JP2731525B2 - 二変速動力工具 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、二変速動力工具に関するものである。より
具体的には、本発明は、ハウジング、前記ハウジング内
にとりつけられた回転モーター、出力スピンドル、前記
モーターと前記出力スピンドルの間に配設された少くと
も２つの遊星減速ギヤを有し、第１の遊星ギヤのリング
・ギヤに前記ハウジングに対して回転可能であり、さら
に高速位置と低速位置の間で軸方向に変位可能であり、
また前記ハウジングおよび前記第１の遊星ギヤのリング
・ギヤに結合されて前記第１の遊星ギヤのリング・ギヤ
を高速位置にあるときには前記第１の遊星ギヤの遊星ホ
イール・キャリヤに対してまた減速位置にあるときには
前記ハウジングに対して回転可能なロックするためのカ
プリング手段を有するこの種の工具に関するものであ
る。 この種の工具は、すでに米国特許第3,610,343号明細
書に記載されている。この既知の工具においては、遊星
ギヤのリング・ギヤを減速位置と高速位置の間でシフト
させる作業は、空気圧で作動するピストンによって行わ
れ、該ピストンの操作はバルブ・システムによって制御
される。この制御バルブ・システムは、モーターからの
背圧に応じて作動し、背圧が一定レベルに達すると、加
圧空気が空気圧シリンダーへ供給されてギヤ・リングが
高速位置からの低速位置へシフトされるようになる。 本発明の主たる目的は、遊星ギヤのリング・ギヤがカ
ム手段によって高速位置から低速位置へ自動的にシフト
されまた、リング・ギヤのシフトの制御にバルブ手段を
いっさい用いない改善された二変速動力工具を提供する
ことである。 図面に示された工具は、スクリュー・ジョイントを締
めるために設計されたものであり、ハウジング10,ハウ
ジング10の中に取付られて、駆動シャフト11を回転させ
る回転モーター（図には示されていない）を有する。駆
動シャフト11と被駆動シャフト12は、３段減速ギヤ装置
によって相互接続されている。この減速ギヤ装置は、直
列に配設された３つの遊星減速ギヤで構成される。前記
減速ギヤの第１のもの13は、太陽ギヤ14,多数の遊星ホ
イール15,遊星ホイール・ギャリヤ16,およびリング・ギ
ヤ17で構成される。太陽ギヤ14は、駆動シャフト11に取
りつけられている。第２の遊星ギヤ19は、３つの遊星ギ
ヤの最後のもので、被駆動シャフト12とワンピースに形
成された遊星ホイール・キャリヤ20を含んでいる。遊星
ギヤ19は、また、多数の遊星ホイール21,リング・ギヤ2
2,および太陽ギヤ23を有する。太陽ギヤは、第３の中間
にある遊星ギヤ25の遊星ホイール・キャリヤに直接接続
されている。この中間の遊星ギヤ25もまた多数の遊星ホ
イール26,リング・ギヤ27,および第１の遊星ギヤ13の遊
星ホイール・キャリヤ16と一体の太陽ギヤ24を含んでい
る。 これら３つのすべての遊星ギヤ13,19,25のリング・ギ
ヤ17,22,27は、ハウジング10に対してそれぞれ軸方向に
変位可能である。第１の遊星ギヤ13のリング・ギヤ17と
第２の遊星ギヤ19のリング・ギヤ22は、ともにハウジン
グの中で回転可能に支えられているのに対して、中間の
遊星ギヤ25のリング・ギヤ27は、ハウジングの開口部29
を通って伸延しているラジアル・ピン28によって回転不
能にロックされている。ラジアル・ピン28は、ハウジン
グ10の外側で移動可能に支えられたリング30に取付られ
ている。ばね32は、その一端がリング30で支えられ、他
端は他のリング33で支えられている。リング33は、軸方
向に中間点でハウジングによって支えられ、向い会った
端部がボールベアリング36に当接したダブルアーム・レ
バー34の一端に当接している。該ボールベアリングは、
リング・ギヤ17に強固に取りつけられ、該リング・ギヤ
軸方向のバイアス力を転移する。リング・ギヤ17の左端
は摩擦リング37に当接し、該摩擦リング37は遊星ホイー
ル・キャリヤ16上に強固に取付られたフランジ38に当接
している。摩擦リング37は、トルク伝達用に一様な接触
面を有することもできるしあるいはラチェット歯を有す
ることもできる。 第２の遊星ギヤ19のリング・ギヤ22の左端面には、軸
