JP2023061256A - 動力工具 - Google Patents

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Abstract

【課題】ロック機構に係る強度及び耐久性を向上させてスピンドルの回転を確実にロック可能とする。【解決手段】グラインダ1は、工具本体1aに、先端工具が着脱可能なスピンドル6と、スピンドル6の回転を任意にロック可能なロック機構40と、を備える。ロック機構40は、スピンドル6と一体回転する第2ベベルギヤ28と係合可能な係合ピン44を2本有し、各係合ピン44が第2ベベルギヤ28へ同時に係合する係合位置と、各係合ピン44が第2ベベルギヤ28と係合しない非係合位置との間で移動可能なロック部材41と、ロック部材41を非係合位置へ付勢するコイルバネ42と、ロック部材41を係合位置へ移動操作可能な単一の操作ボタン43と、を含んでなる。【選択図】図3

Description

本開示は、グラインダ等の動力工具に関する。
例えばグラインダは、モータ駆動で回転するスピンドルを有し、ハウジングから下方へ突出させたスピンドルの先端に、円盤状砥石等の先端工具を装着している。よって、スピンドルと共に回転する先端工具で研磨作業等が可能となっている。
このようなグラインダでは、先端工具を着脱する際にはスピンドルの回転をロックする必要がある。例えば特許文献1には、ハウジングに、ハウジングに形成された案内孔へスライド可能に遊挿されるロックピンと、ハウジングの外部でロックピンの端部に連結されるキャップと、ロックピンをスピンドルから離れる非係合位置へ付勢するコイルバネとからなるロック機構が開示されている。このロック機構では、キャップを介してロックピンをハウジング内へ押し込むと、ロックピンの先端が、スピンドルと一体のベベルギヤに設けた凹部と係合する係合位置へ移動する。よって、スピンドルの回転を規制することができる。
特許第4734016号公報
上記特許文献1のロック機構では、1本のロックピンを1箇所の凹部に係合させて回転を規制する。このため、先端工具を交換する際に発生する応力(例えばスピンドルを緊締するアウタフランジを締め付ける或いは緩める際のトルク)の全てがロックピンと凹部との係合部分に加わる。よって、ロックピンを支持するハウジングやロックピン自体に破損や変形が生じたり、ロックピンが凹部から外れてロックをやり直す手間が生じたりするおそれがある。
そこで、本開示は、ロック機構に係る強度及び耐久性を向上させることができると共に、スピンドルの回転を確実にロックすることができる動力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、本開示は、工具本体に、
先端工具が着脱可能なスピンドルと、
前記スピンドルの回転を任意にロック可能なロック機構と、を備え、
前記ロック機構は、前記スピンドルと一体回転する回転部材と係合可能な係合部を複数有し、各前記係合部が前記回転部材へ同時に係合する係合位置と、各前記係合部が前記回転部材と係合しない非係合位置との間で移動可能なロック部材と、
前記ロック部材を前記非係合位置へ付勢する付勢部材と、
前記ロック部材を前記係合位置へ移動操作可能な単一の操作部と、を含んでなることを特徴とする。
本開示によれば、先端工具を交換等する際に発生する応力を複数の係合部で分散させることができる。よって、ロック機構に係る強度及び耐久性が向上する。また、スピンドルの回転を確実にロック可能となる。さらに、複数の係合部を設けても操作部は単一であるため、操作性を損なうことがない。
グラインダの斜視図である。 グラインダの前部の中央縦断面図である(ロック部材は非係合位置)。 図2のA-A線断面図である。 ギヤハウジング及びロック機構の分解斜視図である。 グラインダの前部の中央縦断面図である(ロック部材は係合位置)。 図5のB-B線断面図である。
本開示の一実施形態において、スピンドルは、工具本体の前部に設けられ、ロック部材の各係合部は、工具本体の左右の領域にそれぞれ設けられていてもよい。
この構成によれば、発生する応力を工具本体に対して均一に分散可能となる。
