KR20180037976A

KR20180037976A - 동력 공구

Info

Publication number: KR20180037976A
Application number: KR1020187004039A
Authority: KR
Inventors: 히로카즈 히타
Original assignee: 니토 코키 가부시키가이샤
Priority date: 2015-08-31
Filing date: 2016-08-31
Publication date: 2018-04-13
Also published as: JPWO2017038846A1; CN107923492A; DE112016003913T5; CN107923492B; TW201713879A; WO2017038846A1; JP6591553B2; KR102052897B1; US11052528B2; TWI610035B; US20180147712A1; DE112016003913B4

Abstract

(과제) 태양 기어와 위치 결정 볼의 마모를 저감시킨다.
(해결 수단) 구동부 (10A) 와, 구동부로부터의 회전을 감속시키는 감속부 (20A) 와, 감속된 회전을 출력하는 출력부 (14A) 를 구비한 동력 공구. 감속부의 유성 기어 감속기 (20) 는, 제 1 태양 기어 (31) 와 제 2 태양 기어 (32) 사이에 위치 결정 볼 (48) 을 갖는다. 제 1 태양 기어는, 위치 결정 볼의 직경보다 작은 원환상 걸어맞춤부 (50) 를 갖고, 제 2 태양 기어는, 위치 결정 볼 중 적어도 절반을 수용하여 제 2 태양 기어의 회전축선 상에 유지하는 볼 유지 오목부 (52) 를 갖는다. 볼 유지 오목부는 상기 회전축선에 대략 직교하는 바닥면 (52-2) 과 통상 내측면 (52-1) 을 갖고, 위치 결정 볼을 상기 회전축선 상에 유지한다. 위치 결정 볼이 원환상 걸어맞춤부 (50) 와 바닥면 (52-2) 에 끼워짐으로써, 제 1 태양 기어 (31) 와 제 2 태양 기어 (32) 사이에 간극이 형성된다.

Description

동력 공구

본 발명은 전동 모터나 에어 모터 등의 구동부를 갖는 동력 공구에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 구동부의 회전 구동축의 회전을 유성 기어 감속 기구에 의해 감속시켜 당해 동력 공구의 출력부를 회전 구동하도록 한 동력 공구에 관한 것이다.

전동 모터나 에어 모터 등에 의해 드라이버 비트나 드릴 비트 등을 구동하도록 한 동력 공구에 있어서는, 통상적으로, 고속으로 회전하는 모터의 회전 구동축의 회전을 드라이버 비트나 드릴 비트 등에 있어서 요구되는 회전 속도로 감속시키기 위한 감속기가 구비되어 있다. 이와 같은 감속기로는, 특히, 적은 단수로 큰 감속비를 얻을 수 있고, 또 입력축과 출력축을 동축 상에 배치할 수 있는 등의 특장을 갖는 유성 기어 감속기가 사용되는 경우가 많다.

유성 기어 감속기는, 통상적으로, 원통상의 내기어와, 내기어 내에 있어서 동일 축선 상에서 정렬하여 배치된 복수의 태양 기어와, 내기어와 각 태양 기어 사이에 배치되고 태양 기어의 둘레를 각각 자전하면서 공전하는 복수의 유성 기어와, 태양 기어와 동축상으로 배치된 출력축을 기본적 구성 요소로서 구비한다. 태양 기어의 수는, 필요한 감속비에 따라 주로 결정되지만, 통상적으로는 2 개 또는 3 개이다. 각 태양 기어 및 출력축은 회전축선 상에서 동축상으로 근접하여 배치되지만, 각 태양 기어 및 출력축간의 회전 속도의 차는, 얻어지는 감속비가 높은 경우도 있어, 비교적 커지고, 특히 입력축에서 보아 1 번째와 2 번째의 태양 기어의 회전 속도차가 커진다. 그 때문에, 그들 태양 기어끼리가 접촉한 상태에서 구동되면, 태양 기어끼리의 마찰에 의해 큰 마모나 마찰열이 발생하게 되고, 이것이 고장의 원인이 된다. 따라서, 내구성을 향상시키려면 특히 1 번째와 2 번째의 태양 기어끼리가 직접 접촉하지 않도록 하는 것이 중요해진다.

태양 기어끼리를 직접 접촉시키지 않도록 하기 위해, 예를 들어 특허문헌 1 에 있어서는, 각 태양 기어의 단면의 회전축선 상의 위치에 원추상 오목면을 형성하여, 이웃하는 태양 기어 및 출력축의 원추상 오목면 사이에 위치 결정 볼을 배치하고, 이로써 태양 기어 및 출력축 사이에 소정의 간격이 형성되도록 하고 있다. 또, 이 위치 결정 볼은, 태양 기어 및 출력축의 상호 접촉을 방지하는 것과 동시에, 태양 기어 및 출력축을 동일 회전축선 상에 유지하는 조심 (調芯) 기능도 가지고 있어, 각 태양 기어와 출력축의 회전축선이 서로에 대해 흔들리는 것도 방지 하고 있다.

