JP3168363B2 - 回転工具における動力切換機構 - Google Patents

回転工具における動力切換機構

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JP3168363B2 JP07776793A JP7776793A JP3168363B2 JP 3168363 B2 JP3168363 B2 JP 3168363B2 JP 07776793 A JP07776793 A JP 07776793A JP 7776793 A JP7776793 A JP 7776793A JP 3168363 B2 JP3168363 B2 JP 3168363B2
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【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はハンマードリルやドライ
バードリル等の回転工具において、回転速度の切換や動
作モードの切換を行う動力切換機構に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】前記回転工具の動力切換機構において
は、中間軸に遊嵌される動力伝達部材とその動力伝達部
材の噛み合い爪と噛合するクラッチ爪を有したクラッチ
部材からなるクラッチ機構が採用される。例えば打撃と
回転モードを任意に選択可能なハンマードリルにあって
は、クラッチ部材はモータからの動力をビット又はシリ
ンダに伝達する中間軸にスプライン結合され、クラッチ
部材の両側には打撃作用伝達側のボスと回転作用伝達側
の第2ギヤとが配置される。そして切換レバー等の操作
によりクラッチ部材は移動し、クラッチ部材の両端に形
成されたクラッチ爪と、前記ボスと第2ギヤ夫々に設け
られた噛み合い爪とが係脱することで打撃モード、回転
+打撃モード、回転モードに夫々切換可能な動力伝達機
構を構成するものとなる。ところが上記モードの切換時
において、打撃モードから回転+打撃モードへ、或は回
転モードから回転+打撃モードへ切り換える場合、クラ
ッチ部材のクラッチ爪と噛み合い爪とがスムーズに係合
しない場合が生じる。モータ停止時の切換で上記不具合
が起こった場合はモータを起動させればクラッチ部材の
回転により係合位置の修正がなされて直ちに噛合する
が、モータ作動時の切換においてはクラッチ部材が回転
した状態で第2ギヤと噛合しようとする為、回転するク
ラッチ爪と噛み合い爪はスムーズに係合しにくく、爪同
士が衝突して切換が円滑に行われない。よって本発明出
願人は上記不具合を解決すべく先願である特願平5−2
3766号において、クラッチ部材を噛合方向へ付勢す
る弾性手段、具体的には図8の如くクラッチ部材40に
嵌合する偏心ピン41が遊嵌される切換レバー42の有
底孔43に弾性部材(Oリング44等)を介在させるこ
とで、クラッチ爪40a、40bと噛み合い爪45、4
6が噛み合わない状態があってもその負荷を吸収させて
すぐさま両者を係合させようとする発明を開示してい
た。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが上記弾性手段
を適用するにあたり、例えば偏心ピンをOリングで環装
した上記先願の場合は、部品点数が多くなるのに加え、
Oリング自体の寸法のばらつきにより切換機構の組立て
精度を均一にし難く、クラッチ部材の切換がスムーズに
行えないものがあった。又長時間の使用によってOリン
グに永久ひずみが生じ、その弾性が劣化するという不具
合も生じていた。
【0004】
【課題を解決するための手段】そこで本発明は、部品点
数を少なくして構成を簡略化し、組立精度を均一にする
と共に、嵌合部の応力集中も解消してクラッチの切換作
動を円滑に行うことが可能な動力切換機構を提供するも
ので、その構成は、クラッチ部材に側壁をテーパ面に形
成した嵌合溝を周設すると共に、切換レバーとクラッチ
部材間に、前記嵌合溝のテーパ面と適合する傾斜面を有
し嵌合溝側へ付勢される連結部材を介在させたことを特
徴とするものである。
【0005】
【作用】切換レバーを操作してクラッチ部材を動力伝達
部材側へ摺動させた時、両者がスムーズに噛合しないと
連結部材はクラッチ部材の嵌合溝に設けられたテーパ面
に押されて一旦後退し、負荷を吸収する。その後付勢に
よりクラッチ部材と動力伝達部材が噛合すると共に連結
部材は速やかに元の位置に戻る。このようにクラッチ部
材の摺動方向に垂直に前後運動する連結部材によりクラ
ッチ部材との嵌合部の応力は分散され、クラッチ部材や
連結部材へ無理な負担は掛からない。
【0006】
【実施例】以下本発明をハンマードリルに適用した実施
例を図面に基いて説明する。図1はハンマードリル1の
一部縦断面図で、モータハウジング2に内蔵されるモー
タ3の回転力は、中間ケーシング4に軸支されるモータ
軸5のピニオン5a及び第1ギヤ6を介して中間軸7に
伝達され、該中間軸7に遊嵌される第2ギヤ8のピニオ
ン8bと噛み合う第3ギヤ9に伝わり、ツールホルダー
10を介してビットBを回転させる。又前記中間軸7へ
