JP4528789B2 - 電動工具 - Google Patents

Description

本発明は、ハンディ電動工具、詳しく言えばねじれ力を調整する機能と、作動の際に工作対象物に衝撃を与える機能とを有するハンディ電動工具に関する。

周知の電動インパクトレンチ（Impact Wrench）は電動モーター、変速歯車セットと衝撃装置を備える。そのうちの変速装置はモーターの伝動による回転運動を所定の回転速度に減速すると同時に出力する。衝撃装置は電動工具の送出軸が出力したねじれ力が所要のねじれ力より低い場合、送出軸の回転方向と同じ急速間歇衝撃力を送出軸に与え、送出軸に抵抗力を克服させ、作動を継続させる。

他の周知の電動ドライバーは電動モーター、変速歯車とねじれ力制御装置を備える。そのうちの変速装置はモーターの伝動による回転運動を所定の回転速度に減速すると同時に出力する。ねじれ力制御装置は電動工具が出力する最大ねじれ力を設定することにより工作対象物に損傷を与えることを防止することが可能である。

上述のねじれ力制御装置と上述の衝撃装置は別々に完全に逆な需要に適用される。通常この二つの装置は同一電動工具に存在することがない。というのは、この二つの装置を同時に必要とする場合があるからである。例えば、電動レンチでタイヤを外す場合、さびたタイヤのボルトを緩めるか或いは別の解体の障碍を克服するために衝撃機能を有する電動レンチが必要である。またタイヤを装着する場合、電動工具が出力したねじれ力が大きすぎてタイヤをロックするボルトを損壊することを防止するために電動工具にはねじれ力設定機能が必要である。しかし、この二種の装置が同一電動工具に統合されている場合、衝撃装置を起動するとねじれ力を電動設定する効果を破壊してしまい、ねじれ力制御装置を起動すると衝撃装置が作動できなくなる。

従って如何に上述のねじれ力装置と衝撃装置を同時に電動工具に配置し、かつ上述の状況を避けるかということは業界において解決を迫られる課題となる。

本発明の主な目的は、ねじれ力制御装置と衝撃装置を兼ね備える電動工具を提供することにあり、特に衝撃装置は手動で起動状態または停止状態に切り換えることが可能な電動工具を提供することにある。

上述の目的を達成するために、本発明による電動工具はハウジング、ハウジング内に装着される電動モーター、変速歯車セット、ねじれ力制御装置と衝撃装置を備える。ねじれ力制御装置は回転に伴いハウジング内の第一位置から第二位置の間に往復移動することにより電動工具の出力する最大ねじれ力を設定する調整ユニットを有する。調整ユニットが第二位置に据えられる場合、電動工具の出力する最大ねじれ力は最も小さく、調整ユニットは衝撃装置の起動を阻止することが可能であるため、電動工具のねじれ力設定効果が衝撃装置から破壊されることを防止することが可能となる。

以下、実施例と図面に基づいて本発明を説明する。まず図面の説明は次の通りである。
図１は本発明の実施例の構造の立体分解図である。
図２は図１に示す実施例における一部分の装置の構造の立体構造図である。
図３と図４は図１に示す実施例の作動状態を示す模式図である。
図１から図３に示すように、本発明の実施例による電動工具１はハウジング１０、電動モーター２０、電池セット３０、変速歯車セット４０、ねじれ力制御装置５０と衝撃装置６０を備える。

ハウジング１０は第一半ハウジング１１、第二半ハウジング１２、前部ハウジング１３とキャップ１４を含む。第一、第二半ハウジング１１、１２は互いに継ぎ合わせるように設けられ、前部ハウジング１３は第一、第二半ハウジング１１、１２の前端に連接され、キャップ１４は基部に突状縁部１４１を有し、内壁面に一定の距離を置くように配置される複数の突状ブロック１４２を有する。またキャップ１４の基部は前部ハウジング１３内に連結され、突状縁部１４１を前部ハウジング１３と第一、第二半ハウジング１１、１２の間に位置させ、キャップ１４を回転させる。

