JP6425087B2

JP6425087B2 - 電動工具

Info

Publication number: JP6425087B2
Application number: JP2015017239A
Authority: JP
Inventors: 宏司松本
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2015-01-30
Filing date: 2015-01-30
Publication date: 2018-11-21
Anticipated expiration: 2035-01-30
Also published as: JP2016140932A

Description

本発明は、ビットを電動で作動させる電動工具に関する。

従来、モータ等の駆動源によって軸部分のスピンドルを回動することにより、ビットを電動で駆動させる電動工具が周知である。この種の電動工具の一種としては、スピンドルに一体回動可能に連結されたビット（ドリルビット）を、スピンドルの軸方向に往復振動させることにより、モルタルやレンガなどの穴あけが可能な振動ドリルドライバがある（特許文献１等参照）。ドリルビットの振動は、例えばスピンドルに回動カムを一体回動可能に取り付けるとともに、電動工具のハウジング側に固定カムを設け、モータ回動時に、これらカムを滑り噛み合いさせることで実現する。

特開２００４−２０９５９７号公報

ところが、この種の振動ドリルドライバにおいては、回動カムと固定カムとがスピンドルの軸方向において単に並んだ配置状態をとっている。通常、回動カムをスピンドルに圧入固定する場合、圧入代を確保するために、回動カムの軸方向長さを一定量とる必要があるが、回動カム及び固定カムが前述の配置構造をとると、回動カム及び固定カムに必要となる部品スペースを広くとる必要が生じる。よって、振動ドリルドライバの小型化の阻害要因となっていた。

本発明の目的は、装置サイズを小型化することができる電動工具を提供することにある。

前記問題点を解決する電動工具は、駆動源により回動するスピンドルがハウジングに回動可能及び軸方向往復動可能に支持され、当該スピンドルを前記駆動源により回してビットを回動させることが可能であり、前記スピンドルに設けられた回動カムと、前記ハウジングに設けられた固定カムとの滑り噛み合いにより、回動する前記スピンドルを軸方向に振動させて、前記ビットを回動させながら軸方向に振動させる構成において、前記回動カムを前記スピンドルに固定する箇所として当該回動カムに設けられ、当該回動カムの本体から突出する形状をなす固定部と、前記固定カムに設けられ、前記固定部を収めることが可能な凹部とを備える。

本発明によれば、電動工具において、装置サイズを小型化することができる。

一実施形態の電動工具の概略図。電動工具の内部の構成図。回動カムの斜視図。固定カムの斜視図。回動カム及び固定カムの組付図。振動モード以外のモード時の回動カム及び固定カムの状態図。振動モード時の回動カム及び固定カムの状態図。別例の電動工具の構成図。

以下、電動工具の一実施形態を図１〜図７に従って説明する。
図１に示すように、電動工具１は、電動工具１の本体部分となるハウジング２と、ビット３の取り付け箇所となるチャック４とを備える。本例の電動工具１は、ハウジング２に設けられた切り替えハンドル５を操作することにより、例えばドライバモード、ドリルモード及び振動モードに切り替えることが可能な振動ドリルドライバである。ドライバモードは、例えば小ねじ等を締め付けるなどの締め付けトルクをさほど必要としない作業時に使用される。ドリルモードは、例えば強力なねじ締めやねじを緩める作業時に使用される。振動モードは、回動するビット３を更に軸方向振動させることにより、例えば穴あけ等に使用される。

図２に示すように、電動工具１は、ビット３を回動（振動も含む）させるときの駆動源となるモータ６と、モータ６により回動されるスピンドル７とを備える。モータ６の出力軸６ａは、減速機構８を通じてスピンドル７に連結されている。減速機構８は、例えば３列の遊星機構を重合してなり、モータ６の出力軸６ａに取り付け固定されたピニオン９から動力を取り込み、先端のキャリア１０を通じてスピンドル７に動力を伝達する。

スピンドル７は、スピンドル７の軸方向（図２の矢印Ｆ方向）に並び配置された複数の軸受け１１を介して、ハウジング２に対して回動可能及び軸方向往復動可能な状態でハウジング２に取り付けられている。スピンドル７の先端には、ねじ部１２が設けられ、このねじ部１２に、ビット３の取り付け先としてチャック４が螺着されている。スピンドル７は、チャック４側からの回転をロックするロック部品１３を通じてキャリア１０と連結されている。モータ６、スピンドル７、減速機構８及びチャック４は、同一軸心Ｌ１上に配置されている。モータ６の回動時、ビット３及びスピンドル７は、同期回動する。

