DE102021134102A1

DE102021134102A1 - Schlagwerkzeug

Info

Publication number: DE102021134102A1
Application number: DE102021134102.7A
Authority: DE
Inventors: Yasuhito Kawai
Original assignee: Makita Corp
Current assignee: Makita Corp
Priority date: 2021-01-06
Filing date: 2021-12-21
Publication date: 2022-07-07
Also published as: CN114714301A; US20240082994A1; US11858094B2; US20220212320A1; JP2022106194A

Abstract

Eine Haltbarkeitsverschlechterung, die durch eine Stoßlast bewirkt wird, wird effektiv reduziert. Ein Schlagschrauber (1) weist einen Motor (12), einen Träger (56), der eine Untersetzungsbaugruppe (13) aufweist und durch den Motor (12) drehbar ist, eine Welle (55), die eine Drehung des Trägers (56) aufnimmt und relativ zu dem Träger (56) in einem Überlastzustand drehbar ist, einen Hammer (85), der durch die Welle (55) gehalten ist, und einen Amboss (16) auf, der durch den Hammer (85) in einer Drehrichtung geschlagen wird.

Description

HINTERGRUND
1. Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Schlagwerkzeug, wie beispielsweise einen Schlagschrauber.
2. Stand der Technik
Zum Beispiel weist ein Schlagschrauber, der in der JP 2019 - 000 936 A offenbart ist, einen Motor in seinem hinteren Bereich und eine Ausgabeeinheit, die einen Amboss aufweist, der durch den Motor für ein drehendes Schlagen antreibbar ist, in seinem vorderen Bereich auf. Die Ausgabeeinheit weist ferner eine Spindel, die drehbar ist, wenn der Motor dreht, und einen Hammer auf, der mit der Spindel mittels einer Nocke mittels Kugeln dazwischen verbunden ist. Der Hammer wird zu einer vorderen Position durch eine Schraubenfeder, die extern auf die Spindel montiert ist, vorgespannt, so dass er seine Tabs an der vorderen Oberfläche in Eingriff mit Armen des Ambosses in der Drehrichtung aufweist.
Wenn der Motor zum Drehen der Spindel angetrieben wird, dreht der Amboss mittels des Hammers, wodurch ermöglicht wird, eine Schraube mit einem Bit, das an dem Amboss angebracht ist, zu schrauben. Wenn die Schraube angezogen wird und sich das Drehmoment des Ambosses erhöht, zieht sich der Hammer entgegen der Vorspannkraft der Schraubenfeder zurück, während die Kugeln entlang Nockennuten in der Spindel rollen. Nachdem die Tabs von den Armen entriegelt sind, dreht der Hammer nach vorne entlang der Nockennuten unter der Vorspannkraft der Schraubenfeder. Dies bewirkt dann, dass die Tabs wieder in Eingriff mit den Armen kommen, wodurch verursacht wird, dass der Amboss eine Drehschlagkraft (Schlag) erzeugt. Dieser Vorgang wird zum weiteren Anziehen der Schraube wiederholt.
KURZE ZUSAMMENFASSUNG
Beim Anziehen einer Schraube in einem Hochlastzustand kann sich bei diesem Schlagwerkzeug der Hammer unter der Reaktionskraft von dem Schlag zu einer hintersten Position zurückziehen, bis die Kugeln der hinteren Enden der Nockennuten erreichen. Der Hammer, der sich zu der hintersten Position zurückzieht, wird weiter zum Drehen mit der Drehenergie vorgespannt, wodurch ein Überlastzustand erzeugt wird, bei welchem eine Stoßlast, die der Spindel über die Kugeln aufgebracht wird, interne Komponenten in der vorhergehenden Stufe, die Planetenzahnräder aufweist, erreicht. Dies kann die Haltbarkeit des Schlagwerkzeugs verringern.
Ein oder mehrere Aspekte der vorliegenden Offenbarung ist/sind auf ein Schlagwerkzeug gerichtet, das effektiv eine Haltbarkeitsverschlechterung reduziert, die durch eine Stoßlast erzeugt wird.
Ein erster Aspekt der vorliegenden Offenbarung sieht ein Schlagwerkzeug vor, mit
einem Motor
einem Träger, der eine Untersetzungsbaugruppe aufweist und durch den Motor drehbar ist,
einer Welle, die dazu konfiguriert ist, eine Drehung des Trägers aufzunehmen, bei dem die Welle relativ zu dem Träger in einem Überlastzustand drehbar ist,
einem Hammer, der durch die Welle gehalten wird, und
einem Amboss, der dazu konfiguriert ist, durch den Hammer in einer Drehrichtung geschlagen zu werden.
Das Schlagwerkzeug gemäß dem oben beschriebenen Aspekt der vorliegenden Offenbarung reduziert effektiv die Haltbarkeitsverschlechterung, die durch eine Stoßlast bewirkt wird.
Figurenliste

1 ist eine Seitenansicht eines Schlagschraubers.
2 ist eine Längsmittelquerschnittsansicht des Schlagschraubers.
3 ist eine vergrößerte Ansicht des Hammergehäuses in 2.
4 ist eine perspektivische Explosionsansicht des Hammergehäuses.
5 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht entlang der Linie A-A in 3.
6 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht entlang der Linie B-B in 3.
7 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht entlang der Linie C-C in 3.
8A ist eine perspektivische Ansicht einer Schlagbaugruppe mit einem Hammer in einer vorderen Position.
8B ist eine Längsquerschnittsansicht der Schlagbaugruppe mit dem Hammer in der vordersten Position.
9A ist eine perspektivische Ansicht der Schlagbaugruppe mit dem Hammer in einer hintersten Position.
9B ist eine Längsquerschnittsansicht der Schlagbaugruppe mit dem Hammer in der hintersten Position.
10A ist eine perspektivische Ansicht der Schlagbaugruppe mit einer Nockenbaugruppe im Betrieb.
10B ist eine Längsquerschnittsansicht der Schlagbaugruppe mit der Nockenbaugruppe im Betrieb.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
1 ist eine Seitenansicht eines wiederaufladbaren Schlagschraubers als ein Beispiel eines Schlagwerkzeugs. 2 ist eine Längsquerschnittsansicht des Schlagschraubers.
