JP2012218089A - 電動工具 - Google Patents
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Abstract
【課題】コンパクト化を阻害することなく、クラッチの早切れを簡単且つ確実に防止する。
【解決手段】クラッチ機構に用いられるインターナルギヤ23Cを収容する第1ギヤケース9の内周面に、前端から軸方向の保持溝105,105・・を周方向へ所定間隔をおいて形成して各保持溝105にラバーピン106を保持させ、ラバーピン106によりインターナルギヤ23Cの外周面を押圧してインターナルギヤ23Cの空転時に抵抗を生じさせるようにした。
【選択図】図4
【解決手段】クラッチ機構に用いられるインターナルギヤ23Cを収容する第1ギヤケース9の内周面に、前端から軸方向の保持溝105,105・・を周方向へ所定間隔をおいて形成して各保持溝105にラバーピン106を保持させ、ラバーピン106によりインターナルギヤ23Cの外周面を押圧してインターナルギヤ23Cの空転時に抵抗を生じさせるようにした。
【選択図】図4
Description
本発明は、クラッチ機構を備えた震動ドライバドリルや電動ドライバ等の電動工具に関する。
震動ドライバドリルの電動工具においては、モータとスピンドルとの間に遊星歯車減速機構を介在させて、モータの出力軸の回転を減速してスピンドルへ伝達する一方、スピンドルへの反力によって所定の締付トルクに達するとスピンドルへの回転伝達を遮断するクラッチ機構を具備したものが知られている。このクラッチ機構は、遊星歯車減速機構の最終段のインターナルギヤを回転可能に設けて、このインターナルギヤの前面に係合するピンやボール等の係合部材をコイルバネで押圧するもので、スピンドルへの反力がコイルバネの押圧力によって設定される最大トルクを越えると、インターナルギヤが空転してスピンドルへのトルク伝達を遮断するものとなる。
このクラッチ機構においては、コイルバネを伸縮させて設定する最大トルクが小さい場合には、モータの起動時の起動トルクが最大トルクを越えてしまい、インターナルギヤが空転することがある。このような偶発的なクラッチの作動(早切れ)を防止するために、例えば特許文献1には、コイルバネと係合部材との間に、係合部材とインターナルギヤの前面との係合が外れるまでの間は押圧力を生じさせ、係合が外れる際には座屈して押圧力を失う弾性部材を配置して、モータの起動時には弾性部材によってインターナルギヤの空転を防止するようにした発明が開示されている。
このクラッチ機構においては、コイルバネを伸縮させて設定する最大トルクが小さい場合には、モータの起動時の起動トルクが最大トルクを越えてしまい、インターナルギヤが空転することがある。このような偶発的なクラッチの作動(早切れ)を防止するために、例えば特許文献1には、コイルバネと係合部材との間に、係合部材とインターナルギヤの前面との係合が外れるまでの間は押圧力を生じさせ、係合が外れる際には座屈して押圧力を失う弾性部材を配置して、モータの起動時には弾性部材によってインターナルギヤの空転を防止するようにした発明が開示されている。
しかし、特許文献1の発明においては、係合部材とコイルバネとの間にさらに弾性部材を介在させることで、軸方向の全長が長くなってコンパクト化の障害になる。また、適切なタイミングで弾性部材を座屈させる設定が難しく、クラッチの早切れ防止の信頼性低下に繋がるおそれがあった。
そこで、本発明は、コンパクト化を阻害することなく、クラッチの早切れを簡単且つ確実に防止することが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。
上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、ギヤケースの内周面とインターナルギヤの外周面との間に、インターナルギヤの空転時に抵抗を生じさせる弾性体を介在させ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の構成において、弾性体を、インターナルギヤの軸線と平行なピン部材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の構成において、弾性体を、インターナルギヤの軸線と平行なピン部材とし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、ギヤケースとインターナルギヤとの間に弾性体を介在させたことで、軸方向の全長が大きくなることがなく、コンパクト化が維持できる。また、最大トルクが小さくてもクラッチの早切れを簡単且つ確実に防止することができる。
