JP2020110856A - 電動工具 - Google Patents
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Description
また、電動工具では、特許文献1に開示されるように、モータや出力軸を収容するケースの前端には、サイドハンドルが装着可能となっており、作業者は、一方の手でケースから下方に延設されるハンドルを把持し、他方の手でサイドハンドルを把持して電動工具を安定支持可能となっている。
請求項2に記載の発明は、請求項1の構成において、出力軸はケースから前方へ突出し、第1カバーはゴム製で、第2カバーは、第1カバーの前側に配置される樹脂製であることを特徴とする。
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、第1カバー及び第2カバーは、ケースの外面に突設した位置決め部に係合して位置決めされることを特徴とする。
上記目的を達成するために、請求項4に記載の発明は、モータと、モータにより駆動する出力軸と、出力軸の少なくとも一部を収容するケースと、ケースの少なくとも一部を覆い、樹脂により構成されて弾性部材によって固定されるカバーと、を含み、カバーに、サイドハンドルを取付可能としたことを特徴とする。
請求項5に記載の発明は、請求項4の構成において、ケース及びカバーは筒状で、弾性部材は、カバーに外側から巻回されるリングスプリングであることを特徴とする。
請求項6に記載の発明は、請求項4又は5の構成において、出力軸はケースから前方へ突出し、カバーの後方でケースの少なくとも一部は、ゴム製カバーで覆われていることを特徴とする。
図1は、電動工具の一例であるインパクトレンチとカバーとサイドハンドルとの分解斜視図、図2はインパクトレンチの中央縦断面図である。
このインパクトレンチ1は、前後方向に延びる本体2に、ハンドル3を下向きに形成した側面視T字状を有し、本体2の先端からは出力軸となるアンビル4が突出し、ハンドル3の下端に設けたバッテリー装着部5には、電源となるバッテリーパック6が装着されている。
本体2のハウジングは、ブラシレスモータ8を収容する後方部分にハンドル3を延設した合成樹脂製の本体ハウジング7と、本体ハウジング7の前方に組み付けられてスピンドル10及び打撃機構11を収容する金属製のハンマーケース9とからなる。本体ハウジング7は、左右一対の半割ハウジング7a,7bを左右方向のネジ12,12・・によって組み付けて形成される。
さらに、前筒部22の外周で前後方向の中央部には、リング状の前ストッパ25が突設されている。
まず、第1カバー27は、胴体部20の前端からテーパ部21の後半部分にかけて外装されるゴム製で、図3にも示すように、前端内周には、後ストッパ23Aに係合するリング状の係合溝29が形成されている。また、第1カバー27の内周には、係合溝29と前端が連通し、テーパ部21の各縦リブ24に係合する4つの後縦溝30,30・・が形成されている。第1カバー27の下面には、ハンドル3に設けた後述する延設部48との干渉を防ぐための切欠31が形成されている。
第2カバー28は、左右に分割される一対の半割リング28a,28bを後述するリングスプリング38で組み合わせて、テーパ部21の前半部分から前筒部22にかけて外装される樹脂製で、後端内周には、後ストッパ23Bに係合するリング状の後位置決め溝32が形成されている。また、その前方には、前筒部22の前ストッパ25に係合するリング状の前位置決め溝33が形成されている。第2カバー28の内周には、両位置決め溝32,33と連通し、テーパ部21の各縦リブ24に係合する4つの前縦溝34,34・・が形成されている。さらに、第2カバー28の外周には、サイドハンドル40の取付部となる嵌合溝35が凹設されると共に、嵌合溝35には、リング状の凹溝36と、周方向に等間隔で4つの凹み部37,37・・とが形成されて、凹溝36にリングスプリング38が外装されている。
