JP2004082289A

JP2004082289A - 振動ドリルドライバ

Info

Publication number: JP2004082289A
Application number: JP2002247820A
Authority: JP
Inventors: Kazuto Toyama; 外山　一人; Masao Yamamoto; 山本　真佐雄
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2002-08-27
Filing date: 2002-08-27
Publication date: 2004-03-18
Anticipated expiration: 2022-08-27
Also published as: JP4085747B2

Abstract

【課題】ドリルモードで作業中に不意にクラッチが作動することなく確実にドリル作業を行うことのできる振動ドリルドライバを提供する。
【解決手段】本体ハウジング１内に、モータ９により回転駆動されるスピンドル２と、モータ９とスピンドル２との間に設けられて切替ハンドル２９の回動と連動して作動トルクを無限大を含み多段階に切替可能なクラッチ手段と、切替ハンドル２９と一体に回動する切替リング３０に形成した凹部３０ｂに切替ハンドル２９が所定量だけ回動した状態で切替板２４の先端２４ａが嵌入することで連動して滑り噛合いによる軸方向振動をスピンドル２に与えるカム構造から成る振動発生手段とを備えた振動ドリルドライバにおいて、切替スイッチ２９の一方向の回動に伴って、クラッチモード、振動モード、ドリルモードの順に切替わることを特徴としたものとする。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、クラッチモードとドリルモードと振動モードとを選択して使用可能な振動ドリルドライバに関する。
【０００２】
【従来の技術】
振動ドリルドライバは、切替ハンドルを操作することで、クラッチモード（作動トルク調整自在のドライバモード）、ドリルモード、振動モードを選択して使用することのできる電動工具であり、クラッチモード時に切替ハンドルの回動に応じて作動トルクを多段に変更自在としたものが数多く提供されている。このような振動ドリルドライバにおいて、従来のものは切替ハンドルの一方向の回動に伴ってクラッチモード、ドリルモード、振動モードの順に切替わるようになっていて、ドリルモードで作業中に外部からの衝撃により切替ハンドルが不意に回動してクラッチモードに切替わってクラッチが作動してしまうことがあった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、ドリルモードで作業中に不意にクラッチが作動することなく確実にドリル作業を行うことのできる振動ドリルドライバを提供することを課題とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明を、本体ハウジング１に切替ハンドル２９を回動自在に装着するとともに、本体ハウジング１内には、軸方向に移動自在で且つモータ９により回転駆動されるスピンドル２と、モータ９とスピンドル２との間に設けられて切替ハンドル２９の回動と連動して作動トルクを無限大を含み多段階に切替可能なクラッチ手段と、切替ハンドル２９と一体に回動する切替リング３０に形成した凹部３０ｂに切替ハンドル２９が所定量だけ回動した状態で切替板２４の先端２４ａが嵌入することで連動して滑り噛合いによる軸方向振動をスピンドル２に与えるカム構造から成る振動発生手段とを備えた振動ドリルドライバにおいて、切替ハンドル２９の一方向の回動に伴って、作動トルクが無限大を含まず多段階に切替可能なクラッチモード、スピンドル２に軸方向振動を与える振動モード、作動トルクが無限大であるドリルモード、の順に切替わることを特徴としたものとする。
【０００５】
