(57)【要約】  空圧式工具とともに使用される制御デバイスは、トルク制限タイミング・デバイスおよび圧力調整器を備えることによって、最終的にワークピースに与えられるトルクの正確さを向上させる。空圧式工具は、ハウジング、および工具のモータと流体連通している制御デバイスを有するモータを備える。
2007536096.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータを有する空圧式トルク制御工具とともに使用するための制御デバイスであって、
前記モータに与えられる最大空気圧を制限するように構成された圧力調整器、および
所定時に前記モータへの流体の流れを遮断するように構成されたトルク制限タイミング・デバイスを備える制御デバイス。
【請求項２】
前記所定時がユーザによって調整可能である、請求項１に記載の制御デバイス。
【請求項３】
前記所定時が一定である、請求項１に記載の制御デバイス。
【請求項４】
前記圧力調整器が調整バルブである、請求項１に記載の制御デバイス。
【請求項５】
前記トルク制限タイミング・デバイスが遮断バルブである、請求項１に記載の制御デバイス。
【請求項６】
前記デバイスが前記工具に取外し可能に取付可能である、請求項１に記載の制御デバイス。
【請求項７】
前記デバイスがモジュラである、請求項１に記載の制御デバイス。
【請求項８】
前記デバイスが前記工具に一体化されている、請求項１に記載の制御デバイス。
【請求項９】
前記デバイスが前記工具から離れている、請求項１に記載の制御デバイス。
【請求項１０】
ハウジングと、
前記ハウジング内のモータと、
前記モータと流体連通している制御デバイスとを備え、前記制御デバイスが前記モータに与えられる最大空気圧を制限するように構成された圧力調整器、および所定時に前記モータへの流体の流れを遮断するように構成されたトルク制限タイミング・デバイスを備える、空圧式工具。
【請求項１１】
前記制御デバイスが前記ハウジングに取外し可能に取り付けられる、請求項１０に記載の空圧式工具。
【請求項１２】
前記制御デバイスが前記ハウジング内に一体化されている、請求項１０に記載の空圧式工具。
【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制御デバイスに関し、より具体的にはタイミングおよび圧力調整デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
動力式打撃工具、即ち、たとえば空圧式、油圧式、電動式などの打撃工具は当技術分野で周知である。動力式打撃工具は、機械的に連結されたモータ駆動式ハンマの打撃を金敷上で直接または間接的に繰返し加えることによって、ワークピース上に力を加える。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】
また、ユーザは最初に設計された空気圧よりも高い空気圧で工具を作動させることがある。たとえば、ユーザは、工具に空気を送る空気圧縮機を圧力調整手段なしで作動させることがある。さらに、ユーザは意図された空気圧よりも高い空気圧で空気圧縮機を作動させることがある。その結果、工具が意図された圧力よりも高い圧力を最終的に受けるため、最終的に意図されたトルクよりも大きいトルクがワークピースに与えられることになる。
【０００５】
したがって、動力式打撃工具の分野では、ワークピースに最終的に加えられるトルク量をさらに予想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が求められている。さらに、最終的に工具モータに与えられる空気圧を調整する必要がある。動力式打撃工具の分野では、ワークピースに加えられるトルク量を時間と量の両方でさらに予想可能にする方法を提供するデバイスが求められている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記要望に応え得る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ことを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の全般的な態様では、モータを有する空圧式トルク制御工具とともに使用するための制御デバイスを提供し、前記デバイスは、前記モータに与えられる最大空気圧を制限するように構成された圧力調整器、および
所定時に前記モータへの流体の流れを遮断するように構成されたトルク制限タイミング・デバイスを備える。
【０００８】
本発明の第２の全般的な態様では、ハウジング、ハウジング内のモータ、および
モータと流体連通している制御デバイスを備える空圧式工具を提供する。
【０００９】
本発明の上記およびその他の特徴は、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。
【００１０】
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】
【００１１】
本発明の幾つかの実施形態を示し詳細に説明するが、理解されるように、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。本発明の範囲は、構成要素の数、その材料、その形状、その相関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、図面は必ずしも原寸に比例していない。
【００１２】
