(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
バックアップレンチが隣接する反応カムと当接するように構成される、固定具ヘッドに結合されたバックアップレンチを有する解放システムでの使用のための反応カムシステムであって、
前記反応カムに取外し可能に結合された内側スリーブと、
前記内側スリーブに回転可能に結合されて、内側スリーブに対して偏心に可動であるカムハウジングであって、該カムハウジングの中心軸からオフセットされて形成された、該内側スリーブを受ける開口を有し、
トルク付与動作に先立って、前記バックアップレンチに当接するように整列される前記カムハウジング上の所望の点である高点に位置決めされ、前記固定具のナットにトルクが加えられる間に前記バックアップレンチに反力を与え、
前記トルクが前記固定具のナットから取除かれた後に、該開口の中心軸からカムハウジングの外側表面への最小の距離を達成するカムハウジング上の点である低点に可動であり、該高点が該低点からカムハウジングの中心軸に対して１８０°離れて設けられるカムハウジングとを含み、
前記カムハウジングは前記バックアップレンチとの接触から移動され、それにより前記反応カムシステムを前記反応カムから取外しかつ前記バックアップレンチを前記固定具から取外すのを可能にする、反応カムシステム。
【請求項２】
前記カムハウジングを前記内側スリーブに回転可能に結合するための少なくとも１つの止めねじをさらに含む、請求項１に記載の反応カムシステム。
【請求項３】
前記内側スリーブの外側表面上に配置されたチャネルをさらに含み、前記止めねじは前記チャネルと係合する、請求項２に記載の反応カムシステム。
【請求項４】
工具と係合するための駆動開口をさらに含み、それにより前記ソケットレンチによる前記内側スリーブのまわりでの前記カムハウジングの回転を可能にし、前記駆動開口は前記カムハウジングのヘッド上に配置される、請求項１に記載の反応カムシステム。
【請求項５】
前記駆動開口はソケットレンチの駆動素子を受けるように形作られる、請求項４に記載の反応カムシステム。
【請求項６】
バックアップレンチが隣接する反応カムと当接するように構成される、固定具ヘッドに結合されたバックアップレンチを有する解放システムでの使用のための反応カムシステムであって、
前記反応カムに取外し可能に結合された内側スリーブと、
前記内側スリーブに回転可能に結合され、前記内側スリーブに対して偏心して可動であるカムハウジングであって、該カムハウジングの中心軸からオフセットされて形成された、該内側スリーブを受ける開口を有し、
トルク付与動作に先立って、前記バックアップレンチに当接するように整列される前記カムハウジング上の所望の点である高点に位置決めされ、前記固定具のナットにトルクが加えられる間に前記バックアップレンチに反力を与え、
前記トルクが前記固定具のナットから取除かれた後に、該開口の中心軸からカムハウジングの外側表面への最小の距離を達成するカムハウジング上の点である低点に可動であり、該高点が該低点からカムハウジングの中心軸に対して１８０°離れて設けられるカムハウジングとを含み、
前記カムハウジングは前記バックアップレンチとの接触から移動され、それにより前記反応カムシステムを前記反応カムから取外しかつ前記バックアップレンチを前記固定具から取外すのを可能にし、
前記カムハウジングは、用いられる外部工具が前記カムハウジングを回転させるのを可能にするための駆動構造を含む、反応カムシステム。
【請求項７】
前記高点を示すマークをさらに含み、前記マークは前記カムハウジングの外側表面上に設けられかつ前記高点と並列される、請求項６に記載の反応カムシステム。
【請求項８】
前記駆動構造は駆動開口を含む、請求項６に記載の反応カムシステム。
【請求項９】
トルク付与プロセスの間にバックアップレンチと隣接する反応カムとの間で生じる反力を解放するための方法であって、トルク付与プロセスは、バックアップレンチを用いて固定具を構成するナットにトルクが加えられる間に固定具を構成する軸を静止したまま保持するステップを含み、この方法は、
内側スリーブを前記反応カムに取外し可能に結合するステップと、
