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KR102570694B1 - 앵글 드라이브를 갖는 파워 렌치 - Google Patents

앵글 드라이브를 갖는 파워 렌치 Download PDF

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KR102570694B1
KR102570694B1 KR1020187019251A KR20187019251A KR102570694B1 KR 102570694 B1 KR102570694 B1 KR 102570694B1 KR 1020187019251 A KR1020187019251 A KR 1020187019251A KR 20187019251 A KR20187019251 A KR 20187019251A KR 102570694 B1 KR102570694 B1 KR 102570694B1
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Abstract

각 유형 파워 렌치는 하우징(10), 모터, 출력 샤프트(12), 및 모터를 출력 샤프트(12)에 연결하는 앵글 드라이브(14)를 포함하고, 앵글 드라이브(14)는 구동 피니언 기어 헤드(23)에 의해 결합되고 출력 샤프트(12) 상에 제공된 베벨 기어(20) 및 전방 기어 헤드(23)가 제공된 구동 피니언(13)을 포함한다. 구동 피니언(13)은 베어링 지지 슬리브(25)에 의해 둘러싸이고 구동 피니언(13)은 이의 전방 단부에서 4 접촉 점 각 볼 베어링(28)에 의해 지지되고, 구동 피니언(13)은 하우징(10)과 베어링 지지 슬리브(25) 사이의 나사산 연결부(26)를 통하여 축방향으로 조절가능하다. 나사산 연결부(26)는 하우징(10)에 대해 마찰 잠금부를 형성하기 위하여 탄성적으로 팽창가능한 베어링 지지 슬리브(25)의 나사산 후방 단부(27)를 포함한다.

Description

앵글 드라이브를 갖는 파워 렌치
본 발명은 개선된 앵글 드라이브를 갖는 각 유형 파워 렌치(angle type power wrench)에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 개선된 구동 피니언 베어링 지지부를 포함하는 각 유형 파워 렌치에 관한 것이다.
파워 렌치에서 정확하고 신뢰할 수 있는 토크 측정을 수득할 때 발생하는 문제점은 출력 토크에서 발생되는 변화이다. 이는 각 유형 파워 렌치에서 특히 문제가 되는데, 출력 토크 변화는 앵글 드라이브에 의해 야기되고 이는 출력 샤프트 베벨 기어와 구동 피니언 사이의 부정확한 기어 톱니 맞물림으로 인함이다. 대부분의 경우, 이는 구동 피니언의 축방향 위치가 잘못 설정되고 덜 견고한 구동 피니언 베어링 지지부를 야기한다. 구동 피니언과 출력 샤프트 베벨 기어 사이의 부정확한 맞물림은 또한 기어 톱니에 바람직하지 못한 높은 변형을 야기하고 앵글 드라이브의 증가된 기계적 마모를 야기할 수 있다.
구동 피니언과 출력 샤프트 베벨 기어 사이의 양호한 맞물림을 달성하고 이에 따라 앵글 드라이브의 향상된 작동을 달성하기 위해, 구동 피니언이 출력 샤프트 베벨 기어에 대해 정확한 축방향 위치를 가지며 구동 피니언 베어링은 토크 전달 중에 구동 피니언에 작용하는 힘이 양호한 방식으로 상쇄되고, 즉 구동 피니언의 임의의 기울어짐 또는 축방향 변위를 야기하지 않고 차례로 베벨 기어와 구동 피니언의 기어 톱니 사이의 부정확한 맞물림을 야기하지 않도록 배열된다.
본 발명의 목적은 출력 토크의 변화 발생을 감소시키기 위한 개선된 앵글 드라이브를 갖는 각 유형 파워 렌치를 제공하는 데 있다. 본 발명의 추가 목적은 출력 토크의 변화 발생을 감소시키고 앵글 드라이브 작동의 개선된 정확성을 구현하기 위해 개선된 구동 피니언 베어링 장치를 갖는 각 유형 파워 렌치를 제공하는 데 있다. 본 발명의 추가 목적은 구동 피니언의 정확한 축방향 위치의 설정 및 조절을 가능하게 하기 위하여 개선된 앵글 드라이브 피니언 베어링 지지부를 갖는 앵글 드라이브를 포함한 각 유형 파워 렌치를 제공하는 데 있다. 본 발명의 다른 목적 및 이점은 하기 명세서 및 청구항으로부터 명확해진다. 전술된 목적은 적어도 부분적으로 첨부된 청구항의 각 유형 파워 렌치에 의해 구현된다.
