JP4692445B2

JP4692445B2 - 動力工具

Info

Publication number: JP4692445B2
Application number: JP2006243054A
Authority: JP
Inventors: 和博大森; 義広小室; 智幸星
Original assignee: Hitachi Koki Co Ltd
Current assignee: Koki Holdings Co Ltd
Priority date: 2006-09-07
Filing date: 2006-09-07
Publication date: 2011-06-01
Anticipated expiration: 2026-09-07
Also published as: JP2008062342A

Description

本発明は、モータ等の駆動源の回転を回転打撃力に変換して先端工具に伝達するインパクトドライバ等の動力工具に関するものである。

インパクトドライバ等の動力工具は、駆動源であるモータと、該モータの回転を減速させる減速機構部と、該減速機構部によって減速されたモータの回転を回転打撃力に変換して先端工具に伝達する打撃機構部と、前記減速機構部の回転方向の衝撃を緩和する衝撃緩和機構等を備えている。尚、減速機構部の回転方向の衝撃を緩和する衝撃緩和機構に関しては特許文献１に提案がなされている。

ここで、前記減速機構部は例えば遊星歯車機構で構成され、その固定歯車であるリングギヤは、カバー部材であるインナカバーによって保持されている。又、遊星歯車機構と前記打撃機構部はケース内に収納されており、ケースは、インナカバーとリングギヤの各外周に嵌合されている。

ところで、斯かる動力工具においては、ケース内に収納された打撃機構部等の発熱によってケース内の空気が膨張して内圧が上昇するため、ケース内の高圧の空気と潤滑用のグリースが内圧の低いケース外のモータ側に侵入してくるという問題が発生する。このため、遊星歯車機構のリングギヤとケースとの嵌合部にシール部材であるＯリングを介装し、リングギヤとケース間の径方向隙間からのグリースの漏れをＯリングによって防ぐようにしている。
特開２００２−２５４３３６号公報特開２００５−２９７１１９号公報

しかしながら、従来のようにリングギヤとケース間の径方向隙間からのグリースの漏れをＯリングによって防ぐようにした場合、ケース内の高圧の空気を外部に逃がすことができず、ケースの内圧が異常に高くなるという問題があった。

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、グリース漏れを防ぎつつ、ケース内の高圧の空気を外部に逃がすことができる動力工具を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、駆動源と、該駆動源の回転を減速させる減速機構部と、該減速機構部によって減速された駆動源の回転を回転打撃力に変換して先端工具に伝達する打撃機構部と、前記減速機構部の回転方向の衝撃を緩和する衝撃緩和機構を備え、前記減速機構部の固定歯車をカバー部材で保持するとともに、前記減速機構部及び前記打撃機構部を収納するケースを前記カバー部材と前記固定歯車の各外周に嵌合して成る動力工具において、前記固定歯車の外周にＯリングを嵌合し、該Ｏリングを前記ケースの内周面に密着させるとともに、前記カバー部材とＯリングとの間に軸方向隙間を形成し、該軸方向隙間の一部で空気逃がし通路を形成したことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記固定歯車は遊星歯車機構のリングギヤであって、前記衝撃緩和機構を、前記リングギヤに突設された突起を弾性部材を介して前記カバー部材に周方向に係合させて構成したことを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、前記空気逃がし通路を、前記ケース内から前記固定歯車と前記カバー部材間の軸方向隙間、前記カバー部材と前記固定歯車間の径方向隙間、前記カバー部材と前記Ｏリング間の軸方向隙間、前記ケースと前記カバー部材間の径方向隙間、ハウジングと前記カバー部材間の軸方向隙間及び前記ハウジングと前記ケース間の径方向隙間を経て大気に至るラビリンス状の経路によって構成したことを特徴とする。

本発明によれば、固定歯車の外周に嵌合されたＯリングをケースの内周面に密着させたため、固定歯車とケース間の径方向隙間からのグリースの漏れが確実に防がれるとともに、Ｏリングと固定歯車及びケースとの間に発生する回転方向の摩擦力によって減速機構部の回転方向の衝撃が緩和されるため、既存の衝撃緩和機構による衝撃緩和作用とも併せ、減速機構部がより大きな衝撃にも耐えることができる。

又、カバー部材とＯリングとの間に軸方向隙間を形成し、該軸方向隙間で空気逃がし通路の一部を形成したため、加熱されて高圧となったケース内の空気を空気逃がし通路からケース外へ逃がすことができ、ケースの内圧の異常上昇を確実に防ぐことができる。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

