JP3542737B2 - 電動工具におけるロックナットの緩み防止機構 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、スピンドルに円盤状工具等を固定するためにロックナットを螺合させるディスクグラインダ等の電動工具において、ロックナットの緩みを防止するために設けられる緩み防止機構に関する。
【0002】
【従来の技術】
例えばディスクグラインダでのロックナットは、スピンドルと一体のインナーフランジとの間で工具を挟んだ状態でスピンドルの雄ネジ部に螺合させることで、工具の締付固定を可能としており、ロックナットの螺合方向は、通常スピンドルが回転を開始した瞬間に締め方向への力が加わるいわゆる締まり勝手となっている。一方、スピンドルを駆動させるモータには、電源スイッチをOFFした際に、慣性によって工具が長く回転しないように、スピンドルに逆方向のトルクをかける電気ブレーキが備えられているものがあるが、この電気ブレーキの作動時に、慣性によって回転し続けようとする工具との摩擦によりロックナットに緩み方向の力が加わるため、ロックナットに緩みが生じるおそれがある。
そこで、ドイツ特許明細書4305317号には、ロックナットに設けたリング状の溝にリングばねを圧入し、そのリングばねの両端をスピンドルの軸方向に折り曲げてスピンドルの雄ネジ部外周に当接させることで、リングばねと雄ネジ部との摩擦力でロックナットの緩み止めを図る構成が開示されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記ドイツ特許明細書の発明は、雄ネジ部のネジ山の頂点にリングばねの端部が当接するため、使用を続けるとネジ山が摩耗し、螺合時のロックナットにがたつきが生じる等の不具合が発生するおそれがある。又、リングばね端部の外周とネジ山頂点との当接であるから、十分な摩擦力が得られにくい上、リングばねや溝の寸法公差等により摩擦力にばらつきも生じる。
【0004】
そこで、請求項1に記載の発明は、同様に雄ネジ部との摩擦を利用したものでも、ネジ山の摩耗を起こさせずにロックナットの適正な螺合を維持でき、更に十分な摩擦力で安定した緩み防止が実現できるロックナットの緩み防止機構を提供することを目的としたものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、スピンドルの雄ネジ部に螺合させる雌ネジ部を有するロックナットに、前記雌ネジ部のネジ山部分に開口する収納孔を前記ロックナットの周方向との交差方向に穿設し、前記収納孔に、前記雄ネジ部のネジ山間に進入可能で、且つ前記雄ネジ部のネジ山の角度以上の角度を有する尖端部を形成したピンを、スライド可能且つ付勢手段によって前記尖端部が前記雌ネジ部側の開口から突出するように収納し、前記スピンドルの雄ネジ部への螺合状態で、前記ピンの尖端部が前記雄ネジ部のネジ山間のフランクを押圧可能としたものである。
請求項2に記載の発明は、請求項1の目的に加えて、付勢手段を簡単且つ合理的に構成するために、付勢手段を、ロックナットの周囲に巻回されてピンの後端を雌ネジ部側へ押圧するリング状の板バネとしたものである。
【0006】
【発明の実施の形態】
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、グラインダ1の部分断面図で、モータハウジング2に収容されたモータ4(電気ブレーキ付)のモータ軸5は、モータハウジング2前方(図1の左側)に連結されたギヤハウジング3内に突出してボールベアリング6に軸支され、先端にピニオンギヤ7を固定している。一方、ギヤハウジング3内でモータ軸5の前方には、上端をニードルベアリング9で、中間部をボールベアリング10でモータ軸5と直交状にスピンドル8が軸支され、スピンドル8の中間にキー結合されて一体回転するベベルギヤ11が、ピニオンギヤ7と噛合している。
又、ギヤハウジング3においてベベルギヤ11の上方には、スピンドル8と平行なロック部材12がスライド可能に収容される。ロック部材12は、周設されたフランジ13の下方に外装されるコイルスプリング14によって、ベベルギヤ11から離反する図1の上限位置へ付勢され、ロック部材12を押し込んでベベルギヤ11の上面に凹設された凹部15,15・・に嵌合させることで、ベベルギヤ11と共にスピンドル8の回転をロック可能となっている。
