JP2012035407A - 逆回転時に振動発生不可能な装置 - Google Patents

Abstract

【課題】逆回転時に振動発生不可能な装置の提供。
【解決手段】ラチェット爪３１がリブ２１２に嵌入されていない場合、固定ラチェット２１は自由に回転し、前可動ラチェット１３は順方向または逆方向に回転するのと同時に固定ラチェットを順方向または逆方向に回転させるため軸方向振動を起こさない。また、ラチェット爪がリブに嵌入された場合、固定ラチェットは固定され、可動ラチェットが順方向回転する時、可動ラチェット歯と固定ラチェット歯の干渉により可動ラチェット歯は軸方向振動を起こし、前記可動ラチェットが固定ラチェットを逆方向回転させる時、前記リブの傾斜面２１３はラチェット爪を押して相対的なスライド運動が発生するため、固定ラチェットは固定されず、よって可動ラチェットには軸方向振動が生じることがない。
【選択図】図１

Description

本発明は電動工具に応用するラチェット装置に係り、特に出力軸が逆回転した時の軸方向の振動発生を防ぐ機構に関する。

公知のドリルや締め付け作業に用いる電動工具は、モーターの動力をギアシステムによって出力軸に伝えて動力を出力する構造を有する。また、ネジをきつく締め付けるために、或いはきつく締め付けたネジを順調に取り外すために、ドリルや締め付け用の電動工具に振動衝撃機能を備えて、ネジを締める瞬間にきつく締め付けたりして、取り外す瞬間にネジを緩めて取り外しを便利にできるものもある。

現在、公知の振動衝撃機能を備えた電動工具の機構には、出力軸と、前記出力軸に貫通させる固定ラチェットと可動ラチェットと、固定ラチェットと可動ラチェットの間に設けた少なくとも一つのスライド体と、前記各部材を収める外殻と、前記外殻に螺着組み合わせる調整つまみと、を備える。前記固定ラチェットには外殻内に設けて外殻だけに対応して回転する軸受を組み合わせ、可動ラチェットは出力軸に固定されているため出力軸に従い回転する。前記調整つまみが第一方向または第二方向に回転させられる時、機構の連動によって前記スライド体が外殻内で軸方向に前後移動するのを制御し、スライド体に設けた突出部を固定ラチェットに設けたリブに嵌入するか嵌入させない。スライド体の突出部が固定ラチェットのリブに嵌合せず、出力軸が軸方向作用を受けて可動ラチェットを固定ラチェットに噛合させる時、固定ラチェットは自由に回転するため、動力装置の駆動を受けた出力軸は単純回転動力を出力する。スライド体の突出部が固定ラチェットのリブに嵌合し、出力軸が軸方向の作用を受けて可動ラチェットを固定ラチェットに噛合させる時、固定ラチェットが固定される故に動力装置が駆動する出力軸に回転動力が発生する他、出力軸に固定した可動ラチェットの可動ラチェット歯は噛合している固定ラチェットの固定ラチェット歯を強制的に通過し、この干渉作用によって出力軸には同時に軸方向に振動する動力が発生する。

前述した公知の逆方向回転振動を防ぐラチェット装置の欠点は、スライド体の突出部が固定ラチェットのリブに嵌入し、出力軸が軸方向の作用力を受けて逆方向回転する時、可動ラチェット歯と固定ラチェット歯の逆回転する傾斜度が大きいために逆回転且つ軸方向振動する時に受ける応力負荷が非常に高くなり、よってラチェット歯は損傷を受け易く、内部機構もまた故障し易くなる。

本発明の目的は、公知の電動工具の出力装置が順方向回転と軸方向振動を出力するモードにおいて逆方向回転動力を出力する時に自動的に軸方向振動の出力を解除するため内部機構が過度の負荷応力により損傷する問題の発生を防ぐことにある。