このようにすることで、ドリルモードで作業中に外部からの衝撃により切替ハンドル２９が不意に回動した場合にはまず振動モードに切替わるとともに、この振動モードにおいては切替板２４の先端２４ａが切替リング３０の凹部３０ｂに嵌入して係止されることから切替リング３０及び切替ハンドル２９がそれ以上回動することが防止されるので、クラッチモードにまで切替わってクラッチが作動してしまうことがなく確実にドリル作業を行うことができる。
【０００６】
また、切替リング３０の凹部３０ｂとドリルモード時に切替板２４の先端２４ａが当たる箇所との間に凸部３０ｃを設けることも好ましい。このようにすることで、ドリルモードで作業中に切替リング３０及び切替スイッチ２９が回動して振動モードに切替わることが防止され、クラッチモードにまで切替わってクラッチが作動してしまうことが更になくなって確実にドリル作業を行うことができる。
【０００７】
また、切替板２４及び該切替板２４の先端２４ａが嵌入する切替リング３０の凹部３０ｂの組を複数設けるとともに、切替板２４の凹部３０ｂへの嵌入位置とスピンドル１の中心軸ｃとの距離を各組毎に相違させることも好ましい。このように切替板２４及び該切替板２４の先端２４ａが嵌入する切替リング３０の凹部３０ｂの組を複数設けることで、カム構造を安定的に作動させることができるとともに、この場合に切替板２４の凹部３０ｂへの嵌入位置とスピンドル２の中心軸ｃとの距離を各組毎に相違させることで、クラッチモードからドリルモードに至るまでの切替ハンドル２９の回動角を略３６０°とすることができて、クラッチモードでの作動トルクの切替えを多段化することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を添付図面に示す実施の形態に基づいて説明する。
【０００９】
図１には、本発明の実施の形態における一例の振動ドリルドライバのクラッチモード時を示している。振動ドリルドライバの外殻を成す本体ハウジング１の先端面から外部に突出したスピンドル２の先端にはドリルビット装着用のチャック（図示せず）が取付けられるようになっている。このスピンドル２は、本体ハウジング１に内蔵されたギアボックス４及びケーシング５に軸受６，７を介して軸周り回転及び軸方向移動自在に支持されるもので、その後端には減速機構Ｄとの連結部としてスプラインを形成している。
【００１０】
上記減速機構Ｄは、ギアボックス４内において、本体ハウジング１の後部に内蔵されるモータ９の出力軸９ａに固着した太陽ギア１０と、この太陽ギア１０に噛合う複数個の遊星ギア１１と、遊星ギア１１が噛合うインターナルギア１２と、遊星ギア１１を支持するキャリア１３とで１段目の減速機構を形成し、キャリア１３を太陽ギアとしてこれと噛合う複数個の遊星ギア１４と、遊星ギア１４が噛合うインターナルギア１５と、遊星ギア１４を支持するキャリア１６とで２段目の減速機構を形成し、更に、キャリア１６を太陽ギアとしてこれと噛合う複数個の遊星ギア１７と、遊星ギア１７が噛合うインターナルギア１８と、遊星ギア１８を支持するキャリア１９とで３段目の減速機構したものであり、キャリア１９には上記スピンドル２のスプラインと軸方向摺動自在に連結するスプライン孔１９ａを設けている。
【００１１】
なお、上記インターナルギア１５は軸方向に摺動自在であって、本体ハウジング１の外面に配される変速操作子（図示せず）のスライドに伴って、ギアボックス４との係合で回転不能になる位置とキャリア１３と係合して一体に回転する位置との間で移動するものである。
【００１２】
スプライン２には、その軸方向中間部にリング状の回転カム８を圧入固定しているとともに、軸受６と回転カム８との間に回転カム８と対向するようにリング状のスライドカム２１を遊嵌させている。スライドカム２１は、その外周面から突設した突片２１ａをケーシング５の内面に形成した軸方向に長尺の溝２６に係合させることで回り止めされており、また、軸受６との間に配したばね２３により回転カム８側に向けてばね付勢されている。但し、溝２６には切替板２４を軸方向に摺動自在に配してあって該切替板２４の後端２４ｂをスライドカム２１の突片２１ａに当接させており、ばね２３によるスライドカム２１の前進が所定位置で規制されるとともに、スライドカム２１と回転カム８との間に空打ち防止ばね２５を介装していることで、スライドカム２１と回転カム８とは接触しないようになっている。
