JP4739909B2 - Work tools - Google Patents
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Description
本発明は、例えばディスクグラインダのように、先端工具の回転運動を利用して加工作業を行う作業工具に関する。 The present invention relates to a work tool such as a disk grinder that performs a machining operation using the rotational motion of a tip tool.
特開平11−72122号公報(特許文献1)には、工具交換を容易にするためのスピンドルロック機構を備えた手持ち式の電動ネジ締め工具が開示されている。このネジ締め工具では、駆動側回転部材としての駆動軸と被動側回転部材としてのスピンドルが軸継手を介して同軸で連接されている。軸継手は、駆動軸側から回転力が入力された場合には、駆動側軸継手の爪部が被動側軸継手の爪部に周方向において当接し、これによって駆動軸の回転力をスピンドルに伝達するが、スピンドル側から回転力(外力)が入力された場合には、被動側軸継手とハウジングに固定されたロックリングとの間にロック部材が噛み付き、このことによってスピンドルの回転がロックされる構成である。このような構成のスピンドルロック機構を備えた電動ネジ締め工具によれば、工具を交換する際にスピンドルの回転をわざわざロックする必要がなく、工具交換を容易に行うことができる。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-72122 (Patent Document 1) discloses a hand-held electric screw tightening tool provided with a spindle lock mechanism for facilitating tool replacement. In this screw tightening tool, a driving shaft as a driving side rotating member and a spindle as a driven side rotating member are coaxially connected via a shaft coupling. In the shaft coupling, when a rotational force is input from the drive shaft side, the claw portion of the drive side shaft joint abuts on the claw portion of the driven side shaft joint in the circumferential direction, and thereby the rotational force of the drive shaft is applied to the spindle. However, when a rotational force (external force) is input from the spindle side, the lock member is engaged between the driven side shaft joint and the lock ring fixed to the housing, thereby locking the rotation of the spindle. This is a configuration. According to the electric screw tightening tool including the spindle lock mechanism having such a configuration, it is not necessary to bother to lock the rotation of the spindle when changing the tool, and the tool can be changed easily.
特許文献1の場合、ロック部材としてコロ(円柱体)を用いている。コロは、ロックリングの内周面と被動側軸継手の外周面における接線方向の平面領域との間に介在され、内周面と平面領域との径方向の間隔が最も大きい平面領域のほぼ中央部に置かれた状態では被動側軸継手の回転を許容し、平面領域の中央部から外れたときにはロックリングの内周面と平面領域との間に噛み付くことによって被動側軸継手をロックする構成である。ところが、上記構成の場合、コロの軸線が被動側軸継手の回転軸線に対して傾き、動作の安定性に欠けるという問題があり、かかる点でなお改良の余地がある。
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、駆動側から入力される回転の伝達についてはこれを許容し、被動側から入力される回転についてはこれをロックする機能を有する作業工具において、ロック部材の動作の安定化を図る上で有効な技術を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a point, and in a work tool having a function of permitting transmission of rotation input from the driving side and locking the rotation input from the driven side. An object of the present invention is to provide a technique effective in stabilizing the operation of the lock member.
上記課題を達成するため、各請求項記載の発明が構成される。
請求項1に記載の発明によれば、作業工具本体と、作業工具本体に回転自在に配置された駆動側回転部材と、駆動側回転部材から動力伝達部を介して回転駆動される被動側回転部材と、駆動側回転部材および被動側回転部材を介して回転駆動されることで所定の加工作業を行う先端工具と、を有する作業工具が構成される。本発明における「作業工具」は、典型的には、先端工具としての砥石の回転動作によって被加工材に研削作業や研磨作業を遂行するディスクグラインダがこれに該当するが、ディスクグラインダに限らず、例えばネジ締め工具、穴開け工具等のように、回転動作を行う先端工具によって被加工材に対し所定の加工作業を遂行する作業工具であれば、広く適用することが可能である。
In order to achieve the above object, the invention described in each claim is configured.
According to the first aspect of the present invention, the work tool main body, the drive-side rotating member rotatably disposed on the work tool main body, and the driven-side rotation that is rotationally driven from the drive-side rotating member via the power transmission unit. A work tool having a member and a tip tool that performs a predetermined machining operation by being rotationally driven through the drive side rotation member and the driven side rotation member is configured. The “work tool” in the present invention typically corresponds to a disk grinder that performs a grinding work or a polishing work on a workpiece by rotating a grindstone as a tip tool, but is not limited to a disk grinder, For example, the present invention can be widely applied to any work tool that performs a predetermined machining operation on a workpiece with a tip tool that performs a rotating operation, such as a screw tightening tool or a hole drilling tool.
