JP2000108056A - 電動工具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ロック手段を利用した制動時の衝撃を緩和す
る。 【解決手段】 ベベルギヤ１８の連結溝２１とスピンド
ル９及びロックスリーブ１７との間には、連結溝２１の
内周と中径部１２の外周とに半分ずつ跨って巻回される
断面角形の内側コイルバネ２２と、連結溝２１の外周と
ロックスリーブ１７の内周とに半分ずつ跨って嵌挿され
る断面角形の外側コイルバネ２３とが夫々左巻きで配置
され、ギヤハウジング３には、押込み操作でベベルギヤ
１８の回転をロック可能なロック部材２５が設けられて
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、モータ軸からギヤ
を介して前記ギヤと同軸に配置されたスピンドルに回転
を伝達する一方、前記ギヤに、その回転を任意にロック
可能なロック手段を設けたグラインダ等の電動工具に関
する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、グラインダでは、ハウジング内
でモータ軸と直交状に軸支されたスピンドルに、ベベル
ギヤ等のギヤをキー結合や圧入等で同軸で一体化させて
モータ軸先端のギヤ部と噛合させ、モータのトルクをベ
ベルギヤからスピンドルに伝達可能としている。又、グ
ラインダには、ベベルギヤのギヤ部を除く位置に凹設さ
れた凹部に嵌合可能なロック部材を、凹部から離反する
方向へ付勢して設け、ロック部材をベベルギヤ側へ押込
んで凹部に嵌合させ、ベベルギヤを介してスピンドルの
回転をロックすることで、スピンドルに円盤状工具を固
定するためのロックナットの締め外しを可能とするロッ
ク手段が備えられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記グラインダでは、
電気ブレーキがないものであると、電源スイッチをＯＦ
Ｆしても慣性で工具がしばらくは回転し続けるため、工
具を交換して早急に次の作業を行いたい場合等に、この
状態でロック部材を押し込む、即ちブレーキ代わりとし
て使用すると、ロック部材自身は勿論、ベベルギヤやス
ピンドル、更にはハウジングへ大きな衝撃が加わり、ロ
ック部材、ハウジングやギヤ部の変形や破損等の虞れが
生じる。一方、工具は、交換等に伴う着脱ができるよう
に、スピンドルの先端に螺合されるロックナットと内側
のインナーフランジとの間で狭持固定され、ロックナッ
トは工具の回転で締まり勝手となっているが、慣性回転
中のロック部材の押込みや電気ブレーキ付のものにおい
ては、ベベルギヤとスピンドルとにブレーキがかかる
と、慣性により回転し続けようとする工具との間で速度
差が生じて逆方向への衝撃が加わり、その衝撃が工具を
直接固定するロックナットに伝わるため、ロックナット
に緩みが生じることがある。

【０００４】そこで、請求項１に記載の発明は、ロック
手段による強制制動時におけるロック部材やギヤ等への
衝撃を緩和できる電動工具を提供することを目的とした
ものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載の発明は、スピンドルをギヤに対し
て回動自在に設けると共に、互いに同心で対向するリン
グ状の周面部を夫々形成し、前記両周面部にコイルバネ
を跨るように巻回又は嵌挿して前記ギヤとスピンドルと
を連結し、前記ギヤの回転速度の減少に伴う前記スピン
ドルとの間の速度差により、前記コイルバネの径が縮小
又は拡開する方向へ力を生じさせて、前記ギヤへの制動
力を前記スピンドルに伝達可能としたことを特徴とする
ものである。請求項２に記載の発明は、請求項１の目的
に加えて、ギヤの起動時にもコイルバネによる緩衝効果
を得るために、ギヤとスピンドルとの間に、周面部と異
径且つ同心の第二周面部を夫々形成すると共に、前記両
第二周面部に第二コイルバネを跨るように巻回又は嵌挿
して前記ギヤとスピンドルとを連結し、前記ギヤの回転
速度の増加に伴う前記スピンドルとの間の速度差によ
り、前記コイルバネの径が縮小又は拡開する方向へ力を
生じさせて、前記ギヤの回転を前記スピンドルに伝達可
能としたものである。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１は、グラインダ１の部分断面
図で、モータハウジング２に収容されたモータ４のモー
タ軸５は、モータハウジング２前方（図の左側）に連結
されたギヤハウジング３内に突出し、その先端にピニオ
ンギヤ６を固着している。又、ギヤハウジング３内でモ
ータ軸５の前方には、上端をニードルベアリング７で、
中間部をボールベアリング８でモータ軸５と直交状にス
ピンドル９が軸支され、下方へ突出している。このスピ
ンドル９の下端には、雄ネジ部１０が形成され、その雄
ネジ部１０にロックナット１４を螺合することで、スピ
ンドル９に嵌着されたインナーフランジ１５との間で円
盤状の工具１６を狭持固定可能としている。一方、スピ
ンドル９は、上端側の小径部１１から中径部１２、大径
部１３と順に径が大きくなる多段軸形状となっており、
ボールベアリング８に軸支される大径部１３には、二面
幅の嵌合でスピンドル９と一体回転するロックスリーブ
１７が同軸で嵌着されている。又、小径部１１には、モ
ータ軸５のピニオンギヤ６と噛合するギヤ部１９を有し
たベベルギヤ１８が回動自在に挿着されると共に、中径
部１２と小径部１１に取着したクリップ２０との間で軸
方向のスライドが規制されている。

