JP4058131B2

JP4058131B2 - 携帯型動力工具

Info

Publication number: JP4058131B2
Application number: JP11713797A
Authority: JP
Inventors: アレキスヤコブソンロルフ
Original assignee: Atlas Copco Tools AB
Current assignee: Atlas Copco Industrial Technique AB
Priority date: 1996-05-07
Filing date: 1997-05-07
Publication date: 2008-03-05
Anticipated expiration: 2017-05-07
Also published as: EP0806268B1; SE510972C2; DE69707968T2; DE69707968D1; JPH1071582A; SE9601734L; EP0806268A1; SE9601734D0; US5967243A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転作業装置の作動用携帯型動力工具、特に回転作業装置を支持する出力スピンドルを備えた、例えばホイール型研磨工具のような形式の動力工具に関するものである。
特に、本発明は、出力スピンドルとそれに装着した作業装置とを自動的に釣合わせるため出力スピンドルに相互連結されたボール型釣合い装置を備えた上記型の動力工具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この形式の工具に特有の一つの問題点は、出力スピンドルに対して釣合い装置を堅固に固定しかつ完全に中心合わせすることが困難であることにある。別の問題点は、出力スピンドル及び釣合い装置の軸方向総体寸法が小さく、しかも作業装置と出力スピンドルの前方軸受との間の軸方向距離が短いコンパクトな動力工具構造を達成することにある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の主目的は、上記の問題点を解決した上記型の動力工具を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記の目的は、本発明によれば、ハウジングと、回転モータと、上記回転モータに連結されかつ作業装置を支持するようにされた出力スピンドルと、上記出力スピンドルに堅固に連結され、ボールレースを備えた周囲壁、横断端壁、及び上記ボールレースに沿って個々に自由に動くことのできる多数のボールを含むボール型釣合い装置とを有す回転作業装置の作動用携帯型動力工具において、上記周囲壁及び横断端壁が上記出力スピンドルと共に互いに一部片に形成されていることにより達成される。
【０００５】
【発明の実施の形態】
ボール型釣合い装置は、ボールの半径方向内側に配置されかつボールレースより軸方向に短くのびた同軸円筒状面を備え、また周囲壁と同軸円筒状面との間には環状閉鎖部材が装着され得る。
環状閉鎖部材は、周囲壁と同軸円筒状面との間の弾性膨脹により緊締されるように予め形成された薄壁付きシート金属要素から成り得る。
周囲壁は、環状閉鎖部材のリム部分と係止係合する周囲フランジを備えることができる。
出力スピンドルは、後方ベアリング及び前方ベアリングによってハウジングに対してジャーナル軸受され、前方ベアリングは上記出力スピンドルの前方端に隣接して配置され、また同軸円筒状面の直径は前方ベアリングの外径にほぼ等しいかそれ以上であり得る。
後方ベアリングの外側ボールレースは、後方ベアリングの外側ボールレースに軸方向緊締力を加える保持手段によってハウジングに対して軸方向に保持され、軸方向緊締力は、後方及び前方ベアリングの内側ボールレース及び出力スピンドルを介して前方ベアリングの外側ボールレースに伝達され得る。
保持手段は、ハウジングに堅固に固定された保持要素、及び保持要素と後方ベアリングの外側ボールレースとの間に配置され後方ベアリングに緊締力を発生するばねを備えることができる。
【０００６】
【実施例】
以下、添付図面を参照して本発明の好ましい実施の形態について説明する。