スピンドル７には、ビット３を振動モードで作動させる際に作用する回動カム１４が取り付け固定されている。回動カム１４は、例えばスピンドル７の軸方向中央に配置されている。また、ハウジング２には、回動カム１４と摺動可能となる位置に、回動カム１４と協同してビット３を振動させる固定カム１５が取り付け固定されている。固定カム１５には、スピンドル７を回動可能及び軸方向往復動可能に通す貫通孔１６が形成されている。すなわち、スピンドル７の回動時は、回動カム１４がスピンドル７と同期回動するものの、固定カム１５は回動しない状態を保つ。振動モード時、回動カム１４及び固定カム１５が滑り噛み合いすることにより、ビット３が振動される。

ハウジング２の内部において、スピンドル７の先端位置には、電動工具１の作動モードを切り替えるときに作用するモード切替部品１７が設けられている。本例のモード切替部品１７は、例えば凹凸の嵌合によるスピンドル７の軸心方向における位置規制によって、電動工具１の作動モードを、振動モード（振動ドリルモード）と、それ以外のモードとに切り替える。

図３に示すように、本例の回動カム１４は、環状（本例は円環状）の本体（以降、カム本体１８と記す）を備える。カム本体１８の側壁には、複数の凹凸からなる断面略鋸歯状のカム部１９が形成されている。カム部１９は、スピンドル７の軸回り（図３の矢印Ｌａ方向）に沿って一帯に設けられるとともに、同方向に沿って歯１９ａ及び溝１９ｂが等間隔に配置されている。回動カム１４の中央には、スピンドル７を通すための貫通孔２０が形成されている。また、本例の回動カム１４には、回動カム１４をスピンドル７に固定する箇所として、カム本体１８から突出する形状をなす固定部２１が形成されている。本例の固定部２１は、例えば環状（本例は円環状）とされることにより、スピンドル７の軸回り一帯に形成されている。固定部２１は、回動カム１４をスピンドル７に圧入固定するための圧入部であることが好ましい。回動カム１４は、例えば焼結合金からなる。

図４に示すように、本例の固定カム１５は、環状（本例は円環状）の本体（以降、カム本体２２と記す）を備える。カム本体２２において、回動カム１４のカム部１９と対向する側壁には、複数の凹凸からなる断面略鋸歯状のカム部２３が形成されている。カム部２３は、スピンドル７の軸回り（図４の矢印Ｌａ方向）に沿って一帯に設けられるとともに、同方向に沿って歯２３ａ及び溝２３ｂが等間隔に配置されている。固定カム１５の中央に形成された貫通孔１６は、スピンドル７が固定カム１５に対して回動できるように、スピンドル７の径よりも大径に形成されている。本例の固定カム１５には、回動カム１４の固定部２１を収めることが可能な凹部２４が形成されている。本例の凹部２４は、貫通孔１６の周縁一帯に環状に形成されるとともに、固定部２１が遊嵌される。また、本例の凹部２４は、底部２４ａを有するような溝形状となっている。カム本体２２の外周面には、固定カム１５をハウジング２側に固定する突起２５が複数突設されている。固定カム１５は、例えば焼結合金からなる。

図５及び図６に示すように、回動カム１４及び固定カム１５が組み付けられたときには、回動カム１４の固定部２１が、固定カム１５の凹部２４の内部に収納される組み付け状態をとる。このように、固定部２１が凹部２４に潜り込むような形状に形成されれば、回動カム１４をスピンドル７に固定する際に必要となる固定代（本例は圧入代Ｗ）が十分に確保される。固定部２１は、スピンドル７の外周に形成された段状の位置決め部２６（図６参照）によって圧入固定の際の位置決めがなされる。

次に、図６及び図７を用いて、電動工具１の作用を説明する。
図６に示すように、切り替えハンドル５がドライバモードやドリルモードに操作されているときには、スピンドル７が突出方向（図６の矢印Ｆ１方向）にスライド移動した状態となる。このとき、回動カム１４及び固定カム１５が当接不可となっていて、ビット３が振動しない状態となる。この状態でモータ６が駆動されると、切り替えハンドル５により設定された各種モードに応じた回動速度でビット３が回動する。

