(57)【要約】  空気圧式工具は、ギアチャンバー（６１）に配置された前方角度ギア（１１）を備えるハウジング（１０）と、モーターチャンバー（１２）と、後方空気出口セクション（１３）及び前方空気出口セクション（１４）とで構成される。モーターチャンバー（１２）は後方空気出口セクション（１３）及び前方空気出口セクション（１４）の両方と連通する空気連通開口部を備える空気圧式モーター（１５）で構成される。出口空気の一部は冷却チャンバー（４４）の一部を形成するハウジング（１０）に環状溝（４５）を備える前方空気出口セクション（１４）を通って送り出される。溝（４５）の壁は熱を移動する拡張面を形成し、よって角度ギア（１１）で発生した熱が冷却チャンバー（４４）を通って通過するモーターからの冷却排出空気に十分に移動される。冷却チャンバー（４４）を通して排出空気を連通させることによって十分な角度ギア（１１）の冷却と同時にハウジング（１０）の好ましい外部寸法を維持することが達成される。  【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジング（１０）と、モーター（１５）と、出力軸（３１）と、前記モーターを出力軸（３１）に接続するギア装置（１１）と、前記ハウジング内に前記モーターに及び前記モーターからそれぞれ空気を連通するよう設けられた加圧空気入口通路（２２）及び空気出口通路（２１）とを有し、前記ギア装置（１１）が前記ハウジング（１０）内で隔壁（２７）によって部分的に画定されるギアチャンバー（６１）内に配置されている空気圧式動力工具において、
前記モーター（１５）と前記隔壁（２７）の間に冷却チャンバー（４４）を設け、前記冷却チャンバー（４４）がギアチャンバー（６１）に相対して封鎖されると補助出口通路（５０、５１、３２）を介して大気と連通し、
さらに前記隔壁（２７）が前記冷却チャンバー（４４）に対して露出した熱移動面を提供して、よって冷却排出空気が前記冷却チャンバー（４４）を通って通過し熱をギアチャンバー（４４）から逃す、
ことを特徴とする空気圧式動力工具。
【請求項２】
前記熱移動面（２７）が熱移動効率を高めるため前記ハウジング（１０）内に形成された少なくとも１つの溝（４５）から成る幾つかの壁を備えていることを特徴とする請求項１に記載の空気圧式動力工具。
【請求項３】
前記補助出口通路（５０、５１、３２）が前記モーター（１５）からの総排出空気の１０パーセントより少ない容量を通過させるようにされた少なくとも１つの小領域部（３８）を備えることを特徴とする請求項１に記載の空気圧式動力工具。
【請求項４】
前記出力軸（３１）が軸受（４９）に支持され、また前記ハウジング（１０）が前記ハウジング（１０）内に溝（５１）で形成された前記補助通路（５０、５１、３２）を備え、熱を前記軸受（４９）から通過する排出空気に移動させるよう前記補助通路（５０、５１、３２）が軸受外部リング（５２）と一体で前記軸受（４９）を周囲する円周孔（５１）を形成することを特徴とする請求項１に記載の空気圧式動力工具。
【請求項５】
前記ギア装置（１１）が前記モーター（１５）に接続されたピニオン（２８）及び前記出力軸（３１）に接続されたかさ歯車（３９）を備える角度ギアで構成され、また前記補助出口通路（５０、５１、３２）が前記出力軸（３１）を周囲する円形の間隙（３２）を通して大気に開かれていることを特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載の空気圧式動力工具。
【請求項６】
前記冷却チャンバー（４４）が前記工具ハウジング（１０）の一体化された一部分を構成することを特徴とする請求項１から５の何れか一項に記載の空気圧式動力工具。
【請求項７】
前記ハウジング（１０）が改善された熱移動のために軽合金で形成されていることを特徴とする請求項１から６に何れか一項に記載の空気圧式動力工具。
【請求項８】
前記ハウジング（１０）内に環状溝（５１）で形成された管状セクションが前記冷却チャンバー（４４）の冷却面（４６、２７）の壁の一部分を形成していることを特徴とする請求項１から６の何れか一項に記載の空気圧式動力工具。
【請求項９】
前記冷却チャンバー（４４）が前記ピニオン（２８）の縦中央軸に対して周囲に且つ同軸に配置されていることを特徴とする請求項８に記載の空気圧式動力工具。
【請求項１０】
前記冷却チャンバー（４４）の前記隔壁（２７）が軸受からの熱移動を高めるために前記ピニオン（２８）の外部周囲によって画定されまた近接して配置されていることを特徴とする請求項９に記載の空気圧式動力工具。
【請求項１１】
