JP2016055376A - 電動工具 - Google Patents

Abstract

【課題】先端部における大型化を抑制しつつ回転伝達を遮断する際のトルクを設定できるアングル型の電動工具を提供する。
【解決手段】アングルスクリュードライバー１は、モータ軸２１と第１のスピンドル５１との間に、クラッチ機構部４を有する。クラッチ機構部４は、クラッチスプリング４７の弾性圧縮量に基づき決定されるトルクよりも第１のスピンドル５１にかかるトルクが大きい場合にモータ軸２１から第１のスピンドル５１への回転伝達を遮断する。クラッチ機構部４は、回転によりモータ軸２１の軸方向に変位してクラッチプレート１００との間に介在されるクラッチスプリング４７の弾性圧縮量を調整するアジャストねじ４８を有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、電動工具に関する。

従来、モータの回転を減速機構を介してスピンドルに伝達する電動工具が周知である。このような電動工具には、スピンドルに連動する出力軸にねじ等の締結具を締め付けるための工具を保持するチャックを取り付けたものもある。

特許文献１の電動工具は、スピンドルにかかるトルクが設定値に達すると、減速機構からスピンドルへの回転伝達を遮断するクラッチ機構を備えている。クラッチ機構は、電動工具の先端部で外部に露出するダイヤルを有し、当該ダイヤルを回転させることにより、クラッチ機構を構成するコイルスプリングの付勢力を変化させる。ダイヤルの回転操作を通じてコイルスプリングの付勢力を変化させることにより、減速機構からスピンドルへの回転伝達を遮断するトルクを任意の値に設定することができる。

ところで、電動工具には、モータの回転軸と出力軸とが同軸の関係にあるものと、これら両軸が交差している関係にあるものとがある（例えば、特許文献２を参照）。後者は、通常、アングル型と呼ばれている。このアングル型の電動工具は、モータの回転軸と出力軸とが同軸の関係にあるものと比較して、出力軸の軸方向における長さが短く、工具の先端部が小型である。このため、アングル型の電動工具を使用すれば、狭い場所でも締結具の締め付けを行うことができる。

特開２０１１−２３０２７２号公報 特開２００４−２５５５４３号公報

しかしながら、特許文献２の電動工具では、モータの回転軸と直交する第１の出力軸とこの第１の出力軸と同軸の第２の出力軸との間にクラッチ機構を設けているため、出力軸の軸方向における長さが長い。すなわち、工具先端部における大型化が避けられない。また、第１の出力軸から第２の出力軸への回転伝達を遮断する際のトルクを任意の値に変更することもできない。

一方、アングル型の電動工具に特許文献１のクラッチ機構を採用した場合、回転伝達を遮断する際のトルクを任意の値に設定できるが、工具の先端部における大型化が避けられない。

本発明は、こうした実状に鑑みてなされたものであり、その目的は、先端部における大型化を抑制しつつ回転伝達を遮断する際のトルクを設定できるアングル型の電動工具を提供することにある。

上記課題を解決するために、モータの駆動に連動して回転するとともにモータ軸と同軸に設けられるスピンドルと、このスピンドルに連動して回転するとともにスピンドルに対して交差する出力軸と、を備えるアングル型の電動工具は、前記モータ軸に連動して回転する回転部材に当接するクラッチプレートと、回転により前記モータ軸の軸方向に変位する調整部材と、前記クラッチプレートと前記調整部材との間に介在されるクラッチスプリングと、を有し、前記クラッチスプリングの弾性圧縮量に基づき決定されるトルクよりも前記スピンドルにかかるトルクが大きい場合に前記クラッチスプリングが弾性圧縮して前記モータ軸から前記スピンドルへの回転伝達を遮断するクラッチ機構部を前記モータ軸と前記スピンドルとの間に設けた電動工具。

本発明の電動工具は、先端部における大型化を抑制しつつ回転伝達を遮断する際のトルクを設定することができる。

（ａ）はアングルスクリュードライバーの側面図、（ｂ）は片側のハウジングを外した状態におけるアングルスクリュードライバーの側面図。 アングルスクリュードライバーの断面図。 図１（ｂ）の断面指示線３−３における断面図。

以下、アングルスクリュードライバーの一実施形態について図面に従って説明する。
図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、アングルスクリュードライバー１は、モータ２、減速部３、クラッチ機構部４、及び出力部５と、これら各部を収容する円筒状のケース６と、を備えている。ケース６は、その軸方向において分割されるものであって、ねじ等の締結具によって締結されている。

