(57)【要約】【課題】  高出力の機種にも対応できる歯車装置を備えた電動工具及び歯車装置を提供する。【解決手段】ギア１０とスピンドル１１との間に介在しているカップリング１２は、胴部１２Ａと鍔部１２Ｂとを備えている。この胴部１２Ａがギア１０に形成された第一貫通孔１０ａ内に挿入され、鍔部１２Ｂが第二貫通孔１０ｂに挿入されてギア１０とスピンドル１１は一体として回転可能となっている。スピンドル１１とカップリング１２とは、孔１２ａ内に第一軸部１１Ｂが圧入されて一体と回転可能になっている。この場合に、圧入箇所は第一次区部１１Ｂの胴部１１Ａとの連結箇所からとすることができ、圧入箇所の軸方向長さを長く取ることが可能となって、スピンドル１１とカップリング１２との間に発生する摩擦力を大きくすることができる。【選択図】図１
2006175547.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、
該ハウジング内に設けられて駆動軸を備えるモータと、
該ハウジング内に支持されて該駆動軸で従動する歯車装置と、
該歯車装置を介して回転可能な回転体と、を備えた電動工具であって、
該歯車装置は、回転軸に所定の圧入力で圧入された中間部材と、該中間部材を挿入可能な歯車とを備え、
該中間部材には該回転軸の半径方向に突出する係止片が設けられ、
該歯車には、該中間部材を挿入可能な貫通孔が形成される貫通孔形成部が設けられ、
該貫通孔内には該回転軸の中心軸方向に向かって突出する係止部が設けられ、
該貫通孔に該中間部材が挿入されている状態で該係止部が該係止片に係止可能であることを特徴とする電動工具。
【請求項２】
該中間部材は該回転軸方向断面径が該歯車の該貫通孔内径より小径の胴部と、該胴部の該回転軸方向一端に設けられて該回転軸方向断面径が該貫通孔内径より大径の鍔部と、を備え、該係止片は該胴部から突出していることを特徴とする請求項１に記載の電動工具。
【請求項３】
該係止片は少なくとも二以上設けられるとともに該中間部材の該回転軸方向断面周方向に略均等配置され、該中間部材の該回転軸方向断面において該回転軸の軸心から該係止片の突出方向頂部までの距離は、該貫通孔の該回転軸方向断面半径より僅かに小さいことを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の電動工具。
【請求項４】
該貫通孔は、該歯車の該回転軸方向一端に形成された第二貫通孔と、該歯車の該回転軸方向他端から該第二貫通孔まで形成された第一貫通孔とから形成され、
該第二貫通孔の該回転軸方向断面内径は、該鍔部の該回転軸方向断面外径より僅かに大径に形成され、
該第一貫通孔の該回転軸方向断面内径は、該鍔部の該回転軸方向断面外径より小径に形成されるとともに該胴部の該回転軸方向断面外径より大径に形成され、
該歯車の、該第一貫通孔に該胴部が挿入れると共に該第二貫通孔に該鍔部が挿入されることを特徴とする請求項２または請求項３いずれかに記載の電動工具。
【請求項５】
該貫通孔内であって該係止部と該係止片との間には、弾性部材が挿入されることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一に記載の電動工具。
【請求項６】
回転軸に所定の圧入力で圧入された中間部材と、該中間部材を挿入可能な歯車とを備えた歯車装置であって、
該中間部材には該回転軸の半径方向に突出する係止片が設けられ、
該歯車には、該中間部材を挿入可能な貫通孔が形成される貫通孔形成部が設けられ、
該貫通孔内には該回転軸の中心軸方向に向かって突出する係止部が設けられ、
該貫通孔に該中間部材が挿入されている状態で該係止部が該係止片に係止可能であることを特徴とする歯車装置。
【請求項７】
該中間部材は該回転軸方向断面径が該歯車の該貫通孔内径より小径の胴部と、該胴部の該回転軸方向一端に設けられて該回転軸方向断面径が該貫通孔内径より大径の鍔部と、を備え、該係止片は該胴部から突出していることを特徴とする請求項６に記載の歯車装置。
【請求項８】