本開示の一実施形態において、ロック部材は、互いに平行に延びる2つの係合部と、各係合部同士を連結する連結部とを備えていてもよい。
この構成によれば、ロック部材が簡単な構造でコンパクトとなる。
本開示の一実施形態において、操作部は、連結部に対して移動操作可能であってもよい。
この構成によれば、操作部への押圧力を連結部を介して無駄なく係合部へ伝えることができる。
本開示の一実施形態において、操作部は、連結部から離間した位置に設けられた支点部を中心として揺動可能に設けられていてもよい。
この構成によれば、付勢部材の付勢力に対して小さい力で押し込み操作可能となる。
本開示の一実施形態において、付勢部材の付勢力は、各係合部へ均等に作用するものであってもよい。
この構成によれば、各係合部の傾きを抑えてロック部材をスムーズに移動させることができる。
本開示の一実施形態において、回転部材は、スピンドルと一体結合されたギヤであり、ギヤの外面には、各係合部と係合する少なくとも3箇所の被係合部が、ギヤの回転軸周りで均等に設けられていてもよい。
この構成によれば、強度の高いギヤを合理的に利用して各係合部を係合させることができる。また、被係合部を均等配置したことで回転時のバランスも維持できる。
本開示の一実施形態において、工具本体の前部にスピンドルが、工具本体の後部に動力源がそれぞれ配置され、ロック部材は、ギヤの回転中心よりも後側に配置されていてもよい。
この構成によれば、工具本体の前部の高さを抑えることができ、作業部位の視認性を確保できる。
以下、本開示の実施例を図面に基づいて説明する。
図1は、動力工具の一例であるグラインダを示す斜視図である。図2は、前部の中央縦断面図である。
グラインダ1は、工具本体1aを形成するハウジングとして、アウタハウジング2と、インナハウジング3と、ギヤハウジング4とを備えている。アウタハウジング2及びインナハウジング3は樹脂製で、ギヤハウジング4は金属製である。ギヤハウジング4の下部には、ベアリングリテーナ5が組み付けられて、ベアリングリテーナ5から下向きにスピンドル6が突出している。
アウタハウジング2は、前後方向に延びる筒状を有し、後部には細径のグリップ部7が形成されている。グリップ部7には、スイッチレバー8が設けられている。グリップ部7の後端には、電源コード9が接続されている。アウタハウジング2の前端には、左右にハンドル取付部10,10が設けられて、サイドハンドル11が取り付け可能となっている。
インナハウジング3は、内部にモータ12を収容している。モータ12は、出力軸13が前後方向となる向きで保持されている。インナハウジング3の外周には、筒状ラバー14が外装されている。アウタハウジング2は、筒状ラバー14を介してインナハウジング3を保持している。筒状ラバー14には、ハンドル取付部10,10がネジ止めされる金属製の固定リング15が外装されている。
インナハウジング3とギヤハウジング4との間には、仕切板16が設けられている。出力軸13は、仕切板16を貫通してギヤハウジング4内に突出している。仕切板16には、出力軸13を支持する軸受17が設けられている。仕切板16の後方で出力軸13には、ファン18が設けられている。
ギヤハウジング4は、後板部20と前板部21とを備えている。後板部20は、正面視が四角形状で、各角部が仕切板16と共にインナハウジング3へ前方から4本のネジ22,22・・によってネジ止めされている。前板部21は、後板部20の上下方向の中央部から前方へ突設されている。出力軸13は、後板部20を貫通して前板部21内に突出している。前板部21内で出力軸13の先端には、第1ベベルギヤ23が固定されている。仕切板16及び後板部20には、複数の排気口24,24・・が形成されている。
前板部21は、下面を開口する平面視四角形状である。ベアリングリテーナ5は、上端の平面視が前板部21と同形状となる筒状で、前板部21の下部に下方からネジ止めされている。前板部21には、上方からフロントカバー25が被せられている。フロントカバー25は、前板部21の上面と、前板部21の前面及び左右の側面とを覆う樹脂製で、前板部21とベアリングリテーナ5との間に挟持固定されている。
