JP2010007762A - 回転軸の位置決め構造 - Google Patents

Abstract

【課題】回転軸を簡単な構成で精度よく位置決めする。
【解決手段】モータ３の出力軸４に圧入されるシール用のスリーブ３２の端部を、出力軸４に外装されるボールベアリング３１の一方の端面に当接させる一方、インナハウジング２２に、ボールベアリング３１の他方の端面に当接するベアリングリテーナ３７を設けて、スリーブ３２とベアリングリテーナ３７とによってボールベアリング３１を挟持させて出力軸４を軸方向に位置決めするようにした。
【選択図】図２

Description

本発明は、ハンマードリル等の電動工具において、モータの出力軸等の回転軸をハウジングに対して位置決めする構造に関する。

例えばハンマードリルでは、ハウジング内に、モータと、そのモータの駆動によって動作する出力部（回転打撃機構）とを収容し、モータの出力軸を出力部のギヤに噛合させて出力部を動作させるようになっている。この出力軸は、例えば特許文献１に開示のように、ハウジング内で出力部を収容するギヤハウジングによってボールベアリングを介して軸支されている。また、出力軸におけるボールベアリングよりも先端側には、ギヤハウジングとの間に設けたオイルシールが摺接するスリーブが圧入されている。

特開２００６−２６８５４号公報

このような出力軸は、出力軸に外装させたボールベアリングをギヤハウジングに設けた凹部に対して開口側から単純に嵌合させることで位置決めされるため、出力軸が軸方向にがたつきやすく、延いては後段のギヤとの噛み合い部分の耐久性の低下等に繋がる。これは出力軸に限らず、出力軸の後段で減速等のために平行配置される中間軸等の他の回転軸が位置決めされる場合も同様である。

そこで、本発明は、出力軸等の回転軸を簡単な構成で精度よく位置決め可能となり、好適な耐久性維持に繋がる回転軸の位置決め構造を提供することを目的としたものである。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、シール用のスリーブの端部を、軸受の一方の端面に当接させる一方、ハウジングに、軸受の他方の端面に当接するベアリングリテーナを設けて、スリーブとベアリングリテーナとによって軸受を挟持させて回転軸を軸方向に位置決めする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の構成において、ベアリングリテーナを必要最小限で構成するために、ベアリングリテーナを、軸受の略半周部分に当接する半円状としたことを特徴とするものである。
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２の構成において、ベアリングリテーナの組付けをより簡単にするために、ベアリングリテーナに、ハウジングに設けた被係止部に係止してベアリングリテーナをハウジングへの取付位置へ位置決めする係止爪を設けたことを特徴とするものである。

請求項１に記載の発明によれば、回転軸を既存のスリーブを利用した簡単な構成で精度よく位置決め可能となる。よって、後段のギヤとの適正な噛み合いが維持でき、好適な耐久性が得られる。
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、ベアリングリテーナが回転軸の位置決めに必要な最小限の構成で済み、コストアップが抑えられると共に、ハウジングへの組付けも容易に行える。
請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は２の効果に加えて、係止爪を利用してハウジングへの組付けがより簡単に行える。

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、電動工具の一例であるハンマードリルの全体図で、ハンマードリル１は、後方（図１の左側）下側にバッテリー２を装着し、その前方にモータ３を出力軸４を上向きにして収容して、モータ３の上方に出力部５を設けた構成となっている。出力部５は、まず前後方向に軸支される中間軸６を有し、その中間軸６の前後に、第１ギヤ７とスワッシュベアリング８とを夫々中間軸６と別体回転可能に外装すると共に、第１ギヤ７とスワッシュベアリング８との間にクラッチスリーブ９を、中間軸６と一体回転可能且つ軸方向へスライド可能に設けている。また、中間軸６の上方では、第１ギヤ７と噛合する第２ギヤ１１を一体に外装した筒状のツールホルダ１０が中間軸６と平行に軸支されており、ツールホルダ１０内には、ストライカ１３を内設したピストンシリンダ１２が進退動可能に遊挿されている。このピストンシリンダ１２の後端がスワッシュベアリング８のアーム１４と連結されて、ピストンシリンダ１２の前方にインパクトボルト１５が前後移動可能に収容されている。