次に、第2カバー28を、リングスプリング38の付勢に抗して半割リング28a,28bを左右に広げた状態で、テーパ部21の前半部分と前筒部22とに外装し、再びリングスプリング38によって半割リング28a,28bを組み付け状態とする。そして、前縦溝34を縦リブ24に合わせると、後位置決め溝32が後ストッパ23Bに、前位置決め溝33が前ストッパ25にそれぞれ係合して位置決めされ、第2カバー28は前筒部22に固定される。この状態で第1カバー27の前端は、第2カバー28の後端に当接して前方への抜け止めがなされる。
よって、拡開させたクランプ部42を第2カバー28の嵌合溝35に外装させ、凸部43を凹み部37に合わせてクランプ部42を収縮させると、クランプ部42が第2カバー28越しに前筒部22をクランプし、グリップ部41が前筒部22から側方へ突出した状態で装着される。
このように第2カバー28を装着したままサイドハンドル40が装着できるので、第2カバー28を取り外す手間が不要となる。
また、バッテリー装着部5には、ブラシレスモータ8の制御用のスイッチング素子やマイコン等を搭載した制御回路基板51を備えたコントローラ50が収容されている。制御回路基板51には、打撃力の切替ボタンやバッテリの残容量表示ランプ等を有するスイッチパネル52が設けられて、バッテリー装着部5の前部上面に露出している。スイッチパネル52の前方でバッテリー装着部5の前端には、LEDを備えた第2のライト53を上向きに収容する突起部54が設けられている。
バッテリーパック6は、バッテリー装着部5に対して前方からスライドさせることでレール同士の嵌合とフック57の係合とで結合される構造で、結合と共にコントローラ50の下方でバッテリー装着部5に設けた端子台58の端子がバッテリーパック6側の端子と電気的に接続される。バッテリーパック6の取り外し時にフック57を解除するための解除ボタン59は、突起部54の下方に配置される。
まず、ブラシレスモータ8は、ステータ60とその内側のロータ61とからなるインナロータ型である。ステータ60は、複数の積層鋼板から形成される筒状のステータコア62と、ステータコア62の軸方向前後の端面にそれぞれ設けられる前インシュレータ63及び後インシュレータ64と、前後インシュレータ63,64を介してステータコア62に巻回される6つのコイル65,65・・とを有する。後インシュレータ64には、ロータ61に設けた永久磁石72の位置を検出して回転検出信号を出力する3つの回転検出素子(図示略)を搭載したセンサ回路基板66と、コイル65,65間の巻線にヒュージングされるヒュージング端子を対角同士で短絡する3つの板金部材68,68・・をインサート成形した短絡部材67とが取り付けられている。この短絡部材67によって6つのコイル65はパラ巻きでデルタ結線される。
一方、ロータ61は、軸心に位置する回転軸70と、回転軸70の周囲に配置され、複数の鋼板を積層してなる略円筒状のロータコア71と、ロータコア71の内部に固定される4つの板状の永久磁石72,72・・とを有する。回転軸70の後端は、本体ハウジング7の後部に保持された軸受73に軸支され、前端は、ギヤケース13の軸受保持部74に保持された軸受75に軸支されて、サンギヤ76が形成された前端をギヤケース13の前方へ突出している。回転軸70における軸受75の後方部位には、遠心ファン77が取り付けられて、遠心ファン77の位置で本体ハウジング7の左右の側面には排気口78,78・・が形成されている。また、図4に示すように、本体ハウジング7の後面には吸気口79,79・・が形成されている。
キャリア部81は、図7に示すように、円盤状の前板87と、前板87の後方で平行に配置される後板88と、前板87と後板88とを接続する4つの接続部89,89・・とを有し、前板87と後板88との間に前後両端が支持された支持ピン84によってプラネタリギヤ82,83を保持している。ここで、後板88の外周には、ギヤケース13の軸受保持部74の外周よりも大径の外側支持部90が後向きに突設されて、スピンドル10の径方向で軸受保持部74とオーバーラップしている。この外側支持部90と軸受保持部74との間に軸受91が配置されて、スピンドル10の後端が内側から軸支されている。この状態で軸受91は軸受75の外側に位置して軸受91,75同士が径方向でオーバーラップしている。