スピンドル6は、前板部21とベアリングリテーナ5とに跨がって上下方向に配置されている。スピンドル6の上端は、前板部21に保持された軸受26に支持されている。スピンドル6の中間部は、ベアリングリテーナ5に保持されて軸受27に支持されている。軸受27の上側でスピンドル6には、第2ベベルギヤ28が固定されて、第1ベベルギヤ23と噛合している。第2ベベルギヤ28の歯部を除く上面は、中心へ向かうに従って徐々に高くなる円錐面29となっている。この円錐面29には、図3及び図4に示すように、3箇所に凹部30,30・・が形成されている。各凹部30は、スピンドル6を中心とする径方向外側へ放射状に延びている。各凹部30は、第2ベベルギヤ28の周方向に等間隔で配置されている。
スピンドル6の下端は、ベアリングリテーナ5を貫通して下方へ突出している。スピンドル6の下端には、ネジ部31が設けられている。ネジ部31の上側には、インナフランジ32が外装されている。インナフランジ32の下方でネジ部31には、アウタフランジ33が螺合している。インナフランジ32とアウタフランジ33との間に先端工具(例えば円盤状砥石)34を挟持してアウタフランジ33を緊締することで、先端工具34はスピンドル6に固定される。ベアリングリテーナ5には、先端工具34の後側の上面及び周面を覆うホイールカバー35が取り付けられている。
前板部21及びフロントカバー25には、スピンドル6の回転を任意に規制可能なロック機構40が設けられている。ロック機構40は、ロック部材41と、コイルバネ42と、操作ボタン43とを備えている。
ロック部材41は、2本の係合ピン44,44と連結部45とを備えている。係合ピン44,44は、正面視でスピンドル6の軸線を中心とした左右対称にそれぞれ配置されて上下方向に延びる軸体である。連結部45は、左右方向に延びる棒体で、左右両端に係合ピン44の上端が圧入結合されている。よって、ロック部材41は、正面視が逆U字状となる。
前板部21の上面でスピンドル6の軸線よりも後方には、受台46が突出形成されている。受台46は、上面が前後及び左右方向で規定される平面で、軸受26を跨いで左右方向に延びる平面視矩形状となっている。この受台46に、左右一対の貫通孔47,47が上下方向に貫通形成されている。各貫通孔47の下部は、上部よりも大径の大径孔48となって前板部21の内部に開口している。
受台46の後方には、左右一対の受け板49,49が設けられている。各受け板49は、前板部21の上面で前後方向に沿って立設されて上方に延びている。各受け板49の上端には、半円状の切欠き50がそれぞれ形成されている。
左右の係合ピン44,44は、貫通孔47,47を貫通して前板部21内に突出している。係合ピン44,44は、平面視で、第2ベベルギヤ28の凹部30,30・・の径方向外側端部と同心円上に位置している。各係合ピン44の下端は、第2ベベルギヤ28の円錐面29の形状に合わせて斜めにカットされている。各係合ピン44の下部には、大径孔48内に位置するOリング51がそれぞれ外装されている。
連結部45の下面と受台46の上面との左右方向の中央には、上下方向に開口が対向する有底孔52,52がそれぞれ形成されている。コイルバネ42は、上下の有底孔52,52にそれぞれ端部を挿入して上下方向に支持されて、ロック部材41を上方へ付勢している。
フロントカバー25の後部で左右方向の中央には、上方へ膨出する枠部55が形成されている。枠部55は、平面視が左右方向に延びる矩形状で、受台46と枠部55との間に、連結部45が上下移動可能な空間を形成している。枠部55には、左右と後部とを除いて空間を開放させる操作窓56が形成されている。
操作ボタン43は、枠部55の下側に配置されている。操作ボタン43は、前側のボタン部57と、後側の支持部58とを一体に備えている。
ボタン部57は、枠部55の操作窓56内に納まる平面視矩形状で、前部は、前方へ向かうに従って下方へカーブする形状となっている。ボタン部57の下面には、左右方向に延びる押圧部59が下向きに突設されている。
支持部58は、ボタン部57の後端に連設されて下向きに延びた後、後方へ折曲する側面視L字状となっている。支持部58の後端には、左右方向に延びる支点棒60が一体に形成されている。
