DE202013101861U1

DE202013101861U1 - Leistungswerkzeug

Info

Publication number: DE202013101861U1
Application number: DE202013101861U
Authority: DE
Original assignee: Hitachi Koki Co Ltd
Current assignee: Koki Holdings Co Ltd
Priority date: 2012-04-30
Filing date: 2013-04-29
Publication date: 2013-06-27
Anticipated expiration: 2023-04-30
Also published as: CN203266596U; JP5974616B2; JP2013230529A; US20130284480A1

Abstract

Leistungswerkzeug, welches enthält: ein Gehäuse, welches einen Körperabschnitt, welcher einen Motor unterbringt, und einen Griffabschnitt, welcher sich vom Körperabschnitt aus nach unten erstreckt, umfasst; einen Ausgabeabschnitt, welcher an einer Vorderseite des Motors angetrieben ist; und einen Auslöseschalter, welcher eine Leistungszufuhr von einer Batterie an den Motor steuert, wobei der Motor, die Batterie und der Auslöseschalter derart angeordnet sind, dass sie sich in einer Schnittrichtung mit Bezug auf eine Vorder- und Rück-Richtung gegenseitig überlappen.

Description

Kreuzbezug auf zugehörige Anmeldung
Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität aus der japanischen Patentanmeldung No. 2012-104290 , eingereicht am 30. April 2012, wobei der Inhalt derer hier durch Inbezugnahme in diese Anmeldung einbezogen ist.
Technisches Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Leistungswerkzeug, welches eine Drehkraft überführt, welche von einem Motor ausgegeben wird, welcher Elektrizität verwendet, welche in einer Batterie als eine Energiequelle gespeichert ist, welche an ein Spitzenwerkzeug überführt wird, um somit einen derartigen Betrieb, wie beispielsweise ein Festziehen, Schneiden und Bohren, durchzuführen.
Hintergrund der Erfindung
Ein tragbares Leistungswerkzeug, genauer gesagt ein kabelloses Leistungswerkzeug, welches durch elektrische Energie anzutreiben ist, welche in einer Batterie gespeichert ist, wird weitverbreitet verwendet. Bei einem kabellosen Leistungswerkzeug ist, obwohl es erforderlich ist, eine vorbestimmte Betriebszeit und eine vorbestimmte Ausgabe sicherzustellen, eine Verkleinerung stark gewünscht. Beispielsweise offenbart die japanische Patentanmeldung-Offenlegungsschrift No. 2008-270007 (Patentdokument 1) ein sogenanntes pistolenartiges Leistungswerkzeug, bei welchem ein Motor und ein Leistungsübertragungsmechanismus innerhalb eines zylindrischen Körperabschnitts von einem Gehäuse koaxial angeordnet sind, und eine Batterie in einem Griffabschnitt untergebracht ist, welcher sich von der Rückseite des Körperabschnitts aus nach unten erstreckt. Bei einem herkömmlichen Leistungswerkzeug ist ein Kupplungsmechanismus, welcher der Leistungsübertragungsmechanismus ist, innerhalb des Körperabschnitts des Gehäuses untergebracht. Ein Motor, der Leistungsübertragungsmechanismus und eine Ausgabewelle sind auf der gleichen Axiallinie ausgerichtet, und eine Schaltplatine ist an der Rückseite des Motors angeordnet. Ebenso wird eine paketartige Batterie, welche vom Leistungswerkzeug entnehmbar ist, als eine Batterie verwendet, und ist die Batterie unterhalb des Griffabschnitts derart angebracht, dass sie sich von dort aus erstreckt.
Umriss der Erfindung
Wenn die paketartige Batterie, welche vom Leistungswerkzeug entnehmbar ist, wie in Patentdokument 1 offenbart verwendet wird, kann ein Leistungswerkzeug erzielt werden, welches dazu in der Lage ist, dass die Batterie einfach ersetzt wird und ein vorbestimmtes Festziehdrehmoment erlangt wird. Jedoch wird das schwere Batteriepaket unterhalb des Griffabschnittes angebracht. Daher war bei dem Leistungswerkzeug, dessen Verkleinerung angestrebt ist, eine weitere Leichtgewichtigkeit und weitere Verkleinerung erwünscht.
Es ist eine bevorzugte Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine weitere Verkleinerung und eine weitere Leichtgewichtigkeit bei einem Leistungswerkzeug zu erzielen.
Die Merkmale von typischen Erfindungen von den in der vorliegenden Anmeldung offenbarten Erfindungen werden kurz wie folgt beschrieben.
Gemäß einem Merkmal der vorliegenden Erfindung enthält ein Leistungswerkzeug: ein Gehäuse, welches einen Körperabschnitt, welcher einen Motor unterbringt, und einen Griffabschnitt, welcher sich vom Körperabschnitt aus nach unten erstreckt, hat; einen Ausgabeabschnitt, welcher an der Vorderseite des Motors angetrieben ist; und einen Auslöseschalter, welcher eine Leistungszufuhr von einer Batterie an den Motor steuert. In einer Schnittrichtung mit Bezug auf eine Vorder- und Rück-Richtung, sind der Motor, die Batterie und der Auslöseschalter derart angeordnet, dass sie sich gegenseitig überlappen. Daher ist eine Länge des Leistungswerkzeugs in der Vorder- und Rück-Richtung verkürzt. Beispielsweise sind die Batterie und der Auslöseschalter unmittelbar unterhalb des Motors im Inneren des Griffabschnitts derart angeordnet, dass sie in der Vorder- und Rück-Richtung ausgerichtet sind. In diesem Fall sind Längen des Leistungswerkzeugs in der Vorder- und Rück-Richtung und in der Schnittrichtung (Aufwärts- und Abwärts-Richtung) mit Bezug auf die Vorder- und Rück-Richtung verkürzt. In dem Gehäuse können ein zylindrischer Körperabschnitt und der Griffabschnitt derart angeordnet sein, dass sie in einer Seitenansicht in einer im Wesentlichen L-Form miteinander gekoppelt sind. In diesem Fall wird ein Leistungswerkzeug erzielt, welches einfach zu ergreifen ist und kompakt ist. Es ist ebenfalls bevorzugt, dass eine Länge des Gehäuses in der Vorder- und Rück-Richtung gleich oder kürzer als 150 mm ist, und dass eine Länge davon in der Aufwärts- und Abwärts-Richtung gleich oder kürzer als 90 mm ist. In diesem Fall wird ein Leistungswerkzeug erzielt, welches tragbar ist, indem es in eine Tasche von einer Arbeitsbekleidung gesetzt werden kann.
