JP4056041B2 - 電動工具 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、インパクトドライバやオイルパルスドライバなどの電動工具に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来の電動工具を図8を用いて説明する。図8はビット等の先端工具20に回転力及び打撃力を与えるインパクト工具を示す一部省略縦断側面図である。一般的にインパクト工具本体を形成するハウジング1或いはケース10内には、駆動源であるモータ2と、モータ2の出力軸であるピニオン4の回転動力を伝達する減速機構部8と、減速機構部8からの回転動力を伝達するスピンドル14と、スピンドル14に形成したカム溝14aに挿入された鋼球16を介して回転可能且つ回転軸軸方向に移動可能なハンマ15と、ハンマ15に設けた複数のハンマ爪15bにより打撃され回転するアンビル爪17bを有するアンビル17と、アンビル17に着脱自在な先端工具20と、前記ハンマ15を前記アンビル17側に常に付勢するスプリング12とが収容されている。また、上記減速機構部は、ハウジング1内に回転止めを有し支持されている固定歯車支持治具7、固定歯車6、遊星歯車8、スピンドル14を有し、且つスピンドル14に支持される遊星歯車8の回転軸となるニードルピン9を有しており、更に歯車8及びニードルピン9はスピンドル14の一部を成している。
【0003】
また、上記スピンドル14の一端は、軸受11により軸支され且つ他端は、メタル軸受18により回転可能に軸支されているアンビル17の中心穴17a内に回転可能に軸支されている。
【0004】
先端工具20によって締め付けられるネジやナット等に与えるパルス的な衝撃(インパクト)は、トリガスイッチ3の操作によりモータ2に電力を供給し、モータを回転駆動させた後、このモータ2の回転動力をモータ2の先端に連結されているピニオン4を介して遊星歯車8に伝達し、遊星歯車8と固定歯車6と噛み合いによりピニオン4の回転動力をニードルピン9を介してスピンドル14に伝達し、スピンドル14のカム溝14aとハンマ15のカム溝15a間に配置されたスチールボール16(鋼球)を介して、スピンドル14の回転力をハンマ15に伝達し、ハンマ15とスピンドル14の遊星歯車8との間に配されているスプリング12によって前方(ビット側)に付勢されている上記ハンマ15のハンマ爪15bが回転によりアンビル17のアンビル爪17bを打撃することにより発生する。
【0005】
打撃後、ハンマ15の打撃エネルギが減少しアンビル17のトルクが減少すると、ハンマ15はアンビル17から反発するため、ハンマ15はカム溝15a,14aに沿って遊星歯車8方向に移動する。ハンマ15がストッパ22に突き当たる前に、ハンマ15はスプリング12の圧縮力で再びアンビル17方向にカム溝15a,14aに沿って押し戻され、更にスピンドル14のカム溝14aとハンマ15のカム溝15a間に配置されたスチールボール16を介して、スピンドル14の回転によりハンマ15が加速される。ハンマ15がストッパ22までの間をカム溝14a,15aに沿って往復する間にスピンドル14は回転し続けるため、ハンマ15のハンマ爪15bはアンビル17のアンビル爪17bを乗り越え、再度ハンマ爪15bがアンビル爪17bを打撃する場合、ハンマ15が180゜回転した状態でアンビル17を打撃する。このようにハンマ15の軸方向移動と回転によりアンビル17への打撃を繰り返すことで、連続的に衝撃トルクが与えながらネジ等を締め付けている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
上述したようにハンマの回転及び軸方向移動により、ハンマのハンマ爪とアンビルのアンビル爪とが衝突を繰り返すことで、アンビルに衝撃トルクを与えていた。しかし、硬い木材にネジを締め付ける場合や鉄板にボルトを締め付ける場合には、衝突時におけるアンビルからの反発力が非常に大きいため、スピンドルに設けたストッパに突き当たるまでハンマが後退していた。このため、ハンマがストッパに突き当たるごとに回転しているスピンドルを瞬間的にロック(押圧)する力が作用していた。よって、スピンドルにロック作用が働いてもモータのピニオンは回転しているため、モータとスピンドルとの間に配されている減速機構部のギヤ部に大きな負荷(回転衝撃力)がかかり、その結果、減速機構部や当該減速機構部を保持するハウジングが破損してしまうという問題があった。