本発明に係る作業工具は、作業工具本体に周方向の相対移動不能に取り付けられるとともに、所定の曲率半径で形成された内周面を有する中空状の外側リングと、被動側回転部材に一体回転するように取り付けられるとともに、外側リングの内側に回転可能に配置され、かつ外周面には外側リングの内周面との対向間隔が周方向に漸次変化する面領域を有する円形の内側リングと、外側リングの内周面と内側リングの面領域との間に介在され、外側リングの内周面と内側リングの面領域との間に噛み付く噛み付き位置と、噛み付きが解除される噛み付き解除位置との間で移動可能なボール部材と、を有する。ボール部材は、被動側回転部材が駆動側回転部材から動力伝達部を介して回転駆動されるときには、噛み付き解除位置に置かれることによって内側リングの外側リングに対する回転を許容し、先端工具から被動側回転部材に回転力が入力されたときには、噛み付き位置に移動されることによって外側リングに対する内側リングの回転をロックする構成とされる。すなわち、本発明によれば、駆動側回転部材から被動側回転部材への回転の伝達は許容し、被動側回転部材側からの回転力の入力についてはこれをロックするロック機能付き作業工具が提供される。この回転力のロック機能は、典型的には、先端工具の交換時において、当該先端工具が着脱自在に装着されるスピンドルに対して周方向の外力が入力される場合における当該スピンドルの回転ロックとして好適に用いられる。なお本発明における「噛み付き解除位置」とは、特定の位置のみならず、所定の領域を含む概念である。 The work tool according to the present invention is attached to the work tool main body so as not to be relatively movable in the circumferential direction, and rotates integrally with a hollow outer ring having an inner peripheral surface formed with a predetermined radius of curvature and a driven side rotating member. A circular inner ring that is rotatably mounted inside the outer ring and has a surface area in which the outer circumferential surface has a gradually changing distance in the circumferential direction opposite to the inner circumferential surface of the outer ring; An engagement position that is interposed between the inner peripheral surface of the outer ring and the surface area of the inner ring, and engages between the inner peripheral surface of the outer ring and the surface area of the inner ring, and a engagement release position that releases the engagement. A ball member movable between them. When the driven-side rotating member is driven to rotate from the driving-side rotating member via the power transmission unit, the ball member allows the inner ring to rotate with respect to the outer ring by being placed in the biting release position. When a rotational force is input to the rotating member, the rotation of the inner ring relative to the outer ring is locked by being moved to the biting position. That is, according to the present invention, there is provided a work tool with a lock function that allows transmission of rotation from the driving side rotating member to the driven side rotating member and locks the input of the rotational force from the driven side rotating member side. Is done. This rotational force locking function is typically used as a rotational lock for the spindle when a peripheral external force is input to the spindle on which the tip tool is detachably mounted when the tip tool is replaced. Preferably used. Note that the “biting release position” in the present invention is a concept including a predetermined area as well as a specific position.
本発明においては、外側リングの内周面あるいは内側リングの面領域の少なくとも一方には、周方向に延びる溝が形成され、ボール部材は、溝に案内されつつ噛み付き位置と噛み付き解除位置との間で転動する構成としている。本発明における「面領域」は、典型的には、扁平面、傾斜面あるいは曲面によって構成される。また溝の断面形状については、ボール部材の曲率よりも大きい曲率の円弧状に形成する態様、あるいはV字状に形成する態様等を好適に包含する。また駆動側回転部材による被駆動側回転部材の回転駆動については、一方向にのみ回転する方式、あるいは正転、逆転の二方向に回転する方式のいずれであってもよい。またボール部材による内側リングの回転ロックについては、左右いずれの方向についてもそれぞれロックできることが好ましいが、左右いずれか一方向についてのみロックできる構成であっても差し支えない。 In the present invention, a groove extending in the circumferential direction is formed in at least one of the inner peripheral surface of the outer ring or the surface area of the inner ring, and the ball member is guided between the grooves and between the engagement position and the engagement release position. It is configured to roll at. The “surface region” in the present invention is typically constituted by a flat surface, an inclined surface, or a curved surface. Moreover, about the cross-sectional shape of a groove | channel, the aspect formed in the circular arc shape of a curvature larger than the curvature of a ball member, the aspect formed in V shape, etc. are included suitably. Further, the rotational driving of the driven side rotating member by the driving side rotating member may be either a method of rotating only in one direction or a method of rotating in two directions of normal rotation and reverse rotation. In addition, as for the rotation lock of the inner ring by the ball member, it is preferable that the inner ring can be locked in either the left or right direction, but a configuration in which it can be locked only in either the left or right direction may be used.
本発明によれば、内側リングの回転をロックする部材としてボール部材を用いるとともに、外側リングの内周面には周方向の内溝が設けられ、内側リングの面領域には周方向の外溝が形成され、ボール部材は、溝に案内されつつ噛み付き位置と噛み付き解除位置との間で転動する構成としている。すなわち、ボール部材を溝によって案内する構成のため、当該ボール部材の動作が安定する。またボール部材が溝に嵌合する構成のため、例えば溝をボール部材の曲率に近似した曲率の円弧状に形成することによって、溝に対してボール部材が線接触状態で転動することが可能になる。これによって、例えばボール部材が外側リングの内周面あるいは内側リングの面領域が扁平面によって構成される場合、すなわちボール部材が点接触で転動する構成の場合に比べて、ボール部材、外側リングあるいは内側リングの耐久性を向上することができる。 According to the present invention, a ball member is used as a member for locking the rotation of the inner ring, a circumferential inner groove is provided on the inner circumferential surface of the outer ring, and a circumferential outer groove is provided in the surface area of the inner ring. The ball member is configured to roll between the biting position and the biting release position while being guided by the groove. That is, since the ball member is guided by the groove, the operation of the ball member is stabilized. In addition, since the ball member fits into the groove, for example, by forming the groove in an arc shape with a curvature similar to the curvature of the ball member, the ball member can roll in a line contact with the groove. become. Thereby, for example, the ball member and the outer ring are compared with the case where the ball member is constituted by a flat surface in the inner peripheral surface of the outer ring or the surface area of the inner ring, that is, the ball member rolls by point contact Alternatively, the durability of the inner ring can be improved.