일 실시예에 따라서, 각 유형 파워 렌치는 하우징, 모터, 출력 샤프트, 및 모터를 출력 샤프트에 연결하는 앵글 드라이브를 포함하고, 앵글 드라이브는 구동 피니언 기어 헤드에 의해 결합되고 출력 샤프트 상에 제공된 베벨 기어 및 전방 기어 헤드가 제공된 구동 피니언을 포함하고, 구동 피니언은 전방 구동 피니언 베어링으로부터 축방향으로 이격된 후방 구동 피니언 베어링 및 전방 구동 피니언 베어링을 지지하는 베어링 지지 슬리브에 의해 둘러싸인다. 이에 따라 구동 피니언에 대한 개선된 지지부가 구현될 수 있다.
일 실시예에 따라서, 환형 가이드 표면은 하우징에 대해 베어링 지지 슬리브의 반경방향 위치를 정하기 위하여 하우징 및 베어링 지지 슬리브 상에 제공된다. 이에 따라 베어링 지지 슬리브가 정확히 반경방향으로 배치될 수 있다.
일 실시예에 따라서, 베어링 지지 슬리브는 구동 피니언의 각 위치의 조절을 허용하도록 구성된 조절 연결부를 통하여 하우징에 연결된다. 따라서, 피니언은 축방향으로 조절가능하다.
일 실시예에 따라서, 구동 피니언의 목표 설정에 대응하는 위치에 베어링 지지 슬리브를 고정하도록 구성된 잠금부(lock)가 제공된다. 따라서, 베어링 지지 슬리브는 목표 위치에 고정될 수 있다.
일 실시예에 따라서, 조절 연결부는 나사산 연결부이다. 따라서 조절 연결부를 쉽사리 작동할 수 있다.
일 실시예에 따라서, 나사산 연결부는 하우징의 나사산 부분 및 상기 베어링 지지 슬리브의 나사산 후방 단부 부분을 포함하고, 베어링 지지 슬리브의 상기 나사산 후방 단부 부분은 하우징의 상기 나사산 부분에 대한 회전에 대해 마찰 잠금부를 형성하도록 탄성적으로 팽창가능하다.
일 실시예에 따라서, 베어링 지지 슬리브의 나사산 후방 단부 부분은 얇은 벽 구조이며, 베어링 지지 슬리브의 나사산 후방 단부 부분을 반경방향으로 탄성변형될 수 있도록 구성하기 위해 종방향 슬롯이 제공된다.
일 실시예에 따라서, 전방 구동 피니언 베어링은 각 접촉 볼 베어링(angle contact ball bearing)이다.
일 실시예에 따라서, 각 접촉 볼 베어링은 반경방향에 대해 예각을 형성하는 선 상에 위치된 2개의 대향하는 횡방향 접촉점을 갖는 4점 접촉 유형이다.
도 1은 각 유형 파워 렌치의 전방 단부를 통한 종단면도의 도면.
도 2는 구동 피니언 각 접촉 볼 베어링을 도식적으로 도시하는 도면.
도 3은 베어링 지지 슬리브의 사시도.