電動モーター２０はハウジング１０内に固定され、かつ第一送出軸２１を有する。
電池セット３０は分離可能な方法によりハウジング１０上に連結され、かつ電動モーター２０に電源を供給することが可能である。

変速歯車セット４０はハウジング１０内に装着され、かつ電動モーター２０の第一送出軸２１に連接される第一太陽歯車４１と、第二太陽歯車４２１を有する第一遊星歯車スタンド４２と、第一遊星歯車スタンド４２上に装着され第一太陽歯車４１と噛み合わせる第一組遊星歯車４３と、第三太陽歯車４４１を有する第二遊星歯車スタンド４４と、第二遊星歯車スタンド４４上に装着され第二太陽歯車４３と噛み合わせる第一組遊星歯車４５と、第二送出軸４６１を有する第三歯車スタンド４６と、第三遊星歯車スタンド４６上に装着され第三太陽歯車４４と噛み合わせる第三組遊星歯車４７と、第一組遊星歯車４３と噛み合わせる第一歯環４８と、第二組遊星歯車４５または第一遊星歯車スタンド４２と噛み合わせる第二歯環状４９と、前述のユニットを収容するようにハウジング１０内に固定される収容筒４９１と、を含む。これにより、変速歯車セット４０により電動モーター２０の伝動による回転運動を所定の速度に減速し、かつ第二送出軸４６１を介して出力することが可能である。また第二歯環４９の位置を変えることにより第二送出軸４６１の回転速度を変えることが可能である。また変速歯車セット４０は周知の電動工具に汎用されているため詳しい説明を省く。

ねじれ力制御装置５０は下記のユニットを含む。
内歯環５１は第三組遊星歯車４７と噛み合わせるようにハウジング１０内に装着され、かつ作動端面５１１を有し、作動端面５１１は一定の距離を置くように設けられる複数の突状部５１２を有する。

収容座５２は座体５２１と突状柱５２４を有する。座体５２１は第一端面５２２と第二端面５２３を有し、突状柱５２４は座体５２１の第二端面５２３から延伸して形成され、かつ外側柱面に外側ねじ山５２５と、二つの相対的な位置に据えられかつ突状柱５２４の軸方向に沿い形成される細長い溝５２６を有する。座体５２１は座体５２１の第一、第二端面５２２、５２３を貫通する複数の細長い貫通孔５２７を有する。また収容座５２は座体５２１と突状柱５２４の軸心に沿い座体５２１と突状柱５２４を貫通する軸孔５２８を有する。また収容座５２は内歯環５１の一側に位置するようにハウジング１０内に固定され、第一端面５２２は内歯環５１の作動端面５１１に向かい合うように設けられる。

調整ユニット５３は調整リング５３１、ニードルベアリング５３２と環片５３３を含む。調整リング５３１は第一端面５３１１、反対側に位置する第二端面５３１２、内環面５３１３と外環面５３１４を有する。内環面５３１３は突状柱５２４の外側ねじ山５２５に対応する内側ねじ山５３１５を有し、外環面５３１４はキャップ１４の内壁に位置する突状ブロック１４２に対応する複数の陥凹溝５３１６を有する。調整リング５３１の内側ねじ山５３１５は突状柱５２４の外側ねじ山５２５と噛み合わせ、調整リング５３１と突状柱５２４を結合させると同時に調整リング５３１の陥凹溝５３１６とキャップ１４の突状ブロック１４２を結合させることにより、キャップ１４の回転に伴い調整リング５３１を回転させ、かつ調整リング５３１を突状柱５２４に沿い第一位置から第二位置の間に往復移動させる。環片５３３は内縁の二つの相対的な位置に突状固定部５３３１を別々に有する。また環片５３３は収容座５２の突状柱５２４上に嵌合され、突状固定部５３３１は細長い溝５２６中に別々に装着され、かつ収容座５２の第二端面５３１２と調整リング５３１の第一端面５３１１の間に位置付けられる。ニードルベアリング５３２は調整リング５３１の第二端面５３１２上に装着される。

