JP2013202694A - 動力工具 - Google Patents
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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
【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。
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
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)
- 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。 - 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。 - 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。
- 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。 - 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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