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、ピン部材の採用により、インターナルギヤへの回転方向の抵抗を最小限の構成で確実に付与することができる。
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、ピン部材の採用により、インターナルギヤへの回転方向の抵抗を最小限の構成で確実に付与することができる。
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震動ドライバドリルを示す縦断面図、図2はその分解斜視図で、震動ドライバドリル1は、本体ハウジング2内の後部(図1の右側を前方とする。)にモータ3を収容し、そのモータ3の前方に、前方へ突出するスピンドル6を備えたギヤアッセンブリ5を組み付けて、モータ3の出力軸4の回転をスピンドル6に伝達するもので、スピンドル6の前端には、先端でビットを把持可能なドリルチャック7が設けられている。
図1は、電動工具の一例である震動ドライバドリルを示す縦断面図、図2はその分解斜視図で、震動ドライバドリル1は、本体ハウジング2内の後部(図1の右側を前方とする。)にモータ3を収容し、そのモータ3の前方に、前方へ突出するスピンドル6を備えたギヤアッセンブリ5を組み付けて、モータ3の出力軸4の回転をスピンドル6に伝達するもので、スピンドル6の前端には、先端でビットを把持可能なドリルチャック7が設けられている。
モータ3の前方には、出力軸4を軸支するモータブラケット8が組み付けられており、ギヤアッセンブリ5は、モータブラケット8に連結される筒状の第1ギヤケース9と、その第1ギヤケース9の前方に組み付けられ、大径部11と小径部12との二段筒形状を有する第2ギヤケース10とから形成されている。この第1、第2ギヤケース9,10は、第1ギヤケース9の前部外周面に突設された4つのボス13,13・・をネジ14,14・・によって第2ギヤケース10の後面に螺着することで、互いの結合がなされる。ギヤアッセンブリ5は、第2ギヤケース10の大径部11の後端外周面に突設された4つのボス15,15・・をネジ15a,15a・・(図5,6等に図示)で本体ハウジング2の前端に螺着することで、本体ハウジング2と結合されている。
ギヤアッセンブリ5の内部には、インターナルギヤ23A,23B,23C内で公転する複数の遊星ギヤ22,22・・を支持するキャリア21A,21B,21Cを、軸方向に三段配置してなる遊星歯車減速機構20が収容されて、モータ3の出力軸4が一段目の遊星ギヤ22に噛合している。
ここで、モータブラケット8の上下位置には、それぞれ左右方向に所定間隔をおいて前方へ突設され、左右同士で対向する透孔25を穿設した一対の結合板24,24が形成されている。一方、第1ギヤケース9の後端外周面の上下位置には、左右幅が結合板24,24の間隔に合致し、左右方向に貫通孔27を形成した突部26,26が接線方向に突設されている。モータブラケット8と第1ギヤケース9とは、図3にも示すように、上下の結合板24,24間に上下の突部26,26をそれぞれ嵌合させた状態で、出力軸4を中心とする点対称位置に配置される一対のピン28,28を左右方向から透孔25及び貫通孔27にそれぞれ貫通させることで互いに連結される。
ここで、モータブラケット8の上下位置には、それぞれ左右方向に所定間隔をおいて前方へ突設され、左右同士で対向する透孔25を穿設した一対の結合板24,24が形成されている。一方、第1ギヤケース9の後端外周面の上下位置には、左右幅が結合板24,24の間隔に合致し、左右方向に貫通孔27を形成した突部26,26が接線方向に突設されている。モータブラケット8と第1ギヤケース9とは、図3にも示すように、上下の結合板24,24間に上下の突部26,26をそれぞれ嵌合させた状態で、出力軸4を中心とする点対称位置に配置される一対のピン28,28を左右方向から透孔25及び貫通孔27にそれぞれ貫通させることで互いに連結される。