こうしてスピンドル10の後端が軸受91によって支持される状態で、回転軸70のサンギヤ76は有底孔85に後方から挿入している。一方、スピンドル10の前端は、小径部86がアンビル4の軸心に設けた挿入孔108に同軸で挿入されることで支持される。
外側のプラネタリギヤ83は、内側のプラネタリギヤ82と噛合する前側の大径部83aと、大径部83aと同軸でその後側に形成され、大径部83aより小径の小径部83bとを有する二段形状となっている。ここでは大径部83aがプラネタリギヤ82よりも大径且つ多い歯数となってプラネタリギヤ82と噛合し、小径部83bが、プラネタリギヤ82よりも小径且つ少ない歯数となって、ギヤケース13内に保持されたインターナルギヤ92に噛合している。このようにサンギヤ76と噛合するプラネタリギヤ82と、インターナルギヤ92と噛合するプラネタリギヤ83とに分けたことで、1つのインターナルギヤ92内で二段階に減速が可能となり、インターナルギヤ92が同じサイズでもギヤ比を大きく設定することができる。
但し、各ピン93Bの嵌合部分では、第1の凹部94の横断面は半円よりも小さい円弧で形成され、第2の凹部95の横断面は半円よりも大きい円弧で形成されて、ピン93Bは第2の凹部95によって保持されている。また、各ピン93Bが嵌合する4つの第1の凹部94は、ピン93Bの外径よりも大径の円弧で形成されて、第2の凹部95に保持されるピン93Bとの間に隙間Sを設定している。
よって、インターナルギヤ92は、4本のゴム製のピン93Aが弾性変形することで、4本の鉄製のピン93Bが第1の凹部94に当接する範囲で周方向に微動可能となっている。また、ピン93Aが剪断(破損)しても、ピン93Bが第1の凹部94に当接することで、インターナルギヤ92の回り止めは維持されるようになっている。
また、軸受メタル106の前方で前筒部22とアンビル4との間にはシールリング109が設けられ、アンビル4の先端には、図示しないソケットが嵌着される横断面四角形状の取付部110が形成されている。
この状態でハンドル3を把持した手でトリガ46を押し込み操作すると、スイッチ45がONしてバッテリーパック6の電源によってブラシレスモータ8が駆動する。すなわち、制御回路基板51のマイコンが、センサ回路基板66の回転検出素子から出力されるロータ61の永久磁石72の位置を示す回転検出信号を得てロータ61の回転状態を取得し、取得した回転状態に応じて各スイッチング素子のON/OFFを制御し、ステータ60の各コイル65に対し順番に電流を流すことでロータ61を回転させる。
締付が進んでアンビル4のトルクが高まると、ハンマー100がコイルバネ102の付勢に抗してボール101をカム溝104に沿って後方へ転動させながら後退し、爪がアーム103から外れると、コイルバネ102の付勢によってボール101をカム溝104に沿って前方へ転動させることでハンマー100は回転しながら前進し、爪をアーム103に再係合させてアンビル4に回転打撃力(インパクト)を発生させる。このインパクトを間欠的に繰り返すことでさらなる締付が行われる。
上記形態のインパクトレンチ1によれば、ブラシレスモータ8(モータ)と、ブラシレスモータ8により駆動するアンビル4(出力軸)と、アンビル4の一部を収容するハンマーケース9(ケース)と、ハンマーケース9の一部を覆う第1カバー27と、ハンマーケース9の他の一部を覆う第2カバー28と、を含み、第2カバー28に、サイドハンドル40を取付可能としたことで、サイドハンドル40の着脱の際に第2カバー28を前筒部22に着脱する必要がなくなる。よって、サイドハンドル40の組立性が良好となると共に、第2カバー28を紛失するおそれもなくなる。
