(57)【要約】本発明は、作業者が工具（１０）の動作を開始した後に工具モータ（１４）が作動する時間の長さを制御する新規なトルクタイミング・デバイス（６００）によってトルクが制限される動力式打撃トルク工具（１０）を備える。本発明は、トルクタイミング・デバイス（６００）自体および他の工具も備える。本発明はさらに、圧縮性流体によって動力を供給される工具用の解放可能に取付可能でユーザが調整可能なモジュラ制御装置（６００）の形態のトルクタイミング・デバイス（６００）を備える。トルク時間制限デバイス（６００）は、ユーザがニードル・バルブ（３００）を調整することができるようにする。ニードル・バルブ（３００）は、リザーバ（４００）の充填を制御し、リザーバ（４００）が充たされると遮断バルブ（１００）を作動するのに必要な圧力を加える。
2005534512.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
工具が少なくとも１つのモータを備え、モジュラ制御装置が前記工具に解放可能に取付可能である、動力式打撃工具用モジュラ制御装置。
【請求項２】
前記モータへのエネルギーの流れを遮断し、前記モータへのエネルギーの流れを制御するための構造および溝をさらに備える、請求項１に記載のモジュラ制御装置。
【請求項３】
前記モジュラ制御装置の排出ポートで圧縮性流体の流れの継続時間を制御する特性を有する、請求項１に記載のモジュラ制御装置。
【請求項４】
圧縮性流体を受けることができる第１の溝と、
前記装置からの前記圧縮性流体を排出することができる第２の溝と、
それを通って前記圧縮性流体が前記第１の溝から前記第２の溝に通過することができるバルブと、
それを通って前記圧縮性流体が前記第１の溝からリザーバに通過することができる第３の溝と、
それを通って前記圧縮性流体が前記第１の溝から前記バルブ室の一部に流れることができる第４の溝と、
それを通って前記圧縮性流体が前記リザーバから前記バルブ室の一部に流れることができる第５の溝と、
それを通って前記圧縮性流体が前記バルブ室から通気される第６の溝と、
前記各溝、前記バルブ、および前記リザーバを備え、工具に解放可能に取付可能な構造とを含む、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記第１の溝が、
少なくとも１つのコネクタ、シール、およびシールを受けるための表面を備え、圧縮性流体源との液密接続部を作成するように構成された第１の端部と、
前記バルブ室内への入力ポートを備える第２の端部と、
前記第４の溝の第１の端部内へのポートを備える第３の端部と、
前記第３の溝へのポートを備える第４の端部とを備える、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記第２の溝が、
前記バルブからのポートを備える第１の端部と、
工具に対して直接または間接の少なくとも１つによって液密接続部を作成するためのコネクタまたはシールの少なくとも１つを備える第２の端部とを含む、請求項４に記載の装置。
【請求項７】
前記バルブが、
複数のポートを備えるバルブ室と、
偏倚機構と、
前記バルブ室内に閉じ込められ、前記バルブ室内で運動の少なくとも１つの自由度が提供されたバルブ本体とを含む、請求項４に記載の装置。
【請求項８】
前記バルブ本体が前記偏倚機構によって偏倚位置に偏倚され、前記偏倚位置にある前記バルブ本体が、前記圧縮性流体が前記バルブを通過するように動作する、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記バルブ本体が非偏倚位置に移動され、前記非偏倚位置にある前記バルブ本体が前記バルブを通る前記圧縮性流体の流れを遮るように動作する、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記偏倚機構がばねである、請求項７に記載の装置。
【請求項１１】
前記第３の溝が、
前記第１の溝の前記第４の端部ポートから圧縮性流体を受けるように寸法決めされ形状付けられた第１の端部と、
圧縮性流体を前記リザーバ内に排出するように寸法決めされ形状付けられたポートを備える第２の端部と、
流れ制限部を備える中央部分とを含む、請求項４に記載の装置。
【請求項１２】
前記流れ制限部が、可変の流れ制限部を備える、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記可変の流れ制限部が、ニードル・バルブを備える、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記第４の溝が、
前記第１の溝から圧縮性流体を受ける第１の端部と、
圧縮性流体を前記バルブ室の一部内に排出して、前記バルブ本体が前記非偏倚位置に移動した場合に前記バルブ本体を前記非偏倚位置にラッチするように動作する、バルブ室へのポートを備える第２の端部とを含む、請求項４に記載の装置。
【請求項１５】
前記第５の溝が、
前記リザーバから圧縮性流体を受けるポートを備える第１の端部と、
圧縮性流体を前記バルブ室の一部内に排出するポートを備える第２の端部とを含む、請求項４に記載の装置。
【請求項１６】
前記バルブ室の前記一部が、少なくとも１つの可動壁を有する、拡張可能かつ収縮可能な副室である、請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
前記少なくとも１つの可動壁が、前記バルブ本体の少なくとも１つの表面を備える、請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