方向に突き出てボール41と噛み合うように配設されたカ
ム40が形成されている。該ボール41は、軸方向に伸延す
るピン42およびあらかじめ応力の与えられた圧縮ばね43
によって支えられる。該圧縮ばね43は、軸方向に調節可
能なスリーブ44とハウジング10の中でショルダーによっ
て支えられたリング要素45の間で作用する。リング・ギ
ヤ22とリング・ギヤ27の間には、ギヤ・シャフトおよび
リリース動作の間のリング・ギヤ22にかゝる摩擦力を最
小限に押えるためにスラスト・ボールベアリング50が配
設されている。カム40は、左右対称形であり、各側に比
較的傾斜の弱い第１のカム面46とより傾斜の強い第２の
カム面47を有する。 該工具の操作にあたっては、締めるべきスクリュー・
ジョイントをねじ込む作業で、スクリュー・ジョイント
からの摩擦抵抗がきわめて低い間は、ピン28、リング・
ギヤ27、およびボールベアリング50を介して、ばね32に
よってギヤ・リング22に加えられる軸方向のバイアス負
荷がまた充分大きくギヤ・リング22の軸方向の動きが妨
げられるので、カム追従ボール41は、カム40の第１のカ
ム面46に沿って動く傾向は示さない。これは、締めるべ
きスクリュー・ジョイント中の摩擦抵抗が一定レベルよ
り低い限り、カム追従ボール41は、第１カム面46と共働
して、リング・ギヤ22にリング・ギヤ22の回転を妨げる
のに充分なブレーキを加えることを意味する。ばね32
は、また、レバー手段34およびボールベアリング36を介
してリング・ギヤ17に軸方向のバイアス力を加えるが、
このことは、リング・ギヤ17が摩擦リング37および遊星
ホイール・キャリヤ16のフランジ38に向かって突き出さ
れることを意味する。このことは、工具の出力シャフト
にかゝる負荷が一定レベルより低いときには、第１の遊
星ギヤ13のリング・ギヤ17が遊星ホイール・キャリヤ16
に摩擦力でロックされ、該遊星ホイール・キャリヤ16と
同じ速度で回転することを意味する。このことは、さら
に、第１の遊星13が減速を行うように作動せず、したが
って工具の高速運転が行われることを意味している。ス
クリュー・ジョイントの中の摩擦抵抗が一定レベル以上
になると、カム追従ボール41が第１のカム面46に沿って
動かされ、それによってリング・ギヤ22、軸スラスト・
ベアリング50、およびリング・ギヤ27が軸方向に動かさ
れる。その結果、摩擦リング37が中間の遊星ギヤ25のリ
ング・ギヤ27と、第１の遊星ギヤ13のリング・ギヤ17の
間でクランプ締めされ、遊星ホイール・キャリヤ16のフ
ランジ38に対する摩擦リング37のクランプ締付け力が失
われることになる。それに代って、こんどは、リング・
ギヤ17がハウジング10に対して回転不能にロックされ
る。これによってリング・ギヤ17の低速位置が得られ
る。 これまでのところでは、カム追従ボール41、ピン42、
およびばね43はまだまったく動されていない。しかし、
スクリュー・ジョイントからのトルク抵抗があらかじめ
定められた最大レベルを超えると、ボール41は、ばね43
によって加えられるバイアス力に抗じて、カム40の傾斜
の強いカム面47に沿って動きはじめ、ボール41がカム40
の頂点に達しそこを通過すると、動力伝達が中断され
る。このリリース機能が始動する最大トルク・レベル
は、カム面47の所与の傾斜角でのばね43の予応力の程度
できる。ばね43の予応力の程度は、ハウジングに対して
スリーブ44を調節してセットしてもよい。 以上、スクリュー・ジョイント締め工具の説明によっ
て本発明を例示したが、例えばドリル機械のような他の
種類に適用することができる。とくに、本発明は、バッ
テリー動力式ドリル機械に適用して、その性能を著しく
改善することができる。

【図面の簡単な説明】 第１図は、本発明による動力工具の縦断面図、 第２図は、第１図の工具のカム手段を図式的に示した図
である。 図中、10:ハウジング、12:出力スピンドル、13,19:遊星
減速ギア、16:遊星ホイール・キャリア、17,22:リング
ギア、37:カップリング手段、40,41:カム手段。

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 １．ハウジング（10）、回転モーター、出力スピンドル