また、モータブラケット8の前面に位置する一段目のインターナルギヤ23Aの上下には、ピン28の間隔に合わせた上下一対の面取部29,29と、その後方で面取部29と直交して半径方向に突出するフランジ部30,30とが形成されている。モータブラケット8と第1ギヤケース9との連結状態で上下のピン28,28は、フランジ部30,30の前方で面取部29,29に沿って第1ギヤケース9を貫通している。よって、インターナルギヤ23Aは、ピン28と面取部29との嵌合によって回転規制され、ピン28とフランジ部30とによって前後方向での位置決めがされることになる。31は、モータブラケット8とインターナルギヤ23Aとの間に介在されたワッシャーである。
さらに、遊星歯車減速機構20において、二段目のインターナルギヤ23Bは、回転可能且つ軸方向へ前後移動可能となっている。このインターナルギヤ23Bの外周面で前半部分には、周方向へ所定間隔をおいて複数の軸方向の外歯32,32・・が突設されて、後半部分は、周方向に結合溝33が形成されている。第1ギヤケース9内の前部には、内周面にインターナルギヤ23Bの外歯と同じ数の軸方向の内歯35,35・・を突設した結合リング34が保持されている。この結合リング34は、その外周に等間隔で突設した周方向の突条36,36・・を、第1ギヤケース9の前端内周面で軸方向に凹設した規制溝37,37・・に嵌合させることで回転規制されている。
一方、インターナルギヤ23Bの外周面で後半部分には、速度切替リング38が外装されている。速度切替リング38は、外周面に設けた突起39,39・・と、第1ギヤケース9の後部内周面で軸方向に形成されたガイド溝40,40・・との嵌合によって前後移動のみ可能で、各突起39の外側から半径方向に挿着される結合ピン41の先端をインターナルギヤ23Bの結合溝33に挿入させている。上方に位置する突起39は、後方へ長く突出する延設部42を有しており、その延設部42の後端上面に突設された連結片43は、本体ハウジング2に前後へスライド可能に設けられた速度切替レバー44に、前後のコイルバネ45,45を介して連結されている。
よって、速度切替レバー44を後方へスライドさせると、連結片43を介して速度切替リング38が後退し、結合ピン41を介してインターナルギヤ23Bが、二段目の遊星ギヤ22との噛合を保ったまま一段目のキャリア21Aの外周に設けた噛み合い歯46にも噛合する。よって、二段目の減速がキャンセルされる高速モードとなる。逆に速度切替レバー44を前方へスライドさせると、速度切替リング38と共にインターナルギヤ23Bもキャリア21Aから離れて前進し、二段目の遊星ギヤ22との噛合を保ったまま、外歯32を結合リング34の内歯35に噛合させる。よって、二段目の減速が機能する低速モードとなる。
そして、ここでは第2ギヤケース10の小径部12の内側に、スピンドル6に軸方向への震動を付与する震動機構50が設けられ、小径部12の外側に、スピンドル6への所定の負荷でスピンドル6へのトルク伝達を遮断するクラッチ機構90が設けられて、後述する切替操作により、スピンドル6が回転しながら震動する震動ドリルモード、スピンドル6が回転のみ行うドリルモード、所定の負荷でスピンドル6へのトルク伝達を遮断するクラッチモード(ドライバモード)がそれぞれ選択可能となっている。以下、各機構について説明する。
まず、震動機構50において、スピンドル6は、小径部12内で前後のボールベアリング16,17によって軸支されると共に、その後端が三段目のキャリア21Cと一体のロックカム51にスプライン結合されて、軸方向へ前後移動可能となっている。52は、小径部12内でロックカム51の前方から被着されるキャップである。
但し、スピンドル6は、その前方寄りに形成されたフランジ53とボールベアリング17との間で外装されたコイルバネ54によって、常態ではボールベアリング17の後方位置で外装された止め輪55がボールベアリング17に当接する前進位置に付勢されている。56は、小径部12の前端に嵌入されてボールベアリング17を位置決めするスペーサである。
