JP3147447U

JP3147447U - 伝動ユニットの出力トルクの安定装置

Info

Publication number: JP3147447U
Application number: JP2008007317U
Authority: JP
Inventors: 嘉▲椋▼ 莊
Original assignee: 嘉▲椋▼ 莊
Filing date: 2008-10-17
Publication date: 2008-12-25
Anticipated expiration: 2018-10-17

Abstract

【課題】出力のトルク値を適切な範囲に維持することを可能にする伝動ユニットの出力トルクの安定装置を提供する。
【解決手段】伝動ユニット２０、係合ユニット３０および弾性ユニット４０を備える。伝動ユニット２０は、分離する入力部２１と出力部２２とを有する。係合ユニット３０は、入力部２１および出力部２２の間に位置付けられ、かつ互いに一定の噛み合せの深さで噛み合う第一歯部３１および第二歯部３２を有し、第一歯部３１および第二歯部３２は入力部２１からの力を出力部２２に伝達するため、入力部２１と出力部２２の所定の位置に別々に配置される。弾性ユニット４０は、弾力によって第一歯部３１および第二歯部３２の間の噛み合せを維持し、かつ力を受けて圧縮することによって弾性ユニット４０の圧縮可能な距離を噛み合せの深さより小さくすることが可能である。
【選択図】図１

Description

本考案は工具の伝動技術、詳しく言えば伝動ユニットの出力トルクを安定する機構を有する装置に関するものである。

工具の応用分野において、気動スパナなどの高圧気体を動力源とするユニットを使用する従来の技術、例えば特許文献１は、出力シャフト（ｏｕｔｐｕｔｓｈａｆｔ）は、シャフトの一端が気動スパナの打撃機構（ダブルハンマー式、シャフト離合式など）の駆動を受けることによって自転作動を生じ、シャフトの他端が気動スパナ本体の外部に突出することによって外部に動力を出力することである。特許文献２は、トルク制限・保護効果を有する伝動シャフトを備え、かつ不特定の動力または非動力の工具に適用される。

前記技術内容における構造、特に出力トルクの安定制御機制の構造が未だ完全ではないため、従来の技術には明らかに欠陥があることが指摘されている。例えば特許文献１は、打撃機構から提供される力をそのまま外部に伝達するのみであるため、出力トルクを安定させることができず、トルクの安定性が必要な工作条件に適さない。特許文献２は、トルク制限・保護効果を有するが、所定の伝達トルクを超える力を受ける場合に限り係止機構が互いに逸脱することによって断続的な力で伝達を行うことが可能である、即ち、所定のトルクを伝達する出力トルク値は安定していないため、特許文献１と同じ欠点を抱えている。

米国特許第６０２４１８０号明細書米国特許第７２８１４５８号明細書

本考案の主な目的は、伝達過程において伝動ユニットが受ける力を適切な範囲内に安定させることによって出力のトルク値を適切な範囲に維持することを可能にする伝動ユニットの出力トルクの安定装置を提供することである。

上述の目的を達成するために、本考案による伝動ユニットの出力トルクの安定装置は、伝動ユニット、係合ユニットおよび弾性ユニットを備える。伝動ユニットは、分離する入力部と出力部とを有する。係合ユニットは、入力部および出力部の間に位置付けられ、かつ互いに一定の噛み合せの深さで噛み合う第一歯部および第二歯部を有し、第一歯部および第二歯部は入力部からの力を出力部に伝達するため、入力部と出力部の所定の位置に別々に配置される。弾性ユニットは、弾力によって第一歯部および第二歯部の間の噛み合せを維持し、かつ力を受けて圧縮することによって弾性ユニットの圧縮可能な距離を噛み合せの深さより小さくすることが可能である。

以下、本考案の実施例と図面に基づいて説明を進める。
（第１実施形態）
図１から図４に示すように、本考案の第１実施形態による伝動ユニットの出力トルクの安定機構１０は、伝動ユニット２０、係合ユニット３０および弾性ユニット４０から構成される。

伝動ユニット２０は、桿状の入力部２１および出力部２２を有する。入力部２１および出力部２２は同軸上に位置付けられ、かつ互いにシャフトの一端によって対応する。具体的に言えば、伝動ユニット２１を応用する場合、従来の出力シャフト（ｏｕｔｐｕｔｓｈａｆｔ）の応用方法と同じである、即ち、入力部２１はシャフトの他端が打撃機構の打撃を受けることによって回転する。しかし、出力部２２は従来の出力シャフト（ｏｕｔｐｕｔｓｈａｆｔ）の単一構造とは異なり、入力部２１と分離する。