また、本発明によれば、外側リングの内周面には周方向の内溝が設けられ、内側リングの外周面には面領域が周方向に概ね180度の位相差を置いて形成されるとともに、それら各面領域には周方向の外溝が設けられる。そしてボール部材は、内溝と外溝にそれぞれ嵌合された状態で噛み付き位置と噛み付き解除位置との間で転動する構成とされる。このように、外側リングと内側リングとの双方に溝を設ける構成としたことにより、ボール部材の耐久性を高める上でより有効となる。 Further, according to the present invention, a circumferential inner groove is provided on the inner circumferential surface of the outer ring, and a surface region is formed on the outer circumferential surface of the inner ring with a phase difference of approximately 180 degrees in the circumferential direction. At the same time, a circumferential outer groove is provided in each of the surface regions. Then, the ball member is configured to roll between the biting position and the biting release position while being fitted in the inner groove and the outer groove, respectively. As described above, the configuration in which the grooves are provided in both the outer ring and the inner ring is more effective in enhancing the durability of the ball member.
ところで、外側リングの内周面の内溝と、内側リングの外周面に概ね180度の位相差を置いて形成される面領域の外溝との間にボール部材を嵌合状態で介在する構成の場合、それら3つの部材を合理的に組み付けることは容易ではなく、相当の工夫が必要となる。このことから、本発明においては、外側リングの中空孔部は、内側リングを同心状に収容することが可能とされ、かつ法線方向が直交した状態で内側リングが通過可能とされ、また外側リングには、軸方向の一端側に中空孔部の内径方向に張り出すリング状のフランジ部が形成されている。そして、外側リングの内溝にボール部材を周方向に概ね180度の位相差で嵌合するとともに、当該ボール部材をフランジ部上に置いた状態において、外側リングに対して法線方向が直交するように内側リングの向きが定められるとともに、各外溝の周方向の一端がボール部材にそれぞれ合わせられ、この状態で内側リングが外側リングの中空孔部内のほぼ中央まで挿入され、当該挿入状態において、ボール部材を支点にして内側リングが概ね90度回転されて外側リングの中空孔部内に同心状に収容されることで外側リング、内側リングおよびボール部材が互いに組み付けられる構成とされる。これにより外側リングと内側リングが内溝と外溝間にボール部材を介在した状態で互いに軸方向への相対移動が規制された状態とされる。すなわち、本発明によれば、互いに同心状に配置される内溝付き外側リングと外溝付き内側リング間にボール部材を介在した状態で、それら3種類の機能部品を所定の位置関係に合理的に組付けることができる。なお本発明における「概ね180度」、「概ね90度」とは、文字通りの180度、あるいは90度のみならず、当該180度あるいは90度に近似する角度を包含するものでる。 By the way, a configuration in which a ball member is interposed in a fitted state between an inner groove on the inner peripheral surface of the outer ring and an outer groove in a surface region formed with a phase difference of approximately 180 degrees on the outer peripheral surface of the inner ring. In this case, it is not easy to rationally assemble these three members, and considerable contrivance is required. Therefore, in the present invention, the hollow bore of the outer ring, is it possible to accommodate the inner ring concentrically, and the inner ring in a state in which the normal direction are orthogonal is possible passage, also The outer ring is formed with a ring-shaped flange portion projecting in the inner diameter direction of the hollow hole portion on one end side in the axial direction. The ball member is fitted into the inner groove of the outer ring with a phase difference of approximately 180 degrees in the circumferential direction, and the normal direction is orthogonal to the outer ring in a state where the ball member is placed on the flange portion. In this state, the inner ring is inserted to almost the center in the hollow hole portion of the outer ring, and one end in the circumferential direction of each outer groove is aligned with the ball member. The inner ring is rotated approximately 90 degrees with the ball member as a fulcrum and is concentrically accommodated in the hollow hole portion of the outer ring, whereby the outer ring, the inner ring and the ball member are assembled to each other. Accordingly, the outer ring and the inner ring are in a state in which relative movement in the axial direction is restricted with the ball member interposed between the inner groove and the outer groove. That is, according to the present invention, these three types of functional parts are rationally arranged in a predetermined positional relationship in a state where a ball member is interposed between the inner ring with the inner groove and the inner ring with the outer groove arranged concentrically. Can be assembled to. In addition, “approximately 180 degrees” and “approximately 90 degrees” in the present invention include not only literally 180 degrees or 90 degrees, but also angles that approximate 180 degrees or 90 degrees.
(請求項2に記載の発明)
請求項2に記載の発明によれば、請求項1に記載の作業工具におけるフランジ部には、周方向の一部に切欠が形成されており、内側リングは、外周に切欠を通過可能な突部を有する。そして外側リング、内側リングおよびボール部材の組み付け時において、ボール部材を支点にして内側リングが概ね90度回転されたとき、突部が切欠を通過して外側リングの中空孔部内に同心状に収容され、当該収容状態において、内側リングと外側リングが周方向へ所定角度だけ相対移動されることによって突部がフランジ部に係合され、これによりボール部材を支点とする内側リングの外側リングに対する回動動作が規制される構成とした。かかる構成によれば、外側リング、内側リングおよびボール部材は、組み付けられた状態に維持されるため、組付け後は、これらをユニット部品として取り扱うことが可能となり、被動側回転部材あるいは作業工具本体に組み付ける際の組み付け作業を容易に行うことが可能となる。なお本発明における「概ね90度」とは、文字通りの90度のみならず、当該90度に近似する角度を包含するものでる。
(Invention of Claim 2 )
According to the second aspect of the present invention, the flange portion of the work tool according to the first aspect has a notch formed in a part in the circumferential direction, and the inner ring is a protrusion that can pass through the notch on the outer periphery. Part. When the outer ring, the inner ring and the ball member are assembled, when the inner ring is rotated approximately 90 degrees with the ball member as a fulcrum, the protrusion passes through the notch and is concentrically accommodated in the hollow hole of the outer ring. In the accommodated state, the inner ring and the outer ring are moved relative to each other in the circumferential direction by a predetermined angle, so that the protrusion is engaged with the flange, thereby rotating the inner ring with the ball member as a fulcrum relative to the outer ring. The dynamic movement is regulated. According to such a configuration, the outer ring, the inner ring, and the ball member are maintained in the assembled state. Therefore, after the assembly, they can be handled as unit parts, and the driven side rotating member or the work tool body It is possible to easily perform the assembling work when assembling. In the present invention, “approximately 90 degrees” includes not only the literally 90 degrees but also an angle that approximates the 90 degrees.
