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【発明の名称】 連結具を緊締又は弛緩するトルク工具と連結具の緊締又は弛緩方法
【発明者】 【氏名】ピーター コッペンホッファー

【要約】 【課題】連結具の緊締又は弛緩に使用するトルク工具の提供

【構成】連結具の回転可能部分と係合することができる駆動要素と、この駆動要素に作用する動力源とを備え、その動力源が前記の駆動要素に作用することで、前記連結具の回転可能部をワンストローク分回転させて前記駆動要素から離れ、次いで前記駆動要素に近づいて再びこれに作用することで、前記連結具の回転可能部をさらにワンストローク分回転させるように構成されているトルク工具。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
回転軸を持ち、回転させることで緊締又は弛緩する連結具の回転可能部分と係合することができる駆動要素と、この駆動要素に作用する動力源とを備えたトルク工具であって、前記の動力源は、前記の駆動要素に作用してこれを角度回転させ、この回転で前記連結具の回転可能部をワンストローク分回転させることで前記駆動要素との間に間隙を生じさせ、次いでこの間隔が埋めまるように前記駆動要素に向けて移動し、再び駆動要素に作用してこれを角度回転させ、この回転で前記連結具の回転可能部分をさらにワンストローク分回転させるように構成された動力源である連結具の緊締又は弛緩用トルク工具。
【請求項2】
前記の動力源が、シリンダーと、そのシリンダー内で往復動するピストンと、ピストンに接続されたピストンロッドとを備えた流体作動式動力源であって、ピストンロッドがシリンダーから延出して前記の駆動要素に作用すると、駆動要素は角度回転して前記連結具の回転可能部分をワンストローク分回転させ、次いで、ピストンロッドは前記のワンストロークだけシリンダー内に戻り、しかる後、ピストンロッドがシリンダーから再度延出することで駆動要素が角度回転して前記連結具の回転可能部分をさらにワンストローク回転させる請求項1記載のトルク工具。
【請求項3】
前記駆動要素が角度回転して間、静止状態にある固定子をトルク工具がさらに備え、その固定子が前記動力源の一部品であって、前記駆動要素の角度回転を支持する要素である請求項1記載のトルク工具。
【請求項4】
前記連結具の非回転部分と係合できる反作用要素をトルク工具がさらに備え、前記の駆動要素が角度回転して前記連結具の回転可能部分を回転させている時に、その回転で発生する反力を前記反作用要素が中和する請求項3記載のトルク工具。
【請求項5】
前記連結具の回転可能部が回転している間、前記の固定子と前記の反作用要素とが、互いに関して非回転であり、シリンダーから延出したピストンロッドがシリンダーに戻る過程では、前記固定子が歯止めを動かして反作用要素に関して可動になる請求項4記載のトルク工具。
【請求項6】
前記の駆動要素が角度回転し、前記連結具の回転可能部分を回転させている時は、前記固定子と前記反作用要素とを互いに関して不動状態に保持し、シリンダーから延出したピストンロッドがシリンダーに戻る過程では、固定子を反作用要素に関して可動にする保持手段をさらに備えている請求項5記載のトルク工具。
【請求項7】
前記の保持手段が、前記固定子の一つに取り付けられた保持爪と、前記固定子の他の一つ及び反作用要素に設けられた歯列手段とを備え、前記駆動要素が角度回転している間は、前記保持爪が前記歯列手段に係合することで、固定子と反作用要素とを互いに不動状態に保持するが、シリンダーから延出したピストンロッドがシリンダーに戻る過程では、前記保持爪が歯列手段の歯止めを動かすように機能する請求項6記載のトルク工具。
【請求項8】
前記反作用要素が前記固定子に取り外し可能に取り付けられ、その反作用要素が固定子の軸方向の一方の側又は他方の側の何れにも取り付けられるように形作られている請求項4記載のトルク工具。
【請求項9】
前記の駆動要素が前記固定子に関して回転可能になる手段を、前記の駆動要素及び固定子が具備し、その手段が互いに係合し合い、前記の回転軸の周りで互い摺動可能な突起と溝とで構成されている請求項3記載のトルク工具。
