JPS61226278A

JPS61226278A - 電動工具

Info

Publication number: JPS61226278A
Application number: JP61029169A
Authority: JP
Inventors: ヴエルナ・クリンゲンベツク; アントン・ノイメイヤ; ハンス−ユルゲン・ホーレフ
Original assignee: Hilti AG
Current assignee: Hilti AG
Priority date: 1985-03-29
Filing date: 1986-02-14
Publication date: 1986-10-08
Also published as: EP0199883B1; EP0199883A2; DE3511437A1; DE3579160D1; EP0199883A3

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、電動機を収納するハウジングと、その電動機
により回動される伝動軸と、電動機と駆動軸との間に配
設された伝動装置とを具た電動工具に関するものである
。

（従来の技術およびその問題点）電動工具は、穿孔、研削、切断、フライス加工等の種々
の目的に使用されている。このような装置を保持して作
業を行なう際には、生起される反力モーメントが作業者
に伝えられる。このことは、通常の場合に確かなことで
ある。特別な場合、たとえば工具が突然綿めつけられ又
は運動が止められた場合に、その反力モーメントは非常
に急激に増大する。それゆえ作業者は予測することがで
きず、突然の変化に対して程度の差こそあれ、危険なこ
とである。

このような問題を避けるため、電動工具に安全クラッチ
を設けたものがある。このクラッチは、予じめ決められ
た値の回転モーメントが電動機から工具に伝達されるの
を阻止する。過負荷が作用した際に、接続されたクラッ
チは、概ね比較的円滑に作動しないので、しばしば事故
を有効に阻止することができない。その上大多数のクラ
ッチは、一定の解放力に合わせて設計されているので、
工具の異なった作業状況に解放力を適合させることがで
きない。

別の既知の解決法によれば、工具のハウジング又は把持
部に弱めた部分を設け、たとえばひずみゲージによりそ
の部分の変形を測定していた。つまり回転モーメントで
なく、そのモーメントによりハウジング又は把持部に生
起された変形を測定していた。この測定結果はそれゆえ
誤まっている場合があり、作業者は工具を把持部ばかり
か、ハウジングでさえも掴むことができず、また操作す
ることができない。それゆえ、このような方法では、生
起された力及びモーメントを正確に判断することができ
ない。

既知の他の方法によれば、電動機をハウジング内に可動
に支持し、電動機の回転反力モーメントを吸収する少な
くとも一つのブラケットに支持していた。同時にブラケ
ットは、導電性のプラスチック材料よりなり、加えられ
た押圧力に対応して抵抗が変化する圧力センサーを具え
ていた。この解決方法は原則的には、電動機により生起
された反力モーメントを測定している。工具の場合、主
に荷重に基づいて必要とされる出力は、非常に高速な回
転数に基づいて達成されるので、電動機の出力軸に生起
される回転モーメントは、大抵の場合非常に小さい。そ
れゆえ、電動機に生起される反力も相対的に僅かである
。摩擦、加速すべき質量の慣性モーメント等が影響を及
ぼす結果、これら部位において、工具に生起される実際
の反力モーメントを、正確に定めることはできない。

（発明の目的）本発明は、このような課題に基づいてなされたものであ
り、工具に生起された反力モーメントを正確に、しかも
遅れを生じることなく知ることのできる工具を提供する
ことを目的とする。

（問題点を対決するための手段）この目的を達成するため本発明の装置は、少なくとも一
つの伝達軸を、バウシングに電気的な力検出素子を介し
て支持された軸受はブロックに、回動モーメントの伝達
により生起された反力の方向に所定量運動できるよう支
持する。

伝動装置における「駆動素子」の伝動軸が駆動軸に近か
ければ近い程、駆動軸に生起された回転モーメントを正
確にかつ迅速に知ることができる。

原則的には、一つの力検出素子を設けるだけで良い。し
かしながら、工具の回転方向が反転する工具の場合には
、少なくとも２個の力検出素子を、たとえば互いに対抗
させて配置するのが良い。