도 1에서, 파워 렌치가 도시된다. 도 1에서, 파워 렌치의 전방 단부만이 도시된다. 파워 렌치는 앵글 드라이브(angle drive, 14)를 포함하는 하우징(10)을 포함한다. 앵글 드라이브(14)는 구동 피니언(13) 및 출력 샤프트(12)를 포함한다. 출력 샤프트(12)는 후방 니들 기어링(18) 및 전방 볼 접촉 베어링(16) 내에서 저널링된다(journalled). 출력 샤프트(12)는 다른 단부에서 베벨 기어(20) 및 너트 소켓을 지지하기 위한 정사각형 출력 단부(15)가 제공된다. 후방 단부에서, 구동 피니언(13)은 감속 기어링을 통해 도시되지 않은 모터에 연결하기 위한 소켓 부분(17)이 제공된다. 도 1에 따라 전술된 파워 트랜스미션은 종래의 파워 렌치 내에서의 통상적인 유형의 파워 트랜스미션이며 이는 추가로 설명되지 않는다.
추가로, 도 1에서, 구동 피니언(13)은 이의 전방 단부에서 구동 피니언(13)으로부터 출력 샤프트(12)로 회전 운동을 전달하기 위하여 출력 샤프트(12) 상에 베벨 기어(20)를 결합하도록 배열된 기어 헤드(23)와 함께 형성된다. 일 실시예에 따라서, 구동 피니언(13)은 베어링 지지 슬리브(25)를 통해 하우징(10) 내에서 지지된다.
일 실시예에 따라서, 베어링 지지 슬리브(25)은 하우징(10) 내에 조절가능하게 장착될 수 있다. 베어링 지지 슬리브(25)를 조절하기 위한 조절 수단은 일 실시예에 따라 나사산 연결부(thread connection, 26) 또는 유사 연결에 의해 제공된다. 도 1에 도시된 예시적인 실시예에서, 베어링 지지 슬리브(25)는 하우징(10) 내의 나사산 부분(32)과 협력하도록 구성된 외부 나사산 후방 단부 부분(27)을 포함한다. 도 3에서, 단부 부분(27)의 나사산은 상세히 도시되지 않는다.
일 실시예에 따라서, 베어링 지지 슬리브(25)는 이의 전방 단부에서 구동 피니언(13)을 지지하도록 구성된다. 지지부는 각 접촉 볼 베어링(28)에 의해 제공될 수 있다. 각 접촉 볼 베어링은 베어링 지지 슬리브(25)의 전방 단부에서 외부 볼 레이스(30) 및 기어 헤드(23)에서 또는 이에 매우 근접하게 구동 피니언(13)의 전방 단부에서 내부 볼 레이스(29)에 의해 형성될 수 있다. 추가로, 베어링 지지 슬리브(25)는 전방 베어링(28)으로부터 축방향으로 이격된 위치에서 구동 피니언(13)의 후방 단부의 반경방향 지지부에 대해 후방 베어링(31)을 지지하도록 구성될 수 있다.
베어링 지지 슬리브(25)는 일부 실시예에 따라서 이의 외측에 하우징(10) 내에서 대응 접촉 표면(36, 37)과 꼭 끼워맞춤을 위해(close fit) 축방향으로 이격된 환형 접촉 표면(33, 34)이 제공되며, 이에 따라 하우징(10)에 대해 베어링 지지 슬리브(25)의 정확히 정해진 반경방향 위치를 제공한다. 도 1에 도시된 실시예에서, 하우징 내에서 2개의 접촉 표면(36, 37)과 끼워맞춤되는 지지 슬리브 내의 2개의 접촉 표면(33, 34)이 제공된다. 표면의 개수는 2개 이외일 수 있다.
원하는 축방향 위치에 구동 피니언(13)의 설정을 가능하게 하기 위하여 하우징(10)에 대한 베어링 지지 슬리브(25)의 회전을 고정하기 위한 잠금 메커니즘이 제공된다. 잠금 메커니즘은 도 1에 도시된 실시예에 따라 나사산 연결부(26) 자체에 의해 형성될 수 있고, 베어링 지지 슬리브(25)의 나사산 후방 단부 부분(27)은 얇은 벽 구조이며, 반경방향으로 탄성변형될 수 있도록 베어링 지지 슬리브(25)의 후방 단부 부분(27)을 구성하기 위해 종방향 슬롯(40)이 제공된다. 베어링 지지 슬리브(25)의 고정은 후방 단부 부분(27)이 하우징(10)의 나사산 부분(32) 내로 나사산체결됨에 따라 베어링 지지 슬리브 후방 단부 부분(27)의 탄성 변형 특징부에 의해 수득된 반경방향 팽창력으로 인해 나사산 연결부(26) 내에 형성된 마찰력에 의해 얻어진다.