弾力のある接触密封（３４）が前記出力軸（３１）の周囲に前記ギアチャンバー（６１）の密封をもたらすことを特徴とする請求項１から１０の何れか一項に記載の空気圧式動力工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、研磨或いは緊締関連動作用空気圧式動力工具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特に、本発明は前方角度ギア装置を収容する工具ハウジング、空気圧モーターを収容する後方モーターチャンバー、工具の後方端部から伸長する空気出入口通路、及び工具の前方端部にある空気出口から構成される空気圧式動力工具に関わるものである。
【０００３】
最小の工具外部筐体面積で且つ増大する最大トルク／パワーを出力する必要性という組合せは、角度ギアに高い要求を突き付けている。上記種類の工具では、工具の動作に際して発生する熱によって、歯車装置或いは角度ギアに効果的で十分な冷却を得ることが常に問題である。変速機における過度の熱は高い連続率を許容できない。通常起こり得る問題点は、外向工具軸密封の摩耗と組合わさった過度の熱によるオイル漏れに関係している。特に、外向軸ｒｐｍが１２０００ｒｐｍを超える工具は、非常に高い周囲密封接触速度を有している；つまり工具が連続して使用されるアプリケーションで角度ギア及び密封の両方が過度に熱せられていることに気付かされる。解決されるべき第一の問題点は、動力工具の動作に際して角度ギアの温度を最小限にすることにある。第二の問題点は、角度ギアを密封して而も外向工具軸での密封の摩耗による潤滑油の漏れを最小限にすることによって潤滑油の可能性を改善することにある。
【０００４】
熱の問題点を解決する従来公知の方法は、例えば衝撃発生装置から工具ハウジングの外部へ熱を逃がすために空気モーターからの冷却排出空気を使用することである。その一例が米国特許番号第４４１８７６４号に解説されている。この特許に示された工具は、ピストル型のハンドルタイプで、ハウジングが、モーターから伸長し衝撃発生装置を通過して工具ハウジングの前方端部にある出口開口部を介して大気へと出る排出空気通路で形成されている。排出通路はモーターシリンダにある幾つかの出口開口部からハウジングに形成された空洞部を通過して伸長している、これは望ましい排出空気流を達成するために必要な空間を備えるハウジングの鋳造を構成するのが単に簡単であった。
【０００５】
熱の問題点を解決するもう１つの公知の方法は、米国特許番号第５６２６１９８号に開示され、そこにはネジ連結緊締用の空気圧式動力トルク衝撃出力工具がハウジングの後方端部に配置された空気出入口通路を備える液圧式衝撃発生装置を収容する前方衝撃チャンバーを備えたハウジングで構成されている。モーターシリンダは放射状の空気連通開口部と、開口部を空気出入口通路に接続するための通路を形成する外部溝とを設けている。モーターから出て行く排出空気は後方に伸長する溝を介して空気出口に送られる、同時に出口空気の一部は前方に向けて伸長する溝を介して衝撃チャンバー内に連通される。そこから排出空気はモーターの後方端部へ及び後方出口通路へと送られる。衝撃チャンバーを通過するその循環中冷却排出空気が衝撃発生装置からの熱を吸収して、工具の外へ熱を逃がしている。これらの種類の機械による衝撃チャンバーの周囲での循環は、衝撃チャンバーが気密に密封されている事実によって容易に得られる。衝撃発生装置は、その独自の内部潤滑油を有し、前方排出出口を必要としない。
【０００６】
しかしながら、角度ギアすなわち角度研磨機を備える種類の工具では、工具ハウジングの外径は作業者に心地良い握りを提供するため比較的小さく維持されなければならない。また、そのような工具が使用される際には、モーターシリンダの開口部へ及びそこから工具の後方端部にある排出通路へだけでなく、角度ギアを通過して工具の前方端部にある排出通路へも同様に冷却空気流を送り込むのが望ましくなってきている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、空気モーター及び角度ギアに達してそこから及びそこを通過する空気連通通路が冷却のための大きく十分な流量領域と工具ハウジングの外径に関わった最適なモーター寸法とを備える改良型空気圧式トルク／パワー出力工具を達成することにある。本発明のもう１つの目的は、排出空気からギアチャンバーを密封することにあり、よって工具の製品寿命を延ばす耐久性のある潤滑油の可能性を実現する。本発明の別の目的は外向工具軸の玉軸受を過度の熱から保護することである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の好ましい実施形態は、添付図面を参照して以下に説明される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明による空気圧式動力工具の縦断面図。