   （12）、前記モーターと前記出力スピンドル（12）の間
   に直列に配設された第１の遊星減速ギヤ（13）および第
   ２の遊星減速ギヤ（19）を有し、前記第１の遊星ギヤ
   （13）のリング・ギヤ（17）は前記ハウジング（10）に
   回転可能に支持され、さらに高速位置において前記第１
   の遊星ギヤ（13）の遊星ホィール・キャリヤ（16）に対
   してまたは低速位置において前記ハウジング（10）に対
   して回転しないように、前記第１の遊星ギヤ（13）のリ
   ング・ギヤ（17）をロックするように配設されたシフト
   可能なカプリング手段（37）を有する二変速動力工具に
   おいて、前記第２の遊星ギヤ（19）のリング・ギヤ（2
   2）が前記ハウジング（10）に対して回転可能かつ軸方
   向に変位可能であり、また前記カプリング手段（37）が
   前記第２の遊星ギヤ（19）のリング・ギヤ（22）に作動
   的に連結され、かつつねに押圧されて前記第１遊星ギヤ
   （13）のリング・ギヤ（17）と摩擦係合しまた選択的に
   前記低速および高速位置において、それぞれ、前記ハウ
   ジング（10）に積極的にロックされた回転不能の要素
   （27）および前記第１遊星ギヤ（13）の遊星ホィール・
   キャリヤ（16）と係合可能な摩擦要素を有し、共働する
   段付きカムプロフィル（40）およびボール（41）を含む
   カム手段（40,41）が前記第２の遊星ギヤ（19）と前記
   ハウジング（10）の間に設けられ、かつ前記第２の遊星
   ギヤ（19）のリング・ギヤ（22）を軸方向に変位しうる
   ように配設され、それにより、前記第２の遊星ギヤ（1
   9）のリング・ギヤ（22）における反動トルクがあるレ
   ベルを超えるとき前記摩擦要素の係合を前記高速位置か
   ら前記低速位置に変更することを特徴とする二変速動力
   工具。 ２．前記第１の遊星ギヤ（13）のリング・ギヤ（17）に
   その前記高速位置へ向かうような軸方向のバイアス力を
   加える第１のばね手段（32）が配設され、また前記カム
   手段（40,41）が前記第１の遊星ギヤ（13）のリング・
   ギヤ（17）を前記第１のばね手段（32）の作用に抗して
   前記低速位置へ向けてシフトするように配設されている
   特許請求の範囲第１項に記載の工具。 ３．前記要素（27）が前記第１の遊星ギヤ（13）と前記
   第２の遊星ギヤ（19）の間に配設された第３の遊星ギヤ
   （25）のリング・ギヤ（27）によって形成され、前記第
   ３の遊星ギヤ（25）の前記リング・ギヤ（27）は、前記
   カム手段（40,41）の作用で前記第２の遊星ギヤのリン
   グ・ギヤ（22）とともに軸方向に変位可能な特許請求の
   範囲第１項または第２項に記載の工具。 ４．前記カム手段（40,41）が、前記第２の遊星ギヤ（1
   9）のリング・ギヤ（22）にかかる反動トルクが前記閾
   値レベルより高く、また工具によってあたえられるべき
   望ましい最大トルクに対応するある限界値を超えない限
   りにおいてのみ前記第２の遊星ギヤ（19）のリング・ギ
   ヤ（22）から前記ハウジング（10）に反動トルクを転移
   させるように配設された開放クラッチ手段（40,41）を
   有し、上記クラッチ手段（40,41）は上記限界値以上で
   は分離して反動トルクの伝達ならびに出力スピンドルへ
   の動力の伝達を停止する特許請求の範囲第１項ないし第
   ３項のいずれか１項に記載の工具。 ５．前記カム手段（40,41）が前記第２の遊星ギヤ（1
   9）のリング・ギヤ（22）上の軸方向に向いた一つ以上
   のショルダー（40）、および第２のばね手段（43）によ
   って前記第２のばね手段（43）に向けて軸方向に押圧さ
   れるホール（41）を有し、前記ショルダー（40）の各々
   が、前記閾値レベルまでの反動トルクで前記ボール（4
   1）と共働するための第１のカム面（46）および前記第
   １のカム面（46）より傾斜が強く前記閾値レベルと前記
   限界値の間の反動トルク値で前記ボール（41）と共働す
   るように配設された第２のカム面（47）を有する特許請
   求の範囲第４項に記載の工具。