Gemäß einem weiteren Merkmal der vorliegenden Erfindung enthält der Ausgabeabschnitt: einen Geschwindigkeitsreduktions-Mechanismus, welcher eine Drehgeschwindigkeit des Motors reduziert; und eine Ausgabewelle, welche ein Spitzenwerkzeug hält und durch den Geschwindigkeitsreduktions-Mechanismus umdreht wird. In diesem Fall kann ein hohes Festziehdrehmoment ebenfalls durch einen Motor mit einer geringen Ausgabe erlangt werden. Die Batterie ist vorzugsweise eine Lithium-Ionen-Sekundärbatterie, welche einen Durchmesser von 14 mm und eine Länge von 50 mm hat, bei welcher eine durchgängige Entladung bei einem Stromwert gleich oder höher als 20 A ermöglicht wird. In diesem Fall wird ein Leistungswerkzeug erzielt, welches ein kleines Ausmaß haben kann und eine Hochleistungsarbeit aushält. Eine oder mehrere Lithium-Ionen-Sekundärbatterien sind vorzugsweise in dem Griffabschnitt untergebracht. In diesem Fall wird ein Leistungswerkzeug erzielt, dessen Außenerscheinung dünn ist, so dass es einfach zu handhaben ist, da unterhalb des Griffabschnitts kein vorragender Abschnitt zum Unterbringen der Batterien vorliegt. Wenn eine Drehwelle des Motors koaxial zur Ausgabewelle und in Serie hierzu angeordnet ist, wird ein kompaktes Leistungswerkzeug erzielt, bei welchem die Batterie wirksam unterhalb des Motors angeordnet ist, so dass eine Gesamthöhe unterdrückt wird. Wenn die Drehwelle des Motors parallel zur Ausgabewelle angeordnet ist, so dass eine Axiallinie davon zur Ausgabewelle versetzt ist, wird ein Leistungswerkzeug erzielt, bei welchem eine Vorder- und Rück-Länge des Körperabschnitts von dem Gehäuse kompakt (kurz) ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung sind ein Motor, eine Batterie und ein Auslöseschalter derart angeordnet, dass sie sich in einer Schnittrichtung mit Bezug auf eine Vorder- und Rück-Richtung gegenseitig überlappen, und ist daher zumindest eine Länge des Leistungswerkzeugs in der Vorder- und Rück-Richtung verkürzt.
Die zuvor genannte und weitere bevorzugte Aufgaben und neue Eigenschaften der vorliegenden Erfindung werden anhand von der Beschreibung der vorliegenden Beschreibung und der begleitenden Zeichnung offensichtlich werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
1 ist eine vertikale Schnittansicht, welche einen Innenaufbau eines Leistungswerkzeugs (ein Schlagschrauber 1) gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
2 ist eine vertikale Schnittansicht, welche einen Innenaufbau eines Leistungswerkzeugs (ein Schlagschrauber 101) gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
3 ist ein Schaubild zur Erläuterung einer Beziehung zwischen einem Batterie-Volumen und dem maximalen Drehmoment des Leistungswerkzeugs in der ersten und zweiten Ausführungsform;
4 ist eine vertikale Schnittansicht, welche einen Innenaufbau eines Leistungswerkzeugs (eine Bohrmaschine 201) gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt; und
5 ist ein Schaubild zur Erläuterung einer Beziehung zwischen einem Batterie-Volumen und dem maximalen Drehmoment des Leistungswerkzeugs in der dritten Ausführungsform.
Beschreibungen der bevorzugten Ausführungsformen
[Erste Ausführungsform]
Im Folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung basierend auf der Zeichnung beschrieben. Es ist zu erwähnen, dass, über die folgende Zeichnung hinweg, die gleichen Bauteile durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet sind, und dass die wiederholte Beschreibung davon ausgelassen werden wird. Ebenso sind in der vorliegenden Beschreibung eine vordere, hintere, aufwärtsgerichtete und abwärtsgerichtete Richtung als Richtungen erläutert, welche in der Zeichnung dargestellt sind. 1 ist ein Schaubild, welches einen Innenaufbau eines Schlagschraubers 1 als eine Ausführungsform von einem Leistungswerkzeug gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt.
Eine Leistungsversorgung des Schlagschraubers 1 ist eine wiederaufladbare Batterie 4, und eine Antriebsquelle dessen ist ein Motor 5. Bei dem Schlagschrauber 1 wird ein Schlagmechanismus 20 über einen Geschwindigkeitsreduktions-Mechanismus 10 derart angetrieben, dass eine Drehkraft und eine Schlagkraft an eine Ausgabewelle 31 angelegt werden. Indem die Drehkraft und die Schlagkraft an die Ausgabewelle 31 angelegt werden, wird eine Dreh-Schlagkraft durchgängig oder mit Unterbrechungen an ein derartiges Spitzenwerkzeug, wie beispielsweise ein Antriebs-Bit, nicht dargestellt, überführt, so dass eine Arbeit, wie beispielsweise ein Verschrauben, Verbolzen und Bohren, durchgeführt wird. In der vorliegenden Ausführungsform wird, um ein Ausmaß des Leistungswerkzeugs zu minimieren, eine Form des Gehäuses in einer Seitenansicht in einer im Wesentlichen L-Form ausgebildet. Eine Gesamtlänge (eine Vorder- und Rück-Länge) L1 des in 1 dargestellten Schlagschraubers 1 ist gleich oder kürzer als 100 mm, und eine Gesamthöhe H1 dessen ist gleich oder weniger als 100 mm. Die Gesamthöhe H1 beträgt vorzugsweise gleich oder weniger als 90 mm. Das Gehäuse ist aufgebaut aus: einem Gehäuse-Hauptkörper 2, welcher aus einem Polymer-Kunstharz, wie beispielsweise Kunststoff, erstellt ist; und einem Hammer-Gehäuse 3, welches derart angebracht ist, dass es vom Gehäuse-Hauptkörper 2 aus nach vorne vorragt und in einer Seitenansicht eine L-Form (oder eine Pistolentyp-Form) hat. Der Geschwindigkeitsreduktions-Mechanismus 10, der Schlagmechanismus 20 und weitere, welche als der Ausgabe-Abschnitt dienen, sind in einem Körper-Abschnitt untergebracht, welcher ein horizontaler Abschnitt des Gehäuses ist, und die Batterie 4 und ein Auslöseschalter 7 sind hauptsächlich in einem Griffabschnitt 2b untergebracht, welcher ein vertikaler Abschnitt davon ist.