図２に示すように、モータ２のモータ軸２１は、ケース６と同軸とされている。モータ２は、図示しないスイッチが操作されることにより駆動する。
減速部３は、遊星歯車機構であって、モータ軸２１の回転を減速させて減速軸３１に伝達する。

クラッチ機構部４は、遊星歯車機構４１とクラッチ機構４４と調整機構７０とを有している。
遊星歯車機構４１は、内歯車に相当するリングギア４２が回転自在とされている。このリングギア４２は、モータ軸２１と同軸とされている。遊星歯車機構４１は、減速軸３１の回転を減速させてリングギア４２に伝達する。なお、リングギア４２において、モータ２とは反対側の端面には、複数の山形状突起４３がその周方向において等間隔で形成されている。なお、リングギア４２が回転部材に相当する。

クラッチ機構４４は、遊星歯車機構４１側から、山形状突起４３と同数のボール４５と、シャフト４６と、複数のクラッチスプリング４７と、アジャストねじ４８と、クラッチプレート１００と、キャリア１０１と、を備えている。

シャフト４６は、モータ軸２１と同軸とされている。シャフト４６の遊星歯車機構４１側の端部は、同じくモータ軸２１と同軸とされているキャリア１０１に固定されている。なお、シャフト４６のキャリア１０１が固定される端部とは反対側の端部は、出力部５の構成要素である第１のスピンドル５１とスプライン嵌合されている。シャフト４６は、その軸方向において移動可能とされている。

ボール４５は、リングギア４２と円板状のクラッチプレート１００との間に介在されている。ボール４５は、リングギア４２の山形状突起４３の斜面と係合する。このボール４５と山形状突起４３と係合によりクラッチプレート１００は、モータ２とは反対側に押圧される。

アジャストねじ４８は、モータ軸２１と同軸に延びる円筒状とされている。アジャストねじ４８の内周面には、ねじ溝が形成されている。ケース６において、クラッチ機構部４を収容する部位の一部には、同ケース６と同軸に延びる円筒状の支持部６ａが形成されている。支持部６ａの外径は、アジャストねじ４８の内径よりも若干小さく設定されている。支持部６ａの外周面には、ねじ山が形成されている。アジャストねじ４８は、支持部６ａに螺合している。したがって、アジャストねじ４８は、回転することにより、軸方向に変位する。なお、アジャストねじ４８は、調整部材に相当する。

なお、図３に示すように、アジャストねじ４８は、その外周面を覆う係合リング１０２を介して中空軸とされている第１の傘歯車７１の内周面に接続されている。アジャストねじ４８は、第１の傘歯車７１との間に係合リング１０２が介在されていることにより、当該第１の傘歯車７１に対して軸方向に変位可能とされている。なお、第１の傘歯車７１は、調整機構７０を構成する。

図２に示すように、クラッチスプリング４７は、弾性圧縮された状態でアジャストねじ４８の遊星歯車機構４１側の面とクラッチプレート１００の遊星歯車機構４１とは反対側の面との間に介在されている。クラッチスプリング４７に付勢力により、クラッチプレート１００は、モータ２側に押圧される。

クラッチプレート１００は、ボール４５と山形状突起４３と係合によりモータ２と反対側に、クラッチスプリング４７によりモータ２側に、それぞれ押圧される。シャフト４６にかかるトルクが小さい場合、すなわち、クラッチスプリング４７による押圧力がボール４５と山形状突起４３との係合による押圧力よりも大きい場合には、リングギア４２の回転が、キャリア１０１を通じてシャフト４６に伝達される。一方、シャフト４６にかかるトルクが大きい場合、すなわち、クラッチスプリング４７による押圧力がボール４５と山形状突起４３との係合による押圧力以下となる場合には、ボール４５が山形状突起４３を乗り越える。このため、リングギア４２の回転は、キャリア１０１に伝達されない。したがって、シャフト４６にも伝達されない。

なお、クラッチスプリング４７の弾性圧縮量は、次に説明する調整機構７０により調整可能とされている。すなわち、クラッチが切れる際のトルクが調整可能とされている。
調整機構７０は、第１の傘歯車７１と第２の傘歯車７２とを備えている。