係合ユニット３０は、第一歯部３１および第二歯部３２を有する。第一歯部３１および第二歯部３２は、互いに向かい合うシャフトの端面に別々に固定され、かつ互いに一定の噛み合せの深さｈで噛み合うため、第一歯部３１と第二歯部３２との噛み合せによって力を入力部２１から出力部２２に伝達することが可能である。

詳しく言えば、第一歯部３１は、複数の歯３１１を有し、歯３１１は伝動ユニット２０のシャフトを曲率中心とし、互いに間隔をおいて入力部２１のシャフトの端面に突出するように環状に配列される。歯３１１は、伝動ユニット２０の軸方向に向かい合う一側に傾斜歯面３１１１を有し、他側に軸方向に平行の直歯面３１１２を有する。

第二歯部３２は、複数の歯３２１を有し、歯３２１は伝動ユニット２０のシャフトを曲率中心とし、互いに間隔をおいて出力部２２のシャフトの端面に突出するように環状に配列される。歯３２１は、第一歯部３１の互いに隣り合う二つの歯３１１間に嵌合され、かつ伝動ユニット２０の軸方向に対応する両側に傾斜歯面３２１１および直歯面３２１２を別々に有する。第二歯部３２の歯３２１の傾斜歯面３２１１は、第一歯部３１の歯３１１の傾斜歯面３１１１に突き当たる。

弾性ユニット４０は、円形の座部４１と、環状の端部４２と、盤形を呈するクッションを互いに交錯させて重ねることによって構成された弾性部４３とを有する。座部４１は、出力部２２のシャフトの一端の外周に固定される。端部４２は、座部４１と分離し、かつ入力部２１のシャフトの一端に一定の距離を保つように出力部２２のシャフトの他端においてスライドする。弾性部４３は、出力部２２のシャフトに被さり、かつ一端が端部４２に突き当たり、他端が座部４１に突き当たることによって座部４１から係合ユニット３０に弾力を提供し、係合ユニット３０の係合状態を弾性的に維持する。弾力部４３は力を受けて圧縮されるが、座部４１と端部４２との間の最大の圧縮可能な距離ｄは噛み合わせの深さｈより小さいため、弾力部４３が圧縮され、出力部２２を軸方向に沿って移動させるのに伴い、第一歯部３１と第二歯部３２との噛み合せの深さが変わっても、第一歯部３１と第二歯部３２とは互いに噛み合い、入力部２１からの力を出力部２２に伝達することが可能である。

前記ユニットの構成により、入力部２１が力を受けて時計回りに自転する場合、互いに突き当たる第一歯部３１の傾斜歯面３１１１と第二歯部３２の傾斜歯面３２１１とは、出力部２２に力を伝達することによって出力部２２を同じ方向に沿って同期回転させる。入力部２１が受けた力が大き過ぎる場合、弾性部４３は圧縮を受けて縮退し、傾斜歯面３１１１と傾斜歯面３２１１とは互いに突き当たりながらスライドするため、大き過ぎる作用力を出力部２２に完全に伝達することを避けて伝動ユニット２０の出力トルクの安定性を維持することが可能である。

入力部２１が力を受けて逆時計回りに自転する場合、第一歯部３１と第二歯部３２とは、直歯面３１１２と直歯面３２１２とが互いに突き当たることにより、入力部２１からの力を出力部２２に完全に伝達する。弾力ユニット４０の弾性部４３は、前記作用状態下で分力を受けないため、縮退することはない。

前記のほかに、本実施形態をより詳しく説明するため、歯、ボールベアリングなどの係合構造をトルク制御機構に応用する従来の技術（例えば台湾特許第０９４１３１８１８号明細書、台湾特許第０９５１２４０１５号明細書、台湾特許第０９４２２１８３５号明細書）と比べてみると、本実施形態の主な技術特徴は、係合構造ではなく、弾性部４３の圧縮程度および噛み合せの深さとの関係である。さらに詳しく言えば、従来の技術は、スプリングと盤形のクッションなどを使用し流体を圧縮する技術などによって弾力を提供することと、本来係合される係合構造を互いに分離させ、断続的な力で伝達する方法によってトルク制限を達成することを掲示している。それに対し、本実施形態は、第一歯部と第二歯部とを互いに噛み合せるという制限条件下で弾力を適切に提供し、第一歯部と第二歯部とに噛み合せの深さｈより小さい相対移動を許すため、弾性部４３によって大き過ぎる作用力を吸収し、伝動ユニットの出力トルクの安定性を維持することが可能である。従って、本実施形態の技術特徴は従来の技術とは異なる。