Ein Schlagschrauber 1 weist einen Körper 2 und einen Griff 3 auf. Der Körper 2 weist eine Mittelachse auf, die sich in der Vorder-Rück-Richtung erstreckt. Der Griff 3 steht nach unten von dem Körper 2 vor. Der Schlagschrauber 1 weist ein Gehäuse auf, das ein Körpergehäuse 4, eine hintere Abdeckung 5 und ein Hammergehäuse 6 aufweist. Das Körpergehäuse 4 weist ein Motorgehäuse 7, ein Griffgehäuse 8 und einen Batteriemontageteil 9 auf. Das Motorgehäuse 7 ist zylindrisch und definiert einen hinteren Bereich des Körpers 2. Das Griffgehäuse 8 definiert den Griff 3. Der Batteriemontageteil 9 nimmt ein Batteriepack 10 auf, welches als eine Leistungszufuhr dient.
Das Körpergehäuse 4 und die hintere Abdeckung 5 sind aus Kunstharz ausgebildet. Das Körpergehäuse 4 weist eine linke und eine rechte Gehäusehälfte 4a und 4b auf. Die linke und die rechte Gehäusehälfte 4a und 4b sind miteinander mittels mehrerer Schrauben 11 verbunden, die von der rechten Seite aus platziert werden. Die hintere Abdeckung 5 ist eine Kappe. Die hintere Abdeckung 5 ist mit dem Motorgehäuse 7 von der Rückseite mit zwei Schrauben, bzw. einer rechten und linken Schraube, verbunden.
Das Hammergehäuse 6 ist aus Metall ausgebildet. Das Hammergehäuse 6 ist mit einem vorderen Bereich des Motorgehäuses 7 verbunden. Das Hammergehäuse 6 definiert einen vorderen Bereich des Körpers 2. Lampen (nicht gezeigt) zum Beleuchten davor befinden sich an der rechten und der linken Seite des Hammergehäuses 6 zwischen dem Hammergehäuse 6 und dem Motorgehäuse 7.
Der Körper 2 nimmt von der Rückseite einen bürstenlosen Motor 12, eine Untersetzungsbaugruppe 13, eine Spindel 14 und eine Schlagbaugruppe 15 auf. Der bürstenlose Motor 12 ist in dem Motorgehäuse 7 und der hinteren Abdeckung 5 aufgenommen. Die Untersetzungsbaugruppe 13, die Spindel 14 und die Schlagbaugruppe 15 sind in dem Hammergehäuse 6 aufgenommen. Die Schlagbaugruppe 15 weist einen Amboss 16 auf. Der Amboss 16 weist ein vorderes Ende auf, das nach vorne von dem Hammergehäuse 6 vorsteht.
Der Griff 3 nimmt einen Schalter 17 in seinen oberen Bereich auf. Ein Drücker 18 steht an der Vorderseite des Schalters 17 vor.
Ein Vorwärts-Rückwärts-Schalthebel 19 für den bürstenlosen Motor 12 befindet sich zwischen dem Hammergehäuse 6 und dem Schalter 17. Ein Modusschalter 20 befindet sich an der Vorderseite des Vorwärts-Rückwärts-Schalthebels 19. Der Modusschalter 20 zeigt nach vorne und weist einen Knopf auf, der an der vorderen Oberfläche freigelegt ist. Der Knopf wird wiederholt zum Schalten von Schlagkräften oder gespeicherten Schlagmodi gedrückt.
Der Batteriemontageteil 9 nimmt eine Anschlussbasis 21 und eine Steuerung 22 auf. Die Anschlussbasis 21 ist elektrisch mit mehreren Batteriezellen verbunden, die in dem Batteriepack 10 aufgenommen sind. Die Steuerung 22 befindet sich oberhalb der Anschlussbasis 21. Die Steuerung 22 weist eine Steuerungsschaltplatine 23 auf, die z.B. einen Mikrocomputer und Schaltelemente aufnimmt. Ein Anzeigepaneel 24 befindet sich an der oberen Oberfläche des Batteriemontageteils 9. Das Anzeigepaneel 24 ist elektrisch mit der Steuerungsschaltplatine 23 verbunden. Das Anzeigepaneel 24 zeigt die Drehzahl des bürstenlosen Motors 12 und den verbleibenden Batterieladezustand des Batteriepacks 10 an. Das Anzeigepaneel 24 ermöglicht ebenso weitere Betätigungen, einschließlich des Schaltens des Ein-Aus-Zustands der Lampen.
Der bürstenlose Motor 12 ist ein Innenrotormotor, der einen Stator 25 und einen Rotor 26 aufweist. Der Stator 25 weist einen Statorkern 27, Isolierstücke 28 und Spulen 29 auf. Die Isolierstücke 28 befinden sich an der vorderen und der hinteren Seite des Statorkerns 27. Die Spulen 29 sind um den Statorkern 27 mit den Isolierstücken 28 dazwischen gewickelt.
Das vordere Isolierstück 28 nimmt eine Sensorschaltplatine 30 auf. Die Sensorschaltplatine 30 weist drei Drehungserfassungsvorrichtungen (nicht gezeigt) auf. Die drei Drehungserfassungsvorrichtungen erfassen die Position eines Sensorpermanentmagneten 34 in dem Rotor 26 und geben Drehungserfassungssignale aus.
Der Rotor 26 weist eine Drehwelle 31, einen zylindrischen Rotorkern 32, einen Permanentmagneten 33 und den Sensorpermanentmagnet 34 auf. Die Drehwelle 31 ist mit der Achse des Rotors 26 ausgerichtet und erstreckt sich in der Vorder-Rück-Richtung. Der Permanentmagnet 33 ist zylindrisch und umgibt den Rotorkern 32. Der Sensorpermanentmagnet 34 ist an der Vorderseite des Rotorkerns 32.
Die hintere Abdeckung 5 hält ein Lager 35 in dem mittleren Bereich ihrer hinteren inneren Oberfläche. Das Lager 35 lagert axial das hintere Ende der Drehwelle 31. Die Drehwelle 31 nimmt ein Lüfterrad 36 zum Kühlen des Motors an der Vorderseite des Lagers 35 auf. Die hintere Abdeckung 5 weist mehrere Auslässe 37 in ihrer Umfangsoberfläche außenseitig des Lüfterrads 36 auf. Das Motorgehäuse 7 weist mehrere Einlässe 38 in seiner rechten und linken Seitenoberfläche an der Vorderseite der Auslässe 37 auf.
