(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークピースの揃えられた開口部を通じて延びるのに適合し、螺旋状の引張溝を備えた引張部分を有するピンと、
該ピン上に配置され、該ピン上の固定溝内へスエージされるのに適合した管状カラーと、を備えた組立式スエージ型留め具で複数のワークピースを固定する工具であって、
作動可能に一体に接続されたスエージ・セクション、回転駆動セクション、及びセンサセクションと、制御手段と、流体圧力手段とを有し、
前記スエージ・セクションは、前記ピンの引張部分上へネジ込み可能で、ほぼ固定された軸方向位置から回転可能に支持された回転ナット部材を有し、
前記スエージ・セクションは、更に、前記カラーの外径より小さい内径を有するスエージ孔を備えた環状スエージ金床を有し、
前記回転ナット部材は、前記スエージ金床の前記スエージ孔の半径方向内側に配置され、前記スエージ金床に対して回転するのに適合し、前記スエージ金床は前記ナット部材に対して軸方向に動くように前記固定された軸方向の位置に支持され、
前記回転駆動セクションは、前記ピンの引張部分とのネジ係合及びネジ外しのために前記ナット部材を回転させるように作動可能な回転手段を有し、
前記スエージ・セクションは、流体シリンダであって、中心軸と、前記シリンダの流体圧力に応じて前記中心軸に沿って軸方向に往復移動するように前記シリンダに支持されたピストンと、を有する流体シリンダを有し、前記スエージ金床と前記ナット部材との間に相対的軸方向力を掛け、第一の大きさの該軸方向力を前記ナット部材が前記ピンの引張部分上の第一の所定の位置までネジ込まれたときに掛け、前記スエージ金床を軸方向前方及び前記ナット部材が前記スエージ孔から出る方向に動かし、半径方向に前記カラーを過係合させ、該カラーを前記ピン上の固定溝内へスエージさせる、環状の流体ピストン−シリンダ手段を有し、
前記センサセクションは、前記ナット部材と作動可能に接続され、前記ナット部材の前記ピンの引張部分とのネジ係合の量を検出する第一のセンサ手段と、前記カラーについてのスエージの完了を検知する第二のセンサ手段とを有し、
前記制御手段は、前記回転手段に作動可能に接続され、前記ピンの引張部分上の前記第一の所定の位置における前記ナット部材の場所を示す前記第一のセンサ手段からの信号に反応して、前記回転手段による前記ナット部材の回転の動きを停止させ、スエージのための前記第一の大きさの軸方向力を掛けるために前記ピストンに流体スエージ圧が掛けられるようにし、
前記制御手段は、前記第二のセンサ手段からの信号に反応して、スエージ後に前記スエージ金床を前記カラーから射出するための射出圧力が前記ピストンに掛けられるようにし、
前記ピストンは、前記シリンダにスライド可能に支持されたピストンヘッドと、前記ピストンヘッドの前端から軸方向前方に延び、前記スエージ金床に接続された端部セクションを有するピストンロッドと、を有し、前記スエージ金床をスエージのためには軸方向前方に／射出のためには軸方向後方に往復に動かし、よって、前記シリンダの軸方向全長すなわち前記スエージ・セクションの有効全長を、制限された隙間しか持たない用途において本工具を使用するために最小化することを可能にし、
前記流体圧力手段は、前記シリンダに接続されると共に、前記制御手段に応答して、前記ピストンヘッドの後端上で前記シリンダ内へスエージ圧を掛け、前記ピストンヘッドの前端上で前記シリンダへ射出圧力を掛け、よって、前記ピストンヘッド及び前記ピストンロッドは本工具を制限された隙間しかない用途において用いるために前記ピストンヘッドの径すなわち前記シリンダの有効径を最小化することができるようにより大きい有効圧力応答面積を提供し、前記ピストンヘッドの前端又はピストンロッド端において前記シリンダに掛けられた流体圧力によるスエージ後の射出に必要な相対的軸方向力よりも大きいスエージに必要な相対的軸方向力の大きさを実現する、ことを特徴とする工具。
【請求項２】
請求項１記載の工具であって、
前記回転手段は、
前記回転ナット部材に作動可能に接続され、前記ナット部材を前記スエージ金床と独立して回転させる回転モータと、
前記回転手段、前記ピストン−シリンダ手段及び前記スエージ金床を作動可能に一体に固定するハウジング手段と、を有し、
前記ハウジング手段は、前記回転モータを、前記ピストン−シリンダ手段から軸方向に間隔があけられ、半径方向にオフセットされた位置で支持し、
前記回転モータは、前記シリンダの前記中心軸にほぼ平行なモータ回転軸を有し、よって、前記ピストン−シリンダ手段の前記スエージ金床とは軸方向に反対側の軸方向反対端部は、制限された隙間しか持たない用途における本工具の使用について前記回転モータから離れている、ことを特徴とする工具。
【請求項３】
請求項２記載の工具であって、
前記ナット部材に接続され、前記ピストンロッドと前記ピストンの前記ピストンヘッドとを通って前記ナット部材から軸方向に延びる駆動シャフトを有することを特徴とする工具。
【請求項４】
請求項３記載の工具であって、
前記回転手段は、前記ピストン−シリンダ手段の前記軸方向反対端部に配置され、前記駆動シャフトすなわち前記ナット部材の前記回転モータによる回転のために、前記回転モータと前記駆動シャフトとの間を半径方向に延びるギア駆動手段を更に有することを特徴とする工具。
【請求項５】
請求項４記載の工具であって、
前記回転手段の前記ギア駆動手段は、
前記回転モータに接続され、前記モータ軸周りに回転する駆動ギアと、
前記駆動シャフトに接続され、前記ナット部材を前記シリンダ軸周りに回転させる出力ギアと、
前記モータ軸と前記中心軸との中間においてこれら両軸に平行な軸上に回転可能に支持され、前記駆動ギアと前記出力ギアとの間で駆動係合した遊び歯車と、を有し、
よって、前記回転モータが、前記スエージ・セクションから半径方向及び横方向に予め選択された距離間隔があけられ、制限された隙間しか持たない用途における本工具の使用を容易にする、ことを特徴とする工具。
【請求項６】
請求項１記載の工具であって、
前記スエージ孔内での前記ナット部材の軸方向位置を選択的に調整する調整手段を更に有する
ことを特徴とする工具。
【請求項７】
請求項１記載の工具であって、
前記制御手段は、所定の時間期間内に前記回転ナット部材が前記第一の所定の位置に達しなかった場合に前記回転手段を駆動し、前記回転ナット部材をネジ外しする、ことを特徴とする工具。
【請求項８】
請求項１記載の工具であって、
前記第一のセンサ手段は、前記ナット部材、前記ピストン、及び前記シリンダを通って軸方向に延び、留め具のピンの端面と係合するのに適合した前端と前記シリンダから軸方向後方且つ外側に延びる後端とを有する検出ロッドを有し、
前記検出ロッドは、前記ナット部材に対して軸方向に移動可能であるため、前記ナット部材に対する前記後端の軸方向の移動量が、前記ナット部材の前記ピンの螺旋状の引張溝とのネジ係合の量の指標を提供し、
前記第一のセンサ手段は、前記検出ロッドに作動可能に接続され、前記ピンによる前記検出ロッドの軸方向の動きに応答して駆動する少なくとも第一の電気スイッチを有し、
前記第一のスイッチは、前記シリンダの前記中心軸から半径方向にオフセットされた位置で支持され、
前記第一のセンサ手段は、前記ナット部材が前記ピンの引張部分上で前記第一の所定の位置までネジ込まれたときに前記第一のスイッチを駆動させるために前記検出ロッドの軸方向の移動量を前記第一のスイッチへ送信するため、前記検出ロッドの前記後端と前記第一の電気スイッチとの間に半径方向に延びる接続を提供するピボット手段を有し、
前記第一のスイッチは、前記シリンダすなわち前記ピストンに流体スエージ圧が掛けられるようにするために第一の信号を前記制御手段に提供し、前記スエージ金床を軸方向に移動させ、前記カラーを前記ピンの固定溝内へスエージする、ことを特徴とする工具。
【請求項９】
請求８項記載の工具であって、
前記制御手段は、前記回転手段に作動可能に接続され、前記シリンダへすなわち前記ピストンへ流体スエージ圧が掛けられる前に前記回転手段による前記ナット部材の回転運動を停止させ、前記ナット部材と前記スエージ金床との間に前記カラーをスエージするための前記第一の大きさの相対的軸方向力を提供する、ことを特徴とする工具。
【請求項１０】
請求項９記載の工具であって、
前記制御手段は、所定の時間期間内に前記回転ナット部材が前記回転ナット部材の前記ピンの引張部分上での前記第一の所定の位置に達しなかった場合に、前記ピストンに流体圧力を掛けずに、前記回転手段を駆動し、前記回転ナット部材をネジ外しするタイミング手段を有することを特徴とする工具。
【請求項１１】
請求項８記載の工具であって、
前記ピボット手段は、前記中心軸から半径方向にオフセットされた軸を有するピボットロッド上であると共に前記中心軸に向かって横方向に延びるピボットロッド上に旋回可能に支持されたアクチュエイティング・レバーを有し、
前記アクチュエイティング・レバーは、前記ピボットロッドから半径方向に延び、前記検出ロッドの前記後端と係合するように配置され、
第一のアクチュエイティング・アームは、前記ピボットロッド上に旋回可能に支持されると共に、前記第一の電気スイッチと作動可能に係合するように前記アクチュエイティング・レバーと作動可能に接続され、
前記アクチュエイティング・レバーは、前記ナット部材の前記ピンの引張部分上でのネジ係合が前記第一の所定の位置に達したことを示す前記検出ロッドの軸方向の動きに作動可能に応答して、前記ピストンに流体スエージ圧が掛けられるようにするための前記第一の信号を前記制御手段に提供するように前記第一の電気スイッチを駆動させるために前記第一のアクチュエイティング・アームを駆動する、ことを特徴とする工具。
【請求項１２】
請求項１１記載の工具であって、
前記第一のセンサ手段は、前記第一のスイッチと作動可能に接続され、前記第一のアクチュエイティング・アームに対して前記第一のスイッチを選択的に調整し、ネジ係合が前記第一の所定の位置に達したことを示す前記検出ロッドの動きに応じて前記第一のスイッチの駆動を提供する校正手段を有する、ことを特徴とする工具。
【請求項１３】
請求項８記載の工具であって、
前記第二のセンサ手段は、前記検出ロッドに作動可能に接続され、前記ピンによる前記検出ロッドの軸方向の動きに応答して駆動する第二の電気スイッチを有し、
前記第二のスイッチは、前記シリンダの前記中心軸から半径方向にオフセットされた位置で支持され、
前記ピボット手段は、更に、前記ナット部材が前記ピンの引張部分上で前記第一の所定の位置より少ない第二の所定の位置までしかネジ込まれなかったときに前記第二のスイッチを駆動させスエージ圧より小さく且つワークピースを一緒に引っ張る最初のスエージより少ない大きさの流体圧力が掛けられるようにするための第二の信号を前記制御手段に提供するために前記検出ロッドの軸方向の移動量を前記第二のスイッチへ送信するため、前記検出ロッドの前記後端と前記第二の電気スイッチとの間に半径方向に延びる接続を提供し、
前記制御手段は、その後、スエージ・アクションの駆動のための前記第一の所定の位置まで前記ピンの引張部分上で前記ナット部材をネジ込むことの２度目の試みのために前記回転手段の駆動を開始させることが可能である、ことを特徴とする工具。
【請求項１４】
請求項１３記載の工具であって、
前記ピボット手段は、前記中心軸から半径方向にオフセットされた軸を有するピボットロッド上であると共に、該中心軸へ向けて横方向に延びるピボットロッド上に旋回可能に支持されたアクチュエイティング・レバーと、第一及び第二のアクチュエイティング・アームと、を有し、
前記アクチュエイティング・レバーは、前記ピボットロッドから前記検出ロッドの前記端面と係合する位置まで半径方向に延び、
前記第一及び第二のアクチュエイティング・アームは、前記ピボットロッド上に旋回可能に支持され、それぞれ前記第一及び第二の電気スイッチと作動可能に係合するように前記アクチュエイティング・レバーと作動可能に接続され、