また、第1カバー27は、ハンマーケース9の外面に突設した後ストッパ23A(位置決め部)に係合して位置決めされ、第2カバー28は、ハンマーケース9の外面に突設した後ストッパ23B及び前ストッパ25(位置決め部)に係合して位置決めされるので、第1カバー27及び第2カバー28の組み付けが容易に行え、組み付け後のがたつきや位置ずれも抑えられる。
また、ハンマーケースに対する係合構造も、第1カバー側で位置決め部を増やしたり、第2カバー側で位置決め部を減らしたり等、適宜変更可能である。分割構造も上記形態に限らず、第1カバーを長くしたり、第2カバーを長くしたり、両カバーの端面同士を部分的に重合させたり等の設計変更が可能である。第1カバーでハンマーケースの後方側全体を覆うこともできる。
上記形態のインパクトレンチ1によれば、ブラシレスモータ8(モータ)と、ブラシレスモータ8により駆動するアンビル4(出力軸)と、アンビル4の一部を収容するハンマーケース9(ケース)と、ハンマーケース9の一部を覆い、樹脂により構成されてリングスプリング38(弾性部材)によって固定される第2カバー28(カバー)と、を含み、第2カバー28に、サイドハンドル40を取付可能としたことで、サイドハンドル40の着脱の際に第2カバー28を前筒部22に着脱する必要がなくなる。よって、サイドハンドル40の組立性が良好となると共に、第2カバー28を紛失するおそれもなくなる。また、リングスプリング38で第2カバー28を固定するので、装着したサイドハンドル40のがたつきも抑えられる。
また、第2カバー28の後方でハンマーケース9の一部を、第1カバー27(ゴム製カバー)で覆うようにしているので、ハンマーケース9に当接した被加工材を第1カバー27及び第2カバー28によって保護できる。
上記形態のインパクトレンチ1によれば、ブラシレスモータ8(モータ)と、ブラシレスモータ8により回転するサンギヤ76と、サンギヤ76と噛合するプラネタリギヤ82,83と、プラネタリギヤ83と噛合するインターナルギヤ92と、インターナルギヤ92を保持するギヤケース13と、プラネタリギヤ82,83を保持するスピンドル10と、ギヤケース13とスピンドル10との間に配置される軸受91と、を含み、軸受91は、外周側でスピンドル10を、内周側でギヤケース13をそれぞれ支持しているので、スピンドル10の後端を外周側から保持させずに済み、軸受91のサイズを小さくできる。よって、径方向でのコンパクト化を達成することができる。
また、ギヤケース13は、サンギヤ76を備えた回転軸70を軸支する軸受75(第2の軸受)を保持しており、軸受91は、軸受75よりも径方向外側に配置されて当該径方向で軸受75とオーバーラップしているので、インターナルギヤ92の後方に軸受91を配置してもスピンドル10の軸方向のサイズを抑えることができる。
また、スピンドルの外側支持部も上記形態に限らず、キャリア部よりも小径としたり、リング状でなく円弧状の壁を同心円上に配置したりする等、適宜変更可能である。
ここに示すインパクトレンチ1において、スピンドル10Aのキャリア部81には、後板及び接続部が設けられておらず、図9〜11に示すように、前板87から後方へ突出する一対の突出部96,96が、同心円上且つスピンドル10Aの軸心を中心とした点対称位置で一体に設けられている。軸受91は、突出部96,96の後端内側に形成された保持凹部97,97によって保持されている。よって、ここでの支持ピン84は、前板87によって前端のみが片持ち支持されている。
このインパクトレンチ1によれば、ブラシレスモータ8(モータ)と、ブラシレスモータ8により回転するサンギヤ76と、サンギヤ76と噛合するプラネタリギヤ82,83と、プラネタリギヤ83と噛合するインターナルギヤ92と、インターナルギヤ92を保持するギヤケース13と、プラネタリギヤ82,83を保持するスピンドル10Aと、ギヤケース13とスピンドル10Aとの間に配置される軸受91と、を含み、スピンドル10Aは、軸受91側へ突出する一対の突出部96,96を有して、軸受91は突出部96,96の内側に配置されているので、スピンドル10Aの後端を外周側から保持させずに済み、軸受91のサイズを小さくできる。よって、径方向でのコンパクト化を達成することができる。