よって、図示しない操作ツマミによってクラッチスリーブ９を前方へスライドさせて第１ギヤ７のみと係合させると、中間軸６の回転がクラッチスリーブ９を介して第１ギヤ７に伝わり、第２ギヤ１１を介してツールホルダ１０に伝わることで、ツールホルダ１０の先端に装着した図示しないビットがツールホルダ１０と共に回転する（ドリルモード）。また、クラッチスリーブ９を後方へスライドさせてスワッシュベアリング８のみと係合させると、中間軸６の回転がクラッチスリーブ９を介してスワッシュベアリング８に伝わり、アーム１４が前後へ揺動してピストンシリンダ１２を進退動させ、ストライカ１３を連動させてインパクトボルト１５を打撃し、ビットを打撃する（ハンマーモード）。さらに、クラッチスリーブ９を第１ギヤ７とスワッシュベアリング８との双方に係合させると、第１ギヤ７とスワッシュベアリング８との双方が回転し、ビットは回転しながら打撃される（ハンマードリルモード）。

そして、ハンマードリル１のハウジングは、出力部５の後方部分からモータ３を含む後方全体を覆う本体ハウジング２０と、その本体ハウジング２０の前方で出力部５の前方部分を覆う前側ハウジング２１とに分割されている。また、出力部５は、本体ハウジング２０内に組み付けられたインナハウジング２２に後方部分が収容されている。

まず本体ハウジング２０は、図６（Ａ）にも示すように、分割ハウジングとなる一対の左右ハウジング２３，２４からなり、左ハウジング２３の内面には、ネジ孔を有する筒状のボス２５，２５・・が突設される一方、右ハウジング２４の内面には、左ハウジング２３への組み付け状態で各ボス２５に外嵌して同軸突き合わせ状態となり、透孔を有する筒状のボス２６，２６・・が夫々突設されている。よって、右ハウジング２４側からボス２６にネジ２７を貫通させてボス２５にねじ込むことで、本体ハウジング２０が組み付けられる。なお、本体ハウジング２０の後方上側には、モータ３を駆動させるスイッチ１６を収容し、押し操作によってスイッチ１６をＯＮさせるスイッチレバー１７を備えたハンドル２８が連結されている。

また、インナハウジング２２は、前方を開口させ、後方を閉塞した箱状体で、後方内部に設けたボールベアリング２９で中間軸６の後端を軸支する一方、下面の差込口３０からモータ３の出力軸４を差し込ませて、出力軸４に外装した本発明の軸受となるボールベアリング３１を差込口３０に嵌合させることで、出力軸４を軸支するようになっている。ここでのモータ３は、出力軸４の下端が上端よりも前寄りとなる傾斜姿勢で本体ハウジング２０内に収容されており、差込口３０からインナハウジング２２に差し込まれた出力軸４の先端は、中間軸６の後端に固着されて出力部５の入力端に位置するベベルギヤ１８と噛合して、出力軸４の回転を中間軸６へ伝達可能としている。

ここで、出力軸４におけるボールベアリング３１よりも先端側には、図２，３にも示すように、差込口３０内に保持されたシール部材としてのオイルシール３３が摺接するスリーブ３２が圧入されて、インナハウジング２２内のシールを図っている。３４はスリーブ３２の先端側で出力軸４に係止された止め輪である。また、出力軸４における差込口３０の開口際には、くびれ部３５が形成されて、そのくびれ部３５に、外装したボールベアリング３１の外側端面に当接するストッパリング３６が外装されている。
そして、インナハウジング２２における差込口３０の開口部分には、ベアリングリテーナ３７が設けられている。このベアリングリテーナ３７は、ボールベアリング３１の外側端面の略半周部分に当接する半円状で、外周側の上下に突設したリング状の取付部３８，３８には、ナット３９が夫々固着されると共に、両取付部３８，３８の間には、ナット３９の反対側へＬ字状に折り返される係止爪４０，４０が形成されている。

一方、インナハウジング２２の上下には、係止爪４０，４０が係止する厚みを有し、互いの対向端に突起４２を夫々突設した被係止部としての一対のネジ止め部４１，４１が形成されている。
よって、ベアリングリテーナ３７の係止爪４０，４０をネジ止め部４１，４１に係止させると、係止爪４０，４０が突起４２，４２に当接してベアリングリテーナ３７の上下方向への移動が規制されて、取付部３８及びナット３９の中心がネジ止め部４１の図示しない貫通孔と一致する取付位置に位置決めされる。この状態でネジ止め部４１及び取付部３８に夫々止めネジ４３を貫通させてナット３９にねじ込むと、ベアリングリテーナ３７は、差込口３０の開口及びボールベアリング３１の外側端面に当接する状態で固定されて、ボールベアリング３１を差込口３０の開口際で抜け止めする。こうして出力軸４に外装されるボールベアリング３１に、出力軸４の先端側からスリーブ３２に当接させる一方、反対側からはベアリングリテーナ３７に当接させることで、出力軸４は軸方向にがたつきなく位置決めされる。