Der Motor 5 ist ein Bürsten-Gleichstrommotor und wird durch elektrische Energie umdreht, welche von der Batterie 4 zugeführt wird. In der vorliegenden Ausführungsform ist eine Drehwelle 5a des Motors 5 derart innerhalb des Gehäuse-Hauptkörpers 2 angeordnet, dass sie nicht koaxial zu Drehachsen (Ausgabe-Drehachsen) des Schlagmechanismus 20 und der Ausgabewelle 31 steht, sondern von dort aus nach unten verschoben ist. Indem ein solcher Anordnungs-Modus des Motors 5 in Betracht gezogen wird, können ein zweites Antriebsrad 12 und ein drittes Antriebsrad 13 oberhalb eines ersten Antriebsrades 11 angeordnet werden, welches auf der Drehwelle 5a bereitgestellt ist. Ebenso kann durch ein geeignetes Einstellen der Anzahl von Ritzeln des ersten Antriebsrades 11, des zweiten Antriebsrades 12 und des dritten Antriebsrades 13, ein Geschwindigkeitsreduktions-Mechanismus erzielt werden, welcher eine Antriebswelle 14 derart umdreht, dass die Drehzahl des Motors 5 reduziert wird, wobei sie bei einem vorbestimmten Geschwindigkeitsreduktions-Verhältnis reduziert wird. Zu diesem Zeitpunkt wird die Antriebswelle 14 durch zwei Lager 15 und 16 an der Vorderseite und Rückseite des dritten Antriebsrades 13 gelagert. Beide Lager 15 und 16 sind durch einen festen Abschnitt (ein einstückig gegossener Kunstharzabschnitt) gehalten, welcher an einer Innenwand des Gehäuse-Hauptkörpers 2 ausgebildet ist. Das Lager 15 ist jedoch an einer Position angeordnet, welche sich nicht mit einem zylindrischen Abschnitt des Motors 5 stört, und daher können der Motor 5 und der Geschwindigkeitsreduktions-Mechanismus innerhalb des Gehäuse-Hauptkörpers 2 mit kleinem Ausmaß wirksam angeordnet werden, und kann ebenso eine Festigkeit des Dreh-Antriebssystems verbessert werden. Ferner sind die Ausgabewelle 31 und die Drehwelle 5a des Motors 5 derart angeordnet, dass sie nicht zueinander in Abfolge stehen, sondern dass sie in der Aufwärts- und Abwärts-Richtung stehen. Das heißt, dass die Ausgabewelle 31 und die Drehwelle 5a des Motors 5 derart angeordnet sind, dass sie zueinander nicht in Abfolge, sondern zueinander parallel stehen. Daher kann, sogar innerhalb eines beschränkten Gehäuse-Ausmaßes, ein Raum für die Lager 15 und 16 ausreichend sichergestellt werden. Somit kann ein Kugellager, welches einen relativ großen Außendurchmesser hat, verwendet werden, und kann eine Festigkeit der Ausgabe-Drehachse ausreichend erhöht werden.
Ein Vorwärts-/Rückwärts-Umschalter 8 zum Umschalten einer Drehrichtung des Motors 5 ist oberhalb des Motors 5 und an der Rückseite des Lagers 15 bereitgestellt. Durch ein Bedienen des Vorwärts-/Rückwärts-Umschalters 8 wird die Drehrichtung des Motors 5 zwischen einer Vorwärts-Drehrichtung (eine Richtung zum Festziehen von einer Schraube oder einem Bolzen) und einer Rückwärts-Drehrichtung (eine Richtung zum Lösen der Schraube oder des Bolzens) umgeschaltet. Es ist zu erwähnen, dass der Vorwärts-/Rückwärts-Umschalter 8 vorzugsweise ein Drei-Kontakt-Umschalter ist, welcher, zusätzlich zu einer Vorwärts-Drehposition und einer Rückwärts-Drehposition, eine Verriegelungsposition (eine Position, bei der sich der Motor 5 sogar dann nicht umdreht, wenn ein Auslöser 6 gedrückt wird) hat.