前記構造が、前記各溝、バルブ、ニードル・バルブ、およびリザーバを備えるように寸法決めされ形状付けられ、前記装置を工具に外部および内部の少なくとも１つに取り付ける取付機構を収容するようにさらに寸法決めされ形状付けられた実質的に中実の本体を備える、請求項４に記載の装置。
【請求項１９】
前記取付機構が位置合せ機構を含む、請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
前記位置合せ機構が、前記モジュラ制御装置の実質的に中実の本体内の位置合せ穴を含み、前記穴が前記工具から延在する対応するロッドを受けるように寸法決めされ形状付けられている、請求項１９に記載の装置。
【請求項２１】
前記位置合せ穴および対応するロッドが、前記工具に対する前記モジュラ制御装置の単一方向に整列する、請求項２０に記載の装置。
【請求項２２】
前記実質的に中実の本体が、複数のサブブロックのアセンブリを備える、請求項１８に記載の装置。
【請求項２３】
前記複数のサブブロックが、
前記リザーバ、前記バルブ室、前記第１の溝の一部、前記第２の溝、前記第４の溝、前記第５の溝、および前記装置を前記工具に取り付ける少なくとも１つの取付機構を備える第１のサブブロックと、
前記第３の溝および前記第１の溝の残りの部分を備える第２のサブブロックとを含む、請求項２２に記載の装置。
【請求項２４】
ハンドルをさらに備え、前記ハンドルが、
手で把持されるように形状付けされ寸法決めされたハウジングと、
前記モジュラ制御装置の入力部に通じる、圧縮性流体用の溝と、
前記溝内への圧縮性流体の供給を受ける入力ポートと、
前記溝を通る圧縮性ガスの流れを制御する手動操作バルブとを含む、請求項４に記載の装置。
【請求項２５】
前記工具が、
前記少なくとも１つのモータを覆う少なくとも１つのハウジングと、
少なくとも１つのハンドルと、
圧縮性流体の供給部からの圧縮性流体の流れを制御するように動作する少なくとも１つの手動操作バルブと、
前記モジュラ制御装置を前記工具に解放可能に取り付ける取付機構の少なくとも１部とをさらに含む、請求項１に記載の装置。
【請求項２６】
モジュラ制御装置を前記工具に位置合せする少なくとも１つの位置合せ機構をさらに備える、請求項２５に記載の装置。
【請求項２７】
前記位置合せ機構および前記取付機構が、単一の機構に組み合わされる、請求項２６に記載の装置。
【請求項２８】
空圧式トルク・レンチ工具に解放可能に取付可能な実質的に中実の本体構造を備える本体と、
前記工具および外部源の少なくとも１つから圧縮空気を受けるための本体内の第１の溝と、
前記工具の空気圧モータの入口内に直接または間接の少なくとも１つによって圧縮空気を排出するための本体内の第２の溝と、
前記第１と第２の溝の間に位置し、作業者が調整可能な時に圧縮空気の排出を遮断するように構成され動作する、本体内のバルブと、
部分的に本体に内蔵され、部分的に本体から突き出た調整機構であって、前記突起部分が工具の作業者によって操作されて、前記バルブが圧縮空気の前記工具への排出を遮断する時を調整するように寸法決めされ形状付けられている、空圧式トルク・レンチ工具用モジュラ制御装置。
【請求項２９】
ハウジングと、
圧縮性流体のエネルギーによって動力を供給され、駆動軸を回転させるように動作可能な、前記ハウジング内の少なくとも１つのモータと、
工具に解放可能に取り付けられたモジュラ制御装置とを備える工具。
【請求項３０】
前記モジュラ制御装置が、
溝を通る圧縮性流体の流れが自動バルブによって制御され、溝が入力ポートおよび排出ポートをさらに備える前記圧縮性流体用の溝と、
前記工具のユーザによって操作されるように構成された、前記モジュラ制御装置から部分的に突き出た調整機構とを備える、請求項２９に記載の工具。
【請求項３１】
前記モジュラ制御装置が、
前記装置を前記工具に連結する少なくとも１つの解放可能な機械的コネクタと、
前記装置の前記排出ポートと前記工具のモータ入力ポートの間の第１の解放可能な流体接続部と、
圧縮性流体供給ホースへの流体接続部および前記工具からの圧縮性流体の供給部への流体接続部のうちの少なくとも１つを備える、圧縮流体の供給部と前記装置の入力ポートの間の第２の解放可能な流体接続部とをさらに含む、請求項３０に記載の工具。
【請求項３２】
前記少なくとも１つの解放可能な機械的コネクタが、少なくとも１つの連結部アクチュエータを備え、前記連結部アクチュエータが前記装置と前記工具の間の複数の連結部を連結および切断するためのユーザ操作デバイスを備える、請求項３１に記載の装置。
【請求項３３】
前記少なくとも１つの連結部アクチュエータの一部が前記装置に組み合わされ、前記連結部アクチュエータの残りの部分が前記工具に組み合わされる、請求項３２に記載の装置。
【請求項３４】
前記バルブが、
複数のポートを備えるバルブ室と、
圧縮性流体のリザーバから圧縮性流体を受ける作動室と、
前記バルブ室内に閉じ込められ、前記バルブ室内で少なくとも１自由度の動きを備えたバルブ本体とをさらに含む、請求項３０に記載の装置。
【請求項３５】
前記作動室が前記バルブ室の一部である、請求項３４に記載の装置。
【請求項３６】
前記作動室が、拡張可能および収縮可能な室を備える、請求項３４に記載の装置。
【請求項３７】
前記作動室の少なくとも１つの壁が、前記バルブ本体の表面を備える、請求項３６に記載の装置。
【請求項３８】
前記バルブ本体が、前記入力ポートと前記排出ポートの間の溝の一部を備える、請求項３４に記載の装置。
【請求項３９】
前記少なくとも１自由度の動きが、少なくとも１自由度の並進運動である、請求項３４に記載の装置。
【請求項４０】
前記バルブが、前記入力ポートから前記拡張された作動室内への前記圧縮性流体を受けるラッチング溝をさらに備え、前記圧縮性流体が前記作動室の拡張を維持することによって前記バルブをラッチするように動作する、請求項３４に記載の装置。
