(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジング(10,14)、回転モータ、及び出力軸(21)に前記モータを連結する動力伝達装置を有し、前記動力伝達装置が前記出力軸(21)の回転方向を選択するためにシフト可能な減速歯車機構(20)を備えている動力型レンチにおいて、
前記減速歯車機構(20)が、動力伝達装置に対して「正転」方向に噛合可能な第１遊星歯車機構(28)と、動力伝達装置に対して「逆転」方向に噛合可能な第２遊星歯車機構(29)とを備え、
前記第１遊星歯車機構(28)の太陽歯車(31)と第２遊星歯車機構(29)の太陽歯車(39)とが相互に連結して回転し、
前記第２遊星歯車機構(29)が、前記第２遊星歯車機構(29)の太陽歯車(39)に噛合するために配置された内側遊星歯車群(37)と、前記内側遊星歯車群(37)と噛合するために配置された外側遊星歯車群(38)とを備え、
前記第１遊星歯車機構(28)の遊星歯車(33)と、前記第２遊星歯車機構(29)の内側及び外側遊星歯車群の両方の遊星歯車(37,38)とが共通の遊星歯車キャリア上でジャーナル軸受けされ、
回転ロックされたリング歯車(40)が、前記ハウジング(10,14)内で、前記第１遊星歯車機構(28)の前記遊星歯車(33)だけに噛合する「正転」位置と、前記第２遊星歯車機構(29)の外側遊星歯車群(38)だけに噛合する「逆転」位置との間で軸方向にシフト可能であることを特徴とする動力型レンチ。
【請求項２】
前記第１遊星歯車機構(28)の前記遊星歯車(33)が、前記第２遊星歯車機構(29)の外側遊星歯車群(38)から軸方向に所定の距離離間され、
前記リング歯車(40)の軸方向の距離を、二重噛合及び減速歯車(20)のデットロックを回避するために、前記所定の距離と等しいか又はそれより小さくしたことを特徴とする請求項１に記載の動力型レンチ。
【請求項３】
前記リング歯車(40)が、前記ハウジング(10)に移動可能にガイドされた操縦手段(23)に連結され、
スプリング手段(41)が、前記リング歯車(40)に、前記「正転」方向へのバイアス力を及ぼすように配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の動力型レンチ。
【請求項４】
前記操縦手段(23)が、前記ハウジング(10,14)に対して回転可能で、かつ軸方向にシフト可能なグリップ部材と、前記ハウジング(10,14)及び前記グリップ部材(23)に設けられた相互に作用し合う停止手段(25,27)とを備え、
グリップ部材(23)を所定の角度移動させることで、リング歯車(40)を、前記「正転」位置から前記「逆転」位置へ、及びその逆に、軸方向へシフトできるようにしたことを特徴とする請求項３に記載の動力型レンチ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハウジング、回転モータ、及び出力軸にモータを連結する動力伝達装置を有し、動力伝達装置が、出力軸の回転方向を選択するためにシフト可能である減速歯車を備える形式の可逆回転式動力型レンチに関する。
【０００２】
【従来の技術】
空気圧動力型レンチの可逆回転を得る最も一般的な方法としては、単に駆動モータを逆転させる方法がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
動力型レンチ用のモータに最も適した型の空気圧タービン型モータに関する問題点は、通常この型のモータの逆転方向の回転における出力が、通常の正転方向の回転における出力に比べて相当小さいことにある。これは、正転方向の回転においてモータの出力を可能な限り高めるために、モータにおける空気伝達部材を左右非対象に配置しているためである。
逆転方向において高い出力を得るために、いくつかの公知の空気圧動力型レンチに左右対称に設計されたベーンモータが設けられた。これは結果として正転方向の回転において出力がさがるという妥協案である。出力が下がるために、最適な左右非対象のモータと正転方向で同じ出力を得るためには、より大きなモータを使用する必要がある。この結果、大きく重い工具になり、より圧縮空気を消費量が多くなる。