伝達された回転力は、クラッチ機構20によってボス1
1へ伝わり、そこでピストンアーム12を介してピスト
ンシリンダ13の往復運動に変換され、空気室14とス
トライカ15間の空気バネ作用を利用して、ストライカ
15から打撃子16を介してビットBに打撃力として伝
達される。
【0007】図1及び図2に示す如く、上記中間軸7か
ら第2ギヤ8、或はボス11への動力の伝達を行うクラ
ッチ機構20は前記従来の技術で述べたものと同様の構
成で、クラッチ21は中間軸7の軸方向にスライド可能
にスプライン結合され、その外周略中央に、両側面をテ
ーパ面22a、22bに加工された凹溝22を形成して
いる。クラッチ21の両端にはクラッチ爪23、24が
突設されており、該クラッチ爪23、24は、ボス11
及び第2ギヤ8に設けた噛み合い爪11a、8aと夫々
噛合可能である。そしてクラッチ機構20は、クラッチ
21のクラッチ爪23、24が常に噛み合い爪11a、
8aのどちらか一方或は両方と噛合する様ボス11及び
第2ギヤ8間でその摺動位置を変更され動力伝達モード
が決定されるようになっている。ギヤハウジング17の
下部に設けられた取付孔17aにはチェンジレバー30
が回動可能に嵌着され、チェンジレバー30は円柱状の
本体31と円盤32、ツマミ部33が一体成形された合
成樹脂製で、本体31下部にはOリング34を環装する
溝部35が周設され、更にその上部にもネジ18の先端
が嵌入し、チェンジレバー30の回り止め及び抜け止め
となる溝部36が本体31の略半周に亘って設けられて
いる。又円盤32には三箇所に円形凹部32a、32
b、32cが設けられ、ギヤハウジング17のボール孔
17bに設けられたスプリング19aにより付勢される
ボール19がチェンジレバー30の回転によって前記円
形凹部32a〜32cに係脱するクリック作用により、
モード切換の確認ができるようになっている。更にチェ
ンジレバー本体31には上面を開口した有底孔37が穿
設され、有底孔37内にはバネ29を介して押圧子25
が遊嵌されている。押圧子25はその頭部は平坦な頂部
26を残して左右を対称に切り欠いた形で傾斜面27、
28を形成している。従ってチェンジレバー本体31を
組み付けると、図3の如く押圧子25の傾斜面27、2
8はテーパ面22a、22bに、頂部26は底面22c
に夫々合致し、押圧子25はクラッチ21の凹溝22に
嵌合する。又前記有底孔37はその中心を本体31の中
心と一致させていないため、チェンジレバー30をギヤ
ハウジング17に嵌着させて回動させると、有底孔37
に支持される押圧子25は本体31の中心を軸として円
弧状の軌跡を描き、中間軸7の軸方向に対して前後移動
することとなる。
【0008】以上の如く構成された動力切換機構は、チ
ェンジレバー30のツマミ部33を例えば打撃モード
(図3)から回転+打撃モード側へ回動させると、その
回動に伴い押圧子25は第2ギヤ8側へ移動すると共に
押圧子25が嵌合したクラッチ21も第2ギヤ8側へ摺
動し、クラッチ爪24は第2ギヤ8の噛み合い爪8aと
噛合しようとする。しかし回転するクラッチ爪24と停
止した噛み合い爪8aとが噛合するから、上記押圧子2
5の移動に反して両者が衝突し、スムーズに噛合しない
場合が生じる。この時チェンジレバー30を回動させよ
うとする力は押圧子25に最も掛かるが、押圧子25は
図4の如く回動方向側の傾斜面27が凹溝22のテーパ
面22aに沿って後退してその負荷を吸収し、且つ押圧
子25はバネ29の付勢とチェンジレバー30の回動操
作により前記傾斜面27がテーパ面22aを押圧してク
ラッチ21を第2ギヤ8側へ付勢した状態を維持するか
ら、図1の如くクラッチ爪24と噛み合い爪8aはすぐ
さま噛合すると共に押圧子25も前進して凹溝22と嵌
合し、両者が噛み合わない状態が続くことがなく速やか
に回転+打撃モードに切り換わる。又上記切換操作時や
不具合が生じた際は押圧子25と凹溝22との嵌合部に
最も応力が掛かるが、テーパ面を利用した押圧子25が
クラッチ21の摺動方向に対して垂直に前後移動するこ
とにより応力は分散され、クラッチ21や押圧子25へ
の負担を軽減することができる。そしてクラッチ21と
第2ギヤ8が噛合した状態で更にチェンジレバー30の
回動させると、押圧子25によりクラッチ21は左へ移
動し、ボール19は円形凹部32aに嵌入してチェンジ
レバー30の回動は阻止され、図5の如く回転モードへ
切り換えが行われる。上記作動は回転モードから回転+
打撃モード側への切換の場合も同様で、図6の如くクラ
ッチの摺動方向とチェンジレバーの回動方向が上記と逆
になり、押圧子25の傾斜面28と凹溝22のテーパ面
22bとの関係で上記と同様の作用を奏することにな
る。又モータ3の停止状態でチェンジレバー30のツマ
ミ部33を打撃モードから回転+打撃モード或は回転モ
ードから回転+打撃モードへ回動させた場合において
も、押圧子25の移動に伴ってクラッチ爪24と噛み合
い爪8a、又はクラッチ爪23と噛み合い爪11aが噛
合しない場合、上記と同様に押圧子25が凹溝22のテ
ーパ面22a或は22bに沿って後退し、押圧子25は
クラッチ21を常に付勢した状態を維持するので、その