일본 공개특허공보 소62-173180호

상기 서술한 종래 기술에 있어서의, 예를 들어 2 개의 태양 기어 사이에 배치된 위치 결정 볼은, 일방의 태양 기어와 함께 회전하거나, 또는 2 개의 태양 기어의 중간 속도로 회전하게 되지만, 어느 쪽이든, 원추상 오목면에 끼워져 있는 위치 결정 볼과 적어도 일방의 태양 기어 사이에는 회전 속도차가 발생한다. 위치 결정 볼이 원추상 오목면과 접하는 위치는 회전축선으로부터 방사 방향으로 약간 떨어진 위치가 되기 때문에, 위치 결정 볼은 원추상 오목면에 대해 비교적 큰 마찰력을 받아 고속으로 스치면서 상대적으로 회전하게 된다. 그 때문에, 원추상 오목면과 위치 결정 볼은 서서히 마모되어 가, 마모가 진행되어 가면 태양 기어끼리의 간격이 유지될 수 없게 되어 태양 기어끼리가 직접 접촉하거나, 위치 결정 볼이 원추상 오목면으로부터 빠지거나 할 우려가 있다. 또 위치 결정 볼과 원추상 오목면 사이의 덜컹거림이 커지기 때문에 조심 기능도 손상되어 간다. 그 때문에, 위치 결정 볼을 이용한 유성 기어 감속기의 가일층의 내구성의 향상을 도모하기 위해서는, 위치 결정 볼과 그것을 유지하는 태양 기어 사이의 마모를 가능한 한 작게 하는 것이 중요해진다.

그래서 본 발명은, 상기 종래 기술의 문제점을 감안하여, 태양 기어와 위치 결정 볼 사이의 마모를 저감시키는 것이 가능한 구성을 갖는 유성 기어 감속기를 구비하는 기계 공구를 제공하는 것을 목적으로 한다.

즉 본 발명은,

회전 구동축을 갖는 구동부와,

그 회전 구동축의 회전을 감속시키기 위한 유성 기어 감속기를 갖는 감속부와,

그 감속부에 의해 감속된 회전을 출력하는 회전 출력 부재를 갖는 출력부를 구비한 동력 공구로서,

그 유성 기어 감속기가,

정지 내기어와,

그 정지 내기어 내에서 그 정지 내기어에 대해 동축상으로 배치되고, 그 회전 구동축으로부터의 회전 구동력에 의해 회전 구동되는 제 1 태양 기어와,

그 정지 내기어와 그 제 1 태양 기어에 서로 맞물리는 제 1 유성 기어와,

그 제 1 태양 기어에 대해 동축상으로 또한 축선 방향으로 인접하여 배치되고, 그 제 1 유성 기어를 그 제 1 유성 기어의 자전축선의 둘레에서 자유롭게 회전할 수 있도록 유지함과 함께 그 제 1 태양 기어의 회전축선과 정합된 회전축선을 중심으로 회전 가능하게 된 제 1 회전 출력 부재로서, 그 출력부의 그 회전 출력 부재에 회전 구동 연결된 제 1 회전 출력 부재와,

그 제 1 태양 기어와 그 제 1 회전 출력 부재 사이에 배치된 위치 결정 볼을 구비하고,

그 제 1 태양 기어와 그 제 1 회전 출력 부재 중 일방의 부재가, 그 위치 결정 볼보다 작은 직경이며 그 일방의 부재의 회전축선을 중심으로 하는 원환상 걸어맞춤부와, 그 위치 결정 볼을 부분적으로 받아들여 그 원환상부가 그 전체 둘레에 걸쳐 그 위치 결정 볼과 걸어맞춤되도록 하는 볼 받아들임부를 갖고,

그 제 1 태양 기어와 그 제 1 회전 출력 부재 중 타방의 부재가, 그 정지 내기어의 그 중심 축선을 따른 방향에서 그 볼 받아들임부와 대향하여 배치되고, 그 볼 받아들임부의 반대측으로부터 그 위치 결정 볼 중 적어도 절반을 수용하여 그 위치 결정 볼의 중심을 당해 타방의 부재의 회전축선 상의 위치에 유지하는 볼 유지 오목부를 갖고, 그 볼 유지 오목부가 그 볼 유지 오목부에 수납된 위치 결정 볼을 당해 타방의 부재의 회전축선 상에서 접촉하도록 하여 받아내는 바닥면, 및 그 바닥면으로부터 당해 타방의 부재의 회전축선을 중심으로 원통상으로 연장되어 그 바닥면에 의해 받아내어진 그 위치 결정 볼의 주위를 지나 연장되는 통상 내측면을 갖고 있고,

그 볼 유지 오목부에 수납된 그 위치 결정 볼이 그 원환상 걸어맞춤부와 그 볼 유지 오목부의 그 바닥면 사이에 끼워짐으로써, 그 제 1 태양 기어와 그 제 1 회전 출력 부재 사이에 간극이 형성되도록 된, 동력 공구를 제공한다.

당해 동력 공구에 있어서는, 위치 결정 볼은, 볼 유지 오목부의 바닥면에 대해서는 상기 타방의 부재의 회전축선 (따라서, 볼 유지 오목부의 중심 축선) 상에서 점접촉된 상태가 되는 데에 반해, 원환상 걸어맞춤부에 대해서는 그 전체 둘레에 걸쳐 걸어맞춤되는 상태가 된다. 이 때문에, 위치 결정 볼은 원환상 걸어맞춤부로부터 큰 마찰력을 받게 되고, 구동 상태에 있어서는, 위치 결정 볼은 기본적으로는 원환상 걸어맞춤부가 형성되어 있는 쪽의 부재와 함께 회전하고, 타방의 부재에 대해서는 주로 볼 유지 오목부의 바닥면에 있어서의 회전축선 상의 한 점에서 접촉하여 그 한 점을 중심으로 하여 회전하게 된다. 그 때문에, 원환상 걸어맞춤부와의 사이에는 기본적으로는 마모가 발생하지 않고, 위치 결정 볼과 볼 유지 오목부의 바닥면은 극히 약간 스칠뿐이므로 거의 마모가 발생하지 않는다. 따라서, 당해 동력 공구에 있어서는, 위치 결정 볼 및 그에 접촉하는 태양 기어 또는 회전 출력 부재의 마모량을 종래의 것에 비해 저감시키는 것이 가능해진다. 또한, 상기와 같이 배치되는 위치 결정 볼은 태양 기어와 회전 출력 부재를 조심하고, 그것들의 회전축선의 흔들림을 억제하여 진동을 저감시킬 수 있기 때문에 유성 기어 감속기의 수명을 더욱 향상시키는 것이 가능해진다. 또한, 조심 기능을 발휘하고 있는 상태에서는, 위치 결정 볼은 볼 유지 오목부의 통상 내측면에도 접촉하여 스치게는 되지만, 회전축선의 방사 방향에서의 접촉 압력은 비교적 작은 것으로 그다지 큰 마찰은 발생하지 않고, 통상 내측면이 마모되었다고 해도 태양 기어 사이의 회전축선에서의 간격에는 영향을 주지 않는다.

