JP2013202694A - 動力工具 - Google Patents

Abstract

【課題】動力工具の大型化や耐久性の低下を招くことなく、減速機構や伝達機構が収容されているケース内の圧力上昇を効果的に抑制する。
【解決手段】電動モータ３０の出力を減速させる減速機構３１と、減速機構３１の出力を先端工具に伝達する打撃機構３２とを有し、減速機構３１および打撃機構３２がケース３３に収容され、ケース３３がハウジング２に接続されている動力工具であって、ケース３３の開口部を覆うインナカバー７０と、減速機構３１を構成するリングギヤ５１と、軸受４２により回転自在に支持されたスピンドル４１と、インナカバー７０とリングギヤ５１の間であって、かつ、軸受４２の周囲に設けられ、グリースを溜めることが可能な空間と、を有し、インナカバー７０に、前記空間を介してケース３３の内外に連通する貫通穴７４が形成されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、電動モータや空気圧モータなどの駆動源によって先端工具が駆動される動力工具に関する。

電動モータや空気圧モータなどの駆動源によって先端工具が駆動される動力工具の一例として、インパクトドライバやインパクトレンチなどがある。インパクトドライバやインパクトレンチには、先端工具としてのドライバビットやソケットが装着される。インパクトドライバやインパクトレンチに装着される先端工具は回転駆動されるとともに、打撃力（インパクト）が与えられる。

上記のような動力工具は、駆動源と、駆動源の回転を減速させる減速機構と、減速機構の出力を先端工具に伝達する伝達機構と、これらを収容するハウジングとを有する。ハウジングは、作業者によって把持されるハンドル部とハンドル部の一端に一体成形された胴体部とを有し、駆動源、減速機構および伝達機構は胴体部に収容される。より具体的には、駆動源は胴体部の内部空間の一端側に収容されており、減速機構および伝達機構は胴体部の内部空間の他端側に収容されたケース内に収容されている。

上記のような構造を有する動力工具では、減速機構や伝達機構がその動作中に発する熱によってケース内の空気が膨張してケース内圧が上昇する。すると、減速機構や伝達機構を潤滑するためにケース内に封入されているグリースがケースから漏洩するという問題があった。

そこで、特許文献１には、ケースとハウジングとの間にラビリンス状の空気逃がし通路を形成し、ケースの内部空間を大気に連通させた電動工具が記載されている。

特許文献２には、ギヤハウジングにグリースの漏れを防止するための圧力調整機構が設けられたハンマドリルが記載されている。

特許文献３には、グリースの漏れを防止するために、ハンマケースに貫通孔が設けられたインパクト工具が記載されている。

特開２００８−６２３４２号公報 特開２０１１−１３１３５８号公報 特開２００９−１７８８０３号公報

特許文献１に記載されている空気逃がし通路はラビリンス状であるため流れ抵抗が大きい。特許文献２に記載されている圧力調整機構はギヤハウジングの内部に大きく張り出している。よって、この圧力調整機構を、遊星歯車機構を備えた動力工具に適用すると、遊星歯車との干渉を回避するために動力工具の全長を長くしなくてはならない。特許文献３に記載されているように、ハンマケースに貫通孔を設けると、ハンマケースの強度が低下し、動力工具の耐久性が低下してしまう。

本発明の目的は、動力工具の大型化や耐久性の低下を招くことなく、減速機構や伝達機構が収容されているケース内の圧力上昇を効果的に抑制することである。

本発明の動力工具は、駆動源の出力を減速させる遊星歯車式の減速機構と、該減速機構の出力を先端工具に伝達する伝達機構とを有し、前記減速機構および前記伝達機構がケースに収容され、該ケースがハウジングに接続されている動力工具であって、前記ケースの開口部を覆うカバー部材と、前記減速機構を構成するリングギヤであって、前記カバー部材に支持されるリングギヤと、前記伝達機構を構成するスピンドルを回転自在に支持する軸受であって、前記ケース内に配置された軸受と、前記カバー部材と前記リングギヤの間であって、かつ、前記軸受の周囲に設けられ、グリースを溜めることが可能な空間と、を有する。前記カバー部材には、前記空間を介して前記ケースの内外に連通する第一の貫通孔が形成されている。