【請求項10】
前記の固定子が前記の反作用要素に関して回転可能になる手段を、前記の固定子と反作用要素が具備し、その手段が、前記の回転軸の周りで互い摺動可能な突起と溝とで構成されている請求項4記載のトルク工具。
【請求項11】
回転軸を持ち、回転させることで緊締又は弛緩する連結具の回転可能部分に、これを回転させ得る駆動要素を係合させ、その駆動要素に動力源を作用させてこれを角度回転させることで前記連結具の回転可能部をワンストローク分回転させ、動力源と駆動要素との間に間隙を生じされ、次にその間隙がなくなるように動力源を駆動要素側に移動させ、次いで、動力源を再び駆動要素に作用させてこれを角度回転させることにより、前記連結具の回転可能部分をさらにワンストローク分回転させることを包含する連結具の緊締又は弛緩方法。
【請求項12】
前記動力源を、シリンダーと、シリンダー内を往復動するピストンと、ピストンに接続されたピストンロッドとを備えた流体作動式動力源で構成し、前記シリンダーから延出するピストンロッドを前記駆動要素に作用させてこれを角度回転させ、その回転で前記連結具の回転可能部分をワンストローク分回転させることで、動力源と駆動要素との間に間隙を生じされ、次にその間隙がなくなるようにピストンロッドをシリンダー内に戻し、次に、前記のピストンロッドをシリンダーから再び延出させて前記駆動要素に作用させ、これによってその駆動要素を角度回転させることで前記連結具の回転可能部分をさらにワンストローク分回転させる請求項11記載の連結具の緊締又は弛緩方法。
【請求項13】
前記駆動要素が回転している間、静止状態を保持する固定子をさらに利用し、その固定子を前記動力源の部品の一部と、前記駆動要素の回転を支持する部品とで構成させる請求項11記載の連結具の緊締又は弛緩方法。
【請求項14】
前記連結具の回転可能部分に係合できる反作用要素であって、前記駆動要素が回転し、その作用力で連結具の回転可能部を回転させている間、その回転で生ずる反力を中和する反作用要素をさらに利用する請求項13記載の連結具の緊締又は弛緩方法。
【請求項15】
前記連結具の回転可能部分が回転している間、前記の固定子と前記の反作用要素とをお互いに関して非回転に維持し、シリンダーから延出したピストンロッドがシリンダーに戻る過程では、歯止めが動くことで前記の固定子が反作用要素に関して動くようになる請求項14項記載の連結具の緊締又は弛緩方法。
【請求項16】
前記駆動要素が回転し、前記連結具の回転可能部分を回転させている時は、前記固定子と前記反作用要素を互いに関して動かないように保持するが、シリンダーから延出したピストンロッドがシリンダーに戻る過程では、固定子を反作用要素に関して動くようにする保持手段をさらに利用する請求項15記載の連結具の緊締又は弛緩方法。
【請求項17】
前記の保持手段を、前記固定子の一つに取り付けられた保持爪と、前記固定子の他の一つ及び前記反作用要素に設けられた歯列手段とで構成させ、前記駆動要素が回転している間は、前記保持爪が前記歯列手段に係合することで、前記の固定子と反作用要素を互いに不動に保持し、シリンダーから延出したピストンロッドがシリンダーに戻る過程では、前記の保持爪と歯列手段との間の歯止めが解かれる請求項16記載の連結具の緊締又は弛緩方法。
【請求項18】
前記反作用要素を前記固定子に取り外し自在に取り付け、前記固定子の軸方向の一方の側又は他方の側の何れにも取り付けられるようにする請求項14記載の連結具の緊締又は弛緩方法。
【請求項19】
前記の駆動要素が固定子に関して回転可能になる手段を、その駆動要素と固定子に設け、互いに係合し合い連結具の軸の周りで摺動する溝と突起とで前記の手段を構成する請求項13記載の連結具の緊締又は弛緩方法。
【請求項20】
前記の反作用要素に関して固定子が回転可能になる手段を、その固定子と反作用要素に設け、互いに係合し合い連結具の軸の周りで摺動する溝と突起とで、その手段を構成する請求項14記載の連結具の緊締又は弛緩方法。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【0001】