Die Batterie 4, der Auslöseschalter 7, der Auslöser 6 und eine Schaltplatine 9 sind im Gehäuse-Hauptkörper 2, das heißt im Griffabschnitt 2b, in einem unteren Abschnitt des Motors 5 untergebracht. Im Inneren des Griffabschnitts 2b, unmittelbar unterhalb des Motors 5, sind die Batterie 4 und der Auslöseschalter 7, welcher eine Leistungszufuhr von der Batterie 4 an den Motor 5 steuert, derart angeordnet, dass sie in der Vorder- und Rück-Richtung ausgerichtet sind. Die Batterie 4 ist beispielsweise eine 14500-Größe Lithium-Ionen-Batterie, bei welcher eine durchgängige Entladung bei einem Stromwert gleich oder größer als 20 A zugelassen ist. In der vorliegenden Ausführungsform sind zwei Lithium-Ionen-Batterien derart untergebracht, dass sie in einer Seitenrichtung (eine Rechts- und Links-Richtung) parallel zueinander ausgerichtet sind, und eine Nennspannung der Serienverbindung beträgt 7,2 V. In 4 erscheint, da die Batterien 4, welche parallel angeordnet sind, von einer unmittelbaren Seitenposition aus betrachtet werden, lediglich eine Batterie 4. Die 14500-Größe Batterie 4 hat eine Batterielänge B von ungefähr 50 mm, welche ausreichend kürzer ist als eine Länge „G1 = 70 mm” des Griffabschnitts 2b, welcher durch einen Arbeiter ergriffen wird. Daher wird, sogar wenn ein Raum im Inneren des Griffabschnitts 2b des Gehäuse-Hauptkörpers 2 durch ein Versetzen des Motors 5 nach unten mit Bezug auf die Ausgabe-Drehachse verkleinert wird, der ausreichende Raum zum Unterbringen der Batterien 4 sichergestellt. Es ist zu erwähnen, dass die Anzahl von zu verwendenden Batterien 4 eine jegliche Anzahl ist, und dass eine bis vier Batterien gemäß einem notwendigen Festziehdrehmoment von der Ausgabewelle 31, einer Arbeits-Zeitdauer oder Weiterem angeordnet werden können. Ebenso kann die Verbindung der Batterien 4 nicht nur die Serien-Verbindung sondern ebenso eine Parallel-Verbindung oder eine Kombinations-Verbindung aus der Serien-Verbindung und der Parallel-Verbindung sein.
Der Auslöseschalter 7 ist ein Begrenzungs-Schalter mit einem Hebel 7a. Wenn der Auslöser 6 durch den Arbeiter gedrückt wird, wird der Hebel 7a gedrückt, um einen Druckstempel 7b zu bewegen, so dass der Auslöseschalter in einen EIN-Zustand überführt wird. Es ist zu erwähnen, dass der Auslöseschalter 7 in der vorliegenden Ausführungsform ein zweistufiger Geschwindigkeits-Änderungsschalter ist, welcher zwischen dem EIN-Zustand und einem AUS-Zustand umschaltbar ist. Es kann jedoch ein variabler Schalter verwendet werden, welcher stufenlos eine Geschwindigkeit mit der Drehzahl des Motors 5 ändern kann, oder ein Schalter mit geringem Ausmaß verwendet werden, welcher eine andere Form hat. Zwischen dem Auslöseschalter 7 und der Batterie 4 ist die Schaltplatine 9 in der vertikalen Richtung angeordnet. Die Schaltplatine 9 hat eine darauf angebrachte Steuerschaltung, welche die Batterie 4, welche die Leistung an den Motor 5 zuführt, überwacht, und die Leistungszufuhr an den Motor 5 unterbricht, falls eine Temperatur-Anomalie, Überladung oder Weiteres auftritt.
Eine hexagonale Welle 14a, deren Querschnittsform hexagonal ist, ist an einem Vorderende der Antriebswelle 14 bereitgestellt, und ist in ein hexagonales Loch 21a eingepasst, welches an einem Rückende von einer Spindel 21 bereitgestellt ist. Durch einen solchen Verbindungszustand wird die Drehkraft des Motors 5 derart an die Spindel 21 überführt, dass die Spindel 21 bei einer vorbestimmten Geschwindigkeit umdreht wird. Die Spindel 21 und ein Hammer 26 sind miteinander über ein Kurvengetriebe (engl.: cam mechanism) gekoppelt. Dieses Kurvengetriebe ist aufgebaut aus: einer V-förmigen Spindel-Nockennut, welche an einer Außenumfangsfläche von der Spindel 21 ausgebildet ist; einer Hammer-Nockennut, welche an einer Innenumfangsfläche des Hammers 26 ausgebildet ist; und einer Kugel 27, welche zwischen diesen Nockennuten angeordnet ist.
Der Hammer 26 wird durch eine Feder 23 stets nach vorne gezwängt, und ist, aufgrund einer Ineingriffnahme von der Kugel 27 mit der Kurvennut, in einem stationären Zustand an einer Position, welche von einer Endfläche von einem Amboss 28 beabstandet ist. Ein hinterer Abschnitt von der Feder 23 ist durch ein Drückerelement 22 gelagert, und ein vorderer Abschnitt davon ist durch eine Distanzscheibe 24 gelagert. Ein O-Ring 25 ist zwischen einer vorderen Seite von der Distanzscheibe 24 und dem Hammer 26 zwischengesetzt, so dass eine Vibration, welche beim Schlagen an das Leistungswerkzeug überführt wird, reduziert wird. An zwei Positionen auf einer Drehebene, an welcher sich der Hammer 26 und der Amboss 28 zueinander gegenüberliegen, sind jeweils konvexe Abschnitte, welche nicht dargestellt sind, symmetrisch ausgebildet. An einem distalen Ende (ein vorderes Ende) von der Ausgabewelle 31 ist ein One-Touch-Befestigungsabschnitt 30 bereitgestellt. Der Befestigungsabschnitt 30 umfasst: die Ausgabewelle 31, welche mit einem hexagonalen Loch 31a bereitgestellt ist, dessen Querschnittsfläche hexagonal ist; eine Kugel 32, welche innerhalb des hexagonalen Lochs 31a in einer radialen Richtung bewegbar ist; und eine Hülse 33, welche eine Außenumfangsseite von der Kugel 32 drückt. Die Hülse 33 ist entlang einer Axialrichtung von der Ausgabewelle 31 nach vorne und nach hinten bewegbar, hat einen vorstehenden Abschnitt, welcher daran ausgebildet ist, welcher eine auswärtsgerichtete Bewegung von der Kugel 32 in der Radialrichtung reguliert, und ist durch eine Feder 34 in der Axialrichtung nach hinten gezwängt. Eine Distanzscheibe 35 ist an einer Vorderseite von der Feder 34 eingesetzt, und die Distanzscheibe 35 ist durch einen Haltering (eine C-förmige Distanzscheibe) 36, welcher in einer ringförmigen Nut, welche an der Ausgabewelle bereitgestellt ist, eingepasst ist, fixiert. Durch einen solchen Aufbau kann das Spitzenwerkzeug in das hexagonale Loch 31a von der Ausgabewelle 31 eingesetzt oder daraus herausgezogen werden, wenn die Hülse 33 in der Axialrichtung nach vorne gezogen wird.
