JP5895159B2

JP5895159B2 - 動力工具

Info

Publication number: JP5895159B2
Application number: JP2012055964A
Authority: JP
Inventors: 史明沢野; 秀規清水
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2012-03-13
Filing date: 2012-03-13
Publication date: 2016-03-30
Anticipated expiration: 2032-03-13
Also published as: KR20140127898A; CN104169048A; US10232501B2; EP2826597A4; EP2826597B1; JP2013188823A; KR101623010B1; EP2826597A1; CN104169048B; US20150047867A1; WO2013136668A1

Description

本発明は、トルク調整機能を有する動力工具に関するものである。

従来、モータを動力とするインパクトレンチや電動ドライバなどの動力工具が提案されている。
このような動力工具においては、特許文献１に示されているように、ねじ等を締め付ける際の締め付けトルクの調整を行うトルク調整部を備えたものが知られている。そして、特許文献１の動力工具では、例えば専用のトルク調整器具を用いて回転させることでトルク調整部が作用してトルクの調整が可能となっている。

特開平８−２７６３７２号公報

ところで、品質管理の面でトルクの管理を行うべく、トルク調整器具のみでしかトルクを調整できないことが望ましい。しかしながら、上記の動力工具では、トルク調整器具を用いずに使用者が直接手で回すことが可能であるため、トルク管理の面で改善の余地があった。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、より確実にトルクを一定に管理することができる動力工具を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明の動力工具は、本体ハウジング内に、駆動源と、前記駆動源からの駆動力を伝達する駆動伝達機構と、前記本体ハウジングの開口部から露出される出力部の締め付けトルクを調整可能なトルク調整部とを収容し、前記トルク調整部は、出力部への負荷トルクの増大に伴ってクラッチ板をクラッチばねに抗して押し上げることで出力部側への動力伝達を遮断するトルククラッチと、該トルククラッチにおける前記クラッチ板に一端を当接させた前記クラッチばねの他端を受ける調整部材とを備え、該調整部材の移動によりクラッチばねがクラッチ板を押圧するばね力を調整してトルククラッチの動力伝達を遮断する際の締め付けトルクの大きさを変更するものであり、前記調整部材は、該調整部材と着脱自在に取り付けられて該調整部材を回動させるクラッチハンドルと係合する係合部と、前記開口部を覆って前記係合部を覆う蓋部とを備えたことを特徴とする。

また上記構成において、蓋部は、前記調整部材を回動させる前記クラッチハンドルと、その回動方向で係合する蓋部側係合部を備え、前記蓋部側係合部に前記クラッチハンドルを係合させて前記蓋部を取り外し可能に構成されたことが好ましい。

本発明によれば、より確実にトルクを一定に管理することができる動力工具を提供することができる。

実施形態における動力工具の斜視図である。同上における動力工具及びトルク調整用工具の斜視図である。同上におけるギア部の断面図である。同上におけるギア部の断面図である。同上における調整部材の平面図である。（ａ）（ｂ）は、トルク調整用工具の図である。別例の動力工具及びトルク調整用工具の側面図である。別例の動力工具及びトルク調整用工具の側面図である。別例の調整部材の平面図である。

以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１及び図２に示すように、本実施形態の動力工具１０は、工具本体１１と、工具本体１１に対して着脱可能な電池パック１２とを有している。工具本体１１は、略円筒状の胴部１３と、この胴部１３の長手方向途中から下方に延出形成された把持部１４とで構成される略Ｔ字状の本体ハウジング１５を有している。

本体ハウジング１５の胴部１３には、図３及び図４に示すように長手方向の後方側の位置に駆動源としてのモータ１６が収容される。
図１に示すように、把持部１４には、作業者が動力工具１０の運転・停止を指示するための運転指示手段としてのトリガスイッチ１７が設けられている。このトリガスイッチ１７は、胴部使用者がモータ１６の回転速度を調整する際に操作するものである。

また、図３及び図４に示すように、本体ハウジング１５内には、略円筒状のギアケース１８内に、モータ１６と駆動連結されてモータ１６の出力を減速する３段の遊星歯車機構２０と、締め付けトルク調整用のトルククラッチ４０とが収容される。