図１は本発明に係る動力工具の一形態としてのインパクトドライバの内部構造を示す側断面図、図２は同インパクトドライバの空気逃がし通路を示す部分断面図、図３はケース内の空気が空気逃がし通路を流れる様子を示す部分断面図、図４及び図５は同インパクトドライバの分解斜視図である。

先ず、本発明に係るインパクトドライバ１の基本構成と作用を図１に基づいて説明すると、図示のインパクトドライバ１は、外形を形成する外枠であるハウジング２とハンマケース３を有しており、ハウジング２は、前後方向に延びる略円筒形の胴体部２Ａと、該胴体部２Ａに側面視略Ｔ字状を成すように連接されたハンドル部２Ｂで構成されている。そして、ハウジング２の胴体部２Ａの内部には、駆動源であるモータ４と、該モータ４の回転を減速させる減速機構部としての遊星歯車機構５が収容されており、ハンマケース３の内部には、前記遊星歯車機構５によって減速されたモータ４の回転を回転打撃力に変換して不図示の先端工具に伝達する打撃機構部が収容されている。尚、打撃機構部の詳細は後述する。

又、ハウジング２のハンドル部２Ｂの内部には、上部にトリガ６を有するスイッチ７が、下部にバッテリ受け部８がそれぞれ収容されおり、ハンドル部２Ｂの下端には充電可能な電源であるバッテリ９が着脱可能に装着されている。

而して、斯かるインパクトドライバ１において、作業者がトリガ６をＯＮ操作してモータ４を起動すると、該モータ４の出力軸（モータ軸）４ａの回転は、遊星歯車機構５によって減速されてスピンドル１０に伝達され、該スピンドル１０が所定の速度で回転駆動される。ここで、スピンドル１０とハンマ１１とはカム機構によって連結されており、このカム機構は、スピンドル１０の外周面に形成されたＶ字状のスピンドルカム溝１０ａとハンマ１１の内周面に形成されたＶ字状のハンマカム溝１１ａ及びこれらのカム溝１０ａ，１１ａに係合するボール１２で構成されている。

又、上記ハンマ１１は、スプリング１３によって常に先端方向（図１の右方）に付勢されており、静止時にはボール１２とカム溝１０ａ，１１ａとの係合によってアンビル１４の端面と隙間を隔てた位置にある。そして、ハンマ１１とアンビル１４の相対向する回転平面上の２箇所には凸部がそれぞれ対称的に形成されている。尚、アンビル１４には不図示の先端工具が着脱可能に装着されている。

ところで、前述のようにスピンドル１０が所定の速度で回転駆動されると、このスピンドル１０の回転は、前記カム機構を介してハンマ１１に伝達され、該ハンマ１１が半回転しないうちに、該ハンマ１１の凸部がアンビル１４の凸部に係合して該アンビル１４が回転されるが、そのときの係合反力によってハンマ１１とスプリング１３との間に相対回転が生ずると、ハンマ１１は、カム機構のスピンドルカム溝１０ａに沿ってスプリング１３を圧縮しながらモータ４側へと後退を始める。

そして、ハンマ１１の後退動によって該ハンマ１１の凸部がアンビル１４の凸部を乗り越えて両者の係合が解除されると、ハンマ１１は、スピンドル１０の回転力に加えて、スプリング１３に蓄積された弾性エネルギーとカム機構の作用によって回転方向及び前方に急速に加速されつつ、スプリング１３の付勢力によって前方へと移動し、その凸部がアンビル１４の凸部に再び係合して一体的に回転し始める。このとき、強力な回転打撃力がアンビル１４に加えられるため、該アンビル１４に装着された先端工具を介して不図示のねじに回転打撃力が伝達される。

以後、同様の動作が繰り返されて先端工具からねじに回転打撃力が間欠的に繰り返し伝達され、ねじが木材等の不図示の被締付材にねじ込まれる。

次に、本発明の要旨を図２〜図５を参照しながら説明する。

前記遊星歯車機構５は、図４及び図５に示すように、固定歯車としてのリングギヤ１５と、モータ４の出力軸（モータ軸）４ａの端部に形成されたサンギヤ１６（図１参照）と、これらのリングギヤ１５とサンギヤ１６に噛合する２つの遊星ギヤ１７とで構成されており、各遊星ギヤ１７は、軸１８によって前記スピンドル１０に連結されている。