制御デバイスは、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他に、動力式打撃工具のモータに最終的に与えられる空気圧を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。この制御デバイスは、たとえば空圧式打撃工具など動力式打撃工具とともに使用される場合、工具内の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。この制御デバイスはまた、モータに与えることができる最大空気圧に有効に「上限」を設ける、即ち、制限する。モータは、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ための任意のデバイスである。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、電気の流れを機械的駆動軸の回転運動に変換する。また他の例では、駆動ピストンおよびジャック・ハンマの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的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、流れる僅かに圧縮性の流体（作動油）の運動エネルギーを機械的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され、ワークピース上で動作する工具（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。
【００１３】
制御デバイスは、様々な構成を有することができる。即ち、制御デバイスを新しい工具内（たとえばハウジング内）に一体化することができる。逆に制御デバイスは、既存の工具（たとえばハウジングの後部）に取り付け、または新しい工具に取り付けることができるモジュラ・ユニットでもよい。この取付は、固定または取外し可能な取付でもよい。さらに、制御デバイスを工具のハウジング自体から離すこともできる。いずれの実施形態でも、制御デバイスは工具モータと流体連通している。
【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を備え、ハンドル１２は、ハンドル１２の底部でポート５２を通る圧縮性流体を受ける溝５０を有する。溝５０は圧縮性流体が流れるための密閉通路である。溝５０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も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の元素ガス、ならびに空気などの混合ガスは、小さい体積弾性係数を持つ圧縮性流体である。僅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１Ａ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を押し下げることによって、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、溝５０はポート５６で終端する。ポート５６は、制御デバイス６００内の第１の溝２０２に対応するポート２５０を受ける寸法および形状である（図１Ｂを参照）。したがって、第１の溝２０２は入力溝である。
【００１７】
制御デバイス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、制御デバイス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もよい。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。制御デバイス６００は、第２の装置と関係するように操作することができるが、その場合は、制御デバイス６００と第２の装置と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、制御デバイス６００は、一定の、また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、工具モータに与えられる最大圧力に上限を設け、または第２の装置に入る空気の圧力を変えることができる。
【００１８】
図１Ｂで示した実施形態では、制御デバイス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、制御デバイス６００と工具１０との間の連結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である。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全て解放し、または全て閉鎖することができる。
【００１９】
明らかなように、制御デバイス６００の代替構成は本発明の本質的な部分である。たとえば、制御デバイス６００を工具１０に固定することができる。あるいは、制御デバイス６００を工具１０から離し、かつモータ１４と流体連通させることができる。また、制御デバイス６００が全くモジュラではなく、その代わりに工具１０の１つまたは複数の部分（たとえばハウジング、ハンドル１２など）に一体化することができる。
【００２０】
制御デバイス６００の第２の溝２１２の出力ポート２５２から排出される（図１Ｂを参照）圧縮流体を受けるサイズおよび形状のポート５８も、バックプレート７０上に配置されている。第２の溝２１２は出力溝２１２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でもよい。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ていて、制御デバイス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。
【００２１】
図１Ａおよび１Ｂを参照すると、一実施形態では、制御デバイス６００は、バックプレート７０の円筒形突起部７４を摺動式に受けるサイズおよび形状の空洞７８を含む構造８０を有する。一実施形態では、バックプレート７０はさらに、制御デバイス６００内の空洞７６内に摺動式に受けられるサイズおよび形状の位置合せドエル７２を備える。代替実施形態では、空洞７６および７８がバックプレート７０内に存在してもよく、円筒形突起部７４および位置合せドエル７２が制御デバイス６００の一部とされてもよい。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、制御デバイス６００の側に一体化されて設けられる。