ある場合には、作動間隙を設けた軸受ブロックの運動に
よっても知ることができる。軸受ブロックを正確に案内
できない場合には、軸受ブロックを合目的に、伝動軸に
平行に延在する回動軸のまわりに回動自在に支持する。

伝動軸がずれても、伝動軸に平行に延在する回動軸によ
り、伝動軸の傾斜を実際に避けることができる。

軸受ブロックに支持された伝動軸は、少なくとも別な軸
と歯車を介して掛合する。軸受ブロックの回動により、
歯面における掛合関係が変化しないように、軸受ブロッ
クの回動軸線を、伝動軸に掛合する歯車の回動軸線に共
軸に延在させるのが良い。それゆえ、軸受ブロックの運
動は、原則的に遊星運動装置の保持具のそれに対応する
。力検出素子の領域における実際の移動量または回動量
は、概ね１／１０ａ＋ｍに過ぎない。

生起された力を正確に知るためには、力検出素子を圧電
素子にて構成する。この場合、圧電素子で構成された力
検出素子は、外力の作用により変形する際に電気的な信
号を生起する。この信号は、変形量または生起された力
に比例し、適合させた増幅器により応力に変換される。

この様な素子の変形量は数μｍである。

工具の操作状況に応じて、力検出素子の信号を種々適合
することができる。たとえばある適用例では、ある値を
越えた場合には、光学的または音響的な信号を発するよ
うにしても良い。好適には、力検出素子の信号を工具に
制御機能をもたらすのに使用する。同時に、たとえば、
回転モーメントの伝達が阻止されることによりまたは、
伝動軸に存在する回転エネルギーにより高温状態になる
ブレーキを操作することができる。

（実施例）以下図面を参照して本発明装置について詳述する。

第１図及び第２図に明示したように、本発明電動工具は
、把持部２に着脱自在に連結された符号１で示すハウジ
ングを具える。把持部２は、電動工具のオン−オフ操作
を行なう押しボタン３と、電動工具に電力を供給するコ
ード４とを具える。

ハウジング１の下側部分に、符号５で示した電動機５を
配設する。電動機のピニオン５ａを歯車６に掛合させる
。この歯車６を符号７で示したクランクシャフトに固着
する。クランクシャフト７は、その一端をラジアル玉軸
受８に、また他端を電動機５の軸受ブラケット５ｂに支
持する。ラジアル玉軸受８は、符号９で示した軸受ブロ
ック内に配置する。なお、軸受ブロックを、カラ一部分
９ａによってハウジングの孔ｌａ内に回動自在に支持す
る。

クランク軸７に歯７ａを設け、平歯車１０に掛合させる
。平歯車１０は、符号１１で示したピニオンシャフトに
固着する。ピニオンシャフト１１も同様に、軸受ブロッ
ク９に、アンギューラ玉軸受を介して支持する。軸受ブ
ロック９を、クランクシャフト７の軸線のまわりに回動
自在に配設したので、平歯車１０と歯７ａとは、軸受ブ
ロック９が回動運転しても常に掛合している。ピニオン
シャフト１１は、カサ歯車１３に掛合するカサピニオン
ｌｌａを支持する。

このカサ歯車１３をシリンダー１４に相対回転不能に連
結し、また保持リング１５によって軸線方向の運動を拘
束する。シリンダー１４は、針状ころ軸受１６によりカ
サ歯車１３を介してノ１ウジング１に支持する。シリン
ダー１４内に起動ピストン１７を、軸線方向に移動可能
に保持する。起動ピストン１７をピストンロッド１８に
よりクランクシャフト７のクランクピン７ｂに連結し、
クランク軸７０回転運動を往復運動に変換する。また、
シリンダー１４内に打撃ピストン１９を軸線方向に移動
可能に保持する。起動ピストン１７と打撃ピストン１９
との間には、起動ピストン１７の打撃エネルギを打撃ピ
ストン１９に伝達すべく機能する空気クッション２０を
介在させる。

