JP6378947B2 - 電動工具 - Google Patents

Description

本発明は、ギヤを用いてモータの回転を出力部に伝達するハンマドリル等の電動工具に関する。

ハンマドリル等の電動工具は、ハウジング内に、モータと、モータの駆動で動作する打撃機構等の出力部とを収容し、モータの出力軸の回転をギヤを用いて出力部に伝達するようになっている。例えば特許文献１に開示されるハンマドリルでは、ハウジング内に、前向きに収容したモータと、その出力軸の回転をギヤを介して中間軸に伝達し、中間軸から最終出力軸であるツールホルダが保持する先端工具に回転や打撃を伝達可能となっている。図３は特許文献１記載のものと同様のハンマドリルを示す一部縦断面図で、このハンマドリル５０では、ハウジング５１内に前向きに収容したモータ５２の出力軸５３と平行に中間軸５４を配置し、中間軸５４の上方に、先端工具Ｔが装着可能なツールホルダ５６を含む打撃機構５５を設けている。ハウジング５１内には、出力軸５３を保持するインナハウジング５７が設けられて、中間軸５４は、後端がインナハウジング５７にボールベアリング５８を介して、前端がハウジング５１の前部にボールベアリング５９を介してそれぞれ軸支されている。

中間軸５４の後部には、出力軸５３の先端に設けた駆動ギヤとしての第１ギヤ６０と噛合する従動ギヤとしての第２ギヤ６１が設けられ、その前方には、スワッシュベアリング６３によって回転運動をアーム６４の前後運動に変換するボススリーブ６２が設けられている。中間軸５４の前部には、ツールホルダ５６に設けた第４ギヤ６６と噛合する第３ギヤ６５が設けられ、第３ギヤ６５とボススリーブ６２との間には、ボススリーブ６２に係脱可能なクラッチ６７が設けられている。
そして、打撃機構５５は、アーム６４に後端が連結されてツールホルダ５６内を前後移動可能なピストンシリンダ６８と、ピストンシリンダ６８内で連動する打撃子６９と、打撃子６９の前方でツールホルダ５６内に収容される中間子７０とを備えている。

よって、モータ５２の出力軸５３が回転すると、第１ギヤ６０と噛合する第２ギヤ６１を介して中間軸５４が回転し、第３ギヤ６５から第４ギヤ６６を介してツールホルダ５６へ回転が伝達される。一方、図示しない切替レバーでクラッチ６７をボススリーブ６２と係合させると、中間軸５４の回転がクラッチ６７を介してボススリーブ６２に伝わり、アーム６４を往復動させてピストンシリンダ６８を前後動させ、ピストンシリンダ６８内の打撃子６９を連動させてその前方の中間子７０を介して先端工具Ｔを打撃する。クラッチ６７の位置の切替により、先端工具Ｔが回転のみ行うドリルモードと、先端工具Ｔが回転に加えて打撃されるハンマドリルモードとが選択可能となる。

特開２００４−１６７６３８号公報

電動工具には、常にコンパクト化の要請があるものの、このハンマドリル５０においては、従動側のシャフトである中間軸５４を軸支するボールベアリング５８は、インナハウジング５７で保持されているため、第２ギヤ６１はボールベアリング５８の前方に隣接させて設けざるを得ない。すなわち、中間軸５４の後端ではボールベアリング５８と第２ギヤ６１とを後方から順番に配置することになるため、中間軸５４の短縮化は難しく、全体のコンパクトの達成は困難となっていた。