【請求項４１】
前記リザーバが、流れ制限部を有する溝を通る前記入力ポートからの圧縮性流体を受けるように構成される、請求項３４に記載の装置。
【請求項４２】
前記流れ制限部が、可変の流れ制限部である、請求項４１に記載の装置。
【請求項４３】
流れ制限部の範囲が、前記調整機構の位置によって決定される、請求項４２に記載の装置。
【請求項４４】
前記流れ制限部および前記調整機構がともにニードル・バルブを備える、請求項４３に記載の装置。
【請求項４５】
前記工具が、前記モジュラ制御装置を受け、前記モジュラ制御装置に取り付けられるように形成されている、請求項２９に記載の装置。
【請求項４６】
前記モジュラ制御装置の前記圧縮性流体排出ポートが前記工具上の前記圧縮性流体モータ入力ポートと位置合せされ、前記モジュラ制御装置の機械的コネクタ部分が前記工具の対応する機械的コネクタ部分と位置合せされた場合に、前記工具上の圧縮性流体供給部が、前記モジュラ制御装置上の前記圧縮性流体入力ポートと位置合せされる、請求項４５に記載の装置。
【請求項４７】
前記圧縮性流体が空気を含む、請求項２９に記載の装置。
【請求項４８】
前記工具が空圧式工具を含む、請求項４７に記載の装置。
【請求項４９】
前記空圧式工具がトルク・レンチである、請求項４８に記載の装置。
【請求項５０】
前記圧縮性流体が乾燥窒素、ヘリウム、または他の圧縮性ガスを含む、請求項２９に記載の装置。
【請求項５１】
前記入力ポートが供給溝に連結されるコネクタをさらに備え、前記供給溝が圧縮性流体の供給源である、請求項２９に記載の装置。
【請求項５２】
前記供給溝が、前記工具を通ること、および前記工具と独立することの少なくとも１つによって圧縮性流体を案内する、請求項５１に記載の装置。
【請求項５３】
前記バルブが偏倚機構を備える、請求項２９に記載の装置。
【請求項５４】
前記偏倚機構がばねを備える、請求項５３に記載の装置。
【請求項５５】
前記偏倚機構が閉鎖したバルブを偏倚させるように構成される、請求項５３に記載の装置。
【請求項５６】
モジュラ制御装置を使用する方法であって、
モジュラ制御装置を提供するステップと、
前記モジュラ制御装置を工具と位置合せするステップと、
前記モジュラ制御装置を前記工具に取り付けるステップと、
前記モジュラ制御装置の出力を調整するステップと、
前記工具をワークピースに適用するステップとを含む方法。
【請求項５７】
前記モジュラ制御装置を前記工具から取り外すステップと、
前記モジュラ制御装置を第２の工具に対して位置合せするステップと、
前記モジュラ制御装置を前記第２の工具に取り付けるステップと、
前記モジュラ制御装置の出力を調整するステップと、
前記第２の工具をワークピースに適用するステップとをさらに含む、請求項５６に記載の方法。
【請求項５８】
モジュラ制御装置を提供する前記ステップが、流体式モジュラ制御装置を提供するステップを含む、請求項５７に記載の方法。
【請求項５９】
流体モジュラ制御装置を提供する前記ステップが、空圧式モジュラ制御装置を提供するステップを含む、請求項５８に記載の方法。
【請求項６０】
空圧式モジュラ制御装置を使用する方法であって、
前記空圧式モジュラ制御装置を空圧式工具に取り付けるステップと、
圧縮空気供給溝を前記空圧式モジュラ制御装置の入力ポートに連結するステップと、
圧縮空気の排出を前記空圧式モジュラ制御装置の排出ポートから前記空圧式工具の空気圧モータの入口に溝を通して行うステップと、
前記空圧式モジュラ制御装置を調整するステップと、
前記空圧式工具をワークピースに適用するステップとを含む方法。
【請求項６１】
前記工具を前記ワークピースに適用する前に、ワークピース・アダプタを前記工具の前記モータの駆動軸に直接および間接の少なくとも１つによって取り付けるステップをさらに含む、請求項６０に記載の方法。
【請求項６２】
モジュラ制御装置を作成する方法であって、
第１のサブブロックを形成して、リザーバ、バルブ室、および複数の溝を作成するステップと、
第２のサブブロックを形成して、ニードル・バルブ用バルブ座部を有する流溝であって、前記第１のサブブロックと嵌合した場合に前記リザーバを前記圧縮性流体の入力を受ける前記第１のブロック内の溝に流体的に接続するように寸法決めされ位置付けられた溝を有する流溝を作成するステップと、
ニードル・バルブのステムを受けるのに適しており、前記ニードルをバルブ座部に位置合せするように寸法決めされ位置付けられたバルブ・ステム溝を前記第２のサブブロック内に形成するステップと、
バルブ本体を形成するステップと、
ニードル・バルブ本体を形成するステップと、
前記バルブ本体を前記バルブ室内に設置するステップと、
前記ニードル・バルブを前記第２のサブブロックのニードル・バルブ座部内に設置するステップと、
前記第１と第２のサブブロックをともに嵌合し、解放可能に締結するステップと、
位置合せ特性を形成するステップと、
少なくとも１つの取付機構の形成および設置のうちの少なくとも１つを行うステップとを含む方法。
【請求項６３】
前記バルブ本体を設置するステップが、
シールを設置するステップと、
バルブ本体を挿入するステップと、
偏倚機構を設置するステップと、
Ｏリング・バンパを設置するステップとを含む、請求項６２に記載の方法。
【請求項６４】
入力ポートおよび排出ポートを有する空圧式モジュラ制御装置を受ける特性を有する空圧動力式打撃工具を作成する方法であって、
ハンドル、圧縮空気の入力供給を制御するトリガ・バルブ、および圧縮空気用入口を有する空気圧モータを有する空圧動力式打撃工具を提供するステップと、
前記空圧式モジュラ制御装置の入力ポートと位置合せされ連結されるように構成された、前記トリガ・バルブの出力部からトリガ・バルブの出口ポートまでの溝を形成するステップと、