【００２２】
図２は制御デバイス６００の一実施形態を示すやや概略的な図である。制御デバイス６００の一実施形態は遮断バルブ１００を備えており、このバルブ１００は、制御デバイス６００を通って圧縮性流体が流れ始めてから所定時間後に、圧縮性流体のモータへの流れ２１４を遮断することができる。制御デバイス６００はさらに、工具モータ１４に最終的に与えられる最大流圧を制限することができる調整バルブ５００を備える。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、調整バルブ５００を通り、次いで中間溝５０２を通り、次いで偏倚して開放された遮断バルブ１００を通って第２の溝２１２内に流れ、第２の溝２１２を通ってポート２５２から工具１０のモータ１４の入口５８（図１Ａ）内に排出される。
【００２３】
調整バルブ５００は、バルブ室５２０、バルブ本体５１４、偏倚機構５１６、およびシール５１８を備える。バルブ室５２０は、複数の溝２０２および５０２へのポート５５０、５５８を有する。溝２０２に連結された第１のポート５５０は、中間溝５０２に至る第２のポート５５８よりもバルブ５００の外部に沿って高く配置されている。バルブ室５２０内に摺動式に嵌まるバルブ本体５１４は、少なくとも１つの通路５３０を有する。図２で示した実施形態では、バルブ本体５１４は、直動運動の１の自由度を有する。この実施形態では、バルブ本体５１４は、回転運動の１の自由度も有する。なぜなら、バルブ本体５１４はその長軸の周りで回転対称性を有するからである。バルブ本体５１４が回転対称性を有することにより、バルブ本体５１４が動作中にバルブ室５２０内で特定の回転方向を維持する必要がなくなる。バルブ５００を開閉する運動の自由度は、動作の自由度である。代替実施形態では、バルブ本体５１４およびバルブ室５２０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５００は並進的ではなく回転的摺動によって動作する。当業者には、他の設計制約内でバルブ本体５１４の質量を最小限にする利点が理解されるであろう。
【００２４】
偏倚機構５１６は、バルブ本体５１４の運動およびバルブ本体５１４の運動範囲の少なくとも一部の動作の自由度に位置合わせされた一方向で、バルブ本体５１４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５１６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、調整バルブ５００のバルブ本体５１４の第１の端部は延長部５０８を有する。延長部５０８は、バルブ本体５１４の回転対称延長部であり、一様のバルブ本体５１４の最大径よりも小さい径を有する。通常、延長部５０８は所定の長さを有する。バルブ本体５１４がその偏倚された位置に存在する場合、延長部５０８はバルブ室５２０の一端で支承され、それによって室５３２が形成される。室（または作動室）５３２は、バルブ室５２０のさらなる延長部と考えることができる。バルブ本体５１４の端面は、少なくとも１つの通路５３０を介して室５３２内で受けることができる圧縮性流体の圧力に対して露出される。室５３２は通路５３０を介してポート５５０、５５８、およびバルブ室５２０と流体連通している。したがって流体は、第１の溝２０２を介しポート５５０を通って入り、さらに通路５３０を介して室５３２に入る。室５３２内に貯まる流体の圧力により、バルブ本体５１４の端面およびバルブ本体５１４の延長部５０８に、したがってバルブ本体５１４自体に力が加えられる。そのため、ばね５１６による偏倚に反作用する圧力が加えられる。
【００２６】
調整バルブ５００はさらに、大気圧への開口である通気孔５６１を備える。通気孔５６１は、バルブ室５２０と常に流体連通している。したがって、流体がバルブ室５２０に入り、最終的に作動室５３２に入ったときに、ばね５１６の偏倚に反作用する十分な流体圧力が生成される。作動室５３２内の流体圧力がばね５１６の力を超えた場合、バルブ本体５１４は、ポート５５０を閉鎖するように移動し、溝２０２から調整バルブ５００を通る流体の流れが有効に閉鎖される。しかし、ポート５５０とポート５５８との間のオフセット関係によって、バルブ本体５１４がポート５５０を閉鎖するように移動した場合、ポート５５８は中間溝５０２に対して開放されたままであり、それによって室５３２、通路５３０、およびバルブ室５２０から流体圧力を分散することができるようになる。さらに、調整バルブ５００には通気孔５６１が設けられているため、バルブ本体５１４のばね側に蓄積された流体圧力は全て通気孔５６１を通って最終的に分散される。流体圧力がポート５５８から出された後、バルブ本体５１４はばね５１６の偏倚によって開位置にリセットされる。溝２０２から入ってくる流体に対して調整バルブを連続的に開放（たとえば図３Ａを参照）、閉鎖し同時にバルブ５００内から流体圧力を減らし（たとえば図３Ｂを参照）、その後にバルブ５００をリセット／再開放することによって（たとえば図３Ｃを参照）、調整バルブ５００が、最終的にモータ１４に与えられる一定の最大流体圧力を常に「追求する」ことができるようになる。したがって、調整バルブ５００に送られる流体圧力がバルブ５００の最大圧力を超えた場合、バルブ本体は、連続的に開閉し、それによって、バルブ５００の企図された、または最大圧力を超える流体の流れを工具モータ１４に到達させないようにする調整デバイスとして働く。
【００２７】