前記アクチュエイティング・レバーは、前記ピンの引張部分上での前記ナット部材のネジ係合が前記第一の所定の位置に達したことを示す前記検出ロッドの軸方向の動きに応答して作動し、前記第一のアクチュエイティング・アームを駆動させて、前記ピストンに流体スエージ圧が掛けられるようにするための前記第一の信号を前記制御手段に提供するように前記第一の電気スイッチを駆動させるか、或いは、択一的に、前記ピンの引張部分上での前記ナット部材のネジ係合が前記第二の所定の位置までしか達しなかったことを示す前記検出ロッドの軸方向の動きに応答して作動し、前記第二のアクチュエイティング・アームを駆動させて、前記スエージ圧より小さい流体圧力が掛けられるようにするための前記第二の信号を前記制御手段に提供するように前記第二の電気スイッチを駆動させる、ことを特徴とする工具。
【請求項１５】
請求項１４記載の工具であって、
前記第一のセンサ手段は、前記第一のスイッチと作動可能に接続され、前記第一のアクチュエイティング・アームに対して前記第一のスイッチを選択的に調整し、スエージ用の前記第一の所定の位置へのネジ係合を示す位置まで前記検出ロッドが動いたことに応答して前記第一のスイッチの所定の駆動を提供する第一の校正手段を有し、
前記第二のセンサ手段は、更に、前記第二のスイッチと作動可能に接続され、前記第二のアクチュエイティング・アームに対して前記第二のスイッチを選択的に調整し、ワークピースを一緒に引っ張るスエージ圧より小さい圧力を掛けるための前記第二の所定の位置へのネジ係合を示す位置まで前記検出ロッドが動いたことに応答して前記第二のスイッチの駆動を提供する第二の校正手段を有する、ことを特徴とする工具。
【請求項１６】
請求項１５記載の工具であって、
前記ピボット手段は、前記シリンダ軸から半径方向に延びると共に、本工具が制限された隙間しか持たない用途においても使用可能なように前記スエージ金床とは反対側の前記スエージ・セクションの軸方向端部において支持されるように構成された前記アクチュエイティング・レバーと前記第一及び第二のアクチュエイティング・アームとを有する、ことを特徴とする工具。
【請求項１７】
ワークピースの揃えられた開口部を通じて延びるのに適合し、螺旋状の引張溝を備えた引張部分を有するピンと、
該ピン上に配置され、該ピン上の固定溝内へスエージされるのに適合した管状カラーと、を備えた組立式スエージ型留め具で複数のワークピースを固定する工具であって、
作動可能に一体に接続されたスエージ・セクション及び回転駆動セクションと、制御手段と、駆動ギアと、出力ギアと、接続手段とを有し、
前記回転セクションは、前記ピンの引張部分とネジ係合しそれに軸方向の引張力を掛けることを可能にするために前記引張部分上の螺旋状溝と係合可能なネジ表面を有し、ほぼ固定された軸方向位置から回転可能に支持された回転ネジ部材を有し、
前記スエージ・セクションは、更に、前記カラーの外径より小さい内径を有するスエージ孔を備え、前記回転ネジ部材に対して軸方向に移動可能に支持された環状スエージ金床を有し、
前記回転ネジ部材は、前記スエージ金床の前記スエージ孔の半径方向内側に配置され、前記スエージ金床に対して回転するのに適合し、前記スエージ金床は前記固定された軸方向位置の前記ネジ部材に対して軸方向に動くように支持され、
前記回転セクションは、前記ピンの引張部分とのネジ係合及びネジ外しのために前記ナット部材を回転させるように作動可能な回転手段を有し、
前記スエージ・セクションは、流体シリンダであって、中心軸と、前記シリンダの流体圧力に応じて前記中心軸に沿って軸方向に往復移動するように前記シリンダに支持されたピストンと、を有する流体シリンダを有し、前記スエージ金床と前記回転ネジ部材との間に相対的軸方向力を掛け、第一の大きさの該軸方向力を前記回転ネジ部材が前記ピンの引張部分上にネジ込まれたときに掛け、前記スエージ金床を前記回転ネジ部材に対して軸方向前側に動かし、半径方向に前記カラーを過係合させ、該カラーを前記ピン上の固定溝内へスエージさせる、環状の流体ピストン−シリンダ手段を有し、
前記制御手段は、前記回転手段に作動可能に接続され、前記ネジ部材が前記ピンの引張部分上のネジとのネジ係合の所定の位置までネジ込まれたときに前記回転ネジ部材の回転動きを停止させ、
前記流体ピストン−シリンダ手段は、
（ａ）  前記流体シリンダを有する細長い環状のハウジングと、
（ｂ）  前記中心軸に沿って相対的軸方向に往復移動するように前記流体シリンダにスライド可能に支持され、前記ピストンヘッドの前端から軸方向前方に延びると共に前記スエージ金床に接続された端部セクションを有するピストンロッドを有する前記ピストンと、
（ｃ）  前記流体シリンダに流体圧力を掛け、前記流体シリンダに前記ピストンの相対的往復移動を生じさせる、前記環状のハウジングのポート手段と、
（ｄ）  前記回転ネジ部材から前記ピストンの前記ピストンロッド及び前記ピストンヘッドを通って軸方向に延びる駆動シャフトと、を有し、
前記回転手段は、前記環状のハウジングと接続された回転モータを有し、
前記駆動ギアは、前記回転モータによって、前記中心軸から半径方向に間隔があけられ、該中心軸に平行に延びる軸周りに駆動され、
前記出力ギアは、前記中心軸上に中心が合わせられ、前記駆動ギアと駆動可能に係合するのに適合し、
前記駆動シャフトは、前記出力ギアと接続され、
前記接続手段は、前記駆動シャフト上に設けられ、前記駆動シャフトを前記出力ギアと接続し、回転駆動力を前記駆動ギアから前記シャフト及び前記回転ネジ部材へ伝達し、
前記回転ネジ部材は、前記ほぼ固定された軸方向位置に保持される、ことを特徴とする工具。
【請求項１８】
請求項１７記載の工具であって、
流体圧力手段を更に有し、
前記ピストンロッドは、前記スエージ金床に接続され、前記シリンダの軸方向全長すなわち前記スエージ・セクションの有効全長が本工具を制限された隙間しかない用途において用いるために最小化されるように、前記スエージ金床をスエージのためには前方に、射出のためには後方に軸方向に往復移動させ、
前記流体圧力手段は、前記シリンダに接続され、前記制御手段に応答して、本工具を制限された隙間しかない用途において用いるために前記ピストンヘッドの径すなわち前記シリンダの有効径を最小化できるように、前記ピストンヘッドの前端若しくはピストンロッド端において前記シリンダに掛けられる流体圧力によるスエージの後の射出に必要な相対的軸方向力よりも大きいスエージに必要な相対的軸方向力の大きさを実現するためのより大きい有効圧力応答面積を前記ピストンヘッドが提供するように、前記ピストンヘッドの後端上の前記ポート手段を通って前記シリンダ内にスエージ圧を掛けると共に前記ピストンロッドを備えた前記ピストンヘッドの前端上で前記シリンダに射出圧力を掛ける、ことを特徴とする工具。
【請求項１９】
請求項１８記載の工具であって、
前記流体圧力手段は、前記ポート手段に接続され、流体圧力を前記シリンダに伝える流体ラインを有し、
前記流体ラインは、前記中心軸から、前記シリンダの前記細長い環状のハウジングと隙間があけられた関係にある前記回転モータに隣接する位置に、間隔があけられるように半径方向に延びる、ことを特徴とする工具。
【請求項２０】
ワークピースの揃えられた開口部を通じて延びるのに適合し、螺旋状の引張溝を備えた引張部分を有するピンと、
該ピン上に配置され、該ピン上の固定溝内へスエージされるのに適合した管状カラーと、を備えた組立式スエージ型留め具で複数のワークピースを固定するコンパクトな工具であり、前記留め具を制限された隙間しかない用途においてインストールするのに適合した工具であって、
作動可能に一体に接続されたスエージ・セクション、回転駆動セクション、及びセンサセクションと、制御手段と、流体圧力手段と、駆動シャフトとを有し、
前記スエージ・セクションは、前記ピンの引張部分上へネジ込み可能で、ほぼ固定された軸方向位置から回転可能に支持された回転ナット部材を有し、
前記スエージ・セクションは、更に、前記カラーの外径より小さい内径を有するスエージ孔を備えた環状スエージ金床を有し、
前記回転ナット部材は、前記スエージ孔の半径方向内側に配置され、前記スエージ金床に対して回転するのに適合し、前記スエージ金床は前記ナット部材に対して軸方向に動くように前記固定された軸方向の位置に支持され、
前記回転駆動セクションは、前記ピンの引張部分とのネジ係合及びネジ外しのために前記ナット部材を回転させるように作動可能な回転手段を有し、
前記スエージ・セクションは、流体シリンダであって、中心軸と、前記シリンダの流体圧力に応じて前記中心軸に沿って軸方向に往復移動するように前記シリンダに支持されたピストンと、を有する流体シリンダを有し、前記スエージ金床と前記ナット部材との間に相対的軸方向力を掛け、第一の大きさの該軸方向力を前記ナット部材が前記ピンの引張部分上の第一の所定の位置までネジ込まれたときに掛け、前記スエージ金床を軸方向前方及び前記ナット部材が前記スエージ孔から出る方向に動かし、半径方向に前記カラーを過係合させ、該カラーを前記ピン上の固定溝内へスエージさせる、環状の流体ピストン−シリンダ手段を有し、
前記センサセクションは、前記ナット部材と作動可能に接続され、前記ナット部材の前記ピンの引張部分とのネジ係合の量を検出するセンサ手段を有し、
前記制御手段は、前記回転手段に作動可能に接続され、前記ピンの引張部分上の前記第一の所定の位置における前記ナット部材の場所を示す前記センサ手段からの信号に反応して、前記回転手段による前記ナット部材の回転動きを停止させ、スエージのための前記第一の大きさの軸方向力を掛けるために前記ピストンに流体スエージ圧が掛けられるようにし、
前記ピストンは、前記シリンダにスライド可能に支持されたピストンヘッドと、前記ピストンヘッドの前端から軸方向前方に延び、前記スエージ金床に接続された端部セクションを有するピストンロッドと、を有し、前記スエージ金床を軸方向に往復移動させ、このような前記ナット部材に対する軸方向の動きによっても前記ナット部材を前記固定された軸方向位置に保持し、流体圧力の大きさに応じて、前記スエージ金床をスエージのためには前記カラーを半径方向に過係合するように前記スエージ金床を軸方向前側に動かし、スエージされたカラーを前記前記スエージ金床から射出するためには軸方向後側に動かすように前記スエージ金床と前記ナット部材との間に相対的軸方向力を掛け、
前記流体圧力手段は、前記シリンダに接続されると共に、前記制御手段に応答して、前記ピストンヘッドの後端上で前記シリンダ内へスエージ圧を掛け、前記ピストンヘッドの前端上で前記シリンダへ射出のための圧力を掛け、よって、前記ピストンヘッド及び前記ピストンロッドは本工具を制限された隙間しかない用途において用いるために前記ピストンヘッドの径すなわち前記シリンダの有効径を最小化することができるようにより大きい有効圧力応答面積を提供し、前記ピストンヘッドの前端又はピストンロッド端において前記シリンダに掛けられた流体圧力によるスエージ後の射出に必要な相対的軸方向力よりも大きいスエージに必要な相対的軸方向力の大きさを実現し、
前記回転手段は、
前記回転ナット部材に作動可能に接続され、前記スエージ金床を前記ナット部材と独立して回転させる回転モータと、
前記回転手段、前記ピストン−シリンダ手段、及び前記スエージ金床を作動可能に一体に固定するハウジング手段と、を有し、
前記ハウジング手段は、前記回転モータを、前記ピストン−シリンダ手段から軸方向に間隔があけられ、半径方向にオフセットされた位置で支持し、
前記回転モータは、前記シリンダの前記中心軸にほぼ平行なモータ回転軸を有し、よって、前記ピストン−シリンダ手段の前記スエージ金床とは軸方向に反対側の軸方向反対端部は、制限された隙間しか持たない用途における本工具の使用について前記回転モータから離れており、
前記駆動シャフトは、前記ナット部材に接続され、前記ナット部材から前記ピストンロッドと該ピストンの前記ピストンヘッドとを通って軸方向に延び、
前記回転手段は、前記ピストン−シリンダ手段の前記軸方向反対端部に配置され、前記駆動シャフトすなわち前記ナット部材の前記回転モータによる回転のために、前記回転モータと前記駆動シャフトとの間を半径方向に延びるギア駆動手段を更に有し、
前記ギア駆動手段は、
前記回転モータに接続され、前記モータ軸周りに回転する駆動ギアと、
前記駆動シャフトに接続され、前記ナット部材を前記シリンダ軸周りに回転させる出力ギアと、