ここで、上記リングギヤ１５は、ハウジング２内に固定されたカバー部材としてのインナカバー１９に保持されており、前記モータ４が起動されてサンギヤ１６が回転駆動されると、該サンギヤ１６に噛合する２つの遊星ギヤ１７がサンギヤ１６を中心として公転するとともに軸１８を中心として自転し、これらの遊星ギヤ１７に軸１８を介して連結されたスピンドル１０が遊星ギヤ１７の公転速度と同じ速度で回転駆動される。つまり、モータ４の出力軸４ａの回転は、遊星歯車機構５によって減速されてスピンドル１０に伝達される。

ところで、図４及び図５に示すように、前記インナカバー１９の一端面（後端面）の相対向する２箇所には袋状の凸部１９ａが一体に突設されており、各凸部１９ａ内に形成された凹状空間にはゴム等の弾性体２０が上下に収容され、両弾性体２０の間には隙間Ｓが形成されている。

他方、前記ハウジング２の胴体部２Ａの内周２箇所には、図４に示すように、切欠き状の係合凹部２ａ（図４には一方のみ図示）が形成されており、これらの係合凹部２ａにインナカバー１９の前記凸部１９ａが係合することによって該インナカバー１９が回り止めされた状態でハウジング２に固定される。又、図４及び図５に示すように、前記リングギヤ１５の一端面（後端面）の相対向する２箇所には四角柱状の突起１５ａが一体に突設されており、これらの突起１５ａがインナカバー１９の凸部１９ａ内に収容された上下の弾性体２０間の隙間Ｓに嵌合することによって、リングギヤ１５がインナカバー１９に保持され、その回転方向の衝撃が弾性体２０によって吸収されて緩和される。つまり、弾性体２０は、リングギヤ１５の回転方向の衝撃を緩和する衝撃緩和機構を構成している。

而して、遊星歯車機構５とスピンドル１０やハンマ１１、アンビル１４等で構成される打撃機構部は、ハウジング２の前方に設けられた円筒状の前記ハンマケース３内に収納されているが、ハンマケース３は、アルミニウム合金で構成され、その外周は、図１に示すように、エラストマ等の軟質材から成るプロテクタ２１によって覆われている。そして、このプロテクタ２１は、ゴム等の弾性体から成るリング状のストッパ（フロントキャップ）２２によってハンマケース３に固定されている。

ところで、図２に詳細に示すように、遊星歯車機構５のリングギヤ１５の外周の軸方向一端（前端）には段部１５ｂが一体に形成されており、このリングギヤ１５の段部１５ｂを除く外周面には前記インナカバー１９の内周面が嵌合している。そして、リングギヤ１５の外周に形成された段部１５ｂの外周面とインナカバー１９の外周面にはハンマケース３の内周面が嵌合している。

又、リングギヤ１５の外周にはシール部材としてのＯリング２３が嵌合されており、このＯリング２３は、ハンマケース３の内周面に押圧されて密着されている反面、該Ｏリング２３とインナカバー１９の端面との間には軸方向隙間ｃが形成されている。

而して、ハンマケース３内に収容された遊星歯車機構５や打撃機構部が駆動されると、これらが発熱し、ハンマケース３内の空気が加熱されて膨張するためにハンマケース３の内圧が上昇するという問題があったことは前述の通りである。

然るに、本実施の形態では、ハンマケース３内の高圧の空気をハンマケース３外へ逃がすための空気逃がし通路を形成した。この空気逃がし通路は、図２に示すように、ハンマケース３内から遊星ギヤ１７間の空間、リングギヤ１５とインナカバー１９間の軸方向隙間ａ、インナカバー１９とリングギヤ１５間の径方向隙間ｂ、インナカバー１９とＯリング２３間の軸方向隙間ｃ、ハンマケース３とインナカバー１９間の径方向隙間ｄ、ハウジング２とインナカバー１９間の軸方向隙間ｅ及びハウジング２とハンマケース３間の径方向隙間ｆを経て大気に至るラビリンス状の経路によって構成されている。

以上のように構成されたインパクトドライバ１においては、リングギヤ１５の外周に嵌合されたＯリング２３をハンマケース３の内周面に押圧して密着させたため、リングギヤ１５とハンマケース３間の径方向隙間ｇ（図２及び図３参照）からのグリースの漏れが確実に防がれるとともに、Ｏリング２３とリングギヤ１５及びハンマケース３との間に発生する回転方向の摩擦力によってリングギヤ１５の回転方向の衝撃が緩和されるため、図４に示す弾性体２０によって構成された既存の衝撃緩和機構による衝撃緩和作用とも併せ、リングギヤ１５がより大きな衝撃にも耐えることができる。