該係止片は少なくとも二以上設けられるとともに該中間部材の該回転軸方向断面周方向に略均等配置され、該中間部材の該回転軸方向断面において該回転軸の軸心から該係止片の突出方向頂部までの距離は、該貫通孔の該回転軸方向断面半径より僅かに小さいことを特徴とする請求項６または請求項７のいずれかに記載の歯車装置。
【請求項９】
該貫通孔は、該歯車の該回転軸方向一端に形成された第二貫通孔と、該歯車の該回転軸方向他端から該第二貫通孔まで形成された第一貫通孔とから形成され、
該第二貫通孔の該回転軸方向断面内径は、該鍔部の該回転軸方向断面外径より僅かに大径に形成され、
該第一貫通孔の該回転軸方向断面内径は、該鍔部の該回転軸方向断面外径より小径に形成されるとともに該胴部の該回転軸方向断面外径より大径に形成され、
該歯車の、該第一貫通孔に該胴部が挿入れると共に該第二貫通孔に該鍔部が挿入されることを特徴とする請求項７または請求項８いずれかに記載の歯車装置。
【請求項１０】
該貫通孔内であって該係止部と該係止片との間には、弾性部材が挿入されることを特徴とする請求項６乃至請求項９のいずれか一に記載の歯車装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電動工具及び電動工具に好適に用いられる歯車装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電動工具において、交流電流による加振力、歯車のピッチ誤差及び偏心等により回転変動が発生し、駆動軸側の歯車と被動軸側の歯車はそれぞれの歯面で衝突、振動を繰り返している。この衝突等により騒音が発生し、また歯面と歯面との衝突力が加振力となり、歯車部分以外からも騒音が発生していた。特に起動時においては駆動軸側のトルクが大きいため衝撃は大きく、顕著に騒音が発生していた。
【０００３】
これを解消するために、歯車精度を向上させることや、歯面の形状を変えることにより対策を行っていた。また、駆動軸と駆動歯車とを結合するために歯車内径に設けられる鋼材キーのがたを利用することや、特許文献１に示すように駆動軸と駆動歯車との間に弾性部材を介して駆動力を伝達する等が行われていた。
【特許文献１】特開平３−４９８８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に示した手段では、衝撃や騒音の低下は十分ではなかった。よって発明者は特願２００４−１１６４５１号に示すように、歯車装置の回転軸に中間部材を圧入して設け、この中間部材と歯車の間に弾性体を介在させる手段を提供している。この場合、衝撃を弾性体で吸収すると共に、急制動などにより多大な負荷がかかった場合には、中間部材が回転軸に対して滑って回転し、負荷を吸収している。
【０００５】
従来想定していた電動工具よりも高負荷がかかる高出力な電動工具に、このような構成の歯車装置を使用した場合は中間部材に係る負担が大きくなり、急制動時ではない通常の動作状態で発生する負荷であっても、回転軸に対して中間部材が回転し、回転が伝達できない場合があった。これを回避するために、例えば回転軸を太くして、中間部材と回転軸との間の接触面積を大きくしたり、中間部材を圧入する圧力を高める手段が想定される。
【０００６】
しかし、回転軸を太くすると、慣性質量が大きくなり装置全体としての負担が大きくなる。また、歯車の径によりその太さが規制されていた。中間部材を圧入する圧力を高めた場合では、圧入による中間部材の直径方向への応力が増すため、より高強度な素材を使う必要があり、材料の選定の幅を狭めると共に、圧入工程に係る作業性が低下するおそれがある。
【０００７】
そこで、本発明は、衝撃及び騒音を低下させると共に高出力の機種にも対応できる歯車装置を備えた電動工具及び歯車装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明は、ハウジングと、該ハウジング内に設けられて駆動軸を備えるモータと、該ハウジング内に支持されて該駆動軸で従動する歯車装置と、該歯車装置を介して回転可能な回転体と、を備えた電動工具であって、該歯車装置は、回転軸に所定の圧入力で圧入された中間部材と、該中間部材を挿入可能な歯車とを備え、該中間部材には該回転軸の半径方向に突出する係止片が設けられ、該歯車には、該中間部材を挿入可能な貫通孔が形成される貫通孔形成部が設けられ、該貫通孔内には該回転軸の中心軸方向に向かって突出する係止部が設けられ、該貫通孔に該中間部材が挿入されている状態で該係止部が該係止片に係止可能である電動工具を提供する。