さらに、インナハウジング２２の後端の上下二箇所には、本体ハウジング２０内の組み付け位置で左ハウジング２３のボス２５が貫通する位置決め孔４５を有した筒部４４が形成されている。この位置決め孔４５へのボス２５の貫通状態で、図６（Ａ）に示すように、筒部４４の端面がボス２５の外周から左ハウジング２３の内面に立設されたリブ４６に当接する。こうしてインナハウジング２２を左ハウジング２３に組み付けた状態で右ハウジング２４を組み付けると、右ハウジング２４のボス２６が筒部４４の端面に当接して筒部４４を左右方向の中央に位置決めする。すなわち、本体ハウジング２０のネジ止めと同時にインナハウジング２２をボス２５，２６によって位置決め固定可能としたものである。
加えて、インナハウジング２２の前端は、本体ハウジング２０の前端開口よりも前方へ突出して、その突出部４７の外面に形成された周方向の凹溝４８には、Ｏリング４９が外装されている。

一方、前側ハウジング２１は、本体ハウジング２０の前端開口に合致する後端開口を有し、インナハウジング２２の前方部分からツールホルダ１０及び中間軸６の前端まで覆う先細りの筒状体で、内部にはツールホルダ１０を軸支する軸受５０と、中間軸６の前端を軸支するボールベアリング５１とが設けられている。この前側ハウジング２１と本体ハウジング２０との組付けは、図６（Ｂ）に示すように、前側ハウジング２１の後端に形成された貫通孔５２からネジ５３を貫通させて、左右ハウジング２３，２４の前端に形成されたネジ孔５４にねじ込むことで行われる。この組み付け状態で、インナハウジング２２の突出部４７の外面に突設された突条５５が、本体ハウジング２０と前側ハウジング２１とに挟持されて、Ｏリング４９が前側ハウジング２１の内面に当接するようになっている。

５６は、モータ３の下方で本体ハウジング２０の前方下部に収容されたＬＥＤで、ツールホルダ１０に装着されたビットの前方を照射するように前方斜め上を向いた姿勢となっている。特にここでは、モータ３の傾斜姿勢によって本体ハウジング２０の下部形状が下方へ行くに従って徐々に前方へ突出する傾斜状となっており、ＬＥＤ５６はその傾斜状部分の略突出端に位置する格好となるため、本体ハウジング２０の最先端から作業位置を効果的に照射可能となっている。

以上の如く構成されたハンマードリル１においては、ハンドル２８を組み付けた左ハウジング２３上に、モータ３と、出力部５を収容したインナハウジング２２とをセットした状態で、右ハウジング２４を上方から被せてネジ止めすると、前述のように本体ハウジング２０の組付けと共にインナハウジング２２の本体ハウジング２０内での位置決め固定がなされる。なお、出力軸４のインナハウジング２２への組付けは、ストッパリング３６，ボールベアリング３１，スリーブ３２，止め輪３４を夫々組み付けた後、オイルシール３３を組み付けた差込口３０に差し込んで、ボールベアリング３１の前端をボールベアリング３１に合わせて差込口３０に形成された嵌合部３０ａに嵌合させ、最後にベアリングリテーナ３７を止めネジ４３によって固定する手順となる。

その後、出力部５の前方から前側ハウジング２１を被せるようにして本体ハウジング２０の前面に組付けてネジ止めすると、図１のようにハンマードリル１の組み立てが完了する。この状態で、前側ハウジング２１は本体ハウジング２０に加えて、インナハウジング２２の突出部４７とも一体化されるため、本体ハウジング２０と前側ハウジング２１との連結部分の剛性は確保される。

そして、例えば出力部５において修理やメンテナンスの必要が生じた場合は、前側ハウジング２１を固定するネジ５３を取り外せば、図４に示すように、本体ハウジング２０はそのままで前側ハウジング２１のみを取り外すことができ、出力部５の修理等が行える。
一方、例えばモータ３側において修理やメンテナンス等の必要が生じた場合は、左右ハウジング２３，２４を固定するネジ２７と、前側ハウジング２１と右ハウジング２４とを固定するネジ５３とを取り外せば、図５に示すように、前側ハウジング２１はそのままで右ハウジング２４のみを取り外すことができ、モータ３等の修理等が行える。