바람직하게는,

그 구동부의 그 회전 구동축과 그 유성 기어 감속기의 그 제 1 태양 기어를 축선 방향으로 정합하여 연결하는 팬으로서, 그 회전 구동축에 대해 그 회전 구동축의 회전축선의 방향에서 변위 가능하게 부착되고, 그 회전 구동축에 의해 회전되었을 때 그 구동부의 주위의 공기를 대기 중으로 내보내도록 된 팬을 추가로 구비하고,

그 제 1 태양 기어가 그 회전 구동축의 회전축선의 방향에서 변위 가능하게 되어 있고,

그 회전 구동축이 회전 구동되었을 때, 그 팬이, 그 공기의 흐름에 의해 그 구동부로부터 멀어지는 측으로 가압되어 그 제 1 태양 기어를 그 위치 결정 볼에 누르도록 할 수 있다.

이와 같이 함으로써, 구동 상태에 있어서는 위치 결정 볼이 제 1 태양 기어와 제 1 회전 출력 부재에 의해 확실히 끼워진 상태가 유지된다. 그로 인해, 각 태양 기어와 위치 결정 볼 사이의 덜컹거림이 없어지고, 제 1 회전 출력 부재에 대한 제 1 태양 기어 사이의 조심 효과를 더 한층 높여 진동의 가일층의 저감을 도모하는 것이 가능해진다. 또, 구동 정지 상태에서는, 제 1 태양 기어는 팬으로부터의 힘을 받지 않기 때문에, 위치 결정 볼은 볼 유지 오목부 내에서 비교적 자유롭게 방향을 바꿀 수 있는 상태가 된다. 그렇게 하면, 위치 결정 볼의 방향이 변화함으로써, 위치 결정 볼의 제 1 태양 기어 및 제 1 회전 출력 부재의 접촉 위치도 변화하기 때문에, 위치 결정 볼의 소정 위치가 집중적으로 마모되는 경우가 없어진다. 이로써, 유성 기어 감속기의 내구성을 더욱 향상시키는 것이 가능해진다.

바람직하게는, 그 구동부가 전동 모터를 갖고, 그 팬이 전기 절연 재료로 형성되어 있고, 그 전동 모터와 그 유성 기어 감속기가 그 팬에 의해 전기적으로 절연되어 있도록 할 수 있다.

이와 같은 구성에 의해, 전동 모터에 인가되는 전류가 유성 기어 감속기를 통하여 출력부 등으로 누설되는 것을 방지하는 것이 가능해진다.

또,

그 제 1 회전 출력 부재가 제 2 태양 기어이고, 그 제 2 태양 기어가 그 제 2 태양 기어의 회전축선을 따라 그 제 1 태양 기어를 향하여 연장되어 그 제 1 태양 기어에 면하는 단면을 갖는 축부를 갖고, 그 축부는 그 주위에 부착되어 그 축부와 일체적으로 회전되도록 한 원판부를 구비하고, 그 제 1 유성 기어는 그 원판부에 의해 그 자전축선의 둘레에서 자유롭게 회전할 수 있게 유지되도록 되어 있고,

그 유성 기어 감속기가,

그 정지 내기어와 그 제 2 태양 기어에 맞물리는 제 2 유성 기어와,

그 제 2 태양 기어에 대해 동축상으로 또한 축선 방향으로 인접하여 배치되고, 그 제 2 유성 기어를 그 제 2 유성 기어의 자전축의 둘레에서 자유롭게 회전할 수 있도록 유지함과 함께 그 내기어의 중심 축선과 정합된 회전축선을 갖는 제 2 회전 출력 부재로서, 그 출력부의 그 회전 출력 부재에 구동 연결된 제 2 회전 출력 부재를 추가로 구비하고,

그 볼 유지 오목부가 그 제 2 태양 기어의 그 축부에 형성되어 있고,

그 제 2 태양 기어가, 그 제 2 태양 기어의 회전축선을 따라 관통된 관통공과, 그 관통공에 그 출력부측으로부터 부분적으로 삽입된 연결 핀을 갖고,

그 제 2 회전 출력 부재가, 그 제 2 회전 출력 부재의 회전축선을 따라 연장되는 핀 삽입 오목부를 갖고,

그 연결 핀이 그 핀 삽입 오목부에 삽입되어, 그 제 2 태양 기어가 그 제 2 회전 출력 부재에 대해 자유롭게 회전할 수 있도록 유지되어 있고,

그 관통공의 내주 벽면의 일부가 그 볼 유지 오목부의 그 통상 내측면을 구성하고, 그 연결 핀의 단면이 그 바닥면을 구성하도록 할 수 있다.