【０００９】
また本発明は、回転軸に所定の圧入力で圧入された中間部材と、該中間部材を挿入可能な歯車とを備えた歯車装置であって、該中間部材には該回転軸の半径方向に突出する係止片が設けられ、該歯車には、該中間部材を挿入可能な貫通孔が形成される貫通孔形成部が設けられ、該貫通孔内には該回転軸の中心軸方向に向かって突出する係止部が設けられ、該貫通孔に該中間部材が挿入されている状態で該係止部が該係止片に係止可能で歯車装置を提供する。
【００１０】
上記電動工具または上記歯車装置において、該中間部材は該回転軸方向断面径が該歯車の該貫通孔内径より小径の胴部と、該胴部の該回転軸方向一端に設けられて該回転軸方向断面径が該貫通孔内径より大径の鍔部と、を備え、該係止片は該胴部から突出していることことが好ましい。
【００１１】
また、該係止片は少なくとも二以上設けられるとともに該中間部材の該回転軸方向断面周方向に略均等配置され、該中間部材の該回転軸方向断面において該回転軸の軸心から該係止片の突出方向頂部までの距離は、該貫通孔の該回転軸方向断面半径より僅かに小さくても良い。
【００１２】
また、該貫通孔は、該歯車の該回転軸方向一端に形成された第二貫通孔と、該歯車の該回転軸方向他端から該第二貫通孔まで形成された第一貫通孔とから形成され、該第二貫通孔の該回転軸方向断面内径は、該鍔部の該回転軸方向断面外径より僅かに大径に形成され、該第一貫通孔の該回転軸方向断面内径は、該鍔部の該回転軸方向断面外径より小径に形成されるとともに該胴部の該回転軸方向断面外径より大径に形成され、該歯車の、該第一貫通孔に該胴部が挿入れると共に該第二貫通孔に該鍔部が挿入されていても良い。
【００１３】
また、該貫通孔内であって該係止部と該係止片との間には、弾性部材が挿入されることが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の請求項１記載の電動工具及び請求項６記載の歯車装置によれば、歯車と回転軸とが直接当接しないで歯車と回転軸の間に中間部材が介在した状態で回転可能になる。よって中間部材の回転軸軸方向幅は、歯車の回転軸方向幅に依存することなく、任意の幅とすることが可能になる。回転軸の断面径が同じならば中間部材の圧入箇所が回転軸方向に長い方が回転軸と中間部材との間の摩擦力が大きくなる。よって、中間部材の回転軸方向幅を広くすることによって中間部材と回転軸との摩擦が大きくなり、高負荷となった場合でも好適に電動工具及び歯車装置を使用することが可能となる。また、幅を広くした場合に、中間部材全体として回転軸を圧入する際の圧入力は増加する。しかし、中間部材全体に係る圧入力を回転軸方向の長さで除した値である単位長毎に係る圧入力は幅を広くすることにより低減することが可能となり、中間部材の直径方向に係る応力を低減させることが可能となる。よって、中間部材の直径方向に係る応力が低くても、中間部材と回転軸との間に大きな摩擦力を発生させることが可能となるため高負荷にも耐えることが可能となる。また、中間部材に係る応力が低下するため、高強度な素材を必要とすることなく、素材の選択範囲を広げることが可能となる。
【００１５】
請求項２記載の電動工具及び請求項５記載の歯車装置によれば、鍔部に歯車の内包部が当接するように構成されている場合には、中間部材に対する歯車の回転軸方向位置を規定することが可能となる。また鍔部が設けられることにより、少なくとも中間部材に対して歯車は鍔部側にずれることはない。よって鍔部が設けられた端面の反対側の端面に例えばストッパを設けることにより、歯車が回転軸方向にずれて中間部材より抜けることを防止することが可能となる。更に弾性体が内包部内に設けられた場合であっても、鍔部により弾性体が内包部より抜け落ちることを防止することが可能となる。また、鍔部を設けることにより、鍔部における中間部材の回転軸方向断面の半径方向厚さは胴部に比べて肉厚になる。中間部材を回転軸に圧入する際に中間部材に係る応力は中間部材の肉厚に比例するため、鍔部では応力が大きくなり、同一締め代で摩擦力をより大きくすることができる。