そこで、本発明は、従動側のシャフトを短縮化して全体のコンパクト化が達成可能な電動工具を提供することを目的としたものである。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、ハウジング内に、駆動ギヤと、シャフトに固定されて駆動ギヤと噛合する従動ギヤと、ピストンシリンダを有する打撃機構とを備え、従動ギヤに、回転運動をアームの往復運動に変換する変換部材を備えたシャフトの端部が固定されて、アームが、ピストンシリンダに設けられた二股部に連結軸を介して連結された電動工具であって、ハウジング側に、従動ギヤの回転中心と同軸の軸部を設ける一方、従動ギヤの端面に軸部の端部が同軸で挿入する凹部を形成して、従動ギヤを軸部により凹部内に収容した軸受を介して回転可能に保持すると共に、従動ギヤの歯部を軸受の外側にオーバーラップさせて、二股部の間に、コ字状に折曲形成され、二股部の対向面にそれぞれ当接する一対の側板と、一対の側板を連結する底板とからなり、一対の側板に、連結軸が貫通する透孔をそれぞれ形成してアームと二股部との接触を防止するためのガイドプレートが設けられて、各透孔は、側板と底板との境目まで達するように底板寄りに形成されていることを特徴とするものである。
請求項２に記載の発明は、請求項１の構成において、軸部を、ハウジング側に固定されたピンとしたことを特徴とするものである。
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２の構成において、駆動ギヤはモータの出力軸に設けられることを特徴とするものである。
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３の何れかに記載の構成において、シャフトに、最終出力軸への回転伝達部材が設けられることを特徴とするものである。

請求項１に記載の発明によれば、従動ギヤの凹部に軸部で支持される軸受を収容して歯部を軸受の外側にオーバーラップさせているので、従動側のシャフトを短縮化して全体のコンパクト化が達成可能となる。
また、ガイドプレートの採用により、二股部を含むピストンシリンダの全長が短くなって全体のコンパクト化に繋がる。
請求項２に記載の発明によれば、請求項１の効果に加えて、ピンによって軸部が簡単に形成可能となる。
請求項３に記載の発明によれば、上記効果に加えて、シャフトをモータの出力軸と最終出力軸との間に配置される中間軸として変換部材から最終出力軸に打撃動作を伝達する打撃機構を備えた電動工具において、効果的なコンパクト化が可能となる。
請求項４に記載の発明によれば、上記効果に加えて、回転伝達部材から最終出力軸に回転動作を伝達するハンマドリル等の電動工具において効果的なコンパクト化が可能となる。

ハンマドリルの一部縦断面図である。 ガイドプレートの斜視図である。 従来のハンマドリルの一部縦断面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、電動工具の一例であるハンマドリルの一部縦断面図で、ハンマドリル１は、モータ３を前向き（図１の左側を前方とする。）に収容したモータハウジング２の前方に、打撃機構６を収容した前ハウジング５を後方から図示しない複数のボルトで連結し、モータハウジング２の後方に、スイッチを収容した図示しないハンドルを連結してなる。モータ３の出力軸４には、モータ冷却用のファン７が固着されて、先端には駆動ギヤとしての第１ギヤ８が形成されている。
前ハウジング５の内部には、前方へ突出する筒状部１０を備えたインナハウジング９が保持されて、モータ３の出力軸４は、ボールベアリング１１を介してインナハウジング９に保持されて前ハウジング５内に突出している。

また、前ハウジング５内において、出力軸４の下方側には、シャフトとしての中間軸１２が出力軸４と平行に設けられている。この中間軸１２は、前端がボールベアリング１３を介して前ハウジング５に支持される一方、後端には、出力軸４の第１ギヤ８と噛合する従動ギヤとしての第２ギヤ１４が固定されて、この第２ギヤ１４が、インナハウジング９に設けた軸部としてのピン１５により、軸受としてのボールベアリング１６を介して支持されている。詳しくは、インナハウジング９に中間軸１２と同軸で圧入したピン１５の先端を、第２ギヤ１４の後端面に同軸で形成した凹部１７内に挿入した状態で、ボールベアリング１６の内輪１６ａをピン１５の外周面に、外輪１６ｂを凹部１７の内周面にそれぞれ固定することで、ボールベアリング１６を凹部１７内に収容した状態となっている。よって、第２ギヤ１４の後端面は、インナハウジング９に近接し、歯部１４ａはボールベアリング１６の外側でボールベアリング１６にオーバーラップする位置に形成されている。

さらに、中間軸１２の前部には、回転伝達部材としての第３ギヤ１８が形成され、第３ギヤ１８と第２ギヤ１４との間には、変換部材としてのボススリーブ１９が回転可能に設けられて、ボススリーブ１９の外周には、軸心から傾斜したスワッシュベアリング２０を介してアーム２１が上向きに設けられて筒状部１０内に突出している。第３ギヤ１８には、クラッチ２２が、中間軸１２と一体回転且つ前後移動可能に設けられている。このクラッチ２２には、前ハウジング５に設けられた図示しない切替レバーが係合しており、切替レバーの回転操作によりクラッチ２２が前後移動して、ボススリーブ１９と係合する後退位置と、ボススリーブ１９から離間する前方位置とに切替可能となっている。