前記モータ軸と前記中心軸との中間においてこれら両軸に平行な軸上に回転可能に支持され、前記駆動ギアと前記出力ギアとの間で駆動係合した遊び歯車と、を有し、
前記回転モータは、前記スエージ・セクションから半径方向及び横方向に予め選択された距離間隔があけられ、制限された隙間しか持たない用途における本工具の使用を容易にし、
前記センサ手段は、前記ナット部材、前記ピストン、及び前記シリンダを通って軸方向に延び、前記留め具の前記ピンの端面と係合するのに適合した前端と前記シリンダから軸方向後方且つ外側に延びる後端とを有する検出ロッドを有し、
前記検出ロッドは、前記ナット部材に対して軸方向に移動可能であるため、前記ナット部材に対する前記後端の軸方向の移動量が、前記ナット部材の前記ピンのネジが切られた引張溝とのネジ係合の量の指標を提供し、
前記検出手段は、前記検出ロッドに作動可能に接続され、前記ピンによる前記検出ロッドの軸方向の動きに応答して駆動する第一及び第二の電気スイッチを有し、
前記第一及び第二のスイッチは、前記シリンダの前記中心軸から半径方向にオフセットされた位置で支持され、
前記検出手段は、前記検出ロッドの軸方向の移動量を前記第一及び第二のスイッチへ送信するために前記検出ロッドの前記後端と前記第一及び第二の電気スイッチとの間に半径方向に延びる接続を提供するピボット手段を有し、
前記ピボット手段は、前記中心軸から半径方向にオフセットされた軸を有するピボットロッド上であると共に、該中心軸へ向けて横方向に延びるピボットロッド上に旋回可能に支持されたアクチュエイティング・レバーと、第一及び第二のアクチュエイティング・アームと、を有し、
前記アクチュエイティング・レバーは、前記ピボットロッドから前記検出ロッドと係合する位置まで半径方向に延び、
前記第一及び第二のアクチュエイティング・アームは、前記ピボットロッド上に旋回可能に支持され、それぞれ前記第一及び第二の電気スイッチと作動可能に係合するように前記アクチュエイティング・レバーと作動可能に接続され、
前記アクチュエイティング・レバーは、前記ピンの引張部分上での前記ナット部材のネジ係合が前記第一の所定の位置に達したことを示す前記検出ロッドの軸方向の動きに応答して作動し、前記第一のアクチュエイティング・アームを駆動させて、前記ピストンに流体スエージ圧が掛けられるようにするための前記第一の信号を前記制御手段に提供するように前記第一の電気スイッチを駆動させるか、或いは、択一的に、前記ピンの引張部分上での前記ナット部材のネジ係合が前記第二の所定の位置までしか達しなかったことを示す前記検出ロッドの軸方向の動きに応答して作動し、前記第二のアクチュエイティング・アームを駆動させて、前記スエージ圧より小さい流体圧力が掛けられるようにするための前記第二の信号を前記制御手段に提供するように前記第二の電気スイッチを駆動させ、
前記制御手段は、流体圧力を掛けた後、スエージ・アクションの駆動のための前記第一の所定の位置まで前記ピンの引張部分上で前記ナット部材をネジ込むことの２度目の試みのために前記回転手段の駆動を開始させることが可能であり、
前記ピボット手段は、前記アクチュエイティング・レバーと前記第一及び第二のアクチュエイティング・アームとを有し、前記アクチュエイティング・レバー及び前記第一及び第二のアクチュエイティング・アームが、半径方向に細長く、軸方向に狭い構造であって、前記シリンダ軸から半径方向に延びるように前記スエージ・セクションの前記軸方向反対端部においてハウジング部分に支持され、よって前記ハウジング部分は本工具の制限された隙間しか持たない用途における使用を容易にする、ことを特徴とする工具。
【請求項２１】
請求項２０記載の工具であって、
前記スエージ孔に対する前記ナット部材の軸方向位置を選択的に調整する調整手段を更に有する、ことを特徴とする工具。
【請求項２２】
請求項２０記載の工具であって、
前記検出手段は、前記第一のスイッチと作動可能に接続され、前記第一のアクチュエイティング・アームに対して前記第一のスイッチを選択的に調整し、スエージ用の前記第一の所定の位置へのネジ係合を示す位置まで前記検出ロッドが動いたことに応答して前記第一のスイッチの駆動を提供する第一の校正手段を有し、
前記検出手段は、更に、前記第二のスイッチと作動可能に接続され、前記第二のアクチュエイティング・アームに対して前記第二のスイッチを選択的に調整し、ワークピースを一緒に引っ張るスエージ圧より小さい圧力を掛けるための前記第二の所定の位置へのネジ係合を示す位置まで前記検出ロッドが動いたことに応答して前記第二のスイッチの駆動を提供する第二の校正手段を有する、ことを特徴とする工具。
【請求項２３】
請求項２０記載の工具であって、
前記スエージ孔に対する前記ナット部材の軸方向位置を選択的に調整する調整手段を更に有し、
前記検出手段は、前記第一のスイッチと作動可能に接続され、前記第一のアクチュエイティング・アームに対して前記第一のスイッチを選択的に調整し、スエージ用の前記第一の所定の位置へのネジ係合を示す位置まで前記検出ロッドが動いたことに応答して前記第一のスイッチの所定の駆動を提供する第一の校正手段を有し、
前記検出手段は、更に、前記第二のスイッチと作動可能に接続され、前記第二のアクチュエイティング・アームに対して前記第二のスイッチを選択的に調整し、ワークピースを一緒に引っ張るスエージ圧より小さい圧力を掛けるための前記第二の所定の位置へのネジ係合を示す位置まで前記検出ロッドが動いたことに応答して前記第二のスイッチの所定の駆動を提供する第二の校正手段を有する、ことを特徴とする工具。
【請求項２４】
ワークピースの揃えられた開口部を通じて延びるのに適合し、螺旋状の引張溝を備えた引張部分を有するピンと、
該ピン上に配置され、該ピン上の固定溝内へスエージされるのに適合した管状カラーと、を備えた組立式スエージ型留め具で複数のワークピースを固定するコンパクトな工具であって、
作動可能に一体に接続されたスエージ・セクション及び回転駆動セクションと、流体圧力手段とを有し、
前記スエージ・セクションは、前記ピンの引張部分上へネジ込み可能で、ほぼ固定された軸方向位置から回転可能に支持された回転ネジ部材を有し、
前記スエージ・セクションは、更に、前記カラーの外径より小さい内径を有するスエージ孔を備えた環状スエージ金床を有し、
前記回転ネジ部材は、前記スエージ孔の半径方向内側に配置され、前記スエージ金床に対して回転するのに適合し、前記スエージ金床は前記ネジ部材に対して軸方向に動くように前記固定された軸方向の位置に支持され、
前記回転駆動セクションは、前記ピンの引張部分とのネジ係合及びネジ外しのために前記回転ネジ部材を回転させるように作動可能な回転手段を有し、
前記スエージ・セクションは、流体シリンダであって、中心軸と、前記シリンダの流体圧力に応じて前記中心軸に沿って軸方向に往復移動するように前記シリンダに支持されたピストンと、を有する流体シリンダを有し、前記スエージ金床と前記ネジ部材との間に相対的軸方向力を掛け、前記スエージ金床を軸方向前方及び前記ネジ部材が前記スエージ孔から出る方向に動かし、半径方向に前記カラーを過係合し、該カラーを前記ピン上の固定溝内へスエージさせる、環状の流体ピストン−シリンダ手段を有し、
前記ピストンは、前記シリンダにスライド可能に支持されたピストンヘッドと、前記ピストンヘッドの前端から軸方向前方に延び、前記スエージ金床に接続された端部セクションを有するピストンロッドと、を有し、前記シリンダの軸方向全長すなわち前記スエージ・セクションの有効全長が本工具を制限された隙間しかない用途において用いるために最小化されるように、前記スエージ金床をスエージのためには前方に、射出のためには後方に軸方向に往復移動させ、
前記流体圧力手段は、前記シリンダに接続されると共に、前記制御手段に応答して、前記ピストンヘッドを備えた前記ピストンロッド用いて、前記ピストンヘッドの後端上で前記シリンダ内へスエージ圧を掛け、前記ピストンヘッドの前端上で前記シリンダへ射出圧力を掛け、よって、本工具を制限された隙間しかない用途において用いるために前記ピストンヘッドの径すなわち前記シリンダの有効径を最小化することができるように、より大きい有効圧力応答面積を提供して、前記ピストンヘッドの前端又はピストンロッド端において前記シリンダに掛けられた流体圧力によるスエージ後の射出に必要な相対的軸方向力よりも大きいスエージに必要な相対的軸方向力の大きさを実現する、ことを特徴とする工具。
【請求項２５】
請求項２４記載の工具であって、
前記回転手段は、
前記回転ナット部材に作動可能に接続され、前記ナット部材を前記スエージ金床と独立して回転させる回転モータと、
前記回転手段、前記ピストン−シリンダ手段、及び前記スエージ金床を作動可能に一体に固定するハウジング手段と、を有し、
前記ハウジング手段は、前記回転モータを、前記ピストン−シリンダ手段から軸方向に間隔があけられ、半径方向にオフセットされた位置で支持し、
前記回転モータは、前記シリンダの前記中心軸にほぼ平行なモータ回転軸を有し、よって、前記ピストン−シリンダ手段の前記スエージ金床とは軸方向に反対側の軸方向反対端部は、制限された隙間しか持たない用途における本工具の使用について前記回転モータから離れている、ことを特徴とする工具。
【請求項２６】
請求項２４記載の工具であって、
前記駆動シャフトは、前記ネジ部材に接続され、前記ネジ部材から前記ピストンロッドと該ピストンの前記ピストンヘッドとを通って軸方向に延び、
前記回転手段は、前記ピストン−シリンダ手段の前記反対端に配置され、前記駆動シャフトすなわち前記ネジ部材の前記回転モータによる回転のために前記回転モータと前記駆動シャフトとの間を半径方向に延びるギア駆動手段を更に有する、ことを特徴とする工具。
【請求項２７】
請求項２６記載の工具であって、
前記ギア駆動手段は、
前記回転モータに接続され、前記モータ軸周りに回転する駆動ギアと、
前記駆動シャフトに接続され、前記ネジ部材を前記シリンダ軸周りに回転させる出力ギアと、
前記モータ軸と前記中心軸との中間においてこれら両軸に平行な軸上に回転可能に支持され、前記駆動ギアと前記出力ギアとの間で駆動係合した遊び歯車と、を有し、
前記回転モータは、前記スエージ・セクションから半径方向及び横方向に予め選択された距離間隔があけられ、制限された隙間しか持たない用途における本工具の使用を容易にする、ことを特徴とする工具。
【請求項２８】
請求項２６記載の工具であって、
前記ピストン−シリンダ手段は、前記シリンダを備えたシリンダハウジングを有し、
前記出力ギアは、スエージ中に前記回転ネジ部材と前記スエージ金床との間に掛けられる相対的軸方向力に対抗するように前記シリンダの外側の前記シリンダハウジングの表面と係合可能である、ことを特徴とする工具。
【請求項２９】
請求項２８記載の工具であって、
前記駆動シャフトは、前記シリンダの隣接する軸方向端面に近い位置で該シャフトに固定され、スエージ後の前記スエージ孔からの前記カラーの射出中に前記回転ネジ部材と前記スエージ金床との間に掛けられる相対的軸方向力に弾性的に対抗するように前記シリンダの前記軸方向端面と係合可能である弾性リング部材を有する、ことを特徴とする工具。
【請求項３０】
ワークピースの揃えられた開口部を通じて延びるのに適合し、螺旋状の引張溝を備えた引張部分を有するピンと、
該ピン上に配置され、該ピン上の固定溝内へスエージされるのに適合した管状カラーと、を備えた組立式スエージ型留め具で複数のワークピースを固定する工具であって、
作動可能に一体に接続されたスエージ・セクション、回転セクション、及びセンサセクションと、制御手段と、駆動ギアと、出力ギアと、接続手段と、流体圧力手段とを有し、
前記回転セクションは、前記ピンの引張部分とネジ係合しそれに軸方向の引張力を掛けることを可能にするために前記引張部分上の螺旋状溝と係合可能なネジ表面を有し、ほぼ固定された軸方向位置から回転可能に支持された回転ネジ部材を有し、
前記スエージ・セクションは、更に、前記カラーの外径より小さい内径を有するスエージ孔を備え、前記回転ネジ部材に対して軸方向に移動可能に支持された環状スエージ金床を有し、