【0007】
また、ハンマ爪とアンビル爪との衝突時にもスピンドルのロック作用が働くため、減速機構部や当該減速機構部を保持するハウジングが破損してしまうという問題があった。
【0008】
本発明は、上記問題を解消し、減速機構部の回転衝撃力を緩衝させることにより、耐久性の向上が図れる長寿命な電動工具を提供することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために本発明は、ハウジングと、該ハウジングに収容され、出力軸がピニオンに連結されたモータと、該ピニオンの回転動力が減速機構部を介して伝達されるスピンドルと、該スピンドルの上記モータ側の端部を支持する軸受と、上記スピンドル上に回転可能で且つスピンドルの軸方向に移動可能に設けられたハンマと、該ハンマに打撃され回転するアンビルと、を備えた電動工具において、上記減速機構部は、上記軸受と上記スピンドルとの間に設けられ、上記ピニオンと噛み合う遊星歯車と、該遊星歯車の外周に設けられ、該遊星歯車と噛み合う内歯を有する固定歯車と、該固定歯車の外周を支持する固定歯車支持治具とを備え、上記軸受外周と上記ハウジング内周との間に、上記ハウジングに固定され、上記固定歯車を収納する支持治具を設け、上記固定歯車の底面から上記固定歯車支持治具に延びる突起を設け、該突起と係合する穴を、上記固定歯車支持治具の上記軸受外周と上記ハウジング内周との間に設けると共に、上記固定歯車を上記固定歯車支持治具に対して微小回転可能に構成したことに一つの特徴を有する。
【0011】
本発明の他の特徴は、本体胴体部とハンドル部を有し、該本体胴体部には駆動源であるモータと、該モータの回転動力を伝達する減速機構部と、該減速機構部の回転動力をスピンドルを介して先端工具に伝達するための機構部とを有する電動工具において、上記減速機構部は、上記モータの出力軸に連結されたピニオンと噛み合う遊星歯車と、該遊星歯車の外周に設けられ、上記遊星歯車と噛み合う内歯を有する固定歯車とを有し、前記本体胴体部のハウジングには上記固定歯車を保持する固定歯車支持部材が固定され、上記固定歯車の底面には、モータ側に延びる突起部を有し、上記支持部材には該突起部と係合する穴部が設けられていることにある。
【0013】
本発明の他の特徴は、以下の説明により明確になる。
【0014】
【発明の実施の形態】
本実施例におけるインパクト工具を図1〜図6を用いて説明する。図1及び図2は第一の実施例を示しており、図1はインパクト工具を示す一部省略縦断側面図、図2はインパクト工具に搭載した衝撃緩和機構を示す分解図である。図1及び図2において、インパクト工具は、インパクト工具本体を形成するハウジング1或いはケース10内には、駆動源であるモータ2と、モータ2の出力軸であるピニオン4の回転動力を伝達する減速機構部8と、減速機構部8からの回転動力を伝達するスピンドル14と、スピンドル14に形成したカム溝14aに挿入された鋼球16を介して回転可能且つ回転軸軸方向に移動可能なハンマ15と、ハンマ15に設けた複数のハンマ爪15bにより打撃され回転するアンビル爪17bを有するアンビル17と、アンビル17に着脱自在な先端工具20と、前記ハンマ15を前記アンビル17側に常に付勢するスプリング12とが収容されている。
【0015】
なお、打撃機構部は、主にスプリング12、スピンドル14、ハンマ15、スチールボール16、アンビル17とから構成されている。また、上記減速機構部は、ハウジング1内に回転止めを有し支持されている固定歯車支持治具7、固定歯車6、遊星歯車8、スピンドル14を有し、且つスピンドル14に支持される遊星歯車8の回転軸となるニードルピン9を有しており、更に歯車8及びニードルピン9はスピンドル14の一部を成している。
【0016】
また、上記スピンドル14の一端は、軸受11により軸支され且つ他端は、メタル軸受18により回転可能に軸支されているアンビル17の中心穴17a内に回転可能に軸支されている。
【0017】