本発明によれば、駆動側から入力される回転の伝達についてはこれを許容し、被動側から入力される回転についてはこれをロックするロック機能付き作業工具において、ロック部材の動作の安定化を図る上で有効な技術が提供されることとなった。 According to the present invention, in a work tool with a lock function that allows the transmission of rotation input from the drive side and locks the rotation input from the driven side, the operation of the lock member is stabilized. It was decided to provide a technology that was effective in achieving this goal.
以下、本発明の実施形態につき、図1〜図21を参照しつつ、詳細に説明する。本実施の形態では、作業工具の一例として、金属、コンクリート、石材等の各種被加工材の研削作業あるいは研磨作業に用いられる手持ち式の電動ディスクグラインダを用いて説明する。図1には電動ディスクグラインダ101の全体構成が縦断面図によって示されている。なお便宜上、図1ではディスクグラインダ101の後側(図示右側)の一部を省略している。図2は動力伝達機構部を示す縦断面図である。図3は図2のA−A線に基づく断面図であり、左側から右側に向って各断面構造部分の作動態様が順次示されており、(I)は加工作業時、(II)は砥石の取り外し時、(III)は砥石の取り付け時を示す。また図4〜図12はそれぞれ動力伝達機構部の各構成部品を示す部品図であり、図4〜図6はギアを示し、図7および図8はスピンドルを示し、図9および図10はロックカムを示し、図11および図12はロックリングを示す。図13〜図21はロックリング、ロックカムおよびスチールボールの組み付け方を説明する図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. In the present embodiment, as an example of a work tool, a description will be given using a hand-held electric disc grinder used for grinding work or grinding work of various work materials such as metal, concrete, and stone. FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing the entire configuration of the
図1に示すように、電動ディスクグラインダ101は、長軸方向を前後方向(図示左右方向)とするものであって、モータハウジング105およびギアハウジング107からなる本体部103によって外郭が構成されている。本体部103は本発明における「作業工具本体」に対応する。モータハウジング105は、概ね円筒形状に形成され、当該モータハウジング105内には、駆動モータ111が収容されている。駆動モータ111は、その回転子113の回転軸線方向が電動ディスクグラインダ101の長軸方向となるように配置されている。駆動モータ111のモータ軸115の前端部側(図示左側)には、小ベベルギア117が取り付けられるとともに、冷却ファン119が当該モータ軸115と一体回転するように取り付けられている。なお本実施の形態においては、駆動モータ111の回転方向は、一方向に定められている。
As shown in FIG. 1, the
モータハウジング105の前端部に連接されるギアハウジング107内には、駆動モータ111の回転出力を砥石141に伝達する動力伝達機構部109が収容されている。砥石141は、本発明における「先端工具」に対応する。図2に示すように、動力伝達機構部109は、小ベベルギア117(図1参照)、ギア121、スピンドル123、ロックカム151を主体として構成される。ギア121は、本発明における「駆動側回転部材」に対応し、スピンドル123は、本発明における「被動側回転部材」に対応する。なお駆動モータ111によって駆動されるギア121は、図3に示す矢印方向(右回転)に回転されるものとする。
A
ギア121は、外周領域に小ベベルギア117(図1参照)と常時に噛み合い係合する歯を有し、その軸方向が駆動モータ111の回転軸線に直交する方向、すなわち上下方向となるように配置される。スピンドル123は、ギア121の軸孔を貫通して同心状に配置されるとともに、当該ギア121に相対回転可能に嵌合されている。スピンドル123は、上下に延在されるとともに、その上下部においてそれぞれ軸受125,126(図1参照)を介してギアハウジング107に回転自在に支持された両持ちによる支持構造とされる。
The
図1に示すように、スピンドル123の先端(下端)は、ギアハウジング107の下面から突出され、その突出端部には二面幅とネジ部を有する砥石装着部131が形成されている。そして砥石装着部131には、砥石141が内側(砥石上面側)と外側(砥石下面側)の取付フランジ133,135を介して上下方向から挟み込むようにして着脱自在に装着される。砥石141の上面側に位置する内側の取付フランジ133は、砥石装着部131に二面幅を介して相対回転不能に取り付けられ、下面側に位置する外側の取付フランジ135をネジ部にねじ込むことで砥石141を取り付ける構造である。外側の取付フランジ135は、ネジ孔を有する部材であり、スピンドル123の回転方向と逆方向が締まり方向となるように設定される。つまり砥石141の回転駆動時に締まり勝手となるように設定されている。なお砥石141の後ろ半分は、カバー143によって覆われている。
As shown in FIG. 1, the tip (lower end) of the
ロックカム151は、図9および図10に示すように、スプライン孔151aを有する概ね円筒形に形成され、ギア121の軸方向の一端部である下面側に、当該ギア121と同心状に配置されている。ロックカム151は、本発明における「内側リング」に対応する。ロックカム151はスピンドル123に形成されたスプライン軸部123aとスプライン嵌合により連結され、これによりスピンドル123と一体に回転する構成とされる。なおギア121およびロックカム151は、図2に示すように、下部側の軸受126と、スピンドル123にサークリップ157を介して取り付けられたワッシャ159とによってスピンドル123に対する軸方向の移動が規制されている。
As shown in FIGS. 9 and 10, the
ロックカム151は、その外周面において、互いに周方向に180度の位相差を有する2個の爪部153と、それら爪部153に対して周方向にそれぞれ90度の位相差を有する(したがって互いには180度の位相差を有する)2個のカム部155とを備えている。爪部153は、本発明における「突部」に対応する。爪部153は、径方向に所定長さで突出する態様で設けられている。爪部153は、ギア121に設けられる動力伝達用としての2つの爪部121a(図5および図6参照)から回転力を受けてスピンドル123に伝達するべく設けられており、この回転力の伝達構成については、後述する。カム部155は、ロックカム151の外周面に切り落とし状に形成される平面領域155a(二面幅)と、当該平面領域155aに形成され、当該平面領域155aに沿って同一深さで接線方向に延在する断面円弧状の外溝155bとからなり、当該外溝155bは、後述するスチールボール165の曲率よりもやや大きい曲率の円弧面とされている。なお2つのカム部155の平面領域155aは、互いに平行に形成されている。