前記回転ネジ部材は、前記スエージ金床の半径方向内側に配置され、前記スエージ金床に対して回転するのに適合し、前記スエージ金床は前記固定された軸方向位置の前記ネジ部材に対して軸方向に動くように支持され、
前記回転セクションは、前記ピンの引張部分とのネジ係合及びネジ外しのために前記回転ネジ部材を回転させるように作動可能な回転手段を有し、
前記スエージ・セクションは、流体シリンダであって、中心軸と、前記シリンダの流体圧力に応じて前記中心軸に沿って軸方向に往復移動するように前記シリンダに支持されたピストンと、を有する流体シリンダを有し、前記スエージ金床と前記回転ネジ部材との間に相対的軸方向力を掛け、第一の大きさの該軸方向力を前記回転ネジ部材が前記ピンの引張部分上の第一の所定の位置までネジ込まれたときに掛け、前記スエージ金床を軸方向前方且つ前記回転ネジ部材が前記スエージ孔から出る方向に動かし、半径方向に前記カラーを過係合させ、該カラーを前記ピン上の固定溝内へスエージさせる、環状の流体ピストン−シリンダ手段を有し、
前記センサセクションは、前記回転ネジ部材と作動可能に接続され、前記回転ネジ部材の前記ピンの引張部分とのネジ係合の量を検出するセンサ手段を有し、
前記制御手段は、前記回転手段に作動可能に接続され、前記ピンの引張部分上の前記第一の所定の位置における前記回転ネジ部材の場所を示す前記センサ手段からの信号に反応して、前記回転手段による前記回転ネジ部材の回転動きを停止させ、スエージのための前記第一の大きさの軸方向力を掛けるために前記ピストンに流体スエージ圧が掛けられるようにし、
前記ピストンは、前記シリンダにスライド可能に支持されたピストンヘッドと、前記ピストンヘッドの前端から軸方向前方に延び、前記スエージ金床に接続された端部セクションを有するピストンロッドと、を有し、前記スエージ金床をスエージのためには軸方向前方に／射出のためには軸方向後方に往復に動かし、よって、前記シリンダの軸方向全長すなわち前記スエージ・セクションの有効全長を、制限された隙間しか持たない用途において本工具を使用するために最小化することを可能にし、
前記流体ピストン−シリンダ手段は、
（ａ）  前記流体シリンダを有する細長い環状のハウジングと、
（ｂ）  前記流体シリンダに流体圧力を掛け、前記流体シリンダにおける前記ピストンの軸方向往復移動を生じさせる、前記環状のハウジングのポート手段と、
（ｃ）  前記回転ネジ部材から前記ピストンの前記ピストンロッド及び前記ピストンヘッドを通って軸方向に延びる駆動シャフトと、を有し、
前記回転手段は、前記環状のハウジングと接続された回転モータを有し、
前記駆動ギアは、前記回転モータによって、前記中心軸から半径方向に間隔があけられ、該中心軸に平行に延びる軸周りに駆動され、
前記出力ギアは、前記中心軸上に中心が合わせられ、前記駆動ギアと駆動可能に係合するのに適合し、
前記駆動シャフトは、前記出力ギアと接続され、
前記接続手段は、前記駆動シャフト上に設けられ、前記駆動シャフトを前記出力ギアと接続し、回転駆動力を前記駆動ギアから前記シャフト及び前記回転ネジ部材へ伝達し、
前記回転ネジ部材は、前記ほぼ固定された軸方向位置に保持され、
前記流体圧力手段は、前記シリンダに接続されると共に、前記制御手段に応答して、前記ピストンヘッドの後端上で前記シリンダ内へスエージ圧を掛け、前記ピストンヘッドの前端上で前記シリンダへ射出圧力を掛け、よって、前記ピストンロッド及び前記ピストンヘッドは、本工具を制限された隙間しかない用途において用いるために前記ピストンヘッドの径すなわち前記シリンダの有効径を最小化することができるようにより大きい有効圧力応答面積を提供し、前記ピストンヘッドの前端又はピストンロッド端において前記シリンダに掛けられた流体圧力によるスエージ後の射出に必要な相対的軸方向力よりも大きいスエージに必要な相対的軸方向力の大きさを実現する、ことを特徴とする工具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（発明の背景のまとめ）
本発明は、組立式（ｍｕｌｔｉ−ｐｉｅｃｅ）スエージ型留めネジ用留め具システム、及び限られた隙間しかない用途でも用いることが可能なコンパクトな構成を有する該留め具を差し込む差込工具に関する。
【０００２】
本発明は、Ｄ．Ｆｕｌｂｒｉｇｈｔらに発行された米国特許第５，３１５，７５５号（１９９４年５月３１日発行）、米国特許第５，５４８，８８９号（１９９６年８月２７日発行）、及び米国特許第５，６０４，９６８号（１９９７年２月２５日発行）に図示及び記載された留め具システム及び差込工具に関連する。
【０００３】
スエージ型留め具（ｓｗａｇｅ  ｔｙｐｅ  ｆａｓｔｅｎｅｒｓ）は、ピンと該ピン上の固定溝内へねじ込まれるのに適合したカラー（ｃｏｌｌａｒ）とを有する２部材構成であることが多い。Ｌ．Ｈｕｃｋに発行された米国特許第２，５３１，０４８号及び第２，５３１，０４９号（いずれも１９５０年１１月２１日発行）に示された従来のスエージ型留め具は、プル型のスエージ留め具である。典型的なプル型留め具において、ピンには、拡大されたヘッドと、固定溝部分に固定溝を有するピン脚とが備えられ、該ピン脚の先端は、差込（ｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎ）工具のジョー（ｊａｗ）アッセンブリによってグリップされるのに適合した引張溝を有するように構成された細長いピンテールである。スエージ上記カラーを上記固定溝内へ係合させ、スエージするために、該工具上にスエージ金床（ｓｗａｇｅ  ａｎｖｉｌ）が設けられる。ピンとカラーの間には相対的軸方向力が掛けられるため、一体に留められるワークピース間にも該力が掛けられる。なぜなら、該工具はピンをピンテール部分を通じてスエージ金床がカラーと係合することによる反力によって引っ張るからである。この相対的軸方向力は初期クランプ負荷が掛かった状態でワークピースを引っ張る。
【０００４】
この相対的軸方向負荷が増えると、スエージ金床は軸方向に移動し、カラーを半径方向に過係合し、それを固定溝内へスエージするため、ピンとカラーは一体に固定され、最終的なクランプ負荷がワークピース上に掛けられる。
【０００５】
通常、このピンテール部分は、ブレイクネック溝によって、固定溝部分に接続される。該ブレイクネック溝は、スエージ工程が完了した後、予め選択された軸方向負荷で破壊し、よって該ピンテール部分が切断され、破棄されるように構成される。
【０００６】
スタンプ型留め具の場合、固定ボルトがスクイーズ型工具によってセットされる。このスクイーズ型工具は、ワークピースの一端においてピンヘッドと係合する固定部材と、他端においてカラーと係合するスエージ金床とを有する。この留め具は、該固定部材とピンヘッドとの係合による軸方向反力によって金床がカラーとは反対の軸方向に移動すると共にカラー上を半径方向に移動するようにセットされる。したがって、このスタンプ型留め具は、より短いピン脚を有するという利点を持つ。なぜなら、引張溝及びブレイクネック溝を備えたピンテール部分が不要だからである。後者の理由により、スタンプ型留め具はより軽く、より低コストであるという利点を有する。
【０００７】
しかし、プル型留め具に対するスタンプ型スエージ留め具の利点は他にもある。プル型留め具を用いると、切断されたピンテール部分が作業エリアに破片を作り出し、定期的な収集・処分が必要となる。更に、スタンプ型はピン脚の端が確実に滑らかに仕上げられるのに対し、プル型ピン脚では、ブレイクネック溝における切断により粗い面を有する場合がある。最後に、スタンプ型留め具ではピン切断により発生するノイズが無い。
【０００８】
しかしながら、スタンプ型留め具が使えない或いは使わない方が都合が良い用途もいくつか存在する。一例は、ワークピースのピンヘッド側にスクイーズ工具の関連する固定部分へアクセスするのに十分な隙間が無いアッセンブリである。プル型留め具についての同様の例は、ワークピースの嵌合開口部内へより長いプル型ピンを挿入し、差込工具によって係合させるのに十分な隙間を持たないアッセンブリである。本発明はこのような問題を解決する。したがって、本発明によれば、スタンプ型留め具及び差込の利点を備えたプル型差込用のスエージ型留め具を有するユニークな締め付けシステムが提供される。実際、スクイーズ型及びプル型の用途及び装置が双方存在する場合、スエージ型留めネジはいずれの用途にも導入することができ、在庫全体及びストックしておくべき様々な部品の数の削減をもたらす。同時に、本発明に係る差込工具は、狭い隙間の用途にスエージ型留めネジを差し込むのにも用いることができ、よって該留め具の利用の汎用性をより大きくする。
【０００９】
本発明は、上記Ｆｕｌｂｒｉｇｈｔらに発行された特許に示されるようなスエージ型留めネジ用差込工具であって、切断可能なピンテール部分を持たず、代わりにネジが切られた又はグリップすることが可能な最小限の長さの短い引張部分で終わるように構成されたピンと共に用いられる工具に関する。汎用目的にも、限られた隙間しか持たない用途での特殊目的にもプル型差込を提供するように機能するユニークな工具を示す。上記Ｆｕｌｂｒｉｇｈｔらに発行された特許に係る差込工具のように、該工具は、回転駆動モータによる回転を通じて該ピンの短い引張部分とネジ留め可能に係合するのに適合したネジが切られた硬いナット部材を有する。十分な数のネジがナット部材によって一旦係合され又はグリップされると、引張工具が駆動され、ピンを引っ張ることによる相対的軸方向力をナット部材を通じてスエージ金床に掛け、該スエージ金床をカラーと係合させ、該引張力に反応させる。この接続において、締め付けシステムは、従来のプル型差込システムと同様に機能する。したがって、この相対的軸方向力の大きさが大きくなると、固定されたワークピースは、所望の先行負荷下で、一体となって引っ張られ、クランプされる。この軸方向力が更に増えると、金床は軸方向に移動し、半径方向にカラーを過係合し、それを最終的なクランプ負荷を提供するピン脚上の固定溝内へ半径方向にスエージさせる。次に、スエージ金床とナット部材との間の相対的軸方向力の方向が反転され、スエージ金床を軸方向上の反対方向へ動かし、これによりスエージされたカラーが射出される。最後に、硬いナット部材がネジが切られた短い引張部分から逆回転され、差込工具を取り除き、差込を完了させる。引張工具の回転駆動モータは、該ナット部材を該ネジが切られた引張部分へ締め込んだり、取り外したりするのに用いられる。
【００１０】
上記Ｆｕｌｂｒｉｇｈｔらに発行された特許には、様々な形状の引張溝及び固定溝を備えたピンが示されている。加えて、様々な形状のカラーも示されている。例えば、限られた広さの雌ネジを有するカラー、など。本発明に係るユニークな差込工具は、このような構成の任意のものと共に容易に用いられ得ることは明らかである。
【００１１】
このような留め具構成の１つは、制限されたネジを備えたカラーを用いるものであり、Ｒ．  Ｄｉｘｏｎに発行された米国特許第４，８６７，６２５号：「Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ｃｌａｍｐ  Ｆａｓｔｅｎｅｒ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ」（１９８９年９月１９日発行）に図示及び記載されている。或いは、取り付けのためにフレキシブルなタブを備えたカラーを用いることができる。このような構成は、Ｗａｌｔｅｒ  Ｊ．Ｓｍｉｔｈに発行された米国特許第４，８１３，８３４号：「ＦＩＴ−ＵＰ  Ｆａｓｔｅｎｅｒ  Ｗｉｔｈ  Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｔａｂ−Ｌｉｋｅ  Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｏｆ  Ｍａｋｉｎｇ  Ｓａｍｅ」（１９８９年３月２１日発行）に示されている。このような留め具はいずれも、「取り付け（ｆｉｔ−ｕｐ）留め具」と呼ばれる場合もある。
【００１２】