【００１６】
請求項３記載の電動工具及び請求項８記載の歯車装置によれば、回転軸の軸心から均等配置されたそれぞれの係止片の頂部までが略等しくなる。回転軸の軸心から係止片の頂部までの距離は貫通孔内径の半径より僅かに短いため、中間部材に歯車が外挿された状態では中間部材の回転中心である回転軸軸心と歯車の重心とが略等しくなる。よって、中間部材を介して歯車が回転された場合であっても、歯車に異常振動等が発生せず、電動工具および歯車装置全体として、滑らかに回転することが可能となる。また、回転軸の軸心から係止片の頂部までの距離は貫通孔内径の半径より僅かに短いため係止片は貫通孔内に圧入されて固定されることなく、係止部と係合離脱することが可能となる。
【００１７】
請求項４記載の電動工具及び請求項９記載の歯車装置によれば、鍔部に歯車が第二貫通孔の部分で外挿されることにより、中間部材の回転中心である回転軸の軸心と歯車の重心とが略等しくなる。よって、中間部材を介して歯車が回転された場合であっても、歯車に異常振動等が発生せず、電動工具および歯車装置全体として、滑らかに回転することが可能となる。鍔部の外径は第二貫通孔の部分の径より小さいため、第二貫通孔内で鍔部は回動可能である。また鍔部の外径は第一貫通孔の部分の径よりは大きいため、歯車は第一貫通孔と第二貫通孔との境界部分で鍔部と当接し、歯車が中間部材より脱落することを防止している。
【００１８】
請求項５記載の電動工具及び請求項１０記載の歯車装置によれば、弾性部材を介して回転軸と歯車とが弾力的かつ動力的に連結されることが可能となるので、弾性部材部分で回転軸と歯車との間に発生する振動を抑制し、騒音をより低減することが可能となる。また、係止片と係止部との当接を、弾性部材で吸収しきれない負荷が生じた場合のみとすることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の実施の形態に係る電動工具及び歯車装置について図１乃至図３を参照しながら説明する。図１に示すディスクグラインダ１は、モータ３を内部に支持収納するハウジング２と、モータ３により回転駆動される回転体である砥石４と、カバー５と、図示せぬファンとを主に備える。ハウジング２はモータ３の駆動を制御する図示せぬスイッチを備える。砥石４は、後述のスピンドル１１に取り付けられて、切断可能な方向（正転方向）にのみ回転可能である。カバー５は、ハウジング２に取り付けられて砥石４の外周の上側半分を覆う形状を成している。回転によりファン風を発生させモータ３を冷却するためのファンは、モータ３の駆動軸３Ａに固定して設けられている。
【００２０】
駆動軸３Ａの一端側には、ハスバかさ歯車であるピニオンギア８が設けられている。駆動軸３Ａおよびピニオンギア８は、ハウジング２に設けられた第１軸受９Ａによって回転可能に支承されている。ハウジング２内には、駆動軸３Ａと直角に延びて砥石４を回転させる回転軸となるスピンドル１１が、第２軸受９Ｂ、第３軸受９Ｃにより回転可能に支承されている。スピンドル１１のハウジング２側にはピニオンギア８と噛合するハスバかさ歯車であるギア１０が、中間部材であるカップリング１２を介してスピンドル１１と同軸に固定されている。ピニオンギア８とギア１０とは何れもハスバかさ歯車であるため、それぞれの軸方向は異なり、本実施の形態では、略直交する方向となっている。
【００２１】
スピンドル１１には、一対の固定部材１１Ｃがスピンドル１１に対して回転不能に取り付けられている。砥石４は一対の固定部材１１Ｃに挟持固定され、スピンドル１１に対して回転不能となっている。
【００２２】
スピンドル１１は、固定部材１１Ｃが設けられる箇所である胴部１１Ａと、胴部１１Ａの端部より延出されてカップリング１２が圧入される箇所である第一軸１１Ｂとから構成されている。
【００２３】