【００１３】
図４に示すように、本体ハウジング１に内蔵したケーシング５の外周面にはねじ部５１を螺設しており、内周面がねじ形状を成すリング状のアジャストねじ３２を螺合させている。また、略円筒状を成す切替ハンドル２９の内周面に形成した凹部（図示せず）に、アジャストねじ３２の外周面から突設したリブ３２ａを係合させており、切替ハンドル９の回動に伴って、該切替ハンドル９とアジャストねじ３２とが一体となってケーシング５に対して軸方向に移動自在となっている。なお、切替ハンドル９は一方向に略３６０°回転可能となっている。ケーシング部５の大径部５ａに軸方向に貫設した貫通孔５２には先端が半球状を成すピン３３を挿入しており、このピン３３の後端段部とリング状を成すクラッチ板３４との間にクラッチばね３５を介在させるとともに、減速機構Ｄにて遊動自在とされたインターナルギア１８の軸方向端面に突設した突条１８ａにピン３３の先端を弾設させている。クラッチばね３５によるピン３３への付勢力は切替ハンドル２９の回動量に対応して変更自在であり、この付勢力に応じて決定される作動トルクよりも作業中にスピンドル２にかかるトルクが小さい場合には、インターナルギア１８は突条１８ａとピン３３との係合で回転不能であってモータ９からの動力がスピンドル２にまで伝達される。これに対して、スピンドル２にかかるトルクが上記作動トルク以上となる場合には、インターナルギア１８の突条１８ａがピン３３を押し出して回転を始め、モータ９からスピンドル２への動力伝達が遮断される。上記構成がモータ９とスピンドル２との間に設けられて切替ハンドル９の回動と連動して作動トルクを多段階に切替可能なクラッチ手段となっている。
【００１４】
図２には、振動ドリルドライバの振動モード時を示している。切替ハンドル２９の内面には図５にも示すように一方の面がカム面３０ａとなった切替リング３０を固着して切替ハンドル２９と一体に回動するようにしており、この切替リング３０のカム面３０ａに形成した凹部３０ｂに切替板２４の先端２４ａを嵌入により当接させている。また、回転カム８とスライドカム２１の対向面には、図３（ｃ）に示すように滑り噛合いを生じるような波型の傾斜面を形成しており、ばね２３により回転カム８をスライドカム２１との噛合い方向にばね付勢している。
【００１５】
したがって、例えば図１に示したクラッチモードでは切替板２４の先端２４ａがカム面３０ａと凹部３０ｂ以外の平坦面と当接して前述のように回転カム８とスライドカム２１とが接触せず滑り噛合いを生じることがないのに対して、図２に示す振動モードでは切替板２４の先端２４ａが切替リング３０の凹部３０ｂに嵌入して切替板２４が先端側にスライドし、ばね付勢によりスライドカム２１が回転カム８と近接する位置にまで移動することで、スピンドル２が作業中の負荷により後退すると連動して回転カム８がスライドカム２１と接触する。ここで、回転カム８はスピンドル２と一体に回転するのに対してスライドカム２１はケーシング５との係合により回転不能であることから、回転カム８とスライドカム２１の対向面における各斜面が噛合った状態で回転カム８がその回転によりスライドカム２１を傾斜面に沿って押出すと、その直後にスライドカム２１がばね２３の復元力によって回転カム８に打撃を与え、結果としてスピンドル２に軸方向振動を発生させる。このように、本例においては滑り噛合いを生じる回転カム８とスライドカム２１とを備えて成るカム構造によって振動発生手段を形成している。
【００１６】
振動ドリルドライバがこの振動モードになる時（即ち切替板２４の先端２４ａが切替リング３０の凹部３０ｂに嵌入する時）は、ピン３３とクラッチ板３４が僅かな隙間を介して近接するまで切替ハンドル２９を所定量だけ回動させた時であって、この状態ではインターナルギア１８の突条１８ａがピン３３を押し出して回転することがないので、作動トルクは無限大となっている。即ち、軸方向振動を与えながらスピンドル２をドリル回転させて作業可能なものである。
【００１７】