工具保持部２１に、打撃ピストン１９が衝合する穿孔具
２２を装着する。穿孔具２２への回転運動の伝達は、シ
リンダー１４により行なわれる。

第２図は、軸受ブロック９のカラ一部分９ａの拡大断面
図であり、軸受ブロックは、ノλウジング１の開孔１ａ
に回動自在に支持されている。クランクシャフト７を軸
受ブロック９に共軸に支持したので、軸受ブロック９の
回動により、ラジアル玉軸受８の位置が変化することは
ない。アンギニラー玉軸受１２が収容された軸受ブロッ
ク９の部分は、２個の互いに対抗した支持表面９ｂを具
える。ハウジング１の凹部１ｂに配設された力検出素子
２３は、クランクシャフト７からピニオンシャフト１１
に回転モーメントが伝えられた際に生起された反力を測
定するためのものである。力検出素子２３の信号は、電
動工具に制御機能をもたらすのに使われ、たとえばエネ
ルギーの供給の遮断、つまりクラッチ又はブレーキなど
を操作するのに利用することができる。この力検出素子
２３としては、たとえば圧電素子が使われる。このよう
な素子は、圧縮力が作用した際に、応力に変換できる電
圧を生起するものである。２個の力検出素子２３を互い
に対抗させて配置することにより、電動機５０回転方向
を反転させた場合に、それぞれの回転方向において生じ
た力の大きさをそれぞれ知ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の電動工具を一部破断して示す図、第２図は、第１図の線■−■に沿う断面を拡大して示す
図である。１・・・ハウジング　　　　２・・・把持部３・・・押
しボタン　　　　４・・・コード５・・・電動機　　　
　　　５ａ・・・ピニオン５ｂ・・・軸受ブラケット　
　６・・・歯車７・・・クランクシャフト　７ａ・・・
歯７ｂ・・・クランクピン　　　８・・・ラジアル玉軸
受９・・・軸受ブロック　　　９ａ・・・カラ一部分１
０・・・平歯車　　　　　　１１・・・ピニオンシャフ
ト１１ａ・・・カサピニオン１２・・・アンギュラ−玉軸受け１３・・・カサ歯車　　　　　１４・・・シリンダー１
５・・・保持リング　　　　１６・・・針状ころ軸受１
７・・・起動ピストン　　　１８・・・ピストンロッド
１９・・・打撃ピストン　　　２０・・・空気クッショ
ン２１・・・工具保持部　　　　２２・・・穿孔具２３
・・・力検出素子

Claims

【特許請求の範囲】１、電動機を収納するハウジングと、その電動機により
回動される伝動軸と、電動機と駆動軸との間に配設され
た伝動装置とを具た電動工具において、少なくとも一つ
の伝達軸（１１）を、ハウジング（１）に電気的な力検
出素子（２３）を介して支持された軸受ブロック（９）
に、回動モーメントの伝達により生起された反力の方向
に所定量運動できるよう支持したことを特徴とする電動
工具。２、特許請求の範囲第１項に記載の電動工具において、
軸受ブロック（９）を、伝動軸（１１）に平行に延在さ
せた回動軸線のまわりに回動自在に支持したことを特徴
とする電動工具。３、特許請求の範囲第２項の装置において、軸受けブロ
ック（９）の回動軸線を、伝動軸（１１）に掛合する歯
車（６）の回転軸線に共軸に延在させたことを特徴とす
る電動工具。４、特許請求の範囲第１項〜第３項のいずれか１項に記
載の電動工具において、力検出素子（２３）を設けたこ
とを特徴とする電動工具。５、特許請求の範囲第１項〜第４項のいずれか１項に記
載の電動工具において、力検出素子（２３）の信号によ
り、電動工具の制御を行なうことを特徴とする電動工具
。