이하, 본 발명에 관련된 동력 공구의 실시형태를 첨부 도면에 기초하여 설명한다.

도 1 은 본 발명의 동력 공구의 일 실시형태에 관련된 전동 드라이버의 측면 부분 단면도이다.
도 2 는 도 1 의 전동 드라이버의 유성 기어 감속기의 확대 단면도이다.

본 발명의 동력 공구의 일 실시형태에 관련된 전동 드라이버 (1) 는, 도 1 에서 보아 위에서부터 순서대로, 전동 모터 (10) 를 갖는 구동부 (10A), 유성 기어 감속기 (20) 를 갖는 감속부 (20A), 및 유성 기어 감속기 (20) 를 통하여 전동 모터 (10) 에 구동 연결된 비트 홀더 (회전 출력 부재) (14) 를 갖는 출력부 (14A) 로 이루어진다. 상기 비트 홀더 (14) 의 선단 (하단) 에는, 나사 조임의 대상이 되는 나사에 걸어맞춤되는 (도시하지 않음) 드라이버 비트가 떼어낼 수 있게 장착되도록 되어 있고, 전동 모터 (10) 의 회전 구동축 (12) 의 회전이, 유성 기어 감속기 (20) 에 의해 원하는 회전수까지 감속되어 비트 홀더 (14) 및 드라이버 비트에 전달된다.

유성 기어 감속기 (20) 는, 전동 모터 (10) 의 회전 구동축 (12) 에 팬 (16) 을 통하여 연결되는 입력축 (22) 을 갖는다. 팬 (16) 은, 수지제의 팬 본체 (17) 와, 회전 구동축 (12) 및 입력축 (22) 을 서로 동축상으로 하여 받아들이기 위한 2 개의 금속제의 축 유지부 (18) 로 이루어진다. 전동 모터 (10) 의 회전 구동축 (12) 및 유성 기어 감속기 (20) 의 입력축 (22) 은, 그것들의 횡단면이 비원형으로 되어 있고, 축 유지부 (18) 의 각각 대응하는 횡단면 형상으로 된 삽입공 (19) 내에 삽입됨으로써 입력축 (22) 이 회전 구동축 (12) 에 회전 방향에서 구동 연결된다. 팬 (16) 은, 전동 모터 (10) 와 유성 기어 감속기 (20) 를 전기적으로 절연함과 함께, 전동 모터 (10) 에 의해 회전됨으로써 전동 모터 (10) 의 주위의 공기를 대기 중으로 내보내도록 하여 전동 모터 (10) 를 냉각시키도록 되어 있다.

유성 기어 감속기 (20) 는, 도 1 및 도 2 에 나타내는 바와 같이, 구동부 (10A) 의 하우징 (11) 에 연결된 통상의 하우징 (15) 의 내주면에 고정된 원통상의 정지 내기어 (30) 와, 이 정지 내기어 (30) 내에 동축상으로 배치된, 제 1 및 제 2 태양 기어 (31, 32) 와, 출력축 (33) 과, 제 1 및 제 2 유성 기어 (34, 35) 를 구비하고, 입력축 (22) 은 제 1 태양 기어 (31) 에 일체적으로 형성되어 있다. 회전 구동축 (12), 입력축 (22), 제 1 및 제 2 태양 기어 (31, 32), 그리고 출력축 (33) 은, 정지 내기어 (30) 의 중심 축선 (L) 을 공축선으로 하여 축선 방향으로 정합하여 배치되어 있다. 즉, 이들 회전 구동축 (12), 입력축 (22), 제 1 및 제 2 태양 기어 (31, 32), 그리고 출력축 (33) 의 회전축선은, 정지 내기어의 중심 축선 (L) 상에 정합하여 배치되어 있다. 제 1 유성 기어 (34) 는, 정지 내기어 (30) 와 제 1 태양 기어 (31) 사이에서 쌍방으로 서로 맞물리도록 되어 있고, 도시하지 않지만 통상적인 유성 기어 장치와 마찬가지로, 정지 내기어 (30) 의 중심 축선 (L) 의 둘레에서 소정 간격을 두고 복수 형성되어 있다. 제 2 태양 기어 (32) 는, 제 1 태양 기어 (31) 에 인접하는 위치까지 연장되는 축부 (32-1) 를 갖고 있고, 상기 축부 (32-1) 에는 원판부 (32-2) 가 부착되어 있고, 상기 원판부 (32-2) 는 핀 (37) 을 통하여 제 1 유성 기어 (34) 를 지지하고, 상기 제 1 유성 기어 (34) 가 그 자전축선 (M1) 의 둘레에서 자유롭게 회전할 수 있도록 되어 있다. 이 때문에, 제 1 유성 기어 (34) 는, 제 1 태양 기어 (31) 의 회전에 수반하여 자전축선 (M1) 의 둘레에서 자전하면서, 제 1 태양 기어 (31) 의 둘레를 공전 가능하게 되고, 제 2 태양 기어 (32) 는, 제 1 유성 기어 (34) 의 공전에 수반하여 회전되도록 되어 있다. 제 2 유성 기어 (35) 는, 정지 내기어 (30) 와 제 2 태양 기어 (32) 사이에서 쌍방으로 서로 맞물리도록 되어 있고, 제 1 유성 기어 (34) 와 마찬가지로, 내기어 (30) 의 중심 축선 (L) 의 둘레에서 소정 간격을 두고 복수 형성되어 있다. 베어링 (36) 에 의해 하우징 (15) 에 대해 자유롭게 회전할 수 있도록 부착되어 있는 출력축 (33) 은, 제 2 태양 기어 (31) 에 인접하여 배치된 대경부 (33-1) 를 갖고 있고, 상기 대경부 (33-1) 는 핀 (39) 을 통하여 제 2 유성 기어 (34) 를 지지하고, 상기 제 2 유성 기어 (35) 가 그 자전축선 (M2) 의 둘레에서 회전 가능해지도록 하고 있다. 이 때문에, 제 2 유성 기어 (35) 는, 제 2 태양 기어 (32) 의 회전에 수반하여 자전축선 (M2) 의 둘레에서 자전하면서, 제 2 태양 기어 (32) 의 둘레를 공전 가능하게 되고, 출력축 (33) 은, 제 2 유성 기어 (35) 의 공전에 수반하여 회전되도록 되어 있다. 제 1 유성 기어 (34) 와 원판부 (32-2) 사이 및 제 2 유성 기어 (35) 와 출력축 (33) 사이에는, 각각 황동으로 형성된 원환상의 슬라이딩 링 (38) 이 배치되어 있다.