本発明の好ましい形態において、工具ナット部材は、単に、該ピンの最小長さ引張部分とネジ留め可能に係合し、よってそれをグリップするように設計される。したがって、この第一の工程において、該工具ナット部材は、どんなに大きな力でもカラーに対して動かないため、初期の先行荷重下ではワークピースを一緒に引っ張ったり、それらをクランプしたりするのには用いられない。ネジ係合工程後、差込工具は駆動され、ナット部材と金床との間に掛けられた相対的軸方向力に応じてスエージ金床をカラーに対して軸方向に動かす。したがって、ワークピースの初期のクランプアップ及び先行荷重は、ピン脚の引張部分と係合したナット部材とスエージ金床のカラーとの係合との間に掛けられた相対的軸方向力によって実質的に初めて与えられる。前述のように、この相対的軸方向力は、金床のスエージ孔が軸方向に移動し、カラー材をピン内へスエージするカラーを半径方向に過係合するまで増加する。この構成によれば、ナット部材用の回転駆動モータは、単に、ピン脚の短い引張部分へナット部材をネジ留めしたり外したりする機能を提供するだけであり、ワークピースに対して軸方向の大きな負荷を掛けるのには用いられない。したがって、この駆動モータの容量の小さくし、差込工具の全体のサイズを最小化することが可能となる。
【００１３】
以下の差込工具についての説明から明らかなように、制限された隙間しかない用途における上記のような留め具の差込には様々な形の差込工具を用いることができる。実際、本発明に係る差込工具は、制限された隙間が問題とならない用途における使用にも容易に適用可能な構成であることは明らかである。
【００１４】
したがって、本発明の目的は、スタンプ型留め具の利点を有すると共にユニークなデザインの差込工具を用いて通常はプル型留め具として差し込まれるスエージ型留めネジを含む新規な留め具システムを提供することである。
【００１５】
本発明の別の目的は、スエージ型留め具をセットする際に用いられるユニークな差込工具を含む新規な締め付けシステムを提供することである。
【００１６】
別の一般的な目的は、スエージ型留めネジを制限された隙間しか持たない用途に差し込むことが可能なコンパクトな構成のユニークな差込工具を含むユニークな締め付けシステムを提供することである。
【００１７】
本発明の他の目的、特徴、及び利点は、添付図面と共に以下の説明及び付属の請求項を参照することにより明らかとなる。
【００１８】
図１〜４を参照する。そこには、上記Ｆｕｌｂｒｉｇｈｔらに対する特許に示された種類の留め具であって、ピン１２及び管状のカラー１４を含む組立式留め具１０がしめされている。ピン１２は、拡大されたヘッド１６と、一組のワークピース２４及び２６それぞれの揃えられた開口部２０及び２２に受け入れられるのに適合したピン脚１８と、を有する。既述のように、本発明は、制限された又は接近した隙間しか持たない用途において特に利点を有する、留め具１０を差し込むためのユニークな差込工具に関する。したがって、ワークピースは、Ｌ字形ビームやＣ形チャネルなどの構成を含むことができるため、差し込まれる留め具はこのような構成によって規定された部分的に閉じたエリアに配置される。例として、ワークピース２６は、中央板３１に接続され、中央板３１から延びる上板２７及び下ワークピース板２９を有するＣ形チャネル構造である。その際、ワークピース２４は、ワークピース２４と上板２７との間の制限された隙間に留め具１０を差し込むのに適合したコンパクトな構成である本発明に係る差込工具を用いて留め具１０によって下ワークピース板２９の内面に締め付けられるのに適合する。当然、ワークピース２４はワークピース板２９の外面に固定されてもよいことは明らかである。
【００１９】
留め具１０は、スタンプ型構成であるピン１２を備えたスエージ型留めネジであるが、プル型留め具としての差込を提供するのに適合している。本発明に係る差込工具は、上記Ｆｕｌｂｒｉｇｈｔらに発行された特許に詳細に図示及び記載された様々な形の留め具に容易に適合し得るため、これら留め具の変形例の詳細は便宜上省略し、よってそれら特許の開示はここに参考文献として組み込まれる。
【００２０】
このように、ピン脚１８は、ピンテール部分無しに構成されるため、そのようなピンテール部分を切断するためのブレイクネック溝も無い。ピン脚１８は、ブランケットにおいて固定溝３２を有する固定溝部分３０の前の拡大されたヘッド１６に隣接すると共に、先端をブランケットにおいて螺旋状の引張溝３６を有する短い引張部分３４とする滑らかな脚部分２８を有する。図１〜４に示す実施形態において、固定溝３２及び引張溝３６は、ＵＮＣ及び／又はＵＮＦネジ形式などの標準ネジ形式のいずれかの均一で連続的な螺旋状のネジによって規定される。カラー１４は、一端を拡大されたフランジ３８とする長いカラー脚４０を有する円筒状の構成である。カラー１４は、ほぼ均一な径の滑らかな貫通ボア４２を通じて、ネジが切られた固定溝部分３０上に受け入れられるのに適合する。しかし、既述のように、カラー１４は、上述の「取り付け（ｆｉｔ−ｕｐ）」形式でもよい。
【００２１】
留め具１０は、最大厚さＸから最小厚さＸ’までの可変する合計厚さを有するワークピース２４やワークピース板２９などの部材を一体に接合させるのに用いることができる。ピン脚１８の長さは、このような全厚がこのグリップ範囲内で変わり得るワークピースを収容すると共に制限された隙間しか持たない用途における使用が容易になるように最小限の長さとなるように選択される。これを実現するために、引張部分３４は、最小限の長さに維持される。したがって、引張部分３４は、カラー１４の外端を越えて延びるピン脚１８の過剰長さが、最大グリップ状態ＸのときにＹとなり、最小グリップ状態Ｘ’のときにより長いＹ’となるような、短く制限された長さＹを有する。明らかなように、引張部分３４の長さＹは、留め具１０をプル型留め具としてセットする際にそれを通じて掛けられる引張力を受け入れるのに十分なネジ数を与えるように選択される。
【００２２】
図１〜４は、本発明に準拠して製造された、スエージ型留めネジ１０を差し込む工具４４の一部を示す。工具４４は、引張部分３４の螺旋状の引張溝３６とネジ係合するサイズの内部グリップネジ４８を有する回転ナット部材４６を有する。工具４４は、更に、軸方向にほぼ静止して保持されたナット部材４６を受け入れるスエージ孔５２を有する環状の金床部材５０を有する。明らかなように、金床部材５０は、ピストンロッドの外端に接続され、ナット部材４６に対して軸方向に動くのに適合する。金床５０が軸方向に沿って移動すると共にカラー脚４０上を半径方向に移動するとき、カラー材がピン脚１８上の螺旋状の固定溝３２内へ半径方向にスエージされ、よってピン１２とカラー１４が互いに固定され、所望のクランプ負荷下でワークピース２４と下ワークピース板２９とが一体に締め付けられるように、金床５０のスエージ孔５２は、カラー脚４０の円形の外径ＯＤ’よりも小さい最小径ＯＤを有するほぼ円状の横断面を持つ。
【００２３】
図２は、ナット部材４６がピン脚１８の引張部分３４上の所定の位置へネジ込まれ、ピン１２を最初にグリップした状態の工具４４を示す。次に、図３に示すように、工具４４を駆動し、金床部材５０をナット部材４６に対して軸方向前方に移動させ、よってグリップされたピン１２に対して移動させる。この動作により、スエージ金床部材５０がカラー脚４０の外端と係合し、ピン１２とカラー１４との間に相対的軸方向力が掛かる。この力が続くと、ワークピース２４及びワークピース板２９は、所望の先行負荷下で最初に一緒にクランプされる。この相対的軸方向力は、金床スエージ孔５２の軸方向外側への移動を増やし、カラー脚４０を半径方向に過係合し、カラー材をピン１２の固定溝３２内へ半径方向にスエージする（図３参照）。スエージ工程が完了すると、スエージ金床５０とナット部材４６との間の相対的軸方向力が反転され、よって、スエージ金床５０は軸方向内側に移動し、スエージされたカラー脚４０から射出される又は取り除かれる（図４参照）。このとき、ナット部材４６は逆回転してそれをピン引張部分から取り除き、差込が完了する。ここで、ワークピース２４及びワークピース板２９は最大グリップ又は合計厚さＸであり、セットされた留め具１０は、カラー脚４０の外端を越えて延びるピン脚１８の最小限の過剰長さＹを有する。
【００２４】
本発明の好ましい形態において、最大グリップＸにおける引張部分３４は、最初のクランプアップ後スエージ前にカラー脚４０の外端から約１ネジピッチＰの最小限の隙間距離に配置される（図１及び２参照）。この隙間Ｐは、カラー脚４０の外端が脚４０のスエージからの延長部分上のナット部材４６と係合するのを回避するように選択されるため、ナット部材４６と引張部分３４との間の係合したネジに負荷を掛けることが回避され又はごくわずかとなる。よって、ナット部材４６を取り外すのに必要なトルクを低く保つことができるため、小さい容量の回転モータを使うことができ、よって、グリップネジ４８上の摩耗を最小限にしながら、工具４４の全体のサイズを最小化することができる。
【００２５】
ナット部材４６の内部グリップネジ４８は、ネジが切られた引張溝３６より大きい強度を有する。ナット部材４６は、その内部グリップネジ４８上に硬く耐摩耗性に優れた表面を有する高強度合金又は表面硬化された材料から形成することができる。本発明の一形態において、ナット部材４６は、約５０Ｒｃのロックウェル硬さを有する鉄材から形成された。図１〜４の留め具１０の形において、ピン１２は、鉄材から作られ、グレード８タイプの留め具については約３３〜約３９Ｒｃ、グレード５タイプの留め具については約２５〜約３５Ｒｃのロックウェル硬さを有することが可能である。しかし、引張溝３６の強度を強化し、よって必要な引張部分３４の全長を小さくするために、引張部分３４を、脚の他の部分よりもロックウェル硬さで少なくとも約５Ｒｃ、好ましくは約１５Ｒｃ、より硬くすることも可能である。いずれにせよ、留め具１０をセットするのに必要な相対的軸方向の引張負荷を継続するのに約４のネジ又は引張溝３６しか必要でないことが望ましい。この点、引張溝３６の数は、留め具１０を最大グリップ状態にセットするのに工具４４によって留め具１０に掛けられる最大負荷を維持するのに必要な負荷よりも約３０％増し、好ましくは２０％増しの剪断強さを有するように選択されることが望ましい。したがって、係合する螺旋状の引張溝３６のネジの数は、次に留め具１０をセットするのに掛けられる相対的軸方向の引張負荷に耐えるのに適切な強度を提供するように選択される。この点、スエージに必要な引張溝３６の数を小さくすることは、留め具１０を狭い隙間しか持たない用途に用いることにも役立つ。
【００２６】
図１〜４に示す実施形態において、ナット部材４６上の内部グリップネジ４８及びネジが切られた引張溝３６は、概ね従来通りの対構造でよい。しかし、上記Ｆｕｌｂｒｉｇｈｔらに発行された特許に図示及び記載されたものなどのように、ナット部材４６上のネジに何らかの修正を加えると有益的となり得る。
【００２７】
工具４４は、本発明に係る締め付けシステムのユニークな要素を表し、図５〜１１により詳細に示される。図５〜１１は、図１〜４に示したシーケンスに従って作動する工具４４の構造上の特徴を示す。工具４４は、図１２に示すコントローラ・システム６７と共に図示され、説明される。コントローラ・システム６７の特定の要素は、従来通り、工具４４から離された位置に配置され、後述する要素１４０、１４２、及び１４６などの他の要素は工具４４と一体化されている。
【００２８】