前記空圧式モジュラ制御装置の排出ポートと位置合せされ連結されるように構成された、前記空気圧モータの入口から空気圧モータの供給ポートまでの溝を形成するステップと、
前記空気圧モータ、溝、およびトリガ・バルブを覆い、前記空気圧モータ供給ポート、前記トリガ・バルブ出口ポート、位置合せ機構、および連結機構も有するハウジングを形成するステップとを含む方法。
【請求項６５】
ハウジングと、
前記ハウジング内の空気圧モータと、
手動調整可能で解放可能で取付可能なモジュラ制御装置とを備える、空圧動力式打撃工具。
【請求項６６】
ワークピース・アダプタをさらに備える、請求項６５に記載の工具。
【請求項６７】
動力式打撃工具用装置を作成する方法であって、
空気圧モータをハウジング内に設け、前記ハウジングおよび空気圧モータがモジュラ制御装置を受けるように構成されるステップと、
モジュラ制御装置を取り付けるステップとを含む方法。
【請求項６８】
モジュラ制御装置を使用する方法であって、前記モジュラ制御装置を動力式打撃工具に取り付けるステップを含む方法。
【請求項６９】
前記モジュラ制御装置を調整するステップを含む、請求項６８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に、動力式打撃工具の分野に関し、より詳細には動力式打撃工具用のモジュラ制御装置に関し、より具体的にはタイミング・デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえば空圧式、油圧式、電動式などの動力式打撃工具は当技術分野で周知である。動力式打撃工具は、ワークピース上に力を加えるため、機械的に直接または間接的に連結された金敷上で、モータ駆動ハンマの打撃を繰返すことによって、ワークピース上に力を生成する。一部の動力式打撃工具は、直線的な力を加える。他の動力式打撃工具は、ねじり力であるトルクを加える。
【０００３】
現在の動力式打撃工具の一つの欠点は、力がワークピースに過剰に長い間加えられる可能性があることである。すでに締め付けられた任意のワークピース上に打撃が積み重なると、損傷を招くことがある。現在の動力式打撃工具は、作業者が手動で停止できる場合に停止される。たとえば、トルク・レンチなどの空圧式手工具では、作業者がトリガ・バルブを解放して、工具モータへの圧縮空気の供給を遮断する。ワークピースに加えられる打撃力の数は、工具作業者の反射神経と注意深さによる。停止が遅れると、ワークピースはトルクを過剰に受け、損傷を被る可能性がある。
【０００４】
したがって、動力式打撃工具の分野では、最終的にワークピースに加えられるトルク量を、さらに予測可能にする方法が求められている。また、動力式打撃工具の力がワークピースに加えられる時間を制限する制御装置も求められている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、動力式打撃工具の制御に使用される装置および方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の概括的な態様では、
モジュラ構造と、
少なくとも１つの制御バルブと、
制御バルブの少なくとも１つの範囲を制御するための調整機構とを備える、モジュラ制御装置を提供する。
【０００７】
本発明の第２の概括的な態様では、
ハウジングと、
前記ハウジング内に収容された空気圧モータと、
解放可能に取付可能でユーザが調整可能なモジュラ制御装置とを備える、動力式打撃工具を提供する。
【０００８】
本発明の第３の概括的な態様では、
ハウジングと、
第１のトルク出力を提供する、前記ハウジング内に収容された空気圧モータと、
解放可能に取付可能でユーザが調整可能なモジュラ制御装置とを備える、動力式打撃工具を提供する。
【０００９】
本発明の第４の概括的な態様では、
ハウジングと、
前記ハウジング内の空気圧モータと、
前記空気圧モータに動作可能に取り付けられたワークピース・アダプタと、
解放可能に取付可能でユーザが調整可能なモジュラ制御装置とを備える、動力式打撃工具を提供する。
【００１０】
本発明の上記及びその他の特徴は、本発明の様々な実施形態の以下のより詳細な説明から明らかになるであろう。
【００１１】
本発明の幾つかの実施形態を、以下の図を参照して詳細に記載する。図では、同様の記号は同様の部材を示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の幾つかの実施形態を示し、詳細に説明するが、上記の特許請求の範囲から逸脱することなく、様々な変更および修正を加えることができると理解すべきである。本発明の範囲は、構成する構成要素の数、その材料、その形状、その相対的配置などに全く限定されるものではなく、それらは単に実施形態の一例として開示されたものである。図面は本発明を図示するものであるが、こうした図面は必ずしも原寸に比例していない。
【００１３】
モジュラ制御装置は、動力式打撃工具とともに、またはその一部として使用され、トルク出力を時間制限することができるようにする。動力式打撃工具には、（たとえば空圧式、油圧式、電動式など）様々な動力式打撃工具が含まれる。このモジュラ制御装置は、たとえば空圧式打撃工具などの動力式打撃工具とともに使用される場合、工具内で空気圧モータから、ナットまたはボルトなどのワークピースに一定の継続時間のトルクを与える。モータとは、本明細書で定義し、使用するように、第１のエネルギーの流れを運動エネルギーに変換するものである。たとえば、空気圧モータは、膨張する圧縮ガスのエネルギーの流れを機械的駆動軸の回転運動に変換する。他の例では、電動モータは、電気の流れを機械式駆動軸の回転運動に変換する。また別の例では、ジャック・ハンマの駆動ピストンおよびバルブはモータを形成して、膨張する圧縮流体のエネルギーを機械式駆動軸の直線運動に変換する。最後の例では、油圧式モータは、流れるわずかに圧縮性の流体（作動油）の運動エネルギーを、機械式駆動軸の回転運動に変換する。各実施形態では、駆動軸はモータによって回転し、ワークピース上に作用する工具（ワークピース・アダプタ）は、駆動軸とワークピースの間で、機械的に直接または間接的に連結される。