本発明の主な特徴は、相互に噛合する可動ラチェットと固定ラチェットを備え、前記可動ラチェットを電動工具の出力軸に組み合わせ、出力軸の回転に従わせ、固定ラチェットは出力軸と分離させ、本発明の提供するクラッチ機構は、前記クラッチ機構を操作することによって出力軸を順方向または逆方向の単純回転動力を出力させるか、順方向回転且つ軸方向振動の動力を出力させるが逆回転不可能であるのと同時に軸方向振動不可能とすることにある。

本発明のもう一つの特徴は、相互に噛合する可動ラチェットと固定ラチェットを備え、且つ固定ラチェットには周囲に配置させる複数のリブを設け、各リブの同一方向側には傾斜面と少なくとも一つのラチェット爪を備えるロック部材を設け、前記ロック部材の移動が制御されるため、前記ラチェット爪は固定ラチェットのリブに嵌入するか離脱する。ラチェット爪がリブに嵌入されていない場合、固定ラチェットは自由に回転し、可動ラチェットは順方向または逆方向に回転するのと同時に固定ラチェットを順方向または逆方向に回転させるため軸方向振動を起こさない。また、ラチェット爪がリブに嵌入した場合、固定ラチェットは固定され、可動ラチェットが順方向回転する時、可動ラチェット歯と固定ラチェット歯の干渉により可動ラチェット歯は軸方向振動を起こす。可動ラチェットが固定ラチェットを逆方向回転させる時、リブの傾斜面はラチェット爪を押して相対的なスライドが発生するため、固定ラチェットに対する固定が解除され、これにより固定ラチェットは可動ラチェットに沿って逆回転するため軸方向振動を起こすことがない。

本発明の技術手段は出力軸部と固定ラチェット部と出力軸部と固定ラチェット部の間に設けた少なくとも一つの位置回復バネとラチェット爪を備えたロック部材と前記各部材を収めるための外殻と、前記外殻に螺着し組み合わせる制御装置とを含むことによりなる。前記出力軸部には出力軸に設ける第一軸受と可動ラチェットを備え、前記可動ラチェットの可動ラチェット歯は固定ラチェットの固定ラチェット歯に向き合い、前記固定ラチェットの外径には複数のリブを備え、各リブの同一方向側には傾斜面を設け、前記傾斜面の傾斜度は前記可動ラチェット歯と固定ラチェット歯の逆回転方向の傾斜度より小さくする。前記位置回復バネの両端はそれぞれ出力軸部と固定ラチェット部を継続的に圧止し、前記制御装置に備えられた環状機能切換部材を操作することにより、外殻の軸方向に沿って移動するロック部材をコントロールでき、更にロック部材のラチェット爪を固定ラチェットのリブに嵌入するか、しないかを制御する。前記位置回復バネはロック部材に対する作用を維持してラチェット爪とリブ端面との接触を保たせ、ラチェット爪を随時、順調に迅速にリブに嵌入させる。

良好な選択として、本発明のロック部材は両側に対称的に位置する二つのラチェット爪を含み、前記ラチェット爪は内側方向に一体湾曲成形する突出部とし、前記突出部が固定ラチェットのリブに嵌入し、前記突出部とリブの側面の傾斜面が相対的にスライド移動を生じさせる。

本発明の逆回転時に振動発生不可能な装置は、公知の電動工具の出力装置が順方向回転と軸方向振動を出力するモードにおいて逆方向回転動力を出力する時に自動的に軸方向振動の出力を解除するため内部機構が過度の負荷応力により損傷する問題を防ぐ効果を有する。

本発明の固定ラチェットと可動ラチェットとロック部材の詳細構造及びそれぞれの組立関係を示す立体分解図である。 本発明のラチェット装置を電動工具の切換装置として応用した主な部材の組立関係を示す立体分解図である。 本発明のラチェット装置を電動工具の切換装置に応用した組立立体断面図であり、並びに、単純回転出力モードに切り換えられた場合の構造状態を示す。 本発明の切換装置を回転及び振動出力モードに切り換えた構造状態を示す立体断面図である。 本発明の切換装置を切り換える過程において、スライド体の内側突出部が固定ラチェットのリブのエッジを押圧して移動不可能である状態に関する実施例の立体図である。