先端工具20によって締め付けられるネジやナット等に与えるパルス的な衝撃(インパクト)は、トリガスイッチ3の操作によりモータ2に電力を供給し、モータを回転駆動させた後、このモータ2の回転動力をモータ2の先端に連結されているピニオン4を介して遊星歯車8に伝達し、遊星歯車8と固定歯車6と噛み合いによりピニオン4の回転動力をニードルピン9を介してスピンドル14に伝達し、スピンドル14のカム溝14aとハンマ15のカム溝15a間に配置されたスチールボール16(鋼球)を介して、スピンドル14の回転力をハンマ15に伝達し、ハンマ15とスピンドル14の遊星歯車8との間に配されているスプリング12によって前方(ビット側)に付勢されている上記ハンマ15のハンマ爪15bが回転によりアンビル17のアンビル爪17bを打撃することにより発生する。
【0018】
打撃後、ハンマ15の打撃エネルギが減少しアンビル17のトルクが減少すると、ハンマ15はアンビル17から反発するため、ハンマ15はカム溝15a,14aに沿って遊星歯車8方向に移動する。ハンマ15がストッパ22に突き当たる前に、ハンマ15はスプリング12の圧縮力で再びアンビル17方向にカム溝15a,14aに沿って押し戻され、更にスピンドル14のカム溝14aとハンマ15のカム溝15a間に配置されたスチールボール16を介して、スピンドル14の回転によりハンマ15が加速される。ハンマ15がストッパ22までの間をカム溝14a,15aに沿って往復する間にスピンドル14は回転し続けるため、ハンマ15のハンマ爪15bはアンビル17のアンビル爪17bを乗り越え、再度ハンマ爪15bがアンビル爪17bを打撃する場合、ハンマ15が180゜回転した状態でアンビル17を打撃する。このようにハンマ15の軸方向移動と回転によりアンビル17への打撃を繰り返すことで、連続的に衝撃トルクが与えながらネジ等を締め付けている。
【0019】
このように動作するインパクト工具には、図2に示すようにハウジング1内で回転止め25aの回転方向を固定し、外周部を円形にしてハウジング1に対し中心位置を保持された固定歯車支持治具7aと、固定歯車支持治具7aの内周に中心位置を保持し且つ微小回転可能に保持された固定歯車6aと、固定歯車6aの底面に設けられた突起6bと係合して固定歯車支持治具7aに設けられた穴7bに挿入される衝撃緩衝材5a,5bとから構成される衝撃緩和機構が搭載されている。
【0020】
この衝撃緩和機構によりハンマ15がカム溝15a,14aに沿って遊星歯車8方向に移動しストッパ22に突き当った場合、ピニオン14は常に回転しているが、固定歯車6aの爪6bが衝撃緩衝材5a,5bを圧縮するため、固定歯車6aが微小回転により、回転方向衝撃力を緩衝させることができる。また、本構成では、衝撃緩衝材5a,5bは、スピンドル14の後方軸支である軸受11とハウジング1との隙間に配列したので,工具全長を長くすることなく効果的に緩衝装置を設けることができる。また、衝撃緩衝材5aと5bは、固定歯車6aの回転負荷方向で、しかも突起6bの両側に配置しているため、モータ2の正逆回転及び負荷の振動にも対応することができる。なお、突起6bは図示したように2個とは限らず、少なくとも1個以上持たせれば良い。
【0021】
図3及び図4は第二の実施例を示しており、図3はインパクト工具を示す一部省略縦断側面図、図4はインパクト工具に搭載した衝撃緩和機構を示す分解図である。図3に示すインパクト工具には、図4に示すように固定歯車6cの外面に突起6dを持たせ、ハウジング1に装着される固定歯車支持治具7cには、固定歯車6cの外面の突起6dに対応する部位に衝撃緩衝材5c,5dが挿入される穴7dを有する衝撃緩和機構が搭載されている。
【0022】
この衝撃緩和機構により固定歯車6cの突起6dが衝撃緩衝5cと5d間に挿入するように固定歯車6cを固定歯車支持治具7cと組合せされているため、図1及び図2に示す衝撃緩和機構よりも固定歯車6cの外径側での負荷支持になるため、より効果的に負荷緩衝することができる。しかし、固定歯車支持治具7cの外径及びハウジング1が少し大きくなってしまうものの効果は十分に得られる。
【0023】
図5及び図6は第三の実施例を示しており、図5はインパクト工具を示す一部省略縦断側面図、図6はインパクト工具に搭載した衝撃緩和機構を示す分解図である。図5に示すインパクト工具には、図6に示すように固定歯車6と固定歯車支持治具7eを固着し、固定歯車支持治具7eとハウジング1との回転止め部である突起7fの両側に衝撃緩衝材5e,5fを配置された衝撃緩和機構が搭載されている。
【0024】
