JP4917408B2 - 電動工具 - Google Patents

Description

本発明は、モータを内蔵した本体の前端部に、ビットを着脱可能に挿着する出力軸を備えた電動工具に関する。

電動工具には、例えば特許文献１に示すインパクトドライバのように、ハウジング内に、モータの駆動で回転するスピンドルを、ハウジングの前端部に、前方へ突出する出力軸としてのアンビルを夫々軸支して、スピンドルに、アンビルと係合してスピンドルの回転をアンビルへ伝達するハンマーを設け、アンビルへの負荷に応じて、ハンマーがアンビルと係脱動作してアンビルへ回転方向への打撃作動を付与するものが知られている。
一方、アンビルには、軸心にビットの挿着孔が形成されると共に、その挿着孔へ出没可能なスチールボールが保持されて、外周にビット着脱用のチャックスリーブが装着されている。このチャックスリーブは、アンビルの軸方向で前後へスライド可能に外装され、コイルバネによって後退位置へ付勢されており、後退位置では、スチールボールを挿着孔内への突出位置へ押圧してビットに形成された係止溝に係止させ、ビットをアンビルと一体化させる。前進位置ではスチールボールの押圧を解除してビットの挿脱を許容することになる。

特開２００５−２５４３７４号公報

このような電動工具には、狭い場所での操作性等を考慮してコンパクト化が要求されるが、アンビル等の出力軸に上記チャックスリーブが設けられると、ハウジングよりも前方でチャックスリーブの装着スペースを確保する必要があるため、ハウジングから突出する出力軸を短くすることができず、前後長さのコンパクト化には限界があった。

そこで、本発明は、ビットの着脱機構の工夫によって前後長さのコンパクト化を達成し、狭い場所での操作性や作業性を良好とすることができる電動工具を提供することを目的としたものである。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、モータを内蔵した本体の前端部に、軸心にビットの挿着孔を有する出力軸を、前端部内の前後に配置した軸受によって軸支した電動工具であって、前端部内で出力軸における前後の軸受間に、挿着孔内に突出する突出位置と、挿着孔から退避する没入位置との間で放射方向へ出没可能な押圧部材を設けると共に、押圧部材を突出位置に押圧するロック位置と、押圧部材の押圧を解除するロック解除位置との間を前後へスライド可能なロックリングを外装して、前端部の外側に、連結体を介して前端部越しにロックリングと連結され、ロックリングをロック位置とロック解除位置とにスライド操作可能な操作部材を設けたことを特徴とするものである。
請求項２に記載の発明は、請求項１の目的に加えて、操作部材によるロックリングのスライド操作を簡単に行うために、操作部材は、ロックリングのロック位置とロック解除位置とに対応して前後へスライド可能に設けられ、付勢手段によってロック位置に対応するスライド位置へ付勢されるスリーブ体としたものである。

請求項１に記載の発明によれば、本体の前端部での操作部材の操作でビットの着脱が可能となる。よって、出力軸を本体から突出させる必要がなくなって前後長さのコンパクト化が達成でき、狭い場所での操作性や作業性も良好となる。また、前後の軸受間を利用したことで、出力軸の安定した軸支を維持しつつ押圧部材及びロックリングを軸受間のスペースを利用して合理的に配置可能となっている。
請求項２に記載の発明によれば、請求項１の効果に加えて、操作部材によるロックリングのスライド操作を良好な操作性で簡単に行うことができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、電動工具の一例であるインパクトドライバの一部縦断面図で、インパクトドライバ１の本体２は、モータ４を収容した本体ハウジング３の前方に、スピンドル７やハンマー８、出力軸となるアンビル９等を収容したハンマーケース６を組み付けてなる。１０はモータ４を駆動させるスイッチ、１１はスイッチ１０をＯＮ／ＯＦＦさせるトリガーである。
本体ハウジング３とハンマーケース６との間には、ギヤハウジング１２が介在され、このギヤハウジング１２が、モータ４のモータ軸５をボールベアリング１３を介して軸支して、モータ軸５に嵌着されたピニオン１４をハンマーケース６内に突出させている。このモータ５及びピニオン１４は、スピンドル７の後端に形成された中空部１５へ同軸で遊挿し、スピンドル７後方に延設されたキャリア部７ａに軸着される複数の遊星歯車１６，１６・・と噛み合い、モータ軸５の回転を減速してスピンドル７へ伝達可能となっている。