なお、図中７はスピンドル２を回動自在に且つ軸方向に移動自在に支持する軸受、２７は防塵ゴム、２８は回転カム８の移動及びスピンドル２の軸方向移動範囲を規制する為のピンである。
【００１８】
次に、切替ハンドル２９を略３６０°回した最終回動状態（即ち、クラッチモードから振動モードへの切替え方向に向けて振動モードから更に切替ハンドル２９を回転させた状態）においては、切替板２４の先端２４ａは切替リング３０の凹部３０ｂから外れて、カム面３０ａの該凹部３０ｂと隣接して設けた凸部３０ｃを乗り越えた個所に当接するとともに、ピン３３の後端がクラッチ板３４と当接し、切替ハンドル２９の回転が停止するものである。そして、スライドカム２１は切替板２４の後退と連動して回転カム８と滑り噛合いを生じることのない位置に後退するものであり、この時の作動トルクはピン３３の後端とクラッチ板３４の当接により無限大となっている。そして、この状態が軸方向振動を与えることなくスピンドル２をドリル回転させるドリルモードとなっている。
【００１９】
このように、本例の振動インパクトドライバにあっては、切替ハンドル２９の一方向の回動に伴って、作動トルクが無限大を含まず多段階に切替可能なクラッチモード、スピンドル２に軸方向振動を与える振動モード、作動トルクが無限大であるドリルモード、の順に切替わるようになっており、ドリルモードで作業中に外部からの衝撃により切替ハンドル２９が不意に回動した場合にはまず振動モードに切替わり、このとき切替リング３０は凹部３０ｂに切替板２４の先端２４ａが嵌入して係止されることから、クラッチモードにまで切替ってクラッチが作動してしまうことが防止されるようになっている。また、切替リング３０のカム面３０ａにおいてドリルモード時に当接する箇所と振動モード時に当接する箇所（即ち凹部３０ｂ）との境界部分に上記凸部３０ｃを設けていることで、ドリルモードから振動モードに切替わること自体も防止されており、不意にクラッチモードに切替わってクラッチが作動しまうことが更に確実に防止されるようになっている。
【００２０】
本例においては、切替板２４及び該切替板２４が嵌入する切替リング３０の凹部３０ｂの組を二つ設けて、スライドカム２１が安定的に軸方向に摺動してカム構造が作動するようにしているが、仮に、この場合に各組毎のスピンドル２の中心軸ｃとの距離を一致させたとすると、クラッチモードからドリルモードに至るまでの切替ハンドル２９の回動角が最大でも１８０°しか確保できず、クラッチモードにおいて作動トルクを多段階に切替えることが困難になってしまう。そこで、本例においては、図７に示すように切替板２４として直線的な板状を成す切替板３６と段差を有するクランク型の切替板３７とを備えることで、切替板３６の先端３６ａとスピンドルの中心軸ｃとの距離Ａと、切替板３７の先端３７ａとスピンドルの中心軸ｃとの距離Ｂとを、相違させている。また同様に、切替リング３０の凹部３０ｂとしても、スピンドル２の中心軸ｃから距離Ａだけ離れた位置に切替板３６の先端３６ａが嵌入する凹部４０を設け、スピンドル２の中心軸ｃから距離Ｂだけ離れたに位置に切替板３７の先端３７ａが嵌入する凹部４１を設けている。そして、このように切替板３６と凹部４０の嵌入位置と切替板３７と凹部４１の嵌入位置とでスピンドル２の中心軸ｃとの距離を相違させることで、クラッチモードからドリルモードに至るまでの切替ハンドル２９の回動角を略３６０°とすることができて、クラッチモードでの作動トルクの切替えが多段化可能となる。
【００２１】
また、図８に示すように、上記切替板３６，３７のそれぞれの後端を円筒部３８で連結して一体の切替部材３９としても同様の効果が得られるし、図９に示すように、切替リング３０に凹部３０ｂとして凹部４２を一つだけ形成するとともに一対の切替板２４の先端形状及び長さを相違させて一方のみを該凹部４２に嵌入可能とし、他方は切替リング３０の平坦面と当接するのみとすれば、一対の切替板２４の先端２４ａをスピンドル２の中心軸ｃからの距離を相違させて設けずとも同様の効果を得ることができる。
【００２２】