カップリング１２は、図１及び図２に示すように、略円筒形状の胴部１２Ａと胴部１２Ａの一端に位置する鍔部１２Ｂとを有し、この胴部１２Ａと鍔部１２Ｂとを一連に貫通し、第一軸１１Ｂを圧入可能な孔１２ａが形成されて構成されている。胴部１２Ａは、軸方向に対して直径方向にその外周面より延出された一対の係止片１２Ｃと、外周面上の係止片１２Ｃに略直交する位置に一対設けられた突出部１２Ｄとを備えている。
【００２４】
カップリング１２の孔１２ａは、第一軸１１Ｂの外径に対して所定値の締め代が設けられており、第一軸１１Ｂに圧入されている（図１）。この圧入箇所である第一軸１１Ｂ及び孔１２ａは、圧入されて接する面が研磨加工されているため、カップリング１２を所定値の締め代に対する適切な荷重を加えて孔１２ａで第一軸１１Ｂに装着することにより、締り嵌めされて嵌着される。また、カップリング１２の孔１２ａには、第一軸１１Ｂの胴部１１Ａとの接合箇所近接部分までを挿入可能である。
【００２５】
この構成によりカップリング１２の回転軸軸方向幅は、ギア１０の回転軸方向幅に依存することなく、任意の幅とすることが可能になる。回転軸の断面径が同じならばカップリング１２の圧入箇所が回転軸方向に長い方が回転軸と中間部材との間の摩擦力が大きくなるため、カップリング１２の回転軸方向幅を広くすることによってカップリング１２とスピンドル１１との間の摩擦が大きくなり、高負荷となった場合でも好適にディスクグラインダ１を使用することが可能になる。
【００２６】
一般に同一締め代であるならば、その圧入箇所の軸方向長さが長いほどカップリング１２とスピンドル１１との間の摩擦力は大きくなる。本実施の形態に係るカップリング１２は、少なくとも第一軸１１Ｂの胴部１１Ａとの接合箇所から圧入箇所とすることができるため、締め代とする部分である圧入箇所を十分に長く取ることが可能であり、カップリング１２とスピンドル１１との間の摩擦力を好適に保つことが可能である。また、締め代とする箇所を長くすることにより、締め代の径を小さくした場合であっても、圧入箇所を長くすることによりカップリング１２とスピンドル１１との間の摩擦力を大きくすることが可能となる。
【００２７】
圧入にかかる反力は、締め代とカップリング１２及びスピンドル１１の弾性係数とに関係するが、圧入箇所を長くすることにより、低弾性係数の素材を用いたカップリング１２及びスピンドル１１を使用することが可能となる。一般に低弾性係数の素材は衝撃に強いため、圧入箇所を長くすることにより、カップリング１２及びスピンドル１１に低弾性係数の素材を用いたとしても、カップリング１２とスピンドル１１との間に所用の摩擦力を得ることが可能となる。このようにカップリング１２及びスピンドル１１に低弾性係数の素材を用いることにより、耐衝撃性が増し、装置全体としての耐久性を増すことが可能となる。また、カップリング１２及びスピンドル１１に使用する素材の選択の幅を広げることができる。
【００２８】
また、鍔部１２Ｂを設けることにより、鍔部１２Ｂにおけるカップリング１２の回転軸方向断面の半径方向厚さは胴部１２Ａに比べて肉厚になる。カップリング１２を第一軸１１Ｂに圧入する際にカップリング１２に係る応力はカップリング１２の肉厚に比例するため、鍔部１２Ｂでは応力が大きくなり、同一締め代で摩擦力をより大きくすることができる。
【００２９】
図２に示すように、ギア１０の略中央部分には貫通孔形成部である内包部１０Ｂが設けられている。この内包部１０Ｂには、ピニオンギア８（図１）と対抗する面から反対面にかけて貫通する一の貫通孔が形成されており、この貫通孔は第一貫通孔１０ａと第二貫通孔１０ｂとからなる。
【００３０】
第一貫通孔１０ａ内面には、断面がギア１０の中心軸方向へ向けて突出している係止部である凸部１０Ａが形成されている。凸部１０Ａは、凸部１０Ａ−１と、凸部１０Ａ−２から構成され、この凸部１０Ａは、第一貫通孔１０ａの直径方向の互いに反対側の位置に一対設けられている。また第一貫通孔１０ａの内径は、最も大きいところでも鍔部１２Ｂ外径より小さく形成されている。
【００３１】