こうして、調整バルブ５００は溝２０２から中間溝５０２までの、最終的にはモータ１４までの流体の流れを常に調整する働きをする。調整バルブ５００が作動する流体圧力の大きさは、ばね５１６のサイズおよび作動室５３２に面するバルブ本体５１４の表面積を含む多くの要素の関数でもよい。たとえば調整バルブ５００は、最終的にモータ１４に加えられる空気圧が最大９０ｐ．ｓ．ｉ．に調整されるように設計することができる。すなわち、第１の溝２０２に加えられる空気圧がたとえば１２５ｐ．ｓ．ｉ．の場合、調整バルブ５００は、調整バルブ５００から中間溝５０２を介して出る空気圧が９０ｐ．ｓ．ｉ以上にならないように自動的かつ有効に常に制限または低減する。バルブ本体５１４は、要求に応じて体系的に開閉して、９０ｐ．ｓ．ｉ．を超える空気流が工具モータ１４に到達できないようにする。同様に、たとえば第１の溝２０２に加えられる流体圧力が７５ｐ．ｓ．ｉ．しかない場合、この同じ「９０ｐ．ｓ．ｉ．限度」の調整バルブ５００は、ばね５１６の偏倚に勝る十分な空気圧を受けられないために終始開放されたままである。
【００２８】
中間溝５０２は、調整バルブ５００のポート５５８から遮断バルブ１００のポート１５０に至る。追加で、「レッグ」または「ラッチ」溝２０４と呼ばれる別の溝２０４が、遮断バルブ１００の中間溝５０２から延びている。ラッチ溝２０４は、遮断バルブ１００にポート１５２で連結される。
【００２９】
遮断バルブ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と１１８を備える。バルブ室１２０は、複数の溝５０２、２０４、２０８、２０９、２１０および２１２に対するポート１５０、１５２、１５４、１５６、１５７、１５８を有する。バルブ本体１１４は、バルブ室１２０内に摺動式に嵌まる。図２で示した実施形態では、バルブ本体１１４は、直動運動の１の自由度を有する。この実施形態では、バルブ本体１１４は、回転運動の１の自由度も有する。なぜなら、バルブ本体１１４はその長軸の周りで回転対称性を有するからである。バルブ本体１１４が回転対称性を有することにより、バルブ本体１１４が動作中にバルブ室１２０内で特定の回転方向を維持する必要がなくなる。バルブ１００を開閉する運動の自由度は、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摺動によって動作する。当業者には、他の設計制約内でバルブ本体１１４の質量を最小限にする利点が理解されるであろう。
【００３０】
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位置合わせされた一方向で、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。
【００３１】
図２の実施形態では、遮断バルブ１００のバルブ本体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、一様のバルブ本体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内に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は第５の溝２０８の延長部でもよく、第５の溝２０８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。他の実施形態では、バルブ室１２０の細いポペット部分がリザーバ４００内への直接のポートであり、別個の受け室１０４が存在しない。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対して露出される。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、バルブ本体１１４のポペット部分１０８の端面１０６である１つの可動壁を有する膨張可能かつ収縮可能な室と考えることができる。バルブが回転によって作動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。
【００３２】
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、計量デバイス３００によって制御される。計量デバイス３００は固定式でもユーザが調整可能なものでもよい。たとえば計量デバイス３００は、図５で示したような、流量を固定オリフィス３００の属性（たとえばサイズ、径、構成、材料など）に応じて固定、所定の量に制御する固定オリフィスでもよい。このタイプの実施形態では、ユーザは、計量デバイス３００の流量を調整することができない。あるいは、計量デバイス３００は、ユーザが流量をおそらく幾つかのパラメータの範囲内で調整し規定することができるようにするデバイスでもよい。ユーザが調整することができる計量デバイス３００の一実施形態は、ニードル・バルブ３００である（たとえば図１Ｂ、１Ｃ、および２を参照）。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）を握ることによって）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を閉鎖するときとの間の時間の長さを選択する。流量が多くなるに従って、リザーバ４００が遮断バルブ１００を閉鎖するのに十分な圧力に達するのが早くなる。
【００３３】
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、偏倚機構１１６よりも大きい力をバルブ本体１１４に加える動作サイクルの一時点で、バルブ本体１１４が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に、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、リザーバ４００からの圧縮性流体が受け室１０４に到達したときに、その圧縮性流体によってポペット部分１０８の端面１０６上に加えられる力により、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を通る圧力に対して露出される。等しい圧力が増加した面積にかかることによって、偏倚に逆らう力が急増し、それによってバルブ本体１１４が非偏倚（閉鎖）位置（図３Ｃ）に閉鎖される。バルブ本体は、バルブ１００が開放された場合に（図３Ａ）、中間溝５０２から第２の溝２１２への圧縮性流体の流れ２１４のための溝を有する。この溝は、中間溝５０２および第２の溝２１２用のバルブ室ポート１５０および１５８（図２）よりも広く作成されており、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にわたる最初の非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）。