この衝撃緩和機構により衝撃緩衝材5e,5fの突起7f側との対面側は、本体のハウジング1のリブ1aで押さえられており、また衝撃緩衝材5e,5fが軸受11とハウジング1との間に配されているので、全長形状を大きくすることなく、回転衝撃力を緩衝することができる。
【0025】
図7は第四の実施例を示しており、インパクト工具に搭載した衝撃緩和機構を示す外観斜視図である。図7に示すように固定歯車6と固定歯車支持治具7gとを固着し、固定歯車支持治具7gの外面に突起7hを持たせ、突起7hの回転方向とハウジング1の図示しないリブ間に衝撃緩衝材5g,5hを配置された衝撃緩和機構が搭載されている。
【0026】
この衝撃緩和機構は、図6に示す衝撃緩和機構より外径側での負荷支持になるため、図6よりも効果的に負荷緩衝することができる。しかし、固定歯車支持治具7gの外径及び本体ハウジング1が大きくなってしまうものの効果は十分に得られる。
【0027】
なお、上述した衝撃緩和機構を組合せることにより固定歯車6からハウジング1間の回転衝撃を更に低減させることができると共に、使用する衝撃緩衝材5にはダンピング効果を持つ各種防振ゴム、軟質プラスチック及びフェルト等を利用することが望ましい。
【0028】
【発明の効果】
本発明によれば、インパクト機構部の急激な加速に対して減速機構部の回転衝撃力を緩和することで、減速機構部を支持している治具或いはハウジングの耐久性を向上し、工具寿命を高めることができる。また、それら各部の負荷が軽減されるため、各部の素材を安価な低級材に変更することができる。また、衝撃緩衝材をインパクト機構部もしくは減速機構部の軸受とハウジング間に挿入することで,より小形コンパクトとすることができる。
【0029】
さらに,急激な回転衝撃力を緩和することで、ハウジング或いは減速機構部に連結しているモータへの振動が低減され、インパクト工具を持つ作業者は長時間使用しても疲労が軽く作業効率の向上が図れ、振動から発生する騒音を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明になるインパクト工具を示す一部省略縦断側面図である。
【図2】 図1のインパクト工具に搭載した衝撃緩和機構の第一の実施例を示す分解図である。
【図3】 本発明になるインパクト工具を示す一部省略縦断側面図である。
【図4】 図3のインパクト工具に搭載した衝撃緩和機構の第二の実施例を示す分解図である。
【図5】 本発明になるインパクト工具を示す一部省略縦断側面図である。
【図6】 図5のインパクト工具に搭載した衝撃緩和機構の第三の実施例を示す分解図である。
【図7】 本発明になるインパクト工具に搭載した衝撃緩和機構の第四の実施例を示すを示す外観斜視図である。
【図8】 従来のインパクト工具を示す一部省略縦断側面図である。
【符号の説明】
1はハウジング、2はモータ、5は衝撃緩衝材、6aと6cは固定歯車、6bと6dは突起、7は固定歯車支持治具、9は遊星歯車、10はハンマーケース、11は軸受、14はスピンドル、15はハンマ、17はアンビル、20は十字ねじ回しビット、22はストッパである。
Claims (2)
- ハウジングと、
該ハウジングに収容され、出力軸がピニオンに連結されたモータと、
該ピニオンの回転動力が減速機構部を介して伝達されるスピンドルと、
該スピンドルの上記モータ側の端部を支持する軸受と、
上記スピンドル上に回転可能で且つスピンドルの軸方向に移動可能に設けられたハンマと、
該ハンマに打撃され回転するアンビルと、
を備えた電動工具において、
上記減速機構部は、上記軸受と上記スピンドルとの間に設けられ、上記ピニオンと噛み合う遊星歯車と、該遊星歯車の外周に設けられ、該遊星歯車と噛み合う内歯を有する固定歯車と、該固定歯車の外周を支持する固定歯車支持治具とを備え、
上記軸受外周と上記ハウジング内周との間に、上記ハウジングに固定され、上記固定歯車を収納する支持治具を設け、上記固定歯車の底面から上記固定歯車支持治具に延びる突起を設け、該突起と係合する穴を上記固定歯車支持治具における上記軸受外周と上記ハウジング内周との間に設けると共に、上記固定歯車を上記固定歯車支持治具に対して微小回転可能に構成したことを特徴とする電動工具。 - 請求項1において、固定歯車支持治具に設けた穴には衝撃緩衝材が設けられていることを特徴とする電動工具。
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