(57)【要約】【課題】クリックスプリングの耐久性を向上させること。【解決手段】  モータと、前記モータを収容するハウジングと、前記モータにより回転する先端工具保持部と、前記モータと前記先端工具の間に設けられ、前記モータから前記先端工具への出力を調整可能なクラッチ機構と、を有し、前記クラッチ機構は、前記ハウジングに対して回転することにより、前記出力を調整するクラッチリングと、前記クラッチリングに設けられる凹部と、前記凹部に係合する凸部を有するクリックスプリングと、を有する動力工具であって、前記クリックスプリングを、片持ちで保持するようにしたことを特徴とする動力工具により解決することができる。【選択図】図１
2011031335.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータと、
前記モータを収容するハウジングと、
前記モータにより回転する先端工具保持部と、
前記モータと前記先端工具の間に設けられ、前記モータから前記先端工具への出力を調整可能なクラッチ機構と、を有し、
前記クラッチ機構は、前記ハウジングに対して回転することにより、前記出力を調整するクラッチリング部と、前記クラッチリング部に設けられる凹部と、前記凹部に係合する凸部を有するクリックスプリングと、を有する動力工具であって、
前記クリックスプリングを、片持ちで保持するようにしたことを特徴とする動力工具。
【請求項２】
モータと、
前記モータを収容するハウジングと、
前記モータにより回転する先端工具保持部と、
前記モータと前記先端工具の間に設けられ、前記モータから前記先端工具への出力を調整可能なクラッチ機構と、を有し、
前記クラッチ機構は、前記ハウジングに対して回転することにより、前記出力を調整するクラッチリング部と、前記クラッチリング部に設けられる凹部と、前記凹部に係合する凸部を有するクリックスプリングと、を有する動力工具であって、
前記クラッチリング部を一方側に回転する際と、前記クラッチリング部を他方側に回転する際とでは、前記クリックスプリングによる前記クラッチリング部の保持力を異なるように構成したことを特徴とする動力工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動力工具に関する。特に、モータから出力軸へと伝達するトルクを調節可能なクラッチを有する動力工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のクラッチ機構について、図１２及び図１３を用いて説明する。
【０００３】
従来のクラッチ機構は、クラッチリング１５０を、スピンドルケース１３４に対して回転させることにより、クラッチを構成するコイルスプリングによりリングギヤ３０を押す弾性力を調整するようになっていた。
【０００４】
コイルスプリングによる弾性力は、スピンドルケース１３４に対して、相対的にクラッチリング１５０がどの程度回転したかで決定される。このため、クラッチリング１５０が、スピンドルケース１３４に対してどれくらい回転したかを、作業者に知らせるために、クリックスプリング１３７が設けられていた。
【０００５】
クリックスプリング１３７は、スピンドルケース１３４に両端を保持されていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−２３３９６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記した従来のクリックスプリングの構成では、次のようなことの改善が望まれていた。
【０００８】
第１に、クリックスプリングの凸部１３７Ａは、クラッチリング１５０の凹部により塑性変形されていて、破損する場合があった。
【０００９】
第２に、クリックスプリングは、コイルスプリングを緩めてトルクの伝達を小さくする場合にも、コイルスプリングを締めてトルクの伝達を大きくする場合にも同じ力が掛かっていた。作業中に、クラッチリング５０は、コイルスプリングによる弾性力によって、不意に回転する場合があった。これは、出力によってコイルスプリングが圧縮され、その圧縮により、クリックスプリング３７Ａを変形させてしまっていたからである。