【０００７】そして、ベベルギヤ１８におけるロックス
リーブ１７との対向面には、ロックスリーブ１７の内径
と中径部１２の外径とを夫々外径、内径とするリング状
の連結溝２１が形成され、連結溝２１とスピンドル９及
びロックスリーブ１７との間には、図２の如く、本発明
の第二周面部となる連結溝２１の内周と中径部１２の外
周とに半分ずつ跨る第二コイルバネとしての断面角形の
内側コイルバネ２２と、同じく本発明の周面部となる連
結溝２１の外周とロックスリーブ１７の内周とに半分ず
つ跨るコイルバネとしての断面角形の外側コイルバネ２
３とが夫々配置されている。この内側コイルバネ２２と
外側コイルバネ２３とは、共に左巻きで、内側コイルバ
ネ２２の内径は、連結溝２１の内径及び中間部１２の外
径よりもやや小さく設定され、外側コイルバネ２３の外
径は、連結溝２１の外径及びロックスリーブ１７の内径
よりもやや大きく設定されている。よって、モータ４の
停止状態では、ベベルギヤ１８は、内側コイルバネ２２
の巻回力によってスピンドル９の中径部１２と、外側コ
イルバネ２３の拡開力によってロックスリーブ１７と夫
々一体に連結されることになる。

【０００８】一方、ギヤハウジング３においてベベルギ
ヤ１８の上方に突設された筒状部２４には、ロック部材
２５がベベルギヤ１８に向けてスライド可能に収容され
ると共に、図示しない圧縮スプリングによってベベルギ
ヤ１８からの離反方向へ付勢されており、ベベルギヤ１
８の上面でギヤ部１９の内側には、ロック部材２５の先
端が嵌合可能な凹部２６が形成されて、ここにベベルギ
ヤ１８のロック手段２７を構成している。尚、ここで
は、モータ軸５は固定子側から見て右回転、ベベルギヤ
１８は上方から見て右回転し、ロックナット１４はスピ
ンドル９の雄ネジ部１０に右ネジで螺合している。

【０００９】以上の如く構成されたグラインダ１は、モ
ータ４の起動によりベベルギヤ１８が上方から見て右回
転を開始すると、内側コイルバネ２２は、回転しようと
する連結溝２１の内周と停止し続けようとするスピンド
ル９の中径部１２との間の摩擦で巻き絞られる方向に力
が加わるため、内側コイルバネ２２の巻回力が上昇し、
ベベルギヤ１８と中径部１２とを連結する。よって、ス
ピンドル９はベベルギヤ１８と一体に上方から見て右回
転する。この起動時の内側コイルバネ２２の作用によっ
て、ベベルギヤ１８からスピンドル９へのトルク伝達は
急激に行われることがなく、内側コイルバネ２２がクッ
ションとなってギヤ間での音の発生やピニオンの摩耗等
を軽減できる。尚、外側コイルバネ２３は、連結溝２１
の内周とロックスリーブ１７の内周との摩擦により巻き
絞られるため、拡開力が低下し、トルク伝達の機能は殆
ど果たさない。又、起動時には、スピンドル９に追従し
て回転する工具１６との間の摩擦で、ロックナット１４
には締め方向への力が加わる。