そして、打撃機構６は、中間軸１２の上方で、前端に先端工具Ｔを装着可能な最終出力軸としての筒状のツールホルダ２３を備えている。このツールホルダ２３は、前側部分が前ハウジング５内でボールベアリング２４に軸支され、後端がインナハウジング９の筒状部１０の先端に保持されるメタル軸受２５によって軸支され、中間部外周に設けた第４ギヤ２６を、中間軸１２の第３ギヤ１８に噛合させている。また、ツールホルダ２３の後部には、アーム２１に連結軸２７によって連結されたピストンシリンダ２８が前後移動可能に収容されている。このピストンシリンダ２８は、後端面から後方へ突設した二股部２９を左右から貫通する連結軸２７に、アーム２１を下方から貫通させることでアーム２１と連結されるが、この二股部２９の間には、アーム２１と二股部２９との接触を防止するために、ガイドプレート３０が設けられている。

このガイドプレート３０は、図２に示すように、コ字状に折曲形成された金属板で、二股部２９の対向面にそれぞれ当接する左右の側板３１，３１と、両側板３１，３１を連結する底板３２とからなり、左右の側板３１，３１に、連結軸２７が貫通する透孔３３，３３を形成したものであるが、ここでの透孔３３は、側板３１と底板３２との境目まで達するように底板３２寄り（図１の組み付け状態では前方寄り）に形成されている。よって、この透孔３３に合わせた位置で二股部２９に連結軸２７を貫通させることで、連結軸２７とピストンシリンダ２８の後端面との距離が近くなり、二股部２９を含むピストンシリンダ２８の全長が短くなって全体のコンパクト化に繋がっている。

一方、ピストンシリンダ２８の内部には、空気室３４を介して打撃子３５が前後移動可能に収容されている。打撃子３５の前方でツールホルダ２３内には、中間子３６が設けられて、ツールホルダ２３の前端に装着された先端工具Ｔの後端に当接可能となっている。３７は、ツールホルダ２３の前端に設けられて先端工具Ｔを抜け止めする操作スリーブである。

以上の如く構成されたハンマドリル１においては、ハンドルに設けたトリガを押し込み操作してスイッチをＯＮ動作させると、モータ３が駆動して出力軸４が回転し、第１ギヤ８が噛合する第２ギヤ１４を介して中間軸１２を回転させる。このとき切替レバーの操作によってクラッチ２２の前進位置を選択していれば、中間軸１２の回転は第３ギヤ１８及び第４ギヤ２６を介してツールホルダ２３に伝わり、ツールホルダ２３が保持する先端工具Ｔを回転させるドリルモードとなる。また、クラッチ２２の後退位置を選択していれば、中間軸１２の回転はボススリーブ１９にも伝わり、スワッシュベアリング２０を介してアーム２１の前後への揺動に変換される。よって、ツールホルダ２３の回転と共に、ピストンシリンダ２８が前後移動して打撃子３５を連動させ、中間子３６を介して先端工具Ｔを打撃するハンマドリルモードとなる。

このハンマドリル１では、前述のように第２ギヤ１４の凹部１７にボールベアリング１６を収容してインナハウジング９に設けたピン１５によって軸支させて歯部１４ａをボールベアリング１６にオーバーラップさせることで、第２ギヤ１４を従来よりも後方へシフトさせている。従って、第２ギヤ１４が固定される中間軸１２の短縮化を図ることができると共に、これに合わせた打撃機構６も後方寄りに配置でき、前後方向の寸法を短くすることができる。

このように、上記形態のハンマドリル１によれば、インナハウジング９に、第２ギヤ１４の回転中心と同軸のピン１５を固定する一方、第２ギヤ１４の端面にピン１５の端部が同軸で挿入する凹部１７を形成して、ピン１５の外周面にボールベアリング１６の内輪１６ａを、凹部１７の内周面にボールベアリング１６の外輪１６ｂをそれぞれ固定し、第２ギヤ１４をピン１５により凹部１７内に収容したボールベアリング１６を介して回転可能に保持すると共に、第２ギヤ１４の歯部１４ａをボールベアリング１６の外側にオーバーラップさせたことで、従動側の中間軸１２を短縮化して全体のコンパクト化が達成可能となる。