The
図1、図2および図3に示すように、ギア121と下部の軸受126との間であって、かつロックカム151の外周には中空状のロックリング161が配置されている。ロックリング161は、本発明における「外側リング」に対応する。ロックリング161は、図11および図12に示すように、外周に径方向に突出する複数の突起161aを有し、この突起161aがギアハウジング107の内壁面に当該突起161aに対応して形成された凹部107a(図1参照)と係合されることによって周方向の動きが規制されている。ロックリング161は、ロックカム151の爪部153を含む領域の外径の曲率半径よりも大きい曲率半径の内周面によって形成された中空孔部を有する。ロックリング161の内周面には、全周にわたって同一深さの断面円弧状の内溝161bが形成され、ロックカム151の外周面との間、およびカム部155との間にそれぞれ所定の隙間156が形成されている(図3参照)。ロックリング161の内溝161bは、スチールボール165の曲率よりもやや大きい曲率の円弧面とされている。
As shown in FIGS. 1, 2, and 3, a
ロックリング161の内溝161bとロックカム151のカム部155の外溝155bとの間には、図3に示すように、スチールボール(鋼球)165が介在状に配置されている。スチールボール165は、本発明における「ボール部材」に対応する。ロックカム151のカム部155の外溝155bとロックリング161の内溝161b間の径方向の対向間隔は、外溝155bの接線方向ほぼ中央部において最大となり、端部において最小となる。スチールボール165の外径は、溝間の最大間隔よりも小さく、最小間隔部よりも大きく設定されている。このため、スチールボール165は、内溝161bと外溝155b間の最大間隔部に位置した状態(図3の(I)に示す状態であり、本発明における「噛み付き解除位置」に対応する)では、スピンドル123の回転を許容するが、最大間隔部から遊びの領域(可動領域)を経て移動した状態(図3の(II)および(III)に示す状態であり、本発明における「噛み付き位置」に対応する)では、ロックカム151のカム部155とロックリング161の内周面間に噛み付き、これによって当該ロックカム151とロックリング161間がロック状態となり、スピンドル123の回転がロックされる。すなわち、上記のロックカム151、ロックリング161およびスチールボール165によって、スピンドルロック機構が構成されている。
A steel ball (steel ball) 165 is interposed between the
またロックリング161は、軸方向の一端側に内径方向へと張り出すリング状のフランジ部161cを有し、このフランジ部161cには、周方向における180度の位相差を置いた位置にそれぞれ略U字形の切欠161dが形成されている。この切欠161dは、前記ロックカム151の爪部153が軸方向に通過することが可能な大きさに設定されている。
Further, the
前記ギア121の下面側には、当該ギア121の軸線回りに互いに90度の位相差を有する4個の爪部121a,121b(図5参照)が設けられている。各爪部121a,121bはギア121の軸方向および周方向にそれぞれ所定長さで延在する弧状に形成されており、図3に示すように、ロックカム151の爪部153とカム部155との間にそれぞれ位置するように、ロックカム151の外周面とロックリング161の内周面(内溝161b)間の隙間に挿入した状態で配置される。ギア121側の4個の爪部121a,121bのうち、軸線を挟んで対向する2個の爪部121aの周方向の一端部(回転方向の前面側)が、ロックカム151の爪部153の周方向の一端部に当接して当該ロックカム151に矢印方向(右回り)の回転力を与え、スピンドル123を同方向に回転させる。すなわち、ギア121の爪部121aとロックカム151の爪部153とによって、ギア121の回転力をスピンドル123に伝達する回転力伝達機構が構成されており、本発明における「動力伝達部」に対応する。
On the lower surface side of the
そしてギア121とスピンドル123がギア121側の爪部121aとロックカム151側の爪部153との当接状態を介して回転する一体回転状態では、ギア121側の他の2個の爪部121bは、周方向の一端がスチールボール165に当接し、当該スチールボール165を内溝161bと外溝155b間の最大間隔部に保持してロックカム151とロックリング161間への噛み付きを回避する。すなわち、スピンドル123のギア121との一体回転を許容する。
When the
本実施の形態に係る電動ディスクグラインダ101は、上記のように構成されている。次にその作用および使用方法を説明する。駆動モータ111の通電駆動により、モータ軸115、小ベベルギア117、ギア121が回転されると、図3の(I)に示すように、ギア121の2つの爪部121aがロックカム151の爪部153に当接し、当該ロックカム151に右方向の回転力を与え、スピンドル123を右回転させる。このとき、ギア121の他の2つの爪部121bがスチールボール165に同時に当接し、当該スチールボール165をロックカム151の平面領域155aの外溝155bとロックリング161の内溝161b間の最大間隔部に保持して一体に回転させる。このため、スチールボール165は、平面領域155aの外溝155bあるいは外側リング161の内溝161bに沿って転動する。すなわち、スチールボール165のロックカム151とロックリング161間への噛み付きが生じなく、ギア121の回転がスピンドル123に円滑に伝達されることになる。
The
次に砥石141をスピンドル123から取り外す場合につき説明する。この場合は、スピンドル123の静止状態において、ロックナットレンチ(図示省略)を用いて外側の取付フランジ135を緩めるべく右回り(スピンドル123の回転方向)に回転力を加えると、スピンドル123にスプラインを介して連結されているロックカム151が回動し、ロックカム151の爪部153がギア121の爪部121aから離れる。すなわち、ロックカム151がギア121に対して右回りに相対回動する。この相対回動により、スチールボール165がギア121の爪部121bから離れ、可動領域を移動しロックカム151のカム部155とロックリング161の内周面間に噛み付き、スピンドル123の回転をロックする。したがって、ロック状態のスピンドル123に対して取付フランジ135を右回りに回転することによって当該取付フランジ135をスピンドル123の砥石装着部131から取り外すとともに、砥石141を取り外すことができる。
Next, the case where the
次に砥石141をスピンドル123に取り付ける場合につき説明する。スピンドル123の静止状態(図3の(II)の状態)において、砥石141を砥石装着部131に嵌め込むとともに取付フランジ135を左回りに回転して締め付けるが、当該締め付けに伴いスピンドル123に回転力が加わると、図3の(III)に示すように、ロックカム151がスピンドル123とともにギア121に対して左回りに相対回動し、それに伴いスチールボール165がカム部155とロックリング161の内周面間に噛み付き、スピンドル123の回転がロックされる。この状態で取付フランジ135を所定の強さで締め付けることによって砥石141をスピンドル123に取り付けることができる。
Next, the case where the
上述したように、本実施の形態によれば、砥石141をスピンドル123から取り外す場合、あるいは取り付ける場合において、スピンドル123側から回転力(外力)が入力されると、ロックカム151、ロックリング161およびスチールボール165によって構成されるスピンドルロック機構が作動する。すなわち、スピンドル123を外部から固定操作することなく、当該スピンドル123の回転をロックできる。このため、砥石141の着脱の操作性を向上できる。
