(57)【要約】【課題】重量が小さく且つコードレスで駆動が可能であり更にシャーボルトの締結に充分な大きなトルクが得られて、締結作業が楽に行えるシャーレンチを提供する。【解決手段】回転ピストン１７を収容した環状シリンダ１５の内部に燃焼室２７を形成して、燃焼室２７内で可燃ガスを燃焼させて前記回転ピストン１７を駆動し、環状シリンダ１５の中心部に形成したインナソケット１１と、回転ピストン１７と回転連結したアウタソケット１２とにより、シャーボルト１のチップ５とシャーボルト１に螺合されたナット７を保持させて、シャーボルト１のチップ５とナット７間に締め付けトルクを付与する。【選択図】　　　図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状に形成された環状シリンダの内部に回転ピストンを回転自在に収容するとともに該環状シリンダ内に燃焼室を形成して、燃焼室内に供給した可燃ガスの燃焼により前記回転ピストンを駆動させるようにし、前記環状シリンダの中心部にシャーボルトのチップを保持するインナソケットを形成するとともに、シャーボルトに螺合されるナットを保持するアウタソケットを前記回転ピストンと回転連結して構成し、前記燃焼室内に所定圧力で充填された可燃ガスと空気との混合ガスを燃焼させ、この燃焼ガス圧力で駆動される回転ピストンにより前記アウタソケットを回転させて、シャーボルトのチップを破断させるようにしたことを特徴とするシャーレンチ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はビルや橋梁等の建設において鉄骨同士を締結する際に使用する一定の締め付けトルクで破断されるようにしたチップが先端に形成されたシャーボルトを締結するためのシャーレンチに関する。
【０００２】
【従来の技術】
シャーボルト１は図３（ａ）に示すように、一端側に拡径した頭部３が形成された軸部２の先端側にくびれ部４を介して外周面にスプライン６が形成されたチップ５が一体に形成されており、図３（ｂ）に示すように、シャーボルト１を鉄骨Ｐに形成した穴に挿入して軸部２に形成されたネジ部にナット７を螺合させて仮締めした後で、シャーレンチによりナット７とチップ５を保持した状態で強大なトルクで締め付けを行う。前記シャーボルト１に形成されたくびれ部４は一定の締め付けトルクによって破断されるようにされているので、チップ５がシャーレンチによる締め付け力で軸部２から破断することによってシャーボルト１が所定の締め付けトルクで締結される。
【０００３】
上記シャーボルトを締結するための従来から使用されているシャーレンチは、商用の交流電源を動力源として駆動するモータの回転を複数のギヤにより減速してソケットを回転駆動させるようにしているので、モータや減速機構等の重量の大きい部品を使用しているため工具の全重量が６〜８ｋｇ程度と大きくなってしまい、シャーボルトに仮締めしたナットが鉄骨に横向き、又は下向きに装着される作業では、シャーレンチを抱えて支持した状態で締結作業を行わなければならず作業性が悪いものであった。又、商用電源を使用する電動工具であるため電源コードが電源供給部から工具まで連結されており、この電源コードが邪魔になって作業性が悪く特に足場上や梁上での締結作業時には危険を伴うものであった。更に、充電式バッテリーを駆動源として搭載したコードレスの工具も既に提案されているが、このようなコードレスの工具では電源コードによる作業性の問題は解決できるが、バッテリーを搭載する分更に工具重量が大きくなり、また、バッテリーによるモータ駆動では大きなトルクが得られないことと、長時間の連続した締結作業ができないという問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来技術での問題点を解決して、重量が小さく且つコードレスで駆動が可能であり更にシャーボルトの締結に充分な大きなトルクが得られて、