当該技術分野に熟知する者に本説明書の閲読後実施を可能とするために、以下に図面及び符合の説明を組み合わせた本発明の実施例に対する更なる詳細説明を行う。

本発明は電動工具（例えばドリル）等の装置に応用し、電動工具の出力軸を単純順方向または逆方向回転に切り換えるか、順方向回転及び軸方向振動に切り換えて動力を出力する装置を提供する。図１に示す通り、本発明のラチェット装置は、相互に噛合させる可動ラチェット１３と固定ラチェット２１とロック部材３とを備える。前記固定ラチェット２１には周囲に複数のリブ２１２を配置し、各リブ２１２の同一方向側には傾斜面２１３を設ける。前記ロック部材３は少なくとも一つのラチェット爪３１を設け、前記ラチェット爪３１の端部には突出部３１１を配置し、前記ロック部材３は移動をコントロールされてラチェット爪３１の突出部３１１を固定ラチェット２１のリブ２１２に嵌入するか、離脱させる。また、前記傾斜面２１３を備えるリブ２１２とロック部材３とが共に本発明のクラッチ装置Ｋを構成する。

図２に示す通り、本発明のラチェット装置を電動工具に応用した実施例は、出力軸部１と固定ラチェット部２とロック部材３とバネ取付部４と定位ワッシャー５と外殻６と制御装置７とを含むことによりなる。前記出力軸部１には出力軸１１と第一軸受１２と可動ラチェット１３とを備え、前記出力軸１１には若干直径の異なる部位を設けて大きい直径の第一軸身と小さい直径の第二軸身を形成し、第一軸受１２は緊密に組み合わせた状態で第一軸身に設け、可動ラチェット１３は緊密に組み合わせた状態で第二軸身に設け、可動ラチェット１３の一端面には複数の可動ラチェット歯１３１を繞設する。

本発明の固定ラチェット部２には固定ラチェット２１と第二軸受２２とを備え、固定ラチェット２１の本体一端面には環状配置した複数の固定ラチェット歯２１１と、その外周に等間隔で環状配列した複数のリブ２１２と、各リブ２１２の同一側に同様傾斜度を形成する傾斜面２１３とを備え、前記傾斜面２１３の傾斜度は固定ラチェット歯２１１、の順方向または逆方向回転の傾斜度より小さくする。前記固定ラチェット２１は出力軸１１を貫通させてスライドさせるための中心孔２１０を備え、第二軸受２２は軸孔を備えるニードル軸受とする。

本発明のロック部材３の実施例では、板体一体プレス成形後、更に湾曲成形方式でロック部材３の対称となる両側にＬ形のラチェット爪３１を形成する方法を採用し、前記ラチェット爪３１の自由端は内側を向く突出部３１１とし、ロック部材３の周囲には複数の切口３２を設ける。

本発明の外殻６には筒体６１を設け、前記筒体６１には前述部材を収める内空間６１０を備え、外殻６には更に複数の軸方向の定位孔６２と凹孔６３とを設ける。出力軸１１は、第一位置回復バネ１９１、第一ワッシャー１８１、第二位置回復バネ１９２、第二ワッシャー１８２、ロック部材３を順に通した後、固定ラチェット２１、第二軸受２２、ワッシャー１７、ワッシャー１４、第三軸受１６を順に通し、更に前記部材を外殻６の内空間６１０に組み合わせ、第三軸受１６を内空間６１０の壁面に固定し、並びに、リング１５を出力軸１１に嵌めて固定することで、出力軸１１が外殻６を離脱するのを防ぐ。組立完了後、第一位置回復バネ１９１の両端はそれぞれ第一軸受１２とラチェット爪３１の突出部３１１を押圧し、第二位置回復バネ１９２の両端はそれぞれ第一軸受１２と固定ラチェット２１の軸方向の端面を押圧する。