제 2 태양 기어 (32) 는, 당해 제 2 태양 기어 (32) 의 회전축선을 따라 형성된 관통공 (40) 을 갖고, 이 관통공 (40) 내에 부분적으로 끼워맞춤 연결된 연결 핀 (44) 이, 출력축 (33) 의 회전축선을 따라 형성된 핀 삽입 오목부 (46) 에 삽입되어 자유롭게 회전할 수 있도록 유지되어 있다.

유성 기어 감속기 (20) 는, 또한, 제 1 태양 기어 (31) 와 제 2 태양 기어 (32) 의 축부 (32-1) 사이에 배치된 위치 결정 볼 (48) 을 구비한다. 이 위치 결정 볼 (48) 은, 제 1 태양 기어 (31) 의 회전축선을 따라 연장되는 관통공 (54) 과, 제 2 태양 기어 (32) 의 관통공 (40) 사이에 설정되어 있다. 구체적으로는, 관통공 (54) 은 위치 결정 볼 (48) 보다 작은 직경을 갖고, 위치 결정 볼 (48) 을 부분적으로 받아들이는 볼 받아들임부를 이루고, 제 2 태양 기어 (32) 에 면하는 제 1 태양 기어 (31) 의 단면에 개구되는 당해 관통공 (54) 의 단부 개구의 가장자리가 원환상 걸어맞춤부 (50) 를 이루고, 관통공 (54) 에 부분적으로 받아들여진 위치 결정 볼 (48) 이 원환상 걸어맞춤부 (50) 에 그 전체 둘레에 걸쳐 걸어맞춤되도록 되어 있다. 한편, 제 2 태양 기어 (32) 의 관통공 (40) 은 위치 결정 볼 (48) 보다 약간 큰 직경을 가져, 위치 결정 볼 (48) 을 수납 가능하게 함과 함께, 위치 결정 볼 (48) 의 겨우 절반 이상의 부분이 관통공 (40) 에 수납된 상태에서, 관통공 (40) 의 축선에 대해 대략 직교하도록 된 연결 핀 (44) 의 단면이 위치 결정 볼 (48) 과 접하도록 되어 있고, 관통공 (40) 의 내주 벽면 (40-1) 을 통상 내측면 (52-1) 으로 하고 연결 핀 (44) 의 단면을 바닥면 (52-2) 으로 하는 볼 유지 오목부 (52) 가 형성되어 있다. 위치 결정 볼 (48) 이 원환상 걸어맞춤부 (50) 와 바닥면 (52-2) 에 의해 걸어맞춤된 상태에서는, 제 1 태양 기어 (31) 의 단면과 제 2 태양 기어 (32) 의 축부 (32-1) 의 단면 사이에는 간극이 형성되도록 되어 있고, 위치 결정 볼 (48) 은, 제 2 태양 기어 (32) 의 회전축선에 정합되는 제 2 태양 기어 (32) 의 중심 축선 상에서 바닥면 (52-2) 에 걸어맞춤된다. 이상과 같은 구성에 의해, 볼 유지 오목부 (52) 내에 수납되고, 또한, 원환상 걸어맞춤부 (50) 의 전체 둘레에 걸쳐 걸어맞춤된 위치 결정 볼 (48) 은, 제 1 및 제 2 태양 기어 (31, 32) 의 회전축선이 어긋나는 것을 억제하는 조심 기능을 한다.

전동 모터 (10) 의 회전 구동축 (12) 과 유성 기어 감속기 (20) 의 입력축 (22) 사이는, 상기 서술한 바와 같이, 팬 (16) 에 의해 연결되어 있지만, 이 팬 (16) 은 구동시에 전동 모터 (10) 를 냉각시키도록 전동 모터 (10) 의 주위의 공기를 대기 중으로 내보내고, 그 때의 공기의 흐름에 의해 전방 (도면에서 보아 하방) 으로의 힘을 받는다. 팬 (16) 은 전동 모터 (10) 의 회전 구동축 (12) 및 유성 기어 감속기 (20) 의 입력축 (22) 을 따라 약간 변위 가능하게 되어 있고, 팬 (16) 은 회전 구동되면 약간 전방으로 이동하고, 그에 따라 제 1 태양 기어 (31) 는 전방으로 가압되고 위치 결정 볼 (48) 에 가압되어, 위치 결정 볼 (48) 을 제 1 태양 기어 (31) 의 원환상 걸어맞춤부 (50) 와 제 2 태양 기어 (32) 의 볼 유지 오목부 (52) 의 바닥면 (52-2) 에 의해 협지된 상태로 유지한다.