締結作業が楽に行えるシャーレンチを提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本発明のシャーレンチは、円筒状に形成された環状シリンダの内部に回転ピストンを回転自在に収容するとともに該環状シリンダ内に燃焼室を形成して、燃焼室内に供給した可燃ガスの燃焼により前記回転ピストンを駆動させるようにし、前記環状シリンダの中心部にシャーボルトのチップを保持するインナソケットを形成するとともに、シャーボルトに螺合されるナットを保持するアウタソケットを前記回転ピストンと回転連結して構成し、前記燃焼室内に所定圧力で充填された可燃ガスと空気との混合ガスを燃焼させ、この燃焼ガス圧力で駆動される回転ピストンにより前記アウタソケットを回転させて、シャーボルトのチップを破断させるようにしたことを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下図に示す実施例に基づいて本発明の実施の形態を説明する。本発明のシャーレンチ１０は図１（ａ）（ｂ）及び図２に示すように、シャーボルト１のチップ５を収容するインナソケットとシャーボルト１に仮締めしたナット７を収容するアウタソケットが形成された駆動部１３と、該駆動部１３の一端側に形成されたハンドル部１４により構成されている。駆動部１３には、中心部にシャーボルト１のチップ５に形成されているスプライン６を保持するインナソケット１１が形成された環状シリンダ１５と、この環状シリンダ１５内に回転自在に収容されるとともに一方向クラッチ１６を介してアウタソケット１２に連結された回転ピストン１７が設けられている。また駆動部１３に近接して可燃ガスを充填したボンベを装着する収容部１８とボンベ内の可燃ガスを空気と混合させて混合ガスを生成するポンプ部１９が配置されている。更に、ハンドル部１４の基部にはシャーレンチ１を起動させるための手動操作可能なトリガレバー２０が配置されている。
【０００７】
図３及び図４に示すように、環状シリンダ１５の中央に形成されたインナソケット１１の内周面にはシャーボルト１のチップ５に形成されたスプライン６と係合するスプラインが形成されており、該インナソケット１１の外周側にはアウタソケット１２の一端側に形成された円筒部２１が回転自在に装着されており、前記環状シリンダ１５は前記アウタソケット１２の円筒部２１の外周面と環状に形成されている外周壁２２の内側面及び外周壁の端縁に一体に形成された上下の側壁２３の内側面によって環状のシリンダに形成されている。前記環状シリンダ１５内に円周方向に回転可能な回転ピストン１７が収容されており、該回転ピストン１７の円筒状に形成された基部２４が前記アウタソケット１２の円筒部２１の外周側に一方向クラッチ１６を介して配置されている。
【０００８】
図５に示すように、回転ピストン１７の基部２４から半径方向に一体に形成された板状のピストン部２５が環状シリンダ１５内を円周方向に沿って回転されるようにされており、このピストン部２５の回転に伴って回転する基部２４の回転が前記一方向クラッチ１６を介してアウタソケット１２を回転させるようにしている。前記環状シリンダ１５の外周壁２２から中心方向に向けて隔壁２６が一体に形成されており、該隔壁２６と回転ピストン１７のピストン部２５との間に燃焼室２７が形成されている。可燃ガスを充填したボンベ２８を装着する前記収容部１８が環状シリンダ１５の外周壁２２と一体に形成されており、更に、可燃ガスを前記燃焼室２７内へ供給するポンプ部１９が前記隔壁２６と一体に形成されている。
【０００９】