カムハウジングを前記内側スリーブに回転可能に結合するステップとを含み、カムハウジングは内側スリーブに対して偏心に動き、さらに
前記バックアップレンチを前記固定具に結合するステップを含み、それにより前記バックアップレンチは前記カムハウジングに対して調節可能に支持され、さらに
前記固定具の前記軸にトルクを与えるステップを含み、それにより前記バックアップレンチは前記ナットを固定された位置に保持しかつ前記カムハウジングに負荷を加え、さらに
前記トルクを取除くステップと、
前記カムハウジングを負荷を与えられていない位置に回転させるステップとを含み、それにより前記負荷は前記カムハウジングから取除かれ、さらに
前記反応カムから前記カムハウジングおよび前記内側スリーブを取外すステップを含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
技術分野
この発明は、トルク付与プロセスの間に、固定具と表面内に配置された隣接する構成要素との間に結合されたバックアップレンチ上で生じる負荷の解放システムに関し、より特定的には、トルク付与プロセスの間にバックアップレンチとともに用いるように適合された反応カムに関する。
【０００２】
背景技術
典型的なトルク付与プロセスは、固定具のヘッド部分をバックアップレンチの第１の端で掴みながら、ねじ付き固定具の端上に設けられたナットに、トルクレンチを用いてトルクを与えるステップを含む。バックアップレンチは、隣接するボルトまたは構成要素に近接してその第２の端が設けられるような向きにされる。バックアップレンチの第１の端は、トルク力がナットに加えられる間、固定具のヘッド部分を保持する。バックアップレンチの第２の端は、隣接する構成要素のヘッドに対して反発し、それにより反力を発生する。また、隣接する構成要素の標準ソケットがそのヘッド上に設けられるのが典型的である。プラスチックの楔がソケットとバックアップレンチとの間に位置付けられるため、バックアップレンチの第２の端はプラスチックの楔に対して直接的に反発する。一旦ナットにトルクが十分に加えられると、プラスチック楔は、ソケットとバックアップレンチとの間のそのしっかりと保持された位置から取外され（ハンマーおよびマイナスねじ回しを用いて典型的には叩き出され）、隣接する構成要素にバックアップレンチが加える負荷を解放する。
【０００３】
しかしながら、いくつかの固定具は、容易に上述のトルク付与プロセスを用いるのを困難または不可能にする構成の中に設けられる。たとえば、パイプフランジフィッティングまたは後桁端子フィッティングボルト上に、隣接する構成要素のヘッドを用いて、固定された反応素子を提供する場合、トルク力が加えられかつバックアップレンチがそのような反応素子に対してしっかりと保持された後にプラスチック楔を叩き出すことは、空間的な制約のために難しくなり得る。さらに、典型的なトルク付与プロセスにおいて、しっかりと保持されたプラスチック楔を取外すことは、プラスチック楔の取外しの難しさのために反応素子を損傷してしまうことがある。さらに、ソケットおよびプラスチック楔などの反応素子を形成する複数の構成要素を用いることは、そのような構成要素が作業環境の中で容易になくなり得るために望ましくない。このことは、詰まりまたは外部部品による損傷を非常に受けやすい可動部品を備える、機械、エンジンおよび他の装置においては特に問題があり得る。
【０００４】
したがって、この発明の主な目的は、隣接するソケットとバックアップレンチとの間で、バックアップレンチに加えられる反力を取除く手段として従来のプラスチック楔を用いることが困難な構成で動作できる反応カムを提供することである。
【０００５】
この発明の別の目的は、トルク付与プロセスでバックアップレンチを用いる際に反応カムが係合する、隣接する構成要素を損傷しない反応カムを提供することである。
【０００６】
この発明の別の目的は、作業環境において容易に分解したりなくなったりし得る複数の部分を有しない反応カムを提供することである。
【０００７】
【発明の概要】