【００３４】
バルブ１００が閉じた場合（図３Ｃ）、ポート１５２およびベント・ポート１５７は、バルブ室１２０の偏倚方向端部において、バルブ室１２０の一部に露出される（開放される）。図３Ａで示したように、バルブ室１２０の偏倚方向端部は、偏倚機構１１６によって加えられる力が優勢になった場合に、バルブ本体１１４が担持されるバルブ室１２０の端部である。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、ポート１５２およびベント・ポート１５７は、バルブ本体１１４の表面によって閉鎖される。ベント・ポート１５６は、バルブ本体１１４の位置に関係なく常に開放されている。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、ポート１５２およびベント・ポート１５７は開放される。ポート１５２は、ラッチ溝２０４から圧縮性流体を受ける。ラッチ溝２０４は、バルブ本体１１４が非偏倚位置（図３Ｃ）にある場合に、中間溝５０２（流体入力溝、図２）をバルブ室１２０に連結する。ラッチ溝２０４からの圧縮性流体は、十分な圧力を生成して、バルブ１００を非偏倚位置にラッチする。ベント・ポート１５７は常に開放されており、バルブ本体１１４が非偏倚位置にある場合にバルブ室を通気する。したがって、ユーザが工具モータ１４のトリガ６０を引くのを止めた場合に、ポート１５２およびベント・ポート１５７の構成によって流体および流体圧力を全てリザーバ４００から大気に逃がすことができるようになる。バルブ１００およびリザーバ４００からの流体の流れが矢印２２２で示されている。このラッチ溝２０４は、トリガ６０を引くのを止めることによって、バルブ本体１１４を偏倚位置または開位置にリセットすることができるようにする（図３Ａを参照）。
【００３５】
バルブ室１２０内の他方の常に開放されているベント・ポート１５６は、過剰な流体圧力がバルブ本体１１４のばね側に蓄積されるのを防止する。ベント・ポート１５６は、圧縮された流体を通気溝２１０内に排出する。通気溝２１０は、空圧式デバイスの場合は外気に通じ、作動油または乾燥窒素など、通常大気に開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、通気溝２０９は、第５の溝２０８と受け室１０４を通るバルブ室１２０およびリザーバ４００（図２）からの圧縮性流体２２２および２２４ならびにその過剰な圧力を防止して分散させる。通気溝２０９は、ラッチング溝２０４と比較して十分に細いため、バルブ１００は、分散される圧縮性流体の圧力が偏倚ばね１１６が加える圧力に勝ってい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、通気溝２０９は、バルブ室１２０およびリザーバ４００からの圧力２２２および２２４を分散させて、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。
【００３６】
図３Ａ〜Ｃで示したように、調整バルブ５００および遮断バルブ１００は様々な位置に示されている。
【００３７】
図３Ａでは、バルブ５００、１００の両方を通る流体の流れは十分であり、第１の溝２０２、中間溝５０２、および溝２１２を介してモータ１４に到達している。図３Ｂは、調整バルブ５００内のバルブ本体５１４が第１の溝２０２から与えられる過剰な空気圧によって遮断される方法を示す。同様に図３Ｃは、過剰な空気圧が中間溝５０２を介して通気され、空気が遮断バルブ１００上に（かつ図３Ａ、３Ｂで示した工具モータ１４を越えて）前進するために、調整バルブ５００が再び開放される方法を示す。
【００３８】
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の大部分を含む制御デバイス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。
【００３９】
図２に戻ると、第１の溝２０２は第３の溝２０６内へのポート１６０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。代替実施形態は、ユーザが調整可能なニードル・バルブ３００の代わりに固定オリフィスを含む。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に通じる出口を有する。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。
【００４０】
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）を握ったとき）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の調整を行なうことにより、工具１０の使用可能期間中におけるバルブばね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を調整することにより、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。
【００４１】