Ein Lagerkasten 40 ist an der Vorderseite des bürstenlosen Motors 12 in dem Motorgehäuse 7 gehalten. Der Lagerkasten 40 ist eine Scheibe, die eine gestufte Form mit einem mittleren Bereich nach hinten vorstehend aufweist. Das Motorgehäuse 7 weist eine Eingriffsrippe 41 an seiner inneren Oberfläche auf. Die Eingriffsrippe 41 steht in Eingriff mit dem Lagerkasten 40.
Der Lagerkasten 40 nimmt die Drehwelle 31 durch seine Mitte auf. Der Lagerkasten 40 hält ein Lager 42 in seinem hinteren Bereich. Das Lager 42 lagert die Drehwelle 31. Die Drehwelle 31 nimmt ein Antriebszahnrad 43 an ihrem vorderen Ende auf.
Wie in 3 gezeigt, weist der Lagerkasten 40 eine Innenwand 44 an seinem Außenumfang auf. Die Innenwand 44 ist ringförmig und erstreckt sich nach vorne. Die Innenwand 44 weist ein Gewinde an ihrer Außenumfangsoberfläche auf. Das Hammergehäuse 6 weist ein Innengewinde an seinem Innenumfang an der Rückseite auf. Die Innenwand 44 wird in das Hammergehäuse 6 geschraubt. Das Hammergehäuse 6 weist einen Vorsprung 45 an seiner unteren Oberfläche auf. Der Vorsprung 45 wird zwischen der linken und rechten Gehäusehälfte 4a und 4b gehalten. Das Hammergehäuse 6 wird somit in einer nicht drehbaren Weise in dem Motorgehäuse 7 verriegelt. Das Hammergehäuse 6 ist ebenso in der Vorder-Rück-Richtung mittels der Eingriffsrippe 41 positioniert.
Ein Innenzahnrad 46 ist im Inneren der Innenwand 44 gehalten. Das Innenzahnrad 46 bildet die Untersetzungsbaugruppe 13 aus. Wie in 4 gezeigt, weist das Innenzahnrad 46 an seiner Außenumfangsoberfläche mehrere Vorsprünge 47 auf, die nach vorne vorstehen. Die Vorsprünge 47 sind zwischen der Innenwand 44 und dem Hammergehäuse 6 gehalten. Das Hammergehäuse 6 weist mehrere Ausnehmungen 48 an seiner Innenumfangsoberfläche auf.
Die Ausnehmungen 48 werden mit den jeweiligen Vorsprüngen 47 gepasst. Wie in 5 gepasst, ist das Innenzahnrad 46 an einem Drehen durch die Vorsprünge 47 und den Ausnehmungen 48, die miteinander in Eingriff stehen, eingeschränkt. Ein O-Ring 49 befindet sich innenseitig der Innenwand 44. Der O-Ring 49 nimmt das hintere Ende des Innenzahnrads 46 auf.
Das Hammergehäuse 6 ist zylindrisch und nach vorne verjüngend. Ein Lager 50 befindet sich an dem vorderen Ende des Hammergehäuses 6. Das Lager 50 lagert den Amboss 16. Der Amboss 16 weist ein Paar von Armen 51 hinter dem Lager 50 auf. Ein Aufnahmering 52 befindet sich an der Innenwand 44 des Hammergehäuses 6 an der Vorderseite der Arme 51. Der Aufnahmering 52 nimmt die Arme 51 auf.
Die Spindel 14 ist in eine Welle 55 an der Vorderseite und einen Träger 56 an der Rückseite unterteilbar. Der Träger 56 ist hohl und scheibenförmig. Der Träger 56 weist an seiner Mitte einen zylindrischen Bereich 57 auf, der nach hinten öffnet. Der zylindrische Bereich 57 wird in dem Lagerkasten 40 mittels des Lagers 58 gehalten. Das Antriebszahnrad 43 an der Drehwelle 31 steht in den zylindrischen Bereich 57 vor. Der Träger 56 weist drei Planetenzahnräder 59 auf. Die Planetenzahnräder 59 kämmen mit Innenzähnen an dem Innenzahnrad 46. Die Planetenzahnräder 59 werden durch Stifte 60 drehbar gelagert. Die Planetenzahnräder 59 kämmen mit dem Antriebszahnrad 43, wodurch die Untersetzungsbaugruppe 13 ausgebildet wird.
Der Träger 56 weist an der Mitte seiner vorderen Oberfläche einen Nockenvorsprung 61 auf, der nach vorne vorsteht. Der Nockenvorsprung 61 steht in einen hinteren Bereich der Welle 55 vor. Wie in 6 gezeigt, weist der Nockenvorsprung 61 drei hintere Nockenausnehmungen 62 an seiner Umfangsoberfläche auf. Die hinteren Nockenausnehmungen 62 sind Ausschnitte an dem vorderen Ende des Nockenvorsprungs 61 in Richtung der Rückseite. Jede der hinteren Nockenausnehmungen 62 weist eine Innenoberfläche, die sich in der Umfangsrichtung des Nockenvorsprungs 61 erstreckt, und einen Boden auf. Die drei hinteren Nockenausnehmungen 62 sind in der Umfangsrichtung des Nockenvorsprungs 61 mit gleichen Abständen angeordnet. Die drei hinteren Nockenausnehmungen 62 nehmen drei Nockenkugeln 63 auf. Die Nockenkugeln 63 sind an einem Bewegen nach außen in der radialen Richtung des Nockenvorsprungs 61 durch erweiterte Bereiche 77 einer Nocke 75 (später beschrieben) eingeschränkt und sind somit umfänglich in den hinteren Nockenausnehmungen 62 rollbar.
Der Träger 56 weist eine Verbindung 64 um den Nockenvorsprung 61 an seiner vorderen Oberfläche auf. Die Verbindung 64 ist ringförmig und steht nach vorne konzentrisch mit dem Nockenvorsprung 61 vor. Die Verbindung 64 weist eine äußere Ausnehmung 65 entlang ihrer gesamten Innenumfangsoberfläche auf.