【００１０】そして、モータ４を停止させると、慣性に
よって工具１６とスピンドル９とがしばらく回転を続け
るが、ここでロック手段２７のロック部材２５を押し込
むことがあると、ベベルギヤ１８に当接することで回転
速度が低下し、スピンドル９との間に速度差が生じる。
すると、外側コイルバネ２３が連結溝２１の外周とロッ
クスリーブ１７の内周との間の摩擦で拡開し、この上昇
した拡開力によってベベルギヤ１８とロックスリーブ１
７とを一体化させる。よって、スピンドル９と工具１６
もベベルギヤ１８に追従して回転速度を低下させ、ベベ
ルギヤ１８の凹部２６にロック部材２５を嵌合させてベ
ベルギヤ１８を停止させると、スピンドル９と工具１６
も同時に停止する。このように、ベベルギヤ１８とスピ
ンドル９との間に速度差が生じてからスピンドル９が追
従するまでのトルク伝達に、外側コイルバネ２３の拡開
による若干のタイムラグが生じ、外側コイルバネ２３が
クッションとなるため、ベベルギヤ１８をロックする際
のロック部材２５やベベルギヤ１８、ギヤハウジング３
への衝撃は緩和される。尚、スピンドル９の減速時に工
具１６との間でロックナット１４には緩め方向への力が
加わることになるが、外側コイルバネ２３のクッション
効果により、工具１６からロックナット１４へ伝わる衝
撃も緩和されるため、ロックナット１４が緩む虞れは生
じない。

【００１１】尚、モータ４の停止状態で、工具１６を取
り外すためにロックナット１４を緩める場合、まずロッ
ク部材２５を押し込んでベベルギヤ１８をロックし、そ
のままロックナット１４をスピンドル９に対して左回転
させると、ロックされるベベルギヤ１８に対してスピン
ドル９とロックスリーブ１７とが左回転しようとするた
め、この場合も外側コイルバネ２３が連結溝２１の外周
とロックスリーブ１７の内周との間の摩擦で拡開する方
向へ力が加えられ、ベベルギヤ１８とロックスリーブ１
７とを一体化させる。よって、ロックナット１４のみを
回転させて雄ネジ部１０から取り外し、工具１６の交換
等を行うことができる。逆に、ロックナット１４を締め
付ける場合は、同様にロック部材２５を押し込んでベベ
ルギヤ１８をロックした状態でロックナット１４を雄ネ
ジ部１０にねじ込むと、ロックされるベベルギヤ１８に
対してスピンドル９とロックスリーブ１７とが右回転し
ようとするため、この場合は内側コイルバネ２２が連結
溝２１の内周及び中径部１２の外周との間の摩擦で巻き
絞られる方向へ力が加えられ、ベベルギヤ１８とスピン
ドル９とを一体化させる。よって、ロックナット１４の
みを回転させて雄ネジ部１０に締め付けることができ
る。

【００１２】このように上記実施の形態によれば、内側
コイルバネ２２と外側コイルバネ２３とを利用して別体
のベベルギヤ１８とスピンドル９との連結を行うこと
で、スピンドル９のロックを行う際のロック部材２５や
ベベルギヤ１８、ギヤハウジング３への衝撃を効果的に
緩和でき、ロック部材２５やベベルギヤ１８のギヤ部１
９等の破損や変形といった不具合の発生を防止できる。
又、内側コイルバネ２２を採用することで、起動時のト
ルク伝達が急激に行われることがなく、内側コイルバネ
２２がクッションとなってギヤ間での音の発生やピニオ
ンの摩耗等を軽減できる。

【００１３】尚、上記形態のグラインダ１は、電気ブレ
ーキがないタイプであるが、電気ブレーキが付いたもの
でも、先述のスピンドル９の慣性回転中にロック部材２
５を押し込んだ場合と同様の作用でスピンドル９と工具
１６とを停止させることができる。即ち、モータ軸５の
減速に伴い減速するベベルギヤ１８と、慣性回転しよう
とするスピンドル９のロックスリーブ１７との間で外側
コイルバネ２３が拡開することで、スピンドル９と工具
１６とが短時間で停止するのである。又、電気ブレーキ
付の場合も、スピンドル９の減速時に工具１６との間で
ロックナット１４には緩め方向への力が加わるが、先述
の慣性回転時のロック部材２５の押込みの際と同様に、
外側コイルバネ２３のクッション効果でロックナット１
４への衝撃が緩和されるため、ロックナット１４が緩む
虞れはない。