【００１４】
次に図１Ａを参照すると、動力式打撃工具１０の一実施形態が、工具１０の中心線を通る垂直断面図で示されている。工具１０はハンドル１２を有し、ハンドル１２は、ハンドル１２の底部にあるポート５２を通る圧縮性流体を受ける溝５０を含む。溝は、圧縮性流体が流れるための密閉通路である。溝は、管、ホース、材料のブロック内に形成されたボア、または同様の流れを拘束するものでもよい。
【００１５】
圧縮性流体とは、本明細書で定義し使用するように、水の体積弾性係数より小さい体積係数を持つ流体である。小さい体積弾性係数を持つ圧縮性流体は、その圧縮された状態の位置エネルギーを膨張する流体の運動エネルギーに変換し、次いでモータ回転子の運動エネルギーに変換することによってエネルギーを伝達する。ヘリウムおよび窒素など元素ガス、および空気など混合ガスは、小さい体積弾性係数を持つ圧縮性流体である。わずかに圧縮性の流体は、大きい体積弾性係数を持ち、力の伝達に使用される。たとえば作動油は、通常比較的大きい体積弾性係数を持つ。どちらのタイプの圧縮性流体もエネルギーをモータ用に伝達することができる。
【００１６】
ポート５２には、圧縮流体の供給部に連結するための管継手５４が装備されている。圧縮性流体の供給部は、たとえば空圧式工具に動力を与えるために自動車修理店で使用されるような圧縮空気ホースでもよい。溝５０内には、図１でトリガ・バルブ６２として示した、手動で操作されるバルブ６２があり、それによって工具のユーザが溝５０を通る圧縮性流体の流れを調整することができる。トリガ６０を押すことによって、バルブ６２が開放され、それによって圧縮性流体が工具１０のモータ１４に向けて溝を通って輸送される。溝５０は、工具のバックプレート７０まで延在し、バックプレート７０において溝５０は、ポート５６で終端する。ポート５６は、モジュラ制御装置６００内の第１の溝２０２に対応するポート２５０を受けるように寸法決めし、形状付けられている（図１Ｂを参照）。したがって、第１の溝２０２は入力溝である。
【００１７】
モジュラ制御装置６００は、少なくとも１つの第２の装置の少なくとも１つの機能を制御する第１の装置である。さらに、モジュラ制御装置６００は、単一の物理的ユニット（モジュール）として操作することができる点でモジュラである。モジュールは、全般的に固体のブロックまたは本体を備え、その中に制御機能を実行する機構が形成されている。この本体は、単一のブロックから作成することができ、または複数のサブブロックから組み立てることができる。モジュラ制御装置６００は、第２の装置と関係させて操作することができ、モジュラ制御装置６００と第２の装置の間の相互作用によって第２の装置の動作が変更されることになる。空気圧技術の分野の一部の例では、モジュラ制御装置６００は、ユーザが選択した時間の経過後に工具１０（第２の装置）への空気の流れを遮断することができ、ジャック・ハンマのように空気の流れる方向を揺らし、または第２の装置内に入る空気の圧力を変えることができる。
【００１８】
モジュラ制御装置６００は、工具１０に解放可能に取付可能であるように構成される。この装置は、モジュラ制御装置６００と工具１０の間の連結部を工具のユーザが開閉することができる場合に、解放可能に取付可能になる。コネクタは、ボルト、クランプ、ラッチ、または当技術分野で周知の同様のデバイスでもよい。一実施形態では、連結部をユーザの手の単一動作によって完全に開放し、または完全に閉鎖することができる。
【００１９】
モジュラ制御装置６００の第２の溝２１２の出力ポート２５２（図１Ｂを参照）から排出される圧縮流体を受けるように寸法決めされ形状付けられたポート５８も、バックプレート７０上に配置されている。第２の溝は出力溝である。バックプレート７０は、たとえばＣｈｉｃａｇｏ  Ｐｎｅｕｍａｔｉｃ  Ｔｏｏｌによって作成されたＭｏｄｅｌ７４９空圧式トルク・レンチのバックプレート７０でよい。一実施形態では、バックプレート７０は円筒形突起部７４を有する。この突起部７４は、おそらくその中にモータ軸受けを収容し、モジュラ制御装置６００を工具１０に位置合せするための位置合せ機構として使用されるものである。
【００２０】
図１Ａおよび１Ｂを参照すると、一実施形態で、モジュラ制御装置６００は、バックプレート７０の円筒形突起部７４を摺動式に受けるように寸法決めされ形状付けられた空洞７８を含む構造８０を有する。一実施形態の目的は、バックプレートがさらに、モジュラ制御装置６００内の空洞７６内で摺動式に受けられるように寸法決めされ形状付けられた位置合せドエル７２を備えることである。代替実施形態では、空洞７６および７８がバックプレート７０側に存在してもよく、円筒形突起部７４および位置合せドエル７２がモジュラ制御装置６００の一部であってもよい。他の代替実施形態では、バックプレート７０は少なくとも１つの位置合せ機構および少なくとも１つの空洞を有し、少なくとも１つの対応する空洞および少なくとも１つの対応する位置合せ機構が、モジュラ制御装置６００に組み込まれている。
【００２１】