Die Welle 55 ist ein Zylinder, der einen Außendurchmesser kleiner als der Innendurchmesser der Verbindung 64 aufweist. Die Welle 55 weist ihr hinteres Ende zwischen dem Nockenvorsprung 61 und der Verbindung 64 auf. Die Welle 55 weist eine innere Ausnehmung 66 entlang ihrer gesamten Außenumfangsoberfläche an dem hinteren Ende auf. Die innere Ausnehmung 66 liegt der äußeren Ausnehmung 65 an der Verbindung 64 gegenüber. Wie in 5 gezeigt, sind mehrere Verbindungskugeln 67 in die äußere Ausnehmung 65 und in die innere Ausnehmung 66 gepasst. Die Welle 55 ist somit daran gehindert, von dem Träger 56 abzurutschen und ist ebenso koaxial mit dem Träger 56 in einer drehbaren Weise verbunden.
Die Welle 55 weist ein Nockenaufnahmeloch 68 auf, das nach hinten öffnet. Das Nockenaufnahmeloch 68 weist einen gestuften Durchmesser auf, der ein vorderes Loch 69 mit kleinem Durchmesser und ein hinteres Loch 70 mit großem Durchmesser aufweist. Die Welle 55 weist einen Flansch 71, der einen größeren Durchmesser als die Verbindung 64 aufweist, an der Vorderseite der inneren Ausnehmung 66 auf.
Das Nockenaufnahmeloch 68 nimmt die Nocke 75 auf. Die Nocke 75 weist einen vorderen Schaft 76 und die erweiterten Bereiche 77 auf. Die vordere Schaft 76 ist in das Loch 69 mit kleinem Durchmesser platziert. Die Nocke 75 weist drei erweiterte Bereiche 77 auf, die umfänglich angeordnet sind. Die erweiterten Bereiche 77 sind in dem Loch 70 mit großem Durchmesser platziert.
Wie in 7 gezeigt, weist der vordere Schaft 76 drei innere Nuten 78 an seiner Außenumfangsoberfläche auf. Die inneren Nuten 78 erstrecken sich in der Vorder-Rück-Richtung. Die drei inneren Nuten 78 sind mit gleichen Abständen in der Umfangsrichtung des vorderen Schafts 76 angeordnet. Das Loch 69 mit kleinem Durchmesser, das den inneren Nuten 78 gegenüberliegt, weist drei äußere Nuten 79 an seiner Innenumfangsoberfläche auf. Die äußeren Nuten 79 erstrecken sich nach vorne von dem hinteren Ende des Lochs 69 mit kleinem Durchmesser. Drei Kupplungskugeln 80 sind in die inneren Nuten 78 und die äußeren Nuten 79 gepasst. Die Kupplungskugeln 80 bewirken, dass die Nocke 75 integral mit der Welle 55 in der Drehrichtung gekoppelt ist. Die Nocke 75 ist relativ zu dem Schaft 55 in der Vorder-Rück-Richtung innerhalb des Bereichs, in welchem die Kupplungskugeln 80 nach vorne und nach hinten in den inneren Nuten 78 und den äußeren Nuten 79 rollen, bewegbar.
Die erweiterten Bereiche 77 weisen drei vordere Nockenausnehmungen 81 an den hinteren Enden auf. Jede der vorderen Nockenausnehmungen 81 weist eine Bogenform auf, die nach vorne ausgenommen ist. Die vorderen Nockenausnehmungen 81 werden mit den Nockenkugeln 63, die in den hinteren Nockenausnehmungen 62 platziert sind, von der Vorderseite gepasst.
Mehrere Scheibenfedern 82 sind extern auf den vorderen Schaft 76 montiert. Die Scheibenfedern 82 sind zwischen der Stufe an dem vorderen Ende des Lochs 70 mit großem Durchmesser und den vorderen Oberflächen der erweiterten Bereiche 77 angeordnet und drängen die Nocke 75 nach hinten. Die vorderen Nockenausnehmungen 81 sind in Eingriff mit den Nockenkugeln 63 unter der Vorspannkraft der Scheibenfedern 82. Die Drehung des Nockenvorsprungs 61 wird somit an die Nocke 75 übertragen.
Ein Hammer 85 ist extern auf die Welle 55 montiert. Der Hammer 85 weist ein Paar von Tabs 86 an seiner vorderen Oberfläche auf. Der Hammer 85 weist ein Paar von äußeren Nockennuten 87 an seiner Innenumfangsoberfläche auf. Die äußeren Nockennuten 87 erstrecken sich nach hinten von dem vorderen Ende des Hammers 85. Das Paar von äußeren Nockennuten 87 ist punktsymmetrisch zueinander um die Achse des Hammers 85. Die Welle 55 weist ein Paar von inneren Nockennuten 88 an ihrer Außenumfangsoberfläche auf. Das Paar von inneren Nockennuten 88 ist punktsymmetrisch zueinander um die Achse der Welle 55. Jede von dem Paar von inneren Nockennuten 88 weist eine umgekehrte V-Form mit der Spitze an der Vorderseite auf. Zwei Kugeln 89 sind in die äußeren Nockennuten 87 und die inneren Nockennuten 88 gepasst. Mit den Kugeln 89 dazwischen sind der Hammer 85 und die Welle 55 miteinander in der Drehrichtung gekoppelt.
Der Hammer 85 weist eine ringförmige Nut 90 an seiner hinteren Oberfläche auf. Die Nut 90 nimmt mehrere Federkugeln 91 an ihrem Boden auf. Eine Beilagscheibe 92 befindet sich hinter den Federkugeln 91.
Eine Schraubenfeder 93 ist extern auf die Welle 55 montiert. Die Schraubenfeder 93 verjüngt sich, so dass sie einen Durchmesser aufweist, der graduell in Richtung der Rückseite abnimmt. Das hintere Ende der Schraubenfeder 93 ist in Kontakt mit dem Flansch 71 an der Welle 55. Das vordere Ende der Schraubenfeder 93 ist in Kontakt mit der Beilagscheibe 92 in der Nut 90. Der Hammer 85 weist einen mittleren zylindrischen Bereich 94 auf, der die Innenumfangsoberfläche der Nut 90 definiert. Ähnlich zu den Schraubenfedern 93 verjüngt sich der mittlere zylindrische Bereich 94, so dass er einen Durchmesser aufweist, der graduell in Richtung der Rückseite abnimmt. Der mittlere Bereich 94 steht weiter nach hinten vor als der Au-ßendurchmesserbereich des Hammers 85, der die Außenumfangsoberfläche der Nut 90 definiert.
