JP7053617B2 - トルクインパルスレンチ - Google Patents

Description

本発明は、トルクインパルスレンチに関し、具体的には、ロータを有する電気モータを支持するハウジングと、出力シャフトを有するパルスユニットと、モータロータをパルスユニットに連結するカップリングとを備えたポータブルトルクインパルスレンチに関する。

モータのロータとインパルスユニットの慣性駆動部材とがカップリングを介してリジッドに（剛に即ち固定的に）相互連結されて一体型回転構造を形成する上記タイプのインパルスレンチについては既に記載がある。このようなモータロータとパルスユニットの慣性駆動部材との間の剛性連結部により、モータロータとパルスユニットとの一体型回転構造全体を２つの軸受のみにおいて支持できるようになった。この構成の目的は、インパルスレンチを小型・軽量化することによってレンチの人間工学的特徴を改善することである。

一体構造を形成して２つの軸受のみにおいて支持されるモータロータとパルスユニットとを有するこの種のインパルスレンチは、欧州特許出願公開第２０１２／０６１３１７号に記載されている。

特許出願公開第２０１２／０６１３１７号明細書 国際公開第１９９１／０１４５４１号

この上述したインパルスレンチでは、モータをパルスユニットに連結するカップリングに起因する２つの欠点が識別されており、１つ目の欠点は、一体型回転構造の２つの部品間に位置ずれを生じ得るカップリングの不十分な剛性に関するものであり、もう１つの欠点は、モータロータ及びハウジングの部品を取り外さなければ保守のためにハウジングからパルスユニットを取り外すことができないというカップリングの設計特徴に関するものである。

上述したモータロータとパルスユニットの慣性駆動部材との間のカップリングの最初に述べた短所については、長い動作期間にわたって完全かつ十分に効率的なインパルスレンチの動作を維持するために、２つの軸受構成が非常に剛性の高い回転構造を必要とする。インパルスレンチでは、モータロータとパルスユニットの慣性駆動部材との間のカップリングが完全に剛性ではなく、すなわちいずれかの遊び又は不安定性がある場合、パルスの伝搬に支障を来す。この理由は、レンチによって発生する各トルクインパルスのエネルギーを生じる全回転慣性の活性部分がモータロータと慣性駆動部材とによって形成されているからである。モータロータと慣性駆動部材との間の連結部に遊びがあると、トルクピークが低下してはっきりしなくなる。

モータロータとパルスユニットの慣性駆動部材との間のカップリングの剛性に関しては、最適なレンチの効率を得るためには、カップリングが完全に剛性であって、半径方向にも、軸方向にも、回転方向にも一切の遊びが存在しないことが極めて重要である。上記の公表文献に記載されている２つの軸受による一体型モータパルスユニット構成では、中心ねじによって軸方向に締め付けられる六角形とキー溝とを組み合わせたカップリングが採用されている。この種の連結部は、カップリングの組み立てを可能にするために何らかのごくわずかな初期遊びが不可避であるため、一切の遊びが発生しないことを保証するものではなく、中心ねじは、レンチの動作中における望ましくない半径方向及び／又は回転方向の遊びの発生を防がない軸方向の締め付け力しか付与しない。初期のごくわずかな遊びは、容易に望ましくないレベルまで拡大し得る。

上述したパルスユニットの保守時における不便で時間を食うレンチの解体に関する欠点は、レンチハウジングからパルスユニットを取り外せるようにするにはカップリングを互いに軸方向に締め付ける中心ねじを取り外す必要があるという事実に起因する。ねじにはモータロータの内部からしかアクセスすることができず、すなわち保守時にパルスユニットの取り外しを可能にするにはモータと後方軸受とをハウジングから取り外す必要がある。つまり、レンチのオペレータに余分なサービスコストが掛かる不便で時間を食う余計な作業が発生してしまう。

本発明の目的は、パルスユニットの慣性駆動部材に接続されたロータを有する電気モータを支持するハウジングを有し、モータロータとパルスユニットの慣性駆動部材との間の連結部がモータロータとパルスユニットとの間に発生するあらゆる遊びを防ぐことによって、送出されるトルクインパルスの最適な効率を保証するインパルスレンチを提供することである。