本発明は、連結具を緊締又は弛緩するトルク工具と、連結具を緊締又は弛緩する方法に関する。
【背景技術】
【0002】
ガスタービンやガスパイプラインなどでの連結具を緊締又は弛緩する場合、従来技術では、通常、ハンドレンチが使用されている。典型的には2つのレンチを用い、その一方で取り付け領域を支え、残りの一方でボルトを緊締又は弛緩する。
【0003】
概して、典型的な手動式レンチ(ハンドレンチ)を用いて得られる力は、工業用ボルトを緊締又は弛緩するには不充分である。しかも、ボルト連結具は、パイプ、ゲージ、電気器具などのような工業設備で取り囲まれていることが珍しくない。そうした周辺設備やパイプは、手動式レンチを操作する際の作業性を妨げている。
【0004】
そして、周囲に設備があるために、回転させたいボルトの近くで手動式レンチを操作できないことも少なくない。そのような状況の下では、レンチのハンドルに所望の長さのパイプを差し込んでレンチを延長しなければならない。
【0005】
従来においても、2つのハンドレンチをそれぞれ長いパイプで延長し、ボルトから離れたところからボルトを緊締又は弛緩することがあった。
【0006】
しかし、このような作業は、難しい上に面倒であるばかりでなく、パイプライン、電気器具、その他の周辺設備を破損してしまう心配もある。
【0007】
従って、連結具を緊締又は弛緩する方法や工具の提供は、有用であると言える。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
本発明の目的は、連結具を緊締又は弛緩する方法と、連結具を緊締又は弛緩するためのトルク工具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0009】
連結具を緊締又は弛緩するための本発明に係るトルク工具は、回転軸を持ち、回転することで緊締又は弛緩する連結具の回転可能部に係合する駆動要素と、この駆動要素に作用する動力源とを備え、その動力源は、前記の駆動要素に作用してこれを角度回転させ、この回転で前記連結具の回転可能部をワンストローク分回転させることで前記駆動要素との間に間隙を生じさせ、次いでこの間隔が埋めまるように前記駆動要素に向けて移動し、再び駆動要素に作用してこれを角度回転させ、この回転で前記連結具の回転可能部分をさらにワンストローク分回転させるように構成されている。
【0010】
また、本発明に係る連結具の緊締又は弛緩方法は、回転軸を持ち、回転させることで緊締又は弛緩する連結具の回転可能部分に、これを回転させ得る駆動要素を係合させ、その駆動要素に動力源を作用させてこれを角度回転させることで前記連結具の回転可能部をワンストローク分回転させ、動力源と駆動要素との間に間隙を生じされ、次にその間隙がなくなるように動力源を駆動要素側に移動させ、次いで、動力源を再び駆動要素に作用させてこれを角度回転させることにより、前記連結具の回転可能部分をさらにワンストローク分回転させることを包含する。
【発明の効果】
【0011】
本発明に従ってトルク工具を設計し、本発明の緊締又は弛緩方法を実施すれば、ガス管接続(連結)やガスタービン施設などにおける連結具を、安全に且つ確実に、しかも効率的に緊締又は弛緩することができる。
【0012】
本発明の特徴であると考えられる新規な部分は、特許請求の範囲に網羅されているが、添付図面に沿って以下に説明する本発明の実施態様の内容から、本発明の構成や操作方法は、明らかになると考える。
【発明を実施するための最良の形態】
【0013】
図面に沿って説明する本発明の実施態様では、トルク工具の動力源として、シリンダーと、このシリンダー内で往復動するピストンと、このピストンに接続されたピストンロッドを備えた流体作動式動力源を使用した。また、トルク工具で緊締又は弛緩される連結具には、管継手が選ばれている。
【0014】
本発明に係るトルク工具は、例えば、図1の符号1で示す管継手を緊締又は弛緩させる場合に使用できる。この管継手は、配管要素2の端部に、例えば、六角形を呈する非回転成型部分3と、外周にねじを持つヘッド4を備えている。内ねじ7を持つナット6は、ヘッド4に螺合させて緊締させることができる。