Der Hammer 85 wird somit zu einer vorderen Position, die in 8A und 8B gezeigt ist, durch die Schraubenfeder 93 vorgespannt. An der vorderen Position sind die Kugeln 89 an den hinteren Enden der äußeren Nockennuten 87 und den Spitzen der inneren Nockennuten 88.
Die Welle 55 weist eine Passausnehmung 95 in der Mitte ihres vorderen Endes auf. Der Amboss 16 weist einen Passvorsprung 96 an der Mitte seiner hinteren Oberfläche auf. Der Passvorsprung 96 ist in die Passausnehmung 95 gepasst. Die Welle 55 weist ein axiales Verbindungsloch 97 auf. Das Verbindungsloch 97 ermöglicht der Passausnehmung 95 und dem Nockenaufnahmeloch 68 miteinander in kommunizierender Verbindung zu stehen. Eine Aufnahmekugel 98 ist in das vordere Ende des Verbindungslochs 97 gepasst. Die Aufnahmekugel 98 nimmt das hintere Ende des Passvorsprungs 96 auf.
Die Welle 55 weist ein vorderes Schmiermittelzuführungsloch 99 und ein hinteres Schmiermittelzuführungsloch 100 auf. Das vordere Schmiermittelzuführungsloch 99 steht mit dem Verbindungsloch 97 zwischen den inneren Nockennuten 88 kommunizierend in Verbindung und ist in der Außenumfangsoberfläche der Welle 55 offen. Das hintere Schmiermittelzuführungsloch 100 steht mit dem Loch 69 mit kleinem Durchmesser in dem Nockenaufnahmeloch 68 und eine der äußeren Nocken Lager 79 kommunizierend in Verbindung, und ist in der Außenumfangsoberfläche der Welle 55 offen. Das vordere Schmiermittelzuführungsloch 99 und das hintere Schmiermittelzuführungsloch 100 sind senkrecht zueinander, wenn von der Vorderseite gesehen.
Bei dem Schlagschrauber 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird der Drücker 18 zum Einschalten des Schalters 17 gedrückt, nachdem ein Bit (nicht gezeigt) an dem Amboss 16 angebracht ist. Der bürstenlose Motor 12 wird dann mit Leistung versorgt, um die Drehwelle 31 zu drehen. Im Speziellen nimmt der Microcomputer bei der Steuerungsschaltplatine 23 von den Drehungserfassungsvorrichtungen bei der Sensorschaltplatine 30 Drehungserfassungssignale (Drehungserfassungssignale, die die Position des Sensorpermanentmagneten 34 bei dem Rotor 26 anzeigen) auf, und bestimmt den Drehzustand des Rotors 26. Der Microcomputer steuert dann den Ein-Aus-Zustand von jedem Schaltelement gemäß dem bestimmten Drehzustand und legt einen Strom durch die Spulen 29 bei dem Stator 25 sequentiell an, um den Rotor 26 zu drehen.
Wenn die Drehwelle 31 dreht, umwälzen die Planetenzahnräder 59, welche mit dem Antriebszahnrad 43 kämmen, in dem Innenzahnrad 46. Die bewirkt, dass der Träger 56 mit einer geringeren Drehzahl dreht. Die Drehung des Nockenvorsprungs 61, der integral mit dem Träger 56 ist, wird der Nocke 75 über die Nockenkugeln 63 dazwischen übertragen, die zu den Umfangsenden der hinteren Nockenausnehmungen 62 rollen, wie durch die Zwei-Punkt-Strich-Linie in 6 angezeigt. Die Drehung der Nocke 75 wird der Welle 55 über die Kupplungskugeln 80 dazwischen übertragen. Der Hammer 85 dreht dann zusammen mit der Welle 55 mit den Kugeln 89 dazwischen, wodurch der Amboss 16 mit den Armen 51 in Eingriff mit den Tabs 86 gedreht wird. Dies ermöglicht ein Anziehen einer Schraube mit dem Bit.
Wenn die Schraube angezogen wird und das Drehmoment des Ambosses 16 ansteigt, zieht sich der Hammer 85 entgegen der Vorspannkraft von der Schraubenfeder 93 zurück, während die Kugeln 89 entlang der entsprechenden inneren Nockennuten 88 an der Welle 55 rollen. Nachdem die Tabs 86 von den Armen 51 entriegelt sind, dreht der Hammer 85 nach vorne entlang den inneren Nockennuten 88 unter der Vorspannkraft der Schraubenfeder 93. Die bewirkt dann, dass die Tabs 86 wieder in Eingriff mit den Armen 51 kommen, wodurch bewirkt wird, dass der Amboss 16 eine Drehschlagkraft (Schlag) erzeugt. Dieser Vorgang wird zum weiteren Anziehen der Schraube wiederholt.
Wenn die Schraube in einem Hochlastzustand angezogen wird, können die Kugeln 89 zu den hinteren Enden der inneren Nockennuten 88 einher mit dem zurückziehenden Hammer 85 rollen, wie in 9A und 9B gezeigt. Dieser Zustand bezeichnet den Hammer 85 in der hintersten Position. In diesem Zustand ist das hintere Ende des mittleren zylindrischen Bereichs 94 bei dem Hammer 85 nicht in Kontakt mit dem Flansch 71 an der Welle 55.
Wenn die Drehenergie mit dem Hammer 85 in der hintersten Position nicht abnimmt, werden der Hammer 85 und die Welle 55 dazu gedrängt, weiter zu drehen. Somit überschreitet die Drehenergie der Welle 55 die Eingriffskraft zwischen der Nocke 75 und dem Nockenvorsprung 61, die durch die Scheibenfedern 82 bewirkt wird. Wie in 10A und 10B gezeigt, rollt dann die Nocke 75, die integral mit der Welle 55 in der Drehrichtung ist, die Kugeln 63 relativ zu den Umfangsenden der vorderen Nockenausnehmungen 81, komprimiert und verformt die Scheibenfedern 82 und bewegt sich nach vorne entgegen der Vorspannkraft der Scheibenfedern 82, während sie dreht. Der Nockenvorsprung 61 und die Welle 55 können eine Phasenverschiebung zwischen ihnen aufweisen, wenn sich die Nocke 75 nach vorne bewegt und die Scheibenfedern 82 komprimiert und verformt. Dies kann die Drehenergie verringern. Somit wird, wenn sich der Hammer 85 zu der hintersten Position zurückzieht, eine Stoßlast nicht dem Träger 56 übertragen.