【0007】
そして、スピンドル8の下端は、ギヤハウジング3の下方へ突出して二面幅の大径部16と雄ネジ部17とが形成されており、雄ネジ部17に円盤状のロックナット20の中央の雌ネジ部21を螺合することで、スピンドル8の大径部16との嵌合によりスピンドル8と一体となるインナーフランジ18との間で、円盤状砥石等の工具19を狭持固定可能としている。尚、ロックナット20は雄ネジ部17に右ネジで螺合するもので、ここには、雄ネジ部17への緊締状態からの緩みを防止する緩み防止機構が具備されている。以下、その緩み防止機構の詳細について説明する。
【0008】
図2〜5に示すように、ロックナット20内には、一対の収納孔22,22が、雌ネジ部21のネジ山部分に夫々開口するように半径方向へ穿設され、各収納孔22には、中心側を円錐状の尖端部26とした長さの異なるピン24,25がスライド可能に収納されている。ここでは各収納孔22の中心側の開口23の直径は、ピン24,25の直径よりやや小さく形成されているため、ピン24,25は、尖端部26と開口23との当接により、中心側へ抜け止めされ、長い方のピン24は、尖端部26が開口23に当接する状態で収納孔22一杯に納まる長さとなっている。更に、ピン24,25の直径は、スピンドル8の雄ネジ部17のネジ山30のピッチより大きく、尖端部26の角度は、ネジ山30の角度より大きく設定されている。
一方、ロックナット20の外周には、凹溝27が連続状に形成され、その凹溝27には、鍵状に折曲した折曲端部29を短いピン25側の収納孔22に挿入したリング状の板バネ28が、ロックナット20の外周を略一周するように巻回されている。この板バネ28は、常態で凹溝27の外径よりもやや小さくなる内径を有するため、巻回状態では凹溝27の外周を弾性的に締め付けるものである。よって、短いピン25は、板バネ28の折曲端部29との当接によって中心側へ付勢され、長いピン24は、板バネ28の内周面との当接によって中心側へ付勢され、夫々尖端部26を開口23から突出させることとなる。
【0009】
以上の如く構成されたグラインダ1は、スピンドル8へ工具19を装着する際、前述のようにインナーフランジ18との間で工具19を挟んだ状態でロックナット20を雄ネジ部17へ螺合させると、図5のように、ピン24,25の尖端部26,26が雄ネジ部17のネジ山30,30間に位置する。ここではピン24,25の直径はネジ山30のピッチより大きく、尖端部26の角度はネジ山30の角度より大きくなっているため、尖端部26はネジ山30,30との間に楔状に入り込んで、ネジ山30,30間の対向するフランク(山の頂と谷底とを連絡する面)31,31を押圧することになる。
ここで、図示しない電源スイッチのONによりモータ4が起動し、モータ軸5が回転(ここでは前方へ向かって右回転)を開始すると、ベベルギヤ11を介してスピンドル8が下方へ向かって右回転を開始するが、ロックナット20は雄ネジ部17へ右ネジで螺合しているため、ロックナット20には締め方向への力が加わる。そして、電源スイッチのOFFによりモータ4に電気ブレーキがかかると、ベベルギヤ11とスピンドル8に制動力が伝わるが、慣性により回転し続けようとする工具19との間の摩擦により、ロックナット20には緩め方向への力が加わる。しかし、中心側へ付勢されるピン24,25が雄ネジ部17のネジ山30,30のフランク31,31を押圧しているから、両者間の摩擦により、ロックナット20の緩み方向への回転を阻止する作用が得られることになる。
【0010】
このようなピン24,25とネジ山30とによる緩み防止作用は、電気ブレーキがないもので、電源スイッチのOFF後に慣性で回転する工具19に対してロック部材12を押し込んでブレーキ代わりに使用した場合にも得られる。即ち、これらの場合も回転し続けようとする工具19に対してスピンドル8の回転速度が低下することで、工具19との摩擦によりロックナット20には緩み方向へ力が加わるが、同様にピン24,25とネジ山30,30のフランク31,31との摩擦により、ロックナット20の緩み方向への回転を防止できるのである。
【0011】