本発明の動力工具は、前記カバー部材の前記リングギヤと対向する面に設けられた凹部と、前記リングギヤの前記カバー部材と対向する面に設けられ、前記カバー部材の前記凹部に挿入される突起と、を有する。第一の貫通穴は前記カバー部材の前記凹部の底に形成され、前記凹部の内面と該内面に対向する前記突起の外面との間の隙間によって前記空間の少なくとも一部が形成されている。

本発明の動力工具では、前記凹部内に、前記第一の貫通穴を覆うフィルタ部材が配置されている。

本発明の動力工具では、前記凹部内に、前記突起を挟んで対向する上側水平部および下側水平部と、これら上側水平部および下側水平部の一端同士を繋ぐ垂直部と、を有する弾性体が配置されている。前記弾性体の前記垂直部には、前記フィルタ部材を介して前記第一の貫通穴と連通する第二の貫通穴が形成されている。

本発明の動力工具は、前記ハウジングの内面に設けられたリブであって、前記カバー部材に設けられている凸部と係合して前記カバー部材の回動を規制する係合部を構成するリブを有する。前記リブには、前記第一の貫通穴と連通する第三の貫通穴が形成されている。

本発明によれば、動力工具の大型化や耐久性の低下を招くことなく、減速機構や伝達機構が収容されているケース内の圧力上昇を効果的に抑制することができる。

本発明が適用されたインパクトドライバの縦断面図である。 図１に示されるＡ-Ａ線に沿って破断されたインパクトドライバの断面を示す部分拡大断面図である。 インナカバー、フェルト、ゴムおよびリングギヤの形状および配置を示す分解斜視図である。

以下、本発明の動力工具の実施形態の一例について詳細に説明する。図１は、本発明が適用されたインパクトドライバ１の縦断面図である。インパクトドライバ１には先端工具としてのドライバビット（不図示）が装着される。また、インパクトドライバ１は、装着されたドライバビットに動力を伝達する伝達機構を備えており、使用時には、ドライバビットから締め付け対象であるねじ部材に回転打撃力が加えられる。

図１に示されるように、インパクトドライバ１は、ハウジング２とこれに取り外し可能に装着されるバッテリケース３とを有する。したがって、このインパクトドライバ１はコードレスないし携帯型となっている。

ハウジング２は、作業者つまり操作者により把持されるハンドル部２０およびハンドル部２０の一端に一体成形された円筒状の胴体部２１を有する。胴体部２１の内部空間の一端側には、バッテリケース３に収容されているバッテリ（不図示）を電源として駆動される電動モータ３０が収容されている。胴体部２１の内部空間の他端側には、減速機構３１と、伝達機構としての打撃機構３２とを収容した金属製（本実施形態においてはアルミニウム合金製）のケース３３が収容されている。電動モータ３０の出力軸３０ａは、その軸方向前後に配置された軸受４０ａ，４０ｂにより回転自在に支持されている。インパクトドライバ１は、電動モータ３０が収容されている胴体部２１の一端側が後端となるように、胴体部２１が前後方向を向いた状態で使用される。

図２に示されるように、出力軸３０ａの軸方向前方には、打撃機構３２を構成するスピンドル４１が出力軸３０ａと同軸に配置され、軸受４２により回転自在に支持されている。スピンドル４１の前方にはアンビル４３が配置されている。アンビル４３は、不図示の先端工具が着脱自在に装着されるホルダーである。スピンドル４１の先端には小径部が形成されており、この小径部がアンビル４３の底面に形成されている中心穴に挿入されている。アンビル４３は、スピンドル４１の小径部によって回転自在に軸支されている。先端工具としてのドライバビットには種々のタイプがあり、締め付け対象であるねじ部材の種類に応じて最適なドライバビットが選択され、アンビル４３に装着される。

電動モータ３０の回転は、遊星歯車式の減速機構３１により減速されてスピンドル４１に伝達（入力）される。減速機構３１は、出力軸３０ａの先端部に設けられているサンギヤ（ピニオンギヤ５０）と、出力軸３０ａの回転方向に関して固定されているアウタギヤ（リングギヤ５１）と、ピニオンギヤ５０およびリングギヤ５１に噛み合っている２つのプラネタリギヤ（遊星ギヤ５２）とを備えている。それぞれの遊星ギヤ５２は、スピンドル４１の後端部に設けられたフランジ部４１ａに固定されている支持軸５３によって回転自在に軸支されている。このような遊星歯車式の減速機構３１により、電動モータ３０の回転が減速されてスピンドル４１に伝達（入力）される。