複数のスプリング５４は細長い貫通孔５２７中に装着される。
複数の鋼球５５はスプリング５４の一端と内歯環の作動端面５１１に突き当たるように設けられる。
複数の棒体５６は細長い貫通孔５２７を別々に貫通し、その一端がスプリング５４により突っ張られ、他端が環片５３３を介して調整リング５３１の第一端面５３１１に突き当たる。
これにより、調整リング５３１が第一位置に据えられる場合、鋼球５５はスプリングの５４の第一押し付け力を受けることが可能である。調整リング５３１が第二位置に据えられる場合、鋼球５５はスプリング５４の第二押し付け力を受けることが可能である。このとき第二押し付け力は第一押し付け力より大きい。

また内歯環５１が動かないような状態に維持されている場合、歯車の変速システムは電動モーター２０の動力を減速し、そののち第二送出軸４６１を介して出力する。また内歯環５１が回転可能な状態に維持されている場合、第二送出軸４６１の回転に抵抗力を与えれば内歯環５１を回転させ、変速歯車セット４０全体の動力伝動を解除することが可能である。また内歯環５１を回転させようとする場合、内歯環５１の作動端面５１１上の突状部５１２に作動端面５１１を押し付けた鋼球５５の力を克服させる必要がある。従って鋼球５５が作動端面５１１に対する力を大きくするのに伴い、内歯環５１を回転させるために与える伝動力を大きくする必要がある。つまり第二送出軸４６１により大きい抵抗力を与えないと内歯環５１を回転させることができない。この時、抵抗力は第二送出軸４６１が出力した最大ねじれ力となる。従って、調整リング５３１が第二位置に据えられている場合、鋼球５５が内歯環５１の作動端面５１１に与える力は最も大きい。つまり第二送出軸４６１が出力したねじれ力は最も大きい。また調整リング５３１が第一位置に据えられている場合、鋼球５５が内歯環５１の作動端面５１１に与える力は最も小さい。つまり第二送出軸４６１が出力したねじれ力は最も小さい。

衝撃装置６０は第三送出軸６１、伝動軸６２、衝撃ユニット６３と弾性ユニット６４を含む。第三送出軸６１はキャップ１４内に装着され、第一結合部６１１を有し、かつその一部分がキャップ１４に突出している。伝動軸６２は第二送出軸４６１上に連結されるため、第二送出軸４６１の駆動に伴い回転することが可能である。衝撃ユニット６３は第二結合部６３１を有する。また衝撃ユニット６３は伝動軸６２上に嵌合されるため、伝動軸６２に沿い第三位置から第四位置の間を往復するようにスライドすることが可能である。また衝撃ユニット６３が第三位置に据えられている場合、第二結合部６３１と第三送出軸６１の第一結合部６１１とは結合し、第三送出軸６１を回転させることが可能である。伝動軸６２が第四位置に据えられている場合、第二結合部６３１と第三送出軸６１の第一結合部６１１とは分離する。弾性ユニット６４は伝動軸６２と衝撃ユニット６３の間に装着され、衝撃ユニット６３を第三位置に維持することが可能である。

また調整リング５３１が第一位置に据えられている場合、第二端面５３１２はニードルベアリング５３２を介して衝撃ユニット６３を第三位置に維持するように押し付けるため、衝撃ユニット６３は第四位置へ移動することができなくなる。
図３と図４に示すように、キャップ１４を回転させることにより調整リング５３１を第二位置に移動させる場合（図３に示す通り）、第二送出軸４６１が出力したねじれ力は最も大きい。また第三送出軸６１が抵抗力を受けている場合、衝撃ユニット６３は第二結合部６３１と第三送出軸６１の第一結合部６１１の間の作動関係により第三位置から第四位置に移動し、かつ第四位置に達すと第三送出軸６１から分離する。また衝撃ユニット６３が第三送出軸６１から分離した瞬間、弾性ユニット６４は衝撃ユニット６３を第三位置に復元させるように押し返し、再び衝撃ユニット６３の第二結合部６３１と第三送出軸６１の第一結合部６１１とを結合させることにより衝撃効果を生じる。この衝撃効果は第三送出軸６１が受けた抵抗力が小さくなるまで持続する。