【0015】
本発明に係るトルク工具は、図2の符号11で示す動力源を備え、この動力源11には、シリンダー12、シリンダー内で往復動するピストン13と、ピストンロッド14を含む流体作動式動力源が利用可能である。動力源11は、2枚の側板に動かないように固定されている。動力源のシリンダー12と側板15とは、共にトルク工具の固定部品(固定子)を形成し、この固定部品はナット6が回転する間も回転しない。
【0016】
トルク工具の駆動要素は、例えば、2枚の側板15の間に位置する駆動板15で形成することができ、この駆動板は、ピストンロッドがシリンダーから延出された時の作用力にて、軸Aの周りで角度回転する。ここで角度回転とは、ある角度(通常は45°以下の角度)で回転することを指す。
【0017】
本発明のトルク工具は、例えば、管継手の六角成型部分3であるような、連結具の非回転部分と係合できる反作用要素を備えていて、この反作用要素は、工具の駆動板16に係合したナットが回転する際に生ずる反力を中和し、ナットが順回転している時の工具の逆回転を防止する役割を果たす。当該反作用要素は、例えば、工具の保持爪18と協働する反作用板17として形成することができる。保持爪18は、トルク工具の不動部分に、例えば、各側板15に回転可能に取り付けられており、各保持爪18は、バネ19にて反作用板17に向けて付勢されている。
【0018】
図5a〜図5bに示すように、各側板15は片側に溝21を備え、その溝は軸Aの周囲を或る角度範囲で延在している。一方、駆動板16には、図6aに示すように、上記の溝21の形状に対応する形状の突起22を備え、溝21と突起22とは摺動自在に係合する。
【0019】
側板15は、また、上記の片側の反対側に突起23を備え、その突起23は軸Aの周りを周方向に延在している。側板15の突起23は、反作用板17に設けられている対応溝24と摺動自在に係合する。側板15は、例えば、各側板15の溝25を動力源の突起26(図2参照)に係合させることで、動力源11に動かないよう接続される。
【0020】
駆動板16は、工具が働き行程(working stroke)にある期間、駆動板16を動かすために動力源11のピストンロッドと協働する部分27を備えている。駆動板16はまた、前記の部分27と対向する位置に係合部28を備え、当該係合部には、例えば、12ポイント・レセプタクルのような多角形レセプタクルが設けられる。多角形レセプタクルを備えた係合部28は、緊締又は弛緩される連結具のナット6と嵌合する。
【0021】
反作用板17は、例えば、実質的に六角形のふた付きレセプタクルを内側に備え部分29を備えている。部分29の多角レセプタクルは、工具の操作中、連結具の非回転部分3と嵌合する。
【0022】
反作用板17の外周には、図7aに示すように、2セットの仕掛けが設けら、例えば、傾斜歯列30'及び傾斜歯列30¨が設けられる。図8aに示すように、保持爪18は係合部31を備えている。この係合部31は、トルク工具が働き行程にある間は、換言すれば、シリンダーからピストンロッドが延出している間は、前記の傾斜歯列30'及び傾斜歯列30¨と係合し、反作用板を回転しない状態に保持する。一方、トルク工具が非働き行程(non-working stroke)にある間は、換言すれば、延出したピストンロッドがシリンダー内に引き戻される過程では、保持爪の係合部31は、反作用板の歯列をラチェッティングする。つまり、保持爪は反作用板17の歯列との係合を解き、反作用板は角度回転できるようになる。
【0023】
軸方向に対向して位置する2つの保持爪18は、例えば、側板15と保持爪18とにそれぞれ位置合わせして設けた開口を貫通するピンにて、回転自在に接続される。図2において、符号32は、本発明のトルク工具の流体作動式動力源11に作動流体を供給するための流体供給システムを示す。
【0024】
本発明に係る連結具の緊締又は弛緩用トルク工具と、当該工具による連結具の緊締又は弛緩方法は、次のように機能する。
【0025】