スピンドル４１の外側には円筒状のハンマ６０が軸方向に沿って移動自在となるように装着されている。ハンマ６０の先端に設けられている複数のハンマ爪６０ａは、アンビル４３に設けられているアンビル爪４３ａに噛み合うようになっている。アンビル４３は、ハンマ爪６０ａとアンビル爪４３ａとの噛み合いにより、ハンマ６０によって回転される。ハンマ６０に形成されている円筒状の溝内には、この溝の底面とスピンドル４１のフランジ部４１ａとに当接するスプリング６１が配置されている。ハンマ６０は、スプリング６１のばね力により、アンビル４３に向かう力を与えられている。

スピンドル４１の外周面に形成されているカム溝４１ｂと、ハンマ６０の内周面に形成されているカム溝６０ｂとの間には鋼球６２が配置されており、鋼球６２によりスピンドル４１の回転がハンマ６０に伝達される。ハンマ６０はスピンドル４１に対して軸方向に往復動自在となっており、スプリング６１のばね力によるハンマ６０の軸方向への移動とスピンドル４１によるハンマ６０の回転とによって、アンビル爪４３ａがハンマ爪６０ａによって打撃される。

打撃後にハンマ６０の打撃エネルギーが減少しアンビル４３の回転トルクが減少すると、ハンマ６０はアンビル４３から反発するため、ハンマ６０はカム溝４１ｂ，６０ｂに沿って減速機構３１に向けて後退する。しかし、ハンマ６０はストッパ６３に突き当たる前に、スプリング６１のばね力によりアンビル４３に向けて前進される。このとき、２つのカム溝４１ｂ，６０ｂの間に配置されている鋼球６２を介してスピンドル４１の回転がハンマ６０に伝達され、ハンマ６０が加速される。ハンマ６０がストッパ６３に向けて後退する間にもスピンドル４１は回転し続けているので、アンビル４３のアンビル爪４３ａを乗り越えたハンマ６０のハンマ爪６０ａがアンビル爪４３ａを再度打撃する場合、ハンマ６０は１８０度回転した状態でアンビル４３を打撃する。このように、ハンマ６０の軸方向への移動と軸回りの回転とによりアンビル４３への打撃が繰り返されることにより、連続的に打撃トルクを与えながらねじ部材に対する締め付け作業を行うことができる。

ここで、ハウジング２の胴体部２１内には、電動モータ３０の出力軸３０ａの回転方向について固定されたカバー部材（インナカバー７０）が設けられている。インナカバー７０は、胴体部２１に上記のように固定される一方でケース３３に嵌合し、該ケース３３の開口部を覆っている。一方、ケース３３内に設けられているリングギヤ５１は、インナカバー７０と係合することにより、電動モータ３０の出力軸３０ａの回転方向について固定されている。以下、具体的に説明する。

図３に示されるように、インナカバー７０の中心には電動モータ３０の出力軸３０ａ（図１，図２）が貫通する軸穴７１が形成されている。また、インナカバー７０の一面（背面）には、軸穴７１の中心を挟んで対向する２つの凸部７２が一体成形されている。図２に示されるように、それぞれの凸部７２の内側には、グリースを溜めることができるように窪んだ空間（凹部７３）が形成されており、凹部７３の底には第一の貫通穴（貫通穴７４）が形成されている。さらに、それぞれの凹部７３には、フィルタ部材としてのフェルト７５と弾性体としてのゴム７６とが収容されている。

図３に示されるように、フェルト７５は概ね角柱状の形状を有している。一方、ゴム７６は、互いに対向する上側水平部７６ａおよび下側水平部７６ｂと、これらの一端同士を繋ぐ垂直部７６ｃとによって略コ字形に形成されおり、垂直部７６ｃには第二の貫通穴（貫通穴７７）が形成されている。図２に示されるように、フェルト７５およびゴム７６はこの順で凹部７３に収容されており、フェルト７５は、凹部７３の底とゴム７６の垂直部７６ｃ（図３）との間に挟まれている。インナカバー７０の貫通穴７４とゴム７６の貫通穴７７は対向しており、フェルト７５を介して互いに連通している。また、フェルト７５は、圧縮されて平板状に潰された状態で凹部７３の底とゴム７６の垂直部７６ｃ（図３）との間に配置されている。