이 때, 위치 결정 볼 (48) 은, 제 1 태양 기어 (31) 에 대해서는 원환상 걸어맞춤부 (50) 와 그 전체 둘레에 걸쳐 접촉하고, 제 2 태양 기어 (32) 에 대해서는 바닥면 (52-2) 의 회전축선 상의 위치에서 점접촉한다. 그 때문에, 전동 모터 (10) 가 구동되면, 위치 결정 볼 (48) 은 바닥면 (52-2) 에 점접촉한 상태에서 제 1 태양 기어 (31) 와 함께 회전한다. 그 때문에, 위치 결정 볼 (48) 과 제 1 태양 기어 (31) 사이에는 마모가 발생하지 않고, 제 2 태양 기어 (32) 와의 사이의 마모도 매우 작아진다.

그러나, 실제로는, 제 1 태양 기어 (31) 가 수지제의 팬 (16) 을 통하여 전동 모터 (10) 의 회전 구동축 (12) 에 연결되어 있는 경우도 있고, 제 1 태양 기어 (31) 에는 다소의 덜컹거림이 발생하여 위치 결정 볼 (48) 에는 정지 내기어 (30) 의 중심 축선 (L) 으로부터 횡방향으로 어긋나는 힘이 가해지는 경우가 있지만, 상기 위치 결정 볼 (48) 이 볼 유지 오목부 (52) 의 통상 내측면과 접촉하여 제 1 및 제 2 태양 기어 (31, 32) 의 조심이 실시된다. 이 때의 위치 결정 볼 (48) 을 통상 내측면 (52-1) 에 접촉시키는 힘은 제 1 태양 기어 (31) 의 덜컹거림에 의해 발생하는 것으로 큰 것이 아니고, 접촉에 의한 마모의 진행은 그다지 빨라지지 않는다. 또, 특히 이 경우의 축선 방향에서의 마모는 작은 것으로, 제 1 태양 기어 (31) 와 제 2 태양 기어 (32) 사이의 간격이 작아지는 경우도 없기 때문에, 큰 문제가 되지는 않는다.

도 1 에 나타내는 바와 같이, 출력축 (33) 은, 클러치 기구 (60) 을 통하여 비트 홀더 (14) 에 연결되어 있다. 클러치 기구 (60) 는, 유성 기어 감속기 (20) 의 출력축 (33) 에 고정된 제 1 클러치 부재 (61) 와, 드라이버 비트 (14) 에 연결된 제 2 클러치 부재 (62) 와, 제 1 및 제 2 클러치 부재 (61, 62) 를 회전 방향에서 연결하는 클러치 볼 (64) 을 갖는다. 제 2 클러치 부재 (62) 는, 복수의 핀 (66) (도면 상에는 1 개만 표시되어 있다) 을 통하여 스프링 (68) 에 의해 제 1 클러치 부재 (61) 를 향하여 가압되어 있다. 예를 들어, 비트 홀더 (14) 에 드라이버 비트를 장착하여 나사 조임 작업을 실시하여, 나사가 완전히 조여지면 그 나사는 그 이상 회전할 수 없게 된다. 이로써 회전이 정지된 제 2 클러치 부재 (62) 에 대해 구동력이 전달되고 있는 제 1 클러치 부재 (61) 는 클러치 볼 (64) 을 통하여 제 2 클러치 부재 (62) 를 전방으로 가압하는 힘을 가하고, 이 힘이 스프링 (68) 의 소정의 탄성력을 초과하면, 제 2 클러치 부재 (62) 는 스프링 (68) 을 압축하면서 전방으로 이동하여, 제 1 클러치 부재 (61) 와 제 2 클러치 부재 (62) 사이의 회전 방향에서의 구동 연결이 해제되고 클러치 기능이 작동한다.

제 2 클러치 부재 (62) 에는 자석 (70) 이 부착되어 있어, 클러치 기구 (60) 가 작동하여 제 2 클러치 부재 (62) 가 전방으로 이동하면, 이에 따라 자석 (70) 도 전방으로 이동한다. 자석 (70) 의 측방 (도면에서 보아 우측) 에는 자기를 검지하는 센서 (72) 가 형성되어 있어, 자석 (70) 의 이동을 검지함으로써 클러치 기구 (60) 가 작동한 것을 검출하고 전동 모터 (10) 의 구동을 강제적으로 정지시키도록 하여, 나사에 과대한 토크가 연속적으로 작용하지 않도록 하고 있다.

상기 서술한 바와 같이 제 1 태양 기어 (31) 는 축선 방향에서 약간 변위 가능하게 되어 있지만, 제 2 태양 기어 (32), 그리고 제 1 및 제 2 유성 기어 (34, 35) 도 축선 방향에서 약간 변위 가능하게 되어 있다. 또, 원판부 (32-2) 는 제 2 태양 기어 (32) 의 축부 (32-1) 에 대해 회전 방향에서는 고정되어 있지만 축선 방향에서는 변위 가능하게 되어 있다. 이와 같이 각 기어가 축선 방향에서 약간 변위 가능하게 되어 있음으로써, 클러치 기구 (60) 가 작동하여 진동이나 충격이 발생하거나 하였을 때, 그 진동 및 충격을 각 기어가 각각 회전축선의 방향으로 변위시켜 흡수하여, 1 개 지점에 큰 충격이 집중적으로 가해져 기어가 파손되는 것을 방지하도록 하고 있다.