【００１０】
本発明の目的は、クリックスプリングが破損しにくい、耐久性の高い動力工具を供給することである。
【００１１】
本発明の他の目的は、クリックスプリングが不意に回転することが少ない動力工具を供給することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の目的は、モータと、前記モータを収容するハウジングと、前記モータにより回転する先端工具保持部と、前記モータと前記先端工具の間に設けられ、前記モータから前記先端工具への出力を調整可能なクラッチ機構と、を有し、前記クラッチ機構は、前記ハウジングに対して回転することにより、前記出力を調整するクラッチリングと、前記クラッチリングに設けられる凹部と、前記凹部に係合する凸部を有するクリックスプリングと、を有する動力工具であって、前記クリックスプリングを、片持ちで保持するようにしたことを特徴とする動力工具により、達成することができる。
【００１３】
また、モータと、前記モータを収容するハウジングと、前記モータにより回転する先端工具保持部と、前記モータと前記先端工具の間に設けられ、前記モータから前記先端工具への出力を調整可能なクラッチ機構と、を有し、前記クラッチ機構は、前記ハウジングに対して回転することにより、前記出力を調整するクラッチリングと、前記クラッチリングに設けられる凹部と、前記凹部に係合する凸部を有するクリックスプリングと、を有する動力工具であって、前記クラッチリングを一方側に回転する際と、前記クラッチリングを他方側に回転する際とでは、前記クリックスプリングによる前記クラッチリングの保持力を異なるように構成したことを特徴とする動力工具により達成することができる。
【発明の効果】
【００１４】
クリックスプリングを、片持ちで保持するようにしたので、クリックスプリングの凸部からクリックスプリングの保持部までの距離を大きくすることができる。このため、力がかかる凸部から保持部までの距離が大きくなり、クリックスプリングが塑性変形によって破損することが少なくなる。
【００１５】
また、クラッチリングを一方側に回転する際と、クラッチリングを他方側に回転する際とでは、クリックスプリングによるクラッチリングの保持力を異なるように構成したので、クリックスプリングが変形することにより、クラッチリングが不意に回転することが少なくなる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態を示すドライバドリル
【図２】図１の要部拡大図
【図３】図２のクラッチリングを回転させ、コイルスプリングを圧縮させた状態を示す図
【図４】図２のＡ−Ａ線矢視図
【図５】本発明の実施形態を構成するクリックスプリングの平面図
【図６】本発明の実施形態を構成するクリックスプリングの正面図
【図７】図２のＢ−Ｂ線矢視図
【図８】図７のクラッチリングを時計回りに回転しようとする際の図
【図９】図７のクラッチリングを時計回りに回転した際の図
【図１０】図７のクラッチリングを反時計回りに回転しようとする際の図
【図１１】図７のクラッチリングを反時計回りに回転した際の図
【図１２】従来のドライバドリルの要部断面図
【図１３】従来のドライバドリルの要部断面図で時計回りに回転した際の図
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００１７】
本発明の一実施形態を図１から図１１を用いて説明する。
【００１８】
図１は、本発明の動力工具の実施例である充電式の電動ドライバドリル１００である。
【００１９】
ドライバドリル１００は、ハウジング１を有する。
【００２０】
ハウジング１は、モータハウジング１Ａ、モータハウジング１Ａから下方に延びるハンドルハウジング１Ｂ、及び、ハンドルハウジング１Ｂの下方に設けられるバッテリ接続ハウジング１Ｃを有する。
【００２１】
モータハウジング１Ａの内部には、ブラシレスモータ４が収容されている。
【００２２】
ブラシレスモータ４は、ステータ４Ａと、ステータ４Ａの内部で回転可能なロータ４Ｂとを有する。ステータ４Ａには、６つコイル４Ａ１が巻きつけられ、固定されている。