特にここでは、軸部をインナハウジング９に固定されたピン１５としているので、ピン１５によって軸部が簡単に形成可能となる。
また、第２ギヤ１４に、回転運動を往復運動に変換するボススリーブ１９を備えた中間軸１２の端部を固定して、第１ギヤ８をモータ３の出力軸４に設け、ボススリーブ１９を打撃機構６に用いて、中間軸１２に、ツールホルダ２３へ回転伝達する第３ギヤ１８を設けているので、中間軸１２からボススリーブ１９を介してツールホルダ２３に打撃動作を伝達し、第３ギヤ１８を介してツールホルダ２３に回転伝達するタイプにおいて効果的なコンパクト化が可能となっている。

なお、上記形態では、軸受としてボールベアリングを用いているが、ニードルベアリング等の他の転がり軸受でもよいし、転がり軸受に限らず、オイレスベアリング等の滑り軸受も採用できる。
また、軸部としては別体のピンに限らず、インナハウジング等のハウジング側に一体形成されたものであってもよい。
さらに、本発明はハンマドリルに限らず、駆動ギヤから従動ギヤへ回転伝達する構造を有する電動工具であれば、電動ハンマ等の他のタイプでも採用可能である。よって、駆動ギヤはモータの出力軸に設けられる場合に限らず、出力軸の後段に複数の中間シャフトが設けられるような場合は、中間シャフト間のギヤ同士に本発明は採用できる。従って、ギヤもスパーギヤ以外に、ヘリカルギヤやベベルギヤ等であっても差し支えない。勿論コンパクト化は前後方向に限らず、電動工具のタイプやギヤの配置によっては上下方向等の他の方向でのコンパクト化に繋がる場合もあり得る。

１・・ハンマドリル、２・・モータハウジング、３・・モータ、４・・出力軸、５・・前ハウジング、６・・打撃機構、８・・第１ギヤ、９・・インナハウジング、１１，１３，１６，２４・・ボールベアリング、１６ａ・・内輪、１６ｂ・・外輪、１２・・中間軸、１４・・第２ギヤ、１４ａ・・歯部、１５・・ピン、１７・・凹部、１８・・第３ギヤ、１９・・ボススリーブ、２１・・アーム、２２・・クラッチ、２３・・ツールホルダ、２７・・連結軸、２８・・ピストンシリンダ、２９・・二股部、３０・・ガイドプレート、３１・・側板、３２・・底板、３３・・透孔、３５・・打撃子。

Claims (4)

1. ハウジング内に、駆動ギヤと、シャフトに固定されて前記駆動ギヤと噛合する従動ギヤと、ピストンシリンダを有する打撃機構とを備え、前記従動ギヤに、回転運動をアームの往復運動に変換する変換部材を備えた前記シャフトの端部が固定されて、前記アームが、前記ピストンシリンダに設けられた二股部に連結軸を介して連結された電動工具であって、
   前記ハウジング側に、前記従動ギヤの回転中心と同軸の軸部を設ける一方、前記従動ギヤの端面に前記軸部の端部が同軸で挿入する凹部を形成して、前記従動ギヤを前記軸部により前記凹部内に収容した軸受を介して回転可能に保持すると共に、前記従動ギヤの歯部を前記軸受の外側にオーバーラップさせて、
   前記二股部の間に、コ字状に折曲形成され、前記二股部の対向面にそれぞれ当接する一対の側板と、前記一対の側板を連結する底板とからなり、前記一対の側板に、前記連結軸が貫通する透孔をそれぞれ形成して前記アームと前記二股部との接触を防止するためのガイドプレートが設けられて、各前記透孔は、前記側板と前記底板との境目まで達するように前記底板寄りに形成されていることを特徴とする電動工具。
2. 前記軸部は、前記ハウジング側に固定されたピンであることを特徴とする請求項１に記載の電動工具。
3. 前記駆動ギヤはモータの出力軸に設けられることを特徴とする請求項１又は２に記載の電動工具。
4. 前記シャフトに、最終出力軸への回転伝達部材が設けられることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の電動工具。

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