回転方向の選択を達成する上では、米国特許第４，４８４，８７１号で開示されたもののようなツインモータ動力型レンチにおいて特別な問題がある。動力伝達装置がワンウェイクラッチを備えているという現実のために、この型の工具のモータは逆転することができない。
可逆回転式空気圧動力型レンチを仕上げる一つの方法は、モータの回転方向を変えることなく回転方向をシフトできる可逆回転式歯車を使用することである。これは、最適な左右非対称のベーンモータを使用することができ、その結果、両方の回転方向で高い出力が得られることを意味する。
また、可逆回転式歯車を使用することで、上述の米国特許第４，４８４，８７１号に開示された形式のツインモータレンチで、どのようにすれば回転方向を変えることができるかという問題も解決することができる。
付属ユニットの形式の動力型レンチ用可逆回転式歯車は、米国特許２，７８０，９４４号で既に開示されている。
本発明の主たる目的は、「正転」状態と「逆転」状態との間でシフト可能な減速可逆回転式歯車が一体にされた動力伝達装置を有し、コンパクトで、構造が簡単で、かつ操作が容易な空気圧動力型レンチを提供することにある。
本発明の他の目的は、回転速度が所定の速度より低くなった時に「正転」状態と「逆転」状態との間の噛合をシフトを可能にする速度感応式安全装置を備えた可逆回転式歯車を有する可逆回転式動力型レンチを提供することにある。
【０００４】
【発明の実施の形態】
本発明のさらなる特徴及び利点は、添付図面を参照して本発明の好ましい実施例を詳細に説明した以下の説明で明らかになる。
【０００５】
図面に示した動力型レンチは、ピストルグリップ型ハンドル１２が形成された主部分１１を含むハウジング１０を備えている。ハウジング１０の主部分１１は二枚羽根ベーンモータ（図示せず）で形成された空気圧式駆動ユニットを囲繞している。
モータには、ハンドル１２を通過する入口通路とスロットルバルブ１３を介して圧縮空気が供給される。
また、ハウジング１０は前側ケース１４を備えており、この前側ケース１４は動力伝達装置を囲繞し、かつ主部分１１に対して旋回する。反動支持バー１５はナット１６でケース１４に堅固に固定される。ケース１４は、ケース１４の後部外面の周りに配置されたくぼみ１７によって、複数の角度位置の何れかに制止可能である。これらのくぼみ１７は、スロットルバルブ１３に操作可能に結合されたラッチ機構（図示せず）によって係合されるように配置されている。
この形式の旋回及びラッチ機構の配置は公知であり、上述の米国特許第４，４８４，８７１号に詳細に記載されている。
動力伝達装置のケース１４の中には減速歯車機構２０が配置されており、この減速歯車機構２０は出力軸２１の回転方向を選択するためにシフト可能にされている。出力軸２１は標準形式のナットソケットを受けるために端部が矩形にされている。
図１には、管状グリップ部材２３の形式の操縦手段が示されており、この管状グリップ部材２３は、ケース１４上に設けられ施錠リング１９で軸方向にロックされたスリーブ２２上で移動可能である。グリップ部材２３はケース１４内の減速歯車機構２０に連結されている。図１では、ケース１４の三つの同じＺ形状孔２５の一つが見えるようにグリップ部材２３の一部２４が破断されている。グリップ部材２３によって覆われるこれらの孔２５は、ケース１４内の減速歯車機構２０にグリップ部材２３を連結する三つの径方向ピン２７のガイド要素として機能する。これらの孔２５及び径方向ピン２７は、ケース１４及びリング歯車４０の円周に沿って各々同等に分割される。以下、これらピン２７及び孔２５の作用的な特徴をさらに詳細に説明する。
【０００６】
図２〜５に示すように、減速歯車機構２０は第１遊星歯車機構２８と第２遊星歯車機構２９とを備え、第１遊星歯車機構２８は「正転」方向の減速を行うことを目的とし、第２遊星歯車機構２９は「逆転」方向を目的としている。
「正転」という表現は、レンチがその主たる作業を、言い換えればスクリュージョイントの締め上げを、成し遂げるための回転を意図する主たる回転方向を意味する。ほとんどの場合、これは右回りを意味する。