スピンドル７は、前端に凹設した有底孔１７に、アンビル９後端の小径部１８を遊挿させてアンビル９と同軸で軸支されて、前方部でハンマー８を外装させている。ハンマー８は、スピンドル７の外周面で傾斜状に形成された一対のカム溝１９，１９と、ハンマー８の内周面で軸方向に形成された一対の連結溝２０，２０とに夫々跨って嵌挿される２つのスチールボール２１，２１とによってスピンドル７へ一体回転可能に連結されると共に、その後方でスピンドル７に外装されたコイルバネ２２によって前方へ付勢されている。ハンマー８の前面には、アンビル９後端へ放射方向に延設された一対のアーム２３，２３に係合可能な一対の係合爪２４，２４が形成されて、図１に示すハンマー８の前進位置では、係合爪２４，２４がアーム２３，２３と係合してハンマー８の回転をアンビル９へ回転可能としている。

一方、ハンマーケース６の前端部には、ハンマー８等の収容部よりも小径となる筒状部２５が形成されており、この筒状部２５内に設けた前後一対の軸受リング２６，２７によってアンビル９が回転可能に軸支されている。なお、後方の軸受リング２７の外周には、筒状部２５の後端部とアンビル９のアーム２３との間に介在するフランジ２８が延設されて、アンビル９の前方への位置決めを図っている。アンビル９の軸心には、図２にも示すように、横断面が六角形となるビットの挿着孔２９が形成されて、その中間部位には、挿着孔２９内へ突出する突出位置と、挿着孔２９から退避する没入位置とに放射方向へ移動可能な押圧部材としての一対のスチールボール３０，３０が保持されている。
３１は、軸受リング２６，２７の間でアンビル９に外装されるロックリングで、このロックリング３１は、スチールボール３０を突出位置に押圧する後方のロック位置と、スチールボール３０から離れて没入位置への退避を許容する前方のロック解除位置との間を前後へスライド可能となっている。

また、ロックリング３１の外周には、凹溝３２が周設され、この凹溝３２に、連結体として、下方部分を切除したリング状のワイヤフレーム３３が嵌合して、その上部に突設した四角状の突起部３４を、筒状部２５に軸方向へ形成した透孔３５を介して筒状部２５の外部に突出させて、筒状部２５に前後へスライド可能に外装された操作部材としての操作スリーブ３６に連結している。操作スリーブ３６は、筒状部２５の外面と軸方向に略同じ長さとなる筒状体で、後端内周に突設された突条部３７の内面に凹溝３８を形成し、その凹溝３８にワイヤフレーム３３の突起部３４を嵌合させることで、ワイヤフレーム３３を介して筒状部２５越しにロックリング３１と連結されるものである。

よって、操作スリーブ３６を前後へスライドさせることで、ワイヤフレーム３３を介してロックリング３１をロック位置とロック解除位置とにスライド操作可能となるが、ここでは、筒状部２５の前端外周に設けられたリングスプリング３９及びワッシャ４０と、操作スリーブ３６の突条部３７との間で筒状部２５に外装された付勢手段としてのコイルバネ４１により、操作スリーブ３６は、常態ではハンマーケース６の前面に当接する図１の後退位置に付勢されている。この状態でロックリング３１も後方のロック位置へ付勢されることになる。

