JP2007507360A - アングルドライブ装置及びピニオン調整を備えた動力工具 - Google Patents

Abstract

本動力工具は、回転モータによって駆動される出力軸（１１；１１１）を備えたハウジング（１０）と、出力軸（１１；１１１）を回転モータに連結するアングルドライブ装置（１２；１１２）とを有し、上記アングルドライブ装置（１２；１１２）は、回転モータに連結されかつピニオン（１５；１１５）を支持している駆動スピンドル（１５；１１５）及び出力軸（１１；１１１）に装着されたかさ歯車（１７；１１７）を備える。駆動スピンドル（１５；１１５）及びピニオン（１６；１１６）は、実施形態の一つにおいては駆動スピンドル（１５）におけるねじ部分（３３）と共動するねじを備えた内側リング（３１）及びハウジング（１０）に堅固に固定される外側リング（２６；１２６）をもつ玉型スラスト軸受（２４；１２４）を介してハウジング（１０；１１０）に支持される。内側リング（３１）は環状ロック要素（３５）によって駆動スピンドル（１５）に対して調整できかつロックできる。別の実施形態では、内側リング（１３１）は駆動スピンドル（１１５）に固定され、外側リング（１２６）は、外側リング（１２６）、駆動スピンドル（１１５）及びピニオン（１１６）がハウジング（１１０）及びかさ歯車（１１７）に対して調整できる。変形可能なロック要素（３５）は外側リング（１２６）をそれの適切な位置に止める。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ハウジングと、アングルドライブ装置（ａｎｇｌｅ ｄｒｉｖｅ）を介して回転モータを接続した出力軸とを有し、アングルドライブ装置が、ピニオンをもつ駆動スピンドル及び出力軸に接続されたかさ歯車と、ハウジングに対して駆動スピンドル軸方向に支持するスラスト軸受とを有している動力工具に関する。

この形式の動力工具では、アングルドライブ装置の有効寿命が制限されるという問題がある。特に、この問題は、比較的大きなトルク負荷を伝達することになる動力レンチにおいて生じる。これは、主として、アングルドライブ装置、歯車及び軸受が共に大きな伝達トルク負荷に対して寸法が小さいためであり、このことは歯車の歯フランクにおける接触圧が非常に高いことを意味している。この高い接触圧に対処するために、駆動ピニオンとかさ歯車との歯車の歯の係合が全ての負荷状態において絶対的に正しいこと、また当然歯車が適切に熱処理し機械加工した適当な材料から成ることは極めて重要である。

上記の問題を解決しようとする対処の規模を例示するため、自動車の歯車ボックスと比較すると、自動車の歯車ボックス内の歯車が動力レンチの場合と同じレベルに応力を受けた場合に、自動車の歯車ボックス内の歯車の有効寿命は通常の有効寿命の１％未満に低減される。

ピニオンとかさ歯車の歯とを正確に係合させるためには、歯車間の遊びは極めて重要である。この遊びは主としてピニオン及び従って駆動スピンドルの軸方向位置に依存している。かさ歯車に対するピニオンの軸方向位置の許容誤差は±０．０１ｍｍ程度である。ピニオンの位置を調整する通常の仕方はシームを用いることにあるが、技法が煩雑でありしかも精度が十分でない。シームと駆動スピンドルの軸受とハウジングとの間の多重接触表面が、軸受の僅かに弾性の支持体に加わり、駆動スピンドル及びピニオン位置の±０．０１ｍｍの精度は全く保証されない。さらに、シーム技法はどちらかと言えば時間の無駄であり、多量生産には適さない。

軸受の遊びを調整する別の方法は、玉レースの一つを軸方向に固定するためにねじ込む支持型要素を用いることにある。しかし、この解決法には別の困難性が伴い、すなわち玉レースが動作中にレースの支持体に対して回転してはならないが、調整中には容易に動くことができる必要がある。これらの二つの相反する特徴を得ることは極めて難しい。