次に、遊星歯車機構２０について説明する。
上記モータ１６の回転軸１６ａには、この回転軸１６ａと一体回転されるサンギア２１が備えられる。このサンギア２１には、前記ギアケース１８の内周面に固着されたリングギア２２との間に、前記回転軸１６ａに嵌合される第１伝達ギア２３の大径部２３ａに嵌合される支持軸２３ｂに支持された第１遊星ギア２４が噛合される。このため、第１遊星ギア２４は、回転軸１６ａが回転すると、自身が支持軸２３ｂを中心に回転し、回転軸１６ａと一体回転するサンギア２１の周囲を回動する。

また、第１伝達ギア２３の小径ギア部２３ｃには、前記リングギア２２との間に、第２遊星ギア２５が噛合される。この第２遊星ギア２５は、前記回転軸１６ａと同軸上に配置される第２伝達ギア２６の大径部２６ａに嵌合される支持軸２６ｂに支持され、回転軸１６ａが回転すると自身が支持軸２６ｂを中心に回転し、第１伝達ギア２３の小径ギア部２３ｃの周囲を回動する。

第２伝達ギア２６には、前記第１伝達ギア２３と同様に小径ギア部２６ｃを備える。この小径ギア部２６ｃには、前記ギアケース１８内に遊転自在に設けられるリングギア２７との間に、第３遊星ギア２８が噛合される。この第３遊星ギア２８は、前記回転軸１６ａと同軸上に配置される第３伝達ギア２９に嵌合される支持軸２９ａに支持され、回転軸１６ａが回転すると自身が支持軸２９ａを中心に回転し前記第２伝達ギア２６の小径ギア部２６ｃの周囲を回動する。

また、第３伝達ギア２９は、上記ロック機構を構成するロック板３０を介して出力軸３１に連結されている。なお、手締め作業時のためのオートロックを行うロック機構については説明を省略する。

締め付けトルク調整用のトルククラッチ４０は、上記３段目の遊星機構における遊転自在とされたリングギア２７を利用しているものである。トルククラッチ４０は、リングギア２７の軸方向において出力軸３１側の端面２７ａに形成された突起２７ｂと、この突起２７ｂと回転方向において係合するボール４１と、ギアケース１８の小径とされた先端部外周面に配されている調整部材４２と、前記ボール４１に弾接させるクラッチばね４３とで構成される。クラッチばね４３は、調整部材４２に一端を弾接するとともに他端をクリック板４４とクラッチ板４５とを介してボール４１に弾接される。なお、クリック板４４とボール４１との間に位置する環状のクラッチ板４５は、ギアケース１８に対して回転不能に且つ軸方向移動自在に取り付けられている。

調整部材４２は、円盤状をなし、その中央部が軸方向に沿って貫通する形状とされ、その内周面４２ａには、ギアケース１８の小径部外周面に形成された雄ねじ部１８ａと螺合する雌ねじ部４２ｂが形成される。調整部材４２は、その外周面４２ｃに、径方向外側に突出する突起４２ｄが形成される。この突起４２ｄは、図３〜図４に示すように前記本体ハウジング１５の内面に形成されている軸方向の縦溝部１５ａと摺動自在に係合するようになっている。このため、調整部材４２は、ギアケース１８に対し、軸（スラスト）方向に螺進退するものとなっている。

次に、トルククラッチ４０の動作について説明する。
モータ１６の出力は、１段目及び２段目の遊星機構と、クラッチばね４３による付勢でボール４１が係止することにより回転が妨げられているリングギア２７を備えた３段目の遊星機構とで減速されて出力軸３１に伝達される。そしてリングギア２７にかかる負荷トルクが、クラッチばね４３によって与えられたボール４１とリングギア２７の突起２７ｂとの間の係合力よりも高くなれば、リングギア２７がクラッチばね４３に抗してボール４１を押し出して空転を始める。リングギア２７とボール４１とからなるトルククラッチが滑るために、締め付けトルクの制限がされる。