本実施形態の主な技術特徴は、弾性ユニットの圧縮可能な距離ｄが第一歯部と第二歯部との噛み合せの深さｈより小さいことであるが、入力部の入力方法または出力部の出力方法などは本実施形態の特徴技術ではない。具体的に言えば、入力部に力を与える場合、前記シャフト離合式またはダブルハンマー式などの打撃機構を限定するものではない。出力部の他端と外部とを連接する構造は前記実施例により提示された方形に限らず、外部に力を伝達可能でさえあれば別の構造にすることも可能である。言い換えれば、入力部または出力部の技術内容の変更は本考案の請求範囲に属するべきである。

前記第１実施形態は、本考案の主な目的を達成可能であるが、実際に応用する場合においては、弾性部４３が縮退する際、出力部２２は軸方向上移動するため、第１実施形態は、使用の際に跳ね動く現象が発生する。この現象は、一部の工作環境に影響を与えるため、需要に応じて避けることが必要である。そこで、第２実施形態によって跳ね動く現象が発生しない構造を提供する。

（第２実施形態）
図５から図７に示すように、本考案の第２実施形態による伝動ユニットの出力トルクの安定装置１０’は、跳ね動く現象を避けるため、構造の一部が実施例１とは異なる。

出力部２２’は、スリーブ部２２１’と、断面が非円形を呈する係合孔２２２’と、断面が係合孔２２２’と互いに補足しあう形を呈するシャフト部２２３’とを有する。係合孔２２２’は、スリーブ部２２１’の一端が軸方向に沿って内部の適切な深度まで陥没することによって形成される。シャフト部２２３’は、一端が係合孔２２２’中をスライドすることによって同軸上スリーブ部２２１’に接続されるため、スリーブ２２１’とシャフト部２２３’とを軸方向上相対移動させ、かつシャフト部２２３’と係合孔２２２’との間の係合によってスリーブ２２１’とシャフト部２２３’とが径方向において相対移動することを制限することが可能である。

弾性ユニット４０’は、環状の端部４２’と、曲率中心が同じて互いに向かい合う二つの弧状の陥没溝４４’と、複数のボールベアリング４５’とを有する。端部４２’は、一端がスリーブ２２１’の軸の末端に一体成型される。陥没溝４４’は、端部４２’の他端の内側の環面および入力部２１’の一端の外側の環面に別々に形成される。ボールベアリング４５’は、端部４２’と入力部２１’の一端との間に一定の距離を保ち、出力部２２’のスリーブ２２１’を位置決めするため、二つの陥没溝４４’間に挟まれる。

前記ユニットの構成により、伝動ユニットの出力トルクの安定装置１０’は、第１実施形態と同じように出力トルクを安定させる効果を達成可能である。図８に示すように、従来の技術によるトルク出力曲線Ａと比べてみると、伝動ユニットの出力トルクの安定装置１０’のトルク出力曲線Ｂのほうが安定しているため、効果を増進可能なことが明らかになる。かつ、第２実施形態において、弾性ユニット４０’の弾性部４３’が力を受けて縮退する場合、シャフト部２２３’は、軸方向に沿って移動するため、実際の作業の需要に応じ、スリーブ２２１’の他端と入力部２１’との間の距離に影響を与えることなく、跳ね動く現象を避けることが可能である。

前記実施形態は、気動スパナの出力シャフト（ｏｕｔｐｕｔｓｈａｆｔ）などのユニットで説明する一例であるため、本考案の請求範囲を制限することができない。本考案は応用範囲が広いため、以下、もう一つの実施形態挙げて説明を進める。

（第３実施形態）
図９に示すように、本考案の第３実施形態による伝動ユニットの出力トルクの安定装置１０”と、台湾特許第０９５１００４２５号明細書により記載される従来の技術とは、ユニットの構成と空間の形態のみが同じである。両者の違いは次の通りである。本実施形態の主な技術特徴は、弾性ユニットの最大の圧縮可能な距離ｄが噛み合せの深さｈより小さいことである。つまり第３実施形態は、常態下で係合ユニット３０”の第一歯部と第二歯部とを互いに噛み合せるように維持することに対し、前記特許文献は逸脱現象を許容する。従って、第３実施形態の具体的な技術によって達成した効果は、前記特許文献に記載される逸脱効果とは完全に異なり、本考案の目的を達成し、第２実施形態と同じように跳ね動く現象を防止することが可能である。

本考案の第１実施形態による伝動ユニットの出力トルクの安定装置を示す立体分解図である。本考案の第１実施形態による伝動ユニットの出力トルクの安定装置を示す立体外観図である。図２の３−３方向に沿った断面図である。図２の３−３方向に沿った断面図、かつ弾性ユニットの最大の圧縮状態を示す模式図である。本考案の第２実施形態による伝動ユニットの出力トルクの安定機構を示す立体分解図である。本考案の第２実施形態による伝動ユニットの出力トルクの安定機構を示す立体外観図である。図６の７−７方向に沿った断面図である。気動スパナに適用された本考案の第２実施形態による伝動ユニットの出力トルクの安定装置と従来の技術とのトルク出力を比較したグラフである。本考案の第３実施形態による伝動ユニットの出力トルクの安定装置を示す断面図である。（ａ）は、弾性ユニットが圧縮されていない状態を示し、（ｂ）は、弾性ユニットの最大の圧縮状態を示す。