As described above, according to the present embodiment, when the
さて、本実施の形態によれば、ロックカム151とロックリング161間に配置されるスチールボール165を、ロックカム151の平面領域155aに形成した外溝155bと、ロックリング161の内周面に形成した内溝161bとにより案内する構成としたことによって、当該スチールボール165の動作が安定する。また本実施の形態では、スチールボール165の転動面を構成する外溝155bおよび内溝161bにつき、当該スチールボール165の曲率に近似した(僅かに大きい)曲率の円弧面によって構成している。このため、外溝155bおよび内溝161bに対してスチールボール165が線接触状態で転動することが可能になる。これによって、溝を有しない転動面をスチールボール165が点接触で転動する構成の場合に比べて、スチールボール165、ロックカム151あるいはロックリング161の耐久性を向上することができる。
Now, according to the present embodiment, the
ところで、本実施の形態に係るスピンドルロック機構においては、ロックリング161の内溝161bと、ロックカム151のカム部155の外溝155bとの間にスチールボール165を嵌合状態で介在する構成の場合、上記の如き利点を有する反面、それら3つの部材を組み付けることが難しい。
By the way, in the spindle lock mechanism according to the present embodiment, the
そこで、本実施の形態においては、上記3つの部材を合理的かつ容易に組み付けることができるように工夫している。図13〜図21には、その組み付け方が図示される。ロックリング161、ロックカム151およびスチールボール165の組み付けるに際し、ロックリング161の中空孔部は、ロックカム151を同心状に収容することが可能とされ、かつ法線方向が直交した状態でロックカム151が通過可能とされている。
Therefore, in the present embodiment, the three members are devised so that they can be assembled reasonably and easily. 13 to 21 illustrate how to assemble it. When the
図13に示すように、径方向が水平方向となるようにロックリング161の姿勢を定め、その状態で2つのスチールボール165を、フランジ部161c上における2つの切欠161dからそれぞれ周方向に90度の位置に置く。次にロックカム151をロックリング161に対して法線方向が直交するように向きを定めるとともに、外溝155bの接線方向の一端がスチールボール165と対向するようにそれぞれ位置を合わせ、その状態でロックカム151をロックリング161の中空孔部内のほぼ中央まで挿入する。この状態が図14〜図16に示される。
次にロックリング161に対して2つのスチールボール165を支点にしてロックカム151を90度回転する。この回転動作の態様が図16〜図18に段階的に断面状態で示される。なお図19には図18の状態が断面方向を変えて示され、図20には図18の状態が平面的に示される。ロックカム151が90度回動動作されることによって当該ロックカム151の爪部153がロックリング161のフランジ部161cの切欠161dを通過する。これによりロックカム151は、ロックリング161の中空孔部内に同心状に収容される(図20参照)。かくして、ロックカム151とロックリング161とは、ロックカム151の外溝155bとロックリング161の内溝161b間に2個のスチールボール165が180度の位相差で介在された状態で組み付けられる。すなわち、ロックリング161とロックカム151とは、軸方向の相対移動が規制された状態に組み付けられることとなる。
この状態から、更にロックカム151をロックリング161に対して周方向のいずれか一方に適宜角度だけ相対回動させ、ロックカム151の爪部153をフランジ部161cの切欠161dから外れた位置に置く。この状態が図21に示される。この状態では、爪部153がフランジ部161cに係合することとなり、スチールボール165を支点とするロックカム151のロックリング161に対する回動動作が規制される。
As shown in FIG. 13, the posture of the
Next, the
From this state, the
このように本実施の形態によれば、上記の手順で組み付け操作を行なうことで、ロックリング161とロックカム151とを、内溝161bと外溝155b間にスチールボール165を介在した状態で容易かつ合理的に組み付けることができる。そして組み付け後のロックリング161およびロックカム151は、組み付けられた状態に維持され、その後においては、それらをユニット部品として取り扱うことが可能となる。このため、例えばロックリング161のギアハウジング107に対する組み付け作業、あるいはロックカム151のスピンドル123に対する組み付け作業を容易に行うことができる。
As described above, according to the present embodiment, by performing the assembling operation according to the above-described procedure, the
なお上述した実施の形態では、ロックカム151のカム部155に外溝155bを形成するとともに、ロックリング161の内周面に内溝161bを形成する場合で説明したが、ロックカム151のカム部155に外溝155bを形成し、ロックリング161の内周面には溝を有しない構成、すなわち軸方向にストレートな円周面とする構成に変更してもよい。このような構成としたときは、スチールボール165をロックカム151の外溝155bに嵌め込んだ状態においては、ロックリング161の中空孔部に対して周方向のどの位置でもロックカム151を嵌め込むことが可能となる。このため、カム部155の外溝155bによってスチールボール165の動作の安定化を確保しつつ、ロックカム151、ロックリング161およびスチールボール165の組み付け性を向上することが可能となる。またカム部155の外溝155bを省略し、ロックリング161の内周面に内溝161bを設ける構成に変更してもよい。
In the embodiment described above, the
また本実施の形態においては、ロックカム151のカム部155の平面領域155aにつき、扁平面によって構成している。このため、砥石141側からスピンドル123に回転力が入力された場合、右回りおよび左回りのいずれの方向についてもスピンドル123の回転をロックができる構成であるが、平面領域155aを傾斜面で構成し、左右いずれか一方向の回転のみをロックできる構成に変更してもよい。なお傾斜面で構成する態様としては、当該傾斜面が直線状に延びてロックカム151の外周面に達している態様、あるいは傾斜面がロックリング161の内周面との間隔が広がる側で折れ曲がってロックカム151の外周面に達している態様のいずれでもよい。また平面領域155aは曲面領域であってもよい。つまり、ロックカム151の外周面に形成されるカム部155としての面領域は、ロックリング161の内周面との対向間隔が周方向において漸次変化する構成であればよい。