操作ボタン43の組み付けは、ロック部材41をコイルバネ42と共に前板部21に組み付けた後、支持部58の支点棒60を、前板部21の受け板49,49の切欠き50,50に載せる。この状態でフロントカバー25を被せると、図2に示すように、支点棒60が受け板49,49とフロントカバー25との間に挟持される。よって、操作ボタン43は、支点棒60を中心に上下方向へ揺動可能に支持される。
但し、ボタン部57の押圧部59には、コイルバネ42によって上方へ付勢されるロック部材41の連結部45が下方から当接する。よって、操作ボタン43は、常態では、支持部58が操作窓56の後側で枠部55に当接する図2の上揺動位置に付勢される。この上揺動位置でボタン部57は、操作窓56内の上側に位置している。
このときロック部材41の係合ピン44,44は、図3に示すように、Oリング51,51が貫通孔47,47の大径孔48,48の上端に位置する上限位置となる。この上限位置で係合ピン44,44の下端は、第2ベベルギヤ28の凹部30よりも上方に位置して回転方向で凹部30に係合しない(非係合位置)。
一方、上揺動位置から操作ボタン43のボタン部57を下方へ押し込む。すると、図5に示すように、操作ボタン43は、支点棒60を中心に下方へ揺動し、ボタン部57の前端がフロントカバー25の上面に当接する下揺動位置となる。よって、押圧部59によって連結部45も下方へ押圧され、コイルバネ42の付勢に抗してロック部材41が下限位置へ移動する。この下限位置で係合ピン44,44は、図6に示すように、下端が第2ベベルギヤ28の2つの凹部30,30内に進入して回転方向で凹部30に係合可能となる(係合位置)。
以上の如く構成されたグラインダ1は、スイッチレバー8を押し込み操作してグリップ部7内の図示しないスイッチをONさせる。すると、モータ12が駆動して出力軸13が回転する。出力軸13の回転は、第1ベベルギヤ23から第2ベベルギヤ28に伝わり、スピンドル6に伝達される。よって、先端工具34が回転して被加工材の研削等が可能となる。
このとき、ギヤハウジング4では、ロック機構40がスピンドル6の回転中心よりもモータ12側(後側)に配置されているので、前板部21の前部の高さが低く抑えられている。よって、前板部21及びフロントカバー25が作業者の視界を遮りにくくなる。また、狭い場所での作業もしやすくなる。
そして、作業終了後、先端工具34を交換等のために取り外す際には、ロック機構40において、操作ボタン43のボタン部57を下方に押圧する。すると、前述のように操作ボタン43が支点棒60を中心として図5及び図6の下揺動位置へ揺動し、ロック部材41は、コイルバネ42の付勢に抗して下限位置へ移動する。このとき、ボタン部57を支点棒60から前方に離れた位置で揺動するため、コイルバネ42の付勢力に対して小さい力で押し込み可能となる。また、ボタン部57への押圧力が連結部45を介して左右対称の係合ピン44,44へバランスよく作用するため、係合ピン44,44は、傾くことなくスムーズに下降する。
ロック部材41が下限位置に達すると、係合ピン44,44の下端が2箇所の凹部30,30へ同時に係合する。よって、第2ベベルギヤ28は、ロック部材41によって回転が規制された状態となる。この状態で工具を用いてアウタフランジ33を緩めれば、先端工具34の交換等が可能となる。
このとき、ロック部材41は、2本の係合ピン44,44が2箇所の凹部30,30へ係合しているため、アウタフランジ33を緩めたり締め付けたりする際、ロック部材41に発生する応力は分散される。特に、係合ピン44,44は左右対称に配置されているため、応力が均一に分散する。
なお、ロック部材41が下降した際に係合ピン44,44の下端が凹部30,30の位置に合わず、第2ベベルギヤ28の円錐面29に当接することがある。この場合、先端工具34側を回転させて第2ベベルギヤ28を回転させ、凹部30,30の位置を変えることで係合ピン44,44の下端を合わせることができる。
先端工具34の交換等が終了してボタン部57の押圧を解除すると、ロック部材41は、コイルバネ42の付勢によって図2及び図3の上限位置へ復帰して係合ピン44,44を凹部30,30から離間させる。これと同時に操作ボタン43も連結部45に下方から押圧されて上揺動位置へ復帰する。