明らかなように、差込工具４４の基本的な機能及び動作は、基本的に、上記Ｆｕｌｂｒｉｇｈｔらに発行された特許に図示及び記載されたものと同じである。したがって、図５〜１１を見ると、工具４４は、スエージ・オペレーションに必要な相対的軸方向力を提供するスエージ・セクション５６と、螺旋状の引張溝３６とのネジ係合及びネジ外しのためにナット部材４６に回転を提供する回転駆動セクション５８と、このようなネジ係合の量を検出するセンサセクション６０と、を有する。しかし、既述のように、本発明に係る差込工具４４は、ユニークなコンパクトな構成であるため、狭い隙間しかない用途でのスエージ型留めネジ１０の差込を可能にする。同時に、差込工具４４は、コンパクトな構成であるため、幅広い範囲の隙間での利用及び隙間が問題とならない一般的用途のいずれでも容易に適合し得る。この点、狭い隙間しか持たない用途向けのユニークな構成は、留め具１０をスエージする相対的軸方向力を掛ける工具４４のスエージ・セクション５６の軸方向の全長Ｌを小さくすることによって促進される。これは、半径方向にオフセットされた構成のセンサセクション６０によって支援される。センサセクション６０は、回転ナット部材４６の引張溝３６とのネジ係合の量の様々な状態を検出する。これは、明らかなように、工具４４の適正なオペレーションを制御するのに用いられる。この点、明らかなように、スエージのための相対的軸方向力を掛けるユニークな構成は、スエージ・セクション５６の横方向の寸法Ｔもできるだけ小さくすることができるため、Ｃ形チャネル若しくはＬ字形ビームの範囲内でのスエージ・セクション５６の留め具１０を係合するための動きの深さを最適化することができる。さらに、工具４４のスエージ・セクション５６と関連する装置の半径方向への全オフセット量を容易に変えることができるため、横方向寸法Ｔ’の全長及びＣ形チャネル若しくはＬ字形ビームの範囲内でのスエージ・セクション５６の動きの深さを最適化することができる。
【００２９】
センサセクション６０は、ナット部材４６を通って予め選択された位置まで軸方向に延び、ナット部材４６がピン脚１８の引張部分３４上でネジ回りにより動いた量を検出する検出ロッド６８を有する。回転駆動セクション５８は、ナット部材４６に以下に述べるような手法で作動可能に接続された可逆回転ニューマチック空気圧モータ７０を有する。ナット部材４６は、可逆空気圧モータ７０によって回転されると、検出ロッド６８が、ピン脚１８の端面に接触し、ナット部材４６に対して軸方向後方に移動するまで、引張部分３４上を軸方向に進む。検出ロッド６８及び／又はタイマの後方への動きは、ナット部材４６を回転させる回転モータ７０への圧縮空気の供給源７１の駆動を判断するのに用いられる。検出ロッド６８の動きは、金床部材５０をナット部材４６に対して軸方向に動かし、よってそれが最初にカラー脚４０の外端と係合してワークピース２４及び下ワークピース板２９に初期先行荷重を掛け、次いで駆動が継続されれば、金床部材５０を軸方向に動かし、それをピン脚１８上の固定溝３２内へカラー１４を半径方向に過係合するための流体圧力６９の供給源の駆動を判断するのにも用いられ得る。
【００３０】
可逆回転空気圧モータ７０は、空気圧をエア供給源７１から導くのに適合した一対の圧力ライン７９及び８１を有する。ネジ込み回転の際にはライン７９に昇圧され、ネジを外す回転の際には他方のライン８１が昇圧される。昇圧された空気は、マフラ７７から排出される。
【００３１】
工具４４は、スエージ・セクション５６、回転駆動セクション５８、及びセンサセクション６０を作動可能に一体に固定する相互接続ハウジングを有する。したがって、スエージ・セクション５６は、縦方向中心軸Ｘｓを有し、内部に体型に合わせて流体シリンダ７８が形成されたシリンダハウジング７６を有する。円筒状の形をしたピストン８０は、シリンダハウジング７６に配置され、シリンダ７８に支持され、シリンダハウジング７６のポート８４及び８６を通じたシリンダ７８内への又はからの作動液の選択的な導入又は排出に応じて往復移動する。ピストン８０は、軸方向前方に延びるピストンロッド１０４を備えたピストンヘッド１０２を有する。ピストンロッド１０４の外端は、スエージ金床部材５０にネジ接続されるため、ピストン８０及びスエージ金床５０は、図１〜４に示すナット部材４６に対して軸方向に動き、スエージカラー１４をピン１２上にスエージする。ピストンヘッド１０２には、軸方向貫通ボア１１８が備えられる。このボアは、ピストン８０の往復移動中にシリンダ７８の両側をつなげ、キャビテーションを抑制する最小限の径を有する。
【００３２】
ここで図６を見ると、工具４４の軸方向の隙間の可能性は、シリンダハウジング７６の軸方向の長さＬ’によってほとんど判断されるスエージ・セクション５６及びセンサセクション６０の軸方向の全長Ｌによって実質的に判断される。本発明において、シリンダ長さＬ’は、スエージ金床５０とナット部材４６との間の相対的動きのためのユニークな運転上の構成によって、部分的に最小化される。上記Ｆｕｌｂｒｉｇｈｔらに発行された特許において、差込工具は、ほぼ従来通りのスエージ金床及びナット部材の運転上の構成を有する。そこでは、ピン脚をネジでグリップするナット部材が駆動ピストンが、往復運動させるピストンロッドに接続されているため、工具を用いて静止状態に維持されたスエージ金床に対して軸方向に動くようにマウントされる。この構成によれば、ナット部材がピストンによってスエージ金床に対して軸方向後方に動かされたときに、固定されたスエージ金床がスエージにおいてカラーを過係合する。スエージ金床及びナット部材は、通常、スエージ前は一列になっているため、これはシリンダハウジング７６の長さの対応する増加を必要とする。本発明に係る工具４４において、ナット部材４６は、工具４４に対して軸方向に固定されて保持されるが、既述のように、スエージ金床５０は、ピストンロッド１０４に接続され、スエージの際にカラー１４を過係合するために軸方向前方に移動可能である。これにより、シリンダハウジング７６の長さＬ’の大幅な削減が可能となり、よってスエージ・セクション５６の全長Ｌも削減される。
【００３３】
軸方向の全長Ｌは、更に、シリンダハウジング７６の背面におけるセンサハウジング９５の横方向セグメント１１９の軸方向の長さＬ”の大幅な削減及び最小化をもたらすセンサセクション６０のユニークな構成によっても最小化されることは明らかである。
【００３４】
同時に、ここで、スエージストークには、ピストンロッド１０４の付け根の前面１０３の代わりにピストンヘッド１０２の背面１０５に掛けられた流体圧力が備えられることは明らかである。これは、スエージストークに反発する流体圧力のためにより広い面積を提供する。軸方向力及びカラー１４をスエージする圧力は、スエージされたカラー１４の射出に必要な圧力よりも大幅に大きい。したがって、ピストンヘッド１０２は、同じ圧力及びスエージ力に対して径を削減することができる。よって、シリンダハウジング７６の径を削減することによって、シリンダハウジング７６の中心軸Ｘｓに対する横方向寸法Ｔ及び横方向全長Ｔ’を最小化し、制限された隙間しかない用途に対する工具４４のアクセスを更に増やすことができる。この点、グリップ・ジョーでピンテールをグリップする従来のスエージ型工具では、スエージの際にピストンによってジョーをスエージ金床に対して後方に移動させることがお決まりであった。
【００３５】
例えば、米国特許第４，５８０，４３５号：「Ｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎ  Ｔｏｏｌ  Ｆｏｒ  Ｐｕｌｌ  Ｔｙｐｅ  Ｆａｓｔｅｎｅｒｓ」（１９８６年４月８日発行）、米国特許第４，５８７，８２９号：「Ｌｉｇｈｔｗｅｉｇｈｔ，  Ｈｉｇｈ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｆａｓｔｅｎｅｒ  Ｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎ  Ｔｏｏｌ  Ａｎｄ  Ｓｙｓｔｅｍ」（１９８６年５月１３日発行）、及び、米国特許第５，５９８，６１９号：「Ｈｙｄｒａｕｌｉｃ  Ｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎ  Ｔｏｏｌ」（１９９７年２月４日発行）、を参照のこと。従来のスエージ型留め具を差し込むスエージ型工具は、軸方向に固定的に保持され、スエージ中にスエージ金床が前方に動く間ピンテールに固定されているグリップ・ジョーを備えるように作られていることに注意。
【００３６】
しかし、工具４４のユニークな構成の横方向隙間の最適化は、特にスエージ・セクション５６の軸方向の全長Ｌの最小化の観点から、スエージ型留めネジ１０を差し込むのに特に有益的である。
【００３７】
したがって、ここで図１及び６を見ると、横方向寸法Ｔは、スエージ・セクション５６の、すなわちシリンダ７８、ピストン８０、及びナット部材４６の中心線又は軸Ｘｓからシリンダハウジング７６の外端までの横方向最大距離である。これは、次いで、留め具１０の中心線ＸｆからＣ形チャネルワークピース２６の中心板３１の内面までの内部深さ寸法Ｔｗに対する横方向隙間の量を規定する。逆に言えば、スエージ・セクション５６の横方向全寸Ｔ’は、上板２７の外端から中心板３１の内面までのＣ形チャネルワークピース２６の孔の横方向全深ＴＷ’に対する横方向隙間の量を規定する。したがって、本発明に係る差込工具４４のユニークな構成は、横方向寸法Ｔを最小限にすることを可能にすると共に、横方向全寸Ｔ’をＣ形チャネルワークピース２６の内部横方向深さＴｗ及び横方向全深ＴＷ’に対する隙間の大きな範囲を提供するように選択的にサイズを決めることができることは明らかである。上記ユニークな構成は、工具４４を大幅に軽量化することにも注意。
【００３８】
図６に最も良く表されているように、スエージ・セクション５６は、様々な構成要素間にシーリングを提供するシール６２、６４、及び６６などの複数の流体シールを備えるように製造される。このようなシーリング構造のデザイン及び適用は、本分野では良く知られているため、詳細な説明は省略する。
【００３９】
既述のように、ナット部材４６のネジ込み駆動は、回転駆動セクション５８とのコネクションを駆動することによって提供される。回転駆動セクション５８は、中心板９４によって分割された前部セグメント９０と後部セグメント９２とをそれぞれ有するモータマウントハウジング８８を有する。後部ハウジングセグメント９２は、類似の円形の外形をした空気圧モータ７０の前端をほぼ接近した隙間はめ合いで受け入れるのに適合したほぼ円形の孔９３を有する。空気圧モータ７０は、孔９３において、中心板９４のカウンタボア開口部１０９を通って延びる複数のボルト１０１によって中心板９４に固定される。モータマウントハウジング８８は、ほぼフラットな天板１１２とフラットな底板１１４とを備えたほぼ長方形の構成である。
【００４０】
モータマウントハウジング８８の前部ハウジングセグメント９０は、更に、駆動ギア９６を受け入れるほぼ円形の孔９１を有する。駆動ギア９６は、その内端において、典型的なキースロット接続によって、空気圧モータ７０の駆動シャフト若しくはスピンドル１１０に駆動可能に接続される。
【００４１】
駆動ギア９６は、ブッシュ１１５において支持され、軸方向前方に延びるボス１１３を有する。次いで、ブッシュ１１５は、カバー板１１７に固定され、次いで、カバー板１１７は、前部セグメント９０の外面１２１のネジ穴１１６に固定された複数のボルト１１１によって前部セグメント９０の外端に取り外し可能に締め付けられる。
【００４２】
センサセクション６０は、マウントブランケットと、カウンタボア貫通ボア１２３に配置された複数の留め具（図示せず）によってシリンダハウジング７６の軸方向後方端に接続された半径方向の横断ハウジングセグメント１１９を有するセンサハウジング９５と、を有する。留め具の拡大されたヘッド（図示せず）は、カウンタボアに配置され、フラッシュアッセンブリを提供する（図１０参照）。ブランケットセンサハウジング９５は、後方に延びる支持板９７を有する。モータマウントハウジング８８は、支持板９７とモータマウントハウジング８８との間に接続された複数のボルト（図示せず）によって、支持板９７のモータマウントハウジング８８及びネジ穴１２７の貫通ボア１２５を通って、ブランケットセンサハウジング９５に固定される。したがって、支持板９７は、回転セクション５８をユーマチック空気圧モータ７０を用いてスエージ・セクション５６に対して半径方向にオフセットされた位置に保持するのに適合する。したがって、回転空気圧モータ７０の、更には駆動シャフト１１０の中心軸Ｘｍは、スエージ・セクション５６のシリンダハウジング７６の中心軸Ｘｓに平行に延びる。
【００４３】
ナット部材４６は、回転可能にマウントされると共に、金床部材５０のスエージ孔５２内にスライド可能に支持される。ナット部材４６は、可逆空気圧モータ７０によって工具軸Ｘｓまわりを回転可能に駆動される。空気圧モータ７０をナット部材４６と接続している駆動システムは、上述の駆動ギア９６と、中間遊び歯車９８と、出力ギア９９とを含む。出力ギア９９は、細長い管状の駆動シャフト１００と一体に形成される。駆動シャフト１００は、ピストン８０を通って軸方向に延びるが、それに対して回転し、回転駆動力をナット部材４６に与えることができる。
