JP3542737B2

JP3542737B2 - 電動工具におけるロックナットの緩み防止機構

Info

Publication number: JP3542737B2
Application number: JP10930399A
Authority: JP
Inventors: 文年沼田; 伸杉浦
Original assignee: Makita Corp
Current assignee: Makita Corp
Priority date: 1999-04-16
Filing date: 1999-04-16
Publication date: 2004-07-14
Anticipated expiration: 2019-04-16
Also published as: JP2000304024A

Description

【０００１】
【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

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。