このように、上記形態のハンマードリル１によれば、出力軸４に圧入されるスリーブ３２の端部を、ボールベアリング３１の一方の端面に当接させる一方、インナハウジング２２に、ボールベアリング３１の他方の端面に当接するベアリングリテーナ３７を設けて、スリーブ３２とベアリングリテーナ３７とによってボールベアリング３１を挟持させて出力軸４を軸方向に位置決めするようにしたことで、出力軸４を既存のスリーブ３２を利用した簡単な構成で精度よく位置決め可能となる。よって、ベベルギヤ１８との適正な噛み合いが維持でき、好適な耐久性が得られる。

特にここでは、ベアリングリテーナ３７を、ボールベアリング３１の略半周部分に当接する半円状としたことで、ベアリングリテーナ３７が出力軸４の位置決めに必要な最小限の構成で済み、コストアップが抑えられると共に、インナハウジング２２への組付けも容易に行える。
また、ベアリングリテーナ３７に、インナハウジング２２に設けたネジ止め部４１に係止してインナハウジング２２への取付位置へ位置決めする係止爪４０を設けたことで、インナハウジング２２への組付けがより簡単に行えるようになっている。

なお、上記形態では、モータの出力軸について位置決め構造を採用しているが、例えば出力軸と出力部の入力端となるギヤとの間に、中間シャフト（中間軸）を出力軸と平行に軸支させて出力軸から回転伝達させ、当該中間シャフトを入力端のギヤと噛合させるような場合でも、中間シャフトの軸受部分にシール用のスリーブが外装されるものであれば、同様にベアリングリテーナを加えた位置決め構造の採用は可能である。

また、ベアリングリテーナは、上記形態と反対側の半周部分から組み付けたり、出力軸の上側から組み付けたりしてもよいし、半円状に限らず、Ｃ字状やリング状等の他の形状も採用できる。さらに、１つに限らず、例えば短い円弧状のものを複数個組み付けることも可能である。
加えて、ハウジングへの組付けも、ネジ止めを差込口の開口側から行ったり、係止爪を省略したり等、適宜設計変更可能である。
その他、軸受としてはボールベアリングに限らず、ニードルベアリングや軸受メタル等、他の種類の軸受であっても本発明の採用は妨げない。勿論適用する電動工具もハンマードリル以外の他のタイプが含まれる。

ハンマードリルの全体図である。 （Ａ）は出力軸部分の説明図、（Ｂ）はＡ矢視図、（Ｃ）はＢ矢視図である。 出力軸部分の拡大図である。 前側ハウジングを取り外した状態の説明図である。 右ハウジングを取り外した状態の説明図である。 （Ａ）はＣ−Ｃ線断面図、（Ｂ）はＤ−Ｄ線断面図である。

符号の説明

１・・ハンマードリル、３・・モータ、４・・出力軸、５・・出力部、６・・中間軸、１０・・ツールホルダ、２０・・本体ハウジング、２１・・前側ハウジング、２２・・インナハウジング、２３・・左ハウジング、２４・・右ハウジング、２５，２６・・ボス、２７，５３・・ネジ、３２・・スリーブ、３７・・ベアリングリテーナ、４０・・係止爪、４１・・ネジ止め部、４３・・止めネジ、４４・・筒部、４５・・位置決め孔、４７・・突出部。

Claims (3)

1. ハウジングに保持される軸受を外装し、その軸受よりも先端側に、前記ハウジングとの間に設けたシール部材が摺接するスリーブを圧入した回転軸を、前記ハウジングに対して軸方向に位置決めする構造であって、
   前記スリーブの端部を、前記軸受の一方の端面に当接させる一方、前記ハウジングに、前記軸受の他方の端面に当接するベアリングリテーナを設けて、前記スリーブとベアリングリテーナとによって前記軸受を挟持させて前記回転軸を軸方向に位置決めすることを特徴とする回転軸の位置決め構造。
2. 前記ベアリングリテーナを、前記軸受の略半周部分に当接する半円状としたことを特徴とする請求項１に記載の回転軸の位置決め構造。
3. 前記ベアリングリテーナに、前記ハウジングに設けた被係止部に係止して前記ベアリングリテーナを前記ハウジングへの取付位置へ位置決めする係止爪を設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の回転軸の位置決め構造。

Images