【００２３】
ステータ４Ａの後方には回路基板５が配置されており、回路基板５は、ステータ４Ａにネジによって固定されている。
【００２４】
回路基板５には、スイッチング素子であるＦＥＴ（電界効果トランジスタ）６が６つ設けられている。このＦＥＴ６により、コイル４Ａ１への通電が行われる。
【００２５】
ロータ４Ｂは、４つの永久磁石４Ｂ１を有する。ロータ４Ｂには、前後方向に延びる回転軸４Ｂ２が固定されている。
【００２６】
モータハウジング１Ａの後部には、軸受８Ａが設けられており、ロータ４Ｂの回転軸４Ｂ２の後方を保持している。
【００２７】
モータハウジングには、インナカバー９が回転不能に保持されている。インナカバー９には、軸受８Ｂが保持されている。回転軸４Ｂ２は、軸受８Ａにより、モータハウジング１Ａの内部で回転可能に保持されている。
【００２８】
回転軸４Ｂ２には、冷却ファン７が固定されている。冷却ファン７の前方の回転軸４Ｂ２は、軸受８Ｂにより、モータハウジング１Ａの内部で回転可能に保持されている。
【００２９】
インナカバー９の前方には、インナカバー９に固定されるギヤケース１９が設けられている。
【００３０】
回転軸４Ｂ２の軸受８Ｂよりも前方において、ピニオン２０が回転軸４Ｂ２に固定されている。ピニオン２０の外周には歯車が設けられている。
【００３１】
ピニオン２０の歯車と噛み合うように、複数の遊星歯車Ａ２１が設けられている。本実施例では、４つの遊星歯車であるが、３つであっても、５つであっても、それ以上であっても良い。
【００３２】
遊星歯車２１と噛み合うように環状に設けられるリングギヤＡ２２がギヤケースに固定されている。リングギヤA２２の歯車は、内周に設けられている。
【００３３】
遊星歯車のＡ２１の回転軸を保持するようにキャリアＡ２３が設けられる。キャリアの前部には、太陽歯車Ａ２４が設けられる。
【００３４】
太陽歯車Ａ２４と噛合するように、複数の遊星歯車Ｂ２５が設けられる。遊星歯車Ｂの数はいくつであっても良い。
【００３５】
遊星歯車Ｂ２５と噛み合うように、前後方向に移動可能なリングギヤB２６が設けられる。リングギヤＢ２６は、前方位置では、ギヤケース１９と突起２７と外周が係合し、回転不能になる。リングギヤＢ２６は、後方位置では、ギヤケース１９と突起と外周が係合せず、回転できるようになる。
【００３６】
遊星歯車２５の回転軸を保持するようにキャリアＢ２８が設けられる。ギヤリアＢの前方の歯車は、複数の遊星歯車Ｃ２９と噛み合う。
【００３７】
ピニオン２０、遊星歯車２１、リングギヤA２２、キャリアＡ２３、太陽歯車Ａ２４及び遊星歯車Ｂ２５は、ギヤケース１９に収容されるように、配置されている。
【００３８】
遊星歯車Ｃ２９と噛み合うように、リングギヤＣ３０が設けられている。
【００３９】
リングギヤＣ３０の前面には、図示しない凹凸が設けられている。この凹凸と係合するように、ニードル３１が設けられている。ニードル３１は６つ設けられている。この他の数であっても良い。
【００４０】
ニードル３１は、前方からコイルスプリング３２により弾性力を受けている。また、ニードルは、スピンドルケース３４に設けられる６つの穴３４Ｂに挿入され、後方より突出している。
【００４１】
コイルスプリング３２の前方は、ナット３３により保持されている。
【００４２】
ナット３３の内周には、第１のネジが切ってある。
【００４３】
スピンドルケース３４には、第１のネジと螺合するように、第２のネジが切ってある。なお、スピンドルケース３４は、モータハウジング１Ａに固定されている。
【００４４】
スピンドルケース３４には、軸受８Ｃが設けられており、軸受８Ｃによってスピンドル３５が回転可能に保持されている。
【００４５】
ナット３３と回転不能にクラッチリング５０が設けられている。
【００４６】
スピンドル３５の前方には、先端工具保持部４０が設けられている。先端工具保持部４０には、先端工具把握部４０Ａが設けられており、図示しない先端工具を保持できるようになっている。
【００４７】
モータハウジング１Ａの上部には、変速スイッチ３６が設けられており、リングギヤB２６を前方、後方へと移動することができるようになっている。これによって、ロータ４Ｂの回転と、先端工具４０の回転の比率を変更できるようになっている。