第二貫通孔１０ｂは、図１及び図２に示すように、ギア１０の軸方向に凹んだ円形状に形成されている。また第二貫通孔１０ｂの内径は第一貫通孔１０ａの内径より大きいため、第二貫通孔１０ｂと第一貫通孔１０ａとの接続位置には段差が形成されている。第二貫通孔１０ｂの内径はカップリング１２の鍔部１２Ｂ外径より僅かに大きく形成されている。
【００３２】
第一貫通孔１０ａ内にカップリング１２の胴部１２Ａが挿入され、第二貫通孔１０ｂ内に鍔部１２Ｂが挿入されて、ギア１０はカップリング１２に装着される。カップリング１２にギア１０が装着される際に突出部１２Ｄは、凸部１０Ａ−１と凸部１０Ａ−２との間の隙間１０ｄ（図３）に挿入される。突出部１２Ｄと凸部１０Ａ−１及び凸部１０Ａ−２はそれぞれギア１０とカップリング１２との相対的な回転により当接可能な位置に配されるため、突出部１２Ｄは、凸部１０Ａ−１と凸部１０Ａ−２との間でのみ移動可能となり、突出部１２Ｄが設けられたカップリング１２はこの間でのみ回転可能となる。係止片１２Ｃは、第一貫通孔１０ａ内空間に配置される。また鍔部１２Ｂは、第二貫通孔１０ｂ内に挿入されて第一貫通孔１０ａと第二貫通孔１０ｂとの接続位置に形成される段差に当接しているため、胴部１２Ａから鍔部１２Ｂの方向に向かってギア１０がカップリング１２から外れることはない。この場合に鍔部１２Ｂの外径は第二貫通孔１０ｂより僅かに小さいだけであるため、鍔部１２Ｂが第二貫通孔１０ｂ内に挿入されることにより、カップリング１２とギア１０との回転中心を略同一にすることが可能となる。
【００３３】
また、図３に示すように、カップリング１２の回転軸方向断面において回転軸の軸心から係止片１２Ｃの突出方向頂部までの距離は、第一貫通孔１０ａの回転軸方向断面半径より僅かに小さくなっている。係止片１２Ｃは対向する位置に設けられているため、第一貫通孔１０ａの回転中心とカップリング１２の回転中心とを略同一にすることが可能となる。  
【００３４】
カップリング１２にギア１０が装着された状態で、図３に示すように、弾性部材１５が第一貫通孔１０ａ内の鍔部１２Ｂを底壁とする空間にそれぞれ配置されている。弾性部材１５は、耐熱性、耐油性を備えたゴムより形成されている。この弾性部材１５は断面が略楕円形状からなり、この楕円形状を成す表面の一部分が、第一貫通孔１０ａ内の側面に面し、楕円形状を成す表面の他の部分が係止片１２Ｃに面する。
【００３５】
弾性部材１５は全て略同一形状であり、弾性部材１５を内包する第一貫通孔１０ａ内はギア１０の回転の中心軸芯を法線とする面上で、中心軸芯を点として点対称に形成されている。また、スピンドル１１及びカップリング１２は、スピンドル１１の回転の中心軸芯を法線とする面上で、中心軸芯を点として点対称の形状を成している。図３に示すように、係止片１２Ｃが第一貫通孔１０ａ内で一の弾性部材１５と他の弾性部材１５との間に挟まれているため、係止片１２Ｃと略直交する位置に設けられている突出部１２Ｄは、凸部１０Ａ−１と凸部１０Ａ−２との間の空間である隙間１０ｄ内の回転方向略中心に位置することになる。
【００３６】
弾性部材１５は、第一貫通孔１０ａ内に配置される際に、係止片１２Ｃに面するとともに、カップリング１２の外周面とも接してカップリング１２と内包部１０Ｂとの間で圧縮されて保持される。内包部１０Ｂ及びカップリング１２及びスピンドル１１は点対称に形成されているため、全て略同一形状である弾性部材１５を介してのカップリング１２及びスピンドル１１と内包部１０Ｂとの位置関係において、それぞれの回転の中心軸芯が略同一となり、弾性部材１５が圧縮されて保持されているため、カップリング１２及びスピンドル１１と内包部１０Ｂとの位置関係はずれ等が発生せずに保たれる。よって、ギア１０及びスピンドル１１に負荷がかからない状態では、内包部１０Ｂを有するギア１０とスピンドル１１とは、弾性部材１５のみを介して連動可能となっている。
【００３７】
弾性部材１５が内包部１０Ｂの第一貫通孔１０ａに挿入された状態で、図１に示すように、ストッパ１４が弾性部材１５を覆い隠すようにスピンドル１１に取り付けられている。ストッパ１４は、略円盤状で中央部に孔１４ａが穿設されている。この孔１４ａが第一軸１１Ｂに圧入されて第一軸１１Ｂに固定されている。なお、ストッパ１４の固定は圧入に限らず、Ｃリング等の止め具により固定しても良い。