【００４４】
ナット部材４６は、細長く、径が削減された、結合シャフト１２９の外端に配置される。結合シャフト１２９は、駆動シャフト１００の外端において径が拡大されたボア１３１内に配置される。結合シャフト１２９は、ボア１３１でネジ接続されるため、ナット部材４６は、ピン１２の引張部分３４上でのネジ係合のための回転のために駆動シャフト１００に固定され得る。この点、ナット部材４６は、駆動シャフト１００にネジ固定されると、セットネジ１３８のロッドセクション１３５によって駆動シャフト１００に対して回転から固定される。セットネジ１３８は、結合シャフト１２９のスロット１５９に配置されたロッドセクション１３５を備え、駆動シャフト１００の貫通ボア１５７のネジが切られたカウンタボアにネジ係合された、ヘッド部分１３９を有する。複数のこのようなスロット１５９は、ナット部材４６の軸方向の位置及びスエージ金床５０のスエージ孔５２に対する検出ロッド６８の軸方向の位置の選択された調整を可能にするために提供され得る。
【００４５】
流体ピストン８０は、流体シリンダ７８を前方チャンバ１０６及び後方チャンバ１０８に分割する。昇圧された作動液を流体ライン８５を通じてポート８４を通って後方シリンダチャンバ１０８内へ導入すると、ピストンヘッド１０２の背面１０５に液圧が掛かる。これにより、ピストン８０がシリンダハウジング７６に対して軸方向前方に駆動され、スエージ金床５０が軸方向前方に動き、カラー１４がスエージされる。昇圧された流体を流体ライン８２を通じてポート８６を通って前方シリンダチャンバ１０６内へ導入すると、ピストンヘッド１０２の前部ピストンロッド側に液圧が掛かる。これにより、ピストンが軸方向後方に、すなわち図５及び６に示す位置へ動き、スエージ後のカラー１４からスエージ金床５０を射出する。流体ライン８２及び８５は、図１２のコントローラ・システム６７の流体圧力供給源６９からの流体ラインへ接続するための流体コネクタ８３及び８７をそれぞれ有する。
【００４６】
既述のように、回転空気圧モータ７０は、モータ回転軸Ｘｍがハウジング中心軸Ｘｓに平行に延びるように、後部ハウジングセグメント９２に半径方向に向けて取り付けられる。モータシャフト１１０は、駆動シャフト１００と一体に形成された出力ギア９９と駆動係合する遊び歯車９８とかみ合う駆動ギア９６を駆動する。駆動シャフト１００は、次に、上述の結合シャフト１２９を通じてナット部材４６に接続される。
【００４７】
遊び歯車９８は、ベアリング１２０上に回転可能に支持され、ベアリング１２０は、遊び歯車シャフト１４３上に支持される。次に、ギアシャフト１４３は、シリンダハウジング７６の後部においてフランジセクション１４７に対して支持された拡大されたヘッド部分１４５を有し、モータハウジング８８の底板１１４の端部ネジ穴１５１にネジ接続されたネジ脚部分１４９を備える。前方スタスト板カバー１５３は、フランジセクション１４７と遊び歯車９８との間に保持される。同時に、後部スラスト板１５５は、駆動ギア９６及び遊び歯車９８の内側と係合するように配置される。
【００４８】
細長い位置検出ロッド６８は、出力ギア９９、結合シャフト１２９、駆動シャフト１００、及びナット部材４６を通って延び、これらにスライド可能に支持される。コイルバネ１３６は、駆動シャフト１００の内端において径が削減されたボア１６０に配置される。バネ１３６は、ボア１６０の端部と検出ロッド６８上の中間位置に配置された留めリング１６２との間でバイアスされる。留めリング１６２は、ナット結合シャフト１２９の内端と係合可能であり、これにより、ピン１２の引張部分３４とのネジ係合の量を検出するために、ナット部材４６内の予め選択された位置に検出ロッド６８の外端を位置決めする。図１〜４参照。
【００４９】
検出ロッド６８は、ピン１２の引張部分３４上でのナット部材４６のネジ係合の度合の指標を工具４４のスエージ・オペレーションを監視・制御するコントローラ・システム６７へ適切な信号を提供する検知装置へ送信する。明らかなように、検知装置は、Ｃ形チャネルワークピース２６を用いる場合などの制限された隙間しかない用途での工具４４の使用を最適化するために横断セグメント１１９の軸方向長さＬ”すなわちスエージ・セクション５６及びセンサセクション６０の全長Ｌを最小化することを容易にするユニークな構成である。これは、図６、１０、１０ａ、１０ｂ、１１、１１ａ、及び１１ｂに最も良く示されている。この点、工具４４の一形態において、検知装置を収容するのに必要な横断セグメント１１９の最小化された軸方向の長さＬ”の部分は、軸方向全長Ｌの約５％でしかない。
【００５０】
一対の位置検出スイッチ１４０及び１４２は、それぞれセンサマウント１５６及び１５８によって、ブランケット、センサハウジング９５の支持板９７の上側に固定される。これらマウント１５６及び１５８は、それぞれボルト１６１及び１６３によって支持板９７に固定される。これらボルトは、支持板９７の軸方向スロット１６５及び１６７を通って延びるため、スイッチ１４０及び１４２の軸方向の相対的位置を見られるように選択的に調整することができる。ボルト１６１及び１６３のヘッドは、支持板９７の底面の孔１６９に配置されるため、ボルトヘッドは底面を越えて延びず、横方向隙間全寸Ｔ’の完全性を維持する。
【００５１】
位置スイッチ１４０、１４２は、アクチュエイティング・レバー１３２と、検出スイッチ１４０及び１４２とそれぞれ作動可能に関連付けられた一対のアクチュエイティング・アーム１６４及び１６６と、を有するピボットアッセンブリ１７１によって駆動される。横断ハウジングセグメント１１９の軸方向内端には、ピボットアッセンブリ１７１用の作用隙間を提供するのに適合した複数の孔若しくはくぼみ１７７が設けられる。アクチュエイティング・レバー１３２は、孔１７７の中の最も内側のものの反対側において間隔があけられたボア１７５に回転可能にマウントされたピボットロッド１７３に固定される（図１０、１０ａ参照）。アクチュエイティング・アーム１６４及び１６６は、ピボットロッド１７３上にそれに対して旋回的に動くように支持され、スペーサ１７６及び１７８によってアクチュエイティング・レバー１３２の反対側上で間隔があけられる。アクチュエイティング・レバー１３２はバネ１７４によって弾性的にバイアスされ、検出ロッド６８の軸方向内端と係合する。この点、アクチュエイティング・レバー１３２の下端は、出力ギア９９の外端におけるカウンタボアとの隙間において軸方向前方に角度が付けられ、横断セグメント１１９の軸方向長さＬ”を最小化するのを支援する。同時に、アクチュエイティング・アーム１６４及び１６６は、それぞれバネ１６８及び１７０によって弾性的にバイアスされ、それらが関連付けられているスイッチ１４０及び１４２と係合する。このような係合は、スイッチ１４０及び１４２を開放された非駆動状態に維持するが、アクチュエイティング・アーム１６４及び１６６の係合が外れたときには自動的に閉じる。明らかなように、アクチュエイティング・レバー１３２は、ピボットロッド１７３より下方の位置に配置され、アクチュエイティング・レバー１３２の反対側上で外側へ延びるアクチュエイティング・バー１８０を有すると共に、アクチュエイティング・アーム１６４及び１６６の底端において溝１８１及び１８３に対して間隔をあけて直面する延長部分を備える。
【００５２】
したがって、ピン引張部分３４（図２）上でナット部材４６で回転運動している間、及びそのピン脚１８上での軸方向の動きに応じて、検出ロッド６８の外端は、ピン脚１８の端面と係合する。次いで、検出ロッド６８は、アクチュエイティング・レバー１３２が旋回し、アクチュエイティング・バー１８０を（図２に示す）軸方向後方に比較的わずかな距離動かすように、軸方向後方に動かされる。このわずかな動きは、更に、関連付けられた位置検出スイッチ１４０及び１４２に対してアクチュエイティング・アーム１６４及び１６６の旋回的に動すことも可能とする。既述のように、アクチュエイティング・アーム１６４及び１６６は、バネ１６８及び１７０によって弾性的にバイアスされ、２つの電気的位置検出スイッチ１４０及び１４２と係合する。第一の位置検出スイッチ又はスエージ負荷スイッチ１４２は、第二の位置検出スイッチ１４０が第一の位置検出スイッチ１４２の前に駆動されるように、第二の位置検出スイッチ又はスナブ負荷スイッチ１４０の後部から非常にわずかな距離のところに配置される。したがって、アクチュエイティング・バー１８０は、第一のアクチュエイティング・アーム１６６と係合する前に、第二のアクチュエイティング・アーム１６４と係合するように動く。既述のように、位置検出スイッチ１４０及び１４２は、スイッチボタンがそれぞれアクチュエイティング・アーム１６４及び１６６によって作動可能に係合されたときに、停止又は開放される。このような係合を図面に示す。図６、１０ａ、１０ｂ、及び１１を参照のこと。例えば、ナット部材４６の一部のみが引張部分３４のネジへネジ込まれ、すなわち所望の４ネジではなく２ネジだけねじ込まれ、そしてアクチュエイティング・バー１８０がアクチュエイティング・アーム１６４と係合し、それを動かして第二の位置検出スイッチ１４０のスイッチボタンとの係合から外したときでも、位置スイッチ１４０は駆動される。他方、位置検出スイッチ１４２は、ナット部材４６が所望量（すなわち４ネジ）完全に引張部分３４のネジへネジ込まれ、そしてアクチュエイティング・バー１８０がアクチュエイティング・アーム１６６と実質的に係合し、それを動かして位置検出スイッチ１４２のスイッチボタンとの係合を外した場合のみ、駆動される。
【００５３】
したがって、スエージスイッチ１４２の駆動点は、所定のものであり、引張部分３４上の十分な数のネジが係合され、カラー１４の固定溝部分３０内へのスエージに対する反作用負荷を完全に受け入れるように、ナット部材４６が引張部分３４のネジ上へ既知の距離ネジ込まれるように選択することができる。
【００５４】
しかし、スイッチ１４０及び１４２の相対的位置の選択的調整により、工具システムを校正し、工具部品の寸法のばらつきや、摩耗、上述のスエージ孔５２などに対するナット部材４６及び検出ロッド６８の軸方向の位置の調整、を補償することが可能であることは明らかである。
位置スイッチ１４０、１４２は、プログラム可能なコントローラ１４４を有するコントローラ・システム６７内に組み込まれる。プログラム可能なコントローラ１４４は、工具４４自体に配置され、エア供給源７１及び始動タイマ１４８を通じてモータ７０を動かすことによって差込サイクルを開始するオペレータが作動させ得る手動操作可能なトリガスイッチ１４６を有する。タイマ１４８によって許容された時間期間内、すなわち約１若しくは２秒内に位置スイッチ１４２が駆動されたと仮定すると、プログラム可能なコントローラ１４４は、エア供給源７１に信号を送り、モータ７０を停止させ、次に流体圧力供給源６９からポート８４（図６）への作動液の流れを制御するソレノイド弁１５０を動かす。モータ７０及びナット部材４６が静止していると、作動液は、ピストンヘッド１０２の背面１０５に作用し、ピストン８０を軸方向前方に効果的に動かし、よって金床５０をナット部材４６に対して前方に動かし、カラー１４に対するスエージ・オペレーションを実行する。このモードにおいて、流体供給源６９からの高圧出力ラインは、ソレノイド弁１５０に接続される。
【００５５】
金床５０がスエージストークの端部に達すると、ポート８４へつながるラインの流体に高い背圧を生成する。高い背圧は、ソレノイド弁１５０をポート８４及び８６に対する元の位置へ駆動するようにプログラム可能なコントローラ１４４に信号を送るように第二の流体圧力スイッチ１５４を操作する。したがって、低いアイドル圧力下に戻り保持されるまで、ポート８４はドレン又は戻りラインに接続され、ポート８６は、流体圧力供給源６９の高圧側に接続される。既述のように、これは、ピストンロッド１０４の付け根であるピストンヘッド１０２の前側１０３へ高圧を提供する。それに応じて、ピストン８０及びピストンロッド１０４は、スエージ金床部材５０と共に、スエージされたカラー１４を金床５０のスエージ孔５２から射出するそれらの図４の位置まで後方に動かされる。ポート８６につながるラインの第二の流体圧力スイッチ１５４は、背圧に反応して、エア供給源７１を通じてモータ７０を逆方向に動かすようにプログラム可能なコントローラ１４４に信号を送り、よってナット部材４６は、引張部分３４のネジから分離され、図１に示す状態に近づく。