又、インナカバー１９とＯリング２３との間に軸方向隙間ｃを形成し、前述のように空気逃がし通路を、ハンマケース３内から遊星ギヤ１７間の空間及び前記隙間ａ〜ｆを経て大気に至るラビリンス状の経路で構成したため、加熱されて高圧となったハンマケース３内の空気を空気逃がし通路からハンマケース３外へ逃がすことができ、ハンマケース３の内圧の異常上昇を確実に防ぐことができる。

具体的には、図３に矢印にて示すように、ハンマケース３内の空気は、遊星ギヤ１７間の空間、リングギヤ１５とインナカバー１９間の軸方向隙間ａ、インナカバー１９とリングギヤ１５間の径方向隙間ｂ、インナカバー１９とＯリング２３間の軸方向隙間ｃ、ハンマケース３とインナカバー１９間の径方向隙間ｄ、ハウジング２とインナカバー１９間の軸方向隙間ｅ及びハウジング２とハンマケース３間の径方向隙間ｆを経て大気中に排出される。この場合、空気逃がし通路は複数の隙間ａ〜ｆを含むラビリンス状の経路によって構成されているため、固体状のグリースが空気逃がし通路を通ってハンマケース３外へと漏れ出ることはない。

尚、以上は本発明を特に充電式のバッテリを備えるコードレスのインパクトドライバに適用した形態について説明したが、コード付きのインパクトドライバに対しても本発明を同様に適用することができる。又、本発明は、インパクトドライバ等の電動工具だけに適用が限定される訳ではなく、エアインパクトレンチ等の空気工具を含む様々な携帯式の動力工具に対しても幅広く適用可能であることは勿論である。

本発明に係るインパクトドライバの内部構造を示す側断面図である。本発明に係るインパクトドライバの空気逃がし通路を示す部分断面図である。本発明に係るインパクトドライバのケース内の空気が空気逃がし通路を流れる様子を示す部分断面図である。本発明に係るインパクトドライバの分解斜視図である。本発明に係るインパクトドライバの分解斜視図である。

符号の説明

１インパクトドライバ（動力工具）
２ハウジング
２Ａハウジングの胴体部
２Ｂハウジングのハンドル部
２ａ係合凹部
３ハンマケース（ケース）
４モータ（駆動源）
４ａモータ出力軸（モータ軸）
５遊星歯車機構（減速機構部）
６トリガ
７スイッチ
８バッテリ受け部
９バッテリ
１０スピンドル
１０ａスピンドルカム溝
１１ハンマ
１１ａハンマカム溝
１２ボール
１３スプリング
１４アンビル
１５リングギヤ（固定歯車）
１５ａリングギヤの突起
１５ｂリングギヤの段部
１６サンギヤ
１７遊星ギヤ
１８軸
１９インナカバー（カバー部材）
１９ａインナカバーの凸部
２０弾性体（衝撃緩和機構）
２１プロテクタ
２２ストッパ
２３Ｏリング
ａ〜ｇ隙間
Ｓ隙間

Claims

駆動源であるモータと、該モータの回転を減速させる減速機構部と、該減速機構部によって減速されたモータの回転を回転打撃力に変換して先端工具に伝達する打撃機構部と、前記減速機構部の回転方向の衝撃を緩和する衝撃緩和機構を備え、前記減速機構部の固定歯車をカバー部材で保持するとともに、前記減速機構部及び前記打撃機構部を収納するケースを前記カバー部材と前記固定歯車の各外周に嵌合して成る電動工具において、
前記固定歯車の外周にＯリングを嵌合し、該Ｏリングを前記ケースの内周面に密着させるとともに、前記カバー部材とＯリングとの間に軸方向隙間を形成し、該軸方向隙間の一部で空気逃がし通路を形成したことを特徴とする電動工具。
前記空気逃がし通路を、前記ケース内から前記固定歯車と前記カバー部材間の軸方向隙間、前記カバー部材と前記固定歯車間の径方向隙間、前記カバー部材と前記Ｏリング間の軸方向隙間、前記ケースと前記カバー部材間の径方向隙間、ハウジングと前記カバー部材間の軸方向隙間及び前記ハウジングと前記ケース間の径方向隙間を経て大気に至るラビリンス状の経路によって構成したことを特徴とする請求項１記載の電動工具。