하우징(10)과 베어링 지지 슬리브(25) 사이의 마찰 결합을 향상시키기 위해, 나사산 단부 부분(27)은 약간 원뿔형일 수 있고, 이는 마찰력이 베어링 지지 슬리브(25)가 하우징(10)의 나사산 부분(32) 내로 추가로 나사체결됨에 따라 연속적으로 증가한다. 이는 지지 슬리브(25)와 구동 피니언(13)이 원하는 위치에 고정되고 정확하게 설정될 수 있음을 의미한다. 이러한 유형의 잠금 메커니즘은 구동 피니언(13)의 축방향 위치의 간단한 조절 및 정확한 무-단계 설정을 제공한다는 점에서 유리하지만, 다른 잠금장치가 제공될 수 있다.
도 2에는 각 접촉 볼 베어링(28)의 예시적인 설계가 도시되어 있다. 도 2에서, 각 접촉 볼 베어링(28)은 4점 접촉 유형이고, 내부 볼 레이스(29) 상의 2개의 접촉점(42, 43) 및 외부 볼 레이스(30) 상의 2개의 대향 접촉점(44, 45)을 갖는다. 도 2 참조. 내부 및 외부 볼 레이스 상의 2개의 대향하는 횡방향 배향 접촉점(42, 44)은 예각(α) 예를 들어 5-10도 만큼 반경방향 선(R-R)으로부터 벗어난 선(A-A) 상에 위치된다. 2개의 종방향으로 배향된 접촉점(43 및 45)을 통해 연장되는 직선(B-B)은 선(A-A)에 수직이고 구동 스핀들(22)의 중심선(C-C)로부터 동일한 각도(α)만큼 벗어난다. 전방 각 접촉 볼 베어링(28)과 후방 반경방향 베어링(31) 사이의 축방향 거리는 실제 축방향으로부터 구동 피니언(13)의 편향 경향을 상쇄시키는 기능을 할 수 있다.
이탈 각(α)은 앵글 드라이브를 통한 토크 전달 중에 기어 헤드(23) 및구동 피니언(13) 상에 가해지는 힘의 개선된 상쇄를 달성하여 출력 샤프트(12) 및 구동 피니언(13)의 베어링 상의 변형을 완화시킨다.
구동 피니언 기어 헤드(23)의 톱니와 출력 샤프트 베벨 기어(20)의 톱니 사이의 최적의 맞물림을 달성하기 위해, 베어링 지지 슬리브(25)는 구동 피니언(13)의 정확한 축방향 위치를 획득하도록 조절 및 설정될 수 있다. 나사산 연결이 사용되는 경우, 이는 베어링 지지 슬리브(25)를 회전시킴으로써 달성될 수 있고, 나사산 연결부(26)는 각 접촉 볼 베어링(28)을 통하여 베어링 지지 슬리브(25)와 접촉에 의해 구동 피니언(13)이 축방향으로 이동하도록 한다. 구동 피니언(13)의 가장 바람직한 축방향 위치는 출력 샤프트(12) 상의 구동 피니언 기어 헤드(23)와 베벨 기어(20) 사이의 맞물림이 기계적 변형 및 마모 측면에서 최적인 위치이다. 구동 피니언(13)의 정확한 축방향 설정은 베어링 지지 슬리브(25)의 조절에 의해 쉽게 획득될 수 있고, 앵글 드라이브의 변동이 적고 수명이 긴 출력 토크를 제공한다.
하우징 (10) 및 축방향으로 이격된 구동 피니언 지지 베어링(28, 31)에서의 정확한 지지를 위해 축방향으로 이격된 접촉면(33, 34)을 갖는 일체형 조절식 베어링 지지 슬리브(25)는 앵글 드라이브의 조립 시에 및 작동 중에 높은 정확도 및 작은 공차 전개를 가능하게 하는 단순하고 견고한 설계를 구성한다.