上記および他の目的は、この発明の好ましい実施例に従う反応カムおよびそれを用いる方法によって提供される。反応カムは、トルクを与えられるねじ付固定具に隣接して配置される、固定された構成要素上で用いられる。反応カムは、ねじ付固定具の１つの素子にトルクが加えられるに従い、バックアップレンチに反力を与え、バックアップレンチは固定具の第２の素子に結合される。反応カムの主な特徴は、反応カムに当接するバックアップレンチが加える力を受けることによって隣接する構成要素を保護し、トルク付与プロセスが完了した後で反応カムの１つの構成要素を容易に取外し、したがって反応カムおよびバックアップレンチを両者とも容易に取外せるようにすることである。
【０００８】
反応カムは、偏心開口を有するカムハウジング内に配置された内側スリーブを含む。内側スリーブは隣接する構成要素のヘッド上に設けられる。カムハウジングは、内側スリーブのまわりに回転可能に支持される。カムハウジングは、従来のソケットレンチの駆動素子と係合されかつ回転され得る駆動開口を含む。
【０００９】
固定具のナットにトルクを与えることによって引起される負荷状態下では、バックアップレンチはカムハウジングと当接しかつそれに力を加える。反応カムシステムは、バックアップレンチに抗する反力を加え、これは、ねじ付固定具を回転させずにナットにトルクを加えるようにする。全負荷状態下では、カムハウジング内の駆動開口は、従来のソケットレンチの駆動素子と容易に係合されかつ回転され得る。偏心開口は、カムハウジングを内側スリーブのまわりで偏心に動かす。これにより、バックアップレンチと反応カムとの間に小さな空隙ができ、システムが与える反力はこうして取除かれる。次にバックアップレンチを固定具ヘッドから容易に取外すことができる。このとき、この発明の反応カムを隣接する構成要素から容易に取外すことができる。さらに、この発明の反応カムは、隣接する構成要素およびフィッティングを損傷から保護する。
【００１０】
以下の明細書および添付の請求項を読むことによりおよび以下の図面を参照することにより、この発明のさまざまな利点が当業者に明らかになるであろう。
【００１１】
【好ましい実施例の詳細な説明】
図１を参照すると、プラスチック楔５２、バックアップレンチ１４、固定具１８および標準ソケット５６を組入れる、先行技術のトルク付与システム５０が示される。標準ソケット５６は、隣接する構成要素のヘッド（ソケット５６の中に隠れている）に結合される。固定具１８と関連付けられるナット２２は、締められていない位置にある。バックアップレンチ１４の第１の端１３は、固定具１８の固定具ヘッド１９に結合されかつ、トルクレンチ（図示せず）を用いてナット２２にトルクが締め付け位置に加えられるに従い、プラスチック楔５２に対して押付けられる。ナット５８にトルクが与えられかつそれが締まるに従い、バックアップレンチ１４は、第２の端１５を介して負荷をプラスチック楔５２およびソケット５６に加えながら、固定具１８のヘッド６２を静止したまま維持する。ソケット５６および楔５２は、バックアップレンチ１４に対して反作用する反力を加える。望ましい力までナット２２が締められた（すなわち、トルクを与えられた）後、次にプラスチック楔５２は、標準ソケット５６とバックアップレンチ１４との間から取外される。プラスチック楔５２は、ソケット５６とバックアップレンチ１４の第２の端１５との間で非常にしっかりと効果的に「締付けられる」ため、簡単にそれを取外すことはできない。同様に、ソケット５６は、バックアップレンチ１４の第２の端がそれに加える力を考慮すると、容易に取外すことができない。したがって、ハンマーまたはハンマーとねじ回しを用いてプラスチック楔５２を強制的に「叩き」出し、隣接する構成要素からソケット５６を取外すことが通常は必要である。認められるように、空間がプラスチック楔５２へのアクセスを制限するかまたは、プラスチック楔５２を掴むかもしくは叩いてそれを取外すのを困難もしくは不可能にする適用例では、これはかなり困難であり得る。
【００１２】
