JP4366688B2 - 電動工具 - Google Patents

Description

本発明はドライバドリル等の出力軸の滑りトルクを調節可能な電動工具に関するものである。

従来、この種の電動工具に内蔵されるトルク調整機構は、例えば特開２００２−１３７１７０号公報に開示された構成のものがあった。従来の電動工具の一例を図３を用いて説明する。図３に示すように、モータ１の回転軸に固定されたピニオン２がキャリア３の支持軸３ａに支持されたプラネットギヤ４と噛合し、プラネットギヤ４がギヤケース５に固定されたインターナルギヤ６と噛合している。更にキャリア７にはサンギヤ７ａが形成されており、モータ軸１の動力が減速伝達されて、キャリア７に形成されたサンギヤ７ａに伝達される。サンギヤ７ａは出力軸８の支持軸８ａに支持されたプラネットギヤ９と噛合し、プラネットギヤ９はインターナルギヤ１０と噛合している。このような遊星歯車機構により、モータ１の回転が減速され出力軸８に伝達される。

また、インターナルギヤ１０の端面には複数の軸方向に延びる爪１０ａが設けられており、爪１０ａにはギヤケース１２に保持されたクラッチ部材であるボール１１が係合し、ボール１１はギヤケース１２に対して回転不能及び軸方向に移動可能に設けられたクラッチプレート１３と押圧部材１５とにより挟持されるコイルスプリング１４によりインターナルギヤ１０側に常時付勢されている。

押圧部材１５はキャップ１６に回動不能に設けられており、また内壁側にギヤケース１２に設けられたねじ部１２ａとねじ嵌合可能なねじ部１５ａを有し、キャップ１６が回動操作されることにより、押圧部材１５はねじ部１２ａにそってコイルスプリング１４の軸方向に移動し、この押圧部材１５の移動によってコイルスプリング１４の圧縮量は調整され、ボール１１への付勢力が変化する。

インターナルギヤ１０の爪１０ａとボール１１とは、出力軸８に伝わる伝達トルクが増大した場合、爪１０ａがコイルスプリング１４の付勢力に抗してボール１１を軸方向に移動させて係合が解除し、インターナルギヤ１０が回転可能となり出力軸８への回転伝達が解除される。すなわち、コイルスプリング１４の圧縮量を調節することにより出力軸８への伝達トルクが調節されることになる。更に大きな動力を出力軸８に伝達する場合には、押圧部材１５がクラッチプレート１３に当接するまでキャップ１６を回動させ、ボール１１の軸方向の動きを抑止すれば良い。このように設定すると、インターナルギヤ１０の爪１０ａがコイルスプリング１４の付勢力に抗してボール１１を軸方向に移動しようとしても、押圧部材１５によりクラッチプレート１３の軸方向の移動が抑止されているためにボール１１を移動させることができずインターナルギヤ１０が固定される。すなわち、直結モードすなわち後述するドリルモード状態に設定できる。

なお、図示しないが上記電動工具にはキャップ１６の外力による回動操作は許容する程度にキャップ１６をロックするようにした手段、例えばキャップ１６に凹部、ギヤケース１２にキャップ１６の凹部と係合する凸部を有する板ばね等が設けられている。

特開２００２−１３７１７０号公報

上記ドリルモード状態において、大きな負荷トルクが何度も加わる状態が繰り返されると、ボール１１に加わる力により貫通穴１２ｂがインターナルギヤ１０の回転方向に押し広げられて穴径が徐々に大きくなってしまうことがある。このとき、上記のように一つの貫通穴に対してボールを２個重ねた構造だと、それぞれのボールの中心が貫通穴１２ｂの中心軸からずれることにより両ボール間の軸方向の寸法が減少してしまい、爪１０ａとボール１１との係合が外れてインターナルギヤ１０が回転してしまう場合があった。

これを解消するために、貫通穴１２ｂ内にボールを２個収納する代りに、爪１０ａと係合可能なボール１１及びボール１１とクラッチプレート１３の間に軸方向の寸法を確保する目的で円筒形状のスペーサを収納することがある。この場合、ボール１１に加わる力により貫通穴１２ｂが押し広げられてボール１１の中心とスペーサの中心が貫通穴１２ｂの中心軸からずれてもボールとスペーサ間の軸方向の寸法が減少することはないが、大きな負荷トルクが何度も加わる状態が繰り返されると、ボール１１とスペーサとの接触が点接触であるためボール１１に加わる力によりスペーサの接触部がつぶれて、やはりボールとスペーサ間の軸方向の寸法が減少してインターナルギヤ１０が回転してしまう場合があった。

本発明は、上述のような実状に鑑みてなされたもので、その目的とすることろは、ドリルモード時の機能不全を生じにくい電動工具を提供することである。

上記した目的は、駆動源であるモータと、該モータへの電力の供給を制御するスイッチと、前記モータ及び前記スイッチを収容するハウジングと、前記モータの前方に設けられ且つ前記モータの回転力を伝達する遊星歯車機構部と、該遊星歯車機構部から前記モータの回転力が伝達される出力軸と、前記遊星歯車機構部及び前記出力軸を収容するギヤケースと、前記遊星歯車機構部の一部であって前記ギヤケースに回転可能に支持されるインターナルギヤと、該インターナルギヤの前面から前方に突出する複数の爪と、前記ギヤケースの前記爪と対向する位置に前後方向に貫通して設けられる貫通穴と、該貫通穴内に設けられ且つ前後方向に移動して前記爪との係合・離脱を選択可能なクラッチ部材と、該クラッチ部材を前記爪方向へ押圧するスプリングと、該スプリングの前端と当接し且つ前記ギヤケースに対して前後方向に移動可能に設けられた押圧部材と、前記ハウジングの前方に回動可能に設けられ且つ回動することにより前記押圧部材を前後方向に移動させるキャップとを有する電動工具において、前記クラッチ部材は、前記貫通穴の前記インターナルギヤ側に挿入されるボールと、前記ボールと前記スプリングとの間に挿入される略円柱形状のスペーサとからなり、該スペーサの前記ボールと当接する後面及び前面に前記ボールの半径と同程度の曲率半径で凹設された曲面部を対称に設けることによって、前記ボールと前記スペーサとの接触面積を大きくすることにより達成される。