また本実施の形態は、作業工具の一例として研削作業あるいは研磨作業に用いられる電動ディスクグラインダ101の場合で説明したが、これに限られるものではなく、例えばネジ締め工具あるいは穴開け工具のように、先端工具の回転動作によって所定の加工作業を行う作業工具であれば、適用することが可能である。
In the present embodiment, the
Further, although the present embodiment has been described in the case of the
101 電動ディスクグラインダ(作業工具)
103 本体部(作業工具本体)
105 モータハウジング
107 ギアハウジング
107a 凹部
109 動力伝達機構部
111 駆動モータ
113 回転子
115 モータ軸
117 小ベベルギア
119 冷却ファン
121 ギア(駆動側回転部材)
121a 爪部(動力伝達部)
121b 爪部
123 スピンドル(被動側回転部材)
123a スプライン軸部
125 軸受
126 軸受
131 砥石装着部
133 内側の取付フランジ
135 外側の取付フランジ
141 砥石(先端工具)
143 カバー
151 ロックカム(内側リング)
151a スプライン孔
153 爪部(動力伝達部)
155 カム部
155a 平面領域
155b 外溝
157 サークリップ
159 ワッシャ
161 ロックリング(外側リング)
161a 突起
161b 内溝
161c フランジ部
161d 切欠
165 スチールボール(ボール部材)
101 Electric disc grinder (work tool)
103 Main body (work tool main body)
105
121a Claw part (power transmission part)
123a
143
155
Claims (2)
前記作業工具本体に回転自在に配置された駆動側回転部材と、
前記駆動側回転部材から動力伝達部を介して回転駆動される被動側回転部材と、
前記駆動側回転部材および前記被動側回転部材を介して回転駆動されることで所定の加工作業を行う先端工具と、
前記作業工具本体に周方向の相対移動不能に取り付けられるとともに、所定の曲率半径で形成された内周面を有する中空状の外側リングと、
前記被動側回転部材に一体回転するように取り付けられるとともに、前記外側リングの内側に回転可能に配置され、かつ外周面には前記外側リングの内周面との対向間隔が周方向に漸次変化する面領域を有する内側リングと、
前記外側リングの内周面と前記内側リングの面領域との間に介在され、前記外側リングの内周面と前記内側リングの面領域との間に噛み付く噛み付き位置と、前記噛み付きが解除される噛み付き解除位置との間で移動可能なボール部材と、を有し、
前記ボール部材は、前記被動側回転部材が前記駆動側回転部材から前記動力伝達部を介して回転駆動されるときには、前記噛み付き解除位置に置かれることによって前記内側リングの前記外側リングに対する回転を許容し、前記先端工具から前記被動側回転部材に回転力が入力されたときには、前記噛み付き位置へと移動されることによって前記外側リングに対する前記内側リングの回転をロックする構成とされた作業工具であって、
前記外側リングの内周面には周方向の内溝が設けられ、前記内側リングの外周面には前記面領域が概ね180度の位相差を置いて形成されるとともに、それら各面領域には周方向の外溝が設けられ、前記ボール部材は、前記内溝と前記外溝にそれぞれ嵌合された状態で前記噛み付き位置と前記噛み付き解除位置との間で転動する構成とされ、
前記外側リングの中空孔部は、前記内側リングを同心状に収容することが可能とされ、かつ法線方向が直交した状態で前記内側リングが通過可能とされており、
前記外側リングには、軸方向の一端側に前記中空孔部の内径方向に張り出すリング状のフランジ部が形成されており、
前記外側リングの内溝に前記ボール部材を周方向に概ね180度の位相差で嵌合するとともに、当該ボール部材を前記フランジ部上に置いた状態において、前記外側リングに対して法線方向が直交するように前記内側リングの向きが定められるとともに、前記各外溝の周方向の一端が前記ボール部材にそれぞれ合わせられ、この状態で前記内側リングが前記外側リングの中空孔部内のほぼ中央まで挿入され、当該挿入状態において、前記ボール部材を支点にして前記内側リングが概ね90度回転されて前記外側リングの中空孔部内に同心状に収容されることで前記外側リング、前記内側リングおよびボール部材が相互に組み付けられる構成とされ、これにより前記外側リングと前記内側リングが前記ボール部材を介在した状態で互いに軸方向への相対移動が規制された状態とされることを特徴とする作業工具。 A work tool body;
A drive-side rotating member disposed rotatably on the work tool body;
A driven-side rotating member that is rotationally driven from the driving-side rotating member via a power transmission unit;
A tip tool that performs a predetermined machining operation by being rotationally driven through the driving side rotating member and the driven side rotating member;
A hollow outer ring that is attached to the work tool main body so as not to be relatively movable in the circumferential direction, and has an inner peripheral surface formed with a predetermined radius of curvature;
It is attached to the driven side rotation member so as to rotate integrally, and is rotatably arranged inside the outer ring, and the outer circumferential surface gradually changes the spacing between the outer circumferential surface and the inner circumferential surface in the circumferential direction. An inner ring having a face area;
A meshing position that is interposed between an inner peripheral surface of the outer ring and a surface region of the inner ring and engages between an inner peripheral surface of the outer ring and a surface region of the inner ring, and the engagement is released. A ball member movable between a biting release position and