従って、「逆転」という表現は、「正転」方向と反対方向、通常左回りの回転方向を意味する。
【０００７】
第１遊星歯車機構２８は、スピンドル３２に直接形成された太陽歯車３１を備える。スピンドル３２は駆動ユニットに連結され、高速の回転力を減速歯車機構２０に与える。第１遊星歯車機構２８は、さらに遊星歯車３３を備え、これらの遊星歯車３３は、遊星歯車キャリア３４に設けられた軸片３０に回転可能にジャーナル軸受けされている。遊星歯車３３は太陽歯車３１に噛合する。
遊星歯車キャリア３４は動力伝達軸３５と堅固に相互に連結し、それによって回転力が出力軸２１に直接、又はさらに不図示の減速歯車を介して伝達される。
さらに、遊星歯車キャリア３４は、二つの遊星歯車機構２８及び２９の両方に共通であり、従って、遊星歯車キャリア３４は第２遊星歯車機構２９の遊星歯車に対する支持手段として機能する。これらの遊星歯車は内側遊星歯車群３７と外側遊星歯車群３８とから成る。
【０００８】
内側遊星歯車群３７が、軸片３６ａにジャーナル軸受けされ、太陽歯車３９と外側遊星歯車群３８の両方に噛合するのに対して、外側遊星歯車群３８は軸片３６ｂにジャーナル軸受けされ、内側遊星歯車群３８に加えて軸方向に移動可能なリング歯車４０に噛合する。
太陽歯車３９は第１遊星歯車機構２８の太陽歯車３１と相互に連結して回転するだけでなく、実際は、同じ軸、言い換えればスピンドル３２に切られている。しかし、太陽歯車３９の歯数は太陽歯車３１の歯数より少ない。
【０００９】
リング歯車４０は、ケース１４内で「正転」位置と「逆転」位置との間に移動可能にガイドされており、スプリング４１はリング歯車４０に「正転」位置に向かうバイアス力を及ぼしている。スプリング４１はケース１４の外側に配置され、スプリング４１の軸性を支持するスリーブ２２によって覆われている。
「正転」位置をとっている時は、リング歯車４０は第１遊星歯車機構２８の遊星歯車３３に噛合している。この位置は図２に示されている。リング歯車４０は、ケース１４の孔２５を貫通してのびる三つの径方向ピン２７によって、ケース１４に対する回転がロックされ、これにより遊星歯車３３からの反動トルクがケース１４に伝達される。これは、駆動トルクが遊星歯車キャリア３４と動力伝達軸３５とに順に伝達されることを意味する。駆動スピンドル３２が右回りに回転すると、動力伝達軸３５は右回りに回転する。
【００１０】
図３に示された「逆転」位置においては、リング歯車４０は第２遊星歯車機構２９の外側遊星歯車群３８に噛合しており、外側遊星歯車群３８が太陽歯車３９の代わりに内側遊星歯車群３７に噛合しているので、遊星歯車の回転方向に加えてリング歯車４０に伝達される反動トルクは「正転」方向と反対方向に向けられる。言い換えれば、動力伝達軸３５は「反転」方向に回転する。
図１及び図２に示すように、リング歯車４０が「正転」位置にある間は、グリップ部材２３はケーシング１４の最後部を占め、実際の回転方向を示すために、スリーブ２２に示された矢印４２がグリップ部材２３から露出する。図１参照。
図１におけるグリップ部材２３の破断部分２４を通して、径方向ピン２７がＺ形孔２５の最後部を占めているのが見える。歯車を「正転」から「反転」状態にシフトするために、グリップ部材２３はスプリング４１のバイアス力に抗してケース１４上を前方に移動させられる。孔２５の特有の形状に依存して、ピン２７を孔２５の最前部に入り込ませるために、グリップ部材２３を一定の角度回転させる必要があり、それによって、リング歯車４０がその「反転」位置に完全に移動できるようになる。
【００１１】
バイアススプリング４１の連続的な作用のために、グリップ２３及びリング歯車４０は「反転」位置に手動で維持する必要がある。グリップ２３に与えられる手動シフト力がなくなると、スプリング４１はリング歯車４０を、ピン２７がＺ形孔２５の横方向位置で制止する中間自由位置に自動的に戻する。