図２を参照すると、この発明の好ましい実施例に従う反応カム１２がバックアップレンチ１４とともに示される。好ましい実施例では、反応カム１２は、固定具１８に密に近接して設けられる隣接する構成要素１６とともに用いられる。例示のみのため、隣接するコンポーネント１６はボルトを含んでもよい。固定具１８および隣接する構成要素１６は、それらは必ずしもそうである必要はないが、共通の表面２０に固定されることが典型的である。固定具１８および隣接する構成要素１６は、依然として互いに対して近接して設けられれば、異なる表面に配置されてもよい。ナット２２は、固定具ヘッド１９の反対側に、固定具１８のねじ付軸にねじ止め可能に結合される。
【００１３】
続いて図２を参照すると、反応カム１２は内側スリーブ２４およびカムハウジング２６を含む。内側スリーブ２４は、隣接する構成要素１６のヘッドの上に嵌るように適合され、カムハウジング２６は内側スリーブ２４の上に嵌りかつ内側スリーブ２４のまわりを回転する。しかしながら、管、フランジまたは固定具の端などの、しかしそれらに限定されない、さまざまな寸法決めされかつ形作られた物の上に嵌るように内側スリーブ２４を寸法決めしかつ形作ることができる。好ましい実施例では、２つの保持止めねじ２８、３０がカムハウジング２６のねじ付開口２６ａの中にねじ止め可能に挿入され、内側スリーブ２４の外側表面３８に形成される溝３６内で係合し、カムハウジング２６に対する内側スリーブ２４の回転方向の動きを依然として許しながら、カムハウジング２６に対して内側スリーブ２４を保持する。保持止めねじ２８、３０は、互いから少なくとも約４５°に設けられることが好ましい。
【００１４】
図５および図６を参照すると、カムハウジング２６は、内側スリーブ２４を受ける円形の溝または開口２６ｂを形成するように、孔を開けられるかまたは別の方法で作られる。カムハウジング２６は好ましくは、カムハウジング２６の、線Ａ−Ａで示される中心軸から中心を外れて（すなわち偏心に）形成され、それによりカムハウジング２６の高点７０および低点７２を形成する。カムハウジング２６は好ましくは、約０．１２５インチ分、中心を外れて形成される。カムハウジング２６の高点７０または「接点」は、線Ｂ−Ｂで示される、円形の溝２６ｂの同軸中心からカムハウジングの外側表面４１への距離によって形成される。
【００１５】
図３および図６に示されるように、高点７０または「接点」は、トルク付与プロセスに先立って、バックアップレンチ１４に当接するように整列されるべき、カムハウジング２６上の所望の点である。図５に示されたように、カムハウジング２６の低点７２または「非接点」は、線Ｂ−Ｂで示される、溝２６ｂの中心軸からカムハウジングの外側表面４１への最小の距離によって形成される。図４に示されるように、低点７２または「非接点」は、バックアップレンチ１４の第２の端１５に面して、トルク付与プロセスの間にバックアップレンチ１４に負荷が与えられた後に反応カム１２の取外しを許す必要がある点である。
【００１６】
図６を参照すると、カムハウジング２６の駆動開口３４は、カムハウジングのヘッド３５内に配置されかつ図５の線Ａ−Ａで示された中心軸のまわりに芯合わせされる。駆動開口３４は好ましくは方形に形作られた開口であり、技術分野で周知の、標準的な１．５インチの駆動ソケットレンチを用いて、カムハウジング２６が内側スリーブ２４のまわりで回転できるようにする。これは、用いられる標準ソケットレンチ（図示せず）がカムハウジング２６を回転するのを可能にする。
【００１７】
図２、図３および図７に内側スリーブ２４が図示される。内側スリーブ２４は、隣接する構成要素１６のヘッドの上にしっかりと嵌まるように寸法決めされかつ形作られる開口２４ａを有する。好ましい実施例では、内側スリーブ外側表面３８の好ましくは全周のまわりにチャネル３６が形成される。チャネル３６は、保持止めねじ２８および３０を受けるのに好適な幅および深さを有するため、カムハウジングは、内側スリーブ２４に可動に結合され、かつ、隣接する構成要素１６から反応カム１２が取外されるときに内側スリーブ２４およびカムハウジング２６が分離するのを依然として阻止しながら、内側スリーブ２４のまわりを自由に回転することができる。この他、保持止めねじ２８および３０が内側スリーブ外側表面３８に固定可能に結合されかつ、チャネル３６がカムハウジングの内側表面４０上に配置され得ることも認められなければならない。内側スリーブ２４は好ましくは、損耗に耐える材料から作られる。１つの好ましい材料は熱処理された鋼である。