図１は、本発明による角度付グラインダ（angle grinder）の出力端の長手方向断面図を示している。
図２は、締付要素及び作業装置緊締ねじの一部断面側面図を示している。
図３は、釣り合い装置の断片的な断面図を示している。
図４は、図１におけるIII-III線に沿った断面図を示している。
図５は、後部ベアリングと出力スピンドルの保持手段の断面を断片的に示す拡大図である。
図６は、結合要素の拡大側面図である。
図面に示した動力工具は角度付グラインダ（angle grinder）であり、この角度付グラインダ（angle grinder）はハウジング１０、回転モータ１１、及び出力スピンドル１２を備えている。出力スピンドル１２は角度付駆動手段（angle drive）１３によってモータ１１に動力伝達的に連結されている。角度付駆動手段（angle drive）１３は、モータ１１に連結されたピニオン１４と出力スピンドル１２に連結されたベベルギヤ１５とから成る。出力スピンドル１２は前部ボールベアリング１７及び後部ボールベアリング１８によってハウジング１０に対してジャーナル軸受けされている。前部ベアリング１７のアウターレースはハウジング１０の分離可能な壁部分１９に支持されている。
出力スピンドル１２はその前端に、ボール式自動釣り合い装置２１及びホイール型研磨工具（図示せず）用の装着手段２２が設けられている。
研磨工具装着手段２２は、緊締ねじ２４を支持するために出力スピンドル１２内に形成されたネジ付き同軸孔２３、径方向支持フランジ２５、孔２３と同軸のネジ付きソケット部分２６、及びディスク型研磨工具支持要素２８から成る。ディスク型研磨工具支持要素２８には、ソケット部分２６に噛合する後部ネジ付き首部２９が形成されている。しかし、このネジのピッチは、緊締ねじ２４のネジのピッチより大きくされ、これにより、緊締ねじ２４と支持要素２８とを一緒に緩めることができないようにしている。
また、支持要素２８は、研磨後部における対応する中央開口と協働して中心決めを行う前向き筒状首部２７を備えている。
さらに、支持要素２８は、軸線方向にスプライン３１が形成された同軸開口３０を有する。締付要素３２は、緊締ねじ２４と協働するように配置され、支持要素２８に対して研磨工具を締め付ける。締付要素３２は筒状首部３３を有し、この筒状首部３３には支持要素２８の開口３０内に形成されたスプライン３１と協働するためのスプライン３５が設けられている。図４参照。
一方で、支持要素２８と締付要素３２との間のスプライン連結から成る組み付け動作のために、また、他方で、緊締ねじ２４上のネジと支持要素２８との間のピッチを異ならせているために、研磨工具は、研磨工具と出力スピンドル１２の間に如何なる予期しない相対回転が生じても緩みが生じることは防止される。
支持要素２８には平坦な径方向フランジ３６が形成されている。このフランジ３６は、出力スピンドル１２上の支持フランジ２５と研磨工具との間に挟まれる。支持フランジ２５は、支持要素２８と共に、緊締ねじ２４の締付によって研磨工具を締め付ける時の研磨工具用の軸線方向支持手段を形成している。ある作業時間が経過し支持要素２８が一定の長さまですり減ってきた時、それは簡単に新しいものと交換される。分離支持要素２８を使用しなければ、出力スピンドル１２のフランジ２５は、それ自身が研磨工具による避けることのできない機械的摩擦にさらされる。出力スピンドル１２全体の交換は、非常に高価な作業である。また、分離要素２８は、異なる形状の研磨工具に対する装着手段２２の改造を簡単にすることを可能にする。
研磨工具の使用寿命中に研磨工具に生じる力学的な不平衡力を補うことを目的とした釣り合い装置２１は、円形周囲壁３８、横断端壁３９、環状閉鎖部材４０、及び複数の鋼製ボール４１から成り、前記鋼製ボール４１は周囲壁３８に沿って自由に移動できるように設けられている。ボール４１を正確に案内するために、周囲壁３８には、出力スピンドル１２の回転軸線に対する中心決めと平滑さとに関して非常に高い品質を持つ部分的に球状な内側接触面４３が設けられている。この種の釣り合い装置は既に公知であり、例えば、英国特許第８３２０４８号(GB 832048)に記載されている。
しかし、本発明による動力工具では、出力スピンドル１２に加えて横断端壁３９と周囲壁３８とが相互に一体的に形成されており、横断端壁３９が研磨工具装着手段２２の径方向支持フランジ２５を形成している。