図２に示されるように、ハウジング２の胴体部２１の内周面には、インナカバー７０の凸部７２と係合する係合部（係合凹部８０）が２箇所に形成されており、インナカバー７０は、凸部７２と係合凹部８０との係合によって胴体部２１に対して回り止めされている。さらに、係合凹部８０を形成しているリブ８１には、インナカバー７０の貫通穴７４と対向し、これに連通する第三の貫通穴（貫通穴８２）が形成されている。すなわち、ゴム７６の貫通穴７７、インナカバー７０の貫通穴７４およびリブ８１の貫通穴８２は一直線上に並んでおり、かつ、互いに連通している。

図２，図３に示されるように、インナカバー７０と対向するリングギヤ５１の一面(背面)には、２つの平板状の突起５１ａが一体成形されている。リングギヤ５１は、突起５１ａがインナカバー７０の凹部７３に挿入されることにより、胴体部２１に対して回り止めされている。より具体的には、リングギヤ５１の突起５１ａは、インナカバー７０の凹部７３に収容されているゴム７６の上側水平部７６ａと下側水平部７６ｂとの間に挿入されている（図３）。換言すれば、ゴム７６の上側水平部７６ａと下側水平部７６ｂは、リングギヤ５１の突起５１ａを挟んで対向している。ここで、凹部７３と該凹部７３に挿入される突起５１ａとは、凹部７３の内面（内側面）と、この内側面に対向する突起５１ａの外面（外側面）との間に隙間Ｓ（図２）が形成されるように寸法および位置が設定されている。この結果、凹部内側面と突起外側面との間の隙間Ｓ、ゴム７６の貫通穴７７、インナカバー７０の貫通穴７４およびリブ８１の貫通穴８２によって、ケース３３の内外に通じる通路（空気逃がし通路）が形成されている。さらに、空気逃がし通路の大部分は、一直線上に並んでいる貫通穴７７，７４，８２によって構成されている。すなわち、空気逃がし通路の大部分は直線状である。また、貫通穴７７，７４，８２の内径は共通であり、これら貫通穴７７，７４，８２によって構成されている通路部分の内側には段差がない。なお、貫通穴７７と貫通穴７４との間にはフェルト７５が介在しているが、このフェルト７５によって空気の流通が遮断されることはない。

図３に示されるように、リングギヤ５１の外周面上には、その全周に亘って段差部５１ｂが形成されている。一方、インナカバー７０の外周面上の２箇所には、段差部５１ｂと同一の高さの段差部７０ａが形成されている（図３には一方の段差部７０ａのみが図示されている）。図２に示されるように、リングギヤ５１はインナカバー７０の内側に嵌合しており、リングギヤ５１の外周面のうち段差部５１ｂが形成されていない領域は、インナカバー７０の内周面に接している。一方、リングギヤ５１の外周面のうち段差部５１ｂが形成されている領域、すなわち段差部５１ｂの上面およびインナカバー７０の段差部７０ａの上面は、ケース３３の内周面に接している。さらに、リングギヤ５１の段差部５１ｂとインナカバー７０の段差部７０ａとの間には、Ｏリング８３が配置されている。このＯリング８３は、リングギヤ５１の外周面とケース３３の内周面とに密着し、段差部５１ｂ，７０ａの上面とケース３３の内周面との間からの空気やグリースの漏洩を防止している。

以上のように構成されたインパクトドライバ１においては、減速機構３１や打撃機構３２がその動作中に発する熱によって膨張したケース３３内の空気が空気逃がし通路を介してケース３３の外へ逃がされる。さらに、空気逃がし通路の大部分が貫通穴７７，７４，８２によって形成されているので、空気逃がし通路の流れ抵抗が少なく、ケース３３内の空気がスムーズに逃がされる。加えて、空気逃がし通路の大部分を形成している貫通穴７７，７４，８２が一直線上に配置されているので、空気逃がし通路の流れ抵抗がさらに少なくなり、ケース３３内の空気がより一層スムーズに逃がされる。また、空気逃がし通路を形成している貫通穴７４，７７の間にフェルト７５が配置されているので、凹部７３に溜まったグリースが漏洩することもない。