またキャップ１４を回転させることにより調整リング５３１を第一位置に移動させる場合、第二送出軸４６１が出力したねじれ力は最も小さい。かつ調整リング５３１はニードルベアリング５３２を介して衝撃ユニット６３を第三位置に維持するように押し付ける。また第三送出軸６１が抵抗力を受けている場合、衝撃ユニット６３は調整ユニット５３から押し付けられるため第四位置に移動することができない。従って衝撃装置６０は衝撃効果を生じることができなくなる。また第三送出軸６１の受けたねじれ力が第二送出軸４６１の出力したねじれ力より大きい場合、内歯環５１は回転させられ、電動モーター２０から第二送出軸４６１の間の動力伝動を解除する。これにより電動工具１に所定の最大ねじれ力しか出力させないように確保することが可能なだけでなく、衝撃装置６０の作用により強い瞬間ねじれ力を生じることがあっても、電動工具が作用した工作対象物に損傷を与えないことを確保することが可能である。

本発明の一実施例による電動工具の構造を示す立体分解図。 図１に示す電動工具の要部を示す立体構造図。 図１に示す電動工具の作動状態を示す模式図。 図１に示す電動工具の作動状態を示す模式図。

符号の説明

１：電動工具、１０：ハウジング、１１：第一半ハウジング、１２：第二半ハウジング、１３：前部ハウジング、１４：キャップ、１４１：突状縁部、１４２：突状ブロック、２０：電動モーター、２１：第一送出軸、３０：電池セット、４０：変速歯車セット、４１：第一太陽歯車、４２：第一遊星歯車スタンド、４２１：第二太陽歯車、４３：第一組遊星歯車、４４：第二遊星歯車スタンド、４４１：第三太陽歯車、４５：第二組遊星歯車、４６：第三遊星歯車スタンド、４６１：第二送出軸、４７：第三組遊星歯車、４８：第一歯環、４９：第二歯環、４９１：収容筒、５０：ねじれ力制御装置、５１：内歯環、５１１：作動端面、５１２：突状部、５２：収容座、５２１：座体、５２２：第一端面、５２３：第二端面、５２４：突状柱、５２５：外側ねじ山、５２６：細長い溝、５２７：細長い貫通孔、５２８：軸孔、５３：調整ユニット、５３１：調整リング、５３１１：第一端面、５３１２：第二端面、５３１３：内環面、５３１４：外環面、５３１５：内側ねじ山、５３１６：陥凹溝、５３２：ニードルベアリング、５３３：環片、５３３１：突状固定部、５４：スプリング、５５：鋼球、５６：棒体、６０：衝撃装置、６１：第三送出軸、６１１：第一結合部、６２：伝動軸、６３：衝撃ユニット、６３１：第二結合部、６４：弾性ユニット

Claims (4)