【００５６】
位置スイッチ１４０は、本質的に、ナット部材４６が最初にピン引張部分３４上にスエージには不十分な距離しかネジ込まれなかった場合に、プログラム可能なコントローラ１４４がカラーをスエージする動作を実現する２度目のチャンスを与えることをできるようにする安全スイッチである。この場合、タイマ１４８がタイムアウトし、スナブ負荷位置スイッチ１４０が駆動されたが、スエージ負荷位置スイッチ１４２が駆動されていない場合、これは、引張部分３４上でのナット部材４６のネジ込みが最小限又は不十分であることを意味する。スイッチ１４０の第一の駆動に対する上記時間期間は、約５〜１０秒である。この時間期間スイッチ１４０が駆動されなかった場合、コントローラ１４４は、サイクルを中止し、システム６７をトリガスイッチ１４６の新たな駆動を必要とする元の状態に戻す。したがって、スイッチ１４０及び１４２及びタイマ１４８からのこれら信号に応じて、プログラム可能なコントローラ１４４は、ソレノイド弁１５０を駆動し、作動液を所定の低保持圧でポート８４に提供する。この保持圧は、スエージするための完全な圧力より低いが、カラー脚４０の端部に対してスエージ金床５０を動かし、ワークピース２４及び２６間のギャップを埋める又はそれらを一体にスナブするのには十分な程度の低さである。この点、第一の流体圧力スイッチ１５２は、ポート８４への圧力の大きさを検出し、低保持圧に達すると信号を生成する。これに応じて、コントローラ１４４は、サイクルに割り込み、ピストン８０をその戻り位置へ戻す。したがって、ギャップが埋められると、プログラム可能なコントローラ１４４は、戻されたピストン８０をその元の位置へ戻し、ナット部材４６をスエージするのに必要な距離引張部分３４上にネジ込む２度目のチャンスを空気圧モータ７０に与えるためにタイマ１４８を再び始動させる。ここで、位置スイッチ１４２が２回目の試みで駆動された場合、スエージ・オペレーションが上述の望ましい方法で実行される。スイッチ１４２が２回目の試みでも駆動されなかった場合、プログラム可能なコントローラ１４４は、コントローラ・システム６７をその戻り状態へ戻し、ポート８４及び８６の圧力を逆向きにしてエア供給源７１にナット部材４６を引張部分３４から外させる。
【００５７】
このように、コントローラ・システム６７は、第二の位置スイッチ１４２が駆動されるまで、すなわち、システムがナット部材４６がスエージ・オペレーションによって掛けられる軸方向の負荷に十分に耐えるのに十分な距離引張部分３４上にネジ込まれたことを確信するまで、スエージ・オペレーションは試みられないように設計される。
【００５８】
同じ様に、位置スイッチ１４０がタイマ１４８によって定められた時間内に駆動されなければ、すなわち係合が約２ネジ未満であれば、コントローラ・システム６７は、低保持圧によるワークピースの引張又はスナビングの駆動を開始しない。再記するが、ナット部材４６は、流体圧力を掛けることなく、且つ、留め具１０に対して相対的軸方向の引張力を掛けることなく、引張部分３４から外される。
【００５９】
スエージの際にスエージ金床部材５０によってカラー１４に掛けられる相対的引張負荷の反作用は、ナット部材４６のピン１２の引張部分３４との係合によるシリンダハウジング７６の向き合う外面に対して、出力ギア９９によって反応されることに注意。しかし、スエージされたカラー１４から金床部材５０を射出するためのより低い程度の圧縮負荷の反作用は、シリンダ７８の内面に対して、弾性スナップリング１７２によって反応される。弾性スナップリング１７２は、駆動シャフト１００の溝のシリンダ７８の内面の近くに配置され、スエージされたカラー１４の射出が完了すると、出力ギア９９を弾性的にニュートラル位置へ戻し、必要以上の摩擦の無い回転を促進する。
【００６０】
回転駆動セクション５８の一形態において、米国カリフォルニア州Ｓａｎｔａ  ＡｎａのＭｉｃｒｏ  Ｍｏｔｏｒｓ社製の型番ＭＭＲ−０００２Ｘタイプの可逆空気圧モータ７０が用いられる。同時に、米国ＤｅＶｉｌｂｉｓｓ製のタイプのプログラム可能なコントローラ１４４が用いられ、当業者による操作の上記シーケンスを提供するようにプログラムされ得る。
【００６１】
既述のように、本発明に係る工具４４は、狭い隙間しかない用途での使用を容易にする構成であると共に、軽量な構成で、様々な用途の様々な手動操作状況に適合し得る。したがって、ここで図５及び８を見ると、一端が複数のボルト１８５によってエクステンション・バー１８４に接続されたハンドル１８２を備えた工具４４が図示されている。ハンドル１８２は、電気コード（図示せず）により電気コネクタ１９０を通じてコントローラ・システム６７に作動可能に接続されたトリガスイッチ１４６を有する。したがって、工具４４を駆動するには、オペレータは、単に、上述の工具４４の作動サイクルを開始させるトリガスイッチ１４６を引くだけでよい。
【００６２】
明らかなように、エクステンション・バー１８４の他端は、天板１１２のネジ穴１８８にネジ係合された複数のボルト１８６によってモータマウントハウジング８８の平坦な天板１１２に締め付けられる。エクステンション・バー１８４の長さは、工具４４の他の部分を変更せずとも、様々な用途に合うように容易に修正し得ることは明らかである。同時に、ハンドル１８２は、工具４４の他の部分に対して様々な角度位置に配置し得る。したがって、図５は、工具４４の他の部分により近いがハンドル１８２に対しては１８０°反対に配置されたハンドル１８２ａを示す。同様に、モータハウジング８８の天板１１２に締め付けられた直角のブランケットを用い、ハンドル１８２を、図示するハンドル１８２に対して９０°の位置に配置することも可能である。エクステンション・バー１８４は、ほぼ長方形の構成であり、オペレータによる操作に対して適切な剛性を提供するように作られる。
【００６３】
シリンダ７８への流体ポート８４及び８６及びそれぞれ関連する流体ライン８５及び８２は、半径方向にオフセットされた位置に、横方向又は横断方向の隙間寸法Ｔ’に関連付けられた隙間で配置されることに注意。この点、流体ライン８２及び８５は、エクステンション・バー１８４の反対側に沿って延び、よって留めクリップ（図示せず）によって容易にその長さ方向について支持され得る。
【００６４】
既述のように、Ｆｕｌｂｒｉｇｈｔらの特許においては、位置検出ロッド６８が存在しないシステムの変形例が提供され得る。代わりに、工具のナット部材（ナット部材４６など）は、ナット部材の孔の端面がピン脚（ピン脚１８など）の端面と接触するまで回転される。これが発生すると、ナット部材を回転させるのに用いられる可逆空気圧モータ（モータ７０など）において背圧が発展する。このような背圧は、コントローラ・システム（コントローラ・システム６７など）によって検出可能であり、既知の大きさに達すると、空気圧モータを停止させる信号を生成し得る。ナット部材が回転を停止すると、スエージ金床部材は軸方向に駆動されると共にカラー上を半径方向に駆動され、カラー材をピン脚上の固定溝部分のネジへスエージする。このように、このような工具のオペレーションは、概して工具４４のオペレーションと似ているが、１つ異なる点は、モータ（７０など）上の空気圧の大きさが、ピン上のナット位置の代わりに検出ロッド６８を通じて検出され、このような圧力信号がナット部材の回転を停止させるのに用いられることである。しかし、この場合、上記工具４４の実施形態と共に述べた再現性の要因が存在しない。
【００６５】
他の溝形状も固定溝及び引張溝に用いることが可能であることに注意。例えば、引張溝は、複数の溝の形状でもよい。ナット部材上のはめ合い溝を用いると、ナット部材のより少ない回転で完全な係合が発生し得る。
【００６６】
この点、Ｆｕｌｂｒｉｇｈｔらの特許に示されるように、ピンは、ピン脚の外端において工具上のネジが切られた引張ロッドによって係合されるボアの内部グリップネジを有するように形成され得ることに注意。或いは、ピン脚上の内部及び外部ネジの組み合わせが、ナット部材及び工具上のネジが切られた引張ロッドによってネジ係合され得る。したがって、本発明においては、ほぼ固定された軸方向位置に保持される様々な回転ネジ部材をナット部材４６として用いることができる。
【００６７】
開示された本発明の好ましい実施形態は、上記目的を実現するために良く計算されたものであることは明らかであるが、本発明の適正な範囲若しくは公正な意味を逸脱することのない本発明に対する修正、変形、及び変更が可能であることは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る留め具差込工具（留め具差込のために留め具にはまだ適用されていない）の一部と関連付けながら、ピン及びカラーを含むスエージ型留めネジを一部は分解図として一部は断面図として示した立体図である。
【図２】  該工具部分のナット部材が最初にピンのネジが切られた引張部分に締め付けられた後の図１の留め具及び工具部分の縮小図である。
【図３】  カラーがスエージ金床を通じてピン上の固定溝内へスエージされた後の図１の留め具及び工具部分の縮小図である。
【図４】  該工具部分のスエージ金床がスエージされたカラーを射出したが該工具部分のナット部材は依然としてピンの引張部分とネジ留めされている状態の図１〜３の留め具及び工具部分の縮小図である。
【図５】  図１２に示すコントローラ・システムと共に用いられる本発明に係る差込工具を、一部を断面図として示し、代替ハンドル構成を点線で示した側面図である。
【図６】  図５の円６のあたりを取り出した図５の差込工具の一部の部分拡大図である。
【図７】  図５のほぼ矢印７−７の方向に見た図５及び６の差込工具の端部拡大図である。
【図８】  図５の差込工具の立体図である。
【図９】  差込工具のモータマウントハウジングの端部図である。
【図９ａ】  図９のおよそライン９−９に沿って取り出した図９のモータマウントハウジングの断面図である。
【図９ｂ】  図９のモータマウントハウジングの頂面図である。
【図１０】  差込工具のマウントブランケット及びセンサハウジングの端部図である。
【図１０ａ】  図１０のマウントブランケット及びセンサハウジングの頂面図である。
【図１０ｂ】  図１０のおよそライン１０Ｂ−１０ｂに沿って取り出した図１０のマウントブランケット及びセンサハウジングの断面図である。
【図１１】  差込工具の位置検出装置の頂面図である。
【図１１ａ】  図１１の位置検出装置の前面図である。
【図１２】  図５〜７の差込工具用のコントローラ・システムのブロック図である。
【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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【図９ａ】
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【図９ｂ】
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【図１０】
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【図１０ａ】
0005173107.tif 000014
【図１０ｂ】
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【図１１】
0005173107.tif 000016
【図１１ａ】
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【図１２】
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