본 발명의 실시예는 전술된 예에 한정되지 않고 청구항의 범위 내에서 자유롭게 변경될 수 있다. 따라서, 본원에 기술된 파워 렌치의 다른 요소는 생략되거나, 보충되거나 또는 대체될 수 있다. 예를 들어, 구동 피니언(13)의 원하는 설정에 대응하는 회전 및 각도 위치에서 베어링 지지 슬리브(25)를 고정하기 위해 제공된 수단은 상이한 설계를 가질 수 있다. 전술한 바와 같이, 마찰력에 기초한 잠금 메커니즘을 사용하는 대신에, 다른 유형의 잠금 수단이 사용될 수 있다.

Claims (9)

  1. 하우징(10), 모터, 출력 샤프트(12), 및 모터를 출력 샤프트(12)에 연결하는 앵글 드라이브(14)를 포함하는 각 유형 파워 렌치로서,
    앵글 드라이브(14)는 구동 피니언 기어 헤드(23)에 의해 결합되고 출력 샤프트(12) 상에 제공된 베벨 기어(20) 및 전방 기어 헤드(23)가 제공된 구동 피니언(13)을 포함하고, 구동 피니언(13)은 전방 구동 피니언 베어링(26)으로부터 축방향으로 이격된 후방 구동 피니언 베어링(31) 및 전방 구동 피니언 베어링(28)을 지지하는 베어링 지지 슬리브(25)에 의해 둘러싸이고, 상기 전방 구동 피니언 베어링(28)은 기어 헤드(23)에서 또는 이에 근접한 위치에서 구동 피니언(13)의 전방 단부에 내부 볼 레이스(29)를 포함하고 베어링 지지 슬리브(25)의 전방 단부에 외부 볼 레이스(30)를 포함하며, 베어링 지지 슬리브(25)는 구동 피니언(13)의 축방향 위치의 조절을 가능하게 하는 조절 연결부(26)를 통하여 하우징(10)에 연결되는 파워 렌치.
  2. 제1항에 있어서, 환형 가이드 표면(33, 34, 36, 37)은 하우징(10)에 대해 베어링 지지 슬리브(25)의 반경방향 위치를 정하기 위하여 하우징(10) 및 베어링 지지 슬리브(25) 상에 제공되는 파워 렌치.
  3. 제2항에 있어서, 구동 피니언(13)의 목표 설정에 대응하는 위치에 베어링 지지 슬리브(25)를 고정하도록 구성된 잠금부를 포함하는 파워 렌치.
  4. 제1항에 있어서, 조절 연결부(26)는 나사산 연결부(26)인 파워 렌치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 나사산 연결부(26)는 하우징(10)의 나사산 부분(32) 및 상기 베어링 지지 슬리브(25)의 나사산 후방 단부 부분(27)을 포함하고, 베어링 지지 슬리브(25)의 상기 나사산 후방 단부 부분(27)은 하우징(10)의 상기 나사산 부분(32)에 대한 회전에 대해 마찰 잠금부를 형성하도록 탄성적으로 팽창가능한 파워 렌치.
  6. 제5항에 있어서, 베어링 지지 슬리브(25)의 나사산 후방 단부 부분(27)은 얇은 벽 구조이며, 베어링 지지 슬리브(25)의 나사산 후방 단부 부분(27)을 반경방향으로 탄성변형될 수 있도록 구성하기 위해 종방향 슬롯(40)이 제공되는 파워 렌치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 전방 구동 피니언 베어링(28)은 각 접촉 볼 베어링인 파워 렌치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 각 접촉 볼 베어링(28)은 반경방향에 대해 예각(α)을 형성하는 선 상에 위치된 2개의 대향하는 횡방향 접촉점(42, 44)을 갖는 4점 접촉 유형인 파워 렌치.
  9. 삭제
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