【００３８】
ストッパ１４が固定されることにより、ギア１０は、鍔部１２Ｂとストッパ１４とで狭持されて保持された状態になっている。また、弾性部材１５も同様に鍔部１２Ｂとストッパ１４とで狭持されるため保持された状態になっている。以上のギア１０、スピンドル１１、カップリング１２、ストッパ１４、及び弾性部材１５を含んで歯車装置が構成される。
【００３９】
次にディスクグラインダ１の動作について説明する。作業者がディスクグラインダ１の図示せぬスイッチにより入力することによりモータ３が回転し、この回転をピニオンギア８及びギア１０に伝え、最終的にギア１０に接続されたスピンドル１１に狭持されて固定された砥石４を回転する。ギア１０とスピンドル１１との回転の中心軸芯は略同一であるため、スピンドル１１とギア１０との間の、回転の中心軸芯の振れによる振動等は低減されている。
【００４０】
この時に、ギア１０は、図３に示すように、時計回りに回転する。スイッチを入れた時には砥石４は停止しているため、砥石４が固定されたスピンドル１１及びスピンドル１１に圧入されたカップリング１２は、慣性力によりその位置に止まろうとし、ギア１０に対して相対的に反時計回り方向へ回転する。このとき、スピンドル１１とカップリング１２との間は摩擦力のみで連結されているが圧入箇所を十分長く取っているため、起動時のスピンドル１１とカップリング１２と相対回転による滑り発生が抑制される。またカップリング１２の係止片１２Ｃと凸部１０Ａとが弾性部材１５を介して当接するため、弾性部材１５が圧縮されることによりカップリング１２とギア１０との直接の当接を防止し、低騒音で滑らかに回転する。
【００４１】
ディスクグラインダ１が空転している状態から、被研磨材の研磨若しくは被切断材の切断等、被加工材の加工を開始すると、砥石４に負荷が生じる。この負荷は被加工部材の材質、厚さ等により決定されるが、被加工材ですべて同じ負荷となるとは限らず、加工個所により生じる負荷に変化が発生する。この負荷の変化により、ギア１０に対してスピンドル１１及びカップリング１２は、相対的に時計回り、反時計回りに回転しようとするが、これらの回転により生じる力はカップリング１２とギア１０との間の弾性部材１５により吸収されるため、ギア１０は上記負荷の変化による影響を受け難く、これによってギア１０とピニオンギア８の歯部間でのガタツキ及びこのガタツキに起因する騒音、変形等の発生を抑制することができる。
【００４２】
また負荷により回転数が変化しない時でも、交流電源による加振力、ギア１０とピニオンギア８とのピッチ誤差や偏心等により、ギア１０の回転数等は微妙に変化するが、この変化により生じる力もカップリング１２とギア１０との間の弾性部材１５により吸収されるため、スピンドル１１やカップリング１２には伝わり難く、砥石４を含むスピンドル１１やカップリング１２は、砥石４がはずみ車となって、定常回転する。このため、砥石４の振動の発生及びこの振動に起因する騒音の発生を抑制することができる。また、カップリング１２とギア１０との間に微妙な回転のずれによる衝撃が発生する場合が有るが、これらの衝撃は弾性部材１５で吸収されるため、作業者に違和感を生じさせるような衝撃を低減することが可能となる。
【００４３】
ディスクグラインダ１が停止する場合には、作業者がスイッチから手を離すことによりスイッチが切れ、モータ３に電磁ブレーキがかかる。この電磁ブレーキにより、ピニオンギア８はその回転に負荷が生じ、ギア１０も急速に回転を停止する。しかし、砥石４を含むスピンドル１１及びカップリング１２は、砥石４の慣性力により、ギア１０に対して相対的に時計回りの方向に回転する（図３）。この時に、係止片１２Ｃと凸部１０Ａとが弾性部材１５を介して当接し、弾性部材１５が圧縮されることにより、カップリング１２とギア１０との当接を防止し、衝撃等を発することなく停止することが可能となる。
【００４４】