代替実施形態では、バックプレート７０は、工具１０とモジュラ制御装置６００の間のインターフェースを提供するアダプタ９００でもよい。こうした改装の場合、アダプタ９００を、独自に設計された工具ごとに設計することができる。アダプタ９００のモジュラ制御装置を受ける側では、アダプタの少なくとも一部を、モジュラ制御装置６００が元来設計されていた工具１０のバックプレート７０のように構成することができる。アダプタ９００の残りの部分は、圧縮性流体に２つの溝を提供する。すなわち、圧縮性流体供給部とモジュラ制御装置６００の入力ポート２５０の間の第１のアダプタの溝９１０、およびモジュラ制御装置６００の排出ポート２５２と工具１０のモータ１４の間の第２のアダプタの溝９２０である。アダプタ９００は、アダプタ９００を工具１０およびモジュラ制御装置６００に固定するのに十分な構造７０および取付機構８０も提供する。
【００２２】
図２はモジュラ制御装置６００の一実施形態を示すやや概略的な図である。モジュラ制御装置６００の一実施形態は、自動遮断バルブ１００を備えており、このバルブ１００は、圧縮性流体がモジュラ制御装置６００を通って流れ始めた後に、ユーザが調整可能な時に、圧縮性流体のモータへの流れ２１４を遮断する。図２の実施形態では、圧縮性流体は、入力ポート２５０を通って第１の溝２０２内に流れ、偏倚（バイアス）されて開放されたバルブ１００を通って第２の溝２１２内に流れ、第２の溝２１２を通って出力ポート２５２から工具のモータの入口５８（図１Ａ）内に排出される。
【００２３】
バルブ１００は、バルブ室１２０、バルブ本体１１４、偏倚機構１１６、およびシール１１０および１１８を備える。バルブ室１２０は、複数の溝２０２、２０４、２０８、２１０、および２１２へのポート１５０〜１５８を有する。バルブ本体１１４は、バルブ室１２０内に摺動式に嵌合している。図２で示した実施形態では、バルブ本体１１４は、１自由度の並進運動を有する。この実施形態では、バルブ本体１１４は、１自由度の回転運動も有する。なぜなら、バルブ本体１１４はその長軸の周りでの回転対称性を有するからである。バルブ本体１１４の回転対称性によって、バルブ本体１１４が動作中にバルブ室１２０内で特定の回転方位を維持する必要性が省かれる。バルブ１００を開閉する運動の１つの自由度は、動作の自由度である。代替実施形態では、バルブ本体１１４およびバルブ室１２０は回転対称でなくてもよい。他の代替実施形態では、バルブ１００は並進的ではなく回転的に摺動することによって動作する。当業者には、他の設計の制約内でバルブ本体１１４の質量を最小限にする利点を理解されるであろう。
【００２４】
偏倚機構１１６は、バルブ本体１１４の運動およびバルブ本体１１４の運動範囲の少なくとも一部の動作の自由度に整列した一方向で、バルブ本体１１４に力を加える任意の機構または機構の組合せである。偏倚機構１１６は、通常はばねであるが、圧縮性流体または他の弾性部材でもよい。
【００２５】
図２の実施形態では、バルブ本体１１４の第１の端部はポペット部分１０８を有する。ポペット部分１０８は、バルブ本体１１４の回転対称延長部であり、一様かつバルブ本体１１４の最大径よりも小さい径を有する。ポペット部分１０８は所定の長さ１１２を有する。バルブ本体１１４がその偏倚された位置に存在する場合、ポペット部分１０８はバルブ室１２０の同様に細くなされた部分１０２内で摺動式に受けられる。バルブ室１２０の細くなされた部分１０２を、バルブ本体１１４のポペット部分１０８よりも長くなるように作成して、室１０４が圧縮性流体をリザーバ４００から受けるように形成することができる。リザーバ４００は、圧縮性流体を蓄積するための空洞である。受け室（または作動室）１０４は、バルブ室１２０のさらなる延長部と考えることができる。一代替実施形態では、受け室１０４はバルブ本体１１４のポペット部分１０８の径よりも大きくてもよい。他の実施形態では、受け室１０４は、リザーバ４００をバルブ室１２０のポペット端部または偏倚された端部に連結する第５の溝２０８の延長部でもよい。別の実施形態では、バルブ室１２０の細くなされたポペット部分がリザーバ４００内への直接のポートであるため、別個の受け室１０４がない。ポペット部分１０８の端面１０６は、受け室１０４内で受けることができる圧縮性流体の圧力に晒される。リザーバ４００内の流体の圧力は、バルブ本体１１４のポペット部分１０８の端面１０６に、したがってバルブ本体１１４自体に力を加える。受け室１０４は、１つの可動壁を有する拡張可能かつ収縮可能な室とみなすことができる。可動壁は、バルブ本体１１４のポペット部分１０８の端面１０６である。バルブが回転によって動作する一実施形態では、作動室１０４は主バルブ室とは完全に独立したものでもよい。
【００２６】
リザーバ４００内の所与の時刻における圧縮性流体の圧力は、第１の例では、リザーバ４００内への流量に依存する。流量は、ニードル・バルブ３００の設定によって制御される。ニードル・バルブ３００は、第３の溝２０６内のニードル・バルブ座部３０４、ニードル・バルブ本体３０２、およびユーザがアクセス可能なニードル・バルブの延長部３０６を備える。ニードル・バルブ座部３０４は、ニードル・バルブ本体３０２と同心の先細りの溝部分、ニードル・バルブ本体３０２の軸を保持する軸受け、および軸受けを通る漏れを阻止するためのシールを備える。第３の溝はリザーバ入力溝である。一実施形態では、ねじ付き延長部３０６は、第３の溝２０６のねじ付き部分３０８内にねじ込まれる。一代替実施形態では、延長部３０６にたとえば１組のねじなど係止機構が設けられて、設定を変更するために工具を操作することによって生じる振動が阻止されるようになされている。ユーザは、（トリガ６０（図１Ａ）を押し付けることによって）圧縮性流体をポート２５０内に導入するときと、ニードル・バルブ３００を調整することによってポペット・バルブ１００を閉鎖するときの間の時間を選択する。流量が多くなるに従って、リザーバ４００がバルブ１００を閉鎖するのに十分な圧力に達するのが早くなる。
【００２７】