なお、上記のように切替板２４をスピンドル２の中心軸ｃを挟んで対向するように一対設けた場合に限らず、切替板２４を３つ以上設けた場合においても図７〜図９に示した構成と同様の構成を備えることが好ましい。
【００２３】
【発明の効果】
上記のように請求項１記載の発明にあっては、ドリルモードで作業中に外部からの衝撃により切替ハンドルが不意に回動した場合にはまず振動モードに切替わるとともに、この振動モードにおいては切替板の先端が切替リングの凹部に嵌入して係止されることから切替リング及び切替ハンドルがそれ以上回動することが防止されるので、クラッチモードにまで切替わってクラッチが作動してしまうことがなくなり確実にドリル作業を行うことができるという効果がある。
【００２４】
また、請求項２記載の発明にあっては、請求項１記載の発明の効果に加えて、ドリルモードで作業中に切替リング及び切替スイッチが回動して振動モードに切替わることが防止され、クラッチモードにまで切替わってクラッチが作動してしまうことが更になくなって確実にドリル作業を行うことができるという効果がある。
【００２５】
また、請求項３記載の発明にあっては、請求項１又は２記載の発明の効果に加えて、切替板及び該切替板の先端が嵌入する切替リングの凹部の組を複数設けることで、カム構造を安定的に作動させることができるとともに、この場合に切替板の凹部への嵌入位置とスピンドルの中心軸との距離を各組毎に相違させることで、クラッチモードからドリルモードに至るまでの切替ハンドルの回動角を略３６０°とすることができて、クラッチモードでの作動トルクの切替えを多段化することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における一例の振動ドリルドライバのクラッチモードを示す主要部断面図である。
【図２】同上の振動ドリルドライバの振動モードを示す主要部断面図である。
【図３】同上のカム構造の説明図であって、（ａ）はスライドカムのカム面を正面視した状態を示し、（ｂ）は回転カムのカム面を正面視した状態を示し、（ｃ）は（ａ）のＡ−Ａ断面と（ｂ）のＢ−Ｂ断面との滑り噛合い状態を示している。
【図４】同上のクラッチ手段を示す分解斜視図である。
【図５】同上の振動発生手段を示す分解斜視図である。
【図６】同上の切替リングを示す主要部断面図である。
【図７】同上の切替板の説明図であって、（ａ）は斜視した状態を示し、（ｂ）は切替リングとの位置関係を示している。
【図８】同上の別の実施形態である切替板の説明図であって、（ａ）は斜視した状態を示し、（ｂ）は切替リングとの位置関係を示している。
【図９】同上のまた別の実施形態である切替板の説明図であって、（ａ）は斜視した状態を示し、（ｂ）は切替リングとの位置関係を示している。
【符号の説明】
１　本体ハウジング
２　スピンドル
９　モータ
２４　切替板
２４ａ　先端
２９　切替ハンドル
３０　切替リング
３０ｂ　凹部
３０ｃ　凸部
ｃ　中心軸

Claims

本体ハウジングに切替ハンドルを回動自在に装着するとともに、本体ハウジング内には、軸方向に移動自在で且つモータにより回転駆動されるスピンドルと、モータとスピンドルとの間に設けられて切替ハンドルの回動と連動して作動トルクを無限大を含み多段階に切替可能なクラッチ手段と、切替ハンドルと一体に回動する切替リングに形成した凹部に切替ハンドルが所定量だけ回動した状態で切替板の先端が嵌入することで連動して滑り噛合いによる軸方向振動をスピンドルに与えるカム構造から成る振動発生手段とを備えた振動ドリルドライバにおいて、切替ハンドルの一方向の回動に伴って、作動トルクが無限大を含まず多段階に切替可能なクラッチモード、スピンドルに軸方向振動を与える振動モード、作動トルクが無限大であるドリルモード、の順に切替わることを特徴とする振動ドリルドライバ。
切替リングの凹部とドリルモード時に切替板の先端が当たる箇所との間に凸部を設けたことを特徴とする請求項１記載の振動ドリルドライバ。
切替板及び該切替板の先端が嵌入する切替リングの凹部の組を複数設けるとともに、切替板の凹部への嵌入位置とスピンドルの中心軸との距離を各組毎に相違させることを特徴とする請求項１又は２記載の振動ドリルドライバ。