Wenn die Spindel 21 zur Umdrehung angetrieben wird, wird die Umdrehung über das Kurvengetriebe an den Hammer 26 überführt, und gelangt ein konvexer Abschnitt des Hammers 26 mit einem konvexen Abschnitt von dem Amboss 28 in Eingriff, bevor der Hammer 26 um eine halbe Umdrehung gedreht wird, um somit den Amboss 28 zu umdrehen. Wenn die relative Umdrehung zwischen der Spindel 21 und dem Hammer 26 durch eine Ineingriffnahme-Reaktionskraft, welche zu diesem Zeitpunkt erlangt ist, hervorgerufen wird, beginnt der Hammer 26 sich seitens des Motors 5 zurückzuziehen, während die Feder 23 entlang der Spindel-Kurvennut des Kurvengetriebes gedrückt wird.
Zusätzlich wird der konvexe Abschnitt des Hammers 26 über den konvexen Abschnitt von dem Amboss 28 überlagert, und zwar durch die Rückzugsbewegung des Hammers 26, um somit die Ineingriffnahme dazwischen freizugeben, wobei der Hammer 26 durch die Zwängkraft von der Feder 23 nach vorne bewegt wird, um somit schnell nach vorne und in die Drehrichtung beschleunigt zu werden, und zwar durch eine elastische Energie, welche in der Feder 23 gespeichert ist, und eine Wirkung des Kurvengetriebes, zusätzlich zu der Drehkraft von der Spindel 21, und gelangt der konvexe Abschnitt davon abermals mit dem konvexen Abschnitt von dem Amboss 28 in Eingriff, um somit einstückig hiermit umdreht zu werden. Zu diesem Zeitpunkt wird eine starke Dreh-Schlagkraft an den Amboss 28 angelegt, und wird daher die Dreh-Schlagkraft an ein festzuziehendes Element, wie beispielsweise eine Schraube, über das Spitzenwerkzeug, welches an der Ausgabewelle 31 angebracht ist, welche einstückig mit dem Amboss 28 ausgebildet ist, nicht dargestellt, überführt. Im Folgenden werden ähnliche Betriebe wiederholt, so dass die Dreh-Schlagkraft periodisch und wiederholend von dem Spitzenwerkzeug an das festzuziehende Element überführt wird.
Die Ausgabewelle 31 ist derart gelagert, dass sie durch ein Metallstück (Gleitlager) 29, welches an einer Innenumfangsfläche vom Hammergehäuse 3 angeordnet ist, umdreht wird. Der Gehäuse-Hauptkörper 2 ist derart hergestellt, dass er auf einer vertikalen Ebene, welche durch die Ausgabe-Drehachse durchläuft, in der Rechts- und Links-Richtung trennbar ist. Das Hammergehäuse 3, welches die im Wesentlichen zylindrische Form hat, ist durch einen jenen Zustand fixiert, bei welchem eine Rippe 3a, welche an einem hinteren Ende des Hammergehäuses ausgebildet ist, in einen Nutabschnitt 2c eingesetzt wird, welcher an einem Innenumfangsabschnitt des Gehäuse-Hauptkörpers 2 in einer Umfangsrichtung durchgängig ausgebildet ist. 1 stellt einen Zustand von einem linken Gehäuse des Gehäuse-Hauptkörpers 2 dar, und es sind mehrere Schrauben-Ansatzstücke 19 in dem Gehäuse-Hauptkörper 2 ausgebildet. Ein rechtes Gehäuse (nicht dargestellt) des Gehäuse-Hauptkörpers 2, welches paarweise zu dem linken Gehäuse des Gehäuse-Hauptkörpers ausgebildet ist, hat daran ausgebildete Schraubenlöcher und wird durch mehrere Schrauben, nicht dargestellt, fixiert.
Bei dem kabellosen Schlagschrauber 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann ein Leistungswerkzeug (ein Schlagschrauber) erzielt werden, welches keine Abnahme in einem Festzieh-Drehmomentwert durch die Ausgabewelle 31 hat, bei welchem jedoch eine wesentliche Verkleinerung und Leichtgewichtigkeit erzielt wird. Auf diese Art und Weise ist das Leistungswerkzeug einfach zu tragen und erleichtert es wesentlich eine Arbeit an engen Stellen.
[Zweite Ausführungsform]
Als Nächstes wird eine zweite Ausführungsform unter Bezugnahme auf 2 erläutert. Bei einem Schlagschrauber 101 gemäß der zweiten Ausführungsform wird ein Schlagmechanismus 20 verwendet, welcher grundsätzlich ähnlich dem Schlagmechanismus 20 des Schlagbohrers 1 gemäß der ersten Ausführungsform ist. Ebenso ist eine Form eines Hammergehäuses 3, wie in 2 dargestellt, gleich jener des Hammergehäuses 3, wie in 1 dargestellt. Jedoch unterscheidet sich eine Position, an welcher der Motor 5 untergebracht ist, derart, dass der Motor 5 koaxial zur Ausgabewelle 31 angeordnet ist, so dass die Drehwelle 5a und die Ausgabewelle 31 in Abfolge zueinander angeordnet sind. Daher unterscheidet sich die Form des Gehäuse-Hauptkörpers 102 leicht. Begründet durch die Tatsache, dass die Form in der Seitenansicht die im Wesentlichen L-Form ist, welche grundsätzlich gleich jener der ersten Ausführungsform ist, ist ein Geschwindigkeitsreduktions-Mechanismus 110 gleich einem Geschwindigkeitsreduktions-Mechanismus vom Typ eines Planetengetriebes, welcher umfasst: eine Mehrzahl von Planetenrädern 112, welche um ein Ritzel 111 umlaufen, welches an der Drehwelle 5a des Motors 5 angebracht ist; und einen Zahnkranz 113, welcher an einer Außenumfangsseite von jedem der Planetenräder 112 bereitgestellt ist. Dieser Geschwindigkeitsreduktions-Mechanismus 110 ist als eine Stufenänderung bei einer Geschwindigkeit in der Axialrichtung konfiguriert, und daher kann die Länge des Geschwindigkeitsreduktions-Mechanismus 110 in der Axialrichtung verkürzt werden. Ein Aufbau von der Spindel 121, welche den Hammer 26 über die Kugel 27 hält, unterscheidet sich von jenem der ersten Ausführungsform lediglich in einem hinteren Endabschnitt. Der hintere Endabschnitt von der Spindel 121 wirkt als ein Planetenträger, welcher einen Stift 114 schwenkbar lagert, welcher als eine Drehachse von jedem von drei Planetenrädern 112 dient.