なお、リングギヤ５１は、インナカバー７０の凹部７３に収容されているゴム７６の上側水平部７６ａと下側水平部７６ｂとの間の隙間に差し込まれた突起５１ａによってインナカバー７０に対して回り止めされている。よって、ゴム７６によってリングギヤ５１の回転方向の衝撃が吸収され、緩和される。また、インナカバー７０の凹部７３に収容されているゴム７６の垂直部７６ｃと凹部７３の底との間にはフェルト７５が介在している。よって、フェルト７５によってリングギヤ５１の軸方向の衝撃が吸収され、緩和される。つまり、ゴム７６は、リングギヤ５１の回転方向の衝撃を緩和する衝撃緩和機構として機能する。また、フェルト７５は、リングギヤ５１の軸方向の衝撃を緩和する衝撃緩和機構として機能する。なお、フェルト７５がグリースの漏洩を防止するフィルタとしても機能することは既述のとおりである。

図２に示されているように、ケース３３は、エラストマなどの軟質材からなるプロテクタ８４によって覆われている。プロテクタ８４は、ゴムなどの弾性体からなるリング状のストッパ（フロントキャップ８５）によってケース３３に固定されている。

本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、上記実施形態では、インナカバー７０に設けられた凹部７３によってグリースを溜めるための空間が形成されているが、この空間は、インナカバー７０とリングギヤ５１の間であって、かつ、軸受４２の周囲の任意の位置に設けることができる。また、本発明は、インパクトドライバ以外の動力工具（例えば、インパクトレンチ）にも適用することができる。本発明は、コードレス付きの動力工具にも適用することができる。本発明は、空気圧モータなどの電動モータ以外の駆動源を備えた動力工具にも適用することができる。

１ インパクトドライバ
２ ハウジング
３０ 電動モータ
３１ 減速機構
３２ 打撃機構
３３ ケース
４１ スピンドル
４２ 軸受
５１ リングギヤ
５１ａ 突起
７０ インナカバー
７２ 凸部
７３ 凹部
７４ 貫通穴
７５ フェルト
７６ ゴム
７６ａ 上側水平部
７６ｂ 下側水平部
７６ｃ 垂直部
７７ 貫通穴
８０ 係合凹部
８１ リブ
８２ 貫通穴
Ｓ 隙間

Claims (5)

1. 駆動源の出力を減速させる遊星歯車式の減速機構と、該減速機構の出力を先端工具に伝達する伝達機構とを有し、前記減速機構および前記伝達機構がケースに収容され、該ケースがハウジングに接続されている動力工具であって、
   前記ケースの開口部を覆うカバー部材と、
   前記減速機構を構成するリングギヤであって、前記カバー部材に支持されるリングギヤと、
   前記伝達機構を構成するスピンドルを回転自在に支持する軸受であって、前記ケース内に配置された軸受と、
   前記カバー部材と前記リングギヤの間であって、かつ、前記軸受の周囲に設けられ、グリースを溜めることが可能な空間と、を有し、
   前記カバー部材には、前記空間を介して前記ケースの内外に連通する第一の貫通孔が形成されていることを特徴とする動力工具。
2. 前記カバー部材の前記リングギヤと対向する面に設けられた凹部と、
   前記リングギヤの前記カバー部材と対向する面に設けられ、前記カバー部材の前記凹部に挿入される突起と、を有し、
   第一の貫通穴は前記カバー部材の前記凹部の底に形成され、
   前記凹部の内面と該内面に対向する前記突起の外面との間の隙間によって前記空間の少なくとも一部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の動力工具。
3. 前記凹部内に、前記第一の貫通穴を覆うフィルタ部材が配置されていることを特徴とする請求項２に記載の動力工具。
4. 前記凹部内に、前記突起を挟んで対向する上側水平部および下側水平部と、これら上側水平部および下側水平部の一端同士を繋ぐ垂直部と、を有する弾性体が配置され、
   前記弾性体の前記垂直部には、前記フィルタ部材を介して前記第一の貫通穴と連通する第二の貫通穴が形成されていることを特徴とする請求項３に記載の動力工具。
5. 前記ハウジングの内面に設けられたリブであって、前記カバー部材に設けられている凸部と係合して前記カバー部材の回動を規制する係合部を構成するリブを有し、
   前記リブには、前記第一の貫通穴と連通する第三の貫通穴が形成されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の動力工具。

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