このように、上記形態のグラインダ1は、工具本体1aに、先端工具34が着脱可能なスピンドル6と、スピンドル6の回転を任意にロック可能なロック機構40と、を備える。そして、ロック機構40は、スピンドル6と一体回転する第2ベベルギヤ28(回転部材)と係合可能な係合ピン44(係合部)を2本有し、各係合ピン44が第2ベベルギヤ28へ同時に係合する係合位置と、各係合ピン44が第2ベベルギヤ28と係合しない非係合位置との間で移動可能なロック部材41と、ロック部材41を非係合位置へ付勢するコイルバネ42(付勢部材)と、ロック部材41を係合位置へ移動操作可能な単一の操作ボタン43(操作部)と、を含んでなる。
この構成によれば、先端工具34を交換等する際に発生する応力を複数の係合ピン44,44で分散させることができる。よって、ロック機構40に係る強度及び耐久性が向上する。また、スピンドル6の回転を確実にロック可能となる。さらに、2本の係合ピン44,44を設けても操作ボタン43は単一であるため、操作性を損なうことがない。
特に、スピンドル6は、工具本体1aの前部に設けられ、ロック部材41の各係合ピン44は、工具本体1aの左右の領域にそれぞれ設けられている。
よって、発生する応力を工具本体1a(特にギヤハウジング4)に対して均一に分散可能となる。
ロック部材41は、互いに平行に延びる2つの係合ピン44,44と、各係合ピン44同士を連結する連結部45とを備えている。
よって、ロック部材41が簡単な構造でコンパクトとなる。
操作ボタン43は、連結部45に対して移動操作可能である。
よって、操作ボタン43への押圧力を連結部45を介して無駄なく係合ピン44,44へ伝えることができる。
操作ボタン43は、連結部45から離間した位置に設けられた支点棒60(支点部)を中心として揺動可能に設けられている。
よって、コイルバネ42の付勢力に対して小さい力で押し込み操作可能となる。
コイルバネ42の付勢力は、各係合ピン44へ均等に作用する。
よって、各係合ピン44の傾きを抑えてロック部材41をスムーズに上下動させることができる。
回転部材は、スピンドル6と一体結合された第2ベベルギヤ28(ギヤ)であり、第2ベベルギヤ28の外面には、各係合ピン44と係合する3箇所の凹部30(被係合部)が、第2ベベルギヤ28の回転軸周りで均等に設けられている。
よって、強度の高い第2ベベルギヤ28を合理的に利用して各係合ピン44を係合させることができる。また、凹部30を均等配置したことで回転時のバランスも維持できる。
工具本体1aの前部にスピンドル6が、工具本体1aの後部にモータ12(動力源)がそれぞれ配置され、ロック部材41は、第2ベベルギヤ28の回転中心よりも後側に配置されている。
よって、工具本体1aの前部(ギヤハウジング4)の高さを抑えることができ、作業部位の視認性を確保できる。
以下、本開示の変更例を説明する。
ロック部材において、係合部の数は2本の係合ピンに限らない。係合部は、3つ以上設けることもできる。この場合、連結部を、係合部の数に合わせて中心から放射状に延びるスター形状としたり、円盤状としたりして係合部を同心円上に配置してもよい。
係合部は、工具本体の左右の領域に分けて設けなくてもよい。連結部は、中心を上方に延ばして操作部で押圧させてもよい。
係合部自体の形状も、上記形態の係合ピンに限らない。係合部は、上記係合ピンより長さが短い棒体でもよいし、横断面が円形でなくてもよい。係合部は、ギヤの外面形状によっては下端が傾斜面でなくてもよい。係合部は、連結部と別体でなく一体に形成することもできる。
回転部材に設ける被係合部も、係合部の数や形状に合わせて適宜変更可能である。回転部材としてはベベルギヤ以外のギヤであってもよいし、ギヤ以外の部材でもよい。
付勢部材は、1つのコイルバネに限らない。複数のコイルバネを用いてもよい。付勢部材は、コイルバネ以外の弾性体を使用してもよい。
操作部は、上記形態の操作ボタンに限らない。例えばボタン部の平面視形状が円形であったり、支点部の位置が前側や左右側にあったりしてもよい。支点部を中心とした揺動でなく上下動する構造であってもよい。但し、操作部は、上記操作ボタンのようにロック部材と別体とするものに限らず、ロック部材の上面に操作部を一体に形成して直接操作可能としてもよい。