第２の傘歯車７２は、第１の傘歯車７１と直交するとともに、これと噛合する。第２の傘歯車７２は、ケース６に回転可能に軸支されている。なお、ケース６には、第２の傘歯車７２の軸部７２ａの周囲に、当該軸部７２ａと係合可能とされた専用工具８０が進入可能とされた開口部６ｂが設けられている。

調整機構７０により、アジャストねじ４８の軸方向への変位が可能とされている。このアジャストねじ４８の変位により、クラッチスプリング４７の弾性圧縮量を調整することができる。

出力部５は、第１のスピンドル５１、第２のスピンドル５２、及び出力軸５３を備えている。
第１のスピンドル５１は、モータ軸２１と同軸とされている。第１のスピンドル５１は、遊星歯車機構４１側の端部において、シャフト４６とスプライン嵌合されており、当該シャフト４６の回転を伝達する。

第２のスピンドル５２は、モータ軸２１と同軸とされている。第２のスピンドル５２は、遊星歯車機構４１側の端部において、第１のスピンドル５１と連結されており、当該第１のスピンドル５１の回転を伝達する。なお、第２のスピンドル５２の第１のスピンドル５１と連結されている側の端部とは反対側の端部には、ベルルギアが形成されている。

出力軸５３は、モータ軸２１と直交する軸を有し、その一端がケース６の内部に収容されるとともに他端がケース６の先端部に設けられる開口部６ｃから突出する。出力軸５３のケース６に収容される側の端部には、第２のスピンドル５２に形成されているベルルギアと噛合するベルルギアが形成されている。出力軸５３は、第２のスピンドル５２の回転を伝達する。なお、開口部６ｃから突出する出力軸５３の端部には、ねじ等を締め付けるための工具を取り付けできるチャック９０が取り付けられている。

なお、図１（ａ）に示すように、ケース６において、アジャストねじ４８と対応する部位は、透明材料で形成された窓部６１とされている。この窓部６１の近傍のケース６には、アジャストねじ４８の位置と対応するトルクが記載された表示部６２が設けられている。

専用工具８０を通じて第２の傘歯車７２を回転させれば、アジャストねじ４８が軸方向へ変位する。このとき、アジャストねじ４８の位置と表示部６２のトルクとを対応させることにより、そのトルクに対応するようにクラッチスプリング４７の弾性圧縮量が変更される。これにより、クラッチ機構４４がモータ軸２１の回転から第１のスピンドル５１への回転伝達を遮断する際に第１のスピンドル５１にかかるトルクが変更される。

以上詳述したように、本実施形態によれば、以下に示す効果が得られる。
（１）アングルスクリュードライバー１を構成するモータ軸２１と第１のスピンドル５１との間にクラッチ機構部４を設けた。クラッチ機構部４は、クラッチスプリング４７の弾性圧縮量に基づき決定されるトルクよりも第１のスピンドル５１にかかるトルクが大きい場合にモータ軸２１の回転から第１のスピンドル５１への回転伝達を遮断するクラッチ機構４４を備える。このクラッチ機構４４に、モータ軸２１の軸線方向に変位さすることによりクラッチスプリング４７の弾性圧縮量を変更するアジャストねじ４８を設けた。これにより、アジャストねじ４８の位置の変更を通じて、モータ軸２１の回転から第１のスピンドル５１への回転伝達を遮断する際のトルクを任意に設定できる。

また、ケース６の先端部、すなわち、第１のスピンドル５１とスプライン嵌合される第２のスピンドル５２と、この第２のスピンドル５２と直交する軸線を有し当該第２のスピンドル５２に噛合する出力軸５３との間に、クラッチ機構がない。したがって、ケース６の先端部における大型化が抑制される。

（２）クラッチ機構部４に、モータ軸２１の回転を減速させて第１のスピンドル５１と固定されているキャリア１０１に伝達する遊星歯車機構４１を設けた。より、詳述すると、遊星歯車機構４１を構成するリングギア４２に複数の山形状突起４３を設けるとともに、リングギア４２とクラッチプレート１００との間に山形状突起４３と同数のボール４５を介在させた。すなわち、リングギア４２がクラッチ機構４４の一部を構成するようにした。これにより、減速機構とクラッチ機構とをそれぞれ独立して設ける場合と比較してアングルスクリュードライバー１を構成する部品点数が抑制される。ひいては、アングルスクリュードライバー１の組み立て工数も抑制される。