リング歯車４０が、その「反転」位置を占めるために、ケース１４に対して前方にシフトされると、グリップ部材２３は矢印４２を覆うが、他方の側部における実際の回転方向を示すための反対方向に向けられた他の矢印（図示せず）が露出する。
動力伝達装置のカバー１４をハウジング１０の主部分１１に対して回転させて反動支持バー１５を何れかの適当な支持位置にすることができるので、付図示の反対方向の矢印にと共に方向を示す矢印４２は、何時でも目につくスリーブ２２の外周の回りに配置される。
【００１２】
減速歯車２０の重要な特徴は、第１遊星歯車機構２８の遊星歯車群３３と第２遊星歯車機構２９の外側遊星歯車群３８との間の軸方向の間隔がリング歯車４０の軸方向の長さと等しいか、又はそれより大きいことにある。これは、リング歯車４０が、Ｚ形孔２５の横方向部分によって画定される中立位置にあるときに、第１遊星歯車機構２８と第２遊星歯車機構２９の両方共に噛合しないことを意味している。このリング歯車４０の中立位置は、減速歯車機構２０がデットロック状態にならない自由回転状態を提供する。
【００１３】
図６及び図７には、工具作業中に無意識に歯車がシフトされるのを防止するための安全装置４５が示されている。締め上げるべきスクリュージョンとに隣接する固定構造物に支持するように配置された反動支持バー１５が、突然回転方向を変えると、それが他の固定構造物に当たるまで自由に旋回するので、レンチの作動中の回転方向のシフトは作業者を傷つけることになる。このような反動支持バー１５の回転運動は装置や道具にダメージを与え、作業者を傷つける。
この安全性の危険を排除するために、レンチの作業中にリング歯車４０のシフトを防止する速度感応型ロック手段４５が設けられる。このロック手段４５は、各々が軸片３０に回動可能に支持され、遊星歯車キャリア３４のポケット４７内に配置された三つの円弧状遠心ウエイト４６を備えている。遠心ウエイト４６は図６に示すような内側非作動位置と外側作動ロック位置（図７参照）との間で回動可能である。スプリング４８は遠心ウエイト４６に、それらの非作動位置に向むけたバイアス力を与える。減速歯車機構２０が一定の回転速度になる、それらの作動ロック位置においては、遠心ウエイト４６は、リング歯車４０の「正転」位置又は「逆転」位置からの移動を確実に阻止するロック手段を形成する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による動力型レンチの一部破断側面図である。
【図２】正転状態にある可逆歯車の長手方向断面図である。
【図３】逆転状態にある可逆歯車の図２と同様の図である。
【図４】図３におけるＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。
【図５】図３におけるＶＩ−ＶＩ線に沿った断面図である。
【図６】図３におけるＶ−Ｖ線に沿った断面図で、安全装置の非作動状態を示している。
【図７】図３におけるＶ−Ｖ線に沿った断面図で、安全装置の作動状態を示している。
【符号の説明】
１０      ハウジング
１１      主部分
１２      ピストングリップ型ハンドル
１３      スロットルバルブ
１４      前側ケース
１５      反動支持バー
１６      ナット
１７      くぼみ
２０      減速歯車機構
２１      出力軸
２２      スリーブ
２３      グリップ部材
２４      破断部分
２５      孔
２７      ピン
２８      第１遊星歯車機構
２９      第２遊星歯車機構
３０      軸片
３１      太陽歯車
３２      スピンドル
３３      遊星歯車
３４      遊星歯車キャリア
３５      動力伝達軸
３６ａ    軸片
３６ｂ    軸片
３７      内側遊星歯車群
３８      外側遊星歯車群
３９      太陽歯車
４０      リング歯車
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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