【００４８】
ハンドルハウジング１Ｂの前方上部には、トリガ３が設けられている。トリガ３の後方には、スイッチ部３Ａが設けられている。
【００４９】
トリガ３と回路基板５を電気的に接続するように、コードＡ１３が設けられている。
【００５０】
グリップハウジング１Ｂの下方には、バッテリ接続ハウジング１Ｃが設けられている。バッテリ接続ハウジング１Ｃの内部には、制御回路基板１０が設けられている。制御回路基板から、ライト１１までコードで電気的に接続されている。ライト１１は、先端工具保持部４０付近を照らすことができるようになっている。
【００５１】
回路基板５と、制御回路基板１０とは電気的にコード１４によって接続されている。又、スイッチ部３Ａと、制御回路基板とは電気的にコード１２によって接続されている。
【００５２】
バッテリ接続ハウジング１Ｃの下方より端子が突出しており、この端子とバッテリ２が接続している。バッテリ２の内部のバッテリセルから端子を介して、モータへと電力が供給できるようになっている。
【００５３】
バッテリ２は、操作部２Ａを操作することによって、バッテリ接続ハウジング１Ｃから取り外し可能になっている。
【００５４】
図２及び図３を参照して、クラッチリング５０を回転させることによる動作について説明する。クラッチリング５０を回転させると、クラッチリングの後方に固定されるクラッチリング接続部が回転する。クラッチリング接続部５１に固定されているナット３３も回転する。ナット３３とスピンドルケース３４はネジによって螺合しているので、クラッチリング５０の回転により、ナット３３が回転することにより、ナット３３は後方へと移動する（図３参照）。
【００５５】
図２のようにナット３３が、前方にある場合には、コイルスプリング３２の圧縮量が小さい。このため、コイルスプリング３２によりリングギヤＣ３０を押し付ける力は、弱い。
【００５６】
図３のようにナットが後方へと移動した場合には、コイルスプリング３２の圧縮量が大きい。このため、コイルスプリング３２によりリングギヤＣ３０を押し付ける力は、強い。
【００５７】
リングギヤＣは、ニードル３１によって、回転不能に保持されているが、コイルスプリングによりリングギヤＣ３０を押し付ける力が弱い場合であって、先端工具からの反力が大きい場合には回転する。このため、先端工具が回転することができなくなる。
【００５８】
コイルスプリングによりリングギヤＣ３０を押し付ける力が強い場合には、先端工具からの反力が大きい場合にも回転しない。このため、先端工具を回転し続けることができる。
【００５９】
図４は、図２のＡ−Ａ線矢視図である。この図に示されるように、モータハウジング１Ａの内周面と、スピンドルケース３４の外周面に挟まれるように、クリックスプリング３７は設けられている。このため、クリックスプリング３７が、径方向外側へと移動することがない。なお、スピンドルケース３４の穴部３４Ｂが６つ図示されている。又、スピンドルケース３４の内部には、スピンドル３５が回転可能な状態で配置されている。
【００６０】
図５は、クリックスプリング３７の平面図である。クリックスプリング３７には凸部３７Ａが設けられている。また、穴部３７Ｄが設けられている。
【００６１】
図６に、クリックスプリング３７の正面図を示す。穴部３７Ｄから凸部３７Ａに向かう間に、変曲点３７Ｃが設けられている。変曲点３７Ｃよりも穴部３７Ｄ側では、ほぼ円弧状になっており、変曲点３７Ｃよりも凸部３７側では、ほぼ直線状になっている。このため、この直線状の部分が円弧状になっている場合よりも、凸部３７Ａが径方向外側に位置するようになっている。このように凸部の位置を径方向外側に配置したので、後述する凹部５１Ａと、凸部３７Ａとがしっかりと係合するようになる。
【００６２】
図２のＢ−Ｂ線矢視図を図７に示す。クラッチリング５０に回転不能に固定されるクラッチリング接続部５１には、凹部５１Ａが複数個設けられている。凹部５１Ａのうちの１つに凸部３７Ａが係合している。なお、クラッチリング５０及びクラッチリング接続部５１をクラッチリング部という。