ロック機構の位置は、上記形態に限定しない。ロック機構は、スピンドルの前側や左右側に配置してもよい。
ギヤハウジングの形状も適宜変更できる。フロントカバーを省略してもよい。この場合、操作部は、ギヤハウジングに設けた操作窓に設ければよい。但し、操作部をフロントカバーやギヤハウジングに係合させてロック部材を上限位置で規制する構造に限らない。例えば、ロック部材に、ハウジング内で係合するストッパを設けて上限位置での規制を図ってもよい。
その他、グラインダは、商用電源を用いるAC工具でなく、バッテリパックを用いるDC工具であってもよい。
但し、動力工具としては、グラインダに限らない。ポリッシャやサンダ等の他の研削・研磨工具、丸鋸、カッタ等の切断工具等であっても、本開示のロック機構は適用可能である。よって、動力工具は、電動工具に限らない。エア工具やエンジン工具等であっても、本開示は採用可能である。
1・・グラインダ、1a・・工具本体、2・・アウタハウジング、3・・インナハウジング、4・・ギヤハウジング、5・・ベアリングリテーナ、6・・スピンドル、12・・モータ、13・・出力軸、20・・後板部、21・・前板部、23・・第1ベベルギヤ、、25・・フロントカバー、28・・第2ベベルギヤ、30・・凹部、31・・ネジ部、32・・インナフランジ、33・・アウタフランジ、34・・先端工具、40・・ロック機構、41・・ロック部材、42・・コイルバネ、43・・操作ボタン、44・・係合ピン、45・・連結部、46・・受台、47・・貫通孔、49・・受け板、55・・枠部、56・・操作窓、57・・ボタン部、58・・支持部、59・・押圧部、60・・支点棒。

Claims (8)

  1. 工具本体に、
    先端工具が着脱可能なスピンドルと、
    前記スピンドルの回転を任意にロック可能なロック機構と、を備え、
    前記ロック機構は、前記スピンドルと一体回転する回転部材と係合可能な係合部を複数有し、各前記係合部が前記回転部材へ同時に係合する係合位置と、各前記係合部が前記回転部材と係合しない非係合位置との間で移動可能なロック部材と、
    前記ロック部材を前記非係合位置へ付勢する付勢部材と、
    前記ロック部材を前記係合位置へ移動操作可能な単一の操作部と、を含んでなることを特徴とする動力工具。
  2. 前記スピンドルは、前記工具本体の前部に設けられ、前記ロック部材の各前記係合部は、前記工具本体の左右の領域にそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項1に記載の動力工具。
  3. 前記ロック部材は、互いに平行に延びる2つの前記係合部と、各前記係合部同士を連結する連結部とを備えていることを特徴とする請求項1又は2に記載の動力工具。
  4. 前記操作部は、前記連結部に対して移動操作可能であることを特徴とする請求項3に記載の動力工具。
  5. 前記操作部は、前記連結部から離間した位置に設けられた支点部を中心として揺動可能に設けられていることを特徴とする請求項3又は4に記載の動力工具。
  6. 前記付勢部材の付勢力は、各前記係合部へ均等に作用することを特徴とする請求項1乃至5の何れかに記載の動力工具。
  7. 前記回転部材は、前記スピンドルと一体結合されたギヤであり、前記ギヤの外面には、各前記係合部と係合する少なくとも3箇所の被係合部が、前記ギヤの回転軸周りで均等に設けられていることを特徴とする請求項1乃至6の何れかに記載の動力工具。
  8. 前記工具本体の前部に前記スピンドルが、前記工具本体の後部に動力源がそれぞれ配置され、前記ロック部材は、前記ギヤの回転中心よりも後側に配置されていることを特徴とする請求項7に記載の動力工具。
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WO2025005244A1 (ja) * 2023-06-30 2025-01-02 工機ホールディングス株式会社 ハウジングユニット、作業機、及びハウジングユニットの製造方法

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