前記収容部１８には、ボンベ２８内の可燃ガスをポンプ部１９へ供給する吸気通路２９が形成されており、該吸気通路２９の途中には大気に通じた空気通路３０が形成されている。ポンプ部１９にはモータ等により駆動されるカム３１とバネ３２により作動されるポンプピストン３３を収容したポンプシリンダ３４が形成されている。前記吸気通路２９がこのポンプシリンダ３４内に連通されており、ポンプピストン３３の駆動により前記吸気通路２９を経由してボンベ２８内の可燃ガスをポンプシリンダ３４内に吸入し、このときベンチュリ効果により空気通路３０から空気を吸入してポンプシリンダ３４内で可燃ガスと空気との混合ガスが生成される。吸気通路２９のポンプシリンダ３４側開口部にはポンプシリンダ３４側からボンベ２８方向への逆流を阻止する吸入弁３５が形成されている。更に、ポンプシリンダ３４内と前記燃焼室２７間を連通した供給通路３６が前記隔壁２６に形成されており前記ポンプシリンダ３４内で生成された混合ガスをポンプピストン３３を作動させることにより燃焼室２７内へ供給するようにしている。前記供給通路３６の燃焼室２７側の端部には燃焼室２７側からポンプシリンダ３４側へのガスの逆流を阻止する供給弁３７が形成されている。
【００１０】
前記燃焼室２７内には燃焼室２７内に供給された混合ガスに点火して燃焼室２７内で混合ガスを燃焼させるための点火プラグ３８が形成されており、更に隔壁２６には回転ピストン１７を作動させた後の燃焼ガスを燃焼室２７から排気させるための排気口３９が形成されており、該排気口３９にはこの排気口３９を開閉させる排気弁４０が配置されている。なお、回転ピストン１７のピストン部２５の背面側には燃焼ガスによって回転駆動されたピストン１７を隔壁２６と対面する初期位置へ復帰回転させるための戻し用バネ４１が配置されている。前記ポンプ部のモータ及びこのモータを駆動するバッテリーはハンドル部の内部に収容されている。
【００１１】
以下、図５〜図９に示す図面に従って上記実施例によるシャーレンチ１０の作動を説明する。図５に示す初期位置では、回転ピストン１７はバネ４１によってピストン部２５が隔壁２６と近接した位置に配置されており、燃焼室２７の容積を小さくするように形成している。この状態でシャーレンチ１０のインナソケット１１を鉄骨Ｐに仮締めされたシャーボルト１のチップ５に、又ナット７をアウタソケット１２に装着してトリガレバー２０を操作してシャーレンチ１０を駆動させる。
【００１２】
トリガレバーが操作されると図６に示すように、図示しないモータを介してカム３１が駆動されてポンプ部１９のポンプピストン３３が図中上方へ作動され、収容部１８に装着されたボンベ２８から可燃ガスが吸気通路２９を介してポンプシリンダ３４内へ吸引される。このとき吸気通路２９と連通している空気通路３０から大気が吸引されて可燃ガスと一緒にポンプシリンダ３４内に吸引されて、ポンプシリンダ３４内で可燃ガスと空気とが混合されて混合ガスが生成される。
【００１３】
図７に示すように、ポンプ部１９のポンプピストン３３が図中下方へ駆動することによって、ポンプシリンダ３４内の混合ガスが圧縮されて供給通路３６から燃焼室２７へ供給される。このとき吸気通路２９の端部に配置された吸入弁３５が閉じられて混合ガスがボンベ２８又は空気通路３０を介して大気へ逆流するのが防止されている。又このとき排気弁４０は排気口３９を閉じており更に、ポンプ部１９による混合ガスの供給作動が終了するのと同時に供給弁３７が閉じられるので、ポンプピストン３３によってポンプシリンダ３４から燃焼室２７内に供給された混合ガスは燃焼室２７内で所定の圧力に維持される。
【００１４】
ポンプ部１９での混合ガスの供給作動が終了すると、図８に示すように点火プラグ３８により燃焼室２７内の混合ガスが点火されて燃焼室２７内で燃焼する。この混合ガスの燃焼により膨張する燃焼ガスが回転ピストン１７のピストン部２５に作用して回転ピストン１７を環状シリンダ１５内で回転駆動させる。回転ピストン１７の回転は一方向クラッチ１６を介してアウタソケット１２を回転させ、シャーボルト１に仮締めされているナット７をシャーボルト１のチップ５に対して大きな回転トルクを発生させて、チップ５を破断させる。燃焼室２７内へ可燃ガスと空気とを混合させた混合ガスをポンプ部１９によって圧縮して充填させるようにしているので、燃焼ガスの圧力を充分高めることができ、燃焼ガスにより駆動される回転ピストン１７でシャーボルト１のチップ５を破断させるに充分なトルクを得ることが可能である。