【００６３】
クリックスプリング３７は、穴部３７Ｄを介してスピンドルケース３４に固定されている。スピンドルケースには、凸部３４Ｄが設けられており、その凸部３４Ｄに、穴部３７Ｄが挿入されている。また、スピンドルケース３３４の中心部には、穴部が形成されており、スピンドル３５が回転可能に配置されている。スピンドルケース３４の外周であって、クリックスプリング３７が配置される部分には、凹部３４Ｃが設けられており、クリックスプリング３７が変形した際に、スピンドルケース３４と当接しないように構成されている。
【００６４】
図８にクラッチリング５０を時計回りに回転させることにより、クラッチリング接続部５１を時計回りに回転しようとする際のクリックスプリング３７とクラッチリング接続部５１との力の関係を示す。なお、図中に示すとおり、矢印Ｃの方向にクラッチリング接続部５１が回転する。クラッチリング接続部５１を回転させることにより、クラッチリング接続部５１の凹部５１Ａの第１の接触部５１Ａ１が、クリックスプリング３７の第１の接触部３７Ａ１と接触する。この際に、回転中心３７Ｅを回転中心として、クリックスプリング３７は矢印Ｄに示すような方向への力を第１の接触部５１Ａ１から受ける。この際に、クラッチリング接続部５１に与えなければならないモーメントは、時計回りに回転させる力Ｐ１に、回転中心３７Ｅから第１の接触部３７Ａ１までの力Ｐ１と直交する向きの距離Ｌ１を掛けたものである。このため、時計回りに回転させる場合には、弱い力でクラッチリング接続部５１を回転させることができる。このため、クラッチリング５１を弱い力Ｐ１で回転させることができる。
【００６５】
なお、図９にクラッチリング接続部５１を回転した際の図を示す。凸部３７Ａが、凹部５１Ａと係合しない状態となっている。
【００６６】
図１０に、クラッチリング５０を反時計回りに回転させることにより、クラッチリング接続部５１を反時計回りに回転しようとする際のクリックスプリング３７とクラッチリング接続部５１との力の関係を示す。なお、図中に示すとおり、矢印Ｅの方向にクラッチリング接続部５１が回転する。クラッチリング接続部５１を回転させることにより、クラッチリング接続部５１の凹部５１Ａの第２の接触部５１Ａ２が、クリックスプリング３７の第１の接触部３７Ａ１と接触する。この際に、回転中心３７Ｅを回転中心として、クリックスプリング３７は矢印Ｄに示すような力を第２の接触部５１Ａ２から受ける。この際に、クラッチリング接続部５１に与えなければならないモーメントは、反時計回りに回転させる力Ｐ２に、回転中心３７Ｅから第２の接触部３７Ａ２までの力Ｐ２と直交する向きの距離Ｌ２を掛けたものである。このため、反時計回りに回転させる場合には、強い力でクラッチリング接続部５１を回転させなければならない。このため、クラッチリング５１を強い力で回転させることができる。
【００６７】
なお、図１１にクラッチリング接続部５１を回転した際の図を示す。凸部３７Ａが、凹部５１Ａと係合しない状態となっている。
【００６８】
図７に示すように、クリックスプリング３７は、凸部３４Ｄにより保持されるような片持ちにより、スピンドルケース３４に保持される。このため、クリックスプリングの凸部からクリックスプリングの保持部までの距離を大きくすることができる。このため、力がかかる凸部から保持部までの距離が大きくなり、クリックスプリングが塑性変形によって破損することが少なくなる。
【００６９】
以上のように構成された電動のドライバドリル１の動作について説明する。
【００７０】
バッテリ２が充電された状態で、バッテリ接続部１Ｃに接続された状態で、トリガ３を引き込み操作すると、バッテリのセルから、ブラシレスモータ４へと電力が供給される。ブラシレスモータ４に電力が供給されると、ブラシレスモータ４のステータ４のコイル４Ａ１には、ＦＥＴ６を介して電力が供給されることとなる。
【００７１】
コイル４Ａ１に通電されると、コイル４Ａ１による磁界によって、永久磁石が設けられるロータ４Ｂが回転する。ロータ４Ｂに固定されている回転軸４Ｂ２が回転する。これによって、順に回転が伝達され、複数の遊星歯車Ｃ２９が回転する。先端工具保持部４０の把握部４０Ａに先端工具を保持した状態で、先端工具をネジ等の締付け材と係合した状態で、木材などの被締付け材に締付けを開始する。