電動工具１がドライバモードやドリルモードのとき、回動カム１４の固定部２１は、固定カム１５の凹部２４に、先端部分の長さＷ１だけ入り込んだ状態となる。すなわち、回動カム１４と固定カム１５とを、所定量重ならせた状態で、これらを配置できるのである。こうなれば、固定カム１５をスピンドル７に圧入固定する際に必要となる圧入代Ｗを十分とっても、回動カム１４及び固定カム１５を両方まとめて見たとき、これらの軸方向のサイズを小さく抑えるのに有利となる。ひいては、電動工具１の小型化にも有利となる。

図７に示すように、切り替えハンドル５が振動モードに操作されたときには、スピンドル７が引込方向（図７の矢印Ｆ２方向）にスライド移動し、この位置状態をモード切替部品１７が維持する。これにより、モータ６が回動したときには、回動カム１４のカム部１９と固定カム１５のカム部２３とが滑り噛み合いし、これによりビット３が回動しながら軸方向振動する。すなわち、電動工具１を振動モードで作動することが可能となる。

また、電動工具１が振動モードのとき、回動カム１４の固定部２１は、固定カム１５の凹部２４に、長さＷ２という深く入り込んだ状態となる。本例の場合、凹部２４の深さは、振動モードでスピンドル７が引き込まれても固定部２１が干渉しない長さに形成されている。これにより、電動工具１が振動モードに切り替えられたとき、固定部２１及び凹部２４がスピンドル７のスライド移動に影響を及ぼすことはないので、電動工具１を通常通りの振動モードで作動させることが可能となる。

本実施形態の構成によれば、以下に記載の効果を得ることができる。
（１）振動ドリルドライバ（電動工具１）において、回動カム１４に突形状の固定部２１を設け、固定カム１５に設けた凹部２４に、固定部２１を挿し込む組み付け形状とした。このため、回動カム１４をスピンドル７に固定するときに必要となる固定代（圧入代Ｗ）を一定量確保した上で、回動カム１４及び固定カム１５の軸方向長さを短く抑えることが可能となる。よって、電動工具１において、スピンドル７の軸方向における装置サイズを小さくすることができる。

（２）電動工具１は、切り替えハンドル５の操作により、ドライバモード、ドリルモード又は振動モードのいずれかに動作モードが切り替え可能となっている。よって、必要な作業に応じて、それぞれ好適なモードで電動工具１を作動させることができる。

（３）固定部２１がスピンドル７の軸回り一帯に形成されるので、回動カム１４をスピンドル７に固定するときの圧入代Ｗを確保するのに一層有利となる。よって、回動カム１４をスピンドル７にしっかりと固定することができる。

（４）固定部２１を圧入部としたので、回動カム１４を圧入固定という簡素な構造によってスピンドル７に組み付け固定することができる。
なお、実施形態はこれまでに述べた構成に限らず、以下の態様に変更してもよい。

・図８に示すように、回動カム１４及び固定カム１５の間に、スピンドル７を軸方向に付勢するばね３１が設けられもよい。この場合、振動モードに切り替えられるべく引き込まれたスピンドル７を、ドライバモードやドリルモードに復帰させるときに、スムーズに元の引き出された位置に戻すことができる。

・固定部２１は、スピンドル７の軸回り一帯に形成されることに限らず、スピンドル７の軸回りにおいて、部分的に形成されてもよい。
・固定部２１は、圧入部に限定されない。例えば、回動カム１４を凹凸の係止によってスピンドル７に固定したり、接着によって固定したりするなど、回動カム１４をスピンドル７に固定するときの取り付け方に応じて、他の機能部に適宜変更できる。

・固定部２１は、略円筒状に限らず、他の形状に変更可能である。また、凹部２４も固定部２１に応じた他の形状に変更することが可能である。
・凹部２４は、スピンドル７の軸方向に貫通した孔でもよい。

・回動カム１４及び固定カム１５は、スピンドル７の軸方向において左右を入れ替えて配置してもよい。
・ビット３は、ドライバビットに限定されず、他の治具に変更してもよい。