Wenn der Hammer 85 in der hintersten Position damit beginnt, sich nach vorne unter der Vorspannkraft der Schraubenfeder 93 zu bewegen, zieht sich die Nocke 75 unter der Vorspannkraft der Scheibenfedern 82 zum Rollen der Nockenkugeln 63 relativ zu den Umfangsmitten der vorderen Nockenausnehmungen 81 zurück. Dies eliminiert die Phasenverschiebung zwischen dem Nockenvorsprung 61 und der Welle 55.
Der Schlagschrauber 1 gemäß der Ausführungsform weist den bürstenlosen Motor 12 (Motor), den Träger 56, der die Planetenzahnräder 59 (Untersetzungsbaugruppe) aufweist und durch den bürstenlosen Motor 12 drehbar ist, und die Welle 55 auf, die die Drehung des Trägers 56 aufnimmt und die relativ zu dem Träger 56 in einem Überlastzustand drehbar ist. Der Schlagschrauber 1 weist ferner den Hammer 85, der durch die Welle 55 gehalten ist, und den Amboss 16 auf, der durch den Hammer 85 in der Drehrichtung geschlagen wird.
Diese Struktur ermöglicht, dass der Träger 56 und die Welle 55 relativ zueinander in einem Überlastzustand drehen, wodurch die Drehenergie absorbiert wird. Dies reduziert effektiv die Haltbarkeitsverschlechterung, die durch eine Stoßlast bewirkt wird. Dies verringert ebenso die Vorspannkraft der Schraubenfeder 93, welche den Hammer 85 vorspannt. Somit tritt der erste Schlag früher während des weiteren Schraubens auf. Dies reduziert die Wahrscheinlichkeit eines Herausdrehens (die Spitze des Bits separiert sich und rutscht aus dem Schraubenkopf heraus).
Die Welle 55 erstreckt sich nach vorne. Der Hammer 85 wird durch die Welle 55 mit den Kugeln 89 dazwischen gehalten. Die Kugeln 89 rollen in den inneren Nockennuten 88 (Nockennuten) an der Außenumfangsoberfläche der Welle 55. Dies bewirkt, dass der Hammer 85 nach hinten und nach vorne zwischen der vorderen Position, bei welcher der Hammer 85 in Eingriff mit dem Amboss 16 in der Drehrichtung ist, und einer hinteren Position bewegbar ist, bei welcher der Hammer 85 von dem Amboss 16 in der Drehrichtung entriegelt ist. Der Hammer 85 wird zu der vorderen Position durch die Schraubenfeder 93, die extern auf die Welle 55 montiert ist, vorgespannt. Die Welle 55 dreht sich relativ zu dem Träger 56 in Antwort auf eine Überlastung, die in der hinteren Position für den Hammer 85 auftritt, bei welcher die Kugeln 89 die hintersten Enden der inneren Nockennuten 88 erreicht.
Die Struktur der Spindel 14, die in die Welle 55 und den Träger 56 unterteilbar ist, ermöglicht die relative Drehung in einem Überlastzustand.
Eine Nockenbaugruppe (der Nockenvorsprung 61, die Nocke 75 und die Scheibenfedern 82) befindet sich zwischen dem Träger 56 und der Welle 55. Die Nockenbaugruppe überträgt die Drehung des Trägers 56 an die Welle 55 und dreht den Träger 56 und die Welle 55 relativ zueinander in dem Überlastzustand der Welle 55.
Somit werden der Träger 56 und die Welle 55 relativ zueinander mittels der Nockenbaugruppe gedreht.
Die Nockenbaugruppe weist den Nockenvorsprung 61, der nach vorne von der Mitte des Trägers 56 vorsteht, die Nocke 75, die zusammen mit der Welle 55 in einer drehbaren Weise und nach hinten und nach vorne relativ zu der Welle 55 bewegbaren Weise gekoppelt ist, und die Scheibenfedern 82 (Vorspannbauteile) zum Vorspannen der Nocke 75 zu einer hinteren Position auf. Die Nocke 75 ist mit dem Nockenvorsprung 61 an der hinteren Position zum Übertragen der Drehung des Trägers 56 an die Welle 55 eingreifbar, und dreht den Träger 56 und die Welle 55 relativ zueinander in der vorderen Position.
Diese Struktur transformiert eine Stoßlast von dem Hammer 85 in der hintersten Position in eine Verformung der Scheibenfedern 82, wodurch effektiv die Drehenergie reduziert wird.
Der Nockenvorsprung 61 und die Nocke 75 sind in Eingriff miteinander mit den Nockenkugeln 63 dazwischen. Der Nockenvorsprung 61 und die Nocke 75 übertragen die Drehung des Trägers 56 an die Welle 55. Somit wird die Drehung des Trägers 56 problemlos an die Nocke 75 übertragen.
Der Nockenvorsprung 61 weist die hinteren Nockenausnehmungen 62 auf, die die Nockenkugeln 63 an ihrer Außenumfangsoberfläche halten. Die Nocke 75 weist an ihrem hinteren Ende die vorderen Nockenausnehmungen 81 auf, die in Eingriff mit den Nockenkugeln 63 stehen. Dies ermöglicht eine Übertragung der Drehung von dem Nockenvorsprung 61 an die Nocke 75, wie ebenso eine Verformung der Scheibenfedern 82, wenn sich die Nocke 75 nach vorne bewegt.
Diese Struktur weist die drei Nockenkugeln 63, die drei hinteren Nockenausnehmungen 62 und die drei vorderen Nockenausnehmungen 81 auf. Dies ermöglicht eine Übertragung der Drehung von dem Nockenvorsprung 61 an die Nocke 75, wie ebenso eine Verformung der Scheibenfedern 82 in einer ausgeglichenen Weise, wenn sich die Nocke 75 nach vorne bewegt.
Die Nocke 75 ist mit der Welle 55 mittels der Kupplungskugeln 80 in einer mit der Welle 55 drehbaren Weise und in einer relativ zu der Welle 55 nach hinten und nach vorne bewegbaren Weise gekoppelt. Dies ermöglicht zuverlässig ein Schalten zwischen der Übertragung der Drehung von der Nocke 75 zu der Welle 55 und relativer Drehung.