前記制御装置７には回転つまみ７１と環状機能切換部材７２と螺着キャップ７３とを備える。前記螺着キャップ７３の外ねじ山７３１は回転つまみ７１の内ねじ山７１１に組み合わせて螺着し、定位ワッシャー５の軸方向に延伸する複数の制動リブ５１を外殻６の定位孔６２に挿入し、定位ワッシャー５と外殻６の軸方向の端面間には複数のバネ５２を配置し、更に環状機能切換部材７２と回転つまみ７１を順に外殻６に組み合わせ、定位ワッシャー５と環状機能切換部材７２を機械的に連結する。本発明の制御装置７が含む回転つまみ７１は螺着キャップ７３、バネ取付部４、及び複数のねじりバネ４２に係合して出力軸１１の出力ねじり力を調整する。また、環状機能切換部材７２には定位ワッシャー５を組み合わせ、更にバネ５２とロック部材３を係合させて出力軸１１の出力動力タイプを切り換える。前記バネ取付部４は円環状の一端面に複数の軸方向の軸４１を配置し、各軸４１は何れにもねじりバネ４２を嵌合し、更にバネ取付部４の中心貫通孔を外殻６の筒体６１の外周に嵌合し、同時に各ねじりバネ４２を外殻６に設けた凹孔６３内に嵌入し動力装置（未図示）に含まれるギアの端面を押圧させる。

前記部材を組み立てた後、出力軸１１の端部を外殻６の後端に位置する動力装置（未図示）に連結する。前記動力装置はモーターとギア部の構造を含み、モーターが運転する時、ギア部によって動力が出力軸１１に伝えられてそれを回転する。回転つまみ７１を回転して出力軸１１のねじり力出力を調整する時、螺着キャップ７３の回転つまみ７１内での軸方向移動を制御するため螺着キャップ７３はバネ取付部４をプッシュし、回転つまみ７１を回転し螺着キャップ７３が軸方向にバネ取付部４を押してねじりバネ４２を圧迫する時、ねじりバネ４２は伝動機構のギア端面に対して作用力を起こし、ギアの回転速度を低下させてねじり力出力を向上させる。これに反して、ギアの回転速度が高まれば出力されるねじり力は低下する。即ち、ねじりバネ４２がバネ取付部４に圧迫されるレベルを調整することにより動力装置のギア端面が受ける作用力のレベルをコントロールし、出力するねじり力を調整する機能を達成する。

本発明は環状機能切換部材７２を回転させることにより出力軸１１を順逆方向に回転させるか、順方向回転且つ軸方向振動させるモードを切り換えて変換させる。図３に示す通り、定位ワッシャー５とロック部材３は環状機能切換部材７２の内径の機構に機械的に連結して、環状機能切換部材７２を回転させる時、定位ワッシャー５とロック部材３を外殻６の筒体６１に沿って軸方向に移動させる。環状機能切換部材７２が第一位置に回転させられると、ロック部材３のラチェット爪３１の突出部３１１は環状機能切換部材７２の働きを受け、固定ラチェット２１は固定されない状態にある。この時使用者が出力軸１１に外殻６方向の軸方向の作用力を与え、且つ出力軸１１が動力装置の駆動を受けて順方向または逆方向に回転する時、可動ラチェット１３の端面の可動ラチェット歯１３１は固定ラチェット２１端面の固定ラチェット歯２１１と噛合する故、可動ラチェット１３の働きを受けて固定ラチェット２１は出力軸１１と同時に回転、即ち出力軸１１は単純な順方向または逆方向に回転する動力を出力する。

図４に示す通り、環状機能切換部材７２が第二位置まで動くと、ロック部材３は牽引を受け、その突出部３１１が固定ラチェット２１のリブ２１２に嵌入し、固定ラチェット２１は固定される。この時使用者が出力軸１１に外殻６方向の軸方向作用力を与え、且つ出力軸１１が動力装置の駆動を受けて順方向に回転する時、可動ラチェット１３の端面の可動ラチェット歯１３１は、固定ラチェット２１端面の固定ラチェット歯２１１と噛合しているものの、可動ラチェット１３は動力を受けて固定ラチェット歯２１１を強制的に跳び越え、二者が相互干渉にある状態の下、出力軸１１に順方向の回転が生じるのと同時に軸方向の振動が生じてその動力を出力する。