但し、スピンドル6は、その前方寄りに形成されたフランジ53とボールベアリング17との間で外装されたコイルバネ54によって、常態ではボールベアリング17の後方位置で外装された止め輪55がボールベアリング17に当接する前進位置に付勢されている。56は、小径部12の前端に嵌入されてボールベアリング17を位置決めするスペーサである。
また、スピンドル6におけるボールベアリング16,17間には、前方からリング状の第1カム57、第2カム58が夫々同軸で外装されている。第1カム57は、その後面に、周方向に連続する第1カム歯59,59・・を放射状に形成し、スピンドル6に固着されている。第2カム58は、第1カム歯59と対向する前面に同じ形状の第2カム歯60,60・・を形成してスピンドル6に遊挿されて、前端外周にはフランジ61が周設されると共に、その後方には、図7にも示すように、周方向に等間隔をおいた3つの噛み合い突起62,62・・が突設されている。
さらに、第2カム58の前方で小径部12の内周面には、リング状の段部63が突設されており、第2カム58の後方には、図6にも示すように、小径部12内に固定されたストッパ板64の前面で複数のスチールボール65,65・・・・を介してワッシャー66が保持されている。よって、第2カム58は、段部63とワッシャー66との間で軸方向の移動を規制されることになる。
さらに、第2カム58の前方で小径部12の内周面には、リング状の段部63が突設されており、第2カム58の後方には、図6にも示すように、小径部12内に固定されたストッパ板64の前面で複数のスチールボール65,65・・・・を介してワッシャー66が保持されている。よって、第2カム58は、段部63とワッシャー66との間で軸方向の移動を規制されることになる。
一方、小径部12内で第2カム58の外側には、第2カム58の径と略同径のスライドリング67が収容されている。このスライドリング67には、図6,7にも示すように、周方向に等間隔をおいた3つの規制突起68,68・・が、半径方向でリングの内外へ突出するように一体形成されて、各規制突起68の外側への突出部分が、小径部12の内面に形成された軸方向の案内溝69にそれぞれ嵌合している。これによりスライドリング67は、回転規制された状態で小径部12内を前後移動可能となっている。各規制突起68には、半径方向に連結孔70がそれぞれ穿設されて、内側への突出部分は、中心側へ行くほど周方向の厚みが小さくなるテーパ形状となっている。このスライドリング67と第1、第2カム57,58とでカム機構を形成している。
また、小径部12において規制突起68が嵌合する各案内溝69には、前後に伸びる長孔71がそれぞれ穿設されて、各長孔71を小径部12の半径方向に貫通する連係ピン72の内端部が、規制突起68の連結孔70に挿入されている。小径部12の外周で長孔71から突出する連係ピン72の後方には、ワッシャー73が外装されると共に、その後方で小径部12の根元には、コイルバネ74が外装されている。よって、連係ピン72にはワッシャー73を介してコイルバネ74の付勢力が加わるため、連係ピン72及びこれと連結されるスライドリング67は前方へ付勢されることになる。
但し、連係ピン72の外側で小径部12には、止め輪75によって前方への移動を規制された筒状の震動切替カム76が回転可能に外装されて、震動切替カム76の前端内周に周設したカム突条77に、連係ピン72の外端部が当接して前方への移動を規制している。このカム突条77の後端縁で周方向に等間隔をおいた3箇所には、図9にも示すように、台形状の係合凹部78,78・・が形成されている。
よって、震動切替カム76を、係合凹部78と連係ピン72とが同じ位相となる第1の回転位置に回転させると、連係ピン72が係合凹部78に係合する前進位置となる。一方、震動切替カム76を、係合凹部78が連係ピン72からずれる位相となる第2の回転位置に回転させると、連係ピン72が係合凹部78から離脱してカム突条77の後端縁に乗り上がって係止する後退位置となる。連係ピン72の前進位置では、スライドリング67も前進して第2カム58のフランジ61に当接し、第2カム58の噛み合い突起62の間に規制突起68を位置させて第2カム58の回転を規制する(第1のスライド位置)。一方、連係ピン72の後退位置では、スライドリング67も後退して噛み合い突起62の間から規制突起68を退避させて第2カム58の回転をフリーとする(第2のスライド位置)。