また、出力スピンドル１２には、ボール４１の径方向内方に位置し、周囲壁３８より軸線方向の長さが短い同軸円筒状面４２が一体に形成されている。
環状閉鎖部材４０は、実質的にＬ字状の輪郭の断面を有し、周囲壁３８と円筒状面４２との間に弾性膨脹力によって止められている。この位置に閉鎖部材４０を固定するために、周囲壁３８の後部には、閉鎖部材４０の外側リム部分と協働する内側フランジ４４が形成されており、これにより、閉鎖部材４０は後方への軸線方向の動きに対してロックされる。図３を参照すると、閉鎖部材４０と協働してシールするためのＯリング４５及び４６が周囲壁３８及び内側円筒状表面４２の各々に形成された溝４７及び４８にはめ込まれている。
出力スピンドル１２の端壁３９の近くには、前部ボールベアリング１７の内側ボールレースを配置するための径方向フランジ４９及び円筒状表面５０が形成されている。円筒状表面４２の直径がベアリング１７の外径より大きいので、閉鎖部材４０を部分的にベアリング１７の外側に配置することが可能になる。これは、釣り合い装置２１に含まれた出力スピンドル１２の前端部分が軸線方向に非常にコンパクトになることを意味する。
出力スピンドル１２は、そのさらに後方に、別の径方向フランジ５２、ベベルギヤ１５を案内的に支持するための円筒状表面５３、スプライン部分５４、別の円筒状表面５５、及びネジ部分５６を有する。最後部の円筒状表面５５は、後部ベアリング１８の内側レースを案内的に支持し、ネジ部分５６には締付ナット５８が噛合する。
スプライン部分５４上には環状結合要素５９が支持されている。この結合要素５９にはスプライン部分５４と駆動連結するための内側スプラインと、前方に伸びる結合歯６０とが形成されている。図６参照。結合歯６０はベベルギヤ１５のドック手段６１と係合し、ベベルギヤ１５と結合要素５９との間の駆動トルクを伝達する。
後部ベアリング１８の内側ボールレース、結合要素５９、及びベベルギヤ１５は、締付ナット５８とフランジ５２との間で堅固ユニットとして軸線方向に締め付けられる。この構成によって、ベベルギヤ１５と出力スピンドル１２の間を軽い締付で使用することが可能になり、出力スピンドル組立体の分解が容易になる。
ベベルギヤ１５には前方に伸びる首部６２が形成されており、この首部６２上には、ハウジング１０に設けられたシールリング６４と協働するスリーブ要素６３が設けられている。シールリング６４の目的は、角度付駆動手段（angle drive）１３に初めに塗布された潤滑グリスが漏れ出るのを防止することである。
出力スピンドル１２は、後部ベアリング１８、結合要素５９、ベベルギヤ１５、及び前部ベアリング１７と共に、後部ベアリング１８の下方に配置され、二つのネジ６６によってハウジング１０に固定された保持要素６５によってハウジング１０に軸線方向に締め付けられている。図４参照。締付力は、ベアリング１８と保持要素６５との間に挿入されたワッシャ型スプリング６７によって後部ベアリング１８の外側レースに加えられる。図５参照。
スプリング６７によって加えられる軸線方向の締付力は、後部ベアリング１８を介して出力スピンドル１２に伝達され、さらに、出力スピンドル１２、前部ベアリング１７、及び壁部分１９を介してハウジング１０に伝達される。
【０００７】
【発明の効果】
この構成によって、軸線方向に予め応力がかけられたボールベアリング１７及び１８はベアリングの遊びが無くなり、出力スピンドル１２の回転精度が非常に高くなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による角度付グラインダ（angle grinder）の出力端の長手方向断面図。
【図２】締付要素及び作業装置緊締ねじの一部断面側面図。
【図３】釣り合い装置の断片的な断面図。
【図４】図１におけるIII-III線に沿った断面図。
【図５】後部ベアリングと出力スピンドルの保持手段の断面を断片的に示す拡大図。
【図６】結合要素の拡大側面図。
【符号の説明】
１０ハウジング
１１回転モータ
１２出力スピンドル
１３角度付駆動手段（angle drive）
１４ピニオン
１５ベベルギヤ
１７前部ボールベアリング
１８後部ボールベアリング
１９壁部分
２１ボール式自動釣合い装置
２２装着手段
２３同軸孔
２４緊締ねじ
２５径方向支持フランジ