連結具(管継手)1のヘッド4に螺合してナット6を締め付けるために、ナット6を回転させる場合、作動流体を流体作動式動力源11に供給し、ピストン13を動かしてピストンロッド14を延出させる。ピストンロッド14は駆動板16に作用力を及ぼし、例えば、駆動板を押してこれ動かし、駆動板16は、係合部28でナットを回転させる。
【0026】
駆動板16が動いている間、工具の動かない部分(不動部品)、例えば、側板に取り付けられた係合爪18は、反作用板17の対応する歯列に係合しているので、作用力は駆動板16を介してナット6に伝わり、その際に生ずる反作用力は、側板15、保持爪18及び反作用板17を介して、連結具(管継手)の非回転部分3に伝わり、トルク工具の反対方向への回転を防止する。
【0027】
駆動板16とこれに対応するナットは、1回のストローク(ワンストローク)で、ナットを所定の角度、例えば、20〜30°回転させる。ナットをさらに回転させる場合には、動力源11のピストンロッド14をシリンダー12内に移動させる。この移動を行っている間、保持爪18は、反作用板17の歯列上をラチェッティングする。
【0028】
次いで、動力源11が再び活動を開始し、ピストンロッド14はシリンダー12から延出して再度駆動板16をワンストローク動かす。すなわち、動力源11から提供される作用力が、駆動板を介してナット6に伝わり、一方、反作用力は、側板15、保持爪18及び反作用板1を介して、連結具(管継手)の非回転部分3に伝わる。
【0029】
反作用板17は、対応する側板から取り外し可能である。例えば、連結具を緊締する際には、図4に示すように、反作用板17を、側板15の一方に位置させることができ、弛緩させる場合には、反作用板17を他方の側の側板に移動させることができる。反作用板が第1の位置にある場合(例えば、先に説明した位置にある場合)、保持爪18は反作用板17の一方のセットの傾斜歯列、例えば、傾斜歯列30'と協働し、反作用板が第2の位置にある場合(例えば、後に説明した位置にある場合)は、保持爪18は反作用板の他方のセットである傾斜歯列30¨と協働する。傾斜歯列30'及び傾斜歯列30¨は、ナット6が回転している間、保持爪と協働して反作用板17を保持し、動力源11のシリンダー12を移動させている間は、保持爪18は傾斜歯列との係合を解くことができる。
【0030】
以上説明した実施例に示すトルク工具において、その部品の一つ又はそれ以上は、他の構成のトルク工具にも転用することができる。そして、上の実施例は本発明を限定するものでもない。
【図面の簡単な説明】
【0031】
【図1】本発明に係るトルク工具にて緊締又は弛緩される管継手を図式的示す図面。
【図2】本発明に係るトルク工具の側面図。
【図3】本発明に係るトルク工具の端面図。
【図4】管継手の緊締又は弛緩に本発明のトルク工具を適用した場合を図式的に示す図面。
【図5a】本発明に係るトルク工具の側板の側面図。
【図5b】本発明に係るトルク工具の側板の端面図。
【図6a】本発明に係るトルク工具の駆動板の側面図。
【図6b】本発明に係るトルク工具の駆動板の端面図。
【図7a】本発明に係るトルク工具の反作用板の側面図。
【図7b】本発明に係るトルク工具の反作用板の端面図。
【図8a】本発明に係るトルク工具の保持爪の側面図。
【図8b】本発明に係るトルク工具の保持爪の端面図。
【符号の説明】
【0032】
1:管継手(連結具) 2:配管要素 3:六角成型部(不動)
4:ヘッド 5:外ねじ 6:ナット 7:内ねじ
11:動力源 12:シリンダー 13:ピストン
14:ピストンロッド 15:側板 16:駆動板
17:反作用板 18:保持爪 19:バネ A:軸
【出願人】 【識別番号】599156988
【氏名又は名称】ユーネックス コーポレーション
【出願日】 平成19年9月11日(2007.9.11)
【代理人】 【識別番号】100072224
【弁理士】
【氏名又は名称】朝倉 正幸


【公開番号】 特開2008−68395(P2008−68395A)
【公開日】 平成20年3月27日(2008.3.27)
【出願番号】 特願2007−235221(P2007−235221)