符号の説明

１０：伝動ユニットの出力トルクの安定装置、２０：伝動ユニット、２１：入力部、２２：出力部、３０：係合ユニット、３１：第一歯部、３１１：歯、３１１１：傾斜歯面、３１１２：直歯面、３２：第二歯部、３２１：歯、３２１１：傾斜歯面、３２１２：直歯面、４０：弾性ユニット、４１：座部、４２：端部、４３：弾性部

Claims

分離する入力部および出力部を有する伝動ユニットと、
前記入力部および前記出力部の間に位置付けられ、かつ互いに一定の噛み合せの深さで噛み合う第一歯部および第二歯部を有し、前記第一歯部および前記第二歯部は前記入力部からの力を前記出力部に伝達するため、前記入力部と前記出力部の所定の位置に別々に配置される係合ユニットと、
弾力によって前記第一歯部および前記第二歯部間の噛み合せを維持し、かつ力を受けて圧縮することによって圧縮可能な距離を噛み合せの深さより小さくすることが可能である弾性ユニットと、
を備えることを特徴とする伝動ユニットの出力トルクの安定装置。
前記入力部は、シャフト状を呈することを特徴とする請求項１に記載の伝動ユニットの出力トルクの安定装置。
前記出力部は、シャフト状を呈し、前記入力部に同軸上対応し、かつシャフトの一端が前記入力部のシャフトの一端に向かい合って軸方向上において移動可能であることを特徴とする請求項２に記載の伝動ユニットの出力トルクの安定装置。
前記出力部は、スリーブ部と、断面が非円形を呈する係合孔と、断面が前記係合孔と互いに補足しあう形を呈するシャフト部とを有し、
前記係合孔は、前記スリーブ部の一端が軸方向に沿って所定の深度まで陥没することによって形成され、
前記シャフト部は、一端が前記係合孔中をスライドするように配置されることを特徴とする請求項３に記載の伝動ユニットの出力トルクの安定装置。
前記第一歯部は、前記入力部のシャフトの末端に形成され、
前記第二歯部は、前記出力部のシャフトの末端に形成されることを特徴とする請求項３に記載の伝動ユニットの出力トルクの安定装置。
前記第一歯部および前記第二歯部は、互いに間隔をおく複数の歯から構成され、
前記第一歯部の前記歯は、前記第二歯部の互いに隣り合う二つの前記歯に嵌合されることを特徴とする請求項１または請求項５に記載の伝動ユニットの出力トルクの安定装置。
前記歯は、少なくとも一側に傾斜歯面を有し、
前記第一歯部の前記歯の前記傾斜歯面は、前記第二歯部の前記歯の前記傾斜歯面に対応し、突き当たることを特徴とする請求項６に記載の伝動ユニットの出力トルクの安定装置。
前記弾性ユニットは、座部、端部および弾性部を有し、
前記座部は、前記出力部に配置され、
前記端部は前記座部と分離し、前記入力部との間に一定の距離を保つように前記出力部においてスライドし、
前記弾性部は、前記座部と前記端部との間に配置され、
前記弾性部の弾力は、前記座部によって前記出力部から前記係合ユニットに提供され、
前記弾性部の圧縮可能な距離は、噛み合わせの深さより小さいことを特徴とする請求項１に記載の伝動ユニットの出力トルクの安定装置。
前記弾性ユニットは、座部、環状の端部および弾性部を有し、
前記座部は、前記シャフト部の他端に配置され、
前記端部は前記座部と分離し、前記入力部との間に一定の距離を保ち、かつ一端によって前記スリーブの一端に固定され、
前記弾性部は、前記座部と前記端部との間に配置され、
前記弾性部の弾力は、前記座部によって前記出力部から前記係合ユニットに提供され、
前記弾性部の圧縮可能な距離は、噛み合わせの深さより小さいことを特徴とする請求項４に記載の伝動ユニットの出力トルクの安定装置。
前記弾性部は、さらに曲率中心が同じて互いに向かい合う二つの陥没溝と、複数のボールベアリングとを有し、
前記陥没溝は、前記端部の他端の内側の環面および前記入力部の一端の外側の環面に別々に形成され、
前記ボールベアリングは、二つの前記陥没溝中に挟まれることを特徴とする請求項９に記載の伝動ユニットの出力トルクの安定装置。