そして、調整部材４２を回動させて、図３中において下方に移動させて調整部材４２によりクラッチばね４３を圧縮したならば、ボール４１とリングギア２７との係合力が大きくなる。このため、リングギア２７が空転を始める負荷トルクが大きく、つまりは締め付けトルクが大きくなる。そして、調整部材４２がクラッチ板４５に接するところまで調整部材４２を移動させれば、ボール４１が突起２７ｂに押されて後退することができなくなる。このため、トルククラッチの滑り出しトルクが無限大となるものであり、電動ドリルとしての使用に適した状態となる。尚、クラッチばね４３からリングギア２７に加えられるスラスト力は、ギアケース１８を貫通しているスラスト受け用ピン５０によって受けている。

また、本実施形態の調整部材４２は、図３〜図５に示すように出力軸３１側である軸方向の前面４２ｅに、３つの係合孔４２ｆが回転方向略等間隔に形成される。この係合孔４２ｆは、軸方向視で湾曲形状をなすように形成される。

そして、この係合孔４２ｆに、動力工具１０とは別体の図６に示すトルク調整器具（クラッチハンドル）ＴＣの一端側に形成される係合突部ＴＣ１が嵌入されて、トルク調整器具ＴＣを回転させることで、係合孔４２ｆが回動する。これに伴い、前述したように調整部材４２が回動されて軸方向に移動することで、クラッチばね４３の押圧力が変化して、ボール４１とリングギア２７との係合力が変化して締め付けトルクが調整される。

また、本実施形態の動力工具１０では、前記調整部材４２に使用者が容易に触れられないように、本体ハウジング１５の胴部１３の長手方向一端側に形成された開口部１３ａを閉塞する蓋部６０が設けられる。この蓋部６０は、有底円筒状をなし、その底部６１中央に前記出力軸３１を挿通する挿通孔６２と、この挿通孔６２の周囲に底部６１から自身の開口部側に延出する３つの円筒状の嵌合孔６３とを有する。また、蓋部６０は、その外周面６４に雄ねじ部６５が形成され、胴部１３の開口部１３ａ内周に形成される雌ねじ部１３ｂと螺合されて開口部１３ａを閉塞するように開口部１３ａに取り付けられている。

また、蓋部６０の前記嵌合孔６３は、トルク調整器具ＴＣの他端側に形成される３つの円柱突起ＴＣ２が嵌合されて、トルク調整器具ＴＣにより蓋部６０を回動可能、すなわち蓋部６０を開口部１３ａから着脱可能に構成されている。

上記のように構成された動力工具１０のトルク調整時の一連の調整方法（作用）について説明する。
上記のように構成された動力工具１０では、本体ハウジング１５の胴部１３の開口部１３ａに、蓋部６０が取り付けられている。このため、蓋部６０によってトルク調整器具ＴＣによるトルク調整を行うことができない。

そのため、先ず使用者は、蓋部６０の嵌合孔６３にトルク調整器具ＴＣに形成された円柱突起ＴＣ２を嵌合（係合）させ、その状態でトルク調整器具ＴＣを出力軸３１の軸中心で回転させる。すると、蓋部６０は、回動されて徐々に外部に露出されて、最終的には開口部１３ａから取り外される。

そして、前記トルク調整器具ＴＣの係合突部ＴＣ１を開口部１３ａから軸方向に挿通して、胴部１３（本体ハウジング１５）内の調整部材４２の係合孔４２ｆに係合突部ＴＣ１を嵌合（係合）させる。そして、トルク調整器具ＴＣを前述と同様に軸中心で回転させると、調整部材４２が回動されて調整部材４２が軸方向に移動されてクラッチばね４３の押圧力が変化し、ボール４１とリングギア２７との係合力が変化して締め付けトルクが調整される。

次に、本実施形態の特徴的な効果を記載する。
（１）調整部材４２は、この調整部材４２と着脱自在に取り付けられて調整部材４２を回動させるクラッチハンドルとしてのトルク調整器具ＴＣと係合する係合部としての係合孔４２ｆと、開口部１３ａを覆って係合孔４２ｆを覆う蓋部６０とを備える。このような構成とすることで、調整部材４２が覆われて（隠蔽されて）いるため、トルク調整器具ＴＣを有しない人によってトルクを変更することが抑えられる。このため、より確実にトルクを一定に管理することができる。