以上の如く構成されたインパクトドライバ１においては、アンビル９に例えばドライバビット４２を挿着する場合、図３に示すように、操作スリーブ３６をコイルバネ４１の付勢に抗して前進位置へスライドさせると、ワイヤフレーム３３を介してロックリング３１もロック解除位置へ前進し、スチールボール３０，３０の押圧を解除する。よって、アンビル９の挿着孔２９にドライバビット４２の後端を差し込むことができる。
ドライバビット４２の差込後、操作スリーブ３６を後退させると、ロックリング３１もロック位置へ後退して、スチールボール３０，３０を突出位置へ押圧する。よって、図１のようにスチールボール３０，３０がドライバビット４２の係止溝４３に係止してドライバビット４２の抜け止めがなされる。ビットの交換を行う際も同様に操作スリーブ３６の前後操作によってビットのロック及びその解除が行える。

こうしてドライバビット４２を挿着した状態でトリガー１１を押し込み操作してスイッチ１０をＯＮさせ、モータ４を駆動させると、モータ軸５の回転が減速されてスピンドル７へ伝わり、ハンマー８を介してアンビル９を回転させる。よって、アンビル９の先端に挿着したドライバビット４２によってネジ締めが行える。このとき、アンビル９の回転に追従してロックリング３１も回転するが、ワイヤフレーム３３は突起部３４が筒状部２５の透孔３５を貫通しているため、ロックリング３１と追従して回転せず、ロックリング３１の凹溝３２内を摺動することになる。

ネジ締めが進んでアンビル９への負荷が高まると、スチールボール２１，２１をスピンドル７のカム溝１９，１９に沿って後方へ転動させながら、コイルバネ２２の付勢に抗してハンマー８が後退し、アンビル９から外れる。しかし、アンビル９から外れた瞬間、コイルバネ２２の付勢によって再びスピンドル７と共に回転しながら前進し、係合爪２４，２４をアンビル９のアーム２３，２３へ再係合させる。このハンマー８のアンビル９に対する係脱の繰り返しにより、アンビル９へは回転方向へ間歇的に打撃作動（インパクト）が発生し、増し締めが可能となる。

このように、上記形態のインパクトドライバ１によれば、本体２の前端部となる筒状部２５内でアンビル９における前後の軸受リング２６，２７間に、挿着孔２９内に突出する突出位置と、挿着孔２９から退避する没入位置との間で放射方向へ出没可能なスチールボール３０を設けると共に、スチールボール３０を突出位置に押圧するロック位置と、スチールボール３０の押圧を解除するロック解除位置との間を前後へスライド可能なロックリング３１を外装して、筒状部２５の外側に、ワイヤフレーム３３を介して筒状部２５越しにロックリング３１と連結され、ロックリング３１をロック位置とロック解除位置とにスライド操作可能な操作スリーブ３６を設けたことで、ハンマーケース６の前端での操作スリーブ３６の操作でビットの着脱が可能となる。よって、アンビル９をハンマーケース６から突出させる必要がなくなって前後長さのコンパクト化が達成でき、狭い場所での操作性や作業性も良好となる。
ちなみに図１では、従来のチャックスリーブを設けた場合のアンビル９ａの前端位置を併記している。当該位置Ｐよりも、本形態の筒状部２５の前端位置Ｐ１の方が寸法Ｌ（現行品では約２０ｍｍ）だけ短くなっていることがわかる。

特にここでは、アンビル９を短くしても、小径部１８を形成して挿着孔２９の長さは確保しているので、従来のビットがそのまま使用できる。また、スチールボール３０及びロックリング３１は、前後の軸受リング２６，２７間に配置されるものであるから、アンビル９の安定した軸支を維持しつつスチールボール３０及びロックリング３１を軸受リング２６，２７間のスペースを利用して合理的に配置可能となっている。
そして、操作部材として、ロックリング３１のロック位置とロック解除位置とに対応して前後へスライド可能に設けられ、コイルバネ４１によってロック位置に対応する後方のスライド位置へ付勢される操作スリーブ３６を採用しているので、ロックリング３１のスライド操作を良好な操作性で簡単に行うことができる。