以上の如く上記緩み防止機構によれば、ロックナット20に内設したピン24,25による雄ネジ部17のネジ山30への押圧によって、ブレーキ時のロックナット20の緩みを防止可能となる。特に、ピン24,25の向きをロックナット20の半径方向に設定しているから、雄ネジ部17に対して板バネ28の付勢力を有効に作用させることができ、而も尖端部26の角度の設定により、ネジ山30,30のフランク31,31を楔状に押圧するから、尖端部26との間で高い摩擦力が得られ、効果的な緩み防止が実現できる。又、ネジ山30,30の頂点に当接しないため、ネジ山30の摩耗が防止でき、雄ネジ部17とロックナット20との螺合自体には影響を及ぼさない。
更に、ここではピン24,25の付勢を板バネ28により実現しているから、ロックナット20への巻回によりピン24,25の抜け止めと付勢とが同時に行える簡単且つ合理的な構成となる。
【0012】
尚、ピンの数は、上記形態に限定するものでなく、3本以上を均等に配置したり、逆に1本のみとしたりできる。又、ピンの付勢手段としては、板バネに限らず、収納孔におけるピンの後方にコイルバネを内設して収納孔を凹溝に巻回されたCリングで閉塞する等の設計変更も可能である。
更に、ピンの尖端部の形状は、上記形態のような円錐状以外に、ロックナットの周方向で見て先細りとなるテーパ形状等としても良いが、ピンの直径は、上記形態のように、雄ネジ部のピッチと同じかそれ以上に設定する方が、楔作用による高い摩擦力が効果的に得られて好ましい。勿論収納孔の方向も、半径方向に限らず、スピンドルの雄ネジ部に対向して直線的に付勢される向きであれば、斜めに傾けたり、接線方向に設けたりすることもできる。
【0013】
【発明の効果】
請求項1に記載の発明によれば、ロックナットに内設したピンによる雄ネジ部の押圧によってロックナットの緩みを防止可能となる。特に、ピンの向きをロックナットの周方向との交差方向に設定しているから、雄ネジ部に対して付勢手段による付勢力を有効に作用させることができ、而もピンの尖端部の角度の設定により、ネジ山のフランクを楔状に押圧するから、尖端部との間で高い摩擦力が得られ、効果的な緩み防止が実現できる。又、ネジ山の頂点に当接しないため、ネジ山の摩耗が防止でき、雄ネジ部とロックナットとの螺合自体には影響を及ぼさない。
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、付勢手段を、ロックナットの周囲に巻回されてピンの後端を雌ネジ部側へ押圧する板バネとしたことで、ロックナットへの巻回によりピンの抜け止めと付勢とが同時に行える簡単且つ合理的な構成となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】グラインダの一部断面説明図である。
【図2】ロックナットの横断面説明図である。
【図3】A−A線断面図である。
【図4】ロックナットのピン部分の縦断面説明図である。
【図5】ピンとネジ山との当接状態を示す説明図である。
【符号の説明】
1・・グラインダ、3・・ギヤハウジング、4・・モータ、5・・モータ軸、8・・スピンドル、11・・ベベルギヤ、12・・ロック部材、17・・雄ネジ部、18・・インナーフランジ、19・・工具、20・・ロックナット、21・・雌ネジ部、22・・収納孔、23・・開口、24,25・・ピン、28・・板バネ、30・・ネジ山、31・・フランク。
Claims (2)
- スピンドルの雄ネジ部に螺合させる雌ネジ部を有するロックナットに、前記雌ネジ部のネジ山部分に開口する収納孔を前記ロックナットの周方向との交差方向に穿設し、前記収納孔に、前記雄ネジ部のネジ山間に進入可能で、且つ前記雄ネジ部のネジ山の角度以上の角度を有する尖端部を形成したピンを、スライド可能且つ付勢手段によって前記尖端部が前記雌ネジ部側の開口から突出するように収納し、前記スピンドルの雄ネジ部への螺合状態で、前記ピンの尖端部が前記雄ネジ部のネジ山間のフランクを押圧可能とした電動工具におけるロックナットの緩み防止機構。
- 付勢手段が、ロックナットの周囲に巻回されてピンの後端を雌ネジ部側へ押圧するリング状の板バネである請求項1に記載の電動工具におけるロックナットの緩み防止機構。
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