２６ネジ付きソケット部分
２７前向き筒状首部
２８ディスク型研磨工具支持要素
２９後部ネジ付き首部
３０開口
３１スプライン
３２締付要素
３３筒状首部
３５スプライン
３６径方向フランジ
３８円形周囲壁
３９横断端壁
４０環状閉鎖部材
４１鋼製ボール
４２円筒状面
４３内側接触面
４４内側フランジ
４５Ｏリング
４６Ｏリング
４７溝
４８溝
４９径方向フランジ
５０円筒状表面
５２径方向フランジ
５３円筒状表面
５４スプライン部分
５５円筒状表面
５６ネジ部分
５８締付ナット
５９結合要素
６０係合歯
６１ドック手段
６２首部
６３スリーブ要素
６４シールリング
６５保持要素
６６ネジ
６７ワッシャ型スプリング

Claims

ハウジング（10）と、回転モータ（11）と、上記ハウジング（ 10 ）にジャーナル結合され且つ作業装置を支持するようにされた出力スピンドル（12）と、モータ（ 11 ）に接続されたピニオン（ 14 ）を含む角度付駆動手段（ 13 ）と、出力スピンドル（ 12 ）に装着されたベベルギア（ 15 ）と、を備え、
上記出力スピンドル（ 12 ）が、前部ボールベアリング（ 17 ）を支持する第一の円筒状表面（ 50 ）、後部ボールベアリング（ 18 ）を支持する第二の円筒状表面（ 55 ）、及びベベルギア（ 15 ）を支持する第三の円筒状表面（ 53 ）により形成され、
出力スピンドル（ 12 ）の前端部に固定支持され、部分的に球状の接触表面（ 43 ）で形成された円形周囲壁（ 38 ）、横断端壁（ 39 ）、及び上記接触表面（ 43 ）に沿って自由且つ個別に移動可能な多数のボール（ 41 ）から成るボール式釣合い装置（ 21 ）と、
を備える回転作業装置の作動用携帯型動力工具において、
上記第一、第二及び第三の円筒状表面（ 50, 55, 53 ）及び上記円形周囲壁（ 38 ）が、上記出力スピンドル（ 12 ）と一体型に形成され、それにより固定した一部材を形成し、上記横断端壁（ 39 ）が作業工具の支持要素（ 28 ）用に軸方向を向いた支持肩部（ 25 ）を形成することを特徴とする回転作業装置の作動用携帯型動力工具。
上記ボール式釣合い装置（21）が、上記ボール（41）の半径方向内側に配置され、且つ上記前部ボールベアリング（17）の外径よりも大きな直径を有する円筒状表面（42）を備え、上記ボール（41）及び上記接触表面（43）が、前部ベアリング（17）の外側で径方向に配置され、前部ベアリング（17）を軸方向で部分的に覆うように構成され、それによって作業工具の支持要素（28）と前部ボールベアリング（17）との間にある軸方向の距離を減らすことを特徴とする請求項１に記載の携帯型動力工具。
上記環状閉鎖部材（40）が、上記周囲壁（38）と上記同軸円筒状面（42）との間の弾性膨脹により緊締されるように予め形成された薄壁付きシート金属要素から成っている請求項２に記載の携帯型動力工具。
上記周囲壁（38）が、上記環状閉鎖部材（40）のリム部分と係止係合する周囲フランジ（44）を備えている請求項２または３に記載の携帯型動力工具。
上記出力スピンドル（12）が、後部ベアリング（ 18 ）及び前部ベアリング（ 17 ）によって上記ハウジング（10）に対してジャーナル軸受され、上記前部ベアリング（ 17 ）が上記出力スピンドル（12）の前方端に隣接して配置され、また上記同軸円筒状面（42）の直径が上記前部ベアリング（ 17 ）の外径にほぼ等しいかそれ以上である請求項２〜４のいずれか一項に記載の携帯型動力工具。
上記後部ベアリング（ 18 ）の外側ボールレースが、上記後部ベアリング（ 18 ）の外側ボールレースに軸方向緊締力を加える保持手段（65-67）によって上記ハウジング（10）に対して軸方向に保持され、上記軸方向緊締力が、上記後部及び前部ベアリング（ 17 、 18 ）の内側ボールレース及び上記出力スピンドル（12）を介して上記前部ベアリング（ 17 ）の上記外側ボールレースに伝達される請求項５に記載の携帯型動力工具。
上記保持手段（65-67）が、上記ハウジング（10）に堅固に固定された保持要素（65）、及び上記保持要素（65）と後部ベアリング (18)の外側ボールレースとの間に配置され後方ベアリング(18)に上記緊締力を発生するばね（67）を備えている請求項６に記載の携帯型動力工具。