なお、突出部の数や形状は上記形態に限らず、適宜変更可能である。ギヤの仕様によっては突出部を3箇所以上設けることもできる。
上記形態のインパクトレンチ1によれば、ブラシレスモータ8(モータ)と、ブラシレスモータ8により回転するサンギヤ76と、サンギヤ76と噛合するプラネタリギヤ82,83と、プラネタリギヤ83と噛合するインターナルギヤ92と、インターナルギヤ92を保持するギヤケース13と、プラネタリギヤ82,83を保持するスピンドル10と、を含み、インターナルギヤ92の外周に第1の凹部94が設けられ、ギヤケース13の内周に第2の凹部95が設けられて、第1の凹部94と第2の凹部95とに跨がって嵌合するピン93Aが配置されることで、異常打撃時のようにスピンドル10に衝撃が加わっても、その衝撃をピン93Aによって緩和できる。よって、プラネタリギヤ82,83及びインターナルギヤ92が損傷するおそれが低減され、減速機構の耐久性を向上させることができる。
また、ピン93Aは弾性変形可能であるので、周方向の衝撃を効果的に緩和可能となる。
さらに、弾性変形可能なピン93Aと弾性変形不能なピン93Bとが混在しているので、ピン93Aが破損してもピン93Bによってインターナルギヤ92の回り止めは維持可能となる。
さらに、ピンや凹部の形状によって衝撃の緩和が可能であれば、ピンはゴム等の弾性材料以外で形成することもできる。すなわち、全てのピンを鉄製等の弾性変形不能なピンとしたり、全てのピンを弾性変形可能なピンとしたりしてもよい。
また、スピンドルの軸受に係る発明でも、電動工具はインパクトレンチに限らず、インパクトドライバやスクリュードライバ等にも採用可能である。
さらに、インターナルギヤのピンに係る発明でも、電動工具はインパクトレンチに限らず、プラネタリギヤを用いた減速機構を有するものであれば、インパクトドライバやスクリュードライバ等にも採用できる。減速機構は複数段でも各インターナルギヤに適用できる。
そして、各発明に共通して、プラネタリギヤは上記形態のように二段減速でなく、1つのキャリア部に支持されるプラネタリギヤを全てインターナルギヤに噛合させてもよい。また、モータがブラシレスでない電動工具や、交流電源を使用する電動工具でもよい。
Claims (6)
- モータと、
前記モータにより駆動する出力軸と、
前記出力軸の少なくとも一部を収容するケースと、
前記ケースの一部を覆う第1カバーと、
前記ケースの他の一部を覆う第2カバーと、を含み、
前記第2カバーに、サイドハンドルを取付可能とした電動工具。 - 前記出力軸は前記ケースから前方へ突出し、
前記第1カバーはゴム製で、前記第2カバーは、前記第1カバーの前側に配置される樹脂製である請求項1に記載の電動工具。 - 前記第1カバー及び前記第2カバーは、前記ケースの外面に突設した位置決め部に係合して位置決めされる請求項1又は2に記載の電動工具。
- モータと、
前記モータにより駆動する出力軸と、
前記出力軸の少なくとも一部を収容するケースと、
前記ケースの少なくとも一部を覆い、樹脂により構成されて弾性部材によって固定されるカバーと、を含み、
前記カバーに、サイドハンドルを取付可能とした電動工具。 - 前記ケース及び前記カバーは筒状で、前記弾性部材は、前記カバーに外側から巻回されるリングスプリングである請求項4に記載の電動工具。
- 前記出力軸は前記ケースから前方へ突出し、
前記カバーの後方で前記ケースの少なくとも一部は、ゴム製カバーで覆われている請求項4又は5に記載の電動工具。
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2019
- 2019-01-09 JP JP2019002070A patent/JP7229780B2/ja active Active
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