Unterhalb des Motors 5 des Gehäuse-Hauptkörpers 102 ist ein Griffabschnitt 102b ausgebildet, mit welchem der Arbeiter den Schlagschrauber 101 hält. In einem Innenraum des Griffabschnitts sind die Batterie 4 und eine Schaltplatine 109 untergebracht. Ebenso ist in einer Öffnung, welche an der Vorderseite des Griffabschnitts 102b ausgebildet ist, ein Auslöser 106 bereitgestellt, welcher von der Öffnung aus nach vorne vorragt und über eine Schwenkwelle 106a bei lediglich einem vorbestimmten Winkel umdrehbar ist. Innerhalb des Auslösers 106 ist ein Druckstück 106b ausgebildet. Wenn der Auslöser 106 gedrückt wird, wird ein Schalter 107, welcher an der Schaltplatine 109 angebracht ist, durch das Druckstück 106b gedrückt, so dass der Schalter 107 eingeschaltet wird.
Bei dem Schlagschrauber 101 der zweiten Ausführungsform ist der Motor 5 koaxial zur Ausgabe-Drehwelle angeordnet, und sind die Drehwelle 105a und die Ausgabe-Drehwelle zueinander in Abfolge angeordnet. Daher ist eine Gesamtlänge 12 des Schlagschraubers 101, wie in 2 dargestellt, etwas länger als die Gesamtlänge L1 des in 1 dargestellten Schlagschraubers 1. Jedoch ist eine Gesamthöhe H2 davon, wie in 2 dargestellt, geringer als die Gesamthöhe H1 davon, wie in 1 dargestellt. Daher kann ein Leistungswerkzeug (ein Schlagschrauber) erzielt werden, welches eine wesentliche Verkleinerung und Leichtgewichtigkeit erzielt.
Als Nächstes wird eine Relation zwischen dem Batterievolumen und dem maximalen Drehmoment des Leistungswerkzeugs in sowohl der ersten als auch der zweiten Ausführungsform unter Bezugnahme auf 3 erläutert. In einem in 3 dargestellten Kurvenverlauf sind drei Leistungswerkzeuge (Produkt A bis Produkt C), welche jeweils eine herkömmliche 18650-Größe Batterie verwenden, aufgetragen. Da das Batterie-Volumen pro einer 18650-Größe Batterie ungefähr 16,5 cm³ beträgt, beträgt das Batterie-Volumen von drei Batterien gleich 50,5 cm³, und ist daher das maximale Drehmoment eines mit drei Batterien spezifizierten Leistungswerkzeugs in einer herkömmlichen Technik in der Zeichnung durch eine Nummer „271” angezeigt. Ähnlich beträgt das Batterie-Volumen von acht Batterien gleich 132,2 cm³, und ist daher das maximale Drehmoment von einem mit acht Batterien spezifizierten Leistungswerkzeugs in einer herkömmlichen Technik in der Zeichnung durch eine Nummer „272” angezeigt. Ähnlich beträgt das Batterie-Volumen von zehn Batterien ungefähr 165 cm³, und ist daher das maximale Drehmoment von einem mit zehn Batterien spezifizierten Leistungswerkzeugs in einer herkömmlichen Technik in der Zeichnung durch eine Nummer „273” angezeigt. Es wird versucht, die 14500-Größe Batterie als die herkömmlich verwendete Batterie anstelle der 18650-Größe Batterie zu verwenden und das äquivalente maximale Drehmoment zu erzielen, indem der Geschwindigkeitsreduktions-Mechanismus, ein Motortyp und Weiteres verbessert werden. Demgemäß beträgt das Batterie-Volumen pro einer 14500-Größe Batterie ungefähr 7,7 cm³, und ist daher in einem Volumenverhältnis halb so groß oder kleiner als jenes bei der herkömmlichen 18650-Größe Batterie. Daher werden die Batterievolumina in der Zeichnung von 271 auf 281, von 272 auf 282 und von 273 auf 283 geändert. Wie zuvor beschrieben, kann, wenn eine Batterieausgabe (Stromwert) äquivalent zu jener von der herkömmlichen Vorrichtung unter Verwendung der 14500-Größe Lithium-Ionen-Batterie erzielt werden kann, lediglich die Größe des Leistungswerkzeugs verringert werden, ohne dass die Ausgabe des Leistungswerkzeugs geändert wird, und kann daher die Beziehung zwischen dem Batterie-Volumen und dem maximalen Drehmoment beispielsweise derart eingestellt werden, dass sie oberhalb von einer geraden Linie 290 positioniert ist.