後モータ3の駆動によってクラッチ21が回転すればク
ラッチ爪23、24は自動的に噛み合い爪11a、8a
に噛合し、モードの切換がスムーズに行われる。
【0009】尚上記実施例においては押圧子25とクラ
ッチ21の凹溝22との係合手段を、凹溝22のテーパ
面22a、22bと対応する2つの傾斜面27、28を
形成した押圧子としたが、本発明においては凹溝のテー
パ面と当接し、切換の際にはクラッチを付勢しつつ後退
できる傾斜面を有した構成であれば上記実施例に限定す
るものでなく、例えば図7の如く、凹溝22の底面22
cに対応する円頂部26aを残して頭部を円錐形状に形
成し、凹溝22のテーパ面22a、22bを傾斜側面2
7aにより押圧する構成としても差し支えない。又上記
実施例は打撃と回転という動作モードの切換機構に適用
したものであるが、クラッチ機構を用いた回転工具であ
れば、例えばモータの回転速度をクラッチ機構により可
変可能とした切換機構を備えた回転工具においても適用
可能である。
【0010】
【発明の効果】以上本発明によれば、クラッチ機構を採
用した動力伝達機構において、切換作動を円滑に行うこ
とが可能で、同作動による部材の摩耗や発熱を抑え、回
転速度や動作モードの切換の際のトラブルを確実に防止
できる。更に構成をシンプルとしたことで組み付けの手
間やコストを軽減可能であるのは勿論、組立精度が均一
で耐久性も良好な工具を量産することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】上記実施例のハンマードリルの一部縦断面図で
ある。
【図2】上記実施例の動力伝達機構を示す斜視図であ
る。
【図3】上記実施例の動力伝達機構の作動状態を示す説
明図である。
【図4】上記実施例の動力伝達機構の作動状態を示す説
明図である。
【図5】上記実施例の動力伝達機構の作動状態を示す説
明図である。
【図6】上記実施例の動力伝達機構の作動状態を示す説
明図である。
【図7】動力伝達機構の他の実施例を示す説明図であ
る。
【図8】従来の動力伝達機構を示す説明図である。
【符号の説明】
1・・ハンマードリル、2・・モータハウジング、3・
・モータ、4・・中間ケーシング、5・・モータ軸、6
・・第1ギヤ、7・・中間軸、8・・第2ギヤ、8a・
・噛み合い爪、9・・第3ギヤ、10・・ツールホルダ
ー、11・・ボス、11a・・噛み合い爪、12・・ピ
ストンアーム、13・・ピストンシリンダ、14・・空
気室、15・・ストライカ、16・・打撃子、17・・
ギヤハウジング、18・・ネジ、19・・ボール、20
・・クラッチ機構、21・・クラッチ、22・・凹溝、
22a、22b・・テーパ面、23、24・・クラッチ
爪、25・・押圧子、26・・頂部、27、28・・傾
斜面、29・・バネ、30・・チェンジレバー、31・
・本体、32・・円盤、33・・ツマミ部、34・・O
リング、35、36・・溝部、37・・有底孔。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−185506(JP,A) 特開 平2−284881(JP,A) 特開 平1−240209(JP,A) 特開 平4−71800(JP,A) 特開 平4−285326(JP,A) 実開 平1−175111(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B23B 45/00 B23B 45/16 F16D 23/12 F16D 23/14

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ハウジングに軸支され、モータからの駆
    動回転が伝達される中間軸と、該中間軸と一体的に回転
    し且つ軸方向に摺動可能に取り付けられ、その両面にク
    ラッチ爪を有するクラッチ部材と、該クラッチ部材に対
    向して中間軸に遊嵌され、前記クラッチ爪と噛合する噛
    み合い爪を有する動力伝達部材と、前記クラッチ部材を
    軸方向へ移動操作させる切換レバーから成る回転工具に
    おける動力切換機構であって、前記クラッチ部材に側壁
    をテーパ面に形成した嵌合溝を周設すると共に、切換レ
    バーとクラッチ部材間に、前記嵌合溝のテーパ面に適合
    する傾斜面を有し且つ嵌合溝側へ付勢される連結部材を
    介在させたことを特徴とする回転工具における動力切換
    機構。
  2. 【請求項2】 前記動力伝達部材がクラッチ部材を挟ん
    で中間軸に遊嵌されるビット回転用部材と打撃付与用部
    材であり、クラッチ部材の嵌合溝は両側壁がテーパ面に
    形成されると共に連結部材に嵌合溝の両テーパ面に夫々
    適合する傾斜面が形成され、切換レバーの操作に伴うク
    ラッチ部材と前記動力伝達部材との係脱により、動作モ
    ードが回転のみ、打撃のみ、或は回転+打撃に夫々切換
    が行われるハンマードリルにおける特許請求の範囲第1
    項に記載の動力切換機構。
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