1. ハウジング、電動モーター、変速歯車セット、ねじれ力制御装置、及び衝撃装置を備え、
   前記電動モーターは、前記ハウジング内に固定され、第一送出軸を有し、
   前記変速歯車セットは、前記ハウジング内に装着され、前記電動モーターの前記第一送出軸に連接される少なくとも一つの太陽歯車と、一つの遊星歯車スタンドと、前記遊星歯車スタンドに装着され直接的または間接的に前記太陽歯車セットから駆動力が伝達される一組の遊星歯車とを有し、前記遊星歯車スタンドは第二送出軸を有し、
   ねじれ力制御装置は、内歯環、収容座、調整ユニット、スプリング、鋼球、及び棒体を有し、
   前記内歯環は、作動端面を有し、前記遊星歯車と噛み合うように前記ハウジング内に装着され、前記作動端面は所定の間隔で配置される複数の突状部を有し、
   前記収容座は、座体及び突状柱を有し、前記座体は第一端面及び第二端面を有し、前記突状柱は外側柱面に外側ねじ山を有して前記第二端面から延伸して形成され、前記座体は前記第一端面及び第二端面を貫通する複数の細長い貫通孔を有し、前記収容座は前記座体及び前記突状柱の軸心に沿い前記座体及び前記突状柱を貫通する軸孔を有し、前記収容座は前記内歯環の一側に位置するように前記ハウジング内に固定され、前記第一端面は前記内歯環の前記作動端面に対向して設けられ、
   前記調整ユニットは調整リングを有し、前記調整リングの内環面には前記突状柱の外側ねじ山に対応する内側ねじ山を有し、前記内側ねじ山と前記突状柱の外側ねじ山とを結合させることにより前記調整ユニットが前記突状柱に結合され、前記調整リングを回転させることにより前記調整ユニットが前記突状柱に沿い第一位置と第二位置との間を往復移動可能であり、
   複数の前記スプリングは、それぞれ細長い前記貫通孔内に装着され、
   複数の前記鋼球は、それぞれ前記スプリングの一端及び前記作動端面に突き当たるように設けられ、
   複数の前記棒体は、細長い前記貫通孔をそれぞれ貫通し、一端が前記スプリングにより押し付けられ、他端が前記調整ユニットに突き当てられ、前記調整ユニットが前記第一位置にあるとき、前記鋼球は前記スプリングから第一押し付け力を受け、前記調整ユニットが前記第二位置にあるとき、前記鋼球は前記スプリングから第二押し付け力を受け、前記第二押し付け力は前記第一押し付け力より大きく、
   前記衝撃装置は、第三送出軸、伝動軸、衝撃ユニット及び弾性ユニットを有し、前記第三送出軸は前記ハウジング内に装着され第一結合部を有して一部分が前記ハウジングに突出し、前記伝動軸は前記第二送出軸上に連結され、前記第二送出軸の駆動に伴い回転可能であり、前記衝撃ユニットは第二結合部を有し、前記衝撃ユニットは前記伝動軸上に結合し前記伝動軸に沿い第三位置から第四位置の間を往復移動可能であり、前記衝撃ユニットが前記第三位置にあるとき、前記第二結合部と前記第三送出軸の前記第一結合部とは結合して前記第三送出軸を回転駆動可能であり、前記伝動軸が前記第四位置にあるとき、前記第二結合部と前記第三送出軸の前記第一結合部とは分離し、前記弾性ユニットは前記伝動軸と前記衝撃ユニットの間に設けられ、前記衝撃ユニットを前記第三位置に維持する電動工具。
2. 前記ハウジングは回転可能なキャップを有し、前記キャップは内壁面に所定の間隔で配置される複数の突状ブロックを有し、前記調整リングは外環面に前記キャップの内壁の前記突状ブロックに対応し、前記突状ブロックと結合する陥凹溝を有し、前記キャップを回転させることにより前記調整リングが回転し、前記突状柱に沿って前記第一位置と前記第二位置との間を往復移動可能である請求項１に記載の電動工具。
3. 前記調整リングは第一端面と反対側に位置する第二端面とを有し、
   前記調整ユニットは、前記調整リングの第二端面上に装着されるニードルベアリングを有し、前記調整リングが前記第一位置にあるとき、前記調整リングの第二端面は前記ニードルベアリングを介して前記衝撃ユニットを前記第三位置に維持するように押し付け、前記衝撃ユニットの前記第四位置への移動を規制する請求項１に記載の電動工具。
4. 前記収容座の前記突状柱は、外側柱面に二つの柱面の相対的な位置に据えられ前記突状柱の軸方向に沿って形成される細長い溝を有し、
   前記調整ユニットは、内縁の二つの相対的な位置に突状固定部が設けられた環片を有し、前記環片は前記収容座の前記突状柱上に嵌合され、前記突状固定部は細長い前記溝内にそれぞれ取り付けられ、前記収容座の第二端面と前記調整リングの第一端面との間に位置付けられる請求項３に記載の電動工具。

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