도시하는 실시형태에 관련된 전동 드라이버 (1) 에 있어서는, 제 1 태양 기어 (31) 와 제 2 태양 기어 (32) 는 직접 접촉하지 않도록 되어 있지만, 제 2 태양 기어 (32) 와 출력축 (33) 은 직접 접촉하고 있다. 이것은, 제 2 태양 기어 (32) 와 출력축 (33) 사이의 회전 속도차는, 제 1 태양 기어 (31) 와 제 2 태양 기어 (32) 사이의 회전 속도차에 비해 매우 작고, 제 2 태양 기어 (32) 와 출력축 (33) 이 직접 접촉하면서 상대적으로 회전하였다고 해도, 그다지 마모도 마찰열도 발생하지 않아, 실질적으로 문제가 되지 않기 때문이다. 단, 제 2 태양 기어 (32) 와 출력축 (33) 사이도, 상기 서술한 위치 결정 볼 (48) 을 이용한 구조로 하거나 슬라이딩 링 (38) 과 같은 슬라이딩 부재에 의해 직접 접촉하지 않도록 해도 된다.

상기에 있어서는, 본 발명의 동력 공구를 전동 드라이버에 적용한 실시형태로서 설명하였다. 그러나, 본 발명의 동력 공구는, 에어 모터를 구동원으로 해도 되고, 드릴이나 연마기 등의 다른 공구에 적용할 수 있다. 또, 상기 서술한 유성 기어 감속기 (20) 는 2 개의 태양 기어를 구비하는 2 단의 감속기로 되어 있지만, 태양 기어가 1 개뿐인 1 단의 감속기로 해도 되고, 3 개 이상의 태양 기어를 구비하는 3 단 이상의 감속기로 해도 된다. 또 상기 실시형태에 있어서는, 볼 유지 오목부 (52) 는 관통공 (40) 의 내주 벽면 (40-1) 과 이 관통공 (40) 에 삽입된 연결 핀 (44) 의 단면에 의해 구성되어 있지만, 연결 핀 (44) 의 단면을 이용하는 것이 아니라 제 2 태양 기어 (32) 의 후단면 (56) 에 바닥면이 있는 블라인드 구멍을 형성해도 된다. 특히 태양 기어가 1 개인 1 단의 유성 기어 감속기에 있어서는, 연결 핀 (44) 을 형성할 필요가 없기 때문에, 볼 유지 오목부 (52) 는 제 1 회전 출력 부재인 출력축에 직접 형성하는 편이 좋다. 또, 위치 결정 볼 (48) 에 접하는 원환상 걸어맞춤부 (50) 와 볼 유지 오목부 (52) 의 형성 위치를 반대로 해도 된다. 즉, 원환상 걸어맞춤부 (50) 를 제 2 태양 기어 (32) 에 형성하고, 볼 유지 오목부 (52) 를 제 1 태양 기어 (31) 에 형성한 구성으로 해도 된다. 또, 볼 유지 오목부 (52) 의 바닥면은 축선에 대해 직교하는 평면으로 할 필요는 없고, 위치 결정 볼이 볼 유지 오목부 (52) 의 중심 축선 상에서 당해 바닥면에 접촉하는 것으로 하면 되고, 예를 들어 후방으로 만곡된 반구면으로 할 수도 있다.

1 : 전동 드라이버
10 : 전동 모터
10A : 구동부
12 : 회전 구동축
14 : 비트 홀더
14A : 출력부
15 : 하우징
16 : 팬
17 : 팬 본체
18 : 축 유지부
19 : 삽입구
20 : 유성 기어 감속기
20A : 감속부
22 : 입력축
30 : 정지 내기어
31 : 제 1 태양 기어
32 : 제 2 태양 기어
32-2 : 원판부
33 : 출력축
34 : 제 1 유성 기어
35 : 제 2 유성 기어
36 : 베어링
38 : 슬라이딩 링
40 : 관통공
40-1 : 내주 벽면
44 : 연결 핀
46 : 핀 삽입 오목부
48 : 위치 결정 볼
50 : 원환상 걸어맞춤부
52 : 볼 유지 오목부
52-1 : 통상 내측면
52-2 : 바닥면
54 : 관통공
56 : 후단면
60 : 클러치 기구
61 : 제 1 클러치 부재
62 : 제 2 클러치 부재
64 : 클러치 볼
66 : 핀
68 : 스프링
70 : 자석
72 : 센서
L : 정지 내기어의 중심 축선 (공축선)
M1 : (제 1 유성 기어의) 자전축선
M2 : (제 2 유성 기어의) 자전축선