（２）蓋部６０は、調整部材４２を回動させるトルク調整器具ＴＣと、その回動方向で係合する蓋部側係合部としての嵌合孔６３を備え、この嵌合孔６３にトルク調整器具ＴＣを係合させて前記蓋部６０を取り外し可能に構成される。このため、トルク調整器具ＴＣによって蓋部６０を取り外すことができるため、トルク調整時に蓋部６０を取り外す際にトルク調整器具ＴＣ以外の治具等を必要としない。これにより、トルク調整時の利便性やトルク調整の容易性を向上させることができる。

尚、本発明の実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、特に言及していないが、例えばトルクの調整段階を使用者に報知する構成を採用してもよい。例えば図７に示すように、本体ハウジング１５の胴部１３の外表面７０にトルク調整段階数を示す記号部７１（図では１〜９の数字を図示）を設け、トルク調整器具ＴＣの外表面７２に前記記号部７１に対応する目印部７３（図では白抜き三角で図示）を設ける。また、図８に示すように、トルク調整器具ＴＣの外表面７２にトルク調整段階数を示す記号部７１を設け、本体ハウジング１５の胴部１３の外表面７０に前記記号部７１に対応する目印部７３を設ける。このような構成とすることで、使用者に対して、トルク調整時にトルクの調整段階を報知することができる。

・調整部材４２の構成を次のように変更してもよい。すなわち、図９に示すように、調整部材４２の外周面４２ｃにおいて、周方向に突部８０と凹部８１とが連続するように形成し、本体ハウジング１５の胴部１３の内周面１３ｃに設けた板ばね８５の突ばね部８６と係合させる。このような構成とすることで、一度設定したトルクが動力工具１０内で発生する衝撃等で変更されることが抑えられる。

・上記実施形態では、電池パック１２を備えたいわゆる充電式の動力工具として本発明を適用したが、ＡＣ電源を電源とした動力工具に適用してもよい。

１０…動力工具、１３…本体ハウジングを構成する胴部、１３ａ…開口部、１５…本体ハウジング、１６…駆動源としてのモータ、２０…駆動伝達機構を構成する遊星歯車機構、３１…出力部としての出力軸、４０…トルク調整部を構成するトルククラッチ、４２…トルク調整部を構成する調整部材、４２ｆ…係合部としての係合孔、４３…クラッチばね、４５…クラッチ板、６０…蓋部、６３…蓋部側係合部としての嵌合孔、ＴＣ…クラッチハンドルを構成するトルク調整器具。

Claims

本体ハウジング内に、駆動源と、前記駆動源からの駆動力を伝達する駆動伝達機構と、前記本体ハウジングの開口部から露出される出力部の締め付けトルクを調整可能なトルク調整部とを収容し、
前記トルク調整部は、前記出力部への負荷トルクの増大に伴ってクラッチ板をクラッチばねに抗して押し上げることで出力部側への動力伝達を遮断するトルククラッチと、該トルククラッチにおける前記クラッチ板に一端を当接させた前記クラッチばねの他端を受ける調整部材とを備え、該調整部材の移動によりクラッチばねがクラッチ板を押圧するばね力を調整してトルククラッチの動力伝達を遮断する際の締め付けトルクの大きさを変更するものであり、
前記調整部材は、該調整部材と着脱自在に取り付けられて該調整部材を回動させるクラッチハンドルと係合する係合部と、前記開口部を覆って前記係合部を覆う蓋部とを備えたことを特徴とする動力工具。
請求項１に記載の動力工具において、
前記蓋部は、前記調整部材を回動させる前記クラッチハンドルと、その回動方向で係合する蓋部側係合部を備え、
前記蓋部側係合部に前記クラッチハンドルを係合させて前記蓋部を取り外し可能に構成されたことを特徴とする動力工具。