この震動切替カム76の回転は、第2ギヤケース10の大径部11に回転可能に装着されたモード切替リング79によって行われる。このモード切替リング79は、前方に大径部11と略同径の操作部80を、後方に大径部11に内挿する小径の内挿部81をそれぞれ有する二段径で、内挿部81の外周には、周方向に等間隔をおいて3つの嵌合溝82,82・・が軸方向に形成されている。同じく嵌合溝82と同じ位相で震動切替カム76の後端には、3つの切欠き83,83・・が形成されている。
一方、第2ギヤケース10の大径部11と小径部12との間を繋ぐ閉塞部18の前面には、図5に示すように、周方向に所定長さを有する3つの収容凹部84,84・・が凹設されて、各収容凹部84に、両端を前方へ向けたコ字状の連結棒85が、閉塞部18の半径方向に沿って配置されて、外側の端部86を内挿部81の嵌合溝82に嵌合させる一方、内側の端部87を震動切替カム76の切欠き83に係止させている。よって、操作部80を把持してモード切替リング79を回転させると、連結棒85を介して内側の震動切替カム76が同時に回転し、連係ピン72及びスライドリング67を前後動させることができる。
次に、クラッチ機構90について説明する。
まず、モード切替リング79の前方で小径部12には、内周に雌ネジ部92を形成したクラッチリング91が回転可能に外装されると共に、その内側に、外周に雄ネジ部94を形成したスプリングホルダ93が、クラッチリング91に螺合した状態で外装されている。このスプリングホルダ93は、内周に形成した突起95を小径部12の外周に形成した軸方向の溝96に嵌合させて、回転規制された状態で軸方向に前後移動可能となっている。また、スプリングホルダ93の後方で小径部12には、震動切替カム76よりも内径が大きいコイルバネ97が外装されて、コイルバネ97の前端がスプリングホルダ93に保持される一方、コイルバネ97の後端は、閉塞部18の前面に設けたワッシャー98に当接している。このワッシャー98は、連結棒85の内外の端部86,87間を通過する格好で閉塞部18の前面に当接して、モード切替リング79の回転に伴う連結棒85の移動と干渉しないようになっている。
まず、モード切替リング79の前方で小径部12には、内周に雌ネジ部92を形成したクラッチリング91が回転可能に外装されると共に、その内側に、外周に雄ネジ部94を形成したスプリングホルダ93が、クラッチリング91に螺合した状態で外装されている。このスプリングホルダ93は、内周に形成した突起95を小径部12の外周に形成した軸方向の溝96に嵌合させて、回転規制された状態で軸方向に前後移動可能となっている。また、スプリングホルダ93の後方で小径部12には、震動切替カム76よりも内径が大きいコイルバネ97が外装されて、コイルバネ97の前端がスプリングホルダ93に保持される一方、コイルバネ97の後端は、閉塞部18の前面に設けたワッシャー98に当接している。このワッシャー98は、連結棒85の内外の端部86,87間を通過する格好で閉塞部18の前面に当接して、モード切替リング79の回転に伴う連結棒85の移動と干渉しないようになっている。
さらに、閉塞部18には、周方向に等間隔をおいて6本の係合ピン99,99・・が前後移動可能に貫通して、前端をワッシャー98に当接させる一方、後端を、三段目のインターナルギヤ23Cの前面に当接させている。インターナルギヤ23Cの前面には、係合ピン99の間に位置する台形状のカム突起100,100・・が周方向へ等間隔で当接されている。
よって、係合ピン99は、ワッシャー98を介して伝わるコイルバネ97の付勢力によってインターナルギヤ23Cの前面に押圧され、周方向でカム突起100と係合してインターナルギヤ23Cの回転規制を行う。クラッチリング91を回転操作すると、スプリングホルダ93が軸方向へネジ送りされてコイルバネ97を軸方向に伸縮させて押圧力を調整することになる。クラッチリング91の前側で小径部12には、止め輪101によってクリック板102が固定されて、そのクリック片103がクラッチリング91の前面に形成された複数の凹部104,104・・に係脱することで、クラッチリング91を回転操作する際のクリック作用が得られるようになっている。