請求項１記載の構成によれば、ボールとスペーサとの接触面積が大きくなり、ボールとスペーサとの接触面における面圧を小さくすることができる。よって、ボール又はスペーサが接触面でつぶれたり摩耗したりすることがなくなり、ボールとスペーサとで形成される軸方向の寸法が減少することがなくなるので、ドリルモード時にインターナルギヤの回転を確実に規制することができる。

また、スペーサは前後の方向を変えても機能するので、前後方向を区別することなく組み立てることができるようになり、組立性が向上する。

本発明による電動工具の実施の形態を図１及び図２を用いて説明する。図１は本発明による実施の形態のトルク調整機構を示す要部拡大断面図、図２は本発明による実施の形態の電動工具の外観を示す全体斜視図、図３は従来のトルク調整機構を示す要部拡大断面図である。

図２に示す電動工具は、図示しないモータを収納するモータハウジング部１８と、モータの駆動を制御するスイッチ１９が設けられたハンドル部２０とを有する構成をしており、ハンドル部２０の下部には駆動源である電池２１を着脱可能に保持する構成をしている。モータハウジング部１８の前方には図示しないモータとほぼ同軸上に設けられ、モータの回転動力を受けて回転する先端工具を着脱可能な工具保持部２２が設けられており、この工具保持部２２とモータとの間には図１に示すトルク調整機構が設けられている。このトルク調整機構の構成は、前記従来例で示したものと同じであることから、スペーサ１７についてのみ説明する。

ここで用いるスペーサ１７は、従来例と同じようにギヤケース１２の大径部分内部に設けられた貫通穴１２ｂ内に、ボール１１及びクラッチプレート１３に当接してかつギヤケース１２の軸方向に移動可能に収納されているが、スペーサ１７のボール１１との当接面には、ボール１１の半径と同程度の曲率半径を持つ曲面１７ａが凹設されており、ボール１１とスペーサ１７との接触はほぼ面接触となっている。

このため、前記従来例で示したドリルモード状態において、大きな負荷トルクが何度も加わる状態が繰り返されても、ボール１１とスペーサ１７との接触面が大きくなっているためボール１１からスペーサ１７に加わる面圧が緩和され、ボール１１の接触部がつぶれにくくなっている。したがって、ボールとスペーサ間の軸方向の寸法が減少してインターナルギヤ１０が回転してしまうことが起こりくい。さらに、曲面１７ａをボール１１との当接面と反対側、すなわちクラッチプレート１３との当接面にも設けてあるので、スペーサ１７に方向性がなくなり、トルク調整機構組立時の組立性を悪化させることがない。

本発明による実施の形態のトルク調整機構を示す要部拡大断面図。 本発明による実施の形態の電動工具の外観を示す全体斜視図。 従来のトルク調整機構を示す要部拡大断面図。

１はモータ、２はピニオン、３はキャリア、３ａはサンギヤ、３ｂは支持軸、４はプラネットギヤ、５はギヤケース、６はインターナルギヤ、７はキャリア、７ａはサンギヤ、８は出力軸、８ａは支持軸、９はプラネットギヤ、１０はインターナルギヤ、１０ａは爪、１１はボール、１２はギヤケース、１２ａはおねじ、１２ｂは貫通穴、１３はクラッチプレート、１４はコイルスプリング、１４ａ、１４ｂはコイルスプリングの一端、１５は押圧部材、１５ａはめねじ、１５ｂは押圧部材の一部、１６はキャップ、１７はスペーサ、１７ａは曲面、１８はモータハウジング部、１９はスイッチ、２０はハンドル部、２１は電池、２２は工具保持部である。

Claims (1)

1. 駆動源であるモータと、該モータへの電力の供給を制御するスイッチと、前記モータ及び前記スイッチを収容するハウジングと、前記モータの前方に設けられ且つ前記モータの回転力を伝達する遊星歯車機構部と、該遊星歯車機構部から前記モータの回転力が伝達される出力軸と、前記遊星歯車機構部及び前記出力軸を収容するギヤケースと、前記遊星歯車機構部の一部であって前記ギヤケースに回転可能に支持されるインターナルギヤと、該インターナルギヤの前面から前方に突出する複数の爪と、前記ギヤケースの前記爪と対向する位置に前後方向に貫通して設けられる貫通穴と、該貫通穴内に設けられ且つ前後方向に移動して前記爪との係合・離脱を選択可能なクラッチ部材と、該クラッチ部材を前記爪方向へ押圧するスプリングと、該スプリングの前端と当接し且つ前記ギヤケースに対して前後方向に移動可能に設けられた押圧部材と、前記ハウジングの前方に回動可能に設けられ且つ回動することにより前記押圧部材を前後方向に移動させるキャップとを有する電動工具において、
   前記クラッチ部材は、前記貫通穴の前記インターナルギヤ側に挿入されるボールと、前記ボールと前記スプリングとの間に挿入される略円柱形状のスペーサとからなり、該スペーサの前記ボールと当接する後面及び前面に前記ボールの半径と同程度の曲率半径で凹設された曲面部を対称に設けることを特徴とする電動工具。