本発明の主目的は、ピニオンとかさ歯車の遊びを十分に正確に設定するのを容易にしかも安全に行うことのできるアングルドライブ装置を備えた動力工具を提供することにある。

この目的は、明細書の以下の説明及び特許請求の範囲において二つの選択的な実施形態として記載する改良型のピニオン軸受装置によって達成される。

以下、添付図面を参照して本発明の二つの好ましい実施形態について詳細に説明する。

図１及び図２には動力工具を断面図で示し、該動力工具は、回転モータ（図示していない）によって駆動される出力軸１１を支持するハウジング１０、及びモータを出力軸１１に接続するアングルドライブ装置１２を有している。アングルドライブ装置１２は、モータに結合されかつピニオン１６と一部片部材として一体に形成された駆動スピンドル１５と、出力軸１１と一体に形成したかさ歯車１７とを有している。前方端部において、出力軸１１は玉軸受１８にジャーナル軸受され、一方、出力軸１１の後方端部は伸張部２０を有し、この伸張部２０は針状ころ軸受２１によってハウジング１０に支持されている。

駆動スピンドル１５は、半径方向力をハウジング１０に伝達する針状ころ軸受２２及び軸方向力をハウジング１０に伝達する玉軸受２４によってハウジング１０に回転的にジャーナル軸受されている。アングルドライブ装置１２を介してのトルク負荷の伝達時に、駆動スピンドル１５及び出力軸１１は、軸受１８、２４を介してハウジング１０に伝達される軸方向力を受ける。

軸受２４は、いかなる分離玉ケージなしに、十分な数の玉２５を備えた形式の角度接触軸受を備えている。軸受２４は、ハウジング１０における肩部２７とハウジング１０におけるねじ部分２９と共動するリングねじ２８との間に固定された外側リング２６を備えている。軸受２４はまた、内側リング３１を備え、この内側リング３１の前方端部には、駆動スピンドル１５におけるねじ部分３３と共動する内側ねじ３２が形成されている。内側リング３１の後方端部には、環状ロック要素３５と共動する多数の軸方向に向いた歯３４が形成されている。

ロック要素３５は、駆動スピンドル１５における軸方向に向いたスプライン３７と共動する内方に向いた歯３６を備え、また内側リング３１における歯３４と係合する軸方向に向いた歯３９を備えている。ロック要素３５はまた、Ｏリングシール４１を支持する周囲溝４０を備えている。ロック要素３５をロック位置に止めるために、すなわち内側リング３１における歯と駆動スピンドルスプライン３７と両方との係合において、駆動スピンドル１５における周囲溝４３に支持されるロックリング４２が設けられている。

アングルドライブ装置１２を組立てる際に、出力軸１１及び軸受１８がまず配置される。その後、スラスト軸受２４は、内側リング３１を駆動スピンドルの部分３３を可能な限りねじ込んで、駆動スピンドル１５に組立て装着される。その後、駆動スピンドル１５は軸受２４と共に、軸受２４の外側リング２６がハウジング１０における肩部２７に当接するまで、ハウジング１０内に導入される。外側リング２６は、リングねじ２８を装着し締付けることによってハウジング１０に固着される。この状態において、ピニオン１６はかさ歯車１７と係合するが、歯車の歯間には実質的な遊びが存在している。