よって、係合ピン99は、ワッシャー98を介して伝わるコイルバネ97の付勢力によってインターナルギヤ23Cの前面に押圧され、周方向でカム突起100と係合してインターナルギヤ23Cの回転規制を行う。クラッチリング91を回転操作すると、スプリングホルダ93が軸方向へネジ送りされてコイルバネ97を軸方向に伸縮させて押圧力を調整することになる。クラッチリング91の前側で小径部12には、止め輪101によってクリック板102が固定されて、そのクリック片103がクラッチリング91の前面に形成された複数の凹部104,104・・に係脱することで、クラッチリング91を回転操作する際のクリック作用が得られるようになっている。
一方、第1ギヤケース9の規制溝37を除く前端内周面には、図4にも示すように、前端から軸方向の保持溝105,105・・が、周方向へ所定間隔をおいて形成されて、各保持溝105に弾性体としてのラバーピン106が保持されている。このラバーピン106は、その内側に位置する結合リング34の外周面とインターナルギヤ23Cの外周面とに跨って当接して、第1ギヤケース9と結合リング34及びインターナルギヤ23Cとの間で圧縮されている。これによりインターナルギヤ23Cには、ラバーピン106によって回転方向への抵抗が常に加わることになる。
さらに、閉塞部18において、収容凹部84の間には、図8にも示すように、前方から規制ピン107が遊挿されている。この規制ピン107は、前端に大径の頭部108を有して後端を閉塞部18の後方へ突出させて、インターナルギヤ23Cの外歯32に係合させるもので、閉塞部18と頭部108との間で規制ピン107に外装されたコイルバネ109によって前方へ付勢されている。規制ピン107の前方には、モード切替リング79の内挿部81が位置して頭部108が当接するようになっており、内挿部81の後端縁には、規制ピン107の位相に合わせた台形状の切欠き110,110・・が形成されている。すなわち、モード切替リング79の回転操作により、切欠き110を規制ピン107の位相に合わせると、頭部108が切欠き110に嵌合するまで規制ピン107が前進してインターナルギヤ23Cの外歯32から離間し、切欠き110と規制ピン107との位相をずらすと、規制ピン107が切欠き110から内挿部81の後端縁に乗り上がることで後退し、外歯32と係合する。この係合によりインターナルギヤ23Cの回転はロックされる。
以上の如く構成された震動ドライバドリル1においては、以下に説明するように、モード切替リング79の回転操作によって、3つの動作モードが選択可能となる。
まず、モード切替リング79の切欠き110が規制ピン107と同じ位相となる第1の切替位置(連結棒85は図5に二点鎖線で示す(A)の位置)では、前述のように規制ピン107は前進してインターナルギヤ23Cの回転ロックを解除する。このとき、モード切替リング79は連結棒85を介して震動切替カム76を、係合凹部78が連係ピン72からずれる第2の回転位置に回転させる。よって、第2カム60は回転フリー状態、インターナルギヤ23Cはコイルバネ97の押圧力で回転規制される状態となり、クラッチリング91の回転操作によって係合ピン99への押圧力(最大トルク)が変更可能なクラッチモードとなる。
まず、モード切替リング79の切欠き110が規制ピン107と同じ位相となる第1の切替位置(連結棒85は図5に二点鎖線で示す(A)の位置)では、前述のように規制ピン107は前進してインターナルギヤ23Cの回転ロックを解除する。このとき、モード切替リング79は連結棒85を介して震動切替カム76を、係合凹部78が連係ピン72からずれる第2の回転位置に回転させる。よって、第2カム60は回転フリー状態、インターナルギヤ23Cはコイルバネ97の押圧力で回転規制される状態となり、クラッチリング91の回転操作によって係合ピン99への押圧力(最大トルク)が変更可能なクラッチモードとなる。
このクラッチモードでモータ3を駆動させてスピンドル6を回転させると、ドリルチャック7に装着したドライバビットでネジ締め等を行うことができる。ここで、インターナルギヤ23Cには、ラバーピン106によって回転方向への抵抗が付与されているため、設定されるコイルバネ97の押圧力が小さい場合、モータ3の起動トルクが瞬間的に加わることがあっても、インターナルギヤ23Cの空転は抑制され、クラッチの早切れは生じない。