（３）アングルスクリュードライバー１に第１の傘歯車７１と第２の傘歯車７２とからなる調整機構７０を設けた。第１の傘歯車７１は、モータ軸２１と同軸の軸線を有し且つアジャストねじ４８と噛合する。第２の傘歯車７２は、第１の傘歯車７１と交差する軸線を有し且つ第１の傘歯車７１と噛合するとともに外部から回転操作可能とされている。したがって、アジャストねじ４８の位置の調整は、第２の傘歯車７２を外部から回転操作することにより行われる。これにより、アジャストねじ４８をケース６の内部に収容することができる。アジャストねじ４８が外部に露出しないので、ねじ等の締結具を締結する最中に、モータ軸２１の回転から第１のスピンドル５１への回転伝達を遮断する際のトルクが容易に変更されない。

（４）第２の傘歯車７２をケース６の内部に収容した。そして、ケース６に設けられた開口部６ｂから進入可能とされた専用工具８０と係合可能とされた軸部７２ａを第２の傘歯車７２に設けた。これにより、専用工具８０がなければアジャストねじ４８の位置を調整できない。しいたがって、ねじ等の締結具を締結する最中に、モータ軸２１の回転から第１のスピンドル５１への回転伝達を遮断する際のトルクが容易に変更されない。

（５）ケース６にアジャストねじ４８の位置を視認できる窓部６１と、窓部６１の近傍に当該窓部６１から視認できるアジャストねじ４８の位置と対応づけられたトルクを示唆する情報を表示する表示部６２と、を設けた。したがって、窓部６１を通じてのアジャストねじ４８の位置及び表示部６２を視認しながら、専用工具８０を用いて第２の傘歯車７２を回転させることができる。これにより、モータ軸２１の回転から第１のスピンドル５１への回転伝達を遮断する際のトルクを任意の値に調整しやすい。

なお、上記実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態において、窓部６１及び表示部６２を省略してもよい。
・上記実施形態において、第２の傘歯車７２の軸部７２ａは、ケース６の外部に露出していてもよい。このように構成すれば、専用工具８０を用いなくても第２の傘歯車７２を回転させることができる。ひいては、アジャストねじ４８の位置を調整することができる。

・上記実施形態において、調整機構７０は、第１の傘歯車７１と第２の傘歯車７２とを有する構成であったが、アジャストねじ４８を回転させて、その軸方向の位置を調整できる構成であればよい。

・上記実施形態において、アジャストねじ４８の調整を、図１（ｂ）に示すようにケース６の片側のハウジングを外した状態に限定する場合には、調整機構７０を省略することもできる。

・上記実施形態において、クラッチ機構部４は、遊星歯車機構４１を備えなくてもよい。
・上記実施形態において、アングルスクリュードライバー１は、クラッチ機構部４が有する遊星歯車機構４１の他に減速機能を発揮する減速部３を備えていたが、これを省略してもよい。また、減速機能を発揮する構成は、１つに限らず、複数設けてもよい。

・上記実施形態において、アジャストねじ４８は、その外周面において第１の傘歯車７１の内周面とスプライン嵌合されたが、両者の噛合はこれに限定されない。アジャストねじ４８の軸方向における変位を許容する噛合の関係であればよい。また、両者の間に別の部材が介在される構成であってもよい。

・上記実施形態では、第１のスピンドル５１と第２のスピンドル５２とを有するアングルスクリュードライバー１について説明したが、これらは一体であってもよい。
・上記実施形態では、モータ軸２１と直交する軸線を有する出力軸５３を採用するアングルスクリュードライバー１について説明したが、モータ軸２１の軸線と出力軸５３の軸線とが交差するものであれば、本例の構成が適用可能である。

・上記実施形態では、ねじ等の締結具の締め付けに使用するアングルスクリュードライバー１について説明したが、使用の用途は、締結具の締め付けや締め付けの解消に限らない。例えば、チャック９０にドリル刃を取り付けて、孔開け加工用の電動ドリルとして使用してもよい。また、出力軸５３の先端部をドリル刃として、電動ドリルとして使用してもよい。