Claims

회전 구동축을 갖는 구동부와,
상기 회전 구동축의 회전을 감속시키기 위한 유성 기어 감속기를 갖는 감속부와,
상기 감속부에 의해 감속된 회전을 출력하는 회전 출력 부재를 갖는 출력부를 구비한 동력 공구로서,
상기 유성 기어 감속기가,
정지 내기어와,
상기 정지 내기어 내에서 상기 정지 내기어에 대해 동축상으로 배치되고, 상기 회전 구동축으로부터의 회전 구동력에 의해 회전 구동되는 제 1 태양 기어와,
상기 정지 내기어와 상기 제 1 태양 기어에 서로 맞물리는 제 1 유성 기어와,
상기 제 1 태양 기어에 대해 동축상으로 또한 축선 방향으로 인접하여 배치되고, 상기 제 1 유성 기어를 상기 제 1 유성 기어의 자전축선의 둘레에서 자유롭게 회전할 수 있도록 유지함과 함께 상기 제 1 태양 기어의 회전축선과 정합된 회전축선을 중심으로 회전 가능하게 된 제 1 회전 출력 부재로서, 상기 출력부의 상기 회전 출력 부재에 회전 구동 연결된 제 1 회전 출력 부재와,
상기 제 1 태양 기어와 상기 제 1 회전 출력 부재 사이에 배치된 위치 결정 볼을 구비하고,
상기 제 1 태양 기어와 상기 제 1 회전 출력 부재 중 일방의 부재가, 상기 위치 결정 볼보다 작은 직경이며 상기 일방의 부재의 회전축선을 중심으로 하는 원환상 걸어맞춤부와, 상기 위치 결정 볼을 부분적으로 받아들여 상기 원환상부가 그 전체 둘레에 걸쳐 상기 위치 결정 볼과 걸어맞춤되도록 하는 볼 받아들임부를 갖고,
상기 제 1 태양 기어와 상기 제 1 회전 출력 부재 중 타방의 부재가, 상기 정지 내기어의 상기 중심 축선을 따른 방향에서 상기 볼 받아들임부와 대향하여 배치되고, 상기 볼 받아들임부의 반대측으로부터 상기 위치 결정 볼 중 적어도 절반을 수용하여 상기 위치 결정 볼의 중심을 당해 타방의 부재의 회전축선 상의 위치에 유지하는 볼 유지 오목부를 갖고, 상기 볼 유지 오목부가 상기 볼 유지 오목부에 수납된 위치 결정 볼을 당해 타방의 부재의 회전축선 상에서 접촉하도록 하여 받아내는 바닥면, 및 상기 바닥면으로부터 당해 타방의 부재의 회전축선을 중심으로 원통상으로 연장되어 상기 바닥면에 의해 받아내어진 상기 위치 결정 볼의 주위를 지나 연장되는 통상 내측면을 갖고 있고,
상기 볼 유지 오목부에 수납된 상기 위치 결정 볼이 상기 원환상 걸어맞춤부와 상기 볼 유지 오목부의 상기 바닥면 사이에 끼워짐으로써, 상기 제 1 태양 기어와 상기 제 1 회전 출력 부재 사이에 간극이 형성되도록 된, 동력 공구.
제 1 항에 있어서,
상기 구동부의 상기 회전 구동축과 상기 유성 기어 감속기의 상기 제 1 태양 기어를 축선 방향으로 정합하여 연결하는 팬으로서, 상기 회전 구동축에 대해 상기 회전 구동축의 회전축선의 방향에서 변위 가능하게 부착되고, 상기 회전 구동축에 의해 회전되었을 때 상기 구동부의 주위의 공기를 대기 중으로 내보내도록 된 팬을 추가로 구비하고,
상기 제 1 태양 기어가 상기 회전 구동축의 회전축선의 방향에서 변위 가능하게 되어 있고,
상기 회전 구동축이 회전 구동되었을 때, 상기 팬이, 상기 공기의 흐름에 의해 상기 구동부로부터 멀어지는 측으로 가압되어 상기 제 1 태양 기어를 상기 위치 결정 볼에 누르게 된, 동력 공구.
제 2 항에 있어서,
상기 구동부가 전동 모터를 갖고, 상기 팬이 전기 절연 재료로 형성되어 있고, 상기 전동 모터와 상기 유성 기어 감속기가 상기 팬에 의해 전기적으로 절연되어 있는, 동력 공구.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 회전 출력 부재가 제 2 태양 기어이고, 상기 제 2 태양 기어가 상기 제 2 태양 기어의 회전축선을 따라 상기 제 1 태양 기어를 향하여 연장되어 상기 제 1 태양 기어에 면하는 단면을 갖는 축부를 갖고, 상기 축부는 그 주위에 부착되어 상기 축부와 일체적으로 회전되도록 한 원판부를 구비하고, 상기 제 1 유성 기어는 상기 원판부에 의해 상기 자전축선의 둘레에서 자유롭게 회전할 수 있게 유지되도록 되어 있고,
상기 유성 기어 감속기가,
상기 정지 내기어와 상기 제 2 태양 기어에 서로 맞물리는 제 2 유성 기어와,
상기 제 2 태양 기어에 대해 동축상으로 또한 축선 방향으로 인접하여 배치되고, 상기 제 2 유성 기어를 상기 제 2 유성 기어의 자전축의 둘레에서 자유롭게 회전할 수 있도록 유지함과 함께 상기 정지 내기어의 중심 축선과 정합된 회전축선을 갖는 제 2 회전 출력 부재로서, 상기 출력부의 상기 회전 출력 부재에 구동 연결된 제 2 회전 출력 부재를 추가로 구비하고,
상기 볼 유지 오목부가 상기 제 2 태양 기어의 상기 축부에 형성되어 있고,
상기 제 2 태양 기어가, 상기 제 2 태양 기어의 회전축선을 따라 관통된 관통공과, 상기 관통공에 상기 출력부측으로부터 부분적으로 삽입된 연결 핀을 갖고,
상기 제 2 회전 출력 부재가, 상기 제 2 회전 출력 부재의 회전축선을 따라 연장되는 핀 삽입 오목부를 갖고,
상기 연결 핀이 상기 핀 삽입 오목부에 삽입되어, 상기 제 2 태양 기어가 상기 제 2 회전 출력 부재에 대해 자유롭게 회전할 수 있도록 유지되어 있고,
상기 관통공의 내주 벽면의 일부가 상기 볼 유지 오목부의 상기 통상 내측면을 구성하고, 상기 연결 핀의 단면이 상기 바닥면을 구성하고 있는, 동력 공구.