【００１５】
シャーボルト１の締結が終了した後、図９に示すように隔壁２６に形成されている排気口３９に形成されている排気弁４０が開放作動し、回転ピストン１７はピストン部２５の背面側から作用する戻し用バネ４１によって隔壁２６と対面する初期位置へ回転復帰させる。回転ピストン１７の復帰に伴って拡張されていた燃焼室２７の容積が縮小されて回転ピストン１７を作動させた燃焼ガスが排気口３９から排気される。上記回転ピストン１７が復帰方向に回転する際には、回転ピストン１７とアウタソケット１２間に配置された一方向クラッチ１６によりアウタソケット１２は回転されない。なお、この実施例では回転ピストン１７とアウタソケット１２の間に一方向クラッチ１６を介在させているが、回転ピストンが戻し用バネ４１によって戻し方向に回転される時に回転伝達がされないようにするカム等を利用した伝達切換機構を形成してもよい。
【００１６】
上記実施例では、作動後の回転ピストン１７の戻し方向へ復帰を、ピストン部２５の背面側に設けた戻し用バネ４１によって行っているが、回転ピストン１７を作動させた燃焼ガスをピストン部２５の背面側に作用させて回転ピストン１７を初期位置へ復帰させる構造としてもよい。
【００１７】
【発明の効果】
上記本発明のシャーレンチによれば、環状シリンダ内に形成した燃焼室内での可燃ガスの燃焼ガス圧力により回転ピストンを駆動して、この環状シリンダと回転ピストンによりシャーボルトのチップとこれに螺合されたナット間に締め付けトルクを与えるようにしているので、商用電源を使用する電動工具のように電源コードが不要となり、作業時に電源コードが邪魔になって作業性を妨害するようにことがなく、足場上や梁上等での作業の危険性が低減できる。
【００１８】
また、環状シリンダの中心部にシャーボルトのチップを保持するインナソケットを形成し、シャーボルトに螺合されるナットを保持するアウタソケットを回転ピストンと一方向クラッチを介して回転連結して構成し、ポンプ部によって高い初期圧に維持させた可燃ガスを燃焼室内で燃焼させるようにしているので、高圧の燃焼ガスを生成することができ回転ピストンを介してアウタソケットを大きなトルクで駆動できるため、大きな電動モータと減速ギヤ等のトルクを増大させるための機構を必要とせず構成が簡単となり小型・軽量化が可能であり作業性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）本発明のシャーレンチで使用するシャーボルトと（ｂ）シャーボルトによる締め付け状態を示す断面図
【図２】本発明の実施例によるシャーレンチを示す側面図
【図３】図２と同じシャーレンチの底面図
【図４】図３におけるＡ−Ａ線での断面図
【図５】図２におけるＢ−Ｂ線での断面図
【図６】ポンプ部が作動して可燃ガスを吸入している状態の図５と同じ断面図
【図７】ポンプ部により混合ガスを燃焼室へ供給している状態の図５と同じ断面図
【図８】燃焼室内の混合ガスが燃焼している状態の図５と同じ断面図
【図９】回転ピストンが戻し用バネにより復帰されている状態の図５と同じ断面図
【符号の説明】
１　シャーボルト
４　くびれ部
５　チップ
７　ナット
１０　シャーレンチ
１１　インナソケット
１２　アウタソケット
１３　駆動部
１５　環状シリンダ
１６　一方向クラッチ
１７　回転ピストン
１８　収容部
１９　ポンプ部
２５　ピストン部
２７　燃焼室
２８　ボンベ
２９　吸気通路
３０　空気通路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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