【００７２】
前記したように、ニードル３１によりリングギヤＣ３０は、後方へと押し付けられている。図２に示すように、ナット３３が前方にある場合には、ニードル３１を後方へとコイルスプリング３２により押し付ける力が弱い。このため、ネジ等の締付け材から先端工具保持部４０へと伝わるトルクが、コイルスプリング３２の弾性力によりニードル３１を介してリングギヤＣ３０を回転方向へと保持するトルクよりも大きくなった場合には、リングギヤＣ３０が回転を始める。このため、複数の遊星歯車Ｃ２９が自転を始めることとなり、先端工具保持部４０が回転しないようになる。また、図３に示すように、クラッチリング５０を回転させることにより、ナット３３を後方へと移動させた場合には、ニードル３１を後方へとコイルスプリング３２により押し付ける力が強い。このため、図２に示す場合よりも先端工具保持部４０が回転しないようになるトルクが大きくなる。
【００７３】
トリガ３を操作することにより、先端工具保持部４０を回転させると、不意にクラッチリング接続部５１を介して、クラッチリング５０が不意に回転する場合があった。これは、コイルスプリング３２による弾性力が、ナット３３を前方方向へと弾性力を与えるために、ナット３３が回転するためであった。
【００７４】
このクラッチリング５０が不意に回転することを少なくするために、クリックスプリング３７を片持ちにし、図２に示すように、矢印Ｃ方向の時計回りにクラッチリング５０が回転する場合には、弱い力Ｐ１で回転できるようにした。又、図３に示すように、矢印Ｅ方向の時計回りにクラッチリング５０が回転する場合には、強い力Ｐ２で回転できるようにした。
【００７５】
このため、コイルスプリング３２によりナット３３を介してクラッチリング接続部５１を反時計回りに回転させる場合には、クリックスプリング３７からクラッチリング接続部５１を回転させる力Ｐ２を大きくなる。このため、不意にクラッチリング接続部５１を介してクラッチリング５０が回転することが少なくなる。
【００７６】
なお、作業者がクラッチリング５０を時計回りに回転させる場合には、弱い力Ｐ１でクラッチリングを回転させることができ、作用者の作業性を向上させることができる。
【００７７】
なお、本実施形態では、片持ちにより、クリックスプリングの時計回り方向と、反時計回り方向と、へのクラッチリング５０を回転させる際のクラッチリングの保持力を異なるように構成したが、この他の形態であっても良い。
【００７８】
例えば、両持ちでクリックスプリングを保持する構成であっても、時計回り方向と、反時計回り方向でのクリックスプリングの保持力を異なるように構成しても良い。具体的には、一部のクリックスプリングの幅を小さくしても良い。クリックスプリングの厚さを薄くしても良い。
【００７９】
また、本実施形態においては、クラッチリングと別体に後方に固定されるクラッチリング接続部によって、クリックスプリングの凸部と係合するようにしたが、クラッチリングによってクリックスプリングの凸部と係合するようにしても良い。
【符号の説明】
【００８０】
１  ドライバドリル、２  バッテリ、３  トリガ、４  ブラシレスモータ、２９  遊星歯車Ｃ、３０  リングギヤＣ、３１  ニードル、３２  コイルスプリング、３３  ナット、３４  スピンドルケース、３５  スピンドル、３７  クリックスプリング、４０  先端工具保持部
【図１】
2011031335.tif 000003
【図２】
2011031335.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2011031335.tif 000009
【図８】
2011031335.tif 000010
【図９】
2011031335.tif 000011
【図１０】
2011031335.tif 000012
【図１１】
2011031335.tif 000013
【図１２】
2011031335.tif 000014
【図１３】
2011031335.tif 000015