本発明のさらなる目的は、パルスユニットの慣性駆動部材に接続されたロータを有する電気モータを支持するハウジングを有し、モータロータとパルスユニットとの間の連結部が、ハウジングからのモータの分解及び／又は取り外しを必要とすることなくハウジングからのパルスユニットの取り外しを可能にするインパルスレンチを提供することである。

以下の明細書及び特許請求の範囲からは、本発明のさらなる目的及び利点が明らかになるであろう。

以下、添付図面を参照しながら本発明の好ましい実施形態について説明する。

本発明によるインパルスレンチの一部を破断した側面図である。 図１のインパルスレンチに含まれているカップリングの拡大した詳細図である。

図示のインパルスレンチは、出力制御トリガ１２を備えたハンドル１１を有するハウジング１０と、例えば電源又は交換可能なバッテリユニットに接続された受電手段とを有している。ハウジング１０は、電気モータ１６を有する後部Ｂと、油圧式パルスユニット１８を有する前部Ａとを有している。前部Ａは、パルスユニット１８を支持する前方玉軸受１９を支持する。

これらのパルスユニット及びモータは、上述した欧州特許出願公開第２０１２／０６１３１７号に記載されているものと同様の設計であるため、これらについてはこれ以上詳細に説明しない。

モータ１６は、給電巻線を有する非回転式中心ステータ２０と、ステータ２０を取り囲む中空円筒部分２３及び前方に延びる雌型カップリング部分２４によって形成されるロータ２１とを有する。ロータ２１は、以下でさらに詳細に説明するカップリング２８を介してパルスユニット１８にモータトルクを伝えるように構成される。

パルスユニット１８は、モータトルク受信慣性部材２６と出力シャフト２７とを含み、出力シャフト２７は、図示していないパルス発生機構を介して慣性部材２６に断続的に結合される。出力シャフト２７は、作動させるべきねじ継手に係合するナットソケットを受け取るように構成されている。慣性駆動部材２６には、ロータ２１の雌型カップリング部分２４に収容され、これと協働してカップリング２８を形成するように構成された、後方に延びる同軸カップリング部分３２が形成される。

パルスユニットは、既知の記載されている設計のものであり、従ってこれ以上詳細には説明しない。例えば、国際公開第１９９１／０１４５４１号を参照されたい。

上述したように、ロータ２１の雌型カップリング部分２４及び慣性駆動部材２６の雄型カップリング部分３２は、ロータ２１と慣性駆動部材２６との間に剛性連結部を形成してロータ２１と慣性駆動部材２６とが一体型回転構造を形成するように意図されたカップリング２８を共に形成する。この構造は、２つの軸方向に離間した玉軸受３０及び１９において、すなわち出力シャフト２７に位置する前方軸受１９と、カップリング２８に位置する後方軸受３０とにおいてハウジング１０に対して支持される。従って、前方軸受１９は、出力シャフト２７のみならず、後方軸受３０と共に全体的な一体構造の前端部も支持する。

従って、カップリング２８は、慣性駆動部材２６上に同軸配置で配置された雄型カップリング部分３２と、モータロータ２１上に同軸配置で配置された雌型カップリング部分２４とを含み、雄型カップリング部分３２は、雌型カップリング部分２４に収容されてカップリング２８を形成するように構成されている。雄型カップリング部分３２は、雌型カップリング部分２４上の嵌合的な内側ねじ部２５ｂに係合するように構成された外側ねじ部２５ａを備え、これによってロータ２１と慣性駆動部材２６との間にねじ連結部３５を形成する。ねじ連結部３４は、慣性駆動部材２６とモータロータ２１とを結合する軸方向締め付け力を達成するように意図される。

雄型カップリング部分３２には、雌型カップリング部分２４上の嵌合的な内側円錐面３７と協働するように意図された外側円錐面３６が形成され、これによってロータ２１と慣性駆動部材２６との間に剛性の安定化固定連結部を形成する。円錐面３６、３７は、ねじ連結部３４よりもパルスユニット１８の近くに位置し、すなわちねじ連結部３４は、円錐面３６、３７間の引張力及び結合作用を達成する。