次に図３Ａ〜Ｃを参照すると、受け室１０４内の圧縮性流体の圧力が、バルブ本体１１４に偏倚機構１１６よりも大きい力を加える動作サイクルの一時点で、バルブ本体１１４は偏倚に逆らって移動し始める（図３Ａ）。バルブ室１２０のポペット受け部分１０２と残りのバルブ室１２０の間の境界またはその付近で、バルブ室はシール１１０を有する。バルブ本体１１４がポペット部分１０８の所定の長さ１１２にわたり偏倚に逆らって移動する間、シール１１０は、受け室１０４から残りのバルブ室１２０への圧力漏れを防止する。バルブ本体１１４は、受け室１０４に到達したときに、リザーバ４００からの圧縮性流体によるポペット部分１０８の端面１０６上に加えられる力によって、偏倚に逆らって移動する。図３Ｂで示したように、バルブ本体１１４がポペット部分１０８の所定の長さ１１２を超えて偏倚に逆らって移動した場合、シール１１０が除去されて、バルブ本体１１４の断面によって決定される全面積が、リザーバ４００から受け室１０４を通る圧力に晒される。増加した面積への等しい圧力によって、偏倚に逆らう力が急激に増大し、それによってバルブ本体１１４が非偏倚（閉鎖）位置（図３Ｃ）にて閉鎖される。バルブ本体は、バルブ１００が開放された場合に（図３Ａ）、それを通る圧縮性流体の第１の溝２０２から第２の溝２１２への流れ２１４のための溝を有する。この溝は、第１の溝２０２および第２の溝２１２用のバルブ室のポート１５０および１５８よりも大きく作成されて、バルブ１００を通る流れ２１４が、ポペット部分１０８の所定の長さ１１２にわたる最初の偏倚運動による影響を受けないようになされている（図３Ａ〜Ｂ）。したがって、バルブ１００を通る流体の流れ２１４を予想すると、バルブ本体１１４がパタンと閉じる（閉鎖する）までは何も起こらない（図３Ｃ）。
【００２８】
バルブ１００が閉じた場合（図３Ｃ）、２つのポート１５２および１５６（図２）は、バルブ室１２０の一部であるバルブ室１２０の偏倚された端部で露出される（開放される）。バルブ室１２０の偏倚された端部は、バルブ室１２０の端部であり、図３Ａで示したように、偏倚機構１１６によって加えられる力が優位になった場合に、バルブ本体１１４が担持される。バルブ本体１１４が、偏倚された位置、または偏倚された位置の所定のポペット部分１０８の長さ１１２内にある場合、２つのポート１５２および１５６（図２）は、バルブ本体１１４の表面によって閉鎖される。図３Ｃで示したように、バルブ本体１１４が非偏倚位置に移動した場合、２つのポート１５２および１５６は開放される。こうしたポート１５２の１つは、第４の溝２０４から圧縮性流体を受ける。第４の溝２０４は、バルブ本体１１４が非偏倚位置（図３Ｃ）にある場合に、第１の溝２０２（流体入力溝、図２）をバルブ室１２０に連結する。第４の溝２０４からの圧縮性流体は、十分な圧力を加えて、バルブ１００を非偏倚位置にラッチする。非偏倚位置に移動するバルブ本体１１４によって開放されるバルブ室１２０内の他のポート１５６は、ベント・ポート１５６である。このベント・ポート１５６は、圧縮性流体２２２および２２４を第６の溝２１０内に排出する。第６の溝２１０は、空圧式デバイスの場合は外気に通じ、または作動油または乾燥窒素など通常は大気に解放されない圧縮性流体の場合は戻り管路に通じる。いずれの実施形態でも、第６の溝２１０は、圧縮性流体２２２および２２４を排出し、第５の溝２０８と受け室１０４を通るバルブ室１２０とリザーバ４００（図２）からの圧力をもたらす。第６の溝２１０は、第４の溝２０４（ラッチング溝）と比較して十分に細いため、バルブ１００は、第１の溝２０２によって第４の溝２０４からの圧縮性流体が使用可能である限りラッチされたままである。しかし、この実施形態では、トリガ６０（図１Ａ）を開放することによって圧縮性流体の供給が遮断された場合、ベント２１０は、バルブ室１２０およびリザーバ４００からの圧力２２２および２２４を排出して、バルブ本体１１４に加えられる偏倚力が再び優勢になり、バルブ本体１１４をその偏倚位置（図３Ａ）に戻すことができるようにする。
【００２９】
図３Ａ〜Ｃで示したように、偏倚機構１１６はばねでもよい。リング・シール１１８は、バルブ室１２０の非偏倚端部で、バルブ本体１１４が閉鎖したときにバルブ本体１１４にバンパを提供する。一実施形態では、リング・シール１１８は、バルブ室１２０の大部分を含むモジュラ制御装置６００（図１Ｂ）の一部と、バルブ室１２０の非偏倚端部を形成する第２の部分との間の接合部を封止する助けをすることもできる。図３Ａ〜Ｃの実施形態では、バルブ本体１１４の非偏倚端部は、コイルばね１１６の一端を受けるための凹部を有する。この凹部は、動作中にばね１１６の位置合せを維持する助けをする。
【００３０】
図２に戻ると、第１の溝２０２は、第３の溝２０６内へのポート１６０、および第４の溝２０４内への別のポート１６２も有する。第３の溝２０６は、第１の溝２０２からリザーバ４００に圧縮性流体の制限された流れを供給する。図２の実施形態では、流れ制限部は可変の流れ制限部であり、流れを制限する量はユーザが調整可能なニードル・バルブ３００の位置によって決定される。第３の溝２０６からの圧縮性流体は、この流れ制限部を通ってリザーバ４００内に流れる。リザーバ４００は圧縮性流体を蓄積して、リザーバ４００内の圧力を増加する。リザーバ４００は、バルブ室１２０の受け室１０４部分に通じる第５の溝２０８を通る出口を有する。受け室１０４内の圧力は、バルブ本体１１４のポペット部分１０８の端面１０６上に力を加える。この圧力から導出された力は、バルブ本体１１４に加えられる偏倚力に対抗する。
【００３１】