図５に示す通り、ロック部材３の突出部３１１が固定ラチェット２１のリブ２１２に嵌入した後、突出部３１１とリブ２１２の間には隙間が存在するため、突出部３１１がリブ２１２に嵌入する状態において環状機能切換部材７２を第三位置まで動かし出力軸１１を逆回転させたい場合、前記隙間に生じる角度ストロークにより、可動ラチェット１３に噛合する固定ラチェット２１はその傾斜面２１３を使ってロック部材３の突出部３１１をプッシュしロック部材３を軸方向に移動させ、更に突出部３１１をリブ２１２の嵌合から離脱させ、固定を解除された固定ラチェット２１は可動ラチェット１３に従い逆方向に自由に回転して動力を出力するため、固定ラチェット歯２１１と可動ラチェット歯１３１には強大な応力を受けて損傷する問題は発生しない。

前述は単に本発明の良好な実施例を説明したものであり、本発明の何れの形式上にも制限を与えるものでない。よって同様の発明精神に基づいて為される本発明に関する何れの修飾或いは変更は全て本発明の意図する保護範囲に含まれるものとする。

１ 出力軸部
１１ 出力軸
１２ 第一軸受
１３ 可動ラチェット
１３１ 可動ラチェット歯
１４ ワッシャー
１５ リング
１６ 第三軸受
１７ ワッシャー
１８１ 第一ワッシャー
１８２ 第二ワッシャー
１９１ 第一位置回復バネ
１９２ 第二位置回復バネ
２ 固定ラチェット部
２１ 固定ラチェット
２１０ 中心孔
２１１ 固定ラチェット歯
２１２ リブ
２１３ 傾斜面
２２ 第二軸受
３ ロック部材
３１ ラチェット爪
３１１ 突出部
３２ 切口
４ バネ取付部
４１ 軸
４２ ねじりバネ
５ 定位ワッシャー
５１ 制動リブ
５２ バネ
６ 外殻
６１ 筒体
６１０ 内空間
６２ 定位孔
６３ 凹孔
７ 制御装置
７１ 回転つまみ
７１１ 内ねじ山
７２ 環状機能切換部材
７３ 螺着キャップ
７３１ 外ねじ山
Ｋ クラッチ装置

Claims (3)

1. 出力軸を備える電動工具に応用し、前記装置は前記電動工具の出力軸を単に順方向または逆方向の単純回転をさせるか、順方向に回転させるのと同時に軸方向振動をさせて、逆回転時に前記装置の機構が強い応力を受けて損傷するのを防ぐことを特徴とする逆回転時に振動発生不可能な装置。
2. 前記電動工具には可動ラチェットと可動ラチェット歯と固定ラチェットとクラッチ機構を備え、前記可動ラチェットは出力軸に設け、前記固定ラチェットと前記出力軸とは分離させ、前記固定ラチェットと可動ラチェットは軸方向の噛合を保持し、前記クラッチ機構は前記固定ラチェットが固定されるかそうでないかを制御し、固定ラチェットが固定されていない場合、前記出力軸は順方向または逆方向に単純回転させてその動力を出力させ、しかも軸方向の振動を生じさせず、固定ラチェットが固定された場合、前記出力軸は順方向に回転するのと同時に軸方向の振動を生じさせてその動力を出力することを特徴とする請求項１記載の装置。
3. 前記クラッチ機構は、ロック部材と固定ラチェットに設ける複数のリブとを備え、各リブには傾斜面を設け、前記ロック部材が前記リブに嵌入して前記固定ラチェットを固定する場合、前記出力軸は単に順方向に回転するのと同時に軸方向の振動を生じさせてその動力を出力し、出力軸が逆方向に回転する場合、前記傾斜面が前記ロック部材を押して固定ラチェットに対する固定を解除し出力軸を逆方向回転させる時軸方向の振動を生じさせないことを特徴とする請求項２記載の装置。

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