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２０２、２０４、２０６、２０８、２１２、および５０２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、制御デバイス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、制御デバイス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、制御デバイス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、装置６００を工具１０上で受けることができる制御デバイス６００の方向付けが１つしか存在しない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と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、制御デバイス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。
【００４２】
特定の実施形態では、制御デバイス６００は、トリガ・バルブ６２と６０、および関連する溝５０、ポート５２、ならびに管継手５４を備えるハンドル１２と一体化されている。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および制御デバイス６００に解放可能に取り付けられている。この実施形態では、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ようになされている。代替実施形態では、制御デバイス６００はモジュラではなく、工具１０の１つまたは複数の部分に統合することができる。
【００４３】
図１Ｃを参照すると、制御デバイス６００の一実施形態の本体を、（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を挿入する前に挿入され、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の挿入後に挿入される。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と８４と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と８４をともにボルト締めし、または溶接などの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。
【００４４】
図４は、工具１０を示す断面図であり、この特定の実施形態ではＤハンドルまたはスペード形ハンドル付き工具である。同様に、制御デバイス６００を工具１０の本体と一体化することができる。
【００４５】
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、上述の本発明の実施形態は例示であって限定的なものではない。添付の特許請求の範囲に記載された本発明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】
【００４６】
【図１Ａ】本発明の一実施形態による、制御デバイスを受けるように適合された動力式打撃工具の一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、制御デバイスの一実施形態を示す断面図である。
【図１Ｃ】本発明による、少なくとも２つの別々のブロックから構築される制御デバイス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、制御デバイスの一実施形態を示す概略図である。
【図３Ａ】本発明による、調整バルブおよび遮断バルブが様々な作動位置にあるところが示された、制御デバイスの一部の実施形態を示す断面図である。
【図３Ｂ】本発明による、調整バルブおよび遮断バルブが様々な作動位置にあるところが示された、制御デバイスの一部の実施形態を示す断面図である。
【図３Ｃ】本発明による、調整バルブおよび遮断バルブが様々な作動位置にあるところが示された、制御デバイスの一部の実施形態を示す断面図である。
【図４】本発明による、工具ハウジング内に一体化された制御デバイスを有するＤハンドル工具の一実施形態を示す断面図である。
【図５】本発明による、固定計量デバイスを有する制御デバイスの代替実施形態を示す図である。
【図１Ａ】
2007536096.tif 000003
【図１Ｂ】
2007536096.tif 000004
【図１Ｃ】
2007536096.tif 000005
【図２】
2007536096.tif 000006
【図３Ａ】
2007536096.tif 000007
【図３Ｂ】
2007536096.tif 000008
【図３Ｃ】
2007536096.tif 000009
【図４】
2007536096.tif 000010
【図５】
2007536096.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成18年11月15日(2006.11.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１Ｃ
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１Ｃ】
2007536096.tif 000012
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２】
2007536096.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成19年3月19日(2007.3.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１Ｃ
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１Ｃ】
2007536096.tif 000014
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２】
2007536096.tif 000015
【国際調査報告】
2007536096.tif 000016