[Dritte Ausführungsform]
Als Nächstes wird eine dritte Ausführungsform unter Bezugnahme auf 4 erläutert. Im Unterschied zu den Leistungswerkzeugen gemäß der ersten und zweiten Ausführungsform ist ein Leistungswerkzeug gemäß der dritten Ausführungsform eine Bohrmaschine 201, welche einen Kupplungsmechanismus (eine elektronische Kupplung) anstelle des Schlagmechanismus enthält. Die in 4 dargestellte Bohrmaschine 201 umfasst ein Gehäuse, welches in einer Seitenansicht eine im Wesentlichen L-Form (oder eine Pistolentyp-Form) hat. Das Gehäuse umfasst: einen Gehäuse-Hauptkörper 202, welcher aus einem Polymer-Kunstharz, wie beispielsweise Kunststoff, erstellt ist; und ein Hammergehäuse 3, welches eine Kappenform hat, welches derart angebracht ist, dass es von einem Körperabschnitt 202a des Gehäuse-Hauptkörpers 202 aus nach vorne vorragt. Bei der Bohrmaschine 201 ist kein mechanischer Kupplungsmechanismus, sondern ein elektronischer Kupplungsmechanismus zwischen dem Geschwindigkeitsreduktions-Mechanismus 110 und dem Befestigungsabschnitt 30 bereitgestellt. Der elektronische Kupplungsmechanismus erfasst eine Größe von einer Reaktionskraft (ein Drehmomentwert), welche durch ein Festziehelement hervorgerufen wird und an eine Spindel 221 angelegt wird, unter Verwendung eines Stromwertes, welcher durch einen Motor 205 fließt, und beendet eine Stromzufuhr an den Motor 205, wenn der Drehmomentwert einen vorbestimmten Drehmomentwert übersteigt, um somit die Umdrehung des Motors 205 zu beenden. Auf diese Art und Weise ist der Vorderseiten-Aufbau des Geschwindigkeitsreduktions-Mechanismus 110 vom Typ eines Planetengetriebes aufgrund der Adaption des elektronischen Kupplungsmechanismus vereinfacht, und kann daher eine Form eines Spindelgehäuses 203, welches durch einstückiges Gießen eines Metalls, wie beispielsweise eine Aluminiumlegierung, hergestellt ist, ebenso verkleinert werden.
Ferner gibt es kein mechanisches Element für den Kupplungsmechanismus, welches an einer Außenumfangsseite von einer Ausgabewelle 231 bereitgestellt ist, und kann daher die Ausgabewelle 231 unter Verwendung eines Kugellagers 216 mit einem großen Ausmaß schwenkbar gelagert werden.
Unterhalb des Motors 5 des Gehäuse-Hauptkörpers 202 ist ein Griffabschnitt 202b, mit welchem der Arbeiter die Bohrmaschine 201 hält, ausgebildet. In einem Innenraum des Griffabschnitts sind die Batterie 4 und die Schaltplatine 109, welche grundsätzlich die gleichen Bauteile wie jene der zweiten Ausführungsform sind, untergebracht. Ebenso ist in einer Öffnung, welche an der Vorderseite des Griffabschnitts 202b ausgebildet ist, der Auslöser 106, welcher von der Öffnung aus nach vorne vorragt und lediglich um einen vorbestimmten Winkel um die Schwenkwelle 106a umdrehbar ist, bereitgestellt. Innerhalb des Auslösers 106 ist das Druckstück 106b ausgebildet. Wenn der Auslöser 106 gedrückt wird, drückt das Druckstück 106b den Schalter 107, welcher an der Schaltplatine 109 angebracht ist, so dass der Schalter 107 eingeschaltet wird. Es ist zu erwähnen, dass auf der Schaltplatine 109 von der vorliegenden Ausführungsform eine elektronische Schaltung, welche mit einer Funktion bereitgestellt ist, welche als ein elektronischer Kupplungssteuerabschnitt dient, wobei sie jedoch nicht dargestellt ist, angebracht ist. Der elektronische Kupplungssteuerabschnitt kann unter Verwendung einer vorbekannten Technik erzielt werden, und überwacht einen Wert eines Stroms, welcher beim Drehantrieb von der Batterie 4 an den Motor 5 fließt, bestimmt, dass das Drehmoment einen vorbestimmten Wert erreicht, wenn der Wert des Stroms, welcher durch den Motor 5 fließt, auf bis zu einem vorbestimmten Wert erhöht ist, und zwar durch die Zunahme der Reaktionskraft von dem Festziehelement zu der Ausgabewelle 231, und unterbricht den Strom, welcher an den Motor 5 zugeführt wird, sogar in jenem Zustand, bei welchem der Auslöser 106 gedrückt ist, so dass die Umdrehung des Motors 5 beendet wird. Nachdem die Umdrehung des Motors 5 beendet ist, führt der Arbeiter den gedrückten Auslöser 106 zu einem ursprünglichen Zustand zurück, so dass die Arbeit zum Festziehen beendet ist. Nachdem der Kupplungsmechanismus dazu wirkt, um die Umdrehung des Motors 5 zu beenden, gibt der Arbeiter das Festhalten des Auslösers 106 einmalig frei, um ihn in den ursprünglichen Zustand zurückzuführen, so dass eine nächste Arbeit zum Festziehen durchgeführt werden kann. Der vorbestimmte Wert des Stromwerts kann durch eine nicht dargestellte Taste oder Weiteres beliebig erhöht und verringert werden, so dass das Festziehdrehmoment fein eingestellt werden kann.
Wie zuvor beschrieben, kann in der vorliegenden Ausführungsform die Größe der Bohrmaschine minimiert werden, und kann die Form des Gehäuses in der Seitenansicht die im Wesentlichen L-Form haben, so dass eine Gesamtlänge (Vorder- zu Rück-Länge) L3 gleich oder kürzer als 120 mm ist und eine Gesamthöhe H3 gleich oder geringer als 90 mm ist. Ebenso kann eine Höhe G3 des Griffabschnitts 202b innerhalb im Wesentlichen der gleichen Länge wie eine Länge B von der Batterie 4 sein, und kann daher eine besonders kompakte und leichtgewichtige Bohrmaschine erzielt werden.