また、砥石４の回転が瞬時に止められる場合、例えば被加工材を切断中にすでに切断された被切断材の部分により砥石４が狭持されて回転が止まる場合がある。この場合には砥石４及びこれを固定するスピンドル１１は停止するが、モータ３に連結されるピニオンギア８及びギア１０は回転しようとする。この時にカップリング１２とギア１０との間に介された弾性部材１５は係止片１２Ｃと凸部１０Ａとの間で圧縮される。弾性部材１５に過度の圧力が加えられると弾性部材１５は塑性変形し、その弾性的な特性を失うことになる。よってこれを防止するために、弾性部材１５が塑性域まで変形しないようにするために、一定値以上圧縮された状態、即ち、ギア１０に対してカップリング１２が一定の回転角以上回転しないようにする。
【００４５】
具体的には、カップリング１２の突出部１２Ｄとギア１０の凸部１０Ａとが当接することにより、カップリング１２はギア１０に対して、その当接箇所以上回転することを防止する。この凸部１０Ａは、図２、図３に示されるように、突出部１２Ｄに対して、時計回り方向に凸部１０Ａ−１、反時計回り方向に凸部１０Ａ−２と、突出部１２Ｄが何れの方向に回転しても当接する。
【００４６】
よって、砥石４が瞬時に停止した場合は、スピンドル１１及びカップリング１２の位置が停止した状態でギア１０が回転するため、弾性部材１５が縮んだ後に突出部１２Ｄと凸部１０Ａ−２とが当接する。当接した後は、ギア１０とカップリング１２とは、一体となって回転する。この時に、未だ砥石４が停止したことによる反力が低減されていない場合には、ギア１０に連結するピニオンギア８を介してモータ３に反力が伝えられることになる。これによりモータ３は破損等のおそれがある。
【００４７】
しかし、カップリング１２はスピンドル１１の第１第一軸１１Ｂに圧入されているのみであり、軸トルクが大きくなった場合にはカップリング１２がスピンドル１１に対して回転することが可能である。砥石４が瞬時に停止して、スピンドル１１とギア１０との間に発生する軸トルクは過大となるため、この場合にはカップリング１２とスピンドル１１との間で滑りが生じる。よって、砥石４及びスピンドル１１が回転を停止したとしても、ギア１０及びこれと一体となったカップリング１２は、カップリング１２とスピンドル１１との間の滑りにより、一定の間回転し、ピニオンギア８によりギア１０に係る軸トルクがカップリング１２とスピンドル１１との間の滑りに必要な軸トルク以下になるまで軸トルクに係るエネルギーを圧入個所の摩擦により吸収する。これにより、砥石４が急停止した場合でも、モータ３に負荷をかけることなく停止し、かつ停止時に弾性部材１５が劣化することも防止することができる。
【００４８】
本実施の形態に係る歯車装置は、上記実施例に限定されず、例えば弾性部材１５を使用せずに係止片１２Ｃと凸部１０Ａとが直接当接する形状であっても良い。また突出部１２Ｄが無い形状であっても良い。またディスクグラインダに限らず、回転動力を用いる電動工具に置いて広く適応することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の実施の形態に係るディスクグラインダの要部断面図。
【図２】本発明の実施の形態に係るディスクグラインダのギアとカップリングの関係を示す斜視図。
【図３】本発明の実施の形態に係るディスクグラインダの歯車装置の断面図。
【符号の説明】
【００５０】
１・・ディスクグラインダ  ２・・ハウジング  ３・・モータ  ３Ａ・・駆動軸
４・・砥石  ５・・カバー  ７・・ファン  ８・・ピニオンギア
９Ａ・・第一軸受  ９Ｂ・・第二軸受  ９Ｃ・・第三軸受  １０・・ギア
１０Ａ・・凸部  １０Ｂ・・内包部  １０ａ・・第一貫通孔  １０ｂ・・第二貫通孔
１０ｄ・・隙間  １１・・スピンドル  １１Ａ・・胴部  １１Ｂ・・第一軸
１１Ｃ・・固定部材  １２・・カップリング  １２Ａ・・胴部  １２Ｂ・・鍔部
１２Ｃ・・係止片  １２Ｄ・・突出部  １２ａ・・孔  １４・・ストッパ
１４ａ・・孔  １５・・弾性部材
【図１】
2006175547.tif 000003
【図２】
2006175547.tif 000004
【図３】
2006175547.tif 000005