次に、上記実施形態及び上記別例より想起される技術的思想について追記する。
（付記１） モータの駆動に連動して回転するとともにモータ軸と同軸に設けられるスピンドルと、このスピンドルに連動して回転するとともにスピンドルに対して交差する出力軸と、を備えるアングル型の電動工具において、
前記モータ軸に連動して回転する回転部材に当接するクラッチプレートと、回転により前記モータ軸の軸方向に変位する調整部材と、前記クラッチプレートと前記調整部材との間に介在されるクラッチスプリングと、を有し、前記クラッチスプリングの弾性圧縮量に基づき決定されるトルクよりも前記スピンドルにかかるトルクが大きい場合に前記クラッチスプリングが弾性圧縮して前記モータ軸から前記スピンドルへの回転伝達を遮断するクラッチ機構部を前記モータ軸と前記スピンドルとの間に設けた電動工具。

（付記２） 付記１に記載の電動工具において、
前記クラッチ機構部は、前記モータの回転を減速させて前記スピンドルに伝達する減速機構を備える電動工具。

（付記３） 付記１又は２に記載の電動工具において、
前記モータ軸と平行な軸線を有し且つ前記調整部材と噛合する第１の傘歯車と、
前記第１の傘歯車と交差する軸線を有し且つ前記第１の傘歯車と噛合するとともに外部から回転操作可能とされた第２の傘歯車と、を備える電動工具。

（付記４） 付記３に記載の電動工具において、
前記第２の傘歯車は、ケース内部に収容され、ケース外部から挿入される専用工具と係合することにより回転操作可能とされた電動工具。

（付記５） 付記１〜４のうちいずれか一項に記載の電動工具において、
電動工具の外装をなすケースは、前記クラッチスプリング及び前記調整部材のうち少なくとも一方の状態をケース外部から視認できる窓部と、
前記窓部の近傍にその窓部から視認できる前記クラッチスプリング及び前記調整部材のうち少なくとも一方の状態と対応づけられたトルクを示唆する情報を表示する表示部と、を備える電動工具。

１…アングルスクリュードライバー（電動工具）、２…モータ、３…減速部、４…クラッチ機構部、５…出力部、６…ケース、６ａ…支持部、６ｂ，６ｃ…開口部、２１…モータ軸、３１…減速軸、４１…遊星歯車機構（減速機構）、４２…リングギア（回転部材）、４３…山形状突起、４４…クラッチ機構、４５…ボール、４６…シャフト、４７…クラッチスプリング、４８…アジャストねじ（調整部材）、５１…第１のスピンドル、５２…第２のスピンドル、５３…出力軸、６１…窓部、６２…表示部、７０…調整機構、７１…第１の傘歯車、７２…第２の傘歯車、７２ａ…軸部、８０…専用工具、９０…チャック、１００…クラッチプレート、１０１…キャリア。

Claims (5)

1. モータの駆動に連動して回転するとともにモータ軸と同軸に設けられるスピンドルと、このスピンドルに連動して回転するとともにスピンドルに対して交差する出力軸と、を備えるアングル型の電動工具において、
   前記モータ軸に連動して回転する回転部材に当接するクラッチプレートと、回転により前記モータ軸の軸方向に変位する調整部材と、前記クラッチプレートと前記調整部材との間に介在されるクラッチスプリングと、を有し、前記クラッチスプリングの弾性圧縮量に基づき決定されるトルクよりも前記スピンドルにかかるトルクが大きい場合に前記クラッチスプリングが弾性圧縮して前記モータ軸から前記スピンドルへの回転伝達を遮断するクラッチ機構部を前記モータ軸と前記スピンドルとの間に設けた電動工具。
2. 請求項１に記載の電動工具において、
   前記クラッチ機構部は、前記モータの回転を減速させて前記スピンドルに伝達する減速機構を備える電動工具。
3. 請求項１又は２に記載の電動工具において、
   前記モータ軸と平行な軸線を有し且つ前記調整部材と噛合する第１の傘歯車と、
   前記第１の傘歯車と交差する軸線を有し且つ前記第１の傘歯車と噛合するとともに外部から回転操作可能とされた第２の傘歯車と、を備える電動工具。
4. 請求項３に記載の電動工具において、
   前記第２の傘歯車は、ケース内部に収容され、ケース外部から挿入される専用工具と係合することにより回転操作可能とされた電動工具。
5. 請求項１〜４のうちいずれか一項に記載の電動工具において、
   電動工具の外装をなすケースは、前記クラッチスプリング及び前記調整部材のうち少なくとも一方の状態をケース外部から視認できる窓部と、
   前記窓部の近傍にその窓部から視認できる前記クラッチスプリング及び前記調整部材のうち少なくとも一方の状態と対応づけられたトルクを示唆する情報を表示する表示部と、を備える電動工具。