Die Welle 55 ist zylindrisch und weist das hintere Ende mit einer Öffnung auf. Die Nocke 75 und die Scheibenfedern 82 sind in der Welle 55 aufgenommen. Somit kann sich die Nockenbaugruppe in einem kleineren Raum unter Verwendung der Welle 55 befinden.
Die Welle 55 weist intern das Nockenaufnahmeloch 68 auf, das einen hinteren Bereich mit einem größeren Durchmesser als ein vorderer Bereich aufweist. Die Nocke 75 ist ein Schaft, der einen gestuften Durchmesser aufweist, der den vorderen Schaft 76 (Bereich mit kleinem Durchmesser), der in dem vorderen Bereich des Nockenaufnahmelochs 68 platziert ist, und die erweiterten Bereiche 77 aufweist (Bereiche mit großem Durchmesser), die in dem hinteren Bereich des Nockenaufnahmelochs 68 platziert sind.
Die Vorspannbauteile weisen die mehreren Scheiben 82 auf, die extern auf dem vorderen Schaft 76 montiert sind. Somit können die Vorspannbauteile in einem kleinen Raum in der Welle 55 enthalten sein.
Die Welle 55 nimmt den Nockenvorsprung 61 an ihrem hinteren Ende auf und ist mit dem Träger 56 an ihrem hinteren Ende in einer drehbaren Weise gekoppelt. Somit können die Welle 55 und der Träger 56 in der unterteilbaren Spindel 14 in einer raumeinsparenden Weise integriert sein.
Der Träger 56 weist an seiner vorderen Oberfläche die Verbindung 64 auf, die ringförmig und konzentrisch mit dem Nockenvorsprung 61 ist. Die Welle 55 ist mit der inneren Oberfläche der Verbindung 64 an ihrem hinteren Ende in einer drehbaren Weise verbunden. Somit kann die Welle 55 auf einfache Weise unter Verwendung der Verbindung 64 verbunden werden.
Die Verbindung 64 und das hintere Ende der Welle 55 sind miteinander mittels der mehreren Verbindungskugeln 67, die in der Umfangsrichtung der Verbindung 64 und der Welle 55 angeordnet sind, verbunden. Somit können die Welle 55 und der Träger 56, welche relativ zueinander drehbar sind, zuverlässig verbunden werden.
Die Welle 55 weist den Flansch 71 auf, der das hintere Ende der Schraubenfeder 93 aufnimmt. Dies ermöglicht der Schraubenfeder 93 und der Welle 55 zusammen zu drehen.
Modifikationen werden nun beschrieben.
Bei der Ausführungsform weist der Träger den Nockenvorsprung auf, und die Nocke weist den erweiterten Bereich auf, der den Nockenvorsprung abdeckt. Bei einigen Ausführungsformen kann die Nocke den Nockenvorsprung in ihrem Bereich aufweisen, und der Träger kann den erweiterten Bereich, der den Nockenbereich abdeckt, an seiner vorderen Oberfläche aufweisen. Diese Struktur kann mehr oder weniger vordere Nockenausnehmungen, hintere Nockenausnehmungen und Kugeln als bei dem dargestellten Beispiel aufweisen.
Die Anzahl von Schraubenfedern zum Vorspannen der Nocke kann geeignet geändert werden. Die Vorspannbauteile können zum Beispiel Schraubenfedern anders als Scheibenfedern sein.
Die Struktur kann mehr oder weniger innere Nuten, äußere Nuten und Kugeln zum Koppeln der Welle und der Nocke als bei dem dargestellten Beispiel aufweisen. Die Welle und die Nocke können keilverbunden oder keilverzahnt sein, ohne die Kugeln zu verwenden.
Die Untersetzungsbaugruppe kann mehr oder weniger Planetenzahnräder als bei dem dargestellten Beispiel aufweisen.
Der Motor ist nicht auf einen bürstenlosen Motor beschränkt. Die Leistungsquelle ist nicht auf ein Batteriepack beschränkt, sondern kann eine Netzleistung sein.
Die vorliegende Offenbarung ist ebenso bei anderen Schlagwerkzeugen als einem Schlagschrauber, wie beispielsweise einem Winkelschlagschrauber, anwendbar.
Es wird explizit betont, dass alle in der Beschreibung und/oder den Ansprüchen offenbarten Merkmale als getrennt und unabhängig voneinander zum Zweck der ursprünglichen Offenbarung ebenso wie zum Zweck des Einschränkens der beanspruchten Erfindung unabhängig von den Merkmalskombinationen in den Ausführungsformen und/oder den Ansprüchen angesehen werden sollen. Es wird explizit festgehalten, dass alle Bereichsangaben oder Angaben von Gruppen von Einheiten jeden möglichen Zwischenwert oder Untergruppe von Einheiten zum Zweck der ursprünglichen Offenbarung ebenso wie zum Zweck des Einschränkens der beanspruchten Erfindung offenbaren, insbesondere auch als Grenze einer Bereichsangabe.
Bezugszeichenliste

1: Schlagschrauber
2: Körper
3: Griff
4: Körpergehäuse
6: Hammergehäuse
12: bürstenloser Motor
13: Untersetzungsbaugruppe
14: Spindel
15: Schlagbaugruppe
16: Amboss
22: Steuerung
31: Drehwelle
43: Antriebszahnrad
55: Welle
56: Träger
59: Planetenzahnrad
61: Nockenvorsprung
62: hintere Nockenausnehmung
63: Nockenkugel
64: Verbindung
67: Verbindungskugel
68: Nockenaufnahmeloch
71: Flansch
75: Nocke
76: vorderer Schaft
77: erweiterter Bereich
81: vordere Nockenausnehmung
82: Scheibenfeder
85: Hammer
89: Kugeln
93: Schraubenfeder

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2019000936 A [0002]

Claims

Schlagwerkzeug, mit einem Motor (12), einem Träger (56), der eine Untersetzungsbaugruppe (13) aufweist und durch den Motor (12) drehbar ist, einer Welle (55), die dazu konfiguriert ist, eine Drehung des Trägers (56) aufzunehmen, bei dem die Welle (55) relativ zu dem Träger (56) in einem Überlastzustand drehbar ist, einem Hammer (85), der durch die Welle (55) gehalten wird, und einem Amboss (16), der dazu konfiguriert ist, durch den Hammer (85) in einer Drehrichtung geschlagen zu werden.