The ball member allows rotation of the inner ring relative to the outer ring by being placed in the biting release position when the driven-side rotating member is rotationally driven from the driving-side rotating member via the power transmission unit. When the rotational force is input from the tip tool to the driven side rotating member, the working tool is configured to lock the rotation of the inner ring relative to the outer ring by being moved to the biting position. And
A circumferential inner groove is provided on the inner peripheral surface of the outer ring, and the surface region is formed with a phase difference of approximately 180 degrees on the outer peripheral surface of the inner ring. A circumferential outer groove is provided, and the ball member is configured to roll between the biting position and the biting release position in a state of being fitted to the inner groove and the outer groove, respectively.
The hollow hole portion of the outer ring can accommodate the inner ring concentrically, and the inner ring can pass in a state in which the normal direction is orthogonal,
The outer ring is formed with a ring-shaped flange portion projecting in the inner diameter direction of the hollow hole portion on one end side in the axial direction,
The ball member is fitted in the inner groove of the outer ring with a phase difference of approximately 180 degrees in the circumferential direction, and the normal direction with respect to the outer ring is in a state where the ball member is placed on the flange portion. The direction of the inner ring is determined so as to be orthogonal to each other, and one end in the circumferential direction of each outer groove is aligned with the ball member, and in this state, the inner ring reaches almost the center in the hollow hole portion of the outer ring. In the inserted state, the inner ring is rotated approximately 90 degrees with the ball member as a fulcrum and is concentrically accommodated in the hollow hole portion of the outer ring, whereby the outer ring, the inner ring, and the ball The members are assembled to each other, whereby the outer ring and the inner ring are axially connected to each other with the ball member interposed therebetween. The power tool characterized in that the movement of the relative is a state of being restricted.
前記フランジ部には、周方向の一部に切欠が形成されており、
前記内側リングは、外周に前記切欠を通過可能な突部を有し、
前記外側リング、前記内側リングおよび前記ボール部材の組み付け時において、前記ボール部材を支点にして前記内側リングが概ね90度回転されたとき、前記突部が前記切欠を通過して前記外側リングの中空孔部内に同心状に収容され、当該収容状態において、前記内側リングと前記外側リングが周方向へ所定角度だけ相対移動されることによって前記突部が前記フランジ部に係合され、これにより前記ボール部材を支点とする前記内側リングの前記外側リングに対する回動動作が規制される構成としたことを特徴とする作業工具。 The work tool according to claim 1 ,
The flange portion has a notch formed in a part in the circumferential direction,
The inner ring has a protrusion on the outer periphery that can pass through the notch,
When the outer ring, the inner ring, and the ball member are assembled, when the inner ring is rotated approximately 90 degrees with the ball member as a fulcrum, the protrusion passes through the notch and the outer ring is hollow. Concentrically accommodated in the hole, and in the accommodated state, the inner ring and the outer ring are relatively moved by a predetermined angle in the circumferential direction, whereby the protrusion is engaged with the flange portion, whereby the ball A work tool characterized in that a rotation operation of the inner ring with a member as a fulcrum with respect to the outer ring is restricted.
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