【００１８】
図２から図４で、マーキング３２は高点７０または「接点」を示し、トルク付与プロセスの間にバックアップレンチ１４が反応カム１２に対して作用する前に、ユーザが反応カム１２をバックアップレンチ１４と容易に整列させるのを可能にする。マーキング３２は、高点７０に隣接してカムハウジング外側表面４１上につけられる。カムハウジング２６は好ましくは、大きな損耗耐性を有する材料から作られる。１つの好ましい材料は熱処理された鋼であり、重量が問題ならば、別の好ましい材料はアルミニウムである。
【００１９】
図３を参照すると、負荷を与える前にバックアップレンチ１４の第１の端１３が固定具ヘッド１９に固定可能に結合され、反応カム１２は、隣接する構成要素１６上に設けられかつバックアップレンチ１４の第２の端１５が反応カム１２のマーキング３２で高点と当接するように整列される。所望の締まり具合まで外部トルクレンチ（図示せず）がナット２２にトルクを与えるに従い、バックアップレンチ１４が固定具１８を固定位置に保持して回転を阻止するため、反応カム１２がバックアップレンチ１４に反力を加える。この反力はバックアップレンチ１４が与える力に抗する。一旦ナット２２に十分にトルクが加えられると、ナット２２に加えられたトルクは取除かれる。次に工具（図示せず）が駆動開口３４に結合されて、負荷を与えられていない位置にカムハウジング２６を容易に回転する。１つの好ましい工具は標準ソケットレンチである。
【００２０】
図４を参照すると、負荷を与えられていない位置は、バックアップレンチに近接して低点７２が設けられるようにカムハウジング２６が回転されるときに生じる。好ましい実施例では、カムハウジング２６は、トルク付与プロセスの間にそれがあった最初の位置から約１８０°回転される。一旦カムハウジング２６がこの位置に回転されると、バックアップレンチ１４の第２の端１５とカムハウジング２６との間に空隙ができ、これは、バックアップレンチ１４がカムハウジング２６に加えている負荷を取除く。次に隣接する構成要素１６から反応カム１２を容易に取外すことができる。反応カム１２は、保持止めねじ２８および３０がカムハウジング２６を内側スリーブ２４に固定するため、カムハウジング２６を内側スリーブ２４から分離させることなく一体で、隣接するコンポーネント１６から取外される。したがって、反応カムを用いる作業環境において偶発的になくなり得る、反応カム１２の部品は存在しない。
【００２１】
この発明の広い教示がさまざまな形で実現され得ることが、前述の説明から当業者に認められるであろう。したがって、この発明はその特定の例と関連して説明されたが、図面、明細書および添付の請求項を参照すれば当業者には他の変更例が明らかであるため、この発明の真の範囲がそのように限定されるべきではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】  トルク付与プロセスの間にバックアップレンチとともに用いられる典型的な負荷解放構成を示す斜視図である。
【図２】  従来のバックアップレンチとともに用いて反力をもたらす反応カムを示すこの発明の反応カムの分解斜視図である。
【図３】  反応カムが負荷を与えられた位置に回転される、図２に示された反応カムおよびバックアップレンチの平面図である。
【図４】  反応カムが負荷を与えられていない位置に回転された、図２の反応カムおよびバックアップレンチの平面図である。
【図５】  図２の反応カムの外側スリーブの側面図である。
【図６】  図２の反応カムの上面図である。
【図７】  図２の反応カムの内側スリーブの側面図である。
【符号の説明】
１２  反応カム、１４  バックアップレンチ、２６  カムハウジング、２８  止めねじ、３４  駆動開口。
【図１】
0005090594.tif 000002
【図２】
0005090594.tif 000003
【図３】
0005090594.tif 000004
【図４】
0005090594.tif 000005
【図５】
0005090594.tif 000006
【図６】
0005090594.tif 000007
【図７】
0005090594.tif 000008