雄型及び雌型カップリング部分２４、３２間には、２つの軸方向に離間した案内支持部が、すなわち雄型カップリング部分３２の最遠端に位置付して雌型カップリング部分２４内の内側円筒案内面３９と協働するように構成された外側円筒案内面３８を有する第１の案内支持部と、雄型カップリング部分３２上のねじ部２５ａと円錐面３６との間に位置して雌型カップリング部分２４内の内側円筒面４５と協働するように構成された円筒支持面４１を有する第２の案内支持部とが設けられる。中心に位置するねじ連結部３４、及び案内支持面３８、３９、４１、４５の相互作用表面３８、３９によって得られる半径方向支持は、共に円錐面３６、３７間の正確な真の係合を保証して、雄型及び雌型カップリング部分３２、２４間に剛性結合効果をもたらすカップリングを円錐面３６、３７に形成させる。ロータ２１と慣性駆動部材２６との間のキー溝又は六角形カップリングのような他のタイプの連結部とは対象的に、慣性駆動部材２６とモータロータ２１とを連結する本発明によるカップリング２８は完全に遊びが無く、レンチの長期使用期間中にも遊びの無い状態を持続する。このことは、レンチの最適なインパルス発生及び出力が持続することを意味する。

ロータ２１及び慣性駆動部材２６を中心に配置して固定する手段を有する上述したカップリング２８により、２つの部品間の非常に安定した遊びの無い連結部が得られるだけでなく、パルスユニット１８に対する保守業務が容易になるという利点ももたらされる。パルスユニット１８は、ねじ連結部３４の中心位置に起因して、モータ及びハウジング１０の他の部品を一切緩めたり又は取り外したりすることなくモータロータ２１から分離してハウジング１０から取り外すことができる。パルスユニット１８を取り外す際には、前方軸受１９を有するハウジング１０の前部Ａをハウジング１０の残り部分から切り離し、ねじ連結部３４を緩めることによって慣性駆動部材２６をロータ２１から引き離すことができる。ねじ連結部３４を緩める際にロータ２１が回転するのを防ぐために、ハウジング１０内及びロータ２１の周辺部には、１又は２以上のロックピンを挿入してハウジング１０に対するロータ２１の回転をロックできる２～３つの図示しない開口部が設けられる。

なお、本発明は、上記で図示し説明した実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲内で自由に変更することができる。

Claims (2)

1. ハウジング（１０）と、ロータ（２１）を有する電気モータ（１６）と、慣性駆動部材（２６）及び出力シャフト（２７）を有する油圧式パルスユニット（１８）と、前記モータロータ（２１）を前記慣性駆動部材（２６）にリジッドに連結して一体型回転構造を形成するカップリング（２８）とを備えたインパルスレンチであって、
   ・前記カップリング（２８）が、前記慣性駆動部材（２６）の雄型カップリング部分（３２）と、前記モータロータ（２１）の雌型カップリング部分（２４）とを有し、
   ・前記雄型カップリング部分（３２）が、前記雌型カップリング部分（２４）に収容されて前記カップリング（２８）を形成するように構成され、
   ・前記雄型カップリング部分（３２）が外側ねじ部（２５ａ）を有し、前記雌型カップリング部分（２４）が内側ねじ部（２５ｂ）を有し、前記モータロータ（２１）と前記慣性駆動部材（２６）との相対的回転時に軸方向締め付け力が達成され、
   ・前記雄型カップリング部分（３２）及び前記雌型カップリング部分（２４）が、前記軸方向締め付け力によって一体化されて前記モータロータ（２１）と前記慣性駆動部材（２６）との間にリジッド連結部を形成する嵌合的な円錐面（３６、３７）を備えている、
   ことを特徴とするインパルスレンチ。
2. 前記雄型カップリング部分（３２）は、その最遠端に外側円筒案内面（３８）を備え、前記雌型カップリング部分（２４）は、前記雄型カップリング部分（３２）上の前記外側円筒案内面（３８）を収容して前記モータロータ（２１）と前記慣性駆動部材（２６）との間の半径方向支持体を形成するように構成された内側円筒案内面（３９）を備えている、
   請求項１に記載のインパルスレンチ。

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