次に、ピニオン１６とかさ歯車１７との間の軸方向遊びは、ピニオン１６及びかさ歯車１７の歯車の歯間が正しく係合するように設定されることになる。これは、内側リング３１が後方へ動き外側リング２６に対して玉２５を押圧するように、スラスト軸受２４の内側リング３１を回転させることによって行われる。これにより、駆動スピンドル１５が順方向へ動くことになり、そしてピニオン１６とかさ歯車１７との間の遊びがゼロである状態に駆動スピンドル１５がなり、内側リング３１の回転に対してある一定の抵抗を受ける。そして、内側リング３１は、アングルドライブ装置における正しい所望の遊びを得るために、ある一定の予定の角度後方へ回転される。ピニオン１６とかさ歯車１７との正しい遊びが設定される際に、ロック要素３５は、軸方向に向いた歯３９が内側リング３１の歯３４と係合するまで、駆動スピンドルのスプライン３７に沿って押し進められる。その後、ロックリング４２は駆動スピンドル１５における溝４３に装着される。次に、内側リング３１は回転的にロックされ、そしてピニオン１６とかさ歯車１７との間の設定遊びは安全に維持される。

図５に示す実施形態では、軸受１２４の内側リングは二つの半体１３１ａ、１３１ｂに分けられ、これら半体の一方１３１ａは、駆動スピンドル１１５における肩部１２７に対して支持されている。内側リングの他方の半体１３１ｂは、ロックリング１２８によって軸方向にロックされている。軸受１２４の外側リング１２６は、ハウジング１１０のねじ部分１３３と共動するように構成された外部ねじ１３２を備えた後方伸張部を有している。さらに、外側リング１２６には二つの溝（図示されていない）が形成され、これらの溝に、外側リング１２６における図示していないこれらの溝と共動する二つの内方に向いた歯１３６を備えたシート鋼座金の形態のロック要素１３５が装着される。外側リング１２６は、ロック要素１３５における後方フランジ１４２が変形してハウジング１１０の前方部分の端部における軸方向に向いた歯１３４と係合する更なる回転に対して安全にロックされる。それにより、外側リング１２６は正しい位置に維持される。

本発明のこの実施形態によるスラスト軸受の組立ては上記の方法と同じであり、すなわち駆動スピンドル１１５と別個に軸受１２４を組立て、この組立体をハウジング１１０に挿入し、それにより、アングルドライブ装置を回転する際にトルク抵抗が得られるまで、ハウジング１１０のねじ部分１３３に外側リング１２６をねじ込む。そして、外側リング１２６は逆方向に予定の角度回転され、それにより、軸受１２４及び駆動スピンドル１１５を、ピニオン１１６とかさ歯車１１７との間の所望の歯車の歯の遊びに相当した距離引く。その後、ロック要素１３５はハウジング１１０における歯１３４と係合するように変形され、外側リング１２６の得られた角度位置を保証し、アングルドライブ装置の歯車の歯間の遊びを設定する。

上記二つの軸受装置は、スラスト軸受の玉支持リングのいずれか一方が軸方向に調整でき、支持リングの他方がハウジング又は駆動スピンドルに択一的に堅固に固定されるという発明概念に基いている。このことは、アングルドライブ装置のかさ歯車とピニオンとの間の軸方向遊びの正確で単純な設定を意味している。

本発明の第１の実施形態によるアングルドライブ装置を備えた動力工具の前方端部部分の長手方向断面図。 図１の部分ＩＩの拡大図。 図１及び図２に示す動力工具におけるロック要素の側面図。 図３におけるロック要素の正面図。 本発明の第２の実施形態によるピニオン軸受装置を示す図。 図５に示す実施形態においてピニオンを設定するロック要素を示す図。

Claims (9)