【００１４】又、上記形態では、内側コイルバネ２２を
起動時、外側コイルバネ２３を制動時のトルク伝達に夫
々利用しているが、共に巻き方向を右巻きにすることで
互いに作用を逆にすることもできる。更に、ベベルギヤ
１８とスピンドル９との間にリング状の連結溝２１を設
け、一方のコイルバネを巻回、他方のコイルバネを嵌挿
させているが、ベベルギヤ１８とスピンドル９との間に
二重筒を設けて２本とも夫々巻回させ、互いに巻き方向
を反対にして一方を起動時、他方を制動時に夫々利用す
ることも可能である。但し、本発明の趣旨は、コイルバ
ネによる制動時の緩衝であるから、起動時のトルク伝達
は必ずしもコイルバネを利用する必要はなく、駆動回転
方向のみトルク伝達可能であれば噛み合いクラッチやラ
チェット機構等を採用しても良い。その他、スピンドル
がモータ軸と直交状に配置される形態に限らず、モータ
軸と平行に配置されるスピンドルに平歯車等で回転伝達
を行うものであっても本発明は適用可能である。

【００１５】

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、互いに
回動自在としたギヤとスピンドルとをコイルバネで連結
し、ギヤの回転速度の変化をコイルバネを介してスピン
ドルに伝達可能としたことで、ロック手段によりスピン
ドルのロックを行う際のロック部材やギヤ、ハウジング
等への衝撃をコイルバネによって効果的に緩和でき、ロ
ック部材やギヤ等の破損や変形といった不具合の発生を
防止できる。又、この緩衝効果により、グラインダのよ
うにスピンドルの先端に螺合されるロックナットで工具
を固定するものにあっては、ロックナットの緩みも防止
可能となる。請求項２に記載の発明によれば、請求項１
の効果に加えて、第二周面部と第二コイルバネとを設け
てギヤの回転をスピンドルに伝達するものとしたこと
で、起動時の緩衝効果も得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】グラインダの一部断面図である。

【図２】内側コイルバネと外側コイルバネとの巻装部分
の断面説明図である。

【符号の説明】

１・・グラインダ、３・・ギヤハウジング、４・・モー
タ、５・・モータ軸、９・・スピンドル、１１・・小径
部、１２・・中径部、１３・・大径部、１４・・ロック
ナット、１６・・工具、１７・・ロックスリーブ、１８
・・ベベルギヤ、２１・・連結溝、２２・・内側コイル
バネ、２３・・外側コイルバネ、２５・・ロック部材、
２７・・ロック手段。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 モータ軸からギヤを介して前記ギヤと同
   軸に配置されたスピンドルに回転を伝達する一方、前記
   ギヤに、その回転を任意にロック可能なロック手段を設
   けた電動工具であって、 前記スピンドルを前記ギヤに対して回動自在に設けると
   共に、互いに同心で対向するリング状の周面部を夫々形
   成し、前記両周面部にコイルバネを跨るように巻回又は
   嵌挿して前記ギヤとスピンドルとを連結し、前記ギヤの
   回転速度の減少に伴う前記スピンドルとの間の速度差に
   より、前記コイルバネの径が縮小又は拡開する方向へ力
   を生じさせて、前記ギヤへの制動力を前記スピンドルに
   伝達可能としたことを特徴とする電動工具。
2. 【請求項２】 ギヤとスピンドルとの間に、周面部と異
   径且つ同心の第二周面部を夫々形成すると共に、前記両
   第二周面部に第二コイルバネを跨るように巻回又は嵌挿
   して前記ギヤとスピンドルとを連結し、前記ギヤの回転
   速度の増加に伴う前記スピンドルとの間の速度差によ
   り、前記コイルバネの径が縮小又は拡開する方向へ力を
   生じさせて、前記ギヤの回転を前記スピンドルに伝達可
   能とした請求項１に記載の電動工具。