工具ハウジングに伝達される反動トルクがオペレー
ターに害のない程十分低いので、平坦な自由に回転して
いる自在連結は満足である。。
しかしながら第1図に示すコモーター工具において、工
具ハウジング10に伝達されるトルクIXI@Jは実質
的に重い、その理由は継手装置itそれ自体が減速/ト
ルク増幅を与え、特に平歯車−第コのモーター/Jの内
方歯車駆動を与えることでシる。
オペレーターをハウジングioK発生される反動トルク
から保饅するために1ケーシングタ0には円周列ノツチ
タ3が設けられ、これらは半球状のものでTo9かつケ
ーシング?Qの後端部周囲にわたって等しく分配され(
第1図及第4図参照)。
ケーシングP0と引金/4の柄り←との間に垂直表穴デ
!があシ、これにλつの鋼球り6.り7が可動に案内さ
れる。穴り!はノツチタ3と同一の!lI面面内に配置
され、上方のi−ルタ6をノッチタ3の1つに係合する
のを可能にする。
引金の柄タダにはロックスリーブタタが摺動自在に案内
され、またばね100は口、ツタスリーブデ2へ引金1
6の方向に偏倚負荷を発生するよう配備される。
ロックスリーブタタには円周霞りlが設けられ。
これは引金16がその休止位置を占めるとき下方I−ル
タ7を部分的に受けるよう寸法法めされかつ配置される
。この位置は第一図に示される。i−ルタ6.り7の寸
法は引金の柄り参とケーシングタOとの闇の距離に適合
され、従って引金14が工JLを始動するため引張られ
るとき、またg4yrが穴り!との整合から動かされる
ので、上方ゼールタ6はケーシングタOのノッチタ3の
1つと係合して固定される。換言すれば、工具が作動さ
れるとき、ケーシンダタ0は工具ハウジングlOK関し
て常に固定される。これは工具に発生される全反動力が
反動棒りλにわ九って平衡されることを意味する。
引金/6が第1図に示すようKその体正位riIiを占
めるとき、下方のゼールタ7は牌りjに入り。
また上方のボール26がノツチタ3から外されかつハウ
ジング10に関してケーシンダタOの回転を可能にする
。更に別の観点で、ノツチタ3の1つが上方−−ルタ6
を受けるため穴Fjと正しく合わさる場合、引金l≦は
動かされ得ない。これはハウジング10が減速歯車ケー
シノグタQと反動棒タコに関して固定されなければ工具
が作動され得ないことを意味する。
これらの実施例は上述した例に限定されるものではなく
本発明の範囲内で自由に変形し得ることはいうまで亀な
い。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の特徴を有している携帯用動力レンチを
部分的に破断した側面図を示す。 第1図は本発明によゐ動カニ具を線図的に示し、空気供
給弁はその閉鎖位置で示される。 第3図は開放位IIKある空気供給弁の陪片的な断面図
を示す。 第V図は変形した実施例の空気供給弁を通る縦断面図を
示す。 第5Mは第1図のV−V線に沿う横断面図を示す。 第6図は8I1図の工具の断片的な側面図を示す。 io・・・ハウジング、/l・−・第1のモーター。 /U・・・第λノモーター、/J・・・ピストル型の握
シ、17・・・出力スピンドル、/r、/り・・・動力
伝達系。 31.3λ・・・空気入口、33./33・−空気供給
弁 182       14/

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、 ねじ連結部に初期割合の予張力を達成するための
    第1の毫−ター(// )と、ねじ連結−に所期の最終
    割合O予張力を得る丸めの第コのモーター(7,2)と
    、両モーター(//、/J) 0動力をねじ連結部に連
    結し得る出カスピント、ル(/7)K伝達する丸めの動
    力伝達系(it、tデ)とを内蔵しているハウジング(
    10)を備えている動カニ具KTh−て、モーター(i
    t、iコ)の空気入口(11,12)が空気供給弁(1
    3;/33)K連結され、前記供給弁が閉鎖位置から開
    放位置に自動的Kf位でき、かつ前記第1のモーター(
    11)からの逆圧が空気源圧力をある割合超えるときく
    のみ、前記第2の篭−ター(12)の空気入口(J−2
    )t−圧縮空気源に連結するよう配設されることを特徴
    としたねじ連結部を締付ける丸めの空気作動工具。 コ、前記空気供給弁(33;/JJ)が7リング穴(3
    1:/31)内をシールして案内され、また前Cピ第1
    のモーター(ti”)からの逆圧によって弁の開放方向
    にかつ空気源圧力によって弁の閉鎖方向に加圧されるよ
    う配置される弁要素(Jヂ; /75’)を備える特許
    請求の範囲第11iK記載の動カニ具。 3、 前記供給弁(73,77J)が前記弁要素(iy
    ;i3り)に連結され、かつ前記弁要素(jF;/JP
    )の閉鎖方向に大気圧によって連続的に作用される表面
    を倫えている平衡ピストン($に/$3)を含む特許請
    求の範囲第J項に記載の動カニ具。 帆 前記平衡ピストン(/$J)が空気源圧力によって
    前記弁要素(/Jり)の開放方向に加圧される補助の表
    面(trコ)を備える特許請求の範囲第nb記載の動カ
    ニ具。 !、 前記平衡ピストンが前記弁要素(39:/Jり)
    と同軸でかつ弁要素に固定されるロッド(4CJ ; 
    /←3)によって形成される特許請求の範囲第3墳又は
    第V項に記載の動カニ具。 瓜 前記弁要素が1つ又はそれ以上の開口(−l;l参
    l)を有し、これを通して空気がある一定の圧力低下の
    もとて圧縮空気源から前記第1のモーター(11)の空
    気入口(J/)[流される特許請求の範囲第コ〜jTJ
    のいずれか713に記載の動カニ具。 7、 前記シリノダ穴(3r;1JI)Kは圧縮空気源
    に連結される空気入口ポー) (77;/77)と、前
    記第1のモーター(//)と連絡している第1のサービ
    スl−) (jG;/jりと、前記第一のモーター(ノ
    コ)と連絡している第一のサービスポー) (j7;/
    j7)とが設けられ、前記空気入口デー) (37:/
    37)と第1のサービスボート(j4;ts4)が前記
    弁要素(3り;/JP)Kよって決して阻止されない特
    許請求の範囲第2〜4IJのいずれか/XJK記載の動
    カニ具。 L 前記弁要素(Jり;/Jり)がシリンダ穴(it;
    t3r)内を可動に案内される制動ピストン(参り)に
    連結され、また前記弁要素(3り;13り)の開放方向
    に制動作用を減少するための逆止弁(jo)が設けられ
    る特許請求の範囲第λ〜7IJのいずれか/1lFc記
    載の動カニ具。 父 前記ロッド(4117; /参3)が前記弁要素(
    3り;lJり)を通って延び、かつ弁要素の低圧側に前
    記制動ピストン(≠2)を支持する特許請求の範囲第t
    IJiKk:載の動カニ具。 lo、ハウジングがピストル型の握り(1−3)を備L
    、前記握!I) C#)が圧縮空気源と連絡するための
    圧縮空気供給通路(/4=)と、手で作動されるスロッ
    トル弁(lりを含む携帯用工具を構成している特許iI
    +1*の範囲第1〜2項のいずれか/IJIK:記載の
    動カニ具。
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US3529513A (en) * 1968-11-19 1970-09-22 Chicago Pneumatic Tool Co Two-speed nut-running tool with tandem motors

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