・電動工具１は、振動モードのみで作動する工具でもよい。
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について、以下に追記する。
（付記１）駆動源により回動するスピンドルがハウジングに回動可能及び軸方向往復動可能に支持され、当該スピンドルを前記駆動源により回してビットを回動させることが可能であり、前記スピンドルに設けられた回動カムと、前記ハウジングに設けられた固定カムとの滑り噛み合いにより、回動する前記スピンドルを軸方向に振動させて、前記ビットを回動させながら軸方向に振動させる電動工具において、
前記回動カムを前記スピンドルに固定する箇所として当該回動カムに設けられ、当該回動カムの本体から突出する形状をなす固定部と、
前記固定カムに設けられ、前記固定部を収めることが可能な凹部と
を備えたことを特徴とする電動工具。

（付記２）前記ビットによる作業の作動モードを切り替えるときに操作される切り替えハンドルが振動モードに操作されると、前記スピンドルが前記ハウジング内に直線移動して前記回動カム及び固定カムが接触可能となり、前記スピンドルの回転時、前記回動カム及び固定カムが滑り噛み合いすることにより、前記ビットが軸方向振動するようになる
ことを特徴とする付記１に記載の電動工具。

（付記３）前記回動カム及び固定カムの間には、前記スピンドルを軸方向に付勢するばねが設けられている
ことを特徴とする付記１又は２に記載の電動工具。

（付記４）前記固定部及び凹部は、前記スピンドルの軸回り一帯に形成されている
ことを特徴とする付記１〜３のうちいずれか一項に記載の電動工具。
（付記５）前記固定部は、前記回動カムを前記スピンドルに圧入固定する箇所となる圧入部である
ことを特徴とする付記１〜４のうちいずれか一項に記載の電動工具。

１…電動工具、２…ハウジング、３…ビット、５…切り替えハンドル、６…駆動源の一例であるモータ、７…スピンドル、１４…回動カム、１５…固定カム、１８…回動カムのカム本外、２１…固定部（圧入部）、２４…凹部、３１…ばね。

Claims

ハウジングと、
前記ハウジングに対する回動および軸方向への往復動が可能な状態で前記ハウジングに支持され、駆動源により回動し、ビットを取り付け可能なスピンドルと、
前記ハウジングに設けられる固定カムおよび前記スピンドルに設けられる回動カムを含み、前記固定カムと前記回動カムとの滑り噛み合いにより回動中の前記スピンドルを前記スピンドルの軸方向に振動させ、前記ビットを回動させながら前記スピンドルの軸方向に振動させるカム構造とを備え、
前記回動カムは環状の回動カム本体、および、前記回動カムを前記スピンドルに固定する固定部を含み、
前記回動カム本体は前記固定カムと対向する回動カム対向部、前記回動カム対向部に設けられる回動カム部、および、前記スピンドルが挿入される貫通孔を含み、
前記固定部は前記回動カム対向部から前記固定カムに向けて突出し、
前記固定カムは環状の固定カム本体、および、前記固定部を収納する凹部を含み、
前記固定カム本体は前記回動カム対向部と対向する固定カム対向部、前記固定カム対向部に設けられる固定カム部、および、前記スピンドルが挿入される貫通孔を含み、
前記凹部は前記固定部を収納できるように前記固定カム部に対して前記回動カムとは反対側に窪む
電動工具。
前記固定部は前記スピンドルに圧入される圧入部である
請求項１に記載の電動工具。
前記固定部は前記回動カムにおける前記スピンドルの軸回り一帯に設けられ、
前記凹部は前記固定カムにおける前記スピンドルの軸回り一帯に設けられる
請求項１または２に記載の電動工具。
作動モードを切り替えるための切り替えハンドルをさらに備え、
前記切り替えハンドルは振動モードを含み、
前記スピンドルは前記切り替えハンドルが前記振動モードに操作されることにより前記回動カムと前記固定カムとが互いに接触するように前記ハウジングに対して移動する
請求項１〜３のいずれか一項に記載の電動工具。
前記スピンドルを前記スピンドルの軸方向に付勢するように前記回動カムと前記固定カムとの間に設けられるばねをさらに備える
請求項１〜４のいずれか一項に記載の電動工具。