1. ハウジング（１０）と、回転モータによって駆動される出力軸（１１）と、回転モータを出力軸（１１）に連結するアングルドライブ装置（１２）とを有し、上記アングルドライブ装置（１２）が、回転モータに連結されかつピニオン（１６）を支持している駆動スピンドル（１５）及び出力軸（１１）に装着されたかさ歯車（１７）を備え、上記駆動スピンドル（１５）が、内側リング（３１）と外側リング（２６）とを備えた玉軸受（２４）、及びかさ歯車（１７）に対して上記駆動スピンドル（１５）及びピニオン（１６）の軸線方向位置を設定する調整手段（３２、３３）によってハウジング（１０）に対して軸方向に支持されている動力工具において、
   上記外側リング（２６）がハウジング（１０）に対して軸方向に固定され、また上記調整手段（３２、３３）が、
   上記駆動スピンドル（１５）におけるねじ部（３３）と、
   上記内側リング（３１）と一体に形成され、上記駆動スピンドル（１５）における上記ねじ部（３３）と共動するように構成された内部ねじ（３２）と、
   上記駆動スピンドル（１５）の所望の軸方向位置が得られる際に、上記駆動スピンドル（１５）に対して上記内側リング（３１）を回転的にロックするカップリング手段（３５）と
   を有する
   ことを特徴とする動力工具。
2. 上記カップリング手段（３５）が、上記内側リング（３１）における多数の軸方向に向いたカップリング歯（３４）と、上記カップリング歯（３４）と共動する軸方向に向いた係合歯（３９）を備えた環状カップリング要素（３５）とを有し、上記環状カップリング要素（３５）が上記駆動スピンドル（１５）におけるスプライン（３７）と共動する半径方向内方に向いた歯（３６）を備えていることを特徴とする請求項１に記載の動力工具。
3. 上記カップリング要素（３５）が上記駆動スピンドル（１５）における周囲溝（４３）に受けられたロックリング（４２）で軸方向にロックされることを特徴とする請求項１又は２に記載の動力工具。
4. 上記スラスト軸受（３５）が角度接触玉軸受であることを特徴とする請求項１に記載の動力工具。
5. 上記ピニオン（１５）が上記駆動スピンドル（１５）と一部片部材として一体に形成されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の動力工具。
6. ハウジングと、回転モータによって駆動される出力軸（１１１）と、回転モータを出力軸（１１１）に連結するアングルドライブ装置（１１２）とを有し、上記アングルドライブ装置（１１２）が、回転モータに連結されかつピニオン（１１６）を支持している駆動スピンドル（１１５）及び出力軸（１１１）に装着されたかさ歯車（１１７）を備え、上記駆動スピンドル（１１５）が、内側リング（１３１）と外側リング（１２６）とを備えたスラスト軸受（１２４）、及びかさ歯車（１１７）に対して上記駆動スピンドル（１１５）及びピニオン（１１６）の軸線方向位置を設定する調整手段（１３２、１３３）によってハウジング（１１０）に対して軸方向に支持されている動力工具において、
   上記内側リング（１３１）が上記駆動スピンドル（１１５）に対して軸方向に堅固に固定され、また上記調整手段（１３２、１３３）が、
   上記ハウジング（１１０）におけるねじ部（１３３）と、
   上記外側リング（１２６）と一体に形成され、上記ハウジング（１１０）における上記ねじ部（１３３）と共動するように構成された外部ねじ（１３２）と、
   上記駆動スピンドル（１１５）の所望の軸方向位置が得られる際に、上記ハウジング（１１０）に対して上記外側リング（１２６）を回転的にロックするカップリング手段（１３４、１３５）と
   を有する
   ことを特徴とする動力工具。
7. 上記スラスト軸受（１２４）が十分な数の非ケージ型ボールを備えた深溝玉軸受であり、上記内側リング（１３１ａ、１３１ｂ）が二つの半体に分割されることを特徴とする請求項５に記載の動力工具。
8. 上記カップリング手段（１３４、１３５）は、上記外側リング（１２６）における少なくとも二つの外部軸線方向に向いた溝と、上記溝と共動する少なくとも二つの半径方向歯（１３６）を備えた環状ロック要素（１３５）と、上記環状ロック要素（１３５）が変形により係合するようにされるハウジング（１１０）における少なくとも二つの軸方向に向いた歯（１３４）とを有することを特徴とする請求項５又は６に記載の動力工具。
9. 上記ピニオン（１１６）が上記駆動スピンドル（１１５）と一部片部材として一体に形成されることを特徴とする請求項６〜８のいずれか一項に記載の動力工具。
   
   

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