【図２】縮尺３：１での角度ギアＡ縦断面図。
【図３】線Ｂ−Ｂに沿ったモーターの前方端部壁横断面図。
【図４】線Ｃ−Ｃに沿った空気通路を備えるモーターの後方端部横断面図。
【図５】線Ｄ−Ｄに沿った工具の後方端部横断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１に示された工具は、前方角度ギア装置或いは角度ギア１１を備えたハウジング１０と、モーターチャンバー１２と、後方空気出口或いは排出セクション１３と、前方空気出口或いは排出セクション１４とで構成される。
【００１１】
モーターチャンバー１２は、羽根型の回転モーター１５で構成され、シリンダ１６及び回転子１７を備えている。モーターはハウジング１０に堅固に収容され前方端部壁１８及び後方端部壁１９を備え、両壁は空気通路を実現するようにされている。その前方端部で、回転子１７は角度ギア１１に駆動接続される。モーターシリンダ１６は、モーターの出口開口部２０として作用する多くの（放射状の）空気連通開口部を備えている。出口開口部２０は、後方排出セクション１３を介して工具の後方部分と前方排出セクション１４を介して工具の前方部分との両方と連通する。モーターは従来の構成であり、それ自体本発明の一部分をなすものではないためこれ以上詳細には説明しない。
【００１２】
モーターチャンバー１２は、後方空気排出通路２１及び後方空気入口通路２２と、レバー２４で操作可能な絞り弁２３と、シリンダ１６に少なくとも２つの出口開口部２０とを備えている。工具の後方端部は、加圧空気導管との接続用の中央管状接続部材２５を設けている。接続部材２５は後方出口通路２１によって周囲され、また必要に応じて工具ハウジング１０の後方端部は出口孔との接続用の外部ソケット部２６で形成される。出口通路はシリンダ１６の外部表面及び／またはハウジング１０の内部表面に例えば縁取り加工によって及び／または空気連通を実現する精密な装飾を施すことによってのどちらによっても画定される。
【００１３】
図２において、角度ギア１１はギアチャンバー６１に支持され且つ配置される。角度ギア１１は密封された玉軸受１９で支持される固定子軸２９の前方端部に固定配置されるピニオン２８を備えている。さらに角度ギア１１はかさ歯車３０を備え、かさ歯車３０は前記ピニオン２８と相互作用しまた正面開口部を通ってハウジング１０から伸長する出力軸３１に取り付けられ、さらに補助出口通路３２を備えている。出力軸３１は２つの玉軸受４３及び４９でハウジングに支持される。ギアチャンバー６１は前方端部壁１８に設けられ、ギアマンテル３６を或いは直接出力軸３１を密封する弾力のある接触密封３４を備えた密封リング３３によって密封される。密封３４はその他の放射状型で有り得る。前記密封リング３３は加圧空気がギアチャンバー６１に入り込むのを防いで、一方接触密封３４は潤滑油の漏れを防いでいる。出力軸３１は異なる種類の工具の取り付けを可能にするため溝を切られたセクション３７を有している。
【００１４】
弁２３を介して送られる加圧空気は空気圧式モーター１５に送られ、空気連通開口部２０を通ってモーターから出て行く排出空気は、第一に、後方排出セクション１３へ通路２１を介して後方に向けて送られる。前方に向けて送られる出口空気の一部は、特許請求の範囲に記載されている本発明の特徴に関係するため詳細に説明する。開口部２０を通ってモーターから出て行く排出空気の一部は、シリンダ１６とハウジング１０との間に設けた通路を通って及び目的に適応した前方端部壁１８に小領域部を形成する少なくとも１つの通路３８を通って前方に向けて送られる。さらに前方端部壁１８は、熱を軸受から通過する排出空気に移動させるために、密封された軸受４１の外部リング４０を部分的に周囲する円周孔３９を備えている。一連の空気通路４２は冷却チャンバー４４に面して配置され、前記冷却チャンバー内に空気が流れるのを可能にする。ハウジング１０には環状溝４５が設けられ、環状溝４５は冷却チャンバー４４の一部を形成してピニオン２８と近く関わって軸方向に伸長して冷却チャンバー４４とギアチャンバー６１との間に隔壁２７を形成する円形フランジ２７を通過する。円形フランジの端部表面は、ギアチャンバー６１への排出空気の漏れを阻止するよう密封リング３３を介して前方モーター端部壁１８と共動する。溝４５の壁は一体で熱を移動する拡張面を形成し、それによってギア装置で発生した熱が冷却チャンバー４４を通って通過するモーターからの冷却排出空気へと効果的に移動される。また溝４５は縁取り加工或いはその他の過程によって製造され得る。冷却チャンバー４４は、工具の外部周囲に向けて伸長する１つの外部壁４６を有し、一方隔壁２７はより薄い厚さでギアチャンバー６１に向けて伸長し、その形状はピニオン２０の外部周囲に適応される。隔壁２７は異なる形状でもよく、この壁の果たすべき目的はギアチャンバー６１から通過する排出空気への熱移動を高める空気接触領域を増やすよう熱移動面を提供することにある。