なお、上記形態では、ワイヤフレームに突起部を一カ所設けて操作スリーブとの連結を図っているが、周方向に複数設けて夫々対応する位置で筒状部に設けた透孔を介して突出させ、操作スリーブと係合させるようにしてもよい。勿論操作部材はスリーブ体に限らず、本体の外側からロックリングをスライド操作可能であれば、半円のプレート状やボタン状のものも採用可能である。
また、連結体も、ワイヤフレームのような線状体に限らず、ロックリングの凹溝に外装される板状リングの外周に突起を１又は複数設けて前端部越しに操作部材と連結するようにしたり、操作部材の内周に固定されて軸心側へ突出する複数のピン部材をロックリングの凹溝に遊挿させて連結を図ったり等、他の形態のものを採用しても差し支えない。
さらに、押圧部材としてはスチールボールに限らず、軸方向に長いローラ状の押圧部材も採用可能であるし、出力軸の軸支にボールベアリングやニードルベアリング等の他の軸受を使用したり、操作部材の付勢手段に板バネ等の他の部材を使用したりしてもよい。

一方、上記形態では、ロックリングのロック位置を後方、ロック解除位置を前方として対応する操作部材を後退位置へ付勢するようにしているが、これと逆に、ロックリングのロック位置を前方、ロック解除位置を後方として操作部材を前進位置へ付勢して、操作部材の後方へのスライドでビットのロック解除を行うようにすることもできる。

そして、上記形態では、操作部材を前後へスライド操作してロックリングを前後移動させるようにしているが、例えば操作スリーブの内周に雌ネジ部を形成して、ワイヤフレーム等の前後移動は可能で回転が規制される連結体をそのネジ溝に嵌合させ、操作スリーブの回転操作に伴う連結体の前後へのネジ送りでロックリングを軸方向へスライドさせる構造も考えられる。
その他、本発明はインパクトドライバに限らず、本体に対して出力軸が直交状に突出するアングルインパクトドライバ、ハンマー等に代えて周知のオイルユニットを用いたソフトインパクトドライバ、さらには電動ドライバやドリル等、出力軸にビットを着脱する電動工具であれば種々のタイプに適用可能である。

インパクトドライバの一部縦断面図である（ビットロック状態）。 Ａ−Ａ線断面図である。 インパクトドライバの一部縦断面図である（ビットロック解除状態）。

符号の説明

１・・インパクトドライバ、２・・本体、３・・本体ハウジング、４・・モータ、６・・ハンマーケース、７・・スピンドル、８・・ハンマー、９・・アンビル、２５・・筒状部、２６，２７・・軸受リング、２９・・挿着孔、３０・・スチールボール、３１・・ロックリング、３３・・ワイヤフレーム、３６・・操作スリーブ、４１・・コイルバネ、４２・・ドライバビット。

Claims (2)

1. モータを内蔵した本体の前端部に、軸心にビットの挿着孔を有する出力軸を、前記前端部内の前後に配置した軸受によって軸支した電動工具であって、
   前記前端部内で前記出力軸における前記前後の軸受間に、前記挿着孔内に突出する突出位置と、前記挿着孔から退避する没入位置との間で放射方向へ出没可能な押圧部材を設けると共に、前記押圧部材を前記突出位置に押圧するロック位置と、前記押圧部材の押圧を解除するロック解除位置との間を前後へスライド可能なロックリングを外装して、
   前記前端部の外側に、連結体を介して前記前端部越しに前記ロックリングと連結され、前記ロックリングを前記ロック位置とロック解除位置とにスライド操作可能な操作部材を設けたことを特徴とする電動工具。
2. 操作部材は、ロックリングのロック位置とロック解除位置とに対応して前後へスライド可能に設けられ、付勢手段によって前記ロック位置に対応するスライド位置へ付勢されるスリーブ体である請求項１に記載の電動工具。

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