ネジ締めが進んでスピンドル6への負荷が、インターナルギヤ23Cを固定するコイルバネ97の押圧力を越えると、インターナルギヤ23Cのカム突起100が係合ピン99を前方へ押し出して相対的にカム突起100を乗り越えさせ、インターナルギヤ23Cを空転させてネジ締めを終了させる(クラッチ作動)。このときはラバーピン106による抵抗があってもインターナルギヤ23Cは空転する。なお、ドライバビットのネジへの押し付けによってスピンドル6が後退し、第1カム57が第2カム58と当接することがあっても、第2カム58は回転フリー状態であるため、第1カム57と共に回転する。よって、スピンドル6に震動は発生しない。
ネジ締めが進んでスピンドル6への負荷が、インターナルギヤ23Cを固定するコイルバネ97の押圧力を越えると、インターナルギヤ23Cのカム突起100が係合ピン99を前方へ押し出して相対的にカム突起100を乗り越えさせ、インターナルギヤ23Cを空転させてネジ締めを終了させる(クラッチ作動)。このときはラバーピン106による抵抗があってもインターナルギヤ23Cは空転する。なお、ドライバビットのネジへの押し付けによってスピンドル6が後退し、第1カム57が第2カム58と当接することがあっても、第2カム58は回転フリー状態であるため、第1カム57と共に回転する。よって、スピンドル6に震動は発生しない。
次に、クラッチモードからモード切替リング79を前方から見て左回転させた第2の切替位置(連結棒85は図5に実線で示す(B)の位置)では、切欠き110は図8に示すように規制ピン107からずれる位相となるため、規制ピン107は内挿部81の後端縁に乗り上がって後退し、インターナルギヤ23Cの回転をロックする。一方、このときも震動切替カム76は、図9に示すように係合凹部78が連係ピン72からずれる第2の回転位置にあるため、第2カム58はフリー状態のままである。よって、コイルバネ97の押圧力の大小にかかわらずインターナルギヤ23Cの回転は常にロックされるドリルモードとなる。
このドリルモードでスピンドル6を回転させると、スピンドル6への負荷にかかわらずスピンドル6の回転は継続する。勿論スピンドル6に震動は発生しない。
このドリルモードでスピンドル6を回転させると、スピンドル6への負荷にかかわらずスピンドル6の回転は継続する。勿論スピンドル6に震動は発生しない。
そして、ドリルモードからモード切替リング79をさらに左回転させた第3の切替位置(連結棒85は図5に二点鎖線で示す(C)の位置及び図11の実線位置)では、図14に示すように切欠き110が規制ピン107からさらに離れるのみで位相がずれた状態は変わらないため、インターナルギヤ23Cの回転はロックされる。一方、震動切替カム76は、係合凹部78が連係ピン72と同じ位相となる第1の回転位置に達するため、図12及び図15に示すように、コイルバネ74の付勢によって連係ピン72が係合凹部78に係合して、図10及び図12,13に示すようにスライドリング67が前進し、第2カム58を回転規制する。よって、スピンドル6の後退位置で第1カム57と第2カム58とが当接する震動ドリルモードとなる。
この震動ドリルモードでドリルビット等を被加工材に押し当ててスピンドル6を後退させた状態で回転させると、スピンドル6と一体回転する第1カム57の第1カム歯59が、回転規制される第2カム58の第2カム歯60と干渉するため、スピンドル6に軸方向の震動が発生する。なお、インターナルギヤ23Cの回転はロックされているため、スピンドル6への負荷にかかわらずスピンドル6の回転は継続することになる。
なお、第2ギヤケース10の大径部11の外周には、図2に示すように各動作モードの選択の目印111が表記されており、モード切替リング79には、各動作モードを示す3つのマーク112,112・・が表記されている。よって、目印111にマーク112を合わせることで所望の動作モードが得られる。
このように上記形態の震動ドライバドリル1によれば、第1ギヤケース9の内周面に、インターナルギヤ23Cの外周面を押圧してインターナルギヤ23Cの空転時に抵抗を生じさせるラバーピン106を保持させたことで、軸方向の全長が大きくなることがなく、コンパクト化が維持できる。また、最大トルクが小さくてもクラッチの早切れを簡単且つ確実に防止することができる。