【００１５】
さらに、冷却チャンバー４４はギアチャンバーに相対して封鎖されるが、補助出口通路３２の一部を形成するため一方で排出通路３８ともう一方で大気と連通する。冷却チャンバー４４はモーター前方端部壁１８に設けた密封リング３３で密封される。冷却チャンバー４４は工具ハウジングと一体化された部分であり、有利にはより優れた熱伝導特性のために鋳造アルミニウム及び／または機械加工されたアルミニウム或いはその他の軽合金で提供される。変速機での圧力は、多くの場合、出力軸で密封部材を介したオイルの漏れを引き起こしてきた。空気連通開口部２０を通ってモーターから出て行く排出空気は、第一に、後方に向けて９５−９９％の間の容量百分率で後方排出セクション１３に通路２１を介して送られ、同時にその結果として前記排出空気の容量百分率１−５％が前方に向けて送られる。
【００１６】
さらに、角度ギアは出力軸３１の冷却通路４８と、玉軸受４３、４９と、密封３４とで構成される。冷却チャンバー４４はチャネル５０を介して冷却通路４８と連通する。ハウジング１０は軸受の周りで周囲孔５１を形成する軸受外部リング５２と一体で縁取り加工された溝５１を有している。チャネル５０を通って冷却チャンバー４４から孔内に冷却排出空気を連通することによって、軸受は軸受から排出空気に熱を逃がすことができる。ハウジング１０、出力軸３１、及び間接的に密封３４は、このような熱移動によって冷却される。さらに排出空気は出力軸と緊締ナット５３との間の円形間隙３２を介して大気へ送られる。
【００１７】
工具の動作に際しては、加圧空気導管がモーター１５への起動加圧空気を送るため接続部材２５に接続されて、研磨用パッドが研磨作業用に出力軸３１に取り付けられる。工具ハウジング１０は作業者によって把持され、絞り弁２３はレバー２４を押すことによって開かれる。モーター１５はそれによって回転を開始し、回転力を角度ギア１１に出力する。モーターからの拡張冷却排出空気は冷却チャンバー４４を通って熱移動面２７の一面を覆うように循環することができ、その後工具ハウジングに設けたチャネル５０を通って送られ、チャネル５０は前記チャンバー４４から伸長し出力軸３１の軸方向の軸受を取り囲む縁取り加工された溝５１と連通する。溝５１は非常によく適応されていて軸受表面を横切って排出空気の通りを良くしている。排出空気は軸受及び出力軸から熱を吸収して、さらに出力軸３１の円形空間或いは間隙と緊締部材５３との間で工具から送り出される。このような冷却チャンバー４４、４８を介する循環の間、冷却排出空気は角度ギア１１から熱を吸収して工具から熱を逃がしている。
【００１８】
モーターシリンダ２０の外部表面に密封された冷却チャンバー内への空気連通通路を形成することによって、角度ギア装置の十分な冷却を得ると同時にハウジング及びモーターの好ましい寸法を維持することが可能である。
【符号の説明】
【００１９】
１０  ハウジング
１１  角度ギア
１２  モーターチャンバー
１３  後方空気出口
１４  前方空気出口
１５  回転モーター
１６  シリンダ
１７  固定子
１８  前方端部壁
１９  後方端部壁
２０  出口開口部
２１  排出空気通路
２２  後部空気入口通路
２３  絞り弁
２４  レバー
２５  接続部材
２７  円形フランジ／隔壁
２８  ピニオン
２９  固定子軸
３０  かさ歯車
３１  出力軸
３２  補助出口通路／円形間隙
３３  密封リング
３４  弾力性密封
３６  ギアマンテル
３７  溝を切られたセクション
３８  排出通路
３９  円周孔
４１  軸受
４２  空気通路
４４  冷却チャンバー
４３、４９  玉軸受
４５  溝
４８  冷却通路
５０  チャネル
５１  縁取り加工された溝／円周孔
５２  外部リング
５３  緊締部材
６１  ギアチャンバー
【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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【国際調査報告】
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