Als Nächstes wird eine Beziehung zwischen dem Batterie-Volumen und dem maximalen Drehmoment im Leistungswerkzeug (Bohrmaschine) 201 unter Bezugnahme auf 5 erläutert. Wenn die herkömmliche 18650-Größe Batterie verwendet wird, beträgt das Batterie-Volumen pro einer Batterie ungefähr 16,5 cm³, und daher beträgt ein durch eine Batterie spezifiziertes Batterie-Volumen ungefähr 16,5 cm³, beträgt das durch zwei Batterien spezifizierte Batterie-Volumen ungefähr 33,0 cm³, beträgt das durch drei Batterien spezifizierte Batterie-Volumen ungefähr 50,5 cm³, beträgt das durch acht Batterien spezifizierte Batterie-Volumen ungefähr 132,2 cm³, und beträgt das durch zehn Batterien spezifizierte Batterie-Volumen ungefähr 165 cm³. Wenn nicht die 18650-Größe Batterie, sondern die 14500-Größe Batterie als diese Batterie verwendet wird, ist das Batterie-Volumen pro einer Batterie in einem Volumenverhältnis halb so groß oder kleiner, da es von ungefähr 16,5 cm ³ auf ungefähr 7,7 cm³ abnimmt. Daher kann, wenn eine Batterieausgabe (Stromwert) äquivalent zu jener der herkömmlichen Vorrichtung unter Verwendung der 14500-Größe Lithium-Ionen-Batterie erzielt werden kann, lediglich die Größe des Werkzeugs verringert werden, wobei die Ausgabe des Leistungswerkzeugs beibehalten wird. In 5 ist das maximale Drehmoment eines Leistungswerkzeugs, welches drei der herkömmlichen 18650-Größe Batterien verwendet, in der Zeichnung durch eine Nummer „371” angezeigt. Ähnlich ist das maximale Drehmoment eines Leistungswerkzeugs, welches acht Batterien verwendet, in der Zeichnung durch eine Nummer „372” angezeigt, und ist das maximale Drehmoment eines Leistungswerkzeugs, welches zehn Batterien verwendet, in der Zeichnung durch eine Nummer „373” angezeigt. Hier werden, wenn versucht wird, die 14500-Größe Batterie anstelle der 18650-Größe Batterie als die Batterie zu verwenden, und das äquivalente maximale Drehmoment zu erzielen, indem der Geschwindigkeitsreduktions-Mechanismus, ein Motortyp und Weiteres verbessert werden, die Batterievolumina in der Zeichnung von 371 auf 381, von 372 auf 382 und von 373 auf 383 geändert. Wie zuvor beschrieben, kann, wenn die Batterieausgabe (Stromwert) äquivalent zu jener der herkömmlichen Vorrichtung unter Verwendung der 14500-Größe Lithium-Ionen-Batterie erzielt werden kann, lediglich die Größe des Werkzeugs verringert werden, ohne dass die Ausgabe des Leistungswerkzeugs geändert wird, und kann daher die Beziehung zwischen dem Batterie-Volumen und dem maximalen Drehmoment beispielsweise derart eingestellt werden, dass sie oberhalb von einer geraden Linie 390 positioniert ist.
Im Vorhergehenden wurde die vorliegende Erfindung basierend auf den Ausführungsformen konkret beschrieben. Es erübrigt sich jedoch, zu erwähnen, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die vorhergehenden Ausführungsformen beschränkt ist, und dass verschiedene Änderungen innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden können. Beispielsweise wurden in den Ausführungsformen die Beispiele zum Anwenden der vorliegenden Erfindung bei einem Schlagschrauber und einer Bohrmaschine als das Leistungswerkzeug erläutert. Die vorliegende Erfindung kann jedoch nicht nur bei dem Schlagschrauber, sondern ebenso bei einem Leistungswerkzeug von einem jeglichen Modus unter Verwendung von einer 14500-Größe Batterie als eine Antriebsquelle angewendet werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2012-104290 [0001]
JP 2008-270007 [0003]

Claims

Leistungswerkzeug, welches enthält: ein Gehäuse, welches einen Körperabschnitt, welcher einen Motor unterbringt, und einen Griffabschnitt, welcher sich vom Körperabschnitt aus nach unten erstreckt, umfasst; einen Ausgabeabschnitt, welcher an einer Vorderseite des Motors angetrieben ist; und einen Auslöseschalter, welcher eine Leistungszufuhr von einer Batterie an den Motor steuert, wobei der Motor, die Batterie und der Auslöseschalter derart angeordnet sind, dass sie sich in einer Schnittrichtung mit Bezug auf eine Vorder- und Rück-Richtung gegenseitig überlappen.
Leistungswerkzeug nach Anspruch 1, bei welchem die Batterie und der Auslöseschalter im Inneren des Griffabschnitts unmittelbar unterhalb des Motors derart angeordnet sind, dass sie in der Vorder- und Rück-Richtung ausgerichtet sind.
Leistungswerkzeug nach Anspruch 1, bei welchem das Gehäuse aus einem zylindrischen Körperabschnitt und einem Griffabschnitt ausgebildet ist, welche derart angeordnet sind, dass sie in einer Seitenansicht in einer im Wesentlichen L-Form miteinander gekoppelt sind.
Leistungswerkzeug nach Anspruch 1, bei welchem eine Länge des Gehäuses in der Vorder- und Rück-Richtung gleich oder kürzer als 150 mm ist, und eine Länge davon in einer Aufwärts- und Abwärts-Richtung gleich oder kürzer als 90 mm ist.
Leistungswerkzeug nach Anspruch 4, bei welchem der Ausgabeabschnitt umfasst: einen Geschwindigkeitsreduktions-Mechanismus, welcher eine Drehgeschwindigkeit des Motors reduziert; und eine Ausgabewelle, welche ein Spitzenwerkzeug hält und durch den Geschwindigkeitsreduktions-Mechanismus gedreht wird.
Leistungswerkzeug nach Anspruch 1, bei welchem die Batterie eine Lithium-Ionen-Sekundär-Batterie ist, bei welcher eine durchgängige Entladung bei einem Stromwert gleich oder höher als 20 A zugelassen ist, und welche einen Durchmesser von 14 mm und eine Länge von 50 mm hat.
Leistungswerkzeug nach Anspruch 6, bei welchem eine oder mehrere der Lithium-Ionen-Sekundär-Batterien in dem Griffabschnitt untergebracht sind.
Leistungswerkzeug nach Anspruch 7, bei welchem eine Drehwelle des Motors koaxial zu einer Ausgabewelle des Ausgabeabschnitts und in Serie hierzu angeordnet ist.
Leistungswerkzeug nach Anspruch 7, bei welchem eine Drehwelle des Motors derart parallel zur Ausgabewelle angeordnet ist, dass eine Achsenlinie davon von einer Ausgabewelle des Ausgabeabschnitts verschoben ist.