特にここでは、弾性体を、インターナルギヤ23Cの軸線と平行なピン部材(ラバーピン106)としているので、インターナルギヤ23Cへの回転方向の抵抗を最小限の構成で確実に付与することができる。
特にここでは、弾性体を、インターナルギヤ23Cの軸線と平行なピン部材(ラバーピン106)としているので、インターナルギヤ23Cへの回転方向の抵抗を最小限の構成で確実に付与することができる。
なお、ラバーピンの数や配置は上記形態に限らず、適宜変更可能で、インターナルギヤに必要な回転抵抗が付与できればラバーピンは一本でも差し支えない。また,ラバーピンの横断面形状も円形以外に長円や半円等の採用は可能である。
また、弾性体としてはピン形状以外に、板状や波板状の他の形状も採用できるし、ラバー製でなく合成樹脂製としたり、板バネやコイルバネ等を用いてインターナルギヤに回転方向の抵抗を付与したりしてもよい。
さらに、上記形態ではギヤケースの内周面に弾性体を保持させているが、インターナルギヤの外周面に保持溝を形成する等して弾性体を保持させて、インターナルギヤ側からギヤケースの内周面を押圧させることで空転時の抵抗を得ることも可能である。
また、弾性体としてはピン形状以外に、板状や波板状の他の形状も採用できるし、ラバー製でなく合成樹脂製としたり、板バネやコイルバネ等を用いてインターナルギヤに回転方向の抵抗を付与したりしてもよい。
さらに、上記形態ではギヤケースの内周面に弾性体を保持させているが、インターナルギヤの外周面に保持溝を形成する等して弾性体を保持させて、インターナルギヤ側からギヤケースの内周面を押圧させることで空転時の抵抗を得ることも可能である。
一方、クラッチ機構自体の構造も上記形態に限らない。例えば係合ピンの数や配置が変更可能であるのは勿論、係合ピンに代えてスチールボール等の他の係合部材をコイルバネで押圧することも考えられる。
そして、電動工具としては震動ドライバドリルに限らず、インターナルギヤを利用したクラッチ機構を具備するものであれば、電動ドライバや電動ドリル、インパクトドライバ等の他のタイプであっても本発明は採用可能である。
そして、電動工具としては震動ドライバドリルに限らず、インターナルギヤを利用したクラッチ機構を具備するものであれば、電動ドライバや電動ドリル、インパクトドライバ等の他のタイプであっても本発明は採用可能である。
1・・震動ドライバドリル、2・・本体ハウジング、3・・モータ、4・・出力軸、5・・ギヤアッセンブリ、6・・スピンドル、7・・ドリルチャック、8・・モータブラケット、9・・第1ギヤケース、10・・第2ギヤケース、11・・大径部、12・・小径部、20・・遊星歯車減速機構、23A〜23C・・インターナルギヤ、24・・結合板、26・・突部、28・・ピン、29・・面取部、30・・フランジ部、34・・結合リング、50・・震動機構、57・・第1カム、58・・第2カム、67・・スライドリング、71・・長孔、72・・連係ピン、74・・コイルバネ、76・・震動切替カム、78・・係合凹部、79・・モード切替リング、80・・操作部、85・・連結棒、90・・クラッチ機構、91・・クラッチリング、97・・コイルバネ、99・・係合ピン、105・・保持溝、106・・ラバーピン。
Claims (2)
- モータと、ギヤケースに収容した遊星歯車減速機構と、スピンドルとを備え、前記モータのトルクを前記遊星歯車減速機構を介して前記スピンドルに伝達可能とする一方、
前記遊星歯車減速機構の最終段のインターナルギヤを回転可能に設けて当該インターナルギヤの前方に、前記インターナルギヤを押圧するコイルバネを設け、前記コイルバネの押圧力を越える負荷の発生により、前記インターナルギヤを空転させて前記スピンドルへのトルク伝達を遮断するクラッチ機構を具備した電動工具であって、
前記ギヤケースの内周面と前記インターナルギヤの外周面との間に、前記インターナルギヤの空転時に抵抗を生じさせる弾性体を介在させたことを特徴とする電動工具。 - 前記弾性体を、前記インターナルギヤの軸線と平行なピン部材としたことを特徴とする請求項1に記載の電動工具。
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