Schlagwerkzeug nach Anspruch 1, ferner mit einer Kugel (89) zwischen der Welle (55) und dem Hammer (85), und einer Schraubenfeder (93), die extern auf die Welle (55) montiert ist, bei dem sich die Welle (55) nach vorne erstreckt und eine Nockennut (88) an einer Außenumfangsoberfläche aufweist, der Hammer (85) mit der Kugel (89) gehalten wird, der Hammer (85) nach vorne und nach hinten zwischen einer vorderen Position, bei welcher der Hammer (85) in Eingriff mit dem Amboss (16) in der Drehrichtung ist, und einer hinteren Position, bei welcher der Hammer (85) von dem Amboss (16) in der Drehrichtung entriegelt ist, durch die Kugel (89), die in der Nockennut (88) rollt, bewegbar ist, der Hammer (85) in die vordere Position durch die Schraubenfeder (93) vorgespannt wird, und die Welle (55) relativ zu dem Träger (56) in Antwort auf eine Überlast dreht, die an der hinteren Position auftritt, bei welcher die Kugel (89) ein hinterstes Ende der Nockennut (88) erreicht.
Schlagwerkzeug nach Anspruch 2, ferner mit einer Nockenbaugruppe (61, 75, 82) zwischen dem Träger (56) und der Welle (55), bei dem die Nockenbaugruppe (61, 75, 82) dazu konfiguriert ist, die Drehung des Trägers (56) an die Welle (55) zu übertragen und den Träger (56) und die Welle (55) relativ zueinander in dem Überlastzustand der Welle (55) zu drehen.
Schlagwerkzeug nach Anspruch 3, bei dem die Nockenbaugruppe (61, 75, 82) einen Nockenvorsprung (61), der nach vorne von einer Mitte des Trägers (56) vorsteht, eine Nocke (75), die in einer zusammen mit der Welle (55) drehbaren Weise und in einer relativ zu der Welle (55) nach hinten und nach vorne bewegbaren Weise mit der Welle (55) gekoppelt ist, bei dem die Nocke (75) mit dem Nockenvorsprung (61) in der hinteren Position zum Übertragen der Drehung des Trägers (56) an die Welle (55) eingreifbar ist, und dazu konfiguriert ist, den Träger (56) und die Welle (55) relativ zueinander in der vorderen Position zu drehen, und ein Vorspannbauteil (82) aufweist, um die Nocke (75) zu der hinteren Position vorzuspannen.
Schlagwerkzeug nach Anspruch 4, ferner mit einer Nockenkugel (63), die dazu konfiguriert ist, zu bewirken, dass der Nockenvorsprung (61) und die Nocke (75) miteinander in Eingriff stehen, bei dem der Nockenvorsprung (61) und die Nocke (75) die Drehung des Trägers (56) an die Welle (55) übertragen.
Schlagwerkzeug nach Anspruch 5, bei dem der Nockenvorsprung (61) eine hintere Nockenausnehmung (62), die die Nockenkugel (63) hält, an der Außenumfangsoberfläche aufweist, und die Nocke (75) eine vordere Nockenausnehmung (81), die mit der Nockenkugel (63) in Eingriff steht, an einem hinteren Ende aufweist.
Schlagwerkzeug nach Anspruch 5 oder 6, ferner mit einer Mehrzahl von Nockenkugeln (63), bei dem der Nockenvorsprung (61) eine Mehrzahl von hinteren Nockenausnehmungen (62) aufweist, und die Nocke (75) eine Mehrzahl der vorderen Nockenausnehmungen (81) aufweist.
Schlagwerkzeug nach einem der Ansprüche 4 bis 7, ferner mit einer Kupplungskugel (80), die die Nocke (75) mit der Welle (55) in einer mit der Welle (55) zusammen drehbaren Weise und in einer relativ zu der Welle (55) nach hinten und nach vorne bewegbaren Weise koppelt.
Schlagwerkzeug nach einem der Ansprüche 4 bis 8, bei dem die Welle (55) zylindrisch ist und ein hinteres Ende mit einer Öffnung aufweist, und die Nocke (75) und das Vorspannbauteil (82) in der Welle (55) aufgenommen sind.
Schlagwerkzeug nach Anspruch 9, bei dem die Welle (55) intern ein Nockenaufnahmeloch (68) aufweist, das einen hinteren Bereich mit einem größeren Durchmesser als ein vorderer Bereich aufweist, die Nocke (75) ein Schaft ist, der einen gestuften Durchmesser aufweist, und der Schaft einen Bereich (76) mit kleinem Durchmesser, der in dem vorderen Bereich des Nockenaufnahmelochs (68) platziert ist, und einen Bereich (77) mit großem Durchmesser aufweist, der in dem hinteren Bereich des Nockenaufnahmelochs (68) platziert ist.
Schlagwerkzeug nach Anspruch 10, bei dem das Vorspannbauteil (82) eine Mehrzahl der Scheibenfedern (82) aufweist, die extern auf den Bereich (76) mit kleinem Durchmesser montiert sind.
Schlagwerkzeug nach einem der Ansprüche 9 bis 11, bei dem die Welle (55) den Nockenvorsprung (61) in dem hinteren Ende aufnimmt, und die Welle (55) mit dem Träger (56) an dem hinteren Ende in einer drehbaren Weise gekoppelt ist.
Schlagwerkzeug nach Anspruch 12, bei dem der Träger (56) eine Verbindung (64) aufweist, die ringförmig und konzentrisch mit dem Nockenvorsprung (61) an der vorderen Oberfläche ist, und die Welle (55) mit einer inneren Oberfläche der Verbindung (64) an dem hinteren Ende in einer drehbaren Weise verbunden ist.
Schlagwerkzeug nach Anspruch 13, ferner mit einer Mehrzahl von Verbindungskugeln (67), die die Verbindung (64) und das hintere Ende der Welle (55) verbinden, bei dem die Mehrzahl der Verbindungskugeln (67) in einer Umfangsrichtung der Verbindung (64) und der Welle (55) angeordnet ist.
Schlagwerkzeug nach einem der Ansprüche 2 bis 14, bei dem die Welle (55) einen Flansch (71) aufweist, der ein hinteres Ende der Schraubenfeder (93) aufnimmt.