リザーバが圧縮性流体で充填される速度は、流れ制限部によって決定される。ニードル・バルブ３００の閉鎖の頻度が高くなるに従って、リザーバ４００が流体を十分蓄積して十分な圧力を生成し、バルブ本体１１４への偏倚力に勝る十分な力を及ぼすまでの時間が長くなる。したがって、ニードル・バルブ３００の位置によって、流体の流入開始（たとえば作業者が空圧式トルク・レンチのトリガ６０（図１Ａ）を押し付けるとき）と、工具１０のモータ１４を停止させるバルブ１００のラッチングとの間の時間の長さが決定される。工具の動作の時間制限によってエネルギーの浪費を最小限に抑え、過剰トルク状態を回避する他に、ニードル・バルブ３００の調整を使用して、工具１０の寿命にわたるバルブばね１１６の特性の不可避の変化を補償することができる。同様に、ニードル・バルブ３００を調整して、様々な作業状況に応じて様々な時間を提供することもできる。たとえば、長さ８インチのボルトを締め付けるには、長さ１インチのボルトを締め付けるよりも時間がかかる。
【００３２】
再び図１Ａおよび１Ｂを参照すると、バルブ１００、ニードル・バルブ３００、および溝２０３、２０４、２０６、２０８、２１０、および２１２は、工具１０と位置合せされ、工具１０に解放可能に取り付けられるように設計されたモジュラ構造８０内に収容されている。位置合せ機構７２、７４、７６、および７８は、モジュラ制御装置６００の入力ポート２５０および排出ポート２５２が、それぞれ工具１０の流体供給ポート５６およびモータ入口ポート５８と封止可能に対合することを保証するための受動手段を備える。一実施形態では、工具１０のバックプレート７０は、モジュラ制御装置６００内の対応する凹部７８内に嵌合する円筒形延長部７４を有する。バックプレート７０はさらに、モジュラ制御装置６００の少なくとも１つの穴７６に対応する少なくとも１つの非対称に配置されたロッド７２を装備する。ロッド７２は非対称に配置されて、モジュラ制御装置６００の単一の方向付けが存在し、それによってモジュラ制御装置６００を工具１０上で受けることができるようになされている。その方向付けは、装置のポート２５０と２５２および工具のポートが適切に整列する方向付けである。取付機構は、モジュラ制御装置を通って工具のねじ穴の中に入るボルトと同程度に簡単なものでもよい。工具製造の当業者は、取付部品を作成する多様な方法を思いつくであろう。取付機構の要件は、圧縮性流体の漏れに対する封止が生成され、再利用可能なことである。
【００３３】
特定の実施形態では、モジュラ制御装置６００は、トリガ・バルブ６２と６０、および関連する溝５０、ポート５２、並びに管継手５４を備えるハンドル１２が組み込まれている。この実施形態では、モータ１４およびモータ１４の駆動軸から出力管継手までの駆動列の要素はモジュラであり、一体型ハンドル１２およびモジュラ制御装置６００に解放可能に取り付けられている。この実施形態の利点は、モータ１４へのエネルギーの流れを制御する要素全てが１つのモジュールであることである。
【００３４】
図１Ｃを参照すると、モジュラ制御装置６００の一実施形態を、（部品またはサブブロックとも呼ばれる）２つ以上のブロック８２および８４から作成することができる。一実施形態では、第１のブロック８４は、バルブ室１２０（図２）、リザーバ４００、位置合せ穴７６と７８、取付機構、入力と排出ポート２５０と２５２、および第３の溝２０６以外の溝全てを備えるように機械加工される。第１のブロック８４の特徴全てを穿孔および切削によって形成することができる。第２のブロック８２は、第３の溝２０６およびニードル・バルブ３００を備える。第３の溝２０６は、穿孔および切削によって形成することができる。アセンブリでは、ばね１１６およびバンパ・シール１１８は、バルブ本体１１４の前に挿入され、ポペット・シール１１０を有する環状室端部１８０はバルブ本体１１４の後に挿入される。環状室端部１８０は、受け室１０４およびバルブ室延長部１０２を形成する。ニードル・バルブ３００の設置には、少なくとも１つのシール（図示せず）が必要とされる。２つのブロック８２および８４をともに組み合わせるには、バルブ室１２０およびリザーバ４００を閉鎖する。ブロック８２および８４をともにボルト締めし、または溶接など永久手段によって固定することができる。解放可能なアセンブリ（ボルト）は通常、バルブ１００の保守および改修を可能にするために好ましい。
【００３５】
上記に概要を述べた特定の実施形態と併せて本発明を説明したが、多くの変更形態、修正形態、および変形形態が当業者には明らかであることは明白である。したがって、上記に述べた本発明の実施形態は、限定的なものではなく例示である。頭記の特許請求の精神および範囲から逸脱することなく、様々な変更を加えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１Ａ】本発明の一実施形態による、解放可能に取付可能な制御装置であるモジュラを受けるように形成された動力式打撃工具の代替実施形態を示す断面図である。
【図１Ｂ】本発明の一実施形態による、解放可能に取付可能でユーザが調整可能なモジュラ制御装置の一実施形態を示す断面図である。
【図２】本発明の一実施形態による、解放可能に取付可能でユーザが調整可能なモジュラ制御装置の一実施形態を示す概略図である。
【図３Ａ．Ｂ．Ｃ】本発明の一実施形態による、バルブが３つの異なる動作位置にあるところを示す、解放可能に取付可能な制御装置であるモジュラのポペット・バルブの一実施形態を示す断面図である。
【図４Ａ】本発明の一実施形態による、アダプタ・プレートの一実施形態を示す断面図である。
【図４Ｂ】本発明の一実施形態による、アダプタ・プレートの代替実施形態を示す断面図である。
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【図２】
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【国際調査報告】
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